Xác định tốc độ thấm hơi nước qua màng bao bì.

Sự thấm qua màng bao bì xảy ra khi có sự chêch lệch áp suất hơi nước bên trong và bên ngoài bao bì. Thực chất quá trình thấm hơi nước này là quá trình khuếch tán hơi nước thông qua các lổ rất nhỏ trên bao bì. Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính thấm hơi nước qua màng. Vì độ ẩm môi trường dẫn đến ảnh hưởng sự thấm hơi nước qua màng và nhiệt độ ảnh hưởng áp suất hơi bão hòa của hơi nước.

Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Bài XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ THẤM HƠI NƯỚC QUA MÀNG BAO BÌ I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Khảo sát thấm nước qua nhiều loai màng bao bì theo thay đổi ẩm môi trường II CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Sự thấm qua màng bao bì xảy có chêch lệch áp suất nước bên bên bao bì Thật chất trình thấm nước trình khuếch tán nước thông qua lổ nhỏ bao bì - Theo định luật Fick J = − DA dC dx (1) Trong đó: J: tốc độ khuếch tán (mol/s) D: hệ số khuếch tán Knusden (m2 /s) C : nồng độ nước (mol/m3) x: khoảng cách khuếch tán (m) A: diện tích bề mặt (m2) - Theo định luật Henry : C = S.P (2) Với S : hệ số hòa tan (mol/Pa.m3) P : áp suất riêng phần chất khí (Pa) Từ (1) (2), ta suy J = − D.S A dP dP = BA dx dx Trong đó: B hệ số khuếch tán hay độ thấm nước (mol/s.m.Pa) Để xác định độ thấm nước – B, phương pháp xác định tăng giảm ẩm thông qua chêch lệch khối lượng hay gọi phương pháp trọng lượng với bước sau : Bước : xác định số g nước truyên qua 1m2 màng bao bì ngày, hay gọi tốc độ thấm nước 1 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Hay Nguyễn Trường An J= dm dt A , (g nước/ ngày.m2) ν= m t A (g nước/ngày.m3) MSSV: CM1208N020 Trong đó: m = mi – m0 khối lượng tăng thêm (g) t: thời gian khảo sát A: diện tích màng bao bì (m2) Bước 2: xác định số g nước truyên qua 1m màng bao bì ngày có khác biệt áp suất mmHg, hay gọi tốc độ thấm nước theo áp suất νP = Trong đó: ν ν = ∆P p s ( RH − RH ) , (g nước/ ngày.m2.mmHg) ∆p: chêch lệch áp suất hai bên lớp màng (mmHg) Ps: áp suất bão hòa nước nhiệt độ thí nghiệm (mmHg) RH 1, RH2: độ ẩm tương đối hai bên bên màng (%) Bước 3: độ thấm / hệ số thấm nước lượng nước truyền qua 1m màng bao bì ngày có chệch lệch áp suất mmHg qua màng cm Độ thấm nước riêng = Tốc độ thấm theo áp suất / bề dày màng B = v p δ = v ps ( RH1 − RH )δ (g.cm.nước/ ngày.m2.mmHg) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: Hạt silicagel sau sấy khô lấy lượng xác định cho vào đĩa petri, sau đậy lại bao bì thí nghiệm (PP, PE, HDPE, LDPE, màng ghép) không bao màng (đối chứng) Để xét thấm thấm nước qua diện tích giới hạn đĩa petri, màng bao bì cần dán thật chặt vào thành đĩa keo dán Trước đặt vào bình kín, đĩa chứa hạt silicagel (mẫu) cân xác, sau đặt toàn mẫu vào bình có độ ẩm tương đối khác Kết tính toán thông qua thay đổi khối lượng mẫu theo thời gian sơ đồ bố trí thí nghiệm sau: 2 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Hạt silicagel sấy khô Đĩa petrei Bao màng Bình kín RH1 RH2 RH3 Theo dõi thay đổi khối lượng III Phương tiện thí nghiệm - Dụng cụ: + Đĩa petri + Cân + Thước kẹp + Nhiệt kế + Bình hút ẩm - Nguyên liệu: +Silicagel + Màng PE + Keo dán IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Sử dụng bao bì PE có: + Nhiệt độ: 300C => PS= 31,8 mmHg + Chiều dày δ (cm) : 0,029 + Diện tích A (m2): 0,005 3 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 + RH1= 80% RH2 = 0% Bảng 1: Khối lượng mẫu bao bì PE thay đổ theo ngày bảo quản độ ẩm môi trường 80% sau: Ngày Khối lượng (g) 117,93 118,07 118,11 118,14 118,17 118,23 Bảng 2: Khối lượng nước tăng thêm theo ngày bảo quản độ ẩm môi trường 80% sau: Ngày Khối lượng (g) 0 0,14 0,18 0,21 0,24 0,30 Xác định độ thấm nước qua màng công thức sau: - - Tốc độ thấm nước (g nước/ngày.m2) m ν= t A Tốc độ thấm nước theo áp suất (g nước/ngày.m2.mmHg) νP = - Thời gian (ngày) ν ν = ∆P p s ( RH − RH ) Độ thấm nước (g.cm.nước/ngày.m2.mmHg) B = v p δ = v p s ( RH − RH )δ m-tm0 (g) 0,14 0,18 0,21 0,24 0,30 v (g nước /ngày.m2) 28 18 14 12 12 vp (g nước /ngày.m2.mmHg) 1,10 0,70 0,55 0,47 0,47 B (g.cm.nước/ngày.m2 mmHg) 0,0319 0,0203 0,0159 0,0136 0,0136 Bảng 3: Xác định độ thấm nước qua màng Câu hỏi thảo luận: − Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính thấm nước qua màng không, giải thích ? 4 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Trả lời :Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính thấm nước qua màng Vì độ ẩm môi trường dẫn đến ảnh hưởng thấm nước qua màng nhiệt độ ảnh hưởng áp suất bão hòa nước - Nếu đường kính đĩa petri nhỏ hệ số thấm nước có thay đổi không ? Trả lời: Áp suất nước độ ẩm môi trường giảm Vì hệ số thấm nước có thay đổi đường kính đĩa petri nhỏ - Lượng silicagel có ảnh hưởng đến kết thí nghiệm không ? Giải thích Trả lời: Nếu lượng silicagel nhỏ lượng thấm nước qua màng lượng silicagel nhiều thấm nước qua màng lớn nên lượng silicagel có ảnh hưởng đến kết thí nghiệm - Đề nghị loại màng thích hợp cho bảo quản sản phẩm sấy ? Trả lời: Vì màng PVC có thấp nước cao màng PE, PP, PA nên màng PVC thích hợp cho bảo quản sản phẩm sấy 5 ... Ngày Khối lượng (g) 11 7,93 11 8,07 11 8 ,11 11 8 ,14 11 8 ,17 11 8,23 Bảng 2: Khối lượng nước tăng thêm theo ngày bảo quản độ ẩm môi trường 80% sau: Ngày Khối lượng (g) 0 0 ,14 0 ,18 0, 21 0,24 0,30 Xác định... m-tm0 (g) 0 ,14 0 ,18 0, 21 0,24 0,30 v (g nước /ngày.m2) 28 18 14 12 12 vp (g nước /ngày.m2.mmHg) 1, 10 0,70 0,55 0,47 0,47 B (g.cm.nước/ngày.m2 mmHg) 0,0 319 0,0203 0, 015 9 0, 013 6 0, 013 6 Bảng 3:... độ: 300C => PS= 31, 8 mmHg + Chiều dày δ (cm) : 0,029 + Diện tích A (m2): 0,005 3 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 + RH1= 80% RH2 = 0% Bảng 1: Khối lượng mẫu