Задание № 2

Подобрать оборудование и рассчитать его количество при производстве продукции по условиям задания (из расчета на одну смену):

1.1.б. Выработано 5 туб консервов “Сардинелла натуральная с добавлением масла” в банке № 3.

1.1.в. Для разделки на тушку поступило 5000 кг скумбрии.

1.2.б. Выработано 7 туб консервов “Треска обжаренная, в масле”.

1.2.в. На операцию бланширования поступило 2 тысячи банок №3 с уложенной в них сардиной для получения консервов “Сардина бланшированная, в масле”.

Практическое занятие № 3

Определение теплофизических параметров мороженой продукции

Решение задач по определению различных параметров, изменяющихся в процессе охлаждения, замораживания и холодильного хранения продукции животного происхождения невозможно без знания теплотехнических свойств этих продуктов.

Первым и главным из этих свойств является удельная теплоемкость сырья. Однако при тепловых (холодильных) расчетах пользуются величиной условной теплоемкости, вычисляемой по формуле:

с_м = с_л W + с_c (1-W)+с_в W(1- ), кДЖ/(кг^.К) (3.1)

где с_л - теплоемкость льда, кДж/(кг^.К);

с_с - теплоемкость сухих веществ, зависящая от температуры замораживания, кДж/(кг^.К).

с_с = с^_с + 0,02 t, (3.2)

где с^_с - теплоемкость продукта до начала его замораживания, кДж/(кг^.К);

t - температура продукта без учета знака “минус”.

с_в - теплоемкость воды, кДж/(кг^.К);

W - начальное количество влаги в продукте, доли единицы;

 - количество вымороженной влаги, доли единицы.

 = 1,105/1+ 0,31/ lg t + (1- t_кр ), (3.3)

здесь температура в С без знака «минус».

При отрицательных температурах часть воды превращается в лед, поэтому удельную теплоемкость мороженой рыбы можно вычислить по формуле:

с_м = с_о – 2,1W , (3.4)

где с₀ – удельная теплоемкость продукта при криоскопической температуре, кДж/(кг^.К)

Полная удельная теплоемкость продукта определяется по формуле:

с_з = с_м + r_ , (3.5)

где r_ - теплота льдообразования единицы массы продукта при изменении температуры на 1С, кДж/(кг^.К)

r_ = (₂ - ₁)Wr_л , (3.6)

где ₂ - ₁ - разность относительных количеств вымороженой воды при

сотвествующем изменении температуры, доли единицы,

r_л - удельная теплота льдообразования, кДж/кг.

r_л = 335 + 2,12t, (3.7)

где t - температура льда, К.

Следующим немаловажным свойством продукта является его теплопроводность. Для мороженного продукта она определяется по формуле:

,Вт/(м^.К) (3.8)

где ₀ – теплопроводность продукта при криоскопической температуре, Вт/(м^. К), которую также можно рассчитать по формуле:

, Вт/(м^. К) (3.9)

где Q – количество передаваемой теплоты, кДж;

- линейный размер, м;

F – площадь поверхности, м² ;

 - время, с.;

t – разность температур, К.

t, t_кр - соответственно температура мороженого продукта и криоскопическая, К.

Невозможно производить многие тепловые расчеты без знания коэффициента температуропроводности и формулы по которой его можно вычислить:

a = , м²/с (3.10)

где _м - теплопроводность мороженого продукта, Вт/(м К);

с_м - теплоемкость мороженого продукта, Дж/(кг К);

 - плотность продукта, кг/м³.

Особенное значение в тепловых расчетах имеет приведенный коэффициент теплоотдачи, который складывается из суммы всех коэффициентов теплоотдачи:

_пр = _к+_р +_н (3.11)

где _к - конвективный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м² К);

_р - радиоционный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м² К);

_п - коэффициент теплоотдачи поверхности испарения, Вт/(м² К).

Конвективный коэффициент теплоотдачи можно найти из выражения:

Nu =

_к = ,Вт/(м² к) (3.12)

где Nu - число Нуссельта, равное:

Nu = 0,33Re^0,58 (3.13)

где Re - число Рейнольдса для воздушного охлаждения определяемая по формуле

Re = (3.14)

где _в - скорость движения воздуха в камере м/с;

_в - теплопроводность воздуха, Вт/(м К);

_в - кинематическая вязкость воздуха, м²/с ;

 - толщина замораживаемого продукта, м.

Число Рейнольдса для условий охлаждения рыбы в бункерах с порозностью слоя (в воде)  можно записать в виде:

Re = (3.15)

где _ф - скорость подачи воды в бункер и равен 0,1 м/с;

 - порозность слоя рыбы равен 0,5;

_s - кинематическая вязкость воды, м² /с.

Радиационный коэффициент тепла определяется по формуле:

_р = 3,78^. , Вт/(м² К) (3.16)

где  - коэффициент, зависящий от температурного режима работы камеры охлаждения:

 = , (3.17)

где Т_n и Т_б - температура, соответственно, поверхности продукта и охлаждающих батарей, К;

t_n и t_б - температура, соответственно, поверхности продукта и охлаждающих батарей, К.

t_б = t₀ +3, К

где t₀ - температура кипения холодильного агента, К.

В некоторых тепловых расчетах необходимо уметь определять критерий Био (Bi). Его определяют по формулам:

Вi = или Bi = (3.18)

где ₁ - коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к теплоотводящей среде, Вт/(м² К);

_м - теплопроводность мороженого продукта, Вт/(м К);

- кратчайшее расстояние от поверхности до центра продукта, м;

R_v - эквивалентная толщина продукта, м

R_v = d_э /6 (3.19)

где d_э - эквивалентный диаметр продукта, м.

d_э = (3.20)

где V_p - объем поверхности продукта, м³ ;

F_p - площадь наружной поверхности продукта, м²

F_p = 0,44 (3.21)

где L_p - длина рыбы, м

V_p = m_p ^. , м³ (3.22)

где m_p - масса рыбы, кг.

В некоторых тепловых расчетах необходимо знать и уметь определить критерий Кондратьева, который определяется по формуле:

K_п = (3.23)

Задание № 3

1.1. 800 кг вишни заморозили до - 10С. определить ее удельную теплоемкость (полную).

1.2. 1000 кг рыбы заморозили до - 20С. Определить ее удельную теплоемкость (полную).

1.3. Определить конвективный коэффициент теплоотдачи от рыбы толщиной 0,10 м если ее охлаждают в камере при температуре воздуха - 8С и скорости его движения 2 м/с.

1.4. Определить конвективный коэффициент теплоотдачи от полутушки мяса (=0,25м) при ее охлаждении в камере с воздухом - 5С, который перемещается со скоростью 1,2 м/с.

1.5. Необходимо определить температуропроводность продукта (1.1), если его ₀ =0,52 Вт/(м К), плотность 1020 кг/м³ .

1.6. Необходимо определить температуропроводность продукта (задача 1,2), если его ₀ =0,47 Вт/(м К).

1.7. Рассчитайте коэффициент Bi по результатам решения задач 1.3. и 1.5.

1.8. Рассчитайте коэффициент Bi по результатам решения задач 1.4. и 1.6.