Nghiên cứu quá trình làm lạnh vật ẩm và vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm

Nghiên cứu quá trình làm lạnh vật ẩm và vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm Nghiên cứu quá trình làm lạnh vật ẩm và vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm Nghiên cứu quá trình làm lạnh vật ẩm và vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ khoa học nghiên cứu trình làm lạnh vật ẩm vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm ngành: công nghệ nhiệt lạnh mã số: Nguyễn bá lâng Người hướng dẫn khoa học: gs.tskh đặng quốc phú Hà Nội 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Lời cảm ơn Trước tiên, cho phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành thầy giáo hướng dẫn: GS.TSKH Đặng Quốc Phú đà trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ toàn thời gian thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, cán công nhân viên Viện KH&CN Nhiệt Lạnh bạn đồng nghiệp đà giúp hoàn thành luận văn tốt nghiệp Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2006 Học viên Nguyễn Bá Lâng Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Lời cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp tự lập nghiên cứu, tính toán thiết kế hướng dẫn thầy giáo: GS.TSKH Đặng Quốc Phú Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu tham khảo đà cho luận văn, không sử dụng tài liệu khác mà không liệt kê phần tài liệu tham khảo Nếu sai, xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2006 Học viên Nguyễn Bá Lâng Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học GiảI thích ký hiệu dùng luận văn Tham số a c cu E R Đơn vị m /s kJ/kgK kJ/kgK P P Ghi chó hƯ sè dÉn nhiƯt ®é nhiƯt dung riªng nhiƯt dung riªng cđa khèi thùc phÈm điểm đông đặc tỷ số khối lượng phần nước khối lượng phần tử chất r¾n khèi thùc phÈm, E = M w /M s entanpy khối thực phẩm nhiệt độ t entanpy khối thực phẩm nhiệt độ đông đặc t f thành phần thể tích phần pha không liªn tơc R h hf L3 kJ/kg kJ/kg l0 M kJ/kg R P R R R nhiệt ẩn đông đặc cđa n­íc ë 0 C, l = 333,6 kJ/kg P P R R tham số phương trình (3.43), M = L (1 - λ d /λ c ) P Ms P R R R R khèi lượng phần tử chất rắn hoà tan khối thực phẩm, M s tính theo công thức (3.2) khối lượng nước có thực phÈm R R Mw R p R t R R tham số phương trình (3.45), p = N(1 - λ d /λ c ) R R R R kJ/kgmol.K h»ng sè khÝ, R = 8,314 kJ/kg.mol.K C nhiƯt ®é phỉ biÕn cđa thùc phÈm td - nhiƯt ®é ban đầu thực phẩm t0 - điểm đông đặc ban ®Çu cđa n­íc, t = 0 C tf - điểm đông đặc ban đầu thực phẩm tr - nhiệt độ điểm entanpy có giá trị kh«ng, t r = - 40 C t 0i - nhiệt độ tâm thực phẩm thời điểm thứ i t wi m/s nhiệt độ bề mặt thực phẩm thời điểm thứ i % thành phần khối lượng - thành phần khối lượng chất r¾n cã thùc phÈm, x s = 1- x wo thành phần khối lượng nước chưa đông đặc, x u = x wo x ice thành phần thể tích thành phần thực phẩm thứ i (*) R R R R R R ω x xs R P P R R P P R - R xiv - α W/m K δ m P NguyÔn Bá Lâng R P P tốc độ dòng khí R xu R P R R R R R R hÖ số toả nhiệt bề mặt nửa chiều dày phẳng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học c hiệu nhiệt dung riêng nước nhiệt dung riêng h nước đá, c = c w – c ice hiÖu entanpy R ∆t kJ/kg P K R R hiƯu nhiƯt ®é P λ W/mK λ cp - hƯ sè dÉn nhiƯt cđa pha liªn tơc λd - hƯ sè dÉn nhiƯt cđa pha không liên tục = - hệ số dẫn nhiệt dßng nhiƯt song song víi thí cđa thùc phÈm hƯ số dẫn nhiệt dòng nhiệt vuông góc với thớ cđa thùc phÈm R R R hƯ sè dÉn nhiƯt R R - độ rỗng thực phẩm, với sản phẩm thịt cá thêi gian s Λ ρ tû sè cña hai hệ số dẫn nhiệt thành phần, = / khối lượng riêng R kg/m Các ký hiƯu ch©n a c f fb i ice p w wo P R R tro cácbon hydrô chất béo chất xơ thành phần thực phẩm thứ i nước đá protêin nước nước ban đầu (*) Thành phần thực phẩm thông thường gồm: nước, hydro cácbon, chất béo (mỡ), chất xơ, prôtêin, tro Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Mục lục Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Lời Mở Đầu Chương Tổng quan kỹ thuật lạnh thực phẩm 1.1 Mục đích, ý nghĩa lạnh đông bảo quản thực phẩm 1.1.1 Vai trò lạnh đông b¶o qu¶n thùc phÈm 1.1.2 ý nghÜa cđa viƯc nghiên cứu lạnh đô 1 1.2 Tình hình lạnh đông thực phẩm Việt Nam 1.2.1 Công nghệ thực phẩm đông lạnh giới 1.2.2 Công nghệ thực phẩm đông lạnh nước ta 1.3 Cơ sở lý thuyết kỹ thuật làm lạnh thực phẩm 1.3.1 Cơ sở lý thuyết làm lạnh thực phẩm 1.3.2 Các phương pháp lạnh đông thực phẩm 5 9 13 1.3.3 Các biện pháp giảm hao hụt khối lượng đông lạnh thực phẩm 1.3.4 Kỹ thuật lạnh đông thịt, sản phẩm từ thịt lạnh đông cá 1.3.5 Hệ số toả nhiệt bề mặt 1.4 Những vấn đề đặt trình nghiên cứu lạnh đông thực phẩm 16 16 19 20 Chương Mô hình thực nghiệm kết thu từ thực nghiệm 2.1 Mục đích nghiên cứu 2.2 Mô hình thực nghiệm 2.2.1 Kết cấu mô hình 2.2.2 Thiết bị đo 2.3 Xác định thông số đặc trưng mô hình thí nghiệm 2.3.1 Xác định tốc độ gió không gian tủ chạy không tải 2.3.2 Đo tốc độ gió không gian tủ chạy chạy có tải 2.4 Xác định biến thiên nhiệt độ thực phẩm trình làm lạnh 2.4.1 Xác định trường nhiệt độ chạy không tải 2.4.2 Biến thiên nhiệt độ cá mè 2.4.3 Biến thiên nhiệt độ thân chuối 2.4.4 Biến thiên nhiệt độ thịt lợn (thịt ba chỉ) Chương xác định biến thiên hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng thực phẩm trình làm lạnh Nguyễn Bá L©ng 22 22 22 22 24 24 24 26 27 27 29 30 32 36 Cao häc NhiƯt - L¹nh Luận văn thạc sỹ khoa học 3.1 Sơ lược phương pháp đo 3.1.1 Nguyên lý chung phân loại phương pháp đo 3.1.2 Phương pháp ổn định 3.1.3 Phương pháp không ổn định 3.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp que thăm 3.2.1 Nghiệm tổng quát toán dẫn nhiệt với nguồn nhiệt phân bố dạng đường 3.2.2 Các giả thiết công thức tính hệ số dẫn nhiệt chu kỳ đốt nóng (H) chu kỳ để nguội (A) 3.3 Thiết kế, chế tạo que thăm 3.4 Giới thiệu phần mềm xử lý số liệu thí nghiệm 3.5 Trình tự thí nghiệm 3.6 Kết thÝ nghiƯm 3.6.1 HƯ sè dÉn nhiƯt vµ nhiƯt dung riêng cá trắm 3.6.2 Hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng thịt lợn 3.6.3 Hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng thịt bò 3.6.4 Hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng dưa chuột 3.7 So sánh kết luận 36 36 37 38 40 40 41 48 50 52 56 56 57 58 58 59 Ch­¬ng tÝnh chÊt vËt lý cđa thực phẩm Xác định thay đổi tính chất vật lý thực phẩm 63 trình kết đông 4.1 Thành phần nước đá thực phẩm kết đông 4.1.1 Các công thức tính thành phần nước đá thực phẩm kết đông 4.1.2 Tính kiểm tra, đánh giá độ tin cậy công thức tính toán 4.2 Khối lượng riêng 4.3 Nhiệt dung riêng 4.3.1 Đối với thực phẩm chưa kết đông 4.3.2 Đối với thực phẩm đà kết đông 4.3.3 Đánh giá hội tụ kết tính toán 4.4 Entanpy 4.4.1 Đối với thực phẩm chưa kết đông 4.4.2 Đối với thực phẩm đà kết đông 4.5 Hệ số dẫn nhiệt 4.5.1 Theo mô hình đẳng hướng 4.5.2 Theo mô hình không đẳng hướng 4.5.3 Tính kiểm tra hội kết tính toán Nguyễn Bá Lâng 63 63 65 67 67 68 68 71 75 76 76 79 79 80 82 Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Chương Xây dựng mô hình toán học phần mềm xác định thời gian làm lạnh thực phẩm 90 5.1 Mô hình làm lạnh với điều kiện biên loại đối xứng 5.1.1 Mô tả toán 5.1.2 Chọn đối tượng nghiên cứu 5.1.3 Kết tính toán 5.1.3.1 Trường hợp tính chất vật lý sản phẩm thay đổi theo nhiệt độ 5.1.3.2 Trường hợp tính chất vật lý sản phẩm không thay ®ỉi theo nhiƯt ®ộ 5.1.3.3 Giao diƯn phÇn mỊm tÝnh toán thời gian đông lạnh thực phẩm 5.2 mô hình tính toán theo giai đoạn làm lạnh 5.2.1 Tính toán theo giai đoạn 5.2.2 Tính toán theo ba giai đoạn với tính chất nhiệt vật lý không thay đổi giai đoạn 5.3 Mô hình hỗn hợp 5.3.1 Tính toán theo giai đoạn với tính chất nhiệt vật lý không thay 5.3.2 Tính toán theo ba giai đoạn với tính chất nhiệt vật lý không thay đổi giai đoạn 5.4 Tính toán theo phương trình Plank 5.4.1 Phương trình Plank 5.4.2 Sự phát triển phương trình Plank 5.4.3 Làm lạnh trước, chuyển pha lạnh 5.4.4 Tính thời gian làm lạnh cho vật thể bất quy tắc 5.4.5 Xác định thời gian làm lạnh theo Cleland Earle 5.5 So sánh đánh giá kết tính toán thời gian làm lạnh thực phẩm theo phương pháp khác 90 91 91 92 95 Chương Tóm tắt kÕt luËn 128 128 129 129 129 6.1 Tãm t¾t 6.2 Kết luận đề xuất hướng nghiên cứu 6.2.1 Kết luận 6.2.2 Đề xuất hướng nghiên cứu 99 101 103 103 104 108 110 110 112 112 113 116 120 121 122 Tài liệu tham khảo Phụ lục Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Lời Mở Đầu Trong năm gần đây, kinh tế nước ta đà có bước phát triển đáng kể, bước đại hoá, công nghiệp hoá đất nước Cùng với phát triển nhu cầu sử dụng hệ thống lạnh điều hoà không khí công nghiệp sinh hoạt trở nên cần thiết hơn, đặc biệt ngành công nghiệp thực phẩm, đánh bắt xuất thuỷ sản Do trình đô thị hoá diễn nhanh chóng, khoảng cách xa từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ đặc điểm quy trình sản xuất, xuất thực phẩm đà làm cho việc đông lạnh thực phẩm trở thành yếu tố vô cần thiết Những thay đổi dân số làm thay đổi nhu cầu tiêu thụ sản phẩm đông lạnh Số hộ gia đình có thu nhập bình quân cao ngày tăng yếu tố khiến sản phẩm đông lạnh hay thực phẩm làm lạnh tươi ưa thích Để thiết kế chế tạo điều khiển vận hành tối ưu trình thiết bị đông lạnh cần biết thời gian cần thiết để làm lạnh thực phẩm tới nhiệt độ yêu cầu ứng với điều kiện làm lạnh cụ thể xác định trường nhiệt độ thực phẩm đông lạnh Muốn làm điều việc xác định tính chất nhiệt vật lý thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm để xác định tính chất công việc quan trọng Nghiên cứu trình làm lạnh vật ẩm nói riêng thực phẩm đông lạnh nói chung vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm trở nên đặc biệt phức tạp ảnh hưởng trình kết tinh, tức xảy trình chuyển pha từ lỏng sang rắn thực phẩm đông lạnh Luận văn nghiên cứu trình làm lạnh vật ẩm vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm Trong phạm vi luận văn cao học nghiªn cøu tÝnh chÊt nhiƯt vËt lý cđa thùc phÈm thị bò, thịt lợn, cá trắm trình đông lạnh xác định thời gian đông lạnh thực phẩm theo nhiều phương pháp pháp khác Xây dựng phần mềm tính thời gian đông lạnh từ Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học so sánh, đánh giá kết tính toán với số liệu thực nghiệm để tìm phương pháp tính toán xác U Nội dung nghiên cứu: Xây dựng mô hình thực nghiệm tủ đông quạt gió, kiểm tra đánh giá trường tốc độ nhiệt độ không gian tủ Tiến hành thí nghiệm đông lạnh thịt bò, thịt lợn, cá Thiết kế chế tạo que thăm, xây dựng phần mềm xử lý số liệu để xác định nhiệt dung riêng hệ số dẫn nhiệt thực phẩm trình lạnh đông Xác định tính chất nhiệt vật lý thực phẩm thay đổi tính chất nhiệt vật lý thực phẩm trình kết đông Xây dựng mô hình toán học phần mềm xác định thời gian làm lạnh thực phẩm So sánh, đánh giá kết tính toán lý thuyết thực nghiệm để tìm phương pháp, công thức tính toán xác Kết luận đề xuất hướng nghiên cứu U Kết cấu luận văn: Chương I Tổng quan kỹ thuật lạnh thực phẩm Chương II Mô hình thực nghiệm kết thu từ thực nghiệm Chương III Xác định nhiệt dung riêng hệ số dẫn nhiệt phương pháp que thăm Chương IV Tính chất vật lý thực phẩm Xác định thay ®ỉi tÝnh chÊt vËt lý cđa thùc phÈm qu¸ trình kết đông Chương V: Xây dựng mô hình toán học phần mềm xác định thời gian làm lạnh thực phẩm Chương VI: Tóm tắt kết luận Nguyễn Bá Lâng Cao học Nhiệt - Lạnh Lun thạc sỹ khoa học Đậu qủa Củ cải đường Cải bắp Cà rốt Xúp lơ Cần tây Dưa chuột Rau diếp Tỏi Củ gừng Cải xoắn Xuhào Tỏi tây Nấm Mướp tây Hành tây Rau mùi tây Đậu xanh Khoai tây vụ Khoai tây Quả bí ngơ Củ cải Quả bí đơng Cà chua chín tới Cà chua chín muồi Cải xong Khoai lang Các loại trái Táo tươi Táo khô Quả mơ Trái bơ Chuối Dưa đỏ Quả anh đào, chua Quả anh đào, Qủa sung tươi Quả bưởi Nho Mỹ Qủa chanh Qủa quất Qủa xoài Qủa dua hấu Qủa cam Qủa đào Qủa lê Qủa dứa 70,24 87,58 92,15 87,79 91,91 94,64 96,01 93,79 58,58 81,67 84,46 91,00 83,00 91,81 89,58 89,68 87,71 78,86 78,96 72,84 91,60 93,61 87,78 93,00 93,76 95,11 69,60 6,84 1,61 1,44 1,03 1,98 0,75 0,69 1,25 6,36 1,74 3,30 1,70 1,50 2,09 2,00 1,16 2,97 5,42 2,07 1,65 1,00 0,90 0,80 1,20 0,85 2,30 1,53 0,86 0,17 0,27 0,19 0,21 0,14 0,13 0,20 0,50 0,73 0,70 0,10 0,30 0,42 0,10 0,16 0,79 0,40 0,10 0,30 0,10 0,20 0,10 0,20 0,33 0,10 0,17 20,16 9,56 5,43 10,14 5,20 3,65 2,76 3,35 33,07 15,09 10,01 6,20 14,15 4,65 7,63 8,63 6,33 14,46 17,98 24,28 6,50 4,54 10,42 5,10 4,64 1,29 27,89 4,90 2,80 2,30 3,00 2,50 1,70 0,80 3,10 2,10 2,00 2,00 3,60 1,80 1,20 3,20 1,80 3,30 5,10 1,60 3,00 0,50 1,80 1,50 1,10 1,10 1,50 4,10 1,89 1,08 0,71 0,87 0,71 0,82 0,41 1,41 1,50 0,77 1,53 1,00 1,05 0,89 0,70 0,37 2,20 0,87 0,89 0,95 0,80 0,76 0,90 0,50 0,42 1,20 0,82 -0,6 -1,1 -0,9 -1,4 -0,8 -0,5 -0,5 -0,1 -0,8 -0,5 -1,0 -0,7 -0,9 -1,8 -0,9 -1,1 -0,6 -0,6 -1,3 -0,8 -0,9 -0,8 -0,6 -0,5 -0,3 - 3,52 3,91 4,02 3,92 4,02 4,07 4,09 4,07 3,17 3,75 3,82 4,02 3,77 3,99 3,97 3,95 3,93 3,75 3,67 3,48 3,97 4,05 2,93 4,02 4,08 4,08 3,47 2,07 1,94 1,85 2,00 1,84 1,74 1,71 1,69 2,19 1,94 1,86 1,90 1,91 1,84 2,05 1,87 1,94 1,98 1,93 2,09 1,81 1,83 1,87 1,77 1,79 1,69 2,06 235 293 308 293 307 316 321 313 196 273 282 304 277 307 299 300 293 263 264 243 306 313 389 311 313 318 232 83,93 31,76 86,35 74,27 74,26 89,78 86,13 80,76 79,11 90,89 81,30 87,40 88,26 81,71 91,51 82,30 87,66 83,81 86,50 0,19 0,93 1,40 1,98 1,03 0,88 1,00 1,20 0,75 0,63 0,63 1,20 0,70 0,51 0,62 1,30 0,70 0,39 0,39 15,25 0,32 0,39 15,32 0,48 0,28 0,30 0,96 0,30 0,10 0,35 0,30 0,20 0,27 0,43 0,30 0,90 0,40 0,43 15,25 65.89 11,12 7,39 23,43 8,36 12,18 16,55 19,18 8,08 17,15 10,70 10,54 17,00 7,18 15,50 11,10 15,11 12,39 2,70 8,70 2,40 5,00 2,40 0,80 1,60 2,30 3,30 1,10 1,00 4,70 2,80 1,80 0,50 4,50 2,00 2,40 1,20 0,26 1,10 0,75 1,04 0,80 0,71 0,40 0,53 0,66 0,31 0,57 0,40 0,30 0,50 0,26 0,60 0,46 0,28 0,29 -1,1 -1,1 -0,3 -0,8 -1,2 -1,7 -1,8 -2,4 -1,1 -1,6 -1,4 -1,6 -0,9 -0,4 -0,8 -0,9 -1,6 -1,0 3,81 2,57 3,87 3,67 3,56 3,93 3,85 3,73 3,70 3,96 3,71 3,94 3,93 3,74 3,97 3,81 3,91 3,80 3,85 1,98 2,84 1,95 1,98 2,03 1,91 2,05 2,12 2,25 1,89 2,07 2,02 2,03 1,95 1,74 1,96 1,90 2,06 1,91 280 106 288 248 248 300 288 270 264 304 272 292 295 273 306 275 293 280 289 Luận văn thạc sỹ khoa học Qủa mận 85,20 Qủa mận khô 32,39 Nho khô 15,42 Dâu tây 91,57 Qủa quýt 87,60 Các loại cá Cá tuyết 81,22 Cá êfin 79,92 Cá bơn halibut 77,92 Cá trích 59,70 Cá vằn 63,55 Cá pécca 78,70 Cá polác 78,18 Cá hồi 76,35 Cá thu 68,09 Cá trắng nhỏ 80,27 Thịt bò Thịt ức bò 55,18 Thịt bò nguyên 57,26 súc Thịt bò nguyên 58,21 súc Gan bò 68,99 Thịt sườn bò 54,54 Phần nạc mỡ bò 64,75 Phần nạc bò 70,83 Thịt nạc bò băm 71,70 Thịt nạc lưng bò 69,59 Thịt nạc lưng bò 69,71 Nạc thăn bò 68,40 Thịt nạc bê 75,91 Thịt lợn Lợn mỡ 7,69 Thịt lợn muối 31,58 Dạ dày lợn 36,74 Thịt lợn nguyên 49,83 súc Thịt lợn nạc muối 68,26 Thịt lợn nạc muối 55,93 Thịt sườn lợn 72,63 Các sản phẩm gia cầm Thịt gà 65,99 Thịt vịt 48,50 Thịt gà tây 70,40 Trứng Lòng trắng trứng 87,81 Lòng đỏ trứng 48,81 0,79 2,61 3,22 0,61 0,63 0,62 0,52 0,46 0,37 0,19 13,01 62,73 79,13 7,02 11,19 1,50 7,10 4,00 2,30 2,30 0,39 -0,8 1,76 1,77 0,43 -0,8 0,39 -1,1 3,83 2,56 2,07 4,00 3,90 1,90 3,50 2,04 1,84 1,93 285 108 52 306 293 17,81 0,67 18,91 0,72 20,81 2,29 24,58 12,37 18,60 13,89 18,62 1,63 19,44 0,98 19,94 3,45 23,33 4,90 18,31 1,31 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,16 1,21 1,36 1,94 1,35 1,20 1,41 1,22 1,18 1,30 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 -2,2 3,78 3,75 3,74 3,26 3,33 3,71 3,70 3,68 3,43 3,77 2,14 2,14 2,18 2,27 2,23 2,15 2,15 2,17 2,19 2,15 271 267 260 199 212 263 261 255 227 268 16,94 26,54 17,32 24,05 0,0 0,0 0,0 0,0 0,80 0,81 -2,2 3,19 3,24 2,33 2,31 184 191 17,48 22,55 0,0 0,0 0,82 -1,7 3,25 2,24 194 20,00 3,85 16,37 26,98 20,37 12,81 22,03 4,89 21,24 4,40 20,27 8,17 20,78 7,27 20,78 7,90 20,20 2,87 5,82 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,34 -1,7 0,77 0,97 1,07 1,08 -1,7 1,01 1,27 1,04 1,08 - 3,47 3,16 3,39 3,52 3,53 3,49 3,49 3,45 3,65 2,16 2,32 2,18 2,12 2,11 2,14 2,14 2,14 2,09 230 182 216 237 239 232 233 228 254 2,92 8,66 9,34 13,91 88,69 57,54 53,01 35,07 0,0 0,09 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,70 2,13 0,49 0,72 2,17 2,80 3,08 2,98 3,37 3,10 26 105 123 166 22,32 27,80 19,55 5,71 8,32 7,14 0,05 0,30 0,0 0,0 0,0 0,0 3,66 7,65 1,02 -2,2 3,16 3,59 2,31 2,20 228 187 243 18,60 15,06 11,49 39,34 20,42 8,02 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,79 -2,8 0,68 0,88 - 4,34 3,06 3,53 3,32 2,45 2,28 220 162 235 10,52 0,0 16,76 30,87 1,03 1,78 0,0 0,0 0,64 -0,6 1,77 -0,6 3,91 3,05 1,81 2,25 293 163 - Luận văn thạc sỹ khoa học Lòng đỏ trứng ướp muối Lòng đỏ trứng ướp đường Thịt cừu Toàn phần nạc Toàn nạc, chân 50,80 14,00 23,00 1,60 0,0 10,6 -17,2 3,01 3,79 170 51,25 13,80 22,75 10,80 0,0 1,40 -3,9 3,07 2,54 171 73,42 20,29 74,11 20,56 0,0 0,0 1,06 -1,9 1,07 - 3,60 3,62 2,14 2,14 245 248 5,25 4,51 0,0 0,0 * Ghi chú: x wo - thành phần khối lượng nước ban đầu, % x p - thành phần khối lượng prôtêin, % x f - thành phần khối lượng mỡ, % x c - thành phần khối lượng hydrô cacbon, % x fb - thành phần khối lượng chất xơ, % x a - thành phần khối lượng tro, % t f - điểm đông đặc ban đầu, 0C c Above - nhiệt dung riêng điểm đông đặc, kJ/kgK c Below - nhiệt dung riêng điểm đông đặc, kJ/kgK q LH - nhiệt ẩn đông đặc, kJ/kg Bảng 6: Hệ số dẫn nhiệt loại thực phẩm [9] Thực phẩm Hoa Rau Táo Táo khô Nước táo Đậu dây Củ cải đường Cà rốt Cháo cà rốt hầm Túi nước bưởi Nước nho xanh λ, W/mK t, C x wo , % 0,418 0,219 0,559 0,631 0,504 0,564 0,389 0,435 0,398 23 20 80 20 80 20 80 0,601 0,669 1,26 0,462 0,567 0,639 0,496 0,554 0,396 0,439 28 -16 -8 30 20 80 20 80 20 80 - Cả qủa; 140 g 41,6 ρ = 0,86 g/cm3 87 87 70 70 36 36 - ρ = 0,75 g/cm3; cắt lát, đóng gói thành dạng phẳng 87,6 - ρ = 0,6 g/cm3 - ρ = 0,89 g/cm3; phẳng 89 89 68 68 37 37 Ghi Tài liệu Gane (1936) Sweat (1985) Riedel (1949) Smith et al (1952) Sweat (1974) Smith et al (1952) Smith et al (1952) Bennett et al (1964) Riedel (1949) Luận văn thạc sỹ khoa học Mứt nho Hành tây Túi nước cam Vỏ cam Qủa đậu Đào khô Qủa lê Nước lê 0,439 0,391 0,575 0,435 0,179 0,480 0,395 0,315 0,361 0,595 0,550 0,629 0,475 0,532 0,402 0,446 1,09 25 20 8.6 30 30 -13 -3 23 8,7 20 80 20 80 20 80 -13 42,0 ρ = 1,32 g/cm3 - ρ = 0,70 g/cm3; - 43,4 ρ = 1,26 g/cm3 85 85 60 60 39 39 Khoai tây nghiền - ρ = 0,97 g/cm3; bao gói chặt nhừ dạng phẳng Sa lát khoai tây 0,479 - ρ = 1,01 g/cm3 Mận khô 0,375 23 42,9 ρ = 1,22 g/cm3 Nho khô 0,336 23 32,2 ρ = 1,38 g/cm3 Dâu tây 1,10 -14 - ρ = 0,80 g/cm3, phẳng 0,96 -15 - 57% nước đường, phẳng Mứt dâu tây 0,338 2,0 41,0 ρ = 1,31 g/cm3 Nước trái 0,502 Thịt sản phẩm phụ từ động vật óc bị 0,496 35 77,7 12% mỡ; 10,3% prơtêin; ρ = 1,04 g/cm3 Mỡ bị 0,190 35 0,0 100% mỡ; ρ = 0,81 g/cm3 0,230 35 20 ρ = 0,86 g/cm3 0,217 89% mỡ Mỡ bò ⊥a 0,287 -9 Cật bò 0,524 35 76,4 8,3% mỡ; 15,3% prôtêin; ρ = 1,02 g/cm3 Gan bị 0,488 35 72 7,2% mỡ; 20,6% prơtêin Thịt nạc bò =a 0,506 75 thịt băm; 0,9% mỡ 1,42 -15 75 Thịt nạc bò =a 0,430 20 79 1,4% mỡ 1,43 -15 79 Thịt nạc bò =a 0,400 76,5 2,4% mỡ 1,36 -15 76,5 0,480 20 79 0,8% mỡ Thịt nạc bò ⊥a 1,35 -15 79 0,410 76 3% mỡ Thịt nạc bò ⊥a 1,14 -15 76 0,471 74 thịt sườn; to 4% mỡ Thịt nạc bị ⊥a 1,12 -15 74 Bị bít tết 0,297 20 36,6 ρ = 1,05 g/cm3 a 0,460 30 70 nạc Thịt ngựa ⊥ a 0,456 20 72 8,7% mỡ Thịt cừu ⊥ 1,12 -15 72 Sweat (1985) Saravacos (1965) Bennett et al (1964) Bennett et al (1964) Smith et al (1952) Sweat (1985) Sweat (1974) Riedel (1949) Smith et al (1952) Dickerson , Read (1968) Sweat (1985) Sweat (1985) Smith et al (1952) Sweat (1985) Gane (1936) Poppendick et al (1966) Poppendick et al (1966) Lentz (1961) Poppendick et al (1966) Poppendick et al (1966) Lentz (1961) Hill et al (1967) Hill et al (1967), Hill (1966) Hill et al (1967) Hill et al (1967), Hill (1966) Lentz (1961) Sweat (1985) Griffiths and Cole (1948) Hill et al (1967) Luận văn thạc sỹ khoa học Thịt cừu =a 0,399 20 1,27 -15 Mỡ Lợn 0,215 0,218 -15 Sườn nạc lợn 0,460 2,2 1,22 -15 Chân nạc lợn ⊥a a 0,505 20 Thịt nạc lợn ⊥ 1,30 -14 0,470 20 Thịt bê ⊥a 1,38 -15 Thịt bê =a 0,445 28 1,46 -15 Cá sản phẩm phụ từ biển 0,534 Cá tuyết ⊥a 1,46 -15 Cá tuyết 0,560 1,69 -15 Cá trích 0,80 -19 71 71 6 76 76 75 75 75 75 9,6% mỡ Hill et al (1967) 93% mỡ Lentz (1961) 3,4% mỡ Lentz (1961) 6,7% mỡ Hill et al (1967) 2,1% mỡ Hill et al (1967) 2,1% mỡ Hill et al (1967) 83 83 - 0,1% mỡ Lentz (1961) ρ = 0,91 g/cm3 Long (1955), Jason and Long (1955) Smith et al (1952) Cá hồi ⊥a 67 67 73 73 4,3 - 12% mỡ Lentz (1961) 5,4% mỡ Lentz (1961) 95% mỡ ρ = 1,04 g/cm3 ρ = 1,07 g/cm3 0,51% mỡ; ρ = 1,00 g/cm3 Lentz (1961) Griffiths and Cole (1948) Griffiths and Hickman (1951) Smith et al (1952) Cá hồi ⊥a Mỡ hải cẩu ⊥a Mỡ cá voi ⊥a Thịt cá voi 0,531 1,24 0,498 1,13 0,197 0,209 0,649 1,44 1,28 -15 -15 18 32 -9 -12 * Ghi chú: λ - hệ số dẫn nhiệt, W/mK t - nhiệt độ vật, 0C ρ - khối lượng riêng, kg/m3 x wo - thành phần khối lượng nước ban đầu, % ⊥a - hệ số dẫn nhiệt tính tốn theo phương pháp vng góc =a - hệ số dẫn nhiệt tính tốn theo phương pháp song song Bảng 7: Hệ số dẫn nhiệt độ loại thực phẩm [9] Thực phẩm a, mm2/s x wo , % xf, % ρ, kg/m t, C Tài liệu Hoa Rau Táo tươi Táo khơ 0,14 0,096 85 42 - 840 856 0÷30 23 Bennett et al (1969) Sweat (1985) Luận văn thạc sỹ khoa học Qủa mơ khô Chuối tươi Qủa sung Mứt dâu tây Mứt nho Qủa đào Qủa đào, khô Khoai tây Khoai tây nấu chín nghiền nhừ Qủa mận Nho khô Dâu tây tươi Củ cải đường Thịt cá Cá tuyết Cá bơn halibut Thịt bả vai bò Thịt bị thăn Lưỡi bị Bị bít tết Thịt bị ướp muối 0,11 0,12 0,096 0,12 0,12 0,14 0,12 0,13 0,12 0,15 0,12 0,11 0,13 0,13 44 76 40 41 41 43 78 78 43 32 92 - - 1323 1241 1310 1320 960 1259 1040 1219 1380 - 23 23 20 20 2÷32 23 0÷70 65 23 23 0÷60 Riedel (1969) Riedel (1969) Sweat (1985) Sweat (1985) Sweat (1985) Bennett (1963) Sweat (1985) Minh et al (1969) Riedel (1969) Riedel (1969) Sweat (1985) Sweat (1985) Riedel (1969) Slavicek et al (1962) 0,12 0,14 0,15 0,12 0,13 0,13 0,11 0,11 0,13 81 81 76 66 71 68 37 65 65 16 13 - 1070 1060 1090 1060 1050 - 65 40÷65 40÷65 40÷65 40÷65 20 65 Riedel (1969) Riedel (1969) Dickerson and Read (1975) Dickerson and Read (1975) Dickerson and Read (1975) Dickerson and Read (1975) Sweat (1985) Riedel (1969) Riedel (1969) * Ghi chú: a - hệ số dẫn nhiệt độ, mm2/s x wo - thành phần khối lượng nước ban đầu, % x f - thành phần khối lượng mỡ, % Luận văn thạc sỹ khoa học Bảng 8: Entanpy loại thực phẩm kết đông [9] Thực phẩm Hoa Rau Táo x wo , % 82, Măng tây 92,6 Cà rốt 87,5 Dưa chuột 95,4 Hành tây 85,5 Quả đào 85,1 Qủa lê 83,8 Qủa mận 80,3 Dâu tây 89,3 Đậu dài 75,8 Cà chua 92,9 h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf -40 -30 -20 -18 -16 Nhiệt độ, 0C -14 -12 -10 0 0 0 0 0 - 23 19 21 18 23 23 23 25 20 23 20 - 51 40 46 39 50 50 51 57 14 44 51 10 42 - 58 10 45 51 43 55 10 57 57 10 65 16 49 56 12 47 - 65 12 50 57 47 62 12 64 11 64 12 74 18 54 64 14 52 73 14 55 64 51 71 14 72 13 73 14 84 20 60 73 16 57 - 84 17 61 72 11 57 81 16 82 16 83 17 97 23 67 84 18 63 95 19 69 81 14 64 91 18 93 18 95 19 111 27 76 11 95 21 71 -8 -6 -4 -2 110 23 77 94 17 70 105 20 108 22 109 23 129 33 88 14 111 26 81 10 132 20 90 12 111 21 79 125 26 129 28 132 29 159 42 102 18 133 33 93 14 175 44 108 17 139 29 93 11 163 38 170 40 173 43 214 61 127 24 176 48 114 18 286 82 155 29 218 53 125 20 263 71 270 75 282 80 326 100 191 43 289 90 166 33 343 381 100 361 390 100 353 352 347 333 367 100 323 382 100 Luận văn thạc sỹ khoa học Cá thịt Cá tuyết 80,3 Cá êfin 83,6 Cá pecca 79,1 Thịt bị, nạc, tươi Thịt bị, nạc, khơ 74,5 26,1 Trứng Lòng trắng 86,5 Lòng đỏ 50,5 Lòng đỏ 40,4 Trứng 66,4 h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf 10 10 10 96 19 10 19 19 10 19 10 19 96 42 11 42 41 11 42 11 42 97 47 12 47 10 46 12 47 12 47 98 53 12 53 11 52 13 52 13 53 99 59 13 59 11 58 14 58 14 62 100 66 14 66 12 65 15 65 15 66 - 74 16 73 13 72 16 72 16 70 - 84 18 82 15 81 17 81 18 74 - 96 21 95 18 93 20 95 22 79 - 118 27 116 24 112 26 113 31 84 - 177 48 177 44 165 44 180 55 89 - 323 100 337 100 318 100 304 100 93 - h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg (x wo ) uf h, kJ/kg 0 20 18 18 19 17 39 10 39 40 36 43 43 45 22 40 48 48 50 45 53 53 56 24 50 58 59 62 55 65 13 65 16 68 27 61 72 71 76 29 67 81 18 80 85 33 75 96 23 91 22 99 38 88 134 40 113 34 128 58 117 352 100 228 100 191 100 281 * Ghi chú: x wo - thành phần khối lượng nước ban đầu, % (x wo ) uf - thành phần khối lượng nước chưa đông đặc, % h - entanpy thực phẩm, kJ/kg Bảng 9: Tính chất vật lý nước đá nhiệt độ khác [38] Nhiệt độ, C 0,0 -7 -12 -18 -23 -45,5 -73 Hệ số dẫn nhiệt λ, W/mK Nhiệt dung riêng c, kJ/kgK Khối lượng riêng ρ, kg/m3 2,22 2,27 2,32 2,37 2,41 2,72 3,08 2,05 2,02 1,98 1,95 1,92 1,78 1,58 924,2 922,4 919,4 919,4 919,4 917,8 916,2 Bảng 10: Nhiệt độ thời gian bảo quản thích hợp số loại thịt sản phẩm từ thịt [9] Thực phẩm Thịt bò Thịt cừu Thịt bê Thịt lợn Thịt bị sườn Xúc xích thịt lợn Dăm bơng thịt lợn muối xơng khói Dăm bơng thịt lợn muối chưa xơng khói Gan bị Các thực phẩm nấu chín Nhiệt độ, (0C); Thời gian bảo quản, (tháng) -12 -18 -23 -29 4÷12 6÷18 12÷24 > 12 3÷8 6÷16 12÷18 > 12 12 3÷4 4÷14 10 2÷6 4÷12 8÷15 10 3÷4 4÷6 1÷2 2÷6 1÷3 2÷4 6 2÷3 2÷4 2÷3 2÷4 Bảng 11: Nhiệt độ thời gian bảo quản thích hợp cho số loại cá sản phẩm từ cá [9] Thực phẩm Phần nạc cá êfin đóng gói Nhiệt độ, 0C -12 -18 -19 Thời gian bảo quản, (tháng) 4÷5 11÷12 > 12 Phần nạc cá tuyết đóng gói Phần nạc cá po lác đóng gói Phần nạc cá pecca đại dương đóng gói Phần nạc cá pecca lọc da đóng gói Cá bơn halibut bao gói Cá ngừ ngun Cá trích ngun bao gói Phần nạc cá vằn đóng gói Bảng 12: -12 -18 -23 -7 -12 -18 -23 -29 -9 -12 -18 -23 -9 -18 -12 -18 -23 -29 -12 -18÷-20 -29 -18 -27 -9 -18 -23 10÷11 11 24 1,5÷2 3,5÷4 6÷8 9÷10 9 12 12 3÷5 Nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho kho bảo quản số loại trái rau [23] Thực phẩm Chuối Qủa đậu Cà rốt Cần tây Qủa anh đào Dư chuột Chanh Quất Rau diếp Nấm Qủa đào Qủa mận Khoai tây Rau bina Dâu tây Nhiệt độ, 0C -0,5÷0 11÷15,5 0 -1 10÷15 10÷14 9÷10 0÷1 -0,5÷0 -1÷0 3÷10 -0,5÷0 Độ ẩm tương đối, % 90 85÷95 90÷95 98÷100 95 90÷95 90÷95 85÷90 85÷90 95÷100 90 90 90÷95 90÷95 95 90÷95 Thời gian bảo quản, (ngày) 7÷14 7÷10 7÷10 28÷42 30÷60 14÷20 10÷14 30÷180 40÷140 14÷20 3÷4 14÷30 14÷30 150÷240 10÷14 5÷7 Cà chua Dưa hấu 4÷10 4÷10 85÷90 80÷90 4÷7 14÷20 Bảng 13: Cơng thức xác định hệ số f j c cho vật có dạng phẳng rộng vơ hạn [9] Cơng thức tính f j c f α ln10 = L2 Bi j c = 1,0 f α ln10 = L2 u 2sin u jc = u + sin u.cos u Bi Bi ≤ 0,1 0,1 < Bi ≤ 100 Trong đó: = u 1,860972 + 0,312133.ln ( Bi ) +0, 007986 ln ( Bi )  − 0, 016192 ln ( Bi )  −0, 001190 ln ( Bi )  + 0, 000581 ln ( Bi )  fα = 0,9332 L2 j c = 1,273 Bi > 100 Bảng 14: Công thức xác định hệ số f j c cho vật có dạng hình trụ dài vơ hạn [9] Bi Bi ≤ 0,1 0,1 < Bi ≤ 100 Cơng thức tính f j c f α ln10 = L2 Bi j c = 1,0 f α ln10 = L2 v j1 ( v ) jc = v  j02 ( v ) + j12 ( v )  Trong đó: = v 1, 257493 + 0, 487941.ln ( Bi ) +0, 025322 ln ( Bi )  − 0, 026568 ln ( Bi )  −0, 002888 ln ( Bi )  + 0, 001078 ln ( Bi )  Và j0 ( v ) , j1 ( v ) hàm Bessel loại tra theo phụ lục, bảng fα = 0,3982 L2 j c = 1,6015 Bi > 100 Bảng 15: Công thức xác định hệ số f j c cho vật có dạng hình cầu [9] Bi Bi ≤ 0,1 0,1 < Bi ≤ 100 Cơng thức tính f j c f α ln10 = L2 3Bi j c = 1,0 f α ln10 = L2 w ( sin w − w cos w ) jc = w − sin w.cos w Trong đó: = w 1,573729 + 0, 642906.ln ( Bi ) +0, 047859 ln ( Bi )  − 0, 03553 ln ( Bi )  −0, 004907 ln ( Bi )  + 0, 001563 ln ( Bi )  Bi > 100 fα = 0, 2333 L2 j c = 2,0 Bảng 16: Công thức xác định hệ số P R [9] Hình dạng Tấm phẳng Cơng thức tính P R 0, 0105   P = 0,5072 + 0, 2081Pk + Ste  0,3224 Pk + + 0, 0681 Bi   0,1684 + Ste ( 0, 2740 Pk − 0, 0315 ) R= Hình trụ 0, 0710   P =0,3751 + 0, 0999 Pk + Ste  0, 4008 Pk + + 0, 05865  Bi   R= 0, 0133 + Ste ( 0, 0415 Pk − 0,3957 ) Hìng cầu 0,3114   P =0,1084 + 0, 0924 Pk + Ste  0, 231Pk + + 0, 6739  Bi   R= 0, 0784 + Ste ( 0, 0386 Pk − 0,1694 ) Hình viên gạch chữ nhật P= P2 + P1 0,1136 + Ste ( 5, 766 P1 − 1, 242 )  R= R2 + R1 0, 7344 + Ste ( 49,89 R1 − 2,900 )  Trong đó:  0, 0182   + 0,1050   P2 = P1 1, 026 + 0,5808 Pk + Ste  0, 2296 Pk + Bi    R2 = R1 1.202 + Ste ( 3, 410 Pk + 0, 7336 )  Và β1.β P1 = ( β1.β + β1 + β ) R1 = Q r  ( r − 1)( β1 − r )( β − r ) ln    2  r −1   s  − ( s − 1)( β1 − s )( β − s ) ln    + ( β1 + β − 1)  s −   72 Trong đó: 1/ = ( β1 − β )( β1 − 1) + ( β − 1)    Q 1/ r = β1 + β + + ( β1 − β )( β1 − 1) + ( β − 1)    = s { } { } 1/ β1 + β + − ( β1 − β )( β1 − 1) + ( β − 1)    Bảng 17: Các thông số thành phần dùng cho phương pháp tính tốn thời gian đơng lạnh thực phẩm [9] Cơng thức Qúa trình i =1 k1 = = Q1 cl ( ti − t fm )V Làm lạnh trước = Bi1 ( Bil + Bis ) / ( t − t ) − ( t0 − t m ) ∆tm1 =i m  t −t  ln  i m   t fm − tm    Chuyển pha i=2 k2 = Q2 = L f V Bi2 = Bis ∆tm = t fm − tm i=3 k3 = = Q3 cs ( t fm − tc ) V Qúa lạnh Bi3 = Bis ( t fm − tm ) − ( t0 − tm ) ∆tm =  t −t  ln  fm m   t0 − t m  Bảng 18: Các số hình học [9] Hình dạng Tấm phẳng rộng vơ hạn Hình trụ dài vơ hạn Hình cầu Hình trụ mập lùn Hình trụ ngắn Thanh dài vơ hạn Hình viên gạch chữ nhật Hình bất quy tắc hai kích thước Hình bất quy tắc hai kích thước G1 1 1 G2 0 1 1 G3 0 0 1 ... trọng Nghiên cứu trình làm lạnh vật ẩm nói riêng thực phẩm đông lạnh nói chung vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm trở nên đặc biệt phức tạp ảnh hưởng trình kết tinh, tức xảy trình. .. thực phẩm đông lạnh giới 1.2.2 Công nghệ thực phẩm đông lạnh nước ta 1.3 Cơ sở lý thuyết kỹ thuật làm lạnh thực phẩm 1.3.1 Cơ sở lý thuyết làm lạnh thực phẩm 1.3.2 Các phương pháp lạnh đông thực. .. tinh, tức xảy trình chuyển pha từ lỏng sang rắn thực phẩm đông lạnh Luận văn nghiên cứu trình làm lạnh vật ẩm vấn đề xác định thời gian đông lạnh thực phẩm Trong phạm vi luận văn cao học nghiªn cøu