Температура замерзания связанной воды понижена. Даже при конденсации воды в капиллярах свойства ее могут настолько измениться, что при понижении температуры вплоть до —100°С она не замерзает, а застекловывается. Коэффициент теплового расширения, вязкость и плотность ее также изменяются.
Определить значение криоскопической температуры, при которой начинается превращение связанной воды в лед, можно на основе изучения теплофизических свойств зерна. Так, удельная теплоемкость зерна с понижением температуры уменьшается. Но при влажности выше 15% при некотором значении отрицательной температуры наблюдается повышение температуры в калориметре (в результате выделения теплоты фазового перехода связанной воды в лед). Это дает возможность рассчитать криоскопическую температуру. Для зерна пшеницы I и IV типов ее значения совпадают:

Полученные результаты позволили рассчитать коэффициент льдистости зерна εл (%), т. е. долю воды в зерне, превратившейся в лед в данных условиях:

где mл и mε — соответственно массы льда и воды.
На рисунке XII-14 приведены графики зависимости коэффициента льдистости зерна пшеницы от влажности и температуры.

С увеличением влажности и понижением температуры коэффициент льдистости повышается, все большая доля воды переходит в лед. Однако даже при гигроскопической влажности нельзя ожидать, что в лед превратится более 60% связанной зерном воды.
Если продолжить данные графики до εл=0, то они приблизительно пересекутся в точке w=14,5%. Таким образом, во второй критической области изотермы сорбции воды создаются условия для образования в зерне льда. Но заметное появление его происходит при более высокой влажности — около 16,5% (которая тоже при надлежит второй критической области изотермы). В этой области энергия связи воды составляет около 1 кДж/моль, а свободная энергия воды становится сопоставимой со свободной энергией льда.
При проведении теплотехнических расчетов необходимо учитывать не только понижение удельной теплоемкости связанной воды, но и теплоту фазового перехода воды в лед и обратно. Для расчета плотности связанной воды ρв (кг/м3) удобно использовать уравнение

где ρ0, ρi — плотность абсолютного сухого зерна и при данной влажности wi.

---

• Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 2)
• Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 1)
• Расчет структурной кривой активных центров
• Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 3)
• Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 2)
• Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 1)
• Особенности поглощения зерном воды (часть 3)
• Особенности поглощения зерном воды (часть 2)
• Особенности поглощения зерном воды (часть 1)
• Дифференциальная сорбирующая способность зерна (часть 2)