Тарау. Тамақ өнімдерін суықпен өңдеу кезіндегі жылу-физикалық қасиеттерінің өзгеруі және жылу мен массаалмасулары

3.1. Тамақ ө німдерінің жылу физикалық параметрлер і

Тамақ ө німдерінің жылуфизикалық параметрлеріне меншікті жылу сиымдылығ ы, жылуө ткізгіштік, температура ө ткізгіштік, энтальпия, криоскопиялық температура, тығ ыздық, бу қ ысымының тепе-тең дігін жатқ ызуғ а болады [1-10, 14, 23].

Меншікті жылу сиымдылық - 1кг затты 1К –ге дейін суытуғ а немесе жылытуғ а қ ажетті жылу мө лшеріне тең шаманы айтады. Егер тамақ ө німдерінің қ ұ рамы мен кейбір қ оспаларының меншікті жылу сиымдылығ ы белгілі болса, онда ө німнің меншікті жылу сиымдылығ ын (с) аддитивті заң ы бойынша есептейді:

С=g₁c₁+g₂c₂+ …..+g_nc_n (3.1)

мұ ндағ ы: g_1, g_{2, +}g_n- қ оспалардың салмақ тық ү лесі; c_1, c₂+c_n- қ оспалардың меншікті жылу сиымдылығ ы, Дж/(кг·К);

Ө німдер қ ұ рамында су жә не қ ұ рғ ақ заттар болса, онда ө нім шартты тү рде екі компонентті болып есептеледі. Оның меншікті жылу сиымдылығ ын келесі формуламен анық тайды, Дж/(кг·К)

С= C_в∙ W+C_c ∙ (1-W) (3.2)

мұ ндағ ы: C_в, C_c- су мен қ ұ рғ ақ заттың меншікті жылу сиымдылығ ы, Дж/(кг·К); W, (1-W)- су мен қ ұ рғ ақ заттардың салмақ тық ү лесі.

Жануар ө німдерінің қ ұ рғ ақ заттарының жылу сиымдылығ ы 1, 34 дейін 1, 68 кДж/(кг·К) аралығ ында болады, ө сімдік ө німдерінің жылу сиымдылығ ы 0, 91 кДж/(кг·К) қ ұ райды. Сынақ мә ндері жоқ болса, онда бұ л шамаларды ө німнің жылу сиымдылық бағ асы ретінде алуғ а болады.

Ө німдегі меншікті жылу сиымдылығ ынң ө згерісін мұ здату температурасы аралығ ында оның қ ұ рамында ылғ ал мен мұ здатылғ ан су мө лшерінің бар болуымен анық тайды. Жылу сиымдылық температураның тө мендеп, оның нө лге тең ескен кезінде жойылады (термодинамиканың ү шінші заң ы).

Жылу ө ткізгіштік - атом-молекулалы сипаты бар жылуды берудің ө німнің бетіндегі температуралардың айырмасы болғ ан кезде байқ алады. Жылу ө ткізгіштік саны жылу ө ткізгіштік коэффициентімен сипатталады да, Вт/(м·К) мә німен ө лшенеді.

Жылу ө ткізгіштік коэффициенті градиент температурасы кезінде ө німнің беттік ауданынан алынатын жылу санына тең.

λ =λ _в ∙ W+λ _c ∙ (1- W) (3.3)

мұ ндағ ы: λ _В- судың жылу ө ткізгіштік коэффициенті, λ _В = 0, 6 Вт/(м·К)- ғ а тең; λ _c- қ ұ рғ ақ заттардың жылу ө ткізгіштік коэффициенті, ол λ _c = 0, 26 Вт/(м·К)-ғ а тең.

Ө німнің жылу ө ткізгіштігі температура тө мендеген сайын мұ здатуғ а дейін оның ылғ ал бар болуына байланысты да, сосын мұ з жылу ө ткізгіштік коэффициенті су жылу ө ткізгіштігіне қ арағ анда тө рт есе ұ лғ айғ андық тан, ол шама ө седі.

Формуламен есептелген жылу ө ткізгіштік коэффициентінің мә ні жуық болып саналады да, сондық тан зерттеу мә ндері болмағ ан кезде ғ ана пайдаланылады.

Ө німдерді жылытқ ан кездегі сияқ ты оларды суыту немесе мұ здатқ ан кезде жылу энергиясының алмасу механизмі жү реді, оны температура ө ткізгіштік деп атайды. Соның салдарынан ө німде температура ұ рысы айғ ақ талады. Бұ л алмасудың жылдамдығ ы температура ө ткізгіштік коэффициентімен анық талады.

a = (3.4)

мұ ндағ ы: a - ө німнің температура ө ткізгіштік коэффициенті, м²/с; λ -ө німнің жылу ө ткізгіштік коэффициенті, Вт/(м·К); c -ө німнің жылу сиымдылығ ы, Дж/(кг·К); ρ - ө нім тығ ыздығ ы, кг/м^3..

Оң температура болғ ан кезде ө німнің температура ө ткізгіштігі ө згеріссіз болады, бірақ мұ з тү зілу азаяды. Бұ л кристалдан жылудың бө лінуінен болады. Одан ә рі температураның тө мендеуі кезінде жылу ө ткізгіштік ө седі жә не жылусиымдылық тө мендегенде температура ө ткізгіштік жоғ арылайды, су толығ ымен мұ зғ а айналады жә не тұ рақ ты шамағ а ие болады.

Энтальпия- термодинамикалық жү йе кү йінің бір функциясы, оны жылулық немесе жылу ұ стағ ыш деп атайды. Ө німді суық пен ө ң деу кезінде берілетін жә не шығ атын жылуды анық тау ү шін қ олданады. Энтальпияның бастапқ ы температурасы -20⁰С кезінде анық тайды, оның шамасы 0-ге тең деп қ абылдайды.

Криоскопиялық температура- ө німдердегі сұ йық фазаның бастапқ ы қ ату температурасы болып табылады. Тамақ ө німдеріндегі ұ лпа шырындары диссоцияланғ ан коллоидты ерітінді ретінде кү рделі қ ұ рамнан тұ рады, оның криоскопиялық температурасы -0, 5÷ -5, 0⁰С тең.

Тығ ыздық - ө німнің салмағ ының кө леміне қ атынасы деп біледі. Мұ здату кезінде ө німнің тығ ыздығ ы 5-8% тө мендейді, ұ лпадағ ы су мұ зғ а айналғ ан кезде, белгісіз массағ а дейін кө лемі ө седі. Тез бұ зылатын ө німдердің тығ ыздығ ы 1000 кг/м³ –ғ а тең.

Ө нім бетіндегі су буының қ ысымының P_{ө н} таза су буының қ ысымына Р_су қ атынасын cудың белсенділік кө рсеткіші деп атайды

а_w = Р_{ө н}/Р_су (3.5)

Бұ л кө рсеткіштің шамасы 0-ден 1-ге дейін ө згереді.