Направление потоков теплоты и влаги в нагреваемом изделии

потоков теплоты и влаги в нагреваемом изделии: а – при

поверхностном нагреве; б – при объемном нагреве: q – тепловой поток; W – поток влаги; tц, tп – соответственно температура в центре и на поверхности изделия.
λ = c/f
где λ - длина волны, см; с – скорость света в вакууме (3∙1010 ), см/с; f – частота, Гц

зарядов в электрическом поле конденсатора.

в конденсаторе заполненном идеальным и реальным диэлектриком; U – приложенное

напряжение; δ – угол диэлектрических потерь.

ε˝ = ε'∙tgδ, - комплекснея диэлектрическая проницаемость.
где ε' – относительная диэлектрическая проницаемость среды (продукта).
Ро = 0, 556∙10-16 ε'∙tgδ∙f∙E2,
где Ро – удельная мощность, Вт/см3; ε' – относительная диэлектрическая проницаемость среды; δ – угол диэлектрических потерь; f – частота электромагнитных колебаний, Гц; Е – напряженность электрического поля, В/см.
h = , см.

(ε˝) для измельченного мяса от температуры (t).

2.3. Зависимость температуры (t) продукта от продолжительности (τ) СВЧ-обработки.

q = Ро∙τ,
где q – удельная энергия, Дж/см3;
τ – продолжительность тепловой кулинарной обработки, с.
Ро∙V ≥ PСВЧ,
где V – объем, нагреваемого продукта, см3;
PСВЧ – сверхвысокочастотная мощность СВЧ-печи, Вт.
V ≥ .
Qраз = Qпол + Qпот;
Qст = Qпот,
где Qраз – количество теплоты, которое выделяется в продукте в период его разогрева, кДж;
Qпол – полезное количество теплоты, расходуемой на нагревание продукта, кДж;
Qпот – потери теплоты продуктом, кДж.
Qст – количество теплоты, которое необходимо на поддержание тем-пературы продукта для доведения его до кулинарной готовности, кДж.

Qпол= с∙m∙(tк – tн),
где с – теплоемкость продукта, кДж/(кг ∙ К);
m – масса загружаемого продукта, кг;
tк, tн – конечная и начальная температура продукта, ºС.
Qпов = α∙F∙(tп – tв)∙τ∙10 ,
где Qпов – потери теплоты поверхностью продукта в окружающую среду, кДж;
α – коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к окружающему воздуху, Вт/(м2∙К);
F – площадь поверхности продукта, м2;
tп – средняя температура поверхности продукта, ºC;
tв – температура окружающего воздуха, ºС;
τ – продолжительность нагрева, с.

∙

Qраз = Qпол.∙ηт.
P ∙τр = с∙m∙(tк – tн).∙ηт∙103,
где P – сверхвысокочастотная (номинальная) мощность СВЧ-печи в период разогрева, Вт;
τр – продолжительность разогрева, с.
τр = с∙m∙(tк – tн).∙ηт∙103/P .
Qпот = Qисп + Qпов
Qисп = W∙r,
где W – масса испарившейся воды за период тепловой кулинарной обработки, кг;
r – удельная теплота парообразования (при атмосферном давлении r = 2256), кДж/кг.
Qст = Qисп . P ∙τст = W∙r.
где P – сверхвысокочастотная мощность СВЧ-печи в период стационарного режима, Вт;
τст – продолжительность стационарного режима, с.
P = W∙r/ τст.

продукта от массы загрузки при постоянной мощности СВЧ-генератора.

изменения температуры (t), влажности (W) и сверхвысокочас-тотной мощности (РСВЧ) на

первом (τ1) и втором (τ2) этапах тепловой кулинарной обработки: а – без изменения мощности; б – с уменьшением мощности на втором этапе.

3.2. График зависимости температуры продукта и СВЧ-мощности аппарата от продолжительности

размораживания.

в корпусе: 1 – стеклянная трубка; 2 – медные перемычки;

3 – резонатор; 4 – анод; 5 – петля связи; 6 – коаксиальная антенна; 7 – диэлектрический колпак; 8 – спираль катода; 9 – катодные ножки; 10 – фланец; 11 – крепежная лапка; 12 – керамический цилиндр; 13 – кожух; 14 – коробка блока с индукционными выводами и проходными конденсаторами; 15 – кольцевой магнит; 16 – ребра радиатора.

управления; БО – блок охлаждения; БА – блок автоматики; Та

– трансформатор анодный; Тн – транс-форматор накальный; В – выпрямитель; М – магнетрон; Рк – рабочая камера; Дс – дисектор; Эп – электропривод; Д – дверца рабочей камеры; Пр – продукт; П – посуда; Дп – диэлектрическая подставка; Зк – защитный колпак.

дверцы рабочей камеры СВЧ-печи с помощью пластинчатых пружин: 1 –

рабочая камера; 2 – корпус; 3 – уплотнительная пластинчатая пружина; 4 – дверца.

СВЧ-печи: 1 – электромагнит; 2 – рабочая камера;3 – ограничитель

хода; 4 – корпус; 5 – поворотный рычаг; 6 – пружина; 7 – защелка; 8 – дверца.

рабочей камере
Рис. 5.1. Схема размещения ввода СВЧ-энергии и устройств выравнивания

нагрева продукта в рабочей камере:
а – ввод сверху с вращением подставки; б – ввод сбоку через волновод с вращением подставки; в – ввод снизу с диссектором; г – ввод снизу с фальш-камерой: 1 – рабочая камера; 2 – магнетрон; 3 – дверца; 4 – продукт; 5 – посу-да; 6 – вращающаяся диэлектрическая подставка; 7 – волновод; 8 – привод подставки; 9 – привод диссектора; 10 – диссектор; 11 – диэлектрическая под-ставка-полка; 12 – защитный диэлектрический колпак; 13 – фальшкамера.

Регулирование мощности за счет циклического включения и отключения магнетрона: P,

Pэкв – соответственно номинальная и эквивалентная мощность; τр, τо – соответственно продолжительность включения и отключения магнетрона.
Pэкв =P∙τр / τр+ τо

2 – продукт.

P = Вт,

где U – подведенное к электродам напряжение, В;
R – сопротивление продукта между электродами, Ом.
Сопротивление любого проводника определяется из выражения

R = ,

где ρ – удельное сопротивление материала проводника (в данном случае продукта), Ом∙м (Ом·мм2/м);
l – длина проводника (расстояние между электродами), м;
F – площадь поперечного сечения продукта, м2.

P = .

Q = ∙τ. где Q – количество теплоты.

- удельная электропроводность

σ = 1/ρ

Q = c·m·(tк – tн)+g,

где с – теплоемкость продукта; m – масса продукта; tк и tн – соответственно конечная и начальная температуры; g – суммарная теплота фазовых превращений в обрабатываемом продукте.

∙τ =c·m·(tк – tн).

Приняв tк – tн = Δt и ρ = 1/σ получим

U2·τ·σ·F/l = c·m·Δt.

Откуда τ = l·(c·m·Δt)/U2·σ·F.

τ = k∙l·m/F,
где k – постоянный коэффициент для конкретного вида продукта, учитывающий его свойства (с, σ) и Δt нагрева.

на поверхность про-дукта: Ф – поток излучения; Фо – отраженный;

Фп - поглощенный; Фпр - проходящий
Ф = Фо+Фп+Фпр
е = h·v,
где е энергия фотона (квант энергии), Дж; h – постоянная Планка (h = 6,624·10–34 Дж·с); v – частота колебаний, с–1.

λmax = = мкм,

где Т – температура излучателя, К;
с – константа (для абсолютно черного тела с = 2898) мкм·К.

Q = σ · εп.с. · ·F,

где σ = 5,67·10-8 – постоянная Больцмана;
εп.с – приведенная степень черноты, равная произведению степеней черноты обменивающихся лучистой теплотой тел (Степень черноты большинства пищевых продуктов составляет 0,5…0,9);
F – взаимная излучающая поверхность двух тел, м2;
T1, T2 – абсолютные температуры соответственно первого и второго тела, К.
F = φ1-2·F1 = φ2-1·F2.
где F1 и F2 – соответственно поверхности первого и второго тела; φ1-2 и φ2-1 – средний коэффициент облученности первого тела на второе и второго тела на первое.
εп.с = ,

где ε1 и ε2 – соответственно степень черноты первого и второго тела. Степень черноты для большинства пищевых продуктов лежит в интервале 0,5…0,9.

– постоянная излучения, определенная экспериментально и равная 5,6686·10–8 Вт/(м2·К4).

в технических

расчетах Ео = со· ,

где со – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, равный 5,76 Вт (м2·К4).
для серых тел Е = со·ε· , Вт/м2.

По закону Кирхгофа α = ε,
где α – поглощательная способность.

спиралью: 1 – провод; 2 – клемма; 3 – цоколь;

4 – вводная молибденовая пластина; 5 – электрод; 6 – молибденовый фиксатор; 7 –спираль; 8 – кварцевая трубка; б – кварцевый излучатель с нихромовой спиралью: 1 – контактный стержень; 2 – керамический изолятор; 3 – кварцевая трубка; 4 –спираль; L – общая длина излучателя; Lк – пассивная часть трубки, на которой находится контактный стержень; Lа – активная дли-на трубки; Lц – длина цоколя; Dт – диаметр трубки; в, г – силитовые: 1 – ме-тализированное покрытие; 2 – пассивная часть; 3 – активная (рабочая) часть излучателя: 4 – кварцевая трубка; 5 – фарфоро-вый изолятор; 6 – клемма;

и продуктом: 1 – ИК-излучатель; 2 – отражатель; 3 –

нагреваемый продукт.

б – график: 1 – ИК-излучатель; 2 – отражатель; 3

– продукт; Е – плотность лучистого потока; τ – время.

– ротор с люльками; б – крестовина со шпажками (шампурами);

в – жарка на вертеле; г – жарка на решетке; д – жарка на вращающейся решетке; е – контактная жарка снизу; ж – вертикальный аппарат для жарки изделий в люльках или корзинах: 1 – отражатель; 2 – ИК-излучатели; 3 – люлька (корзина); 4 – рабочая камера; 5 – шпажки (шампуры); 6 – крестовина; 7 – вертел; 8 – обрабатываемый продукт; 9 – противень; 10 – дверца; 11 – съемная решетка; 12 – направляющие; 13 – вращающаяся решетка; 14 – ребристая жарочная поверхность; 15 – нагревательная спираль; 16 – форсунка; 17 – вертикальный блок ИК-излучателей; 18 – люльки; 19 – зубчатое колесо; 20 – съемный противень для сбора остатков жира; 21 – транспортер.

управления; 2 – корпус; 3 – направляющие; 4 – крестовина;

5 – шампур (шпажка); 6 – вертел; 7 – стеклянная дверца; 8 – ручка; 9 – ИК-излучатель; 10 – отражатель; 11 – теплоизоляция; 12 – поддон; 13 – обрабатываемый продукт, 14 – рабочая камера.

– электропривод с редуктором; 2 – экранирующий лист; 3 –

ручка выключателя; 4 – крепеж тэнов; 5 – тэн; 6 – кнопки управления; 7 – поддон; 8 – шампур-вертел; 9 – корпус; 10 – отражатель.

ЖА-1: 1 – отражатель; 2 – излучатель; 3 – диск;

4 – била; 5 – патрубок слива сока; 6 – электродвигатель; 7 – редуктор; 8 – разгрузочный люк; 9 – теплоизоляция; 10 – облицовка; 11 – загрузочный люк; 12 – рабочая камера.

б – блок ИК-излучателей: 1 – стол разгрузки; 2 –

транспортер; 3 – фильтр; 4 – вентиляционный короб; 5 – блоки верхних нагревателей; 6 – жарочная камера; 7 – противень; 8 – стол загрузки; 9 – блоки нижних нагревателей; 10 – шкаф с электроаппаратурой; 11 – электродвигатель; 12 – червячный редуктор; 13 – ведущий вал цепного конвейера; 14 – отражатель; 15 – ИК-излучатели; 16 – металлическая сетка.

СВЧ-печи непрерывного действия комбинированного нагрева: 1 – обрабатываемый продукт; 2

– цепной конвейер; 3 – ИК-камера; 4 – ИК-излучатель; 5 – канал для подачи горячего воздуха (пара); 6 – ведущий шкив;7 – ролик; 8 – запредельный волновод для вывода изделий; 9 – СВЧ-рабочая камера; 10 – магнетрон; 11 – запредельный волновод для ввода изделий; 12 – лента конвейера; I – защитная зона; II – зона СВЧ-нагрева; III – зона термостатирования и защиты; IV – зона ИК-нагрева.

обработки картофеля ломтиками: 1 – во фритюре (температура жира 180

ºС); 2 – в СВЧ-поле; 3 – комбинированным способом (температура жира 150 ºС).

2 – крышка; 3 – вентиляционный воздуховод; 4 – волновод;

5 – магнетрон; 6 – рабочая камера; 7 – масло; 8 – тэн; 9 – сливной кран.