Тамақ өнімдерін мұздату үрдісіндегі жылу физикалық параметрлерінің өзгеруі

Криоскопиялық температурадан төмен температурада биологиялық жүйеде мұздатылған су өнімнің жылу физикалық қасиеттерінің өзгерісі болады. Мұздату кезінде өнімнің жылу физикалық қасиеттерінің өзгеруінің негізгі себептері судың мұзға айналуы болып табылады.

Мұздату кезіндегі өнімнің толық меншікті жылу сиымдылығы жылудың фазаға айналуы болып табылады. Оның шамасы өнімнің бастапқы криоскопиялық температурасы кезінде жоғары болады да, температура төмендегенде азаяды.

Мұздату үрдесінің жылулық есептеулерінде мұздатылған өнімдердің шартты жылу сиымдылығын есептегенде қолданады:

Шартты меншікті жылу сиымдылық Дж/ (кг·К)

С_м = C_с ∙ (1-W) + С_мұз ∙ W ∙ ω + C_су ∙ W ∙ (1 - ω) (7.6)

мұндағы: С_с –құрғақ заттардың меншікті жылу сиымдылығы,

Дж/ (кг·К), (жануар текті шикізаттардан жасалған өнімдер үшін 1,34-1,68 кДж/ (кг·К); өсімдік текті шикізаттардан жасалған өнімдер үшін 0,9 кДж/ (кг·К))

С_мұз- мұздың меншікті жылу сиымдылығы - 2,12 кДж/ (кг·К);

С_су- судың меншікті жылу сиымдылығы - 4,24 кДж/ (кг·К);

W- өнімдегі судың массалық мөлшері, %;

ω- мұздатылған судың салыстырмалы мөлшері.

Формуланы түрлендіріп, С_мұз, С_су мәндерін орнына қойып төмендегі теңдеуді алуға болады:

С_м= C_ө - 2,12 ∙ W ∙ ω (7.7)

мұндағы: С_ө- мұздатылған өнімнің меншікті жылу сиымдылығы,

кДж/ (кг·К).

Мұздатылған өнімнің толық меншікті жылу сиымдылығы келесі теңдеумен анықталынады:

С_ω = C_м + q_ω (7.8)

мұндағы: С_м- мұздатылған өнімнің меншікті жылу сиымдылығы,

кДж/ (кг·К);

q_ω- 1⁰С температураның өзгеруі кезінде өнімнің бірлік салмағының мұзға айналуға кететін жылуы, кДж/ (кг·К)

1⁰С температурасы кезіндегі бір бірлік өнім үшін мұзға айналуға кететін жылуды төмендегі формуламен анықтайды:

q_ω = (ω₂ - ω₁) ∙ W ∙ r_мұз (7.9)

мұндағы: (ω₂-ω₁) -1⁰С температурасы өзгеру кезіндегі мұздатылған судың салыстырмалы мөлшерінің айырымы;

W- өнімдегі судың массалық мөлшері, %;

r_мұз- мұзға айналуына кететін меншікті жылу, 0⁰С температурада r_мұз = 335 кДж/ (кг·К).

Криоскопиялық температурада С_ω және C_м мәндердің айырмашылығы ең жоғарғы шегіне жетеді, ал С_м = C_о болған жағдайда q_ω сандық мәні өте көп болады. Судың қатуы аяқталған кезде С_ω = C_м = q_ω мәндері тең болады.

Криоскопиялық температурадан төмен жағдайда өнімдердің толық меншікті жылу сиымдылығын есептеу үшін төменгі эмпириялық формуланы пайдалануға болады:

С_ω= n - (7.10)

мұндағы: n және m – өнімнің тұрақты жылусиымдылық;

t - мұздатылған өнімнің толық жылу сиымдылығымен анықталатын температура, ⁰С.

Мұздату үрдісінде кейбір өнімдердің жылуөткізгіштік коэффициентерін есептеу үшін келесі теңдеумен анықтауға болады:

λ= (7.11)

мұндағы: n₁ және m₁ - өнімнің тұрақты жылуөткізгіштігі.

Төменгі температура кезінде өнімнің жылу өткізгіштігінің жоғарылауы мұзға айналу процесі аяқталған кезде тоқтайды.

Мұздату кезіндегі өнімнің тығыздығы судың шамасына байланысты болады: оның шамасы көп болған сайын тығыздығы, азая түседі. Бұл судың мұзға айналуымен түсіндіріледі. Тамақ құрамындағы судың мұзға айналу кезінде тығыздықтың өзгерісі 5-8% аспайды.

Өнімнің жылу өткізгіштік коэффициенті температура төмендеген сайын өседі және мұзға айналу процесі біткен кезде оның шамасы үлкен мәнге ие болады. Температура өткізгіштік коэффициенті келесі формуламен есептеледі:

а_m = (7.12)

мұндағы: λ _m –мұздатылған өнімнің жылу өткізгіштік коэффициенті;

C _m- мұздатылған өнімнің есептелген меншікті жылу сиымдылығы, кДж/ (кг·К)

ρ _m- мұздатылған өнімнің тығыздығы, кг/м³

ω- берілген температурадағы өнімнен шыққан судың салыстырмалы мөлшері.

Өнімдердегі судың мөлшері ұлғайған сайын өткізгіштік коэффиценті соғұрлым жоғары болады.

Дата добавления: 2015-10-23