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24-3온도에 따라 성분의 농도가 감소하는 속도가 달라져 품질유지기한이… | 2024년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

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24-3

온도에 따라 성분의 농도가 감소하는 속도가 달라져 품질유지기한이 변하는 식품이 있다. 이 성분이 파괴되는 데 필요한 활성화에너지는 Ea=3,332 cal/molE_a = 3{,}332\ \mathrm{cal/mol} 이고, 21 ℃에서의 반응속도상수는 k=0.00157 day−1k = 0.00157\ \mathrm{day^{-1}} 이다. 25 ℃에서의 품질유지기한을 구하시오. (단, R=1.987 cal/mol⋅KR = 1.987\ \mathrm{cal/mol} \cdot \mathrm{K} 이고, 성분의 농도가 처음의 75 %로 줄어드는 시점까지를 품질유지기한으로 보며, 결과는 버림하여 정수로 나타낸다.)

해설

169일


[해설]

아레니우스 식으로 25 ℃의 속도상수를 구한 뒤, 1차 반응 식으로 농도가 75 %가 되는 시간을 계산한다.

ln⁡k2k1=−EaR(1T2−1T1)\ln \dfrac{k_2}{k_1} = -\dfrac{E_a}{R}\left(\dfrac{1}{T_2} - \dfrac{1}{T_1}\right)
ln⁡k20.00157=−3,3321.987(1298.15−1294.15)=0.07648\ln \dfrac{k_2}{0.00157} = -\dfrac{3{,}332}{1.987}\left(\dfrac{1}{298.15} - \dfrac{1}{294.15}\right) = 0.07648
k2=0.00157×e0.07648=1.6948×10−3 day−1k_2 = 0.00157 \times e^{0.07648} = 1.6948 \times 10^{-3}\ \mathrm{day^{-1}}

t=−ln⁡0.75k2=0.287681.6948×10−3=169.7 dayt = \dfrac{-\ln 0.75}{k_2} = \dfrac{0.28768}{1.6948 \times 10^{-3}} = 169.7\ \mathrm{day}
버림하면 169일

혼동 주의: k2를 1.69 × 10-3으로 미리 잘라 쓰면 170일이 나오므로 중간값은 끝까지 유지한다.

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