Основы теории посола. Внешняя и внутренняя диффузия соли при посоле
Разработка теории посола началась относительно недавно. В наибольшей степени теория посола разработана на сегодня применительно к процессам посола рыбы. Большой вклад в развитие теории посола рыбы внесли отечественные ученые М.И. Турпаев, Н.А. Воскресенский, И.П.Леванидов, Л.П. Миндер, Н.Н. Рулев. Именно по этой причине рассмотрим теоретические основы посола животного сырья на примере посола рыбы.
Посол – сложный процесс, состоящий из двух противоположно направленных процессов переноса массы:
- диффузионного перехода соли в сырье;
- диффузионно-осмотического переноса воды из просаливаемого сырья во внешний солевой раствор (тузлук) или наоборот.
При посоле массообменные процессы сопровождаются глубокими физико-химическими и биохимическими изменениями: денатурацией и гидролизом белков, липидов и экстрактивных веществ, изменением микрофлоры и витаминов.
В основе всех существующих способов посола (сухой, мокры (тузлучный), смешанный) лежат одни и те же закономерности. Целесообразно рассмотреть их на примере тузлучного посола рыбы.
При погружении рыбы в тузлук низкой концентрации возникает неуравновешенная система рыба-тузлук. Эта система стремится к равновесию концентраций соли и влаги. В начальный период посола мышечная ткань рыбы, в основном представленная миофибриллярными солерастворимыми белками, впитывает соль, влагу и набухает. По достижении в тканевом соке рыбы критической для солерастворимых (миофибриллярных) белков концентрации соли (около 8 %) происходит их высаливание (коагуляция), в результате белки частично утрачивают свои гидрофильные свойства, и рыба начинает отдавать воду в тузлук.
Главной движущей силой просаливания рыбы является разность концентраций соли в тканевом соке и в тузлуке. Процесс продолжается до установления в системе равновесной концентрации соли.
Если рыба погружается в тузлук в высокой концентрацией соли, то высаливание белков происходит практически сразу и раба уже в начальный период посола теряет влагу.
Процесс просаливания, по мнению немецкого ученого Крина, происходит в виде «фронта» на ограниченном участке. «Фронт» движется (рис. 10) через ткани рыбы к ее центру, и водно-солевой обмен происходит на его поверхности. Выделяющаяся при просаливании из рыбы вода разбавляет тузлук в пограничном с поверхностью рыбы слое, при этом снижается концентрация тузлука у поверхности рыбы и, следовательно, резко уменьшается движущая сила процесса просаливания.
Рисунок 10 – Схематичное изображение «фронтальной» теории посола Крина
При посоле принято различать внешнюю и внутреннюю диффузии соли.
Внешняя диффузия представляет собой процесс переноса соли из внешнего по отношению к рыбе раствора поваренной соли (тузлука) к поверхности рыбы под действием разности осмотических давлений тузлука непосредственно у поверхности рыбы и в объеме раствора. Внешняя диффузия представляет собой конвективный массоперенос, который упрощенно может быть описан законом Ньютона
, (77)
где 
- плотность потока поваренной соли через промежуток времени 
после начала процесса просаливания на единицу поверхности рыбы, кг/(м2·с);
- коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом массообмена или внешней диффузии, численно равен количеству соли, отдаваемой тузлуком в единицу времени с единицы поверхности при разности концентраций соли 
равной единице, м/с;
- концентрация поваренной соли в тузлуке, кг/м3;
- концентрация соли в рыбе в поверхностном слое рыбы в момент времени , кг/м3.
На скорость этого процесса влияют следующие факторы:
- концентрация тузлука (определяет разность осмотических давлений – величину движущей силы процесса внешней диффузии соли), чем она выше, тем выше скорость внешней диффузии;
- удельная поверхность рыбы (является поверхностью массообмена), чем более развита поверхность рыбы, тем выше скорость внешней диффузии;
- наличие циркуляции тузлука (восстанавливает движущую силу процесса внешней диффузии, способствуя «смыванию» опресненного слоя тузлука с поверхности рыбы, формирующегося согласно «фронтальной теории посола» Крина).
Внутренняя диффузия – это процесс переноса соли из поверхностных слоев рыбы во внутренние. С физической точки зрения является молекулярной диффузией и описывается законом Фика (закон массопроводности).
На скорость внутренней диффузии оказывают влияние следующие факторы:
- химический состав рыбы, прежде всего, содержание в рыбе жира (жир, не растворяясь в воде, и не растворяя в себе соль, препятствует массообмену, уменьшая его активный объем в рыбе), чем выше жирность рыбы, тем меньше скорость процесса;
- температура посола (с повышением температуры растет кинетическая энергия движения молекул соли в направлении переноса), чем выше температура посола, тем выше скорость внешней диффузии;
- толщина рыбы (определяет среднюю длину пути молекул соли от поверхности рыбы к ее центру), чем больше толщина рыбы, тем меньше скорость внутренней диффузии.
Согласно закону сохранения массы количество соли, перенесенное из объема тузлука к поверхности рыбы в единицу времени под действием внешней диффузии, должно быть равно количеству соли, которое проникает с единицы поверхности рыбы в единицу времени внутрь тела рыбы под действием внутренней диффузии.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 560; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!