СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ВОДЫ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
METHOD FOR DEFINITION OF FOOD PRODUCTS WATER ACTIVITY

Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение при определении активности воды различных пищевых продуктов, в том числе продуктов с низкой массовой долей влаги.
Известно устройство для определения активности воды, состоящее из емкости для дистиллированной воды с термометром, жидкостным манометром, вакуумным насосом и потенциометром, где последний соединен с термометрами, а жидкостной манометр - с вакуумным насосом и с емкостью для пробы и дистиллированной воды, причем все емкости и жидкостной манометр закреплены в термоизоляционном кожухе [1].
Недостатком данного устройства является длительность процесса определения активности воды из-за долгого установления равновесного давления (1-2 ч), также недостатками являются высокая стоимость оборудования и сложность устройства.
В качестве прототипа выбран способ определения активности воды на поверхности пищевого продукта, предусматривающий размещение анализируемого продукта в герметичной камере, пропускание через последнюю сушильного агента, измерение и регулирование влажности и температуры сушильного агента. Способ, выбранный за прототип, позволяет ускорить процесс определения показателя активности воды, за счет быстрого установления равновесия влажности сушильного агента на входе и выходе из герметичной камеры [2].
Недостатком данного изобретения является сложность эксперимента и то, что оно может найти применение только в технологии копчения и вяления рыбы и мясных продуктов.
Техническим результатом является упрощение способа определения активности воды пищевых продуктов.
Технический результат достигается тем, что предварительно осушают рабочий канал и герметичную камеру при помощи вспомогательного канала, размещают в герметичной камере анализируемый продукт и затем принудительно продувают сухой воздух через рабочий канал над анализируемым продуктом. Измеряют влажность воздуха на входе и выходе из герметичной камеры и при равенстве измеренных влажностей на входе и выходе из камеры устанавливают равновесную относительную влажность воздуха, после чего активность воды с учетом установленной относительной влажности воздуха определяют по известной формуле (1).
р
где φ - равновесная относительная влажность, %.
Спроектировано устройство для определения активности воды разработанным способом при помощи двух каналов. На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство для определения активности воды пищевых продуктов.
Устройство состоит из вспомогательного вентилятора 1, осушающего устройства 2, трехходовых вентилей 3; 4; 5; 6, вентилей 7; 8; 9; 10, герметичной рабочей камеры для исследуемого продукта 11, рабочего вентилятора 12, датчиков влажности 13. В устройстве имеются два канала: вспомогательный и рабочий. Рабочий канал включает в себя трехходовые вентили 4; 5, вентили 8; 9, герметичную камеру для исследуемого продукта 11, рабочий вентилятор 12, датчики влажности 13. На чертеже рабочий канал выделен пунктиром. Все остальные элементы входят в состав вспомогательного канала.
Состояние равновесия достигается в рабочем канале вышеописанного устройства. Перед этим воздух рабочего канала, содержащего герметичную камеру, предварительно осушают при помощи вспомогательного канала. Осушение производится в два этапа. На первом этапе работает линия A-B-D-E-E-D-B-A, осушается линия Е-Е рабочего канала. На втором этапе работает линия A-B-D-C-F-C-D-B-A, осушается линия C-F-C рабочего канала. На обоих этапах движение воздуха обеспечивается вспомогательным вентилятором 1. После осушения рабочего канала и герметичной камеры вспомогательным каналом проводят этап по установлению равновесной относительной влажности воздуха в герметичной камере и рабочем канале. При этом, задействована линия F-C-E-E-C-F, где циркуляцию воздуха обеспечивает рабочий вентилятор 12. В герметичную камеру 11 укладывается продукт, включается вентилятор 12. На первых минутах датчики влажности 13 фиксируют разные значения на входе и выходе из емкости 11. Циркуляция продолжается и продукт осушается, насыщая продуваемый воздух влагой, до тех пор, пока датчики не зафиксируют равные значения относительной влажности воздуха с точностью до φ=0,1%, таким образом, устанавливают равновесную относительную влажность воздуха, а активность воды определяется по формуле 1 с учетом установленной относительной влажности воздуха.
Пример 1. После осушения рабочего канала и герметичной камеры 11 в последнюю укладывается мясо говядины весом 50 г слоем толщиной 15 мм. Массовая доля влаги в исследуемом образце составляет 65%. Включают вентилятор 12 и в течение 4 минут, осушая продукт, устанавливают равновесную относительную влажность, которой соответствует относительная влажность воздуха на входе и выходе из герметичной камеры φ=96,5%, далее активность воды определяют по формуле 1
Пример 2. После осушения рабочего канала и герметичной камеры 11 в последнюю укладывается сыр «Советский» весом 50 г слоем толщиной 15 мм. Массовая доля влаги анализируемого продукта составляет 40%. Включением вентилятора 12 в течение 4,5 минут, осушая продукт, устанавливают равновесную относительную влажность, которой соответствует относительная влажность воздуха на входе и выходе из герметичной камеры φ=93,5%, далее активность воды определяют по формуле 1
Полученные экспериментальным путем значения активности воды пищевых продуктов предлагаемым способом соотносятся со значениями активности воды из литературных источников. Сравнительные значения активности воды отражены в таблице:
Сравнительные значения активности воды
Пищевой продукт
Экспериментальные данные
Литературные данные
Исследователь
Картофель
0,949÷0,967
0,988÷0,997
Рогов И.А
Сыр плавленый
0,956÷0,966
0,92÷0,96
http//www.molprom.ru
Колбаса вареная
0,965÷0,970
0,96÷0,98
H.Keim
Хлеб
0,950÷0,980
0,95÷0,96
http//www.Labdepot.ru Рогов И.А.
Отличительной особенностью данного изобретения является то, что установление равновесной относительной влажности воздуха осуществляют в два этапа на предлагаемом устройстве, которое имеет два канала. Для чего сначала проводят подготовительную операцию по осушению рабочего канала и герметичной камеры при помощи вспомогательного канала, затем уже в предварительно осушенной герметичной камере через рабочий канал проводят процесс установления равновесной относительной влажности воздуха. Это является немаловажным фактом для исследуемого показателя и позволяет проводить эксперимент с различными пищевыми продуктами, в том числе и с продуктами с низкой массовой долей влаги. К преимуществам можно также отнести высокую точность измерения (до трех знаков), простоту конструкции предлагаемого устройства и несложность проведения опыта, чего не имели аналог и прототип.
Источники информации
1. А.с. 800871 СССР, G01N 33/02. Устройство для определения активности воды в пищевых продуктах / Рогов И.А., Адаменко В.Я. - 2742467/28-13; заявл. 26.03.79; опубл. 30.01.81, бюл. №4 (аналог).
2. А.с. SU 1176245 А СССР, G01N 33/02. Способ определения активности воды на поверхности пищевых продуктов / Кичкарь Ю.Е., Бунин Д.Х., Насибов З.Г., Марков Ю.В. - №3633832/28 - 13; заявл. 15.08.83; опубл. 30.08.85, бюл. №32 (аналог).
3. Рогов И.А. Значение показателя «активность воды» в оценке сельскохозяйственного сырья: обзорная информация/И.А.Рогов, У.Ч.Чоманов, А.М. Бражников и др. - М.: АгроНИИТЭИММП, 1987. - 44 с.: ил.
4. Рогов И.А. Технология мяса и мясных продуктов. Книга 1. Общая технология мяса/И.А.Рогов, А.Г.Забашта, Г.П.Казюлин. - М.: КолосС, 2009. - 565 с.: ил.
5. Н.Keim., Technology of processing of meat. A German practice. - Deutscher Fachverlag. - 2008. - p.488.
6. http//www.Labdepot.ru.