MHENDSLK FAKLTES GIDA MHENDSL BLM GMB 341 Gdalarn
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GMB 341 -Gıdaların Fiziksel Özellikleri Prof. Dr. İlkay KOCA
HACİM GMB 341 -Gıdaların Fiziksel Özellikleri 5. Hafta
• Hacim, bir nesnenin 3 boyutlu uzayda kapladığı miktar olarak tanımlanır • Gıda endüstrisinde hacim önemli bir kalite özelliğidir. Göze hitap eder ve diğer kalite parametreleri ile ilgilidir. Örneğin, doku ile ters orantılıdır.
• Katıların hacmi aşağıdaki yöntemler kullanılarak belirlenebilir: • • Hacim, normal şekilli nesnelerin karakteristik boyutlarından hesaplanabilir. • Sıvı, gaz veya katı ile yer değiştirme yöntemleri ile katıların hacmi deneysel olarak belirlenebilir. • Hacim, görüntü işleme yöntemi ile ölçülebilir. Son zamanlarda bir görüntü işleme yöntemi yumurta, limon, şeftali gibi elipsoidal tarım ürünlerinin hacmini ölçmek için geliştirilmiştir. •
Sıvı ile Yer Değiştirme Yöntemi • Katı örnek sıvıyı çok hızlı absorbe etmezse (emmezse) sıvı ile yer değiştirme yöntemi hacmini ölçmek için kullanılabilir. Bu yöntemde gıda maddelerinin hacmi, piknometrelerle (özgül ağırlık şişeleri) veya dereceli silindirlerle ölçülebilir. Piknometre kapakta (şişenin boynuna monte edilen kapak sıvının sızmasına izin verir) küçük bir deliğe sahiptir (Şekil 1. 7). Şişe tam olarak tartılır ve yoğunluğu bilinen bir sıvı ile doldurulur. Kapak şişenin üstüne yerleştirilir böylece sıvı kılcalın dışına zorlanır. Kılcalın dışına zorlanan sıvı şişeden silinir ve şişe tekrar tartılır. Şişe boşaltılıp kurutulduktan sonra katı partiküller şişeye yerleştirilir ve şişe tekrar tartılır. Şişe tamamen sıvı ile doldurulur böylece kapak değiştirildiği zaman sıvı delikten zorlanır. Şişe tekrar tartılır ve katı partiküllerin hacmi aşağıdaki formülden belirlenebilir:
• Vs = Katı tarafından yeri değiştirilmiş sıvının hacmi / Sıvının yoğunluğu
Piknometre (özgül ağırlık şişesi).
• Büret veya bir silindir mezur kullanarak yerinden edilmiş sıvının hacminin doğrudan ölçülmesi ile bir örneğin hacmi ölçülebilir. Bir silindir mezurdaki sıvının başlangıç hacmi ile suya daldırılmış materyal ile sıvının hacmi arasındaki fark bize materyalin hacmini verir. Yani katı örneğin eklenmesinden sonra hacimdeki artış katı hacmine eşittir. • Sıvı ile yer değiştirme yönteminde kullanılan sıvılar düşük yüzey gerilimine sahip olmalıdır ve partiküller tarafından çok yavaş absorbe olmalıdır. En yaygın kullanılan sıvılar su, alkol, toluen ve tetrakloretilendir. Yer değiştirme için civa gibi ıslatmayan bir sıvı kullanımı daha iyidir.
Geniş nesneler için bir platform ölçeği kullanılabilir
Gaz ile Yer Değiştirme Yöntemi • Düzensiz şekilli materyallerin ve katı partiküllerin hacmi piknometrede hava veya gazın yer değiştirmesi ile belirlenebilir. En sık kullanılan gazlar helyum ve azottur. Neredeyse eşit hacimli, V 1 ve V 2, hava geçirmez iki hazneli piknometre küçük çaplı boru ile bağlanır (Şekil 1. 9). Ölçülecek materyal ikinci hazneye yerleştirilir. İki hazne arasındaki boşaltma vanası (vana 3) ve vana kapatılır. Giriş vanası (vana 1) açılır ve çıkış basıncı uygun bir değere (örneğin, 700 -100 Pa) yükselene kadar gaz ilk hazneye verilir. Daha sonra giriş vanası kapatılır ve denge basınç kaydedilir. Gazın ideal davrandığı varsayılırsa:
Gaz karşılaştırma piknometresi.
• Denge basınç kaydedildikten sonra 2 hazne arasındaki vana açılır (vana 2) ve ilk haznedeki gazın ikinci haznedeki boşluğu (gözenekler) doldurmasına izin verilir. Yeni basınç (P 2) kaydedilir. Vana 2 açıldığı zaman gazın toplam kütlesi (m) ikiye bölünür biri ilk tankı dolduran (m 1) ve diğeri ikinci tankın gözenek boşluğunu doldurur (m 2).
Katı ile Yer Değiştirme Yöntemi • Düzensiz katıların hacmi kum, cam boncuk veya tohum ile yer değiştirme yöntemi vasıtasıyla ölçülebilir. Kolza tohumları genellikle ekmek gibi unlu mamullerin hacminin belirlenmesi için kullanılır. Kolza yönteminde bir cam kaba hacmi bilinen tekdüze kolza tohumları doldurularak ve bir cetvelle yüzeyi düzleştirilerek önce kolza tohumlarının yığın yoğunluğu belirlenir. Ardışık ölçümler arasında sabit aralığa ulaşana kadar tüm ölçümler yapılır. Tohumların yoğunluğu kabın hacmi ve tohumların ölçülen ağırlığından hesaplanır. • Daha sonra örnek ve kolza tohumları beraber kaba yerleştirilir. Kap tıpalanır ve yüzeyi bir cetvelle düzleştirilir. Tıpalama ve düzleştirme ardışık 3 ölçüm arasında sabit ağırlığa ulaşana dek devam eder.
Hacim ifadeleri • Hacim, farklı şekillerde ifade edilebilir. Veri sunulmadan önce hacmin şekli iyi tanımlanmış olmalıdır. En yaygın kullanılan tanımlar: • Katı hacmi (Vs) hava ile dolu olan herhangi bir iç gözenek harici katı materyalin (su dahil) hacmidir. Bu, moleküllerinin çapı kadar tüm açık gözenekleri geçme yeteneğine sahip gaz ile yer değiştirme yöntemi ile tespit edilebilir. • Görünür hacim (Vapp) materyalin içinde tüm gözenekleri (iç gözenekler) içeren bir maddenin hacmidir. Düzenli geometrilerin görünür hacmi karakteristik ölçüler kullanılarak hesaplanabilir. Düzensiz şekilli örneklerin görünür hacmi katı veya sıvı ile yer değiştirme yöntemleri ile belirlenebilir. • Dökme yığın hacmi (Vbulk) bir materyalin paketlendiğinde veya toplu olarak yığıldığı zamanki hacmidir. Materyal içindeki (iç gözenekler) kapalı tüm gözenekleri ve ayrıca toplu olarak yığıldığı zaman (dış gözenekler) bireysel partiküllerin dış sınırındaki boşluk hacmini içerir.
- Slides: 16