UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI

Facultatea Tehnologie şi Management în Industria Alimentară

Catedra Tehnologia Produselor Alimentare

TEHNOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTARE RĂCITE ŞI CONGELATE

Indicaţii metodice privind lucrările de laborator

Chişinău

Editura ,,Tehnica–UTM’’ 2013

Indicaţíile metodice sunt destinate studenţílor pentru efectuarea lucrărilor de laborator la disciplina Tehnologia produselor alimentare răcite şi congelate de la specialităţile Tehnologia cărnii şi produselor din carne, Tehnologia laptelui, Tehnologia păstrării, prelucrării fructelor şi legumelor.

Autori: conf. univ., dr. Boris Carabulea

conf. univ., dr. Vasile Tărîţă lector asistent Ion Scripcari lector asistent Alexandra Oselischi

Redactor responsabil: conf. univ., dr. Boris Carabulea Recenzent: lector superior Liliana Popescu

© U.T.M., 2013

3

GENERALITĂŢI

Tehnologia refrigerării produselor alimentare este o disciplină tehnică specială. Pe parcursul studiului studenţii capătă cunoştinţe în aplicarea metodelor de tratare prin frig a produselor alimentare la temperaturi joase pozitive şi negative. Studenţii fac cunoştinţă cu teoria şi metodele de tratare, cu modificările fizico-chimice şi biochimice ce au loc sub acţiunea temperaturilor joase în produsele proaspete, răcite şi congelate. Îndeplinind lucrările de laborator, studenţii folosesc metode şi aparate moderne de cercetare ştiinţifică, verifică şi analizează rezultatele experimentale şi le compară cu cele calculate teoretic.

Darea de seamă a fiecărei lucrări include următoarele compartimente: denumirea şi scopul lucrării; descrierea teoretică a procesului de tratare; modul de lucru la îndeplinirea lucrării, descrierea produselor şi materialelor folosite în experienţe; descrierea metodelor şi înscrierea parametrilor de tratare a probelor; elaborarea tabelelor şi înscrierea datelor experimentale; efectuarea calculelelor; elaborarea graficelor; calcule la MEC; concluzii la studiul efectuat.

4

Lucrarea de laborator nr. 1 DETERMINAREA RITMULUI DE RĂCIRE

Scopul lucrării constă în determinarea ritmului de răcire şi

a pierderilor reale în greutate (de masă) prin evaporare–uscare în urma răcirii produsului alimentar.

Răcirea constă în micşorarea temperaturii produselor alimentare ca rezultat al schimbului de căldură cu mediul ambiant. Viteza de răcire influenţează asupra calităţii produsului, blochează procesele biochimice şi microbiologice. Răcirea este un proces complex de schimb de căldură şi masă ce are loc la suprafaţa produsului sub acţiunea agentului de răcire.

Pentru descrierea matematică a procesului de răcire se admit următoarele condiţii: în produsul supus răcirii nu se permite de a fi surse de căldură; proprietăţile termofizice ale produselor nu se schimbă în timpul răcirii; temperatura agentului de răcire şi coeficientul de transfer de căldură sunt valori constante. Admiterea simplificărilor menţionate permite calcularea vitezei de răcire şi obţinerea unor rezultate satisfăcătoare.

În funcţie de originea produsului, destinaţia lui şi viteza necesară de răcire, se folosesc diferite metode şi agenţi de răcire: răcirea în mediul gazos (aer), răcirea cu agenţi lichizi şi de fierbere. Produsele în stare solidă cum sunt carnea, fructele, legumele, brânza şi altele se răcesc cu aer rece. Lichidele se răcesc în schimbătoare de căldură. Se foloseşte răcirea sub vid în camere ermetice.

Răcirea produselor în aer este însoţită de micşorarea temperaturii, evaporarea apei, eliminarea căldurii în urma reacţiilor biochimice. Răcirea este un proces complex de schimb de căldură care decurge în trei etape: etapa regimului nereglat, etapa regimului reglat şi etapa echilibrului de temperatură.

Procesul de răcire poate fi studiat, utilizând legea regimului reglat de temperatură, care constă în aceea că în orice punct al produsului destinat răcirii viteza de răcire dt/dτ este proporţională cu diferenţa de temperatură în produs (tp) şi agentul de răcire (tar):

5

dt / dτ = – m (tp – tar), (1.1) unde: m – coeficientul de proporţionalitate numit ritm de răcire, care depinde de forma, dimensiunile de gabarit ale produsului, factorii termofizici, coeficientul de transfer de căldură la suprafaţa produsului (corpului), 1/s; tp – temperatura produsului (corpului), °C; tar – temperatura agentului de răcire, °C. Logaritmând ecuaţia (1.1), obţinem: ln (tp - tar) = – m τ + ln (ti – tar), (1.2)

unde: ti – temperatura iniţială a produsului în orice punct al volumului produsului supus răcirii, °C.

Rezolvând ecuaţia (1.2) faţă de τ, obţinem:

τ = 1/m ln [(ti – tar) / (tp – tar)]. (1.3) Ritmul de răcire m descrie intensitatea procesului de răcire,

care se deosebeşte de viteza de răcire. Coeficientul m se determină experimental sau este calculat pe cale empirică.

Cunoscând valoarea ritmului de răcire m, poate fi determinată viteza şi durata de răcire a produselor alimentare. Odată cu răcirea produselor, de pe suprafaţa lor se evaporă apa, astfel masa produsului se diminuează. Dacă din produs cu masa iniţială G se evaporă o cantitate de apă Gw, eliminând căldură specifică de evaporare Lu, atunci căldura eliminată de corp (produs) pe parcursul evaporării va constitui: Qu = Gw x Lu. (1.4)

Cantitatea de apă evaporată sau pierderile de masă prin uscare

la răcire se determină cu formula:

Gw = Qu / Lu,

iar pierderile reale de masă în procente cu ecuaţia: Gw = Qu / Lu x 100 %. (1.5)

6

Mărimea (valoarea) pierderilor de masă în procesul de răcire depinde de:

- fluxul de căldură în camera de păstrare; - raportul dintre umiditatea mediului înconjurător şi umiditatea

parţială a vaporilor de apă la suprafaţa produsului; - umiditatea aerului care pătrunde în camera de păstrare; - compoziţia chimică a produsului şi tipului de ambalaj; - suprafaţa de evaporare a produsului şi tipul de agent termic; - umiditatea relativă a aerului în încăpere.

Pierderile de masă la răcire diferă, fiind maximale la începutul şi minimale la sfârşitul procesului de răcire. Pentru micşorarea pierderilor în timpul răcirii se folosesc diferite metode: glasarea, aranjarea compactă, micşorarea fluxului de căldură în camera de păstrare; mărirea umidităţii relative a aerului; ambalarea etanşă; majorarea coeficientului de umplere a spaţiului camerelor de păstrare; folosirea sistemelor raţionale de răcire.

Ritmul de răcire este determinat în instalaţiile pilot de laborator, schema căreia este reprezentată în figura 1.1.

Fig. 1.1. Schema instalaţiei de răcire:

1 - ventilator; 2 - manometru; 3 - impulsor presiune; 4 - diafragmă; 5 - aparat electronic de înregistrare a temperaturii; 6 - termocuplu

de temperatură; 7 - celulă pentru produs; 8 - ferestruică; 9 - cameră de refrigerare; 10 - vaporizator.

7

Principiul de funcţionare a instalaţiei de răcire

Cu 30 minute înainte de a începe experienţa se conectează compresorul sistemului de refrigerare şi se asigură temperatura minus 10 ... minus 15oC la suprafaţa vaporizatorului 10. Se pregăteşte proba de produs, se cântăreşte, se măsoară dimensiunile de gabarit şi se instalează în celula 7. În produs, la suprafaţă, în centru, cât şi în fluxul agentului termic se instalează impulsorii 6 pentru înregistrarea schimbării temperaturii, care se efectuează cu ajutorul aparatului electronic 5. Pentru măsurarea şi reglarea vitezei agentului termic se utilizează diafragma 4 cu gaură variabilă şi manometrul 2 cu impulsoarele 3, cu ajutorul cărora se măsoară presiunea agentului termic până şi după diafragmă 4. După valoarea diferenţei de presiune se determină viteza agentului termic. Se conectează ventilatorul 1 şi se reglează temperatura agentului termic (aerului) egală cu temperatura crioscopică sau cu 3-5oC mai joasă decât temperatura crioscopică a produsului supus răcirii.

La atingerea temperaturii constante de răcire a agentului termic se deschide ferestruica 8, se instalează celula 7 cu produs şi termocuple 6 în fluxul de aer rece. Aerul rece circulă în spaţiul închis: camera 9 → vaporizatorul 10 → ventilatorul 1 → diafragma 4 → celula cu produs 7 → camera de refrigerare 9. Schimbarea temperaturii se înregistreză peste fiecare 60 secunde. Aparate şi materiale

Instalaţie de laborator; aparat electronic de înregistrare a temperaturii; balanţă tehnică; cronometru de timp; materie primă (fructe, legume, carne, lactate); anemometru cu palete; anemometru cu cupe.

Proba pentru experienţe trebuie să fie rotundă, în formă de sferă sau în formă de cub, paralelipiped; pentru a determina uşor suprafaţa de contact cu agentul termic. Modul de lucru

Studenţii studiază principiul de funcţionare al instalaţiei de răcire pilot şi al aparatelor de control şi măsurare, conectează şi verifică funcţionarea utilajului, fixează parametrii necesari. Se deschide diafragma 4 şi se fixează viteza agentului termic (aerului)

8

şi temperatura lui. Viteza aerului poate fi determinată şi cu ajutorul anemometrului cu palete sau cupe.

Pentru studierea procesului de răcire se folosesc mere, cartofi, sfeclă, morcov, pere, struguri, carne, semifabricate de carne, brânzeturi, semifabricate de lactate etc.

Materia primă se cântăreşte cu o balanţă tehnică cu exactitatea de două semne după virgulă, obţinând greutatea G1, apoi se introduce termocuplul de temperatură în centru, la suprafaţă şi în fluxul agentului termic.

Pentru a instala termocuplul, materia primă se străpunge cu un ac, apoi se introduce termocuplul în centru şi la suprafaţă. Produsul se plasează în celulă şi se introduce în zona de răcire a instalaţiei pilot.Pe parcursul experienţelor (procesului de răcire) studenţii înregistrează modificările de temperatură la suprafaţă, în centrul produsului şi în fluxul agentului (aerului rece) termic peste fiecare 60 s, iar la sfârşit se determină viteza aerului cu ajutorul anemometrului la acelaşi diametru (mărime) al diafragmei 4.

Produsul se consideră răcit atunci când diferenţa de temperatură în centrul şi la suprafaţa probei nu depăşeşte 2-3°C. Produsul se scoate din instalaţie, se cântăreşte cu aceeaşi exactitate şi se înregistrează greutatea produsului după răcire G2. Rezultatele obţinute se înscriu în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1. Parametrii procesului de răcire

Durata de

răcire τ,

min

Temperatura probei

(produsului)

Agentul termic (aerul) Proba de produs

în centru

la supra-

faţă

tempe-ratura,

oC

viteza V,

m/s

masa până

la răcire G1, g

dimensiunile de gabarit,

m

masa după răcireG2, g

diferenţa de masă ∆G, g

0-00 25 25 -2 2,5 30,25 0,01x0,01x0,01 28,75 1,50 0-30 23 20 -2,3 1-00 18 14 -2,2 ...... ..... ..... .... .... .... .... .... 3-30 0 -1 -2 2,5 28,13

9

Interpretarea rezultatelor obţinute

Prelucrarea rezultatelor obţinute constă în calculul ritmului de răcire (formula 1.7) şi al valorii de pierderi reale (formula 1.9) în procesul de răcire (pierderi de greutate prin evaporare–uscare). Se construiesc curbele de răcire în sistemele de coordonate:

τ = f (ti) la ta – constant, (1.6) unde: ti – temperatura produsului într-un anumit strat (centru,

suprafaţă), °C; ta – temperatura agentului termic (aerului) de răcire, °C; τ – durata de răcire, min.

Curba de răcire demonstrează că la începutul răcirii, schimbul de temperatură în volumul produsului se petrece haotic, apoi peste o anumită perioadă de răcire - uniform. Din momentul răcirii uniforme logaritmul diferenţei de temperatură dintre produs şi agentul termic se schimbă liniar, conform relaţiei:

ln (ti – tar) = – mτ + A, (1.7) unde: ti – temperatura în orice punct al volumului produsului la un

anumit interval de timp de răcire, oC; tar – temperatura agentului termic de răcire, oC; τ - durata procesului de răcire, min.;

A – coeficient constant; m – coeficientul de proporţionalitate ce depinde de dimensiunile produsului, compoziţia chimică, viteza circulaţiei agentului de răcire etc. numit ritm de răcire.

Valoarea coeficientului m se calculează în baza graficului dependenţei ln (ti – tar) - τ, şi este egală cu tangenta unghiului format de linia dreaptă cu abscisa graficului şi se numeşte ritm de răcire, care este constant pentru orice punct de răcire al produsului.

Pentru a calcula valoarea m, pe graficul (linia dreapta) dependenţei ln (ti – tar) - τ se fixează două puncte pentru timpul τ1

10

şi τ2, care corespund diferenţei de temperatură (ti – ta), şi se înscriu în următoarele ecuaţii:

ln (ti – tar) = mτ1 + A; ln (t2 – tar) = mτ2 + A.

Din aceste ecuaţii se deduce formula de calcul a ritmului de răcire: m = [ln (t1 – tar) – ln (t2 – tar)] / (τ2 –τ1). (1.8)

Ritmul de răcire se determină separat pentru curba de răcire (schimbarea temperaturii) a produsului la suprafaţă şi în centru.

Pierderile reale de masă ale produsului în timpul răcirii se calculează cu formula: g = Vi / m x (1 - emτ), (1.9)

unde: Vi – viteza iniţială a pierderilor reale de greutate a

produsului, kg/s; m – ritmul de răcire, min-1;

τ – durata de răcire, min.

Viteza iniţială Vi de răcire se calculează cu formula:

Vi = Q / L x (Gcom – ψ α s), (1.10) unde: Q - diferenţa dintre temperatura mijlocie iniţială a

produsului şi temperatura aerului rece, °C; L - căldura specifică de evaporare, J/kg; L = 2,472·106 J/kg;

G – masa iniţială a probei, kg; co - capacitatea termică (calorică) a produsului, J/ (kg . °C); m - ritmul de răcire, s-1; ψ – coeficientul în care se ţine cont de caracterul neuniform

al câmpului de temperatură, egal cu 0,9; α - coeficientul de transfer termic al căldurii, W / (m2 . °C); s - suprafaţa probei, m2.

11

Capacitatea termică a produsului poate fi luată din anexa 2 sau calculată după formula:

co = ca. w + cs.u (1-w), (1.11) unde: csu – capacitatea termică a masei substanţelor uscate. Pentru

produsele vegetale csu = 0,9 kJ/(kg °C). Pentru produsele animaliere csu = 1,2 ... 1,6 kJ/(kg °C).

ca - capacitatea termică a apei, 4,18 J/(kg °C); w – conţinutul de apă în produs, în unităţi de măsură.

Pentru determinarea coeficientului de transfer al căldurii se poate folosi formula de răcire a corpurilor sferice răcite în aer: Nu = 0,37 (Re) 0,6

sau Nu = 2,71 (Re) 0,42,

unde: Nu - criteriul Nusselt; Nu = αd / λa; Re - criteriul Reynolds; Re = vd / γa; d – diametrul produsului, m; λa – coeficientul de conductivitate termică a aerului,

W / (m .°C); v – viteza aerului, m/s; γa – coeficientul viscozităţii cinematice a aerului, m2/s.

Pentru condiţiile experienţelor γa şi λa pot fi considerate constante şi egale cu: γa = 12,46 x 10-6 m2/s; λa = 2,731 W / (m °C). (1.12)

După calcularea valorilor termofizice (1.11) şi (1.12) se determină viteza iniţială (1.10), iar mărimea pierderilor calculate (1.9) se compară cu rezultatele experimentale ΔG = G1 – G2.

Se cere o explicaţie a diferenţei dintre calculele teoretice şi experimentale. Se apreciază eroarea experienţelor cu formula:

Δg =g / ∆G x 100 %.

Se întocmeşte darea de seamă cu prezentarea datelor experimentale, graficelor şi calculelor referitoare la pierderile reale de masă în procesul de răcire.

12

Lucrarea de laborator nr. 2 DETERMINAREA PARAMETRILOR AERULUI

Scopul lucrării constă în determinarea parametrilor agentului

de răcire a temperaturii, umidităţii şi vitezei aerului. Cu aparate de măsurare şi control.

Noţiuni de bază. La păstrarea îndelungată a produselor alimentare este necesar a menţine strict regimul optim de păstrare: temperatura, umiditatea relativă şi viteza de circulaţie a aerului în camera (celula) de păstrare. Fiecare sortiment de produs se caracterizează prin regimul său individual, optim de păstrare. Pentru a asigura regimul optim, este necesar a controla, a măsura, a înregistra şi regla valoarea temperaturii, vitezei şi umidităţii aerului ca agent termic în fiecare celulă de păstrare cu produs.

În Instrucţiunile tehnologice de păstrare a alimentelor în stare refrigerată (la temperaturi joase) sunt indicaţi parametrii optimi de păstrare, condiţiile de control şi măsurare, care trebuie îndeplinite strict pentru a asigura calitatea produsului finit.

Pentru măsurarea şi înregistrarea parametrilor pot fi folosite un şir de metode şi aparate cu diverse erori, în funcţie de categoria (clasa) aparatului de măsurare.

În timpul păstrării produselor alimentare este necesar a efectua un control permanent al calităţii produselor şi al parametrilor agentului de răcire, care trebuie să corespundă cerinţelor indicate în Instrucţiunile tehnologice. Respectarea parametrilor optimi al regimului de păstrare asigură o calitate superioară a valorii nutritive, compuşilor nativi, proprietăţilor gustative, aspectului exterior şi micşorarea pierderilor reale de masă.

Agent de răcire se numeşte mediul în care fluxul agentului de răcire contactează cu produsul şi asigură acumularea şi înlăturarea căldurii de pe suprafaţa lui. Agenţii de răcire contribuie la micşorarea temperaturii produsului şi provoacă unele schimbări fizico-chimice. Cel mai răspândit agent de răcire este aerul, care este un amestec de gaze şi vapori de apă. Gazele din amestec formează aerul uscat. Astfel, aerul umed poate fi considerat un amestec a două gaze ideale – aer uscat şi vapori de apă. Cantitatea

13

vaporilor de apă în aer variază de la câteva miligrame până la câteva grame într-un m3 de aer uscat. Umiditatea aerului depinde de cantitatea vaporilor de apă în aer. Presiunea parţială a vaporilor de apă, din aer se numeşte tensiunea vaporilor de apă şi se exprimă în mm coloanei de Hg.

Tensiunea vaporilor de apă este una din caracteristicile aerului umed, deoarece se schimbă proporţional schimbării presiunii barometrice. La temperatura şi presiunea constantă a aerului şi la schimbarea umidităţii, tensiunea vaporilor se poate majora sau micşora. Tensiunea vaporilor poate fi majorată până la limita de saturare maximă a aerului cu vapori de apă. În acest caz, tensiunea vaporilor este maximă şi se numeşte tensiune maximă, notându-se prin E.

Masa vaporilor de apă mva conţinută într-un 1 m3 de aer umed, raportată la masa vaporilor de apă maximă posibilă mvam în acest volum, la aceeaşi temperatură şi presiune, se numeşte umiditate relativă a aerului şi se exprimă prin φ:

φ = mva / mvam sau exprimată în procente: φ1 = mva / mvam x 100 %. (2.1)

Umiditatea relativă poate fi exprimată prin conţinutul de

umiditate, care reprezintă raportul conţinutului de apă da (mg, g) în aer la temperatura şi gradul de saturare dat către conţinutul de apă în aer dam (mg, g) maxim posibil la aceeaşi temperatură şi grad de saturare:

φ = da / dam x 100%. (2.2) O astfel de metodă de calcul se foloseşte în practică pentru

determinarea umidităţii aerului în celulele frigorifice. Conţinutul de umiditate al aerului d din amestecul de gaze şi

vapori de apă reprezintă masa vaporilor de apă mva, care se conţine în acest amestec, raportat la masa aerului uscat mau din amestec şi se determină cu formula:

d = mva / mau, (2.3)

14

unde: mau - masa aerului uscat, kg/m3; mva – masa vaporilor de apă, g/m3;

d – conţinutul de umiditate, g / kg.

Determinarea umidităţii aerului. Pentru determinarea umidităţii aerului se folosesc următoarele aparate: psihrometrul August, psihrometrul Asman, hidrometrul, higrograful, aparate electronice cu impulsori de absorbţie, condensatoare în formă de plăci etc.

Însă în practică mai des se folosesc psihrometrele. Principiul de funcţionare a psihrometrelor se bazează pe diferenţa valorilor de temperatură a două termometre (uscat ts şi celui umed tu) ce înregistrează temperatura în diferite condiţii. Valoarea umidităţii aerului din celula frigorifică se determină din tabele speciale. La baza determinării umidităţii se foloseşte valoarea temperaturii termometrului uscat şi diferenţa de temperatură Δt, dintre valorile termometrului uscat ts şi celui umed tu, astfel Δt = ts – tu

Psihrometrul August (fig. 2.1) este format din două termometre - uscat ts şi umed tu de înaltă precizie, asamblate pe un dispozitiv plat. Termometrul umed (balonul cu mercur) este acoperit cu pânză de bumbac, care contactează cu un rezervor cu apă distilată. Apa din rezervor se deplasează (migrează) pe pânză, umectând pânza ce acoperă balonul cu mercur al termometrului. Acest termometru înregistrează temperatura de evaporare a apei de pe suprafaţă şi reprezintă valoarea termometrului umed tu. Psihrometrul August poate fi folosit în încăperi închise, unde viteza aerului este mică şi nu depăşeşte 0,15 m/s. Pentru aceste psihrometre se folosesc tabele speciale ale umidităţii aerului (anexa 3), care prevăd viteza minimă de mişcare a aerului în celula de păstrare.

Termometrul uscat înregistrează temperatura mediului înconjurător, cel umed - temperatura de evaporare de pe suprafaţa apei. Astfel, valorile ts şi tu diferă una de alta, iar durata determinării lor constituie 2,0-2,5 h. Se face diferenţa ∆t dintre valoarea termometrului uscat şi celui umed ts - tu = ∆t. La

15

determinarea umidităţii se foloseşte valoarea termometrului uscat ts şi valoarea diferenţei de temperaturi ∆t.

În baza acestor date şi a datelor din tabelul psihrometric (anexa 3,4), la intersecţia pe verticală a valorii temperaturii termometrului uscat ts, pe orizontală a valorii diferenţei de temperaturi ∆t - citim valoarea umidităţii aerului în încăperea dată. Dependenţa temperaturii termometrului uscat de diferenţa de temperaturi ∆t poate fi redată şi de nomograma cu linii drepte (nomograma este dată în paşaportul psihrometrului). La intersecţia acestor linii se citeşte valoarea umidităţii în procente.

Psihrometrul Asman (fig. 2.2) după principiul de funcţionare este asemănător cu modul de funcţionare a psihrometrului August, cu excepţia că baloanele termometrelor sunt amplasate în canale

Fig. 2.1. Psihrometrul August Fig. 2.2. Psihrometrul Asman speciale, care în momentul determinării temperaturii, se află în fluxul de aer cu viteză de 2,0-2,5 sau 4,0-5,0 m/s, asigurat de un ventilator mecanic sau electric. La determinarea umidităţii eroarea este foarte mică şi nu este luată în calcul. Psihrometrul Asman poate fi folosit la determinarea umidităţii în câmp, în locurile unde viteza aerului este destul de mare. Batista (pânză de bumbac) termometrului umed se umectează cu pipeta. La fel ca şi în cazul

16

precedent se determină ts şi tu, diferenţa valorilor de temperatură, apoi se determină umiditatea după tabelul psihrometric. Experienţa durează 4-5 min.

Psihrometrul Asman include câte două termometre cu precizie avansată, instalate într-un dispozitiv special şi asamblate cu un ventilator mecanic sau electric, care asigură mişcarea fluxului de aer pe lângă balonul termometrelor. În scopul protejării, termometrele sunt instalate în ţevi metalice duble. Toate detaliile din metal sunt acoperite cu nichel polizat, pentru a exclude încălzirea ţevilor metalice sub acţiunea căldurii iradiante. Balonul termometrului din dreapta este acoperit cu pânză din bumbac, care în timpul determinărilor se umectează cu apă distilată cu ajutorul pipetei. Peste 4-5 minute se fixează şi se notează indicaţiile termometrelor uscat şi umed, se calculează diferenţa dintre ele ∆t. Cunoscând valoarea termometrului uscat, diferenţa de temperaturi ∆t şi folosind datele tabelului umidităţii relative a aerului la viteza corespunzătoare, la intersecţia liniei orizontale pentru termometrul uscat cu linia verticală pentru diferenţa de temperaturi obţinem valoarea umidităţii aerului în procente.

Higrograful tip M-21 determină umiditatea relativă a aerului în limitele 30-100% la temperatura plus 35-minus 40oC cu înregistrarea temperaturii pe diagramă. Aparatul include un impulsor pentru umiditate (o şuviţă de păr blond natural de femeie sau păr de cal), un dispozitiv de înregistrare ce include o periuţă cu cerneală, o tobă pe care se îmbracă banda de hârtie (diagramă de temperatură).

Rotirea tobei este asigurată de un dispozitiv – ceasornic mecanic ce asigură funcţionarea timp de 24 ore sau 7 zile. Banda- diagramă este divizată în linii orizontale paralele cu valoarea umidităţii relative a unei diviziunii fiind egală cu 2% şi diviziunile verticale având valoarea unei diviziuni de 15 minute pentru higrograful cu durata de înscriere 24 ore la o rotaţie şi valoarea unei diviziunii de 2 ore pentru durata de înscriere 7 zile la o rotaţie.

17

În cazul necesităţii determinării umidităţii la depărtare, se folosesc psihrometre electronice cu mai multe impulsoare – semiconductoare.

Se folosesc higrografe cu cadran cu diametrul de 100 mm, asemănătoare cu manometrele cu limita de măsurare a umidităţii 0 ... 100 %.

La determinarea umidităţii se folosesc şi alte tipuri de aparate, cum sunt aparatele electronice cu 1,6 şi 12 canale cu impulsoare speciale.

Determinarea temperaturii şi controlul ei. Temperatura se determină cu ajutorul termometrelor cu mercur, alcool, contact electric, termografelor, aparatelor electronice, aparatelor cu raze infraroşii de măsurare a temperaturii la distanţă. Toate aparatele au o categorie de exactitate divizată în clase, gradaţia cărora este de 2; 1; 0,5; 0,25; 0,2; 0,1°C. La înregistrarea temperaturii se folosesc aparate electronice dotate cu impulsoare cu rezistenţă constantă din cupru sau platină, cât şi impulsoare hromel-copel, hromel-alumel.

În prezent în celulele frigorifice de producţie şi păstrare temperatura se determină cu ajutorul aparatelor electronice automate de înregistrare cu termocuple hromel-copel HC; hromel-alumel HA; termometre de rezistenţă din cupru TRC, termometre de rezistenţă din platină TRP.

La înregistrarea temperaturii se folosesc termografele M-16. Diapazonul de înregistrare este de la minus 45 până la plus 55°C, eroarea – de ±1°C.

Termometrul cu mercur include balonul cu mercur, capilarul, scara şi tija din sticlă. Scara poate fi din sticlă sau metal plat, pe care sunt gradate valorile temperaturii - 1; 0,5; 0,25; 0,2; 0,1oC.

Fiecare termometru dispune de un paşaport, în care sunt indicate coeficienţii de corecţie necesari la măsurarea temperaturii.

Pentru determinarea corectă a valorii de temperatură, ochiul observatorului trebuie să fie la nivelul meniscului coloanei de mercur. La măsurare balonul termometrului se cufundă în mediu timp de 5-30 minute pentru stabilirea corectă a valorii de temperatură.

18

La măsurarea temperaturii mediului mai joasă de minus 38oC se folosesc termometre cu alcool sau toluol, colorate în albastru sau roşu.

La momentul de faţă, în celulele frigorifice şi la diverse procese tehnologice temperatura se înregistrează la distanţă cu ajutorul aparatelor electronice cu cifre, în regim automat. Termograful M-16 este destinat pentru înregistrarea temperaturii aerului în diapazonul minus 45-plus 55oC. Principiul de funcţionare se bazează pe proprietăţile plăcii bimetalice de a-şi schimba raza de arcuire sub influenţa temperaturii aerului. Aparatul este compus dintr-un impulsor de temperatură care este reprezentat de placa bimetalică; un dispozitiv de transmisie; reglator; dispozitiv de înregistrare ce include banda-diagramă din hârtie pentru înregistrare, săgeată cu peniţă, mecanism de măsurare a duratei de timp.

Banda-diagramă este divizată vertical în linii orizontale paralele cu valoarea unei gradaţii de 1oC, iar pe orizontală în linii verticale arcuite, respectiv cu valoarea gradaţiei 15 minute a rotaţiei tobei pentru 24 ore şi 2 ore pentru rotaţia tobei termografului timp de 7 zile.

Determinarea vitezei aerului. Viteza aerului este unul dintre parametrii principali ai proceselor de răcire şi congelare a produselor alimentare. În celulele frigorifice de păstrare cu circulaţie naturală sau artificială a aerului, se determină permanent viteza de circulaţie, valoarea căreia influenţează direct calitatea produsului finit.

Viteza aerului se determină cu ajutorul anemometrului cu palete în limitele 0,5-5 m/s, iar de la 5 până la 50 m/s - cu anemometrul cu cupe (fig. 2.4). Viteza aerului mai mare de 50 m/s se determină cu anemometrele electronice sau cu diafragme (fig. 2.3) speciale. Viteza aerului mai mică de 0,5 m/s se determină cu manometre cilindrice cu spumă şi catatermometre, care includ un termometru cu vas cilindric (pentru alcool) cu înălţimea de 40 mm, diametrul de 16 mm cu fund semisferic.

Ţeava capilară a aparatului are lungimea de 200 mm şi este înzestrată cu o scară a temperaturii în limitele de la 38 până la 35oC.

19

Vârful ţevii capilare are lărgire ovală pentru eliminarea alcoolului la încălzire. Aparatul se încălzeşte în apă la temperatura de 40oC, apoi se şterge de apă şi se instalează în fluxul de aer pentru determinarea vitezei lui. Se înregistrează timpul de răcire a aparatului de la 38 până la 35oC la temperatura camerei. Viteza aerului se determină după nomograma anexată la catatermometru.

Fig. 2.3. Instalarea diafragmei în Fig. 2.4. Anemometru cu cupe

fluxul de aer

La măsurarea vitezei aerului pot fi utilizate micro-manometre, ţeava Pito, termoanemometre, manometre diferenţiate, contor de aer cu tobă sau cu palete, contor cu spumă etc. Principiul de determinare a vitezei aerului este descris în instrucţiunile acestor aparate.

Aparate şi materiale 1. Instalaţie de refrigerare; 2. Termometre cu mercur, alcool,

toluol; 3. Anemometre cu palete; 4. Anemometre cu cupe; 5. Cronometru; 6. Higrometru; 7. Higrograf; 8. Psihrometrul August; 9. Psihrometrul Asman; 10. Aparat electronic de înregistrare a temperaturii; 11. Apă distilată.

20

Ordinea efectuării lucrării 1. Studenţii fac cunoştinţă cu instrucţiunile aparatelor de

determinare a temperaturii, vitezei şi umidităţii aerului, cu construcţia aparatelor, scara de determinare, eroarea aparatelor folosite.

2. Pe cale experimentală se determină viteza, temperatura şi umiditatea aerului.

3. Caracteristica fiecărui aparat şi rezultatele măsurărilor efectuate se înregistrează în tabelul 2.1.

Tabelul 2.1. Caracteristica tehnică a aparatelor şi rezultatele experimentale

Denumirea aparatului

Tipul, marca

Diapazonul de

înregistrare Eroarea

Principiul de funcţionare a

aparatului Termometrul infraroşu

TR-540 Minus 50… plus 250oC

Plus – minus 1oC

Din instrucţiunea aparatului

Animometrul cu palete

ACO-3 0,5 – 5 m/s 0,05 m/s Din instrucţiunea aparatului

Higrometru HG 100 0 – 100% Plus-minus 9%

Din instrucţiunea aparatului

Determinarea umidităţii aerului

Psihrometrul August. Cu o pipetă se umectează batista termometrului tu. Aparatul se instalează vertical în încăperea pentru determinarea umidităţii aerului. Peste 1,5...2,0 ore în tabel se înregistrează valorile temperaturii ts şi tu.

Psihrometrul Asman. Cu o pipetă se umectează batista termometrului umed tu, se pune în mişcare ventilatorul şi peste 4...5 minute se înregistrează temperatura ts şi tu. Experienţa se repetă de 3 ori. Se determină diferența de temperaturi cu ecuaţia:

∆t = ts – tu (2.4) Utilizând valoarea temperaturii termometrului uscat ts,

diferenţa psihrometrică ∆t (diferenţa de temperaturi ts – tu) şi tabelele psihrometrice (anexa 3 şi 4) se determină umiditatea în spaţiul de păstrare.

21

Umiditatea relativă a aerului în camera frigiderului se determinată cu formula:

φ = mva / mvam x 100 %, (2.5)

unde: φ - umiditatea relativă, %; mva - umiditatea absolută a aerului, g/m3;

mvam - conţinutul maximal de apă în aerul saturat cu vapori de apă, g/m3.

Caracteristica tehnică a aparatelor şi rezultatele experimentale se înregistrează în tabelul 2.2.

Tabelul 2.2. Datele experimentale la determinarea umidităţii

Locul

îndepli- nirii

experi-enţei

Caracte-ristica

aparatu-lui, tip, marca

Valoarea temperaturi,

oC Diferenţa psihrome

-trică, Δt, °C

Umiditatea abso-lută mva, g/m3

Umidi- tatea

maximă mvam, g/m3

Umidi- tatea

relativă φ, % ts tu

5-222 Asman 20,4 16,5 3,90 12,16 16,0 76 5-216 Asman 19,6 16,2 3,40 10,08 14,0 72

Determinarea vitezei aerului cu anemometrul

Iniţial se înregistrează datele de pe scara anemometrului. Ventilatorul se introduce în priză, iar anemometrul deconectat - în curentul de aer. Peste un minut, după ce viteza aerului devine constantă, anemometrul se conectează şi se menţine în fluxul de aer 100 s. Peste 100 s anemometrul se deconectează şi se înregistrează datele de pe scara aparatului. Se determină diferenţa înregistrărilor dintre datele finale şi iniţiale. Rezultatul obţinut se împarte la 100 secunde pentru a determina numărul de unităţi pentru 1 s. Folosind nomograma anemometrului (dependenţa numărului de unităţi pe secundă – funcţie a vitezei aerului în m/s), se obţine viteza aerului în fluxul dat.

Experienţele se repetă de 3 ori. Se calculează media aritmetică din 3 experienţe. Se determină viteza medie a aerului. Datele obţinute se înregistrează în tabelul 2.3.

22

Tabelul 2.3. Datele experimentale la determinarea vitezei aerului

Nr. expe-rienţelor

Indicaţiile anemometrului, diviziuni

Durata experien-

ţei τ, s

Numărul diviziu- nilor,

unităţi

Viteza aerului V, m/s N1,

iniţialeN2,

finale ΔN

(N2-N1) 1 200 998 798 100 7,98 4,50 2 1000 1810 810 100 8,10 4,60 3 2000 2800 800 100 8,00 4,55 Media 803 100 8,03 4,55

Lucrarea de laborator nr.3 DETERMINAREA DURATEI DE CONGELARE

Scopul lucrării: determinarea duratei de congelare pe cale

experimentală şi calculul teoretic al acesteia pentru diferite produse alimentare; compararea datelor experimentale şi teoretice; analiza curbelor de congelare.

Noţiuni de bază. Elaborarea regimurilor de congelare şi efectuarea calculelor tehnologice necesare la proiectarea şi exploatarea instalaţiilor frigorifice sunt precedate de calculul teoretic al duratei de congelare a produselor alimentare.

Calculele teoretice ale duratei de congelare constituie o problemă complexă, deoarece acest proces depinde de mai mulţi factori, inclusiv de proprietăţile produsului.

La calcularea duratei de congelare se foloseşte formula lui R. Planc - recomandată de Institutul Internaţional al Frigului. Pentru deducerea acestei formule se admit următoarele: - produsul este răcit până la temperatura crioscopică; - parametrii termofizici ai produsului îngheţat sunt constanţi şi nu depind de temperatură; - capacitatea termică a produsului este egală cu zero.

Se presupune că congelarea se petrece la temperatură constantă a mediului şi cu un coeficient de transfer de căldură de asemenea constant.

23

Ţinând cont de cele expuse mai sus, formula lui R. Planc se scrie astfel:

γ r dx = 1 (tcr -- tar) dx / (α

+λ

1x) dτ. (3.1)

Rezolvând această ecuaţie obţinem:

τ = r γ / (tcr - tar) - δ / 2 (α

+λδ 1

4), (3.2)

unde: τ - durata de congelare, h; r - căldura latentă de formare a gheţii, J/kg;

δ – grosimea plăcii produsului, m; tcr - temperatura de îngheţ (crioscopică) a produsului, °C; tar - temperatura agentului termic de congelare, °C; λ - coeficientul de conductivitate termică a produsului,

W/(m2⋅°C); α - coeficientul de transfer de căldură dintre suprafaţa

produsului şi agentul de răcire, W/(m2 °C). În scopul utilizării formulei 3.2, în procesele reale de congelare,

căldura latentă de formare a gheţii se substituie cu căldura totală de congelare. Valoarea coeficientului de transfer de căldură α se consideră egală cu temperatura mijlocie în intervalul de temperaturi de la temperatura crioscopică tcr până la temperatura finală de congelare tfc.

Durata de congelare a produselor alimentare se determină utilizînd instalaţia de congelare cu agent termic lichid reprezentată în figura 3.1.

Proba de produs (pireu, suc, tocană de fructe, legume, tocătură de carne de bovine, porcine, ovine, produse lactate) se dozează în celula 4 în formă de placă.

24

Fig. 3.1. Schema instalaţiei pilot de congelare cu agent termic lichid:

1 - aparat electronic de înregistrare a temperaturii; 2 - comutator;3- impulsori de temperatură; 4 - celula cu produs; 5 - malaxor; 6 - termometru cu contact electric; 7 - agent termic;

8 - evaporizator; 9 - panou de comandă; 10 - termostat; 11 - instalaţie de refrigerare.

Celula cu produs se supune vibraţiei, pentru a înlătura golurile

de aer din volumul probei, apoi se introduce în termostatul 10 cu agentul termic lichid 7. Termostatul se umple cu agent termic lichid – soluţie din etilenglicolă şi apă, în raport de 50:50 %, temperatura de îngheţ (crioscopică) a căreia este de minus 45 oC. Agentul termic din termostat se răceşte cu ajutorul vaporizatorului 8 al instalaţiei frigorifice 11. Temperatura constantă a agentului termic este controlată cu ajutorul termometrului cu contact 6, care asigură conectarea sau deconectarea instalaţiei frigorifice. Temperatura agentului termic şi a produsului în centru şi la suprafaţă se înregistrează cu ajutorul aparatului electronic 1 şi impulsorilor de temperatură 3.

25

Modul de lucru: 1. Cu 30 min. înainte de a începe studiul experimental de

determinare a duratei de congelare se conectează instalaţia frigorifică pentru a răci agentul termic lichid până la temperatura de minus 25-27 oC.

2. Pregătirea celulei de congelare se face prin spălare şi uscare pentru a exclude diluarea produsului şi agentului de congelare.

3. Pregătirea probei pentru congelare include determinarea masei substanţelor uscate, dozarea în celulă a produsului la 3/4 din volumul total, instalarea impulsoarelor în centrul probei şi în agentul termic de răcire.

4. La atingerea temperaturii agentului termic lichid de minus 25-27oC celula cu produs se introduce în agentul termic prin imersie, se conectează malaxorul 5 pentru intensificarea procesului de congelare. În acest moment se înregistrează temperatura produsului şi temperatura agentului termic. Se fixează începutul procesului de congelare.

5. Înregistrarea temperaturii în centrul probei tc şi a agentului termic de congelare tar se face peste fiecare 20-100 min., în funcţie de natura produsului. Rezultatele obţinute se înregistrează în tabelul 3.1.

Produsul se consideră congelat din momentul când temperatura în centru probei este mai joasă de minus 18 oC. Instalaţia frigorifică, termostatul şi aparatul electronic se deconectează.

Tabelul 3.1. Parametrii procesului de congelare

Nr. înregistrărilor Timpul,

min.

Temperatura, oC în centrul probei, tc

agentului termic, tar

1 9-20 28 - 25 ... ... ... ... 9 11-00 - 18 - 25

26

Analiza rezultatelor experimentale se efectuează în următoarea consecutivitate:

1. În baza datelor experimentale obţinute (tab. 3.1) se construieşte graficul de congelare, care caracterizează schimbarea temperaturii produsului în funcţie de timp t = f (τ), se analizează curba schimbării temperaturii.

2. Se determină temperatura mijlocie finală tmf de congelare a

produsului: tmf = (tc + ts) / 2, (3.3)

unde: tc - temperatura produsului (probei) în centru la sfârşitul experienţei; ts - temperatura suprafeţei probei se consideră egală cu temperatura agentului de răcire la sfârşitul experienţei, °C.

3. Se calculează valoarea temperaturii mijlocii tm pe parcursul

congelării probei de la temperatura crioscopică (de îngheţ) tcr până la temperatura mijlocie finală de congelare tfc:

tm = (tfc – tcr) / ln tfc / tcr . (3.4)

4. Se determină capacitatea termică a produsului până la

începutul congelării (capacitatea termică la temperaturi pozitive):

co = ca⋅W + csu (1 – W); (3.5)

unde: ca - capacitatea termică a apei; ca = 4,19 x 103 J/(kg °C); W – conţinutul de apă în produs, în unităţi de măsură; csu - capacitatea termică a substanţelor uscate, J/(kg °C) (pentru produsele vegetale csu = 0,9 kJ/(kg °C); pentru produsele animaliere csu = 1,2 ...1,6 kJ/(kg °C)).

5. Se determină cantitatea de apă congelată ω, aplicând legea

lui Rauli: ω = 1 – tfc / tcr. (3.6)

27

6. Capacitatea termică a produsului congelat se calculează cu formula:

c îng = co – 0,5 W ω. (3.7)

7. Căldura specifică de congelare qcng se determină astfel:

q îng = co (ti – tcr) + wr ω + ccng (tcr – tfc), (3.8)

unde: r - căldura latentă de congelare a apei, kJ/kg (r = 335 kJ/kg); tcr – temperatura crioscopică (de îngheţ), valoarea căreia

depinde de sortimentul produsului şi masa substanţelor uscate, oC; cîng - capacitatea termică a produsului congelat, kJ/(kg °C; ω – cantitatea de apă congelată.

8. Conductivitatea termică a produsului congelat se determină

cu formula:

λîng = λo + ω x Δλ, (3.9) unde: λo - conductivitatea termică a produsului până la congelare,

λo = 0,6 W/(m2 °C); Δλ - diferenţa de conductivitate a produsului înainte şi după

congelare, Δλ = 1,05 W/(m2 °C).

9. Înlocuind datele în formula lui Planc (3.2), se determină durata de congelare prin metoda de calcul. Aceste date se compară cu datele experimentale şi se determină eroarea posibilă.

Densitatea produselor alimentare constituie ρ = 1020 ... 1080 kg/m3. Coeficientul de transfer de căldură α la congelare în lichide α = 232,8 ... 256 W/(m2 °C).

10. Datele experimentale se compară cu rezultatele calculelor teoretice ale duratei de congelare. Se calculează eroarea raportată la rezultatele experimentale. Se efectuează analiza rezultatelor obţinute.

28

Lucrarea de laborator nr. 4 CERCETAREA PROCESULUI DE CONGELARE

ŞI DECONGELARE A PRODUSELOR ALIMENTARE

Scopul lucrării: determinarea temperaturii crioscopice (de îngheţ) şi a cantităţii de căldură eliminată de produs în timpul congelării şi decongelării. Noţiuni de bază. Temperatura produsului la care apa trece din starea lichidă în starea solidă se numeşte temperatura de îngheţ sau crioscopică. Cunoaşterea temperaturii crioscopice este necesară atât pentru procesele tehnologice de tratare frigorifică, cât şi pentru calculul diferitor caracteristice termofizice ale produselor alimentare.

Temperatura crioscopică depinde de concentraţia (masa substanţelor uscate) soluţiei, masa moleculară, gradul de disociere a compuşilor chimici în soluţie, de proprietăţile solventului etc.

Micşorarea temperaturii produsului până la temperatura crioscopică duce la cristalizarea (apei) solventului din celula produsului. Congelarea apei, la rândul ei, conduce la majorarea concentraţiei sucului celulelor, iar temperatura crioscopică a acestui suc treptat se micşorează. De aceea, temperatura la care începe congelarea apei din produs se numeşte temperatura de îngheţ minimă sau iniţială.

În majoritatea produselor alimentare cantitatea de apă deviază în limitele: în materia vegetală – 80-95%, în carne – aproximativ 60-75%. Temperatura crioscopică, la majoritatea produselor, în funcţie de compoziţia chimică, variază între 0 şi minus 5°C. Pentru carne şi peşte tcr = – 0,5...-4,0°C. La unele fructe cu conţinut de substanţe uscate înalt temperatura de îngheţ constituie: vişine tcr = -3,5°C; struguri tcr = -5,0oC.

Temperatura eutetică a produselor alimentare este temperatura la care apa cu legături mecanice şi de adsorbţie trece complet în stare solidă, congelată. Temperatura eutetică pentru toate produselor alimentare începe la 55oC până la 80°C. Evoluţia

29

temperaturii în procesul de congelare a produselor alimentare este prezentată în figura 4.1.

Procesul de congelare poate fi divizat în câteva etape, durata cărora se schimbă în funcţie de metoda de congelare, dimensiunile şi forma, compoziţia chimică, proprietăţile fizico-chimice ale produsului, cât şi de tipul de ambalaj utilizat la ambalare.

Conform graficului de congelare (fig.4.1) pentru sistemele mono, se evidenţiază patru etape de schimbare a temperaturii în timpul congelării: răcirea – segmentul 1-2; suprarăcirea - segmentul 2-3; trecerea apei din stare lichidă în cea solidă la temperatura constantă crioscopică – segmentul 3-4-5; şi congelarea de mai departe a apei cu micşorarea temperaturii gheţei, substanţelor uscate până la temperatura finală de congelare.

Fig. 4.1. Curba de congelare a produselor mono

Suprarăcirea se întâlneşte la congelarea produselor alimentare cu conţinut foarte mic de substanţe uscate, la lichidele monofazate, pure, cum este apa distilată, alcoolul, glicerina etc.

Pentru a congela un produs (sistemă), trebuie îndeplinite obligatoriu două condiţii:

- temperatura agentului termic să fie mai joasă decât temperatura crioscopică a acestui produs;

- la atingerea temperaturii crioscopice în volumul produsului, trebuie să existe sau să se formeze centre de cristalizare.

min

30

Dacă una din aceste condiţii nu se îndeplineşte, atunci nu are loc trecerea apei din starea lichidă în starea solidă. Produsul se răceşte la o temperatură mult mai joasă în comparaţie cu temperatura crioscopică, astfel se obţine picul de suprarăcire 2-3-4.

Modul de lucru. În rezervorul cu izolaţie termică (fig. 4.2) se toarnă soluţie de NaCl sau CaCl2 cu gheaţă. Temperatura soluţiei depinde de concentraţia sării. Corelaţia dintre temperatură şi concentraţia sării este indicată în anexa 1 (concentraţia soluţiei în experimente este dată de profesor).

Principiul de funcţionare a instalaţiei constă în pregătirea agentului termic – soluţiei de sare cu gheaţă 6, turnarea ei în rezervorul 1. În produsul pentru analiză se determină masa substanţei uscate şi se dozează în volum 2/3 din volumul celulei 5, se instalează termocuplul 2 în centru. Celula se ermetizează cu dopul 3, se înregistrează temperatura produsului şi agentului termic, apoi se introduce în rezervorul 1 şi se fixează. Se conectează cronometrul. În intervale egale de timp, în tabelul 4.1 se înregistrează temperatura produsului şi agentului termic peste 30 s.

Experienţele se efectuează în două etape. În prima etapă în celulă se toarnă produs lichid – suc de fructe, pomuşoare sau legume cu substanţa uscată standard. În a doua etapă sucul examinat se dizolvă de 2-5 ori. În ambele probe se determină masa substanţelor uscate. Probele se supun congelării, înregistrându-se schimbarea temperaturii în timp (se obţine curba de congelare).

Pentru produsele animaliere din carne, în prima etapă, se extrage bulion, se determină masa substanţelor uscate, apoi se supune congelării. La a doua etapă, bulionul se dizolvă de 2-5 ori, se determină masa substanţelor uscate, apoi se supune procesului de congelare, înregistrându-se schimbarea temperaturii în timp.

În scopul obţinerii dependenţii temperaturii de durata de congelare, un termocuplu se instalează în centrul produsului, al doilea se fixează în agentul termic - soluţia de sare cu gheaţă. Celula cu termocuplul instalat în centrul produsului se introduce şi se fixează în soluţia de sare cu gheaţă. Temperatura produsului şi a

31

soluţiei de sare se înregistrează la începutul procesului de congelare şi peste fiecare 20-30 s.

Fig. 4.2. Instalaţia pentru determinarea curbei de congelare

1 - rezervor cu izolaţie termică; 2 - termocuplu; 3 - dop de cauciuc; 4 - produs lichid; 5- celulă; 6 - soluţie de sare cu gheaţă;

7 - aparat electronic înregistrare temperatură.

Temperatura în funcţie de timp se înregistrează până când temperatura produsului în centru devine aproximativ egală cu temperatura agentului de răcire. Rezultatele obţinute se înregistrează în tabelul 4.1.

Temperatura de congelare a soluţiei de sare cu gheaţă în funcţie de concentraţia de sare este dată în anexa 3. Fiecare experiment se repetă de trei ori. Temperatura se înregistrează cu exactitatea de 0,1°C. Se construieşte graficul schimbării temperaturii în funcţie de timp t = f (τ).

Tabelul 4.1. Rezultatele cineticii de congelare

Nr. înregistrărilor Timpul

τ, sec

Temperatura, oC produsului în

centrul, tc agentului termic, tar

1 9-10-00 25,1 - 20,0 ... ... ... ... 31 9-25-00 - 17,3 - 18,5

32

Calculul cantităţii de căldură eliminată de produs la congelare

La începutul procesului de congelare temperatura produsului este mai mare decât temperatura crioscopică. De aceea, congelarea se petrece în trei etape: răcirea, congelarea apei la temperatura crioscopică şi congelarea până la temperatura medie finală de congelare. Aşadar, cantitatea de căldură Qîng eliminată de produs se calculează cu formula:

Qtot = G[co(ti – tcr) + r ω W + cîng (tcr – tfc)], (4.1)

unde: G - masa produsului supus congelării, kg; co - capacitatea specifică termică a produsului necongelat,

kJ/(kg °C); cîng - capacitatea specifică termică a produsului congelat,

kJ/(kg ⋅ °C); ti, tcr, tfc – corespunzător temperatura iniţială, crioscopică şi

finală de congelare a produsului, °C; ω – cantitatea de apă congelată;

r – căldura latentă a transferului de apă în gheaţă, (r = 335), kJ/kg;

W – cantitatea de apă în produs.

Calculul cantităţii de căldură cu formula 4.1 se efectuează în baza rezultatelor experimentale a temperaturilor iniţială, crioscopică (de îngheţ) şi finală de congelare, înregistrate în tabelul 4.1 pentru fiecare sortiment de produs şi variaţie de substanţă uscată a produsului.

Studierea procesului de decongelare. Produsele congelate, înainte de întrebuinţare, se decongelează de aceea temperatura se ridică treptat mai sus de temperatura crioscopică. Calitatea produsului dezgheţat nu atinge indicii produsului iniţial. O parte din celule îşi pierd capacitatea de integritate. O cantitate de suc celular se pierde prin scurgere, deoarece celulele se traumatizează mecanic de către cristalele de gheaţă în timpul congelării.

După congelare celula cu produs se instalează într-un vas cu apă la t = 10 – 15 °C. În apă se introduce termocuplul. În timpul

33

decongelării temperatura produsului creşte treptat până la temperatura crioscopică, constantă până când apa cu legături mecanice trece din stare solidă în stare lichidă, după care temperatura creşte până la temperatura apei. Se înregistrează temperatura produsului peste fiecare 30 s. Curba procesului de decongelare (graficul dependenţei t = f (τ)) este inversă procesului de congelare.

Decongelarea poate fi efectuată paralel cu prelucrarea termică culinară a produsului. Cantitatea de căldură necesară pentru decongelarea definitivă depinde de masa produsului, cantitatea de apă şi se determină cu formula:

Qdec = G [cîng (tcr – tfc) + W r ω + co(tcr – tf), (4.2)

unde: G - masa produsului, kg; cîng - capacitatea termică a produsului îngheţat, J/(kg ⋅ °C);

tcr, tfc, tf - corespunzător temperatura crioscopică, finală de congelare şi finală a produsului decongelat, °C;

ω - cantitatea de apă congelată; r - căldura specifică de decongelare, r = 1403,56 J/kg.

Se recomandă ca procesul de decongelare să fie efectuat direct la întreprinderile de prelucrare preventivă, congelare şi păstrare a produsului congelat

Lucrarea de laborator nr. 5 ESTIMAREA CAPACITĂŢII DE REŢINERE A APEI ÎN

PRODUSELE ALIMENTARE

Scopul lucrării: determinarea proprietăţilor hidrofile ale ţesutelor vegetale şi animaliere în funcţie de starea iniţială a produsului şi a condiţiilor de tratare frigorifică prin metoda de centrifugare.

Noţiuni de bază. Capacitatea celulei de a reţine apa se explică prin permeabilitatea selectivă a membranei celulare şi a proprietăţilor hidrofobe ale unor particule coloidale. Aceste proprietăţi depind într-o mare măsură de temperatura de tratare. Una

34

dintre cauze, care influenţează morbiditatea celulei şi capacitatea de reţinere a apei, constă în vitalitatea celulei vegetale sau animale. Capacitatea ei de a reţine apa depinde de formele de legătură şi de starea termică a apei, care se conţine în compartimentele ei structurale.

Schimbarea proprietăţilor celulei de reţinere a apei şi a proprietăţilor hidrofile ale particulelor coloidale se datorează distrugerii moleculelor substanţelor chimice sub acţiunea frigului. În procesul de congelare moleculele diverselor substanţe se distrug din cauza ruperii legăturilor chimice.

Metodele de determinare a nivelului de afectare a celulelor sub acţiunea temperaturilor joase se bazează pe determinarea schimbării capacităţii de reţinere a apei de către celulele congelate, apoi decongelate. Rezistenţa celulei vegetale la acţiunea temperaturilor joase depinde de structura ţesutului vegetal şi a condiţiilor de congelare. Unele specii de fructe şi legume (mere, pere, ceapă, sfeclă) pot suporta temperaturi joase până la –3...–6°C, în cazul când micşorarea sau majorarea temperaturii se efectuează lent. În aceste condiţii, celula îşi restabileşte complet proprietăţile biologice native, iniţiale. Pe acest principiu este bazată păstrarea unor produse la temperaturi mai joase decât temperatura crioscopică – congelarea la suprafaţă sau suprarăcirea. Cauza micşorării capacităţilor de reţinere a apei poate fi denaturarea proteinelor protoplasmei, care are loc în condiţiile de tratare prin frig sub acţiunea concentraţiei majorate de săruri, schimbarea pH-ului, distrugerea mecanică a celulei de cristalele de gheaţă formate la congelare, cât şi comportarea celulei biologice.

Congelarea produselor în condiţii industriale şi păstrarea lor conduce la distrugerea totală sau parţială a celulei native. După decongelare produsele alimentare îşi schimbă consistenţa, pierzînd o cantitate relativ mare de suc celular. Posibilitatea de restabilire a celulelor la nivel biologic iniţial depinde de metoda de congelare şi de condiţiile de păstrare.

Utilizarea frigului în condiţiile de producţie, şi anume, de minus 35oC şi păstrarea la minus 18oC duce la distrugerea completă

35

a proprietăţilor biologice a celulei vegetale şi animaliere. După decongelarea produsului se observă schimbări esenţiale în consistenţă - scurgeri de suc celular, distrugerea unor substanţe biologic active. Gradul de restabilire a funcţiilor biologice depinde de metoda de congelare aplicată şi condiţiile de tratare prin frig.

Una dintre căile care asigură o restabilire maximă a proprietăţilor native ale produsului este congelarea rapidă, care micşorează durata de trecere a apei în starea solidă şi asigură formarea cristalelor mici de gheaţă, se exclude migrarea apei în volumul produsului şi ca urmare se exclud schimbările esenţiale în structura ţesutului produsului.

Atenuarea consecinţelor negative la formarea în produs a cristalelor de gheaţă după tratarea cu frig, poate fi obţinută prin utilizarea substanţelor de protecţie, cum sunt adaosul de zaharoză, sarea de bucătărie şi glicerina. Influenţa substanţelor de protecţie constă în micşorarea temperaturii crioscopice, a cantităţii de apă congelată, a vitezei liniare de cristalizare şi a dimensiunilor cristalelor de gheaţă formate, ce contribuie la scăderea efectului de deshidratare la congelare şi micşorarea leziunilor mecanice ale celulei la formarea gheţei. 5.1. Estimarea capacităţii de reţinere a apei prin centrifugare

Metoda 1 Ca metodă de estimare a capacităţii de reţinere a apei poate

servi cantitatea de apă cedată de ţesutul produsului sub acţiunea factorilor exteriori – centrifugare sau presare, factori constanţi ce duc la eliminarea apei din produs.

Aparate şi materiale. Balanţă tehnică, centrifugă, cuţit tubular, cuţit plat, termometru, pensetă, cronometru, eprubete centrifugale.

Produse: carne proaspătă, refrigerată, congelată a câte 150 g; fructe, legume răcite şi congelate – mere, cartofi, morcov, pere, gutui, bostan, brânză proaspătă, lapte, chefir, caşcaval etc.

Modul de lucru. Din materia primă vegetală sau animalieră se pregătesc probe uniforme după diametru, lungime şi greutate. În

36

acest scop, cu ajutorul cuţitului tubular se pregătesc câte 20 probe de produs, care se supun determinării proprietăţilor de reţinere a apei, din care 10 probe se congelează la temperatura minus 18oC, altele 10 probe se supun imediat studiului.

Eprubetele centrifugii se numerotează. La fundul lor se plasează hârtie de filtru şi se cântăresc, obţinându-se greutatea eprubetei cu hârtie de filtru Go, g. Se pregătesc probele de produs în formă de cilindru, de unele şi aceleaşi dimensiuni, se introduc în eprubete şi se cântăresc din nou. Se obţine greutatea G1, g. Masa probei ΔG până la centrifugare se determină prin diferenţa:

ΔG = G1- Go, (5.1) unde: Go – masa eprubetei cu hârtia de filru, g;

G1 – masa eprubetei cu hârtia de filtru şi proba de produs, g; ΔG – masa probei produsului analizat, g. Probele pregătite se introduc în centrifugă şi se supun

centrifugării un timp constant de 4, 8, 12, 16, 20 min. (câte 2 probe la fiecare variaţie de timp sau rotaţii pe min.). Viteza de rotaţie şi durata centrifugării este indicată de profesor (n = 3000, 5000, 6000, 7000, 8000 rotaţii pe minut).

După centrifugare, din eprubetă se înlătură proba, apoi se cântăreşte eprubeta cu hârtia de filtru şi sucul eliminat din produs. Cantitatea de suc eliminată în urma centrifugării fiecărei probe se determină cu formula:

Δg = G2 – Go, (5.2) unde: G2 – masa eprubetei cu filtru şi sucul eliminat din proba de

produs, g; Δg – masa sucului celular eliminat din proba (produs) în

timpul centrifugării, g. Pierderile reale de masă g, se calculează pentru fiecare probă cu

formula: g = Δg x 100 / ΔG. (5.3)

Experienţele se repetă de două ori pentru fiecare expoziţie de timp sau rotaţii. Se calculează media aritmetică a pierderilor reale de masă pentru fiecare expoziţie. Datele obţinute se înregistrează în tabelul 5.1.

37

Tabelul 5.1. Parametrii procesului de reţinere a apei la congelarea produselor alimentare

Produ-sul

Exp

oziţi

a Masa, g

Pierde-ri

relative,

%

epru-betei

cu filtru

Go

eprube-tei cu

filtru şi probă

G1

eprubetei după

centrifuga-re

eliberată de probă

G2

probei (G1 – G0)

ΔG

sucului eliminat(G2-G0)Δg

Mor- cov 12,34 18,66 12,98 6,32 0,64 10,13

Se construieşte graficul pierderilor reale în funcţie de

numărul de rotaţii ale centrifugii g = f (n) sau în funcţie de durata de centrifugare gI = f (τ).

Determinarea capacităţii de legare a apei prin metoda de centrifugare

Metoda 2

Principiul metodei constă în eliminarea fazei lichide din produsul supus cercetării sub acţiunea forţei centrifugare.

Aparate şi materiale. Centrifugă cu eprubete de polietilenă, balanţă tehnică, plase perforate, hârtie de filtru.

Modul de lucru. Cu balanţa tehnică se cântăresc 4 probe a câte 4,0 g fiecare cu eroarea nu mai mare de 0,01 g. În eprubete se instalează plasele perforate, apoi probele cu produs. Plasele trebuie să se pună în eprubete astfel, încît între fundul eprubetei şi plasă să rămână loc gol pentru acumularea sucului eliminat. Probele se supun centrifugării timp de 20 minute cu viteza 100 s-1. După centrifugare probele se cântăresc încă o dată.

La masa probei după centrifugare se adaugă masa substanţelor uscate în sucul eliminat (se determină după p. 1. 1).

Cantitatea apei legate se calculează cu formula: X = (m1 + m3 – m2) x 100 / mo (5.4)

38

unde: X - cantitatea apei legate, %; m1 - masa probei după centrifugarea, g; m3 - masa substanţelor uscate in sucul eliminat, g; m2 - masa substanţelor uscate in probă, g (se determină după

metoda standard); m0- masa probei până la centrifugare, g.

5.2. Estimarea capacităţii de reţinere a apei prin presare Capacitatea cărnii şi a produselor din carne de a lega apă

depinde de compoziţia chimică şi proprietăţile proteinelor, concentraţiei substanţelor diluate, pH-lui şi structura produsului. Apa legată (apa de hidrataţie) are energia de legătură mai mare decât apa liberă. Capacitatea cărnii şi tocăturii de salam de a lega apa influenţează calitatea produsului finit. Există două metode de determinare a conţinutului de apă legată - metoda de presare şi metoda de centrifugare.

Metoda de presare se bazează pe proprietăţile apei libere de a fi eliminată din produs sub acţiunea forţei de presare sau a procesului de sorbţie a apei eliminată cu hârtia de filtru. Cantitatea apei legate se determină după mărimea suprafeţei petei umede B pe filtrul de hârtie. Pentru obţinerea unei erori mai mici, experienţele se repetă de 3 ori.

Aparate şi materiale. Balanţă analitică, placă de sticlă, hârtie de filtru, placă de polietilenă.

Modul de lucru. Cu balanţa analitică pe placa de polietilenă cu diametrul 15...20 mm se cântăresc 0,3 grame de tocătură de carne. Proba de carne se trece pe suprafaţa hârtiei de filtru cu umiditatea 8-9% şi diametrul 9-11 cm, care mai apoi se aranjează pe o placă de sticlă, pentru a asigura o suprafaţă orizontală netedă. Pentru a obţine hârtie de filtru cu umiditate mică, ea se usucă preventiv sau se menţine în exsicator cu CaCI2, timp de 3 zile.

Proba aranjată pe placa de sticlă se acoperă cu altă placă de sticlă, apoi se presează, amplasând deasupra o greutate cu masa de 1,0 kg. Astfel, proba se reţine sub presiune timp de 10 minute. Peste

39

10 minute greutatea se înlătură. Cu un creion, pata umedă se conturează pe hârtia de filtru.

Calcul. Cantitatea apei legate a produsului se determină cu formula:

X1 = (A – 8,4 B) • 100/ m0, (5.5)

unde: X1 – cantitatea apei legate din produs, %; A - conţinutul total de apă în probă (determinat prin metoda

standard); B - suprafaţa petei umede, cm2; m0 - masa probei (cărnii), mg; 8,4 - date experimentale, constante - 1 cm2 de suprafaţă a

petei umede conţine 8,4 mg apă. Conţinutul total de apă din produs se determină cu formula:

X2 = (A – 8,4 B) x 100 / A (5.6)

5.3. Determinarea capacităţii de reţinere a apei cu butirometrul

O probă de 4-6 g de produs mărunţit la maşina de tocat carne, se introduce cu ajutorul baghetei de sticlă în interiorul unui butirometru, se închide ermetic şi se pune cu partea îngustă în jos în baia cu apă pentru un timp de 15 minute la t = 100oC. O cantitate de apă se elimină din produs, scurgându-se pe pereţii butirometrului, care se adună în partea inferioară a acestuia. Pe scara butirometrului se citeşte (determină) cantitatea de apă eliminată CEA. Capacitatea de reţinere a apei în procente se calculează cu formula:

CRA = W – CEA, (5.7) unde: W – umiditatea totală a probei analizată, determinată prin

metoda de uscare standard, (%); CEA – capacitatea de eliminare a apei, (%). Capacitatea de eliminare a apei CEA (%) se calculează cu

formula: CEA = a • n • m-1·100, (5.8)

unde: a – diviziunea butirometrului, a = 0,01 cm3; n – numărul de diviziuni pe scara butirometrului; m – masa probei, g.

40

Bibliografie 1. Jamba A., Carabulea B. Tehnologia păstrării şi

industrializării produselor horticole. Chişinău: Editura Cartea Moldovei, 2002. - 493 p.

2. Niculiţă P., Purice N. Tehnologii frigorifice în valorificarea produselor alimentare de origine animală. Bucureşti: Editura Cereş, 1986.

3. Niculiţă P., Purice N. Tehnologii frigorifice în valorificarea produselor alimentare de origine vegetală. Bucureşti: Editura Cereş, 1986.

4. Banu C. ş.a. Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice în industria alimentară. Vol. I. Bucureşti: Editura Tehnică, 1992.

5. Porneală S. ş.a. Tehnica frigului şi climatizării în industria alimentară. Galaţi: Editura Fundaţiei Universitare „Dunărea de jos”, 2000.

6. Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 240с.

7. Чижов Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии. М.Пищевая промышленность. 1979. 272 с.

8. Рогов И. А. Технология мяса и мясопродуктов. М.: ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1988.

9. Родин Е. М. Холодильная технология рыбных продуктов. М.: ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1989.

41

AN

EX

E

Ane

xa 1

T

empe

ratu

ra d

e co

ngel

are

a so

luţii

lor

de sa

re

C

loru

ră d

e so

diu,

NaC

l C

loru

ră d

e ca

lciu

, CaC

l 2 C

onţin

utul

de

sare

în

soluţie

, %

Tem

pera

- tu

ra d

e c

onge

lare

, o C

Conţin

utul

de

sare

în

soluţie

, %

Tem

pera

- tu

ra d

e co

ngel

are,

o C

Conţin

utul

de

sare

în

soluţie

, %

Tem

pera

- tu

ra d

e c

onge

lare

, o C

Conţin

utul

de

sare

în

soluţie

, %

Tem

pera

tura

d

e co

ngel

are,

o C

0,

1 0,

0 16

,2

-12,

2 0,

1 0,

0 27

,5

-38,

6 1,

5 -0

,9

17,5

-1

3,6

5,9

-3,0

28

,4

-43,

6 2,

9 -1

,8

18,8

-1

5,1

11,5

-7

,1

29,4

-5

0,1

4,3

-2,6

20

,0

-16,

6 16

,8

-12,

7 29

,9

-55,

0 5,

6 -3

,5

21,2

-1

8,2

17,8

-1

4,2

30,0

-5

0,5

7,0

-4,4

22

,4

-20,

0 18

,9

-15,

7 31

,2

-41,

6 8,

3 -5

,4

23,1

21

,2

19,9

-1

7,4

32,1

-3

3,9

9,6

-6,4

23

,7

-15,

2 20

,9

-19,

2 33

,0

-27,

1 11

,0

-7,5

24

,9

-9,5

21

,9

-21,

2 33

,9

-21,

2 12

,3

-8,6

26

,1

-1,7

22

,8

-23,

3 34

,7

-15,

6 13

,6

-9,8

26

,3

0,0

23,8

-2

5,7

35,6

-1

0,2

14,9

-1

1,0

24,7

-2

8,3

36,4

-5

,1

25,7

-3

1,2

37,3

0,

0

41

42

A

nexa

2

Car

acte

rist

icile

term

ofiz

ice

ale

unor

pro

duse

alim

enta

re

Sorti

men

tul

Um

idi-

tate

a,

W,

%

Tem

pera

tura

cr

iosc

opică,

t cr

, o C

Den

si-

tate

a, ρ

, kg

/m3

Cap

acita

tea

term

ică

spec

ifică

, kJ

/ kg

o C

Con

duct

i- vi

tate

a te

rmică,

λ

w /(

m2 K

)

Con

duct

i- vi

tate

a de

te

mpe

ratu

ră,

m2

/ h

Car

ne d

e vi

tă

62...

67

-1,7

...-2

,2

1020

10

70

2928

0,

453

450

Car

ne d

e po

rcină şi

ov

ină

35...

60

-1,7

...-2

,2

1020

10

70

2177

0,

488

450

Car

ne d

e pa

săre

74

-2

,8

1030

33

07

0,41

0 44

5 Peşt

e 57

...82

-2

,2

761

3370

0,

454

410

Lapt

e 86

-

1027

39

36

0,49

5 44

0 U

nt

14

- 93

0 51

29

0,23

0 17

0 B

rânză

-

- 10

60

3266

0,

430

447

Mer

e 84

,1

-2,1

69

6 36

42

0,48

0 58

0 Pr

une

84

,3

-1,7

80

0 35

37

0,36

0 56

2 Căpşu

ni

89,9

-1

,0

921

3809

0,

500

505

Viş

ine

84,8

-3

,51

1070

35

84

0,67

0 57

0 M

orco

v

68

-1,5

2 84

0 31

40

0,30

0 41

0 Sf

eclă

78

-1

,61

970

3349

0,

350

435

42

43

A

nexa

3

Um

idita

tea

rela

tivă

a ae

rulu

i după

indi

caţii

le p

sihr

omet

rulu

i Aug

ust,

%

In

dicaţii

le

term

om-lu

i us

cat,

ts , o C

Dife

renţ

a de

tem

pera

tură

∆t =

ts - tu , o C

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

- 2,5

10

0 96

91

86

82

77

72

64

64

-

- - 2

,0

100

96

91

87

82

78

73

69

65

60

- - 1

,5

100

96

91

87

82

78

74

70

65

61

- - 1

,0

100

96

91

87

83

79

74

70

66

62

- - 0

,5

100

96

92

88

83

79

75

71

67

63

- 0,

0 10

0 96

92

88

84

80

76

72

68

64

-

0,5

100

96

92

88

84

80

76

73

69

65

- 1,

0 10

0 96

92

88

85

81

77

73

69

66

62

1,

5 10

0 96

92

89

85

81

78

74

70

67

63

2,

0 10

0 96

93

89

85

82

78

75

71

67

64

2,

5 10

0 96

93

89

86

82

79

75

72

68

65

3,

0 10

0 97

93

90

86

83

79

76

72

69

66

3,

5 10

0 97

93

90

86

83

80

76

73

70

66

4,

0 10

0 97

93

90

87

83

80

77

74

72

67

4,

5 10

0 97

93

90

87

84

81

77

74

72

68

5,

0 10

0 97

94

90

87

84

81

78

75

72

68

43

44

Ane

xa 3

(con

tinua

re)

5,5

100

97

94

90

87

84

81

78

75

72

69

6,0

100

97

94

91

88

85

82

79

76

73

70

6,5

100

97

94

91

88

85

82

79

76

73

70

7,0

100

97

94

91

88

85

83

80

77

74

70

7,5

100

97

94

91

88

86

83

80

77

74

72

8,0

100

97

94

92

89

86

83

80

78

75

72

8,5

100

97

94

92

89

86

84

81

78

75

73

9,0

100

97

95

92

89

86

84

81

79

76

73

9,5

100

97

95

92

89

87

84

82

79

76

74

10,0

10

0 97

95

92

90

87

84

82

79

77

74

10

,5

100

97

95

92

90

87

85

82

80

77

75

11,0

10

0 97

95

92

90

88

85

83

80

78

75

11

,5

100

97

95

92

90

88

85

83

80

78

76

12,0

10

0 98

95

93

90

88

86

83

81

78

76

12

,5

100

98

95

93

90

88

86

83

81

79

76

13,0

10

0 98

95

93

91

88

86

84

81

79

77

13

,5

100

98

95

93

91

88

86

84

82

79

77

14,0

10

0 98

95

93

91

89

86

84

82

80

78

14

,5

100

98

96

93

91

89

87

85

82

80

78

44

45

A

nexa

4

Um

idita

tea

rela

tivă

a ae

rulu

i după

indi

caţii

le p

sihr

omet

rulu

i Aug

ust,

%

In

dicaţii

le

term

omet

rulu

i us

cat,

ts , o C

Dife

renţ

a de

tem

pera

tură

∆t =

ts - tu , o C

0,

2 0,

4 0,

6 0,

8 1,

0 1,

2 1,

4 1,

6 1,

8 2,

0 2,

5 3,

0 3,

5 4,

0 - 2

96

91

87

82

78

73

69

56

60

56

45

35

24

14

- 1

96

91

87

83

79

75

71

67

62

58

48

38

28

18

0

96

92

88

84

80

76

72

68

64

60

51

41

32

22

1 96

92

89

85

81

77

73

70

66

62

53

44

35

26

3

96

93

90

86

83

79

76

72

69

66

57

49

41

33

5 97

94

90

87

84

81

78

75

72

68

61

54

47

39

7

97

94

91

88

85

83

80

77

74

71

65

57

53

44

8 97

94

92

89

86

83

81

78

75

72

66

59

55

46

9

97

95

92

89

87

84

81

79

76

73

67

61

55

48

10

97

95

92

90

87

84

82

79

77

74

68

62

56

50

15

98

96

93

91

89

87

85

83

81

78

73

68

63

58

20

98

96

94

92

91

89

87

85

83

81

77

73

68

64

25

98

97

95

93

92

90

88

87

85

84

80

76

72

68

30

- -

- 94

93

91

90

88

87

85

82

78

75

77

45

46

A

nexa

5

Prop

rietăţ

ile fi

zice

ale

vap

orilo

r de

apă

Tem

pera

tuta

, o C

M

asa

aeru

lui,

kg/m

3 Pr

esiu

nea

vapo

rilo

r de

apă

în a

erul

sa

tura

t, m

m. c

. m.

Conţin

utul

de

apă

în

aeru

l sat

urat

U

scat

sa

tura

t g/

m3

g/kg

+3

0 1,

17

1,15

31

,8

30,2

27

,2

+25

1,19

1,

17

23,8

22

,9

27,0

+2

0 1,

20

1,19

17

,5

17,2

14

,7

+15

1,23

1,

22

12,8

12

,7

10,1

+1

0 1,

25

1,24

9,

2 9,

4 7,

6 +5

1,

27

1,26

6,

5 6,

8 5,

4 0

1,29

1,

29

4,6

4,9

3,8

-5

1,32

1,

31

3,0

3,4

2,5

-10

1,34

1,

34

2,0

2,3

1,6

46

47

Cuprins

Generalităţi.....................................................................................3

Lucrarea de laborator nr.1. Determinarea ritmului de răcire ....... 4 Lucrarea de laborator nr.2. Determinarea parametrilor aerului ........................................................................................... 12 Lucrarea de laborator nr.3. Determinarea duratei de congelare ...................................................................................... 22 Lucrarea de laborator nr.4. Cercetarea procesului de congelare şi de decongelare a produselor alimentare ................. 28

Lucrarea de laborator nr.5. Estimarea capacităţii de reţinere a apei în produsele alimentare ........................................ 33

Bibliografie .................................................................................... 40

Anexe ............................................................................................ .41

48

TEHNOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTARE RĂCITE ŞI CONGELATE

Indicaţii metodice privind lucrările de laborator

Autori: Boris Carabulea Vasile Tărîţă Ion Scripcari Alexandra Oselischi

Redactor: Eugenia Balan ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Bun de tipar 03.12.13 Formatul 60x84 1/16 Hârtie ofset. Tipar RISO Tirajul 50 ex. Coli de tipar 3,0 Comanda nr.117 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2004, U.T.M., Chişinău, bd. Ştefan cel Mare, 168 Editura „Tehnica–UTM”

2068, Chişinău, str. Studenţilor, 9/9