Toplinska provodljivost hrane

8/18/2019 Toplinska provodljivost hrane

1/17

Toplinska provodljivosthrane


2/17

Toplinska vodljivost je svojstvo kojim se

izražava lakoća prolaza toplinskeenergije kroz neki materijal (npr.prehrambeni proizvod) pri konstantnom

toplinskom gradijentu.

Poznavanje toplinske vodljivosti je

neophodno za računanje prijenosatoplote kondukcijom.


3/17

Toplinska vodljivost tvari jednaka jekoličini topline koju provodi kroz

jedinicu površine u jedinici vremenapri standardnim uvjerima a da se pritome vrijednost temperature smanji za

jedan stupanj na jedinici puta u smjerustrujanja topline.

!visi o svojstvima tvari koja provoditoplinu.


4/17

!dre"ivanje toplinskih svojstava prehrambenih

sirovina i proizvoda od velike je važnosti zaprehrambenu industriju.

# mnogim slučajevima toplinska di$uzivnostprehrambenih sirovina i proizvoda nije poznataprimjerice proizvoda različitog sastava tokomtoplinske obrade praškastih ili poroznihproizvoda različite heterogene strukture.

# prehrambenoj industriji potrebna je preciznaregulacija i vo"enje temperature prehrambenihproizvoda tokom raznih dinamičkih procesaprerade skladištenja i transporta.


5/17

Precizno vo"enje temperature tokom

toplinske obrade%

a) povećava energetsku učinkovitostprocesa pretvorbe i samim timsmanjuje troškove proizvodnje

b) smanjuje ukupno ekološkoopterećenje dimnim plinovima.

Pravilno toplinsko vo"enje procesa jeuvijet za proizvodnju kvalitetnihkonačnih prehrambenih proizvoda sodgovarajućim svojstvima.


6/17

&a primjer poznato je da kvaliteta

zamrznute hrane značajno ovisi o brzinihla"enja. 'a primjenu odgovarajućegvo"enja procesa jediničnih operacijaproizvodnje prehrambenih proizvoda

(sušenje hla"enje grijanje...) potrebno jepoznavati toplinska svojstva prehrambenihsirovina i proizvoda kao i njihovu ovisnost otemperaturi ili sastavu (sadržaju vlage). !ve

potrebe prehrambene industrije zahtijevajuodgovarajuću eksperimentalnu metodu zaodre"ivanje toplinske di$uzivnosti proizvodakao i njezine ovisnosti o temperaturi.


7/17

Toplinska di$uzivnost je svojstvo koje odre"uje

brzinu protoka topline kroz materijal (prehrambeniproizvod) tokom hla"enja ili zagrijavanja a može se

izraziti pomoću sljedećeg izraza %

k*(+,cp) -m s/01 2dje je k toplinska vodljivost ( 3* m4s )

+ je gustoća proizvoda (kg*m5)cp speci6čna toplina proizvoda ( 3*kg4).

'bog doprinosa toplinske vodljivosti (k) i speci6čne

topline njenoj vrijednosti toplinska di$uzivnostpokazuje složeni odnos s udjelom vode u hrani.7znad tačke smrzavanja vrijednost toplinskedi$uzivnosti se može prepostaviti iz vrijednosti za

k cp i udjela vode.


8/17

8udući da je toplinska vodljivost veća

za smrznutu hranu od one nesmrznute

a speci6čna toplina i gustoća su manjeto će toplinska di$uzivnost u smrznutojhrani biti znatno veća od one unesmrznutoj.

7ako su toplinska svojstvaprehrambenih proizvoda od velikevažnosti za prehrambenu tehnologijutoplinska di$uzivnost složenihmaterijala uglavnom nije poznata i

potrebno ju je odrediti


9/17

'a odre"ivanje toplinske di$uzivnosti

prehrambenih proizvoda predložena je jednostavna eksperimentalna metoda

temeljena na praćenju temperaturnog odzivavaljkastog uzorka pri nagloj promjenitemperature stijenke materijala. # radu suopisana i uspore"ena tri pristupa procjene

parametra toplinske di$uzivnosti na temeljueksperimentalnih podataka. !ni se zasnivaju na uporabi%

0) linearne ili) nelinearne regresije analitičkog modela

5) numeričkog inverznog rješavanja modelaprocesa prijenosa topline.


10/17

&umerički model zamjenjuje

pretpostavku idealne skokovite promjenetemperature stijenke s izmjerenomnaglom promjenom temperature stijenkematerijala.

#stanovljeno je da pretpostavkaskokovite (idealne) promjene

temperature stijenke materijala možerezultirati značajnom sustavnompogrješkom s nižom procjenom toplinskedi$uzivnosti.


11/17

Prijenos topline izme"u tijela različitihtemperatura vrši se na tri osnovnanačina%

/ izmjena toplote konvekcijom / izmjena toplote provo"enjem / izmjena toplote toplinskim

zračenjem.


12/17

9inearni tok topline

kod provo"enja ili kondukcije topline.


13/17

Toplinska vodljivost se tek neznatno

mijenja sa promjenom temperature.

:ećina matematičkih izraza predloženih zaizračunavanje toplinske vodljivostipredstavlja prehrambene proizvode kao

dvo$azne sisteme na bazi vode i suhe tvari.

To je osobito važno pri procesu smrzavanjavode budući da se toplinska vodljivost vode

kao sastojka sa najvećim udjelom znatnomijenja prilikom $aznog prelaza iz tečnog učvrsto stanje.


14/17

Toplinska vodljivost leda 0;


15/17

?to je vodljivost veća to je veća brzinazamrzavanja.

Toplinska vodljivost vode se malomijenja tokom hla"enja i zamrzavanja

sve do promjene $aze tj. pretvorbevode u led.

Toplinska vodljivost leda je znatnoveća od vode pa se toplinskavodljivost hrane brzo povećava kakonamirnica prelazi iz nezamrznutog uzamrznuto stan e.


16/17

4oe6cijent toplinske vodljivosti k

'akon toplinske kondukcije poznat i kao Fourierovzakon iskazuje da je vremenska učestalost

(tj. brzina) prijenosa topline kroz materijalproporcionalna negativnom gradijentu temperaturete površini pod pravim uglovima na taj gradijentkroz koju toplina protječe%

gdje je% Q

/ količina prenešene topline ( 3*s


17/17

Documents

Toplinska provodljivost hrane