Способ холодильной обработки биологических объектов

 

Изобретение относится к холодильной технологии и направлено на интенсификацию процессов охлаждения, замораживания и размораживания. Объект размещают в холодильной камере между двумя электродами и воздействуют ионизованным хладагентом, ионизацию которого осуществляют путем поочередной подачи на электроды прямоугольных импульсов, при этом длительность импульсов составляет 20-60 с, а выдержка без потенциала составляет 5-15 с. 2 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 25 0 13/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802102/13 (22) 02.03.90 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (72) И.А.Рогов, Б.С.Бабакин и

М.Р.Бовкун (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1165858, кл. F 25 D13/06, 1984. (54) СПОСОБ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ОбЪЕКТОВ

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способам охлаждения, замораживания и размораживания биологических объектов, преимущественно пищевых продуктов, и может быть использовано в отраслях агропромышленного комплекса.

Цель изобретения — интенсификация процессов охлаждения, замораживания и размораживания биологических объектов.

На фиг. 1 показаны графики подвода потенциалов к первому(а) и второму(б) электродам (U — напряжение на электродах, tвремя, и — время подачи потенциала на электрод, т с — время стекания заряда с одной стороны биологического объекта, г — время, в течение которого на электроды не подается напряжение); на фиг. 2 — камера для осуществления способа холодильной обработки биологических объектов, Камера содержит корпус 1, внутри которого установлены приборы 2 для поддержания температуры, металлические электроды

3 и 4 для ионизации воздуха, подключенные через устройство 5 прерывания и переклю-.. Ж,», 1709159 А1 (57) Изобретение относится к холодильной технологии и направлено на интенсификацию процессов охлаждения, замораживания и размораживания. Объект размещают в холодильной камере между двумя электродами и воздействуют ионизованным хладагентом, ионизацию которого осуществляют путем поочередной подачи на электроды прямоугольных импульсов, при этом длительность импульсов составляет 20 — 60 с, а выдержка без потенциала составляет 5 — 15 с. 2 ил., 3 табл. чения направления подачи потенциала к источнику 6 питания. Устройство 5 связано с таймером 7. Между электродами размещен биологический объект 8, в термическом центре которого помещен термодатчик 9, подключенный к потенциометру 10.

Способ холодильной обработки биологических объектов осуществляют следующим образом.

Образец биологического объекта 8 помещают s корпус 1 камеры между электродами 3 и 4;Для регистрации температуры в центре образца устанавливают термодатчик

9, подкл юченн ы и к потен циам етру 10.

Включают в работу приборы охлаждения для поддержания в камере заданной температуры. От источника 6 питания подают потенциал, достаточный для ионизации хладагента, поочередно к электродам 3 и 4 в течение 20 — 60 с, а выдержку без потенциала проводят в течение 5 — 15 с, причем подведение электрического потенциала к электродам осуществляют поочередно.

Положительный эффект основан на том, что за счет электроконвективного движения

1709159

10

20

30

50 хладагента происходит интенсификация теплоотдачи, а следовательно. и процессов холодильной обрабстки. При этом ионы потерявшего электрон вйтральность хладагента осаждаются на поверхности продукта, который вследствие этого приобретает электрический заряд одноименного знака с ионами хладагента. Интенсификация процессов холодильной обработки происходит до того момента, пс ка сила, определяемая величиной заряда п родукта и препятствующая осаждению ионов хладагента, не станет равной сумме движущих сил, определяемых значением коэффициента диффузии и подвижностью ионов хладагента. На поверхности пррдукта образовывается "запирающий слой", препятствующий интенсификации теплоотдачи. С этого момента следует прекратить подвод электрического потенциала к электродам.

При периодическом подводе к электродам электрического потенциала в форме униполярных импульсов в течение 20 — 60 с поверхность продукта приобретает заряд, который во время выдержки без"подвода потенциала к электродам в течение 30 — 90 с стекает с поверхности продукта за счет естественного заземления, рекомбинации ионов на поверхности. между собой и с ионами воздуха, Значение 30-90 с образуется за счет того, что вследствие поочередного подведения потенциала к электродам каждая сторона продукта поочерепно подвергается электроконвективному обдуву и стеканию заряда. При этом время стекания заряда на одной стороне t < складывается из времени подачи потенциала z <на электрод,,расположенный у противоположной стороны, и двух временных промежутков г е, в течение которых осуществляется выдержка без подвода потенциала (фиг. 1), При подводе потенциала к электродам в течение времени меньше 20 с на поверхности еще не образуется "запирающая зона" и прекращать подачу потенциала нецелесообразно, так как наблюдается эффект интенсификации теплоотдачи, При подводе электрического потенциала к электродам в течение времени больше б0 с поверхность продукта приобретает заряд, препятствующий электроконвекции, т,е. образуется "запирающая зона", при этом время стекания заряда превышает 90 с, что увеличивает продолжительность процесса холодильной обработки.

При выдержке продукта без подвода потенциала к электродам в течение времени меньше 30 с электрический заряд не успевает стечь с поверхности полностью.

Способ позволяет осуществлять любой вид холодильной обработки — охлаждение, замораживание и размораживание, причем вид процесса определяется только температурой хладагента, подвергаемому ионизации. Так как при .осуществлении способа имеет место интенсификация наружного теплообмена биообьекта, т.е. теплоотдачи от поверхности продукта к хладагенту, то предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процессы как с отводом теплоrb> (охлаждение и замора>кивание), так и с подводом теплоты (размора>кивание), а направление теплового потока определяется, температурным градиентом

q= а Лt, (1) где q — тепловой поток, отводимый или подводимый к поверхности продукта, Вт;

a — коэффициент теплоотдачи от про-. дукта к хладагенту, Вт/м К;

Ь t — разность температур поверхности продукта и хладагента, К.

Осуществление способа не зависит от величины потенциала, подаваемого на электрод. Главное условие осуществления спосаба — ионизация хладагента. Ионизация хладагента, например газообразного, наступает у имеющих малый радиус кривизны электродов (острий, тонких проволок, иголок и т.п.), к которым подведен высоковольтный потенциал. Величина этого потенциала зависит от многих факторов, в частности от геометрии электрода (проволочный, игольчатый, ленточный, пилообразный и т.н.), газового состава хладагента, межэлектродного расстояния и т.д., и может меняться в широких пределах от 1 до 50 кВ и выше, при этом верхний предел ограничен электрической прочностью электрода и газовой среды. Напряженность электрического поля зависит от потенциала (прямо пропорциональна ему), а так как потенциал не является существенным признаком, то и напряженность не является таковым. Способ может быть осуществлен при любой напряженности, обеспечивающей ионизацию хладагента, а следовательно, его электроконвективное движение, Однако оптимальным значением потенциала, используемого в холодильной технологии для интенсификации процессов, является значение 5-30 кВ.

Пример 1, Берут мясо прямоугольной формы с размерами 60 х 40 х 20 мм и помещают в корпус 1.между электродами 3 и 4.

Для регистрации температуры в центре образца устанавливают термодатчик 9, под1709159

Таблица 1 ключенный к потенциометру 10. Включают в работу приборы 2 охлаждения для поддержания в камере температуры от 0 до

+ 0,5 С. От источника 6 питания подают потенциал 10 кВ поочередно к электродам 3 и 5

4 в течение 15 с (хи), а выдержку беэ электрического потенциала проводят в течение

4 ч с (t a) согласно графику на фиг. 1, Сила тока в межэлектродном промежутке составляет 350 мкА, электроды 3 и 4 выполнены 10 сетчатыми.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, при этом потенциал подводят в течение 20 с (tn), а выдержку без электрического потенциала проводят в течение 5 с (г в).

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, при этом т и - 30 с, а t>-10с.

Пример 4. Способ осуществляют 20 аналогично примеру 1. при этом тп = 60 с, а f в =* 15 с.

Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, при этом t n = 65 с, а к =18с, 25

Пример ы 6-10. Способ осуществляют аналогично соответственно примерам 15, при этом для замораживания образца 8 приборами 2 охлаждения поддерживают температуру в камере -18 С.

Пример ы 11-15. Способ осуществляют аналогично соответственно примерам

1-5, при этом для размораживания образца нагревательными приборами 2 поддерживают температуру +10 С.

Результаты по примерам 1-5 приведены в табл. 1, по примерам 6-10 — в табл. 2, по примерам 11-15 — в табл. 3.

Как видно из табл. 1-3, наиболее эффективные результаты достигаются при подводе электрического потенциала в течение

20-60 с и выдержке без подвода потенциала в течение 5-15 с (примеры 2-4, 7 — 9, 12 — 14).

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным обеспечивает сокращение времени холодильной обработки биологических объектов на 15 — 407, за счет увеличения интенсивности воздействия хладагента на продукт, снижение энергозатрат на 18-26;ь за счет уменьшения установочной мощности источника питания.

При холодильной обработке благодаря воздействию ионизированного хладагента достигается эффект электроантисептирования.

Формула изобретения

Способ холодильной обработки биологических объектов, предусматривающий их размещение в холодильной камере между двумя электродами и воздействие ионизированным хладагентом, ионизацию которого осуществляют путем подвода к электродам электрического потенциала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процессов охлаждения, замораживания и размораживания, подвод электрического потенциала к электродам осуществляют поочередно в форме прямоугольных импульсов, при этом длительность импульсов составляет 20-60 с, а выдержка без потенциала составляет 5 — 15 с.

1709159

Таблица 2

Таблица 3

1709159

7с

Редактор А.Огар

Заказ 419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,Москва,Ж 35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

V, кВ

КВ

Составитель Н.Алкеев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид