BÀI TẬP Vật lí thực phẩm

Bài 1: Một nghiên cứu trên 130 gram ngô cho thấy các thành phần khối lượng của chúng như sau: cacbonhydrat : 62g, protein : 8g, lipit : 30g, chất tro : 4g. Phần còn lại là nước. Hãy xác định khối lượng riêng chất rắn của ngô ở 20oC. Đáp số : 1232,72 kgm3Bài 2: Trong 200ml sản phẩm nước dứa cô đặc có các thành phần thể tích như sau: cacbonhydrat: 150ml, protein: 17ml, lipit: 2ml, chất tro: 0,7ml. Phần còn lại là nước. Hãy xác định tỷ trọng của nước dứa cô đặc ở 4oC.Đáp số :1,48Bài 3: Tính khối lượng riêng thực của rau bina ở 20◦C có thành phần cho trong bảng E.1.4.1.

Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 BÀI TẬP TÍNH CHẤT VẬT LÝ Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Mục lục Chương KÍCH THƯỚC, HÌNH DẠNG, THỂ TÍCH VÀ CÁC THUỘC TÍNH LIÊN QUAN 1.1 Ví dụ 1.1 1.2 Ví dụ 1.2 1.3 Ví dụ 1.3 1.4 Ví dụ 1.4 1.5 Ví dụ 1.5 1.6 Ví dụ 1.6 1.7 Ví dụ 1.7 1.8 BÀI TẬP CHƯƠNG Chương TỔNG QUAN, LƯU CHẤT, BIẾN DẠNG VẬT LIỆU 10 2.1 Ví dụ 2.1 10 2.2 Ví dụ 2.2 11 2.3 Ví dụ 2.3 16 2.4 Ví dụ 2.4 19 2.5 Ví dụ 2.5 19 2.6 Ví dụ 2.6 22 2.7 Ví dụ 2.7 24 2.8 Ví dụ 2.8 26 2.9 Ví dụ 2.9 27 2.10 BÀI TẬP CHƯƠNG 31 Chương TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA THỰC PHẨM 32 3.1 Ví dụ 3.1 32 3.2 Ví dụ 3.2 36 3.3 Ví dụ 3.3 37 3.4 Ví dụ 3.4 39 3.5 Ví dụ 3.5 40 3.6 Ví dụ 3.6 41 3.7 Ví dụ 3.7 41 3.8 BÀI TẬP CHƯƠNG 42 Chương THUỘC TÍNH QUANG HỌC 45 4.1 Ví dụ 4.1 45 4.2 Ví dụ 4.2 46 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Chương KÍCH THƯỚC, HÌNH DẠNG, THỂ TÍCH VÀ CÁC THUỘC TÍNH LIÊN QUAN 1.1 Ví dụ 1.1 Tính độ cầu vật hình trụ đường kính 1,0 cm; cao 1,7 cm Đáp án Khối lượng đối tượng tính bằng, V = π r2 h = π (0,5)2 (1,7) = 1,335 cm3 Bán kính hình cầu (rs) tích tính sau: ��� = 1,335 cm3 ⇒ rs = 0,683 cm Diện tích bề mặt cầu có thể tích với hạt là: Ss = 4π rs2 = 4π (0.683)2 = 5,859 cm2 Diện tích bề mặt hạt là: Sp = 2π rh + 2π r2 = 2π r(h + r) = 2π (0,5)(1,7 + 0,5) = 6,908 cm2 Sau đó, độ cầu tính sau: Φ= Ss 5,859 = = 0,848 Sp 6,908 1.2 Ví dụ 1.2 Đường kính (L) đường kính trung bình đường kính phụ (H) lúa mạch đo 8,76 mm 2,83 mm Tính bán kính cong nhỏ lớn đại mạch Đáp án Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Bán kính cong tối thiểu tối đa tính tốn cách sử dụng Cơng thức (1.12) (1.13), tương ứng: ���� = ���� = � 2,83 = = 1,415 mm 2 �2 8,76 2,83 + = 2� 2,83 �2 + = 4,804 mm 1.3 Ví dụ 1.3 Bột mì làm cách nghiền hạt lúa mì khơ Kích thước hạt đặc tính quan trọng nhiều sản phẩm lúa mì Ví dụ, việc làm bánh xốp, bột mịn, sản phẩm nhẹ mềm hình thành Mặt khác, bánh xốp khơng đạt u cầu hình thành bột q thơ Vì vậy, điều quan trọng phải kiểm tra hiệu suất nghiền bột phân tích sàng nhà máy sản xuất wafer Xác định đường kính trung bình bề mặt thể tích, đường kính trung bình khối lượng đường kính trung bình thể tích bột mì phân tích vi sai sử dụng liệu cho Bảng E.1.3.1 Bảng E1.3.1 Phân tích bột mì qua sàng 8/10 20/10 20/32 32/42 42/60 60/80 80/100 100 / Pan Mesh 1,98 11,69 4,51 1,20 2,43 0,63 0,69 1,47 Lượng bột mì cịn lại (g) Đáp án Tổng khối lượng bột mì xác định cách thêm số lượng bột mì giữ lại lưới lọc có mắt lưới khác nhau: mtổng = 1,98 + 11,69 + 4,51 + 1,20 + 2,43 + 0,63 + 0,69 + 1,47 = 24,60 g Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Sử dụng Bảng 1.2 Eq (1.17), Dpi tính tốn kết phân tích vi phân lập bảng (Bảng E.1.3.2) �pi = ��� + �� �−1 Bảng E.1.3.2 Phân tích khác biệt bột mì Mesh Phần khối lượng giữ lại 8/10 20/10 20/32 32/42 42/60 60/80 80/100 100 /Pan 0,080 0,475 0,183 0,049 0,099 0,026 0,028 0,060 2,007 1,242 0,664 0,423 0,299 0,211 0,161 0,074 Dpi Sau đó, đường kính trung bình bề mặt thể tích, đường kính trung bình khối lượng đường kính trung bình thể tích tính tốn cách sử dụng Cơng thức (1.19), (1.21), (1.28), tương ứng �� = �� = �� = � �=1 � �=1 �� � ��� = 0,444 mm ��� �� � = 0,938 mm � �=1 1 �� � ��� 3 = 0,182 mm 1.4 Ví dụ 1.4 Tính khối lượng riêng thực của cải bó xơi 20°C có thành phần cho Bảng E.1.4.1 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Bảng E.1.4.1 Thành phần cải bó xơi Thành phần Nước Protein Fat Carbohydrat Tro Thành phần (%) 91,57 2,86 0,35 1,72 3,50 Đáp án PT khối lượng riêng theo nhiệt độ ��2� = 997,18 + 3,14.10-3 T - 3,757.10-3 T2 ��������= 1330 - 0,51T ��ℎấ� �é� = 925 - 0,41T ���� = 1590 - 0,31T ���� = 2423 - 0,28T (1.46) (1.47) (1.48) (1.49) (1.50) Sử dụng phương trình khối lượng riêng phụ thuộc nhiệt độ (1.46-1.50), khối lượng riêng thành phần 20°C tính tốn đưa Bảng E.1.4.2 Bảng E.1.4.2 Tỷ trọng phần khối lượng (Xiw) thành phần cải bó xôi Thành phần Khối lượng riêng (kg/m3) 995,74 1319,63 917,24 1592,89 2418,19 Nước Protein Fat Carbohydrat Tro 0,9157 0,0286 0,0035 0,0172 0,0350 �� � Lấy tổng khối lượng cải bó xơi 100 g, phần khối lượng thành phần rau bina tìm thấy thể Bảng E.1.4.2 Khối lượng riêng thực cải bó xơi tính tốn cách sử dụng Eq (1,45): �� = � � �� �=1 � i Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 �� = kg = 1030,53 0,9157 0,0286 0,0035 0,0172 0,0350 m + + + + 995,74 1319,63 917,24 1592,89 2418,19 1.5 Ví dụ 1.5 Độ xốp táo khơ đo áp kế so sánh khơng khí với hai ngăn giống (Hình 1.9) Mẫu táo khơ đặt vào buồng Các van đóng lại cấp khơng khí vào buồng Van đóng áp suất P1 đọc 0,508 atm Sau đó, van mở áp suất cân mới, P2, đọc 0,309 atm Tính độ xốp táo khơ Hình 1.9 Pycnometer so sánh khí Đáp án Bằng cách sử dụng Eq (1,35): P1V1 = P2V1 + P2Va2 ε= ε= Va2 P1 − P2 = V1 P2 0,508 − 0,309 = 0,664 0,309 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 1.6 Ví dụ 1.6 Cherry có độ ẩm 77,5% (wb) Tỷ trọng biểu kiến khối lượng riêng 615 kg/m3 511 kg/m3 25◦C Giả sử anh đào chứa carbohydrate nước, tính tổng độ xốp anh đào xếp thành khối Khối lượng riêng cacbohydrat nước tương ứng 1586 kg/m3 997 kg/m3 Đáp án Vì mẫu xếp thành khối, nên tính tổng độ xốp cách xem xét khơng gian kín bên anh đào khoảng trống anh đào Độ xốp biểu kiến, tỷ số tổng khơng gian kín thể tích trống tổng thể tích, tính tốn cách sử dụng phương trình (1.53): �app = − �app �� Khối lượng riêng rắn tính tốn cách sử dụng Eq khối lượng riêng thực (1,45): �� = �� = � � �� �=1 � i 0,775 0,225 + 997 1586 = 1087,9 Sau đó, độ xốp rõ ràng là: �app = − 615 = 0,43 1087,9 �app = − ����� ���� kg m3 Độ xốp khối lượng lớn, bao gồm thể tích rỗng bên ngồi anh đào riêng lẻ xếp chồng lên dạng khối lượng lớn, là: �app = − 511 = 0,17 615 Khi đó, tổng độ xốp là: Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 εTOT = εapp + εbulk εTOT = 0,43 + 0,17 = 0,60 1.7 Ví dụ 1.7 Hạt cải dầu thường sử dụng để đo khối lượng nướng Trong tiệm bánh, trước tiên mật độ khối hạt cải dầu xác định cách đổ đầy hạt cải dầu vào thùng chứa có khối lượng 100 g thể tích 1000 cm3 cách đồng thông qua việc gõ làm phẳng bề mặt thước Khối lượng bình chứa đầy hạt cải dầu sau đạt khối lượng khơng đổi 750 g Sau đó, thể tích bánh nướng xốp đo thời điểm nướng khác cách sử dụng hạt cải dầu trước sau nén lỗ xốp cảm biến lực 1000 N liệu thí nghiệm đưa Bảng E.1.7.1 Tính độ xốp bánh xốp q trình nướng Nó thay đổi q trình nướng? Giải thích lý Bảng E.1.7.1 Dữ liệu thí nghiệm thu từ phương pháp hạt cải dầu trước sau nén qua lỗ mẫu Muffin trình nướng Thời gian nướng (phút) 10 20 30 Trọng lượng (thùng rỗng + mẫu + hạt cải dầu) (g) Trọng lượng Trước nén Sau nén mẫu (g) 34 731 744 30 718 752 28 704 758 Đáp án Đầu tiên, mật độ hạt cải dầu tính sau: �ℎạ� ��ố�� = = �ℎạ� ��ố�� ��ℎứ� 750 − 100 g 1000 cm3 = 0,65 g/cm3 Sau đó, thể tích biểu kiến mẫu sau 10 phút nướng xác định cách sử dụng liệu trước nén sử dụng Eq (1.40) đưa đây: Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Vmẫu = Vchứa − Vhạt giống = Vchứa − Vhạt giống ρhạt giống ��ẫ� = 1000 cm3 − = 81,5 cm3 731 − 100 − 34 g 0,65 g/cm3 Sau đó, thể tích rắn (Vs) mẫu sau 10 phút nướng xác định cách sử dụng liệu trọng lượng sau nén phương trình (1,40): �� = 1000 cm3 − = 61,5 cm3 744 − 100 − 34 g 0,65 g/cm3 Sau đó, độ xốp xác định từ Eq (1.54): ���� = − ���� = − �� ���� 61,5 = 0,25 81,5 Kết cho thời gian nướng khác thể Bảng E.1.7.2 Người ta quan sát thấy độ xốp bánh nướng xốp tăng lên thời gian nướng tăng lên độ ẩm trình nướng Bảng E.1.7.2 Độ xốp bánh xốp trình nướng Thời gian (phút) 10 20 30 Vapp 81,5 95,4 113,8 Vs 61,5 43,1 30,8 Độ xốp 0,25 0,55 0,73 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Thể tích riêngnước = Phần khối lượngnước Khối lượng riêngnước Các thành phần khác tượng tự = 0,225 = 2,26 × 10−4 m3 kg 995,7 ⇒ Thể tích riêngCHO = 4,58 × 10−4 ⇒ Thể tích riêngProtein = 1,67 × 10−5 ⇒ Thể tích riêngBéo = 5,45 × 10−6 ⇒ Thể tích riêngTro = 7,86 × 10−6 Sau đó, tổng thể tích riêng xác định cách cộng thể tích thành phần Tổng thể tích riêng = 2,26 × 10−4 + 4,58 × 10−4 + 1,67 × 10−5 + 5,45 × 10−6 + 7,86 × 10−6 = 7,14 × 10−4 Phần thể tích thành phần tính cách chia thể tích thành phần cho tổng thể tích �� = �, �ướ� Thể tích riêngnước Tổng thể tích riêng = 2,26 × 10−4 = 0,32 7,14 × 10−4 Các thành phần tương tự Từ lập thể tích riêng phần thể tích thành phần nêu Bảng E.3.1.3 Bảng E.3.1.3 Thể tích riêng Phần thể tích thành phần chà Thành phần Nước CHO Protein Chất béo Tro Thể tích riêng (m3/kg) 2,26 ×10-4 4,58×10-4 1,67×10-5 5,45×10-6 7,86×10-6 Phần thể tích thành phần �� � 0,320 0,640 0,023 0,0076 0,011 33 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Độ dẫn nhiệt chà tính cách sử dụng phần nhỏ thể tích giá trị độ dẫn nhiệt phận sử dụng mơ hình song song (Phương trình 3.22): ��� = � �=1 �� �� � kpa = (0.61)(0.32) + (0.233)(0.64) + (0.207)(0.023) + (0.112)(0.0076) + (0.363)(0.011) = 0.353 W/mK Sử dụng mơ hình chuỗi (Phương trình 3,25): = ��� = ��� = � �=1 �� � �� 0,32 0,64 0,023 0,0076 0,011 + + + + = 3,48 W/mK 0,61 0,233 0,207 0,112 0,363 = 0,287 W/mK 3,48 Trong trường hợp mơ hình đẳng hướng Kopelman (Phương trình 3.31–3.33), giá trị k chà tính theo thứ tự nước (1), carbohydrate (2), protein (3), chất béo (4) tro (5) lặp lại �����, �+1 = Trong �� − ��+1 − ��+1 − ���, �+1 ��+1 = ���, �+1 ���, �+1 = ��+1 1− ��+1 �� �+1 �� � Bắt đầu với pha liên tục nước pha phân tán cacbohydrat (CHO), trọng lực dẫn nhiệt hệ nước – CHO tính sau: 34 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 ���, ��� ���� 4,58 × 10−4 = = = 0,669 ��ướ� + ���� 2,26 × 10−4 + 4,58 × 10−4 ���� = ���, ��� ���� = 0,669 ��ướ�−��� = ��ướ�−��� = 3 1− ���� ��ướ� 0,233 = 0,473 0,610 1− ��ướ� − ���� − ���� − ���, ��� 0,61 − 0,473 − 0,473 − 0,669 3 = 0,342 W/m K Sau đó, pha nước-cacbohydrat coi pha liên tục protein pha phân tán ���, ������� = �������� ��ướ� + ���� + �������� 1,67 × 10−5 = = 0,024 2,26 × 10−4 + 4,58 × 10−4 + 1,67 × 10−5 �������� = ���, ������� �������� = 0,024 ��ướ�−���−������� = ��ướ�−���−������� = 1− �������� ��ướ�−��� 0,207 1− = 0,033 0,432 ��ướ�−��� − �������� − �������� − ���, ������� 0,342 − 0,033 − 0,033 − 0,024 3 = 0,338 W/m K Quy trình tương tự thực tất giai đoạn để tìm độ dẫn nhiệt chà Các giá trị tính tốn quy trình lặp lại thể 35 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Bảng E.3.1.4 Hệ số dẫn nhiệt chà là 0,337 W/m K cách sử dụng mơ hình đẳng hướng Kopelman Bảng E.3.1.4 Kết thu thủ tục lặp lại ��� 0,669 0,024 0,008 0,011 Hệ thống Nước - CHO Nước - CHO - Protein Nước - CHO - Protein - Chất béo Nước - CHO - Protein - Chất béo - Tro (Quả chà là) Q 0,473 0,033 0,026 -0,004 k (W/m K) 0,342 0,338 0,337 0,337 3.2 Ví dụ 3.2 Phương pháp thăm dò nguồn nhiệt dòng sử dụng để xác định độ dẫn nhiệt táo Red Delicious Hộp chứa mẫu đổ đầy mẫu với đầu dị chèn tâm đặt bể nhiệt độ không đổi 21°C để cân Sau đạt trạng thái cân bằng, gia nhiệt đầu dị kích hoạt Điện trở dây đốt nóng 223,1 Ω cường độ dịng điện qua dây đốt nóng 0,14 A Tính hệ số dẫn nhiệt táo Red Delicious theo liệu thời gian nhiệt độ ghi (Bảng E.3.2.1) Bảng E.3.2.1 Dữ liệu thời gian – nhiệt độ ghi lại phương pháp thăm dò nguồn nhiệt dòng cho táo đỏ ngon Thời gian (s) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Nhiệt độ (oC) 21,00 21,51 21,72 21,97 22,15 22,29 22,33 22,44 22,57 22,63 22,72 22,77 Đáp án 36 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Phương trình phương pháp nguồn nhiệt dịng là: ∆� − ∆�0 = � � �� 4� � �0 Từ hồi quy tuyến tính (∆T - ∆T0) so với ln (t / t0), hệ số góc Q/4πk thu 0,718 K (Nhiệt lượng cung cấp đơn vị chiều dài (r2 = 0,995) Nhiệt lượng cung cấp đơn vị chiều dài (Q) tính từ điện trở nguồn đốt nóng cường độ dòng điện: Q = I2 R Q = (0,14)2 (223,1) = 4,37 W/m Sau đó, từ độ dốc, độ dẫn nhiệt táo Red Delicious tính là: Độ dốc = � = 0,718 K 4π � ⇒ � = 0,499 W/m ∙ K 3.3 Ví dụ 3.3 Độ dẫn nhiệt mẫu táo đo cách sử dụng thiết bị Fitch bao gồm đồng phích cắm đồng Mẫu định hình để thu đĩa có đường kính 7,5 mm dày 3,0 mm Nhiệt độ ban đầu mẫu phích cắm đồng (Cu-plug) 25°C Sau đạt đến trạng thái cân bằng, đồng (Cu-rod) có nhiệt độ khơng đổi 35°C hạ xuống, tiếp xúc tốt với bề mặt mẫu ghi lại biến thiên nhiệt độ phích cắm đồng (Bảng E.3.3.1) Bảng E.3.3.1 Dữ liệu thời gian – nhiệt độ ghi lại phương pháp Fitch cho táo Thời gian (s) 10 15 20 25 Nhiệt độ (oC) 25,00 25,08 25,16 25,24 25, 32 25,39 37 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 30 25,47 a) Tính hệ số dẫn nhiệt mẫu táo khối lượng nhiệt dung riêng phích cắm đồng 12,0 g 385 J/kg.oC b) Có hợp lý không cho nhiệt lưu mẫu không đáng kể? (Khối lượng giá trị nhiệt riêng mẫu 0,32 g 4019 J/kg.oC giả sử tốc độ thay đổi nhiệt độ theo thời gian mẫu phích cắm đồng nhau.) Đáp án (a) Phương trình cho phương pháp Fitch biến đổi là: ln �0 − ���−��� �� � = � − ���−��� � ���−���� ����−���� Diện tích truyền nhiệt là: 7,5 × 10−3 m A=π Sử dụng liệu, ln E.3.3.2) Bảng E.3.3.2 ln = 4,4 × 10−5 m2 �0 −���−��� �−���−��� �0 −���−��� �−���−��� tính hàm thời gian (Bảng có giá trị chức thời gian Thời gian (s) 10 15 20 25 30 0,008032 0,016129 0,024293 0,032523 0,039781 0,048140 Độ dốc = �� = 0,0016 s−1 ��� ��� 38 ln �0 − ���−��� � − ���−��� Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 0,0016 × 10−3 12 × 10−3 385 ⇒�= = 0,504 W/m℃ 4,4 × 10−5 (b) Nếu nhiệt lưu mẫu không đáng kể: �� ��� ��� �� ≪1 ���−��������−���� ��� �� ��� ��� ≅ �� �� �� ��� ≪1 ���−��������−���� 0,32 4019 = 0,28 ≪ 12 385 3.4 Ví dụ 3.4 Ước tính nhiệt dung riêng khoai chứa 85% nước Dữ liệu cho cPnước = 4186,80 J/kg K cPchất khô tách chất béo = 837,36 J/kg K Đáp án Sử dụng Eq (3,95) theo gợi ý Choi Okos (1986): �� = � �=1 �� � ��� �� = 0,85 4186,8 + 0,15 837,36 = 3684,38 J/kg K 39 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 3.5 Ví dụ 3.5 Tính nhiệt dung riêng hạt lúa hoang 20°C với số liệu so sánh gần cho Bảng E.3.5.1 Bảng E.3.5.1 Thành phần gần gạo Thành phần Nước Cacbohydrat Protein Chất béo Tro % thành phần 8,5 75,3 14,1 0,7 1,4 Đáp án Sử dụng tương quan nhiệt dung riêng (Choi & Okos, 1986), nhiệt riêng thành phần 20°C tính tốn Kết lập bảng Bảng E.3.5.2 Bảng E.3.5.2 Giá trị nhiệt dung riêng dự đoán thành phần 20oC Thành phần Nước Carbohydrat Protein Chất béo Tro Phương trình dẫn nhiệt kwater = 4176,2 - 0,0909 T + 5,4731 × 10−3 T2 kCHO = 1548,8 + 1,9625 T − 5,9399×10−3 T2 kprotein = 2008,2 + 1.2089 T − 1,3129×10−3 T2 kbéo= 1984,2 + 1,4373 T − 4,8008×10−3 T2 ktro= 1092,6 + 1.8896 T − 3.6817×10−3 T2 Eq No (3.97) (3.98) (3.99) (3.100) (3.101) ki (W/m K) 4176,6 1585,7 2031,9 2011,0 1128,9 Đưa giá trị vào Eq (3.95) sử dụng thành phần gạo, cp hạt gạo xác định �� = � �=1 �� � ��� �� =(0,085)(4176,6)+(0,753)(1585,7) + (0,141)(2031,9) + (0,007)(2011) + (0,014)(1128.,9) = 1865,4 J/kgoC 40 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 3.6 Ví dụ 3.6 Nhiệt lượng kế 86 g bọc chân không sử dụng để xác định nhiệt dung riêng 36 g mẫu thịt bò nạc Đầu tiên người ta đưa cốc nhiệt lượng kế mẫu đến 12°C sau 68 g nước 6°C đổ vào cốc Sau hệ thống niêm phong đưa trạng thái cân Nhiệt độ cân ghi lại 7,8°C Nhiệt lượng riêng nước cốc nhiệt lượng kế 4198 J/kgoC 383 J/kgoC Nhiệt lượng kế cách nhiệt tốt nhiệt lượng thất thoát xung quanh khơng đáng kể Tính nhiệt dung riêng mẫu thử Đáp án Giả sử khơng có mát tăng nhiệt đến từ xung quanh: �ượ�� �ă�� �ượ�� �ℎ� (86×10-3 kg) 383 ����������� (�ℎ�ệ� �ượ�� �ế) J kg∙℃ + �ượ�� �ă�� �ượ�� �ℎ� �ẫ� = �ượ�� �ă�� �ượ�� �ℎ� �ướ� (12-7.8)(oC) + (36×10-3 kg)��� (12-7.8)(oC) = (68×10-3 kg) 4198 ��� = 2483,4 J/kg℃ J kg∙℃ (7.8-6)(oC) 3.7 Ví dụ 3.7 Nhiệt dung riêng tinh bột dạng hạt có độ ẩm 23,08% xác định cách sử dụng nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC) phạm vi nhiệt độ từ đến 180°C Độ lệch so với đường sở đọc 76,5 mẫu 40 sapphire từ biểu đồ nhiệt Khối lượng mẫu sapphire 25 82 mg Nếu biết nhiệt dung riêng sapphire 0,194 kJ/kgoC, tính nhiệt dung riêng tinh bột dạng hạt Đáp án Nhiệt dung riêng mẫu tính cách sử dụng phương trình (3.117) 41 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 �� = = � �' 76,5 40 �' �' � � 82 25 0,194 = 1,217 kJ/kg℃ 3.8 BÀI TẬP CHƯƠNG 1) Độ dẫn nhiệt trái táo Gala Royal đo phương pháp gia nhiệt bề mặt giá trị 25oC Các mẫu thử đƣợc cắt thành miếng nhỏ có kích thước 305 x 305 (mm) chiều dày 15 mm Sự chênh lệch nhiệt độ bề mặt nóng lạnh 2oC, cơng suất nhiệt sử dụng 6,1W Hãy tính độ dẫn nhiệt trái táo 2) Xác định độ dẫn nhiệt hạt dẻ có giá trị độ xốp 0,45 24,8oC sử dụng mơ hình đẳng hướng Kopelman Việc xác định độ dẫn nhiệt theo trình tự sau: Nước (pha 1), carbohyrate (2), protein (3), chất béo 94), tro (5), khí (6) Dự liệu thành phần, tỷ trọng (ρ), độ dẫn nhiệt (k) thành phần đƣợc Bảng Bảng Thành phần khối lượng riêng, hệ số dẫn nhiệt hạt dẻ 24,8oC Thành phần Thành phần theo khối lượng 5,6 Nước CHO 12,3 Chất béo 13 Tro 2,6 Khối lượng riêng 24,8oC (kg/m3) 995,0 1591,0 1317,0 2417,0 Hệ số dẫn nhiệt k 24,8oC (kg/m3) 0,62 0,17 0,21 0,36 Đáp án Sử dụng cơng thức tính thể tích riêng thành phần: Thể tích riêng thành phần = Đối với thành phần: Phần khối lượng thành phần Khối lượng riêng thành phần 42 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Thể tích riêngnước = Thể tích riêngCHO = Thể tích riêngbéo = Thể tích riêngkhí = Tổng thể tích riêng Phần khối lượngnước = Khối lượng riêngnước Phần khối lượngCHO Khối lượng riêngCHO Phần khối lượngbéo Khối lượng riêngbéo Phần khối lượngkhí Khối lượng riêngkhí = = = 0,056 = 5,6 × 10−5 m3 kg 995,0 0,123 = 7,7 × 10−5 m3 kg 1591,0 0,13 = 9.8 × 10−5 m3 kg 1317,0 0,026 = 1,08 × 10−5 m3 kg 2417,0 Tổng thể tích riêng = 5,6 × 10−5 + 7,7 × 10−5 + 9.8 × 10−5 + 1,08 × 10−5 = 2,4 × 10−4 Phần trăm thành phần thể tích thành phần % Thể tích riêng thành phần = Áp dụng �� �, �ướ� Thể tích riêngnước Thể tích riêng phần Thể tích riêng thành phần 5,6 × 10−5 = = −4 = 0,23 Thể tích riêng thành phần 2,4 × 10 Các thành phần lại tương tự ⇒ �� �, ��� = ⇒ �� �, �é� = 7,7 × 10−5 = 0,32 2,4 × 10−4 9,8 × 10−5 = 0,41 2,4 × 10−4 43 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 ⇒ �� �, ��� = 1,08 × 10−5 = 0,045 2,4 × 10−4 Độ dẫn nhiệt táo ��� = � �=1 �� �� � ��� = 0,62 0,23 + 0,17 0,32 + 0,21 0,41 + 0,36 0,045 = 0,2993 W m K 44 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Chương THUỘC TÍNH QUANG HỌC 4.1 Ví dụ 4.1 Tính chất so màu lát khoai tây q trình chiên lị vi sóng dầu hướng dương nghiên cứu theo thang điểm CIE Theo tiêu chuẩn, đĩa BaSO4 với giá trị L ∗ , a ∗ b ∗ tương ứng 96,9; 0,0 7,2, sử dụng Giá trị L∗ , a ∗ b ∗ lát khoai tây cho Bảng E.4.1.1 Xác định giá trị ∆�∗ lát khoai tây trình chiên thảo luận kết Bảng E.4.1.1 Giá trị màu sắc lát khoai tây trình chiên Thời gian chiên (phút) 2,0 2,5 3,0 L∗ 69,63 67,47 63,67 a∗ 0,567 2,467 3,033 b∗ 39,20 45,10 46,00 Đáp án Trừ giá trị màu tiêu chuẩn cho giá trị khoai tây chiên, giá trị L*, a* b * xác định đưa vào Bảng E.4.1.2: ∆�∗ = ∆�∗�ẫ� − ∆�∗��ê� �ℎ�ẩ� ∆�∗ = ∆�∗�ẫ� − ∆�∗��ê� �ℎ�ẩ� ∆�∗ = ∆�∗�ẫ� − ∆�∗��ê� �ℎ�ẩ� Sau đó, phương trình (4.19) sử dụng để xác định giá trị ∆�∗ : ∆�∗ = ∆�∗ + ∆�∗ + ∆�∗ Đối với thời gian chiên phút: 2 ∆�∗ = 69,63 − 96,9 =− 27,27 ∆�∗ = 0,567 − 0,0 = 0,567 ∆�∗ = 39,20 − 7,2 = 32 ∆�∗ = −27,27 + 0,567 + 32 45 2 = 42,05 Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 Bảng E.4.1.2 Các giá trị ∆L * , ∆a * , ∆b* ∆E* cho lát khoai tây Thời gian chiên (phút) 2,0 2,5 3,0 ∆L * -27,27 -29,43 -33,23 ∆a * 0,567 2,467 3,033 ∆b* 32,00 37,90 38,80 ∆E* 42,05 48,05 51,17 4.2 Ví dụ 4.2 Tính độ xuyên thấu lượng thịt gà trình chế biến lị vi sóng gia đình Thịt gà có số điện mơi 53,2 hệ số tổn hao điện mơi 18,1 Cho tính chất điện mơi khơng đổi q trình nung nóng Đáp án Tần số lị vi sóng loại gia đình 2450 MHz = 2450×106 Hz Bước sóng khơng gian trống tính sau: � × 108 �0 = = = 0,122m � 2450 × 106 Sử dụng Eq (4,24) Độ xuyên thấu lượng là: �� = �� = �0 2� �' 2� 0,122 �'' 1+ �' 53,2 −1 − 18,1 1+ 53,2 46 −1 − = 0,00794 m Chủ file: Huỳnh Tuấn Tài-2005200640 47 ... 1.6 Ví dụ 1.6 1.7 Ví dụ 1.7 1.8 BÀI TẬP CHƯƠNG Chương TỔNG QUAN, LƯU CHẤT, BIẾN DẠNG VẬT LIỆU 10 2.1 Ví dụ 2.1 10 2.2 Ví dụ 2.2... 24 2.8 Ví dụ 2.8 26 2.9 Ví dụ 2.9 27 2.10 BÀI TẬP CHƯƠNG 31 Chương TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA THỰC PHẨM 32 3.1 Ví dụ 3.1 32 3.2 Ví... THƯỚC, HÌNH DẠNG, THỂ TÍCH VÀ CÁC THUỘC TÍNH LIÊN QUAN 1.1 Ví dụ 1.1 Tính độ cầu vật hình trụ đường kính 1,0 cm; cao 1,7 cm Đáp án Khối lượng đối tượng tính bằng, V = π r2 h = π (0,5)2 (1,7) =