Середньоінтегральні значення коефіцієнта тепловіддачі середовища до продукту при варінні різними способами

Спосіб теплової обробки	Вид виробу	Температура гріючого середовища, °С	Середньо інтегральне значення α, Вт/ (м2  К)
Парою при атмосферному тиску і приро-дній конвенції	Біфштекс січений	98...100	316
Парою з приму-совою конвенцією (ν = 4м/с)	Біфштекс січений	98...100	380
Парою при тиску, кПа:
147	Біфштекс січений	110	410
196	Біфштекс січений	120	494
245	Біфштекс січений	127	527
294	Біфштекс січений	133	550
Паровітряною сумішшю з примусовою конвенцією (ν = 4м/с)	Біфштекс січений	90	260
Пароповітряною сумішшю при природній конвенції	Біфштекс січений	90	180
Варіння у воді при атмосфер-ному тиску	Біфштекс натуральний	98...100	445

Під час нагрівання продуктів пароповітряною сумішшю характер зміни коефіцієнта тепловіддачі схожий з тим, який відзначено для варіння парою.

Передача тепла продукту під час варіння у воді відбувається завдяки конвективному теплообміну. Плівка конденсату на поверхні виробів не утворюється, тому в процесі варіння коефіцієнт тепловіддачі киплячої води до продукту залишається практично однаковим у різні періоди обробки і змінюється у межах 400...450 Вт/(м²  К).

3. Теплофізичні закономірності процесу варіння

Процеси переносу вологи і тепла всередині кулінарних виробів є основою нагрівання продуктів. Від характеру тривалості цих явищ залежить Інтенсивність теплових процесів і якість готової продукції.

Переміщення вологи під час нагрівання м'ясних продуктів парою характеризується графічною залежністю, що показано на рис.

Розподіл вологи в біфштексі січеному під час варіння парою при атмосферному тискові

1 - поверхневий шар; 2 - проміжний шар; 3 - центральний шар

На початковому етапі нагрівання (0...4 хв) відбувається значне зниження вологості поверхневих шарів продукту, які взаємодіють з гріючим агентом. Потім видалення вологи з периферійних шарів відбувається рівномірно до досягнення продуктом готовності. У той же час вологість центральних шарів на початку обробки збільшується, перевищуючи вихідну і досягаючи максимального значення залежно від способу теплової обробки на 4...6 хв. процесу. Причиною цього є виникаючий процес термовологопровідності.

Термовологопровідність - це явище переміщення вологи всередині матеріалу під впливом градієнта температур у напряму теплового потоку. Воно складається з різних процесів: молекулярної дифузії води, капілярної провідності та переміщень води під впливом "затисненого повітря". Явище термовологопровідності теоретично обгрунтоване і експериментально доведене академіком А.В.Ликовим у 1935 р. Він показав, що під час нагрівання вологого матеріалу волога всередині матеріалу буде переміщуватись як під дією градієнта вологості (явище вологопровідності), гак і завдяки градієнту температур (явище термовологопровідності).

На початку процесу теплової обробки зразу ж виникають перепади температур, в той же час перепали вологовмісту є малі. Зрештою, волога під дією градієнту температур переміщується у напряму потоку тепла всередину продукту, що спричиняє збільшення вологості у центральному шарі. І чим інтенсивніше відбувається теплообмін між теплоносієм і продуктом, тим швидше хвиля підвищеної вологості центральних шарів досягне максимуму. Однак у подальшому через інтенсивну вологовіддачу продукту в навколишнє

середовище і зменшення градієнта температур більший вплив на процес дифузії вологи починає чинити процес волого провідності. Тоді напрям потоку вологи змінюється на протилежний, вона переміщується з центральних шарів до поверхні і виходить за межі виробу, що спричиняє зменшення вологовмісту по всій товщині продукту, і відповідно призводить до зменшення маси оброблюваних продуктів.

Переміщення тепла під час нагрівання обумовлено головним чином теплопровідністю і, деякою мірою, переміщенням вологи з поверхневих шарів всередину продукту.

Характер переміщення тепла у процесі нагріву продуктів можна розглянути на прикладі графічної залежності, наведеної на рисунку.