Влагообменные процессы

При хранении пищевых продуктов необходимо знать, при каких условиях изменяется направление потока влаги, т.е процессов влаго- и массообмена.

Если температура продукта выше температуры поверхностной влаги (точки росы), то в этом случае происходит испарение. Если же температура продукта меньше или равна температуре точки росы, то происходит увлажнение продукта за счет конденсации влаги из окружающего воздуха.

Равновесная относительная влажность устанавливается при хранении пищевых продуктов самопроизвольно в результате постоянно протекающего тепломассобмена между продуктами и окружающей средой.

Основным фактором, стабилизирующим относительную влажность воздуха, является испарительная способность продукта.

Испарительная способность продукта - интенсивность испарения влаги, направленная по градиенту изменения влажности. При испарении этот градиент направлен от поверхности продукта к воздуху, а при конденсации - от воздуха к поверхности.

Испарительная способность зависит от вида продукта, его начальной влажности, упаковки продукта.

На относительную влажность воздуха оказывает также влияние процесс испарения влаги с охлаждающих конструкций.

Так как температура охлаждающих приборов ниже точки росы, то при работе на поверхности приборов появляется свободная влага. В этом случае относительная влажность воздуха устанавливается в результате равновесия между влажность воздуха и влагопотоком от влажной поверхности.

Для определения влагопереноса в пищевых продуктах вводится показатель химический потенциал (m).

Химический потенциал численно равен энергии связи влаги с материалом или работе, которую необходимо затратить для отрыва 1 моль воды от сухой части материала.

m = R · Т · ln· j

где R - газовая постоянная

Т - температура продукта

j - равновесная относительная влажность над поверхностью пищевого продукта

j = Pu / Pн

где Pu - парциальное давление равновесного пара над материалом с влагосодержанием U

Pн - давление насыщенного пара свободной воды

Для свободной влаги Pu = Pн j =1 m = 0 - энергия связи воды с материалом =0 (продукты с высокой влажность)

Для других случаем Pu < Pн j < 1 m > 0 - более сильная связь влаги с материалом

Химический потенциал является величиной, характеризующей способность данного компонента (вода) к выходу из данной фазы (продукта_ путем испарения или конденсации.

На влагоперенос в продуктах влияет коэффициент массообмена b.

Коэффициент массообмена характеризует интенсивность диффузионно-конвективных потоков массы влаги через пограничный слой материала.

Различают конвективную и молекулярную диффузию.

Конвективная диффузия - это поток влаги в свободном воздушном пространстве, т.е. определяет поток влаги с поверхности продукта в окружающую среду.

Молекулярная диффузия определяет движение влаги внутри продукта к его поверхности.

Плотность потока влаги при испарении определяет усушку продукта, а конденсация водяного пара, происходящая при определенных условиях, - увлажнение материала.