Тамақ өнімдерін мұздату үрдісіндегі жылу физикалық параметрлерінің өзгеруі

Криоскопиялық температурадан тө мен температурада биологиялық жү йеде мұ здатылғ ан су ө німнің жылу физикалық қ асиеттерінің ө згерісі болады [1-10, 14, 23]. Мұ здату кезінде ө німнің жылу физикалық қ асиеттерінің ө згеруінің негізгі себептері судың мұ зғ а айналуы болып табылады.

Мұ здату кезіндегі ө німнің толық меншікті жылу сиымдылығ ы жылудың фазағ а айналуы болып табылады. Оның шамасы ө німнің бастапқ ы криоскопиялық температурасы кезінде жоғ ары болады да, температура тө мендегенде азаяды.

Мұ здату ү рдесінің жылулық есептеулерінде мұ здатылғ ан ө німдердің шартты жылу сиымдылығ ын есептегенде қ олданады:

Шартты меншікті жылу сиымдылық Дж/ (кг·К)

С_м = C_с ∙ (1-W) + С_{мұ з} ∙ W ∙ ω + C_су ∙ W ∙ (1 - ω) (3.6)

мұ ндағ ы: С_с –қ ұ рғ ақ заттардың меншікті жылу сиымдылығ ы, Дж/ (кг·К), (жануар текті шикізаттардан жасалғ ан ө німдер ү шін 1, 34-1, 68 кДж/ (кг·К); ө сімдік текті шикізаттардан жасалғ ан ө німдер ү шін 0, 9 кДж/ (кг·К)); С_{мұ з}- мұ здың меншікті жылу сиымдылығ ы - 2, 12 кДж/ (кг·К); С_су- судың меншікті жылу сиымдылығ ы - 4, 24 кДж/ (кг·К); W- ө німдегі судың массалық мө лшері, %; ω - мұ здатылғ ан судың салыстырмалы мө лшері.

Формуланы тү рлендіріп, С_{мұ з}, С_су мә ндерін орнына қ ойып тө мендегі тең деуді алуғ а болады:

С_м= C_ө - 2, 12 ∙ W ∙ ω (3.7)

мұ ндағ ы: С_ө - мұ здатылғ ан ө німнің меншікті жылу сиымдылығ ы, кДж/ (кг·К).

Мұ здатылғ ан ө німнің толық меншікті жылу сиымдылығ ы келесі тең деумен анық талынады:

С_ω = C_м + q_ω (3.8)

мұ ндағ ы: С_м- мұ здатылғ ан ө німнің меншікті жылу сиымдылығ ы, кДж/ (кг·К); q_ω - 1⁰С температураның ө згеруі кезінде ө німнің бірлік салмағ ының мұ зғ а айналуғ а кететін жылуы, кДж/ (кг·К)

1⁰С температурасы кезіндегі бір бірлік ө нім ү шін мұ зғ а айналуғ а кететін жылуды тө мендегі формуламен анық тайды:

q_ω = (ω ₂ - ω ₁) ∙ W ∙ r_{мұ з} (3.9)

мұ ндағ ы: (ω ₂-ω ₁) -1⁰С температурасы ө згеру кезіндегі мұ здатылғ ан судың салыстырмалы мө лшерінің айырымы; W- ө німдегі судың массалық мө лшері, %; r_{мұ з}- мұ зғ а айналуына кететін меншікті жылу, 0⁰С температурада r_{мұ з} = 335 кДж/ (кг·К).

Криоскопиялық температурада С_ω жә не C_м мә ндердің айырмашылығ ы ең жоғ арғ ы шегіне жетеді, ал С_м = C_о болғ ан жағ дайда q_ω сандық мә ні ө те кө п болады. Судың қ атуы аяқ талғ ан кезде С_ω = C_м = q_ω мә ндері тең болады.

Криоскопиялық температурадан тө мен жағ дайда ө німдердің толық меншікті жылу сиымдылығ ын есептеу ү шін тө менгі эмпириялық формуланы пайдалануғ а болады:

С_ω = n - (3.10)

мұ ндағ ы: n жә не m – ө німнің тұ рақ ты жылусиымдылық; t - мұ здатылғ ан ө німнің толық жылу сиымдылығ ымен анық талатын температура, ⁰С.

Мұ здату ү рдісінде кейбір ө німдердің жылуө ткізгіштік коэффициентерін есептеу ү шін келесі тең деумен анық тауғ а болады:

λ = (3.11)

мұ ндағ ы: n₁ жә не m₁ - ө німнің тұ рақ ты жылуө ткізгіштігі.

Тө менгі температура кезінде ө німнің жылу ө ткізгіштігінің жоғ арылауы мұ зғ а айналу процесі аяқ талғ ан кезде тоқ тайды.

Мұ здату кезіндегі ө німнің тығ ыздығ ы судың шамасына байланысты болады: оның шамасы кө п болғ ан сайын тығ ыздығ ы, азая тү седі. Бұ л судың мұ зғ а айналуымен тү сіндіріледі. Тамақ қ ұ рамындағ ы судың мұ зғ а айналу кезінде тығ ыздық тың ө згерісі 5-8% аспайды.

Ө німнің жылу ө ткізгіштік коэффициенті температура тө мендеген сайын ө седі жә не мұ зғ а айналу процесі біткен кезде оның шамасы ү лкен мә нге ие болады. Температура ө ткізгіштік коэффициенті келесі формуламен есептеледі:

а_m = (3.12)

мұ ндағ ы: λ _m –мұ здатылғ ан ө німнің жылу ө ткізгіштік коэффициенті; C _m- мұ здатылғ ан ө німнің есептелген меншікті жылу сиымдылығ ы, кДж/ (кг·К); ρ _m- мұ здатылғ ан ө німнің тығ ыздығ ы, кг/м³; ω - берілген температурадағ ы ө німнен шық қ ан судың салыстырмалы мө лшері.

Ө німдердегі судың мө лшері ұ лғ айғ ан сайын ө ткізгіштік коэффиценті соғ ұ рлым жоғ ары болады.