Uniwersytet Rolniczy
im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Sprawozdanie 1
Fizyczne i technologiczne podstawy zamrażania Jakub Kiszewski
Dorota Wajda
Jakub Urbanik
Agnieszka Walenicik
Maria Waśniowska
Ewa Wardzała
Temp.
TEMPERATURA ZEWNĘTRZNA [°C] TEMPERATURA WEWNĘTRZNA [°C]
początkowa
Czas (min)
21,1
21,6
0
21,1
21,6
2
12,0
----------------------------------------------
4
6,5
12,7
6
2,3
----------------------------------------------
8
-0,4
4,1
12
-1,7
0,6
16
-2,2
-1,1
20
-2,9
-1,5
24
-3,6
-1,8
28
-4,2
-2,0
32
-4,2
-2,3
36
-5,0
-2,6
40
-5,5
-3,0
44
-6,1
-3,5
48
-6,8
-4,2
52
-7,7
-5,6
56
-9,1
-7,1
60
-12,0
-11,0
64
-16,3
-16,1
68
-20,7
-21,1
72
-23,6
-24,4
79
-26,3
-27,2
Średnica
ϕ = 22mm = 0,022m
Promień
r = 11mm = 0,011m środek termiczny NOMINALNY CZAS ZAMRAśANIA:
6min –
2,3°C
52min –
-5,6°C
8min –
-0,4°C
56min –
-7,1°C
2,3 – (-0,4) = 2,7°C
7,1 – 5,6 = 1,5°C
,° 0,0225°C/s
,° 6,25 10°C/s
,°
17,78 18
,°
64
,°/
, °/
8min – 18s = 7min 42s START temp. 0°C
52min + 64s = 53min 4s META temp. -6°C
53min 4s - 7min 42s = 45min 22s NOMINALNY CZAS ZAMRAśANIA
EFEKTYWNY CZAS ZAMRAśANIA:
60 min = -11,0°C
64 min = -16,1°C
16,1-11=5,1°C
-16,1+1,1=15°C
, 0,02125°C/s
, 52
,
64min – 52s = 63min 8s
SZYBKOŚĆ ZAMRAśANIA:
"" ,&" (,)* +,/-
#$%
,'
WSPÓŁCZYNNIK POWIERZCHNIOWEJ WYMIANY: CIEPŁA DLA METODY OWIEWOWEJ Z OBIEGIEM GRAWITACYJNYM POWIETRZA
. 7,5 /,0 7,5 0,05,0 1, *234(3 5 6&78 ;
"9':
WSPÓŁCZYNNIK POWIERZCHNIOWEJ WYMIANY CIEPŁA DLA WALCA: LM 40 N 2 38°C
/< = @AB
P 5,2 6Q
>
?
CDEFG
R':
9HI
r = 11mm = 0,011m
/< = "" ," 0,01455 J/K
S 230 10 6Q
>
"
?
#$%
,'
0,01455 @AB
CDEFG
9HI
0,01455
@0
DEFT,TUU
9V,9 I
0,01455 230 10 @0
EFT,TUU
9V,9
ET,TUUF
W,9
0,01455 230 10 @
W,9XT,TUUF
W,9
0,01455 230 10 76.
,
,E,@
0,01455 230 10 @,
,E,@
0,01455 230 10 @,
,E,@
3346,5 ,@ /547,2
,E,@
6,115679825
@
/ Z7,2 [ 0,011.\
,E,@
6,115679825 Z7,2 [ 0,011.\ @Z,E,@\
,E,@
6,115679825 Z7,2 [ 0,011.\ .
44,03289476 [ 0,06727247808. .
44,03289476 . N 0,06727247808.
0,9327275219. 44,03289476
] )4, 3124)^_` )4, 3(
WSPÓŁCZYNNIK POWIERZCHNIOWEJ WYMIANY CIEPŁA OBLICZANY ZE WZORÓW WYKORZYSTUJĄCYCH ENTALPIĘ: Entalpia:
LP. CZAS TEMP. PRODUKTU TEMP. OŚRODKA CHŁODZĄCEGO RÓŻNICA 1
8
-0,4
-40
39,6
20°C = 440
2
12
-1,7
-40
38,3
30°C = 480
3
16
-2,2
-40
37,8
4
20
-2,9
-40
37,1
21,1°C = 444,4
5
24
-3,6
-40
36,4
6
28
-4,2
-40
35,8
-15°C = 55
7
32
-4,2
-40
35,8
8
36
-5,0
-40
35,0
La 444,4 N 55 394,4
9
40
-5,5
-40
34,5
10
44
-6,1
-40
33,9
11
48
-6,8
-40
33,2
12
52
-7,7
-40
32,3
13
56
-9,1
-40
30,9
14
60
-12,0
-40
28,0
15
64
-16,3
-40
23,7
średnia
34,15
R = 0,011m
P 5,2 6Q
R':
A = 2
LM 34,15°C
B = 8
La 394,4
[ g9I
AB Dg
h@
ij
bcd k, f
[ ,9I
, D,
@
0,
>lm
no,o
, [ ,9
@
,
9 o,UVp9
>lm
no,o
N ,9 , / q
@
t
,
@
rlm
9 o,UVp9
no,o
T,TUU9
9V,9
9 o,UVs9
]
1,1((
u
21 y -z{|v, }v~zy ,| |v |v +-+v |+yć ż xxzłv, vw
^_),)
1,1((3
3`,3
3^),(`x3
WNIOSKI:
SZYBKOŚĆ ZAMRAśANIA (, )* +,/- jest zamrażaniem intensywnym Wpływ na szybkość zamrażania miały następujące czynniki:
• Stopień wypełnienia zamrażarki – dzięki znacznemu wypełnieniu objętości zamrażarki polepszeniu nastąpiło odbieranie ciepła z produktu co skutkowało przyspieszeniem procesu
• Wielkość różnicy temperatur zamrażanego surowca i temperatury ośrodka chłodzącego – im wyższa jest ta różnica tym większa jest szybkość odbierania ciepła
• Wymuszony obieg w zamrażarce byłby czynnikiem przyspieszającym proces zamrażania
• Kształt zamrażanego surowca ma duże znaczenie – regularny kształt a szczególnie jednakowa grubość surowca ułatwia proces
• Skład chemiczny produktu ma znaczenie dla prędkości zamrażania – przyjmuje się że surowiec warzywny jest swego rodzaju roztworem, im jest on bardziej nasycony tym zamrażanie trwa dłużej
• Brak opakowania pozytywnie wpływa na szybkość procesu zamrażania Błędy które mogły się wkraść to:
• Otwieranie zamrażalnika podczas próby w celu sprawdzenia czy z próbką jest wszystko w porządku, otwieranie pozwalało na „wlot” cieplejszego powietrza do komory zamrażalnika
• Niedokładność odczytów temperatury podczas odliczania czasu ze stoperem Szybkość zamrażania wpływa pozytywnie na jakość produktu – im wyszcza prędkość zamrażania tym mniejsze kryształki lodu powstają w zamrażanym produkcie i po rozmrożeniu straty w nim są mniejsze, nie jest tak zniszczona tkanka produktu i następuje mniejszy wyciek soku komórkowego, przez co produkt jest atrakcyjniejszy.