ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

89 
где g
1
, g
2
, ..., g
n
— 
массовые доли компонентов; с
1
, 
с
2
, ..., 
с
n
— 
удельные теплоемкости 
компонентов, Дж/(кг • К). 
Продукты условно считаются двухкомпонентными системами, состоящими из воды 
и сухих веществ, тогда удельную теплоемкость определяют по формуле, Дж/(кг · К), 

с = c
B
W+ c
c 
(1 - W), (37) 
где с
в
, с
с
— 
удельные теплоемкости соответственно воды и сухих веществ, Дж/(кг • К); W,
(1 - W) — 
массовые доли соответственно воды и сухих веществ. 
Теплоемкость сухих веществ большинства продуктов животного происхождения 
колеблется от 1,34 до 1,68 кДж/(кг • К), растительных составляет около 0,91 кДж/(кг • К). 
При отсутствии экспериментальных данных эти значения можно применять для оценки 
теплоемкости продуктов. 
Изменение удельной теплоемкости продуктов в интервале температур 
замораживания определяется в основном начальным их влагосодержанием и количеством 
вымороженной воды. Теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю 
при абсолютном нуле температуры (третий закон термодинамики). 
Теплопроводность — один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты 
имеет атомно-молекулярный характер. Явления теплопроводности возникают при разности 
температур между отдельными участками тела (продукта). Количественно теплопроводность 
характеризуется коэффициентом теплопроводности и измеряется в Вт/(м · К). 
Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, переносимому 
через единицу площади поверхности в единицу времени, при градиенте температуры, 
равном 1: 

λ = λ
B
 W + 
λ
C
 (1 – W), (38) 
где λ
B
— 
коэффициент теплопроводности воды, равный 0,6 Вт/(м · К); λ
C
— 
коэффициент 
теплопроводности сухих веществ, равный 0,26 Вт/(м • К). 
Теплопроводность продуктов с понижением температуры остается практически 
постоянной до начала замерзания и зависит только от влагосодержания, а затем 
увеличивается, так как коэффициент теплопроводности льда в четыре раза больше, чем 
воды. 
Значения коэффициента теплопроводности, рассчитанные по формулам, являются 
приближенными, поэтому ими пользуются только при отсутствии экспериментальных 
данных. 
При охлаждении и замораживаний продуктов, как и при их нагревании, действуют 
механизмы переноса продуктом тепловой энергии — температуропроводность. В 
результате в продукте перемещается температурный фронт. Скорость этого перемещения 
характеризуется коэффициентом температуропроводности 

а = λ /сγ, (39) 
где а — коэффициент температуропроводности продукта, м
2
/с; λ — коэффициент 
теплопроводности продукта, Вт/(м • К); с — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг • К);
γ — плотность продукта, кг/м
3
. 
При положительных температурах температуропроводность продукта практически 
неизменна, но с началом льдообразования она резко уменьшается. Это вызвано выделением 
теплоты кристаллизации. При дальнейшем понижении температуры вследствие роста 
теплопроводности и уменьшения теплоемкости температуропроводность увеличивается и 
достигает постоянного значения, когда вода полностью переходит в лед. 
Энтальпия — однозначная функция состояния термодинамической системы, часто 
называемая тепловой функцией или теплосодержанием, измеряется в Дж/кг. Данными об 
изменении энтальпии продовольственных продуктов в холодильной технологии пользуются 

90 
обычно для определения отведенной или подведенной теплоты при холодильной обработке 
продуктов. Энтальпию отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно -20 °С), 
при которой ее значение принимается за 0. 
Криоскопической температурой называют температуру начала замерзания жидкой 
фазы продуктов. Тканевый сок продовольственных продуктов представляет собой 
диссоциированный коллоидный раствор сложного состава, которому соответствует 
криоскопическая температура -0,5...-5°С. 
Плотность — отношение массы продукта к его объему. При замораживании 
плотность продукта уменьшается (на 5 — 8 %), поскольку вода в тканях, превратившись в 
лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства 
скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м
3
. 
Равновесное давление пара над поверхностью продукта Р
п
 
из-за содержания во влаге 
продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного 
пара Р
н
 
при той же температуре даже при полном насыщении. 
Отношение давления пара воды, содержащейся в продукте, к давлению пара чистой 
воды (или льда) при той же температуре называется относительным понижением давления 
водяного пара: 
a
W 
=P
П
 / P
H
, (40) 
где a
W
 — 
коэффициент термодинамической активности воды, называемый иногда величиной 
водной активности. 
Эта величина, выраженная в процентах (a
W 
= 
100%), определяет равновесную 
относительную влажность, т.е. относительную влажность воздуха, при которой продукт не 
теряет и не получает влаги. Величина равновесной относительной влажности зависит от 
природы продукта и является функцией его температуры, т.е. гигротермической 
характеристикой продукта. 

жүктеу/скачать 4.17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: