Из двух способов перехода продукта в замороженное состояние, первый самозамораживание, второй предварительное замораживание, предпочтительно предварительно заморозить продукт.
Самозамораживание в вакууме подходит не для всех видов продуктов, например, у мяса в процессе самозамораживания образуется поверхностная корка, которая препятствует замораживанию и, кроме того, этот процесс очень длителен и дорог.
Расход тепла на замораживание продукта
где - начальная масса сырого продукта;
- теплоёмкость продукта в замороженном состоянии;
- теплоёмкость продукта при температуре выше криоскопической:
- начальная температура продукт;
- криоскопическая температура продукта;
- конечная температура охлаждения продукта;
- начальная относительная влажность продукта;
- скрытая теплота плавления.
, кг | , | , | , К | , К | ,K | , кДж | , | |
Мясо говяжье | 21 ■- | 1,76 | 3,25 | 293,16 | 272,16 | 253,16 | 3043 | 56 |
Яйца диетические | 18 | 1,68 | 3,18 | 293,16 | 272,63 | 2510 | 56 | |
Гриб белый (ломтики) | 35 | 1,76 | 3,85 | 293,16 | 271,16 | 6081 | 67 | |
Картофель (пюре) | 19 | 1,76 | 3,35 | 293,16 | 272,16 | 2788 | 58 |
|
|
Количество тепла, которое необходимо отвести от продукта, можно также определить по разности энтальпий продукта при начальной и конечной температурах
, кДж
где - начальная масса сырого продукта;
, - энтальпий продукта при начальной и конечной температурах.
Для увязывания графиков работы сублиматоров и для наилучшей загрузки морозильных устройств необходимо знать продолжительность предварительного замораживания высушиваемого материала различной формы. Продолжительность замораживания продукта любой формы может быть определена по уравнению Планка.
,
Где - полное количество тепла, отводимое от 1 кг продукта при доведении его до температуры замерзания, а также при замораживании до конечной температуры ;
- температура охлаждающей среды;
- коэффициент теплопроводности замороженного продукта;
- коэффициент теплоотдачи от продукта к охлаждающей среде, ;
- плотность сырого материала;
- высота пласта нарезки замораживаемого продукта принимается 12 мм, как рекомендуемая.
, | , | , | , К | , К | , ч | , | , | |
Мясо говяжье | 14,49 ■- | 985 | 3,25 | 243,16 | 253,16 | 1,88 | 0,135 | 126-252 |
Яйца диетические | 139,4 | 1045 | 3,18 | 2,16 | 0,115 | |||
Гриб белый (ломтики) | 17,37 | 400 | 3,85 | 2,48 | 0,098 | |||
Картофель (пюре) | 146,7 | 1050 | 3,35 | 2,04 | 0,102 |
R и P - коэффициенты, зависящие от формы и относительных размеров тела. Для прямоугольных плит, характерных для сушильных камер (противни в сублиматоре) коэффициенты R и Р зависят от соотношения сторон плиты, где l - длина b-ширина h-толщина плиты
|
|
l/h | b/h | Р | R | l/h | b/h | Р | R |
1 | 1 | 0,1667 | 0,0417 | 4,5 | 1,0 | 0,2250 | 0,0580 |
1,5 | 1 | 0,1875 | 0,0491 | 4,5 | 3,0 | 0,3215 | 0,0902 |
2,0 | 1,5 | 0,2308 | 0,0656 | 5,0 | 2,0 | 0,2941 | 0,0827 |
2,0 | 2,0 | 0,2500 | 0,0719 | 5,0 | 5,0 | 0,3570 | 0,0982 |
2,5 | 1,0 | 0, 2083 | 0,0545 | 6,0 | 1,0 | 0,2308 | 0,0592 |
2,5 | 2,0 | 0,2632 | 0,0751 | 6,0 | 2,0 | 0,3000 | 0,0839 |
3,0 | 2,0 | 0,2727 | 0,0776 | 8,0 | 1,0 | 0,2353 | 0,0599 |
3,0 | 3,0 | 0,3000 | 0,0849 | 8,0 | 2,0 | 0,3077 | 0,0851 |
3,5 | 1,0 | 0,2186 | 0,0567 | 8,0 | 4,0 | 0,3200 | 0,1012 |
4,0 | 2,0 | 0,2857 | 0,0808 | 10,0 | 2,0 | 0,3125 | 0,0865 |
4,0 | 3,0 | 0,3156 | 0,0887 | 10,0 | 5,0 | 0,3846 | 0,1037 |
4,0 | 4,0 | 0,3333 | 0,0929 | - | - | 0,5 | 0,125 |