Замораживание продукции

В процессе замораживания продукции происходит вымораживание влаги – превращение воды в лед.

Доля вымороженной влаги по отношению ко всей ее массе, содержащейся во влажной продукции, зависит от вида продукции, криоскопической температуры и конечной температуры замороженной продукции.

Для плодов и ягод установлены следующие значения доли вымороженной влаги Замораживание продукции в зависимости от температуры замороженного продукта Замораживание продукции :

Замораживание продукции , ОС

–4

–6

–8

–10

–14

–18

–20

Замораживание продукции

0,47

0,58

0,65

0,69

0,75

0,8

0,81

Удельная теплота замораживания, отводимая от замораживаемых продуктов,

Замораживание продукции , (3.1)

Где Замораживание продукции и Замораживание продукции – удельные теплоемкости продукта до и после замораживания, кДж/(кг. К);

Замораживание продукции И Замораживание продукции – температуры продукта до и после замораживания, ºС;

Замораживание продукции – криоскопическая температура, ºС;

Замораживание продукции – удельная теплота льдообразования, кДж/кг;

Замораживание продукции – начальная влажность продукта, %.

В случае отсутствия необходимых данных расчет выполняют через разность удельных энтальпий

Замораживание продукции , (3.1а)

Где Замораживание продукции и Замораживание продукции – удельные энтальпии продукта, кДж/кг, при температурах Замораживание продукции И Замораживание продукции .

Теплофизические свойства продукции приведены в приложении Б.

Важнейшей характеристикой процесса замораживания является его продолжительность.

В инженерной практике используют расчетную зависимость

Замораживание продукции , (3.2)

Где Замораживание продукции – продолжительность замораживания, с;

Замораживание продукции – плотность продукта, кг/м3;

Замораживание продукции – удельная теплота замораживания, Дж/кг;

Замораживание продукции – средняя температура охлаждающей среды, ºС;

Замораживание продукции и Замораживание продукции – коэффициенты, зависящие от формы и размеров замораживаемого продукта;

Замораживание продукции – теплопроводность замороженного продукта, Вт/(м. К);

Замораживание продукции – термическое сопротивление упаковки продукта, м2.К/Вт.

За определяющий геометрический размер Замораживание продукции принимают для пластин – толщину, для цилиндра и шара – диаметр.

Коэффициенты формы тела:

– пластина неограниченной длины Замораживание продукции = 0,125 и Замораживание продукции = 0,5;

– шар Замораживание продукции = 0,0417 и Замораживание продукции = 0,167.

В случае охлаждения продукта в форме пластины (параллелепипеда) значение коэффициентов Замораживание продукции и Замораживание продукции зависят от соотношений между размерами продукта. Определяющим геометрический размером принимается наименьший размер (наименьшая толщина пластины).

Формула (3.2) получена при условии предварительного охлаждения продукта к началу замораживания до криоскопической температуры во всех его частях. Допускается ее использовать для процессов охлаждения и замораживания с учетом теплоты, отводимой от продукта при охлаждении и замораживании.

Теплопроводность замороженных продуктов Замораживание продукции допустимо принять в зависимости от их вида:

– ягоды – 1,1 Вт/(м К);

– вишня – 1,35 Вт/(м К);

– сливы и абрикосы – 1,7 Вт/(м К);

– говядина, птица – 1,45 Вт/(м К).

Задачи

3.1. Определить продолжительность замораживания мясных полутуш до температуры Замораживание продукции = –15 ºС, в воздушной среде температурой Замораживание продукции = –30 ºС. Начальная температура полутуши Замораживание продукции = 10 ºС.

При расчете принять коэффициент теплоотдачи на поверхности продукта
Замораживание продукции = 20 Вт/(м2 К).

Полутушу рассматривать как пластину, для которой коэффициенты формы Замораживание продукции = 0,1 и Замораживание продукции = 0,35. Расчетную толщину принять равной 0,25 м.

3.2. Тушки птицы, упакованные в пленке, охлаждаются и замораживаются от температуры Замораживание продукции = 5 ºС до температуры Замораживание продукции = –20 ºС в жидком хладоносителе температурой Замораживание продукции = –35 ºС.

Определить требуемое значение коэффициента теплоотдачи на поверхности продукта при заданной продолжительности процесса Замораживание продукции = 1,8 ч.

Тушки птицы считать округлой формы эквивалентным диаметром 0,15 м. Плотность мяса птицы Замораживание продукции = 1 030 кг/м3, криоскопическая температура Замораживание продукции = –1,5 ºС. Толщина полиэтиленовой пленки Замораживание продукции = 0,1 мм.

Контрольная задача 2

Замораживание продукции происходит во взвешенном слое в воздушной среде.

Определить продолжительность замораживания.

Вид продукции принять по табл. 2.1.

Коэффициент теплоотдачи на поверхности продукта Замораживание продукции , температуры продукта до и после замораживания ( Замораживание продукции И Замораживание продукции соответственно) и температуру охлаждающей среды Замораживание продукции принять по таблице 3.1 в зависимости от предпоследней цифры шифра.

Теплоту замораживания определить по уравнению (3.1) и сравнить с расчетным значением по формуле (3.1а).

Таблица 3.1. Исходные данные

Предпоследняя

Цифра шифра

Замораживание продукции ,

Вт/(м2 К)

Замораживание продукции ,

ºС

Замораживание продукции ,

ºС

Замораживание продукции ,

ºС

1

80

15

–15

–25

2

100

18

–18

–30

3

120

20

–20

–30

4

150

22

–15

–25

5

200

25

–18

–25

6

80

15

–20

–30

7

100

18

–15

–25

8

120

20

–18

–30

9

150

22

–20

–30

0

200

25

–15

–25

Ваш отзыв

Рубрика: Теплообмен в производственных процессах

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *