Вестник МГТУ. 2020, Т. 23, № 3.

Вестник МГТУ. 2020. Т. 23, № 3. С. 237-249. DOI: 10.21443/1560-9278-2020-23-3-237-249 Эксперимент повторяется не менее пяти раз, данные сводятся в таблицу, и согласно приведенной методике производится расчет необходимых теплофизических характеристик для объекта исследования. ТФХ рыбных полуфабрикатов в интервале температур от криоскопической до 20 °С остаются для инженерных расчетов практически постоянной величиной, следовательно, для этого диапазона достаточно провести эксперименты по их нахождению для объектов исследования методом, подробно описанным выше. Для интервала температур от -5 °С до криоскопической зависимость ТФХ от средней температуры образца будет определяться аддитивно только для теплоемкости материала, так как остальные характеристики не подчиняются правилу аддитивности. В интервале от -5 °С до криоскопической температуры величина удельной теплоемкости в продукте меняется в связи с появлением вымороженной влаги ю, доля которой определяется из зависимости (1). Что касается двух остальных теплофизических характеристик, то их величина также меняется в связи с появлением вымороженной влаги, но это изменение возможно определить только экспериментально. Следует отметить, что зависимость коэффициента температуропроводности от температуры рыбного фарша при его замораживании можно описать и математически, используя наработки, представленные в источнике (Алексанян, 2018). Согласно (Алексанян, 2018), зависимость коэффициента температуропроводности в продукте a от температуры объекта исследования в интервале от -5 °С до криоскопической для рыбных фаршей можно описать экспоненциальной зависимостью где t - температура объекта исследования, °С; aj и bj - численные коэффициенты. Численные коэффициенты aj и bj в уравнении (17) определяются при решении системы из двух равенств где 4р- криоскопическая температура для объекта исследования, °С (-1,2 °С); tmH - нижний предел температуры замораживания, °С (задается); aK0H- величина коэффициента температуропроводности в продукте при температуре tK0Hм2/с (определяется экспериментально); aKp - величина коэффициента температуропроводности в продукте при температуре tKp, м2/с (определяется экспериментально). Таким образом: - решив систему уравнений (18) можно получить уравнение, по которому графически или аналитически легко определить величину коэффициента температуропроводности в продукте при выбранной для него отрицательной температуре в интервале от криоскопической до заданной; - определив теплоемкость образца по формуле (15) и проведя вычисления по ее изменению с учетом появления вымороженной влаги ю в материале при его замораживании (доля ю определяется из уравнения (1)), можно построить график, визуально показывающий изменение исследуемой характеристики в зависимости от температуры образца; - зная зависимость плотности исследуемого материала от его температуры в области замораживания по известному уравнению X= acMPM, можно получить соотношение, по которому графически или аналитически легко определить величину коэффициента теплопроводности в продукте при выбранной для него отрицательной температуре в интервале от криоскопической до заданной. В результате появляется возможность определить весь необходимый для инженерных расчетов комплекс теплофизических характеристик для исследуемых материалов в заданном интервале отрицательных температур. Результаты и обсуждение Физическая плотность фаршевых полуфабрикатов из щуки и карпа без и с добавлением пребиотика при положительных температурах от криоскопической до 20 °С практически не изменяется, поэтому для этого интервала ее можно определить методом пикнометрии, описанным выше. Для интервала температур от -5 °С до криоскопической точки значение р будет монотонно убывать по мере снижения температуры, так как оно определяется законами аддитивности, а в объекте появляется твердая фаза в виде льда ю, которую нельзя не учитывать и доля которой определяется из зависимости ( 1). В табл. 2 для исследуемых материалов дано эмпирически полученное среднее значение р (кг/м3) в нужном интервале температур. Таблица 2. Усредненное значение рср (кг/м3) для рыбных фаршей в интервале температуры tcp Table 2. Average density р (kg/m3) for minced fish in the temperature range tcp a • 107 = 25 —a x • e blt (17) (18) Наименование Рср (кг/м3) для tKP—tcp— 5 Фарш из щуки и карпа без добавки Фарш из щуки и карпа с добавкой 243