Особенности обобщения подобных явлений в процессах тепловой обработки рыбы | Peculiarities of generalization of similar phenomena in the process of fish heat treatment

Russian. Рассмотрены теоретические предпосылки возможности обобщения и выявления подобия в процессах обезвоживания и нагрева влажных материалов. Предложено проводить обобщение данных процессов на базе безразмерных чисел подобия. При глубоком анализе закономерностей протекания процессовхолодной, полугорячей, горячей сушки (копчения) и обжаривания рыбы удалось значительное количество полученного опытного материала обобщить на базе безразмерных симплексов. Применение чисел подобия позволило выявить ряд несложных математических моделей для описания изучаемых явлений. Разработаны обобщенные кинетические зависимости обезвоживания рыбы, обобщенные динамические зависимости (изменения коэффициентов диффузии влаги), обобщенные кинетические модели нагрева рыбы (изменения температурного поля по толщине продукта, температуры среднеобъемной и в центре продукта). Полученные обобщенные математические зависимости учитывают также взаимосвязь процессов обезвоживания и нагрева при полугорячем, горячем копчении (сушке) и обжаривании. Приведена взаимосвязь полученных результатов с физической сущностью процессов обезвоживания, включая изменение энергии связи влаги с материалом по мере протекания процесса, а также влияние усадки продукта на скорость удаления влаги. Приведены факторы, оказывающие влияние на изменение внутренней структуры и свойств материала, замедляющие процесс обезвоживания. Отмечена зависимость темпа нагрева рыбных продуктов от химического состава, геометрических размеров объекта нагрева и от режимных параметров теплоносителя. Открыта уникальная возможность при использовании обобщенных моделей, в сочетании с полученными эмпирическим путем уравнениями и разработанными методиками инженерного расчета данных процессов, проектировать рациональные режимы тепловой обработки сырья и оптимизировать работу теплового оборудования.

English. Article considers theoretical backgrounds of possibility of generalizing and determining similarity in wet material dehydration and heating processes. It is proposed to carry out processes generalization of by using dimensionless similarity criteria. Detailed regularities analysis of processes of cold, semi-hot and hot (smoking) fish drying and fish frying has allowed generalizing significant amount of experimental material on dimensionless simplex (similarity criteria) basis. Dimensionless simplex use allowed determining number of simple mathematical models for phenomena under study. Generalized kinetic fish dehydration models, generalized dynamic models (moisture diffusion coefficients changes), generalized kinetic fish heating models ( temperature field changes within the products thickness, volume averaged temperature and temperature in center) were developed. These generalized mathematical models also consider dehydration and heating relationship during processes of fish semi-hot and hot smoking (drying) and frying. The article provides the relationship of the results with the physics of the dehydration process, including a change in the binding energy of the moisture with the material in the course of the process and also the impact of the product shrinkage on the rate of moisture removal from the product. The article describes factors influencing changes of the internal structure and properties of the raw material and retarding the dehydration processes. There was a dependence of a heating rate of fish products on a chemical composition, geometric dimensions of an object to be heated and on the coolant operation parameters. The authors determined a unique opportunity to design rational modes of heat treatment of raw materials and to optimize the performance of thermal equipment with the use of generalized models, combined with empirically derived equations and the technique of engineering calculation of these processes.