Refrigeration has been an accepted method of food preservation since the
turn of the century. Freezing time prediction is important in determining the
final quality of foods and the economics of the process. It is also of interest
when controlling freezing processes or when designing a satisfactory freezing
process as it facilitates the calculation of the refrigeration loads.
The term ‘freezing time’ is the elapsed time between the beginning of the
process and when the thermal centre reaches the desired final temperature.
Determining this value for foodstuffs, which freeze progressively over a
certain temperature range, requires the solution of a complex heat transfer
problem. While freezing foodstuffs, non-linear heat conduction is combined
with a progressive phase-change and this process depends on the boundary
conditions: geometry, composition, etc. There are two main approaches to
the evaluation of freezing time. The first uses analytical methods and the
second graphical and numerical methods, mainly finite difference and finite
Determining the freezing time in foods 179
element methods. Finite difference methods have limitations for irregularly
shaped or non-homogeneous products. Finite element methods require
complex calculations and computer facilities to solve even a very simple
problem although they are effective for irregularly shaped and nonhomogeneous
products. The accuracy depends on the simplifications
introduced and on the adequacy of the thermal property data (Cleland &
Earle, 1984; Cleland et al., 1987; Salvadori & Mascheroni, 1989).
The earliest analytical solution for heat conduction equations involving a
phase-change was obtained by Neumann and can be found in Lunardini
(1991). Among the analytical methods developed (Plank, 1941; Salvadori &
Mascheroni, 1991) the most used is Plank’s equation, which is simple in
construction and can be used in pure substances when the Stefan number,
S,, is small. When freezing non-pure substances, the phase-change covers a
wide temperature range and the latent heat corresponding to the phasechange
occurring at a single temperature is not a good concept for a
rigorous study. This is the case for foodstuffs, binary eutectic mixtures or
model materials such as the Karlsruhe Test Substances (KTS). However,
Plank’s equation has a strong theoretical basis and has been adopted for
most freezing time calculations in foods. Many workers have modified the
basic formula by introducing some correction factors, often semi-empirical,
to allow for variations from the oversimplified initial assumptions of Planks
equation (Le Blanc et al., 1990; Chung & Merrit, 1991; Hossain et al., 1992).
In general the correction factors are not constant but rather depend on the
size of the product or other factors like composition, solidification
temperatures and/or the Biot number, etc. When the initial temperature of
the sample is higher than that of the onset of solidification, there exist two
different periods; from the sample’s initial temperature to the temperature
corresponding to the beginning or onset of solidification, and from there to
the final temperature. This paper predicts the total freezing time in a model
system (KTS) and meats by considering both the precooling and the
tempering times. In calculating the latter time, Planks original equation is
used, replacing the latent heat with the equivalent volumetric enthalpy
variation using the hypotheses of linear and quadratic temperature changes
in the freezing zone. It was also assumed that a uniform temperature exists
in the sample at the limit of each period considered.
เครื่องทำความเย็นได้รับการยอมรับวิธีการเก็บรักษาอาหารตั้งแต่
ศตวรรษ การแช่แข็งการทำนายเวลาเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนด
คุณภาพสุดท้ายของอาหารและเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการ นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสนใจ
เมื่อการควบคุมกระบวนการแช่แข็งหรือเมื่อออกแบบการแช่แข็งที่น่าพอใจ
กระบวนการอำนวยความสะดวกในการคำนวณโหลดทำความเย็นได้.
ระยะเวลาการแช่แข็งเป็นเวลาที่ผ่านไประหว่างจุดเริ่มต้นของ
กระบวนการและเมื่อศูนย์ความร้อนถึงที่ต้องการ อุณหภูมิสุดท้าย.
การกำหนดค่านี้สำหรับอาหารแช่แข็งที่มีความก้าวหน้ามากกว่า
ช่วงอุณหภูมิบางอย่างต้องใช้วิธีการแก้ปัญหาของการถ่ายเทความร้อนที่ซับซ้อน
ปัญหา ในขณะที่การแช่แข็งอาหาร, การนำความร้อนที่ไม่ใช่เชิงเส้นจะถูกรวม
กับความก้าวหน้าที่เปลี่ยนเฟสและขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับขอบเขต
เงื่อนไข: เรขาคณิตองค์ประกอบอื่น ๆ มีสองวิธีหลักที่จะมี
การประเมินผลของเวลาการแช่แข็ง ครั้งแรกที่ใช้วิธีการวิเคราะห์และ
วิธีกราฟิกและตัวเลขสองความแตกต่างส่วนใหญ่ จำกัด และขอบเขต
การกำหนดเวลาการแช่แข็งในอาหาร 179
วิธีองค์ประกอบ วิธีการ จำกัด แตกต่างมีข้อ จำกัด สำหรับบางครั้งบางคราว
ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงหรือไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมน ต์ ต้องมี
การคำนวณที่ซับซ้อนและสิ่งอำนวยความสะดวกในการแก้ปัญหาคอมพิวเตอร์แม้แต่ง่ายมาก
ปัญหาแม้ว่าพวกเขาจะมีประสิทธิภาพสำหรับรูปทรงและ nonhomogeneous
ผลิตภัณฑ์ ความถูกต้องขึ้นอยู่กับ simplifications
และแนะนำเกี่ยวกับความเพียงพอของข้อมูลทรัพย์สินความร้อน (คลีและ
เอิร์ล 1984; คลี et al, 1987;. Salvadori & Mascheroni, 1989).
การแก้ปัญหาการวิเคราะห์ได้เร็วสุดในสมการการนำความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการ
เปลี่ยนเฟส ได้มาจาก Neumann และสามารถพบได้ใน Lunardini
(1991) ในบรรดาวิธีการวิเคราะห์ที่พัฒนา (Plank 1941; & Salvadori
Mascheroni, 1991) ที่ใช้มากที่สุดคือสมกระดานซึ่งเป็นเรื่องง่ายใน
การก่อสร้างและสามารถนำมาใช้ในสารบริสุทธิ์เมื่อจำนวนสเตฟาน,
S ,, มีขนาดเล็ก เมื่อแช่แข็งสารที่ไม่บริสุทธิ์เปลี่ยนเฟสครอบคลุม
ช่วงอุณหภูมิที่กว้างและความร้อนแฝงที่สอดคล้องกับ phasechange
เกิดขึ้นที่อุณหภูมิเดียวไม่ได้เป็นแนวคิดที่ดีสำหรับ
การศึกษาอย่างเข้มงวด เป็นกรณีนี้สำหรับอาหารผสมยูเทคติกไบนารีหรือ
วัสดุรูปแบบเช่นสารคาร์ลส์ทดสอบ (KTS) อย่างไรก็ตาม
สม Plank มีทฤษฎีพื้นฐานที่แข็งแกร่งและได้รับการรับรองสำหรับ
ที่สุดการคำนวณเวลาแช่แข็งในอาหาร คนงานหลายคนได้แก้ไข
สูตรพื้นฐานโดยการแนะนำบางส่วนปัจจัยการแก้ไขมักจะกึ่งเชิงประจักษ์,
เพื่อให้รูปแบบจากสมมติฐานเริ่มต้นสมจริงสมจังกระดาน
สมการ (Le Blanc et al, 1990;. จุงและ Merrit 1991. Hossain, et al, 1992).
โดยทั่วไปปัจจัยการแก้ไขจะไม่คงที่ แต่ขึ้นอยู่กับ
ขนาดของผลิตภัณฑ์หรือปัจจัยอื่น ๆ เช่นองค์ประกอบแข็งตัว
อุณหภูมิและ / หรือจำนวน Biot ฯลฯ เมื่ออุณหภูมิเริ่มต้นของ
กลุ่มตัวอย่างเป็นราคาที่สูงกว่า การโจมตีของแข็งตัวมีอยู่สอง
ช่วงเวลาที่แตกต่างกัน จากอุณหภูมิเริ่มต้นตัวอย่างของอุณหภูมิ
ที่สอดคล้องกับจุดเริ่มต้นหรือเริ่มมีอาการของการแข็งตัวและจากที่นั่นไป
อุณหภูมิสุดท้าย กระดาษนี้คาดการณ์เวลาการแช่แข็งรวมในรูปแบบ
ของระบบ (KTS) และเนื้อสัตว์โดยพิจารณาทั้งลดอุณหภูมิและ
เวลาแบ่งเบา ในการคำนวณเวลาหลังกระดานสมต้นฉบับจะถูก
นำมาใช้แทนความร้อนแฝงด้วยเอนทัลปีเทียบเท่าปริมาตร
รูปแบบโดยใช้สมมติฐานเชิงเส้นและอุณหภูมิกำลังสองการเปลี่ยนแปลงที่
อยู่ในโซนการแช่แข็ง มันก็สันนิษฐานว่าอุณหภูมิเครื่องแบบที่มีอยู่
ในตัวอย่างที่ขีด จำกัด ของแต่ละช่วงเวลาการพิจารณา
การแปล กรุณารอสักครู่..
