Для термолабильных продуктов с низкими температурами размягчения (пряности, шоколад, эфирно-масличное растительное сырье и др.) целесообразно использовать в аппаратурно-технологических процессах электромагнитной механоактивации криоизмельчение [1, 2, 3]. При охлаждении эти продукты «охрупчиваются», что способствует их эффективному разрушению под действием внешней нагрузки при значительном снижении энергозатрат. В результате исследований выявлены основные достоинства диспергирования с использованием криотехнологий: снижение времени производственного цикла, улучшение качественных показателей готовых изделий, ресурсо- и энергосбережение. Использован жидкий азот. Основные свойства – инертность, низкая температура и высокие термодинамическими свойствами. Выбран способ орошения. При моделировании замораживания использованы классические алгоритмы расчета. Количество вымороженной из продукта воды

,

здесь Gл – масса льда; Gн – начальная масса воды.

Величина ωпо мере снижения температуры до криоскопической tкр изменяется в пределах от 0 до 1 и может быть вычислена по формуле

здесь b = 0,08 – 0,352 кг/кг – содержание прочно связанной воды на единицу массы сухого вещества в исследуемых продуктах растительного происхождения, кг/кг; W – начальное содержание влаги в продукте.

Уравнение теплопроводности для сферической частицы имеет вид

здесь c – теплоемкость, Дж/кг·К; ρ – плотность, кг/м3; λ – теплопроводность, Вт/м·К.

Теплоемкость до начала замораживания (t > tкр) определена по формуле (сс, св – теплоемкости сухой массы и воды, соответственно, Дж/кг·К). Теплота фазового перехода учтена как дополнительная теплоемкость и определена соотношением

здесь r – теплота кристаллизации воды, кДж/кг.

Скорость замораживания выражена как линейная скорость движения границы раздела фаз:

.