食品进入冷却室后,就不断向它周围的低温介质散发热量,直到它被冷却到和周围介质温度相同时为止。冷却过程中食品的散热量常称为耗冷量。如果食品内部无热源存在,冷却过程中冷却介质的温度稳定不变,食品内各点温度也相同,则食品冷却过程中的耗冷量可按式(3-2)进行计算式如下。
式中 Q——冷却过程中食品的耗冷量,kJ;
m——被冷却食品的质量,kg;
c——冻结点以上食品的比热容,kJ/(kg·K);
T初——食品的初温,K;
T终——食品的终温,K。
冻结点以上的食品的比热容可根据它的组成成分和各成分的比热容算出。对于低脂肪的食品,特别像水果、蔬菜一类的食品,可根据它的水分和干物质含量加以推算。一般干物质的比热容变化很小,为 1.046~1.674kJ/(kg · K),通常可采用 1.464kJ/(kg·K)的平均值。低脂肪食品的比热容可按式(3-3)进行计算式如下。
式中 c水——水的比热容,4.184kJ/(kg·K);
c干——干物质的比热容,一般取1.464kJ/(kg·K);
w——食品的含水率。
食品温度高于冻结温度时,食品的比热容一般很少因温度变化而发生变化,但是含脂肪的食品则不同,这主要是因为脂肪会因温度变化而凝固或熔化,脂肪相变时有热效应,对食品的比热容有所影响。(www.xing528.com)
肉和肉制品的比热容不仅因它的组成成分而异,还与温度有关系,其耗冷量还要考虑生化反应的散热量。
实际上在冷却过程中,食品物料的内部还会有一些热源存在,如水果和蔬菜采收后仍然要进行呼吸,果蔬在进行呼吸作用的过程中,消耗呼吸底物,一部分用于合成能量供组织生命活动所用,另一部分则以热量的形式释放出来,这一部分的热量称为呼吸热。贮藏过程中果蔬释放的呼吸热会增加贮藏环境的温度,因此在进行库房设计时的制冷量计算,需计入这部分热量。呼吸热的计算式如下。
式中 Q呼——果蔬呼吸时的耗冷量,kJ;
m——果蔬开始冷却时的质量,kg;
H——果蔬的呼吸热,kJ/(kg·h);
t——冷却需要的时间,h。
因此果蔬冷却时所需的耗冷量可用式(3-5)计算。
式中 Q呼、m、H、t——同式(3-4);
c、T初、T终——同式(3-2)。
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