TÌM HIỂU VỀ THUỘC TÍNH ĐIỆN TỬ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM

NHÓM 3
BẢNG CÂU HỎI TUẦN 8
ĐỀ TÀI: TÌM

HIỂU VỀ THUỘC TÍNH ĐIỆN TỬ CỦA
VẬT LIỆU THỰC PHẨM

Câu 1: Độ dẫn điện là gì? Nêu công thức của độ dẫn điện?
-

-

Dẫn điện là khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt
điện tích qua nó, khi có lực tác động vào các hạt, ví dụ như lực tĩnh điện của
điện trường. Sự di chuyển có thể tạothành dòng điện. Cơ chế của chuyển
động này tùy thuộc vào vật chất.
Công thức của độ dẫn điện:
Trong đó:



Mối quan hệ giữa tổng chất rắn hòa tan (TDS) và độ dẫn điện (EC)
- Sự tương quan của TDS VÀ EC: Tổng lượng chất rắn hòa tan tỉ lệ thuận với
dộ dẫn điện của nó, vì vậy lượng chất rắn cao độ dẫn điện sẽ cao. Khi các
muối hoà tan trong nước chúng trở thành các "ion" mang điện tích âm,
dương nên chúng có khả năng dẫn điện.
- Máy đo EC/TDS hoạt động: Hai điện cực với một điện áp xoay chiều được
đặt trong dung dịch. Điều này tạo ra một dòng điện phù thuộc vào bản chất
dẫn điện của dung dịch. Thiết bị đọc dòng diện này và hiển thị theo đơn vị
EC hoặc ppm.
- Hệ số biến đổi (Conversion Factors): Máy TDS đọc kết quả độ dẫn, Máy sẽ

tự động chuyển đổi giá trị này sang TDS hiển thị theo đơn vị ppm.
- TDS được đo và giá trị TDS sẽ được tính theo công thức toán học có trong
máy.
- Sự khác nhau giữa microSiemens (µS) và milliSiemens (mS): Cả hai đều là
đơn vị độ dẫn. 1000 microSiemens (µS) = 1 milliSiemen (mS)
-

Chuyển đổi giữa mS và ppm: Chuyển đổi sang microSiemens bằng cách
nhân với 1000, sau đó nhân với 0.7.


-

-


-

-

Bản chất của mối tương quan giữa EC và TDS: Mặc dù có một mối tuơng
quan giữa EC và TDS nhưng chúng không giống nhau. TDS và EC là 2 tham
số riêng biệt. TDS là tổng lượng chất rắn hoà tan trong nước. EC là khả năng
của các chất co thể gây ra dòng điện.
Chỉ có phương pháp đúng để đo TDS là cân lượng chất bã, chất dư còn lại
trong nước sau khi bay hơi nước. Phần còn lại trên cốc thuỷ tinh sau khi bạn
rửa và làm khô, đó là TDS. Chất bã có trọng lượng và có thể cân được.
Nhưng nếu bạn không ở trong phòng thí nghiệm thì có thể gây khó khăn để
đo. Vì thế, chúng ta có thể tính TDS dựa trên độ dẫn của nước vì các nguyên
tử Hydrogen và Oxygen trong H2O hầu hết không mang điện. Giá trị EC của

hầu hết các kim loại, chất khoáng và muối sẽ mang điện. Máy sẽ đo giá trị
EC này và chuyển đổi sang giá trị TDS. Vì các kim loại, chất khoáng và
muối khác nhau sẽ dẫn điện ít hay nhiều hơn, nên các hệ số chuyển đổi khác
nhau sẽ được sử dụng.
• ppm thường dùng để đo T
• µS thường dùng để đo EC
Các máy đo độ dẫn điện
Máy đo Độ dẫn điện - 2 hoặc 4 điện cực: cảm biến 2 điện cực đặc biệt cho
độ dẫn điện thấp và cảm biến 4 điện cực cho độ dẫn điện từ trung bình đến
cao:
• Phạm vi ứng dụng rộng
• Phù hợp với các quy trình dược
phẩm sinh học và hóa học
• Độ chính xác cao nhất: ở độ dẫn
điện từ rất thấp đến trung bình
• Tuân thủ qua gói chứng nhận
Máy đo độ dẫn điện cảm ứng: Các cảm
biến dễ sử dụng để đo trong những điều
kiện khắc nghiệt nhất:
• Ít bảo dưỡng nhất nhờ thiết kế chắc chắn
• Tuổi thọ lâu dài: kháng hóa chất tuyệt vời
• Độ đáng tin cậy nhờ vào: kiểm tra hằng số cảm
biến riêng để đảm bảo mức độ đo chính xác cao
nhất có thể có


-

Máy đo độ dẫn điện/ điện trở: Thornton cung cấp nhiều loại cảm biến độ dẫn
điện / điện trở suất cho các ứng dụng nước tinh khiết:

• Độ chính xác cao nhất hiện có để đo nước tinh
khiết
• Chẩn đoán cảm biến, cắm và đo cho các mẫu với
Quản lý Cảm biến Thông minh (ISM)
• Nhiều lựa chọn phù hợp và vật liệu đã được
chứng nhận để đáp ứng các yêu cầu quy trình

Câu 2: Thế nào là tính chất điện môi? Tính chất điện môi chia làm mấy loại,
đó là những loại nào?
-

-

Điện môi là những chất không dẫn điện (cách điện). Trong phân tử của các
chất điện môi, số lượng các điện tích tự do là rất ít. Điều này làm khả năng
mang điện của nó rất kém.
Tính chất điện môi có thể chia là hai loại:
• Hằng số điện môi: khả năng của vật liệu lưu trữ năng lượng vi sóng.
• Hệ số tổn thất điện môi là khả năng của vật liệu tiêu tán năng lượng vi
sóng thành nhiệt.

Câu 3: Ước tính độ sâu thâm nhập của thịt gà trong quá trình chế biến ở nhà
lò vi sóng. Thịt gà có hằng số điện môi là 53,2 và hệ số tổn thất điện môi là
18,1. Giả sử rằng tính chất điện môi không đổi trong quá trình gia nhiệt. Biết
λ = 0,122m.



Giới thiệu sơ lược về lò vi sóng: Nung nóng thực phẩm bằng lo vi sóng
(f=2450 MHz)

- Phân tử nước gồm một nguyên tử O và 2 nguyên tử H, do Oxi có độ âm
điện lớn làm cho nước trở thành phân tử lưỡng cực.


-

-

-

-

-

Khi thực phẩm được đặt trong môi trường điện từ thì các lưỡng cực nước
sẽ định hương theo hướng của trường điện từ là khi trường điện từ dao
động nhanh thì các phân tử nước cũng dao động theo.
Do sự biến dạng của các cấu trúc phân tử gây lên khi nó sắp xếp định
hướng trở lại theo trường điện từ mà nó chuyển năng lượng vi sóng thành
nhiệt trong quá trình đó nó cũng chịu ảnh hưởng bởi độ nhớt của thực
phẩm.
Số lượng lưỡng cực và sự thay đổi của nó theo trường điện từ được xác
định thông qua hằng số điện môi của thực phẩm
Khi thực phẩm đặt trong môi trường điện từ như vậy nó sẽ hấp thu sóng
và chuyển thành nhiệt, lương nhiệt được hấp thu đó gọi là “lose factor” –
hệ số tổn thất. Thực phẩm có độ ẩm càng cao thì hệ sô tổn thất càng lớn
do đó nó hấp thu nhiệt nhanh hơn.
Do cấu trúc thực phẩm không đồng nhất nên sự hấp thu năng lượng vi
sóng không đồng đều, do đó xảy ra sự dẫn nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao
sang nơi có nhiệt độ thấp.

Thủy tinh vào giấy và polymer có hệ số tổn thất rất thấp, năng lượng vi
sóng xuyên thấu rất dễ nên nó không bị đun nóng
Kim loại làm cho năng lượng vi sóng bị phản xạ.

Câu 4: Ứng dụng của thuộc tính điện từ?
•
•

•
•

•

Phép đo tính chất điện của thực phẩm có thể được sử dụng để có được
thông tin về thành phần và chất lượng thực phẩm.
Ngoài ra có một số quy trình thực phẩm dựa trên hiệu ứng điện. Một dòng
điện chạy qua một nguyên liệu thực phẩm sẽ làm tăng nhiệt độ trong
nguyên liệu.
Nhiệt độ tăng là do sự tiêu tán năng lượng bởi điện trở của thức ăn.
Vì vậy, kiến thức về thiết kế độ dẫn điện hoặc điện trở suất là điều cần thiết
cho loại hoạt động sưởi ấm, được gọi là sưởi ấm Ohmic. Sưởi ấm Ohmic
có một số lợi thế. Vì sức nóng là sản xuất bên trong thực phẩm, truyền
nhiệt đối lưu không phải là quan trọng nhất hoặc cơ chế truyền nhiệt đơn.
Mặt khác điện cao thế các xung có thể làm hỏng các tế bào và gây ra tính
thấm cao hơn của thành tế bào.
Ví dụ:Trong trường hợp nơi các tế bào của các sản phẩm nông nghiệp phải
được chiết xuất, ví dụ trong việc làm trái cây nước trái cây hoặc chiết xuất
đường từ củ cải đường điều trị xung điện này có thể tăng hiệu quả khai

thác. Điều trị xung điện đôi khi được viết tắt PEF (xung điện trường) hoặc
điều trị TRỢ GIÚP (xung điện trường cao).
Câu 5: Thế nào là sự phụ thuộc nhiệt độ dẫn điện. Công thức tính nhiệt độ
dẫn điện?
-

Sự phụ thuộc của nhiệt độ dẫn điện: Độ nhớt của nhiều loại thực phẩm lỏng
phụ thuộc vào nhiệt độ và thường sẽ giảm khi tăng nhiệt độ. Sự giảm nhiệt
độ này sẽ tăng cường khả năng chuyển động của các ion mang điện tích, cho
phép chúng di chuyển một cách tự do hơn. Trong trường hợp điện giải yếu,
chúng ta cần tính đến thực tế là mức độ phân ly cũng sẽ tăng cùng với khả
năng di chuyển dưới sự giảm độ nhớt được gây ra bởi sự tăng nhiệt độ. Đối
với nhiều loại chất lỏng, sự phụ thuộc nhiệt độ dẫn điện có thể được tính như
sau:
k = k0(1 + b0.T)
Trong đó: k tính dẫn điện trong S.m-1
k0 độ dẫn điện ở nhiệt độ tham chiếu S. m –1
b0 hệ số nhiệt độ ở K –1
vR nhiệt độ tham chiếu tính bằng o C
v nhiệt độ ở o C
= v – vR
Mối quan hệ tuyến tính này lần đầu tiên được đề xuất bởi Reitler [1] cho một
số nguyên liệu thực phẩm khác nhau. Một số chất lỏng thực phẩm không
tuân theo mối quanhệ tuyến tính này hoặc phạm vi nhiệt độ của tuyến tính bị
hạn chế.
Ví dụ, bình thường nước được làm nóng đến
khoảng 100 ◦C, carbon dioxide được giải phóng
khỏi nước và nước thực sự mất các ion cacbonat
khi nhiệt độ tăng, và tính dẫn điện của nó không
thể theo mối quan hệ tuyến tính này.

Ví dụ: Sữa (M) và bia (W) có sự phụ thuộc nhiệt