Расчётно-графическое задание № 1. Расчёт продолжительности размораживания рыбы

Цель работы: изучить способы расчёта продолжительности процесса размораживания рыбы.

Задачи:

5. Рассчитать теплофизические характеристики мороженого и размороженного продукта.

6. Рассчитать удельную теплоту, подводимую при размораживании.

7. Провести расчёт продолжительности замораживания по модифицированной формуле Планка и с использованием формул относительной теплоты размораживания.

8. Сравнить полученные результаты и сделать вывод.

Расчёт размораживания ведётся двумя способами: по модифицированной формуле Планка (20) и на основе формул с использованием относительной теплоты размораживания (22 - 25).

, (20)

где q – удельная теплота, подводимая к продукту при размораживании, кДж

q = С_М∙(t_KP – t_Н) + W∙ω₂∙r + C₀∙(t_K – t_KP) (21)

(третье слагаемое используется только тогда, когда после размораживания продукт нагревается до более высокой температуры)

t_Н – начальная температура (хранения мороженого продукта), ºС;

t_K – конечная температура, ºС;

ω₂ – доля вымороженной влаги при начальной температуре (рассчитывают по формуле (9));

r – удельная теплота плавления льда (334 кДж/кг);

С_М – теплоёмкость мороженого продукта при температуре, средней за процесс (от t_K до t_KР), кДж/(кг·К) (см. практическую работу № 4);

α – коэффициент теплоотдачи от среды к продукту, Вт/(м²·К) (при размораживании в воде, в зависимости от наличия циркуляции, его принимают в пределах от 250 до 1000 Вт/(м²·К) в зависимости от наличия и интенсивности циркуляции);

ρ – плотность продукта, кг/м³;

3,6 – коэффициент перевода секунд в часы и килоджоулей в джоули;

1,3 – эмпирический коэффициент;

δ – полная толщина продукта, м;

λ₀ – теплопроводность размороженного продукта [6], Вт/(м·К);

n – коэффициент неравномерности распределения температуры по толщине продукта (от 1 до 3);

- сумма термических сопротивлений упаковки (если продукт размораживается упакованным).

При расчёте размораживания блока рыбы с использованием относительной теплоты размораживания продолжительность процесса, τ, с определяют по формуле

, (22)

где М₀ – начальная масса замороженного продукта, кг;

М_τ – остаток замороженного продукта к моменту времени τ, кг (при размораживании до распада блока М_τ^1/3 = 1…1,3 кг^1/3, при полном размораживании целой рыбы или блока М_τ = 0);

m – темп охлаждения, кг^1/3/с, определяемый по формуле (23)

, (23)

m₀ – темп охлаждения, выбранный для сравнительных условий (t_c = –8 ºC)

При размораживании погружением в неподвижную воду m₀ = 2,9∙10^–6∙t_C^1,25

При размораживании орошением

(24)

G_C – расход воды на 1 блок, кг/с;

- коэффициент формы блока;

F – полная поверхность блока, м²;

V – объём блока, м³;

f – площадь грани блока, на которую подаётся вода.

При паровакуумном размораживании

m₀ = 2,1∙10^–5∙t_C^0,75 (25)

Варианты заданий к РГЗ № 1 приведены в Приложении 5.

Вопросы для самопроверки

1. Напишите формулу для определения полной удельной теплоты, отводимой от рыбы при замораживании и при размораживании.

2. Как определить долю вымороженной воды?

3. Что надо изменить в формуле Планка, чтобы ее применять для расчетов процессов размораживания?

4. Что Вы понимаете под относительной теплотой размораживания?

5. В каком из нижеперечисленных способов ниже скорость размораживания: в погружном, оросительном, паровакуумном? Почему?