ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ В ПРОЦЕССЕ ПРОСАЛИВАНИЯ РЫБЫ ОТ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СЫРЬЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОЦЕССА

Цель практической работы:

- изучить особенности процесса посола рыбы различными способами;

- освоить методику экспериментального определения коэффициента массопроводности (диффузии) соли при посоле рыбы;

- изучить факторы, оказывающие влияние на величину коэффициента диффузии соли (способ посола, температура посола, химический состав сырья, удельная поверхность сырья), сделать выводы о влиянии, оказываемом данными факторами.

 

Задания:

По приведенным в Приложении 8 данным изменения массовой доли поваренной соли, %, по толщине рыбы в процессе ее посола разными способами:

- построить кривые распределения соли , %, по толщине рыбы для разных длительностей посола (использовать для построений миллиметровую масштабную бумагу);

- рассчитать среднюю соленость рыбы , %, для разных длительностей посола;

- определить расчетным путем удельную интенсивность насыщения рыбы солью, %/м;

- определить методом графического дифференцирования (с учетом масштабных коэффициентов) градиент концентрации соли, используя кривые распределения соли по толщине рыбы для разных длительностей посола;

- рассчитать значения коэффициента диффузии , м²/с, для разных длительностей процесса посола;

- изучить факторы, оказывающие значительное влияние на величину коэффициента диффузии, а также физический механизм этого влияния.

 

Варианты заданий: задание (номер варианта практической работы) студент выбирает по сумме двух последних цифр шифра зачетной книжки в Приложении № 8.

 

Порядок выполнения работы:

Студент получает в соответствии с вариантом задания экспериментальные данные распределения соли по толщине просаливаемой рыбы в зависимости от различных технологических факторов (способа посола, температуры посола, длительности посола, химического состава рыбы и др.) (см. Приложение 8).

Условия проведения эксперимента следующие: перед посолом рыба тщательно промывается от остатков слизи, при необходимости разделывается. После разделки рыба тщательно промывается проточной водой температурой не выше 20 °С от остатков крови, внутренностей, черной пленки, других загрязнений. Промытая рыба выдерживается на столе 3-5 минут для стекания влаги. Величина удельной поверхности рыбы, приведенная в задании, определена экспериментально как отношение площади полной поверхности рыбы в метрах квадратных к ее массе в килограммах. Плотность рыбы , кг/м определена экспериментально по методике, изложенной ниже, содержание влаги , %, и жира , %, в рыбе – установлено экспериментально - стандартными методами (ГОСТ 7636, высушиванием при температуре плюс 105 °С и весовым методом экстракцией на аппарате Сокслета соответственно). После экспериментального определения технохимических характеристик рыбы проводится взвешивание рыбы на лабораторных весах с точностью ±1 г (для получения достоверных результатов необходимо, чтобы эксперимент проводился на однородной партии рыбы, то есть все экземпляры в партии должны иметь одинаковую удельную поверхность и химический состав).

Объемная масса рыбы определяется следующим образом: разделанная (при необходимости) и тщательно промытая рыба взвешивается на технических весах с точностью до ±1 г, помещается в мерный цилиндр емкостью 1000 см³, в который предварительно налита дистилированная вода объемом , см³, достаточным для полного погружения в него рыбы. Затем отмечается общий объем рыбы и жидкости , см³, после чего рыба осторожно извлекается из цилиндра, выдерживается 5-10 минут в чистой сухой посуде для стекания воды (эта жидкость затем доливается в мерный цилиндр). Объем рыбы , см³, определяется по формуле:

. (77)

Объемная масса рыбы , кг/ м³, рассчитывается по формуле

(78)

где - масса рыбы, г.

 

Перед началом процесса посола готовится посольная емкость и солевой раствор (тузлук) заданной концентрации и температуры в заданной пропорции к массе направляемой на посол рыбы. В случае смешанного посола рыбы вначале готовится солевой раствор (тузлук) заданной концентрации и температуры, затем взвешивается необходимое количество поваренной соли (помола № 1 или № 2) в заданном соотношении к массе рыбы, направляемой на посол.

Посол рыбы осуществляется следующим образом:

сухой посол - рыба укладывается в посольную емкость, после чего к ней добавляется сухая соль, смесь из соли и рыбы тщательно перемешивается таким образом, чтобы обеспечить максимальное налипание соли на поверхность рыбы (не должно быть участков поверхности рыбы не имеющих контакта с солью) без ее механических повреждений;

смешанный посол – рыба укладывается в посольную емкость, затем к ней добавляется сухая соль, рыба и соль перемешивается аналогичным с сухим посолом образом, затем по стенке посольной емкости, осторожно приливается тузлук, так, чтобы не смыть с поверхности рыбы соль.

тузлучный (мокрый) посол – рыба укладывается в посольную емкость, затем к ней в заданном соотношении масс добавляется тузлук заданной плотности или концентрации и температуры.

Температурные условия посола поддерживаются постоянными согласно задания.

Через фиксированные промежутки времени из посольной емкости отбирают экземпляр рыбы для определения солености по слоям. Для этого рыбу разрезают по толщине на 3 равных слоя и в каждом слое определяют массовую долю поваренной соли. Содержание соли в слое рыбы определяется аргентометрическим методом по методике, изложенной ниже.

Аргентометрический метод определения содержания поваренной соли в рыбе: перед определением содержания поваренной соли в рыбе, из мышечной ткани около позвоночной кости в самом утолщенном месте тушки рыбы скальпелем вырезают образец ткани массой около 3 г.

Полученную пробу мышечной ткани рыбы измельчают, тщательно растирая в ступке. Затем отбирают навеску массой 2 г. Взвешивание проводят на лабораторных технических весах с точностью до 0, 01 г. Навеску количественно переносят в мерную колбу вместимостью 200 мл, прибавляют около 100 мл дистиллированной воды (примерно ¾ объема мерной колбы), затем колбу закрывают пробкой и встряхивают в течение 15-20 минут. После этого объем раствора в колбе доводят дистиллированной водой до метки, колбу закрывают пробкой, содержимое хорошо перемешивают и фильтруют жидкость через сухой складчатый фильтр в сухую колбу, 25 мл фильтрата переносят пипеткой в колбу вместимостью 100 мл. Перед титрованием добавляют 3-4 капли насыщенного раствора хромата калия и титруют 0, 05 н раствором AgNO₃ до появления оранжево-бурой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Производят два параллельных титрования. Результаты не должны различаться более чем на 0, 02 %. Содержание хлорида натрия (поваренной соли) , %, рассчитывают по формуле:

, (79)

где - объем нитрата серебра, израсходованного на титрование испытуемого раствора, мл;

– объем мерной колбы, мл;

– коэффициент пересчета в %;

– количество хлорида натрия, соответствующее 1 мл 0, 05 н раствора нитрата серебра, г;

- поправочный коэффициент точно для 0, 05 н раствора нитрата серебра;

- навеска, г;

– объем вытяжки, взятой для титрования, мл.

 

Полученные экспериментальные дынные заносят в таблицу (см. Приложение 8).

Данные из задания (Приложение 8) представляют в отчете о выполнении практической работы в виде таблицы 9.

 

Таблица 9 – Распределение солености по слоям рыбы

Продолжительность посола, ч	Толщина слоя рыбы, , м	Массовая доля поваренной соли в слое, , %	Средняя соленость рыбы, , %
0, 5	…	….	…
…	…
…	…
…	…
1, 0	…	…	…
1, 5	…	…	…
2, 0	…	…	…

 

По этим данным строят экспериментальную графическую зависимость . Расчетным путем и графическим методом находят все, требуемые по заданию параметры процесса посола.

На основании результатов проведенной работы делают заключение о том, какие факторы оказывают влияние на значения коэффициентов диффузии и эффективность посола.

 

Пример выполнения практической работы: условия и результаты определения величины коэффициента диффузии, а также исследования влияния различных технологических факторов процесса посола на его величину приведены в виде таблиц 10 и 11 соответственно (вариант задания).

 

Таблица 10 – Условия проведения эксперимента

Объект посола	Способ и условия посола	Характеристика объекта
плотность, , кг/м3	удельная поверхность филе, м2/кг	содержание
воды, , %	жира, , %
Семга потрошеная с головой мороженая	Смешанный, холодный, температура воздуха в помещении º С	990, 0	0, 12	66, 0	14, 0

 

Таблица 11 – Результаты экспериментального исследования влияния технологических факторов процесса посола на величину коэффициента диффузии

Продолжительность посола, ч	Толщина слоя рыбы, , м	Массовая доля поваренной соли в слое, , %	Средняя соленость рыбы, , %
42, 0	0, 02	4, 35	1, 78
0, 04	0, 57
0, 06	0, 38
0, 08	0, 40
0, 10	0, 61
0, 12	4, 38
84, 0	0, 02	5, 34	2, 61
0, 04	2, 04
0, 06	0, 40
0, 08	0, 42
0, 10	2, 08
0, 12	5, 35
126, 0	0, 02	6, 14	3, 31
0, 04	2, 86
0, 06	0, 70
0, 08	1, 07
0, 10	2, 90
0, 12	6, 18
168, 0	0, 02	6, 62	3, 84
0, 04	3, 63
0, 06	0, 90
0, 08	1, 59
0, 10	3, 67
0, 12	6, 65

 

Среднее значение солености рыбы рассчитывают как среднее арифметическое значение соленостей по слоям, данные также вносят в таблицу.