книги из ГПНТБ / Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов

На рис. 125 показана частотная зависимость tg 3 для говяжь­ его охлажденного мяса различного срока хранения [11. Совер­ шенно очевидно, что для мяса 30-дневного хранения область аномального поглощения сдвинулась в сторону больших частот. Это свидетельствует о довольно серьезных изменениях, которые произошли с мясом при хранении. Особенно большие изменения аномального поглощения протекают в первоначальный период

модинамически неустойчивую кристаллизационную структуру, которая с увеличением температуры разрушается. При темпе­ ратуре 26—27° С свиной жир не обладает заметной текучестью, а структурная сетка пронизывает весь объем. Этой температуре соответствует первый максимум на кривой tg 8 = f(f).

После повышения температуры кристаллизационная структу­ ра все более разрушается и при температуре 32—37° С жидкие фракции образуют сплошную дисперсионную среду с осколками кристаллизационной структуры — дисперсную фазу. В этой об­ ласти значения tg 8 близки к минимуму. При температуре 62— 67° С осколки кристаллизационной структуры практически пол­ ностью пропадают и именно на эту область приходится второй максимум функции tg 8 (t). Реологические исследования под­ тверждают связь электрофизических и реологических свойств.

Диэлектрическая проницаемость нежирного творога с содер­ жанием влаги 75—85% исследована в диапазоне частот 0,5— 50 МГц с помощью измерителя полных проводимостей Е10-7

11—381 321

[95]. Приращение диэлектрической проницаемости определено

из выражения

з

с 1- с , - д в / 2

(III—78).

dC/ds'

где Ci— емкость ячейки с продуктом;

Сг— емкость ячейки с раствором хлористого ка­ лия, имеющим такую же про­ водимость;

dC/d&'— рабочая ем­ кость ячейки, определяемая с помощью эта­ лонных раство­ ров диоксан — вода;

Д В — коэффициент, определяе м ы й графически и характеризую­ щий угол нак­ лона зависимо­

сти Ci— Сч~

_ _3_

322

увеличивающим диэлектрическую проницаемость растворителя. Частотная зависимость коэффициента потерь для нежирного творога при различной влажности (рис. 127, б) указывает на значительное влияние иснной проводимости, что подтверждается возрастанием удельной электропроводности с частотой (рис. 127, в).

Измерения диэлектрических свойств хурмы, проведенные ка­ лориметрическим методом, показали, что изменения содержания

юго 30 tfO 50 60 70 80

Рис. 128. Зависимость в" хурмы:

а — от влажности: l —t= 30° С; 2—<=60° С:

б — от температуры: 1-W=-60%; 2—№=30%; 3—№=21%; 4—W=*

= 16,5%; 5-117=12%.

влаги до 20% мало влияют на ее свойства. Дальнейшее увели­ чение влажности достаточно резко сказывается на диэлектриче­ ской проницаемости, которая меняется от 54 при влажности

80% до 6 при 25% (рис. 128).

Электрофизические свойства продуктов с высокой доброт­ ностью в диапазоне частот 10—20 МГц изменяются незначитель­ но. На рис. 129 приведены графики зависимостей s ' и tg 8 от частоты и температуры для пшеничных отрубей, используемых в качестве питательных сред для продуцентов ферментных пре­ паратов [18]. При влажности 12% в рыхлой массе отрубей воз­ душные включения составляют 75% всего объема. Частотная зависимость s' и tg о подтверждает основные положения о поля­ ризационных процессах в гетерогенных средах. С повышением температуры уменьшается содержание свободной влаги, что при­ водит к уменьшению структурной поляризации, одновременно значительнее сказывается отрицательное влияние теплового хао­

11* 323

тического движения частиц на направленную ориентацию диполей.

Повышение влажности для продуктов такого рода заметно изменяет абсолютную величину свойств [116]. На рис. 130 при­ ведена частотная зависимость е' для солода. На участке влаж­ ности от 30 до 15% величина е' изменяется медленно, а выше 30% — очень резко, что объясняется изменением форм связи влаги с материалом, которые оказывают решающее влияние на диэлектрические потери. Такого рода явление вообще характер-

Рис. 129. Электрофизические свойства пшеничных отрубей: a-e'(f, 0: 6-tg6(f, 0.

Рис. 130. Зависимость е' солода от час­ тоты при разной влажности (/=18° С):

324

но для капиллярно-пористых тел с различными формами связи влаги с основным материалом. С увеличением температуры наблюдается рост диэлектрических характеристик (табл. 80,

W = 20%, f = 16 МГц).

Довольно значительно влияют на диэлектрические свой­

Для семян подсолнечника е " зависит от влажности и частоты электромагнитного поля (исследования Воронежского техноло­ гического института).

Для интервала влажности 15—17%

е" = с exp (df), (III—79)

а для 25—39%

где с, d, т, п, р, q — опытные величины, приведенные в табл. 82.

325

Влияние форм влаги на электрофизические свойства пище­

ктрической проницаемости. Ход зависимости tg5 (W) аналогичен. Для картофельного крахмала (рис. 132) при тех же длинах волн слабый рост диэлектрической проницаемости наблюдается до влагосодержания 20%. Аналогичная зависимость для tgS.

326

Зависимость е' и tg3 увлажненных желатина и картофель­ ного крахмала от длины волны для фиксированных значений

Рис. 132. Зависимость электрофизических свойств карто­ фельного крахмала от влажности:

влагосодержания приводится на рис. 133. Область дисперсии влажных продуктов занимает большой диапазон частот, что обусловливается полиди­ сперсностью системы, при этом дисперсия е' наблюда­ ется в этом случае, если влагосодержание превыша­ ет влагосодержание мономолекулярной адсорбции.

Дальнейшее увеличение влагосодержания приводит к тому, что s ' увеличива­ ется.

Рис. 133. Зависимость электро­ физических свойств увлажнен­ ных продуктов от длины волны при некоторых значениях W:

327

Высокие'значения диэлектрической проницаемости на низких частотах и при высоком влагосодержании объясняются тем, что в дипольной ориентации участвуют не только полярные молеку­ лы волн, но и большие диполи коллоидных частиц, чего нет при высоких частотах [43].

СВЕРХВЫСОКИЕ ЧАСТОТЫ

Электрофизические свойства пищевых продук­ тов в СВЧ-диапазоне начали исследовать недавно, однако к на­ стоящему времени существует сравнительно большое количество данных для основных пищевых продуктов (табл. 83, С. В. Не-

крутман и др.).

Т а б л и ц а 83

328

Рис. 134. Зависимость диэлектрических свойств мясного фарша от ряда факторов: