Тепловой расчет размораживания

Физическая картина процесса размораживания не укладывается в рам­ки представления о движении границы раздела фаз. Неравномерность размораживания продукта по объему, непостоянство теплообмена на поверхности продукта — все это приводит к необходимости математи­ческого описания процесса размораживания с еще большими допуще­ниями, чем при замораживании.

Процесс размораживания упрощенно представляют как двухстадий — ный процесс. Первая стадия — отепление продукта от отрицательной начальной температуры до криоскопической. Эта часть задачи реша­ется традиционными методами. Вторую часть Э. Алмаши предложил оценивать на основе метода элементарных тепловых балансов.

В. А. Сенютович, опираясь на представления Э. Алмаши, предло­жил рассматривать температуру и коэффициент теплоотдачи от по­верхности продукта постоянными.

Получено следующее выражение:

Т, R2qp

Где

Апр — теплопроводность продукта до его замораживания, Вт/(м • К);

Со — теплоемкость продукта до его замораживания, ДжДкг • К);

Q*°L — W — о — тепло плавления, Дж/кг;

(6.1)

, с,

И 9

Tn — температура поверхности продукта, °С.

Если принять в качестве средней температуры поверхности тем­пературу поверхности второй стадии tn, то выражение (6.1) упроща­ется:

Т= ,с. (6.2)

Выражение (6.2) не позволяет достаточно точно оценивать длитель­ность размораживания, поскольку в выражение (6.2) вошли величи­ны, являющиеся функцией температуры.

Аналогичное решение получено Г. Д. Кончаковым. Для оценки дли­тельности второй стадии решение принимает вид:

Х=_£±_.Я.( * +1))С. (6.3)

Fc — tKp 2-Xnp а

Это выражение практически не отличается от аналогичной формулы Р. Планка для оценки длительности замораживания продуктов. От­личие состоит лишь в том, что в выражении (6.3) теплопроводность продукта принимается равной теплопроводности незамороженного продукта. Длительность же первой стадии предлагается оценивать как 30% от длительности второй стадии.

Для конкретного вида продукта, например для размораживания го­вяжьего бедра, в выражении (6.3) предлагается ввести множитель 0,57. Учет длительности первой фазы размораживания обеспечивается ко­эффициентом, численно равным 1,3. Таким образом, выражение дли­тельности размораживания приобретает вид:

T = 57-1,3, с. (6.4)

Выражение (6.4) позволяет с достаточной для йрактических целей точностью ±5% оценивать длительность размораживания. Оно при­годно только для частных условий — для оценки длительности размо­раживания говяжьих полутуш. Поэтому на практике длительность размораживания оценивают простыми эмпирическими выражениями, пригодными для каждого конкретного случая размораживания. На­пример, для оценки длительности размораживания блоков и мелких порций мяса в интервале температур от -10 до -0,5 °С предложено выражение (6.5):

Т = ———vn., с, (6.5)

Tc + l 1

Где mj и ге, — постоянные, числовые значения которых в зависимости от Gnp, приведены в табл. 6.1.

Набор таких эмпирических выражений невелик, поэтому приходит­ся опираться в основном на опытные данные, полученные в конкретных условиях. Данное обстоятельство диктует необходимость разработки приемлемых аналитических зависимостей, удовлетворительно Описы­вающих процесс размораживания.

Таблица 6.1 Коэффициенты, учитывающие массу размораживаемого продукта. Продукт (/Гф, КГ «1 Блоки 7 180 4 Порции 1 136 0,8 0,5 85 0,5

Posted in Холодильная техника