Värmelära II eld och is

Värmelära II
eld och is
TFRC35
Förra veckan




Historik av värmelära
Olika temperaturskalor
Skillnad mellan temperatur och värme
Termiska egenskaper
–
–

Cp Specifik värme
Fasomvandlingsenergi
Värmeöverföring på tre olika sätt
–
–
–
Konduktion
Konvektion
Strålning
Denna veckan

Repetition av värmeöverföring
–
–
–


Konduktion
Konvektion – isbitarna
Strålning – mikrovärmning
Repetition av infrysning
Simulering av kokt potatis
Konvektion




Varför har vatten bättre värmeöverföring
än luft?
Tätare medium → fler molekyler som
träffar ytan
I luft rör sig molekylerna snabbt men det
är stora avstånd mellan molekylerna
Jämför en ugn på 100°C och kokande
vatten
Strålning – mikrovågsugn




Elektromagnetisk strålning
Polära molekyler strävar efter att ställa sig
i strålningsriktningen
Vågorna ändrar riktning hela tiden →
molekylerna ändrar riktning
Rörelseändringen hos molekylerna
innebär att det blir varmt
Strålning – mikrovågsugn



I is är molekylerna orörliga förutom på
ytan
Olja består till största delen av opolära
triglycerider, men även en del mer polära
di- och monoglycerider som påverkas av
mikrovågorna
Socker bildar vätebindningar med vatten
Induktionshäll



Elektriskt spänningsflöde generar ett
magnetiskt fält
Magnetfältet inducerar en varierad
elektrisk spänning i grytan/stekpannan
Den elektriska spänningen innebär att
elektronerna rör sig snabbt och genererar
värme
Induktionshäll



Fördelar:
All energi går åt till att värma det som ska
värmas – effektivt
Det är bara grytan/pannan med innehåll
som blir varmt – säkert
Infrysning



Livsmedel har en lägre fryspunkt än rent
vatten
Vatten fryser vid 0°C medan livsmedel
fryser inom ett temperaturintervall
När vattnet i ett livsmedel fryser ökar
koncentrationen av lösta ämnen i de
ofrusna vattenregionerna
Infrysning

Fryspunktssänkning
Infrysning

Apelsinjuice
–
–
–
–
–

88,3% vatten
0,7% protein
10,4% kolhydrater
0,2% fett
0,4% aska
Starttemperatur för infrysning är -1,2°C
Infrysning

Mängd ofruset vatten vid 30°C
–
–
–
–
–
–
Lök
Körsbär
Päron
Torsk
Magert kött
Äggula
5%
9%
6%
10%
10%
20%
Infrysning

Temperatur där allt vatten är fruset
–
–
–
–
–
–
Morötter
Gurka
Hallon
Spenat
Tomatpasta
Sparris
-20°C
-10°C
-20°C
-14°C
-18°C
-16°C
Kokning av Potatis
100ºC
1. Boiling water transfers
heat to the potato by
convection
2. Heat is transferred
through the potato by
conduction
3. Starch in the potato
begins to gelatinize
58-68ºC.
4. Around 70º
”done”
Simulering



Cp =3.5 kJ/kgºC
k = 0.554 W/mºC
h = 10 000 W/mºC
Potatis i kokande vatten
25 min
20 min
15 min
10 min
0
Marilyn Rayner, Food Engineering, Lund University
Potatis med stålspik
25 min
20 min
15 min
10 min
Marilyn Rayner, Food Engineering, Lund University
Potatis med blomsterpinne
25 min
20 min
15 min
10 min
Marilyn Rayner, Food Engineering, Lund University
Potatis med två spikar
25 min
20 min
15 min
10 min
Marilyn Rayner, Food Engineering, Lund University
374
372
Efter 20 minuters kokning
370
368
366
81% är ”kokt”
364
362
360
0 spik
358
356
1 spik
354
2 spik
352
65% av
350
potatisen är ”kokt”
348
346
344
342
340
59% av potatis är ”kokt”
338
336
0.00E+00
4.00E-02
6.00E-02
8.00E-02
1.00E-01
1.20E-01
Marilyn Rayner,2.00E-02
Food Engineering,
Lund University