Тепломассобмен в пищевых продуктах при хранении в складских помещениях

Так как пищевые продукты представлены капиллярно-пористыми телами, то внутри пищевых продуктов происходит движение влаги в виде жидкости, пара и, если пищевые продукты заморожены, в виде льда.

В реальных условиях отделить процессы движения влаги внутри пищевых продуктов от направленного изменения температуры невозможно, т.к. эти процессы взаимосвязаны. Их взаимосвязь выражается в фазовом превращении влаги и переносе испарительной жидкости внутри пищевого продукта.

Однако фазовое превращение не всегда является результатом термического взаимодействия, т.к. на ряду с испарением влаги за счет воздействия температуры возможны процессы сорбции и десорбции влаги при постоянной температуре.

(на примере сахара-песка)

При хранении продуктов, обладающих гигроскопичной структурой (сахар, крупы, мука), процессы увлажнения протекают в 4 стадии:

1) поверхность продукта адсорбирует влагу из воздуха, в результате чего образуется поверхностная влага в виде пленок. При этом происходит изменение теплофизических характеристик (увеличиваются коэффициенты тепло- и влагопроводности).

Это увеличение не приводит к увеличению влаги в значительных количествах и внутренняя влажность не изменяется.

2) Влага из окружающего воздуха адсорбируется продуктов.

Поверхность влаги возрастает и происходит соединение поверхностных пленок влаги и образование минисков. Эта влага более значительна, но также остается поверхностной.

3) Происходит заполнение пространства между кристаллами влагой и вход внутри внутрь капилляров.

В этом случае происходит значительное изменение теплопроводности массы.

Все три стадии являются сорбционной влагой. Влага находится на поверхности в виде пленки.

4) Происходит растворение кристаллов. Коэффициенты теплопроводности резко возрастают и продукт меняет свои характеристики.

Продукты, имеющие капиллярно-пористую структуру, характеризуются повышенной влажностью и большим содержанием протеина и жира (мясо) должны храниться при пониженных температурах. Однако эти температуры должны быть ниже температуры образования кристаллов льда.

Температура кристаллообразования льда называется температурой криоскопической точки, т.е. когда в пищевых продуктах появляются первые кристаллы льда (ниже 0⁰С).

При переходе продукта через криоскопическую точку все характеристики, такие как плотность, теплопроводность претерпевают скачкообразный процесс изменения. Эта точка для каждого вида пищевого продукта различна и зависит от состава пищевого продукта.

При температуре ниже криоскопической происходит изменение фазового состояния воды - происходит процесс замораживания. В замороженных продуктах содержится влага всех форм.

При любых условиях замораживания не удается заморозить 100% влаги, всегда остается около 10% незамерзающей воды (в основном, прочносвязанная). Поэтому даже при глубоком замораживании процессы изменения пищевых продуктов продолжаются (сроки хранения ограничены).

Увеличение сроков хранения и управления качеством сырья возможно только при условии учета всех особенностей складирования, регулирования внешних и внутренних воздействий, а также процессов тепло- и массопереноса.