Дослідження теплофізичних характеристик харчових продуктів

Анотація

Здорове харчування є одним з найважливіших елементів збереження здоров'я та зміцнення імунітету нації, неодмінною умовою досягнення активного довголіття нинішніх та майбутніх поколінь. Винайдення нових інгредієнтів та створення харчових продуктів на їхній основі, розробка нових та вдосконалених наявних технологій потребує достовірної інформації про основні теплофізичні характеристики сировини та матеріалів біологічного походження для розрахунку й оптимізації тепломасообмінних процесів переробки і виробництва.

Сучасна наука пропонує широке коло досліджень параметрів термодинамічних та масообмінних процесів, визначень теплофізичних характеристик новітніх речовин та продуктів із застосуванням метрологічно атестованих приладів та інформаційно-вимірювальних систем. Основною проблемою під час дослідження матеріалів біологічного походження є їхня негомогенність та неоднорідність структури зразків.

Визначення коефіцієнта ефективної теплопровідності сипких матеріалів та круп доцільно проводити в стаціонарному тепловому режимі на приладі для визначення теплофізичних характеристик матеріалів і теплових ефектів, у якому реалізована симетрична схема теплометричного методу вимірювань із застосуванням сенсорів теплового потоку та температури. Використання чотирьох вимірювальних комірок дає можливість проводити синхронний порівняльний аналіз декількох зразків, а поворотно-притискний механізм сприяє мінімізації контактних опорів. Розроблена методика вимірювань коефіцієнта ефективної теплопровідності враховує особливості сипких харчових продуктів та значно підвищує точність дослідження їхньої теплопровідності через введення поправки на контактний опір пристінного шару. Можливість проведення довготривалих спостережень дає можливість досліджувати термолабільні матеріали, аналізувати теплові ефекти в зразках, оцінювати об’ємне та інтегральне тепловиділення.

Калориметричні дослідження широкої гами біологічних матеріалів та речовин із достатньою точністю можна проводити на системі STA, у якій реалізовано методи покрокового сканування та синхронного теплового аналізу для визначення питомої теплоємності та теплоти випаровування, дослідження співвідношення вільної та зв’язаної вологи в негомогенних матеріалах. Ці характеристики є невід’ємними параметрами під час дослідження кінетики тепломасообмінних процесів, зокрема сушіння, для розрахунку і проєктування технологічного обладнання.

Дослідження теплофізичних характеристик негомогенних матеріалів та речовин дадуть змогу оптимізувати виробничі процеси та надалі розвивати технології харчової, біотехнологічної та переробної галузі.