پایان نامه رایگان درباره مواد غذایی

دانلود پایان نامه ارشد

مي آيد و تابعي از زمان هدايت حرارت است. قابليت هدايت دمايي با اندازه گيري ارتباط بين دما و زمان در يك تكه غذاي استوانه اي شكل نازك كه بطور عمومي گرماي ثابتي را دريافت مي كند بدست مي آيد نفوذ دمايي (α) معمولابا استفاده از روشهاي آزمايشگاهي و یا مستقيما با استفاده ازمعادله ي PC ρ/K=α قابل اندازه گيري است. چندين روش مختلف براي اندازه گيري (α) وجوددارد. ميتوان ازيك معادله ي حرارتي يك بعدي استفاده كرد بطوريكه شرايط مرزي مشخص باشد. بعنوان مثال مي توان نمونه را در يك سيلندر مخصوص قرار دهيم و در دماي ثابت در آب غوطه ور كنيم ترموكوپل در مركز نمونه قرار داده مي شود و دماي سطح سيلندر در زمان هاي مختلف متفاوت است و تغييرات دمايي به صورت ناپايدار است و معادله با شرايط ذكر شده به صورت تحليلي قابل حل مي باشد. روش هاي غير مستقيم اگرچه بازده و دقت بيشتري براي بدست آوردن (α) رادارنداما احتياج به زمان بيشتر و تجهيزات براي تعيين سه پارامتر ( PC، ρ،K) دارند. آب، پروتئين، كربوهيدرات، چربي، خاكستر، فيبر در درون غذاها هنگام گرم شدن ساختار ماده را تغيير ميدهند. خواص ترموديناميكي به تركيبات شيميايي ساختار بستگي دارد و بوسيله ي آرايش فيزيكي و توزيع فازها در سيستم تعيين مي شود. مواد متخلخل محتوي فاز گاز هستند و مقدار ضريب انتقال حرارت هدايتي K وPC، α به فضاي منافذ دروني وبيروني آن بستگي دارد. خواص ترموديناميكي اثر قابل توجهي بر تغيير محتواي آب و دما دارند. در مدت زمان خشك شدن همزمان با انتقال حرارت آب از درون محصولات غذايي به هواي محيط نفوذ مي كند. اندازه و توزيع منافذ فقط در انتقال حرارت موثر نيست براي اينكه منافذ به آب باقيمانده بستگي دارد.
هرچه قطر منافذ كوچكتر و كشش سطح بزرگتر باشد وابستگي به باقيماندن آب بيشتر مي شود. همچنين PC غذاها تاثير شديدي بر روي محتواي آب دارند بعنوان مثال در خمير ميوه ها در محدوده ي بالايي از دما گرماي مخصوص رابطه ي نمايي با محتواي آب دارد بعلاوه پيوند هاي غير آبي PC پايين تري را نشان مي دهند. PC در چربي ها و روغن ها معمولا 2/1 PC آب است در صورتيكه PC مواد خشك شده و پودرها 3/1 و2/1 PCآب است. PC براي هر تركيب شونده به صورت منحصر به فرد با PC در حالت تركيب شده متفاوت است و معمولا با غلظت جامد حل شده تغيير مي كند.و همين اتفاق براي ضريب هدايت دمايي نيز مي افتد PC و K با افزايش محتواي رطوبت افزايش ميابند و پيدا شدن يك رابطه ي خطي بين K و محتواي رطوبت در شرايط محيطي متداول است. تاثير دما بر روي خواص ترموديناميكي به آساني اتفاق نمي افتد چون غذاهاي جامد، نيمه جامد، مايع و غذاهاي امولوسيوني تغييرات ساختاري را تحمل مي كنند. PC با اختلاف دما در ميوه هاي تازه و خشك شده، گوشت ها، حبوبات، محصولات غله اي، چربي ها وپودرها و غذاهاي خشك شده ي ديگر بدست مي آيد اگرچه ارتباط خطي بين PC و غلظت وجود دارد و اين در غذاهاي مايع كاملا آشكار است. همچنين ارتباط بين K و رطوبت، دما، تركيب شونده ها در مواد غذايي بصورت معادلات خطي، درجه دوم، مضاعف قابل پيش بيني است.
بعضي از معادلات رابطه ي بين تركيب شونده هاي مختلف در غذاها ( مانند فيبر ) را با جريان گرم كه بصورت خطي، موازي ويا عمودي در حركت است بررسي مي كند. در بعضي محصولات مانند گوشت گرما بصورت موازي با فيبر انتقال پيدا مي كند و به جهت گرما بستگي دارد. در غذاهاي متخلخل به علت وجود خلل وفرج و وجود هوا K پايين تري نسبت به غذاهاي ديگر ديده مي شود. در مدل هاي موجود دانسيته، تخلخل، فشار وجود دارد و براي ميوه ها، سبزي ها، گوشت، محصولات گوشتي،محصولات خشك شده ي غلات و نشاسته قابل توسعه هستند. هرچند بيشتر محصولات تابعي از محتواي آب و دما هستند ولي اثرات كربوهيدرات، پروتئين، چربي، خاكستر بر ميزان α تحقيق شده ومشخص شده است كه دماومحتواي آب فاكتورهاي اصلي و مؤثر بر α هستند.
4-2خواص فیزیکی در مواد غذایی
4-2-1دانسيته:
بصورت جرم بر واحد حجم تعريف مي شود واحد آن در SI بصورت 3m/Kg بيان مي شود. براي اندازه گيري دانسيته از حجم اشغال شده منافذ دروني و بيروني در غذاها صرف نظر مي شود. حجم مواد را مي تواند با نيروي شناوري و جابجايي مايع و يا جذب گاز و يا بوسيله ي برآورد ژئومتريك اندازه گيري كرد. در روش شناوري حجم ذره با استفاده از اختلاف وزن نمونه در آب و هوا تعيين مي شود. در بيشتر طراحي هاي مهندسي فرض مي شود كه جامدات و مايعات به صورت تراكم ناپذير هستند وبه عبارت ديگر ذانسيته به صورت معتدلانه با تغيير دما و فشار تغيير مي كند. در مهندسي غذا دانسيته ي غذاهاي مايع و جامد با دما و فشار تغيير مي كند و به دما و تركيب شونده هاي غذا بستگي دارد. در غذاهاي مايع معادلات عمومي براي پيش بيني دانسيته وجود ندارد در نوشته های علمي مختلف بيشتر داده هاي دانسيته بصورت تجربي حاصل شده و تابعي از دما، آب جامد و محتواي چربي است. انواع مختلفي از ارتباط هاي غير خطي (نمايي، درجه دوم، فضايي) رابطه ي بين دانسيته و محتواي رطوبت را شرح مي دهند.
4-2-2تخلخل:
اشاره به جزء حجمي از فضاي خالي يا فضاي دروني يك ماده دارد. تعيين حجم وابسته به حضور منافذ در داخل و خارج ساختار غذايي دارد مانند دانسيته، تخلخل نيز در فرآوري غذاها مورد بررسي قرار مي گيرد در واقع سوراخ هاي باز و بسته، سوراخ هاي قابل رويت و در كل مجموع تخلخل مورد بررسي قرار مي گيرد. تخلخل با استفاده از روش هاي مستقيم و ميكروسكوپيك اندازه گيري مي شود و يا با استفاده از دانسيته مي توان آن را برآورد كرد تخلخل غذا به معني پيش بيني رابطه ي تجربي براي غذاها تحت شرايط فرايندي معيين مي باشد روش هايي بر اساس بقاء جرم و حجم وجود دارد و با استفاده از تعدادي شرايط از برهم كنش بين تركيب شونده ها و آرايش و فروپاشي بوسيله ي هوا يا فاز بي اثر در مدت فرايند تخلخل محاسبه مي شود تخلخل براي محاسبه ي ضريب پخش مؤثر در مدت فرايند انتقال جرم مورد استفاده قرار مي گيرد
4-2-3چروكيدگي:
كاهش حجم يا ابعاد هندسي در مدت فرايند را گويند. پديده فيزيكي است كه از اتفاق افتادن همزمان انتقال جرم و حرارت بيشتر در فرايند خشك كردن ايجاد مي شود دو نوع چروكيدگي وجود دارد ايزوتوپي ( داراي خواص فيزيكي مشابه ) وناهمسانگرد كه معمولا در مواد غذايي مشاهده مي شود چروكيدگي ايزوتوپيك چروكيدگي يكسان را شرح مي دهد در چروكيدگي غير يكسان چروكيدگي در ابعاد هندسي به صورت نا مشابه ايجاد مي شود اين فرم از چروكيدگي بيشتر در ميوه ها و سبزي ها متداول است و چروكيدگي يكسان بيشتر در بافت هاي حيواني و ماهي مشاهده مي شود چروكيدكي با كاهش رطوبت ( در مدت خشك شدن ) تشكيل يخ ( در مدت انجماد ) و تشكيل خلل و فرج ( بوسيله خشك كردن، سرخ كردن، پف دادن ) ايجاد مي شود. در گرمايش علت كاهش آب به خاطر ساختار سلولي مواد با تغيير شكل و كاهش ابعاد است اين پديده را در مدلسازي فرايند خشك شدن نمي توان ناديده گرفت مخصوصا براي ذرات با حجم رطوبت اوليه ي بالا گذشته از اين محتواي رطوبت بالا در بعضي از ذزات باعث ايجاد پوشش طبيعي يا مصنوعي با خصوصيات ژل مانند مي شود اين ذرات تغيير در ابعاد اصلي و شكلشان را در مدت جدا شدن رطوبت تحمل مي كنند آزمايشات جديد و بررسي هاي تئوري اهميت چروكيدگي را براي آناليز واقع گرايانه در پديده خشك كردن را نشان ميدهد اما بيشتر بررسي ها بر روي نوع خاصي از غذاها مانند سبزي ها و يا ميوه ها متمركز هستند تغييرات حجم و تخلخل پارامترهاي مهمي براي اندازه گيري ضريب نفوذ و چروكيدگي هستند تعيين چروكيدگي و تغيير پارامتر هاي ساختاري براي درستي شبيه سازي و تفسير پديده هاي انتقال جرم و حرارت در مدت فرايند خشك كردن ضروري مي باشد
4-3تغيير ساختاري ميوه ها و سبزي ها در مدت خشك شدن با هوا:
4-3-1 تأثیر خشک کردن بر تغييرات ماكروسكوپي:
فرايند خشك كردن منجر به تغييرات در سطح ميكروسكوپي غذاها مي شود كه در نتيجه بر روي خصوصيات ماكروسكوپي آن تاثير مي گذارد.مقدار آبي كه خارج مي شود باعث تجزيه ي تركيب شونده ها در مدت خشك شدن مي شود و در نتيجه باعث سختي ديواره ي سلولي مي گردد در اين فرايند ممكن است ديواره ي سلولي نابود و يا شكسته شود و بافت سلولي متلاشي گردد اين تغييرات وابسته به كاهش حجم محصولات هستند. خيلي اوقات در خشك شدن سريع سطح محصولات خيلي سريع تر از هسته ي آن خشك مي شوند كه اين پديده موجب ايجاد فشار داخلي و در نتيجه شكستن و متخلخل شدن محصول خشك شده مي شوند. تركيبات غير فرار با نفوذ آب جابجا مي شوند و در سطح محصولات رسوب مي كنند كه اين پديده به طور ميكروسكوپي در فرايند خشك كردن قابل مشاهد است. بررسي هاي ميكروسكوپي آگاهي مكانيسم خشك كردن و دانش، شناخت غذاها را پيشرفت مي دهند واطلاعات و داده هاي كمي مناسبي را براي مدلسازي به ما مي دهند. تغيير در تركيبات فيزيكي و سلولي را مي توان به وسيله ي آناليز كردن عكس ها مشاهده كرد.
4-3-2 تأثیر خشک کردن بر چروكيدگي:
كاهش آب در مدت فرايند خشك شدن كه ناشي از كاهش اندازه در بافت سلولي است كه به طور معمول به پديده ي چروكيدگي اشاره دارد. چروكيدگي مي تواند بسيار شديد باشد كه به روش خشك كردن و شرايط خشك كردن بستگي دارد چروكيدگي در اثر پارامتر هاي جرم و حرارت ايجاد مي شود كه يك فاكتور مناسب براي انتخاب روش خشك كردن است. محققان معتقدند كه چروكيدگي نسبت بالك حجم محصول به بالك حجم اوليه است. تجربه ي عمومي درباره ي چروكيدگي بر اساس روش پيشنهاد شده براي خشك كردن ميوه ها و سبزي ها تابعي از محتواي آب محلول است.چندين پارامتر به طور مستقيم با چروكيدگي متناسب هستند كه تابعي از دما و زمان بودند. اولين مدلي كه ارائه شد مدل آرنيوس بود كه براي محاسبه ي تاثيرات دمايي استفاده شد كه با داده هاي آزمايشگاهي متناسب بود و با تخمين انرژي فعالسازي سرعت خشك شدن بدست آمد.

4-3-3 تأثیر خشک کردن بر خواص فيزيكي:
بيشترن اهميت در خواص فيزيكي در خصوصيات، كيفيت و رطوبت متوسط از غذاها، تخلخل، دانسيته ي ظاهري و دانسيته ي مخصوص مواد خشك شده هستند و ارتباط بين محتواي آب و اين خصوصيات كاملا مشهود است. با اين حال مدلسازي فرايند خشك كردن در خيلي از اوقات شامل اين اثرات نمي شود. وابستگي خواص فيزيكي و ساختار ماكروسكوپي يك حوزه ي جذابي است كه به تلاش و تحقيقات زيادي احتياج دارد .
4-3-4تأثیر خشک کردن بر تخلخل:
در مدت خشك كردن تخلخل مواد افزايش پيدا مي كند چون آب و مواد فرار جدا مي شوند. اگر بتوانيم روش مناسب براي خشك كردن انتخاب كنيم تخلخل نهايي محصولات قابل كنترل هستند.محصولاتي كه با هواي داغ خشك مي شوند تخلخل كمتري در مقايسه با روش هاي فريز، ماكروويو، تحت خلاء دارند. تخلخل مستقيما به محتواي آب اوليه، تركيب شونده ها و حجم بستگي دارد. محققان ارتباط تخلخل و محتواي آب را براي چندين ميوه و سبزي بررسي كردند (سيب، هويج، سيب زميني، گلابي، سير) هويج و سيب زميني كه با هواي داغ خشك شده بودند تخلخل نسبتا نا چيزي در مقايسه با سيب داشتند. از طرف ديگر در تخلخل اندازه ي سوراخ ها، توزيع اندازه ي منافذ در خصوصيات ساختاري غذاها مهم هستند.در واقع مجموع تخلخل شامل منافذ بسته در بيرون ويا منافذ بسته و منافذ باز مي باشد.
4-3-5تأثیر خشک کردن بر دانسيته ي جزئي:
به صورت جرم جزئي تقسيم بر حجم جزئي بدون توجه به منافذ تعريف مي شود.اين قابل انتظار است كه با از دست رفتن آب در غذاها مقدار دانسيته ي جزئي محدوده اي بين دانسيته ي آب و دانسيته ي ماده ي خشك شده را داشته باشد.چندين مؤلف اثر خشك شدن را بر دانسيته ي جزئي مطالعه كردند و اين پارامتر را به محتواي آب از ميوه ها و سبزي هاي مختلف ارتباط دادند(سيب، گلابي، انگور، سير، موز، هويج، سيب زميني) و مشاهده كردند كه محتواي آب با افزايش دانسيته ي جزئي كاهش پيدا مي كند ور چند سيب و هويج از يك رفتار ويژه و عجيب و غريب پيروي مي كنند كه شامل يك روش وارونه براي مقدار كمتري از محتواي آب است.اين وضعيت در پي يك مقدار پايين از محتواي آب بحراني به دست

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه رایگان درباره فشار بخار آب Next Entries پایان نامه رایگان درباره تغییر رنگ