CZ296151B6 - Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek - Google Patents
Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ296151B6 CZ296151B6 CZ0179799A CZ179799A CZ296151B6 CZ 296151 B6 CZ296151 B6 CZ 296151B6 CZ 0179799 A CZ0179799 A CZ 0179799A CZ 179799 A CZ179799 A CZ 179799A CZ 296151 B6 CZ296151 B6 CZ 296151B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- temperature
- substance
- heat capacity
- specific heat
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 1
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000015504 ready meals Nutrition 0.000 description 1
- 235000012046 side dish Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek uzavrených do hermeticky uzavreného prostoru tvoreného skleneným zvonem (1) a základní deskou (1a) opakovaným ohríváním a chlazením zkoumanéhovzorku (5) látky za vakuového odparu jeho tekavé substance. Z takto experimentálne získané závislosti mezi hmotnostním úbytkem vzorku (5) látky a zmenou jeho teploty je vypoctena strední merná tepelná kapacita zkoumaného vzorku (5) látky pro daný teplotní interval a strední obsah tekavé substance obsazené v prubehu experimentu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek z jejich hmotnostněenergetické bilance při sníženém tlaku.
Dosavadní stav techniky
Potravinářský průmysl, zabývající se výrobou hotových, chladem ošetřených pokrmů potřebuje znát měrnou tepelnou kapacitu zhotovených pokrmů, aby bylo možno odhadnout potřebné množství energie a dobu potřebnou k ohřátí těchto produktů před jejich konzumací. Tyto pokrmy mají partikulární, respektive pórovitou strukturu. Jako příklad takových výrobků může posloužit vařené maso, sušené mléko, různé přílohy nebo složky vařených jídel.
Klasická metoda stanovení tepelných veličin, respektive energetického obsahu látek je kalorimetrické měření v kalorimetru, vhodné izolované nádobě. Aplikace takové klasické metody u shora zmíněných produktů je obtížná. Při umísťování do klasického kalorimetru nastává nekontrolovatelná ztráta hmotnosti měřeného vzorku a tím rozdíl mezi referenčním a skutečným vzorkem. Rovněž se obtížně měří teplota měřeného vzorku, protože existuje vzhledem kjeho struktuře nerovnoměrné oteplení i ochlazení vzorku v celém jeho objemu a tudíž i nestejnoměrný gradient teploty. Z takto nepřesně změřených hodnot se značně nepřesně stanovuje i měrná tepelná kapacita, která pro látky tohoto typu není konstantní.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je zpřesnění stanovení měrné tepelné kapacity porézních hmot a hmot s partikulární strukturou. Podstata způsobu stanovení shora zmíněné veličiny podle vynálezu spočívá ve střídavém ohřívání a ochlazování měřeného vzorku látky v hermeticky uzavřeném prostoru, v němž se vývěvou se vývěvou snižuje tlak vzduchu. Přitom se sleduje úbytek hmotnosti vzorku a snížení jeho teploty při odparu rozpouštědla v látce obsaženém vlivem odebíraného výpamého tepla. Získá se tak pro daný teplotní interval závislost mezi hmotností vzorku látky a jeho teplotou. Tato závislost je vyhodnocena regresní metodou a ze směrnice linearizovaného průběhu je z energeticko-hmotnostní bilance výpočtem stanovena střední měrná tepelná kapacita zkoumané látky pro daný teplotní interval a střední obsah rozpouštědla obsažené v látce v průběhu experimentu.
Je tedy podstatou metody aplikace vakua k zajištění stejnoměrného teplotního gradientu při odpařování rozpouštědla v látce obsaženém v celém jejím objemu, čímž dochází k rovnoměrnému ochlazení v celém průběhu. To umožňuje měřit teplotu látky v jediném místě s dostatečnou přesností pro stanovení měrné tepelné kapacity. Při stanovování grafu závislosti hmotnosti na teplotě je prováděna korekce na vztlak v postupně řídnoucí atmosféře hermeticky uzavřeného prostoru a je i uvažována změna obsahu rozpouštěla v měřené látce díky postupnému odparu. Výsledkem je závislost měrné tepelné kapacity měřené látky na diferenci teploty od počáteční po konečnou teplotu vakuového chlazení a na obsahu rozpouštědla v látce. Ke stanovení obsahu rozpouštědla v látce je nutno stanovit předem výchozí obsah rozpouštědla.
Přehled obrázků na výkresech
Způsob stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek podle vynálezu je obr. 1 znázorňující přístrojovou sestavu použitou k měření, kde jednotlivé pozice znamenají:
-1 CZ 296151 B6 skleněný zvon a základní deska váha odlučovač kondenzátu vývěva vzorek látky teplotní čidlo převodník tlaku převodník váhy převodník teploty počítač
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1:
V hermetické komoře, tvořené odolným skleněným zvonem f, položeným na základní desce la je umístěna elektronická váha 2, na níž je položen vzorek zkoumané látky 5, vařené maso. Do vzorkuje vloženo teplotní čidlo 6. Hermetická komora je spojena přes odlučovač 3 kondenzátu s vývěvou 4. K transformaci údajů měřidel tlaku, teploty a váhy jsou tato měřidla spojena s příslušnými převodníky 7, 8, 9 a počítačem 10. Měřený vzorek 5, vařené maso se vloží na elektronickou váhu 2_na vhodné izolační podložce, aby se zabránilo úniku vlhkosti z látky, např. odkapem. Vařené maso odkazuje dostatečné množství odpařitelného rozpouštědla, vody. Při zapnutí vývěvy 4 se začne snižovat tlak v komoře, ze vzorku 5 se odpařuje voda, klesá hmotnost vzorku i jeho teplota vlivem odebíraného výpamého tepla. Vlhký vzduch je odsáván z prostoru hermetické komory přes odlučovač 3_kondenzátu. Průběžně se měří úbytek hmotnosti vzorku a změna jeho teploty. Jako dopňková veličina, vhodná k řízení procesu, se měří tlaková diference mezi atmosférickým tlakem a tlakem v prostoru pod zvonem 1. Data jsou shromažďována na počítači 10 a materiály se stanoví graf závislosti mezi hmotností vzorku a jeho teplotu, který je vyjádřen rovnicí m0 cp ln----=---(To-T) m r kde značí m0 počáteční hmotnost vzorku při počáteční teplotě To, m hmotnost látky při teplotě T, cp je střední měrná tepelná kapacita látky vzorku platná v teplotním intervalu ΔΤ (To až T), r je střední výparné teplot vody v tlakovém intervalu Δρ odpovídající teplotnímu intervalu ΔΤ.
Příklad 2:
Postup je stejný jako v příkladu 1. Jako měřený vzorek je použito sušeného substrátu, sušené mléko. Protože tato látka nemá dostatečnou vlhkost ktomu, aby při vakuovém odparu byl docílen měřitelný teplotní gradient, je nutno před měřením dodat do látky vhodné množství vody, aby při vakuovém chlazení bylo docíleno rovnoměrného ochlazení celého průměru zkoumaného vzorku. Vhodné množství pro tento příklad je 10 g na 100 g prášku, které nezpůsobí slepování jednotlivých částic. Alternativou tohoto způsobuje použití těkavých látek, inertních k měřenému vzorku.
-2CZ 296151 B6
Průmyslová využitelnost
Popsaná metoda stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek vakuovým chlazením vzorku je určena především pro stanovení této veličiny u složek vařených hotových jídel pro provedení prvotní tepelné operace. Lze ji však použít i pro sušené produkty i další pórovité nepotravinářské látky, eventuelně s nedostatečným obsahem těkavé látky, přidá-li se k takové látky vhodné množství dostatečně těkavé substance, jejíž výparné teplo je známé, pokud možno inertní ke složkám měřené látky.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek obsahující těkavé substance známého výpamého tepla, vyznačující se tím, že zpracovávaný vzorek (5) látky je umístěn do hermeticky uzavřeného prostoru mezi skleněný sklon (1) a základní desku (la), v němž se vývěvou (4) snižuje tlak vzduchu a kde je střídavě ohříván a ochlazován při vakuovém odparu jeho těkavé substance, je průběžně měřen váhou (2) úbytek hmotnosti vzorku (5) látky a změna jeho teploty, indikována teplotním čidlem (6), ze získané závislosti mezi hmotností vzorku (5) látky a změnou jeho teploty pro daný teplotní interval a z hmotnostně - energetické bilance je stanovena střední měrná tepelná kapacita vzorku (5) látky.
- 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že ohřev a chlazení látky je opakován až do vyčerpání obsahu těkavé substance
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že snímání data o teplotě, váze a kondenzátu těkavé substance získaná teplotním činidlem (6), a váhou (2) a odlučovačem (3) se snímají a vyhodnocují prostřednictvím převodníků (7, 8, 9) a počítačem (10) v plně automatizovaném režimu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ0179799A CZ296151B6 (cs) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ0179799A CZ296151B6 (cs) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ9901797A3 CZ9901797A3 (cs) | 2001-01-17 |
| CZ296151B6 true CZ296151B6 (cs) | 2006-01-11 |
Family
ID=5463838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ0179799A CZ296151B6 (cs) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ296151B6 (cs) |
-
1999
- 1999-05-21 CZ CZ0179799A patent/CZ296151B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ9901797A3 (cs) | 2001-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barresi et al. | Monitoring of the primary drying of a lyophilization process in vials | |
| US11609587B2 (en) | Process monitoring and control using battery-free multipoint wireless product condition sensing | |
| Marcotte et al. | Thermophysical properties of processed meat and poultry products | |
| Kiranoudis et al. | Drying kinetics of onion and green pepper | |
| Chen et al. | Fingerprints of the drying behaviour of particulate or thin layer food materials established using a reaction engineering model | |
| US8312757B2 (en) | Method and sample for testing a measuring instrument for gravimetric moisture determination | |
| HWANG et al. | A specific heat calorimeter for foods | |
| Genin et al. | A method for on-line determination of residual water content and sublimation end-point during freeze-drying | |
| EP0155187A2 (en) | Novel method for rapidly determining the moisture content of a substance | |
| JP4908707B2 (ja) | マイクロ波加熱中の重量測定誤差を修正する方法 | |
| Hassini et al. | Estimation of the moisture diffusion coefficient of potato during hot-air drying | |
| CZ296151B6 (cs) | Zpusob stanovení merné tepelné kapacity pórovitých látek | |
| Saravacos et al. | Thermal conductivity of freeze‐dried model food gels | |
| Beard et al. | Temperature, distributions and heat transfer during the drying of lumber | |
| Rene et al. | Vacuum freeze-drying of a liquid in a vial: determination of heat and mass-transfer coefficients and optimisation of operating pressure | |
| Zhu et al. | Thermal properties measurement of cut tobacco based on TPS method and thermal conductivity model | |
| Tabil et al. | Thermal properties of sugarbeet roots | |
| JP3993466B2 (ja) | 加熱乾燥型水分計 | |
| Vallan | A measurement system for lyophilization process monitoring | |
| CN110146401A (zh) | 一种冷冻奶类甜品中水含量的测试方法 | |
| da Silva et al. | Drying kinetics of lima bean (Phaseolus lunatus L.) experimental determination and prediction by diffusion models | |
| US20240385132A1 (en) | Method and Apparatus for Monitoring A Vacuum Drying Process Using A Configuration of Dual MEMS Thermal Conductivity Sensor via Microcontroller | |
| SU1168841A1 (ru) | Способ определени теплоемкости дисперсных материалов | |
| JPH0547A (ja) | 茶葉水分測定装置 | |
| SU949452A1 (ru) | Способ измерени теплоемкости полимерного материала |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080521 |