connect networks, collect information, compare solutions, and compile knowledge for your best solution สร้างเครือข่าย รวบรวมข้อมูล เปรียบเทียบโซลูชั่น เพื่อพิจารณา เลือกโซลูชั่นที่ดีที่สุด

Food Wiki

ค้นหา 6,332 คำศัพท์

Thermal conductivity / ค่าการนำความร้อน

Thermal conductivity หรือ ค่าการนำความร้อน หรือสัมปะสิทธิ์การนำความร้อน เป็นสมบัติเชิงความร้อน (thermal properties) ของวัสดุ ที่บ่งถึงอัตราเร็วของการส่งผ่านพลังงานความร้อนโดยการนำความร้อน (conduction) ของสารต่างๆ ซึ่งเป็นการส่งผ่านความร้อนภายในโมเลกุลของสาร จากโมเลกุลที่มีระดับพลังงานสูงกว่า ไปยังระดับที่ต่ำกว่า

นิยาม

สัมปะสิทธิ์การนำความร้อน ได้มาจากค่า ปริมาณความร้อน Q ที่ถ่ายเทภายในเวลา t ผ่านที่หนา x และมีพื้นที่หน้าตัด A

thermal conductivity

หน่วยของค่าการนำความร้อน

ระบบ SI มีหน่วยเป็นwatt / m C

1 Watt / (m.K) = 0.85984 kcal/ (h.m.oC)

= 0.5779 Btu/ (ft.h.oF)

= 0.048 Btu/ (in.h.oF)

 

ค่าการนำความร้อนของวัสดุ

วัสดุแต่ละชนิดจะมีความสามารถในนำความร้อนได้แตกต่างกัน สสารในสถานะของแข็งมีโมเลกุลจัดเรียงเป็นระเบียบมากกว่า และนำความร้อนได้ดีกว่าสารเดียวกันในสถานะ ของเหลว และก๊าซ น้ำในสถานะของแข็ง มีค่าการนำความร้อนสูงกว่า น้ำในสถานะของเหลว และไอน้ำวัสดุ ของแข็ง ประเภท โลหะ เช่น เหล็ก ทองแดง อะลูมีเนียม ซึ่งมีโมเลกุลจัดเรียงเป็นระเบียบ สามารถ นำความร้อนได้ดี มีค่าการนำความร้อนสูง วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เรียกว่า ฉนวน ตัวอย่างของวัสดุที่เป็นฉนวนเช่น กระดาษ

ค่าการนำความร้อน ของโลหะที่ใช้สำหรับสร้าง เครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปอาหาร เพื่อการถ่ายเทความร้อนต้องการวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง เพื่อให้อัตราการถ่ายเทความร้อนรวดเร็วส่วนกรณีของวัสดุที่ใช้เป็นฉนวนความร้อน เพื่อเก็บรักษาอุณหภูมิ เช่น ห้องเย็น (cold storage) จะเลือกใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งได้แก่พวกที่มีเนื้อเป็นรูพรุน เพราะอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่เลว

 

ปัจจัยที่มีผลต่อค่าการนำความร้อนของอาหาร

1. ปริมาณน้ำในอาหาร อาหารสด เช่น ผักผลไม้ เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ซึ่งมีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก ค่าการนำความร้อนของอาหารขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำ หรือ ค่าความชื้น (moisture content) ของอาหาร อาหารที่มีน้ำมาก จะมีค่าการนำความร้อนใกล้เคียงกับน้ำ

 

2. ส่วนประกอบของอาหาร ส่วนประกอบของอาหารที่ไม่ใช่น้ำ เช่น ไขมัน โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ใยอาหารมีผลต่อค่าการนำความร้อนของอาหาร น้ำมีค่าการนำความร้อนสูงกว่าส่วนที่เป็นของแข็ง เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ใยอาหาร ทำให้อาหารที่มีน้ำมากกว่ามีค่าการนำความร้อนสูงกว่าอาหารที่มีไขมันสูง ส่วนไขมันนำความร้อนได้น้อยกว่าน้ำ เนื้อสัตว์ที่บริเวณที่มีไขมันสูงจะมีค่าการนำความร้อนน้อยกว่าส่วนที่มีไขมันต่ำ

การนำความร้อนของน้ำนมต่ำลงเมื่อน้ำนมมีไขมันเนยมากขึ้น และเมื่อมีธาตุน้ำนม (milk solids not fat) มากขึ้น เช่น น้ำนมที่มีไขมันเนย (butter fat) ร้อยละ 2.9 ครีม (cream) และหางนม (skim milk) มีค่าการนำความร้อน เท่ากับ 0.559, 0.384 และ 0.569 W/m C ตามลำดับ

 

3. สถานะของน้ำในอาหาร เมื่อน้ำเปลี่ยนสถานะกลายเป็นน้ำแข็งค่าการนำความร้อนจะเพิ่มจาก 0.58 W/mC เป็น 2.18 W/m C ซึ่งสูงกว่าสถานะที่เป็นของเหลวประมาณ 4 เท่า น้ำแข็งและอาหารที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (below freezing point) จะนำความร้อนได้ดีกว่าอาหารที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเยือกแข็ง (above freezing point) กราฟด้านล่างเป็นความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับค่าการนำความร้อนของอาหารชนิดต่างๆซึ่งมีปริมาณน้ำต่างกัน ได้แก่ น้ำนม น้ำผลไม้ และไส้กรอก

 

thermal conductivity

 

 

4. ความพรุน อาหารที่มีความพรุนสูง มีอากาศแทรกอยู่ภายในเนื้ออาหารมาก วัสดุปริมาณมวล (bulk material) เนื่องจากอากาศมีการนำความร้อนไม่ดี อาหารที่มีรูพรุน จึงนำความร้อนได้น้อยกว่าอาหารที่มีเนื้อแน่น การนำความร้อนของวัสดุปริมาณมวลมีค่าต่ำกว่าการนำความร้อนของภายใจชิ้นวัสดุ อาหารที่มีความพรุนสูง เช่น อาหารที่ผ่านการทำแห้ง (dehydration) ด้วยวิธีการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (freeze drying)

 

thermal conductivity

การวัดค่าการนำความร้อน

1. steay state method

2. non steady state method

- โพรบวัดค่าการนำความร้อนแบบเส้นลวดกำเนิดความร้อน (line heat source thermal conductivity probe)

 

 

Thermal conductivity

(k)

(W/m C)

น้ำ

0.58

ไอน้ำ

0.016

น้ำแข็ง

2.18

อากาศ

0.025

เหล็ก

80

 

ค่าการนำความร้อนของอาหาร

อาหาร เป็นสารอินทรีย์ ประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญคือ น้ำ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน สัดส่วนของส่วนประกอบขึ้นอยู่กับชนิดของอาหาร อาหารสด เช่น ผัก ผลไม้ มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก จะมีค่าการนำความร้อนใกล้เคียงกับน้ำ

สมการทำนายค่าการนำความร้อนของอาหาร

 

thermal conductivity

w คือ น้ำ p คือ โปรตีน f คือ ไขมัน c คือ คาร์โบไฮเดรต และ a คือเถ้า

 

Choi and Okos (1986) ได้เสนอแบบจำลองเพื่อทำนายค่าการนำความร้อนของอาหาร ที่อุณหภูมิระหว่าง 20 -100 องศาเซลเซียส เมื่อ  i แทนสารอาหารแต่ละชนิด

ค่าการนำความร้อนของอาหารมีค่าต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะ มีความสำคัญต่อการออกแบบกระบวนการแปรรูปอาหารด้วยกรรมวิธีต่างๆ เช่น การแปรรูปด้วยความร้อน (thermal processing) การแช่เย็น การแช่เยือกแข็ง



(เข้าชม 5,776 ครั้ง)

สมัครสมาชิก