8

Ледяное и льдосолевое охлаждение В настоящее время в мире всё шире используется для охлаждения пищевых

продуктов естественный и искусственный лёд, различные льдосолевые и льдокислотные смеси, а также сухой лёд (твёрдая углекислота). Студент должен при изучении раздела «Ледяное охлаждение» ознакомиться с физическими свойствами водного льда, способами его заготовки, хранения и использования.

При изучении темы «Искусственный лёд» необходимо обратить внимание на способы производства водного, эвтектического и сухого льда, необходимо уяснить виды наиболее часто встречающихся льдосолевых смесей и границы их применимости. Чётко представлять преимущества и недостатки льдосолевого способа охлаждения продовольственных товаров.

Студенты должны уметь проводить оценочные калористические расчёты и определять количество льда для охлаждения необходимого количества продукции, знать устройства и принцип действия технических средств, используемых при ледяном, льдосолевом, углекислотном охлаждении.

Литература: [1], [3–5], [8], [12], [19], [30–31].

Вопросы для самопроверки:

1.Что означает термин «эвтектика»? Какие эвтектики вам известны?

2.Что такое гликоли и какую роль они играют в холодильной технике и технологии?

3.Почему в мире растёт производство водного льда?

4.В чём преимущества углекислотного охлаждения перед льдосолевым?

5.Объясните принцип действия льдогенератора

6.Какова главная особенность охлаждения льдом?

7.Какие физические явления заложены в основу ледяного, льдосолевого и углекислотного охлаждения?

Тема 3. Устройство и сооружение холодильников

При изучении этого раздела следует исходить из того, что практическое использование машинного способа охлаждения требует возведения специальных сооружений – холодильников и холодильных камер. Необходимо научиться классифицировать холодильники по их ёмкости, назначению, функциям, территориальному размещению. Нужно изучить специфику холодильников согласно выполняемым функциям (производственные, заготовительные, распределитель-

9

ные, базовые, транспортные, портовые, прирыночные, розничной торговли, передвижные, сборные, специальные). Определить особенности их устройства, конструкции, планировки, эксплуатации сооружения. Особое внимание следует уделить изучению хладокомбинатов и прирыночных холодильников.

При изучении темы следует обратить внимание на конструктивные особенности зданий холодильников, уяснить причины широкого строительства одноэтажных высокомеханизированных сооружений, выяснить, какие материалы, в каких случаях и по каким причинам следует (не следует) использовать при строительстве холодильников.

Следует знать порядок калористического расчёта энергии по теплопритокам в охлаждаемую камеру, на основе которого подбирается необходимое холодильное оборудование. Следует знать основные, применяемые в практике на холодильниках, системы охлаждения (непосредственное, воздушное, рассольное), уметь оценивать достоинства и недостатки каждой из этих систем.

Особое внимание следует уделить изучению превентивных методов и способов борьбы на холодильниках с насекомыми, грызунами, бактериями и грибками

Литература: [1], [3–4], [12], [15], [30], [35].

Вопросы для самопроверки

1.Каково назначение холодильников?

2.Дайте характеристику существующим типам холодильников.

3.Какие материалы не следует применять при возведении холодильников и почему?

4.Что такое дезинсекция, дезинфекция, дефунгизация, дератизация?

Тема 4. Основы процесса охлаждения пищевых продуктов

Изучение данной темы следует начинать с уяснения цели и сущности процесса охлаждения, его особенностей и отличия от других процессов холодильной обработки.

Следует помнить, что охлаждение – это процесс отвода тепла от продукта. В этом процессе температура продукта понижается вплоть до криоскопической, но не преодолевает её. Процесс сопровождается тепло-массообменом продукта с окружающей средой, и студенту следует выявить особенности, характерные для каждого из видов теплообмена (теплопроводность, конвекция, излучение). Студент должен понять, в каких случаях и какой процесс превалирует, а в каких

10

случаях наблюдается одновременность всех трёх процессов. Необходимо уяснить значение скорости отвода тепла от охлаждаемого объекта с точки зрения происходящих в нём изменений и выявить значение факторов, способных влиять на скорость отвода тепла (внутреннее тепловыделение, теплопроводность и среднеобъёмная температура объекта, теплоотдача за счёт конвекции теплоносителя, теплопотери за счёт излучения).

Студент должен уметь оценивать влияние на качество охлаждаемых продуктов медленного, быстрого и ступенчатого режима охлаждения, а также уметь объяснить причины, по которым при медленном охлаждении приходится отводить больше тепла, чём при быстром. Нужно знать и уметь характеризовать современные методы и способы охлаждения с точки зрения их влияния на скорость процесса и качество охлаждаемого продукта, знать их достоинства и недостатки. Следует обратить особое внимание на изменение товароведческих характеристик объекта, вызванных усушкой, произошедшей в процессе охлаждения, и на превентивные меры борьбы с этим явлением.

Направлениями борьбы с усушкой являются технологии переохлаждения и подмораживания. При такой технологической обработке сроки хранения продуктов возрастают, а массопотери падают. При реализации процесса подмораживания быстрый отвод тепла приводит к тому, что в поверхностном слое продукта температура падает на 1–3оС ниже криоскопической, часть воды переходит в лёд, но образующихся ледяных кристаллов ещё не очень много и они не настолько велики, чтоб разрушить жёсткие клеточные мембраны защитных поверхностных оболочек продукта, тогда как клетки, расположенные в более глубких слоях, имеют температуру, близкую к криоскопической, а их внутриклеточная жидкость находится в жидком состоянии. Для некоторых продуктов, размеры клеток которых достаточно велики, температуру хранения можно снижать медленно до значений примерно на 0,5–1 оС ниже криоскопической таким образом, чтобы она поддерживалась одинаковой во всей толще. Такая технология получила название «переохлаждение». В переохлаждённых продуктах образовавшиеся кристаллы льда не могут разрушить оболочку клетки, так как размер выросшего кристалла меньше размеров самой клетки. Студенты должны очень чётко представлять оба процесса и знать границы их применимости, а также знать перечень продуктов, которые можно сохранять в подмороженном и переохлаждённом состояниях.

Следует уяснить особенности охлаждения продуктов растительного и животного происхождения, знать сроки и условия хранения их в охлаждённом,

11

переохлаждённом и подмороженном виде, уметь характеризовать влияние упаковки различных видов на процесс охлаждения товаров и их последующее хранение.

Студенты должны уметь проводить оценочные калористические расчёты и определять общее количество тепла, отводимого от охлаждаемого объекта за единицу времени (с учётом внутреннего тепловыделения и теплового эффекта испарения).

Литература: [1–4], [9], [11], [14], [16], [18–20], [22], [24–25], [28], [30–31], [33], [36].

Вопросы для самопроверки

1.Почему наиболее распространён способ охлаждения контактным методом в воздушной среде ?

2.Каковы цели и задачи охлаждения продуктов?

3.Какие способы и методы охлаждения вы знаете?

4.Какова сущность процессов охлаждения, переохлаждения и подмораживания и их практическое использование при хранении и перевозке продуктов?

Тема 5. Основы процесса замораживания пищевых продуктов

Интуитивно понятно, что замораживанием можно назвать процесс отвода тепла от продукта и снижение температуры во всём его объёме до значений, лежащих ниже величины его криоскопической температуры. Такое снижение температуры сопровождается фазовым переходом вода – лёд и приводит к интенсивному льдообразованию. Нужно отметить, что чём ниже конечная температура, тем больше льда образуется в продукте, а для каждого продукта температура и характер процесса замораживания имеют свои специфичные черты. Понятно, что численное нахождение количества тепла, которое необходимо отвести от замораживаемого продукта, будет прямо зависеть от количества образовавшегося в продукте льда, при этом расчёты приобретают достаточно сложный характер. Для упрощения подобных расчётов под замораживанием в холодильной технологии принято понимать процесс превращения воды в лёд в приближении, что весь процесс протекает при криоскопической температуре. Это, конечно, неверно с точки зрения физики, но позволяет очень удобно и просто, с достаточной точностью осуществлять необходимые калористические расчёты. Охлаждение же продукта, сопровождаемое снижением его температуры в областях ниже зна-

12

чения криоскопической температуры, получило название домораживание. То есть мы считаем, что процесс замораживания протекает исключительно при криоскопической температуре и сопровождается накоплением в продукте льда, а низкотемпературное охлаждение продукта без накопления льда является домораживанием. Следует ещё раз подчеркнуть, что оба процесса (домораживание и замораживание) в реальных системах протекают одновременно, а разделили мы их для упрощения калористических расчётов и более полного понимания сути происходящих процессов.

Продукт считается мороженым (в литературе часто можно встретить термин замороженным), если температура в его толще не превысит –8оС. При изучение рассматриваемой темы обучающемуся следует ознакомиться с величинами криоскопических температур для разных продуктов (см. таблицу 3 приложения А) и уяснить практическую значимость процесса замораживания с точки зрения псевдовысушивания объекта и снижения скоростей химических и биохимических реакций. Следует понять, каким образом и почему скорость и интенсивность процесса замораживания влияют на количество, форму и величину образующихся кристаллов льда во внутриклеточной жидкости продукта. Обратите внимание на то, в каких участках замораживаемого продукта образуются самые крупные кристаллы льда и каким образом льдообразование влияет на последующее качественное изменение продукта.

Процессы замораживания и домораживания, как и процесс охлаждения, сопровождаются тепло-массообменом продукта с окружающей средой, и студенту следует выявить особенности, характерные для каждого из видов теплообмена (теплопроводность, конвекция, излучение). Студент должен понять, в каких случаях и какой вид теплообмена превалирует, а в каких случаях наблюдается их одновременность. Необходимо уяснить значение скорости отвода тепла от охлаждаемого объекта с точки зрения происходящих в нём изменений и выявить значение факторов, способных влиять на скорость отвода тепла (внутреннее тепловыделение, теплопроводность и среднеобъёмная температура объекта, теплоотдача за счёт конвекции теплоносителя, теплопотери за счёт излучения). Следует обратить внимание на то, что в связи с фазовым переходом происходящем при переходе большей части воды в лёд, изменение теплофизических параметров продукта носят несколько иной характер, чем при охлаждении, возрастает вклад теплопроводности, с понижением температуры резко снижается массообмен.

13

Следует разобраться в технических средствах и способах замораживания и домораживания в зависимости от среды (воздух, жидкость, твёрдое тело), от соприкосновения продукта с этой средой (контактное или бесконтактное замораживание и домораживание), от длительности процесса. Важно усвоить способы, методы и условия замораживания и домораживания различных видов продуктов с учётом их особенностей и последующего использования (однофазное, двухфазное, низкотемпературная обработка в блоках), а также аппаратурное оформление этих методов. Следует чётко определить недостатки и достоинства замораживания и домораживания в сравнении с охлаждением, переохлаждением и подмораживанием.

Студенты должны разобраться с основными принципами калористического расчёта общего количества тепла, отводимого при замораживании и домораживании. Необходимо уяснить влияние различных факторов на вымораживание воды и уметь строить температурные графики быстрого и медленного замораживания и домораживания. Необходимо ознакомиться с сущностью и аппаратами сублимационной сушки.

Литература: [1–4], [6], [8–9], [18], [25], [30–31], [33], [36].

Вопросы для самопроверки

1.Как скорость и интенсивность процессов замораживания и домораживания влияют на качество пищевого продукта?

2.Почему наиболее распространены способы замораживания и домораживания методом воздушного охлаждения? Чем отличаются обычное воздушное охлаждение от интенсивного?

3.Каковы цели и задачи замораживания продуктов?

4.Каковы цели и задачи домораживания продуктов?

5.Какие способы и методы замораживания и домораживания вы знаете?

6.В чём сущность процесса домораживания и в чём заключается его практическое использование при хранении и перевозке продуктов?

7.Что такое однофазное замораживание мяса? Чем оно отличается от двухфазного?

8.Дайте классификацию скороморозильных аппаратов