10. Основные зависимости и расчетные формулы

При отсутствии справочных сведений для определения тех или иных параметров можно использовать аналитический расчет.

Плотность

Плотность жидкости ρ₂₀, (кг/м³), содержащих сухие вещества (сахарного сиропа, фруктовых соков, молока с сахаром и других) при 20 ^оC:

где В – содержание сухих веществ в жидкости, %.

Плотность соков ρ, (кг/м³), (малинового, вишневого, виноградного, яблочного и ягодного) при содержании сухих веществ 10 – 60 % и температуре 20 – 80 ^оС:

где В – содержание сухих веществ, %;

t – температура продукта, ^оС.

Плотность жидкостей при различных температурах ρ_t, (кг/м³):

где t – температура жидкости, ^оС;

ρ₂₀ - плотность при 20 ^оС, кг/м³.

Плотность сахарного раствора при различных температурах ρ_t, (кг/м³):

где ρ₂₀ – плотность при 20 ^оС, кг/м³;

В – концентрация сахара в растворе, %;

t – температура раствора, ^оС.

Плотность бинарной суспензии ρ_с, (кг/м³):

где - массовая доля твердой фазы в суспензии;

и - плотности твердой и жидкой фаз, кг/м³.

Плотность томатопродуктов ρ, (кг/м³):

где В – содержание сухих веществ в томатопродукте, %;

t – температура продукта, ^оС.

Насыпная плотность зернистого материала ρ_н, (кг/м³)::

где ρ_Т – плотность твердого материала, кг/м³;

ε_о – порозность слоя твердых частиц (относительная доля объема слоя, незанятого твердой фазой). Для свободно насыпанных материалов, состоящих из неоднородных по форме частиц, порозность приближенно равна 0,4.

Динамический коэффициент вязкости

Динамический коэффициент вязкости суспензий μ, (Паּс), с объемным содержанием твердой фазы φ < 10 %

где μ_с – динамический коэффициент вязкости среды, Паּс.

Динамический коэффициент вязкости μ, (Паּс), для суспензий при объемном содержании твердой фазы φ>10 %

где μ_с – динамический коэффициент вязкости среды, Паּс.

Динамический коэффициент вязкости μ₂₀, (Паּс), соков, сиропов и сгущенного молока при 20 ^оС:

где В – содержание сухих веществ, %.

Динамический коэффициент вязкости μ₂₀, (мПаּс)натурального молока при 20 ^оС:

где В – содержание сухих веществ, %.

Динамический коэффициент вязкости μ_t, (мПаּс), натурального молока при температурах отличающихся от 20 ^оС:

где μ₂₀ - динамический коэффициент вязкости натурального молока при 20 ^оС,

мПаּс;

t – рабочая температура, ^оС.

Динамический коэффициент вязкости растворов сахарозы μ, (Паּс), при содержании сухих веществ 15 < В < 65 % и температуре не менее 70 ^оС:

где

Динамический коэффициент вязкости высококонцентрированных растворов сахарозы (утфелей) μ_у, (Паּс), содержащих кристаллы:

где μ_р – динамический коэффициент вязкости межкристального раствора при

рабочей температуре, Паּс;

К_р – содержание кристаллов в утфеле, %;

В – содержание сухих веществ в утфеле, %.

Динамический коэффициент вязкости вина или виноматериала при рабочей температуре μ_t, (мПаּс):

где t – температура определения, ^оС;

R, Y, Z – эмпирические коэффициенты, для некоторых типов вин

приведены в таблице 95

Таблица 95 - Эмпирические коэффициенты для некоторых типов вин

Наименование	R	Y	Z
Белые сухие	0,04637	0,0007889	3,35600
Красные сухие	0,01956	0,0008044	2,65513
Шампанское полусладкое (дегазированное)	0,03620	0,0009250	4,09700
Десертные крепкие	0,00370	0,0013860	4,13170

Динамический коэффициент вязкости растительного масла при рабочей температуре μ_t, (мПаּс):

где t – рабочая температура, ^оС.

Динамический коэффициент вязкости томатопродуктов μ_t, (мПаּс):

где В – содержание сухих веществ в продукте, %;

t –температура продукта, ^оС.

Динамический коэффициент вязкости насыщенного пара μ, (Паּс):

где ρ_п – плотность насыщенного пара, кг/м³.

Теплоемкость

Удельная теплоемкость с, (Дж/кгּК), водных экстрактов из растительного сырья:

где с_с – удельная теплоемкость сухих веществ, Дж/кгּК;

w – содержание воды в продукте, %.

Удельная теплоемкость яблочного сока с, (Дж/кгּК), при температуре 30 < t < 70 ^оС и содержании сухих веществ 8 < В< 42 % выражается зависимостью:

где В – содержание сухих веществ, %;

t – температура продукта, ^оС.

Удельная теплоемкость зерновых продуктов с, (Дж/кгּК):

где w – влажность зерна, %;

Удельная теплоемкость томатопродуктов с, (Дж/кгּК):

где В – содержание сухих веществ, %;

t – температура продукта, ^оС.

Удельная теплоемкость с, (Дж/кгּК), жидких продуктов сахарного производства:

где В – содержание сухих веществ, %;

t – рабочая температура, ^оС;

Д_б – доброкачественность продукта, %.

Удельная теплоемкость с, (Дж/кгּК), карамельной массы в температурном интервале 15 85 ^оС:

где t – температура массы, ^оС.

Удельная теплоемкость теста с, (Дж/кгּК):

где w – влажность теста, %.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности жидкой бинарной смеси λ, (Вт/мּК):

где λ₁ и λ₂ – коэффициенты теплопроводности компонентов смеси, причем

λ₁>λ₂, Вт/мּК;

- массовая доля первого компонента в смеси.

Коэффициент теплопроводности карамельной массы λ, (Вт/мּК), в температурном интервале 15 ÷ 85 ^оС:

где t – температура массы, ^оС.

Коэффициент теплопроводности фруктовых и овощных соков λ, (Вт/м_·К): при 40 < w < 60 %

при 60 < w < 96 %

где w – влажность, %;

t – температура продукта, ^оС.

Коэффициент теплопроводности томатопродуктов λ, (Вт/м_·К):

где В – содержание сухих веществ, %;

t – рабочая температура, ^оС.

Коэффициент теплопроводности λ₂₀, (Вт/м_·К), фруктовых соков, молока с сахаром, сиропов и других жидких сред, содержащих сухие вещества, при 20 ^оС:

где В – содержание сухих веществ, %.

Коэффициент теплопроводности жидких сред при различных температурах λ_t, (Вт/мּК):

где t – рабочая температура, ^оС.

Коэффициент теплопроводности в температурном интервале t = 0÷120 ^оС:

для большинства органических жидкостей λ = 0,12 ÷ 0,25 Вт/мּК,

для воды: λ = 0,55 ÷ 0,68 Вт/мּК;

для продуктов, содержащих значительное количество жира: λ=0,14÷0,17 Вт/мּК.

Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение жидкости σ, (Н/м):

где P_h – постоянная, зависящая от поверхностного натяжения жидкости (ее значение определяется путем суммирования составляющих, приведенных в таблице 96);

ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³;

М – молекулярная масса жидкости, кг/кмоль.

Таблица 96 - Значения констант для различных групп, атомов и связей

Атом, группа или связь	Составляющая 103	Атом, группа или связь	Составляющая 103
C H H(в OH) H(в NH3) O O(в эфирах)	1,60 2,76 1,78 2,22 3,52 9,75	N P C Cl двойная связь тройная связь	3,11 7,20 8,73 9,82 3,40 8,29