Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt, truyền chất và xác định chế độ sấy tôm thẻ chân trắng việt nam bằng bơm nhiệt kết hợp với hồng ngoại tt

MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam nước có tổng chiều dài bờ biển 3670 km Đây điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc khai thác nuôi trồng thủy sản Theo hiệp hội chế biến xuất thủy sản Việt Nam (VASEP), năm 2019 xuất tôm Việt Nam ước đạt 3,38 tỷ USD Trong đó, tơm thẻ chân trắng đông lạnh xuất đạt 2,36 tỷ USD chiếm 70% giá trị tôm xuất khẩu, mặt hàng tôm khô chế biến tăng 40,7% so với kỳ năm 2018 [1] Tuy nhiên, nay, số làng nghề chế biến tôm khô sử dụng dạng lò sấy tự chế dùng nhiên liệu than đá, củi phận gia nhiệt điện trở, Các thiết bị thường có nhiệt độ sấy cao làm cho protein dễ bị biến tính màu sắc, mùi vị sản phẩm bị biến đổi nhiều Ngoài vấn đề vệ sinh, an toàn thực phẩm không đảm bảo sấy phương pháp làm giảm giá trị sử dụng, giá trị kinh tế làm cho sản phẩm khô không đủ tiêu chuẩn để xuất Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp sấy ứng dụng cho sấy thủy sản nói chung đặc biệt tơm thẻ nói riêng vấn đề cấp thiết thực tế Bên cạnh đó, nghiên cứu chuyên sâu trình truyền nhiệt, truyền chất (TNTC) tơm sấy, xác định thông số đặc trưng q trình TNTC, thơng số nhiệt vật lý tượng co rút tôm theo thời gian sấy Đặc biệt, nghiên cứu mô TNTC để thấy thay đổi tác động đồng thời thông số nhiệt độ, áp suất hàm lượng ẩm bên tôm thẻ sấy đến tốc độ thời gian sấy ngồi nước cịn vấn đề cần nghiên cứu làm rõ Như vậy, việc nghiên cứu xác định phương pháp sấy, giải tốn TNTC, mơ q trình TNTC tơm sấy, từ tối ưu hóa q trình xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ chân trắng cho chất lượng tơm khơ đảm bảo giảm chi phí lượng cần thiết thời bối cảnh kính tế, lượng nước ta Xuất phát từ ý nghĩa, yêu cầu thực tiễn qua nghiên cứu tổng quan luận án, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu trình truyền nhiệt, truyền chất xác định chế độ sấy tôm thẻ chân trắng Việt Nam bơm nhiệt kết hợp với hồng ngoại“ Đây đề tài thực cần thiết cho phát triển ngành thuỷ sản Việt Nam MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Luận án thực với mục đích nghiên cứu sau: - Nghiên cứu khả sấy bơm nhiệt kết hợp với hồng ngoại (HP-IR) cho sản phẩm thủy sản tôm sau thu hoạch - Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn, mơ q trình TNTC bên tôm thẻ chân trắng sấy HP-IR, xác định chế độ sấy tối ưu, thời gian sấy làm sở thiết kế chế tạo máy sấy tôm thẻ chân trắng HP-IR - Đề xuất quy trình chế biến tôm thẻ chân trắng khô sấy HPIR NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Luận án thực với nội dung nghiên cứu sau đây: - Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn mơ tả q trình TNTC bên tôm thẻ chân trắng sấy HP-IR - Xây dựng điều kiện biên phương pháp giải mô hình tốn q trình TNTC bên tơm thẻ sấy HP-IR - Nghiên cứu phương pháp xác định thông số nhiệt vật lý thông số đặc trưng sinh học tôm thẻ chân trắng - Lập trình mơ q trình TNTC tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR có xét đến ảnh hưởng áp suất bên mao quản độ co rút tôm thẻ đến trình truyền ẩm tơm theo thời gian sấy - Nghiên cứu xác định chế độ sấy tối ưu cho tơm thẻ phương pháp mơ q trình TNTC phương pháp thực nghiệm Đánh giá khả sử dụng phương pháp xác định chế độ sấy tôm phương pháp tính tốn, mơ vào thực tiễn để giảm chi phí lượng thời gian - Đánh giá chất lượng hiệu lượng trình sấy tôm khô chế độ sấy tối ưu so với phương pháp sấy khác Đề xuất quy trình chế biến tôm thẻ chân trắng khô sấy HP-IR xuất PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tác giả nghiên cứu, tính tốn lý thuyết kết hợp với phương pháp mơ trình TNTC xác định trường nhiệt độ, áp suất, hàm lượng ẩm bên tôm thẻ, chế độ sấy tôm thẻ HP-IR thực nghiệm kiểm chứng để áp dụng thực tế ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Quá trình truyền nhiệt truyền chất bên VLS Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thông số nhiệt vật lý theo nhiệt độ thành phần hóa học tơm thẻ chân trắng; xác định thông số sinh học đặc trưng q trình TNTC tơm thẻ; xác định điều kiện biên truyền nhiệt truyền ẩm từ mơ q trình TNTC bên tôm thẻ chế độ sấy tối ưu Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN Đóng góp khoa học: Trình bày phương pháp luận nghiên cứu, phát triển lý thuyết TNTC thực nghiệm để phục vụ cho chế biến tôm thẻ chân trắng Việt Nam Cụ thể phương pháp sau: - Mơ hình tốn TNTC, điều kiện biên phù hợp với VLS tôm thẻ chân trắng sấy HP-IR - Phương pháp xác định thống số nhiệt vật lý, thơng số đặc trưng q trình TNTC tôm thẻ chân trắng - Xác định chế độ sấy cho tôm thẻ phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu từ số liệu mơ phần mềm COMSOL Multiphysics Đóng góp thực tiễn: - Xác định số liệu thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng thông số đặc trưng TNTC bên tôm thẻ sấy HP-IR - Xác định số liệu biến đổi nhiệt độ, áp suất hàm lượng ẩm bên tôm thẻ theo thời gian sấy HP-IR - Ứng dụng phương trình hồi quy dự đoán thời gian sấy, tỷ lệ hút nước phục hồi, suất tiêu hao lượng vào thiết kế thiết bị sấy, xác định hiệu suất lượng đánh giá chất lượng tơm khơ - Có thể ứng dụng chế độ sấy tối ưu, quy trình chế biến tơm thẻ chân trắng khô vào thực tế sản xuất đáp ứng yêu cầu phát triển kinh biển Việt Nam CÁC KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN Kết nghiên cứu lý thuyết: - Xây dựng mơ hình tốn TNTC tôm thẻ chân trắng sấy HP-IR Trong bao gồm phương trình truyền nhiệt theo định luật Fourier; phương trình truyền ẩm kết hợp định luật Fick định luật Darcy Đặc biệt phương trình dịng ẩm đối lưu theo định luật Darcy mô tả thay đổi áp suất bên tôm thẻ theo thời gian sấy - Đề xuất phương pháp xác định thông số nhiệt vật lý thơng số đặc trưng q trình TNTC bên tôm thẻ chân trắng trước trình sấy - Tìm phương pháp xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ HP-IR - Đề xuất phương pháp đánh giá chất lượng hiệu lượng q trình sấy tơm thẻ chân trắng HP-IR Kết nghiên cứu thực nghiệm: - Đã xây dựng mơ hình thực nghiệm bao gồm máy sấy HP-IR vận hành với nhiều chế độ sấy phù hợp với yêu cầu nghiên cứu Đặc biệt, thiết bị đo áp suất bên tôm ứng dụng kim tiêm truyền dịch ngành Y tế làm đầu dị lấy tín hiệu áp suất VLS đáp ứng yêu cầu nghiên cứu luận án - Số liệu áp suất bên tơm phục vụ cho nghiên cứu quy luật TNTC trình sấy - Số liệu thông số nhiệt vật lý, thông số sinh học đặc trưng đáp ứng u cầu giải mơ hình tốn TNTC q trình sấy tơm thẻ HP-IR Kết ứng dụng: - Ứng dụng số liệu hàm lượng ẩm, tốc độ sấy, trường nhiệt độ, áp suất thời gian sấy vào mô phỏng, thiết kế chế tạo máy sấy tôm thẻ HP-IR - Ứng dụng phương pháp sấy, chế độ sấy tối ưu quy trình chế biến tơm khơ sấy HP-IR vào thực tế sản xuất Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu phương pháp sấy 1.1.1 Nguyên liệu tôm thẻ chân trắng Việt Nam 1.1.2 Tổng quan theo phương pháp sấy Có thể nói phương pháp sấy HP-IR có nhiều ưu điểm giảm thời gian sấy, tăng đồng nhiệt độ VLS qua góp phần tăng chất lượng sản phẩm khô Đây sở lựa chọn phương pháp sấy HP-IR nghiên cứu luận án 1.2 Nghiên cứu truyền nhiệt, truyền chất bên VLS 1.2.1 Nghiên cứu lý thuyết 1.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm 1.3 Nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa xác định chế độ sấy 1.3.1 Các kết nghiên cứu Việt Nam 1.3.2 Các kết nghiên cứu nước Kết luận chương Một số vấn đề tồn cần phát triển nghiên cứu làm rõ Vấn đề phương pháp sấy: Hiện nghiên cứu tính tốn, thiết kế thiết bị sấy HPIR hạn chế, mẫu thiết bị sấy HP-IR nước sản xuất hiệu quả, chất lượng sản phẩm sấy khơng cao Do nghiên cứu phương pháp sấy từ chế tạo tủ sấy HP-IR đáp ứng yêu cầu nghiên cứu nhiệm vụ luận án Vấn đề xây dựng mơ hình tốn mơ q trình truyền nhiệt, truyền chất vật liệu sấy: + Vấn đề mơ hình tốn trình truyền nhiệt, truyền chất bên vật liệu sấy: Kết phân tích tổng quan cho thấy mơ hình tốn TNTC chưa làm rõ ảnh hưởng thành phần hóa học tơm, nguồn nhiệt IR đến trường nhiệt độ VLS ảnh hưởng áp suất bên mao quản đến trường ẩm VLS Do đó, nội dung mà luận án cần nghiên cứu + Vấn đề phương pháp mơ q trình truyền nhiệt, truyền chất bên vật liệu sấy: Các nghiên cứu trước chưa mô biến đổi áp suất bên VLS theo thời gian sấy Do đó, việc ứng dụng giải phần mềm COMSOL Multiphysics để mô đồng thời mối quan hệ nhiệt độ, áp suất hàm lượng ẩm tôm thẻ sấy HP-IR nhiệm vụ nghiên cứu luận án Vấn đề xác định thông số nhiệt vật lý thông số sinh học đặc trưng tôm thẻ chân trắng: + Thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng: Kết nghiên cứu cho thấy tôm thẻ loại thủy sản giàu chất dinh dưỡng Do đó, thơng số nhiệt vật lý cần tính tốn theo nhiệt độ thành phần hóa học tơm thẻ chân trắng + Các thông số sinh học đặc trưng tơm thẻ chân trắng: Kết phân tích tổng quan cho thấy cần phải tính tốn hệ số Deff tôm thẻ theo ảnh hưởng đồng thời nhiệt độ, hàm lượng ẩm độ co rút tôm thẻ sấy Hơn nữa, chưa có nghiên cứu xác định thông số sinh học tôm thẻ độ xốp thịt tôm, vận tốc dòng ẩm mao quản, hệ số thấm, độ nhớt pha lỏng, pha tôm,… Đây thông số mà luận án cần nghiên cứu xác định Vấn đề phương pháp xác định chế độ sấy cho tôm thẻ chân trắng: Từ việc phân tích tổng quan cho thấy vấn đề phương pháp xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ theo mô thực nghiệm máy sấy HP-IR, xác định hiệu lượng hiệu sấy nội dung mà luận án cần nghiên cứu Hướng nghiên cứu luận án: Như trình bày phần kết luận chương 1, số vấn đề tồn tại, có ý kiến khác chưa đề cập nghiên cứu, kết hợp với nhu cầu thực tế công nghiệp điều kiện cụ thể Việt Nam quỹ thời gian dành cho luận án Tiến sĩ, tác giả xin đề xuất hướng nghiên cứu luận án bao gồm nội dung sau: 1) Nghiên cứu xây dựng phát triển mơ hình tốn q trình TNTC tơm thẻ sấy HP-IR Trong đó, mơ hình tốn truyền nhiệt có kể đến ảnh hưởng thống số nhiệt vật lý theo nhiệt độ, thành phần hóa học tơm mơ hình tốn truyền ẩm có kể đến ảnh hưởng gradient áp suất, độ co rút tôm theo thời gian sấy 2) Nghiên cứu xác định thông số nhiệt vật lý thông số sinh học đặc trưng tôm thẻ chân trắng 3) Nghiên cứu mô q trình TNTC bên tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR, xác định trường nhiệt độ, áp suất trường ẩm theo thời gian sấy 4) Nghiên cứu phương pháp xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ chân trắng HP-IR Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT, TRUYỀN CHẤT TRONG CON TÔM THẺ CHÂN TRẮNG SẤY BẰNG HP-IR 2.1 Các giả thiết xây dựng mơ hình tốn TNTC tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR Mơ hình tốn TNTC tơm thẻ chân trắng sấy HPIR xây dựng với giả thiết sau: - Phương pháp sấy gián đoạn, VLS lưới lớp - Nguồn nhiệt IR trao đổi với VLS liên tục không đổi trình sấy - Nhiệt độ vận tốc gió lưới sấy tơm đồng - VLS đồng chất, khơng có phản ứng hóa học, nguồn nhiệt thể tích hấp thụ VLS qv,IR (W/m3) hồn tồn nhiệt hồng ngoại IR Theo đó, qv,IR đóng vai trị “nguồn nhiệt trong” mơ hình tốn - Hàm lượng ẩm, nhiệt độ ban đầu tôm đồng - Số liệu thông số nhiệt vật lý tôm đưa vào trình giải tốn TNTC giá trị trung bình trình sấy - Truyền ẩm bên tôm sấy pha lỏng pha - Xét ảnh hưởng độ co rút tơm đến q trình truyền ẩm thơng qua hệ số khuếch tán DeffST coi hình dạng tơm khơng đổi 2.2 Xây dựng mơ hình tốn cho trình truyền nhiệt, truyền chất 2.2.1 Hệ phương trình mơ tả q trình TNTC bên tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR 2.2.1.1 Phương trình truyền nhiệt tôm sấy HP-IR Xây dựng phương trình truyền nhiệt tơm sấy có xét đến nguồn nhiệt IR (qv,IR), thông số nhiệt vật lý theo thành phần hóa học, đặc biệt hệ số dẫn nhiệt tính đến hướng song song vng góc với thớ thịt tơm: t (2.1)   Cu.t  .( t )  q  C  eq  eq v , IR Trong [79, 90]:  C    p C  1   p  d Cd eq eq   p TB  1   p  d 2.2.1.2 Phương trình truyền ẩm tơm sấy HP-IR Lựa chọn phát triển phương trình tốn mơ tả q trình truyền ẩm bên tơm thẻ có kể đến ảnh hưởng nhiệt độ độ co rút tôm sấy theo định luật Fick định luật Darcy: M (2.2)  .( DeffST M )  u.M   Phương trình truyền ẩm đối lưu mô tả áp suất mao quản theo định luật Darcy  p   p M v (2.3) (2.4) K  .u  M  P  D 2 M   v  effC v 2.2.2 Điều kiện đơn trị 2.2.2.1 Điều kiện ban đầu Quá trình sấy bắt đầu với nhiệt độ hàm lượng ẩm tôm sấy sau: Tại τ = 0, to = ti = 25oC Mo = Mi = 2,333 kg.kg-1.db-1 Mo = Mi = 41264,970 mol.m-3 2.2.2.2 Điều kiện biên Hình 2.2 Mơ hình chiều q trình TNTC sấy tơm HP-IR a) Điều kiện biên truyền nhiệt Điều kiện biên truyền nhiệt q trình sấy tơm phương pháp sấy HP-IR chia thành hai giai đoạn sau: Giai đoạn sấy nâng nhiệt: n.(eq t  C p ut)  qo   dl (t a  ts )   m  r (M  M e ) (2.6) Giai đoạn sấy giảm tốc: n.(eqt  C p ut)  qo  ( dl  bx )(t s  ta )   m  r (M  M e ) (2.7) b) Điều kiện biên truyền chất bề mặt VLS: n.(DeffST M  uM )  m (M  M e ) (2.8) 2.2.2.3 Điều kiện vật lý VLS Nghiên cứu để xác định tham số đầu vào mơ thông số nhiệt vật lý (λ, Cp, ρ, a) thông số sinh học đặc trưng tôm thẻ (µ, K, Kr, S, Deff, εp, u,…) điều kiện tiên để giải toán TNTC bên VLS 2.2.2.4 Xác định thông số, tham số đầu vào mơ hình theo điều kiện biên điều kiện vật lý a) Xác đinh hệ số trao đổi nhiệt trao đổi chất b) Xác định điều kiện biên xạ + Xác định nguồn nhiệt IR hấp thụ vào tơm q trình sấy + Xác định mật độ nguồn nhiệt thể tích tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR Q (2.18) q  IR v , IR Vshr c) Điều kiện biên vật lý  Xác định thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng sấy - Hệ số dẫn nhiệt: + Mơ hình vng góc song songvới thớ thịt tôm: (2.19)   n  pi  i N / /    i pi (2.20) i 1 - Nhiệt dung riêng: C  n C w  pi i p (2.24) (2.26) - Khối lượng riêng:   n wi  i  Vận tốc dòng ẩm vật liệu xốp mao dẫn Xác định vận tốc dòng ẩm VLS xác định theo định luật Darcy sau: KKr ,i p (2.31)  KKr ,l KKr ,v  pa  p u i RTB    l   v  RTB  Xác định hệ số thấm VLS - Hệ số thấm tuyệt đối K: Tính thấm tuyệt đối tơm xác định (1.10-14 ÷ 1.10-17) m2 - Hệ số thấm tương đối pha lỏng hơi: K r ,v  1, 01exp(10,86Sl ) K r ,l  Sl (2.33) (2.32) Xác định trạng thái bão hòa pha lỏng pha tôm thẻ sấy: pha lỏng chọn Sl = 0,8 pha Sv = 0,2  Xác định độ xốp tổ chức thịt tôm thẻ sấy A A Xác định độ xốp VLS:  p  p   sd (2.35) AT AT  Xác định độ nhớt pha lỏng pha bên tôm thẻ sấy: Độ nhớt nước µv = 0,0317 (pa.s)  Xác định hệ số khuếch tán ẩm có kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, hàm lượng ẩm độ co rút tôm sấy D0 e DeffST   Ea RT R   DrefF  TB ,   RTB ,0  2 (2.44)  Xác định độ ẩm vật liệu sấy d) Điều kiện hình học tơm thẻ chân trắng Hình 2.3 Hình dạng hình học tơm thẻ chân trắng nghiên cứu 2.3 Xây dựng mơ hình mơ q trình TNTC bên tôm thẻ sấy HP-IR 2.3.1 Lựa chọn thông số đầu vào đầu mô hình Thơng số nhiệt vật lý tơm thẻ (λTB, λd, CP, Cp,d, ρ, ρd ) Thông số sinh học đặc trưng tơm (εp, u, µ, µl, µv, Sl, Sv, DeffST, DeffC) qIR, αt, QIR t, V, H, IP t (x,y,z,τ) Mơ hình tốn TNTC to, Mo, Me, Vshr P (x,y,z,τ) M (x,y,z,τ) Hình 2.4 Sơ đồ khối mơ q trình TNTC tơm thẻ sấy 2.3.2 Xây dựng lưu đồ thuật toán giải toán TNTC q trình sấy tơm HP-IR 2.3.3 Lựa chọn phần mềm tính tốn q trình TNTC VLS 2.3.2.1 Phần mềm mơ q trình TNTC tôm thẻ sấy COMSOL Multiphysics phần mềm mô trình TNTC phù hợp chế biến thực phẩm, thủy sản 2.3.2.2 Phần mềm mô tả điều kiện hình học tơm thẻ chân trắng Thiết kế hình học tơm thẻ chân trắng thực phần mềm Autocad 2013 phần mềm COMSOL Multiphysics Hình 2.6 Hình ảnh tơm thẻ chân trắng COMSOL Multiphysics 2.3.2.3 Phần mềm tính tốn độ xốp cấu trúc tôm thẻ Phần mềm ImageJ ứng dụng để tính độ xốp VLS 2.3.4 Lựa chọn loại lưới bước thời gian q trình mơ Luận án lựa chọn lưới loại Extremely Fine với bước thời gian lựa chọn 1s 2.3.5 Các bước tiến hành mơ q trình truyền nhiệt truyền chất 10 Hình 2.5 Lưu đồ thuật tốn giải tốn TNTC VLS Kết luận chương CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Vật liệu nghiên cứu 3.1.1 Tôm thẻ chân trắng Việt Nam Tôm thẻ chân trắng (White - Leg shrimp) thử nghiệm luận án có kích cỡ khoảng 46 ÷ 50 con/kg 3.2 Xây dựng mơ hình nghiên cứu 3.2.1 Máy sấy xạ hồng ngoại kết hợp với bơm nhiệt IRHP Hình 3.2 Hình ảnh máy sấy hồng ngoại kết hợp với bơm nhiệt HP-IR 11 Hình 3.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc tủ sấy HP-IR Nghiên cứu tiến hành máy sấy HP-IR (Hình 3.2) Thơng số kỹ thuật máy sau: Năng suất đạt kg/mẻ, công suất bơm nhiệt 0,745 kW, tổng công suất đèn IR kW, công suất quạt ly tâm 0,1 kW Máy sấy điều chỉnh thông số theo yêu cầu công nghệ sau: công suất hồng ngoai IP từ 200 ÷ 2000W, nhiệt độ sấy từ 20 ÷ 70oC, tốc độ gió tủ sấy từ 0,5 ÷ m/s, độ ẩm tương đối TNS từ 15 ÷ 17%, khoảng cách từ đèn IR đến VLS 0,2 ÷ 0,4 m Theo đó, thơng số vận hành cho thấy tủ sấy HP-IR đáp ứng yêu cầu phạm vi nghiên cứu luận án 12 3.2.2 Thiết bị đo áp suất tôm thẻ sấy áp kế chữ U a) b) Hình 3.4 Thiết bị đo áp suất bên tôm sấy, a) Thiết bị đo áp suất áp kế chất lỏng chữ U, b) Đầu đo áp suất tôm thẻ sấy 3.3 Trình tự thí nghiệm 3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy tối ưu 3.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thơng số đặc trưng q trình TNTC tơm thẻ sấy 3.3.3 Sơ đồ bố thí thí nghiệm xác định miền tối ưu thông số đầu vào 3.3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá chất lượng tôm thẻ chế độ sấy tối ưu 3.3.5 Thiết kế thí nghiệm theo phương pháp Taguchi Số lượng thí nghiệm theo phương pháp Taguchi với mức yếu tố ảnh hưởng là: L27 = 3**4 = 27 thí nghiệm 3.4 Phương pháp xử lý số liệu 3.4.1 Xác định thông số tham số đầu vào mơ hình Tính tốn thơng số đầu vào theo điều kiện biên xạ, xác định tham số mơ hình tốn TNTC bao gồm thơng số nhiệt vật lý tham số sinh học đặc trưng tôm thẻ theo điều kiện biên vật lý 3.4.2 Phương pháp xác định đại lương bên VLS tủ sấy Phương pháp xác định nhiệt độ sấy, vận tốc TNS, khoảng cách từ IR đến VLS công suất hồng ngoại tủ sấy; xác định hàm lượng ẩm, nhiệt độ, áp suất bên tơm thẻ theo thời gian sấy Hình 3.8 Sơ đồ đo áp suất nhiệt độ tôm sấy 3.4.3 Xác định chế độ sấy phương pháp bề mặt đáp ứng RSM 3.4.4 Phương pháp đánh giá sai số phương trình dự đốn thực nghiệm 13 3.5 Phương pháp đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng khô Xác định tỷ lệ hút nước phục hồi, độ co rút tôm thẻ hoạt độ nước tôm theo thời gian sấy 3.6 Phương pháp xác định hiệu lượng trình sấy 3.6.1 Năng lượng tiêu thụ q trình sấy tơm HP-IR 3.6.2 Xác định hiệu lương trình sấy tôm HP-IR 3.6.3 Xác định hiệu sấy q trình sấy tơm HP-IR Kết luận chương Chương 4: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ SẤY TÔM THẺ CHÂN TRẮNG VIỆT NAM BẰNG HP-IR 4.1 Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu xác định chế độ sấy 4.1.1 Mơ hình tốn học tốn quy hoạch đa mục tiêu 4.2 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy Luận án phân tích ảnh hưởng thơng số sấy nhiệt độ t, vận tốc gió V, độ ẩm tương đối TNS, nhiệt độ sôi môi chất dàn bay hơi, độ dày lớp VLS DVLS, khoảng cách H, công suất hồng ngoại IP đến trình sấy 4.3 Hàm mục tiêu xác định miền tối ưu thông số 4.3.1 Hàm mục tiêu đối tượng nghiên cứu 1) Các mục tiêu đánh giá suất sấy: Năng suất tách ẩm W [g/h], Hệ số khuếch tán ẩm DeffT [m2/s] 2) Các mục tiêu đánh giá lượng tiêu thụ: Suất tiêu hao lượng SEC [kWh/kgH2O] thời gian sấy τ [h] 3) Mục tiêu đánh giá chất lượng VLS khả hút nước phục hồi tôm khô R [gVLÂ/gVLK] 4.3.2 Thực nghiệm xác định thông số đầu vào tốn tối ưu hóa 4.3.2.1 Nghiên cứu thời gian luộc tơm thích hợp Thời gian luộc tơm phút nồng độ muối 3% thích hợp 4.3.2.2 Xác định hàm lượng ẩm tôm thẻ chân trắng trước sấy Kết cho thấy hàm lượng ẩm tôm thẻ trước sấy 70% 4.3.2.3 Nhiệt độ sấy (t ) Đã xác định miền tối ưu t khoảng từ 40 ÷ 60oC 4.3.2.4 Vận tốc tác nhân sấy (V) Đã xác định miền tối ưu V khoảng từ 1,5 ÷ 2,5m/s 4.3.2.5 Khoảng từ nguồn xạ đến VLS (H) Chọn miền tối ưu khoảng cách xạ H = 35 ÷ 45 cm 14 4.3.2.6 Cơng suất hồng ngoại (IP) Đã xác định miền tối ưu IP khoảng từ 1000 ÷ 1800 W 4.3.2.7 Độ dày lớp vật liệu sấy (DVLS ) Kết sấy tơm thẻ HP-IR với VLS có độ sấy khơng q 10 mm 4.3.3 Xây dựng phương trình hồi quy từ số liệu mô theo phương pháp RSM 4.3.3.1 Thông số đầu vào đầu tốn tối ưu Bài tốn tối ưu biểu diễn dạng sơ đồ khối sau: t [oC] τ [h] W [g/h] V [m/s] DeffT[m2/s] Hệ thống tủ sấy HP-IR H [cm] RTN [gvla/gvlk] IP [W] SECTN [kWh/kgH2O] Hình 4.7 Sơ đồ khối thơng số đầu vào đầu toán tối ưu 4.3.3.2 Các mức thí nghiệm 4.3.3.3 Kết mơ theo chế đô sấy tôm thẻ HP-IR 4.3.3.4 Xây dựng phương trình hồi quy dự đốn thời gian sấy τMP [h]  MP  20  0,129  t 1,852 105  IP 1, 472 V  0,308  H  (4.13) 4, 2592 104  t  1,968 107  IP2  0,374 V  0,00374  H 4.3.3.5 Xây dựng phương trình hồi quy dự đốn suất tách ẩm WM [g/h] WMP  10, 446  0,364  t  6,128 104  IP  2,508 V  0,184  H  (4.14) 0, 00487  t  3,864 107  IP2  0, 6553V  0, 00218  H 4.3.3.6 Xây dựng phương trình hồi quy dự đốn hệ số khuếch tán ẩm DeffT [m2/s] DeffT MP  1,3089 109 1, 2675 1011  t  3,736 1013  IP  4,0427 1010 V  (4.15) 9,6146 1011  H  5,1554 1013  t 1, 2360 1010 V 1,1498 1012  H 4.3.3.7 Xác định chế độ sấy phương pháp RSM Kết tối ưu hóa phương pháp RSM (hình 4.9) Optimal High D Cur 0.98849 Low T 60.0 [60.0] 40.0 IP 1800.0 [1800.0] 1000.0 V 2.50 [2.0354] 1.50 H 45.0 [35.0030] 35.0 Composite Desirability 0.98849 t(h) Targ: 2.6701 y = 2.6901 d = 0.99997 W(g/h) Targ: 5.0 y = 4.8965 d = 0.96600 Deff-ST Targ: 0.0 y = 0.0 d = 0.99989 Hình 4.10 Đồ thị tối ưu hóa đa mục tiêu 15 4.3.4 Xây dựng phương trình hồi quy từ số liệu thực nghiệm theo phương pháp RSM 4.3.4.1 Xây dựng mơ hình toán xác định thời gian sấy τTN (h)  TN  52,1222  0,3350  t  0, 004277  IP  11,9667  V  1,3666  H  (4.16) 0, 0020555  t  1,9444 106  IP  3, 2222  V  0, 016888  H 4.3.4.2 Xây dựng mơ hình tốn xác định suất tách ẩm WTN [g/h] WTN  407,839  1, 057t  0, 240 IP  461, 711V  7, 522 H (4.17) 0, 000105IP  123,194V 4.3.4.3 Xây dựng mơ hình tốn xác định tỷ lệ hút nước phục hồi RTN [g vla/g vlk] RTN  4, 697  0, 0625  t  0, 00112  IP  1, 736  V  0, 0816  H (4.18) 3, 444 107  IP  0, 470  V 4.3.4.4 Xây dựng mơ hình tốn xác định suất tiêu hao lượng SECTN [kWh/kgH2O] SECTN  209,851  1, 514  t  0, 0284  IP  55, 071 V  5,806  H  (4.19) 0, 00960  t  9, 062 106  IP  15, 036  V  0, 0735  H 4.3.4.5 Giải tốn tối ưu hóa đa mục tiêu xác định chế độ sấy từ thực nghiệm New High D Cur 0.93746 Low t 60.0 [59.50] 40.0 IP 1800.0 [1749.9601] 1000.0 V 2.50 [1.9831] 1.50 H 45.0 [35.230] 35.0 Composite Desirability 0.93746 W (g/h) Targ: 235.0 y = 228.7064 d = 0.95472 SEC (kWh Targ: 12.50 y = 12.5365 d = 0.99597 t (h) Targ: 2.750 y = 2.7532 d = 0.99916 R (g/gk) Targ: 2.4650 y = 2.3796 d = 0.84696 Hình 4.11 Đồ thị tối ưu hóa đa mục tiêu từ thực nghiệm 4.3.5 Đánh giá độ tin cậy mơ hình thơng số tối ưu 4.3.5.1 Đánh giá độ tin cậy mơ hình dự đốn thời gian sấy từ số liệu mô với sấy thử nghiệm Kết cho thấy sai số thời gian xác định từ số liệu mô với thực nghiệm 2,288 % Sai số suất tách ẩm xác định từ số liệu mô với thực nghiệm 2,696 % 4.3.5.2 Đánh giá chế độ sấy tối ưu từ kết mô thực nghiệm Kết cho thấy sai số mô thực nghiệm thông số tối ưu t, H, V IP từ 0,830 ÷ 2,777% Kết luận chương Chương 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 16 5.1 Kết mơ q trình TNTC bên tôm thẻ sấy HP-IR 5.1.1 Kết xác định thông số đầu vào mơ hình 5.1.2 Kết xác định tham số đầu vào mơ hình 5.1.2.1 Kết xác định thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng tươi tôm thẻ sau sấy chế độ tối ưu a) Thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng tươi tôm luộc - Xác định hệ số dẫn nhiệt tôm thẻ chân trắng theo mơ hình song song vng góc với thớ thịt tôm Hệ số λ∟của tôm thẻ tươi đạt 0,440 W/m.K cao tôm luộc 0,031 W/m.K Tương tự với hệ số λ// tôm thẻ tươi đạt 0,531 W/m.K cao λ// tôm luộc 0,022 W/m.K Như vậy, với tôm thẻ tươi tôm luộc hệ số dẫn nhiệt λ// lớn λ∟và tính λ// = 1,2 λ∟ - Xác định nhiệt dung riêng tôm thẻ chân trắng tươi sau luộc Kết xác định NDR tổng tôm thẻ tươi tôm thẻ luộc 3,631kJ/kg.K 3,528 kJ/kg.K - Xác định khối lượng riêng tôm thẻ chân trắng tươi sau luộc Kết xác định KLR tôm thẻ tươi tôm thẻ luộc 1058,079 kg/m3 1062,503 kg/m - Xác định hệ số khuếch tán nhiệt tôm thẻ chân trắng tươi sau luộc Xác định hệ số KTN tổng tôm thẻ tươi tôm thẻ luộc 1,31.10-7 m2/s 1,28.10-7 m2/s b) Biến đổi thông số nhiệt vật lý tôm thẻ theo thời gian sấy - Biến đổi hệ số dẫn nhiệt, hệ số KTN tôm theo thời gian sấy Hình 5.9 Sự thay đổi hệ số dẫn nhiệt KTN theo thời gian sấy tôm Hình 5.10 Sự thay đổi nhiệt dung riêng KLR theo thời gian sấy tơm Kết tính hình 5.9 cho thấy hệ số dẫn nhiệt hệ số KTN tôm thẻ chân trắng giảm dần theo thời gian sấy - Biến đổi NDR KLR tôm thẻ theo thời gian sấy Kết tính tốn hình 5.10 cho thấy NDR tơm thẻ giảm KLR tôm thẻ tăng theo thời gian sấy 17 5.1.2.2 Xác định thông số đặc trưng q trình TNTC tơm thẻ chân trắng Hình 5.11 Hình ảnh 2D cấu trúc bên tơm thẻ trước sau sấy b) Tính tốn độ xốp bên tơm thẻ trước sau sấy Kết cho thấy độ xốp tôm thẻ chân trắng trước sấy εp = 0,43, độ xốp sau sấy đạt 0,26 - Biến đổi độ xốp độ co rút tôm thẻ chân trắng theo thời gian sấy Kết nghiên cho thấy độ xốp tôm giảm 39,540% so với ban đầu c) Xây dựng phương trình tốn dự đốn độ xốp tơm theo thời gian sấy với độ tin cậy 98,29% εp = - 4,000 + 1,786.Wsp – 0,0160.Wsp2 (5.1) 5.1.3 Kết xác định thơng số đầu mơ hình 5.1.3.1 Kết mô trường nhiệt độ, áp suất trường ẩm tơm thẻ Hình 5.15 Trường nhiệt độ, áp suất trường ẩm tôm theo thời gian sấy Hình 5.16 Xây dựng đường cong sấy đường cong nhiệt độ theo kết mơ Hình 5.17 Xây dựng đường cong biến đổi áp suất theo thời gian sấy 18 Kết mơ Hình 5.16 ÷ 5.17 cho thấy áp suất tâm đạt giá trị lớn 102043 Pa, nhiệt độ tâm sản phẩm đạt 63,27oC độ ẩm 1,345 kg/kg.db thời gian sấy 20 phút Sau đó, áp suất hàm lượng ẩm giảm dần theo thời gian sấy 5.2 Kết mô thực nghiệm xác định trường nhiệt độ, độ ẩm áp suất bên tôm chế độ sấy tối ưu 5.2.1 Kết mô thực nghiệm trường nhiệt độ tơm theo thời gian sấy Hình 5.18 Kết mơ trường nhiệt độ tôm sấy HP-IR theo thời gian Hình 5.19 Kết mơ nhiệt độ tâm bề mặt tôm so với thực nghiệm Kết nghiên cứu hình 5.18 hình 5.19 cho thấy sai số giá trị nhiệt độ tâm tôm mô thực nghiệm từ (1,698 ÷ 7,042)%, tương tự sai số kết mô nhiệt độ bề mặt tôm so với thực nghiệm (0,166 ÷ 5,261)% 5.2.2 Kết mơ thực nghiệm trường ẩm tôm theo thời gian sấy Hình 5.20 Kết mơ trường độ ẩm tơm sấy HP-IR theo thời gian sấy Hình 5.22 Đường cong sấy theo số liệu mô so với thực nghiệm Kết nghiên cứu hình 5.20 hình 5.22 cho thấy sai số độ ẩm trung bình phương pháp mơ thực nghiệm khoảng từ 3,4 ÷ 7,9 % 5.2.3 Kết mô thực nghiệm trường áp suất tôm thẻ theo thời gian sấy 19 5.2.3.1 Ảnh hưởng hệ số thấm đến áp suất tôm thẻ sấy Kết cho thấy với hệ số thấm K 5.10-14 m2 cho áp suất dư ΔP đạt 718 Pa phù hợp với thực nghiệm 5.2.3.2 Kết mô so với thực nghiệm trường áp suất tơm thẻ sấy HP-IR Hình 5.24 Mơ áp suất tơm theo thời gian sấy Hình 5.25 Kết MP áp suất dư tôm so với TN theo thời gian sấy Kết nghiên cứu hình 5.24 hình 5.25 cho thấy kết mơ với thực nghiệm có độ sai số lớn 7,682% Kết MP phù hợp với TN 5.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng ẩm đến áp suất bên tôm sấy Kết mô (Hình 5.26) cho thấy áp suất bên tơm sấy phụ thuộc vào nhiệt độ hàm lượng ẩm tôm Contour Plot of Gradie nt Áp s uất với Độ ẩm Nhiệ t độ Gradient Áp s uất 60 < – 150 – 300 – 450 – > Độ ẩm W,% 50 40 150 300 450 600 600 30 20 10 35 40 45 50 55 60 65 Nhiệt độ sản phẩm t, oC Hình 5.26 Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng ẩm đến áp suất tôm thẻ sấy Hình 5.27 Biến đổi hàm lượng ẩm, nhiệt độ gradient áp suất tôm thẻ sấy 5.2.4.1 Xây dựng mơ hình hồi quy từ thực nghiệm xác định áp suất tôm theo thời gian sấy ΔP1 = – 155,095 + 7,116.ttsp +13,519.Wsp – 0,0757.ttsp2 – 0,1.Wsp2 + 0,0713.ttsp.Wsp (5.2) 5.2.4.2 Đánh giá sai số giá trị áp suất từ phương trình dự đốn thực nghiệm Sai số trung bình giá trị áp suất dư đo tôm sấy thực nghiệm giá trị áp suất dự đốn từ phương trình (5.2) 0,49%, 2,5% 1,28% 20 5.2.5 Mối quan hệ hàm lượng ẩm, nhiệt độ áp suất tôm theo thời gian sấy Kết nghiên cứu hình 5.27 cho thấy nhiệt độ, áp suất hàm lượng ẩm bên tơm có mối quan hệ tác động lẫn trình sấy Theo đó, xây dựng đường cong sấy, nhiệt độ sấy áp suất tôm thẻ chân trắng theo thời gian đóng góp động học sấy TNTC kỹ thuật sấy thủy sản 5.3 Đánh giá hiệu lượng hiệu sấy tôm thẻ sấy chế độ tối ưu so với phương pháp sấy khác 5.3.1 Đánh giá tiêu hao lượng, hiệu lượng hiệu sấy chế độ sấy tối ưu so với phương pháp sấy khác Kết tính tốn cho thấy tơm sấy HP-IR có hiệu lượng cao đạt 54,403% hiệu sấy đạt 56,200 % 5.3.2 Xây dựng phương trình hồi quy xác định suất tiêu hao lượng q trình sấy tơm thẻ HP-IR 5.3.2.1 Phương trình hồi quy xác định suất tiêu hao lượng SECTN 5.3.2.2 Đánh giá sai số mơ hình dự đốn thực nghiệm Kết cho thấy sai số SECTN từ phương trình (4.19) so với thực nghiệm chế độ sấy tối ưu 4,483 % 5.4 Đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng sấy chế độ tối ưu so với phương pháp sấy khác 5.4.1 Biến đổi thành phần hóa học tơm thẻ theo thời gian sấy Kết phân tích cho thấy hàm lượng Protein tăng 34,3%, chất khoáng tăng 4,46%, lipit lại giảm 0,33%, chất xơ gần không đổi theo thời gian sấy 5.4.2 Biến đổi hàm lượng NH3 tôm theo phương pháp sấy 5.4.3 Biến đổi điểm CLCQ tôm thẻ khô theo phương pháp sấy Kết nghiên cứu cho thấy so với phương pháp sấy khác, tơm sấy HP-IR có điểm CLCQ lớn 18,74 điểm đạt loại tốt 5.4.4 Xác định tỷ lệ HNPH tôm thẻ chân trắng khô 5.4.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ nước đến khả HNPH 5.4.4.2 Biến đổi tỷ lệ HNPH tôm thẻ chân trắng khô theo phương pháp sấy Kết nghiên cứu cho thấy tỷ lệ HNPH tôm sấy HP-IR cao đạt 93,77 % Điều cho thấy tơm khơ có chất lượng tốt 5.4.5 Biến đổi độ dai thịt tôm thẻ khô theo phương pháp sấy 21 Kết thí nghiệm cho thấy mẫu tơm sấy HP-IR có độ dai nhỏ với 11 N nên chất lượng tôm thẻ khô tốt 5.4.6 Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt độ nước (aw) phương pháp xác định 5.4.6.1 Biến đổi hoạt độ nước độ ẩm theo thời gian sấy tôm Kết nghiên cứu cho thấy hoạt độ nước giảm dần theo hàm lượng độ ẩm trung bình tơm 5.4.6.2 Xây dựng phương trình hồi quy dự đốn aw theo độ ẩm tơm sấy aw = 0,5822 + 0,0108 Wsp – 7,840.10-5.Wsp2 (5.4) 5.4.7 Biến đổi vi sinh vật sản phẩm tôm khô theo phương pháp sấy Các tiêu vi sinh tôm thẻ sấy HP-IR đạt tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn TCVN 5649 − 2006 theo 46/2007QĐ – BYT Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu lý thuyết, mơ q trình TNTC thực nghiệm trình bày chương từ ÷ 5, tác giả rút số kết luận kết đóng góp luận án:  Kết lý thuyết Luận án xây dựng mơ hình tốn, phương pháp giải mơ hình tốn làm sở để mơ q trình TNTC bên tôm thẻ sấy HP-IR 1) Về mô hình tốn mơ tả q trình truyền nhiệt, truyền chất: + Luận án xây dựng phương trình truyền nhiệt áp dụng cho vật liệu keo xốp mao dẫn tơm thẻ sấy HP-IR Mơ hình tốn có kể đến nguồn nhiệt sinh từ xạ hồng ngoại thay đổi thông số nhiệt vật lý theo nhiệt độ thành phần hóa học tôm thẻ chân trắng + Luận án xây dựng phương trình truyền ẩm kết hợp định luật Fick khuếch tán định luật Darcy, áp dụng cho dòng ẩm khuếch tán dòng ẩm đối lưu vật liệu keo xốp mao dẫn tơm thẻ sấy HP-IR Mơ hình tốn có xét ảnh hưởng nhiệt độ độ co rút đến hệ số khuếch tán ẩm tơm Ngồi ra, ảnh hưởng độ chênh lệch áp suất ΔP đến dịng ẩm đối lưu mao quản tơm thẻ sấy HP-IR xem xét + Luận án xây dựng phương trình truyền ẩm theo định luật Darcy áp dụng cho dòng ẩm đối lưu mao quản tôm thẻ sấy Đặc biệt phương trình mơ tả thay đổi 22 phân bố áp suất bên tôm thẻ chân trắng theo thời gian sấy sấy HP-IR + Luận án xây dựng phương trình điều kiện biên truyền nhiệt, truyền ẩm bề mặt VLS phù hợp với tôm thẻ sấy HP-IR 2) Phương pháp xác định thông số nhiệt vật lý: + Luận án xác định thông số nhiệt vật lý tôm tươi, tôm trước sau sấy theo nhiệt độ thành phần hóa học tơm thẻ chân trắng Kết nghiên cứu cho thấy, theo thời gian sấy: thông số hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng hệ số khuếch tán nhiệt tôm thẻ giảm dần khối lượng riêng tôm thẻ lại tăng dần Đặc biệt, luận án xác định quan hệ hệ số dẫn nhiệt theo hướng song song với thớ thịt tôm (λ//) hệ số dẫn nhiệt theo hướng vng góc với thớ thịt tơm (λ∟) λ// = 1,2.λ∟W/m.K + Với hỗ trợ kính hiển vi điện tử phần mềm ImageJ, luận án xây dựng phương pháp xác định độ xốp tơm thẻ chân trắng q trình sấy Cụ thể, độ xốp tổ chức thịt tôm thẻ trước sấy, hàm lượng ẩm 70%, 0,43 độ xốp tôm sau sấy, đến hàm lượng ẩm 20%, 0,26 Như vậy, thấy độ xốp tỷ lệ nghịch với độ co rút tôm giảm dần theo hàm lượng ẩm thời gian sấy + Luận án xây dựng phương pháp xác định hệ số khuếch tán ẩm (DeffST) theo định luật Fick vận tốc dòng ẩm (u) mao quản VLS theo định luật Darcy Trong đó, DeffST kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, hàm lượng ẩm độ co rút tôm; vận tốc dòng ẩm u xác định giá trị trung bình dịng lỏng dịng mao quản tôm Cụ thể, luận án xác định hệ số khuếch tán ẩm DeffST =15,3.10-10 m2/s vận tốc dòng ẩm u = 3,537.10-10 m/s Đây hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến trình truyền ẩm VLS mà cụ thể ảnh hưởng tới tốc độ thời gian sấy 3) Phương pháp xác định chế độ sấy tôm thẻ chân trắng: Luận án đề xuất phương pháp xác định chế độ sấy cho tơm mơ q trình truyền nhiệt, truyền chất tôm thẻ sấy theo thiết kế thí nghiệm Taguchi phương pháp tối ưu RSM Đây phương pháp hiệu quả, góp phần giảm chi phí nhân cơng, lượng thời gian so với phương pháp thực nghiệm  Kết thực nghiệm ứng dụng 1) Xây dựng mơ hình thực nghiệm sử dụng nghiên cứu: Luận án phân tích tổng quan, lựa chọn phương pháp từ chế tạo thiết bị sấy HP-IR vận hành với nhiều chế 23 độ sấy Thiết bị đo áp suất bên tơm với đầu dị lấy tín hiệu áp suất VLS kim tiêm truyền dịch ngành Y tế cho số liệu áp suất đáp ứng yêu cầu nghiên cứu trình TNTC VLS 2) Xây dựng phương trình hồi quy từ mô thực nghiệm: Luận án xây dựng phương trình hồi quy từ thực nghiệm giúp dự đốn thơng số liên quan đến q trình sấy tơm thẻ chân trắng HP-IR: - Các phương trình xác định thơng số đặc trưng q trình TNTC bao gồm phương trình dự đốn áp suất tôm thẻ sấy ΔP (Pa) (5.2), độ xốp thịt tôm εp (5.1) hệ số khuếch tán ẩm theo nhiệt độ tôm thẻ sấy DeffT (m2/s) (4.15) - Các phương trình xác định suất sấy phương trình dự đoán suất tách ẩm W [g/h] (4.14) thời gian sấy τ [h] (4.13) - Các phương trình đánh giá chất lượng tơm khơ phương trình dự đoán tỷ lệ hút nước phục hồi R [gvla/gvlk] (4.18) hoạt độ nước VLS aw (5.3) - Phương trình dự đốn suất tiêu hao lượng SEC [kWh/kgH2O] (4.19) 3) Xác định chế độ sấy đề xuất quy trình chế biến tơm khơ: + Luận án xác định thông số sấy tối ưu cho tôm thẻ sấy HP-IR là: nhiệt độ 60oC, vận tốc gió 2m/s, khoảng cách từ đèn IR đến VLS 35cm, công suất hồng ngoại 3,475 kW/m2, độ dày lớp VLS 10 mm; hàm lượng ẩm ban đầu cuối tôm thẻ khoảng 70% 20% với thời gian sấy 2,7h + Luận án đề xuất quy trình chế biến tơm thẻ chân trắng sấy HP-IR để từ ứng dụng vào thực tế sản xuất  Kiến nghị đề xuất Tác giả xin kiến nghị số nội dung nghiên cứu sâu rộng sau: - Nghiên cứu mơ q trình TNTC cho nhiều đối tượng thực phẩm thủy sản sấy HP-IR - Nghiên cứu ảnh hưởng cơng suất bước sóng hồng ngoại đến mức độ diệt vi khuẩn VLS nhằm nâng cao chất lượng tôm khô - Nghiên cứu ảnh hưởng bước sóng hồng ngoại đến q trình TNTC tôm sấy HP-IR - Nghiên cứu phát triển phương pháp sấy HP-IR dạng băng chuyền để tăng suất sấy 24 25 ... tốc độ thời gian sấy 3) Phương pháp xác định chế độ sấy tôm thẻ chân trắng: Luận án đề xuất phương pháp xác định chế độ sấy cho tôm mơ q trình truyền nhiệt, truyền chất tơm thẻ sấy theo thiết kế... gian sấy 4) Nghiên cứu phương pháp xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ chân trắng HP-IR Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT, TRUYỀN CHẤT TRONG CON TƠM THẺ CHÂN TRẮNG SẤY... định thơng số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng tươi tôm thẻ sau sấy chế độ tối ưu a) Thông số nhiệt vật lý tôm thẻ chân trắng tươi tôm luộc - Xác định hệ số dẫn nhiệt tơm thẻ chân trắng theo mơ