Ход работы:

1. Изучите методические указания

2. Произведите расчеты, пользуясь данными таблицы 1, согласно своему варианту:

1) доли вымороженной воды ω в продукте при заданной температуре

где t_кр - криоскопическая температура

t_кон -конечная температура замораживания

2) теплопроводности λ продукта при заданной температуре

Когда в продуктах не происходит льдообразование, то теплопроводность продукта мало изменяется и в расчетах принимается величиной постоянной. При понижении температуры с льдообразованием в продукте теплопроводность увеличивается. В этом случае теплопроводность замораживаемого продукта зависит от количества вымороженной воды. В конкретных расчетах чаще всего используют выражение, известное как формула Эйкена:

где λ_н – теплопроводность незамороженной фазы Вт/м·К, λ_з – теплопроводность полностью замороженного продукта Вт/м·К, ω – доля вымороженной воды,

3) теплоемкости с продукта при заданной температуре

Если считать, что пищевые продукты - двухкомпонентные смеси, содержащие w частей воды и (1- w) частей сухих веществ, с соответствующими массовыми удельными теплоемкостями воды с_w и сухих веществ с_с, то теплоемкость продукта до начала льдообразования с_о:

с_о= с_w· w+ с_с(1- w)

Удельная теплоемкость воды с_w = 4,19 кДж/кг·К

Поскольку при отрицательных температурах часть воды в продукте превращается в лед, то теплоемкость мороженого продукта с_м:

с_м= с_о - 2,1·w ,

где с_о – теплоемкость до начала льдообразования, кДж/кг·К;

w – части воды в продукте (влажность), кг/кг

- доля вымороженной воды в продукте.

4) температуропроводности а продукта при заданной температуре

а_м = λ /(с_м · ρ_з)

Необходимые для расчетов значения взять из таблицы 2.

Таблица 1

№ варианта	Вид продукта	Температура tкон, ºС
1	Говядина	-3
2	Свинина	-5
3	Рыба	-7
4	Персики	-10
5	Картофель	-11
6	Томаты	-12
7	Морковь	-15
8	Вишня	-17
9	Птица	-18
10	Клубника	-20

Таблица 2

№ варианта	Вид продукта	λн, Вт/м·К	λз, Вт/м·К	w	сс, кДж/кг·К	ρ0, кг/м3	ρ3, кг/м3	tкр, ºС
1	Говядина	0,45	1,09	0,74	1,38-1,68	1050	980	-1,7
2	Свинина	0,37	0,72	0,79	1,38-1,68	1000	935	-1,7
3	Рыба	0,53	1,19	0,8	1,38-1,68	1000	950	-2,2
4	Персики	0,52	1,34	0,9	0,71-1,36	1010	950	-1
5	Картофель	0,48	1,09	0,79	0,71-1,36	1030	1000	-1,2
6	Томаты	0,6	1,4	0,94	0,71-1,36	1000	940	-0,9
7	Морковь	0,62	1,1	0,88	0,71-1,36	1030	990	-1,6
8	Вишня	0,52	1,34	0,97	0,71-1,36	1020	990	-1
9	Птица	0,41	1,3	0,84	1,38-1,68	1050	1000	-1,8
10	Клубника	0,48	1,11	0,95	0,71-1,36	900	840	-0,9

Результаты расчетов оформить в виде таблицы 3

Таблица 3

№ варианта	Вид продукта	Температура, ºС	Доля вымороженной воды ω	Коэф. теплопроводности λ, Вт/м·К	Коэф. теплоемкости со, кДж/кг·К	Коэф. теплоемкости см, кДж/кг·К	Коэф. температу-ропроводности ам

3. Рассчитайте удельную теплоту дыхания плодов q при заданной температуре, если известно количество выделяемого СО₂ в процессе дыхания при определенной температуре, пользуясь данными таблицы 4, согласно своему варианту. Теплоту дыхания можно рассчитать по интенсивности выделения диоксида углерода плодами и овощами. Для расчетов можно пользоваться уравнением:

q = 3 q'

где q — удельная теплота дыхания, Вт/т; q' — количество диоксида углерода, выделяемого 1 кг сырья в течение 1 ч, мг.

Дыхание — процесс окисления, главным образом углеводов. Интенсивность его растет с увеличением температуры по следующему соотношению:

q = q_оe^bt,

где q_о — теплота дыхания при 0 °С, Вт/т; b — температурный коэффициент скорости дыхания, 1/°С, е ≈ 2,718281828459045. При решении составьте систему уравнений, из которой выразите b.

q₁ = q_оe^bt1

q₂ = q_оe^bt2

Таблица 4

№ варианта	Температура t,ºС	Температура t1,ºС	Температура t2,ºС	Выделение СО2, в результате дыхания при температуре t1 q1, мг СО2/(кг·ч)	Выделение СО2, в результате дыхания при температуре t2 q2, мг СО2/(кг·ч)	Количество теплоты, выделяемое при образовании 1 мг СО2 q0, Дж
1	5	3	17	5,2	31	10,8
2	10	6	18	8,2	34	10,8
3	15	3	17	5,2	31	10,8
4	20	6	18	8,2	34	10,8
5	5	3	16	5,8	28	10,8
6	10	4	19	6,8	36	10,8
7	15	3	16	5,8	28	10,8
8	20	4	19	6,8	36	10,8
9	5	6	18	8,2	34	10,8
10	5	4	19	6,8	36	10,8

Результаты оформите в виде таблицы 5

Таблица 5

№ варианта	Температурный коэффициент скорости дыхания b, 1/°С	Теплота дыхания q, Вт/т