Физические свойства рыбы

К физическим свойствам рыбы относятся форма и размеры тела, плотность и насыпная масса, расположение центра тяжести, угол естественного откоса, угол скольжения и коэффициент трения, консистенция мяса рыбы, теплоемкость и теплопроводность, температуропроводность, электросопротивление и энтальпия.

Форма тела различных видов рыб весьма разнообразна. Рыбы торпедообразной или веретеновидной формы имеют тело в виде торпеды или веретена, утол­щенное с головы, сильно сужающееся к хвостовому стеблю, слегка вжатое с бо­ков (сельдевые, тресковые, лососевые, скумбриевые).

Рыбы стреловидной формы имеют удлиненное тело, по высоте равномерное, спинной и анальный плавники отодвинуты назад к хвостовому плавнику (щука, сайра, сарган).

Рыбы плоской формы характеризуются сильно сжатым с боков высоким и узким (лещ, камбала, палтус) или со стороны спины очень низким, широким те­лом (скат).

Рыбы змеевидной формы имеют очень длинное тело, круглое в сечении или слегка сжатое с боков (угорь, минога, миксина).

Подавляющее большинство промысловых рыб имеет торпедообразную фор­му тела.

Размер рыбы определяется длиной ее тела или массой. В промышленности в соответствии с действующим стандартом длину рыбы (или тела рыбы) изме­ряют по прямой от конца рыла до начала средних лучей хвостового плавника. В некоторых случаях измеряют полную (абсолютную) длину тела рыбы—от конца рыла до середины прямой линии, соединяющей концы крайних лучей хво­стового плавника.

При конструировании машин для разделки рыбы, различных транспортных средств, а также морозильных аппаратов важно знать наибольшие высоту и тол­щину тела рыбы, соотношение размеров отдельных частей ее тела.

Большое практическое значение имеет также удельная поверхность рыбы — отношение площади поверхности рыбы к ее объему. Величина удельной поверх­ности зависит от формы тела рыбы и ее размеров.

Плотность — отношение массы рыбы (в кг) к ее объему (в м³). Плотность живой и свежей рыбы близка к плотности воды и составляет около 1000 кг/м³. Незначительные отклонения от этой величины могут быть связаны с размером рыбы, состоянием ее тканей, содержанием жира в рыбе. Плотность рыбы значи­тельно изменяется в процессе ее обработки. Плотность потрошеной рыбы колеб­лется от 1050 до 1080 кг/м³. При замораживании рыбы вследствие увеличения ее объема в результате образования льда плотность уменьшается до 922— 9871 кг/м³.

Насыпная (объемная) масса — это масса рыбы (в кг или т), вмещающаяся в единицу объема (в м³). Объемная или насыпная масса необходима при рас­четах емкостей для охлаждения и хранения рыбы, при определении площадей для приема и аккумулирования рыбы-сырца, при расчетах транспортных средств и тары для упаковки рыбы.

Насыпная масса зависит от вида, формы тела, размера, физиологического и посмертного состояний рыбы и колеблется от 700 до 1000 кг/м³. Живая рыба имеет большую насыпную массу, чем снулая. У мороженой ры­бы насыпная масса меньше, чем у охлажденной. Так, насыпная масса живого серебристого хека составляет 0,92 т/м³, хека в состоянии посмертного окочене­ния — 0,85 т/м³, мороженого хека >— 0,55 т/м³.

Более крупная рыба имеет меньшую насыпную массу, чем мелкая.

Центр тяжести рыбы расположен в передней части тела, ближе к голове, поэтому при свободном падении и перемещении рыбы по наклонной плоскости она всегда располагается головой вперед по направлению движения. Это свой­ство рыбы используется для подачи ее под действием собственной силы тяже­сти в рыборазделочные машины.

Насыпанная на горизонтальную поверхность рыба образует конус, поверх­ность которого имеет определенный угол наклона к поверхности, называемый углом естественного откоса. Он зависит от вида и состояния рыбы и колеблется от 15 до 24°, снулой —от 17 до 37°, мороженой — от 30 до 51°.

Угол естественного откоса определяется прибором типа угломера или изме­рением диаметра и высоты конуса. Чем больше рыбы взято для образования ко­нуса, тем точнее результаты.

Углом скольжения называется угол наклона плоскости, при котором поме­щенная на нее рыба начинает скользить вниз под действием силы тяжести, пре­одолевая силу трения о плоскость. Коэффициент трения выражается тангенсом угла скольжения.

Величины угла скольжения и коэффициента трения зависят от вида рыбы, ее размера и состояния, а также от материала, из которого сделана плоскость, и состояния ее поверхности. У крупной рыбы угол скольжения и коэффициент тре­ния меньше, чем у мелкой, у живой и свежей рыбы меньше, чем у хранившейся.

Эти показатели используются при конструировании устройств, предназначен­ных для перемещения рыбы. Консистенция мяса рыбы определяется совокупностью ее физико-механических свойств — упругостью, эластичностью, вязкостью и прочностью. Эти свойства зависят от химического состава рыбы, физиологического и посмертного со­стояния. Посмертное окоченение рыбы вызывает уплотнение мышечных волокон, в результате чего увеличиваются упругость и прочность мяса. Автолиз рыбы сопровождается разрыхлением мышечной ткани, вследствие чего упругость и проч­ность мышечной ткани значительно снижаются.

Удельная теплоемкость — количество теплоты, которое необходимо сообщить рыбе или отвести от нее, чтобы повысить или понизить ее температуру на 1° С. Удельная теплоемкость С [в кДж/(кг-К)] зависит от химического состава рыбы и определяется по формуле

С -= С₁В + С₂Ж + С₃Б.

Для технических расчетов удельную теплоемкость свежей и охлажденной жирной рыбы принимают равной 3 кДж/(кг-К), средней жирности—3,3, тощей — 3,7 кДж/(кг-К).

Теплопроводность — способность рыбы проводить тепло при нагревании или охлаждении:где (t₁— t₂) — разность температур поверхностей слоя. Теплопроводность зависит от химического состава рыбы. В диапазоне температурного —30° С теплопроводность рыбы изменяется незначительно. Для расче­тов теплопроводность охлажденной рыбы принимают равной 0,5 Вт/(м-К).

Температуропроводность — скорость изменения температуры тела рыбы при нагревании или охлаждении:

а =  /Су

Температуропроводность возрастает с увеличением теплопроводности рыбы и уменьшением ее плотности и теплоемкости. При замораживании рыбы коэффи­циент температуропроводности сначала уменьшается (до —5° С), а затем уве­личивается (при температурах ниже —5° С).

Электросопротивление — сопротивление мышечной ткани рыбы прохождению через нее электрического тока. Оно зависит от ее вида, состояния, температуры среды, частоты подаваемого электрического тока. Мышечная ткань живой или только что уснувшей рыбы имеет очень высокое электросопротивление. Электро­сопротивление значительно снижается в процессе протекания посмертных изме­нений в рыбе. В результате замораживания и последующего размораживания рыбы значительно снижается ее электросопротивление.

Энтальпия рыбы — это ее теплосодержание. Энтальпию рыбы отсчитывают от ее значения при какой-либо температуре, например —20° С, —.30° или —40° С, принимаемой за нуль. При более высоких температурах энтальпия имеет поло­жительное значение, при более низких — отрицательное. При температуре выше температуры начала замерзания тканевых соков рыбы (криоскопическая темпе­ратура рыбы для технических расчетов принимается равной —1°С, или 272 К) изменение удельной энтальпии А£ (в Дж/кг) можно вычислить по формуле

∆i = Cp/t_H — t_к.