пряжение при оптимуме расстояния между электродами 70—
85мм.
Некоторые исследователи указывают на влияние напряжения
поля на органолептические показатели готовой продукции. Так,.
м/мин ница: шкалы фотометра
Рис. 202. Концентрация фенолов в продукте в процессе электрокопчения в зависимости от различных факторов:
а — расстояния |
между электродами; |
б — расстояния между |
электродами |
и |
продуктом; в — скорости |
движения дыма; г — |
напряжения; |
д — продолжительности копчения; е — концентра |
ция дыма. |
|
|
|
польские исследователи утверждают, что при повышении напря жения до 44 кВ (при постоянной напряженности поля) улучшат ется качество готовой продукции. Соответственно положительно сказывается и повышение плотности дыма, хотя при этом уве личивается протекающий в цепи ток.
Физические основы электрокопчения сводятся к тому, что первоначальные компоненты коптильного дыма под действием электростатических сил осаждаются на поверхности продукта,
.а затем в соответствии с законом диффузии проникают в про дукт. Исследования, показавшие немедленное проникновение частицы дыма под действием электростатического поля на незна чительную глубину, практически не меняют существа дела. Под вод тепла, к продукту (обычно для подсушки) ускоряет диффу-
2S
Рис. |
203. Глубина проникновения фенолов в продукт: |
а — в |
результате термодиффузнн: 1 — глубина |
проникновения фенолов; 2 — изменение |
температуры в колбасном |
батоне; |
и характера колбасной оболочки: / — |
б — в |
зависимости от вида |
дымообразователя |
открытое курево; 2 — фрикционный дымогенератор; 3 — кутизиновая оболочка и от крытое курево.
зию коптильных компонентов в продукт. На рис. 203, а приведен график зависимости глубины проникновения фенолов в про дукт в результате термодиффузии. Как видно из графика, ско рость проникновения изменяется от максимума в начале процес са до нуля. Такое падение скорости — есть результат снижения перепада температур. В результате термодиффузии проникнове ние фенолов в продукт увеличивается в 1,5 раза.
Процесс диффузии коптильных веществ в продукт можно рассматривать как диффузию в гели, обладающие структурной вязкостью. К таким гелям относится и животная ткань, причем концентрация животного геля характеризуется изменением ко личества белка и воды. Количество продиффундировавших ве ществ через определенный слой можно определить по формуле
[6 ]
где |
К — константа Траубе, представляющая собой |
произведение |
|
коэффициента диффузии D на концентрацию |
геля С, т. е. |
К = о зКсГ
Cr— процентная концентрация |
геля продукта; |
F — площадь диффузии; |
диффундирующих веществ на по |
■Ci и С2 — процентная концентрация |
верхности и внутри продукта; |
г — средняя толщина продукта;
Z — продолжительность диффузии;
г
— — средний путь диффузии.
В основном скорость процесса будет предопределяться раз- з-юстыо концентраций на поверхности и внутри продукта. Коли чество коптящих веществ, оседающих на поверхности продукта, при прочих равных условиях зависит от напряжения электри ческого поля.
Установлено, что наилучший цвет (золотисто-желтый) про дукт приобретает при напряженности 4 кВ/см.
Проникновение фенолов с поверхности продукта внутрь для
.колбасных изделий зависит не только от вида оболочки, но и от способа дымообразования [9]. На рис. 203, б показаны графики, характеризующие глубину проникновения фенолов. Наиболее интенсивно проникают фенолы в случае открытого дымообразо вания (кривая 1). Фенолы из дыма, полученного на фрикцион ном дымогенераторе (кривая 2), проникают медленнее. Мини мальная глубина проникновения наблюдается у колбас с кутизииовой оболочкой (кривая 3), хотя условия копчения были такие же, как и в первом случае.
Показатель плотности дыма условен, так как нет общеприня той единицы. Рядом исследователей были предложены различные приборы для определения плотности дыма, в основном фото метрические, но в силу различных обстоятельств они не получили распространения. Целесообразнее эту величину выразить через концентрацию частичек коптильного дыма. Степень дисперсности
коптильного дыма зависит от способа дымогенерацни (табл. |
119) |
114]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
119 |
|
Дисперсный состав дыма (в %) |
при среднем |
радиусе |
час |
|
тиц, |
мкм |
|
|
|
|
Дымогенератор |
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
0,35 |
0,75 |
1,25 |
2,0 |
3.5 |
ПСМ-ВНИРО |
18,9 |
28,9 |
36,2 |
6,7 |
5,0 |
1,4 |
Квернер—Брук |
8,1 |
30,9 |
46,8 |
7,3 |
5,5 |
1,4 |
Фрикционный |
20,8 |
41,2 |
23,8 |
6,1 |
6,0 |
1,3 |
Достаточное представление о количественных соотношениях дает кониметрическая концентрация дыма (табл. 120).
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
120* |
|
Конимстрическая концентрация дыма (в шт./см3) при среднем |
ра |
|
диусе частиц, мкм |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,35 |
0,75 |
1,25 |
2,0 |
3,5 |
|
ПСМ-ВНИРО |
1,2-107 |
0,7-1C» |
0,8-10» |
0,3- Ю4 |
0,4-10» 0,2-10» |
Квернер—Брук 4,2-107 6,1-10» |
7,8-10» |
2,7-104 |
0,4-10» 1,4-102 |
Фрикционный |
7,0-107 |
6,0-10» |
4,0-105 |
1,0-10* |
0,3-10» |
1,6-10» |
Из табл. 120 видно, что в дыме преобладают частицы радиу сом 0,1 мкм, на долю которых независимо от способа получения приходится около 90% от общего количества частиц.
В процессе копчения дисперсный состав дыма изменяется,, причем при электрокопчении несколько отлично, чем при обыч ном способе копчения (табл. 121).
Т а б л и ц а 121
Коннметрнческая концентрация дыма (в шт /см3) при |
среднем ра- |
днусе частиц, мкм |
|
|
|
|
Установка |
|
|
|
|
|
0,1 |
0,35 |
0,75 |
1.25 |
2.0 |
3,5 |
Электрокоптиль- |
|
|
|
|
|
|
ная |
1,2-Ю7 |
0,7-10» |
0,8-10» |
0,3-104 |
0,4-1О3 |
0 ,2 -102 |
вход |
выход |
0,7-Ю7 |
0,5-10» |
0,5-10» |
0,2-10* |
0,2-10» |
0,7 -102 |
Квернер—Брук |
4,2 -107 |
6,1-10» |
7,8-10» 2,7-10* |
0,4-10» 1,4-Ю2 |
вход |
выход |
0,8-107 |
1,0-10» |
0,8-10» |
0,2-10* |
0,2-10» |
0 ,2 -102 |
При электрокопчении заметнее изменяется содержание час тиц радиусом 2,0 и 3,5 мкм, а при обычном копчении — частиц радиусом 0,75—2,0 мкм. Изменение счетной концентрации в из вестной мере позволяет судить о том, какие частицы дыма участ вуют в процессе копчения.
Е. А. Хваном использован для оценки процесса копчения показатель эффективности осаждения ~q (%), представляющий собой отношение весовых концентраций дыма до и после копче ния. Он установил эмпирическую зависимость эффективности осаждения у (%) от поверхности продукта х (м2):
0 = 8,8*+ 37,9.
Это уравнение справедливо для х = 1,5-f-5,5 м2.
Рис. 204. Хроматограммы фенолов для различных по род древесины,, используе мых для дымообразования при электро- и обычном коп чении:
а — бук; |
б — ель; |
дымогенера- |
I — фрикционный |
тор; II |
— тление |
опилок; III — |
обычное |
тепловое |
копчение. |
Рис. 205. Высоковольтное выпрямительное устройство В-110-5:
4 — щнт управления: 2 — селеновый выпрямитель; 3 — нагрузка; 4 — высоковольтный трансформатор; 5 — искровой промежуток; 6 — кабель.
Качественный состав фенолов обычного и электрокопчения при правильном подборе режимов дымообразования практиче ски не различается между собой (рис. 204). Из анализа хромато грамм следует, что при использовании буковой древесины в со ставе фенолов, проникающих через кол басную оболочку, во всех случаях коп чения и генерации дыма практической разницы нет. Еловая древесина дает так же весьма похожие результаты, хотя,
менее близкие.
Рис. 206. Автоматиче
|
|
|
|
ский |
разрядник: |
|
/ — шарообразный |
элект |
род; |
2 — цилиндр; |
3 — |
контакты; |
4 — катушка |
электромагнита; 5 — за земленный электрод.
АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА
Аппарат для электрокопчения должен включать в себя сле дующие элементы: высоковольтное вы прямительное устройство с системой за щиты и регулирования, собственно ка меру для электрокопчения с транспорт ными средствами, дымообразователь с аппаратурой очистки дыма и дымопро водами. Кроме того, можно использовать приборы для контроля и регулирования плотности дыма, контроля и регулиро вания температуры и влажности, авто матические разрядники и др. В ряде случаев аппараты оборудуют устройства ми для подсушки и пропекания проду ктов.
Величина тока, достаточная для про ведения процесса, не превышает десяткор миллиампер, в качестве высоковольтных выпрямительных устройств используют маломощные установки.
В некоторых аппаратах для электро копчения с успехом можно использовать высоковольтную выпрямительную уста новку типа В-110-5 (рис. 205), которая позволяет плавно изменять напряжение от 0 до 110 кВ при номинальном токе 5мА. Установка очень компактна. Она выполнена в цилиндрическом бакелито вом кожухе, в нижней части которого помещен высоковольтный трансформа тор, а в верхней— селеновый выпря митель. Цилиндр герметизирован и.за^