intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Vật lý thực phẩm: Chương 2 - PGS.TS. Lương Hồng Nga

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST
Báo xấu
7
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý thực phẩm: Chương 2 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Tính từ tính, điện từ, điện từ trường, tính thẩm thấu, thính âm trong thực phẩm và ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý thực phẩm: Chương 2 - PGS.TS. Lương Hồng Nga

  1. 11/10/2021 2.1. Tính từ tính 2.1.1. Vật liệu : thuận từ, nghịch từ, sắt từ 2.1.2. Tính từ tính 2.1.3. Công hưởng từ NỘI DUNG 2.1.4. Ứng dụng 2.2. Tính điện từ 2.2.1. Độ phân cực điện môi Chương 2. TÍNH TỪ TÍNH, ĐIỆN TỪ, 2.2.2. Vi sóng ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, TÍNH THẨM PGS.TS. Lương Hồng Nga 2.2.3. Ứng dụng THẤU, THÍNH ÂM TRONG THỰC PHẨM VÀ ỨNG DỤNG PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN ĐHBKHN 1 2 2.3. Tính thấm 2.3.1. Khái niệm Chất thuận từ (Paramagnetic 2.3.2. Sự thấm qua thành nhiều lớp substances) 2.3.3 Yếu tố ảnh hướng đến tính thấm 2.3.4. Phương pháp xác định độ thấm Nghịch từ (Diamagnetism) 2.4. Tính chất thính âm/ âm học CÁC LOẠI NỘI DUNG 2.4.1. Âm thanh 2.4.1.1. Tốc độ âm thanh VẬT LIỆU Sắt từ (Ferromagnetism) 2.4.1.2. Âm lượng 2.4.1.3. Độ ồn 2.4.1.4. Sử dụng âm thanh xác định cấu trúc của Phản sắt từ (Antiferromagnetism) thực phẩm 2.4.2. Siêu âm 2.4.3. Ứng dụng PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 3 4 Paramagnetic substances (chất thuận từ) • Phân tử có electron độc thân (không tạo cặp) → Tạo momen từ TÍNH TỪ TÍNH yếu • Ở điều kiện bình thường→ các momen từ trong phân tử không tương tác ảnh hưởng lẫn nhau • Thuận theo từ trường ngoài, có nghĩa là các chất này có momen từ nguyên tử nhỏ, khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này sẽ bị quay theo từ trường ngoài, làm cho cảm ứng từ tổng cộng trong chất tăng lên. 11/10/2021 • Al, Na, O2... 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 5 6 1
  2. 11/10/2021 FERROMAGNETISM (sắt từ) DIAMAGNETISM- Nghịch từ là các chất có từ tính • Made up of atoms with paired electron spin, and have no mạnh, hay khả năng magnetic momentum → In outer magnetic field → no hưởng ứng mạnh dưới tác magnetic polarization dụng của từ trường ngoài, • Bi, H2O, Si, Pb, Cu.. do có cấu trúc đặc biệt về phương diện từ :trong sắt có nhiều miền từ hóa tự nhiên, đó là các kim nam châm nhỏ Spin của electron 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN quay // cùng hướng B 7 8 FERROMAGNETISM (sắt từ) ANTIFERROMAGNETIC (phản sắt từ) •Ở điều kiện thường các kim • Vật liệu có trật tự từ, vật liệu nam châm nhỏ sắp xếp hỗn phi từ bởi từ tính yếu. loạn → sắt không có từ tính • là nhóm các vật liệu từ có có •Khi đặt trong B ngoài → các trật tự từ mà trong cấu kim nam châm nhỏ sắp xếp trúc gồm có 2 phân mạng từ theo B ngoài → từ tính đối song song và cân bằng nhau về mặt giá trị. • Các chất sắt từ điển hình : Fe, • Cr (chromium) Ni, Co,.. PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 9 10 SO SÁNH THUẬN TỪ, NGHỊCH TỪ, SẮT TỪ TRỄ TỪ (HYSTERESIS) Lưỡng cực vĩnh cửu Hiện tượng bất thuận nghịch giữa quá trình từ hóa và đảo từ ở các vật liệu. Hiện tượng từ trễ được biểu hiện thông qua Spin của electron đường cong từ trễ (từ độ - từ trường) J(H) hay cảm ứng từ- Trường khuếch đại vật liệu từ trường, B(H)), được mô tả như sau: sau khi từ hóa một vật sắt từ đến một từ trường bất kỳ, khi giảm dần từ trường Vật liệu có khả năng nghịch và quay lại theo chiều ngược, thì nó không quay trở về từ đường cong từ hóa ban đầu nữa, mà đi theo đường khác. Ví dụ Nếu đảo từ theo một chu trình kín (từ chiều này sang chiều kia) → sẽ có một đường cong kín gọi là đường cong từ trễ hay chu trình từ trễ. Tính chất từ trễ là một tính chất nội tại đặc trưng của các vật liệu sắt từ, và hiện tượng trễ biểu hiện khả năng từ tính của các chất sắt từ. PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 11 12 2
  3. 11/10/2021 SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ VÀ PHÂN TỬ • KHI HẤP THỤ BỨC XẠ → THAY ĐỔI TRẠNG THÁI NĂNG LƯỢNG • Bản chất hạt thể hiện bức xạ điện từ cũng mang năng lượng gọi là photon • Các bức xạ khác nhau sẽ có năng lượng khác nhau • Công thức tính năng lượng cho 1 photon C Cường độ bức xạ không liên quan đến E= h*f= h *  Trạng thái ban đầu E1, sau tương tác E2 năng lượng, E  f, C → Sự thay đổi trạng thái E=E2-E1 E >0 → phân tử hấp thụ năng lượng h- hằng số Plank =6,63.10-34J.s E
  4. 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 19 20 CƯỜNG ĐỘ TÍCH PHÂN CỦA MŨI CỘNG HƯỞNG PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 21 22 SỰ TÁCH SPIN-SPIN HAY SỰ TÁCH CẶP • Mỗi proton trong phân tử cho 1 mũi cộng hưởng từ riêng hoặc bị chẻ mũi • Là hiện tượng có nhiều mũi hấp thụ khác nhau do các proton kề bên tương tác lên proton đang khảo sát PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN ĐHBKHN 23 24 4
  5. 11/10/2021 ĐO HẰNG SỐ GHÉP CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN - Khi 2 proton liền nhau, 2 • Là phương pháp sử dụng 1 từ trường Ho có cường độ 10-100 KGause proton ghép từ với nhau tạo → để tạo ra ΔE tương ứng bức xạ có tần số từ 50-500MHz (tương Hằng số ghép J (Hz) → tín đương tần số của sóng vô tuyến), thay đổi tần số vô tuyến → Xảy ra hiệu đôi cộng hưởng từ hạt nhân • Quá trình hạt nhân ở mức năng lượng cao giải phóng phần năng lượng hấp thụ được để về trạng thái ban đầu → quá trình hồi phục 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 25 26 Nguyên lý của cộng hưởng từ • Trạng thái cơ bản : Mỗi nguyên tử tồn tại ở điều kiện nhất định nào đó thì gọi là trạng thái cơ bản. • Trạng thái kích thích : Khi nguyên tử nhận được sự kích thích nó sẽ thay đổi trạng thái. Mỗi trạng thái được ứng với mức năng lượng là lượng năng lượng nguyên tử có được. Do có năng lượng lớn nên trạng thái này không bền và nhanh chóng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái cơ bản. • Thời gian sống : Thời gian từ khi nguyên tử đạt trạng thái kích thích cho đến khi thay đổi qua trạng thái khác. Nó dùng để chỉ thời gian tồn tại của trạng thái nào đó. • Thời gian hồi phục : Mỗi trạng thái là do sự thay đổi của nhiều yếu tố. Thời gian để một yếu tố sau kích thích trở về giá trị gốc nào đó gọi là thời gian hồi phục. - Bình thường nguyên tử (hạt nhân) ở trạng thái cơ bản. Bản thân nguyên tử là lưỡng cực nên dưới tác động • Sự phân mức : Khi nguyên tử ở trạng thái thì nó không chỉ tồn tại ở một giá trị năng lượng mà có thể tồn tại ở giá trị năng lượng cao hơn hay thấp hơn một chút nhưng lại không đủ lớn để đạt mức của từ trường mạnh → nguyên tử sẽ nhận năng lượng → chuyển lên trạng thái kích thích. Ở trạng thái này năng lượng khác→ hiện tượng này là sự phân mức năng lượng. nguyên tử phân mức thành hai trạng thái theo momen từ. Tương tác của hai trạng thái có năng lượng ứng với sóng có tần số radio → tác động vào đây sóng có tần số đúng bằng tần số riêng của tương tác hai trạng • Lưỡng cực : Vật có hai đầu mang hai loại điện tích khác nhau → lưỡng cực nguyên tử. Nguyên tử thái → xảy ra hiện tượng cộng hưởng. gồm hạt nhân mang điện dương và lớp vỏ mang điện âm. Do mật độ electron phần lớn tập trung ở vùng nào đó → coi nguyên tử có hai cực trái dấu. - Khi ngưng tác động do thời gian sống thấp nguyên tử sẽ phục hồi trạng thái. Một lưu ý là do từ trường mạnh vẫn còn nên trạng thái kích thích được xem như trạng thái nền. Khi phục hồi trạng thái, nguyên tử phát ra sóng có năng lượng có tần số bằng với tần số kích thích. 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 27 28 ỨNG DỤNG CỦA PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ • Xác định hàm lượng chất béo rắn, chất lượng chất béo • Xác định khả năng làm khô bằng thẩm thấu • Xác định cấu trúc phân tử protein, inulin, fructose, collagen, hàm lượng hydrpropyl trong tinh bột biến tính propylate • Xác định khả năng liên kết với nước, hoạt độ nước, chuyển pha trong cá Ciamgna A. et al, Changes in the Amino Acid Composition of Bogue (Boop boops) Fish during Storage at Different Temperatures by H-NMR Spectroscopy. Nutrients,2012 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 29 30 5
  6. 11/10/2021 ỨNG DỤNG CỦA ẢNH CHỤP CỘNG • Là tính chất mà một chất hấp thụ HƯỞNG TỪ hay loại bỏ sự phát sóng điện từ trường • Xác định phân bố ẩm và cấu TÍNH • Các điện từ trường hay gặp: sóng radio, vi sóng, tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy được (ánh sáng nhìn thấy ĐIỆN trúc của các vật liệu • Phân tích sự biến thiên về sẽ được trình bày ở chương khác) cấu trúc trong quá trình chế • Tính chất điện từ trường rất quan TỪ biến (như mỳ sợi, gạo, trọng đối với những thực phẩm mà snack, bơ thưc vật, vv….) phân tử có phân cực → chịu tác • Trong Y học động bởi vi song → phân tử phân cực trở thành điện cực → hấp thụ năng nượng vi sóng 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 31 32 Một số đặc điểm của sóng điện từ – Sóng điện từ là – Sóng điện từ lan truyền sóng ngang: Khi lan TÍNH ĐIỆN TỪ được trong chân không và truyền, tại mỗi điểm, Electromagnetic trong các điện môi. Tốc độ vectơ cường độ điện – Trong sóng điện từ radiation của sóng điện từ trong trường luôn vuông thì dao động của chân không bằng tốc độ góc với vectơ cảm điện trường và của từ ánh sáng c = 3.10-8(m/s). ứng từ và cùng trường tại một điểm Tốc độ của sóng điện từ vuông góc với luôn luôn đồng pha trong điện môi thì nhỏ hơn phương truyền sóng. với nhau. trong chân không và phụ Ba vectơ , , tạo thuộc vào hằng số điện – Những sóng điện thành một tam diện – Sóng điện từ tuân từ có bước sóng từ môi. thuận. – Sóng điện từ tuân theo các theo các quy luật vài mét đến vài km • Điện từ trường (trường Maxwell) là một trong những trường quy luật giao thoa, nhiễu xạ. truyền thẳng, phản được dùng trong xạ, khúc xạ. thông tin vô tuyến của vật lý, là dạng vật chất đặc trưng cho tương tác giữa các nên gọi là các sóng hạt mang điện, do các hạt này sinh ra, là sự thống nhất giữa – Trong quá trình lan vô tuyến. Người ta điện trường và từ trường. truyền, sóng điện từ chia sóng vô tuyến 11/10/2021 mang theo năng thành: sóng cực 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - lượng. ngắn, sóng ngắn, ĐHBKHN sóng trung và sóng dài 33 34 • Là dải tất cả các tần số có thể có của bức xạ điện từ. Phổ điện từ của một chất là phân bố đặc trưng của bức xạ điện từ PHỔ ĐIỆN TỪ phát ra hoặc hấp thụ bởi các đối tượng cụ thể PHỔ ĐIỆN TỪ PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 35 36 6
  7. 11/10/2021 SÓNG ĐIỆN TỪ Sóng Sóng dọc Sóng ngang (Longitudinal wave) (Transverse wave) Sóng âm Sóng điện từ Phổ điện từ Sóng radio Hồng ngoại Tia cực tím Tia Gamma Sóng siêu âm Ánh sáng thường X-Ray 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 37 38 Bước sóng • Là dải tất cả các tần số có thể có của bức xạ và băng tần điện từ. Phổ điện từ của của các tia một chất là phân bố đặc phổ biến trưng của bức xạ điện từ phát ra hoặc hấp thụ bởi các đối tượng cụ thể PHỔ ĐIỆN TỪ PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 39 40 • Những chất không phân cực thường là ở dạng phân tử của các nguyên tố phi kim ví dụ như Cl2 I2 Br2 N2 O2 ..., • Các chất phân cực là hợp chất giữa 2 nguyên tố khác nhau và nhất là liên SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN kết giữa kim loại và phi kim, CỦA CÁC PHÂN TỬ HỮU • Muốn xác định chất phân cực hay không → dựa vào độ âm điện của các CƠ nguyên tố. • Tính phân cực của các hợp chất hữu cơ do sự đóng góp SỰ PHÂN ▪Nếu hiệu độ âm điện của hợp chất  0.4 →liên kết cộng hóa trị không phân cực, CỰC CỦA của tất cả các nối trong hợp chất . Đối với nối C và H thì do độ âm điện của 2 nguyên tố này gần nhau nên xem ▪ 0.4 < hiệu độ âm điện < 1.7 → liên kết cộng hóa trị phân như nối này không phân cực . cực Ví dụ : Hydrocarbon chỉ có nối C-H nên các hợp chất hữu cơ thuộc loại hydrocarbon là không phân cực CÁC CHẤT ▪ hiệu độ âm điện  1.7 →liên kết ion (liên kết phân cực) ✓ Lưu ý: Độ âm điện của một nguyên tử là khả năng hút electrom của nguyên tử đó khi tạo thành liên kết hóa học →độ âm điện của nguyên tử của nguyên tố càng lớn thì tính “phi kim” nguyên tố đó càng mạnh, tính kim loại càng yếu và ngược lại PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN ĐHBKHN 41 42 7
  8. 11/10/2021 ĐỘ PHÂN CỰC CỦA CÁC DIPOLE ĐỘ PHÂN CỰC CỦA CÁC DIPOLE TẠM THỜI VÀ VĨNH CỬU TẠM THỜI VÀ VĨNH CỬU • ĐỘ phân cực của 1 chất = chênh lệch độ phân cực ở chân không và độ phân cực trong điện trường p • P= Trong điện trường V P- độ phân cực (C/m2) Trong chân không p – momen phân cực (C.m) V- thể tích (m3) D- Mật độ điện dịch (C.m2) E- cường độ điện trường (V/m)  - hằng số điện trường (C/Vm)  - độ thẩm thấu PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP -  - độ cảm điện môi 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 43 44 SỰ PHỤC THUỘC VÀO TẦN SỐ SỰ PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 45 46 MICRO WAVES (sóng viba) TÁC ĐỘNG CỦA VI SÓNG LÊN PHÂN TỬ • Sóng viba có tần số từ 300MHz đến 3000MHz, có bước sóng từ PHÂN CỰC 10-1m đến 1m (UHF). • Ứng dụng của sóng viba: – Sóng viba được dùng chủ yếu trong lò vi sóng PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 47 48 8
  9. 11/10/2021 TRUYỀN LAN VI SÓNG TRONG KHÔNG GIAN Hướng truyền dẫn PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 49 50 CHUYỂN ĐỔI VI SÓNG MICROWAVES- TẦN SỐ VÀ BƯỚC SÓNG THÀNH NĂNG LƯỢNG PD= k.E2.f.” C= .f C- tốc độ truyền sóng (m/s) PD - công suất tiêu tán (W) - bước sóng (m) E - trường điện từ (V/m) f – tần số (Hz) k - hệ số (55,61.10-14C.m2.V-1) f - tần số Hz ” –hệ số tiêu tán f vi sóng=300MHz-300GHz 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 51 52 MỨC ĐỘ ĐÂM XUYÊN PENETRANTION DEPTH OF MICROWAVES • Môi trường không đồng nhất ➔ độ đâm xuyên (Z) Z Mất mát góc suy hao Mức độ suy hao thực Mức độ suy hao ảo Z nhỏ, công suất vi sóng truyền sâu vào trong vật liệu ➔ẩm của vật liệu 11/10/2021 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN được gia nhiệt từ sâu bên trong !!! 53 54 9
  10. 11/10/2021 CẤU TẠO ĐẦU PHÁT VI SÓNG Góc suy hao phụ thuộc vật liệu và nhiệt độ • Cấu tạo đầu phát vi sóng tg δ= ε’’/ε Đầu phát sóng Mặt cắt phía trong Sợ đốt Cathode Khi electron được phát ra từ Cathode đủ nóng → chùm electron bị gia tốc mang một năng lượng gây ra phát xạ electron trong khoang cộng hưởng tạo ra hiệu ứng bức xạ điện từ 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 55 56 ỨNG DỤNG CỦA VI SÓNG • Dải tần ISM & vùng phát nhiệt (RF, vi sóng: 0.3G➔ 0.3T) PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 57 58 Khái niệm • Tính thấm được là tính chất của vật liệu có cấu trúc mao quản có khả năng làm cho các chất đi qua vật liệu TÍNH THẤM • Tính thấm được là tính chất (PERMEABILITY) của vật liệu có cấu trúc lỗ xốp, được xác định bằng khả năng truyền các chất lỏng qua nó PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 59 60 10
  11. 11/10/2021 Khuếch tán trong chất rắn Định luật Fick’s thứ nhất Trường hợp bao bì thực phẩm→ Sự khuếch tán các chất ra bên ngoài phụ thuộc vào Mật độ khuếch tán của 1 chất, J, được mô tả qua định luật thứ nhất Fick’s: • Màng có khả năng khuếch tán thế nào (material property) J =−D·∆c • Sự khác biệt về nồng độ các chất trong và ngoài (concentration or J =− D(∆c/l) gradient) • J - Mật độ khuếch tán (mol.cm−2 s−1), • Độ dày của bao bì (geometric property) • D - Hệ số khuếch tán (cm2/s) • Bề mặt tiếp xúc của màng (geometric property) • ∆c- Chênh lệch nồng độ (mol/cm3) qua độ dày thành vật liệu l (cm). PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 61 62 ĐỊNH LUẬT FICK II • Khi nồng độ C không những là hàm của x mà còn vào thời gian t Đường cong thế (động lực của • Biến thiên nồng độ theo thời gian do dòng khuếch tán mang lại quá trình- lực dẫn) dọc theo • Curve of potential (driving dCi d2Ci trụcforce) x củaalongmàng chất the axis of a rắn có solid film of thickness d, =D 2 chiều dày caused d, doofgradient by gradient the nồng dt dx concentration resulting in a dCi độ tạo nên transport ratetốc M độ vận chuyển = Div(DigradCi) (khuếch tán- thấm) M dt ∂2C ∂2C ∂2C = Di( 2i + 2i + 2i) ∂x ∂y ∂z PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 11/10/2021 ĐHBKHN ĐHBKHN 63 64 KHI THÔNG SỐMass LÀ KHỐI LƯỢNG - mật độ dòng vận chuyển = hệ số.gradient của thế GENERAL lượng của thông số TRANSPORT - diện tích . thời gian = hệ số.gradient của thế EQUATION (Hệ số thấm)  - Có thể là nồng độ hay áp suất riêng phần 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 65 66 11
  12. 11/10/2021 KHI THÔNG KHI THÔNG SỐ • Trong đó SỐ LÀ THỂ TÍCH LÀ LƯỢNG HỢP CHẤT BAY HƠI (Hệ số khuếch tán) 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 67 68 ĐỘ DẪN, VẬT DẪN TRỞ LỰC KHUẾCH TÁN Biến thiên theo thời gian → ký hiệu chữ cái có dấu chấm ở trên A Ṁ - tốc độ dẫn dM Ṁ = dt K – hệ số khuếc tán A- diện tích 1  d – chiều dày lớp vật liệu - A Ṁ = K. d  - thế năng G – độ dẫn A R – trở lực khuếch tán G = K. d - Ṁ= G. Tốc độ vận chuyển = độ dẫn chênh lệch thế năng 1 1 R = G - trở lực khuếch tán G= R PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN ĐHBKHN 11/10/2021 69 70 Food Packaging Considerations Khuếch tán qua vật liệu nhiều lớp được coi như vận chuyển qua lớp trở lực khuếch tán mắc nối tiếp (hình bên trái) hoặc song song (hình bên phải) 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 71 72 12
  13. 11/10/2021 TRƯỜNG HỢP BAO BÌ THỰC PHẨM TRƯỜNG HỢP BAO BÌ THỰC PHẨM ṁ.𝑑 Tác dụng bao bì P= 𝐴.Δ𝑝 • Giữ chất lượng thực phẩm • Ngăn chặn các phản ứng biến đổi chất lượng bằng cách A- diện tích (m2) - Tránh ánh sáng m- khối lượng (kg) - Loại trừ sự hấp thụ những chất khí như hơi nước, oxi, mùi T – thời gian (s) không mong muốn p- áp suất riêng phần (Pa) - Loại trừ mất mát các chất khí (hương, hơi nước, oxi, nito, CO2 d- chiều dày lớp bao bì (m) P- hệ số thấm (kg/s.Pa.m) 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 73 74 TRƯỜNG HỢP BAO BÌ THỰC PHẨM Chủ yếu xác định mức độ thấm của oxi, nitơ, CO2 Temperature Dependency THEO THỂ TÍCH Vሶ .𝑑 P= 𝐴.Δ𝑝 A- diện tích (m2) V- thể tích (m3) THEO SỐ MOL n – lượng của chất (mol) T – thời gian (s) Arrhenius plot of permeability at different absolute temperatures (reciprocal) nሶ .𝑑 p- áp suất riêng phần (Pa) P= 𝐴.Δ𝑝 d- chiều dày lớp bao bì (m) 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN P- hệ số thấm (kg/s.Pa.m) 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 75 76 KHẢ NĂNG THẤM OXI VÀ THẤM NƯỚC CỦA 1 SỐ LOẠI BAO BÌ ĐO MẬT ĐỘ THẤM • EVOH- Ethylene vinyl alcohol • PEN- Polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate Sơ đồ phương pháp đo mật độ thấm hơi nước • PAN-Polyacrylonitril qua màng bao (schematic). • LCP- Lipid Crystal Polyme 1: Buồng có khí hậu chuẩn, 2: Bình đựng • BOPP-Biaxial Oriented Polypropylene 3: Cân • COC- Cyclic Olefin Copolyme 4. Chất hấp phụ ẩm (desiccant), • PCL-Poly Caprolactone 5: Màng bao • EVA/PE-Ethyl vinyl acetate/polyethylene PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 11/10/2021 ĐHBKHN 77 78 13
  14. 11/10/2021 APPLICATIONS • Pizza: mass transfer during baking • Apple: influence of water vapor diffusion coefficient on drying • Strawberries: role of diffusion coefficient on osmotic drying • Shelf life prediction: influence of water activity on permeability of a film • Mass transfer coefficients: collection of literature data • Lactose crystallization: role of diffusion coefficient • Whey-protein-coated plastic films as oxygen barrier • Cellophane films: water vapor permeability • High pressure: permeation of aroma compounds through plastic films • Aluminum oxynitride films: nano defects influencing gas barrier properties • Horticultural packaging: mathematical modeling of water vapor transport 11/10/2021 PGS.TS. Lương Hồng Nga -Viện CNSH-CNTP - ĐHBKHN 79 14
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2