25 Ноя Методы контроля условий хранения
Для контроля температур в камерах хранения обычно применяют предварительно отградуированные ртутные, спиртовые или толуоловые термометры (минимальный предел измерений составляет соответственно –38; –65 и –95 °С), а также термографы.
На современных холодильниках широко используют дистанционный метод измерения температуры. Установка для дистанционного измерения температуры состоит из двух основных частей: системы термометров сопротивления, установленных в отдельных камерах, и измерительного пульта, оснащенного системой соединений и компенсационных сопротивлений, к которым присоединены внешние провода, собственный источник питания и шкала отсчета результатов измерений. Нажимая на кнопку переключателя, можно включить в измерительную систему любой датчик сопротивления.
Пределы измерений устройства для дистанционного измерения температуры колеблются от –40 до 50 °С. При правильном монтаже и соответствующей эксплуатации устройства точность измерений может составить до 0.02 °С.
В последнее время внедряют непрерывно действующие измерительные системы с приборами для непрерывной регистрации температуры в камерах хранения пищевых продуктов. Одновременно все чаще системы измерения температур используют в качестве автоматически действующих систем регулирования температуры.
Измерение относительной влажности воздуха при низких температурах с помощью всех существующих измерительных систем связано с серьезными трудностями. Точность измерений психрометров значительно уменьшается при понижении температуры. Это обусловлено тем фактором, что психрометрическая разница температур для данной относительной влажности тем меньше, чем ниже температура помещения. В гигрометрах и гигрографах со снижением температуры значительно возрастает инерционность измерительного элемента в результате быстрого снижения содержания водяных паров в воздухе.
Проводятся исследования по разработке новых методов измерения относительной влажности гигрометрами, основанными на измерении точки росы, а также гигрометрами абсорбционными, электролитическими, объемными, диэлектрическими, кварцевыми, микроволновыми, инфракрасными и телепсихрометрических систем. Перечисленные типы гигрометров до настоящего времени не нашли широкого практического применения, что обусловлено сложностью их аппаратурного оформления или же низкой точностью измерений.
Для измерения скорости принудительного движения воздуха используют анемометры. Естественную циркуляцию воздуха обычно измеряют кататермометрами.
В последнее время разработан усовершенствованный унифицированный прибор для измерения скорости движения воздуха (в пределах от 0.1 до 30 м/с) и температуры воздуха (в пределах от –30 до 180 °С). Принцип действия прибора основан на двух измерительных элементах в виде никелевых реостатов, соединенных с мостом Уитстона. Для непрерывных измерений можно использовать кабели, а также отсчет или регистрацию показаний с помощью самописцев. Существуют также специальные конструкции систем, позволяющие измерять температуру и скорость движения воздуха в нескольких точках помещения. В этом случае все измерительные датчики подключают параллельно к прибору и их показания, используя переключатель, поочередно отсчитываются на шкале.
При проведении измерений важное значение имеет такое размещение приборов, чтобы полученные результаты были достоверными для всего объема камеры. Местные отклонения климатических условий обусловлены рядом факторов, в частности, размером камеры, ее расположением внутри холодильника, степенью загрузки, видом хранившегося товара, интенсивностью циркуляции воздуха, системой охлаждения, размещением и площадью испарителей, разностью между температурой испарения хладагента и температурой воздуха в камере, продолжительностью работы аппаратурного оснащения камеры, частичной догрузкой или выгрузкой товаров из камеры и т. п.
Температуру и относительную влажность воздуха в охлаждаемых помещениях следует измерять на уровне около 1.5 м от пола. Точка, в которой производят измерения, не должна находиться вблизи испарителей камер, дверей или внешних стен. Оптимальным является монтаж всех измерительных приборов на специальной переносной этажерке, установленной на низком месте в центральной части камеры, в отсеке, не загруженном товарами.
Фирма «Хонейуэлл» разработала новый тип аппаратуры для измерений в воздухе незначительных концентраций паров хладагентов. Принцип действия устройства основан на использовании явления абсорбции ультрафиолетовых лучей парами хладагента. Излучатель устройства направляет ультрафиолетовые лучи, которые регистрируются соответствующим приемником. Даже незначительное снижение воспринимаемого излучения указывает на наличие паров хладагента. После превышения определенного уровня концентрации резко снижается количество энергии, воспринимаемой детектором, и срабатывает звуковая сигнализация. Этот метод обнаружения утечки хладагента значительно более чувствителен, чем существующие до сих пор системы, основанные на использовании инфракрасного излучения. Кроме этого, благодаря применению усилителей существует возможность дальнейшего увеличения (примерно в 5 раз) чувствительности устройства.
Контроль степени замораживания продуктов. Высокое качество замороженных пищевых продуктов можно сохранить только при поддержании достаточно низкой внутренней температуры продукта во всех звеньях холодильной цепи. Правильно замороженными являются продукты, внутренняя температура которых не выше –18 °С.
Измерение внутренней температуры является очень важным элементом контроля качества замороженных пищевых продуктов. Проведение этих измерений с высокой точностью является трудной задачей, особенно при значительных перепадах температур, например, непосредственно после замораживания или во время быстрого размораживания. Отдельные замеры температуры рассматриваются как достоверные только при наличии достаточно равномерной внутренней температуры продукта. Во время измерений образцы должны находиться в камерах хранения, в помещениях загрузки транспортных средств или же в полезном объеме холодильного прилавка.
Для измерения внутренних температур замороженных пищевых продуктов все шире применяют электронные измерительные системы, датчики которых вводят в продукт. Датчики оснащены термопарами, термисторами или проводами сопротивления, соединенными с измерительной схемой. В связи с низкой инерционностью этих систем время, необходимое для проведения измерений, является сравнительно небольшим. Измерительный элемент вводят в отверстие, предварительно высверленное в замороженном продукте. Диаметр отверстия должен быть несколько больше диаметра датчика. Измерительный элемент вводят через 2 мин с момента завершения сверления, что необходимо для выравнивания температуры продукта и достижения датчиком температуры, близкой температуре продукта. Точность измерения составляет ± 1 °С.
Для измерения внутренней температуры замороженных продуктов используют термометры со специальным металлическим корпусом. В некоторых типах этих приборов острый конец корпуса имеет отградуированную шкалу, позволяющую определить глубину точки измерения температуры от поверхности продукта. Высокая тепловая инерционность термометров обусловливает увеличение длительности и снижение точности измерений.
Для контроля внутренней температуры замороженных пищевых продуктов можно использовать соответствующие индикаторы температуры, прилагаемые к упаковке. Предложение об использовании температурно-временных индикаторов не является новым, на различные типы индикаторов получено несколько десятков патентов. Например, датский патент № 95068 на прозрачный провод, наполненный эмульсией или индикаторным веществом, которое после разрушения эмульсии в результате замораживания и последующего повышения температуры вступает в цветную реакцию с диспергированной фазой; патент Бармана и Катхена, предусматривающий использование вещества, которое после воздействия световых лучей окрашивается, а при температуре таяния обесцвечивается; патент, полученный фирмой «Хонейуэлл», в котором предлагается индикаторная бумажка из фильтровальной бумаги в электрохимическом элементе, обесцвечивающаяся со скоростью, зависящей от температуры; в патенте Ф. Шаллера предлагается применять систему, основанную на эвтектических водных растворах хлористого аммония, а также индикаторную бумажку, насыщенную кислым фуксином.
Несмотря на многолетние исследования не удалось, однако, разработать дешевых и безотказно действующих индикаторов, которые однозначно характеризовали бы состояние замороженных пищевых продуктов в условиях торговой сети. Все решения в этой области оказались экономически невыгодными или по различным причинам непригодными в практических условиях. Одна из основных трудностей заключается в том, что невозможно создать индикатор, который пропорционально отражал бы изменения окраски, обусловленные увеличением температуры продукта, и одновременно не реагировал на колебания температуры самой упаковки, безвредные для качества товара, например при выгрузке из прилавка или под влиянием теплопритока во время периодически проводимого автоматического оттаивания приборов охлаждения, смонтированных в торговой сети.
Быстрое решение проблемы применения индикаторов является маловероятным, так как существуют противоречивые взгляды на целесообразность их использования и отсутствует реальная перспектива организации их производства в ближайшее время.