MẪU 14KHCN BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài Nghiên cứu ứng dụng trường điện từ trong cấp đông thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm Mã số đề tài 171 1081 Chủ nhiệm đề tài ThS Nguyễn Thị Tâm Thanh Đơn vị thực hiện Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019 2 LỜI CẢM ƠN Để đạt được những kết quả lý thuyết lẫn thực nghiệm, trong quá trình thực hiện đề t.
BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng trường điện từ cấp đông thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm Mã số đề tài: 171.1081 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Tâm Thanh Đơn vị thực hiện: Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019 LỜI CẢM ƠN Để đạt kết lý thuyết lẫn thực nghiệm, trình thực đề tài, chủ nhiệm đề tài thành viên thực nhận hỗ trợ tích cực từ phía Nhà trường, Khoa, đồng nghiệp em sinh viên Cảm ơn hỗ trợ mặt kinh phí Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, hỗ trợ sở vật chất khoa công nghệ Nhiệt Lạnh, cảm ơn giúp đỡ mặt lý thuyết thực tiễn Thầy, Cô đồng nghiệp hỗ trợ em sinh viên PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng trường điện từ cấp đông thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm 1.2 Mã số: 171.1081 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) Đơn vị công tác Vai trò thực đề tài ThS NCS Nguyễn Thị Tâm Chủ nhiệm đề tài Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Thanh ThS NCS Phạm Quang Phú Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Thành viên ThS Trần Việt Hùng Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Thành viên ThS Nguyễn Trung Kiên Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Thành viên ThS Lê Đình Nhật Hồi Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Thành viên ThS Đồn Thị Hồng Hải Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Thành viên ThS Nguyễn Duy Khanh Khoa Công nghệ Điện Tử Thành viên TS Phạm Trần Bích Thuận Khoa Cơng nghệ Điện Tử Thành viên ThS NCS Nguyễn Văn Điền Khoa Cơng nghệ Điện Tử Thành viên 10 TS Phạm Thị Hồng Phượng Khoa Cơng nghệ Hóa Học Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 07 năm 2017 đến tháng 12 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng 09 năm 2019 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 07 năm 2019 đến tháng 10 năm 2019 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): khơng 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 100 triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Ngày ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Việt Nam đà phát triển mạnh Các sản phẩm chế biến tiêu thụ nước xuất ngày đa dạng với yêu cầu đòi hỏi ngày cao tiêu chí an tồn, chất lượng giá trị, nhiên đóng góp chủ lực vào kinh tế quốc dân, đặc biệt thị trường xuất sản phẩm thủy sản Trong ngành công nghệ chế biến thực phẩm, thực tế thường làm lạnh đông thực phẩm môi trường làm lạnh sau: − Mơi trường khơng khí: dùng khơng khí lạnh trao đổi nhiệt đối lưu với thực phẩm cần làm lạnh − Môi trường lỏng: dùng chất tải lạnh lỏng trung gian để trao đổi nhiệt với thực phẩm, thông thường môi trường lỏng nước, dung mơi hữu khơng có tính độc hại với thực phẩm cần làm lạnh Tất dạng cấp đơng có có chung nhược điểm: − Q trình truyền nhiệt diễn từ lớp bên ngồi vào bên (mặc dù tốc độ làm lạnh khác nhau), kết trình truyền nhiệt trường nhiệt độ thực phẩm khơng (nhiệt độ bên ngồi thấp bên trong) dẫn đến phân áp suất nước bên nhỏ bên nước bên thực phẩm có xu hướng chuyển động bên ngồi − Do q trình chuyển động nước, làm cho nước thực phẩm phân bố lại, trình kết đơng nước tạo mảng băng lớn, làm rách màng tế bào Khi rã đông, nước tập trung lớp ngồi thực phẩm chảy ngồi làm cho thực phẩm bị nước, mô khơng cịn căng cứng ban đầu mà mềm nhão Như vậy, để đảm bảo chất lượng thực phẩm cần thiết phải làm lạnh cho q trình kết đơng diễn tồn thể tích thực phẩm, hạn chế q trình dịch chuyển nước tinh thể đá tạo nên thực phẩm mịn hơn, khơng làm rách màng tế bào Ngồi cơng nghệ cấp đơng trình bày với áp dụng máy móc kỹ thuật tân tiến so với nước, công nghệ cấp đông giới cải thiện không ngừng để nâng cao chất lượng cải thiện môi trường làm việc tốt Một số hướng công nghệ cấp đông tiên tiến cấp đông áp suất cao, cấp đông hỗ trợ siêu âm, cấp đông hỗ trợ điện trường, cấp đông hỗ trợ từ trường, cấp đơng hỗ trợ vi sóng, Q trình đơng lạnh mẫu thực phẩm bị ảnh hưởng thành phần chủ đạo chúng nước Chất lượng cuối sản phẩm đông lạnh phụ thuộc vào trình chuyển đổi pha trình kết tinh thay đổi nước thành đá Kích thước tinh thể đá quan trọng chất lượng cuối thực phẩm đơng lạnh gây tác động khơng thể phục hồi cấu trúc tế bào làm suy giảm cấu trúc màu sắc sản phẩm Vì lý này, nhiều cơng nghệ phát triển để kiểm sốt q trình kết tinh cải thiện tốc độ hình thành phát triển tinh thể đá Hầu hết công nghệ tận dụng lợi từ tính chất vật lý đặc trưng phân tử nước Trong môi trường điện trường từ trường làm rối loạn yên tĩnh phân tử nước Nhiễu loạn điện từ yếu tố xếp lại mạng liên kết hydro tồn nước Các điểm bật liên quan đến lĩnh vực đông lạnh ảnh hưởng trường điện từ dần công bố Phần lớn nghiên công bố tập trung chủ yếu vào tính chất nước môi trường điện trường từ trường trình cấp đơng Cấp đơng điều kiện q trình làm lạnh tiên tiến kiểm soát mầm tinh thể đá ảnh hưởng đến cấu trúc hình thành tinh thể Nước thành phần thực phẩm ảnh hưởng lớn đến chất lượng thực phẩm Do đó, kỹ thuật công cụ đầy hứa hẹn cải thiện việc bảo quản thực phẩm thông qua đông lạnh Các ứng dụng gần điện trường tĩnh trường dao động tần số vô tuyến thực phẩm cho thấy thiệt hại đến vi cấu trúc tinh thể băng đá giảm đáng kể Ở Việt Nam, chưa có nghiên cứu ứng dụng trường điện từ cấp đông thực phẩm công bố, hướng đề tài nghiên cứu hướng mới, tiếp cận với kỹ thuật cấp đơng có số ý nghĩa khoa học sau: − Chế tạo mơ hình nghiên cứu cấp đơng có hỗ trợ trường điện từ phục vụ cho việc học tập nghiên cứu khoa học giảng viên, sinh viên ngành công nghệ Nhiệt Lạnh, điện tử thực phẩm − Phát triển công nghệ cấp đông giúp sản phẩm đạt chất lượng cao, có khả cạnh tranh với sản phẩm cấp đông thị trường quốc tế − Nghiên cứu tối ưu hóa yếu tố cơng nghệ q trình cấp đơng có hỗ trợ trường điện từ nhằm tạo chế độ cấp đơng phù hợp với q trình cơng nghệ Mục tiêu a Mục tiêu tổng quát Góp phần phát triển dạng tủ cấp đông trường điện từ có thời gian cấp đơng thấp chất lượng sản phẩm cao so với tủ đơng gió, tủ đông tiếp xúc tủ đông IQF khác để phục vụ nghiên cứu công nghệ chế biến thực phẩm ứng dụng thực tiễn b Mục tiêu cụ thể − Nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ đến q trình cấp đơng thực phẩm (cụ thể cá da trơn fillet) ảnh hưởng thông số cơng nghệ đến q trình cấp đơng trường điện từ − Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình tủ cấp đơng có hỗ trợ trường điện từ, suất 2kg/mẻ − Xây dựng tối ưu hóa thông số công nghệ cá da trơn fillet để có sản phẩm cấp đơng đạt chất lượng cao, độ hao hụt khối lượng sau cấp đông thấp Phương pháp nghiên cứu − Phương pháp kế thừa: kế thừa kiến thức lý thuyết công trình cơng bố tài liệu kỹ thuật, sách, tạp chí chuyên ngành giới nước − Phương pháp chuyên gia: Sử dụng kiến thức thực tế lý thuyết chuyên gia lĩnh vực cấp đông thực phẩm; tác giả có cơng trình cơng bố kỹ thuật thiết bị cấp đông thực phẩm − Phương pháp giải tích: tính tốn theo cơng thức lý thuyết để thiết kế thiết bị cấp đơng có hỗ trợ trường điện từ phù hợp với quy mơ thí nghiệm − Phương pháp mơ hình vật lý: chế tạo mơ hình vật lý để tiến hành khảo nghiệm, đánh giá Tổng kết kết nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu ứng dụng từ trường cấp đông sản phẩm cá tra fillet Từ kết nghiên cứu lý thuyết tiến hành thiết kế chế tạo mơ hình vật lý có thơng số kỹ thuật sau: − − − − − Năng suất cấp đông cá tra fillet: kg/mẻ Nhiệt độ cấp đông: -40C Nhiệt độ tâm sản phẩm: -18C Thời gian cấp đơng: