báo cáo thí nghiệm, KHẢO SÁT QUAN HỆ GIỮA, ĐỘ ẨM CÂN BẰNG, CỦA THỰC PHẨM VÀ, ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA NƯƠC
BÀI KHẢO SÁT QUAN HỆ GIỮA ĐỘ ẨM CÂN BẰNG CỦA THỰC PHẨM VÀ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA NƯƠC ( aw ) Mục đích • Hiễu rõ độ hoạt động nước • Biết cách xây dựng đường hấp thụ đẳng nhiệt thực phẩm Biết tính tốn tham số phương trình BET, GAB Oswin nhằm đoán khả bảo quản thực phẩm độ ẩm khác Báo cáo kết quả: • Độ ẩm ban đầu mẫu ( bánh AFC): Khối lượng mẫu Khối lượng mẫu ban đầu sau sấy 3,025 2,9763 3,0113 2,9601 3,0143 2,9573 Trung bình Độ ẩm ban đầu(căn ướt) 0,016099174 0,17002623 0,13535481 0,15545759 Độ ẩm ban đầu (căn khô) 0,016362598 0,017296713 0,013721204 0,015793505 Dung dịch muối bão hòa dùng thí nghiệm: TT Dung dịch muối bão hòa Mg Mg(2 NaCl CCOOK Độ ẩm khơng khí 30 32.4 51.4 75.1 21.6 Bảng liệu thu nhận: Mẫ u Độ ẩm không khí mơi trường bảo quản 30 (RH%/100) 32.4 51.4 75.1 21.6 Độ ẩm thực phẩm (%) 0,8228 0,8579 0,9106 0,9226 Độ ẩm thực phẩm (căn khô) (kg O/ kg chất khô) 0,0369 0,0725 0.1383 0,1261 Phương trình BET x = aw y= 6,610895736 0.324 7,647239109 0.514 23,91803535 0.751 7,466401195 0.216 a0 = 1/Xm.C = -2,3777 a1 =(C-1)/Xm.C = 30.556 Phương trình GAB x=aw y= 4,468965517 0.324 3,716558207 0.514 5,955590801 0.751 5,853658537 0.216 a0 a1 a2 10,845 -29,755 30,974 C = -14,43306152 Xm = -0.014857424 K = 0,43 Phương trình Oswin x = log(aw/1-aw) y= logX -0,319401686 -1,139661993 -0,85917782 0,02432685 0,047944059 -0,899284913 -0,559862312 a1 = B = 0,5038 -1,432973634 a0 = log(A) = -1,035 hay A =10a0 = 0,92257143 BÀI MƠ HÌNH HỐ Q TRÌNH SẤY THỰC PHẨM Mục đích • Theo dõi diễn biến ẩm q trình sấy thực phẩm • Sử dụng kĩ thuật mơ hình hố để tính thơng số chứa mơ hình nhằm thể q trình sấy thực tế • Sử dụng kĩ thuật so sánh kết lí thuyết thực nghiệm để áp dụng q trình khác Báo cáo kết Bảng 1: Kết thu nhận từ việc ghi nhận liệu trình sấy Thời gian( phút ) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 Thay đổi trọng lượng(g) 150 138 128 114 102 94 82 70 62 50 46 40 34 30 26 22 22 Tính độ ẩm ban đầu vật liệu Cốc Khối lượng cốc(g) Khối lượng mẫu trước sấy(g) Khối lượng mẫu sau sấy(g) Khối lượng nước mẫu(g) Độ ẩm ban đầu mẫu(% khô) 27.5205 3.0374 0.3062 2.7312 891.97 23.4282 3.0942 0.3233 2.7709 857.07 24.5573 3.0584 0.3168 2.7416 865.4 Độ ẩm trung bình ban đầu mẫu (% khô) là: 871.48% Bảng 2: Kết chuyển đổi sang độ ẩm khơ dùng tính tốn Thời gian (min) Độ ẩm (căn khô) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 871.4792715 527.2727273 481.8181818 418.1818182 363.6363636 327.2727273 272.7272727 218.1818182 181.8181818 127.2727273 109.0909091 81.81818182 54.54545455 36.36363636 18.18181818 Độ ẩm lý thuyết (phỏng đoán) 687.3420652 542.111706 427.5674612 337.2255788 265.9722765 209.7742767 165.4505039 130.4920206 102.9200095 81.17376305 64.02233967 50.49488681 39.82568595 31.41080933 Báo cáo kết - Vẽ đồ thị thực tế, thực tế thực tế, đoán sử dụng phương trình y=ax: Vậy: + biểu đồ thực tế, thực tế có hệ số a=1 + biểu đồ thực tế, đốn có hệ số a>1 Suy ra, đoán cho kết lớn thực tế Biểu diễn tính tốn hệ số K theo phương trinh Page: Sử dụng hàm slove intercept, ta được: ln(k) = 3.732875474 k=0.023923944 n=0.786787488 R2=0.910017651 • Biểu diễn tính tốn hệ số K theo phương trinh Lewis : k=0.007912 R2=0.949694 Biến đổi trọng lượng sản phẩm theo thời gian: BÀi CHƯNG LUYỆN GIÁN ĐOẠN ( THÁP ĐỆM ) Mục đích Cho thấy khác biệt nhiệt độ sôi dung dịch vị trí khác theo thời gian, thay đổi nồng độ lượng cấu tử bay theo thời gian nhằm củng cố lí thuyết chưng cất cho sinh viên trường hợp chưng luyện tháp đệm Báo cáo kết Thí nghiệm 1: Nồng độ dung dịch ban đầu: 4% Thời gian Analog ghi sinh viên quan sát Thể tích gia tăng Nồng độ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 T1 T2 T3 94 94.4 94.7 95 95.3 95.5 95.8 96.1 96.4 96.5 96.8 95.2 96.1 97.2 97.3 97.8 97.7 98.4 98.1 97.9 98.3 98.5 81.6 94.7 95.6 96.1 96.8 97 97.5 98 98.2 98.5 98.7 Biểu diễn thay đổi nhiệt độ vị trí theo thời gian: Biểu diễn thay đổi nồng độ dung dịch theo thời gian Biểu diễn thay đổi lượng ethanol thu nhận theo thời gian: 32 34 39 36 35 37 35 45 29 37 48 42 36 35 31 29 26 23 22 17 17 Thí nghiệm 2: Nồng độ dung dịch ban đầu: 8% Thời gian 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Analog ghi sinh viên quan sát T1 T2 T3 90 91.2 91.7 92.1 92.6 93 93.5 93.8 94.1 94.7 95 95.4 89.4 90 90.5 90.9 91.4 91.8 92.2 92.6 93 93.6 94 94.2 85.3 90 90.2 90.8 91.3 91.9 92.4 92.9 93.4 94.1 94.5 95 Biểu diễn thay đổi nhiệt độ vị trí theo thời gian: Biểu diễn thay đổi nồng độ dung dịch theo thời gian: Thể tích gia tăng Nồng độ 76 47 47 45 46 43 41 33 48 40 39 52 50 50 49 46 36 45 42 27 33 33 29 Biểu diễn thay đổi lượng ethanol thu nhận theo thời gian: BÀI 4: THAY ĐỔI ẨM TRONG Q TRÌNH CHIÊN CHÂN KHƠNG THỰC PHẨM Mục đích Theo dõi lượng ẩm theo thời gian trình chiên điều kiện chân không Báo cáo kết Nguyên liệu chiên chân không: khoai tây Nhiệt độ chiên 150⁰C Khối lượng nguyên liệu: 200g a Độ ẩm ban đầu Cốc Khối lượng cốc (g) Mẫu trước sấy(g) Mẫu sau sấy(g) Độ ẩm ban đầu (%) 30.7984 3.0168 0.8738 71.04 21.7353 3.0014 0.8646 71.19 30.3023 3.0081 0.8541 71.61 Độ ẩm trung bình ban đầu vật liệu: 71.28% b Lượng nước ngưng theo thời gian Thời gian Lượng nước ngưng (ml) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 14 22 42 52 60 64 70 74 79 Độ ẩm thay đổi theo thời gian 0.35 0.325 0.285 0.185 0.135 0.095 0.075 0.045 0.025 Biểu đồ thể thay đổi ẩm theo thời gian Nhận xét: độ ẩm khoai tây sau chiên chân không giảm nhiều so với ẩm ban đầu Khoai tây loại thực phẩm có hàm lượng nước cao nên độ ẩm ban đầu lớn Khi thực q trình chiên, lượng nước có khoai tây bay với tác nhân gia nhiệt trực tiếp dầu Lượng bay ngưng tụ thành nước,lượng nước ngưng lượng ẩm khoai tây Hàm lượng ẩm nhiều lượng nước ngưng tăng Vì lượng ẩm khoai tây giảm dần theo thời gian BÀI 5: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ LÀM LẠNH TRONG QUÁ TRÌNH LÀM MÁT THỰC PHẨM Cơ sở lí thuyết Cân nhiệt lượng cho trình lấy nhiệt lượng từ vật thể mơi trường làm lạnh theo phương trình: h.A.( = Với: : nhiệt độ môi trường ( T: nhiệt độ vật thể thời điểm t t: thời gian xữ lí nhiệt(s) V: thể tích vật thể A: diện tích bề mặt vật liệu : nhiệt dung riêng vật thể Báo cáo kết quả: Trái gắn cảm biến vào trung tâm, cho vào mơi trường thí nghiệm tương ứng chuẩn bị: Môi trường 1: môi trường làm lạnh khơng khí có đảo trộn ( quạt) Mơi trường 2: mơi trường làm lạnh khơng khí Môi trường 3: môi trường làm lạnh nước Môi trường 4: mơi trường làm lạnh nước có đảo trộn (bơm) 10 Dòng lưu chất Xi chiều Ngược chiều Lưu lượng Lưu lượng dòng lưu dòng lưu chất nóng chất lạnh Qh Qc 10 8,5 11.5 11 10 11.5 7.5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,8 U lí thuyết 1751.787 1840.88 1812.668 1751.787 1840.88 1566.342 U thực tế 46.28445 47.90987 48.60251 108.9995 111.9617 97.46274 Tổn thất lượng 1291.398 1365.956 1291.398 -615.418 -749.404 274.7875 Nhận xét: So sánh xuôi chiều ngược chiều: Xuôi chiều từ dòng lưu lượng dòng lưu chất nóng (Qh) cao đến dòng lưu lượng lưu chất có nóng thấp Còn ngược chiều ngược lại Đồng thời với lưu lượng dòng lưu chất lạnh (Qc) Tổn thất lượng xuôi chiều lớn tổn thất lượng ngược chiều Ngoài ra, xi chiều ngược chiều có dòng lưu lượng lưu chất nước nóng vào hệ thống lớn U hệ số truyền nhiệt bề mặt lý thuyết cao Tuy nhiên hệ số truyền nhiệt bề mặt xuôi chiều ngược chiều chênh lệch khơng đáng kể so mặt lý thuyết Nhưng hệ số truyền nhiệt bề mặt xi chiều ngược chiều có chênh lệch rõ ràng mặt thực tế Tổn thất lượng có chênh lệch rõ ràng Từ số liệu cho thấy xi chiều dòng lưu chất có hao tốn lượng đáng kể Sự khác biệt U lý thuyết U thực tế: Hệ số truyền nhiệt bề mặt thực tế nhỏ hệ số truyền nhiệt bề mặt lý thuyết q trình lưu chất chiều Còn ngược chiều ngược lại 22 BÀI XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG KHI CHẤT LỎNG CHẢY TRONG ỐNG Mục đích Biết cách tính tổn thất lượng cho hệ thống ống dẫn Ảnh hưởng lưu lượng đến tổn thất lượng lưu chất chay hệ thống thí nghiệm Sự khác biệt giữ tính tốn lí thuyết thực tế hệ thống vận chuyển lưu chất Báo cáo kết Áp suất Lưu lượng L/min (kg/) =19 =13,5 =16,5 =17 =16 Áp kế 110 55 105 95 85 Áp kế 115 60 110 100 90 Áp kế 100 50 60 50 40 Áp kế 95 50 95 85 75 Nhận xét: từ bảng số liệu cho thấy tiết diện ảnh hưởng đến áp suất vận tốc Tiết diện lớn vận tốc nhỏ áp suất lớn ngược lại vận tốc chảy (m/s) Renol Hệ số f Tổn thất áp lực lý thuyết ∆Pf /pg (m) d=2,5 d= d=2,5 d= d=2,5 d= d=2,5 d= d=2,5 Tổn thất áp lực thực d= tế ∆Pf /pg (m) Q1= 3,17 0.646 4.036 20294 50716 0.0063 0.0052 Q2=2,25 0.458 2.865 14388 36000 0.0068 0.0055 Q3=2,75 0.56 3.501 17592 43993 0.0065 0.0053 0.0257 0.0139 0.0199 2.072 0.000512 1.104 0.000512 1.589 0.000512 0.000512 0.00358 23 Bài 10 XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA QUÁ TRÌNH LỌC VỚI ÁP LỰC LỌC BẰNG HẰNG SỐ Muc đích: Biết thu thập liệu tính tốn tham số q trình lọc Ảnh hưởng áp lực lọc đến tham số trình lọc Từ liệu thu nhận tính tốn cho trường hợp sản xuất lớn Báo cáo kết quả: Các thơng tin thí nghiệm: Diện tích bề mặt lọc A=5,945 Nồng độ chất rắn không tan c= 10 kg/ Áp lực lọc =1,75 kg/=1,72 Pa Dữ liệu thu nhận Thời gian t (s) Dịch lọc V ( 60 0,000046 120 0,000076 180 0,0001 240 0,000121 300 0,000138 360 0,000155 420 0,000171 480 0,000185 540 0,000199 600 0,000210 Dữ liệu tính tốn y=t/(A.V) x=V/A 219385906,2 0,00774 265572412,7 0,01278 302752550,5 0,01682 333611625,9 0,02035 365643176,9 0,02321 390648452,3 0,02607 413112642 0,02876 436400072,8 0,03112 456410880,2 0,03347 480559604 0,03532 Slope(y,x)=9360298032 Intercept(y,x)= 145824744,2 Hệ số góc =9360298032 Giao điểm với trục tung =145824744,2 24 Áp lực lọc:=1,6 kg/=1,57 Pa Dữ liệu thu nhận Thời gian t (s) Dịch lọc V ( 60 0,000031 120 0,000056 180 0,00008 240 0,0001 300 0,000118 360 0,000136 420 0,000152 480 0,000166 540 0,000180 600 0,000194 Dữ liệu tính tốn y=t/(A.V) x=V/A 325564990,9 0,00521 360446954,2 0,00942 378469301,9 0,01346 403700588,7 0,01682 427648928,7 0,01985 445258002,3 0,02288 464786862 0,02257 486386251,5 0,02792 504625735,9 0,03028 520232717,4 0,03263 Slope(y,x)=7055476051 Intercept(y,x)= 287754212,5 Hệ số góc =7055476051 Giao điểm với trục tung =287754212,5 Áp lực lọc =2 kg/=1,96 Pa 25 Dữ liệu thu nhận Thời gian t (s) Dịch lọc V ( 60 0,00006 120 0,000104 180 0,000140 240 0,000173 300 0,0002 360 0,000228 420 0,000252 480 0,000272 540 0,000294 600 0,000314 Dữ liệu tính tốn y=t/(A.V) x=V/A 168195847,2 0,01009 194072131,4 0,01749 216251803,6 0,02355 233335279,4 0,02909 252293770,9 0,03364 265572390,4 0,03835 280326412,1 0,04239 296816201 0,04575 308931148 0,04945 321393338,7 0,05281 Slope(y,x)=3577920585 Intercept(y,x)= 131133927,3 Hệ số góc =3577920585 Giao điểm với trục tung =131133927,3 Đồ thị tV trình lọc áp lực khác 26 Với số liệu ban đầu, Khối lượng riêng nước = 1000kg/m3 Đường kính lưới lọc d =0.087 m Khối lượng ban đầu dịch lọc = 49.26 g áp lực áp lực áp lực 1.75 1.6 0.0002 0.0003 0.000 13 194 234571 15738 25391 4286 0.1917 7.526 0.237 0.159 0.256 Thể tích dịch lọc Khối lượng riêng dịch lọc Độ nhớt dịch lọc Thời gian Dịch Nước (s) lọc(s) 34.22 35 34.88 35.3 34.78 34.65 Trun g 34.626666 34.983333 bình 67 33 Độ nhớt nước = Pa.s Hệ số k nước = 2.888 Suy ra, ta tính : +Tính hệ số góc a, giao điểm với truc tung b Á a b Rm p lự c lọ c 330475 5151.38 75 1714 5841 0.37291 8227 130726 4444.46 0.54809 8515 6764 0611 249082 10164.3 0.12456 1731 9915 3715 921635 77155 3.22424 1004 3.81559 7014 27 Bài 11 XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CỦA CHẤT LỎNG PHI NEWTON Mục đích thí nghiệm: Nhận biết chất lỏng phi Newton Biết cách ghi nhận liệu Biết cách tính tốn tham số biểu thị độ nhớt chất lỏng phi Newton Báo cáo kết quả: Dữ liệu thu thập: Ống 10, dung dịch 20% Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: * Ống 10, dung dịch 40%: 28 - Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: * Ống 10, dung dịch 60%: - Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: 29 * Ống 15, dung dịch 20%: - Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: 30 * Ống 15, dung dịch 40%: - Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: 31 * Ống 15, dung dịch 60%: - Đồ thị thay đổi lưu lượng áp suất theo thời gian: - 32 Phương trình tính tốn có dạng: Phương trình đồng dạng với phương trình: y=a0+a1x Với: y= x= Hệ số góc a1=n Giao điểm với trục tung a0= Dùng hàm slope intercept ta tìm a1 a0 từ suy n K Bảng kết quả: + Lần 1: Ống mao quản 10 Ống mao quản 15 Dung dịch K (Pa.s) N 1.Đường sucrose 20% 99,73 0,456996311 2.Đường sucrose 40% 105,49 0.434052035 3.Đường sucrose 60% 73.51 0,442445767 Đường sucrose 20% 72,2 0,449057447 Đường sucrose 40% 70,02 0,462623652 Đường sucrose 60% 44,3 0,42408856 Dung dịch K (Pa.s) N 1.Đường sucrose 20% 100,23 0,454946492 2.Đường sucrose 40% 100,51 0,46787021 3.Đường sucrose 60% 71,91 0,46480828 +Lần 2: Ống mao quản 10 33 Ống mao quản 15 Đường sucrose 20% 71,97 0,449433761 Đường sucrose 40% 83,64 0,38424977 Đường sucrose 60% 42,07 0,49255035 Nhận xét: Dung dịch có độ nhớt cao có thời gian chảy lâu dung dich có đố nhớt thấp.Độ sệt ảnh hưởng nhiều tới vận tốc chảy ống mau quản BÀI 12: XÁC ĐỊNH NHIỆT DUNG RIÊNG THỰC PHẨM Mục đích Xác định khối lượng riêng thực phẩm Biết cách tính tốn cân bằn lượng cho hệ thống xác định nhiệt dung riêng Thu thập liệu Thời Nguyên liệu: cà rốt gian Khối lượng nguyên (s) liệu: 50,07g Khối lượng nước: 250g Nhiệt độ ban đầu vật liệu: 29,5◦C 30 60 90 120 150 180 210 Nguyên liệu: cà rốt Khối lượng nguyên liệu: 50,04g Khối lượng nước: 250g Nhiệt độ ban đầu vật liệu: 29,5◦C Nước nóng Nước nóng Nước +mẫu nóng 84.40 83.80 83.40 83.00 82.60 82.20 81.80 81.60 74.1 75.4 75.5 75.4 75.3 75.1 75 74.8 74.2 73.8 73.5 73.2 72.9 72.7 72.4 72.2 Nước nóng + mẫu 60.3 64.4 63.8 63.4 63.1 63 63 62.9 34 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840 870 900 930 960 990 1020 1050 1080 1110 1140 1170 1200 1230 1260 1290 81.20 80.90 80.60 80.30 80.10 79.80 79.50 79.30 79.00 78.70 78.50 78.30 78.00 77.80 77.50 77.30 77.00 76.80 76.50 76.30 76.10 75.90 75.60 75.40 75.30 75.00 74.80 74.60 74.40 74.10 74.00 73.70 73.50 73.30 73.20 72.90 74.6 74.4 74.2 74 73.9 73.6 73.4 73.2 73 72.8 72.6 72.4 72.3 72 71.9 71.7 71.5 71.3 71.2 71 70.8 70.6 70.4 70.2 70 69.8 69.7 69.6 69.4 69.2 69 68.9 68.7 68.6 68.4 68.3 72 71.8 71.5 71.3 71.1 70.9 70.7 70.5 70.3 70.1 69.9 69.7 69.6 69.4 69.2 69.1 68.9 68.7 68.5 68.4 68.2 68.1 67.9 67.7 67.6 67.4 67.2 67.1 67 66.8 66.6 66.5 66.3 66.2 66.1 65.9 62.9 62.9 62.8 62.8 62.8 62.7 62.7 62.7 62.6 62.6 62.5 62.4 62.4 62.3 62.3 62.2 62.1 62.1 62 61.9 61.8 61.8 61.7 61.6 61.5 61.5 61.3 61.3 61.2 61.1 61 60.9 60.8 60.8 60.7 60.6 Báo cáo tính tốn kết m=50.07 m=50.04 4197.52 12067.87 2484.742 8709.854 3571.665 35 36