تحديد موقع النقطة البادرة في العلبة.. العلاقة بين سرعة انتقال الحرارة وارتفاعها في النقطة الباردة باستعمال المزدوجة الحرارية

تحديد موقع النقطة البادرة في العلبة
Cold Point Determination

تنتقل الحرارة من البخار الساخن في داخل المعقم إلى العلبة وبغض النظر عن نوع الغذاء فالجزء القريب من غلاف العلبة الداخلي يسخن ثم يصل إلى درجة حرارة التعقيم بسرعة مقارنة مع الجزء الواقع في منتصف العلبة وعليه فإن آخر نقطة في العلبة ترتفع حرارتها إلى درجة حرارة التعقيم تسمى بالنقطة الباردة.

تقع هذه النقطة في منتصف العلبة في الأغذية ذات النقل الحراري بالتوصيل.
أما الأغذية ذات النقل الحراري بالحمل فتقع النقطة الباردة في أسفل مركز العلبة وقرب القعر.

فمن أجل ضمان تعقيم العلبة يجب أن تعرض النقطة الباردة لوقت كاف لتصل إلى درجة حرارة التعقيم وأن تبقى على تلك الدرجة الحرارية الوقت الكافي لتحطيم السبورات المقاومة للحرارة.

فإذا أعطينا وقت قدره 12D وهو يساوي مثلاً خمس دقائق على درجة 121.1م فعليه يجب أن نضمن بأن النقطة الباردة قد استلمت 5 دقائق تعقيم على درجة 121.1م فإذا ما حصل هذا فنحن على يقين بأن جميع النقاط الأخرى في الكتلة الغذائية قد استلمت نفس المعاملة التعقيمية من الحرارة.

تقاس النقطة الباردة في العلبة ذات النقل بالتوصيل بواسطة المزدوجة الحرارية Thermocouple حيث تثبت في أي مكان جانبي من العلبة بشرط أن تكون نهايتها مؤشرة على منتصف العلبة.

تتكون المزدوجة الحرارية من سلكين (نحاس وكونستانتان) مختلفتين في توصيلهما الحراري ومنصهرة نهايتهما فإخدى هذه النهايات توضع في داخل العلبة والنهاية الثانية على درجة ثابتة ولكن صفراً مئوياً (الثلج). يقاس الفرق بدرجة الحرارة بينهما بواسطة جهاز قياس الفرق في الجهد والمسمى Potentiometer فالعلبة تملأ بالغذاء بعد وضع المزدوجة. تقفل ثم توضع في المعقم، نفتح البخار ثم نسجل الارتفاع في درجة الحرارة في منتصف العلبة مع مرور الوقت كا في جدول (1).

فالوقت الكافي للتعقيم يتكون من هذا الوقت + خمس دقائق المذكورة أعلاه + جزء من وقت صعود المعقم Come up time.

تؤخذ المعلومات إما من جدول (1) أو أية معلومات مشابهة أخرى ثم توضع على ورقة شبه لوغاريثمية بعد أن يؤخذ الفرق بين درجة حرارة المعقم ودرجة حرارة الغذاء على الخط العمودي والوقت على الخط الأفقي بعد أن تدور الورقة اللوغاريثمية 180 درة من أجل الحصول على خط مستقيم لمنحنى التسخين (شكل 25) وهذا الخط المستقيم يوصف بالمعادلة التالية:
لوغاريثم (T-RT) = - (t ÷ Fh) + لوغاريثم (IT – RT)

أما منحنى التبريد (شكل 26) فيجب رسمه على ورقة لوغاريثمية أخرى وبنفس الطريقة التي رسم بها خط التسخين مع عدم تدوير الورقة 180 درجة حيث نبدأ بدرجـة واحـدة أكثر من درجـة حـرارة ماء التبريد الاعتيادية 21.1م (70ف).

جدول (1):  العلاقة بين سرعة انتقال الحرارة وارتفاعها في النقطة الباردة باستعمال المزدوجة الحرارية وبين الوقت اللازم لهذا الارتفاع في العلبة على درجة حرارة المعقم البالغة 121.1م (250ف):

الوقت (دقيقة)

درجة حرارة منتصف العلبة

درجة حرارة المعقم

م°

ف°

م°

ف°

بداية التسخين

24.4

76

10.6

51

2 (وقت صعود المعقم)

28.3

83

121.1

251

4

31.7

89

121.1

251

10

41.7

107

121.1

251

20

60.6

141

121.1

251

30

79.4

175

121.1

251

40

95

203

121.1

251

50

105.6

222

121.1

251

60

112.2

234

121.1

251

70

116.1

241

121.1

251

80

118.3

245

121.1

251

90

119.4

247

121.1

251

100

120

248

121.1

251

110

120.6

249

121.1

251

112

120.6

249

121.1

251

بداية التبريد

 

 

 

 

114

111.7

233

35

95

120

86.7

188

18.3

65

130

52.2

126

10

50

136

40

104

8.3

47

فمن منحنيات التسخين والتبريد تبرز مفردات علمية مهمة في استعمالاتها في حسابات التعقيم. أما هذه المفردات العلمية فيمكن تعريفها كما يلي:

Ith

هي عبارة عن درجة حرارة الغذاء الحقيقية Initial temperature عند بداية التسخين فهي تؤثر على مدة تعقيم الغذاء فكما كانت عالية قصرت المدة.

RT

هي درجة حرارة المعقم Retort temperature أما الوقت اللازم لصعود درجة الحرارة بعد فتح البخار في المعقم إلى أن يصل درجة حرارة التعقيم يسمى وقت صعود المعقم Come-Up Time ويرمز لها (I).

أما في حسابات الوقت للتعقيم يؤخذ عادة 42% من هذا الوقت ويعتبر وقت تعقيم على درجة حرارة المعقم. أما إذا كان المعقم مستمراً وغير ثابت فقيمة (I) = صفر.

B

هي عبارة عن وقت التعقيم من بداية وصول المعقم إلى درجة حرارة التعقيم لحين غلق البخار بعد نهاية الوقت مضافاً له مقدار 42% من وقت صعود المعقم.

Pt

هي عبارة عن الوقت الذي يعتمد عليه مشغل المعقم Operator time وهو من بداية وصول المعقم إلى درجة حرارة المعقم إلى نهاية عملية التعقيم بعد غلق البخار.

Ih

هو عبارة عن الفرق بين درجة حرارة المعقم وبن درجة حرارة الغذاء عند بداية التسخين IT-RT=I.

It

هي عبارة عن درجة حرارة الغذاء غير الحقيقية Pseudo Initial Temp. وتمثل بنقطة التقاطع بين امتداد خط التسخين المستقيم على الورقة شبه اللوغاريثمية وبين الخط العمودي الذي يمثل بداية وقت التعقيم (وقت الصفر) JI-RT=IT

Jh

معامل تسخين Heating Lag Factor وهو عندما يضرب في Ih سيحدد موقع التقاطع لامتداد منحنى التسخين المستقيم والخط العمودي الذي يمثل بداية وقت التعقيم (وقت الصفر). تعرف رياضياً كما يلي: (IT-RT)÷(IT-RT)=J

IT–RT=JI

Fh

هو عبارة عن الوقت (بالدقائق) اللازم لمنحنى التسخين المستقيم لأن يتخطى دورة لوغاريثمية واحدة وبكلمة أخرى فهو يمثل مقدار الانحدار لهذا المنحنى وعددياً هو عبارة عن مقلوب هذا الانحدار.

g

هو عبارة عن الفرق بين درجة حرارة المعقم ودرجة حرارة الغذاء القصوى في النقطة الباردة بعد نهاية التسخين أو عبارة عن عدد الدرجات الحرارية تحت درجة حرارة المعقم التي عند امتداد خط التسخين المستقيم يتقاطع مع الوقت الذي أغلق به البخار.

Itc

هي عبارة عن درجة حرارة الغذاء عند بداية التبريد.

Tw

عبارة عن درجة حرارة الماء المستعمل في تبريد العلبة بعد عملية التسخين.

Ic

عبارة عن الفرق بن درجة حرارة الغذاء عند بداية التبريد وبين درجة حرارة الماء المستعمل في تبريد العلبة. TW-Itc=Ic

Itc

هي عبارة عن درجة الحرارة التي تحصل نتيجة تقاطع امتداد المنحنى اللوغاريثمي المستقيم للتبريد والخط العمودي الذي يمثل بداية التبريد (وقت الصفر).

Pr

معامل التبريد Cooling Lag Factor وهو عندما يضرب في Ic سيحدد  التقاطع لامتداد محنى التبريد المستقيم والخ العمودي الذي يمثل وقت التبريد. أما رياضياً فيعبر عنه بما يلي:

(ITc-TW) ÷ (ITc-YW) = Je

Fc

وهو عبارة عن الوقت (بالدقائق) اللازم لمنحنى التبريد المستقيم لأن يتخطى دورة لوغاريثمية واحدة وبكلمة أخرى فهو يمثل مقدار الانحدار لهذا المنحنى وعددياً هو عبارة عن مقلوب هذا الانحدار.

U

عبارة عن الوقت بالدقائق على درجة حرارة المعقم والكافي لتحطيم البكتريا الموجودة آخذاً بنظر الاعتبار جميع الحرارة المهلكة للتسخين والتبريد.


أحدث أقدم

نموذج الاتصال