Photo006

W/(m² • K), a w przypadku bardzo intensywnego mieszania po stronie ośrodka ogrzewanego i zastosowania skraplającej się pary jako czynnika grzejnego, wartość K może osiągnąć 6000-8000 W/(m² ■ K). Uzyskanie możliwie największego AT jest jednym z głównych celów współczesnej techniki grzejnej.

Wartość współczynnika wymiany ciepła K w praktyce można obliczyć ze znanego już ogólnego wzoru

Q=KFzAt_it

jeżeli zna się wartości pozostałych parametrów, przy czym O można znaleźć jeszcze w inny sposób - na zasadzie zysku ciepła ogrzewanego ośrodka, mianowicie przy ogrzewaniu ośrodka chłodniejszego do temperatury poniżej punktu wrzenia

Q = G_mc(t_k-t_p)

albo odparowywaniu (zagęszczaniu) roztworów wodnych, przy czym

Q - G_wi gdzie: G_m - ilość ogrzewanej masy, kg; c - ciepło właściwe masy, J/(kg • K); i_p i t_k - początkowa i końcowa temperatura ogrzewania (sposobem przeponowym) ośrodka, K; G_w - masa odparowanej wody, kg; i - zawartość cieplna (entalpia) pary wodnej w danej temperaturze, J/kg; wartość i w temp. 100°C wynosi ok. 2260 kJ/kg.

Oczywiście trzeba także zmierzyć powierzchnię grzejną F (w m²) i przyjąć pewien określony czas (np. T — 1 s).

W tablicy 5.2 podano ciepło właściwe niektórych produktów spożywczych lub tworzyw. W produktach (i surowcach) spożywczych dominujący wpływ na ciepło właściwe ma procentowa zawartość wody, dla której c osiąga wartość maksymalną=4187 J/(kg- K).

Według Żadana ciepło właściwe surowców lub produktów spożywczych można obliczyć na zasadzie ich składu chemicznego z następującego wzoru

c =

100 + 0,08/7 + 0,036 - 0,665.5. 100

4,187 [kJ/(kg-K)j

Tablica 5.2. Ciepło właściwe niektórych produktów lub materiałów (Dikis M.J., Mal-ski A.N.: Oborudowanije konsierwnych zawodów. Moskwa, Piszczcpromizdat 1951)

Produkt lub materiał	Zawartość wody %	Ciepło właściwe kJ/(kg • K)	Produkt lub materiał	Zawartość wody %	Ciepło właściwe kJ/(kg • K)
Przecier pomido-			Olej roślinny	0	2,09
rowy:			Sól kuchenna	0	1,13
5% s.s.	95	4,02 .	Owoce świeże	92	3,39
12% s.s.	88	3,81	Owoce suszone	30	2,09
18% s.s.	82	3,64	Etanol (abs.)	0	2,60
28% s.s.	72	■ 3,35	Drewno mokre		2,93
32% s.s.	68	3,18	Szkło	0	0,84
Mięso tłuste	51	2,89	Stal	0	0,50
Mięso chude	72	3,43	Miedź	0	0,40
Ryby świeże	80	3,60

lub dla produktów ubogich w białka i tłuszcz (np. owoce) wprost c = (1 - 0,0066s.s.) 4,187 [kj/(kg • K)]

gdzie: s.s. - % suchej substancji, tł - % tłuszczu, b - % białka zawartego w produkcie czy surowcu.

Aby obliczyć powierzchnię grzejną ^(m²), trzeba nieraz korzystać ze złożonych formuł planimetrycznych, a poza tym uwzględniać postulaty wynikające np. z grubości ścian przewodów rurowych, gdzie jako powierzchnię bierze się średnią logarytmiczną powierzchni zewnętrznej (F_zcvv) i wewnętrznej (.F_wew).

5.3. Grzejnictwo elektroniczne i promieniowania podczerwonego 5.3.1. Grzejnictwo elektroniczne

W piśmiennictwie anglosaskim terminem grzejnictwo elektroniczne (elektronie heating) nazwano system ogrzewania w zmiennym polu elektrycznym średnich lub wielkich częstotliwości, ze względu na elektronowy charakter działania generatorów różnych częstotliwości, a w części ze względu na elektronowy charakter zjawisk, których rezultatem jest nagrzewanie się ośrodków materialnych.

W środowisku poddanym działaniu zmiennego pola elektrycznego zachodzą dwa zasadnicze procesy: przepływ elektronów swobodnych i jonów oraz obrót momentów dipolowych cząsteczek w takt zmian pola. Z powodu oporności elektrycznej oraz lepkości ośrodka oba te procesy są związane ze stratami energii pola elektrycznego na korzyść wytwarzania energii cieplnej.

W grzejnictwie elektronicznym wyróżnia się trzy sposoby ogrzewania: mikrofalowe, dielektryczne (pojemnościowe) i indukcyjne. Wykorzystuje się w nich energię elektryczną do bezpośredniego ogrzewania żywności, w przeciwieństwie do pośredniego wykorzystania tej energii przez ogrzewanie elektryczne oporowe lub radiacyjne.

W ogrzewaniu oporowym ciepło wytwarza się podczas przepływu prądu elektrycznego przez opornik. Elementem grzejnym jest zwykle spiralnie zwinięty drut niklowo-chromowy, który może nagrzewać się do ok. 1000°C. Urządzenia takie mogą być stosowane np. w piecach piekarskich, w których ciepło jest przekazywane do ciasta przez przewodzenie, konwekcję i radiację. W pośrednim elektrycznym ogrzewaniu radiacyjnym wykorzystuje się zespół promienników ciepła umieszczonych w tunelu, przez który jest transportowana żywność. Stosuje się dwa typy grzejników radiacyjnych: 1) o średniej temperaturze ogrzewania, w których temperatura drucika żarowego wynosi ok. 540°C i 2) o wysokiej temperaturze, którą dają lampy z włóknem wolframowym o temperaturze żarzenia ok. 2500°C. Jakkolwiek część ciepła jest przenoszona przez konwekcję, to jednak większość energii jest przekazywana przez promieniowanie fal elektromagnetycznych o długości 0,75-350 pm, czyli w postaci tzw. promieni podczerwonych. Promieniowanie to jest opisane w rozdziale o niekonwencjonalnych metodach utrwalania żywności.

179