Mô hình hóa công nghệ sấy ớt bằng đèn hồng ngoại

Hơn thế, phương pháp này có thể sấy ở nhiệt độ thấp hơn so với phưong pháp sấy bằng không khí nóng và thời gian ngắn hơn các phương pháp sấy khác, nên thường giữ lại những chất dinh dưỡn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “MÔ HÌNH HÓA CÔNG NGHỆ SẤY

ỚT BẰNG ĐÈN HỒNG NGOẠI” do sinh viên Hùynh Thị Kim Ngân thực hiện

và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2011

Chủ tịch hội đồng

LỜI CẢM TẠ

Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành luận văn này, em luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình của các thầy các cô Qua luận văn này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

- Ban giám hiệu Trường Đại Học Cần Thơ

- Ban chủ nhiệm Khoa Nông Nghiêp Và Sinh Học Ứng Dụng

- Thầy TS Võ Tấn Thành – người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiêm quý báu để giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

- Chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp & SHƯD trường Đại Học Cần Thơ đã giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập

- Chân thành cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho

em hoàn thành luận văn

- Chân thành cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm K33 đã nhiệt tình giúp

đỡ và cùng tôi chia sẻ những lo âu

- Cuối cùng, chúng tôi muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập

-Em xin được gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khoẻ và lời cám ơn chân thành nhất !!!

Do hạn chế về thời gian và kiến thức của bản thân nên bài luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn, chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày20 tháng 03 năm 2011

Sinh Viên Thực Hiện

Huỳnh Thị Kim Ngân

TÓM LƯỢC

Thí nghiệm sấy ớt bằng đèn hồng ngoại được tiến hành với nguyên liệu ớt tươi Sau khi rữa sạch ta đem chần với nhiệt độ 90 0 C trong 3 phút rồi tiến hành sấy ở điều kiện 45 0 C, 50 0 C, 55 0 C và 60 0 C với vận tốc gió 1,5 m/s, 2,0 m/s và 2,5 m/s Biến đổi ẩm trong quá trình sấy được ghi nhận và mô hình hóa quá trình theo các

mô hình: mô hình Newton, mô hình Page và mô hình Henderson and Pebis Kết quả mô hình hóa cho thấy có thể sử dụng mô hình Page để phỏng đoán quá trình sấy có độ chính xác cao R 2 >0,97 Các tham số trong mô hình Page có thể liên hệ với nhiệt độ và vận tốc trong các phương trình cũng có độ chính xác cao

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ……….……… ………….1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU……….……… ……2

2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2

2.2 Tổng quan về ớt cay 2

2.2.1Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại cây ớt……… ……….2

2.2.2Thành phần hóa học của ớt cay………,……….… 2

2.3 Các biến đổi xảy ra trong quá trình chần……….….……… 4

2.4 Phương pháp sấy……….……….4

2.4.1Sấy hồng ngoại……….……….…4

2.4.2 Tia hồng ngoại……….……….4

2.4.3 Đặc tính của sóng hồng ngoại……… 4

2.4.4 Ưu khuyết điểm sấy hồng ngoại……….……… 4

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy……… 5

2.5.1 Nhiệt độ sấy……….……….5

2.5.2 Độ dày của lớp vật liệu sấy……….……….….5

2.5.3 Vận tốc gió……….……….… 5

2.6 Họat động của nước……….………6

2.7Đường đẳng nhiệt hấp thụ……….……….… 6

2.7.1Đường đẳng nhiệt hấp thụ và trạng thái của nước trong thực phẩm 7

2.7.2 Hiện tượng trễ hấp thụ………,………….……7

2.7.3 Sự thay đổi của đường đẳng nhiệt hấp thụ theo nhiệt độ……….….7

2.7.4 Sự chuyển ẩm trong sự tiếp xúc của thực phẩm với không khí hay thực phẩm khác 8

2.7.5 Tác dụng của đường đẳng nhiệt hấp thụ 8

2.8 Ảnh hưởng của aw đến chất lượng của sản phẩm…….……… 8

2.8.1 Ảnh hưởng của aw đến phản ứng hóa nâu không enzyme 9

2.8.2 Ảnh hưởng của aw đến phản ứng của enzyme……….….….9

2.8.3Ảnh hưởng cảu aw đến họat động của vi sinh vật 9

2.9 Các biến đổi xảy ra trong quá trình sấy……….………….…….9

2.9.1 Sự giảm khối lượng……… ……… 9

2.9.2 Biến đổi cảm quan……….……….…10

2.10 Các phản ứng trong quá trình sấy……….……… 10

2.10.1 Phản ứng hóa nâu do enzyme……….……… 10

2.10.2 Phản ứng Maillard……….……….…… 10

2.10.3 Phản ứng khác gây biếm đổi màu của sản phẩm……….………….…10

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM……… …11

3.1 Phương tiện……… ……… 11

3.2 Phương pháp và tiến hành thí nghiệm………… 13

3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm chung:……… ……….……… 13

3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ sấy ớt……….…… 13

3.3 Tiến hành thí nghiệm……….13

3.3.1 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ của ớt ở điều kiện thí nghiêm……… 13

3.3.2 Xử lý số liệu………14

3.3.4 Mô hình hóa……… … … 16

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… … 20

4.1 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ……… ……20

4.2 Biểu đồ giảm ẩm theo thời gian……… …….… 21

4.3 Kểt quả mô hình hóa theo phương trình f(T)……… ….…… 23

4.4 Kết quả mô hình hóa theo phương trình f(V,T)……… ….…… 27

4.5Ảnh hưởng của quá trình sấy đến màu của sản phẩm……… ……… 33

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỂ NGHỊ……… ……….34

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ……….35

PHỤ LỤC A HÌNH ẢNH CỦA SẢN PHẨM……… ………… 36

PHỤ LỤC B:CÁC SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM……… ………… 37

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1: Kích thước trung bình của ớt……….…………11

Bảng 3.2: aw của các muối bão hòa ở các nhiệt độ khác nhau ……….…….14 Bảng 3.3: Một số mô hình được áp dụng trong quá trình sấy………… ……… 16 Bảng 4.1 Thay đổi khối lượng của ớt theo môi trường muối………… …… ….20

Bảng 4.7: Hệ sô gốc và R2 giữa 3 mô hình thông qua k’, n’ a’ theo V, T……… 29

Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến L……… 32

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cấu tạo capsaicin……… …….3

Hình 2.2: Đường đẳng nhiệt hấp thụ và phẩn hấp thụ……….…… …7

Hình 2.3: Tốc độ một số phản ứng chuyển hóa trong thực phẩm liên quan đến sự hay đổi Aw………….……….…….……….…… ….…… 8

Hình 3.1: Ớt nguyên liệu……… ……… … …………11

Hình 3.2: Hệ thống sấy bằng đèn hồng ngoại……… ………11

Hình 3.3: Hệ thống ổn định nhiệt và bình hút ẩm………… ……… ….12

Hình 3.4: Quy trình sấy ớt……… ……….13

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm……….……….………… 15

Hình 4.1: Độ ẩm cân bằng của ớt ở 450C, 500C, 550C, 600C ……….…19

Hình 4.2: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ở các nhiệt độ khac nhau và 2,0 m/s……… ……… ….……… ……….20

Hình 4.3: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ở vận tốc gia khác nhau và

450C……… ……….…….2

1 Hình 4.4: Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt ở 500C, 2,0 m/s theo mô hình Newton…… ……… …23

Hình 4.5:Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt ở 500C, 2,0 m/s theo mô hình Hensonder and Pebis……… 23

Hình 4.6 Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt 500C, 2,0 m/s theo mô hình Page……… …… … 24

Hình4.7:Mối quan hệ giữa nhiệt độ, vận tốc gió và hằng số k’ theo mô Page……… ….……… ……… … 27

Hình 4.8: Mối quan hệ giữa nhiệt độ, vận tốc gió và hằng số n’ theo mô hình page……… ….27

Hình 4.9 Tỉ lệ ẩm thực tế MR’ và lý thuyết của ớt 500C, 2,0 m/s theo mô hình Newton……… …28

Hình 4.10: Tỉ lệ ẩm thực tế MR’ và lý thuyết của ớt ở 500C, 2,0 m/s theo mô hình

Hình 4.11: Tỉ lệ ẩm thực tế MR’ và lý thuyết của ớt 500C, 2,0 m/s theo mô hình Hensonder and Pebis……… ……… 29

ớt tươi hàng năm (FAO, 2005)

Phương pháp sấy ớt bằng năng lượng mặt trời vẫn là phương pháp phổ biến nhất ở các nước sản xuất Nhưng phương pháp này phải mất hơn 5 ngày để đạt độ ẩm yêu cầu (4-11% db), và còn tùy thuộc về điều kiện thời tiết Trong khoảng thời gian dài

ớt khô thường tiếp xúc trực tiếp không khí và ánh sáng, nên chất lượng ớt thấp

(Musa Makama et al., 2007) Để cải thiện chất lượng ớt khô, một số máy sấy năng

lượng mặt trời đã được sử dụng sấy ớt để giảm thời gian sấy Phần lớn sử dụng nhiệt độ không khí từ 50-800C, nhiệt độ càng cao sẽ làm giảm thời gian sấy và tăng

hiệu quả sấy (Kaleemullah & Kailappan, 2005; Di Scala & Crapiste et al., 2007),

nhưng những hợp chất dễ bay hơi, các chất dinh dưỡng và màu sắc dễ dàng mất đi, các phản ứng hóa nâu không enzyme tăng theo nhiệt độ Nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành để cải thiện những khuyết điểm trên

Sấy hồng ngoại được xem là phương pháp làm khô có hiệu quả, là hình thức gia nhiệt bằng bức xạ điện từ và nguyên liệu có thể hấp thụ nhiệt một cách trực tiếp nên làm khô nguyên liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả Hơn thế, phương pháp này

có thể sấy ở nhiệt độ thấp hơn so với phưong pháp sấy bằng không khí nóng và thời gian ngắn hơn các phương pháp sấy khác, nên thường giữ lại những chất dinh dưỡng và mùi vị cay nồng đặc trưng của sản phẩm, và cho sản phẩm có chất lượng cao hơn, màu đỏ sáng hơn

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Để đáp ứng yêu cầu đạt ra về chất lượng, việc tìm hiểu mô hình hóa qúa trình sấy ớt với tác nhân không khí được gia nhiệt bằng đèn hồng ngoại được đặt ra là một yêu cầu rất cần thiết để làm tiền đề cho việc kiểm soát quá trình sấy

1.3 Phương pháp thực hiện

Với mục tiêu đề tài đặt ra thì đề tài bao gồm:

- Khảo sát sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và vận tốc gió để mô hình hóa quá trình sấy ớt bằng đèn hồng ngoại

- Sử dụng các mô hình để phỏng đoán quá trình sấy nhằm tìm ra mô hình có khả năng phỏng đoán chính xác quá trình sấy

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và vận tốc gió đến màu sắc của ớt,

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Ớt sấy khô là một trong những hình thức bảo quản có từ lâu đời, ớt khô khi được bảo quản đúng cách thì có thể được lưu giữ trong một năm hoặc nhiều hơn mà

không mất hương vị cay nồng của ớt Chính vì vậy, mà ớt sấy được xem là một trong những đề tài cần được quan tâm Đề tài “ Nghiên cứu quy trình công nghiệ

sấy ớt” của Vũ Minh Tâm và Nguyễn Đình Kiên, 2009 Qua quá trình nghiên cứu cho thấy ở chế độ sấy 550C là hợp lý nhất về các mặt như: chất lượng sản phẩm, thời gian sấy và ớt giữ được trạng thái ban đầu của ớt vv

Đề tài của Toyosi Y Tunde-Akintunde & Adeladun Ajala, 2010 “ Nghiên cứu mô hình hóa của ớt bằng không khí nóng” cho thấy mô hình hóa theo phương trình Page có hệ số gốc và R2 cao hơn các mô hình khác

Bên cạnh việc cải thiện chất lượng của ớt sấy cũng là một trong vấn đề được quan tâm, trong đề tài “ Ảnh hưởng của nhiệt độ và xử lý hóa chất đến chất lượng của ớt

sấy” của ông Wiriya et al., 2009 Kết quả là chế độ sấy thích hợp cho ớt 700C trong

4 giờ sau đó tiếp tục sấy ở 500C cho đến khi độ ẩm đạt yêu cầu kết hợp với việc sử dụng 0,3% natri metabisunfit và 1% canxi clorua Sẽ cho sản phẩm có màu sáng và giữ được vitamin C, đường, phenol nhiều hơn

2.2 Tổng quan về ớt cay

2.2.1 Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay

Ớt có tên khoa học là Capsicum annum L họ cà Solanaceae, có nguồn gốc từ Mỹ,

từ một dạng ớt cây hoang dại Cây ớt là cây gia vị, thân thảo, thân dưới hóa gỗ, có thể sống vài năm, có nhiều cành, nhánh lá mọc so le, hình thuôn dài, đầu nhọn, hoa mọc đơn độc ở kẽ lá Quả ớt có nhiều tên gọi khác nhau như Lạt Tiêu, Lạt Tử, Ngưu Giác Tiêu, Hải Tiêu Cây ớt được thuần hóa phát triển ở châu Âu và được trồng ở châu Á vào thế kỷ XVI Ở nước ta, diện tích trồng ớt cay tập trung khoảng

3000 hecta, năm cao nhất (1988) lên tới 5700 ha Vùng ớt chuyên canh chủ yếu ở

khu vực miền Trung, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế Mỗi tỉnh có diện tích hàng nghìn ha Sản phẩm ớt bột hiện đang đứng vị trí thứ nhất trong mặt hàng rau – gia vị xuất khẩu Ớt cay là một loài cây gia vị được ưa thích trên khắp thế giới nhờ màu sắc, mùi vị và có giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị y học

2.2.2 Thành phần hóa học của ớt

Theo Quách Tĩnh và cộng sự (1996)

- Chất cay chủ yếu trong ớt là capsaicin chiếm 0,5-2% tập trung ở biểu bì giá noãn Chất ancaloit này với nồng độ 1/100000 vẫn còn cay mà không bị biến đổi trong môi trường kiềm

- Chất capsicin thường có nồng độ khoảng 0,01-0,1% và xuất hiện khi quả chín, có trạng thái gây đỏ và nóng

- Chất capsanthin là chất màu thuộc carotenoids, ngoài ra có α-caroten, β-caroten

và homodihydrocapsaicin

● CAPSANTHIN

Công thức cấu tạo: C40H58O3

- Là chất màu vàng có trong ớt, chiếm 7/8 tổng số chất màu của ớt

- Là dẫn xuất của carotene, nhưng cường độ hơn carotenoid 10 lần

- Trong ớt đỏ có nhiều hơn ớt xanh 35 lần

- Sự đổi màu đỏ tươi sang màu nâu mặc dù phần lớn là do phảnn ứng Maillard nhưng trước tiên là sự oxy hóa của capsanthin

2.3 Các biến đổi xảy ra trong quá trình chần

Chần là quá trình sử dụng nhiệt nhằm vô hoạt hệ enzyme có sẵn trong nguyên liệu

(các enzyme này xúc tác trong quá trình oxy hóa và phân giải một số hợp chất tự nhiên có trong ớt), làm cho sản phẩm sấy giữ được màu sắc, mùi vị ban đầu Trong

các enzyme đó, đáng kế nhất emzyme peoxidase, polyphenoloxidase có trong nguyên liệu, tạo ra màu nâu, nâu đen Vì thế chần làm cho nguyên liệu có màu sáng hơn Các enzyme này bị nhiệt phân ở 78 – 800C vì vậy nên chần và xử lý nhiệt ở nhiệt độ 900C trong 3 phút có thể phá hủy hoàn toàn hệ enzyme này ( Gupta et al.,

2002)

Mặt khác, chần còn có tác dụng loại bỏ tạp chất và phần lớn các vi sinh vật bám dính lên bề mặt nguyên liệu cũng như ở các phần hư hỏng Chần còn có tác dụng làm biến đổi trạng thái keo của nguyên liệu, làm cho mô thực vật mềm ra, làm lớp màng ngoài bị phá hoại để cho nước thoát ra dễ dàng hơn

2.4 Phương pháp sấy

2.4.1 Sấy hồng ngoại

Sấy hồng ngoại là phương pháp sấy sử dụng nhiệt bức xạ để gia nhiệt và sấy khô vật liệu Nguồn nhiệt bức xạ thường được dùng là đèn hồng ngoại, dây, tấm, thanh điện trở, nhiên liệu cấp nhiệt có thể là lỏng hay khí Sấy bức xạ có thể tiến hành ở

điều kiện tự nhiên hoặc trong buồn kín

Trong quá trình sấy hồng ngoại nguyên liệu hấp thu nhiệt và tự nóng lên truyền nhiệt cho lớp không khí xung quanh, làm cho lớp không khí xung quanh nóng lên Dẫn đến độ ẩm trong không khí giảm xuống Do chênh lệch giữa độ ẩm nguyên liệu

và không khí xung quanh làm cho ẩm trong nguyên liệu thoát ra

2.4.2 Tia hồng ngoại

Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng

mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0,86 µm đến 0,98 µm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ và có khả năng xuyên thấu kém

- Thiết bị gọn nhẹ, chiếm ít diện tích

- Thời gian sấy cho phép rút ngắn, do đó tăng năng suất và giảm giá thành sản phẩm đồng thời cho sản phẩm có chất lượng cao hơn

● Nhược điểm

- Sản phẩm sấy rất dễ nứt và cong vênh Do nhiệt độ bề mặt sản phẩm sấy bằng hồng ngoại cao hơn nhiệt độ bề mặt sản phẩm bằng phương pháp sấy khác

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

2.5.1 Nhiệt độ sấy

Nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 600C protein bị biến tính Nếu trên

900C fructose bắt đầu bị caramen hoá, và ở nhiệt độ cao hơn nữa rau quả có thể bị

cháy Nên rau quả đòi hỏi có chế độ sấy ôn hoà ( nhiệt độ thấp)

Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ của vật liệu sấy Nếu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh thì bề mặt vật liệu sấy bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

2.5.2 Độ dày của lớp vật liệu sấy

Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của

không khí, dẫn đến sản phẩm bị " đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại (do hơi nước trong không khí bão hòa khi tiếp xúc với vật thể có nhiệt độ thấp)

2.5.3 Vận tốc gió

Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức, không

khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4 m/s) Do vậy thời gian sấy

thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4-

4,0 m/s trong các thiết bị sấy Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất

nhiệt lượng (Lê Chí Hiệp, 2007)

2.6 Hoạt động của nước

Tính chất của thực phẩm cũng như tính bền của các sản phẩm khi bảo quản phụ thuộc vào các thành phần hữu cơ và vô cơ có mặt trong sản phẩm Trong các thành phần đó, nước có ảnh hưởng lớn hơn cả Tuy nhiên chất lượng của thực phẩm không chỉ phụ thuộc vào độ ẩm tuyệt đối của sản phẩm mà còn phụ thuộc vào hoạt

động của nước (a w – water activity ) trong thực phẩm đó

 Giá trị họat động của nước được tính theo công thức sau:

a w = P/P 0

Với: P là áp suất hơi riêng phần của dung dịch hay thực phẩm ở nhiệt độ T

P0 là áp suất hơi riêng phần của dung môi nguyên chất (nước) cùng nhiệt độ Như vậy aw của dung dịch hay thực phẩm luôn < 1 vì trong cùng đều kiện P0>P Hoạt động của nước nguyên chất là 1

Khi ở điều kiện cân bằng (môi trường kín), lúc đó hoạt động của nước:

a w = độ ẩm tương đối của không khí ở điều kiện cân bằng/100

Người ta thường dùng biểu thức này để đo độ hoạt động của nước trong thực phẩm

 Đặc điểm:

- aw phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm

- aw cóliên quan đến hàm lượng nước trong thực phẩm, thực phẩm có hàm lượng nước càng cao thì chứa nhiều nước tự do và độ họat động nước lớn

- aw có thể bị giảm khi tách bớt nước hoặc thêm chất tan háo nước

- Các chất có khả năng hòa tan tốt, càng làm giảm aw Tuy nhiên, các chất tan có đại phân tử tương tác với nhau thì sẽ dẫn đến sự tăng hóa trị của aw

- Khi thay đổi kích thước của các ống mao dẫn trong cấu trúc thực phẩm sẽ làm thay đổi độ hoạt động nước trong thực phẩm

2.7 Đường đẳng nhiệt hấp thụ

Đường đẳng nhiệt hấp thụ là đường cong để chỉ lượng nước bị giữ lại bởi một thực phẩm nào đó ở điều kiện cân bằng và tại một nhiệt độ xác định tùy thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển bao quanh nó

Hình 2.2: Đường đẳng nhiệt hấp thụ và phẩn hấp thụ

2.7.1 Đường đẳng nhiệt hấp thụ và trạng thái của nước trong thực phẩm

Ứng với aw từ 0 – 0,3 nước ở trạng thái liên kết bền, khi đó nước tạo thành một lớp đơn phân, các phân tử nước định vị vào nhóm có cực của protein hoặc tinh bột Đối với muối hoặc đường, nước nằm trong phần kết tinh Lớp nuớc này rất khó tách ra, không đóng băng khi làm lạnh đông thực phẩm, nó không thể là dung môi hay tác nhân tham gia phản ứng hóa học

Trong thực phẩm nước dạng này chiếm từ 3-10 g trong 100 g sản phẩm khô không chứa béo

Phần còn lại trong đường đẳng nhiệt hấp thụ ứng với độ tự do của nước tăng dần

- Đầu tiên là lớp nước có thể tạo liên kết hydro với lớp nước đơn phân gọi là lớp nước hydrat hóa

- Tiếp theo là lớp nước ngưng tụ trong các lỗ thực phẩm như các ống mao quản

- Phần cuối của đường đẳng nhiệt ứng với nước tự do, có hoạt động nước cực đại và

độ ẩm > 50%

2.7.2 Hiện tượng trễ hấp thụ

Đường đẳng nhiệt hấp thụ của một thực phẩm tại một nhiệt độ xác định thường không trùng với đường đẳng nhiệt phản hấp thụ Sự không trùng nhau của hai đường cong gọi là đường trễ hấp thụ

2.7.3 Sự thay đổi của đường đẳng nhiệt hấp thụ theo nhiệt độ

Ứng với cùng một hàm lượng nước trong cùng một loại thực phẩm, đa số trường hợp khi nhiệt độ tăng thì độ hoạt động của nước cũng tăng Điều này có ý nghĩa

trong bảo quản, để đánh giá sự ổn định và chất lượng của thực phẩm

2.7.4 Sự chuyển ẩm trong sự tiếp xúc của thực phẩm với không khí hay thực phẩm khác

aw của thực phẩm sẽ bằng với độ ẩm tương đối của không khí tiếp xúc với nó khi có

sự cân bằng Như vậy aw sẽ thay đổi khi tiếp xúc với không khí có độ ẩm tương đối khác nhau

Thực phẩm sẽ hút ẩm khi aw nhỏ hơn độ ẩm tương đối của không khí

Thực phẩm sẽ mất ẩm khi aw lớn hơn độ ẩm tương đối của không khí

2.7.5 Tác dụng của đường đẳng nhiệt hấp thụ

Cho phép sự thay đổi độ ẩm, tính ổn định của thực phẩm khi bảo quản trong các điều kiện khác nhau

Do hiện tượng trễ hấp thụ, thực phẩm có cùng hàm lượng nước ở trạng thái hấp sẽ

có aw lớn hơn khi làm khô

Dựa vào đường đẳng nhiệt hấp thụ người ta có thể đoán trước ảnh hưởng của nhiệt

độ đến họat động nước của sản phẩm được đựng trong bao bì kín có hàm lượng nước không đổi

2.8 Ảnh hưởng của a w đến chất lượng của sản phẩm

Hoạt động của nước là một trong những tác nhân quan trọng giúp đánh giá chất lượng và sự an toàn thực phẩm Ảnh hưởng đến thời gian bảo quản, sự an toàn, cấu trúc và mùi vị của thực phẩm Đồng thời có ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật, do đó liên quan đến sụ hư hỏng của thực phẩm Ngoài ra aw có ảnh hưởng đến khả năng họat động của enzym cũng như ảnh hưởng đến sự biến đổi của Vitamin Quan hệ giữa họat động của nước và tốc độ biến đổi của thực phẩm được mô tả ở Hình 2.3

2.8.1 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng hóa nâu không enzyme

Các phản ứng hóa nâu trong thực phẩm bao gồm phản ứng Maillard, Caramen hóa, phân hủy các hợp chất carbonyl như vitamin C

Hình 2.3: Tốc độ một số phản ứng chuyển hóa trong thực phẩm liên

quan đến sự thay đổi Aw ( Slade and Levin, 2004)

Ở aw thấp năng lượng họat hóa của các phản ứng tăng lên rất cao nên phản ứng không xảy ra Phản ứng xảy ra ở aw > 0,5 và đạt cực đại ở giá trị aw từ 0,65 – 0,75 Vitamin C tương đối bền với aw thấp nhưng khi aw tăng thì sự phân hủy càng tăng

2.8.2 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng của enzyme

Khi aw nằm dưới vùng đơn tầng thì họat động của enzyme rất nhỏ thậm chí có thể không họat động vì không đủ nước tự do để phản ứng xảy ra

2.8.3 Ảnh hưởng cảu a w đến họat động của vi sinh vật

Đa số vi sinh vật không thể phát triển ở aw < 0,91, nấm men ngừng phát triển ở

aw < 0,88, mốc ngừng phát triển ở aw <0,8 Do đó khi xác định aw của thực phẩm, có thể giúp dự đoán loại vi sinh vật chủ yếu gây hư hỏng cho thực phẩm

2.9 Các biến đổi xảy ra trong quá trình sấy

2.9.1 Sự giảm khối lượng

Đầu tiên, bề mặt vật liệu hấp thu năng lượng và gia tăng nhiệt độ Tiếp đó vật liệu nóng lên sẽ gia nhiệt không khí xung quanh làm giảm độ ẩm của không khí Sự chênh lệch ẩm giữa nguyên liệu và lớp không khí xung quanh làm ẩm từ nguyên liệu thoát ra ngoài Lượng ẩm thoát ra làm giảm khối lượng của nguyên liệu

2.9.2 Biến đổi cảm quan

Màu sắc: dưới tác dụng của nhiệt độ, cường độ màu tăng lên làm sản phẩm có màu thẩm Màu nâu do phản ứng melanoidin, phản ứng caramen và sự oxy hóa các polyphenol và vitamine C

Mùi và vị: một số chất mùi trong ớt bay hơi hay do nhiệt độ phân hủy nhưng phần lớn ớt khô vẫn vẫn giữ được mùi và vị ban đầu

2.10 Các phản ứng trong quá trình sấy

2.10.1 Phản ứng hóa nâu do enzyme

Trong ớt có các enzyme: peroxydase, polyphenoloxydase Trong đó thì enzyme peroxydase là enzyme hoạt động mạnh và bền nhiệt nhất Vì vậy khi ức chế đươc enzyme peroxydase có thể ức chế được các enzyme khác Để khống chế phản ứng

hóa nâu do enzyme người ta thường sử dụng các biện pháp xử lý nhiệt (chần, hấp)

làm biến tính protein của các enzyme này Ngoài ra cũng có thể sử dụng khí SO2 và các muối sulfit, hoặc sử dụng các axit hữu cơ: acid citric, acid malic…để làm giảm

pH môi trường, làm giảm tốc độ phản ứng hóa nâu, màu sắc của sản phẩm sẽ trắng hơn

2.10.2 Phản ứng Maillard

Đây là phản ứng quan trọng trong quá trình chế biến thực phẩm Phản ứng xảy ra với 3 điều kiện cơ bản: (1) nhiệt độ, (2) acid amin, (3) đường khử Cường độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ đường, bản chất acid amin, nồng độ các chất khô trong dung dịch, pH, nhiệt độ, nước và một số yếu tố khác

2.10.3 Phản ứng khác gây biếm đổi màu của sản phẩm

Trong qúa trình sấy màu nâu của sản phẩm không chỉ gây ra bởi phản ứng Maillard Màu tối của sản phẩm sấy khô là do các phản ứng như: sắc tố bị phân hủy, oxy hóa

hợp chất phenol và axit ascorbic (Manzocco et al., 2001; Sigge et al., 1999)

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Phương tiện

- Địa điểm: Thí nghiệm được tiến hành tại bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp & SHƯD- Trường Đại hoc- Cần Thơ

- Thời gian: Thực hiện đề tài từ 03/01/2010 đến ngày 22/04/2011

- Nguyên liệu:

Hình 3.1: Ớt nguyên liệu

Là ớt cay hay gọi là ớt chỉ thiên, chín mua ở chợ nổi- Cái Răng, cùng một giống, một loại và từ một đầu mối cung cấp để có được nguyên liệu đầu vào ổn định Chọn những trái chín còn nguyên có kích thước tương đối đồng đều, hình dạng không bị cong méo, độ ẩm ban đầu 70-72%

● Kích thước của ớt:

Sử dụng thước kẹp có độ chính xác là 0,05 mm có thang đo từ 0,05-100 mm Kích

thước ban đầu (kích thước dài) là kích thước lớn nhất của trái ớt Kích thước ngang (đường kính) đo gần giữa trái ớt Tiến hành đo thí nghiệm 10 như Hình 3.2

Hình 3.2: Đo kích thước của ớt

Bảng 3.1: Kích thước trung bình của ớt

Hình 3.3: Hệ thống sấy bằng đèn hồng ngoại

(1) Đèn hồng ngoại (6) Cảm biến nhiệt độ

(2) Đĩa cân (7) Hệ thống điều khiển nhiệt độ PID

(3) Cân (8) Mẫu ớt sấy

(4) Bộ phận chuyển đổi tín hiệu (9) Công tắt điều khiển công suất đèn

(5) Máy tính (10) Công suất điều khiển vận tôc gió

Hệ thống thí nghiệm (Hình 3.3) gồm một đèn hồng ngoại (1) được gắn với hệ thống

đo công suất của đèn, để điều chỉnh công suất theo ý muốn Đèn sẽ chiếu tia hồng ngoại xuống mẫu sấy (8) được đặt trên đĩa cân (2) gắn với cân (3), cân được nối với

bộ phận chuyển đổi tín hiệu (4), và hệ thống chuyển đổi này được kết nối với máy tính (5) thông qua cổng USB để ghi nhận sự thay đổi khối lượng của ớt sấy theo thời gian Một mẫu rời được cắm trên cảm biến nhiệt độ (6) để ghi nhận nhiệt độ với mục đích là kiểm soát nhiệt độ của quá trình sấy thông qua hệ thống điều khiển

PID (7)

Hình 3.4: Hệ thống ổn định nhiệt và bình hút ẩm

(1) Hệ thống ổn định nhiệt độ (2) Cốc chứa mẫu

(3) Dung dịch muối bão hòa (4) Mẫu ớt sấy

(5) Quạt 12V (6) Bình hút ẩm

Hệ thống xác định độ ẩm tới hạn (Hình 3.4) của ớt theo nhiệt độ (theo phưong trình GAB) gồm: dung dịch muối bão hòa (MgCl 2 6H 2 O, K 2 CO 3 , NaNO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , KNO 3 lần lượt các dung dịch ở các nhiệt độ khác nhau) (3) sau đó đưa mẫu ớt (sau khi sấy khô) cần xác định độ ẩm (4) vào bình hút ẩm Nắp bình hút ẩm có gắn quạt

(5) nối với máy biến thế 12V, nhằm tăng cường trao đổi ẩm giữa mẫu ớt sấy và không khí trong bình và nhanh chóng tạo quá trình cân bằng ẩm Sau đó, âặt vào hệ thống ổn định nhiệt độ Lauda (1) và điều chỉnh nhiệt độ theo mong muốn

3.2 Phương pháp và tiến hành thí nghiệm

3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm chung:

Hình 3.5: Quy trình sấy ớt

3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ sấy ớt

Trước khi sấy, ớt tươi được xử lý cơ học (chọn, rửa, cắt cuống) Tiếp theo chần

nước nóng 90-920C trong 3 phút Sau đó, cho ớt vào máy sấy bằng đèn hồng ngoại

đã được điều chỉnh các nhiệt độ và vận tốc gió theo yêu cầu Quá trình sấy thực hiện cho đến khi độ ẩm đạt yêu cầu (8-10%) thì kết thúc quá trình sấy Làm nguội ớt đến nhiệt độ bình thường và đóng gói, bảo quản

Cắt cuống, rửa sạch

Ớt tươi ẩm độ đầu (69 %)

Sấy

Ớt khô

ẩm độ 810%

Thành phẩm Đóng gói và bảo quản

Chần

3.3 Tiến hành thí nghiệm

3.3.1 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ của ớt ở điều kiện thí nghiệm

Ớt tươi sau khi mua về và chọn ra những trái có kích thướt tương đối đồng đều, không sâu bệnh Và chần ở nhiệt độ 90-920C trong 3 phút Sau đó được cắt nhỏ ra khoảng 3-4 mm rồi sấy ở 85-900C trong 5-6 giờ Rồi mới đặt vào 5 bình hút ẩm có

chứa 5 muối bão hòa khác nhau (MgCl 2 6H 2 O, K 2 CO 3 , NaNO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , KNO 3

có a w từ 0,328-0,936 ở 25 0 C) Thí nghiệm được tiến hành ở các nhiệt độ 450C,

500C, 550C, 600C bằng hệ thống ổn định nhiệt (Hình 3.3) Để một thời gian cho đến

khi hệ thống đạt cân bằng rồi đem đi xác định ẩm nhanh ở 1050C

Bảng 3.2: a w của các muối bão hòa ở các nhiệt độ khác nhau

Lý do sử dụng phương trình GAB để xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ Vì cho độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác như BET, Linear, Oswin, Mizrahi, Kuhn, hendeson-Rockland, Halsye, Smith, Chirife, Haiwood-Horrobin, bradley, Iglesis/Chirife

Phương trình GAB:

)

1 )(

1 (

.

g w

a k c a k a

k

c a k m

m0 : độ ẩm tới hạn theo phương trình GAB kg nước/kg chất khô

m : độ ẩm theo T0C kg nước/kg chất khô

cg và k là hằng số trong công thức GAB, với 1< cg <20 và 0,7 < k <1

Từ Phương trình (1) có thể chuyển đổi sang Phương trình (2)

k c m c

m

c a c a

k m

a

g g

g w g w

w

1

)2.(

)1.(

0 0

c k a

.

) 1 (

c b

.

) 2 (

0



 (4)

k c m

c

g .

2 2

b a

c

b c

Sau khi tìm được cg thế vào 3 và 4 hoặc 5 để tìm được k và m0

3.3.3 Khảo sát nhiệt độ và vận tốc gió để mô hình hóa quy trình sấy ớt bằng đèn hồng ngoại

Thí nghiệm được tiến hành ở 4 mức nhiệt độ 450C, 500C, 550C, 600C, 3 tốc độ gió 1,5 m/s, 2,0 m/s, 2,5 m/s, công suất đèn được giữ cố đinh 200 W trong suốt thí nghiệm Trong quá trình tiến hành thí nghiệm khối lượng được ghi nhân trực tiếp qua hệ thống máy tính đồng thời thu nhận số liệu để tính toán và chọn ra mô hình thích hợp cho quá trình sấy

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm

3.3.4 Mô hình hóa

Mô hình là công thức toán học nhưng thể hiện được sự biến đổi khối lượng của thực phẩm trong quá trình sấy, là phương pháp rất hiệu quả để quan sát và điều khiển cũng như phỏng đoán quá trình sấy

Mục đích của thí nghiệm là khảo sát sự thay đổi của độ ẩm của ớt trong suốt quá trình sấy bằng tác nhân không khí được gia nhiệt bằng đèn hồng ngoại ở các nhiệt

độ 450C, 500C, 550C, 600C tương ứng vận tốc gió 1,5 m/s, 2,0 m/s, 2,5 m/s Các biến đổ ẩm được sử dụng trong việc xây dựng mô hình toán học Một số mô hình toán học được sử dụng phổ biến thể hiện ở Bảng 3.3

Bảng 3.3: Một số mô hình được áp dụng trong quá trình sấy

STT Tên mô hình Công thức mô hình

6 Two-term model MR = a.exp(-k 0 t) + b.exp(-k 1 t)

7 Approxim ation of diffusion MR = a.exp(-kt) + (1-a).exp(-k.b.t)

8 Wang and Singh MR = 1+ a.t +b.t2

Dữ liệu biến đổi khối lượng được thu nhận và tiến hành phân tích dựa trên 3 mô hình thực nghiệm trên

Tỷ lệ ẩm (MR) được xác định từ công thức:

e i

e t

M M

M M MR

Me: độ ẩm cân bằng (theo căn bản khô) (%)

M0: độ ẩm (theo căn bản khô) ban đầu của nguyên liệu (%)

Phương pháp tính toán các tham số trong mô hình

● Mô hình Page

MR= exp(-K.(tn))

e i

e

M M

M M

) ln(

)) ln(

ln(

) ln(

) ln(

k t n MR

t k MR kt

Đồ thị của Phương trình có dạng y = a.x +b với

) ln(

)) ln(

ln(

k b

t x

n a

MR y

(9)

Từ Phương trình (9) tính được các hệ số K ở nhiệt độ 450C, 500C, 550C, 600C Từ bốn hệ số k vừa tìm được sử dụng hồi quy để tìm phương trình liên hệ K theo T với dạng phương trình bậc 2

k= f1(T) = m0+m1.T+ m2.T2

Với T : nhiệt độ sấy (0C)

M0, M1, M2: Hệ số phương trình

Từ Phương trình (9) tìm n= f2(T) tương tự như tìm K= f1(T)

Thay k= f1(T) và n= f2(T) vào công thức mô hình Page được MR lý thuyết

Với hằng số k và 2 nhân tố độc lập T0C và vận tốc Tìm ra Phương trình k’= f(V,T), n’ = f(V,T) Tương tụ như f(T), thế f(T,V) vào công thức mô hình tìm được MR’ lý thuyết

e i

e

M M

M M

k a

MR

y ln( )

(11)

Từ Phương trình (11) tính được các hệ số K ở nhiệt độ 500C, 550C, 600C, 650C Từ

4 hệ số k vừa tìm được sử dụng hồi quy để tìm Phương trình liên hệ K theo T với dạng phương trình bậc 2

k= f3(T) = m0+m1.T+ m2.T2Với T : nhiệt độ sấy (0C)

M0, M1, M2: Hệ số phương trình

Từ Phương trình (11) tìm n = f4(T) tương tự như tìm k= f3(T)

Thay k = f3(T) và n= f4(T) vào công thức mô hình Newton được MR lý thuyết Với hằng số k và 2 nhân tố độc lập T0C và vận tốc Tìm ra Phương trình k’= f(V,T), n’= f(V,T) Tương tụ như f(T), thế f(T,V) vào công thức mô hình tìm được MR’ lý thuyết

● Phương Trình Henderson and Pabis

t k e

i

e

M M

M M

) ln(

A b

t x

k a

MR y

Từ Phương trình (13) tính được các hệ số k ở nhiệt độ 500C, 550C, 600C, 650C Từ

4 hệ số k vừa tìm được sử dụng hồi quy để tìm Phương trình liên hệ k theo T với dạng phương trình bậc 2

k= f5(T) = m0+m1.T+ m2.T2

Với T : nhiệt độ sấy (0C)

M0, M1, M2: Hệ số phương trình

Từ Phương trình (13) tìm n = f6(T) tương tự như tìm k= f5(T) Thay k= f5(T) và n=

f6(T) vào công thức mô hình Henderson and Pebis được MR lý thuyết Với hằng số

k và 2 nhân tố độc lập T0C và vận tốc Tìm ra Phương trình k’= f(V,T), n’ = f(V,T) Tương tụ như f(T), thế f(T,V) vào công thức mô hình tìm được MR’ lý thuyết

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Qua các thí nghiệm, trong chương thể hiện kết quả độ ẩm cân bằng của ớt ở các nhiệt độ khác 450C, 500C, 550C, 600C ở mục 4.1 Biến đổi ẩm theo thời gian được thể hiện ở mục 4.2, và kết quả mô hình hóa theo phương trình f(T) ở mục 4.3, phương trình f(V, T) ở mục 4.4 Cuối cùng là ảnh hưởng của quá trình sấy đến màu của ớt ở mục 4.5

4.1 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ

Thí nghiệm được tiến hành ở 4 mức nhiệt độ tương ứng với 5 dung dịch muối bão hòa cho kết quả ở Bảng 4.1

Bảng 4.1 Thay đổi độ ẩm của (căn bản khô) của ớt theo môi trường muối

0,3106 0,0878 0,3057 0,0791 0,3011 0,0615 0,2966 0,0635 0,4156 0,1037 0,4107 0,0970 0,4060 0,0731 0,4015 0,0714 0,6578 0,1484 0,6548 0,1327 0,6518 0,1147 0,6490 0,1094 0,7981 0,1747 0,7957 0,1726 0,7935 0,1572 0,7913 0,1429 0,8901 0,2228 0,8893 0,2043 0,8885 0,1865 0,8877 0,1732

Từ Bảng 4.1 và Bảng 4.9 (trong phụ lục B) và Hình 4.1 độ ẩm của ớt ở nhiệt độ

450C, 500C, 550C, 600C Cho thấy nhiệt độ càng cao thì độ ẩm của ớt càng thấp và tăng khi aw tăng Kết quả độ ẩm cân bằng ở các nhiệt độ được thể hiện ở Bảng 4.2

Bảng 4.2 Độ ẩm cân bằng của ớt theo phương trình GAB ở 45 0 C, 50 0 C, 55 0 C, 60 0 C

ẩm của 600C thấp hơn 450C, 500C, 550C Ngược lại thì ở 450C có độ ẩm cao hơn các 3 nhiệt độ còn lại

4.2 Biểu đồ giảm ẩm theo thời gian

Thí nghiệm được tiến hành ở các nhiệt độ 450C, 500C, 550C, 600C ở các vận tốc gió

1,5 m/s, 2 m/s, 2,5 m/s Kết quả ở các Bảng 4.14 đến 4.17 (ở phụ lục B) và Hình 4.2

& 4.3 thể hiện cụ thể ở các Hình 4.12 đến Hình 4.16 (ở phụ lục B)

Hình 4.2: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ở các nhiệt độ và vận tốc gió 2,0 m/s

Từ Bảng 4.14 đến bảng 4.17 (ở phụ lục B) và Hình 4.2 cho thấy độ ẩm thay đổi theo

thời gian ở các nhiệt độ và cố định vận tốc gió 2,0 m/s Ở 30 phút đầu tiên tốc độ giảm ẩm của 600C nhanh hơn các nhiệt độ khác, và giảm nhanh trong 2 giờ đầu sau

đó chậm dần ở những giờ sau Sau 2,5 giờ thì tốc độ giảm ẩm của đường 600C và đường 550C chậm dần, đến giờ thứ 5, thì giảm rất chậm hầu như đạt cần bằng trong khi đó thì 500C với đường 450C vẫn tiếp tục giảm nhanh Đường 500C, thì ở giờ thứ

6 về sau thì tốc độ thoát ẩm chậm dần và đường 450C vẫn tiếp tục giảm đồng đều đến 14 giờ độ ẩm hầu như không đổi

Nhìn chung, các đường có tốc độ giảm ẩm nhanh ở 2 đến 3 giờ đầu, sau đó thì chậm dần ở những giờ sau Do phần lớn lượng nước đã bay hơi đi ở những giờ đầu nên trong các giờ sau thì tốc độ giảm ẩm lại chậm dần Suốt quá trình sấy cho thấy đường có nhiệt độ càng cao thì độ ẩm giảm càng nhanh nên đường 600 dốc hơn các đường khác và 450C thì không dốc bằng các đường kia

45 độ -2,5 m/s

Hình 4.3: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ở vận tốc gió khác nhau và 45 0 C

Từ Bảng 4.11, 4.14, Bảng 4.18 (ở phụ luc B) & Hình 4.3 Cho thấy sự thay đổi độ

ẩm theo thời gian ở các vận tốc khác nhau và nhiệt độ cố định ở 450C cho thấy vận tốc gió cũng có ảnh hưởng đến sự giảm ẩm trong quá trình sấy Trong 2 giờ đầu tiên tốc độ giảm ẩm của đường 2,5 m/s nhanh hơn đường 1,5 m/s với đường 2,0 m/s Nên đường 2,5 m/s có độ dốc, dốc hơn hẳn hai đường còn lại, và đường 1,5 m/s có

độ dốc thấp hơn các đường khác Vậy vận tốc gió cũng là yếu tố quyết đinh thời gian và tốc độ sấy

Nhận xét chung: khả năng giảm ẩm không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào vận tốc gió Nhiệt độ sấy và vận tốc gió càng cao thì khả năng thoát ẩm càng nhanh

4.3 Kểt quả mô hình hóa theo phương trình f(T)

● Kết quả hằng số của các mô hình hóa thể hiện ớ Bảng 4.3, các Bảng 4.22, Bảng

4.23 (phụ lục B )

Bảng 4.3: Hằng số k ,a, n và R 2 của 3 mô hình ở nhiệt độ khác nhau, vận tốc 2,0 m/s

45 k = -0.075895 + 0.002683*T-0.000021*T^2 0,0024 0,9401

Somnuk Theerakulpisut et al., 2009 trong nghiên cứu phát triển phương pháp sấy ớt

trong điều kiện chân không

● Kết quả so sánh độ ẩm thực tế và độ ẩm lý thuyết theo các mô hình được thể hiện

ở các Hình 4.4, Hình 4.5 & Hình 4.6, các Hình 4.17 đến Hình 4.27 ( phụ lục B)

Hình 4.4: Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt ở 50 0 C, vân tốc gió 2,0 m/s

theo mô hình Newton

yH = 0.8159x R2 = 0.9731

Hình 4.5: Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt ở 50 0 C, vân tốc gió 2,0 m/s

theo mô hình Hensonder and Pebis

y N= 1.0396xR2 = 0.9877

Hình 4.6: Tỉ lệ ẩm thực tế và ẩm lý thuyết của ớt 50 0 C, 2,0 m/s

theo mô hình Page

Từ các Hình 4.6, Hình 4.5 và Hình 4.6, các Hình 4.17 đến Hình 4.27 (ở phụ lục B)

Bảng 4.17 mô hình Page có hệ số gốc m ≈ 1 chứng tỏ các giá trị được phỏng đoán

từ phương trình gần giống với các giá trị thực tế R2 của mô hình Page 0,9917 nếu

so sánh với mô hình Newton 0,991 và mô hình Henderson & Pabis 0,9374 Vì vậy, hoàn toàn sử dụng mô hình Page để phỏng đoán cho quá trình sấy, có độ chính xác cao hơn cả mô hình Newton và Hensonder & Pabis Tương tự như kết kuận trong

nghiên cứu của Toyosi et al.,2010 trong nghiên cứu “ mô hình hóa quá trình sấy ớt