何℃の温度上昇？（食品）

質問

６０００ｋｇ、比熱０．７９ｋｃａｌ/ｋ・℃の食品屠体を４０℃から５℃にしたい場合１時間当たり１６５，９００ｋｃａｌの冷凍能力が必要なんですが、冷凍機（チラー）（水１０トン、２℃）の能力が１４５，０００ｋｃａｌしかありません。そこで他のチラーから一時間に４２００ℓ、２℃の水を補給するとするとする場合食品屠体は５分で何℃上昇するのでしょうか。水の流速無視、

回答No.3

BURURUN

食品屑体が固体となると、ちょっとやそっとの計算で、参考になるような値を出す事は難しいと思います。
2℃の水で5分間かけて5℃まで冷やすとの事ですが、これは内部まで均等に冷やすとなると
食品屑体の表面の熱交換率、屑体の比熱、熱伝導率に大きく影響されるのではないかと思います。
以上の要素を考慮に入れて、食品屑体を幾つかの層に分けて計算し、実測値との誤差を係数で埋めて、値を求めるという方法しか思いつきません。
少量でも実験データが得られれば、このような大規模な施設の計算でも適用出来ると思います。

以下は全くの推測です。
内部から表面まで一様に40℃の屑体を、2℃で水温が変動しない水に5分間漬けた場合
屑体の表面は2℃～10℃、屑体の深部は（体積に大きく左右されますが）10℃～38℃位なのではと想像します。
全く参考になっていませんね＾＾；
失礼しました。

お礼

何度も返答のほうありがとうございます。大変参考になります。うまく状況を説明できなくて申し訳ございません。５分間かけて水温を５℃にしたいのですが次々に４０℃の屠体が入ってくるので１、２℃は水温温が上昇して６℃か８℃くらいまで温度がなるのではないかなと漠然と想像されます。そこで何℃で温度が落ち着くのかとゆうことと、その計算方法がほしいです。なぜなら水温が９度位まではいいのですがそれ以上になるとチラーの水を屠体表面から多く吸収しリンパ液などがでて食品にならないからです。そこでこの冷凍能力、この条件で水温がなんどでおんていするかがほしいです。何度も注文して大変申し訳ございません。よろしくお願いいたします。

回答No.2

BURURUN

食品屑体を入れている容器はなんですか？
屑体の温度上昇となる原因（熱源）は空気と容器の伝導以外に何がありますか？

6000kg,比熱0.79の液体を1時間で35℃下げる場合に必要な熱量は（食品屑体の熱容量を水と同じと仮定すると）
質問にあります通り、165900Kcalとなります。
２時間かかっていいのなら、半分の82950Kcal/hの冷却熱量で済みます。（計算上）

＞そこで他のチラーから一時間に４２００リットル、２℃の水を補給するとするとする場合
どこへ補給するのか判断が付きかねますが、これを6000kg、40℃(度C)の食品屑体に（理想的な条件で）混ぜた場合
熱平衡温度は22℃（度C)となります。
食品屑体の温度は18℃(度C)下がります。

以下計算式

X=平衡温度
熱量保存の法則により、6000[kg] * 0.79[比熱] ( 40[℃、度C] - X ) = 4200[kg] * 1[比熱] ( X - 2[℃、度C] )
6000*0.79(40-X)=4200*1(X-2)
4740(40-X)=4200(X-2)
189600-4740X=8400+4200X
8940X=198000
X=22.147651006711409395973154362416...

お礼

返答ありがとうございます。補足ですが、屠体とは鳥であり１０ℓ、２℃のチラーの中を４０℃の屠体が５分間で通過し５℃まで下げようと考えており水は１時間に４２００リットルで２℃の補給水と、もともとの冷凍能力１４５，０００ｋｃａｌが全て入れ替わるようになっておりようになっており、水の流速、空気と容器の伝道は無視し温度上昇の原因は５分間で通過中に４０℃でつぎたされる屠体のみと考えます。私の考えでは５分間に２℃～３℃位の温度上昇があると考えてました？よろしくお願いいたします。

回答No.1

BURURUN

概算になりますが、計算できます。
文字化けがあるようですので補足して下さい。

食品屑体の収容庫の詳細、周囲の環境、温度等が分かればより実際に近い値が出せると思いますよ。

お礼

迅速な回答ありがとうございます。大変助かります。文字ボケの部分ですが４２００リットル、２℃です。よろしくお願いいたします。