ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

5/2011

ОБЩЕСТВЕННОЕ ПИТАНИЕ

Ключевые слова:

замораживание;

многослойные; пищевые продукты;

замороженные; охлажденные; слои.

Key words:

freezing; multilayered;

foods; frozen; chilled; layers.

УДК 664.8.037

В настоящее время большим спро-

сом пользуются тестовые полуфаб-

рикаты, такие как блинчики с начин-

кой, пироги, пельмени и др. Все эти

продукты представляют собой мно-

гослойные структуры, состоящие из

тестовых слоев и начинки. При этом

в последние годы в состав начинок

часто вносятся желирующие добав-

ки, обладающие высокой влагосвя-

зывающей способностью. Благодаря

этому влага, содержащаяся в начин-

ке, переходит из свободного состоя-

ния в связанное.

Рассмотрим кинетику заморажи-

вания [1] подобных полуфабрикатов

на примере блинчиков с начинкой.

Задача осложняется тем, что в зави-

симости от доли связанной влаги в

некоторых начинках происходит

кристаллизация влаги (например, в

мясных), а в некоторых – нет (на-

пример, в начинке из вареного сгу-

щенного молока). В случае начинки

первого типа происходит процесс за-

мораживания всех слоев многослой-

ного тела. В случае начинки второго

типа процесс комбинированный:

вначале идет замораживание блин-

ного полотна (с охлаждением начин-

ки), а когда фронт замораживания

доходит до начинки в ней продол-

жается процесс охлаждения вплоть

до достижения температуры –18

С.

Как будет показано, продолжитель-

ности процесса в первом и втором

случаях заметно различаются. Время

достижения температуры –18

С в

первом случае существенно больше,

чем во втором. Однако в производ-

ственных условиях это различие в

необходимом времени процесса не

учитывается, что приводит к не-

оправданному перерасходу энергии.

Рассмотрим замораживание блин-

чика с начинкой первого типа, пред-

ставляющего собой параллелепипед

размерами

= 10 x 5 x 2 см,

внутри которого находится начинка,

а снаружи – блинное полотно. Зада-

ча затруднена тем, что по условиям

изготовления толщины блинного по-

лотна сверху и снизу, охватывающе-

Кинетика замораживания тестовых

полуфабрикатов

с различными начинками

В.Е. Куцакова

, д-р техн. наук, профессор,

М.И. Кременевская

, канд. техн. наук, доцент,

Д.С. Казаков

, аспирант,

Т.В. Шкотова

, канд. техн. наук, доцент

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

го начинку, различаются значитель-

но: сверху блинное полотно лежит в

один слой, а снизу – в восемь слоев.

Пусть начинка блина имеет толщину

∆

= 0,011 м; толщина самого блина с

одной стороны

∆

= 0,001 м; а с дру-

гой D

= 0,008 м (

∆

). Теплофи-

зические параметры начинки и

блинного полотна принимаются сле-

дующими. Удельная теплота крис-

таллизации воды в блинном полотне

= 1,32 10

Дж/кг (с учетом влаж-

ности, доли вымороженной воды,

начальной и конечной температур),

в начинке

= 2,64 10

Дж/кг; коэф-

фициенты теплопроводности блин-

ного полотна

= 0,3 Вт/(мЧ

С), на-

чинки

= 1,0 Вт/(мЧ

С). Плотности

блинного полотна

= 800 кг/м

начинки r

= 1000 кг/м

, а криоско-

пические температуры примерно

равны

crb

cri

= –1

С. Температура

охлаждающего воздуха

= –31

С;

коэффициент теплоотдачи

= 20 Вт/(м

С) (характерное значе-

ние для обдува воздухом со скорос-

тью порядка 1–2 м/c).

Процесс замораживания блина

с замерзающей начинкой состоит

из трех этапов (рис. 1, а). На пер-

вом этапе в течение времени

промораживается тонкий слой

блинного полотна

∆

, продолжи-

тельность этого этапа может быть

рассчитана по классической фор-

муле Планка:

На втором этапе t

домораживает-

ся толстый слой блинного полотна

При этом со стороны тонкого бли-

на промораживается слой начинки

толщиной

∆

*, который может быть

определен также из формулы План-

ка и составит

∆

* = 3,2 мм. Ну, и на-

конец, на третьем этапе

домора-

живается начинка толщиной

∆

–

∆

которая складывается из толщины

∆

слоев начинки, заморажи-

ваемых на третьем этапе с одной и

другой сторон блина. Его продолжи-

тельность определяется также по

формуле Планка, но с учетом несим-

метричных условий теплоотвода с

разных сторон блинчика и при усло-

вии, что

∆

–

∆

* =

∆

Рис. 1. Процесс замораживания блина

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека