Đang tải... (xem toàn văn)
MẪU 14KHCN 83 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4 1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 4 1 1 Vật liệu Cá tra nguyên liệu được mua từ chợ Gò Vấp, thành phố Hồ Chí Minh, sau khi xử lý nguyên liệu được lưu trữ ở nhiệt độ 12°C trong tủ lạnh trước khi cấp đông không quá 1 giờ Kích thước trung bình của cá tra fillet được chọn trong nghiên cứu này là 210x80x15mm (chiều dài x chiều rộng x độ dày) và trọng lượng trung bình là 25010 g (theo kết quả đo trung bình ở 4 mẫu ngẫu nhiên, được trình bày.
Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 4.1.1 Vật liệu Cá tra nguyên liệu mua từ chợ Gò Vấp, thành phố Hồ Chí Minh, sau xử lý nguyên liệu lưu trữ nhiệt độ 12°C tủ lạnh trước cấp đơng khơng q Kích thước trung bình cá tra fillet chọn nghiên cứu 210x80x15mm (chiều dài x chiều rộng x độ dày) trọng lượng trung bình 25010 g (theo kết đo trung bình mẫu ngẫu nhiên, trình bày phụ lục) Nhiệt độ ban đầu cá tra fillet 12°C nhiệt độ cuối để kết thúc q trình cấp đơng -18°C (nhiệt độ tâm) Hình 4.1 Mẫu cá tra fillet nghiên cứu 4.1.2 Phương tiện Các thực nghiệm tiến hành mơ hình cấp đơng gió, đặt phịng X6.7, khoa cơng nghệ Nhiệt Lạnh, trường đại học công nghiệp Tp HCM Các thông số kỹ thuật cung cấp bảng Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật mơ hình cấp đơng gió Thể tích buồng Năng suất cấp đơng Kích thước thực Kích thước phủ bì Điện áp hoạt động Cơng suất tiêu thụ điện 288 lít kg/mẻ 800 x 600 x 600 (mm, dài x rộng x cao) 1200 x 1000 x 1000 (mm, dài x rộng x cao) 380V – 3P – 50Hz Máy nén hạ áp Máy nén cao áp Quạt dàn lạnh Quạt dàn nóng 1/2 Hp Hp 100 W 100 W Thông số hoạt động Nhiệt độ buồng cấp đơng -25 -40C Vận tốc khơng khí buồng m/s cấp đông Mật độ từ thông dao động: 20 100 Gauss tĩnh: 400 800 Gauss 83 Hình 4.2 Mơ hình cấp đơng gió có hỗ trợ từ trường Bộ phát từ trường biến thiên chế tạo trình bày chương Bộ ghi liệu nhiệt độ kênh (VersaLog TC, Canada) cảm biến nhiệt loại cặp nhiệt điện (cặp nhiệt điện loại J, MicroDAQ, USA) sử dụng để thu thập nhiệt độ cá tra fillet trình cấp đông Thiết bị đo vận tốc nhiệt độ (loại hot wire, Extech SDL350, USA) sử dụng để đo nhiệt độ vận tốc khơng khí buồng cấp đông Từ trường đo cách sử dụng máy đo từ trường (Tenmars TM-197) Công tơ điện pha EMIC (Việt Nam) sử dụng để xác định tiêu thụ điện q trình cấp đơng Bảng 4.2 Tổng hợp dụng cụ đo phục vụ thí nghiệm STT Tên thiết bị đo Mã hiệu/xuất xứ Bộ ghi liệu nhiệt độ VersaLog TC/ kênh với cặp nhiệt điện loại J Canada Thiết bị đo vận tốc gió Extech SDL350/ Đài Loan Máy đo từ trường Tenmars TM197/ Đài Loan Công tơ điện pha EMIC/Việt Nam Thơng số Khoảng đo/độ đo xác Nhiệt độ -200C 760C Sai số 0,2% Vận tốc 0,2m/s 25m/s Sai số 0,01m/s Mật độ từ thông Điện tiêu thụ 30000 Gauss Sai số 0,1Gauss 99999 kWh Sai số 0,1kWh Hình 4.3 Các thiết bị đo phục vụ thí nghiệm 84 4.1.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm a Quy trình tiến hành thực nghiệm Các thí nghiệm nhằm xác định thời gian cấp đông cá tra fillet thực tế so sánh thời gian cấp đơng có khơng có hỗ trợ từ trường thực theo quy trình sau: Hình 4.4 Qui trình tiến hành thực nghiệm 85 Hình 4.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm Cá tra fillet cấp đông từ 12°C đến -18°C (nhiệt độ tâm) theo ba phương pháp khác nhau: cấp đơng gió thơng thường (ABF), cấp đơng gió có hỗ trợ từ trường dao động (OMF) cấp đơng gió có hỗ trợ từ trường tĩnh (SMF) Các thí nghiệm thiết lập để đánh giá tác động OMF đường cong cấp đông tổng thời gian cấp đông (Bảng 4.2) Bảy cặp nhiệt điện gắn tâm cá tra fillet để theo dõi ghi lại liệu nhiệt độ q trình cấp đơng (Hình 4.4) Tốc độ lấy mẫu giây liệu ghi lại tự động phần mềm ghi liệu SiteView (Microedge Instrument, Canada) Phần mềm Matlab (R2016a) SPSS sử dụng để xử lý liệu vẽ đồ thị Bảng 4.3 Các thông số thực nghiệm STT Thông số Miền thực nghiệm Nhiệt độ khơng khí (°C) -30; -35; -40 Vận tốc khơng khí (m.s-1) Mật độ từ thơng dao động trung bình (Gauss) 40; 56; 80; 74 Mật độ từ thơng tĩnh trung bình (Gauss) 431; 453; 499; 528 40 40 50 50 40 Hình 4.6 Mơ tả vị trí lắp đặt cảm biến tâm miếng cá tra fillet 86 Hình 4.7 Vị trí đo từ trường thí nghiệm Để so sánh với kết tính tốn lý thuyết, thí nghiệm thực điều kiện vận tốc gió v = 5m/s, nhiệt độ môi trường cấp đông T = -30C 40C Kết sau: Bảng 4.4 So sánh thời gian cấp đông thực tế với lý thuyết STT Điều kiện thí nghiệm Thời gian lý thuyết Thời gian thực tế T = -30 oC, v = 5m/s Khoảng 56 phút 42 phút T = -35 oC, v = 5m/s Khoảng 48 phút 39,5 phút T = -40 oC, v = 5m/s Khoảng 42 phút 35 phút Có thể nhận thấy thời gian cấp đơng thực tế thấp thời gian cấp đông lý thuyết trình truyền nhiệt khơng ổn định hình dạng cá khơng phải hình hộp tính tốn Các thông số nhiệt vật lý thay đổi đáng kể theo nhiệt độ cấp đông, làm thời gian cấp đông thấp lý thuyết 4.2 Kết thực nghiệm ảnh hưởng từ trường dao động đến trình cấp đơng Từ trường dao động đo vị trí mặt cắt ngang miếng cá lấy liệu trung bình Kết đo từ trường dao động sau: Hình 4.8 Phân bố từ trường dao động theo vị trí 87 Bảng 4.5 Thơng số trung bình mật độ từ thơng dao động vị trí đo STT Khoảng cách thu phát, mm 30 40 50 60 70 80 Vị trí đo 39,18 38,97 37,40 35,56 39,37 41,98 39,19 43,30 52,63 35,28 45,05 48,18 43,24 51,87 35,06 Mật độ từ thơng trung bình, Gauss 80,85 44,65 43,10 59,78 48,41 42,98 43,05 37,12 35,56 35,85 35,02 35,49 63,75 75,75 94,22 80,69 40,14 39,56 36,87 40,87 33,18 39,26 47,27 62,41 182,97 100,75 46,90 40,83 62,74 134,31 45,72 26,25 32,13 34,59 208,02 51,18 38,98 46,44 182,36 47 43 40 56 80 74 Để đánh giá ảnh hưởng từ trường dao động đến thời gian cấp đông, thí nghiệm thực mức nhiệt độ môi trường cấp đông khác nhau: -30C, 35C -40C với vận tốc khơng khí 5m/s Tại thí nghiệm, thời gian cấp đơng xác định thời gian trung bình vị trí đo tâm miếng cá tra fillet (như bố trí hình 4.6) Kết thực nghiệm cho thấy từ trường dao động ảnh hưởng giúp giảm thời gian cấp đông, cụ thể sau: Bảng 4.6 Kết thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng từ trường dao động Có hỗ trợ STT Điều kiện thí nghiệm T = 30C, v = 5m/s từ trường dao động, giây (phút) 40 Gauss 2152 (35,9) 56 Gauss 2295 (38,3) Không hỗ trợ từ trường Chênh lệch (%) giây (phút) 14,17 7,06 2457 (41,0) 80 Gauss 2390 (39,8) 6,27 74 Gauss 2312 (38,5) 2,80 40 Gauss 1956 (32,6) 21,73 56 Gauss 2124 (35,4) T = 35oC, v = 5m/s 12,10 2381 (39,7) 80 Gauss 2216 (36,9) 7,45 74 Gauss 2325 (38,8) 2,41 40 Gauss 1695 (28,3) 25,07 56 Gauss 1776 (29,6) 10 11 12 T = 40oC, v = 5m/s 19,37 2210 (36,8) 80 Gauss 1826 (30,4) 16,10 74 Gauss 1908 (31,8) 11,11 88 Kết thực nghiệm cho thấy việc ứng dụng từ trường dao động phần làm giảm thời gian cấp đông thực phẩm, cụ thể thời gian cấp đông giảm từ 2,8% đến 14,17% nhiệt độ cấp đông -30C, từ 2,41% đến 21,73% nhiệt độ cấp đông 35C từ 11,11% đến 25,07% nhiệt độ cấp đông -40C Nhiệt độ cấp đông thấp việc hỗ trợ từ trường dao động giúp giảm thời gian cấp đơng Điều có nghĩa cho phép cấp đông nhiệt độ cao nhờ hỗ trợ từ trường dao động mà đảm bảo thời gian cấp đông Do nhiệt độ cấp đơng ảnh hưởng đến chi phí điện cho q trình cấp đơng nên tăng nhiệt độ giúp giảm tiêu hao điện đáng kể Hình 4.9 Đường cong cấp đông cá tra fillet nhiệt độ -30C hỗ trợ từ trường dao động Hình 4.10 Đường cong cấp đông cá tra fillet nhiệt độ -35C hỗ trợ từ trường dao động 89 Hình 4.11 Đường cong cấp đông cá tra fillet nhiệt độ -40C hỗ trợ từ trường dao động Nhận xét: Nghiên cứu thực nghiệm xác định thời gian cấp đông cá tra fillet Việt Nam phương pháp: cấp đơng gió cấp đơng gió có hỗ trợ từ trường dao động Qua xác định số kết sau: - - - Từ trường dao động với mật độ từ thông trung bình 40 Gauss có ảnh hưởng đến thời gian cấp đông Thời gian cấp đông giảm khoảng từ 2% đến 25% so với cấp đông thông thường Với nhiệt độ khơng khí -30C, vận tốc m/s cấp đơng có hỗ trợ từ trường dao động giúp giảm thời gian nhiều khoảng 14% so với cấp đơng gió thơng thường Tương tự điều kiện nhiệt độ khơng khí -35C -40C, mức giảm cao tương ứng 21% 25% Với điều kiện nhiệt độ vận tốc khơng khí, vị trí lắp đặt đầu thu-phát từ trường dao động ảnh hưởng đến thời gian cấp đơng Tuy nhiên, tính q trình cấp đơng mức chênh lệch khơng lớn, ngược lại vị trí đặt cịn ảnh hưởng đến khơng gian bố trí ngun liệu cấp đơng nên cần cân nhắc áp dụng thực tế 4.3 Kết thực nghiệm ảnh hưởng từ trường tĩnh đến trình cấp đông Từ trường tĩnh đo vị trí mặt cắt ngang miếng cá lấy liệu trung bình Khoảng cách thu phát ngắn mật độ từ thơng lớn, Kết đo từ trường tĩnh sau: 90 Bảng 4.7 Thơng số trung bình mật độ từ thơng tĩnh vị trí đo STT Khoảng cách thu phát, mm Mật độ từ thơng trung bình, Gauss Vị trí đo 30 797,29 744,83 789,45 663,24 581,62 704,78 836,48 762,79 767,97 739 40 668,63 636,99 663,30 590,40 559,50 604,07 687,92 680,60 650,00 637 50 531,07 578,63 562,79 522,97 503,17 537,30 458,38 550,92 510,02 528 60 487,01 522,02 513,95 497,60 503,01 518,55 484,57 504,85 457,95 499 70 434,30 451,44 427,86 455,51 471,49 473,60 473,32 425,10 461,19 453 80 435,66 455,81 437,47 402,86 452,27 414,16 410,56 419,86 449,08 431 Hình 4.12 Phân bố từ trường tĩnh theo vị trí Để đánh giá ảnh hưởng từ trường tĩnh đến thời gian cấp đơng, thí nghiệm thực mức nhiệt độ môi trường cấp đông khác nhau: -40C, -35C -30C với vận tốc khơng khí 5m/s Tại thí nghiệm, thời gian cấp đơng xác định thời gian trung bình vị trí đo tâm miếng cá tra fillet Kết thực nghiệm cho thấy từ trường tĩnh ảnh hưởng lớn đến thời gian cấp đông, cụ thể sau: Bảng 4.8 Kết thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng từ trường dao động Có hỗ trợ STT Điều kiện thí nghiệm T = 30C, v = 5m/s từ trường tĩnh Không hỗ trợ từ trường giây (phút) giây (phút) 431 Gauss 1568 (26,1) 453 Gauss 1586 (26,4) Chênh lệch (%) 36,2 35,4 2457 (41,0) 499 Gauss 1604 (26,7) 34,7 528 Gauss 1523 (25,4) 38,0 91 T = 35oC, v = 5m/s 431 Gauss 1550 (25,8) 453 Gauss 1375 (22,9) 34,9 42,3 2381 (39,7) 499 Gauss 1270 (21,2) 46,7 528 Gauss 1173 (19,6) 50,7 431 Gauss 1117 (18,6) 49,5 453 Gauss 1087 (18,1) 10 11 12 T = 40oC, v = 5m/s 50,8 2210 (36,8) 499 Gauss 1048 (17,5) 52,6 528 Gauss 958 (16,0) 56,7 Hình 4.13 Đường cong cấp đơng cá tra fillet nhiệt độ -30C hỗ trợ từ trường tĩnh Hình 4.14 Đường cong cấp đơng cá tra fillet nhiệt độ -35C hỗ trợ từ trường tĩnh 92 Hình 4.15 Đường cong cấp đơng cá tra fillet nhiệt độ -40C hỗ trợ từ trường tĩnh Kết thực nghiệm cho thấy việc ứng dụng từ trường tĩnh với mật độ từ thông lớn 400 Gauss (0,04T) giúp giảm đáng kể thời gian cấp đông cá tra fillet, cụ thể thời gian cấp đông giảm từ 34,7% đến 38% nhiệt độ cấp đông -30C, từ 34,9% đến 50,7% nhiệt độ cấp đông -35C từ 49,5% đến 56,7% nhiệt độ cấp đông 40C Nhờ vào việc hỗ trợ từ trường tĩnh, thời gian cấp đông nhiệt độ -30C chí cịn thấp nhiều so với thời gian cấp đông nhiệt độ -40C mà không áp dụng từ trường Điều cho phép thiết bị cấp đơng hoạt động nhiệt độ cao mà đảm bảo chất lượng chi phí điện Xét nhiệt độ cấp đơng (-30C) vận tốc khơng khí (5m/s) hỗ trợ từ trường tĩnh với mật độ từ thông 431 Gauss đến 528 Gauss, thời gian cấp đông không chênh lệch nhiều (khoảng 5%) so với cấp đông từ trường dao động ảnh hưởng từ trường tĩnh rõ rệt Hình 4.16 So sánh thời gian cấp đông cá tra fillet phương pháp 93 Nhận xét: Khi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định thời gian cấp đông cá tra fillet phương pháp: cấp đơng gió cấp đơng gió có hỗ trợ từ trường tĩnh kết cho thấy ảnh hưởng từ trường tĩnh đến thời gian cấp đông rõ rệt so với từ trường dao động Kết đạt sau: - - - - Từ trường tĩnh với mật độ từ thơng trung bình 400 Gauss có ảnh hưởng lớn đến thời gian cấp đông Thời gian cấp đông giảm khoảng từ 34% đến 56% so với cấp đông thơng thường Với nhiệt độ khơng khí -40C, vận tốc m/s mật độ từ thơng tác dụng lớn giúp giảm thời gian cấp đông Theo thực nghiệm, mật độ từ thơng đạt 528 Gauss giúp giảm thời gian cấp đông đến 56,7%, chi phí lượng tương ứng giảm đáng kể Các thí nghiệm chưa thể tiến hành mật độ từ thông lớn hạn chế thiết bị thời gian Với mật độ từ thông lớn gây ảnh hưởng đến thiết bị bên buồng cấp đông đầu cảm biến nhiệt độ, dẫn đến kết chưa xác Từ trường tĩnh ảnh hưởng nhiều đến thời gian cấp đông tác động mãnh mẽ chúng đến cấu trúc phân tử nước Nước thực phẩm chịu tác động từ trường tĩnh bị hạn chế chuyển động photon, nhờ cấu trúc tinh thể băng kết đông nhỏ 4.4 Đánh giá suất tiêu hao điện cho q trình cấp đơng Tiến hành cấp đơng cá tra fillet mơ hình với suất 2kg/mẻ nhiệt độ vận tốc khơng khí theo 03 phương pháp khác nhau: khơng có từ trường, có hỗ trợ từ trường dao động có hỗ trợ từ trường tĩnh Kết đo điện tiêu thụ trình sau: Bảng 4.9 Kết thực nghiệm đánh giá suất tiêu hao điện Số TN Phương pháp cấp đông 10 Không hỗ trợ từ trường Từ trường dao động 40 Gauss Từ trường dao động 56 Gauss Từ trường dao động 80 Gauss Từ trường dao động 74 Gauss Từ trường tĩnh 528 Gauss Từ trường tĩnh 499 Gauss Từ trường tĩnh 453 Gauss Từ trường tĩnh 431 Gauss Không hỗ trợ từ trường Nhiệt độ cấp đông (C) -30 -35 Thời gian cấp đông (phút) 41,0 35,9 38,3 39,8 38,5 25,4 26,8 26,5 26,2 39,7 Điện tiêu thụ (Wh) 671 587 626 652 631 416 438 433 428 681 Suất tiêu hao điện (Wh/kgSP) 335,5 293,5 313 326 315,5 208 219 216,5 214 340,5 94 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Từ trường dao động 40 Gauss Từ trường dao động 56 Gauss Từ trường dao động 80 Gauss Từ trường dao động 74 Gauss Từ trường tĩnh 528 Gauss Từ trường tĩnh 499 Gauss Từ trường tĩnh 453 Gauss Từ trường tĩnh 431 Gauss Không hỗ trợ từ trường Từ trường dao động 40 Gauss Từ trường dao động 56 Gauss Từ trường dao động 80 Gauss Từ trường dao động 74 Gauss Từ trường tĩnh 528 Gauss Từ trường tĩnh 499 Gauss Từ trường tĩnh 453 Gauss Từ trường tĩnh 431 Gauss -40 32,6 35,5 37,0 38,8 19,6 21,2 22,9 25,9 39,7 32,6 35,4 37,0 38,8 19,6 21,2 22,9 25,9 559 607 634 665 335 363 393 443 639 511 536 550 575 289 316 328 339 279,5 303,5 317 332,5 167,5 181,5 196,5 221,5 319,5 255,5 268 275 287,5 144,5 158 164 169,5 Hình 4.17 So sánh suất tiêu hao điện nhiệt độ -30C 95 Hình 4.18 So sánh suất tiêu hao điện nhiệt độ -35C Hình 4.19 So sánh suất tiêu hao điện nhiệt độ -40C Khi cấp đơng có hỗ trợ từ trường tĩnh, thời gian cấp đông ngắn phí điện cho 1kg sản phẩm thấp Suất tiêu hao lượng cấp đông khơng có hỗ trợ từ trường có hỗ trợ từ trường dao động không chênh lệch lớn (khoảng 7%, 9,5% 15% tương ứng nhiệt độ -30C, -35C -40C) so với cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh khoảng 36%, 43,7 50% tương ứng nhiệt độ -30C, -35C -40C Điều cho thấy từ trường tĩnh giúp giảm chi phí lượng đáng kể cho q trình cấp đông cá tra fillet Theo kết nghiên cứu [20], suất tiêu hao điện cho cá tra fillet (chiều rộng 85mm, chiều dày 15mm) 232, 241 266 Wh/kgSP nhiệt độ tương ứng -35C, -40C -45C vận tốc 5m/s 4.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm sau cấp đông Để đánh giá ảnh hưởng phương pháp cấp đông đến chất lượng sản phẩm cá tra fillet đơng lạnh mẫu cá tra fillet cấp phải phải bảo quản điều kiện thời gian, sau mẫu cần rã đông cách tự nhiên phân tích để so sánh với mẫu cá tra fillet tươi ban đầu với số đánh giá gồm: độ cứng, độ dẻo, độ dai, độ đàn hồi TPA (Texture profile analysis) phương pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc thực phẩm lực nén học Đây phương pháp đánh giá nhiều thuộc tính cấu trúc thực phẩm lần thử, thiết bị 96 kĩ thuật sử dụng đường cong lực, đường cong biến dạng để phân loại đặc tính cấu trúc then chốt mẫu, cầu nối với cảm quan Phương pháp dùng lực nén, mẫu tiến hành nén lần liên tiếp Việc thao tác lặp lại nhiều lần giúp ta tính tốn đặc tính cấu trúc Kết thu đường cong thể quan hệ lực thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc độ cứng, độ cố kết, độ dẻo, độ đàn hồi đánh giá từ đường cong Phương pháp TPA cịn giúp ta tính tốn đặc tính cấu trúc thực phẩm, mà phương pháp ứng dụng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, giúp nhà sản xuất cải tiến tạo sản phẩm phù hợp thị hiếu với người tiêu dùng Các đặc tính cấu trúc thực phẩm: - Độ cứng (Hardness, N) Độ giòn (Facturability, N) Độ cố kết (Cohesivement) Độ dính bề mặt (Adhesivement, J) Độ dẻo (Gumminess, N) Độ dai (Chewiness, J) Độ đàn hồi (Stringiness, mm) Hình 4.20 Mô tả phương pháp TPA Các mẫu cá tra fillet sau cấp đông 03 phương pháp (không từ trường, có hỗ trợ từ trường dao động, có hỗ trợ từ trường tĩnh) rã đông tự nhiên, với mẫu cá tra fillet không cấp đông kiểm nghiệm lý Viện công nghệ Sinh học Thực phẩm, trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM Các phép thử lý thực máy phân tích cấu trúc thực phẩm CT3-4500 Brookfield Thơng số kỹ thuật máy phân tích cấu trúc thực phẩm: Hãng sản xuất: Brookfield – Mỹ Model: CT3-4500 Hành trình: – 101,6 mm Độ phân giải: 0,1 mm Tốc độ hành trình: 0,01 ~ 0,1 mm/s (độ chia 0,01 mm/s) 0,1 mm/s ~ 10 mm/s (độ chia 0,1 mm/s) Độ sai số tốc độ: ±0,1% toàn thang đo 97 Hình 4.21 Máy đo cấu trúc thực phẩm CT3-4500 Các mẫu cá tra phân tích lý 02 phương pháp: thử cắt để xác định độ cứng, ứng suất cắt; thử nén để xác định độ đàn hồi, độ dẻo Kết đạt sau: 4.5.1 Kết phân tích thử cắt Mục tiêu phép thử để xác định độ cứng (Hardness) ứng suất cắt miếng cá sau rã đông so sánh với miếng cá không cấp đông - Theo đặc tính vật lý: độ cứng lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến mức xác định cho trước Theo đặc tính cảm quan: độ cứng lực cần thiết để cắn đứt mẫu hồn tồn Hình 4.22 Phân tích lực cắt ứng suất cắt biểu đồ lực Kết phân tích trình bày phụ lục bảng tổng hợp 4.10 Các biểu đồ phân bố lực theo thời gian 04 mẫu đo trình bày từ hình 4.23 đến 4.26 Bảng 4.10 Kết đo lý phương pháp cắt STT Thơng số Độ cứng chu kì Ứng suất cắt Độ dính bề mặt Chiều dài đàn hồi Cơng đàn hồi Độ cứng chu kì Độ đàn hồi Chỉ số đàn hồi Độ dẻo Đơn vị N N/m2 mJ mm mJ N mm N Không cấp đông 26,84 89453 45,36 7,09 23,13 3,92 4,44 Cấp đông không từ trường 13,65 45503 21,27 7,69 10,55 0,08 0,05 Cấp đông từ trường dao động 16,15 53839 16,33 1,02 1,17 3,95 2,67 Cấp đông từ trường tĩnh 20,68 68941 27,99 9,12 19,07 3,83 3,17 98 Hình 4.23 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá tra fillet khơng cấp đơng Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ cứng mẫu cá không cấp đông 26,84 N, thời gian cắt đứt mẫu hoàn toàn 12,5 s, ứng suất cắt tương ứng 89453 N/m2 Hình 4.24 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá cấp đông không từ trường Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ cứng mẫu cá cấp đông không hỗ trợ từ trường 13,65 N, ứng suất cắt tương ứng 45503 N/m2 Hình 4.25 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá cấp đơng có từ trường dao động Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ cứng mẫu cá cấp đơng có hỗ trợ từ trường dao động 16,15 N, ứng suất cắt tương ứng 53839 N/m2 99 Hình 4.26 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá cấp đông có từ trường tĩnh Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ cứng mẫu cá cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh 20,68 N, ứng suất cắt tương ứng 68941 N/m2 Nhận xét: Kết phân tích phương pháp cắt cho thấy độ cứng cá tra fillet không cấp đông lớn Sản phẩm cá rã đông sau cấp đơng khơng có từ trường có độ cứng thấp nhất, cấp đơng có từ trường tĩnh, sản phẩm giữ độ cứng tốt Vì độ dẻo cá liên quan đến độ cứng (độ dẻo=độ cứng x lực cố kết) nên kết phản ảnh độ dẻo miếng cá cấp đơng khơng có từ trường thấp 4.5.2 Kết phân tích thử nén Mục tiêu phép thử để xác định độ đàn hồi (stringiness) độ dẻo (Gumminess) miếng cá sau rã đông so sánh với miếng cá khơng cấp đơng - Theo đặc tính vật lí: độ đàn hồi mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau bị làm biến dạng thơi tác dụng lực Theo đặc tính cảm quan: độ đàn hồi mức độ mẫu hồi phục trở lại hình dạng, kích thước ban đầu sau nén phần Hình 4.27 Phân tích độ đàn hồi biểu đồ lực Kết phân tích trình bày phụ lục bảng tổng hợp 4.11 Các biểu đồ phân bố lực theo thời gian 04 mẫu đo trình bày từ hình 4.28 đến 4.31 100 Bảng 4.11 Kết đo lý phương pháp nén STT Thông số Đơn vị Khơng cấp đơng Độ cứng chu kì Ứng suất nén Độ dính bề mặt Chiều dài đàn hồi Cơng đàn hồi Độ cứng chu kì Độ đàn hồi Chỉ số đàn hồi Độ dẻo N N/m2 mJ mm mJ N mm 52,75 175833 0,63 1,6 0,27 39,45 2,65 0,53 15,54 N Cấp đông không từ trường 6,75 22506 0,59 1,2 0,34 5,35 1,63 0,33 2,25 Cấp đông từ trường dao động 11,45 38181 0,57 0,81 0,24 9,44 1,72 0,35 3,87 Cấp đông từ trường tĩnh 15,28 50946 0,6 0,6 0,24 11,81 1,88 0,38 5,68 Hình 4.28 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá tra fillet không cấp đơng Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ đàn hồi mẫu cá không cấp đông 2,65mm, độ dẻo 15,54 N độ dính bề mặt 0,63 mJ, thời gian thử nén lần 3s, ứng suất nén tương ứng 175833 N/m2 Hình 4.29 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá cấp đơng khơng từ trường 101 Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ đàn hồi mẫu cá cấp đông không hỗ trợ từ trường 1,63mm, độ dẻo 2,25 N độ dính bề mặt 0,59 mJ, ứng suất nén tương ứng 22506 N/m2 Hình 4.30 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá cấp đơng có từ trường dao động Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ đàn hồi mẫu cá cấp đơng có hỗ trợ từ trường dao động 1,72mm, độ dẻo 3,87 N độ dính bề mặt 0,57 mJ, ứng suất nén tương ứng 38181 N/m2 Hình 4.31 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá cấp đơng có từ trường tĩnh Phân tích lực biểu đồ cho thấy độ đàn hồi mẫu cá cấp đơng có hỗ trợ từ trường dao động 1,88mm, độ dẻo 5,68 N độ dính bề mặt 0,56 mJ, ứng suất nén tương ứng 50946N/m2 Nhận xét: Cá tra fillet không cấp đơng có độ đàn hồi, độ dẻo độ dính bề mặt lớn Sau cấp đông, bảo quản rã đơng để sử dụng tính chất bị giảm Sản phẩm cá rã đơng sau cấp đơng khơng có từ trường có độ đàn hồi, độ dẻo thấp nhất, so với mẫu cá cấp đơng có từ trường tĩnh sản phẩm giữ độ đàn hồi, độ dẻo độ dính bề mặt tốt Vì độ dẻo cá liên quan đến độ cứng (độ dẻo=độ cứng x lực cố kết) nên kết phản ảnh độ dẻo miếng cá cấp đơng khơng có từ trường thấp Kết phần phản ánh chất lượng cá tra fillet giữ tốt cấp đơng có hỗ trợ từ trường Tuy nhiên, 102 hạn chế thời gian kinh phí phân tích mẫu nên số lượng mẫu phân tích chưa nhiều, thời gian bảo quản mẫu chưa lâu nên kết chưa đạt độ xác cao 4.6 Nhận xét Kết thực nghiệm bước đầu cho thấy từ trường có ảnh hưởng đến thời gian cấp đông, cụ thể giúp giảm thời gian cấp đơng chi phí điện điều kiện nhiệt độ vận tốc khơng khí Đồng thời kết phân tích lý 04 mẫu cá cho thấy sản phẩm cấp đơng có từ trường độ cứng, độ đàn hồi độ dẻo tốt so với mẫu cá cấp đơng khơng có hỗ trợ từ trường Điều cho thấy hướng nghiên cứu đưa trường điện từ vào hỗ trợ cho cấp đông cá tra fillet nhằm giảm thời gian cấp đơng, giảm chi phí lượng nâng cao chất lượng sản phẩm Do mật độ từ thông từ trường tĩnh cao nên thời gian cấp đông giảm đáng kể so với cấp đông thông thường Đối với từ trường dao động, chưa chế tạo thu-phát có mật độ từ thông cao nên kết thực nghiệm chưa đánh giá toàn diện Với kết nghiên cứu bước đầu, cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu thực nghiệm điều kiện khác nhau, đồng thời đưa thêm ảnh hưởng điện trường, vi sóng hay siêu âm vào hỗ trợ q trình cấp đơng chứng minh rõ rệt ảnh hưởng trường điện từ cấp đông thực phẩm 103 ... 518,55 48 4,57 5 04, 85 45 7,95 49 9 70 43 4,30 45 1 ,44 42 7,86 45 5,51 47 1 ,49 47 3,60 47 3,32 42 5,10 46 1,19 45 3 80 43 5,66 45 5,81 43 7 ,47 40 2,86 45 2,27 41 4,16 41 0,56 41 9,86 44 9,08 43 1 Hình 4. 12 Phân bố từ... 43 , 24 51,87 35,06 Mật độ từ thơng trung bình, Gauss 80,85 44 ,65 43 ,10 59,78 48 ,41 42 ,98 43 ,05 37,12 35,56 35,85 35,02 35 ,49 63,75 75,75 94, 22 80,69 40 , 14 39,56 36,87 40 ,87 33,18 39,26 47 ,27 62 ,41 ... 36,87 40 ,87 33,18 39,26 47 ,27 62 ,41 182,97 100,75 46 ,90 40 ,83 62, 74 1 34, 31 45 ,72 26,25 32,13 34, 59 208,02 51,18 38,98 46 ,44 182,36 47 43 40 56 80 74 Để đánh giá ảnh hưởng từ trường dao động đến
