Требования к оформлению. Расчетно-графического задания. Методические указания к выполнению. Расчетно-графического задания. Методические указания к выполнению расчетно-графического задания № 1: «расчет продолжительности охлаждения пищевого сырья различными

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Расчетно-графическое задание оформляется на листах формата А4, содержащих текстовый штамп. Расчетно-графическое задание включает титульный лист, содержание, краткие теоретические сведения по теме РГЗ, условие задания и решение, завершает РГЗ список использованной студентом литературы. Пример оформления титульного листа и содержания РГЗ приведен в Приложении 1.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Методические указания к выполнению расчетно-графического задания № 1: «Расчет продолжительности охлаждения пищевого сырья различными методами»

Цель работы: научиться самостоятельно определять продолжительность охлаждения, температурное поле в процессе охлаждения и расход холода на охлаждение различными методами (методом сеток, номографическим методом).

Задачи работы:

- определить теплофизические характеристики пищевого сырья в процессе охлаждения;

- определить продолжительность охлаждения;

- построить график изменения температуры по толщине продукта через определенные промежутки времени.

Пример: рассчитать продолжительность охлаждения путассу (L=2,5 см; t_нач.=17 ºС, t_{конеч.в центре}=1 ºС, плотность рыбы 1180 кг/м³, W= 82 % = 0,82) водным льдом (α = 250 Вт/(м²·К)).

 

1. Расчет теплофизических характеристик продукта в процессе охлаждения

 

Теплоемкость рыбы, с, Дж/(кг·К), в процессе охлаждения можно рассчитать по формуле

 

                               ,                                          (1)

 

где - теплоемкость воды, составляет 4,19 кДж/(кг·К);

 - теплоемкость сухих веществ пищевого сырья, составляет от 1,22 до 1,42 кДж/(кг·К).

 

Тогда теплоемкость путассу составит по формуле (1)

 

 кДж/(кг·К).

 

Коэффициент теплопроводности , Вт/(м·К), может быть рассчитан по формуле

                                  

                               ,                                         (2)

 

где - коэффициент теплопроводности воды, составляет 0,55 Вт/(м · К);

 - коэффициент теплопроводности сухих веществ пищевого сырья, составляет от 0,22 до 0,26 Вт/(м·К).

 

Тогда коэффициент теплопроводности путассу составит по формуле (2)

 

 Вт/(м·К).

 

Коэффициент температуропроводности , м²/с, можно определить по формуле

 

                                         ,                                                  (3)

 

где - плотность пищевого сырья, кг/м³.

Тогда коэффициент температуропроводности путассу составит по формуле (3)

 м²/с.

 

2. Определение коэффициента теплоотдачи от охлаждающей среды к продукту

 

При охлаждении рыбы водным льдом можем принять значение коэффициента теплоотдачи , Вт/(м²·К), [1] из интервала от 100 до 500 Вт/(м²·К), причем значение  тем больше, чем мельче кусочки льда и полнее контакт продукта со льдом (обеспечивается соотношением по массе продукт : лед от 1:1). Поскольку в условии задачи не конкретизированы данные условия, примем самостоятельно значение равным 250 Вт/(м²·К), что соответствует мелкодробленому льду при использовании массы льда 100 % от массы рыбы.

 

3. Наиболее приемлемым для данной задачи является номографический метод расчета продолжительности охлаждения.

Рассчитаем значение критерия безразмерной температуры:

 

                       ,                                                 (4)

 

где ,  - начальная и конечная температуры пищевого сырья в процессе охлаждения соответственно, ºС;

   - температура охлаждающей среды, ºС.

 

Рассчитаем значение безразмерного критерия Био:

 

                                ,                                  (5)

где  - коэффициент теплоотдачи от охлаждающей среды к продукту, сырью, определен в п. 2 расчетно-графического задания, Вт/(м²·К), составил для используемого водного льда 250 Вт/(м²·К);

 - характерный геометрический параметр охлаждаемого сырья, м (радиус – для сырья и продуктов, по форме приближающихся к шару или цилиндру, или половина толщины – для сырья и продуктов, по форме приближающихся к пластине).

     

По номограмме [3, стр. 24] для цилиндра (путассу) значение безразмерного критерия Фурье составит 0,73.

Рассчитаем теперь продолжительность процесса, используя формулу для расчета численного значения критерия Фурье:

 

               814,7 с = 0,22 ч,    (6)

где - безразмерный тепловой критерий Фурье;

   - продолжительность процесса охлаждения, с.

 

Литература:

1. Ершов А.М. Практикум по основам проектирования предприятий рыбной промышленности, Мурманск.: МГТУ. – 1994. – 143 с.

2. Гинзбург, А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов / А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская - М.: Агропромиздат, 1990. – 286 с. С

3. Семенов, Б.Н. Охлаждение и замораживание растительного сырья: в 2-х ч. Ч. 1. Охлаждение / Б.Н. Семенов, А.М. Ершов, А.Б. Одинцов, Н.Н. Рулев. – Мурманск: МГТУ, 2000. – 75 с.

4. Семенов, Б.Н. Научные основы производства продуктов питания / Б.Н. Семенов, А.М. Ершов. - Мурманск: МГТУ, 1996. – 150 с.

5. Семенов, Б.Н. Технология производства продукции из животного сырья: в 2-х ч. Ч. 2. Подмораживание и замораживание / Б.Н. Семенов, А.М. Ершов, Н.Н. Рулев. - Мурманск: МГТУ, 1999. – 159 с.