Физико-химические и теплофизические свойства смесей и мороженого существенно влияют на органолептические показатели продукта.

Плотность молочных, сливочных и пломбирных смесей мороженого находится в пределах 1100-1300 кг/м³.

Данные об объемной массе мороженого в зависимости от его взбитости и плотности смеси приведены в таблице.

Объемная масса мороженого, кг/м³

Плотность смеси, кг/м3	Взбитость, %
	40	50	60	70	80	90	100
1050	750	700	656	618	583	553	525
1080	771	720	675	635	600	568	540
1100	785	733	688	647	611	578	550
1110	793	740	694	653	617	584	555

Взбитость мороженого, а также степень дисперсности воздушных пузырьков в мороженом в значительной мере обусловливают его способность противостоять таянию. Об этом показателе, характеризующем охлаждающий эффект мороженого, судят по продолжительности накопления 10 мл смеси, образующейся при таянии образцов закаленного (-18° С) или мягкого (-6° С) мороженого, помещаемых в термостат (температура воздуха 25° С).

Коэффициент динамической вязкости смесей в значительной мере определяется свойствами и концентрацией используемого стабилизатора. Этот показатель уменьшается при перемешивании смесей. Вязкость смесей, подвергнутых замораживанию, после размораживания ниже исходной.

Вязкость смесей мороженого зависит и от температуры.

Поверхностное натяжение смесей мороженого со стабилизаторами агароидом, желатином и метилцеллюлозой различное.

Для характеристики реологических свойств смесей и мороженого определяют предельное напряжение сдвига.

Предельное напряжение сдвига мороженого уменьшается с увеличением взбитости продукта. Понижение температуры и связанное с этим увеличение количества вымороженной воды приводит к существенному росту предельного напряжения сдвига, причем чем мельче кристаллы льда, тем меньше предельное напряжение сдвига. После фризерования при температуре -4° С предельное напряжение сдвига не превышает 10 Па. При температуре же -23° C предельное напряжение сдвига молочного мороженого (S = 60%) обычно не более 2350 Па, сливочного (S = 75%) - не более 1960 Па и пломбира (S = 90%) - не более 690 Па.

Криоскопическая температура смесей мороженого в зависимости от их состава находится в пределах от -2 до -3,5° С.

В интервале температур от криоскопической до -5° С в лед превращается примерно 45-50% влаги, содержащейся в мороженом.

Полная удельная теплоемкость смесей мороженого увеличивается с повышением содержания в них жира и в интервале температур от 0 до 18° С (в среднем) составляет [в кДж/(кг К)]:

Молочная - 3,39

Сливочная - 3,52

Пломбирная - 3,60

В указанном интервале температур, а также при температурах до 50-55° С на величину полной удельной теплоемкости смесей влияют тепловые эффекты, вызываемые фазовыми превращениями молочного жира.

При температурах выше 55° С такие превращения практически не происходят и удельная теплоемкость смесей мороженого не изменяется. При этих температурах для приближенных расчетов удельную теплоемкость молочной смеси допустимо принимать равной 3,31 кДж/(кг К), сливочной - 3,21 и пломбирной - 3,07 кДж/(кг К).

Полная удельная теплоемкость мороженого, т. е. удельная теплоемкость с учетом фазовых превращений воды и жира, при температурах, близких к криоскопической, достигает больших величин в связи с интенсивным льдообразованием. Значение же этой теплофизической характеристики при более низких температурах определяется в основном содержанием в мороженом льда, удельная теплоемкость которого вдвое меньше, чем воды. Поэтому с понижением температуры полная удельная теплоемкость мороженого уменьшается.

Полная удельная теплоемкость мороженого при различных температурах, определенная по графику отводимого тепла:

Температура мороженого, °С	Полная удельная теплоемкость мороженого, кДж/(кг К)
	молочного	сливочного
-8	9,9	7,1
-12	6,1	5,0
-16	4,6	4,4
-20	3,8	3,6

Отводимое тепло при охлаждении и замораживании смесей мороженого может быть определено с помощью графика энтальпий, построенного по экспериментальным данным. В этом графике энтальпий смесей и мороженого за начало отсчета взята температура -20° С, энтальпия мороженого при которой принята равной нулю.

При этом состав смесей мороженого соответствует данным следующей таблицы.

Состав смесей мороженого:

Смесь мороженого	Содержание, % к массе
	жира	COMO	сахарозы	сухих веществ	воды
Молочная	3,5	10,0	16,0	29,8	70,2
Сливочная	10,0	10,0	14,0	34,3	65,7
Пломбирная	15,0	10,0	16,0	41,3	58,7
Плодово-ягодная	-	-	28,0	30,95	69,05

Коэффициенты теплопроводности смесей мороженого возрастают с повышением температуры.

Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности мороженого с понижением температуры увеличиваются, поскольку коэффициент теплопроводности льда значительно больше (приблизительно в 4 раза), чем воды.

Фазовые превращения молочного жира значительно меньше влияют на изменение теплофизических свойств мороженого, чем фазовые превращения воды. Это объясняется тем, что в интервале температур от 0 до -20° С отвердевает не более 20% молочного жира от общей его массы в мороженом (до 80% молочного жира отвердевает при положительных температурах). Кроме того, содержание жира в мороженом сравнительно невелико, а удельная теплота его отвердевания (или плавления) значительно меньше, чем воды (соответственно 93,3 и 335 кДж/кг).

Способность мороженого противостоять таянию характеризуют продолжительностью накопления 10 мл смеси, образующейся при таянии образцов определенной формы закаленного (-18° С) или мягкого (-6° С) мороженого. Этот показатель существенно зависит от взбитости мороженого, степени дисперсности воздуха в продукте, содержания в нем влаги и характеризует охлаждающий эффект мороженого.