1. Построение и анализ экспериментальной температурной кривой замораживания трески атлантической

Результаты эксперимента представляют в табличном виде (таб. 5).

Таблица 5 – Температура в геометрическом центре трески атлантической б/г потрошеной в процессе замораживания

, с	0	120	300	420	600	1500	2400	3300	3420	3600	3900	4200
, °С	15,0	8,0	3,0	-1,0	-1,2	-2,5	-3,1	-4,0	-6,0	-11,5	-14,7	-18,0

По данным таблицы 5 строят температурную кривую замораживания, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6 – Экспериментальная температурная кривая замораживания трески атлантической б/г потрошеной

На температурной кривой замораживания трески атлантической б/г потрошеной контактным способом выделяются три основных периода замораживания: 1- от начальной температуры 15 ºС до криоскопической – минус 1 ºС, длительность которого составила 7 минут или 4200 с; 2-ой период –кристаллизации воды в составе тканей рыбы, который протекает при температуре, близкой к криоскопической (от минус 1 ºС до минус 5 ºС), и длится 49 мин; 3-й период – переохлаждения замороженной рыбы до температуры минус 18 ºС, длительность этого периода составила 14 минут.

2. Расчет теплофизических характеристик продукта в процессе замораживания

Рассчитывают теплофизические характеристики атлантической трески – удельную теплоемкость и коэффициент теплопроводности, используя формулы (8) и (13) соответственно:

кДж/(кг·К);

Вт/(м·К).

Для более точного расчета ТФХ замороженной трески следует применить эмпирические формулы, однако сначала необходимо рассчитать среднюю за процесс и среднеконечную температуру трески по формулам (17) и (16) соответственно.

Среднеконечная температура трески при замораживании составит

ºС.

Средняя за процесс температура составит

ºС.

Тогда удельная теплоемкость замороженной трески составит по формуле (12)

кДж/(кг·К).

Коэффициент теплопроводности замороженной атлантической трески составит по формуле (15)

Вт/(м·К).

Количество вымороженной воды рассчитывают по формуле (11), оно составит

.

3. Расчет экспериментального значения коэффициента теплоотдачи от охлаждающей среды к рыбе

Для расчета используют формулу Планка (25), (26) или (27) в зависимости от формы замораживаемого объекта. Поскольку форма блока замораживаемой трески приближается к пластине, то целесообразно применить для расчета формулу (26) – для расчета продолжительности замораживания тела в форме пластины.

После преобразований формулы Планка, коэффициент теплоотдачи , Вт/(м²К), можно рассчитать по формуле

, (44)

где - коэффициент теплопроводности замороженной трески, рассчитан в п 2, и составляет 1,10 Вт/(м·К);

- плотность трески, составляет 1120 кг/м³;

- половина толщины блока замораживаемой трески, м (составляет 0,015/2= 0,0075 м - половину толщины лабораторного противня из пищевого алюминия для замораживания трески);

- продолжительность процесса замораживания атлантической трески, с, составляет согласно задания 70 мин или 4200с;

- криоскопическая температура трески, составляет (для всех рыб) минус 1С;

- температура охлаждающей среды, С, составляет согласно задания минус 35 С;

- удельная теплота, отводимая от единицы массы замораживаемого тела, представляет собой тепловой эффект изотермического льдообразования, кДж/ кг, рассчитывается по формуле (38).

Тогда,

кДж/кг;

Вт/(м²К).

Сравнение полученного экспериментального значения коэффициента теплоотдачи с данными таблицы 2 показывает, что в качестве охлаждающей среды в эксперименте использовали циркулирующий воздух ( лежит в пределах от 13,4 до 29,0 Вт/(м²К)).