Проведен ряд экспериментов с применением дифференциальной сканирующей калориметрии с целью определения доли вымороженной воды в образцах говядины и свинины. Проведен анализ известных зависимостей для расчёта вымороженной влаги в мясе таких как формулы Нагаока, Максвелла-Эйкена, Леви, Чижова, Рютова, а также преобразованной формулы Авраами, известной как формула расчёта доли закристаллизовавшейся массы при фазовом переходе одномерных полимеров. Анализ показал отсутствие универсальной формулы. Все зависимости имеют эмпирический характер, а константы каждой из них отражают влияние отдельных теплофизических характеристик замораживаемого продукта или процесса замораживания. Это обусловило необходимость предложить теоретически обоснованный вывод зависимости доли вымороженной воды в мясе с позиций формальной кинетики процесса замораживания как аналога химической реакции, в которой учтены влияние влажности исходного образца по Рютову, а также интенсивность процесса, т.е. темп охлаждения при замораживании. Полученная расчётная формула показала достаточно хорошую сходимость с результатами эксперимента.
A series of measurements of ice fraction in the samples of beef and pork by differential scanning calorimetry are conducted. The analysis of known dependences for calculation of the frozen-out moisture in meat such as Nagaoka, Maxwell-Aiken, Levi, Chizhov, Ryutov formulas, as well as the converted Avraami formula, known as the formula for calculating the proportion of crystallized mass in the phase transition of one-dimensional polymers, is shown. The analysis demonstrated the absence of a universal formula. All dependencies are empirical, and the constants of each of them reflect the influence of individual thermophysical characteristics of the frozen product or the freezing process. This made it necessary to propose a new theoretical correlation for the dependence of the ice fraction in the meat from the standpoint of the formal kinetics of the freezing process as an analogue of the chemical reaction, which takes into account the influence of the humidity of the original sample by Ryutov, as well as the intensity of the process, i.e. the cooling rate during freezing. The obtained calculation formula showed quite good convergence with the results of the experiment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.