Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 256

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.

467

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

468


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).

469



 

 

 

 

 

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.

470


Рис. 204. Хроматограммы фенолов для различных по­ род древесины,, используе­ мых для дымообразования при электро- и обычном коп­ чении:

i

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.

471

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^

472