РОЗДІЛ 2
НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА ТЕПЛОВИХ МОДЕЛЕЙ ПРОГРЕСИВНИХ ПРОЦЕСІВ
ЖАРІННЯ КУЛІНАРНИХ ВИРОБІВ
2.1. Розробка напрямків вирішення проблеми енерго-і ресурсозбереження
під час жаріння кулінарних виробів
З результатів аналізу літературних даних видно, що вирішення важливої
науково-прикладної проблеми, пов’язаної зі зниженням витрат енергетичних і
матеріальних ресурсів під час виробництва жарених кулінарних виробів, має бути
досягнуто шляхом розробки нових високоефективних процесів та обладнання.
Ефективність технологічних процесів значною мірою залежить від ступеня їх
інтенсифікації. Як відомо, інтенсифікація теплової обробки визначається
швидкістю досягнення певної температури в центральних шарах виробу. Складний
механізм передачі теплоти від джерела нагріву до центрального шару виробу,
необхідність переборювання термічного опору на окремих його етапах і т. ін.
наштовхують на ідею створення раціональних штучних умов для ланцюжкової
передачі теплоти з метою зменшення величини загального термічного опору та
забезпечення найменших її втрат.
Рекомендації щодо підвищення ефективності теплового процесу було запропоновано
в результаті розгляду системної задачі передачі теплоти від ІЧ-нагрівача крізь
газове середовище, поверхневий шар продукту і до його центрального шару,
температура яких, відповідно, має значення tн, tгс, tпш, tц (рис. 2.1). Для її
розв'язання використано метод електротеплової аналогії.
За вказаними вихідними даними загальний термічний опір складається з опору
передачі променистої Rп і конвективної Rк енергії, а також енергії, що
передається через об'єм виробу механізмом теплопровідності Rпш-ц. Враховуючи
те, що значна частка променистої енергії відбивається та розсіюється в робочому
середовищі, необхідно створити штучні умови для її більш раціонального
використання, збільшення величини променистої і конвективної складових
загального теплового потоку, що безпосередньо поглинається поверхнею виробу. Ці
умови мають сприяти утворенню додаткових ланцюжків передачі променистої енергії
безпосередньо до газового середовища, поверхні виробу, а також його внутрішніх
шарів, на яких термічний опір становить Rп1, Rп2 та Rп3 відповідно.
Активізувати передачу теплоти механізмом теплопровідності всередині виробу,
переборюючи тим самим термічний опір Rпш-ц, можна за рахунок утворення
додаткової об’ємної потужності нагріву з температурою tв, що діє паралельно
(Rпш-ц1). Останній чинник може бути також врахований при розгляді процесу
нагріву виробу від нагрівальної поверхні, тобто під час смаження.
Рис. 2.1. Схема ланцюжкової передачі теплоти від нагрівача до
центрального шару продукту
Вказані рекомендації щодо підвищення ефективності передачі теплоти було
враховано під час розробки конкретних можливих напрямків вирішення проблеми, що
розглядається (рис. 2.2). Скорочення споживання енергетичних ресурсів можливе
за рахунок підвищення ККД процесу внаслідок інтенсифікації зовнішнього і
внутрішнього теплоперенесення, що може бути досягнуто шляхом використання
різноманітних прийомів.
Так, інтенсіфікації зовнішнього теплоперенесення можна досягти за рахунок
підвищення ефективності використання енергії нагрівачів шляхом використання
НАУКОВА ПРОБЛЕМА
ЗНИЖЕННЯ ВИТРАТ ЕНЕРГЕТИЧНИХ І МАТЕРІАЛЬНИХ
РЕСУРСІВ ПІД ЧАС ВИРОБНИЦТВА ЖАРЕНИХ
КУЛІНАРНИХ ВИРОБІВ
НАПРЯМКИ ВИРІШЕННЯ НАУКОВОЇ ПРОБЛЕМИ
ЗНИЖЕННЯ ВИТРАТ ЕНЕРГІЇ ЗНИЖЕННЯ ВИТРАТ МАСИ
СКОРОЧЕННЯ ТРИВАЛОСТІ
ТЕПЛОВОЇ ОБРОБКИ
ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ТЕПЛОПЕРЕНЕСЕННЯ
ЗОВНІШНЬОГО ВНУТРІШНЬОГО УТВОРЕННЯ УМОВ
ДЛЯ МЕХАНІЧНОГО
СТРИМУВАННЯ
УТВОРЕННЯ УМОВ ДЛЯ МАСОПЕРЕНЕСЕННЯ
ПІДВИЩЕННЯ НАДМІРНОГО
ТИСКУ ВОДЯНОЇ ПАРИ
УСЕРЕДИНІ ВИРОБІВ
ВИКОРИСТАННЯ ТЕПЛОВОЇ ПРИМУСОВА
ЕНЕРГІЇ ДОДАТКОВОГО КОНДЕНСАЦІЯ
ТЕПЛОНОСІЯ ВОДЯНОЇ ПАРИ
УСЕРЕДИНІ ВИРОБІВ
УРАХУВАННЯ ОПТИЧНИХ
І ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ВЛАС-
ТИВОСТЕЙ СКЛАДОВИХ
КОМПОНЕНТІВ, СТУПЕНЯ ВИКОРИСТАННЯ
ВИКОРИСТАННЯ МАСИВНОСТІ НАПІВФАБРИ- НАПОВНЮВАЧІВ
РСГС З ВИСОКИМИ КАТІВ ПІД ЧАС РОЗРОБКИ З ВИСОКИМИ
ТЕПЛОТЕХНІЧНИМИ ПРОЦЕСІВ ВИРОБНИЦТВА АДСОРБЦІЙНИМИ
ВЛАСТИВОСТЯМИ КУЛІНАРНИХ ВИРОБІВ ВЛАСТИВОСТЯМИ
Рис. 2.2. Наукова проблема та напрямки її вирішення
РСГС, зокрема ГСПВДВ та ППС, теплотехнічні властивості яких підвищуються за
певних умов ІЧ-випромінювання. Інтенсифікацію внутрішнього теплоперенесення
можна забезпечити утворенням умов для підвищення надмірного тиску водяної пари
усередині виробу, використанням теплової енергії додаткового теплоносія, що має
подаватися усередину виробу, а також цілеспрямованим регулюванням складу
компонентів напівфабрикатів з урахування їх оптичних і теплофізичних
властивостей, ступеня масивності під час розробки технологічних процесів
виробництва багатокомпонентних кулінарних виробів.
Зменшити витрати маси можна через скорочення тривалості теплової обробки,
утворення умов для механічного стримування масоперенесення і примусової
конденсації усередині виробів водяної пари, що утворюється, використання
наповнювачів з високими адсорбційними властивостями.
У даному розділі розглянуто теоретичне обгрунтування інтенсифікації зовнішнього
і внутрішнього теплоперенесення при ІЧ–жарінні у РСГС, а також смаженні у ФЗС.
2.2. Теоретичні передумови впливу складу газового середови