itp uns semester 2 transfer panas pada makanan
Post on 28-Jul-2015
790 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Difinisi
Perpindahan panas dari satu titik ke lainnya
Heat transfer : ilmu yang mempelajari perpindahan energi antara dua titik selama ada perbedaan suhu
Model Perpindahan Panas1. Konduksi:
Perpindahan panas melalui suatu media yang media tersebut tidak bergerak
2. Konveksi:Perpindahan panas melalui suatu media yang media tersebut ikut bergerak
3. RadiasiPerpindahan panas melalui suatu ruangan dengan atau tanpa media.
Konduksi
)( 21 TTL
kAq
Persamaan Umum :
dimana T = suhu di beberapa titik x = tebal permukaan
A= luas permukaan k= thermal conductivity (Btu/hr.ft.ºF)
-dT/dx = perbedaan suhu
dx
dTkAq
5
Convection heat transfer untuk bidang datar
Flow
qTw
T∞
wall
Transfer panas pada dinding mendekati nol.
)( TThAq w
Thermal Conductivity
Silver 410 W/m. °C 237 Btu/h.ft.°F
Copper 385 W/m. °C 223 Btu/h.ft.°F
Diamond 2300 W/m. °C 1329 Btu/h.ft.°F
Quartz 41.6 W/m. °C 24 Btu/h.ft.°F
Batupasir 0.78 W/m. °C 0.45 Btu/h.ft.°F
Ammonia 0.147 W/m. °C 0.085 Btu/h.ft.°F
Air 0.556 W/m. °C 0.327 Btu/h.ft.°F
Hydrogen 0.175 W/m. °C 0.101 Btu/h.ft.°F
Udara 0.0206 W/m. °C 0.0119 Btu/h.ft.°F
Metals
Nonmetallic solids
Liquids
Gases
Penggolongan dan sifat bahan pangan
Berdasar sumbernya : Bahan baku/mentah Bahan setengah jadi Bahan jadiBerdasarkan keadaannya : Padatan homogen (gel, isolan protein dsb) Padatan heterogen Tepung Cairan (kental dan tidak kental)
Estimasi Konduktifitas Bahan Pangan bergantung suhu
)( viiXkk
2-4ic T 10 x 1,0154 T 0,0062489 2,2196 k
2-6w T 10 x 6,7306 - T 0,0017625 0,57109 k
2-6p T 10 x 2,7178 - T 0,0011958 0,1788 k
Estimasi Konduktifitas Bahan Pangan
2-6a T 10 x 2,9069 - T 0,001401 0,3296 k
2-7f T 10 x 1,7749 - T 0,0027604 01807 k
2-6c T 10 x 4,3312 - T 0,0013874 0,2014 k
2-6fi T 10 x 3,1683 - T 0,0012497 0,18331 k
Dimana :
k = konduktifitas bahanki = konduktifitas masing-masing
komponen penyusunnyaXvi = fraksi volume dari masing-
masing komponen penyusunkw = konduktifitas komponen air
kic = konduktifitas komponen es
Dimana :
kp = konduktifitas komponen protein
kf = konduktifitas komponen lemak
kc = konduktifitas komponen karbohidrat
kfi = konduktifitas komponen serat pangan
ka = konduktifitas komponen abu
ii
vi
X X
i
/X
1
i
Dimana :
Xi = fraksi masa masing-masing komponen
i = masa jenis masing-masing komponen
= masa jenis gabungan
Masa jenis masing-masing komponen bergantung pada suhu
T 0,13071 916,89 ic
2T 0,0037574 - T 0,0031439 997,18 w
T 0,51814 1329,9 p T 0,31046 1599,1 c
T 0,36589 1311,5 fi T 0,28063 2423,8 a
T 0,41757 925,59 f
Contoh 1
Hitung konduktifitas panas dari bahan dengan komposisi 7,8 % lemak, 1,5 % abu, 19 % protein, dan 71,7 % air pada suhu 19 oC
Contoh 2
Hitung konduktifitas panas susu dengan komposisi 87,5 % air, 3,7 % protein, 3,7 % lemak, 4,6 % lactosa dan 0,5 % abu pada suhu 10 oC.
Contoh 3
Hitung laju perpindahan panas pada sebuah dinding yang terbuat dari 2 lapis gelas dan ditengahnya ada udara. Tebal gelas 1,6 mm dan udaranya 0,8 mm. Konduktifitas gelas 0,52 W/(m.K) dan udara 0,031 W/(m.K). Suhu udara di sisi satu adalah 21 oC dan disisi lainya -15 oC. Koefisien konveksi berturut-turut 2,84 W/(m2 K) dan 11,4 W/(m2.K)
Contoh 4
Koefisien transfer panas rata-rata pada pipa 568 W/m2.K Panas spesifik bahan 3187 J/kg.K . Hitung jumlah air yang digunakan dan luas yang diperlukan untuk pipa pendingin
20 oCPasta 50 kg/jam
100 oC
Air 10 oC
Air 17 oC
Jawab
1. Panas yang diberikan oleh bahan = 50 kg/jam x 3187 J/Kg.K x (100- 20)K = 127.480.000 J/jam = 3,541 kW2. Panas spesifik air 4186 J/kg.K x (4186)(17-10) = 127.480.000 x = 4350 kg/jam (kebutuhan air)
Koefisian Convection heat-transfer
23
Free Convection
Forced Convection
Boiling water
Condensation of water vapor
Vertical plate 0.3m high in air 4.5 W/m2. °C 0.79 Btu/h.ft2.°F
Horizontal cylinder, 2-cm diameter, in air
6.5 W/m. °C 1.14Btu/h.ft.°F
Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate 12 W/m2. °C 2.1 Btu/h.ft2.°F
Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate 75 W/m. °C 13.2 Btu/h.ft.°F
In a pool or container 2,500-35,000 W/m2. °C
400-600 Btu/h.ft2.°F
Vertical surfaces 4,000-11,300W/m2. °C 700-2,000 Btu/h.ft2.°F
24
Convection heat transfer untuk bidang datar
Flow
qTw
T∞
wall
Transfer panas pada dinding mendekati nol.
)( TThAq w
25
Contoh : Udara pada 20 ºC dihembuskan pada bidang datar ukuran 50 x 75 cm dan suhu
dipertahankan 250 ºC. Koefisien heat-transfer coefficient adalah 25 W/m2.ºC. Calculate the heat
transfer.
Jawab :
Laju transfer panasToo = 20 ºC
Tw = 250 ºC
Air
h = 25 w/m2.ºC
)( TThAq w
top related