20-125 ℃인 제품 1톤을 24시간 안에 −10 ℃까지 동결시키려 … | 2020년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

1.38 냉동톤

[해설]

25 ℃의 물이 −10 ℃의 얼음이 되기까지는 현열 → 잠열 → 현열의 세 구간을 거치므로, 각 구간의 열량을 따로 구해 더한다. 제품 1톤 = 1,000 kg이다.

① 25 ℃ 물 → 0 ℃ 물(현열)

$Q_1 = m\,c\,\Delta T = 1{,}000 \times 1 \times 25 = 25{,}000$ kcal

② 0 ℃ 물 → 0 ℃ 얼음(잠열)

$Q_2 = m\,L = 1{,}000 \times 79.68 = 79{,}680$ kcal

③ 0 ℃ 얼음 → −10 ℃ 얼음(현열)

$Q_3 = m\,c\,\Delta T = 1{,}000 \times 0.5 \times 10 = 5{,}000$ kcal

④ 총 제거 열량

$Q = 25{,}000 + 79{,}680 + 5{,}000 = 109{,}680$ kcal

⑤ 냉동능력 — 24시간에 나누어 처리하므로 시간당 부하는 $\dfrac{109{,}680}{24} = 4{,}570$ kcal/h이고, 이를 1냉동톤(3,320 kcal/h)으로 나눈다.

$\dfrac{4{,}570}{3{,}320} = 1.3765$ → 1.38 냉동톤

일부 교재에는 목표 온도가 '10 ℃' 또는 '−15 ℃'로 인쇄되어 있으나, 정답 1.38 냉동톤과 맞아떨어지는 값은 −10 ℃ 하나뿐이다(10 ℃면 잠열·얼음 현열 구간이 아예 없어지고, −15 ℃면 1.41 냉동톤이 된다).