Khảo sát quan hệ giữa độ ẩm và nước hoạt động (Aw) của thực phẩm.

Tính toán các tham số trong phương trình BET, GAB và Oswin nhằm phỏng đoán khả năng bào quản thực phẩm ở các độ ẩm khác nhau. Dựa trên việc xác định độ ẩm cân bằng của thực phẩm với môi trường có độ ẩm không khí khác nhau (bằng các dung dịch muối bảo hòa) (theo định nghĩa là độ hoạt độ của nước aw).

PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 BÀI KHẢO SÁT QUAN HỆ GIỮA ĐỘ ẨM VÀ NƯỚC HOẠT ĐỘNG (aw) CỦA THỰC PHẨM I- MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Tính toán tham số phương trình BET, GAB Oswin nhằm đoán khả bào quản thực phẩm độ ẩm khác II- TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Nguyên tắc: Dựa việc xác định độ ẩm cân thực phẩm với môi trường có độ ẩm không khí khác (bằng dung dịch muối bảo hòa) (theo định nghĩa độ hoạt độ nước aw) Phương tiện thí nghiệm: hộp chứa dung dịch bảo hòa phía dung dịch có quạt nhằm rút ngắn thời gian cân môi trường sản phẩm Các mẫu thực phẩm bánh tây đặt trên, làm kính bình, tiến hành mở quạt (độ ẩm không khí có quan hệ mật thiết với nhiệt độ nên cần xác định điều kiện nhiệt độ khác nhau) Sau khoảng thời gian xác định (1h), tiến hành cân mẫu, mẫu có khối lượng không đổi tiến hành xác định độ ẩm thực phẩm ( phương pháp cân sấy) Dung dịch muối bảo hòa thí nghiệm: TT Độ ẩm không khí 300C 32,4 51,4 75,1 83,6 92,3 Dung dịc muối bảo hòa MgCl2 Mg(NO3)2 NaCl KCl KNO3 III- CÁC CÔNG THỨC THÍ NGHIỆM a Phương trình BET Phương pháp GAB (Guggenheim, Anderson & de Boer) mô tả mối quan hệ độ hoạt động nước (a w) độ ẩm cân (equilibrium moisture content) (X kg nước/kg chất khô) có liên quan đến số K, C độ ẩm tới hạn Xm (moisture content “monomolecular layer) a w C K X = X M [ (1 − a w K )(1 − a w K + a w C.K ) ] Phương trình GAB chuyển đổi: PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 aw 1  2 K 1  = + 1 −  a w +  − 1 a w X X M C.K X M  C  Xm C  Đồng dạng với phương trình y=a0+a1.x+a2.x2 Với: y= aw X x= aw Từ hệ số phương trình đồng dạnh thu nhận Giải hệ thống phương trình: a0 = X C.K M  M  2 a1= X 1 − C  a2=  K 1   −1 Xm  C  Các tham số Xm, C, K Phuong trình GAB xác định b Phương trình Oswin Phương trình Oswin Phương trình thể mối quan hệ aw độ ẩm cân Phương trình có dạng:  a  X=A  w   − aw  B Với: A B số Tính toán số A, B thực chuyển đổi:  aw  1− aw log(X) = log(A) + B.log     Phương trình đồng dạng với phương trình y = a0 + a1.x  aw  1− aw Với y = log(X) x = log  Hệ số góc a1 = B a0 = log(A) hay A = 10 a c Phương trình BET    PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 Phương trình BET Phương trình BET dùng để mô tả qua hệ độ ẩm cân vật liệu (kg nước/kg chất khô) độ hoạt động nước Phương trình có dạng : aw ( C − 1) a = + (1 − a w ) X X m C X m C w Với : aw độ hoạt động nước X : độ ẩm cân (kg nước/ kg chất khô) Xm : độ ẩm tới hạn C : số Phương trình PET đồng dạng với phương trình y=a0 + a1.x Với : aw y= (1 − a ) X w x = aw Giải hệ phương trình a0 = X C m Và ( C −1) a1 = X C m Ta tìm độ ẩm tới hạn Xm số C IV- BÁO CÁO KẾT QUẢ: Độ ẩm nguyên liệu :5.67% Nhiệt độ phòng: 300C Các số liệu trình thí nghiệm: PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 Thời gian Thông số 7:00 Khối lượng bánh 13,33 13,45 13,57 13,43 13,31 Khối lượng cầu 23,46 22,98 23,97 22,68 25,33 Khối lượng bánh cầu 36,70 35,85 37,31 36,56 39,11 11h 36,57 35,81 37,52 36,75 39,61 13h 36,46 35,74 37,57 36,90 39,76 15h 36,42 35,91 37,85 37,09 40,16 17h 36,38 35,87 37,90 37,11 40,22 19h 36,35 35,83 37,87 37,07 40,39 21h 36,36 35,83 37,86 37,02 40,39 9h:00 MgCl2 Mg(NO3)2 NaCl KCl KNO3 Kết qủa thí nghiệm Thời gian ( phút) 120 240 360 480 600 720 840 MgCl2 56.06 56.13 56.17 56.2 56.24 56.27 56.32 56.45 Mg(NO3)2 58.97 59.03 59.06 59.11 59.16 59.19 59.23 59.35 NaCl 56.51 56.81 56.83 56.88 56.96 56.99 57.04 57.2 KCl 56.89 57 57.05 57.11 57.19 57.27 57.34 57.56 KNO3 57.69 57.83 57.88 57.95 58.07 58.15 58.24 58.52 PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 Bảng thu nhận số liệu từ thí nghiệm TT Độ ẩm không khí 30oC 32.4 51.4 75.1 83.6 92.3 Tính toán tham số : Độ ẩm thực phẩm 6.56 6.55 7.15 7.13 7.93 Độ ẩm thực phẩm ( khô) 0.0702 0.07 0.077 0.0768 0.086 Phương trình BET có dạng : Với aw: độ hoạt động nước X: độ ẩm cân (kg H2O/ kg chất khô) Xm: độ ẩm tới hạn C: số Biển đổi phương trình đồng dạng với phương trình y= a0 + a1x Với y= x= aw Ta có a1= slope(yy,xx) = 185.164 a0= intercept(yy,xx) = -70.6129 PHÚC TRÌNH KTTP mà SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 = 185.164 => Xm=8,7.10-3 a1 = a0= = -70.6129=> C=-1,622 Phương trình GAB mô tả mối liên hệ hoạt độ nước độ ẩm cân có liên quan đến K,C, độ ẩm tới hạn Xm, Đồng dạng với phương trình y= a0 + a1 + a2x2 Với y= x= aw Bảng chuyển đổi liệu: TT Vậy Hoat độ nước aw 0.324 0.514 0.751 0.836 0.923 Độ ẩm cân X ( kg nước/ kg chất khô) 0.0702 0.07 0.077 0.0768 0.086 a2 = -10.78 = a1= 24.07 = a0 = -2.097 = Giải hệ phương trình ta có Xm, K, C 4.615 7.343 9.753 10.885 10.733 PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 Bảng kết Phương pháp Phương trình BET Phương trình GAB Các tham số C = -1.622 C = 5.913 Xm = 0.00873 Xm = 0.0275 K = -2.93 ... 36,75 39,61 13h 36 ,46 35, 74 37,57 36,90 39,76 15h 36 ,42 35,91 37,85 37,09 40 ,16 17h 36,38 35,87 37,90 37,11 40 ,22 19h 36,35 35,83 37,87 37,07 40 ,39 21h 36,36 35,83 37,86 37,02 40 ,39 9h:00 MgCl2... phút) 120 240 360 48 0 600 720 840 MgCl2 56.06 56.13 56.17 56.2 56. 24 56.27 56.32 56 .45 Mg(NO3)2 58.97 59.03 59.06 59.11 59.16 59.19 59.23 59.35 NaCl 56.51 56.81 56.83 56.88 56.96 56.99 57. 04 57.2... 57. 34 57.56 KNO3 57.69 57.83 57.88 57.95 58.07 58.15 58. 24 58.52 PHÚC TRÌNH KTTP SV: Nguyễn Trường An - MSSV: CM1208N020 Bảng thu nhận số liệu từ thí nghiệm TT Độ ẩm không khí 30oC 32 .4 51 .4 75.1