МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУ ВПО  «Волгоградский государственный технический  университет»

Факультет технологии пищевых производств

Кафедра технологии пищевых производств 
 
 

СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА 

по дисциплине «Физико-химические и биохимические  основы производства мяса и мясных продуктов» 

на тему: 

«ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА МЯСА И МЯСОПРДУКТОВ 
 
 
 

                                                        Выполнила:

      студентка группы ТПП-352

      Акаева  В.К.

        Проверила:

      ассистент кафедры ТПП

      Григорян Л.Ф. 
 
 

Волгоград, 2011

Содержание

1 Электропроводность  мяса и мясопродуктов……………………………………4

2 Методы  определения электропроводности  в мясопродуктах………………….6

2.1 Мостовые методы……………………………………………………………….8

2.2 Волновые  методы……………………………………………………………….9

3 Диэлектрическая  проницаемость  мяса………………………………………..12

Заключение…………………………………………………………………………14

Список использованных источников……………………………………………..15 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

        Введение

     Главной задачей, стоящей перед отраслями  пищевой промышленности, в том числе мясной, является удовлетворение спроса населения продуктами питания.

     Однако  реализовать эти возможности  в полной мере на основе традиционных методов обработки пищевых продуктов либо чрезвычайно затруднительно, либо совсем невозможно. Это связано с тем, что традиционно используемые методы в своем развитии достигли совершенства, что является первопричиной необходимости поиска новых эффективных методов обработки

     Пищевое сырье, продукты, в том числе мясо, по своей физической природе обладают определенными электрофизическими свойствами:

• электропроводимостью;
• диэлектрической и магнитной проницаемостью;
• оптическими характеристиками.

     Эти свойства проявляются при воздействии  на материал (вещество) электрическим, магнитным и электромагнитным полями.

     В результате этих воздействий происходят изменения в состоянии электрических зарядов данной среды, что приводит к выделению теплоты в веществе и одновременно к изменению физических и химических свойств.

     Электротехнологию принципиально отличает то, что электричество  используется непосредственно в технологических процессах для обработки продуктов, исключая какие бы то ни было превращения. 
 
 
 
 
 
 

      1 Электропроводность мяса и мясопродуктов

      Пищевые продукты необычайно сложны по составу  и обширны по ассортименту. Среди них встречаются диэлектрики, проводники, электролиты, а также их композиции в различных сочетаниях, что препятствует разработке единого описания их электрофизических свойств. В постоянном электрическом поле заряженные частицы перемещаются вдоль силовых линий, а дипольные молекулы ориентируются в пространстве. С увеличением частоты электрического поля возникает общая тенденция к изменению электрофизических свойств, которые представляют собой функции, близкие к монотонным.

      Электрофизические свойства продукта можно охарактеризовать двумя величинами: диэлектрической проницаемостью и удельной электрической   проводимостью.

      Диэлектрическая проницаемость может быть относительной (ε') и абсолютной (ε, Ф/м). Связь между этими величинами имеет вид: 

      ε' = ε / ε₀, 

      где ε₀ - абсолютное значение проницаемости для вакуума (ε₀ = 8,854·10 ^-12 Ф/м).

       С некоторым приближением мясо можно  рассматривать как двухфазную систему. Одна из фаз - межклеточная ткань - представляется полупроводником с преобладанием диэлектрических свойств, причем считается, что эта фаза весьма устойчива в живом организме и изменчива в мертвом. Вторая фаза - это внутриклеточное вещество,  представляющее собой электролит.

      При такой структуре животной ткани  ее электрофизические свойства зависят от координат системы и имеют разрывы в своих значениях, совпадающие с поверхностями раздела фаз. В области низких частот эта сложность структуры клетки проявляется еще более резко. Электрофизические свойства отражают структурно-механические и биохимические изменения в мясе. Структурно-механические характеристики являются функцией целого ряда факторов, и среди них немаловажное значение имеют влажность и степень измельчения продукта. Эти же показатели влияют на электрофизические  характеристики.

      В меньшей степени, но вполне определенно сказываются на электрофизических свойствах изменения состояния тканей вследствие биохимических процессов. На самом деле, рассматривая клетки в живом организме в некоторой степени электрически изолированными одна от другой (например, оболочка эритроцита обладает диэлектрической постоянной, равной 2), можно полагать, что в результате протекания послеубойных процессов в мышечной ткани диэлектрические свойства клеточных оболочек должны нарушаться, а в результате деструкции тканей будут образовываться низкомолекулярные вещества, которые будут «сглаживать» емкостный эффект.

      Электропроводность  клеточных образований незначительно  сказывается на общей электропроводности системы (всего 2-4 %), т.е. непосредственно через клетку протекает незначительный ток. Проведенные в МТИММПе измерения удельной электропроводности для измельченного мяса и мясного сока, полученного прессованием мяса под давлением 203·10⁵ Па, указывают на их близость (таблица 1) как по абсолютным величинам, так и по температурному ходу.

Таблица 1 -      Электропроводность измельченного мяса и мясного сока

 
 

Зависимость электропроводности крови от содержания влаги приводится в таблице 2. [4]

Таблица 2 -     Зависимость электропроводности крови от содержания влаги

 

     Электрофизические свойства исследуются в широком  диапазоне частот от 0 до 10¹³ Гц. Совершенно очевидно, что для каждого диапазона существует группа методов (хотя среди них есть предпочтительные), это связано с формой материала, особенностью его свойств и другими причинами.

     На  рис. 1 представлена шкала выбора метода измерения электрофизических характеристик в зависимости от параметров воздействия. 

 
 

Рис.1. Шкала выбора метода измерения электрофизических

характеристик в зависимости от параметров воздействия:

1 - метод  баллистического гальванометра; 2 - мостовые измерительные системы;

3 - схемы  с резонансными системами; 4 - метод  стоячих волн;

5 - метод  с использованием коаксиальных  резонаторов с торцевым зазором;

6 - метод,  использующий полости резонатора; 7 - волноводные и оптические методы 

      2 Методы определения электропроводности в мясопродуктах

      Удельную  электропроводность мясопродуктов  можно определить с помощью общепринятого мостового метода, который может иметь ряд модификаций. Наибольшие методические трудности вызывает конструирование измерительной кюветы, которая в большинстве случаев представляет собой ячейку из стекла с впаянными платиновыми электродами, покрытыми платиновой чернью. Для поддержания температурного режима кювета снабжается водяной рубашкой, соединенной с ультратермостатом. Внутренняя часть кюветы слегка коническая (угол 5-8°), что способствует более плотному прилеганию образца   к электродам.

      Существует  и дифференцированный подход к оценке удельной электропроводности мясопродуктов. Их общее электрическое сопротивление разбивают на три составляющие: объемное - Rv, поверхностное - Rs и контактное - Rk. Последняя величина представляет, бесспорно, самостоятельный интерес для электроконтактных методов.

В основу этой методики положен принцип, согласно которому изменению линейных поперечных размеров образца в k раз соответствует изменение его поверхностного сопротивления в k раз, а изменяющемуся при этом его сечению в k² раз соответствует изменение его объемного и контактного сопротивлений в k² раз; изменение высоты образца в п раз соответствует изменению его Rv и R_K  в n раз, a Rs  при этом остается постоянным.

      По  данным измерения общих сопротивлений R1, R2, и R3 образца формы параллелепипеда размером a×b×c по трем его направлениям составляют три  уравнения с тремя  неизвестными.

Для измерения диэлектрической, статической проницаемости материала (es) применяют следующие методы: