sifat termal bahan makanan

Hampir setiap proses dalam industri makanan melibatkan efek termal seperti pemanasan, pendinginan atau transisi fase. Oleh karena itu, sifat termal makanan sangat penting dalam rekayasa proses makanan. Sifat-sifat berikut adalah: konduktivitas termal, difusivitas termal, kalor spesifik, kalor laten transisi fase dan emisivitas.

Kalor Spesifik

Kalor spesifik C_p (kJ.kg ^-1 .K ^-1 ) adalah salah satu sifat termal yang paling mendasar. Didefinisikan sebagai jumlah kalor (kJ) yang diperlukan untuk menaikkan suhu per satuan massa (kg) bahan sebesar satu derajat (°K) pada tekanan konstan. Spesifikasi kation pada tekanan konstan relevan dengan gas di mana masukan panas diperlukan untuk menyebabkan kenaikan suhu tertentu tergantung pada prosesnya. Ini praktis tidak relevan dalam hal cairan dan padatan. Kalor spesifik dapat dirumuskan sebagai:

Cp = (1/m) (dQ/dT)

Kalor spesifik suatu bahan dapat ditentukan secara eksperimental dengan statis (adiabatik) kalorimetri atau kalorimetri pemindaian diferensial atau dihitung dari pengukuran melibatkan sifat termal lainnya. Itu juga bisa diprediksi dengan cukup akurat dengan bantuan sejumlah persamaan empiris.

Model paling sederhana untuk larutan dan campuran cair mengasumsikan bahwa kalor spesifik campuran sama dengan jumlah kontribusi yang ditimbang dari masing-masing komponen. Komponen dikelompokkan dalam kelas: air, garam, karbohidrat, protein, lipid. kalor spesifik, relatif terhadap air, diambil sebagai: garam 0,2; karbohidrat 0,34; protein 0,37; lipid 0,4; air 1. Kalor jenis air adalah 4,18 kJ.kg ^-1 . K ^-1 . Oleh karena itu, kalor spesifik larutan atau campuran cair adalah:

C_p= 4.18(0.2X_salt +0.34X_carbohyd +0.37X_prot +0.4X_lip + X_water)

X mewakili fraksi massa dari masing-masing kelompok komponen. Untuk campuran yang mendekati larutan gula dalam air (misalnya jus buah), Persamaannya menjadi:

C_p = 4.18 [0.34X_sugar + 1(1-X_sugar)] = 4.18 (1-0.66X_sugar)

Model lain yang sering digunakan menetapkan total campuranbahan kering pada nilai spesifik relatif sebesar 0,837. Perkiraan ekspresi empiris yang dihasilkan untuk suhu di atas dan di bawah titik beku adalah:

Cp = 0.837 + 3.348Xwater untuk suhu diatas titik beku
Cp = 0.837 + 1.256Xwater untuk suhu dibawah titik beku