Tài liệu Tính chất lưu biến của thực phẩm docx

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "Tài liệu Tính chất lưu biến của thực phẩm docx": http://123doc.vn/document/1036907-tai-lieu-tinh-chat-luu-bien-cua-thuc-pham-docx.htm

5
Chất rắn đàn hồi (Elastic Solids)
• Chất rắn đàn hồi được mơ ta bởi định luật Hookean:
Dưới tác dụng của ứng suất kéo hoặc ứng suất nén
σ
σσ
σ = E* ε
εε
ε
c
E: modun đàn hồi của chất rắn (Young
’
s or elasticity
module ) (độ cứng)
• Dưới tác dụng của ứng suất
trượt
σ
ij
= G*γ
γ : shear strain
G: modun trượt
• Dưới tác dụng của áp suất
thủy tĩnh
P = K* ε
εε
ε
υ
υυ
υ
K: modun khối
ε
υ
=∆V/V
6
Ví dụ bài tập
Mơ đun đàn hồi của táo là 0,6.10
7
Pa
7
8
Bai tập
1 miếng phô mai hình khối chư nhật có kích
thước dài x rộng x cao = L x W x H= 0.5 x
0.4 x 0.3 inch. Dùng 1 vật có khối lượng 0.1
lb nén lên miếng phô mai này. Sau khi nén,
miếng phô mai có chiều dài là 0.043 ft. Xác
đònh độ cứng (modun dan hoi), chiều rộng,
chiều cao của phô mai sau nén. Biết tỉ số
Poisson của phô mai là 0.25.
1 inch = 2,54 cm, 1 lb = 0,453 kg, 1 ft = 0,3048 m
ĐS : E = Pa, W = mm, H = mm
Độ biến dạng của thực phẩm theo chiều dài,
chiều rộng hoặc đường kính = Độ biến dạng
của thực phẩm theo chiều cao x Tỉ số Poisson
của thực phẩm đó
• Chất rắn đàn hồi là chất bị biến dạng dưới tác
dụng của ứng suất hoặc lực. Khi lực khơng còn
nó tư khơi phục lại hình dạng ban đầu (Elastic)
• Vật sau khi ngừng tác dụng lực khơng khơi phục
hình dạng ban đầu gọi là chất dẻo (Plastic)
• Chất trung gian là chất có tính chất nằm giữa E
va P gọi là Elastoplastic.
Có nghĩa là khi ứng suất tác dụng nho nó có thê
khơi phục lại hình dạng ban đầu, khi ứng suất
lớn hơn một gia trị nào đo nó bị biến dạng vĩnh
viễn.
9
Độ nhớt - Viscosity
• Độ nhớt là một đại lượng vật lý đặc trưng
cho trở lực do ma sát nội tại sinh ra giữa
các phân tử khi chúng có sự chuyển động
trượt lên nhau.
• Phân loại độ nhớt:
– Độ nhớt động học: St (stock),cSt, cm
2
/s
– Độ nhớt thực (độ nhớt động lực học, độ nhớt
biểu kiến). Poise (g/cm.s), cP, Pa.s (kg/m.s),
mPa.s
Độ nhớt - Viscosity
Tại sao phải đo độ nhớt
-Chất lượng, giá trị cảm quan và mong muốn
của người sử dụng thực phẩm
- sự biến đổi màu sắc, khối lượng riêng, thành
phần dinh dưỡng, nồng độ và pH
- những kiến thức về độ nhớt mang lại những
thơng số cho q trình chế biến thực phẩm
10
Chất lỏng Newton
Có 2 tấm phẳng, ở giữa là chất lỏng, tấm ở dưới
cơ định. Khi ta tác dụng 1 lực lên tấm ở trên, nó
sẽ trượt đi kéo theo lớp chất lỏng chạy theo. Tốc
đơ trượt giảm dần tư trên xuống dưới hình thành
một giản đơ véc tơ.
Chất lỏng Newton
dt
dx
v
p
=
•
==








=






=
γ
γ
dt
d
dy
dx
dt
d
dt
dx
dy
d
dy
dv
•
∗=
γµσ
0=
∂
∂
•
γ
µ
• Định luật Newton vê đơ nhớt
• µ: hê sơ thực nghiệm phu thuộc vào đặc tính của
thực phẩm (đơ nhớt)
• Chất lỏng mà đơ nhớt khơng phu thuộc vào tốc
đơ trượt gọi là chất lỏng Newton va ngược lại
nếu đơ nhớt phu thuộc vào tốc đơ trượt thi gọi là
chất lỏng phi Newton
•
∗=
γµσ
11
• Bài tập
Một tấm gỗ phẳng được phủ một lớp chất
bao phủ có chiều dày là 1,4 mm, tấm gỗ
hình vng có chiều dài x chiều rộng là :
30 cm x 30 cm, dùng một lực 10 N tác
động vào bề mặt song song với tấm gỗ.
tính vận tốc chuyển động của bề mặt tấm
gỗ ? biết rằng độ nhớt của chất bao phủ là
100 Pa.s
Tốc độ trượt
u : vận tốc dài (m/s)
Và
.
21
.
)(
γ
σ
µ
== yf
Chất lỏng Newton
• Phương trình biến dạng tn theo đẳng thức Newton
Hàm liên hê giữa ứng suất trượt va tốc đơ trượt là hàm tuyến
tính:
VD: nước, tra, cà phê, bia, rượu vang, các loại đơ uống va
nước ép trái cây, mật ong
Sữa: là nhu tương có chứa các các giọt bơ nho có đường
kính 0,0015 – 0,001mm, chứa 87% nước, 4% chất béo, 5%
đường, 3% protein – là chất lỏng Newton
Đơ nhớt của sữa tăng theo hàm lượng chất béo, nhưng lại
giảm khi nhiệt đơ tăng
Dầu cũng là chất lỏng Newton. Cấu trúc phân tư của nó có
mạch dài, chiều dài mạch cácbon của các acid béo càng
lớn thi đơ nhớt càng lớn. Đơ nhớt của dầu tăng cùng với
mức đơ bão hòa của liên kết cácbon nối đơi.
12
Chất lỏng phi Newton
0≠
∂
∂
•
γ
µ
Độc lập với thời gian – Time – independent fluid
• Pseudoplastic (shear thinning): Khi tốc đơ trượt càng tăng,
đơ dốc của đường cong càng giảm, đơ nhớt giảm – càng
khuấy càng lỗng : VD: các sản phẩm như : puré chuối,
sốt táo đường, nước cam ép cơ đặc, kem, máu, các loại
sơn và sơn móng tay.
• Dilatant (shear thickening): Khi tốc đơ trượt
càng tăng, đơ dốc của đường cong càng tăng,
đơ nhớt tăng – càng khuấy càng đặc, trương nơ
Ví dụ : mật ong (một số loại riêng biệt), tinh bột
ngơ sống chiếm 40%
13
• Chất lỏng dạng Bingham: Nếu ứng suất tác dụng nho
hơn ứng suất ngưỡng (σ
0
) chất lỏng chưa chảy. Khi
ứng suất tác dụng lớn hơn ứng suất ngưỡng (σ
0
) chất
lỏng chảy va có động thái chảy giống chất lỏng Newton
VD: kem đánh răng, sốt cà chua
• Pseudoplastic fluids with yield stress: Khi ứng suất trượt
vượt qua gia trị ngưỡng thi chất lỏng chảy va có động
thái chảy giống với Pseudoplastic
ví dụ : thịt nghiền
Mơ hình Herschel - Bulkley
σ: shear stress (ứng suất trượt) (Pa)
K: consistency index (chỉ sơ đơ nhớt)
γ: shear rate (tốc đơ trượt) (1/s)
σ
0
: ứng suất ngưỡng (là ứng suất nhỏ nhất
để dòng bắt đầu chảy)
n: index of flow behavior (chỉ sơ vê động thái
chảy), khi n thay đổi thi dáng điệu của
đường cong thay đổi
0
σγσ
+∗=
•
n
k
Mơ ta động thái chảy của các dạng chất lỏng Non-newton
thơng qua mơ hình Herschel - Bulkley
σ
o
14
Với chất lỏng phi newton độc lập với thời gian,
các dạng của động thái chảy ln ổn định hay
độc lập với thời gian
Dựa vào mơ hình Herschel – Bulkley ta thấy:
- Chất lỏng newton, pseudoplastic (chất gia dẻo ),
chất dilatant (trương, nơ) khơng có ứng suất
ngưỡng ⇒ khi có lực tác dụng nó chảy ngay
- Những chất lỏng có đơ nhớt phu thuộc vào tốc
đơ trượt chứng tỏ nó tồn tại một cấu trúc bên
trong hê thống
• Khi ta tác dụng ứng suất làm cho nó chảy thi
trong q trình chuyển động có sư bẻ gãy va
phân bơ lại cấu trúc
Pseudoplastic (chất giả dẻo) có
đặc điểm
1. Hợp chất có khối lượng phân
tư lớn hay hạt dài
2. Giữa các phân tư có tương tác
mạnh với nhau tạo nên sư kết
hợp bằng các liên kết thư cấp
3. Trong phân tư có một trục dài
va phân tư khơng đối xứng do
đo nó định hướng theo dòng
chảy làm cho đơ nhớt giảm
4. Hình dạng va kích thước của
hạt khơng đồng nhất cho phép
chúng chồng chất lên nhau.
5. Các phân tư của nó mềm dẻo,
có thê làm thay đổi hình dạng
của chúng, dãn ra hoặc thu lại
tùy theo lực kéo
Hydroxyethyl-cellulose