Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỶ LỆ NƯỚC ĐÓNG BĂNG BÊN TRONG THỰC PHẨM THEO NHIỆT ĐỘ LẠNH ĐÔNG"

Tham khảo luận văn - đề án ''báo cáo nghiên cứu khoa học: nghiên cứu phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng bên trong thực phẩm theo nhiệt độ lạnh đông'', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỶ LỆ NƯỚC ĐÓNG BĂNG BÊN TRONG THỰC PHẨM THEO NHIỆT ĐỘ LẠNH ĐÔNG Nguyễn Tấn Dũng (1), Trịnh Văn Dũng (2), Trần Đức Ba (3) (1)Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, (2) Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM (3) Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM (Bài nhận ngày 27 tháng 12 năm 2007, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 03 tháng 07 năm 2008) TĨM TẮT: Thực tế cho thấy q trình lạnh đông thực phẩm để bảo quản, kéo dài thời gian sử dụng đạt hiệu nhiệt độ nguyên liệu đạt tới nhiệt độ lạnh đông tối ưu, nước tự đóng băng hồn tồn, vi sinh vật môi trường sống bị giết chết bị khả sinh trưởng phát triển Chính lý đó, chúng tơi nghiên cứu phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông, thông qua phương pháp xác định nhiệt độ lạnh đông tối ưu, kết thu làm sở cho việc tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống lạnh (HTL), hệ thống sấy thăng hoa (HT-STH) xác hơn, đồng thời vận hành HTL, HT-STH đạt hiệu hơn, suất làm việc tốt hơn, tiết kiện lượng nhiều nâng cao tuổi thọ máy nén lạnh trình sản xuất Mặt khác, kỹ thuật sấy thăng hoa việc xác định tỉ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông vật liệu sấy quan trọng, thơng qua thơng số nhiệt - vật lý xác định nhiệt độ lạnh đông tối ưu nước tụ vật liệu ẩm đóng băng hồn tồn, lượng ẩm đóng băng lượng ẩm cần thăng hoa giai đoạn sấy thăng hoa, rút ngắn thời gian trình sấy ĐẶT VẤN ĐỀ Khi nghiên cứu chế biến lạnh đông thực phẩm để bảo quản, kéo dài thời gian sử dụng để thực trình sấy thăng hoa vấn đề đặt đây: làm biết lạnh đông nhiệt độ âm tối ưu Nếu lạnh đông nhiệt độ âm thấp HTL tiêu tốn nhiều lượng, mặt khác thực phẩm bị giảm chất lượng nhiều, cịn lạnh đơng nhiệt độ âm cao vi sinh vật tồn phát triển làm thực phẩm hư hỏng Thực tế nhà máy đông lạnh thực phẩm người ta lạnh đông đến nhiệt độ âm đó, sau lấy mẫu kiểm tra vi sinh vi sinh vật bị giết chết khả sinh trưởng phát triển đạt, làm lạnh đông nhiệt độ tối ưu Vì vậy, việc nghiên cứu đưa phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng thực phẩm theo nhiệt độ lạnh đơng cần thiết, qua xác định nhiệt độ lạnh đông tối ưu (Nhiệt độ lạnh đông tối ưu ứng với nhiệt độ nước tự thực phẩm đóng băng hồn tồn, vi sinh vật bị giết chết ngừng hoạt động) Trong sấy thăng hoa vật liệu sấy làm lạnh đơng nhiệt độ lạnh đơng tối ưu kết thúc giai đoạn sấy thăng hoa ẩm tự hóa hết hồn tồn, giai đoạn sấy chân không cuối việc tách ẩm liên kết cịn lại Mặt khác biết nhiệt độ lạnh đơng tối ưu tỷ lệ nước đóng băng việc tính tốn thiết kế, chế tạo HTL, TH-STH xác 2.NỘI DUNG 2.1 Cơ sở khoa học xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông 2.1.1 Các giả thiết ban đầu thiết lập tốn - Hàm mục tiêu cần xây dựng có dạng: ω = f(Te, T0, τ, R) Trang 58 (1) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 Trong đó: xem thơng số nhiệt– vật lý vật liệu ẩm gần khơng đổi • Te [0C]: nhiệt độ trung bình vật liệu ẩm cần lạnh đơng, Te ≤ Tkt (nhiệt độ kết tinh nước vật liệu ẩm nghiên cứu: Tkt = -1,15 ÷ -1,50C) • T0 [0C]: nhiệt độ môi trường lạnh đông • δ = 2R [m]: bề dày vật liệu ẩm dạng phẳng cần nghiên cứu • ρ [kg/m3]: khối lượng riêng vật liệu ẩm • Cpn [kJ/(kgK)]: nhiệt dung riêng ẩm (nước) có vật liệu ẩm • Cpb [kJ/(kgK)]: nhiệt dung riêng ẩm (nước) đóng băng bên vật liệu ẩm • Cpk [kJ/(kgK)]: nhiệt dung riêng chất khô tuyệt đối vật liệu ẩm • ω ∈ [0,1]: tỷ lệ nước đóng băng trung bình theo nhiệt động lạnh đơng vật liệu ẩm • ω = Gnb/Gn ∈ [0,1]: tỷ lệ ẩm (nước) đóng băng bn vật liệu ẩm • Gnb, Gn, G [kg]: khối lượng ẩm (nước) đóng băng tổng khối lượng ẩm (nước) có vật liệu khối lượng vật liệu ẩm • Wa = Gn/G ∈ (0,1): tỷ lệ ẩm (hay độ ẩm tương đối) có vật liệu phân bố • L [kJ/kg]: ẩn nhiệt đơng đặc nước • τ[h]: thời gian làm lạnh đông vật liệu - Làm lạnh đơng tơm sú, tơm bạc, tơm thẻ với mơ hình dạng phẳng, xem hình • dx: bề dày lớp nước đóng băng vật liệu ẩm Te bắt đầu bé Tkt • F[m2]: tiết diện trao đổi nhiệt vật liệu ẩm dạng phẳng • α [W/(m2.độ)]: hệ số tỏa nhiệt môi trường làm lạnh đơng • • Điều kiện ban đầu: Te = Tkt τ = 0, ω = 0; ω = Điều kiện biên: τ = x = 0; τ = τ x = δ 2.1.2 Thiết lập toán xác định tỷ lệ nước đóng băng (2) - Phương trình cân nhiệt: dQ = dQ1 + dQ2 Có nghĩa nhiệt lượng vật liệu ẩm trao đổi nhiệt với môi trường tổng nhiệt lượng lấy để làm kết tinh ẩm bên vật liệu ẩm nhiệt lượng lấy để làm giảm nhiệt độ vật liệu ẩm từ nhiệt độ kết tinh TKt xuống nhiệt độ Te Trang 59 Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 Trong đó: xem hình T [0C] (1) (2) Tkt τ [h] Te T0 Hình Đồ thị T-τ q trình làm lạnh đơng thực phẩm; (1) - Giai đoạn kết tinh Tkt = const; (2) Giai đoạn hạ nhiệt độ từ Tkt xuống Te • dQ [kJ]: dòng nhiệt trao đổi phân tố lớp băng dx có nhiệt độ Tkt với mơi trường làm lạnh đơng có nhiệt độ T0 • dQ1 [kJ]: dịng nhiệt lấy để làm kết tinh nước vật liệu ẩm làm lạnh đơng điểm Tkt • dQ2 [kJ]: dịng nhiệt lấy để giảm nhiệt độ vật liệu ẩm làm lạnh đông từ nhiệt độ Tkt xuống nhiệt độ Te • dQ = (Tkt − T0 ).F dτ α + (3) x λ dQ1 = L.dGnb = L.ω.Wa.dG = L.ω.Wa.ρ.F.dx dQ2 = [Cpn(1 - ω).Wa + Cpb ω.Wa + Cpk.(1 – Wa)].(Tkt – Te) ρ.F.dx • • • (4) (5) Thay (3), (4), (5) vào (2) thu được: (Tkt − T0 ).F dτ α + x = [L.ω.Wa + [Cpn(1 - ω).Wa + Cpb ω.Wa λ + Cpk.(1 – Wa)].(Tkt – Te)] ρ.F.dx • Biến đổi (6) lấy tích phân hai vế thu được: [L.ω.Wa + [Cpn(1 - ω).Wa + Cpb ω.Wa + Cpk.(1 – Wa)].(Tkt – Te)] ρ.δ ( = (Tkt – T0).τ • (6) α + δ ) 2.λ (7) Biến đổi (7) thay δ = 2R thu : ω= α τ (Tkt − T0 ) − [C pn Wa + C pk (1 − Wa )].(Tkt − Te ) 2.ρ R + Bi Trang 60 L.Wa + (C pb − C pn ).Wa (Tkt − Te ) (8) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 Đặt: A = 3,6α/(2.ρ); hệ số 3,6 chuyển đổi từ τ[h] → τ[s] v Q[J] → Q[kJ] B = Cpn.Wa + Cpk.(1 – Wa); C = L.Wa ; D = (Cpb – Cpn).Wa ; Bi = α.R/λ A.τ (Tkt − T0 ) − B.(Tkt − Te ) R.(1 + Bi ) ω= C + D.(Tkt − Te ) Như (8) viết gọn lại : (9) Khi ta giữ T0 = const; Tkt = const; R = const; xem τ = f(T), lúc hàm ω xác định sau: A.(Tkt − T0 ) f (T ) − B.(Tkt − T ) R.(1 + Bi ) ω (T ) = C + D.(Tkt − T ) (10) Trong đó: T [0C]: nhiệt độ vật liệu ẩm lạnh đông, T chạy từ Tkt đến Te Như vậy, tỷ lệ nước đóng băng trung bình theo nhiệt độ vật liệu ẩm lạnh đông xác định: A.(Tkt − T0 ) f (T ) − B.(Tkt − T ) 1 R.(1 + Bi ) ω= ω (T )dT = dT Tkt − Te T∫e Tkt − Te T∫e C + D.(Tkt − T ) Tkt ω= Tkt (11) Tkt A.(Tkt − T0 ) f (T ).dT B B.C D ∫ + ln + (Tkt − Te ) R.(1 + Bi).(Tkt − Te ) Te C + D.(Tkt − T ) D C D (Tkt − Te ) (12) Công thức (12) sở xác định tỷ lệ nước đóng băng trung bình theo nhiệt độ vật liệu lạnh đông Nếu hàm τ = f(T) theo quy luật τ = f(T) = a1T2 + b1T + c1, thay vào (12) xác định được: ω=+ B.C D B ln1 + (Tkt − Te ) + D D (Tkt − Te ) C A.(Tkt − T0 ) a ⎡b a ⎤ [− (Tkt2 − Te2 ) − ⎢ + 12 (C + DTkt )⎥(Tkt − Te ) R.(1 + Bi).(Tkt − Te ) 2D ⎣D D ⎦ a ⎤ D ⎡b + [c1 + (C + DTkt) ⎢ + (C + DTkt ) 12 ⎥ ] ln1 + (Tkt − Te ) ] (13) D C D D ⎦ ⎣ Nếu hàm τ = f(T) theo quy luật hàm mũ τ = f(T) = exp(a1T + b1), khai triển thành ∞ (a T )n chuỗi Mac Laurin τ = f(T) = B1 ∑ thay vào (12) tính tương tự n! n =0 ⎡ ∞ (a1.T )n ⎤ B ⎥.dT Tkt ⎢∑ n! ⎦ A.(Tkt − T0 ) n=0 B.C D B ⎣ ω= ∫ + ln + (Tkt − Te ) (14) R.(1 + Bi).(Tkt − Te ) Te C + D.(Tkt − T ) D C D (Tkt − Te ) Trang 61 Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 Vấn đề quan trọng qua thực nghiệm phải xác định hàm quan hệ thời gian – nhiệt độ vật liệu lạnh đông τ = f(T) hệ số a1, b1, c1, … ứng với loại vật liệu làm lạnh đơng khác có hàm τ = f(T) biến đổi theo quy luật khác nhau, điều phụ thuộc nhiều vào tính chất nhiệt –vật lý, sau thay vào (13) (14) tính ω Trước xác định ω cần phải xác định đại lượng nhiệt – vật lý: A, B, C, D, R, chuẩn số không thứ nguyên Bi = α.R/λ Te, T0 thực nghiệm, đồng thời xây dựng hàm số τ = f(T) quan hệ nhiệt độ vật liệu [0C]– thời gian [h] lạnh đông từ số liệu thực nghiệm đo đạc 2.2 Thiết bị dụng cụ, nguyên vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Thiết bị dụng cụ nghiên cứu Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm sử dụng để thực nghiệm xác định thông số τ[h]: thời gian làm lạnh đông, Tc, Tf, T0 [0C]: nhiệt độ tâm, bề mặt vật liệu lạnh đông nhiệt độ môi trường lạnh đông bao gồm dụng cụ, thiết bị sau: Ba hiển thị nhiệt độ Dual Digital Thermometer, made in Japan, đo nhiệt độ Đồng hồ đo thời gian Casio, made in Japan Hệ thống lạnh (HTL) hai cấp nén (chúng tơi tự tính tốn thiết kế, chế tạo DL-3), xem hình Hình Hệ thống lạnh cấp nén DL-3 chạy cho tủ đơng gió (-50 ÷ - 45)0C 2.2.2 Nguyên vật liệu nghiên cứu Bảng 1.Thành phần hoá học nguyên liệu Loại tôm Tôm sú Tôm bạc Tôm thẻ Trang 62 Nước Protein thơ (%) (%) Lipit Tro Vitamine nhóm (%) (%) A, B , C (mg%) 75,22 ± 0,55 21,04 ± 0,48 1,83 ± 0,06 1,91 ± 0,05 170 ± 0,045 (72,31 ÷ 77,29) (19,25 ÷ 23,45) (1,62 ÷ 2,12) (1,91 ÷ 2,21) (165,7 ÷ 173,4) 76,49 ± 0,55 19,89 ± 0,5 1,76 ± 0,06 1,92 ± 0,05 134 ± 0,045 (74,31 ÷ 77,30) (19,25 ÷ 22,63) (1,52 ÷ 2,09) (1,89 ÷ 2,11) (130,6 ÷ 165,9) 75,34 ± 0,63 20,04 ± 0,56 1,84 ± 0,06 2,09 ± 0,05 167 ± 0,045 (72,31 ÷ 78,75) (18,98 ÷ 23,72) (1,71 ÷ 2,08) (1,95 ÷ 2,35) (156,3 ÷ 179,5) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 Đối tượng nghiên cứu thủy hải sản nhóm giáp xác như: tơm sú, tôm bạc tôm thẻ … Hiện công nghệ ni tơm phát triển mạnh mẽ tồn quốc Có phát triển nhờ trình nghiên cứu nhà khoa học nước, đồng thời tiếp thu thành tựu khoa học tiên tiến giới Đó tảng cho phát triển toàn diện bền vững ngành ni tơm Việt Nam, tạo lợi ích xã hội, kinh tế lớn cho Quốc Gia Tôm làm nghiên cứu có kích thước: nửa bề dày R = 6.10-3m; chiều dài l = (70÷75).10-3m Thành phần hố học nguyên liệu tôm sú, tôm bạc, tôm thẻ phân tích Trung Tâm Phân Tích Hóa Học Thực Phẩm 79 – Trương Định, Q.1, Tp.HCM trình bày bảng 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm phương pháp xây dựng mơ hình tốn - Để xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông vật liệu thiết kế, chế tạo HTL hai cấp nén DL-3, nhiệt độ âm (-50 ÷ -45)0C thực nghiệm HTL DL-3 Dùng đồng hồ xác định thời gian làm lạnh đông, dùng ba cảm biến hiển thị nhiệt độ để xác định: nhiệt độ môi trường làm lạnh đông (T0), nhiệt độ bề mặt (Tf) nhiệt độ tâm (Tc) vật liệu làm lạnh đơng, lúc nhiệt độ trung bình vật liệu ẩm dạng phẳng xác định theo công thức: T = Te = δ δ ∫ T ( x)dx = 0,5.(Tf + Tc) [0C] (15) 3.KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết nghiên cứu Xác định đại lượng vật lý: Từ kết đo đạc thực nghiệm tham khảo tài liệu (TKTL) [1], [2] tính thông số nhiệt - vật lý vật liệu làm lạnh đông, xem kết bảng Bảng Các đại lượng nhiệt – vật lý nguyên vật liêu nhóm giáp xác α [W/ Thơng Tkt R số [0C] [m] (m2.K)] Nguyên λ ρ [W/ [kg (mK)] /m3] 0,543 787,5 Bi A [Wm/ B C [kJ/ D [kJ/ (kgK)] [kJ/ kg] (kgK)] (kgK)] liệu Tôm sú Tôm -1,21 6.10-3 -1,18 -3 6.10 8,1 0,527 789,2 -1,17 6.10-3 8,1 0,561 788,4 8,1 18,515.10-3 3,4645 250,2 -1,572 0,092 -3 18,475.10 3,4501 248,53 -1,561 0,086 18,493.10-3 3,4589 249,07 -1,563 0,09 bạc Tôm thẻ Trang 63 Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 Bảng Các thông số Te τ xác định thực nghiệm tôm sú T e , [h ] - ,2 -3 -6 -8 -1 -1 -2 -2 -2 -2 -2 ,5 τ, [h ] ϖ 0 ϖ 0 ,2 ,7 ,2 ,7 ,6 ,1 ,7 ,0 3 ,2 ,2 0 0 0 0 ,0 ,1 5 ,2 ,3 ,5 ,7 ,8 ,9 ,9 7 ,9 9 4 6 8 ,5 9 ,5 ,0 8 ,5 ,5 ,2 8 ,7 ,1 ,7 0 9 ,9 7 8 2 Bảng Các thông số Te τ xác định thực nghiệm tôm bạc T e , [0C ] - ,1 -3 -6 -8 -1 -1 -2 -2 -2 -2 - ,4 τ , [h ] ,1 ,6 ,1 ,6 ,6 ,1 ,7 ,0 ,2 ,2 ϖ 0 ϖ 9 0 0 0 0 0 ,0 ,1 ,2 ,3 ,5 ,7 ,8 ,9 ,9 ,9 6 2 4 8 9 9 5 3 ,1 ,2 ,8 ,4 ,6 ,5 8 ,1 ,6 ,2 9 ,0 8 9 9 4 Bảng Các thông số Te τ xác định thực nghiệm tôm thẻ T e , [ C ] -1 ,1 -3 -6 -8 -1 -1 -2 -2 -2 -2 -2 ,3 Trang 64 τ , [h ] ,2 ,7 ,2 ,7 ,6 ,1 ,7 ,0 4 ,2 ,2 ϖ 0 ϖ 0 0 0 0 0 ,0 ,1 ,2 ,3 ,5 ,7 ,8 ,9 ,9 ,9 8 2 9 7 3 4 3 8 9 ,2 ,2 ,8 ,3 ,5 ,3 8 ,9 ,4 ,9 9 ,3 3 8 0 6 9 9 8 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 Xây dựng hàm τ = f(T): Khi xây dựng hàm τ = f(T) quan hệ thời gian (τ) với nhiệt độ vật liệu (Te) q trình lạnh đơng điều kiện T0 = - 450C = const, phải tiến hành thực nghiệm HTL hai cấp nén DL-3 để xác định T τ, xem kết đo đạc cột [Te], cột [τ] bảng 3, 4, Điểm đóng băng (Tkt) tơm sú, tôm bạc tôm thẻ xác định thực nghiệm, xem bảng (phương pháp xác định điểm đóng băng nước vật liệu ẩm với thông số nhiệt - vật lý công bố lần tiếp theo) Từ số liệu thực nghiệm bảng 3, 4, xây dựng hàm thực nghiệm τ = f(T) phần mềm Excel, xem hình 4, 5, Rỏ ràng quan hệ thời gian τ nhiệt độ vật liệu Te trình làm lạnh đông thay đổi theo quy luật hàm đa thức parabol, hệ số: a1, b1, c1 xác định, xem bảng Sau thay vào cơng thức (13) để tính tốn xác định tỷ lệ nước đóng băng ω [%] theo nhiệt độ lạnh đông vật liệu Te[0C] Bảng Hàm thực nghiệm τ = f(T) hệ số a1, b1, c1 tôm sú, tôm bạc tôm thẻ Hàm thực nghiệm τ = f(T) Vật liệu lạnh đông Tôm sú τ = f(T) = 0,0001.T2 – 0,1724.T – 0,2752 Tôm bạc τ = f(T) = 0,0001.T2 – 0,1734.T – 0,3008 Tôm thẻ τ = f(T) = 0,0001.T2 – 0,1735.T – 0,2880 Các hệ số a1 = 0,0001; b1 = - 0,1724; c1 = -0,2752 a1 = 0,0001; b1 = - 0,1734; c1 = -0,3008 a1 = 0,0001; b1 = - 0,1735; c1 = -0,2880 R2 0,9959 0,9958 0,9957 Xác định tỷ lệ nước đóng băng: viết chương trình EXCEL MATLAB cho cơng thức (13) chạy máy tính cho kết tính toán xem cột [ ω ] cột [ ω 100] bảng 3, 4, Hình Hàm τ = f(T) tôm sú Trang 65 Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 Hình Hàm τ = f(T) tơm bạc Hình Hàm τ = f(T) tôm thẻ 3.2 Bàn luận ƒ Qua thực nghiệm nhiều lần với đối tượng nhóm giáp xác (tôm sú, tôm bạc tôm thẻ) HTL DL-3 chạy cho tủ cấp đơng gió, chúng tơi nhận thấy rằng: qui luật thay đổi thời gian τ [h] nhiệt độ vật liệu Te[0C] trình làm lạnh đông qui luật hàm đa thức parabol: τ = f(T) = a1T2 + b1T + c1 với độ xác R2 > 99,5% khơng phải theo qui luật hàm mũ Vì vậy, để xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng vật liệu nhóm cơng thức (13) thiết lập ƒ Kết nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ nước đóng băng khơng phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian lạnh đông, hệ số tỏa nhiệt mơi trường (tùy thuộc vào tủ cấp đơng gió, cấp đơng tiếp xúc, cấp đơng nhanh) mà cịn phụ thuộc vào bề dày, tính chất nhiệt – vật lý vật liệu, xem công thức (13) ƒ Một số cơng trình nghiên cứu Heiss cơng bố: vật liệu (75÷79,5)% ẩm dạng keo xốp có 6,1% ẩm tự qua lại màng tế bào kết tinh t = -1 ÷ -1,50C; 65,5% ẩm tự nằm tế bào kết tinh t = -1,5 ÷ -200C; 7,5% ẩm liên kết kết tinh t = -20 ÷ -650C TLTK [3], [4] điều chứng tỏ phương pháp xác định tỉ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng có độ tin cậy cao ƒ Một vấn đề cần nói đây, ta thực q trình lạnh đơng HTL cấp đơng nhanh IQF lúc nhiệt độ mơi trường làm lạnh đơng âm sâu T0 = (-70 ÷ -60)0C, hệ số tỏa nhiệt thay đổi, độ biến thiên nhiệt độ theo thời gian xảy nhanh, có nghĩa: Tf, Tc giảm nhanh, Te = 0,5.(Tf + Tc) giảm nhanh theo thời gian lạnh đơng Vì làm cho đường parabol τ = f(T) = a1T2 + b1T + c1 có độ dốc hơn, hệ số a1 tăng, T0 giảm, tỷ lệ nước đóng băng gần không thay đổi, TLTK [2] Trang 66 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 ƒ Từ kết nghiên cứu cung cấp cho nhà kỹ thuật – công nghệ phương pháp tính tốn thiết kế, chế tạo thiết bị đo tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng vật liệu ẩm mà thị trường chưa có đóng góp phần phát triển cho ngành phân tích, đồng thời giúp cho việc tính tốn thiết kế, chế tạo HTL làm lạnh đông sản phẩm HT-STH cách tính xác hơn, giúp cho việc xác định chế độ công nghệ sấy thăng hoa dễ dàng 4.KẾT LUẬN Hiện nay, nhà máy, xí nghiệp chế biến lạnh đơng thực phẩm thơng thường lạnh đơng nhiệt độ (-45÷ -30)0C tuỳ theo loại sản phẩm, sau lấy mẫu kiểm tra vi sinh, thấy vi sinh bị giết chết khả sinh trưởng phát triển đạt, TLTK [1], [2], [4], [5] lạnh đông đến nhiệt độ tối ưu Vì việc nghiên cứu đưa phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng giải pháp mặt công nghệ thiết thực, qua xác định nhiệt độ lạnh đơng tối ưu, nước tự đóng băng hồn tồn vi sinh vật môi trường sống bị giết chết Kết nghiên cứu cho thấy, nhóm giáp xác (tơm sú, tơm bạc tơm thẻ) lạnh đông nhiệt độ mơi trường T0 = -450C, nhiệt độ lạnh đơng tối ưu vật liệu ẩm Te[0C] nhóm giáp xác dao động khoảng sau: - Đối với tơm sú: Te = (-25 ÷ -22,5)0C lúc đó: Tc = (-18 ÷ -15)0C, Tf = (-32 ÷ -30)0C đạt, tỷ lệ nước đóng băng ω = (79,98 ÷93,18)% xem bảng 3, nước tự đóng băng hồn tồn - Đối với tơm bạc: Te = (-25,5 ÷ -23)0C lúc đó: Tc = (-18,5 ÷ -16)0C, Tf = (-32,5 ÷ -30)0C đạt, tỷ lệ nước đóng băng ω = (79,87 ÷92,98)% xem bảng 4, nước tự đóng băng hồn tồn - Đối với tơm thẻ: Te = (-25 ÷ -22,8)0C lúc đó: Tc = (-18 ÷ -15,8)0C, Tf = (-32 ÷ -29,8)0C đạt, tỷ lệ nước đóng băng ω = (79,86 ÷93,43)% xem bảng 5, nước tự đóng băng hồn tồn Trang 67 Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 RESEARCHING THE METHOD TO DETERMINE THE RALATION BETWEEN ICE RATIO AND TEMPERATURE OF FREEZING Nguyen Tan Dung(1), Trinh Văn Dung(2), Tran Duc Ba(3) (1)Ho Chi Minh City of University Technical Education (2) University of Technology, VNU-HCM, (3) University of Industry Ho Chi Minh City ABSTRACT: In the fact that freezing processing will be the most effecivet, when the temperatures of materials reach to the optimal temperatures of freezing At that time free water of materials will be completely frozen and microogranism will be killed How to determine free water of materials freezing completely in the purpose of our research, we researched the method to determine the relation between ice ratio and temperature of freeze TÀI LIỆU THAM KHẢO [2] Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng, Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản Tập 1, 2, NXB Nông Nghiệp, (1997) [3] Nguyễn Tấn Dũng, Trần Đức Ba, Công nghệ lạnh Tập 1, NXB ĐHQG Tp.HCM, (2007) [4] Phạm Văn Bôn, Truyền nhiệt Thiết bị truyền nhiệt Tập 5, Quyển 1, 2, NXB ĐHQG, (2004) [5] Gebhart B., Heat Conduction and Mass Diffusion, McGraw – Hill, New York, (1992) [6] Holman J., Heat Transfer, McGraw – Hill, New York, (1992) Trang 68 ... ưu Vì việc nghiên cứu đưa phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng giải pháp mặt công nghệ thiết thực, qua xác định nhiệt độ lạnh đơng tối ưu, nước tự đóng băng hồn tồn... Học Thực Phẩm 79 – Trương Định, Q.1, Tp.HCM trình bày bảng 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm phương pháp xây dựng mơ hình tốn - Để xác định tỷ lệ nước đóng băng theo. .. tỏ phương pháp xác định tỉ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đơng có độ tin cậy cao ƒ Một vấn đề cần nói đây, ta thực q trình lạnh đơng HTL cấp đơng nhanh IQF lúc nhiệt độ mơi trường làm lạnh