Тама німдерін айнату процесіндегі жылу жне масса алмасу

Қазақтың ұннан дайындалынатын ұлттық тағамдарының ішіндегі көп та-раған түріне – тұшпара, мәнті жатады [1].

Соның ішінде тұшпара дайындаудың әдісі төмендегідей сатылардан тұрады: қамыр дайындау, қамыр жаймасын жаю, жайылған қамырды шаршылап кесінді-леу, ет турамасын дайындау, турамаға қажетті татымдықтарды араластыру, тұш-пара түю, дайын болған дайындамаларды суға немесе майда пісіру.

Қайнату немесе майға қуыру процес-терінің математикалық сипаттамасын изо-термиялық процесс деп қабылдап (судың немесе майдың температурасын тұрақты шама деп қабылдау), жылуалмасу және масса алмасу процестерінің математикалық моделдерін құрастыруға болады. Түшпара дайындамасын өңдеу кезіндегі жылу және масса алмасу процестерін салыстырсақ дайындамаларының ішіндегі жылу алмасу процесі масса алмасу процесіне қарағанда шешуші рөл атқарады. Себебі өңдеу уақыты ұзақ емес, әрі дайындама көп масса жоғалт-пайды. Сондықтан дайындама ішіндегі тем-пература өзгерісін бақылау үшін дифферен-циалдық теңдеулер сис-темасын шешу қа-жет. Бұл кезде өнімнің алғашқы темпера-турасы 20, ал соңғы температурасы 100 С деп қабылдау керек. Себебі дайындама ішіндегі ет турамасының құрамында су мол болғандықтан ондағы температура судың қайнау температурасынан аспайды. Егер өнім ортасындағы температура 1000С-нен аспаса, дайындама ішіндегі масса алмасу процесі мен фазалық ауысу үлкен роль атқармаса жылуалмасудың шектік есебі мына теңдеумен беріледі [2].

d t ( r , t )     „2 , x , d t (0, t )    „

-^H" = a V ² t ( r , t ); t ( r ,0) = t _i:;   / = 0;

о r                            о r

a [ t о — t ( R , т )] = X ⁵ t ⁽ R , ^T ) + q ( t ).

a r                       (1)

Мұнда ф =0 уақытында дайындама температурасы tс ортаға (су немесе май) салынады. Бұл кезде дайындама мен орта арасында жылу-және масса алмасу процесі жүре бастайды. Бұл жағдайда сфералық денедегі температура өрісі мына теңдеумен анықталынады [3].

d t ( r , т ) _ [ d ² i (r , т )

d т            d r2

• 1    d i ( r, т ) _] 2 d r ’

т >  0;0 <  r < R ; t ( r ,0) _ 1 0 ;

d t (0, т ) _ 0; t (0, т ) ^ да ; a [ t c - t ( R , т )] _ X X^^^тт ) + q ( т ).

^{d r}                (2)

Сфера мен орта арасындағы жылу алмасу қарқынды өтетін болғандықтан жоғарыдағы дифференциалды теңдеудің шешуі мына түрде болады

+ Fo

T (0, Fo ) _ 2 erfc

₂ ^Fo q ( LuFo ^*)

i V n (Fo - Fo *) 3 . (3)

Мұндағы Fo- Фурье, Lu- Лыков криетийлері, ал erfc- Гаус қателіктерінің интегралы.

Кез келген формадағы қамыр дайын-дамасына жоғарыдағы дифференциаль-дық теңдеудің шешуін былай жазуға болады [26].

∞

Т= (t-t 0 )/(t и – t о ) = 1- ∑ A n Le ( - м² n Fo), (4)

n = 1

Мұндағы А n – температураның ал-ғашқы таралуы мен дайындаманың гео-метриялық пішініне байланысты тұрақты шама;

Ln (x,y,z) – температураны координа-та бойымен өзгеруін ескеретін функция;

м n – мына теңсіздікті м 1 < м 2 < м 3 < …. < м n қанағаттандыратын тұрақты санда, сипаттамалық теңдеудің түбірлері;

Fo = a ф/ R2- Фурье критериі (өлшем-сіз уақыт);

R- өнім өлшемі,

R= V/F,

• V- өнім көлемі, F- өнім бетінің ауданы;

а- дененің (дайындаманың) темпера-тура өткізу коэффициенті; ф- уақыт.

Жоғарыдағы (4) теңдеудің қатары жылдам түйіседі. Сондықтан қатардың бір мүшесін алуға болады.

Т = 1- A 1 L 1 e(-м² 1 Fo). (5)

Бұл дегеніміз өлшемсіз координата мен өлшемсіз уақыттың арасындағы теңдеу. Оны былай жазуға болады

Ln(1-T) = ln A 1 L 1 – м² 1 Fo, (6)

Осы теңдеуді тұшпара немесе мәнті дайындамасын қайнату уақытын анық-тауға пайдалануға болады. Технология-лық процесс бойынша қамыр дайында-маларының дайын болу уақыты дайын-дама ортасының температурасы t ц – бел-гілі бір температураға тең болған кезді айтады. Сонда дайындаманың жылумен өңдеу уақытын мына теңдеумен анық-тауға болады:

ф = R²/(a м² 1 ) 2,3 log (1- T k )/(A 1 L 1 ) (7)

мұндағы T k = (t к – t 0 )/(t ср – t о ).

Дайындамаларды қайнату процесінің математикалық моделі тағамды шығын-сыз және жеткілікті уақытта өңдеу уақы-тын анықтауға мүмкіндік береді.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• 1.    Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий казахской кухни/ Кузембаева Г.К., Буламбаева А.А., Кузембаев К.К. – Алматы; 2007.-174 с.

• 2.    Лыков А.В. теория сушки. – М., 1968. – 472 с.

• 3.    Рудобашта Б.С. Массоперенос в систе-мах с твердой фазой. – М., 1980. – 248 с.