Теплофизические свойства пищевых продуктов и их изменение при охлаждении и замораживании.
К наиболее важным теплофизическим свойствам пищевых продуктов относятся:
- Удельная теплоемкость - величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для нагревания или охлаждения 1 кг вещества на 1°С. /Теплоемкость сухих веществ большинства продуктов животного происхождения колеблется в пределах от 1,34 до 1,68 кДж/кг•К, растительных - около 0,91 кДж/кг•К. Теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при абсолютном нуле температуры (третий закон термодинамики)./
- Теплопроводность - один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты имеет атомномолекулярный характер. /Явления теплопроводности возникают при разности температур между отдельными участками тела (продукта). Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности и измеряется в Вт/м•К. Теплопроводность продуктов с понижением температуры остается практически постоянной до начала замерзания, а затем увеличивается, так как коэффициент теплопроводности льда в четыре раза больше, чем воды./
- Энтальпия - однозначная функция состояния термодинамической системы, часто называемая тепловой функцией или теплосодержанием. /Измеряется в Дж/кг./ Её отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно минус 20oС), при которой её значение принимается за ноль.
- Криоскопическая температура - температура начала замерзания жидкой фазы продуктов.
- Плотность - отношение массы продукта к его объему. /При замораживании плотность продукта уменьшается, поскольку вода в тканях, превратившись в лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м3./
- Равновесное давление пара – давление пара над поверхностью продукта из-за содержания во влаге продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного пара при той же температуре даже при полном насыщении.
Вымораживание воды в биологических системах при понижении их температуры ниже криоскопической существенно изменяет теплофизические свойства продуктов. Основной причиной изменения теплофизических свойств продуктов при замораживании является превращение воды в лед, так как свойства сухих веществ практически постоянны.
Полная удельная теплоемкость продуктов при замораживании включает скрытую теплоту фазового превращения (льдообразования) воды. Ее значение максимально при начальной криоскопической температуре продукта и уменьшается с понижением его температуры.
Увеличение теплопроводности продукта при понижении температуры практически завершается с окончанием льдообразования.
Плотность продуктов при замораживании уменьшается тем больше, чем больше воды они содержат и чем ниже температура, которая достигается при замораживании. Это объясняется расширением воды при превращении ее в лед. Учитывая, что изменение плотности при замораживании, как правило, не превышает 5-8%, при расчетах ее условно можно считать постоянной.
Температуропроводность продуктов при понижении температуры увеличивается и достигает максимальной величины с завершением льдообразования.
Вернуться на главную страницу