W tyra ćwiczeniu laboratoryjnym przeprowadzimy doświadczenie wykorzystując olej roślinny ogrzewany we frytkownicy. Poddamy smażeniu próbki ziemniaka o kształcie plastrów w celu zbadania temperatury w środku próbki w zależności od czasu smażenia dla różnych temperatur oleju.
Celem ćwiczenia jest zbadanie przepływu ciepła w żywności podczas smażenia poprzez pomiar temperatury w środku geometrycznym i na powierzchni próbek plastrów ziemniaka zanurzonych w gorącym oleju, a także określenie wpływu temperatury oleju na zmiany temperatury próbek ziemniaka.
Jako próbki do eksperymentu zostały wybrane plastry ziemniaka, ponieważ ziemniaki są jednym z najczęściej smażonych produktów na świecie. W doświadczeniu wykorzystuje się: suwmiarkę, kuchenkę próżniową, frytkownicę, termopary oraz system rejestracji danych.
Ziemniaka kroi się najpierw w kilka cienkich plastrów o grubości 10 lub 15 mm (oraz 2-3 mm). Grubość plastra mierzy się za pomocą suwmiarki. Jeden z plastrów ziemniaka umieszcza się w kuchence, aby zbadać zawartość wilgoci. W innym plastrze umieszcza się termoparę tak, aby jej pomiarowe złącze było w środku geometrycznym plastra. Plaster ziemniaka z termoparą delikatnie umieszcza się w gorącym oleju. Podczas smażenia mierzona jest temperatura w środku próbki.
Układ regulacji typowej frytkownicy pozwala wybrać pożądaną temperaturę i czas smażenia. W niniejszym eksperymencie wirtualnym czas smażenia będzie wynosił 10 min. Wybieramy następujące temperatury oleju: 160, 170 i 180°C. Sugerowane zmienne dla
przeprowadzanego |
procesu zebrane są w poniższej tabeli. | |
Nr doświadczenia |
Grubość próbki ziemniaka fmml |
Temperatura oleju podczas smażenia |
1 |
10 |
160 |
2 |
10 |
170 |
3 |
10 |
180 |
4 |
15 |
160 |
5 |
15 |
170 |
6 |
15 |
180 |
7 |
2 lub 3 |
160 |
8 |
2 lub 3 |
170 |
9 |
2 lub 3 |
180 |
W celu przeprowadzenia niniejszego eksperymentu należy w panelu kontrolnym zadać odpowiednie wartości zmiennych procesu (grubość plastrów ziemniaka, temperatura początkowa, początkowa zawartość wilgoci, temperatura oleju oraz czas smażenia).
Plastry ziemniaka o grubości 10 lub 15 mm imitują frytki. Należy przeprowadzić proces w tych samych warunkach wykorzystując plasterki ziemniaka o grubości 2 do 3 mm. Będzie to reprezentować chipsy ziemniaczane. Proszę zauważyć, że będzie to wymagało więcej czasu obliczeniowego.
Podczas trwania eksperymentu widoczny jest powstający wykres zmian temperatury w środku i blisko powierzchni produktu w zależności od czasu. Obok wykresu diagram przekroju produktu pokazuje zmianę koloru podczas przepływu ciepła do produktu.
9