182
находящегося в воздухе при максимальной температуре
t
в.max
и минимальной влажности
φ
в.min
.
Для определения тепловой и влажностной нагрузки на установку
кондиционирования рассчитывают теплоприток к продукту
Q
про
и
влагоотток от продукта
W
npo
.
Теплоприток
Q
npo
характеризует среднее количество теплоты, подводимой к
размораживаемому продукту в единицу времени. Но процесс размораживания
характеризуется значительной неравномерностью подвода теплоты, так как ее количество,
необходимое для размораживания продукта в различные периоды, непостоянно.
В период неустановившегося режима количество теплоты,
необходимой для
нагревания всего объема продукта и размораживания его поверхностных слоев,
максимально. При установившемся режиме теплота расходуется в основном на
размораживание внутренних слоев продукта. При этом ее количество значительно
уменьшается и в конце процесса составляет 0,15 — 0,2 от
Q
npo
.
Неравномерность подвода
теплоты можно учесть с помощью поправочных коэффициентов
Q
про1
= Q
про
m
τ1
;
Q
про2
= Q
npo
m
τ2
,
где
Q
про1
и
Q
про2
-
средний теплоприток к продукту в периоды
неустановившегося и установившегося режимов размораживания, кВт;
т
τ1
, т
τ2
—
поправочные коэффициенты, учитывающие неравномерность теплопритока.
При размораживании мясных полутуш с использованием
принудительной
циркуляции воздуха и продолжительностью процесса τ = 16 —24 ч средние значения
поправочных коэффициентов равны:
т
τ1
= 2,2 — 2,5;
т
τ2
= 0,28 — 0,5.
Расчет тепло- и влагопритоков от других источников (через ограждающие
конструкции, от электродвигателей и др.), тепловой и влажностной нагрузок, а также расчет
и подбор кондиционирующих устройств выполняют по определенной методике [4].
Удельную мощность, необходимую для размораживания единицы объема продукта,
при микроволновом энергоподводе рассчитывают по формуле, Вт/см
3
,
N
уд
= 0,556 • 10
-12
Е
2
f
ε' tgδ, (97)
где
Е — напряженность переменного электрического поля, В/см;
f — частота электрического
поля, Гц; ε' — диэлектрическая проницаемость продукта; tgδ — тангенс угла
диэлектрических потерь.
Произведение ε' tgδ называют коэффициентом диэлектрических потерь.
Следовательно, мощность микроволнового нагрева пропорциональна квадрату
напряженности переменного электрического поля, частоте поля и коэффициенту
диэлектрических потерь, зависящему от свойств обрабатываемых продуктов. Из
формулы
(97) следует, что чем больше частота электрического поля, тем большая часть подводимой
энергии преобразуется в тепловую. Но, с другой стороны, выбор частоты зависит от
размеров продуктов. С увеличением частоты уменьшается глубина проникновения
микроволновой энергии в продукты. Эта глубина зависит также от диэлектрических свойств
продуктов, которые характеризуются коэффициентом диэлектрических потерь.
Практически коэффициент диэлектрических потерь характеризует скорость
поглощения электромагнитной энергии различными продуктами. Различия в скорости
поглощения электромагнитных волн наблюдаются даже у одного и того же продукта,
находящегося в замороженном и размороженном состояниях. Это обусловлено тем, что
диэлектрическая проницаемость воды (ε' = 81 при 20 °С)
больше диэлектрической
проницаемости льда (ε' = 74,6 при 0 °С).
Обычно коэффициент диэлектрических потерь остается незначительным до начала
таяния льда. Затем он увеличивается в зоне таяния льда в связи с высоким содержанием воды
в продуктах (примерно 70 — 90 %). Кроме того, при таянии льда соли и другие вещества,
присутствующие в продуктах, способствуют увеличению коэффициента диэлектрических
потерь в связи с увеличением диэлектрической проницаемости ε' и тангенса угла tgδ. Так,
например, при частоте электрического поля
f = 1000 МГц коэффициент диэлектрических
потерь говядины равен 1,3 при температуре -10 °С и 22 при температуре +10 °С.
183
Значительное влияние на изменение величины коэффициента диэлектрических
потерь в размораживаемых продуктах оказывает также присутствие жира. С увеличением
содержания жира коэффициент уменьшается и, следовательно, уменьшается эффективность
нагрева.
Анализ различных методов
размораживания показывает, что при применении
любого теплоносителя (воздух, вода) ускорение процесса ограничено. При размораживании
пищевых продуктов, замороженных в блоках, для промышленных целей по общепринятой
ускоренной технологии нагревания за счет тепловой конвекции воздуха или подогревания
водой возможны загрязнение и порча продуктов.
Совершенствование техники размораживания связано с изменением методов
обработки, необходимостью дальнейшей интенсификации процесса, созданием конструкций
агрегатов непрерывного действия. При этом важнейшим условием должно быть
максимальное сохранение исходного качества.
Анализ существующих способов и опыт зарубежных фирм по использованию СВЧ-
энергии для размораживания блоков мяса и других пищевых продуктов показали
преимущества
данного способа перед другими, которые выражаются в экономии
производственных площадей; точном регулировании конечной температуры внутри
продукта; простоте обслуживания установки; уменьшении трудовых затрат благодаря
размораживанию пищевых продуктов в упаковке.
Оценка качества и санитарного состояния готовой продукции показала, что СВЧ-
размораживание позволяет уменьшить потери белковых веществ и витаминов,
предотвратить
развитие микрофлоры, улучшить нежность мяса, что особенно важно при производстве из
размороженного сырья вареных колбасных изделий. Отмечено также увеличение времени
хранения и срока реализации пищевых продуктов из сырья, размороженного с помощью
СВЧ-энергии.
Выбор способа размораживания и устройств для его осуществления определяется
мощностью предприятия, его возможностями и видом обрабатываемого продукта.
Достарыңызбен бөлісу: