shelf life calculation

37
กกก กก กก . กก กก .

Upload: preawc-sritoomma

Post on 01-Apr-2015

368 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก�����ก������ �� ����

���������ก���ก�� ��������ก���ก�� ���.���������ก���ก�� ��������ก���ก�� ���.

Page 2: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก����������������ก���������� ������ก �!��"�#$��%&�����'�����(� ก���)��*�������ก��ก�+"�#$��%&������� �!����,�����,� ( ��� ��-.'�'��/���,0� �12��'��/��� �)���3-�4��ก��������� ก5����4��ก�����+����+-�'��

�# ��� '�����+12����6�+7�ก�(� "�#$��%&������� �� �!����,���-�' ������# ��� '�����+12����6�+7�ก�(� "�#$��%&������� �� �!����,���-�' �������6���� (-��� ��,�(�"/'+�#9$�:�������+) �������-612��)���3 .��

•�,)��'� ( ����$� ���������<�����/3���:*��#� 0� •���=�� ���6 �������<�� �����+�#6'���*��ก��+������=�� � ��(�ก�# ������(� (0� �ก#6��กก�� Oxidation ��� :����)• �,)����9�>?� (+#*�, 6�#,�) �������<�� ก���/3�����������9�>?�:1 �( ����ก����$/�#���*���ก��ก�+��ก�� ��(����*���ก����6�)������ 12�'�

Page 3: Shelf life calculation

����������ก�� ก��

• ก���# ������� ก�+:*'��ก��1�� ��71�����$� ��<����6�� "�#$��%&���$�*��� :��'��ก�� �( ����ก��ก��1�� ��71���� �)�-�'�����ก#6ก���( �����– ก��1�� ��71�����ก��$� .�� ก#6�� 1�� ���� 7�ก.�,�ก��1�� ��71�����ก��$� .�� ก#6�� 1�� ���� 7�ก.�,�– ก��1�� ��71�������� .�� ก��:@96�:�0�� ก����ก0#6.�� ก��ก#6��

�,)���– ก��1�� ��71��������#�����& .�� ก��ก#6ก�# ��� "#61ก#– ก��1�� ��71������������������� .�� ก���/3���:*��#�0� ก��

1�� ��71�����91���– ก��1�� ��71�������ก������1��������"�� .��ก��1�� ��71���(,�

���"�� ก���/3���ก�# ��� 12�'�

Page 4: Shelf life calculation

����������ก�� ก��

• ����ก��ก�+����#���*�� “ 12�.�*�*���� "�#$��%&�����<ก�+:*'-��$�*��� ��+� ก����� ������������$� :��12��� �����+���"/'+�#9$���(�:����������

���$� :��12��� �����+���"/'+�#9$���(�:����������ก��+�#9$�”

���ก*�� �������,���6����ก��ก�+

Page 5: Shelf life calculation

ก����������� !" �ก��#�$ ������ก�� ก��• ��ก*#���'�������<��+�:6'*�� 1A������(�1B#ก#�#��-6�� ��"�������ก��ก�+

���"�#$��%& 0� ����12�1A����������#�����& ��� ��(�ก��$� ��,���/�ก�+"�#$��%&��,� C ก��+*�ก��71��/1 $�.��+������ -.' �*���,��$�*�ก��ก�+��ก��

• ก��1���#����$� ���1��������"�� .��ก��*�6���$� .#�1�#���• ก��*�6���ก��$� .��ก��*�6�����ก����(,����"��6'*���( �� Texture • ก��*�6���ก��$� .��ก��*�6�����ก����(,����"��6'*���( �� Texture

Analysis 12�'�• ก��*�6������ .��ก��*�6���1��&��ก:06& ก��*�6���ก�6:�����#��� ก��*�6

1�#���:*��#�0��� ��(���/�-�"�#$��%& 12�'�• ก��*�6������#�����&• ก��*�6��� *��&��&7��#*#�,

Page 6: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก�����

• -�ก���)��*�����ก��ก�+"�#$��%&����� ��ก �!��"�#$��%&�)�12�'�����+<������ก��ก#61B#ก�#���� ��+�ก���( ������� ��"�������ก��ก�+����� ��ก��,����*�6���������,-�.#�1�#��� ( �-.'-�ก���)��*���:1

• ���ก�������ก��ก#61B#ก#�#���� ���� ��,*�� Rate of Constant ��(���� • ���ก�������ก��ก#61B#ก#�#���� ���� ��,*�� Rate of Constant ��(���� K Value ��,��� 96��/17++�����ก���������1B#ก#�#�����6�+��� C �� ������6�+ �(� 15#ก#�#�����6�+�/��& (n=o) 15#ก#�#�����6�+��� � (n=1) 15#ก#�#�����6�+��� (n=2)

• ��ก���� -.'�#��-�ก���)��*�������ก��ก�+ �(� Arrhenius equation 0� �12���ก���� -.'�)��*�������*�� ���� ���15#ก�#��ก���( �������������

Page 7: Shelf life calculation

Power law

Page 8: Shelf life calculation

%�ก�������#&�ก��������ก��ก#61B#ก#�#��:����,�ก�+�*���'��'��������,�'���

����ก��ก#61B#ก#�#��:����,�ก�+�*���'��'��������,�'���

����ก��ก#61B#ก#�#����,���/�ก�+����,�'��กก)������� �

ก�+�*���'��'��������,�'�������,�'��กก)������� �

����ก��ก��1B#ก#�#����,���/�ก�+����,�'��กก)�������

Page 9: Shelf life calculation

%�ก��������#&�ก�������������� (�����: �������,2551

Page 10: Shelf life calculation

ก��)*%��#&�ก����������+,��� �����: �������,2551

Page 11: Shelf life calculation

ก��)*%��#&�ก�����������-�� �����: �������,2551

Page 12: Shelf life calculation

#���� ����#&�ก���������+,���*�$������-�� �����: #�$���,2552

Page 13: Shelf life calculation

Arrhenius equation

• ��������12�1A�����)���3�� ���-�'ก#61B#ก�#���( �������*�# ���,� 6����,������<�)���1����ก&-.'12��$�*���� ( �-.'-�ก��1���#�����ก��ก�+���"�#$��%&�����:6'

• Arrhenius equation :6'����ก��ก*#�������&�(� Arrhenius 0� �:6'�)�ก��:@96�:�0#�0/9��� 0� � +*��12�1B#ก#�#�����6�+��� � 7���( ��)�

:6'����ก��ก*#�������&�(� 0� �:6'�)�ก��:@96�:�0#�0/9��� 0� � +*��12�1B#ก#�#�����6�+��� � 7���( ��)�ก��*�6������� ������� (rate of constant ��(���� K Value) �� ����$/�#�� ����$/�#��� C �)��*���� � 7�'*�)���� K �� :6'������,

��>��12�ก��>���*��� ln K ก�+ ��*�ก��+�������$/�#���+�/�& (1/T) 0� ������*�12� �����*#� ��:6'ก��>12��'���7�������<��'����ก�� ( ���#+��ก��>�'�����,:6' ���ก*�� Arrhenius equation

Page 14: Shelf life calculation

Arrhenius equationK = Ae-Ea/RT ��(� K= A exp (-Ea/RT)

In K = In A- ln(exp) Ea/RT

�( � A = K0

In K = - Ea/RT +InK0

Take ln ��,�����'��

�( � A = K0

���+ก�+��ก���'��� Y = aX + b >��ก��> 7ก� Y = In K 7ก� X = 1/T

�( � K = ������� ������ ����$/�# T -6 CK0 = A = ������� ��ก�� ���&����� = ������� �)����+1B#ก#�#����� � CEa= ������ก���'����1B#ก�#����� � C (J/mol)

R = ������� ���7กD� = 8.31 J/mol.K

T= ����$/�#���+�/�& (K)

Page 15: Shelf life calculation

ก��)��%�ก�� Arrhenius equation

�����: �������,2551

In K = - Ea/RT +InK0

Page 16: Shelf life calculation

��.���ก������ก�� ก��ก��� ���������������������

����������� ����������� ���������!"#���!" ���#���$������

(����$'�ก����!(�)��*�+�"��� :Kinetic reaction)

���"���������( ก����"��-����� (ก����* !.� ������� �� $��"��"����")

��)-��ก��+/ก0�����ก��!ก1�

������ก��!ก1�

!�#�������������ก"�����

����������ก��!ก1����$

Page 17: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก�����

• �)��'��/��� :6'����'��ก��>���*�������*��ก��ก�+(7ก� X) 7���# ��)���3�� +��.�,����ก��ก�+:6'�� ��(���/�-�"�#$��%&����� (.�� 1�#��� Vit C ��(������ L* a* b* ��(���7��ก�������+���"/'+�#9$�) ( �6/*�� 12�15#ก�#���)�6�+�� ���-6 (0,1,2) 6����,���:6'ก��> ���ก��>

• ��กก��>�� :6'�)��*������ R ก����)"�) ( �6/*��ก���( ���������������12�• ��กก��>�� :6'�)��*������ R ก����)"�) ( �6/*��ก���( ���������������12�12�15#ก�#���)�6�+�� ���-6 (0,1,2) 96��(�ก��ก��� R ก����)"�) � �!2 ��ก� 1 ��ก� �"��

• ����$!� ��ก��"�ก��"������$3�ก������������)ก��� !*#��.�������.� K ��ก�� (���� ��ก.���(��2�)ก��4 ��#�"��$��"��5��� ����-$� X ��ก��6�-��.�!�#�� Y !��ก��"��� ��� ��� ���7�.��)�������� ���ก1��"����8.�������.� X ��#���� �� �.#�!���(t)��ก��!ก1���ก0�2�)�����������

Page 18: Shelf life calculation

/0���

!���(���) 10 20 30 40 50 60 70

�*���'��'���� ascorbic

21 19 16 14 12 10 8

-�ก���6���������ก��ก�+����������#�*#��#��� ��1�#���*#��#�0� �# �'� 23 mg/cc 96�ก�+��ก���� ����$/�# 50����0�0��� 6����,

�*���'��'���� ascorbic acid(mg/cc)

-�'�����6�+���1B#ก#�#��ก���( �����*#��#�0���,7��������ก��ก�+�( �:����:*��#�0���(���/��� �+ 110 *��

Page 19: Shelf life calculation

• �)��+ ��ก��ก���� 7�6��)�6�+���1B#ก�#����,�����)�6�+ -�' �D�ก��>��,�����)�6�+6/ 7�'*6/��� R �กก)������� *��15#ก�#���)�6�+-6�������ก�� ��6 96�1�� ���'��/���ก9���&-�'��/�-��/1�����ก���)�6�+1B#ก�#��6����,

• 1B#ก�#���)�6�+�/��& (n=0) Ca – Ca0 = -kt

Ca = -kt + Cao

• 1B#ก�#���)�6�+��� � (n=1) -ln (Ca/Cao) = kt

• 1B#ก�#���)�6�+��� (n=2) 1/Ca - 1/Cao = kt

1/Ca = kt+ 1/Cao

Page 20: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก��

time(day) Ca -ln(Ca/Ca0) (1/Ca)-(1/Ca0)

0 23 0 010 21 0.090971778 0.00414078720 19 0.191055237 0.00915331830 16 0.362905494 0.01902173920 19 0.191055237 0.00915331830 16 0.362905494 0.01902173940 14 0.496436886 0.02795031150 12 0.650587566 0.03985507260 10 0.832909123 0.05652173970 8 1.056052674 0.081521739

Page 21: Shelf life calculation

15

20

25

Ca

Ca

ก��4-"�)$3�ก�����������+����

y = -0.2179x + 23

R² = 0.9973

0

5

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Ca

Linear (Ca)

t

Page 22: Shelf life calculation

y = 0.0137x

R² = 0.9743

0.6

0.8

1

1.2

-ln(Ca/Ca0)

-LN(Ca/Ca0)

ก��4-"�)$3�ก������������� �)

0

0.2

0.4

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Linear (-LN(Ca/Ca0))

t

Page 23: Shelf life calculation

y = 0.0009x

R² = 0.8935

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

(1/Ca)-(1/Ca0)

(1/Ca)-(1/Ca0)

Linear ((1/Ca)-(1/Ca0))

ก��4-"�)$3�ก�����������"�)

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Linear ((1/Ca)-(1/Ca0))

t

Page 24: Shelf life calculation

��0�กก��)��.�%��

• ��กก��> +*�� �)����+1B#ก�#���)�6�+�/��& (n=0) 0� �12�ก��>�� 7�6��*����� ���&���*���1�#���:*��#�0� (Ca) ก�+����*��-�ก��ก�+��ก�� +*��12��'���7������� R ก)���������ก�� ��6�( ����+ก�+����)�6�+1B#ก�#���� ��(� (n=1) (n=2) ��,��(�����ก��ก#615#ก�#��ก���/3���:*��#�0�:��:6'��,���/�ก�+�*���'��'��# �'����:*��#�0��� ����/�-��������#� 7��������,��������� ��,���/�ก�+�*���'��'��# �'����:*��#�0��� ����/�-��������#� 7��������,���������

• 6����,�ก��>ก���/3���*#��#�0�12��'��� 7������� K = 0.21 mg/cc per day (����ก���/3���:*��#�0��#612� 0.21 mg/cc ��*�� �( �ก�+��ก��:*'�� ����$/�# 50 ����0�0���

• 6����,�7����� Ca=0 ��-���ก�� Ca = -0.21t+23 ��:6'��� t =109.5 = 110 *��

Page 25: Shelf life calculation

ก&��������� ก�

• http://www.sci.nu.ac.th/chemistry/elearning/

E%20Learning/Chapters/Kinetics/Integrated%

20Rate%20Laws.htm

Page 26: Shelf life calculation

ก������������ก�� ก����� �%��1 ���

• '���6���ก�+�����:*'�� ���� C ����$/�# ��(����� C �*��6�� ��(����� C �*���'����7�� (.�� 28, 37, 45 ����0�0��� ��ก��,�ก�+�'��/� (��� Y .��1�#��� Vit. C �� ��(���/�)�� ����*��ก��ก�+��ก����� C .�� ��16��&�� 0 ,1,2,3,4,5,6,7)

Table1. Degradation of

ก��ก�+��ก����� C .�� ��16��&�� • 6/�*������'��/�����ก��ก�+-� Table1. Degradation of

Vit. C in citrus juice concentrates during storage

• ������&����)��*�������� Orange -�'6/ -�'��ก��ก������)��*�������� Lemon

Page 27: Shelf life calculation

Degeadration of Vit.C (mg/100g.) in Orange

juice concentrate during storageRef: Burdurlu HS et al., 2006

Temp.

(C)0 week

1 2 3 4 5 6 7 8

28 232.9 242.1 226.4 218.5 214.0 210.0 207.0 189.9 194.928

37 232.9 208.0 196.6 138.9 121.5 106.2 91.3 69.0 52.4

45 232.9 198.8 153.4 95.2 72.9 56.3 39.3 38.4 39.3

Page 28: Shelf life calculation

�"����� #2������#&�ก�������� ��� �/��ก��)��ก��)*�"��,��� R ก�����%�

y = -5.9317x + 238.8

R² = 0.9096

150

200

250

300

n=0 at 28C

n=0 at 37 C

n=0 at 45C

Ca

y = -23.038x + 227.35

R² = 0.9702

y = -25.378x + 204.46

R² = 0.87770

50

100

150

0 2 4 6 8 10

n=0 at 45C

Linear (n=0 at 28C)

Linear (n=0 at 37 C)

Linear (n=0 at 45C)

t (weeks)

Page 29: Shelf life calculation

1. ���� #2������#&�ก�������� ��� �/��ก��)��ก��)*�"��,��� R ก�����%�

y = 0.1696x

R² = 0.9701

y = 0.2596x

R² = 0.9508

1.5

2

2.5

-Ln Ca/Cao

y = 0.0227x

R² = 0.8688

R² = 0.9701

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

n=1 at 28 C

n=1 at 37 C

n=1 at 45C

Linear (n=1 at 28 C)

Linear (n=1 at 37 C)

Linear (n=1 at 45C)

t(Weeks)

Page 30: Shelf life calculation

1. ���� #2������#&�ก�������� ��� �/��ก��)��ก��)*�"��,��� R ก�����%�

y = 0.0028x

R² = 0.9255

0.015

0.02

0.025

n=2 at 28 C

1/Ca - 1/Cao

y = 0.0001x

R² = 0.8643

y = 0.0014x

R² = 0.8516

-0.005

0

0.005

0.01

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

n=2 at 37 C

n=2 at 45 C

Linear (n=2 at 28 C)

Linear (n=2 at 37 C)

Linear (n=2 at 45 C)

t(weeks)

Page 31: Shelf life calculation

R ก�����%���#&�ก����������-�������%��%��0-� �3ก�������

96�������*��.�������,��������$/�#�� �����*������ ln K ก�+ 1/T(71����ก����0�0���12�������*#�7�'*(96�ก��+*ก # �:1��ก 273 ���*�) :6'6��ก��>��:1��,

-0.5

0

0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

"�ก�� Arrhenious

y = -13942x + 42.743

R² = 0.9072

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

ln k

Linear ( ln k)

Linear ( ln k)

lnK

Page 32: Shelf life calculation

Arrhenius plot

Page 33: Shelf life calculation

*#��0�ก��� ln K " #2� lnѲs (���ก�� ก��) *�"������1�5�ก�� 1/T (�+� �����)

���� lnѲs :6''���� Ѳs ก��� 96�ก)���6��6��6����ก��ก�+�( �1�#���Vit. C �6����(� 1 mg/100 g ��:17�����-� –lnCa/Cao =kt

-ln 1/232.9 = 0.0227 (t) �� 28 C-ln 1/232.9 = 0.0227 (t) �� 28 C

(t) �� 28 C = Ѳs �� 28C = 240 weeks

-ln 1/232.9 = 0.1696 (t) �� 37 C

(t) �� 37 C = Ѳs �� 37C = 32 weeks

-ln 1/232.9 = 0.2596 (t) �� 45 C

(t) �� 45 C = Ѳs �� 45C = 20 weeks

Page 34: Shelf life calculation

1. ���� #2������#&�ก�������� ��� �/��ก��)��ก��)*�"��,��� R ก�����%�

y = 0.1696x

R² = 0.9701

y = 0.2596x

R² = 0.9508

1.5

2

2.5

-Ln Ca/Cao

y = 0.0227x

R² = 0.8688

R² = 0.9701

-0.5

0

0.5

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

n=1 at 28 C

n=1 at 37 C

n=1 at 45C

Linear (n=1 at 28 C)

Linear (n=1 at 37 C)

Linear (n=1 at 45C)

t (Weeks)

Page 35: Shelf life calculation

1��ก��)�$���� ln Ѳs ก�� 1/T (�+� �����)

4

5

6 .����� shelf lifeln Ѳs

slope=Ea/R

y = 14206x - 41.917

R² = 0.9155

0

1

2

3

0.00312 0.00314 0.00316 0.00318 0.0032 0.00322 0.00324 0.00326 0.00328 0.0033 0.00332 0.00334

lnQs

Linear (lnQs)

Linear (lnQs)

1/T(��*#�)

ln Ѳs = (Ea/R)(1/T(K) + ln Ѳs(0)Ѳs= EXP �กก)���� (Ea/R)(1/T(K) + ln Ѳs(0)

Page 36: Shelf life calculation

0�ก%�ก�����6�"%����7���������ก�� ก�� �3����,�� �ก�� ก�� #�����6#6�"�����.

• y = 14206x - 41.917

• ln Ѳs = 14206 (1/ C+273) -41.917• Ѳs = EXP �กก)���� 14206 (1/ C+273) -41.917

• �( �'��ก�����+����ก��ก�+�( �����$/�#-�ก��ก�+��ก��12� 20 ����0�0��� 7�������-���ก��7�������-���ก��

• Ѳs = EXP �กก)���� 14206 (1/ (20+273) -41.917

• Ѳs = 711 weeks �( �ก�+�� 20 ����0�0���12�*�� 711 ��16��&���)�-�'1�#��� Vit. C �6������(� 1 mg/100 g ��,��(�����ก��ก�+���"�#$��%&�,)��'�.�#6��,�( �ก�+��ก���� 20 ����0�0����(� 711 ��16��&

• Ѳs

Page 37: Shelf life calculation

�����/0������ ( �$�$