SIFAT-SIFAT TERMAL

SIFAT-SIFAT TERMAL

Bahan-bahan pertanian tertentu, berupa tanaman dan hewani, diberlakukan perlakuan panas. Proses utama adalah  pemanasan, pendinginan, pengeringan, dan pembekuan. Tujuan dari perlakuan panas dalam banyak kasus adalah pelestarian atau degermination.

Memanaskan dan mendinginkan produk dapat direalisasikan oleh konveksi, konduksi, atau radiasi. Untuk menghitung proses tersebut, pengetahuan akan karakteristik termal, yaitu panas spesifik, koefisien konduksi panas, koefisien difusi dan koefisien penyerapan (emisi), sangatlah diperlukan.

Dalam memanaskan dan mengeringkan produk pertanian perlu untuk mengetahui suhu apa yang dapat diaplikasikan dan seberapa lama tanpa mengalami kerusakan. Contohnya, kapasitas perkecambahan biji menurun secara cepat ketika suhu tertentu terlampaui, sementara kualitas dari bahan-bahan lain mungkin memburuk.

4.1 Panas Spesifik

Kuantitas panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan tempeartur dari 1 kg bahan dengan  1  disebut sebagai panas spesifik. Pengetahuan tentang spesifik panas sangat diperlukan untuk menghitung proses pemanasan atau pendinginan apapun. Panas spesifik dari produk pertanian pada dasarnya tergantung dari kadar kelembaban dan pada  tingkat yang lebih rendah daripada suhu.

Pada suhu lingkungan, panas spesifik dari bahan yang mengandung air dapat dihitung dari nilai panas spesifik untuk bahan kering dan air:

c = c_d(1-U₁)+c_wU₁

Dimana c_d adalah panas spesifik dari bahan kering, c_w adalah panas spesifik dari air, dan U₁ kadar air (dalam keadaan basah). Panas spesifik dari pati kering adalah .54 kJ kg^-1 -1(0.37 kcal kg^{-1 -1}); karena itu sereal benar-benar kering (gandum dan jagung) dengan nilai ini, panas spesifik sereal mana pun yang memiliki kadar air acak dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan di atas. Panas spesifik bahan kering sayuran dan buah-buahan adalah 0,8-0,9 kJ kg-1 ° C^-1, dan susu kering mentah adalah 1,8-1,9 kJ kg-1 ° C^-1, menunjukkan bahwa panas spesifik isi kering dari berbagai bahan terstruktur mungkin sangat berbeda.

Panas spesifik dari sayur-sayuran beku sekitar sekitar satu-setengah nilai diukur pada suhu kamar. Umumnya, nilai antara 1,8 dan 2,0 1,8-1,9 kJ kg-1 ° C-1 (0,43-0,48 kkal kg-1 ° C-1) ditemukan. Nilai-nilai yang lebih rendah berhubungan dengan bahan yang memiliki kadar air yang lebih rendah (misalnya kacang hijau).

Umumnya, dengan kenaikan suhu kenaikan panas spesifik sedikit, dalam beberapa kasus gejala sebaliknya ditemukan [6.42]. Gambar 15 menunjukkan panas spesifik jagung sebagai suatu fungsi suhu [31]. Variasi dapat dianggap sebagai linier selama rentang suhu tertentu.

 
gambar 16. panas - koefisien konduksi untuk produk pertanian sebagai fungsi kadar air

gambar 17. ketergantungan panas - koefisien konduksi pada porositas

4.2 Panas - Konduksi Koefisien

Gambar 16 menunjukkan koefisien panas konduksi berbagai produk pertanian sebagai fungsi kadar air mereka [42]. semakin tinggi panas - koefisien konduksi gandum terutama karena porositas yang lebih rendah [5]. pengaruh porositas pada panas - koefisien konduksi ditunjukkan pada Gbr.17. semakin tinggi porositas, yang

gambar 18. panas - koefisien konduksi biji-bijian gandum sebagai fungsi dari kadar air

Gambar 19. panas - koefisien konduksi kentang sebagai fungsi temperatur

4.2 Koefisien Konduksi Panas

            Tingkat pemanasan dan pendinginan bahan, yaitu, gambaran mengenai suhu berkembang dalamnya, sangat bergantung pada koefisien konduksi panas, sehingga pengetahuan tentang parameter ini diperlukan tanpa syarat untuk melakukan perhitungan. Koefisien panas konduksi tergantung, seperti halnya panas spesifik, kadar air dan suhu, dan untuk bahan massal berpori (yaitu bahan curah granular) itu juga tergantung pada porositas. Dalam kasus bahan struktur berserat, arah aliran panas, sepanjang serat atau normal bagi mereka, juga merupakan faktor.

            Gambar 16 menunjukkan koefisien konduksi panas dari berbagai produk pertanian sebagai fungsi dari kadar kelembaban [42]. Koefisien konduksi panas yang tertinggi dari gandum adalah terutama karena porositas yang lebih rendah. Efek porositas dari koefisien konduksi panas  dapat ditunjukkan pada gambar 17. Porositas tertinggi dari partikel relative yang saling berhubungan satu sama lain dari butir individu dalam tumpukan menyimpang kebetulan dari bahan massal mereka. Gambar 18 menyajikan koefisien konduksi Panas dimana sebagai fungsi Kadar kelembaban [42] pengaruh suhu pada koefisien konduksi panas dapat bervariasi koefisien konduksi panas air meningkat sedikit dan

Oeh karena itu, perilaku serupa bisa diharapkan dari bahan naik-turun kadar air tinggi, namun, pengukuran menunjukkan baik tren sebaliknya atau efek suhu tidak signifikan. Angka 19 menunjukkan koefisien panas konduksi kentang sebagai fungsi suhu [6]. yang dapat dilihat, nilai penurunan sedikit dengan meningkatnya suhu.

Angka 20 menyajikan koefisien panas konduksi bit gula, paralel dan normal terhadap arah serat [6]. nilai selalu lebih tinggi ke arah serat.

koefisien panas konduksi alfalfa silase sebagai fungsi dari kadar air ditunjukkan pada Gambar. 21 untuk berbagai bobot volumetrik (relatif terhadap konten kering).

Sebagai data mengungkapkan, koefisien panas konduksi kedua tumpukan granular dan silase rendah. Oleh karena itu, panas biologis yang dihasilkan selama penyimpanan volume besar ditransfer sangat lambat terhadap lingkungan.

4.3 Daya Konduktivitas Suhu

Ekspresi yang terjadi sering dalam berbagai perhitungan panas disebut konduktivitas suhu atau difusivitas termal. nilainya dapat dihitung dengan mudah dengan pengetahuan tentang koefisien panas konduksi dan panas spesifik.

Angka 22 menunjukkan konduktivitas suhu gandum dan jagung sebagai fungsi kadar air [42]. terlihat sedikit mengecil dengan semakin menurunnya kadar air. umumnya, suhu meningkat berbanding lurus dengan konduktivitas dengan suhu.

Gambar 23. Konduktivitas suhu dari kentang terhadap fungsi terhadap suhu