Гигроскопические характеристики рыбы и влияние ЭМП СВЧ Текст научной статьи по специальности «Физика»

s

1992

І сте-

"'?Г"Н г і I.J-I-ll-ї. II

ja'i-u j. I.и

l.po

.Ih.Jl

..и-..:, і, т:и iij:u

TT ОГ fWfflf--

^hc-■. № ■л; п

!

1.!.! І! L.,

; ,1 і j SJ p^-

»K —

.r": e : -

• ■_ r j a-

i!:

Lt.iiv- "■ ■Ще-

jjC-hi'T-

і

;v і ii

I Ill'll!, r.

ГТИ и

v:-!■: ..„in-. -

!.\ E..

. Л A..

!'j[ n. rii til-:: :i.n

H"“ J1l‘

dtp jp, — I - ng

—

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИШЕМ ТЕХНОЛОГИЯ', А1» 1, Ьб2

ГИГРОСКОПИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВЛИЯНИЕ ЭМИ СВЧ

664.95.002.3:543.817

РЫБЫ

ю. в. клоков, Г. к. ПВАХНЮК

Санкт-Петербургский технологический институт Санкт-Петербургский государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота

Исследования по использованию электромагнитных полей ЭМП в высокоэффективных технологических процессах определяют необходимость знания гигроскопических характеристик ГСХ продуктов при нагреве в ЭМП.

В [1] приведены изотермы всех основных пищевых продуктов за исключением рыбы.

Равновесную влажность рыбы определяли в зависимости от метода энергоподвода (конвективного п ЭМП СВЧ), а также от количества соли, которая вводится при получении готового продукта.

Объектом исследования приняли характерный и распространенный вид «тощей» рыбы — хек. Мясо рыбы влажностью Woc = 400% несоленое (С = 0,03% от массы) и соленое (С =1,22% от массы) предварительно обезвоживали в лабораторной СВЧ-установке и в сушильном шкафу.

Изотермы получали статическим методом в вакуумной сорбционной установке (G~ const, Р = 10-4 мм Hg, Тср = 293К) с использованием пружинных кварцевых весов Мак—Бена— —Бакра, которые, как н методика исследований, описаны в работе [2].

На рисунке приведены изотермы сорбции рыбы в зависимости от метода энергоподвода и содержания соли. Рыбу, обезвоженную в ЭМП СВЧ и конвективно, представляют соответственно кривые 1, 2, 3, 4; несоленую — 1, 3; соленую — 2, 4. Области неисследованного диапазона 10%>ф>97% показаны пунктирными линиями.

Изотермы сорбции водяного пара рыбой представляют собой S-образные кривые, свойственные коллоидным капиллярно-пористым телам. Резкое изменение характера кривых показывает наличие сингулярных точек, свидетельствующих о границе различных форм связи влаги с материалом. Выраженный характер кривых позволяет выделить три области: моно- и полимолекулярной адсорбции, капиллярной конденсации.

Сравнение изотерм сорбции выявляет общую закономерность изменения WP° в диапазоне 10%<ф<56%. Незначительные различия; обусловлены погрешностью измерений. В диапазоне 56%<ср<97% при одном и том же ф величина WPC значительно меньше при обезвоживании рыбы в ЭМП СВЧ, что соответствует сушке пшеницы в ЭМП высоких частот ВЧ [3] и значительно больше для соленой рыбы независимо от метода энергоподвода, что объясняется кристаллогидрат-

ной структурой растворенной соли ІЧаСІ [4]. Значение '\Х/рс изотерм в точке ''$/мс (адсорб-циопно связанная влага мономолекулярного слоя) находится в пределах 0,5—1,5%, а в точке \Я/пс при ф~56% (полимолекулярные слои адсорбционно связанной влаги) — в пределах 7—9%. Максимальная гигроскопическая влажность рыбы \^'мГс, обезвоженной в ЭМП СВЧ, составляет 36% для несоленой и 82% Для соленой рыбы, что значительно меньше \!^мгс рыбы, обезвоженной конвективно (89% и 196% соответственно для несоленой и соленой рыбы). Можно предположить, что если в процессе сорбции влагой заполняются только мнкрокапилляры, как экспериментально доказано [5], то при обезвоживании рыбы в ЭМП СВЧ происходит изменение пористости ее и увеличение эквивалентного радиуса пор [6], а это, в свою очередь, приводит к тому, что после удаления влаги, обладая большим количеством мезо-пор С большим Гэкв, она теряет способность сорбировать влагу по механизму капиллярной конденсации. Величину АХ/мгс определяли путем экстраполяции \£/рс = ї(ф) [7].

Из уравнения Кельвина [8] известны геометрические размеры пор, в которых возможно протекание явления капиллярной конденсации паров воды — 15—250°А.

Анализ программ обезвоженного различными методами энергоподвода мяса рыбы свидетельствует, что нагрев в ЭМП СВЧ приводит к образованию мезопор больших размеров в сравнении с обезвоживанием конвективно (гтах 70 и 40°А соответственно).

Подобная особенность пористой структуры мяса рыбы, обезвоженного в ЭМП СВЧ, объясняет его низкую гигроскопическую влажность вследствие необходимости создания относительно высоких давлении паров воды для капиллярного заполнения объема мезопор больших размеров.

Обезвоженное мясо рыбы в ЭМП СВЧ при храпении при одном п том же ф будет иметь меньшую в сравнении с конвективным

обезвоживанием.

Расчеты влагообменных характеристик рыбы при термообработке в ЭМП СВЧ связаны с решением уравнений, включающих для нахождения которых получены аналитические зависимости па основе аппроксимации экспериментальных данных в виде полиномов первой и показательной степени.

Выводы

1. ЭМП СВЧ приводят к значительному ■уменьшению гигроскопичности вследствие от-

сутствия эффекта капиллярной конденсации паров воды при хранении рыбы па воздухе

(Я-= 60—80%.

2. Концентрация соли не изменяет характерного влияния на равновесную влажность рыбы при различном энергоподводе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинзбург А. С., Савина И. М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. —■

М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. — 280 с.

2. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии. /Под ред. Киселева А. В., Древинга В. П. — М.: Изд. МГУ. 1973. — 447 с.

3. Максимов Г. А. Гигроскопические свойства ка-

пиллярно-пористых материалов, проявляющиеся в результате взаимного контакта и различного метода сушки. — Минск: 1961. — 11с.-- (Совещание по тепло- и массообмену, Минск, 23—27 января

1961 г. ).

4. Ш е й м а н В. А.. Зелепуга А. С. Г игроскопи-

ческие свойства некоторых пищевых кристаллических материалов //Изв. вузов, Пищевая технология. — 1971. — № 3. С. 108.

5. Лыков А. В. Теория сушки. — М.: Энергия, 1968. — 471 с.

6. Клоков Ю. В., И в а х н ю к Г. К- Пористость

рыбы //Рыбное хозяйство, 1985.

7. Л ы ков А. В. Теория сушки. — М. — Л.: Госэнер-гоиздат, 1950. — 417 с.

8. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.: Мир, 1984. — 306 с.

Кафеира химии н технологии сорбентов

ГИступила 08.08.89

664.1.038.8:532.517.2

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ОСАДКА КАК ОБЪЕКТА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

В. А. АНИСТРАТЕНКО, В. И. КОШЕВАЯ, Б. И. ВАЛОВОЙ Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Научно-производственное объединение «Сахар»

Создание рациональных промышленных систем для полусухого удаления фильтрационного осадка в свеклосахарном производстве потребовало углубленного исследования реологических свойств самого осадка. Фильтрационный осадок — суспензия, в которой дисперсионная среда — жидкость, содержащая различные растворенные вещества, а дисперсная фаза — твердое вещество, представляющее частицы размером от 0,5 до 10 мкм. По кинетическим свойствам дисперсной фазы осадок можно отнести к свобододнсперс-ным системам (в частности, к мнкрогетеро-гонным) с переходом в связнодисперсную сп-оггему при увеличении содержания сухих веществ СВ. По дисперсности твердой фазы осадок является тонкой суспензией.

Реологические свойства фильтрационного осадка, полученного на Яготинском сахарном заводе им. Ильича, исследовались с использованием ротационного вискозиметра Рсют^ст-2

(производство ГДР) в диапазонах изменения-СВ осадка 40—60% и температуры 0—40°С.

Реологические кривые течения фильтрационного осадка при изменении значений его температуры 0 и содержания СВ в указанных диапазонах приведены па рис. 1. Анализ этих кривых показал, что течение фильтрационного осадка с содержанием СВ 40% (рис. 1, кривые 19—23) и ниже подчиняется закону течения истинно вязкой жидкости

(1)

где ]' — скорость течения, с-1; т — напряжение сдвига, Па; г] — коэффициент динамической вязкости, Па-с-1.

При СВ = 40% и © 0, 10, 20, 30, 40°С величина г| соответственно равна: 0,03; 0,028;

0,020; 0,018; 0,016 Па-с.

В диапазоне изменения СВ в фильтрационном осадке от 45 до 55% (ряс. 1, кривые 6—