HŰTÉSTECHNIKA ALAPJAI 12. ELŐADÁS

Átírás

1 HŰÉSECHNIKA ALAPJAI 12. ELŐADÁS FAGYASZÁS, ÉS FAGYASZO ÁROLÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI

2 FAGYASZÁSI HŰŐELJESÍMÉNY-IGÉNY A agyaszás hűőeljesímény-igénye a 11. ELŐADÁS 3. dián leíral azonos módon számíhaó, azzal a különbséggel, hogy a ermékből elvonandó hő ( B,1 ) és a agyaszás idejé () a 11. ELŐADÁS. helye a ovábbiak szerin haározzuk meg: Q B,1 m c p ( o ) L m a ermény ömege [kg] c p a ermény agypon elei ajhője [kj/kg K], vízé: c p,víz = 4,2 kj/kg K o a agyaszás kezdei hőmérséklee (8 o C), [ o C] a ermény agyásponja [ o C], ld. 10. dia L j a víz agyáshője, L j = 334,4 kj/kg a u ig kiagyo jég aránya [kg/kg], ld. 10. dia x a ermény vízaralma (kg/kg), ld. Beke Gy. HŰŐIPARi KÉZIKÖNY 2. Köe c p a ermény agypon alai ajhője [kj/kg K], jégé: c p,jég = 2,1 kj/kg K u az uóhűés (agyaszás) hőmérséklee [ o C], u = -18 o C j Δ x c p ( u ) VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 2

3 ÉLELMISZEREK HŐFIZIKAI JELLEMZŐI Enalpia Hővezeési ényező Kiagyo víz Hőmérséklevezeési ényező hőmérsékle ( o C) Megjegyzések: (1) a ajhő: c p = h/, ld. előző dián B.1 számíásá! (2) - Élelmiszerekre vonakozó hőmérsékleüggő érékek, és azok modellezése: ld. pl. FOOD EMP X CODE szover, FR&PERC, UK VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 3

4 ELŐHŰÉSI IDŐ A FAGYASZÁS ELJES IDEJE () e e előhűés ideje 8 o C-ról a agyásponra (ha a ermény magasabb hőmérsékleen akaríoák be, először a agyaszón kívül - 8 o C-ra kell előhűeni!) agyási idő a agyásponról -5 o C-ra u uóhűés ideje -5 o C-ról -18 o C-ra AZ ELŐHŰÉSI IDŐ ( e ) SZÁMÍÁSA Fagyaszás elő a erméke a agyaszón kívül le kell hűeni e =8 o C-ra. Ezzel az előhűési szakaszban azaz: e -ről a agyásponra (krioszkópos hőmérséklere, -re) való hűéskor a párakibocsáás, és a elüle nedvesedése csökkenheő, így a részecskék összeagyása elkerülheő! Az előhűés a 11. ELŐADÁS során árgyal hűési eljárás, ezér az előhűési idő is az o árgyal módon kell számíani. Mivel az előhűési idő, a agyaszási és az uóhűési időhöz képes viszonylag kicsi, ezér számíásá el szokák hagyni. u VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 4

5 FAGYÁSI IDŐ FAGYÁSI IDŐ ( ) SZÁMÍÁSA ρ L Δ R Ahol: - az élelmiszer sűrűsége (kg/m 3 ) L- a agyáshoz elvonandó ázisválozási hő, L=L j.x. (ld. 4. dia), (kj/kg) a agyáspon ( ) és a hűőközeg ( h ) hőmérséklekülönbségének álagos éréke u =-5 o C-ig: P és R - Plank-éle ormaényezők, ld. kövekező dia X a réeg- vagy lapvasagság ele (m) - az élelmiszer hővezeési ényezője (kj/m K) - hőáadási ényező az élelmiszer és a hűő - közveíőközeg közö, közelíő számíásá ld. 11. ELŐADÁS 10. dia, azaz: =5,8+3,9.v h, I: v h a hűő - közveíőközeg (levegő) sebessége (m/s) X λ 2 P Δ X α ln h u u h h h VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 5

6 PLANK-FÉLE FORMAÉNYEZŐ b 1 b 2 P R 1 1 0,1677 0,0417 1,5 1 0,1875 0, ,5 0,2308 0, ,2500 0,0719 2,5 2 0,2632 0, ,2727 0, ,3000 0,0849 3,5 3,5 0,3181 0, ,3156 0, ,3330 0,0929 4,5 3 0,3215 0,0902 Ahol: b 1 hossz (l)/vasagság (2X) b 2 - szélesség (m)/vasagság (2X) P és R - ormaényezők VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 6

7 UÓHŰÉSI IDŐ UÓHŰÉSI IDŐ ( u ) SZÁMÍÁSA u X λ n c ρ lg u h h 0, Bi 0,5 Ahol az eddig ismerelen jelölések: n ényező, a Bi-szám üggvényében az alábbi áblázaból kell kiválaszani: Bi 0,25 0, >100 n 1,21 1,188 1,156 1,112 1,065 1,02 0,008 1,00 Bi Bio-szám, Bi=(. 2X)/ c ajhő, eseünkben az enalpia alapján (ld. 5. dia): c= h/(-5- u ) VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 7

8 FAGYASZÁSI MÓDSZEREK JELLEMZŐI A módszerek berendezései ld. 4. ELŐADÁS! Fagyaszási módszer Levegővel való agyaszás Fagyaszóeremben ( árolás) Fagyaszóalagúban, 3-5 m/s Spirál (szalagos) agyaszón Fluidizációs agyaszón Konak vagy élkonak agyaszás Lemezes agyaszóban Kaparalú agyaszóban Hőászármazaási ényező (W/m 2 K) Fagyaszási idő -18 o C-ra (min) ,3-0,5 Bemeríéses agyaszás ,5 4-5 Kriogén agyaszás (LIN) ,5 0, ,5-6 Élelmiszerek Serés és marha esek Zöldbörsó ömleszve Hamburger, halrudak Zöldborsó és -bab ömleszve Készéel (konzerv), 1 kg Jégkrém Csomagol narancsial Zöldborsó Hamburger, halrudak Kenyér, 0,5 kg Süemény, 0,5 kg Hamburger, hal Gyümölcs, zöldség VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 8

9 Kiagyo vízaralom, (%) Hőmérsékle, ( o C) GYORSFAGYASZÁS ÉS SOKKOLÁS KIFAGYÁSI GÖRBÉK GYORSFAGYASZÁS Gyors Lassú Kriikus aromány 1 ojás és saláa 2 Hal és marhahús 3 Meggy 0-5 Hőmérsékle ( o C) Fagyaszási idő, (min) MINÉL GYORSABB A FAGYASZÁS ANNÁL KISEBB MÉREŰ JÉGKRISÁLYOK KELEKEZNEK, ÉS JAVUL A ERMÉK MINŐSÉGE A GYORS HŰÉS ÉS FAGYASZÁS SOKKOLJA, AZAZ ELPUSZÍJA A MIKROBÁKA, ÉS JAVÍJA A ERMÉK BIZONSÁGÁ VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 9

10 FAGYASZÁS SEBESSÉGE A FAGYASZÁS SEBESSÉGÉNEK SZÁMÍÁSA A agyaszás sebessége a agyási réeg haladási sebessége, amely alapján öbbek közö a 10. dián deiniál gyorsagyaszás és lassú agyaszás is deiniálhaó. Meghaározása: a Plank éle ormaényezők nélküli agyási időből szokásos az alábbiak szerin: w X ρ α L 1 h α X 2 λ A eni összeüggés minden ényezője korábban már ismereésre kerül! Plank szerin gyorsagyaszásnak ekinheő az a agyaszási eljárás, amelyben az álagos lineáris agyaszási sebesség nagyobb, min w = 5 cm/h, és lassúnak, ha méréke (0,1-1) cm/h alai. A hűőlevegő hőmérséklee gyorsagyaszásnál: h =(-35)-(- 40) o C, míg lassúnál: h =(-20)-(-25) o C VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 10

11 PÁROLGÁSI VESZESÉG NÉHÁNY ÉLELMISZER FAGYASZÁS ALAI PÁROLGÁSI VESZESÉGE PÁROLGÁSI VESZESÉG SZÁMÍÁSA ΔS β A p éá Ahol: S a agyaszás ideje alai ömegveszeség (g) - víz párolgási ényezője A az élelmiszer elülee (m 2 ) p éá - vízgőznyomás az élelmiszer elüleén a agyaszás álaghőmérsékleén (N/m 2 ) - levegő relaív páraaralma p á elie vízgőznyomás a hűőlevegő álaghőmérsékleén (N/m 2 ) e eljes agyaszási idő p á e VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 11

12 FAGYASZO ÉLELMISZEREK ÁROLHAÓSÁGA ÁROLHAÓSÁGI IDŐARAM ÉS HŐMÉRSÉKLE ÖSSZEFÜGGÉSE A agyaszo árolás ala bekövekező válozások (romlások) ún. - vizsgálaokkal örénik. A jelenése: ime (idő) - emperaure (hőmérsékle)- olerance (űrőképesség). ehá, az vizsgálják, hogy ado hőmérsékleen () mennyi idő () uán jelenkezik valamilyen érzékelheő minőségi válozás, amely a ermék ogyaszhaóságá már korláozza. E válozás megjelenésének ideje a árolhaósági /ogyaszhaósági idő. COLDCHAIN ADABÁZIS A Frisbee projek egyik célkiűzése olyan szover és adabázis kidolgozása, amely öbbek közö a agyaszo ermékek bizonságára, a árolhaósági idő meghaározására irányul, a eljes hűőlánc igyelembevéelével. A COLDCHAIN adabázisra vonakozó részlees inormáció érheő el a honlapon. VÁRSZEGI IBOR FAGYASZÁS ERVEZÉSÉNEK ALAPJAI 12