Transcript พื้นที่ผิวไข่

Module 2 คุณสมบัตท
ิ างกายภาพของวัสดุอาหาร
วัตถุประสงค์
1. เข้าใจความสาคัญของคุณสมบัตท
ิ างกายภาพต่อการออกแบบเครือ
่ งจักร
2. สามารถกาหนดขนาดและรูปร่างของวัสดุอาหารได้
3. สามารถคานวณหาค่า ความกลม ความเป็ นทรงกลม ปริมาตร พื้นทีผ
่ วิ
ความถ่วงจาเพาะ
รูปร่างและขนาด (Shape and Size)
การระบุรูปร่างจาเป็ นต้องวัดตัวแปรมิตบ
ิ างตัว
Mohsenin(1978) “การวัดตามแนวแกนตัง้ ฉากกันทีส
่ ม
ั พันธ์กน
ั หลาย ๆ แกนเพียงพอ
”Griffith and Smith (1964) “สร้างความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของก้อนกรวดกลุม
่ หนึ่ง
กับมิตต
ิ ามแนวแกน พบว่าระยะตามแนวแกนทีต
่ ง้ ั ฉากกันสามระยะมีปริมาณ 93%ของ
การเปลีย่ นแปลงของปริมาตร และ96% เป็ นผลจากค่าทีว่ ดั ได้ในแกนใหญ่และแกนเล็ก”
เกณฑ์อธิบายขนาดและรูปร่าง (Criteria for Describing Shape and Size)
มาตรฐานแผนภาพ (Charted Standards) ใช้ภาพตัดขวางตามยาวและตามขวางของวัสดุตา่ ง ๆ
เปรียบเทียบกับรูปร่างวัตถุทต
ี่ อ
้ งการ
รูปร่าง
คาบรรยาย
กลม (Round)
เข้าใกล้วตั ถุกลม (Spheriod)
แป้ น (Oblate)
เรียวทีข
่ ว้ ั หรือทีป
่ ลาย
อ็อบลอง (Oblong)
เส้นผ่าศูนย์กลางในแนวดิง่ ยาวกว่าเส้นผ่าศูนย์กลางในแนวระดับ
กรวย (Conic)
เล็กเรียวลงไปหาปลาย (Tapered Toward Apex)
รูปรังไข่ (Ovate)
รูปร่างเหมือนไข่และขยายออกทีป
่ ลายขัว้ (Stem End)
เป้ หรือ เย้ หรือ เห (Oblique)
แกนเชือ
่ มขัว้ และปลายเอียงทามุม (Slanted)
ความกลม (Roundness)
การวัดความกลมของมุมต่างๆ ของวัสดุแข็ง
Curray “ความมนเป็ นอัตราส่วนระหว่างพื้นทีภ
่ าพฉายทีใ่ หญ่ทส
ี่ ุดของวัสดุทีว่ างไว้ตามธรรมชาติกบ
ั
พื้นทีว่ งกลมทีเ่ ล็กทีส
่ ุดทีล่ อ
้ มรอบวัตถุนน
้ ั ได้”
ความกลม = Ap/Ac
หรือ ความกลม = Σr/(NR)
Ap = พื้นทีภ
่ าพฉายทีใ่ หญ่ทส
ี่ ุด (Projected Area) ของวัสดุทวี่ างไว้ตามธรรมชาติ
Ac = พื้นทีว่ งกลมทีเ่ ล็กทีส
่ ุดทีล่ อ
้ มรอบวัตถุนน
้ ั ได้
r = รัศมีความโค้ง
R = รัศมีของวงกลมทีฝ
่ งั อยูใ่ นวัตถุ
N = จานวนมุมทัง้ หมด
ความเป็ นทรงกลม (Sphericity)
Mohsenin “ความกลมเป็ นอัตรส่วนระหว่างเส้นผ่าศูนย์กลางทีม
่ ีปริมาตรเท่ากับวัตถุกบ
ั เส้นผ่าศูนย์กลาง
ของวงกลมทีเ่ ล็กทีส
่ ุด ทีล่ อ
้ มรอบวัตถุเอาไว้ได้”
ความเป็ นทรงกลม= de/dc
de = เส้นผ่าศูนย์กลางของทรงกลมทีม
่ ีปริมาตรเท่ากับวัตถุ
dc = เส้นผ่าศูนย์กลางของวงกลมเล็กทีส
่ ุดทีล่ อ
้ มรอบวัตถุเอาไว้ได้ ปกติ คือ เส้นผ่าศูนย์กลางที่
ยาวทีส
่ ุดของวัตถุ
พื้นทีผ
่ วิ (Surface Area)
พื้นทีผ
่ วิ ของผัก ผลไม้ หรือวัสดุอาหารต่างๆเป็ นข้อมูลสาคัญของวิศวกรทีเ่ กีย่ วข้องกับการขนถ่ายหรือ
กระบวนการผลิตรวมทัง้ พื้นทีผ
่ วิ ของใบพืชบ่งบอกถึงความสามารถในการสังเคราะห์แสง และอัตรา
การเจริญเติบโตของพืช และใช้ศก
ึ ษาถึงการถ่ายเทความร้อนในกระบวนการให้ความร้อน
พื้นทีผ
่ วิ ผลไม้
วิธีการหาพื้นทีผ
่ วิ ผลไม้มีหลายวิธี เช่น
1. การปอกผิวผลไม้เป็ นชิน
้ แคบๆ และวางลงบนแผ่นใส วาดรูปเปลือกโดยเขียนตามขอบ
เปลือก และใช้เครือ
่ งวัดพื้นทีว่ ดั หาพื้นทีผ
่ วิ
- การประมาณการพื้นทีผ
่ วิ จากน้าหนักผลไม้ มีการค้นพบความสัมพันธ์เชิงเส้นตรง
ระหว่างน้าหนักกับพื้นทีผ
่ วิ ทีว่ ดั ได้
2. การปอกเปลือกผลไม้แล้ววางลงบนกระดาษกราฟ ทาการนาช่องของการวาดกราฟ
พื้นทีผ
่ วิ ไข่
วางไข่บนเครือ
่ งฉายแผ่นใส เพือ
่ ให้ได้ภาพฉาย (Projected Picture) ของไข่ การวิเคราะห์
ภาพฉายอาจใช้วธิ ี
- วิธีการอินทีเกรดด้วยตัวเลข (Numerical Integration)
- วิธีการพิจารณาไข่คล้ายคลึงกับรูปทรงกลมแบบโพรเลท
r = 2¶b2 + ( 2¶b / e ) sin -1 e
เมือ
่ กาหนดให้
a = 1/2 ของแกนยาวของวงรี
b = 1/2 ของแกนสัน
้ ของวงรี
e = [1- ( b/a ) 2 ]1/2
พื้นทีผ
่ วิ ไข่ ( ต่อ )
-วิธีการวัดโดยตรง (ใช้ Masking tape ตัดเป็ นชิน
้ เล็กๆ ปิ ดรอบผิวไข่)
-วิธีการประมาณจากน้าหนักไข่ดว้ ยความสัมพันธ์คณิตศาสตร์
S = KW0.66
เมือ
่ กาหนดให้
S = พื้นทีผ
่ วิ ไข่
K = ค่าคงทีต
่ ง้ ั แต่ 4.66 ถึง 5.07
W = น้าหนักของไข่
ความคล้ายคลึงกับเทหวัตถุทรงเรขาคณิต
- ทรงกลมโพรเลท (Prolate Spheroid) เช่น ผลชมพูม
่ า่ เหมีย่ ว มะนาวฝรั่ง
- ทรงกลมแป้ น (Oblate Spheroid) เช่น ลูกจันทร์ ลูกพลับ
- กรวยกลมตรง หรือ ทรงกระบอก เช่น แครอท แตงกว่า
ปริมาตรและความถ่วงจาเพาะ
ปริมาตร เป็ นคุณสมบัตท
ิ างกายภาพทีส
่ าคัญ ในการออกแบบไซโล และถังเก็บรักษาสามารถ
หาได้จากการแทนทีน
่ ้าในความถ่วงจาเพาะ กรณีทวี่ ตั ถุอาหารมีรูปร่างไม่เป็ นทรงเรขาคณิต
ปริมาตร £in3 = น้าหนักของน้าทีถ
่ ูกแทนที่ c/b
ความหนาแน่ นของน้า c/b/in3
ความถ่วงจาเพาะ = น้าหนักวัตถุในอากาศ * ความถ่วงจาเพาะของน้า
น้าหนักน้าทีด
่ ด
ู แทนที่