Рассчитайте продолжительность замораживания продукта.

Для выполнения расчетов выбираются исходные данные из таблицы 2 согласно варианту.

Таблица 2.

№ варианта	Продукт	Физическая модель	Характер- ный размер, 2 l, м	Температура продукта, конечная, tк, ^0C	Температура охлаждаю- щей среды, tс, ^0С	Температура продукта, начальная, tн, ^0С	Вид охлаждающей среды	Масса продукта, G, кг
	Говядина	Пластина	0,02	-9	-20		Воздух
	Рыба	Сфера	0,06	-11	-21		Воздух
	Яблоко	Цилиндр	0,09	-20	-35		Воздух
	Говядина	Цилиндр	0,07	-10	-19		Воздух
	Помидор	Сфера	0,06	-17	-29		Воздух
	Клубника	Сфера	0,03	-22	-37		Воздух
	Морковь	Цилиндр	0,05	-15	-22		Воздух
	Свинина	Цилиндр	0,06	-18	-23		Воздух
	Картофель	Пластина	0,09	-13	-20		Воздух
	Птица	Сфера	0,08	-18	-30		Воздух

1) Определите значение критерия Био:

l – половина характерного размера продукта, м

a - коэффициент теплоотдачи от продукта к охлаждающей среде, Вт/м² * К, равен» 210 Вт / м² * К,

l_охл – коэффициент теплопроводности охлажденного продукта, Вт/м*К (выбирается из таблицы 3 для данного продукта, выше t_кр);

2) Рассчитайте безразмерную температуру для режима охлаждения до момента достижения криоскопической температуры на поверхности продукта;

t_кр – криоскопическая температура продукта, ⁰С (выбирается из таблицы 3 для данного продукта);

t_с – температура охлаждающей среды, ⁰С,

t_н – начальная температура продукта, ⁰С.

3) По номограмме для полученных расчетом Bi и q_п на поверхности продукта, с учетом конкретной физической моделью (цилиндр, шар или пластина) определите критерий F₀^охл .

4) Рассчитайте продолжительность процесса охлаждения:

[ч], [c]

а _охл – коэффициент температуропроводности охлажденного продукта, м²/ч или м²/с, определяется по формуле:

где С_охл, ρ_охл – удельная теплоемкость и плотность для данного продукта соответственно, выбираются из таблицы 3. Значения берутся выше t_кр.

5) По формуле Планка рассчитывают длительность процесса замораживания:

[ч], [с]

- плотность замороженного продукта, берется из таблицы 2.3.

А_ф – коэффициент формы (А_ф = 1 для неограниченной пластины, А_ф = 0,5 для цилиндра, А_ф = 0,33 для шара);

q_зам – удельная теплота замораживания продукта, определяемая по формуле:

[кЖж/кг]

W – влагосодержание продукта в долях единицы (выбирается из таблицы 3; r = 335 кДж/кг – удельная теплота замерзания 1 кг воды;

ω – количество вымороженной воды, определяемая по формуле:

t_к – конечная температура, берется по абсолютной величине, т.е. со знаком «+».

6) Рассчитайте критерий Био для замороженного продукта:

где берется из таблицы 3 ниже t_кр (т.к. идет процесс замораживания).

7) Определите безразмерную температуру в центре продукта по его абсолютной конечной величине заданной температуры

8) По номограмме для найденных Bi_зами q_ц в центре продукта с учетом конкретной физической модели (шара, цилиндра или пластины) найдите значение F₀.

 

 

9) Рассчитайте продолжительность третьего периода процесса замораживания:

[ч], [с]

где а _зам – коэффициент температуропроводности замороженного продукта, м²/ч или м²/с, определяется по формуле:

где С_зам, ρ_зам – удельная теплоемкость и плотность для данного продукта соответственно, выбираются из таблицы 3. Значения берутся ниже t_кр.

 

10) Определите полную длительность процесса:

[ч], [c]

11) Рассчитайте количество теплоты, отведенное от продукта по формуле:

[кДж]

G_пр – масса продукта, кг.

 

Таблица 3 Теплофизические характеристики пищевых продуктов

Наименование Продукта	Влагосо- держание W, %	Криоско- пическая температура tкр, ^0С	Плотность ρ, кг/м^3	Теплоемкость, С [кДж/(кг*К)] при температуре	Коэффициент теплопроводности, λ, [Вт/(м*К)] при температуре
ниже tкр	выше tкр	ниже tкр	выше tкр
Говядина	62 - 80	-1,7	960 - 1070	1,59 - 1,8	2,93 - 3,52	0,94 - 1,53	0,48 - 0,5
Свинина	48 - 55	-1,7	900 - 1030	1,3 - 1,34	2,01 - 2,26	0,77 - 1,39	0,46 - 0,49
Птица	69 - 74	-1,8	980 - 1070	1,68 - 1,88	3,18 - 3,3	1,5	0,41 - 0,51
Рыба	62 - 82	-2,2	950 - 1070	1,26 - 1,84	2,76 - 3,6	0,81 - 1,16	0,35 - 0,56
Картофель		-1,2	920 - 1020	1,68 - 1,8	3,43 - 3,68	1,09	0,58
Томаты	94 - 95	-0,9	940 - 1064	2,05 - 2,09	3,98 - 4,05	2,16	0,51 - 0,57
Яблоки	84,1	-1,5	804 - 889	1,88	3,64 - 3,85	1,45	0,49 - 0,6
Клубника	89,9	-0,9	840 - 900	1,75	3,85	1,1	0,48
Морковь	78 - 89	-1,6	970 - 1035	1,93	3,77	1,3	0,46

 

4. Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Что такое замораживание? Для достижения каких целей прибегают к замораживанию?

2. Чем отличается замороженный продукт от охлажденного?

3. Как в холодильной технологии называют воду, перешедшую в твердое состояние?

4. Что оказывает влияние на качество замороженных продуктов?

5. От чего зависит характер кристаллообразования?

6. От чего зависит скорость замораживания? Как делится замораживание по скорости?

7. Назовите теории, объясняющие повреждение тканей при замораживании.

8. Как определить количество вымороженной воды?

9. Как по формуле Планка рассчитать продолжительность замораживания?

10. Как рассчитать количество теплоты, отводимое от продукта?

ГОБУ СПО ВО

Россошанский колледж мясной и молочной промышленности

Дисциплина «Технология холодильной обработки продукции»

Специальность: 151022