ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: KỸ THUẬT THỰC PHẨM
NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số 628/QĐ-CĐCĐ-ĐT, ngày 18 tháng 12
năm 2024 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp )
Đồng Tháp, năm 2024
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
i
LỜI GIỚI THIỆU
Cuốn giáo trình này được biên soạn dựa trên cơ sở tham khảo các tài liệu
được xuất bản trong và ngoài nước gần đây, nhằm phục vụ cho người học khối
ngành, nghề Công nghệ thực phẩm. Giáo trình này nhằm trang bị cho người học
những kiến thức về định luật bảo toàn vật chất và năng lượng, nguyên lý của
các quá trình truyền nhiệt và truyền khối cũng như kiến thức về cơ học lưu chất
của chất lỏng là những kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực thực phẩm.
Giáo trình gồm 10 chương, nội dung chủ yếu giới thiệu tổng quát về tổng kê
vật chất và năng lượng cho quy trình chế biến thực phẩm. Khái niệm các quá
trình truyền khối và ứng dụng trong chế biến thực phẩm. Thêm vào đó, mỗi cuối
mỗi chương còn có nhiều câu hỏi bài tập/ôn tập hữu ích cho người học. Giáo
trình là tài liệu học tập có giá trị cho người học ngành, nghề Công nghệ thực
phẩm.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Cao Đẳng Cộng Đồng
Đồng Tháp, Khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ, Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã
tạo điều kiện cho tôi trong việc nâng cao năng lực, kinh nghiệm về biên soạn cải
tiến giáo trình giảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà
trường.
Đồng Tháp, ngày … tháng … năm 2024
Tham gia biên soạn
Phan Thị Thúy Giàu
ii
MỤC LỤC
Trang
Lời giới thiệu .......................................................................................................... i
CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................ 1
1. Định luật bảo toàn khối lượng ............................................................................. 1
2. Giản đồ dòng của quá trình và đường bao hệ thống ........................................... 9
2.1. Giản đồ dòng của quá trình ........................................................................ 9
2.2. Đường bao hệ thống ................................................................................. 11
3. Cân bằng vật chất tổng quát và câ bằng vật chất cho cấu tử ............................ 11
3.1. Cân bằng vật chất tổng quát ..................................................................... 11
3.2. Cân bằng khối lượng cho cấu tử .............................................................. 13
3.2.1. Căn bản tính ...................................................................................... 16
3.2.2. Vật liệu nút ........................................................................................ 16
3.3. Bài toán CBVC liên quan đến sự pha loãng, cô đặc và sấy ..................... 16
CHƯƠNG 2. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG ........................................................ 24
1. Định luật bảo toàn năng lượng và phương trình cân bằng năng lượng ............ 24
1.1. Định luật bảo toàn năng lượng ................................................................. 24
1.2. Phương trình cân bằng năng lượng .......................................................... 25
2. Các vấn đề về năng lượng ................................................................................. 25
2.1. Các dạng nhiệt .......................................................................................... 26
2.1.1. Ẩn nhiệt ............................................................................................ 26
2.1.2. Nhiệt hoá hơi..................................................................................... 26
2.1.3. Nhiệt cảm .......................................................................................... 26
2.2. Enthalpy ................................................................................................... 27
2.3. Nhiệt dung riêng của chất lỏng và rắn ..................................................... 27
3. Các phương trình tương quan dựa trên điểm đóng băng của sản phẩm thực
phẩm ...................................................................................................................... 29
3.1. Sự thay đổi Ethalpy khi lạnh đông thực phẩm ........................................ 29
iii
3.1.1. Bảng hơi nước ................................................................................... 30
3.1.2. Phép nội suy từ bảng hơi quá nhiệt .................................................. 31
3.2. Cân bằng nhiệt lượng ............................................................................... 32
3.3. Cân bằng vật chất và năng lượng ............................................................. 32
3.3.1. Bài toán trao đổi nhiệt gián tiếp ........................................................ 33
3.3.2. Bài toán sử dụng hơi nước có chất lượng hơi x................................ 34
3.3.3. Bài toán truyền nhiệt để làm nguội sản phẩm tiệt trùng ................... 35
CHƯƠNG 3. TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN KHỐI TRONG THỰC PHẨM40
1. Truyền nhiệt trong thực phẩm ........................................................................... 40
1.1. Giới thiệu ................................................................................................. 40
1.2. Các định luật nhiệt động lực học ............................................................. 42
1.2.1. Nhiệt động lực học liên quan đến việc trao đổi các dạng năng lượng
. ....................................................................................................................... 42
1.2.2. Cân bằng nhiệt .................................................................................. 42
1.3. Dẫn nhiệt .................................................................................................. 44
1.3.1. Phương trình cơ bản của dẫn nhiệt ................................................... 44
1.3.2. Truyền nhiệt một hướng qua tấm phẳng (slab) ................................ 45
1.3.3. Truyền nhiệt ổn định qua vật thể hình trụ ........................................ 49
1.4. Đối lưu nhiệt ............................................................................................ 53
1.4.1. Cơ chế của đối lưu nhiệt ................................................................... 53
1.4.2. Phương trình truyền nhiệt đối lưu ..................................................... 54
1.5. Truyền nhiệt do bức xạ ............................................................................ 56
2. Truyền khối trong thực phẩm ............................................................................ 57
2.1. Khuếch tán ............................................................................................... 58
2.1.1. Giới thiệu .......................................................................................... 58
2.1.2. Hiện tượng khuếch tán ...................................................................... 59
2.1.2.1. Khuếch tán phân tử .................................................................. 59
2.1.2.2. Khuếch tán đối lưu ................................................................... 59