CZ9901797A3 - Způsob stanovení měrné tepelné kapacity porovitých látek - Google Patents
Způsob stanovení měrné tepelné kapacity porovitých látek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ9901797A3 CZ9901797A3 CZ19991797A CZ179799A CZ9901797A3 CZ 9901797 A3 CZ9901797 A3 CZ 9901797A3 CZ 19991797 A CZ19991797 A CZ 19991797A CZ 179799 A CZ179799 A CZ 179799A CZ 9901797 A3 CZ9901797 A3 CZ 9901797A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat capacity
- specific heat
- sample
- substance
- porous
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 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
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 1
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 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)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek z jejich hmotnostně - energetické bilance při sníženém tlaku.
Dosavadni 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, nižné přílohy nebo složky vařených jídel.
Klasická metoda stanovení tepelných veličin, respektivě 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 k jeho 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 vý věvou snižuje tlak *· ··*· ·· »· ► · · »
F · « · ··· ··· • * ·· ·♦ *· ··*· » · · » * ··· v · * · v ♦ · ·« · vzduchu. Přitom se sleduje úbytek hmotnosti vzorku a snížení jeho teploty pří odparu rozpouštědla v látce obsaženém vlivem odebíraného výparného 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 obsaženém 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 průřezu. 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 rozpouštědla v měřené látce díky postupnému odparu. Výsledkem je závislost měrné tepelné kapacity měřené látky na diferenci teploty od počáteční po konečnou leplotu vakuového chlazení a na obsahu rozpouštědla v látce. Ke stanovení obsahu rozpouštědla v látce je nutno stanovit předem výchozí obsah rozpouštědla.
Přehled obrázků na výkrese
Způsob stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek podle vynálezu je na obr.l znázorňujícího přístrojovou sestavu použitou k měření, kde jednotlivé pozice znamenají:
skleněný zvon la základní deska váha odlučovač kondenzátu vývěva fl· • · · • flflfl • fl «fl·· flfl fl* • · fl · · « · « · flflfl · · · fl • · · flfl flflfl flflfl flfl· fl fl flfl flflfl flfl flfl
- . I btr of?
·, -í>
‘ vzorek látky' teplotní čidlo převodník tlaku převodník váhy převodník teploty počítač
Přiklad provedení vynálezu
Příklad 1:
V hermetické komoře, tvořené odolným skleněným zvonem i , položeným na základní desce la je umístěna elektronická váha 2 , na níž je položen vzorek b zkoumané látky £ vařené maso. Do vzorku je vloženo teplotní čidlo 6. Hermetická komora je spojena přes odlučovač kondenzátu 3 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 obsahuje 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 kondenzátu 3. Průběžně se měří úbytek hmotnosti vzorku a změna jeho teploty. Jako doplňková veličina, vhodná k řízení procesu, se měří tlaková diference mezi atmosférickým tlakem a tlakem v prostoru pod zvonem L Data jsou shromažďována v počítači 10 a matematicky se stanoví graf závislosti mezi hmotností vzorku a jeho teplotou, který je vyjádřen rovnicí ln —= —(Γ„- Γ) 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 *
999« ♦ 9 9999 · 9 • 9 999
9 9 9 • · 9 ···
99 ► 9 9 9 » 9 9 9
999 999 « 9 • 9 99 intervalu ΔΤ (Το až Τ), r je střední výparné teplo 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 k tomu, 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 průřezu zkoumaného vzorku. Vhodné množství pro tento příklad je 10 g na 100 g prášku, které nezpůsobí slepování jednotlivých částic. Alternativou tohoto způsobu je použití těkavých látek, inertních k měřenému vzorku.
Průmyslová využitelnost
Popsaná metoda stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek vakuovým chlazením vzorkuje určena především pro stanovení této veličiny u složek vařených hotových jídel po 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 látce vhodné množství dostatečně těkavé substance, jejíž výparné teplo je známé, pokud možno inertní ke složkám měřené látky.
• φφφφ
Claims (3)
- Patentové nároky1. Způsob stanovení měrné tepelné kapacity pórovitých látek obsahujících těkavé substance známého výparného tepla, vyznačující se tím , ze vzorek' tepelně zpracované pórovité látkyJžť se umístí do hermeticky uzavřeného ( tU íí v J -prostoru </17^ střídavě se ohřívá a ochlazuje vakuovým odpařeni těkavéH51e V & U<·· '> W1 L (·ίΓ.! substance, během chlazení se průběžně měří hmotnostní úbytek (pórovité látky J&1 a změny její teploty a z bilance hmotnostně - energetické se vyhodnotí střední měrná tepelná kapacita pórovité látky.
- 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím. že ohřev a chlazení látky je opakováno až do vyčerpání obsahu těkavé substance.
- 3. Způsob podle nároků l a 2 v y z n y č u j í c í se t í ni, že snímání dat a jejich vyhodnocení je plně automatizováno.
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 true CZ9901797A3 (cs) | 2001-01-17 |
| CZ296151B6 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 |
|---|---|
| CZ296151B6 (cs) | 2006-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marcotte et al. | Thermophysical properties of processed meat and poultry products | |
| Barresi et al. | Monitoring of the primary drying of a lyophilization process in vials | |
| Campbell et al. | Water potential: miscellaneous methods | |
| Tadapaneni et al. | A new method to determine the water activity and the net isosteric heats of sorption for low moisture foods at elevated temperatures | |
| Kiranoudis et al. | Drying kinetics of onion and green pepper | |
| US7578613B2 (en) | Modulated differential scanning calorimeter solvent loss calibration apparatus and method | |
| HWANG et al. | A specific heat calorimeter for foods | |
| CA3087304C (en) | Cannabinoid processing system and method | |
| Genin et al. | A method for on-line determination of residual water content and sublimation end-point during freeze-drying | |
| US6268570B1 (en) | Method for correcting weight measurement errors during microwave heating | |
| Fehaili et al. | An instrumented oven for the monitoring of thermal reactions during the baking of sponge cake | |
| Pang | Relative importance of vapour diffusion and convecttve flow in modelling of softwood drying | |
| Kulacki et al. | Measurement of the thermo‐physical properties of common cookie dough | |
| CZ9901797A3 (cs) | Způsob stanovení měrné tepelné kapacity porovitých látek | |
| WO2021162644A1 (en) | Environmental control system suitable to operate at high temperatures for transient conditions with controled condensation effect | |
| Tabil et al. | Thermal properties of sugarbeet roots | |
| JP3993466B2 (ja) | 加熱乾燥型水分計 | |
| 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 | |
| Wiebe | Measuring water potential (activity) from free water to oven dryness | |
| SU1168841A1 (ru) | Способ определени теплоемкости дисперсных материалов | |
| Sunner et al. | Twin calorimeter for the determination of enthalpies of vaporization of small samples from 300 to 420 K | |
| CN110146401A (zh) | 一种冷冻奶类甜品中水含量的测试方法 | |
| SU968163A1 (ru) | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
| US20240385132A1 (en) | Method and Apparatus for Monitoring A Vacuum Drying Process Using A Configuration of Dual MEMS Thermal Conductivity Sensor via Microcontroller |
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 |