Методика определения режимных параметров и характеристик продукта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика определения режимных параметров и характеристик продукта

1. Цель и задачи исследования

После размораживания тестовая оболочка блинчиков должна быть слоистой, слои теста не должны слипаться, и не клеклой, тесто не должно быть сырым и липнуть к зубам.

Для достижения требуемых свойств в мясную начинку предлагается вносить гидролизованную свиную шкурку. Количество влаги, продиффундировавшей из начинки в блинное полотно во многом определяется свойствами начинки.

Поэтому целью данной дипломной работы является разработка новой рецептуры блинчиков с начинками с улучшенными свойствами конечного продукта и удешевление его стоимости за счет замены части мясного сырья на гидролизат свиной шкурки, а также необходимость выяснения, насколько намокает блинное полотно с предложенной начинкой по сравнению с контролем, и разработка технологии выпечки тестовой блинной оболочки, позволяющей обеспечить желто-коричневый цвет блинного полотна.

Для чего необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать вопрос рационального использования гидролизата свиной шкурки в производстве начинок.

2. Выявить возможность замены части мясного сырья, используемого для изготовления начинок на гидролизат свиной шкурки при выработке начинок для блинчиков.

3. Выявить возможность замены части мясного сырья, используемого для изготовления начинок на гидролизат свиной шкурки, полученный при гидротации порошка, высушенного при 140, 160 и 200 єС при выработке начинок для блинчиков.

4. Рассчитать количество влаги, продиффундировавшей из приготовленной начинки в блинное полотно за то время, пока конечный продукт (блинное полотно с начинкой) не поступил в морозильный аппарат.

5. Исследовать от каких параметров зависит цвет тестовой блинной оболочки.

2. Постановка эксперимента

блинный начинка свиной шкурка

Работа выполнялась на кафедре технологии мясных, рыбных продуктов и консервирования холодом Санкт-Петербургского Государственного Университета Низкотемпературных и Пищевых технологий.

Исследовались функционально-технологические свойства:

· мясной начинки по рецептуре «Морозко»

· мясной начинки, с заменой части говяжьего фарша на гидролизат свиной шкурки

· мясной начинки, с заменой части куриного фарша на гидролизат свиной шкурки

· мясной начинки, с заменой части куриного и части говяжьего фарша на гидролизат свиной шкурки

· мясной начинки, с заменой части куриного и части говяжьего фарша на гидролизат свиной шкурки, полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 140 єС

· мясной начинки, с заменой части куриного и части говяжьего фарша на гидролизат свиной шкурки, полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 160 єС

· мясной начинки, с заменой части куриного и части говяжьего фарша на гидролизат свиной шкурки, полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 200 єС

Также исследовалась:

· намокаемость блинного полотна с различными начинками (мясная начинка по рецептуре, мясная начинка по той же рецептуре, но с заменой 6.7% куриного фарша и 3.3% на гидролизованную свиную шкурку, вишнёвый джем).

· Цвет блинного полотна в зависимости от продолжительности процесса выпекания и температуры нагревательной поверхности.

Холодильная обработка (замораживание) опытных образцов проводилась в одноступенчатом скороморозильном аппарате непрерывного действия с направленным псевдосжиженным слоем (СМАНПС) (рис. 2.4., приложение) до достижения в центре продукта криоскопической температуры.

3. Объекты исследования

Объектами исследований данной дипломной работы являлись блинчики с мясным фаршем, произведенные на ОАО «Морозко» по представленной в таблице 2.1. и 2.2. рецептуре и технологии, а также гидролизат свиной шкурки; гидролизат свиной шкурки, полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 140 єС гидролизат свиной шкурки; полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 160 єС гидролизат свиной шкурки, полученный пригидротации порошка, высушенного при температуре = 200 єС.

Таблица 1. Рецептура начинки

Наименование сырья	Масса, кг
Говядина 1 сорт	34,5
Шпик	1
Фарш птицы	20
Текстурат	6
Джелуцель	1,5
Лук репчатый свежий	11
Лук сухой жаренный	1,5
Морковь сухая	1
Соль	1,2
Перец черный молотый	0,15
Аромат мяса Этол 1004	0,09
Вода для моркови	3
Вода для мяса	10
Вода для сковороды	9
Итого	99,85

Таблица 2. Технология приготовления начинки

Компонент	Технологическая операция
Гидратация моркови
	1. В технологическую емкость высыпать необходимое количество моркови. 2. Залить морковь теплой водой. Температура воды от + 18 до + 22 єС 3. Продолжительность гидратации 35 - 40 минут.
Приготовление начинки
Шпик Лук репчатый свежий Морковь Говядина Фарш птицы Вода Соль Перец черный молотый	4. Включить сковороду. Выставить регулятор нагрева на 200-250 єС. 5. На скороводу выложить шпик, растопить его. 6. Слегка обжарить на шпике при открытой крышке измельченный репчатый лук и предварительно гидратированную морковь. 7. Выложить в сковороду перемешанные с водой говядину и фарш птицы. 8. Посолить, перемешать содержимое сковороды.
Аромат мяса Этол 1004 Лук сухой жареный Джелуцель (клетчатка) Текстурат соевый	9. Вылить воду в сковороду. 10. Тушить при закрытой крышке до полной готовности, перемешивая каждые 10-15 минут. 11. После того как содержимое сковороды будет полностью готово, высыпать в сковороду сухой жаренный лук и потушить его еще 10 минут. 12. Выключить сковороду. 13. Добавить перец черный молотый и аромат мяса Этол 10004, перемешать. 14. Высыпать на готовое мясо тонким слоем джилуцель, тщательно перемешать, добавить сухой текстурат, перемешать, оставить на 10-15 минут при закрытой крышке. 15. Продегустировать полученную начинку. Выложить полученную начинку в технологическую емкость для охлаждения.
	Хранение. Хранить начинку в холодильной камере при температуре от - 2 єС до + 4 єС, продолжительность хранения не более 6 часов.

4. Эксперементальная установка

Замораживание блинчиков с начинкой проводилось в одноступенчатом скороморозильном аппарате в периодическом режиме (СМАНПС) (рис. 2.4.).

Схема аппарата представлена на рис.

Данный аппарат содержит:

· Горизонтальную теплоизоляционную рабочую камеру 1;

· Газораспределительную решетку 2, набранную из лопаток 3 с регулирующим углом наклона;

· Холодильную машину с рабочим хладагентом фреон-12, от которой осуществляется подача хладоносителя 4;

· Воздуховод 5, представляющий собой: 3 параллельных канала с регулировочными поворотными заслонками, которые подают воздух в 3 короба, размещенных под газораспределительной решеткой по длине аппарата, что позволяет регулировать скорость воздуха во всех трех частях аппарата по отдельности;

· Расширительную камеру (газоотвод) 6;

Экспериментальная модель СМАНПС имеет следующие размеры:

Длина рабочей камеры L = 0,8 м, высота H = 0,16 м, ширина b = 0,08 м.

Скорость воздуха может регулироваться шиберными заслонками в пределах от 3 до 10 м/с.

5. Методы исследования [16]

Методика определения свободного вытекания

Метод основан на отделении свободной влаги после термической обработки начинки. На весах с точностью до 0,001 г. взвешивают блин, в него заворачивалась начинка, выдерживалась 3 минуты, затем блин очищался от начинки и снова взвешивался, затем вновь заворачивалась начинка, выдерживалась ещё 3 минуты и т.д. до 15 минут. По разности масс блинного полотна до и после определялось количество выделившейся влаги.

Методика исследования зависимости цвета тестовой блинной оболочки от продолжительности процесса выпекания и температуры нагревательной поверхности

Тесто выпекалось по рецептуре представленной в таблице 2.3. (см. приложение). Выпечка и формовка блинчиков производилось на блинном аппарате «ВАРЬЕ» Франция.

В процессе первой серии экспериментов уменьшалась скорость вращения выпечного барабана, в результате увеличивалась время выпекания.

В процессе второй серии экспериментов повышалась температура тенов выпечного барабана, в результате повышалась температура его поверхности.

Методика определения влагоудерживающей способности (метод центрифугирования)

Метод основан на том, что из исследуемого объекта, находящегося в фиксированном положении, за счет центробежной силы выделяется сок, количество которого зависит от степени взаимодействия влаги с мышечной тканью.

На технических весах взвешивается по три предварительно пронумерованных пустых гильзы с сетчатым дном М₁.

Три пробы фарша поместить в три взвешенные гильзы, взвесить - М₂ и по разности М₂ - М₁ определить массу пробы фарша М₃.

Взвешенные гильзы с фаршем установить в гнезда центрифуги и центрифугировать в течение 7 минут при g = 4500 об/мин, после чего взвесить М₄ и по разности М₄ - М₁ определить массу пробы после центрифугирования М₅.

Рассчитать ВУС по формуле, %

 (1)

где

· М₃ - масса пробы фарша, г;

· М₅ - масса пробы после центрифугирования, г.

Методика измерения прочности

Из фарша слепливался образцы цилиндрической формы, толщиной 10 мм и диаметром 20 мм. Образцы подвергались измерению на приборе Валента: образцы проверялись на прочность путем прорыва фарша при изменяемой массе гирь.

Прочность вычисляется по формуле, г/см²

Х=(М_гр +М_ст)/2, (2)

где

· М_гр - суммарная масса гирь, г;

· М_ст - масса столика, г.

Методика определения консистенции на консистометре

Из фарша слепливался образцы цилиндрической формы, толщиной 10 мм и диаметром 20 мм. Образцы подвергались измерению на консистометре при постоянной массе груза (100г) и снимались показания индикатора.

Модуль упругости вычисляется по формуле, Па

Е=(М_гр +М_ст)*g/S*E, (3)

где

· М_гр - масса груза, кг;

· М_ст - масса столика, кг;

· g - ускорение свободного падения, м/с²;

· S-площадь образца, м²

S=ПD²/4, (3.1)

где D - диаметр образца, мм;

E =у/H, (3.2)

где

· E - относительная деформация;

· у - показания индикатора, мм

· H-толщина образца, мм

М_гр =0,1 кг; М_ст=0,027 кг; G=9,81 м/с²;

D=0,02 м; H=0,01 м; S=3,14*0,02²/4=0,0314 м²

Методика определения величины pH потенциометрическим методом

Метод основан на измерении электродвижущей силы элемента, состоящего из электрода сравнения с известной величиной потенциала и индикаторного (стеклянного) электрода, потенциал которого обусловлен концентрацией ионов водорода в испытуемом растворе.

PH образцов фарша определялся по водной вытяжке, приготовленной в соотношении 1:10.

Смесь настаивают в течение 30 мин при периодическом перемешивании и фильтруют через бумажный фильтр. Масса навески составляет 10 г.

Методика органолептической оценки блинчиков с начинкой

Органолептическую оценку проводят на разрезанном продукте.

Определяют следующие показатели качества:

· Внешний вид - структуру;

· Цвет - различные оттенки;

· Запах - степень выраженности мясного запаха;

· Вкус - степень выраженности мясного вкуса, сочность, соленость, и т.д.;

· Консистенцию (определяется надавливанием шпателем, разрезанием, разжевыванием) - плотная, рыхлая, нежная, жесткая, крошливая.

Методика проведения замораживания блинчиков в экспериментальном скороморозильном аппарате

Блинчики с начальной температурой 13,6°С помещаются в морозильную камеру с циркулирующим внутри хладоносителем (воздухом), имеющим температуру -30°С, скорость движения 5,5 м/с.

В центр блинчика вводилась термопара, фиксирующая момент достижения в центре криоскопической температуры. После этого замороженные продукты помещали в сосуд Дьюара и в центре слоя измеряли конечную среднеобъемную температуру.

При проведении эксперимента температуру хладагента на входе и выходе из морозильной камеры, а также начальную и конечную температуру блинов замеряли термометром Jenetherm №1 с диапазоном температур 30-60°С и ценой деления 0,5 єС. Скорость хладагента замеряли при помощи ручного анемометра с ценой деления 1 об/мин (ГОСТ6376-52), а продолжительность процесса замораживания с помощью секундомера.

В процессе замораживания проводилось определение скорости движения фронта кристаллизации. Шесть одинаковых блинчиков загружались в скороморозильный аппарат (рис. 2.4., см. приложение), где они обдувались холодным воздухом. Блинчики, вынутые из аппарата через определенный промежуток времени, разрезались и измерялась толщина замерзшего слоя. Граница между замерзшей и незамерзшей наблюдалась весьма четко, что позволяло измерить Д с точностью не менее, чем 0,5 мм.

6. Исследование зависимости цвета тестовой оболочки от продолжительности процесса выпекания и температуры нагревательной поверхности

Цвет блинной тестовой оболочки является одним из решающих факторов при покупке замороженных блинчиков с начинками, и потребители предпочитают блинчики желто-коричневого цвета [8].

На кафедре ТМРПиКХ СПбГУНиПТ была разработана технология выпечки тестовой блинной оболочки, позволяющая обеспечить вышеупомянутое органолептическое свойство продукта. С этой целью были проведены две серии экспериментов. В первой определялась зависимость цвета тестовой оболочки от продолжительности процесса выпекания. Во второй определялась зависимость цвета тестовой оболочки от температуры нагрева поверхности выпекания. Выпечка и формовка блинчиков производиться на блинном аппарате «ВАРLЕ» Франция.

В процессе первой серии экспериментов уменьшалась скорость вращения выпечного барабана, в результате увеличивалось время выпекания. В процессе второй серии экспериментов повышалась температура тенов выпечного барабана, в результате повышалась температура его поверхности. В результате проведенных экспериментов были получены следующие результаты: 1. Увеличение продолжительности выпекания тестовой оболочки, не приводит к появлению коричневых оттенков, а влечет за собой увеличение интенсивности уже имеющегося цвета. 2. Коричневый оттенок напрямую завит от температуры выпечки теста, и появляется при температуре нагревательной поверхности не ниже 220°С. Оптимальным режимом выпечки теста является режим от 225 до 235°С.

Физико-математическая модель диффузии влаги в тестовую оболочку

Так как в технологическом процессе свойства теста могут ухудшаться (частичная или полная потеря слоистости и появление клеклости) за счет диффузии влаги из начинки в тесто (его влажность увеличивается), необходимо выяснить насколько намокает блинное полотно с предложенной начинкой, по сравнению с контролем.

На кафедре ТМРПиКХ СПбГУНиПТ была предложена методика расчета массы влаги m(), кг, продиффундировавшей из начинки в блин.

Поскольку за время контакта блинной начинки с блином до попадания в морозильный аппарат влага не успевает продиффундировать глубоко в тело блина, будем считать и начинку, и блин полубесконечными массивами [17]. Выберем ось x перпендикулярно плоскости раздела блина и начинки, x > 0 отвечает начинке, x < 0 - блину.

Концентрация влаги в начинке и блине - С_н(x, ) и С_б(x, ) соответственно - зависят от координаты x и времени , с. Пусть в момент времени = 0 блинная начинка с начальной концентрацией влаги С_н^(0), кг/м³, приходит в соприкосновение с блином с концентрацией влаги С_б⁽⁰⁾ < С_н⁽⁰⁾. Влага начинает диффундировать из начинки в блинное полотно.

Расчет продолжительности замораживания

В настоящее время рынок замороженных и охлажденных изделий представлен очень широко. Достаточно часто встречаются изделия, состоящие из двух или нескольких слоев с существенно различными теплофизическими характеристиками. Примером таких изделий являются блинчики с начинкой, представляющие сочетание слоев теста и начинки.

Большое значение имеет расчет продолжительности охлаждения и замораживания такого многослойного продукта.

Ранее задача охлаждения рассматривалась авторами с точки зрения теории регулярного теплового режима в квазиодномерном приближении. Однако полученные ими соотношения могут применяться лишь для однородных тел. Применить их на практике для расчета многослойных структур (в частности, блинчиков с начинкой) не представляется возможным, так как существенно различаются и теплофизические характеристики слоев.

В связи с этим в данной работе рассматривается задача расчета продолжительности охлаждения многослойной бесконечной пластины с использованием усредненных новым методом теплофизических характеристик слоев системы.

Предлагается следующий алгоритм решения задачи охлаждения и замораживания такой многослойной структуры.

1. Сначала необходимо прибегнуть к усреднению теплофизических характеристик. Если продукт состоит из n слоев толщиной L₁, L₂, …, L_n, м, с коэффициентами теплопроводности ₁, ₂, …, _n, , и объемными коэффициентами теплоемкости c₁, c₂, …, c_, , то охлаждение такого тела

можно уподобить охлаждению однородной пластины той же суммарной толщины L с усредненными теплофизическими характеристиками и c, определяющимися как:

При выборе способа усреднения исходим из следующих соображений: теплоемкость усредняется так, чтобы общее теплосодержание пластины не изменилось, а усреднение теплопроводности - из аналогии со стационарной теплопроводностью. Это гарантирует нам, что в случае, когда процесс охлаждения протекает достаточно медленно, такое усреднение внесет не слишком большую погрешность.

Усреднение же коэффициентов теплоотдачи совершенно некорректно и может привести к большой погрешности.

2. Рассчитать время охлаждения многослойной пластины до температуры, равной криоскопической температуре тела на поверхности (усреднена). В данном случае можно использовать приближение регулярного теплого режима.

, (8)

где с - усредненная объемная теплоемкость, ; - усредненный коэффициент теплопроводности, ; R - определяющий размер, м;

t_нач - начальная среднеобъемная температура продукта,°С; t_хл - температура хладоносителя,°С; А_об, k - коэффициенты, входящие в уравнение для регулярного теплового режима, рассчитываются с помощью коэффициентов, определяемым по номограмме в зависимости от критериев Био Вi₁ и Вi₂; t_кр - конечная температура продукта, в данном случае усредненная криоскопическая температура слоев, подвергающихся замораживанию.

С помощью номограммы (рисунок 3.1, приложение) определяется коэффициент д на пресечении значений чисел Bi. После этого по ниже приведенным соотношениям (9, 10, 11) определяются значения а, ч и А_об.

(9)

- в случае пластины при бесконечном коэффициенте теплоотдачи.

 (10)

(11)

Используя известные соотношения через коэффициент неравномерности температурного поля можно определить коэффициент для температуры на поверхности тела:

(12)

(13)

3. Определить время, необходимое для прохождения фазового перехода (замораживания) и среднеобъемную температуру системы по окончании этого процесса. Для этого можно использовать формулу Планка при замораживания слоя продукта толщиной L₁ (для бесконечной пластины) и усредненными характеристиками:

(14)

где L₁ - толщина слоя продукта, в котором происходит процесс льдообразования, м; ₁ - плотность этого слоя продукта, ; g - удельная теплота кристаллизации воды, ; щ₁ - влажность слоя, доли ед.; t_кр - криоскопическая температура слоя,°С; t_хл - температура хладоносителя,°С; _1зам - коэффициент теплопроводности замороженного слоя, ; ₁ - коэффициент теплоотдачи с поверхности слоя, .

Зная ф_зам, легко решить обратную задачу и из формулы (8) и получить среднеобъемную температуру по окончании процесса фазового перехода:

(15)

где с_зам - усредненная объемная теплоемкость после замораживания, ; л_зам - усредненный коэффициент теплопроводности после замораживания, . Поскольку теплофизические характеристики замороженного слоя существенно отличаются от показателей в охлажденном состоянии, перед началом расчета среднеобъемной температуры по формуле (18) необходимо найти усредненные характеристики блинчика с учетом того, что произошел фазовый переход.

4. Время доохлаждения рассчитывается аналогично времени охлаждения многослойной структуры (8), однако для проведения вычислении необходимо также использовать усредненные значения объемной теплоемкости и коэффициента теплопроводности, вычисленных с учетом изменившихся теплофизических характеристик замороженного слоя, а также определить значения коэффициентов А_об и ч (с учетом изменившегося критерия Био замороженного слоя).

Общее время замораживания представляет собой сумму трех временных отрезков:

ф = ф _охл + ф_зам + ф_доохл (16)

Замораживание блинчиков с мясной начинкой проводилось в одноступенчатом скороморозильном аппарате непрерывного действия с направленным псевдоожиженным слоем (СМАНПС) при скорости движения воздуха в камере v_в = 5,5 м/с и температуре среды t = -30 єС. Обдув охлаждающей средой (воздухом) идет параллельно блинчику (вдоль его длины) с двух сторон.

Характерные размеры блинчика:

· длина l = 0,09 м

· ширина b = 0,058 м

· толщина h = 0,027 м

· Слой теста составляет 0,0125 м

· Толщина начинки 0,013 м

· Прослойки воздуха между слоями теста и тестом и начинкой составляют около 0,0015 м или 5,5%.

Усреднение теплофизических характеристик (см. таблица 3.1., приложение) блинчика с мясной начинкой с учетом присутствующего воздуха:

Расчет времени охлаждения продукта до криоскопической температуры на его поверхности.

Охлаждение блинчика уподоблено охлаждению однородной пластины суммарной толщиной 0,027 м с усредненными теплофизическими характеристиками.

1) Расчет критерия Рейнольдса, Re:

,

где

· v - скорость движения воздуха в камере, м/с;

· d_экв - характерный размер блинчика вдоль его обдува - зд. длина, м;

· с - плотность воздуха при температуре -30°С, кг/м³:

;

· м - коэффициент динамической вязкости воздуха при температуре -30°С,

,

· t - температура воздуха в аппарате, єС.

2) Расчет критерия Нуссельта Nu при турбулентном обтекании пластины:

где

· Re - критерий Рейнольдса,

· Pr - критерий Прандтля.

3) Расчет коэффициента теплоотдачи от поверхности тела к

воздуху, б,

,

где

· Nu - критерий Нуссельта;

· л_в - коэффициент теплопроводности воздуха при температуре -30°С,

· d_экв - характерный размер блинчика вдоль его обдува - зд. длина, м;

4) Расчет критерия Био Bi_охл при охлаждении:

,

где

· б - коэффициент теплоотдачи от поверхности тела к воздуху,

· R - определяющий размер тела - половина толщины блинчика, м;

· л - усредненный коэффициент теплопроводности незамороженного блинчика,

5) Определение по номограмме коэффициентов a и д:

В данном случае коэффициенты теплоотдачи при охлаждении блинчика с начинкой с двух сторон одинаковы, поэтому центр охлаждения находится посередине:

· д = 0 тогда д_1,2 = 1± д д₁ = д₂ = 1

· а = 0,57 либо можно вычислить по формуле

· b = const = 1,725 при охлаждении пластины в случае бесконечного коэффициента теплоотдачи.

6) Определение значения коэффициента ч_охл:

7) Определение коэффициента А_об для среднеобъемной температуры тела:



8) Расчет безразмерного коэффициента неоднородности температурного поля Ш:

где

· Ф - коэффициент формы для пластины;

· Bi _охл - критерий Био при охлаждении;

· ч_охл - безразмерный параметр при охлаждении.

9) Определение коэффициента А_пов для температуры поверхности тела:

где

· Ш - безразмерный коэффициент неоднородности температурного поля;

· А_об - коэффициент для среднеобъемной температуры тела.

10) Расчет продолжительности охлаждения блинчика ф_охл, с:

где

· с_v - усредненная объемная теплоемкость блинчика с начинкой:

· с - усредненная удельная теплоемкость блинчика с начинкой,

· с - усредненная плотность блинчика с начинкой,

· л - усредненный коэффициент теплопроводности,

· R - определяющий размер тела - половина толщины блинчика, м;

· t_нач - начальная среднеобъемная температура продукта,°С;

· t_хл - температура охлаждающего воздуха,°С;

· А_об, k - коэффициенты, входящие в уравнение для регулярного теплового режима, рассчитываются с помощью коэффициентов, определяемым по номограммам в зависимости от критерия Био;

· t_кон - конечная температура продукта, в данном случае принимается равной усредненной криоскопической температуре блинчика.

Величина продолжительности охлаждения блинчика до криоскопической температуры на его поверхности >0, поэтому его среднеобъемная температура изменяется за это время несущественно. Следовательно, расчетом среднеобъемной температуры блинчика, достигаемой в конце процесса охлаждения можно пренебречь

11) Расчет продолжительности замораживания блинчика с начинкой по формуле Планка с усредненными теплофизическими характеристиками с учетом коэффициента формы ф_зам, с:

где

· Ф - коэффициент формы тела:

,

где

§ V - объем блинчика, м³:

,

o l - длина блинчика, м;

o b - ширина блинчика, м;

o h - толщина блинчика, м.

§ S - площадь поверхности блинчика, м²:

§ l - половина толщины тела, м:

.

· R - определяющий размер тела - половина толщины блинчика, м;

· с - усредненная плотность блинчика с начинкой,

· q - удельная теплота кристаллизации воды,

· W - усредненная влажность блинчика с начинкой, доли ед.;

· t_хл - температура охлаждающего воздуха,°С;

· t_кр - усредненная криоскопическая температура блинчика с начинкой, єС;

· б - коэффициент теплоотдачи от поверхности тела к воздуху,

· л_з - коэффициента теплопроводности замороженной части блинчика с начинкой л_з,

,

где

Ш л₀ - усредненный коэффициент теплопроводности незамороженной части блинчика с начинкой,

Ш ?л - приращение теплопроводности при замораживании продукта, принимаемое в пределах 0,95ч1,05

Ш щ - доля вымороженной воды при среднелогарифмической температуре, доли ед.:

где

§ t_vk - конечная температура продукта, равная температуре хранения,°С;

§ t_кр - усредненная криоскопическая температура блинчика с начинкой, єС.

12) Расчет удельной теплоемкости замороженной части блинчика с начинкой с_з, :

где

§ с₀ - усредненная удельная теплоемкость незамороженного блинчика с начинкой, ;

§ W - усредненная влажность блинчика с начинкой, доли ед.;

§ щ - доля вымороженной воды при среднелогарифмической температуре, доли ед.

13) Расчет среднеобъемной температуры блинчика с начинкой, достигаемая в конце процесса замораживания , єС:



Расчет времени доохлаждения (дозамораживания) блинчиа с начинкой до температуры хранения -18°С.

14) Расчет критерия Био Bi_зам при доохлаждении:

,

где

· б - коэффициент теплоотдачи от поверхности тела к воздуху,

· R - определяющий размер тела - половина толщины блинчика, м;

· л_з - коэффициент теплопроводности замороженной части блинчика,

15) Определение по номограмме коэффициентов a и д:

В данном случае коэффициенты теплоотдачи при доохлаждении блинчика с начинкой с двух сторон одинаковы, поэтому центр охлаждения находится посередине:

· д = 0 тогда д_1,2 = 1± д д₁ = д₂ = 1

· а = 0,23 либо можно вычислить по формуле

· b = const = 1,725 при охлаждении пластины в случае бесконечного коэффициента теплоотдачи.

16) Определение значения коэффициента ч _доохл:



17) Определение коэффициента А_об для среднеобъемной температуры тела:

18) Расчет продолжительности доохлаждения блинчика ф_охл, с:

где

· с_vз - усредненная объемная теплоемкость замороженной части блинчика с начинкой:

§ с_з - усредненная удельная теплоемкость замороженной части блинчика с начинкой,

§ с - усредненная плотность блинчика с начинкой,

· _з - усредненный коэффициент теплопроводности замороженной части блинчика с начинкой,

· R - определяющий размер тела - половина толщины блинчика, м;

· t_нач - начальная среднеобъемная температура продукта, в данном случае среднеобъемная температура в конце процесса замораживания,°С;

· t_хл - температура охлаждающего воздуха,°С;

· А_об, k - коэффициенты, входящие в уравнение для регулярного теплового режима, рассчитываются с помощью коэффициентов, определяемым по номограммам в зависимости от критерия Био;

· t_кон - конечная температура продукта, равная температуре хранения.

19) В итоге суммарное время замораживания блинчика с мясной начинкой составит:

блинный начинка свиной шкурка

где

§ ф_охл - время охлаждения блинчика до достижения криоскопической температуры на его поверхности, с;

§ ф_зам - время замораживания блинчика, с;

§ ф_доохл - время доохлаждения блинчика до достижения конечной среднеобъемной температуры t_vk = -18єC, с.

Сравнение полученных расчетных и экспериментальных данных представлено в таблице 4.26. (см. глава 4)

Сравнение опытных и расчетных величин продолжительности замораживания блинчиков с начинкой показывает, что при расчете времени замораживания исследуемого объекта новым методом получены результаты, хорошо коррелируемые с опытными данными. Отклонение экспериментального значения от расчетного составляет 2,2%.

Размещено на Allbest.ru