Холод является наилучшим средством для сохранения пищевых продуктов. При этом качество, вкус и питательность продуктов остаются лучшими, чем при других способах хранения.
Известно, что все атомы и молекулы веществ находятся в непрерывном движении и обладают энергией, которая называется тепловой. При этом средняя скорость движения молекул определяется их температурой и массой.
Температура является показателем степени нагретости тела, характеризует его тепловое состояние. Температуру какого-либо тела мы приблизительно определяем по нашим ощущениям — относительно температуры нашей руки. Для точного определения степени нагретости тел применяют специальные приборы. Самым распространенным и простым из них является термометр.
При повышении температуры газообразных, жидких и твердых тел средняя скорость движения их молекул возрастает, а при охлаждении— падает. Следовательно, различно нагретые тела отличаются друг от друга средней скоростью движения их мельчайших частиц — молекул. Холодное тело обладает низкой температурой, потому что молекулы в нем движутся в целом замедленно. Наоборот, горячее тело характеризуется высокой средней скоростью движения атомов и молекул в нем.
Количество тепла и холода практически измеряют одинаковой условной единицей тепла, так называемой калорией.
В практике различают малую и большую калорию. Малая калория — это количество тепла, которое необходимо затратить для нагревания 1 г воды на 1°С. Большая калория — это количество тепла, которое необходимо затратить для нагревания 1 кг воды на 1°С. Следовательно, одна большая калория (килокалория) равна 1000 малых калорий.
Количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1°С, называют удельной теплоемкостью.
Средняя теплоемкость некоторых веществ следующая:
кал/град
воды.........................................1,00
льда .......................................               0,49
молока ..................................... 0,95
алюминия ............................... 0,21
железа . ...................................             0,11
цинка .......................................             0,095
красной меди .........................0,10
Одно и то же вещество в зависимости от температуры может находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Например, вода при 0°С — лед (твердое вещество); при нагревании лед, плавясь, превращается в обычную воду (жидкость), а при нагревании воды еще больше, до температуры кипения (100° С) она превращается в пар (газообразное состояние).
Охлаждение тела происходит вследствие того, что часть содержащегося в нем тепла передается тем или иным путем другому телу, в результате чего запас тепла в первом теле уменьшается.
Любое тело — твердое, жидкое и газообразное — имеет определенный запас тепла, величина которого тем больше, чем больше температура и вес тела. Запас тепла С} (в ккал) определяют по формуле:
^ = ОЫу
где О — вес тела, кг\
(— температура тела, °С;
с — удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело, ккал/кг • град.
Удельная теплоемкость для различных веществ неодинакова. Значения ее для молока, сливок и основных жидкостей, которые
применяются при эксплуатации охладителей, а также основных
металлов следующие:
ккал/кг-град
Молоко:
цельное..............................    0,94
обезжиренное               ..............             0,95
Сливки жирностью:
15% . , . .              . . .          0,90
20% . .   .              ..             0,88
30% . . Щ ...............  . . . .... .       0,85
45% . . ..........$...................        1,00
Вода....................................    1,00
Рассол поваренной соли: ,
20%-ный             .............................        0,83
25%-ный             ....................... 0,81
30%-ный             ...........................           0,79
Рассол хлористого кальция:
20%-ный..............................    0,73
25%-ный             ...............................      0,68
30%-ный             ...........................           0,65
Красная медь.............................           0,09
Алюминий . .   1             ...0,20
Сталь черная..............................          ........     0,11
Нержавеющая                сталь.............. 0,11
Зная, какое количество тепла необходимо отвести при охлаждении, можно определить потребное количество охлаждающего средства (холодной воды, льда и пр.) для охлаждения данного количества молока.
Например, задается вычислить, какое количество тепла необходимо отвести для охлаждения двух фляг с молоком, установленных в холодной воде, если в каждой фляге содержится 40 кг молока, а вес стальной луженой фляги 10 кг, начальная температура молока 36° С, конечная 6° С. Удельная теплоемкость молока 0,94, а стали 1,112.
Количество тепла, которое надо отвести (т. е. передать воде) при охлаждении 80 кг молока (2x40) и двух фляг общим весом 20 кг (2х 10), будет составлять
<2 = 80X0,94 (36—6) +20X0,112 (36—6) = 2323,2 ккал.
Таким же образом можно рассчитать количество отводимого тепла, необходимое для охлаждения любого продукта.
Переход тепла от одного тела к другому называется теплообменом. Он может происходить лишь в том случае, если одно тело нагрето сильнее, чем другое, причем, тепло всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому.
Если теплообмен между жидкими или газообразными телами осуществляется не непосредственно, а через стенку, то такой теплообмен называют теплопередачей.
Например, в результате теплопередачи тепло нагретого молока при его охлаждении переходит через стенку к охлаждающей жидкости, которую называют хладоносителем (вода, рассол) или хладагентом (жидкий аммиак, фреон).
Хладоносители и хладагенты должны обладать способностью непрерывно поглощать тепло. Для этого температура их должна быть ниже температуры охлаждаемого продукта. Поэтому при непрерывной работе охладителя необходимо все время подавать в него свежий хладоноситель или хладагент.