Высшее образование


Газообразная охлаждающая среда



Pdf көрінісі
бет32/150
Дата05.09.2023
өлшемі4.17 Mb.
#476602
түріУчебник
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   150
КНИГА 16 Bolshakov Holod

Газообразная охлаждающая среда. В холодильной обработке и хранении 
продовольственных товаров распространение получила воздушная среда как наиболее 
безопасная, технологичная и экономичная. 
В комбинации с воздухом в качестве газовой охлаждающей среды на практике 
применяют также диоксид углерода, азот, модифицированную и регулируемую газовую 
среду. 
Атмосферный воздух— это базовая смесь сухого воздуха и водяных паров. В состав 
сухого воздуха входят азот (78 %), кислород (21 %), углекислый газ (0,02 — 0,03%), а также 
аргон, неон, гелий, водород. Количество водяного пара, содержащегося в 1 м
3
воздуха, может 
колебаться от долей грамма до нескольких десятков граммов, что зависит от его 
температуры. Водяной пар в 1,6 раза легче воздуха. 
Основными физическими величинами, характеризующими воздух как 
охлаждающую среду, являются температура, относительная влажность, парциальное 
давление насыщенных паров, скорость движения воздуха. 
Температура — термодинамическая величина, характеризующая тепловое 
состояние тела и определяющая степень его нагретости. Прямо пропорциональна 
кинетической энергии теплового движения молекул. 
Относительная влажность воздуха характеризует степень его насыщения 
водяными парами и измеряется как отношение количества водяного пара, содержащегося в 1 
м
3
воздуха, к максимальному количеству водяного пара, которое может содержаться в этом 
объеме при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах или 
относительных единицах. 
Большинство продуктов животного и растительного происхождения содержит 
значительное количество воды, причем до 90 % ее находится в свободном виде в 
межклеточных пространствах и в составе ткани в виде мельчайших капель. Такая вода легко 
удаляется из продукта и так же легко поглощается им, поэтому в камерах холодильной 
обработки и хранения воздух имеет высокую относительную влажность. Она 
устанавливается в зависимости от соотношения влагопритоков от продуктов, через 
ограждения, дверные проемы и влагоотвода (конденсации) на охлаждающих приборах. 
С повышением температуры воздуха увеличивается его влагоудерживающая 
способность. Поскольку вне камеры температуры обычно выше, то содержание влаги и 
парциальное давление также более высокие. Под действием разности парциальных давлений 
поток влаги через ограждающие конструкции направлен внутрь камер, а холодный воздух, 
содержащий меньшее количество водяных паров, — наружу. Соотношение количества 
влаги, поступившей в камеры вместе с теплым воздухом и ушедшей с холодным, определяет 
величину тепло- и влагопритока. 
При естественных условиях парциальное давление насыщенных паров над 
поверхностью продуктов, как правило, выше, чем в воздухе холодильной камеры, что 
вызывает перенос влаги от продукта к воздуху и потерю массы продукта (усушку). 
Перенос влаги вследствие испарения зависит и от скорости движения воздуха. При 
контакте с приборами охлаждения воздух, насыщенный водяными парами, отдает часть 
влаги, которая оседает на них в виде капель или инея. Процесс этот носит постоянный 
характер. Соотношение между количеством влаги, поступившей к воздуху в камере и 


49 
отданной воздухом теплоотводящим охлаждающим поверхностям, определяет 
установившееся значение относительной влажности воздуха в камере. 
Масса испарившейся влаги G, кг, может быть определена по разности парциальных 
давлений у поверхности продукта и в окружающей среде: 
G =
β (P – P'φ) Fτ, 
где β — коэффициент испарения, кг/(м
2
·
Па·с); Р — парциальное давление насыщенного пара 
у поверхности продукта, Па; Р' — парциальное давление насыщенного пара в окружающей 
среде, Па; φ — относительная влажность воздуха в холодильной камере; F — площадь 
испаряющейся поверхности, м
2

τ — продолжительность процесса испарения, с. 
В камерах длительного хранения продуктов поддерживают оптимальное значение 
относительной влажности путем автоматического регулирования количества водяного пара, 
подаваемого в камеру. 
Газообразный диоксид углерода может применяться при всех методах холодильной 
обработки, а также в сочетании с другими методами консервирования. 
При атмосферном давлении диоксид углерода тяжелее воздуха, он имеет меньшую 
удельную теплоемкость — соответственно 0,837 и 1,0006 кДж/(кг·К) и коэффициент 
теплопроводности соответственно 0,0137 и 0,0242 Вт/(м·К). Плотность сухого льда 1,4—1,5 
кг/дм
3
, а объемная холодопроизводительность — в три раза выше, чем водяного. При 
помощи диоксида углерода можно получить широкий диапазон температур, а в смеси с 
эфиром до -100°С. 
На диаграмме равновесия фаз диоксида углерода (рис. 16) видны три линии, 
выходящие из одной точки а, называемой тройной. При параметрах, соответствующих этой 
точке = 5,28 • 10
-5
Па, t= -56,6 °С), диоксид углерода может находиться сразу в трех 
состояниях, а ниже 5,28 · 10
-5
Па — только в твердом и газообразном. Это означает, что если 
к твердому диоксиду углерода подвести теплоту при давлении, меньшем указанного, то он 
перейдет в газообразное состояние, минуя жидкую фазу (сублимация). При дросселировании 
диоксида углерода с давления 2—3 МПа до атмосферного можно получить струю 
газообразной и мелкодисперсной (в виде снега) смеси температурой -79 °С. При 
разбрызгивании ее в камере и на продукты дополнительно создается сильная циркуляция и 
за счет испарительного эффекта отводится теплота, что способствует ускорению 
охлаждения. Диоксид углерода тормозит развитие микроорганизмов, что способствует 
созданию консервирующего эффекта при хранении продуктов. Степень его воздействия 
зависит от концентрации, температуры среды и вида микроорганизмов. 
Рис. 16. Диаграмма равновесия фаз диоксида углерода: 
1 — 
парообразная; — твердая; 3 — жидкая; а — тройная точка 
Холодильное хранение продуктов в сочетании с диоксидом углерода задерживает 
развитие плесневых грибов, бактерий, а эффективность процесса хранения определяется его 
температурой. Консервирующее действие диоксида углерода усиливает поваренная соль. 
Кроме того, он обладает хорошей растворимостью в жирах и продуктах с высоким 
содержанием жира, где находится в свободном состоянии, а при перемещении продукта в 


50 
обычную среду легко выделяется. Растворяясь в жире, диоксид углерода вытесняет из него 
кислород, что способствует замедлению окисления жира при длительном хранении. 
Перспективно применение диоксида углерода для замораживания мяса в полутушах, 
охлаждения и замораживания мяса после обвалки в парном виде, охлаждения и 
замораживания мяса птицы, замораживания полуфабрикатов и формования фаршевых 
изделий, упаковки продуктов в среде диоксида углерода, охлаждения транспортных средств, 
реализации мороженого и т.д. 
Газообразный азот для охлаждения и замораживания продуктов получают из 
жидкого азота, который хранится в специальных резервуарах при давлении несколько выше 
атмосферного. Жидкий азот имеет температуру кипения -195,8 °С и в газообразном виде 
позволяет понижать температуру в охлаждаемом объеме очень быстро и в широком 
диапазоне. Поскольку воздух на 78 % состоит из азота, физические свойства этих газов 
различаются мало. Так, азот имеет несколько меньшие плотность и коэффициент 
теплопроводности, а теплоемкость выше. Теплота фазового превращения примерно в три 
раза ниже, чем у диоксида углерода. При охлаждении продуктов средний расход 
газообразного азота составляет 1 — 1,2 кг на 1 кг продукта, а с учетом сравнительно высокой 
стоимости его применяют для хранения особо ценных Продовольственных товаров (либо 
при отсутствии энергии). В тоже время его применение достаточно эффективно при 
предварительном охлаждении плодов и транспортировании безмашинным холодильным 
транспортом. При охлаждении, транспортировании и хранении продуктов принимают меры 
для предотвращения подмораживания. С этой целью газ низкой температуры в специальном 
резервуаре перемешивают с газом из охлаждаемого помещения, понижая его температуру до 
необходимой. При использовании газообразного азота, так же как и диоксида углерода, резко 
сокращается содержание кислорода, что тормозит развитие микроорганизмов и 
окислительные процессы. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   150




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет