Способ дефростации биологических объектов

 

Изобретение относится к холодильной технике и касается способа дефростации замороженных биологических объектов. Цель изобретения - сокращение энергозатрат и интенсификация процесса. Для этого на биологические объекты воздействуют электронно-ионным потоком, генерируемым возбуждением коронного разряда между электродами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1685360 А1 (я)ю А 23 В 4/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4707693/13 (22) 19.06.89 (46) 23.10.91. Бюл, М 39 (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (72) И,А, Рогов, Б.С. Бабакин, M.P, Бовкун и М.А. Еркин (53) 664.8.037.59(088.8) (56) Заявка Японии

М 58 — 34920, кл. А 23 L 3/36, опублик. 1983.

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к способам дефростации замороженных биологических объектов, преимущественно мяса, рыбы, эндокринного сырья, овощей и др.

Известен способ размораживания продуктов, предусматривающий создание давления в камере от 13 до 0,133 кПа и осуществление размораживания продукта, размещенного между электродами, путем бомбардировки его ионами и электронами при возбуждении тлеющего разряда.

К недостаткам известного способа относится необходимость вакуумирования для создания пониженного давления в камере дефростации, Осуществление способа требует применения герметичных камер, что крайне сложно осуществить в промышленных масштабах. Кроме того, высокая интенсивность ионной обработки в тлеющем разряде может привести к значительному нагреву (более 90 С) биологических объектов и их гибели (например, семян) или резкому снижению качества (например, мяса).

Цель изобретения — сокращение энергозатрат и интенсификация процесса. (54) СПОСОБ ДЕФРОСТАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к холодильной технике и касается способа дефростации замороженных биологических объектов. Цель изобретения — сокращение энергозатрат и интенсификация процесса. Для этого на биологические объекты воздействуют электронно-ионным потоком, генерируемым возбуждением коронного разряда между электродами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил„1 табл.

Согласно способу дефростации биологических объектов путем воздействия на них электронноионным потоком последний генерируют возбуждением коронного разряда между электродами, Биологические объекты следует разместить B межэлектродном промежутке или за его пределами.

Способ осуществляется следующим образом, На биологические объекты воздействуют электронно-ионным потоком, генерируемым возбуждением коронного разряда между электродами.

Коронный разряд — вид стационарного электрического разряда в газе, возникающий в сильно неоднородном электрическом пола. Коронный разряд сопровождается движением частиц газа от коронирующего электрода электрическим ветром, состоящим из потока ионов, электронов, заряженных частиц и частично из нейтральных частиц, Заряд частицы достигает значения, близкого к максимальному, за очень малую долю секунды (0,1 — 0,2 с). Обычная концентрация ионов в коронном разряде составляет

10 -10, ионов/м, 1685360

50,При воздействии на замороженные биологические объекты воздушным электронно-ионным потоком происходит осаждение заряженных (диффузионный процесс) и незаряженных (конвекционный процесс) час тиц на поверхности объектов и движение заряженных частиц с поверхности внутрь биологических объектов. Такой процесс сопровождается повышением температуры биологических объектов вследствие теплообмена между частицами и объектом и выделения теплоты при диффузионном и конвекционном процессах, а также при диффузии частиц внутрь объектов.

Скорость осаждения незаряженных частиц(молекулярного размера) на биологические объекты вычисляют по формуле

0 С

Ve = — - —, где D коэффициент молекулярной диффузии частиц;

С вЂ” концентрация частиц в окружающей среде; д — толщина слоя частиц у поверхности обрабатываемых биологических объектов, где осуществляется молекулярная диффузия.

При осаждении незаряженных частиц на поверхности объекта большое значение имеет разность температур среды и поверхности объектов (термодиффузия), При дефростации биообьектов температурный перепад достигает 20-60 С и более, что способствует интенсификации процесса.

Скорость осаждения заряженных частиц пеЕ

6#yp где е — элементарный электрический заряд;

Š— напряженность поля; д — вязкость среды; р — радиус частиц; п — количество элементарных зарядов.

Таким образом, воздействие на замороженные биологические объекты электронно-ионным потоком, генерируемым при возбуждении между электродами коронного разряда, приводит к их дефростации.

При размещении биологических объектов в межэлектродном промежутке наблюдается наибольшая интенсивность процесса дефростации, так как в межэлектродном промежутке максимальная концентрация ионов и электронов.

При размещении биологических объектов вне межэлектродного промежутка сокращаются энергозатраты, так как при этом величина межэлектродного расстояния MO жет быть сведена к минимуму, а мощность, затрачиваемая на возбуждение коронного разряда, уменьшается с сокращением межэлектродного расстояния.

Сокращение энергозатрат происходит и вследствие того, что не требуется вакуумирования камеры дефростации, Интенсификация процесса дефростации биологических обьектов происходит благодаря электрическому ветру, обдувающему объекты и состоящему из заряженных частиц(ионов и электронов) и из незаряженных частиц, На фиг. 1 представлена схема осуществления способа дефростации биологических объектов при их размещении в межэлектродном промежутке, вид сверху; на фиг, 2 — то же, при размещении биологических объектов вне межэлектродного flpoмежутка.

Осуществление предлагаемого способа производится в камере (фиг. 1) с конвейером

1, на котором перемещаются биологические объекты 2 между коронирующим 3 и заземленным 4 электродами, которые подключены к источнику 5 питания, При подаче напряжения на электроды 3 и 4 между ними возбуждается коронный разряд, сопровождающийся генерацией электронно-ионного потока, который при своем движении от коронирующего электрода 3 к заземленному электроду 4 воздействует на биологические объекты 2, При размещении на конвейере 1 биологическ.- х объектов 2 вне межэлектродного промежутка (фиг. 2} вдоль конвейера 1 с двух его сторон установлены попарно коронирующие 3 и заземленный несплошные 4 электроды, подключенные к источнику 5 питания. Таким образом, на биологические объекты воздействует электронно-ионный поток, генерируемый при возбуждении между электродами 3 и 4 коронного разряда и проходящий сквозь несплошной заземленный электрод 4.

Пример 1. Дефростации подвергают пять мясных блоков (говядина) весом по 7 кг, имеющих температуру -18 С. Процесс осуществляют при температуре воздуха

8 С и относительной влажности р = 95 .

Мясные блоки (биологические объекты 2) помещают в межэлектродное пространство коронирующего электрода 3, представляющего собой диэлектрическую рамку с натянутыми на ней проволочными элементами из нихромовой проволоки диаметром 0,1 — 0,5 мм, и заземленного электрода 4, представляющего собой пластину из нержавеющей стали. На коронирующий электрод подают потенциал 10-20 кВ от источника высокого напряжения.

1685360

Энергозатраты, Вт ч

Температура биообъекта С

Время процесса,ч

Обрабатываемый биообъект

Способ начальная конечная

16,0

90,5

Мясные блоки

66,5

49,5

8,0 — 18 — 18 — 12

9,5

12,5

2,5

0

Тушки птицы

1,5

2,0

12,0

6,0

4,0

44,5 — 12 — 12 — 18

Блоки рыбы — 18 — 18

7,0

9,5

35,0

24,5

Пример 2. Процесс дефростации осуществляют аналогично примеру 1, при этом в межэлектродном промежутке размещают 15 тушек птицы по 2,0 — 2,5 кг каждая (куры), имеющие температуру — 12 С.

Пример 3. Процесс дефростации осуществляют аналогично примеру 1, при этом в межэлектродном промежутке размещают пять блоков рыбы (треска) по 5 кг каждый, имеюы ие температуру — 18 С.

Пример ы 4-6. Заземленный электрод 4 представляет собой стальную сетку из проволоки диаметром 1 мм с размером ячейки 10х10 мм, процесс ведут в условиях примера 1, при этом биологические объекты соответственно по примерам 1 — 3 размещают вне межэлектродного промежутка эа заземленным электродом, Результаты исследований по примерам

1 — 6 представлены в таблице, Предлагаемый способ дефростации биологических объектов обладает следующиИзвестный

Предлагаемый по примеру

4

Известный

Предлагаемый по примеру

5

Известный

Предлагаемый по примеру

6 ми преимуществами: интенсифицируется процесс дефростации, вследствие чего сокращается время обработки биологических объектов на 20 — 40%; сокращаются на 305 50% энергозатраты на осуществление способа; упрощаются работа по предлагаемому способу и обслуживание оборудования вследствие отсутствия установок вакуумирования.

Формула изобретения

1. Способ дефростации биологических объектов путем воздействия на них электронно-ионным потоком, отличающийся тем, 15 что, с целью сокращения энергозатрат и интенсификации процесса, электронно-ионный поток генерируют возбуждением коронного разряда между электродами.

2. Способ поп1,отлича ющийся

20 тем, что биологические объекты размещают в межэлектродном промежутке или за его пределами, 1685360

@ОЙ Я

Составитель Г. Анисимова

Техред M.Ìoðãeíòàë Корректор О. Ципле

Редактор Н. Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5