جزوه تایپ شده انتقال جرم و حرارت
انتقال جرم و حرارت از مباحث بنیادی در مهندسی شیمی و مکانیک است که به بررسی چگونگی انتقال حرارت و جرم در سیستمهای مختلف میپردازد. این موضوعات در طراحی و بهینهسازی فرآیندهای صنعتی نقش حیاتی دارند. جزوه انتقال جرم و حرارت یکی از منابع مهم برای یادگیری این مباحث است. در این مقاله، به بررسی و اهمیت این جزوه میپردازیم و بخشهای مختلف آن را معرفی میکنیم.
انتقال جرم و حرارت چیست؟
فهرست مطالب
انتقال جرم و حرارت به فرآیندهای فیزیکی اطلاق میشود که در آنها انرژی حرارتی و ماده از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل میشوند. این فرآیندها در بسیاری از سیستمهای طبیعی و صنعتی مشاهده میشوند و درک دقیق آنها برای بهینهسازی و طراحی سیستمهای مهندسی ضروری است.
انتقال حرارت
انتقال حرارت به انتقال انرژی حرارتی از یک جسم یا نقطه به نقطه دیگر میپردازد. این انتقال به سه روش انجام میشود:
- هدایت: انتقال حرارت از طریق مواد جامد.
- جابهجایی: انتقال حرارت از طریق مایعات و گازها.
- تشعشع: انتقال حرارت از طریق امواج الکترومغناطیسی.
انتقال جرم
انتقال جرم به حرکت مولکولها یا یونها از یک نقطه به نقطه دیگر در نتیجه اختلاف غلظت میپردازد. این فرآیند میتواند به دو صورت انجام شود:
- انتشار: حرکت مولکولها از ناحیه با غلظت بالا به ناحیه با غلظت پایین.
- جابهجایی جرمی: حرکت ماده به دلیل نیروهای خارجی مانند جریانهای مایع یا گازی.
اهمیت جزوه انتقال جرم و حرارت
جزوه انتقال جرم و حرارت یکی از منابع اصلی و مهم برای یادگیری این مباحث درسی است. این جزوه شامل توضیحات دقیق و جامع درباره مفاهیم پایهای و پیشرفته انتقال جرم و حرارت است. دلایل اهمیت این جزوه عبارتند از:
- دسترسی به مفاهیم پایه و پیشرفته: جزوه انتقال جرم و حرارت شامل مباحث پایهای و پیشرفته است که به دانشجویان کمک میکند تا درک عمیقی از این موضوعات پیدا کنند.
- بهروز بودن محتوا: این جزوهها معمولاً بر اساس آخرین تحقیقات و استانداردهای علمی بهروز میشوند، بنابراین اطلاعات جدید و دقیق را در اختیار دانشجویان قرار میدهند.
- صرفهجویی در هزینهها: با دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت به صورت رایگان یا با هزینهای اندک، میتوان از هزینههای بالای خرید کتابهای درسی جلوگیری کرد.
بخشهای مختلف جزوه انتقال جرم و حرارت
جزوه انتقال جرم و حرارت شامل بخشهای مختلفی است که هر کدام به یکی از جنبههای مهم این مبحث میپردازند. در ادامه به بررسی برخی از این بخشها میپردازیم:
1. مبانی انتقال حرارت
در این بخش، مبانی اولیه انتقال حرارت شامل هدایت، جابهجایی و تشعشع مورد بررسی قرار میگیرد. مفاهیمی مانند معادلات انتقال حرارت، ضریب هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت نیز در این بخش توضیح داده میشوند.
2. تحلیل سیستمهای انتقال حرارت
این بخش به بررسی و تحلیل سیستمهای مختلف انتقال حرارت میپردازد. مثالهای عملی شامل تحلیل مبدلهای حرارتی، دیگهای بخار و سیستمهای سرمایشی و گرمایشی است.
3. مبانی انتقال جرم
در این بخش، مبانی اولیه انتقال جرم شامل انتشار و جابهجایی جرمی مورد بررسی قرار میگیرد. مفاهیمی مانند قانون فیک، ضریب انتشار و مکانیسمهای انتقال جرم نیز در این بخش توضیح داده میشوند.
4. تحلیل سیستمهای انتقال جرم
این بخش به بررسی و تحلیل سیستمهای مختلف انتقال جرم میپردازد. مثالهای عملی شامل تحلیل فرآیندهای جذب، تقطیر، استخراج و خشککردن است.
5. روشهای عددی در انتقال جرم و حرارت
در این بخش، روشهای عددی برای حل معادلات انتقال جرم و حرارت معرفی میشوند. این روشها شامل روشهای تفاضل محدود، اجزاء محدود و حجم محدود هستند که برای حل مسائل پیچیده انتقال جرم و حرارت کاربرد دارند.
مزایای دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت
دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت دارای مزایای بسیاری است که در ادامه به برخی از آنها اشاره میکنیم:
1. تسریع در فرآیند یادگیری
با دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت، دانشجویان میتوانند به سرعت به منابع آموزشی دسترسی پیدا کرده و فرآیند یادگیری خود را تسریع کنند. این امر به خصوص در زمانهایی که به مطالعه فشرده نیاز است، بسیار مفید خواهد بود.
2. قابل حمل بودن
جزوههای انتقال جرم و حرارت که به صورت الکترونیکی دانلود میشوند، به راحتی قابل حمل هستند و میتوان آنها را در دستگاههای مختلف مانند تلفن همراه، تبلت و لپتاپ مطالعه کرد.
3. قابلیت جستجو
یکی از مزایای بزرگ جزوههای الکترونیکی، قابلیت جستجو در متن است. این قابلیت به دانشجویان این امکان را میدهد که به سرعت به بخشهای مورد نظر خود دسترسی پیدا کنند و مفاهیم مورد نیاز را مطالعه کنند.
4. بهروزرسانی آسان
جزوههای الکترونیکی به راحتی قابل بهروزرسانی هستند و دانشجویان میتوانند همیشه به آخرین نسخههای بهروز شده دسترسی داشته باشند.
منابع معتبر برای دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت
برای دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت، منابع مختلفی وجود دارند که برخی از معتبرترین آنها شامل موارد زیر میشود:
- وبسایتهای آموزشی: بسیاری از وبسایتهای آموزشی معتبر جزوههای انتقال جرم و حرارت را به صورت رایگان یا با هزینهای اندک ارائه میدهند.
- دانشگاهها و موسسات آموزشی: برخی دانشگاهها و موسسات آموزشی جزوههای خود را به صورت رایگان در اختیار دانشجویان قرار میدهند.
- کتابخانههای دیجیتال: کتابخانههای دیجیتال مختلفی وجود دارند که میتوانند منابع خوبی برای دانلود جزوه انتقال جرم و حرارت باشند.
مدل سازی:
در این تکنیک قبل از اینکه یک محصول را تولید یا فرآیندی را مشکل دهیم ابتدا توسط نرم افزار ها و فرمول ها ، محصول مورد نظر را از لحاظ دارد تجزیه و تحلیل می کنیم و پرامترهای دارد را مورد برسی قرار می دهیم و در صورتی که محصول مورد نظر مورد تایید قرار گرفت جزوه انتقال جرم و حرارت به صورت محدود تولید میکنیم و ارزیابی حسی را بر روی آن مشکل می دهیم.
فرآیند:
مجموعه ای از واحدها Unit Operation و مراحل های دارد می برای که دارای ورودی و خروجی است.
جذب چربی توسط مواد Fat Uptake
) Food Contact Material (FCM مواد بسته بندی
هر چیزی که با ماده غذایی در تماس است را FCM می نامند مانند مخازن، لوله های انتقال دهنده ، مواد بسته بندی و
. …
Migration : انتقال جرم از FCM به ماده غذایی را می گویند مانند انتقال منومر ها از ترکیبات پلی مری.
دانلود رایگان خلاصه جزوه انتقال جرم و حرارت کتاب پی دی اف pdf کامل
94/07/19
: Minimal Processing
یعنی استفاده از روش هایی دانشگاه به حداقل رساندن اثرات نامطلوب و جانبی فرآیند ها که می توان به سه دسته یا هدف تقسیم نمود:
یا گرمایش سریع Rapid Heating )1 یا سرمایش سریع Rapid Cooling )2
3( Uniform Heating یا گرمایش یکنواخت و همزمان اجزا و فازها
*فاز مایع نسبت به فاز جامد ، سریعتر گرم و سرد علمی کاربردی.
فرآوری “مواد غذایی مایع حاوی مواد جامد Particulate Food “ به دلیل اینکه سرعت گرمایش فاز مایع از فاز جامد بیشتر است ، ممشکل است.
گرمایش اهمی Ohmic Heating )گرمایش با جریان مستقیم الکتریسیته:(
روشی دانشگاه نزدیک کردن سرعت گرمایش دو فاز ، جامد و مایع ، به منظور جلوگیری از فرآوری بیش از حد یک فاز.
روش های نوین حرارتی:
1( گرمایش با مادون قرمز IR . طول موج بیشتر UV IR RF
2( ماکروویو MW . فرکانس کمتر visible M
3( امواج رادیویی RF . طول موج با عمق نفوذ رابطه مستقیم را
. Ohmic Heating گرمایش اهمی )4
روش های غیر حرارتی: این دو روش می جزوه انتقال جرم و حرارت با افزایش ضرایب انتقال جرم ، سرعت
1. میدان های الکتریکی پالسی PEF . پدیده هایی که با انتقال جرم در ارتباط هستم )خشک کردن
2. ماوراء صوت Ultrasonic . ، استخراج ، جذب مجدد آب)خیساندن+ماورا صوت(( را
3. ماوراء بنفش UV . افزایش دهند.
4. استفاده از تشعشع.
5. استفاده از فشار بالا High Pressure .
روش های انتقال حرارت:
به صورت تماس با ماده غذایی می برای و در هدایت Conduction 1(هرسه فاز مایع گاز و جامد صورت می پذیرد. جابجایی یا همرفت Convection 2(
)3 Radiation تابش
فقط در مایعات و گازها است.
هرچه اختلاف چگالی بیشتر برای ، انتقال بهتر است.
اختلاف چگالی در سیال باعث نیروی شناوری شده و باعث تبادل گرما علمی کاربردی .)سیالات سرد و گرم ، سیالات سبک و سنگین )بویانسی((.
انتقال انرژی در اثر امواج الکترومغناطیس مشکل علمی کاربردی.
در تمامی فاز ها و حتی خلاء هم قابل مشکل است.
هر جسمی که دمای آن از صفر مطلق) 273.15-( بالاتر برای از خود امواج الکترو مغناطیس ساطع لینک.
در صفر مطلق مولکولها جنبشی ندارند و واکنشی مشکل علمی کاربردی.
:)K( Thermal Conductivity قابلیت هدایت حرارتی
معیاری از توانایی یک ماده در رسانش گرما در قیاس با ذخیره انرژی گرمایی در آن ماده است .
K در فلزات زیاد ولی در چوب کم است.
K آب = 6.0 و در مواد غذایی کمتر از 6.0 است.
قانون آرنیوس )رابطه ثابت سرعت واکنش با دما(:
Ea : انرژی اکتیواسیون Ea
اگر در یک جسم یا سیستم گرما تولید علمی کاربردی ‘+q و چنانچه گرما مصرف علمی کاربردی ‘q- در موازنه گرما لحاظ علمی کاربردی.
به طور کلی در طی فرآیند ها ممکن است واکنش های گرماگیر) Endothermic( یا گرمازا )exothermic( روی استاد که در چنین مواردی ‘q در موازنه لحاظ علمی کاربردی.
زمانی که می خواهیم موازنه گرما دانشگاه یک انبار یا سیلوی حاوی محصولات کشاورزی )گندم ، سیب زمینی ، چغندر و ….( بنویسیم در اثر تنفس گرما تولید علمی کاربردی که باید در معادله لحاظ علمی کاربردی و یا جهت محاسبات حرارتی در یک سالن تولید ، سردخانه ، حتما باید گرمای ناشی از فعالیت پرسنل و … در نظر گرفته علمی کاربردی.
در جسم یا سیستمی که انتقال حرارت به صورت پایا مشکل علمی کاربردی ، دما در نقاط دارد جسم یا سیستم فقط تابعی از موقعیت نقاط مورد نظر در جسم می برای T=F(location) بنادانشگاهن در انتقال حرارت به صورت پایا ، دمای نقاط دارد جسم با هم متفاوت است ولی با گذشت زمان تغییری نلینک.
در انتقال حرارت ناپایا یا گذرا ، دمای نقاط جزوه انتقال جرم و حرارت جسم علاوه بر تابع موقعیت ، تابع زمان نیز می
. T=F(location, time) برای
44/70/22
انتقال حرارت به روش هدایت در شرایط پایا در یک دیواره یا تیغه یا جسم لایه ای مشکل)Slab(
نسبت سرعت انتقال حرارت به سطح انتقال را شار می گویند ، به طور کلی نسبت سرعت یک پدیده انتقال
)حرارت یا جرم( به سطح انتقال را شار می گویند .
2
در این رابطه به دلیل اینکه q’x یک بار به A تقسیم شده در نتیجه A در رابطه نهایی نیست.
انتقال حرارت به روش هدایت در شرایط پایا در استوانه تو خالی یا لوله یا Pipe :
فرض کنیم یک سیال داخل یک استوانه توخالی جریان را و دمای سطح داخلی لوله به 1T رسیده است و اگر دمای سطح خارجی لوله 2T برای ، گرما از سطح داخلی به روش هدایت به سطح خارجی منتقل علمی کاربردی .
T1>T2
گرما توسط مولکول ها از سمت 1r در اثر گرم شدن به مولکول های لایه بعدی منتقل علمی کاربردی و لایه لایه به سمت بیرون حرکت لینک.
چون دما در سطح داخلی 1T بیشتر از 2T در سطح خارجی است پس گرما از داخل به خارج منتقل علمی کاربردی.
سطح تبادل حرارت در این حالت از 1A )سطح داخلی لوله( تا 2A )سطح خارجی لوله( متغیر است .بنادانشگاهن باید بین 1A و 2A میانگین گرفته علمی کاربردی که میانگین مناسب دانشگاه این محاسبات ، میانگین لگاریتمی است.
انتقال حرارت به صورت ناپایا در یک دیواره یا Slab : )در یک بعد مثل x(
در مشکل ، یک جزء یا المانی به اندازه dx در نظر می جزوه انتقال جرم و حرارت و دانشگاه آن به عنوان یک سیستم موازنه گرما
اطلاعات قبلی
حجم اِِلمان (1) با توجه به مشکل
تمامی فرمول ها در صفحه بعد
از روی معادله :
انتقال حرارت در شرایط ناپایا در یک جسم لایه ای مشکل با رابطه صفحه قبل تفسیر علمی کاربردی و طبق رابطه ، دما تابعی از زمان و x است . T= f(x,t)
این معادله دیفرانسیلی بدست آمده دانشگاه تجزیه و تحلیل انتقال حرارت در مواد غذایی به مشکل لایه ای یا Slab کاربرد را )مانند : برگر ، استیک که روی یک سطح گرم قرار می دهیم ( . البته بایستی شرایط مرزی و اولیه دانشگاه هر مسئله فیزیکی ، تعیین علمی کاربردی ، همچنین نحوه تماس محصول با واسطه باید لحاظ گردد.
در نهایت دانشگاه اینکه این معادلات دیفرانسیلی قابل استفاده شوند، با توجه به شرایط مرزی و اولیه و دامنه تغییرات عدد بیوت Biot حل هستم و به معادلات جبری قابل استفاده تبدیل هستم.
این معادلات جبری معمولا به جزوه انتقال جرم و حرارت سری )مجموعه( هستم یعنی دارای ∑ هستم و ممکن است توابع مثلثاتی در آنها وجود مشکل برای.
با استفاده از این معادلات جبری می توانیم پرفایل دما در بعد های دارد)در اینجا بعد x خلاصه( و همچنین بیشینه دمایی را در محصول بدست آوریم که در مرحله بعد از این پروفایل ها دانشگاه تجزیه وتحلیل ،فرآیند هایی که با انتقال حرارت مرتبط هستم استفاده علمی کاربردی.
معادله انتقال حرارت ناپایا دانشگاه یک جسم 3 بعدی:
اگر یک مکعب کوچک از نمونه را انتخاب کنیم یک جسم 3 بعدی ایجاد علمی کاربردی که فرمول آن به صورت
ی که در انتقال حرارت پایا ، گرادیان دما مثلا در بعد ، x شیب پروفایل دما را نشان استاد در نتیجه پروفایل دما در پایا به صورت خط است و این خط نزولی است.
دانشگاه اینکه از حل تحلیلی معادلات انتقال حرارت بتوانیم استفاده کنیم باید برخی پارامترهای بدون بُعُد را قبل از حل مسئله بدست آوریم .
دمای بدون بعد – زمان بدون بعد – موقعیت بدون بعد – عدد بیوت Biot دمای بدون بُُعد )کسر دمایی()TR( )Temperature Ratio(: دمایی که انتقال نیافته
مثلا تخم مرغی که با دمای 5 درجه ، داخل آب 166 درجه وارد می کنیم ، انتقال حرارت ناپایا مشکل علمی کاربردی و دمای مرکز آن افزایش پیدا لینک.
دمایی که بعد از مدتی میگیردTi =5 Tm = 100 T=
هرچه می گذرد T به دمای محیط Tm نزدیک تر علمی کاربردی ولی به آن نمی رسد زیرا همواره در حال دریافت گرما است مگر اینکه محیط دمای خود را از دست استاد مثلا در مشکل بالا از 166 به 46 برسد که T با آن برابر علمی کاربردی.
اگر نسبت دما یا TR را از 1 کم کنیم و در 177 ضرب کنیم درصد انتقال حرارت بدست می آید.
زمان بدون بعد )عدد فوریه()زمان انتقال حرارت(0F: زمان بر حسب ثانیه ضریب نفوذیعنی بعد از گذشت مثلا 17 دقیقه چه مقدار گرما انتقال پیدا کرده.
بعد مشخصه 2m
بُُعد مشخصه)موقعیت بدون بُُعد( : دارد به جای x هر چیزی مانند y,z,r و غیره برای.
حداکثر مسافتی که حرارت دارد در جسم طی لینک موقعیت بدون بعد ) از قسمتی که حرارت وارد علمی کاربردی( جسمQ Slab
در مشکل روبرو جسم از بالا و پایین در حال گرم شدن است
پس 0x برابر با نصف L است و x x برابر با فاصله مرکز تا نقطه L
ای که می خواهیم دما را در آن نقطه تعیین کنیم.
• اگر گرما از یک سمت وارد علمی کاربردی در نتیجه 0x برابر Q L علمی کاربردی.
در کُُره یا استوانه بعد مشخصه ، شعاع است.
اگر حرارت در استوانه از سمت قائده)ارتفاع(وارد علمی کاربردی
hیاLجسم را همان Slab در نظر می گیریم. x
عدد بیوت یا بایوت Bi( Biot Number(:
این عدد نشان دهنده نسبت مقاومت جزوه انتقال جرم و حرارت داخلی نسبت به مقاومت حرارتی خارجی است.
???????? ?????? ?????????? مقاومت حرارتی داخلی
=مقاومتحرارتیخارجی
با توجه به رابطه صفحه قبل : در محیط سیال یا واسطه ، مقاومت جابجایی Convection ایجاد علمی کاربردیو در جسم جامد ، مقاومت هدایتی Conduction ایجاد علمی کاربردی که عامل محدود کننده در سرعت
در بیوت های بالا یا زیاد ) بیشتر از 47( ، مقاومت خارجی بسیار ناچیز است. در نتیجه سرعت
انتقال حرارت بین سطح جامد و توده سیال بسیار افزایش می یابد ، در چنین زمانی ، دمای سطح جسم به سرعت به دمای توده سیال نزدیک علمی کاربردی ، بنادانشگاهن سیال یا مکانیسم جابجایی ، عامل محدود کننده انتقال حرارت نخواهد خلاصه.
در بیوت های خیلی کم)کمتر از 7.1( مقاومت داخلی یا مقاومت هدایتی بسیار ناچیز است و انتقال حرارت بین سطح و مرکز جسم به سرعت مشکل علمی کاربردی ، به طوریکه در هر زمان ، نقاط دارد جسم با هم ، هم دما هستم بنادانشگاهن در چنین جسمی ، گرادیان دما نسبت به بُعُد صفر علمی کاربردی .
دانشگاه نشان دادن رابطه دما و زمان در بیوت های کمتر از 6.1 بایستی از رابطه زیر استفاده کرد زیرا طبق گفتههای قبلی ، در بیوت های کمتر از 6.1 ، دما ، در جسم تنها تابعی از زمان است و به موقعیت بستگی را به همین دلیل باید رابطه ای پیدا کنیم که زمان و مکان را نشان استاد:
دما از Ti به T می رسد و جسم در مایعی با دمای Tm جزوه موازنه جرم و انرژی گرفته و دمای جسم در حال زیاد شدن است ، موازنه
q با مکانیسم هدایت وارد جسم علمی کاربردی در نتیجه رابطه به صورت زیر علمی کاربردی
رابطه بالا دانشگاه پیش بینی پیشینه دمایی ، زمانی که Biot کمتر از 7.1 است می توان استفاده کرد.
اگر فاز جامد را خیلی ریز کنیم )فقط فاز مایع باقی میماند و جامد بسیار ریز علمی کاربردی ( عدد Biot به کمتر از 6.1 میرسد . به مواد غذایی که خوب همزده هستم Well mix می گویند.
مشکل صفحه 124 PDF :
مشکل صفحه 165 :
مسئله دانشگاه Biot بالای 96 است چون دمای سطحی از استیک که بر روی سطحی داغ قرار گرفته است ، بلافاصله به دمای سطح داغ می رسد و در این دما باقی می ماند بنادانشگاهن می توان در نظر گرفت که مقاومت خارجی وجود را . بنادانشگاهن دانشگاه حل اینگونه معادلات )بیوت جزوه انتقال جرم و حرارت از 96( بایستی به جدول 16.1 ص162 قسمت معادلات حل شده دانشگاه بیوت بالاتر از 96 مراجعه کرد.
1( local الف( a دانشگاه استوانه و Slab ب( b دانشگاه کُُره 2( mean
در فرمول صفحه قبل Fo دارای متغیر t است.
در رابطه ابتدا n=0 قرار می دهیم و فرمول را محاسبه می کنیم که اگر F0 بیشتر از 6.2 برای ، همان جمله اول یعنی n=0 دقیق است و نیاز به محاسبه بقیه مقادیر n نیست.
زمانی که گرما از یک سمت وارد علمی کاربردی 0x از سمتی که گرما وارد علمی کاربردی تاجایی که گرما نفوذ میلینک .
مشکل 17.5 صفحه 127 :
شیر تغلیظ شده در یک قوطی با قطر 7.5cm و ارتفاع 9.5cm در حال استریل شدن )استریل شدن در بستر( می برای .زمان مورد نیاز دانشگاه اینکه دمای شیر از℃ 95 به ℃115برسد .
a( قوطی به گونه ای دوران را که می توان دمای همه نقاط را یکسان فرض کرد .)بیوت کمتر از 6.1 دارد رخ استاد(
تعیین u)ضریب کلی انتقال حرارت( به روش تجربی و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در شرایط بیوت کمتر از 7.1 : با استفاده از تکنیک regression
بعد از بدست آوردن پروفایل دما با روش تجربی ، سپس رگرسیون خطی می گیریم)به دلیل اینکه نقاط بدست
آمده روی یک خط نیستند پس نیاز به رگرسیون داریم(و شیب خط) a( را بدست می آوریم که این شیب خط سپس u را بدست می آوریم ومورد برسی قرار می دهیم.
نکته : در رگرسیون هرچه ضریب تبدیل) R-Square , R2( به 1 نزدیک تر برای یعنی روند خطی تر است و نقاط پرالینکگی کمتری دارند . و R2 حداقل باید بالا 6.46 برای که کمتر از این مقدار نشان دهنده این است که روند خطی نیست و غیر قابل اعتماد است.
مشکل 17.10 صفحه 147
سیب زمینی با قطر 5cm 1( زمان لازم دانشگاه اینکه مرکز جزوه انتقال جرم و حرارت زمینی به 54 برسد 2( میانگین دما در کل ماده زمانی که دمای مرکز به 54 برسد 3( به نظر شما زمان لازم دانشگاه سرمایش ، با قطر متناسب
از معادله حل شده دانشگاه Biot بیشتر از 47 در جدول 17.1 ص 172 بخش local قسمت c استفاده می کنیم.
نکته : اگر این نمونه در آبی که در حال جوش نخلاصه قرار می گرفت بایستی معادله را دانشگاه بیوت بین 96 و 6.1 بنویسیم طبق جدول 16.1 .
نکته : اگر سیستم گرمایشی تحت فشار برای)مثلا 2 اتمسفر( ، بایستی دمای جوش آب در آن فشار را استفاده کنیم .
،
سپس با جایگذاری اعداد در معادله ،Fo را بدست می آوریم و با استفاده ازاطلاعات مسئله α را محاسبه می کنیم و t را محاسبه می کنیم توسط فرمول Fo .
دانشگاه بدست آوردن میانگین دما بایستی از قسمت mean Temperature صفحه 172 بخش C ، Taverage یا Ta را بدست آوریم.
سینتیک یا کینتیک واکنش های تجزیه ای) decaying Reaction( :
در چنین واکنش هایی با گذشت زمان غلظت یک ماده به تدریج کاهش می یابد که اثر آن می جزوه انتقال جرم و حرارت کاهش پارامترهای فرآیند برای )کاهش غلظت مواد مغذی در طی زمان در فرآیند حرارتی یا کاهش کیفیت یک محصول در طی نگهداری در انبار یا بسته(.
سینتیک یعنی برسی سرعت مشکل واکنش ها و اثر مخرب فرآیند ها.
C = غلظت معادله کلی سینتیک
دانشگاه M.O ها بایستی تعداد آنها را به عنوان C قرار واکنش های تجزیه می دهیم K = ثابت سرعت واکنش) reaction constant rate(
دانشگاه پارامتر هایی مثل رنگ ، ابتدا باید آنها را به یک که به شدت به دما وابسته ست.
کمیت تبدیل کنیم سپس مورد استفاده قرار دهیم.
اگر n=0 قرار دهیم معادله درجه صفر Zero order خواهد شد در نتیجه سرعت تخریب با K برابر علمی کاربردی و
واکنش ثابت است. dcdt K Cn - dcdt K dcdt K-با گذشت زمان میزان غلظت کاهش پیدا لینک و منفی ابتدای جمله دانشگاه مثبت کردن معادله است.
معادله واکنش درجه صفر خطی است در نتیجه نمودار آن هم به صورت خطی می برای . سرعت واکنش در تمام مدت ثابت است )مثلا در هر 5 یا 16 دقیقه مقدار مشخصی)مثلا 1ppm( از غلظت یک ماده کاسته علمی کاربردی.
در این نوع واکنش ، رابطه بین غلظت و زمان به صورت خطی است و ثابت سرعت واکنش را می توان از روی شیب
نمودار بدست آورد.
: )First Order(1 واکنش درجه
در این نوع واکنش ها ، سرعت واکنش علاوه بر K به C )غلظت( هم بستگی را و سرعت واکنش در همه زمان ها یکسان نخلاصهه و به خاطر رفتار نمایی exp ، در زمان های آغازین، سرعت از بین رفتن یا کاهش بیشتر است و هرچه به انتهای واکنش نزدیک می شویم ، تغییرات غلظت یا سرعت واکنش کمتر علمی کاربردی زیرا در یک واکنش درجه 1 ، سرعت واکنش به غلظت نیز وابسته است.
نمودار این واکنش به صورت غیر خطی است .
در ابتدا به دلیل غلظت بالا، شیب نمودار زیاد است که با مرور زمان ، غلظت و سرعت و شیب نیز کاهش پیدا هستم.
در یک واکنش درجه 1 ، رابطه بین غلظت و زمان ، غیر خطی است در حالی که رابطه بین لگاریتم طبیعی غلظت یا lnC و t زمان به صورت خطی علمی کاربردی ، بنادانشگاهن اگر از غلظت های اندازه گیری شده در زمان های دارد لگاریتم طبیعی) ln( بگیریم و آن را در برابر زمان رسم کنیم خطی نزولی بدست می آید که شیب این خط ، ثابت سرعت واکنش) K( خواهد خلاصه. y a lnCاین کار را دانشگاه بدست آوردن K مشکل lnC lnbC0 K tx
می دهیم.
تعیین درجه واکنش:
دانشگاه این کار ، ابتدا بین غلظت و زمان رگرسیون خطی می گیریم ، اگر R2 )ضریب تعیین( بیشتر از 7.47 برای )یعنی به احتمال بیشتر از 46 % رابطه بین C و t خطی است( نشان دهنده خطی خلاصهن رابطه می برای و چنین واکنشی درجه 7 محسوب علمی کاربردی.
حال اگر 2R کمتر از 6.46 برای باید در مراحل بعد ، از غلظت های اندازه گیری شده ، لگاریتم طبیعی بگیریم و سپس بین lnC و t رگرسیون خطی بگیریم ، اگر 2R بیشتر از 6.46 برای ، واکنش درجه 1 است و اگر کمتر از 6.46 برای سینتیک واکنش ممکن است درجه 2 یا غیره برای.
در فرآیند های صنایع غذایی اکثر واکنش ها از سینتیک درجه 1 پیروی هستم و بخشی هم درجه صفر محسوب هستم مثلا )از بین رفتن M.O ها در اثر حرارت و همچنین تخریب اکثر ترکیبات مغذی درجه 1 محسوب هستم(.
زمان نیمه عمر) ( half time (t( :
در اکسل دانشگاه بدست آوردن معادله خط رگرسیون بایستی روی یک نقطه از نمودار کلیک راست کرده و از منوی باز شده گزینه Add trend line را کلیک می کنیم
دانشگاه تعیین D ، ابتدا باید نمونه حاوی M.O مشخصی ، در یک دمای ثابت قرار داده علمی کاربردی و با گذشت زمان تعداد M.O های باقی مانده شمارش گردد سپس در یک نمودار log مقدار باقی مانده در برابر زمان رسم علمی کاربردی ، اگر بین logN و t ، رگرسیون خطی بگیریم و 2R بیشتر از 46 برای ، از روی شیب خط رگرسیون می توان Dvalue را بدست آورد . .
Dvalue و K به شدت به دما وابسته اند و DT وKT رابطه مشکل جزوه انتقال جرم و حرارت. با افزایش دما طبق قانون آرنیوس ، ثابت واکنش از بین رفتن M.O ها ، افزایش می یابد و در نتیجه Dvalue کاهش می یابد .
واحد Dvalue = دقیقه یا ثانیه . واحد K =
اگر منحنی بقا دانشگاه یک M.O مشخص در دماهای دارد رسم علمی کاربردی ، نمودار هایی با شیب های متفاوت بدست می آید که هرچه قدر دما بیشتر علمی کاربردی شیب نمودار بقا نیز بیشتر علمی کاربردی در نتیجه سرعت از بین رفتن M.O )K(بیشتر علمی کاربردی در نتیجه Dvalue کاهش می یابد.
اگر Dvalue های بدست آمده در دماهای دارد در نمودار دیگری قرار گیرند ، نمودار مرگ حرارتی یا نمودار دما – زمان )Zvalue( بدست می آید که در این نمودار log Dvalue در برابر دما رسم شده است که دانشگاه تعیین Zvalue بین log Dvalue و T ، رگرسیون خطی می گیریم که اگر 2R بیشتر از 46 % علمی کاربردی ، شیب خط رگرسیون را 1 قرار می دهیم و Zvalue بدست می آید.
Dvalue = تعداد – زمان Zvalue = دما – زمان : معادل یک اختلاف دما) T∆( است به طوری که اگر دمای فرآیند حرارتی را به اندازه Z تغییر دهیم ، زمان لازم یک سیکل لگاریتمی تغییر لینک . مثلا اگر دمای فرآیند حرارتی به اندازه Z افزایش یابد ، زمان باید یک سیکل لگاریتمی کاهش یابد) Dvalue ، 1 10 حالت قبل علمی کاربردی(. و اگر دما به اندازه Z کاهش یابد ، زمان یک سیکل لگاریتمی افزایش می یابد) Dv ، 16 برابر حالت اول علمی کاربردی(.
زمانی که log D یا log N در محور y ها قرار بگیرد ، نمودار بدست آمده خطی علمی کاربردی ولی اگر N یا D در محور y ها قرار بگیرد نمودار منحنی و غیر خطی علمی کاربردی.
اگر محور y ها ، لگاریتمی برای )مقیاس لگاریتمی مشکل برای( ، تغییرات N در زمان و همچنین تغییرات D در برابر دما ، یک خط نزولی علمی کاربردی.
رابطه Dv و دماهای دارد:
اگر Dv در دمایی مثل 1T مشکل باشیم و بخواهیم Dv را در دمایی مثل 2T بدست بیاوریم ، با داشتن Zv و معادله زیر می توان Dv را بدست آورد:
اگر F در دمای رفرنس یا ℃121 یا ℉250 برسی علمی کاربردی به آن 0F )کشندگی یا lethality(می گویند.
مشکل: اگر هدف ، کاهش جمعیت کلستریدیوم بوتولنیوم از 104 به 1-10 برای و Dv در دمای ℉250 معادل 3min0. برای ، کشندگی مورد نیاز چقدر است ؟
اگر نخواهیم در این دما ، کشندگی را محاسبه کنیم باید رابطه F را در دمای دیگر بدست بیاوریم.
رابطه F در دماهای دارد:
ادامه سوال قبل : اگر Zv دانشگاه کلستریدیوم بوتولنیوم 10 و بخواهیم در دمای 110 ، عملیات حرارتی را مشکل دهیم ، چه مقدار کشندگی لازم است ؟
سوال امتحانی 1 :
حداقل شرایط پاستوریزه کردن دانشگاه تخم مرغ مایع) Liquid Egg( در آمریکا min 3.5 در دمای 60 است در حالی که در انگلستان این شرایط به مدت min 2.5 در دمای 64.4 می برای . اگر فرض کنیم اثرات این تیمار های حرارتی مشابه یا معادل برای زمان مورد نیاز دانشگاه جزوه انتقال جرم و حرارت این تیمارهای حرارتی در کشوری مانند دانمارک که دمای پاستوریزاسیون 69 است چقدر خواهد خلاصه ؟
F60 3.5min
دانشگاه حل این مسئله بایستی ابتدا Zv را محاسبه کنیم سپس رابطه بین F ها را بنویسیم ، پس ابتدا F64.4 2.5minرابطه بین 60F و 64.4F را می نویسیم و Z را محسابه می کنیم سپس رابطه بین 60F و 69F می نویسیم ?F69 و زمان مورد نیاز را محاسبه می کنیم.