3.5. Энтальпия
Энтальпию используют при расчете теплоты, отводимой во время холодильной обработки. Приращение энтальпии при элементарном изменении температуры представляют как теплоту изобарного процесса:
dI = Cpdt. (3.32)
Интегрирование дает полное приращение энтальпии, равное теплоте изобарного процесса:
q = ΔI = CpΔt. (3.33)
Условие постоянства удельной теплоемкости продукта удовлетворительно соблюдается при охлаждении, но нарушается при льдообразовании, особенно в области температур, близких к tkp.
Приращение энтальпии при изменении температуры продукта до начала льдообразования составит:
dI = C0dt, (3.34)
при льдообразовании
dI = Cωdt, (3.35)
где Cω = ƒ(t).
Различное влияние изменения температуры на значения С0 и Сω приводит к резкому изменению энтальпии пищевых продуктов при льдообразовании в области температур, близких к tkp, что наглядно иллюстрирует график зависимости I = ƒ(t), представленный на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Зависимость энтальпии I пищевых продуктов от температуры t
В специальной литературе встречаются разные значения энтальпии для одного и того же наименования продукта при одной и той же температуре, так как приняты разные точки отсчета температуры при I = 0. Однако разность энтальпий для любых температур одинакова.
3.6. Электрические свойства пищевых продуктов
В связи с тем, что влага в пищевых продуктах содержит значительное количество ионов, она является проводником II рода. При наличии внешнего электрического поля напряженностью Е положительные заряды движутся в направлении напряженности поля, а отрицательные - в противоположную сторону (рис. 3.6).
Согласно закону Ома электрическое сопротивление объекта можно определить как отношение напряжения к силе тока, следовательно, оно зависит от влагосодержания и температуры.
Зависимость от температуры связана с возможным фазовым переходом жидкой фазы в твердую. Лед же является хорошим изолятором. Движение зарядов в нем практически невозможно, и если вся вода перешла в лед, то сопротивление материала очень велико. Тогда появление жидкой фазы должно сопровождаться резким падением сопротивления.
В точке А (рис. 3.7) наблюдается резкое падение сопротивления, что соответствует началу таяния льда (tн.э). Точка В (рис. 3.7), соответствующая температуре tв.э, характеризует наиболее рациональные условия хранения и сублимации. При более высокой температуре наблюдаются появление жидкой фазы в значительном количестве и структурные изменения. Это свойство можно использовать и для определения лежкоспособности плодов и овощей.
Оптимальная температура для молока составляет 14 °С; кефира - 22 °С; яблочного пюре - 18 °С; сока вишни - 35 °С.
Рис. 3.6. Схема
движения зарядов
во внешнем
электрическом
поле
напряженностью
Е
Рис. 3.7. Зависимость
электрического
сопротивления R
пищевых продуктов
от температуры t
Свежие плоды и овощи, закладываемые на хранение, имеют определенное электрическое сопротивление. Когда в процессе хранения увеличивается проницаемость клеток и влага попадает в межклеточное пространство, резко падает сопротивление системы, связанное со значительным увеличением свободных носителей тока.
В этот момент плоды и овощи вполне пригодны для потребления, но дальнейшее их хранение нецелесообразно, и они должны быть отданы в реализацию.