ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.2

Podobne dokumenty
ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.1

Wpływ techniki rozmrażania na odwracalność zmian jakościowych w produkcie żywnościowym

Politechnika Gdańska

WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA (seminarium)

Technologie wytwarzania. Opracował Dr inż. Stanisław Rymkiewicz KIM WM PG

WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA

Politechnika Gdańska

ZMIANY CECH PRODUKTÓW PODCZAS ZAMRAŻANIA

WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA

OZNACZANIE CZASU I SZYBKOŚCI ZAMRAŻANIA SUROWCÓW I PRODUKTÓW

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F

Technologie wytwarzania metali. Odlewanie Metalurgia proszków Otrzymywanie monokryształów Otrzymywanie materiałów superczystych Techniki próżniowe

Technologie wytwarzania metali. Odlewanie Metalurgia proszków Otrzymywanie monokryształów Otrzymywanie materiałów superczystych Techniki próżniowe

KRYSTALIZACJA METALI I STOPÓW. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Współczesne techniki zamrażania

Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5. Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego

Występują dwa zasadnicze rodzaje skraplania: skraplanie kroplowe oraz skraplanie błonkowe.

SEMINARIUM Z WSPÓŁCZESNYCH TECHNIK ZAMRAŻANIA

Wnikanie ciepła przy konwekcji swobodnej. 1. Wstęp

Freezing time analysis of some vegetables the variable parameters of freezing

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Sonochemia. Schemat 1. Strefy reakcji. Rodzaje efektów sonochemicznych. Oscylujący pęcherzyk gazu. Woda w stanie nadkrytycznym?

METODY ZAMRAŻANIA CZ.1

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

Termodynamiczne warunki krystalizacji

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Seminarium z Nowoczesnych Technik ZamraŜania

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Praktyczne uwarunkowania wykorzystania drewna jako paliwa

SEMINARIUM Z TECHNIK ZAMRAŻANIA

Właściwości kryształów

Technologia chłodnicza żywności - Technologia i technika zamrażania, Zamrażalnicze zamiany jakości i właściwości produktów

METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW SUSZENIE PODSTAWY TEORETYCZNE CZ.1

OCENA OCHRONY CIEPLNEJ

gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

Prędkości cieczy w rurce są odwrotnie proporcjonalne do powierzchni przekrojów rurki.

Pro. dla profesjonalistów. Zalety systemu Porotherm Prof. 4f POROTHERM Cegły ceramiczne

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA

Czym się różni ciecz od ciała stałego?

Statyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał

Warunki izochoryczno-izotermiczne

P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A W Y D Z I A Ł M E C H A N I C Z N Y

Odwracalność przemiany chemicznej

30/01/2018. Wykład X: Właściwości cieplne. Treść wykładu: Stabilność termiczna materiałów

SEMINARIUM Z PRZEDMIOTU WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA. Temat: Urządzenia typu LIN do kriogenicznego zamrażania wybranych produktów żywnościowych.

Czym jest prąd elektryczny

dn dt C= d ( pv ) = d dt dt (nrt )= kt Przepływ gazu Pompowanie przez przewód o przewodności G zbiornik przewód pompa C A , p 1 , S , p 2 , S E C B

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Przykładowe kolokwium nr 1 dla kursu. Przenoszenie ciepła ćwiczenia

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Termodynamika. Część 12. Procesy transportu. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Właściwości cieplne Stabilność termiczna materiałów. Stabilność termiczna materiałów

Wykład XI: Właściwości cieplne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

Politechnika Gdańska

wymiana energii ciepła

Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych. i wewnętrznie ożebrowanych. Karol Majewski Sławomir Grądziel

Zadanie 3. Na prostej o równaniu y = 2x 3 znajdź punkt P, którego odległość od punktu A = ( 2, -1 ) jest najmniejsza. Oblicz AP

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. II. Przemiany austenitu przechłodzonego

Podstawowe wiadomości o zagrożeniach

Sposób na ocieplenie od wewnątrz

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

11. PRZEBIEG OBRÓBKI CIEPLNEJ PREFABRYKATÓW BETONOWYCH

StayRNA bufor zabezpieczający RNA przed degradacją wersja 0215

3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:

Odporność cieplna ARPRO może mieć kluczowe znaczenie w zależności od zastosowania. Wersja 02

Płetwonurek KDP/CMAS ** (P2)

DYNAMIKA ŁUKU ZWARCIOWEGO PRZEMIESZCZAJĄCEGO SIĘ WZDŁUŻ SZYN ROZDZIELNIC WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Obserwacja zmian turgoru w komórkach korzenia marchwi

Konwekcja - opisanie zagadnienia.

Zad 1. Obliczyć ilość ciepła potrzebnego do nagrzania stalowego pręta o promieniu r = 3cm długości l = 6m. C do temperatury t k

POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej

Wytłaczanie z rozdmuchiwaniem do formy

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz.13

Zasada działania jest podobna do pracy lodówki. Z jej wnętrza, wypompowywuje się ciepło i oddaje do otoczenia.

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

Raport cząstkowy z badania nr 2017/16/LK Badanie konstrukcji szkieletowej

Błona komórkowa grubość od 50 do 100 A. Istnieje pewna różnica potencjałów, po obu stronach błony, czyli na błonie panuje pewne

Zespolona funkcja dielektryczna metalu

KONKURS MATEMATYCZNO FIZYCZNY 4 grudnia 2008 r. Klasa II

Naprężenia i odkształcenia spawalnicze

Błona komórkowa grubość od 50 do 100 A. Istnieje pewna różnica potencjałów, po obu stronach błony, czyli na błonie panuje pewne

gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku

Liofilizacja. Przygotowały: Anna Dzienisz Elżbieta Janowska

Definicja OC

Wykład 2. Anna Ptaszek. 7 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 2. Anna Ptaszek 1 / 1

J. Szantyr Wykład nr 20 Warstwy przyścienne i ślady 2

1) Rozmiar atomu to około? Która z odpowiedzi jest nieprawidłowa? a) 0, m b) 10-8 mm c) m d) km e) m f)

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE STOSOWANE W TECHNOLOGII ZAMRAŻANIA PRODUKTÓW ŻYWNOŚCIOWYCH

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Temperatura i ciepło

PUREX NG-0428 / HG Przegląd:

Transkrypt:

METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.2 Opracował: dr S. Wierzba Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej Uniwersytetu Opolskiego

Odmienność procesów zamrażania produktów biologicznych - w przeciwieństwie do roztworów fizycznych: tkankowa budowa produktów roztwory komórkowe to zawiesiny zamknięte w błonie komórkowej przebiegają w nich procesy biochemiczne zamrażanie powoduje niszczenie tych struktur i zahamowanie procesów, brak możliwości przechłodzenia produktu (skróciłoby to czas wymrażania i warunkowało powstanie dużej ilości małych kryształów wewnątrz nieuszkodzonych komórek), Zmiany w komórkach, tkankach wskutek zamrożenia: utrata półprzepuszczalności osłon komórkowych po rozmrożeniu komórka traci turgor, jest wiotka, następuje wyciek treści komórkowej, odwodnienie mrożonego roztworu komórkowego komórki zawierające roztwór hipertoniczny tracą wodę na rzecz kryształków lodu tworzących się poza komórką tzw. krioosmoza, kriokoncentracja (zależy od szybkości zamrażania).

Wolne mrożenie: całkowite odwodnienie komórek (woda wolna), powstają duże kryształy lodu (rzadko formy heksagonalne), centra krystalizacji w przestrzeni międzykomórkowej zwiotczenie komórek denaturacja białek pod wpływem zwiększającego się stężenia soku komórkowego

Szybkie mrożenie: ( C szybkie przejście przez strefę maksymalnego wzrostu kryształów ( zakres -1/-7 0 liczba kryształów (nieregularne dendryty) jest znacznie większa, a ich rozmiary mniejsze ( komórek (mieszczą się wewnątrz

Szybkość zamrażania (tkanka zwierzęca) Normalne ( -20 0 C) Szybkie (-50/100 0 C) Ultraszybkie (ciekły azot) rozmiar kryształów 2-150 mikrometrów 2-10 mikrometrów 2-3 mikrometrów Krystalizacja wewnątrzkomórkowa następuje gdy T z < 300 s T z ( wymrożonej czas konieczny na obniżenie temperatury od ~ -1 0 C do -7 0 C (80% wody Zanika przy T z ( kryształy = 1200 s (im dalej w głąb zamrożonego produktu tym większe Większa podatność na niekorzystne zmiany tkanek roślinnych niż zwierzęcych.

Odwracalność procesu powrót produktu do pierwotnego stanu: większa szansa przy szybkim zamrażaniu, zależy od ilości wymrożonej wody i stężenia soli (duże stężenie denaturacja białek ( C nieodwracalność procesu największe w temperaturach od -4 0 C do -6 0 Fazy zamrażania im bardziej oddalona od początkowej temperatury zamarzania tym mniejsza odwracalność procesu.

Gęstość (r) ogólna gęstość właściwa produktu maleje (objętość lodu jest 8-10% ( większa ( w Ciepło właściwe (c w stanie nie zamrożonym dla większości produktów jest to wartość stała maksymalna wartość - w temperaturze krioskopowej - zmniejsza się wraz z obniżeniem temperatury c w zamrożonych produktów jest w przybliżeniu o połowę mniejsze niż nie zamrożonych, zależy od temperatury i zawartości wody

Entalpia (i) - zawartość ciepła przy stałym ciśnieniu, różnica entalpii między początkową, a końcowa temperaturą procesu chłodzenia stanowi miarę odprowadzanego z produktu ciepła. powyżej punktu zamarzania entalpia maleje liniowo w obszarze zamrażania kształtuje się zgodnie w ilością wymrożonej wody najintensywniejsze zmiany entalpii następują w zakresie do ok.. 6 0 C poniżej punktu zamarzania produktów

Przewodność cieplna (l) zdolność do przewodzenia ciepła, zależy od struktury, składu, gęstości, temperatury i kierunku przebiegu procesu w stosunku do struktury komórkowej produktu współczynnik przewodzenia ciepła lodu jest ok. 3,7 razy większy niż wody po zamrożeniu szybko rośnie, w miarę wymrażania wody dla przepływu równoległego jest ok. 15% niż dla prostopadłego l w = 0,62 W/m K l l = 2,3 W/m K l ss = 1,4 W/m K

Dyfuzyjność cieplna, współczynnik wyrównania temperatury (a) określa prędkość wyrównania temperatur w nierównomiernie ogrzanym środowisku l a = c r gdzie: l - przewodność cieplna r gęstość c ciepło właściwe dla zakresu temperatur 0-20 0 C ma ona wartość 0,005-0,0028 m 2 /h w produktach zamrożonych 0,007-0,008 m 2 /h

Ilość wymrożonej wody (w) nie zależy od czasu trwania procesu, a od końcowej temperatury produktu ZAMRAŻANIE PRODUKTÓW ROŚLINNYCH I ZWIERZECYCH wt =1- t z t gdzie: w t względna ilość wymrożonej wody t z temperatura krioskopowa t średnia końcowa temperatura Wiązanie nie wymrożonej wody przez białko 0,3-0,4 kg/kg ss.

Temperatura w każdej chwili jest najniższa na powierzchni produktu i coraz wyższa w miarę zbliżania się do jego środka. podczas zamrażania temperatura produktu w różnych jego punktach i warstwach pozostaje nierównomierna stan końcowy procesu określa średnia końcowa temperatura produktu

Cały proces zamrażania można podzielić umownie na: ZAMRAŻANIE PRODUKTÓW ROŚLINNYCH I ZWIERZECYCH schładzanie do temperatury krioskopowej a-b` ( f - właściwe zamrażanie b`-c` (jako koniec fazy przyjmuje się temperaturę -4 0 C - 73% wody wymrożonej domrażanie do temperatury końcowej c`-d`

Prędkość zamrażania prędkość z jaka front lodowy (granic faz) przesuwa się w kierunku środka produktu średnia liniowa prędkość zamrażania (stosunek grubości zamrożonej warstwy do czasu jej zamrożenia) termiczny środek produktu (punkt najpóźniej zamarzający) powolne 0,1-1 cm/h intensywne 1-5 cm/h szybkie 5-20 cm/h

Czas zamrażania całkowity czas zamrażania jest suma czasów schładzania, właściwego zamrażania i domrażania produktu

Czynna różnica temperatur między zamrażanym produktem, a środowiskiem chłodzącym odwrotnie proporcjonalna do czasu zamrażania istotna w klasycznych metodach zamrażania

Wymiary i kształt na czas wpływa przede wszystkim grubość i kształt zamrażanego produktu przy większych grubościach czas rośnie proporcjonalnie do kwadratu grubości produktu w tych samych warunkach czas zamrażania płyty jest 2-krotnie dłuższy niż walca i 3-krotnie dłuższy niż kuli najkorzystniejszy kształt kuli, zwłaszcza przy zastosowaniu metod zamrażania indywidualnego (fluidyzacyjnego) Przewodność cieplna im większa wartość tym krótszy czas zamrażania zależy od własności fizycznych produktu jej wpływ na czas zamrażania można zwiększać jedynie poprzez zmniejszenie grubości produktu

Przejmowalność energii cieplnej (współczynnik wnikania ciepła) im większa wartość tym krótszy czas zamrażania

Opakowanie - utrudnia przepływ ciepła czyli obniża wartość przewodności cieplnej

Nominalny czas zamrażania czas konieczny do obniżenia temperatury produktu o określonym kształcie od jednolitej początkowej temperatury 0 0 C do temperatury -15 0 C w jego środku termicznym Efektywny czas zamrażania czas konieczny do obniżenia temperatury produktu o określonym kształcie od jednolitej średniej temperatury początkowej do określonej przez technologię temperatury efektywnej w środku termicznym produktu Nominalna prędkość zamrażania stosunek połowy grubości produktu, mierzonej przez jego środek termiczny do nominalnego czasu zamrażania Efektywna prędkość zamrażania stosunek połowy grubości produktu, mierzonej przez jego środek termiczny do efektywnego czasu zamrażania