Расчет параметров процессов холодильной обработки пищевых продуктов

Содержание

Исходные данные

Расчет параметров охлаждения баранины

Расчет параметров подмораживания баранины

Расчет параметров хранения после подмораживания баранины

Расчет параметров замораживания баранины

Литература

Исходные данные:

Вид продукта    баранина (полутуш)

Масса продукта = 1400 кг

Масса единицы продукта = 14 кг

Определяющий размер «b»=0,06 м

Влагосодержания продукта W=0,6 и =0,45

Криоскопическая температура =-0,8°С

Содержание связанной воды =0,27

Относительная влажность воздуха φ=90 %

Расчет параметров охлаждения баранины

При определении параметров процесса охлаждения начальную температуру продукта  для баранины принимаем +37 °С, конечную температуру продукта  принимаем -4 °С, температуру воздушной среды  принимаем -5 °С. Коэффициент теплоотдачи от продукта к воздуху принимаем α = 40.

1. Определим количество вымороженной влаги по формуле Д. Г. Рютова:

2. Найдем площадь поверхности бараньей полутуши

 

3. Определим критерий θ по следующей формуле

4. Определим тепловодности говядины

=0,58

=0,29

=1,917

=0,604

5. Определим критерий Bi

где определяющий размер полутуши находим по формуле

 (м)

6. По номограмме для пластины находим критерий Fo по известным значениям θи Bi

Θ=0,024

Bi=1,38

Fo=4,3

7. Определяем начальную и конечную среднеобъемные температуры

где  значение критерия Bi перед холодильной обработкой;

       значение критерия Bi после холодильной обработки.

      Коэффициент формы для пластины принимаем Ψ = 0,33, так как охлаждение в воздушной среде (n=2).

 °С

 °С

8. Определяем сумму площадей полутуш:

 

9. Находим усушку говядины при охлаждении:

 (кг)

где  = 2260  - удельная теплота парообразования воды;

       Ср = 1 – теплоемкость воды.

По id диаграмме для влажного воздуха, при влажности 90%, находим  и :

=1,0  при == - 4 °С

=2,2  при = - 5 °С

Коэффициент теплопроводности конвекции  принимаем равным 1,5

Продолжительность процесса охлаждения определяем из следующей зависимости:

 (с)

где a – расчетный коэффициент температуропроводности, который находится из соотношения

 

Теплоемкость охлажденной говядины  и объем незамороженной говядины  найдем по следующим формулам:

= 4186,8;

 = 2093,4.

 

 

Продолжительность процесса охлаждения:

 (с)

= 2,4 часа

Зная все необходимые нам данные мы можем найти величину усушки:

 (кг)

10. Определяем отводимую при охлаждении от говядины теплоту:

(кВт)

 (кВт)

11. Определим холодопроизводительность для охлаждения говядины:

12. По каталогу холодильного оборудования подбираем фреоновую холодильную машину на R22 для среднетемпературного стандартного режима с ближайшей большей холодопроизводительностью.

Расчет параметров подмараживания баранины

Параметры плотности , теплопроводности говядины до и после охлаждения

и , а также количество вымороженной влаги, теплоемкость охлажденной говядины и объем замороженной говядины, расчетный коэффициент температуропроводности и  определяющий размер полутуши берем из раздела 1 «Расчет процесса охлаждения говядины»:

 

 

 

1. Находим критерий θ:

2. Определяем критерий Bi:

3. Принимаем среднеобъемную температуру  из интервала температур, заданных по условию: -2…-3 °С; = -3 °С.

4. Температура термического центра охлаждения:

 °С

5. Находим температуру воздуха у поверхности баранины:

 °С

6. Определим толщину замороженного слоя:

Энтальпии  находим по соответствующим им среднеобъемным температурам  из следующих соотношений:

 при

 при

°С

°С

По id диаграмме, зная температуры точек находим энтальпии:

 (м)

 (м)

7. Продолжительность процесса подмораживания:

8. Определим конечную температуру подмораживания баранины:

9. Определим отводимую теплоту при подмораживании баранины:

°С

 °С

 °С

 °С

  (Дж)

10. Требуемая холодопроизводительность оборудования для подмораживания продукта:

11. По каталогу оборудования подбираем холодильную машину, работающею на R22 в среднетемпературном режиме с ближайшей большей холодопроизводительностью:

Расчет параметров хранения после подмораживания баранины

 коэффициент теплоотдачи для гладкотрубных батарей.

 коэффициент теплоотдачи для воздуохладителей.

 разность температур между воздухом камеры хранения и хладагентом в приборах охлаждения. Принимаем .

1. Количество отводимой теплоты при хранении равно:

(кДж)

 при

 при

2. Определяем продолжительность хранения после охлаждения баранины в полутушах:

3. Определим требуемую холодопроизводительность для баранины (без учета теплопритоков):

С учетом теплопритоков (30%) холодопроизводительность будет равна:

4. С учетом каталога холодильного оборудования мы подбираем холодильную машину на R22 в среднетемпературном режиме с ближайшей большей холодопроизводительностью:

5. Требуемая площадь поверхности охлаждающих приборов батарей равна:

6. Определяем температуру поверхности батарей:

7. Определяем теплоемкость влажного воздуха при температуре :

8. Определяем усушку при хранении:

 ()

Влагосодержание  и  определяем по id диаграмме влажного воздуха:

При  получим значение

При  получим значение

9. Определяем количество влаги отбираемой от баранины при хранении:

Расчет параметров замораживания баранины

Параметры плотности , теплопроводности говядины до и после охлаждения

и , а также количество вымороженной влаги, теплоемкость охлажденной говядины и объем замороженной говядины, расчетный коэффициент температуропроводности и  определяющий размер полутуши и значения критериев Bi в начале замораживания и в конце замораживания берем из раздела 1 «Расчет процесса охлаждения говядины»:

Находим среднеобъемную температуру баранины:

Определяем подведенную при размораживании теплоту:

=2721,42

 количество вымороженной влаги

Определяем удельную подведенную теплоту:

Определяем избыточную температуру:

Определяем продолжительность процесса подмораживания:

Список литературы

1. Аверин Г. Д., Журавская Н. К. и др. Физико-технические основы холодильной обработки пищевых продуктов – М.: Агропромиздат, 1985-255с.
2. Яспер В., Плачек Р. Консервирование мяса холодом – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1980-120 с.
3. Константинов Л. И., Мельниченко Л. Г. и др. холодильная технология рыбных продуктов – М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984 – 184 с.
4. Свердлов Г. З., Явнель Б. К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. Ь.: Легкая и пищевая пролмышленость, 1978-264с.
5. Лебедев В. Ф, Чумак И. Г. Холодильная техника – М.: Агропромиздат, 1986-355с.
6.