Охлаждающих сред и продуктов

 

Основные режимные параметры холодильной обработки и хра­нения продуктов — температура, относительная влажность возду­ха и скорость его движения. Они взаимосвязаны и в совокупности позволяют достаточно точно охарактеризовать состояние охлаждаю­щей среды и продуктов.

Наиболее важным параметром, который необходимо поддер­живать в заданных пределах, является температура охлаждающей среды и продуктов.

Средства и методы контроля температурного режима занима­ют важное место в обеспечении нормального функционирова­ния системы холодильной цепи. Для этого используют как клас­сические термоизмерительные средства (термометры, термогра­фы), так и различные специальные термоиндикаторы и элект­ронные цифровые приборы. Условия функционирования различ­ных звеньев холодильной цепи имеют свои особенности, поэто­му необходимо, чтобы термоизмерительные средства соответство­вали конкретным условиям и типам используемого холодильно­го оборудования. Контроль за температурой осуществляют для того, чтобы зарегистрировать отклонения от требуемого режи­ма, а также убедиться в том, что оборудование функционирует нормально.

Приборы контроля за температурой среды и продуктов. Для этих целей используют различные виды термометров.

Жидкостные термометры расширения в зависимости от напол­нителя бывают ртутные и спиртовые. Принцип их работы основан на зависимости объема жидкости от температуры.

Ртутные термометры используют для измерения температур до -30 °С, а спиртовые и толуоловые — ниже -30 °С.

Ртутные термометры отличаются высокой точностью, стабиль­ностью в работе, простотой в использовании. Их основной недо­статок — токсические свойства ртути.

Спиртовые термометры фиксируют фактическое показание тем­пературы в момент считывания. Их преимущества — достаточно высокая точность, простота применения, безопасность в случае утечки жидкости, а также невысокая стоимость.

Жидкостные термометры имеют большую инерционность, по­этому отсчет показаний начинают через 5—10 мин после уста­новки в твердых и жидких телах и через 30 мин — в газообразных.

Принцип действия циферблатных термометров основан на теп­ловом расширении газов или металлов с применением термочув­ствительных элементов. Такие термометры могут быть снабжены указателями минимальной и максимальной температур, а также фиксаторами этих значений с момента считывания предыдущих показаний.

В жидкокристаллических термометрах термочувствительный эле­мент — жидкий кристалл, цвет которого изменяется в зависимости от температуры внешней среды. Шкала такого термометра может быть откалибрована в нужном диапазоне с интервалом 1 — 2 °С.

Принцип действия цифровых электронных термометров осно­ван на изменении термоэлектрических свойств термочувствитель­ного элемента в зависимости от температуры внешней среды. Ре­зультаты измерения отображаются посредством цифровой инди­кации на дисплее. Их преимущества — высокая точность, мгно­венная индикация температуры, простота и удобство использова­ния, особенно для дистанционного контроля температуры. В каче­стве термочувствительного элемента используют, как правило, металлы и их сплавы (медь, платина).

Электрические термометры состоят из первичного преобразова­теля температуры в электрическое сопротивление и вторичного, который преобразует изменения электрических параметров в пока­зания на шкале. Такие термометры сопротивления присоединяют к телетермометрам, логометрам или электронным мостам, что по­зволяет осуществлять групповой контроль температуры. В этих при­борах последовательное подключение термометров сопротивления (датчиков) и регистрация температур производятся автоматичес­ки. Расстояние от датчиков для дистанционного измерения темпе­ратуры может быть любым. Такие приборы особенно удобны для контроля температурного режима в различных видах стационар­ного и транспортного холодильного оборудования, которое мож­но при этом не открывать.

Термоиндикаторы бывают химическими и биологичес­кими (биосенсорами). Принцип действия химических индикато­ров основан на использовании специальных красителей, кото­рые при активации индикатора реагируют на повышение темпе­ратуры сверх определенного уровня необратимым изменением окраски.

Термографы применяют для непрерывной графической регистрации температуры внутри холодильной камеры. Он пред­ставляет собой комбинированное устройство, состоящее из термометра и приспособления для непрерывной графической регис­трации температуры. Цикл работы такого прибора, как правило, составляет сутки и неделю. Применяют недельный термограф для контроля температурного режима в камерах хранения охлажден­ных и замороженных продуктов.

Методы и приборы контроля относительной влажности воздуха. Для измерения относительной влажности воздуха в камере ис­пользуют психометрический и гигрометрический методы.

Психометрический метод основан на зависимости разности по­казаний сухого и мокрого термометров психрометра от степени насыщения воздуха водяными парами. У одного из термометров (мокрого) ртутный или спиртовой шарик обернут батистом или марлей, смоченными в воде. Процесс испарения влаги сопровож­дается затратой энергии, и температура мокрого термометра ста­новится ниже температуры сухого. Причем психометрическая раз­ность температур пропорциональна степени сухости воздуха. По этой разнице с помощью специальных таблиц определяют отно­сительную влажность воздуха.

Прибор используют для измерения относительной влажности воздуха при температуре не ниже -5°С. С понижением температу­ры воздуха психометрическая разность температур уменьшается и точность замера снижается.

Для измерения влажности воздуха в холодильных камерах при малых и переменных скоростях его движения служит психрометр с побудительной циркуляцией — аспирационный психрометр Ассмана.

Гигрометрический метод определения влажности воздуха по­зволяет осуществлять ее контроль при температурах от +40 до -60 °С. Различают сорбционные гигрометры, принцип действия ко­торых основан на изменении длины чувствительного элемента под действием на него влаги воздуха, и гигрометры, работающие по принципу определения точки росы. Метод определения влажно­сти с помощью гигрометра достаточно точен и при отрицатель­ных температурах.

Чувствительным элементом сорбционных гигрометров являет­ся обезжиренный человеческий волос, который при увеличении относительной влажности воздуха от 0 до 100% удлиняется на 2,5 %. Вместо волос в качестве чувствительного элемента приме­няют животные (жилы) и вискозные пленки, капроновые нити. Сорбционные гигрометры показывают относительную влажность воздуха непосредственно на шкале прибора и в отличие от псих­рометров не нуждаются в подготовке к измерениям.

Для измерения и регулирования влажности непосредственно в камере применяют пленочный регулятор влажности (ПРВ), а для дистанционного измерения — пленочный измеритель влажности (ПИВ).

Комплектные устройства дистанционного измерения, регист­рации и регулирования относительной влажности воздуха состоят изэлектронного одно- или многоточечного автоматического мос­та, являющегося измерительным блоком, и электролитического влагочувствительного элемента (датчика), на котором сопротив­ление влагочувствительной пленки изменяется в зависимости от влажности контролируемого воздуха.

Для непрерывного графического контроля влажности воздуха служит гигрограф, записывающее устройство которого аналогич­но устройству термографа. Гигрографы бывают с суточным или недельным заводом.

Принцип действия гигрометров, работающих на основе изме­рения точки росы, заключается в определении температуры, до которой необходимо охладить (при постоянном давлении) нахо­дящийся в воздухе водяной пар, чтобы вызвать его конденсацию. Такие гигрометры называются конденсационными.

Приборы контроля скорости движения воздуха. Скорость дви­жения воздуха при холодильной обработке продуктов измеряют механическими и электрическими анемометрами и кататермомет­рами. Последние применяют для измерения скорости движения воздуха менее 0,5 м/с.

Чашечные анемометры предназначены для измерения скорос­ти движения воздуха от 1 до 50 м/с, а крыльчатые — от десятых долей до 3 — 4 м/с.

Для дистанционного контроля скорости движения воздуха ис­пользуют электрические анемометры. Принцип их действия осно­ван на охлаждении потоком воздуха проводника, подогреваемого электрическим током. Чем выше скорость движения воздуха при постоянной силе тока через проводник, тем интенсивнее отвод теплоты, а следовательно, ниже температура проводника. Темпе­ратуру проводника измеряют с помощью термопары или опреде­ляют косвенным путем по изменению сопротивления.

Переносные полупроводниковые электротермоанемометры, в которых в качестве датчика применяется полупроводниковое тер­мосопротивление, позволяют с высокой точностью определять температуру и малые скорости движения воздуха в течение нескольких секунд.