Nghiên cứu xác định chế độ công nghệ của quá trình sấy hồng ngoại đối với sản phẩm mít

của (Z1opt, Z2opt, Z2opt) như sau: Nhiệt độ môi trường sấy: Z1opt = 63,430C; Thời gian sấy: Z2opt = 7,13h; Cường độ bức xạ hồng ngoại: Z3opt = 6,40kW/m2 Vì lý do này, thông qua việc tính toán từ mô hình thực nghiệm từ phương trình (10) đến (12), thông số kỹ thuật của quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít thỏa mãn tiêu chí tổ hợp tối ưu S được xác định như: nhiệt độ của buồng sấy Z1opt = 63.43oC, thời gian của quá trình sấy Z2opt =7.13h, cường độ bức xạ hồng ngoại của quá trình sấy Z3opt = 6.40 kW/m2. Tương ứng với mức tiêu thụ năng lượng 1 kg sản phẩm là y1PS = 3.46 kWh/kg; độ ẩm của sản phẩm sấy là y2PS = 5.13% (< 10.0%); sự hao hụt hàm lượng carbonhydrate là y3PS =7.72%. So với kết quả thực nghiệm từ bảng 5, những kết quả trên là phù hợp và đáp ứng được các mục tiêu của bài toán. 3.4. Thực nghiệm để kiểm tra gốc Pareto của bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu Thực hiện quá trình sấy bức xạ hồng ngoại của sản phẩm mít tại gốc Pareto tối ưu: nhiệt độ của buồng sấy Z1opt = 63,43oC, thời gian sấy Z2opt = 7.13h, cường độ bức xạ hồng ngoại trong quá trình sấy Z3opt = 6.40kW/m2. Kết quả thực nghiệm được xác định là: năng lượng tiêu thụ của 1 kg sản phẩm cuối cùng là y1 = 3.43kWh/kg; độ ẩm của sản phẩm mít sau khi sấy là y2= 5,13%; độ tổn thất hàm lượng carbohydrate là y3= 7,72 %. Do đó, điều rất đáng chú ý là các kết quả từ các bài toán tối ưu hóa của quá trình sấy có kết quả gần đúng với kết quả thực nghiệm. Khi thời gian của quá trình làm khô được cố định: x2 = 0.12 tương ứng Z2 = 7.13h, các mối quan hệ giữa y1, y2, y3, với 2 biến x1, x3 được biểu diễn hình học trong không gian 3D và 2D (Hình 4, 5, 6, 7, 8, 9). Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh -108- Hình 4. Mối quan hệ giữa y1 và x1, x3 trong 3D Hình 5. Mối quan hệ giữa y1 và x3 trong 2D Hình 6. Mối quan hệ giữa y2 và x1, x3 trong 3D Hình7. Mối quan hệ giữa y2 và x3 trong 2D Hình 8. Mối quan hệ giữa y3 và x1, x3 trong 3D Hình 9. Mối quan hệ giữa y3 và x3 trong 2D Tất cả các hình trên là các hàm mục tiêu hoàn toàn phù hợp với các kết quả thực nghiệm. Do đó, chứng tỏ mối quan hệ giữa các hàm mục tiêu với các hệ số tác động được mô tả rất tốt cho quá trình sấy bức xạ hồng ngoại của sản phẩm mít. 3.5. Xác định các thông số công nghệ tối ưu ảnh hưởng đến quá trình bảo quản sản phẩm mít Từ kết quả trên, cho phép thiết lập chế độ công nghệ trong quá trình sấy lạnh sản phẩm cà rốt ở Bảng 8 như sau: Bảng 8. Các thông số công nghệ của quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít Thông số công nghệ Ký hiệu và đơn vị tính Giá trị Nhiệt độ môi trường sấy bức xạ Z1 (0C) 63,43 Thời gian của quá trình sấy bằng bức xạ hồng ngoại Z2 (h) 7,13 Cường độ bức xạ hồng ngoại tính trên một đơn vị diện tích Z3 (kW/m2) 6,40 Chi phí năng lượng cho 1kg sản phẩm mít sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại y1, (kWh/kg) 3,43 Độ ẩm của sản phẩm mít sau khi sấy khô y2, (%) 5,13 Độ tổn thất hàm lượng carbohydrate của sản phẩm mít sau khi sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại y3 (%) 7,72 Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh -109- Qua bảng 8 cho thấy quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít được thực hiện ở chế độ công nghệ tối ưu thì sản phẩm mít sau khi sấy đạt chất lượng rất tốt (Hình 10 & 11). Quy trình công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít đã tìm hiểu ở trên, hoàn toàn có thể áp dụng để bảo quản sản phẩm mít nhằm kéo dài thời gian sử dụng và xuất khẩu. Hình 10. Sản phẩm mít ở dạng múi và dạng sợi sau khi sấy HN KẾT LUẬN Các mô hình toán học (10) đến (12) được thiết lập từ các thí nghiệm đã mô tả khá tốt mối quan hệ giữa nhiệt độ buồng sấy; thời gian của quá trình sấy; cường độ bức xạ hồng ngoại trong quá trình sấy sản phẩm mít với mức tiêu hao năng lượng của 1 kg mít thành phẩm; độ ẩm cuối của sản phẩm mít và sự hao hụt carbonhydrate của sản phẩm mít. Hệ phương trình (14) là các bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu của quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít. Mô hình toán học này được sử dụng phù hợp để tính toán và thiết lập chế độ công nghệ của quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít. Giải quyết các bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu (14) xác định chế độ công nghệ của quá trình sấy bức xạ hồng ngoại sản phẩm mít. Các kết quả đã được trình bày trong bảng 8. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Haugvalstad, G.H., D. Skipnes and M. Sivertsvik, 2005. Food free from preservative. J. Food Eng., 30: 124-142. [2]. Heldman, D.R. and D.B. Lund, 1992. Handbook of Food Engineering. Marcel Dekker, Basel, New York, Hong Kong, pp: 3550. Holman, J., 1986. Heat Transfer. 1st Edn., McGraw Hill, New York. [3]. Hossain, A.K.M.A. and N. Haq, 2006. Jackfruit: Artocarpus Heterophyllus. Southampton Centre for Underutilised Crops, Southampton, UK, pp: 129. Luc, N.T., L.H. Du and N.T. Dzung, 2013. Optimization of the smoking process of pangasius fish fillet to increase the product quality. Adv. J. Food Sci. Technol. [4]. Obidul Huq, A.K., M.J. Alam, U.K. Prodhan and N. Rahman, 2013. Development of fiber and protein enriched biscuits by utilizing jackfruit seed flour: A preliminary study on sensory evaluation and chemical composition. Res. Rev. J. Food Sci. Technol. [5]. Ong, B.T., S.A.H. Nazimah, C.P. Tan, H. Mirhosseini, A. Osman, D. Mat Hashim and G. Rusul, 2008. Analysis of volatile compounds in five jack fruit (Artocarpus heterophyllus L.) cultivars using solidphase microextraction (SPME) and gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry (GC-TOFMS). J. Food Compos. Anal. [6]. Swami, S.B., N.J. Thakor, P.M. Haldankar and S.B. Kalse, 2012. Jackfruit and its many functional components as related to human health: A review. Compr. Rev. Food Sci. F., 11(6): 565-576 [7] Nguyen Tan Dzung, Optimization the infrared radiation drying process of jackfruit product to determine the optimal technological mode. Jokull Journal (Iceland), Vol 65, No. 10; Oct 2015, pp 38-50. [8]. Nguyễn Tấn Dũng, Lê Xuân Hải, Trịnh Văn Dũng, Tối ưu hóa đa mục tiêu với chuẩn tối ưu tổ hợp S ứng dụng xác lập chế độ công nghệ sấy thăng hoa cho thủy sản nhóm giáp xác đại diện là Tômsú, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 13, số K3- 2010. [9]. Dzung N.T, (2012a). Optimization the Freezing Process of Penaeus Monodon Determine Technological Mode of Freezing for Using in the Freeze Drying, Canadian Journal on Chemical Engineering & Technology, Vol.3, No.3, April 2012, ISSN: 1923-1652, p.45-53. [10]. Dzung N.T et al., (2012b). Optimization The Freeze Drying Process of Penaeus Monodon to Determine the Technological Mode, International Journal of Chemical Engineering and Application, Vol.3, No.3, June 2012, p.187-194. [11]. Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng, Trần Đức Ba, Nghiên cứu thiết lập mô hình toán truyền nhiệt tách ẩm trong điều kiện sấy thăng hoa, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ ĐHQG Tp.HCM, Tập Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh -110- 11, số 09 – 2009. [12]. Ludger O. Figura, Arthur A. Teixeira., Food Physics: Physical properties Measurement and Application, Germany June, 2007. [13]. Nguyen Tan Dzung et al., (2014). Optimization the freezing process of Royal jelly for using in the freeze drying. Wulfenia Journal (Austria), Vol 21, No. 1; Jan 2014, P.303-313. [14]. Nguyễn Tấn Dũng. Tối ưu hóa đa mục tiêu ứng dụng xác định chế độ công nghệ sấy thăng hoa tôm thẻ, Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ thủy sản, 2010. [15]. Nguyễn Thanh Hải và Cộng sự.,). Một phương pháp ra quyết định tập thể dựa trên phân loại dữ liệu mờ: GDM – FC, Tạp chí Khoa học & Công nghệ, 2006. [16]. David Harvey, Modern Analytical Chemistry, Depauw University, United States of America, 2000. [17]. Douglas A. S, Donald M. W, Holler F. J. Analytical Chemistry, Saunders College Publishing, United States of America, 1994. [18]. Figura LO, et al., Food Physics: Physical properties Measurement and Application, Germany, 2007. http:// mechmath.org/books /82246 [19]. Millman M.J, Liapis A.I, Marchello J.M., Method for determining specific heat capacity of the solid material, Int. J. Heat and Mass transfer, 1988. [20]. Murray R. Spiegel., Các công thức và các bảng toán học cao cấp (người dịch: Ngô Ánh Tuyết), NXB Giáo dục, 1997. [21]. Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Việt Anh.,. Lập trình Matlab, NXB KHKT, Hà Nội, 2004. [22]. Nguyễn Tiến, Tự học Lập trình Visual Basic 6.0, NXB Thống Kê, 476 Tr, 2002. [23]. Akhnadarova X.L, Kapharop V.V., Tối ưu hóa thực nghiệm trong hóa học và kỹ thuật hóa học (Người dịch: Nguyễn Cảnh – Nguyễn Đình Soa), NXB ĐHBK Tp.HCM, 1994. [24]. Nguyễn Cảnh, Quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa thực nghiệm, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2004. [25]. Lê Thái Thanh., Giáo trình phương pháp tính, NXB Giáo Dục, 2006. [26]. Bùi Minh Trí., Xác suất thống kê và qui hoạch thực nghiệm, NXB KHKT, Hà Nội, 2003.