Xây dựng mô hình dự đoán thời gian cấp đông hoặc làm lạnh một số loại thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THUỲ DUNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐỐN THỜI GIAN CẤP ĐƠNG HOẶC LÀM LẠNH MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T.S NGUYỄN VIỆT DŨNG HÀ NỘI –NĂM 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH THỰC PHẨM 1.1 KỸ THUẬT ĐÔNG LẠNH THỰC PHẨM 1.1.1 Khái niệm đông lạnh thực phẩm 1.1.2 Các biến đổi thực phẩm trình làm lạnh đông 1.1.3 Các phương pháp lạnh đông 1.1.4 Vai trị lạnh đơng bảo quản thực phẩm 1.1.5 Ý nghĩa việc nghiên cứu lạnh đông 1.2 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ LÀM LẠNH CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM 1.2.1 Công nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm giới 1.2.2 Công nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm Việt Nam 10 1.3 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH VÀ KẾT ĐÔNG THỰC PHẨM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 14 1.3.1 Tình hình nghiên cứu q trình làm lạnh cấp đơng thực phẩm giới 15 1.4 MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN 29 1.4.1 Mục tiêu 29 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu 29 1.4.3 Phương pháp nội dung nghiên cứu 30 CHƯƠNG II XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC CHO TÍNH CHẤT NHIỆT VẬT LÝ CỦA THỰC PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH KẾT ĐÔNG 31 2.1 SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT NHIỆT VẬT LÝ CỦA THỰC PHẨM TRONG Q TRÌNH KẾT ĐƠNG 32 2.1.1 Thành phần nước đóng băng 32 2.1.2 Khối lượng riêng thực phẩm kết đông 35 2.1.3 Nhiệt dung riêng thực phẩm kết đông 36 2.1.4 Hệ số dẫn nhiệt thực phẩm kết đông 39 CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH CẤP ĐƠNG THỰC PHẨM 42 3.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN ĐOẠN THỜI GIAN 42 3.1.1 Cơ sở toán học phương pháp 42 3.2 PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN GIẢI BÀI TỐN DẪN NHIỆT KHI CẤP ĐƠNG THỰC PHẨM 46 3.2.1 Xây dựng mơ hình tốn học q trình làm lạnh đơng thực phẩm sở phương trình dẫn nhiệt 46 3.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với sai phân hữu hạn giải hệ phương trình dẫn nhiệt q trình lạnh đơng thực phẩm 57 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA MƠ HÌNH NHIỆT VẬT LÝ SO VỚI CÁC MƠ HÌNH KHÁC 65 4.1 MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 65 4.2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 67 4.3 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NHIỆT VẬT LÝ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CHÍNH TỚI Q TRÌNH CẤP ĐƠNG 70 4.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ buồng cấp đông 70 4.3.2 Ảnh hưởng tốc độ gió 72 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 74 5.1 KẾT LUẬN 74 5.2 ĐỀ XUẤT 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 78 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: So sánh số lượng TBCĐ điều tra năm 2002 năm 2006-2007 theo miền 11 Bảng 1.2 Số lượng, sức chứa kho lạnh kho mát doanh nghiệp CBTSĐL 11 Bảng 1.3: Một số cơng trình nghiên cứu xử lý nhiệt thực phẩm dựa phương pháp sai phân hữu hạn 24 Bảng 1.4 Thời gian làm lạnh đông phẳng 27 Bảng 2.1: Các cơng thức tính nhiệt dung riêng thực phẩm kết đông 37 Bảng 2.3: Các cơng thức tính hệ số dẫn nhiệt thực phẩm kết đông 40 Bảng 2.4: Thành phần cấu tạo thịt [12] 41 Bảng 5.3: Thời gian đông lạnh ứng với nhiệt độ môi trường khác 71 Bảng 5.4: Thời gian đông lạnh ứng với vận tốc gió khác 72 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các phân tố chia bắp thịt bò .24 Hình 1.2: Quy trình làm lạnh đơng theo ba giai đoạn 27 Hình 3.1: Mơ hình tốn dẫn nhiệt làm lạnh đơng thực phẩm .48 Hình 3.3 Thuật tốn xác định trường nhiệt độ Tij 65 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh cấp dùng thí nghiệm 67 Hình 4.2 Mơ hình thiết bị cấp đơng dùng để thí nghiệm 68 Hình 4.3 a) Thiết bị điều khiển nhiệt độ tốc độ gió; b) Thiết bị đo nhiệt độ đa kênh 68 Hình 4.4: Miếng thịt bị hình chữ nhật trước sau kết đông 69 Hình 4.5: Sự thay đổi nhiệt độ tâm cấp đơng thịt bị kích thước 5x15x15(cm), vận tốc gió 1,5 m/s, nhiệt độ mơi trường -25 độC 69 Hình 4.6: Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt cấp đơng thịt bị kích thước 5x15x15(cm), vận tốc gió 1,5 m/s, nhiệt độ mơi trường -25độC 70 Hình 4.7: Sự thay đổi nhiệt độ tâm cấp đông thịt lợn kích thước 8x10x25(cm), vận tốc gió m/s, nhiệt độ môi trường -30 độC 70 Hình 4.8: Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt cấp đông thịt lợn kích thước 8x10x25(cm), vận tốc gió m/s, nhiệt độ môi trường -30 độC 71 Đồ thị 5.3: Đồ thị quan hệ nhiệt độ môi trường thời gian làm lạnh đông 74 Đồ thị 5.4: Đồ thị quan hệ nhiệt độ môi trường hệ số toả nhiệt đối lưu 76 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH THỰC PHẨM 1.1 KỸ THUẬT ĐÔNG LẠNH THỰC PHẨM 1.1.1 Khái niệm đông lạnh thực phẩm Làm lạnh, đơng lạnh q trình hạ nhiệt độ sản phẩm xuống giá trị nhiệt độ thấp 200C ( từ 200C đến 300C khoảng nhiệt độ có nhiều sinh vật sống hoạt động mạnh nhất) Đối với thực phẩm, tùy loại thực phẩm bảo quản dài hay ngắn ngày, phụ thuộc vào tính chất loại thực phẩm mà người ta làm lạnh hay làm đông lạnh Làm lạnh: thuật ngữ để gọi lạnh thường, trình hạ nhiệt độ sản phẩm chưa tới điểm kết đông Đông lạnh: trình hạ nhiệt độ sản phẩm, đưa nhiệt độ sản phẩm xuống thấp điểm đông đặc cao -1000C, thấp -1000C gọi lạnh đơng sâu Đơng lạnh chủ yếu sử dụng để bảo quản loại sản phẩm có nguồn gốc từ động vật 1.1.2 Các biến đổi thực phẩm q trình làm lạnh đơng Quá trình làm lạnh bảo quản lạnh, nhiệt độ thấp có tác dụng ức chế, kìm hãm biến đổi sinh hoá, lý hoá… Các biến đổi hình dạng, màu sắc… thực phẩm diễn ra, quan trọng khô hao thực phẩm Trong buồng bảo quản đông lạnh luôn xảy dịch chuyển ẩm từ sản phẩm đến dàn bay (dàn lạnh) Do chênh lệch phân áp suất nước khơng khí sản phẩm, ẩm từ bề mặt sản phẩm bay vào không khí đến bám vào dàn lạnh làm cho bề mặt sản phẩm khô ráo, rau mau bị héo Bị nước, bề mặt thịt trở nên tối sẫm, phần mao quản bị teo không phản quang, phần bề mặt thịt bị oxi hố Đây ngun nhân gây hao tổn khối lượng bảo quản lạnh Sự biến đổi sinh hố bị kìm hãm nhiệt độ thấp khơng hồn tồn bị triệt tiêu Trong thực phẩm có biến đổi sinh hố không đáng kể Với loại rau quả, biến đổi sinh hóa chủ yếu có hơ hấp bảo quản Đó q trình trao đổi chất tế bào thể sống: hấp thụ oxy, thải khí cacbonic, nước nhiệt Đối với sản phẩm từ động vật, biến đổi sinh hoá sau chết làm nhiệt độ sản phẩm tăng lên nhiều Nhiệt toả giai đoạn nhiều động vật sống Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy loại sản phẩm cần làm lạnh sớm kịp thời kìm hãm biến đổi sinh hóa thực phẩm Nói chung, động vật sau chết đem làm lạnh trải qua ba giai đoạn biến đổi sinh hoá là: Giai đoạn tê cóng chết Giai đoạn chín tới (chín hố học) Giai đoạn phân huỷ sâu sắc (thối rữa) Giai đoạn tê cóng trinh biến đổi sinh hoá – lý tế bào động vật chết, khác hẳn với tê cóng thể sống gặp lạnh Giai đoạn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: loài động vật, tuổi, giống nòi, điều kiện sống, nhiệt độ bảo quản… cá vài phút, bị lợn có lên đến hàng Trong q trình tê cóng độ bắp tăng dần, độ đàn hồi giảm dần, trở lực cắt tăng gấp đơi đem chế biến thịt giai đoạn tê cóng ngon Giai đoạn chín tới diễn sau giai đoạn tê cóng làm thịt bắt đầu mềm Ở cá khơng có giai đoạn chín hoá học mà chuyển sang giai đoạn phân huỷ sâu sắc hay thối rữa Các q trình sinh hố xảy giai đoạn gần ngược với giai đoạn tê cóng Độ thịt giảm mạnh khoảng ngày sau giết thịt Thịt chín hóa học có độ tiêu hố cao, ngon hơn thịt tươi, chế biến thịt cho nhiều hương vị thơm ngon Thịt bảo quản lạnh sau khoảng ngày có hương vị thơm ngon hơn, sau ngày hương vị tốt, sau 10 đến 14 ngày hương vị dễ nhận rõ Vị thịt chủ yếu nhờ lượng axit glutamic muối tạo thịt Giai đoạn phân huỷ sâu sắc: xảy sau q trình chín tới men thịt súc vật Nếu thịt để nhiệt độ thân nhiệt vật tốc độ phản ứng xảy mãnh liệt vật bắt đầu thối rữa [1] 1.1.3 Các phương pháp lạnh đông Phương pháp lạnh đông chậm Trong phương pháp lạnh đông chậm, nhiệt độ môi trường làm lạnh tương đối cao (lớn -250C), vận tốc chuyển động khơng khí nhỏ Thời gian làm lạnh đông tương đối dài, số tinh thể nước đá hình thành có kích thước lớn làm rách màng tế bào sản phẩm có tượng chảy dịch rã đông Điều làm cho chất lượng thực phẩm giảm giá trị dinh dưỡng Vì vậy, ngày phương pháp sử dụng để làm tăng suất ép rau quả, để bảo quản thịt dùng cho chế biến xúc xích khơng sử dụng để bảo quản thực phẩm lạnh đông Phương pháp lạnh đơng nhanh Mơi trường lạnh thường khơng khí chất lỏng Nhiệt độ môI trường đạt khoảng -350C đến -400C, vận tốc gió đạt từ đến 5m/s.Sản phẩm làm lạnh đông nhanh lên số tinh thể đá tạo nhiều với kích thước bé nên không làm phá hủy tế bào rã đông Phương pháp bảo tồn 95% chất lượng sản phẩm tươi đông lạnh Phương pháp thường áp dụng sản xuất công nghiệp Phương pháp làm lạnh đông cực nhanh Ngày nay, khoa học kĩ thuật cho phép tạo môi trường có nhiệt độ âm sâu Đây sở cho phương pháp lạnh đông cực nhanh Sản phẩm bao gói nhúng trực tiếp vào mơi trường lỏng ( CO2 lỏng, N2 lỏng…) Thời gian làm lạnh đông từ đến 10 phút tùy loại sản phẩm Sản phẩm loại không thay đổi chất lượng so với sản phẩm tươi Phương pháp sử dụng để bảo quản cá quan thể người phục vụ cho nghành phẫu thuật ghép tạng 1.1.4 Vai trị lạnh đơng bảo quản thực phẩm Đông lạnh bảo quản thực phẩm có vai trị to lớn ưu trội, sử dụng rộng rãi nhiều ngành kỹ thuật khác nhau: công nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm, cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp dầu mỏ, công nghiệp rượu, bia, sinh học, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, y học, thể thao, đời sống người Cụ thể là: * Đông lạnh thực phẩm biện pháp tương đối an toàn để dự trữ thực phẩm lâu dài Có nhiều nguyên nhân gây hư hại thực phẩm, có ba nguyên nhân là: Do tác dụng men thực phẩm Do vi sinh vật từ bên ngồi Do độc tố tiết từ loài vi sinh vật, nấm mốc từ thực phẩm Trong ba nguyên nhân nguyên nhân vi sinh vật xâm nhập lớn Không thế, chúng cịn xâm nhập vào thể cơng hệ thống tiêu hóa, gây ảnh hưởng đến sức khoẻ cho người Bảo quản lạnh ức chế hoạt động vi sinh vật phản ứng hóa sinh diễn thực phẩm Bảo quản thực phẩm nhiệt độ thấp khơng có nghĩa tiêu diệt vi khuẩn mà góp phần làm giảm tốc độ tăng trưởng chúng * Thực phẩm tươi sống bảo quản lạnh có chất lượng cao so với phương pháp bảo quản khác muối, sấy, chế biến đồ hộp Đồng thời phương pháp giúp bảo tồn tối đa thuộc tính tự nhiên, giữ gìn hương vị, màu sắc, vi lượng dinh dưỡng thực phẩm * Việc bảo quản thực phẩm đông lạnh thực nhanh chóng phù hợp với tính chất mùa vụ nhiều loại thực phẩm nông sản Phương pháp áp dụng cho hầu hết loại thực phẩm, nông sản: thủy hải sản, thịt, cá, rau, củ, quả, lạnh đông sữa sản phẩm từ sữa… 1.1.5 Ý nghĩa việc nghiên cứu lạnh đông Đông lạnh thực phẩm khâu quan trọng dây chuyền chế biến thực phẩm Việc nghiên cứu q trình đơng lạnh thực phẩm giúp ta kiểm sốt thơng số q trình cấp đơng: trường nhiệt độ, thời gian cấp đông, tốc độ cấp đông tải lạnh đối tượng nghiên cứu Biết trường nhiệt độ tốc độ cấp đông ta giải toán đảm bảo chất lượng, giảm thiểu hao hụt trình chế biến Biết phụ tải lạnh ta thiết kế hệ thống lạnh tương thích phục vụ cho toán tiết kiệm lượng, tối ưu hóa q trình sản xuất Như nâng cao hiệu kinh tế giải hai toán 1.2 HIỆN TRẠNG CƠNG NGHỆ LÀM LẠNH CẤP ĐƠNG THỰC PHẨM 1.2.1 Cơng nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm giới Trên giới nước có kinh tế phát triển, hệ thống bảo quản lạnh, lạnh đông thực phẩm trọng phát triển Nó thước đo mức phát triển ngành nông nghiệp khả đảm bảo an ninh lương thực nước Nước có cơng nghiệp lạnh đơng phát triển châu Âu Anh Theo tổng kết hãng đông lạnh thực phẩm lớn giới “ Beo-zơ-ai” có năm 1979 thị trường Anh khơng có bán rau tươi tồn rau đưa vào chế biến đông lạnh Hiện nay, Anh có 320 hãng đơng lạnh thực phẩm bảo đảm cung cấp cho 80.000 cửa hàng chuyên nghiệp, có 1.050 cửa hàng thuộc loại đặc biệt, cao cấp kiểu mẫu Lương thực thực phẩm chế biến sẵn đông lạnh chiếm tới 50% Pháp nước có ngành cơng nghiệp lạnh đơng thực phẩm phát triển, có đến 300 mặt hàng thực phẩm đông lạnh trung bình năm tăng thêm khoảng 30 sản phẩm đông lạnh khoai tây, thịt, cá, hỗn hợp rau, thịt gia cầm loại thực phẩm đặc sản, thức ăn chín Trong vịng năm, sản lượng thực PHỤ LỤC 78 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình xác định trường nhiệt độ thực phẩm q trình làm lạnh kết đơng theo phương pháp phần tử hữu hạn PROGRAM COOLING(INPUT,OUTPUT); {$N+}{$M 65520,0,655360} uses BEEF,CALC; LABEL 999; var BP0,BPK,Q1,R,G,Tk,Vref,DR1,DR2,R1,R2,R3,Ti,Tf:extended; var P0,P1,P2,P3,P4,A0,A1,A2,A3,A4,A5, B1,B2,B3,B4,B5,B6,A8,GAMMA,DH:extended; var I,J,K,NX,Nexp:integer;ATP,FG:text; var PAR:array[1 6] of extended; type ARR=array[1 303] of extended; MATR=array[1 101] of extended; VAR T0:ARR;var T1:MATR;var IT:MASS; var Kprod:ED; {##################################################################} Procedure TPHYS(J:integer;TC:extended;Var C,RO,LD,A:extended); BEGIN RO:=1.0E3; if J=1 then begin TC:=-1.0E0;LD:=2.24E0*(1.0E0-4.8E-3*TC); { ice } RO:=916.8E0*(1.0E0-1.53E-4*TC);C:=2108.9E0+7.3947*TC end; if J=2 then begin LD:=0.569E0*(1.0E0+1.36E-3*TC); {water} A:=abs(TC-4.0E0);RO:=((-4.01E-3)*A-48.6E-3)*A+1.0E3; C:=(7.553E-2*TC-3.308E0)*TC+4218.2E0 end; if J=3 then begin TC:=-1.0E1;RO:=7.8E3; {steel 12X18H10T } C:=441.836E0+0.408163E0*TC;LD:=14.5918E0+0.020408E0*TC end; if J=4 then begin RO:=7.85E3; { steel 20 } C:=406.111E0+0.944444E0*TC;LD:=45.2778E0+0.0611111E0*TC end; if J=5 then begin RO:=7.81E3; { steel 45 } C:=406.111E0+0.944444E0*TC;LD:=51.5556E0+0.022222E0*TC end; if J=6 then begin RO:=2.65E3; { alloy AM£5 } C:=903.557E0+2.522167E0*TC;LD:=115.99E0+0.300493E0*TC end; A:=LD/(C*RO) END; {proc TPHYS} {###################################################################} {$F+} FUNCTION FIV(K:integer;X:extended):extended; var X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8:extended; BEGIN { func FIV } if K=1 then { for calculation of volume integral } begin if X(3.0E2*EPS)) then begin X1:=0.5;NJ:=0;goto 40 end; if (((Y(BK-X*0.001)) then goto 49;X1:=1.0E0; if ((NJ=1) and (Y4) then X1:=0.8E0;X2:=BP+X*X1; if (X2>BK) then begin X2:=BK-BP;X1:=X2/X;goto 39 end; 39: X:=X*X1; for J:=1 to (L+1) begin K:=J+L+1;I:=K+L+1;Z:=TP[K]; TP[J]:=Z;S:=TP[I];F:=(S-Z)*X1;X2:=Z+F;TP[K]:=X2;GM[J]:=X2; 82 TP[I]:=X2+F;RT[J]:=X2;RT[K]:=X2+F;RT[I]:=X2+F+F end; X2:=BP+X;if (X2>BK) then X:=BK-BP; BP:=BP+X;D:=X*3.6E3;NJ:=0;goto 9; 40: D:=D*X1;X:=X*X1; for j:=1 to (L+1) begin K:=J+L+1;I:=K+L+1; Z:=(TP[K]-TP[J])*X1;TP[K]:=TP[J]+Z; S:=(TP[I]-TP[K])*X1;TP[I]:=TP[K]+S end;goto 9; 49: END; {proc GOITER} {#######################################################################} {$F+} FUNCTION FOX (I:integer;X:extended):extended; BEGIN { func FOX } IF I=1 THEN FOX:=FSI(X); IF I=2 THEN FOX:=FINT(X); END; { func FOX } {$F-} {#######################################################################} BEGIN { MAIN PROGRAM } {thit bo loai 1} Kprod[1]:=0.997E3; Kprod[8]:=0E0; Kprod[2]:=1.74E0; Kprod[9]:=272.14E0; Kprod[3]:=1.551E3; Kprod[10]:=77.0E0; Kprod[4]:=(-1.551E0)*0.225E0;Kprod[11]:=0.7041E0; Kprod[5]:=0.143E0; Kprod[12]:=0.105E0; Kprod[6]:=3.0E-4; Kprod[13]:=37.0E-6; Kprod[7]:=0E0; Kprod[14]:=4.2182E3; Kprod[15]:=-3.308E0; Kprod[16]:=7.553E-2; ASSIGN(ATP,'RESTP.TXT'); ASSIGN(FG,'MANGO.TXT'); REWRITE(ATP); REWRITE(FG); WRITE(' DON"T TOUCH : PROGRAMM IS WORKING '); WRITELN(FG,' INITIAL PARAMETRS FOR CALCULATING '); NX:=100; Nexp:=1; { RESET(ATP); } R:=0.03E0;GAMMA:=1.6E0;Ti:=24.70E0; {MANGO.TXT} Tk:=-40.0E0; Vref:=1.0E0; Tf:=-30.0E0; DR1:=0.017E0;DR2:=0.0180; WRITELN(FG,' GAMMA = ',GAMMA:6:4,' Radiuc of object = ',R:6:4); WRITELN(FG,' Initial Temperature of object = ',Ti:4:2); if (nexp=1) or (nexp=2) or (nexp=4) then WRITELN(FG,' Type of medium refrigerant = Air ') else WRITELN(FG,' Type of medium refrigerant = Water '); WRITELN(FG,' T-Cold Store or IQF = ',Tk:4:2,' Volum of medium refrigerant = ',Vref:4:2); WRITELN(FG,' Coordinate of control T_1 = ',DR1:6:4, ' Coordinate of control T_2 = ',DR2:6:4); WRITELN(FG,'================================================================== ==========================='); TCBI(Nexp,0.01E0,0.1E0,A1,A2); {TCBI(M:integer; TAU,TS:extended;var TC,ALF:extended);} {#####################################################} for I:=1 to (NX+1) begin J:=I+NX+1;K:=J+NX+1; T0[I]:=Ti;T0[J]:=T0[I]-0.2E0;T0[K]:=T0[J]-0.2E0 end; {!!!} for I:=1 to (3*NX+3) begin WRITELN(ATP,T0[I]) end; CLOSE(ATP); } { for I:=0 to ((NX-1) DIV 4) begin J:=I*4; writeln(FG,T0[J+1]:10:2,T0[J+2]:10:2,T0[J+3]:10:2,T0[J+4]:10:2); 83 end; writeln(FG,T0[NX+1]:50:2);} {#######################################################################} WRITELN(FG,' THERMAL PROPERTIES of BBEF '); {duy} FOR I:=0 TO 83 DO BEGIN A2:=-43.0E0+I*1.E0; A1:=A2+273.0E0; xyzprop(A1,Kprod,A3,A4,P1,P2,P3,P4); {########} {XYZPROP(T:extended;Koef:ed;var R,CE,IP,L,W,DW:extended);} WRITELN(FG,A1:10:2,A3:11:1,A4:10:2,P1:15:1,P2:10:3,P3:10:3); END; WRITELN(FG,'=========================================================='); {#######################################################################} WRITELN(FG,' RESULTS OF CALCULATION '); for K:=0 to 901 BEGIN { MAIN CIRCLE } DH:=0.1E0; BP0:=K*DH;BPK:=BP0+DH; { 'BEEF.TXT'} GOITER(BP0,BPK,T0,Q1); for J:=1 to (NX+1) begin T1[J]:=T0[J+NX+1] end; A1:=T1[NX+1];TCBI(Nexp,BPK,A1,A2,A3); WRITELN(FG,' HEAT FLOW '); WRITELN(FG,BPK:17:2,A2:10:2,A3:10:3,Q1:10:3); A2:=R/NX; for J:=1 to (NX+1) begin I:=J+NX+1;A1:=T0[I]; A3:=T0[I+NX+1];T0[J]:=A1;T0[I]:=A3;T0[I+NX+1]:=2.0E0*A3-A1; IT[J]:=A2*(J-1);IT[J+NX+1]:=A1 end; J:=3*NX+3; REWRITE(ATP);for I:=1 to J begin WRITELN(ATP,T0[I]) end;CLOSE(ATP); WRITELN(FG,' FIELD OF TEMPERATURE '); { for J:=0 to ((NX-1) DIV 4) begin I:=J*4;A1:=IT[I+1];A2:=IT[I+2];A3:=IT[I+3];A4:=IT[I+4]; P1:=T1[I+1];P2:=T1[I+2];P3:=T1[I+3];P4:=T1[I+4]; WRITELN(FG,A1:20:4,P1:10:2,A2:10:4,P2:10:2,A3:10:4,P3:10:2,A4:10:4,P4:10:2); WRITELN(A1:20:4,P1:10:2,A2:10:4,P2:10:2,A3:10:4,P3:10:2,A4:10:4,P4:10:2); end;} A2:=0.0;P2:=T1[1];A1:=R;P1:=T1[NX+1]; WRITELN(FG,A2:20:4,P2:10:2,A1:20:4,P1:10:2); WRITELN(FG,'TEMPERATURE T1.5,T3 ');A2:=R-DR1; INTPOL(NX+1,IT,A2,A3);A4:=R-DR2;INTPOL(NX+1,IT,A4,P1); WRITELN(FG,BPK:17:2,A2:10:4,A3:10:2,A4:10:4,P1:20:2); for J:=1 to (NX+1) begin A1:=IT[J+NX+1]+273.15E0;IT[J+NX+1]:=FIV(2,A1); end; INTEGR(1,NX+1,IT,FIV,0.,R,0.05,A1); A2:=GAMMA+1.0E0;A3:=exp(A2*LN(R));A8:=A1*A2/A3; WRITELN(FG,'MIDDLE-VOLUME SPECIFIC ENTALPY '); WRITELN(FG,T1[NX+1],' ',A8); WRITELN(FG,BPK:20:2,A8:20:2); WRITELN(FG,'MIDDLE-ENTALPY TEMPERATURE'); P1:=T1[NX+1]+273.15E0;P2:=T1[1]+273.15E0; NULL(1,FOX,P1,P2,0.02,2,A2);A3:=A2-273.15E0; WRITELN(FG,BPK:20:2,A3:20:2); IF A3< Tf THEN GOTO 999; {MANGO.TXT} END; 999: CLOSE(FG) END 84 PHỤ LỤC Phụ lục 2: Chương trình xác định trường nhiệt độ thực phẩm q trình làm lạnh kết đơng theo phương pháp sai phân hữu hạn // Tinh phan khoi luong nuoc da doi tuong theo CT cua Tchigeov function xice( t:real):real; begin if tt_kt then result:=c_w*x_wo+c_p*x_p+c_f*x_f+c_a*x_a; if tt_kt then result:=0.51775 else 85 result:=(x_woxice(t))/ro_w/tg*landa_w+xice(t)/ro_ice/tg*landa_ice+x_p/ro_p/tg*landa_p+x_f/r o_f/tg*landa_f+x_a/ro_a/tg*landa_a; end; function hesodannhietdo(t:real):real; begin result:=hesodannhiet(t)/nhietdungrieng(t)/khoiluongrieng(t); end; function giaipt( Tr: vector;h:real;thoigian:real;anphabemat:real;nhietdomoitruong:real):vector; var K,tg:vector; tg1,tg2:vector; Fo,Bi:real; m1,n1,m2,n2:real; i,j:integer; AB:real; xi,nuy:array[1 20]of real; A,B,C,F:array[1 Dim-2]of real; G:matrix; begin // Phuong phap an Fo:=hesodannhietdo(Tr[0])*thoigian/h/h; Bi:=anphabemat*h/hesodannhiet(Tr[0]); m1:=2*Fo/(1+2*Fo+2*Fo*Bi); n1:=(2*Fo*Bi*nhietdomoitruong+Tr[0])/(1+2*Fo+2*Fo*Bi); // nap du lieu cho ma tran A,B,C,F for i:=1 to Dim-2 begin if Tr[i]>t_kt then AB:=1 else AB:=1333.6e3*t_kt/Tr[i]/Tr[i]/nhietdungrieng(Tr[i]); Fo:=hesodannhietdo(Tr[i])*thoigian/h/h/AB; A[i]:=Fo/2; C[i]:=Fo+1; B[i]:=Fo/2; F[i]:=-(Fo-1)*Tr[i]+Fo/2*(Tr[i-1]+Tr[i+1]); end; Fo:=hesodannhietdo(Tr[Dim-1])*thoigian/h/h; m2:=2*Fo/(1+2*Fo); n2:=(Tr[Dim-1])/(1+2*Fo); xi[20]:=m2; nuy[20]:=n2; // nap du lieu cho anpha tu vi tri cho den N for i:=19 to begin xi[i]:=A[i]/(C[i]-B[i]*xi[i+1]); nuy[i]:=(B[i]*nuy[i+1]+F[i])/(C[i]-B[i]*xi[i+1]); end; // nap du lieu bang tay cho i=19 xi[19]:=A[19]/(C[19]-B[19]*xi[20]); nuy[19]:=(B[19]*nuy[20]+F[19])/(C[19]-B[19]*xi[20]); xi[18]:=A[18]/(C[18]-B[18]*xi[19]); nuy[18]:=(B[18]*nuy[19]+F[18])/(C[18]-B[18]*xi[19]); xi[17]:=A[17]/(C[17]-B[17]*xi[18]); nuy[17]:=(B[17]*nuy[18]+F[17])/(C[17]-B[17]*xi[18]); xi[16]:=A[16]/(C[16]-B[16]*xi[17]); nuy[16]:=(B[16]*nuy[17]+F[16])/(C[16]-B[16]*xi[17]); xi[15]:=A[15]/(C[15]-B[15]*xi[16]); 86 nuy[15]:=(B[15]*nuy[16]+F[15])/(C[15]-B[15]*xi[16]); xi[14]:=A[14]/(C[14]-B[14]*xi[15]); nuy[14]:=(B[14]*nuy[15]+F[14])/(C[14]-B[14]*xi[15]); xi[13]:=A[13]/(C[13]-B[13]*xi[14]); nuy[13]:=(B[13]*nuy[14]+F[13])/(C[13]-B[13]*xi[14]); xi[12]:=A[12]/(C[12]-B[12]*xi[13]); nuy[12]:=(B[12]*nuy[13]+F[12])/(C[12]-B[12]*xi[13]); xi[11]:=A[11]/(C[11]-B[11]*xi[12]); nuy[11]:=(B[11]*nuy[12]+F[11])/(C[11]-B[11]*xi[12]); xi[10]:=A[10]/(C[10]-B[10]*xi[11]); nuy[10]:=(B[10]*nuy[11]+F[10])/(C[10]-B[10]*xi[11]); xi[9]:=A[9]/(C[9]-B[9]*xi[10]); nuy[9]:=(B[9]*nuy[10]+F[9])/(C[9]-B[9]*xi[10]); xi[8]:=A[8]/(C[8]-B[8]*xi[9]); nuy[8]:=(B[8]*nuy[9]+F[8])/(C[8]-B[8]*xi[9]); xi[7]:=A[7]/(C[7]-B[7]*xi[8]); nuy[7]:=(B[7]*nuy[8]+F[7])/(C[7]-B[7]*xi[8]); xi[6]:=A[6]/(C[6]-B[6]*xi[7]); nuy[6]:=(B[6]*nuy[7]+F[6])/(C[6]-B[6]*xi[7]); xi[5]:=A[5]/(C[5]-B[5]*xi[6]); nuy[5]:=(B[5]*nuy[6]+F[5])/(C[5]-B[5]*xi[6]); xi[4]:=A[4]/(C[4]-B[4]*xi[5]); nuy[4]:=(B[4]*nuy[5]+F[4])/(C[4]-B[4]*xi[5]); xi[3]:=A[3]/(C[3]-B[3]*xi[4]); nuy[3]:=(B[3]*nuy[4]+F[3])/(C[3]-B[3]*xi[4]); xi[2]:=A[2]/(C[2]-B[2]*xi[3]); nuy[2]:=(B[2]*nuy[3]+F[2])/(C[2]-B[2]*xi[3]); // giai he phuong trinh tg[0]:=(n1+m1*nuy[1])/(1-m1*xi[1]); tg[1]:=tg[0]*xi[1]+nuy[1]; tg[2]:=tg[1]*xi[2]+nuy[2]; tg[3]:=tg[2]*xi[3]+nuy[3]; tg[4]:=tg[3]*xi[4]+nuy[4]; tg[5]:=tg[4]*xi[5]+nuy[5]; tg[6]:=tg[5]*xi[6]+nuy[6]; tg[7]:=tg[6]*xi[7]+nuy[7]; tg[8]:=tg[7]*xi[8]+nuy[8]; tg[9]:=tg[8]*xi[9]+nuy[9]; tg[10]:=tg[9]*xi[10]+nuy[10]; tg[11]:=tg[10]*xi[11]+nuy[11]; tg[12]:=tg[11]*xi[12]+nuy[12]; tg[13]:=tg[12]*xi[13]+nuy[13]; tg[14]:=tg[13]*xi[14]+nuy[14]; tg[15]:=tg[14]*xi[15]+nuy[15]; tg[16]:=tg[15]*xi[16]+nuy[16]; tg[17]:=tg[16]*xi[17]+nuy[17]; tg[18]:=tg[17]*xi[18]+nuy[18]; tg[19]:=tg[18]*xi[19]+nuy[19]; tg[20]:=tg[20]*xi[20]+nuy[20]; 87 for i:=0 to 19 begin tg[i-1]:=tg[i]*xi[i-1]+nuy[i+1]; end; result:=tg; end; procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject); begin form1.Close; end; procedure TForm1.Exit1Click(Sender: TObject); begin form1.Close; end; procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin form1.Series1.Clear; form1.Series2.Clear; form1.Series3.Clear; end; procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); begin form2.visible:=true; end; procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var i,j:integer; tg:string; vantocgio:real; Tr,TS:vector; chieuday:real; nhietdobandau,nhietdomoitruong,nhietdoyeucau:real; anphabemat:real; h,thoigian:real; //khoang cach chia luoi theo khong gian va thoi gian tongthoigian:real; begin try // lay van toc gio tu o Edit4 vantocgio:=StrtoFloat(Form1.Edit4.Text); except vantocgio:=0; end; anphabemat:=vantocgio*4.9+6.16; try // lay chieu day doi tuong tu o edit chieuday:=StrtoFloat(Form1.Edit1.Text); except chieuday:=0; end; chieuday:=chieuday/2; try // lay nhiet ban dau tu o edit nhietdobandau:=StrtoFloat(Form1.Edit2.Text); except nhietdobandau:=0; end; 88 try // lay nhiet moi truong tu o edit nhietdomoitruong:=StrtoFloat(Form1.Edit3.Text); except nhietdomoitruong:=0; end; try // lay nhiet yeu cau tu o edit nhietdoyeucau:=StrtoFloat(Form1.Edit5.Text); except nhietdoyeucau:=0; end; h:=chieuday/(dim-1); thoigian:=0.5; for i:=0 to (dim-1) Tr[i]:=nhietdobandau; tongthoigian:=0; for i:=0 to 200000 begin Ts:=giaipt(Tr,h,thoigian,anphabemat,nhietdomoitruong); tongthoigian:=i*thoigian/60; tg:=FloattoStr(tongthoigian); begin if (i mod 10 =0) then begin with series1 add(Tr[0],tg); with series2 add(Tr[Dim-1],tg); with series3 add(Tr[10],tg); edit6.Text:=floattostr(tongthoigian); end; Tr:=ts; if (Tr[20]