Теплофизические свойства пищевых продуктов

Теплофизические свойства обусловливают характер и скорость протекания процесса нагревания или охлаждения продукта. К ним относят удельную теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности. Знание теплофизических характеристик требуется для расчетов количества тепловой энергии, необходимой для охлаждения или замораживания пищевых продуктов при перевозке, хранении и переработке. .

В настоящее время существует более широкое понятие теплофизических свойств веществ. К этим свойствам относят также количество теплоты, выделяющейся или потребляемой при физико-химических процессах, и функции состояния (внутреннюю энергию, энтальпию и др.).

Теплоемкость характеризует интенсивность изменения температуры тела при его нагревании или охлаждении. Удельной теплоемкостью называется величина, характеризующаяся количеством тепла, которое необходимо для нагревания единицы массы вещества на 1 °С.

На удельную теплоемкость большое влияние оказывают влажность, химический состав, структура продукта, характер связи воды в нем и другие факторы (табл. 20). С повышением температуры теплоемкость пищевых продуктов обычно увеличивается.

Для продуктов с большой влажностью (овощей, мяса и др.) характерна высокая теплоемкость, близкая по значению к теплоемкости воды. Содержание жира снижает теплоемкость продукта.

Коэффициент теплопроводности характеризует способность пищевых продуктов проводить тепло. Он зависит от давления, температуры и влажности продукта, а для дисперсных пищевых продуктов (мука, сахар-песок, крупа и др.) — от размера частиц, пористости и объемной массы.

Теплопроводность пищевых продуктов с высоким содержанием влаги (плоды, овощи, мясо, рыба и др.) близка к теплопроводности воды. Невысокой теплопроводностью характеризуются пищевые продукты, богатые жирами, и особенно пористые и сыпучие материалы, что связано с присутствием в них воздуха, коэф­фициент теплопроводности которого низок и составляет 0,025 Вт/(м² • К).

Коэффициент температуропроводности характеризует скорость выравнивания температуры в различных точках температурного поля. Он является основной тепловой характеристикой и определяется экспериментально или рассчитывается, если известны коэффициент теплопровод­ности (X), теплоемкость (С) и плотность (р) материала, по формуле

Коэффициент температуропроводности обусловливает теп-лоинерционные свойства продуктов, т.е. скорость их прогрева или охлаждения. Чем выше коэффициент температуропроводности, тем быстрее происходит нагревание или охлаждение материала.

На температуропроводность влияют влажность, температура, плотность, пористость, жирность и другие свойства продукта. Это влияние строго индивидуально для каждого пищевого продукта. Так, для круп коэффициент температуропроводности уменьшается с увеличением влажности, температуры и насыпной массы, а для меда - с повышением температуры уменьшается, но с повышением влажности увеличивается.

Электрофизические свойства пищевых продуктов

Электрофизические свойства характеризуют поведение продуктов в электромагнитном поле.

К электрофизическим характеристикам относят диэлектрическую проницаемость, электропроводность и др.

Известно, что пищевые продукты представляют собой гетерогенные смеси, содержащие воду. Такие компоненты пищевых продуктов, как белки, жиры, углеводы, вода, относятся к разряду диэлектриков, а водные растворы солей — электролиты — к разряду проводников.

На электрофизические характеристики пищевых продуктов влияют температура, влажность, плотность и другие факторы.

Диэлектрическую проницаемость учитывают при обработке пищевых продуктов токами ВЧ и СВЧ, ИК-излучением.

Электропроводность — способность веществ проводить электрический ток. Она тесно связана с влажностью продукта и с увеличением последней возрастает. На измерении электропроводности основано определение влажности многих пищевых продуктов — муки, сахара-песка, зерна и др., а также титруемой кислотности темноокрашенных продуктов - вин, соков и др.