Lý thuyết Tính từ tính, điện từ và ảnh hưởng nhiệt môn Vật lý thực phẩm | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

LÝ THUYẾT VẬT LÝ THỰC PHẨM
CHƯƠNG 2: tính từ tính, điện từ, điện từ trường, tính thẩm thấu, thính âm trong Thực phẩm và ứng dụng
- Chất thuận từ : Phân tử có electron đôc thân (không tạo cặ
p) → Tạo momen từ yếụ
+Ở điều kiện bình thường→các momen từ trong phân tử không tương tác ảnh hưởng lẫn nhau +
Thuận theo từ trường ngoài, có nghĩa là các chất này có momen từ nguyên tử nhỏ, khi có tác dụng
của từ trường ngoài, các mômen từ này sẽ bị quay theo từ trường ngoài, làm cho cảm ứng từ tổng
công trong chất tăng lêṇ + ví dụ: al, na , …
- Chất nghịch từ: Được tạo thành từ các nguyên tử có spin electron ghép nối và không có động lượng
từ → Trong từ trường bên ngoài → không có phân cực từ + ví dụ : Bi, nước, Cu.,..
- Sắt từ: là các chất có từ tính mạnh, hay khả năng hưởng ứng mạnh dưới tác dụng của từ trường
ngoài, do có cấu trúc đăc biệt về phương diện từ: trong sắt có nhiều miền từ hóa tự nhiên, đó là ̣ các
kim nam châm nhỏ Ở điều kiện thường các kim nam châm nhỏ sắp xếp hỗn loạn → sắt không có từ tính
+Các chất sắt từ điển hình : Fe,Ni, Co,..
diamagnetic: nghịch từ, ferro..: sắt từ
- Tính điện từ: Là tính chất mà môt chất hấp thụ hay loại bỏ sự phát sóng điện từ trường ̣
+ Các điện từ trường hay găp: sóngradio, vi sóng, tia cực tím, ánh sángnhìn thấy được (ánh sáng ̣
nhìn thấy sẽ được trình bày ở chương khác)
+ Tính chất điện từ trường rất quantrọng đối với những thực phẩm màphân tử có phân cực → chịu
tác đông bởi vi song → phân tử phân cực trở thành điện cực → hấp thụ năng nượng vi sóng ̣
- Tính thấm: Tính thấm được là tính chất của vât liệu có cấu trúc mao quản có khả năng làm chọ các chất đi qua vât liệụ
+ Tính thấm được là tính chất của vât liệu có cấu trúc lỗ xốp, được xác định bằng khả năng truyềṇ các chất lỏng qua nó
CHƯƠNG 3: Hiện tượng bề mặt
- Hệ phân tán dị thể: là hệ có cấu tạo từ 2 pha trở lên, các pha không đồng nhất được với nhau..
- Hệ keo là hệ dị thể, có độ phân tán cao, trong đó pha phân tán (hay hạt keo) lớn hơn phân tử và
không thể nhìn thấy bằng kính hiển vi quang học.
- Nhũ tương, hỗn dịch: là hệ dị thể (hệ thô), có kích thước tiểu phân từ 100 nm-100 μm
- Khi pha phân tán phân bố đều trong môi trường tạo thành một hệ đồng nhất, không có bề mặt phân
cách thì gọi là hệ phân tán đồng thể (ví dụ: dung dịch nước muối)
- SCBM: là đại lượng đánh giá độ đàn hồi hay độ bền của mặt liên diện giữa 2 pha
+ mặt liên pha là ranh giới tiếp xúc giữa 2 pha
+ thứ nguyên SCBM: nếu là lực tác dụng lên đvi chiều dài: N/m; dyn/cm
Nếu là công làm tăng diện tích bề mặt 1m2: J/m^2; erg/m^2 1erg = 10 ^-7 jun = 1 dyn.cm 1 dyn = 10^-5N
+ SCBM phụ thuộc vào lực tương tác giữa các phân tử, vị thế , phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc
+ SCBM phụ thuộc vào nhiệt độ
+ SCBM phụ thuộc vào KLR pha lỏng và pha khí
- Hiện tượng mao dẫn : Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống có đường kính trong nhỏ luôn
luôn dâng cao hơn hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống
- Ngưng tụ mao quản là quá trình chuyển thể hơi sang thể lỏng trong mao quản ở điều kiện đẳng nhiệt
- Thấm ướt là quá trình làm giảm năng lượng tự do bề mặt, giảm sức căng bề mặt (xảy ra ở hệ có 3 pha tiếp xúc R-L-K)
- Chất tan là chất không HĐ bề mặt ( Chất không hoạt động bề mặt là chất không làm thay đổi đáng
kể hoặc làm tăng SCBM của dung môi )
CHƯƠNG 4: TÍNH CHẤT NHIỆT, ĐIỆN
- Trao đổi nhiệt tồn tại dưới 03 hình thức:
+ Dẫn nhiệt (Conduction): sự truyền động năng giữa các nguyên tử hay phân tử lân cận mà không
kèm theo sự trao đổi phần tử vật chất (từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp hơn) + Đối
lưu (Convection): được thực hiện nhờ sự chuyển động của chất lỏng hay chất khí giữa các vùng có nhiệt độ khác nhau
+ Bức xạ (Radiation): sự trao đổi nhiệt thông qua sóng điện từ
- Độ dẫn điện : +Phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ
+ Phụ thuộc chặt chẽ vào trạng thái, thành phần thực phẩm đặc biệt là hàm lượng muối và nước trong thực phẩm
+ Ứng dụng: gia nhiệt, thanh trùng tiệt trùng, bảo quản…
CHƯƠNG 5: TÍNH CHẤT QUANG HỌC
CHƯƠNG 8: HOẠT ĐỘ CỦA NƯỚC
• Trong thực phẩm, HOẠT ĐỘ CỦA NC là tỷ số giữa áp suất hơi riêng phần của nước cân bằng trong thực
phẩm với áp suất hơi nước riêng phần bão hòa của hơi nước trong không khí ở cùng một nhiệt độ
Ý NGHĨA: Thể hiện lượng nước tối đa có thể làm hydrate hóa vật liệu
- Phản ánh mối quan hệ nước- chất tan, nước- bề mặt và lực mao dẫn
- Rất quan trọng trong thực phẩm: làm thay đổi trang thái cấu trúc như độ giòn, độ nhai, độ dính răng,làm
thay đổi tốc độ phản ứng
- aw thấp → hạn chế phát triển của vi sinh vật.
- Khi nước liên kết với chất tan → khả năng liên kết với chất khác giảm → giảm hoạt độ nướcChất lỏng
phi Newton là chất lỏng có độ nhớt không tuân theo định luật Newton.
VÍ DỤ: BỘT NGÔ PHA NƯỚC NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC - CỘNG HƯỞNG TỪ
- HỒNG NGOẠI: Bức xạ hồng ngoại là một loại bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng
NHÌN THẤY ĐƯỢC. Cảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách phát hiện bức xạ hồng ngoại phát
ra từ vật thể và chuyển nó thành tín hiệu điện. Nguyên lý hoạt động của nhiệt hồng ngoại là sử dụng
tia hồng ngoại mà mắt người không tiếp nhận được nhưng có thể tạo ra hình ảnh mà mắt người có
thể nhìn thấy thông qua thuật toán và chuyển đổi quang điện. Khi nhiệt độ của vật thể cao hơn âm
273 độ, nó sẽ tỏa năng lượng ra thế giới bên ngoài.
- TỬ NGOẠI: Bức xạ cực tím (UV) là một loại bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng khả
kiến. Quang phổ UV là một kỹ thuật liên quan đến sự hấp thụ bức xạ UV của các phân tử để xác
định cấu trúc điện tử và thành phần hóa học của chúng. Nguyên lý cơ bản của quang phổ UV dựa
trên định luật Beer-Lambert, trong đó nói rằng nồng độ của một chất trong dung dịch tỷ lệ thuận
với lượng ánh sáng được hấp thụ bởi dung dịch
- VI SÓNG: Lò vi sóng hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng điện từ thành năng
lượng nhiệt. Năng lượng điện từ (EM) dùng để chỉ bức xạ (sóng) bao gồm điện trường và từ trường
dao động vuông góc với nhau. Khi một phân tử phân cực, tức là một phân tử chứa các điện tích trái
dấu, rơi vào đường đi của các bức xạ EM này, nó sẽ dao động để thẳng hàng với chúng. Các phân
tử nước có bên trong thực phẩm của chúng ta cũng có hiện tượng tương tự khi chúng tiếp xúc với
bức xạ vi sóng, làm nóng thực phẩm từ trong ra ngoài. Vi sóng là bức xạ điện từ có tần số từ 300
MHz (0,3 GHz) đến 300 GHz và bước sóng tương ứng nằm trong khoảng từ 0,9m đến 0,0009m.. - SO SÁNH
sự khác biệt giữa vi sóng, hồng ngoại và cộng hưởng từ.
+ Bức xạ vi sóng có dải tần từ 300 MHz đến 300 GHz, trong khi bức xạ hồng ngoại có bước sóng dài
hơn và tần số thấp hơn ánh sáng NHÌN THẤY ĐƯỢC.
+ Lò vi sóng hoạt động theo nguyên lý chuyển đổi năng lượng điện từ thành năng lượng nhiệt, còn cảm
biến hồng ngoại hoạt động bằng cách phát hiện bức xạ hồng ngoại do vật thể phát ra và chuyển nó thành tín hiệu điện .
+ Chụp cộng hưởng từ (MRI) sử dụng từ trường và sóng vô tuyến mạnh để tạo ra hình ảnh các cấu trúc bên trong cơ thể .