К.т.н. Койбагаров С.Х.

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима

ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОПРОВОДНОСТИ В СИСТЕМЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО – ЖИДКОСТЬ

Последние годы характеризуются значительным увеличением масштабов применения варочных котлов в пищевой промышленности. В связи с этим возникает задача создания новых варочных котлов и повышения производительности, имеющих оборудовании.

Анализ процесса варки показывает, что для ускорения его необходимо сократить время варки, которое составляет от 60 до 90% всего цикла приготовления (1). Сокращение времени варки достигается за счет применения новой конструкции рабочих органов машин и режимов работы аппарата. Изменение режимов работы при освоении новых конструкций варочных котлов подбираются чисто опытным путем. Это длительный и трудоемкий процесс. К тому же при неправильном подборе режима увеличивается процесс варки мясокостного сырья.

Для расчета процесса варки мясокостного сырья необходимо изучение всех его стадий и, в частности, стадии разделения из твердой основы жира и воды. Кинетика процесса варки мясокостного сырья определяется молекулярной диффузией распределяемого вещества в материале. Только после диффузии из внутренних слоев твердого тела жира и жирообразующих веществ в жидкую среду возможно протекания процесса разделения. В результате, которого снижается межмолекулярное взаимодействие, возможен диффузионный переход жира в жидкую фазу.

Образцы мясокостного сырья погружались в варочный котел и через определенные промежутки времени извлекались из него и взвешивались. По результатам полученных данных строились кривые кинетики процесса разделения жира из сырья C=f(τ), где С - относительная массовая доля распределяемого вещества в твердой фазе в расчете на единицу массы собственно твердой фазы - средняя по объему тела, %.

В соответствии с методикой (2) (зональный метод) рассчитывались коэффициенты массопроводности мясокостного сырья по формуле

где К_l - коэффициент массопроводности, м/с; R - определяющий размер, равный для образца в форме пластины половине ее толщины, м; τ_l – время изменения концентрации от С_ui до С_Rl .

- средняя относительная концентрация.

На рисунке 1 приведены кривые кинетики процесса разделения жира из сырья.

Рисунок 1 - Кривые кинетики процесса разделения жира из мясокостного сырья

Проведенные исследования показывают, что кинетика разделения жира мясокостного сырья удовлетворительно описывается уравнением для терморазложения или скорости термического изменения свойств биологических материалов, может быть выражена следующим кинетическим соотношением:

(4.1)

(4.2)

где - начальное, текущее, а также соответствующее физическому пределу изменения значения параметра, выражающего проявление рассматриваемого свойства.

Рассчитанные коэффициента массопроводности и константы скорости разделения необходимы для расчета кинетики процессов разделения жира от шквары в производстве мясокостной муки.

Литература

1 Маслов A.M. Аппараты для термообработки высоковязких жидкостей.- Л.: Машиностроение Ленинградское отделение, 1980, 208 с.

2 Рудобашта СП. Массоперенос в системах с твердой фазой. - М..: Химия, 1980-248 с

3 Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств М.: Агропромиздат, 1991. - 432 с.