Теплофизическими свойствами скоропортящихся грузов являются:
– криоскопическая температураt кр, °С – температура начала вымерзания соков в продукте, t кр = –0,5…–5,0 °С;
– эвтектическая температура, t эв, °С – температура, при которой соки в продукте вымерзают полностью, t эв = –55…–65 °С;
– удельная теплоёмкость с – количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, кДж/(кг×°С), характеризует способность скоропортящихся грузов поглощать или выделять теплоту. Она адекватно зависит от вклада в массу груза воды и сухих веществ:
а) выше температуры замерзания
;
б) ниже температуры замерзания
,
где с с.в – удельная теплоёмкость сухих веществ в продукте, с с.в = {1,25…1,67} Кдж/(кг×°С); j – доля воды в продукте, 0 £ j £ 1; с л – удельная теплоёмкость льда, с л = 2,18 Кдж/(кг×°С); w – доля вымороженной воды в продукте, 0 £ w £ 1; с в – удельная теплоёмкость воды, с в = 4,19 Кдж/(кг×°С);
– коэффициент теплопроводности l, Вт/(м×К) – величина, характеризующая скорость распространения теплоты в продукте:
,
где r, rс.в, rв – плотность продукта в целом, сухих веществ и воды; lс.в, lв – коэффициент теплопроводности сухих веществ и воды, lс.в = 0,25 Вт/(м×К); lв = 0,6 Вт/(м×К). Замороженный продукт лучше проводит теплоту, так как lл > lв;
– коэффициент температуропроводности а = l/(с ×r), который определяет скорость изменения температуры тела при нагревании или охлаждении тела, м2/с;
– удельная энтальпия (теплосодержание) i, кДж/кг – величина, определяющая содержание внутренней энергии в единице продукта при заданной температуре.
Теплофизические свойства некоторых скоропортящихся продуктов приведены в приложении Б).
2.4 Процессы, происходящие в продуктах
при хранении и перевозках
В продуктах питания с живыми и неживыми тканями происходят различные микробиальные и ферментальные процессы, которые вызывают потерю массы продукта (усушку), изменение цвета, распад и гидролиз сложных органических веществ, что приводит к уменьшению стойкости при хранении и снижает его пищевую ценность.
Процессы изменения качества скоропортящихся продуктов растительного и животного происхождения протекают не одинаково. При хранении у продуктов растительного происхождения продолжаются биохимические и физиологические процессы, свойственные живому организму. В продуктах животного происхождения продолжают действовать ферменты.
Микробиальные процессы
Микробиальные процессы вызываются бактериями, плесенями и дрожжами, которые могут благоприятно развиваться на поверхности и внутри продуктов.
Гнилостные бактерии (одноклеточные организмы, размножающиеся делением), злейший враг продукта, разлагают белки и жиры. Они бывают различной формы, хорошо образуют споры и могут приспосабливаться к неблагоприятным условиям.
Плесневые грибки (плесень) – это одноклеточные и многоклеточные организмы, всасывающие питательные вещества в растворённом виде и размножающиеся спорами. Они выделяют разнообразные ферменты, с помощью которых разлагают органические вещества на неорганические, и тем самым способствуют круговороту вещества в природе. По размерам их делят (условно) на микромицеты и макромицеты.
Мир плесеней огромен и очень живуч. Известно около 65 тыс. видов плесеней. Плесени отличаются от животных и растений не только по внешнему виду, но и по химическому составу, развитию и образу жизни в природе. Роль плесеней в природе и в жизни человека различна. Так, низкоорганизованные плесневые грибы могут являться причиной болезней культурных сельскохозяйственных и лесных растений (например, мучнистая роса), животных и человека. Они поражают пищевые продукты, строительные материалы, промышленные изделия. В то же время низшие грибы могут быть весьма полезными. Они широко используются в медицине, ветеринарии и в защите растений от вредителей и болезней. Целый ряд плесневых грибов служит источником получения пенициллина. Они являются компонентами ценных пищевых продуктов.
На хладотранспорте встречаются следующие виды плесеней:
– пенициллиум, имеет вид налёта на поверхности продукта белого или голубоватого цвета (рисунок 2.1);
– головчатка, или мукоровый гриб, поражает поверхность продукта тёмно-серым налётом с чёрными крапинками;
– кладоспориум, имеет тёмно-зелёный (бутылочный) цвет;
– домовый гриб, развивается на деревянных поверхностях вагонов, складов, поддонов.
| 
|
| Пенициллиум | Серая плесень |
Рисунок 2.1 – Некоторые виды плесеней
К высшим плесеням относятся лесные грибы, сведения о которых приведены в приложении В.
Дрожжи (одноклеточные молочно-кислые бактерии) бывают дикие и культурные. Разлагают сахар на спирт и углекислый газ. Размножаются почкованием. Хлебопечение, производство кисломолочных продуктов, пивоварение и виноделие основано на использовании различных грибковых дрожжей.
Все микроорганизмы классифицируют:
– по температуре развития на термофилы (30…80 °С), мезофиллы (0…50 °С) и криофилы (–7…+30 °С);
– по отношению к воздуху на аэробные, развивающиеся в воздушной среде, и анаэробные, развивающиеся без доступа воздуха.
Микроорганизмы существуют до 20 мин при температуре 60…70 °С, до 2 мин – при температуре 80…90 °С.
Обычно процессы порчи скоропортящихся грузов протекают по следующим направлениям:
– окисление и брожение углеводов (растительные продукты);
– разложение белков и окисление жиров (животные продукты).
Основными микробиальными процессами в продуктах являются:
– ослизнение – сплошное обсеменение поверхности продукта микроорганизмами (мясо);
– плесневение – результат действия плесневых грибов (все продукты);
– пигментация – появление пятен на поверхности продукта в результате воздействия пигментных бактерий (мясо, масло, фрукты);
– кислое брожение – результат действия молочнокислых бактерий и дрожжей (мясо);
– загар – порча продукта изнутри под воздействием анаэробных бактерий (мясо, рыба);
– гниение – результат воздействия на продукт гнилостных бактерий и грибков (все продукты).
Ферментальные процессы
Ферментальные процессы протекают в продуктах под воздействием ферментов, приводящих, в конечном счёте, к полному разложению продуктов на составные части. Полностью остановить ферментальные процессы в скоропортящихся продуктах практически невозможно. При понижении температуры продукта их активность значительно снижается.
К основным ферментальным процессам относят:
– автолиз, означающий растворение клеточных тканей. Он протекает обычно в продуктах животного происхождения после прекращения жизненных процессов. В начальной стадии протекания автолиз способствует созреванию мяса и рыбы, повышая их качество;
– дыхание – процесс, протекающий в продуктах с живыми тканями (яйца, овощи, фрукты, ягоды), который сопровождается выделением биохимической теплоты;
– прорастание – процесс жизнедеятельности плодоовощей (рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 – Штабель проросшего лука репчатого на складе
Удельную мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, определяют, Вт/т:
, (2.1)
где q о – удельные тепловыделения одной тонны плодоовощей при температуре 0 °С (таблица Г.1), Вт/т; c – температурный коэффициент груза (см. там же), К-1; t г – фактическая температура груза, °С.
Однако, в теплотехнических расчётах чаще используют среднюю мощность тепловыделений плодоовощей за определённый период времени, в частности, за время охлаждения груза от начальной температуры (t г.н) до требуемой конечной (t г.к). Её получают интегрированием выражения (2.1) на заданном интервале температур и определяют, Вт/т:
, (2.2)
В приложении Г приведена удельная мощность биохимических тепловыделений плодоовощей, полученных по выражениям (2.1) и (2.2).
Продукты растительного происхождения имеют четыре стадии спелости: съёмную, съедобную, техническую и физиологическую. Транспортировке и хранению подлежат продукты на съёмной и в меньшей степени на съедобной стадиях спелости. Техническая стадия спелости означает, что продукт может быть направлен только на техническую переработку. Физиологическая стадия – это разложение продукта.