Физические основы льдообразования (часть 3)

В технологии замораживания наибольший интерес представляет второй этап, соответствующий зоне наибольшего кристаллообразования (участок B—C). Холод при прохождении данного участка расходуется в большей степени на компенсацию теплоты льдообразования. Упорядочение структуры жидкости при кристаллизации сопряжено с уменьшением интенсивности молекулярного движения, что сопровождается освобождением значительного количества внутренней энергии, выделяющейся в виде скрытой теплоты фазового превращения из жидкого в твердое состояние. Если интенсифицировать отвод скрытой теплоты льдообразования, то можно добиться получения мелкокристаллической структуры льда в тканях мяса. Участок B—C на кривой 3 (см. рис. 10.4) практически отсутствует. Кривая 2 характеризует изменение температуры при средней скорости замораживания.
На первом этапе расходуется 15—20 %, втором — около 55 % и третьем — 20—25 % холода, что свидетельствует о наибольшей энергоемкости фазового перехода воды в лед. Значительное уменьшение расхода холода на третьем этапе по сравнению со вторым объясняется резким снижением термического сопротивления замороженной части мяса вследствие увеличения теплопроводности почти в 2,5 раза.
Распределение температурного поля в объеме мяса при замораживании крайне неравномерно: поверхностные слои мяса замерзают сразу, в то время как в центре температура еще значительно выше криоскопической точки. Чем быстрее процесс замораживания, тем больше неравномерность распределения температуры в толще мяса.
Динамика вымораживания воды. В холодильной технологии воду, превратившуюся в лед, называют вымороженной. Процесс замораживания мяса можно рассматривать, прежде всего, как процесс замерзания тканевой жидкости. Эта жидкость состоит из водорастворимых минеральных солей (электролитов) и органических гидрофильных веществ коллоидного характера (белковые золи, гели).