A Generalized Correlation of Solute Inclusion in Ice

							A Generalized Correlation of Solute Inclusion
in Ice Formed from Aqueous Solutions and
Food Liquids on Sub-Cooled Surface
Ping Chen and Xiao Dong Chen*
Food Science and Process Engineering Group, Department of Chemical and Materials Engineering, The University
of Auckland, Private Bag 92019, Auckland, New Zealand



                                                                                 Solute inclusion in an ice layer formed on a smooth
                                                                              stainless steel surface under sub-cooled flow condi-
                                                                              tions has been studied experimentally. The effects of
                                                                              ice growth rate, solution velocity and bulk concentra-
                                                                              tion of solute on the solute inclusion in the ice layer
                                                                              have been investigated using a controlled flow surface
                                                                              crystallizer (CFSC). For several aqueous solutions
                                                                              (sucrose, NaCl, glycol, fructose), food liquids (skim
                                                                              milk, whole milk, orange juice) and particulate suspen-
                                                                              sion (potato starch particles), the effective molecular
                                                                              weights were calculated and their effects on solid inclu-
                                                                              sion determined. This effect was then conveniently
                                                                              related to the freezing point depression (FPD) of each
                                                                              liquid tested. A generalized empirical correlation has
                                                                              been established for all the liquids tested.

                                                                                 On a étudié de manière expérimentale l’inclusion
                                                                              de soluté dans une couche de glace formée sur une
                                                                              surface d’acier inoxydable lisse dans des conditions
                                                                              d’écoulement sous-refroidies. Les effets de la vitesse
                                                                              de croissance de la glace, de la vitesse de la solution et
                                                                              de la concentration en masse du soluté sur l’introduc-
                                                                              tion de soluté dans la couche de glace ont été étudiés
                                                                              à l’aide d’un cristallisoir à surface d’écoulement
                                                                              contrôlé (CFSC). Pour plusieurs solutions aqueuses
                                                                              (sucrose, NaCl, glycol, fructose), liquides alimentaires
                                                                              (lait écrémé, lait entier, jus d’orange) et une suspen-
                                                                              sion de particules (particules d’amidon de pomme de
                                                                              terre), on a calculé les poids moléculaires effectifs et
                                                                              déterminé leurs effets sur l’introduction de solides. Cet
                                                                              effet est par la suite facilement relié à la dépression du
                                                                              point de congélation (FPD) de chaque liquide testé.
                                                                              Une corrélation empirique généralisée a été établie
                                                                              pour tous les liquides testés.




*Author to whom correspondence may be addressed. E-mail address: d.chen@
auckland.ac.nz


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