4.1.2.1 Đƣờng cong sấy
Trong quá trình sấy khóm, đƣờng cong sấy thể hiện mức độ ảnh hƣởng của áp suất chân không và công suất phát vi sóng đến khóm. Để phân tích sự tác động của hai yếu tố này đề tài cần so sánh các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không cũng nhƣ những mẫu có cùng công suất phát vi sóng.
a. Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không
Các số liệu ở Bảng B.2 (Phụ lục B.2) và biểu đồ Hình 4.1 cho thấy rằng mức độ ảnh hƣởng của công suất phát vi sóng tác động lên nguyên liệu là rất lớn, sự thay đổi công suất phát vi sóng kéo theo sự thay đổi về thời gian sấy cũng nhƣ hàm lƣợng ẩm còn lại bên trong sản phẩm. Đối với những mẫu thí
nghiệm có công suất phát vi sóng cao nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 250 W), mẫu 8 (69 mbar, 235 W) thì thời gian sấy nhanh khoảng 55 phút, độ giảm ẩm giảm rất nhanh tuy nhiên với công suất phát vi sóng cao sẽ làm cho các mẫu sấy không đảm bảo về màu sắc cũng nhƣ chất lƣợng dinh dƣỡng bên trong của sản phẩm. Ngƣợc lại, với các mẫu thí nghiệm có công suất phát vi sóng thấp nhƣ mẫu 7 (69 mbar, 165 W), mẫu 10 (90 mbar, 150 W) thì độ giảm ẩm tƣơng đối chậm dẫn đến thời gian sấy kéo dài khoảng 70 phút. Đối với mẫu 11 (90 mbar, 200 W) độ giảm ẩm nhanh, thời gian sấy khoảng 65 phút, màu sắc đẹp.
Hình 4.1 Đƣờng cong sấy của các mẫu khóm có cùng Pck (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không (Pck) là 90 mbar; (b) Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không (Pck) là 69 mbar.
b. Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng
Hình 4.2 Đƣờng cong sấy của các mẫu khóm có cùng MW (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng (MW) là 200 W; (b) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng (MW) là 235 W.
Biểu đồ Hình 4.2 và các số liệu ở Bảng B.2 (Phụ lục B.2) cho thấy rằng mức độ ảnh hƣởng của áp suất chân không trong miền (60 ÷ 120) mbar tác
động lên các mẫu khóm là rất nhỏ hầu nhƣ không có sự thay đổi nhiều về tốc độ giảm ẩm cũng nhƣ thời gian kết thúc quá trình sấy của các mẫu.
4.1.2.2 Đƣờng cong tốc độ sấy
Đƣờng cong tốc độ sấy biểu hiện quan hệ giữa tốc độ thoát ẩm và độ giảm ẩm theo thời gian sấy của khóm nhằm biểu hiện mức độ ảnh hƣởng của công suất vi sóng và áp suất chân không tác động đến khóm. Cũng nhƣ phân tích ở trên để xác định đƣợc sự tác động của hai yếu tố này đề tài cần so sánh các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không cũng nhƣ những mẫu có cùng công suất phát vi sóng.
a. Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không
Các số liệu ở Bảng B.2 (Phụ lục B.2) và biểu đồ Hình 4.3 cho thấy rằng đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu thí nghiệm có nhiều thay đổi. Các mẫu thí nghiệm có công suất phát vi sóng càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, tuy nhiên với công suất phát vi sóng quá cao nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 250 W), mẫu 8 (69 mbar, 235 W) sẽ làm cho mẫu dễ bị cháy trong khi ẩm chƣa thoát ra hoàn toàn. Ngƣợc lại đối với những mẫu có công suất phát vi sóng thấp nhƣ mẫu 7 (69 mbar, 165 W), mẫu 10 (90 mbar, 150 W) thì tốc độ thoát ẩm chậm dẫn đến thời gian sấy dài, tốn hao năng lƣợng. Đối với mẫu 11 (90 mbar, 200 W) có tốc độ thoát ẩm nhanh, thời gian sấy khoảng 65 phút sản phẩm có màu sắc đẹp.
Hình 4.3 Đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu khóm có cùng Pck (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không là 90 mbar;
b. Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng
Biểu đồ Hình 4.4 và các số liệu ở Bảng B.2 (Phụ lục B.2) cho thấy áp suất chân không trong miền (60 ÷ 120) mbar không có tác động nhiều đến tốc độ thoát ẩm của quá trình sấy giữa các mẫu.
Hình 4.4 Đƣờng cong tốc độ sấy cảu các mẫu khóm có cùng MW (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 200 W;
(b) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 165 W.
4.1.2.3 Giá trị cảm quan
Các mẫu thí nghiệm sau khi sấy Hình B.14 (Phụ lục B.4) đƣợc đánh giá cảm quan về màu sắc, hình dạng, vị và cấu trúc bằng việc so sánh các mẫu thí nghiệm với nhau, thang điểm đánh giá dao động từ 1 đến 5 trong đó 5 là giá trị tốt nhất theo Bảng A.1 (Phụ lục A.3). Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng B.3 (Phụ lục B.4) và Hình 4.5.
Hình 4.5 Giá trị cảm quan của các mẫu khóm
Biểu đồ Hình 4.5 cho thấy rằng giá trị cảm quan của các mẫu sấy có sự khác biệt rõ rệt đặc biệt là màu sắc của các sản phẩm sau khi sấy. Ở các mẫu 2 (90 mbar, 250 W), mẫu 4 (111 mbar, 235 W) sản phẩm sau khi sấy có màu
nâu sậm, một số ít bị cháy khét, sản phẩm chƣa đạt yêu cầu. Đối với các mẫu 3 (90 mbar, 200 W), mẫu 6 (90 mbar, 200 W) và mẫu 11 (90 mbar, 200 W) đây là 3 lần lặp lại ở giá trị trung tâm màu sắc sản phẩm đẹp. Ở mẫu 9 (60 mbar, 200 W) sản phẩm sau khi sấy đều có màu sắc, vị, hình dạng và cấu trúc vƣợt trội hơn so với các mẫu khác và đây đƣợc chọn là mẫu sấy tốt nhất trong các mẫu thí nghiệm (Hình 4.6).
Hình 4.6 Các mẫu khóm sấy bằng phƣơng pháp chân không vi sóng
Mẫu 9*(60 mbar, 200 W) là chế độ sấy thích hợp nhất của quá trình sấy khóm
4.1.3 Hệ số khuếch tán ẩm của quá trình sấy khóm
Để xác định đƣợc hệ số khuếch tán ẩm của quá trình sấy, đề tài bƣớc đầu cần xác định đƣợc giá trị tỉ lệ ẩm (MR) và hệ số Ln(MR) của 11 mẫu thí nghiệm, kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng B.4 và Bảng B.5 (Phụ lục B.5).
Dựa vào kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng B.4 và Bảng B.5 (Phụ lục B.5), đề tài xác định đƣợc các hệ số của phƣơng trình (K) và các giá trị Deff, R2 của quá trình sấy, kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng 4.2.
Kết quả ởBảng 4.2 cho thấy rằng hệ số khuếch tán ẩm của 13 mẫu khóm thí nghiệm trong đó các mẫu sấy chân không vi sóng có hệ số khuếch tán ẩm dao động từ 1,80x10-9
đến 3,88x10-9 (m2/s), sấy chân không là 4,4x10-10 (m2/s) và sấy đối lƣu là 3,80x10-10 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(m2/s). Đối với các mẫu sấy bằng phƣơng pháp chân không vi sóng hệ số khuếch tán ẩm tăng lên khi tăng công suất phát vi sóng vì khi năng lƣợng nhiệt tăng sẽ làm tăng hoạt động của các phân tử nƣớc dẫn đến hệ số khuếch tán ẩm cao hơn khi mẫu thí nghiệm đƣợc sấy khô ở mức
năng lƣợng vi sóng cao hơn. Hệ số khuếch tán ẩm của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng gấp gần 10 lần so với 2 phƣơng pháp sấy chân không và đối lƣu điều này chứng tỏ rằng thời gian sấy của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng ngắn hơn cho nên màu sắc và chất lƣợng sản phẩm tốt hơn.
Bảng 4.2 Giá trị K, Deff, R2 của 13 mẫu khóm sấy
Mẫu Pck (mbar) MW (W) t (oC) K (1/s) Deff (m2/s) R 2 1 120 200 0,001132 2,86x10-9 0,89 2 90 250 0,001420 3,60x10-9 0,95 3 90 200 0,001293 3,27x10-9 0,78 4 111 235 0,001402 3,55x10-9 0,86 5 111 165 0,001125 2,85x10-9 0,88 6 90 200 0,001098 2,78x10-9 0,85 7 69 165 0,001122 2,84x10-9 0,90 8 69 235 0,001530 3,88x10-9 0,85 9 60 200 0,001118 2,84x10-9 0,93 10 90 150 0,000710 1,80x10-9 0,95 11 90 200 0,001122 2,84x10-9 0,94 12 70 60 0,000200 4,42x10-10 0,93 13 70 0,000100 3,80x10-10 0,99
Ghi chú: mẫu 1 đến mẫu 11 sấy chân không vi sóng, mẫu 12 sấy chân không (70 mbar, 60 oC) và mẫu 13 sấy đối lƣu (70 oC)
Phƣơng trình hồi quy mô tả ảnh hƣởng của áp suất chân không và công suất phát vi sóng tác động đến thời gian sấy của khóm:
t = -34 + 30x10Standardized Pareto Chart for Thoi gian-4*Pck + 96x10-4*MW – 17x10-4*Pck2 – 21x10-4*MW2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Standardized effect AB A:Pck AA B:MW BB + -
Main Effects Plot for Thoi gian
62 64 66 68 70 72 T h o i g ia n Pck 60 120 MW 150 250 (a) (b) Standardized effect
Hình 4.7 Quan hệ giữa các giá trị Thời gian - Pck – MW của khóm sấy a. Biểu đồ tiêu chuẩn Pareto;
b. Biều đồ tác động chính của Pck và MW đến thời gian sấy; c. Biểu đồ sự tƣơng tác của Pck và MW với thời gian;
d. Đồ thị bề mặt đáp ứng.
4.1.4 So sánh các phƣơng pháp sấy 4.1.4.1 Đƣờng cong sấy 4.1.4.1 Đƣờng cong sấy
Đƣờng cong sấy của các mẫu khóm ứng với 3 phƣơng pháp sấy (chân không vi sóng, chân không và đối lƣu) đƣợc thể hiện ở Hình 4.8.
Hình 4.8 Đƣờng cong sấy của khóm ứng với 3 phƣơng pháp sấy
Biểu đồ Hình 4.8 và các số liệu ở Bảng B.2 (Phụ lục B.2), Bảng B.6, Bảng B.7 (Phụ lục B.6) cho thấy rằng quá trình sấy chân không vi sóng mất khoảng 70 phút (1 giờ 10 phút) trong khi đó quá trình sấy đối lƣu không khí nóng mất 840 phút (14 giờ), và phƣơng pháp sấy chân không mất khoảng 570
60 62 64 66 68 T h o i g ia n Pck 60 120 MW=150 MW=150 MW=250 MW=250 60 70 80 90 100 110 120 Pck 150 190 230 270 MW 60 62 64 66 68 70 72 T h o i g ia n (c) (d)
phút (9 giờ 30 phút). Nhƣ vậy phƣơng pháp sấy chân không vi sóng có thời gian sấy giảm 12 lần so với phƣơng pháp sấy đối lƣu không khí nóng và giảm 8 lần so với phƣơng pháp sấy chân không.
4.1.4.2 Giá trị cảm quan
Để đánh giá cảm quan của các mẫu ở 3 phƣơng pháp sấy, đề tài lần lƣợt chọn mỗi phƣơng pháp 1 mẫu sấy (mẫu 1 ứng với phƣơng pháp sấy chân không vi sóng (60 mbar, 200 W), mẫu 2 ứng với phƣơng pháp sấy chân không (70 mbar, 60 oC) và mẫu 3 ứng với phƣơng pháp sấy đối lƣu (70 oC)) đem so sánh với nhau. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng B.8 (Phụ lục B.6) và Hình 4.9.
Hình 4.9 Giá trị cảm quan của các mẫu khóm ứng với 3 phƣơng pháp sấy Biểu đồ Hình 4.9 cho thấy trong các phƣơng pháp sấy, giá trị cảm quan về màu sắc, vị, hình dạng và cấu trúc của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng tốt hơn nhiều so với các phƣơng pháp sấy chân không và đối lƣu. Trong Hình 4.10 cho thấy màu sắc của mẫu 1 vƣợt trội hơn so với mẫu 2 và mẫu 3, sản phẩm có màu vàng tƣơi, hình dạng ít biến đổi so với mẫu sấy đối lƣu và chân không.
Hình 4.10 Các mẫu khóm sấy của 3 phƣơng pháp sấy (Mẫu 1: sấy chân không vi sóng, Mẫu 2: sấy chân không, Mẫu 3: sấy đối lƣu)
4.1.4.3 Giá trị dinh dƣỡng (vitamin C)
Kết quả phân tích vitamin C của khóm đƣợc thể hiện ở Bảng B.9 (Phụ lục B.6) và Hình 4.11.
Hình 4.11 Giá trị vitamin C của khóm ứng với 3 phƣơng pháp sấy Biểu đồ Hình 4.11 cho thấy hàm lƣợng chất dinh dƣỡng (vitamin C) bên trong sản phẩm của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng giảm ít hơn so với 2 phƣơng pháp chân không và đối lƣu. Khóm tƣơi có hàm lƣợng vitamin C là 32 mg% sau quá trình sấy chân không vi sóng hàm lƣợng vitamin C của khóm còn lại 18 mg% (giảm 44%), sấy chân không 13 mg% (giảm 60%) và sấy đối lƣu 10 mg% (giảm 69%).
4.1.4.4 Đƣờng cong ngậm nƣớc lại của sản phẩm
Sản phẩm sau khi sấy để đánh giá khả năng phân hủy của sản phẩm đề tài cần xác định đƣờng cong ngậm nƣớc lại của sản phẩm. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng B.10 (Phụ lục B.6) và Hình 4.12.
Biểu đồ Hình 4.12 cho thấy rằng quá trình sấy chân không vi sóng có khả năng ngậm nƣớc nhiều hơn so với các phƣơng pháp sấy khác đều đó chứng tỏ rằng cấu trúc bên trong sản phẩm có sự thay đổi nhiều sau quá trình sấy làm cho các mô liên kết bị trƣơng nở, xuất hiện lỗ rỗng nhiều hơn, cấu trúc sản phẩm bên trong biến đổi nhiều hơn so với các mẫu sấy bằng các phƣơng pháp khác.
4.2 Xoài cát Chu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.1 Quá trình sấy chân không vi sóng tìm giá trị biên
Các mẫu sấy ở thí nghiệm 1a của xoài Hình C.13 (Phụ lục C.4) cho thấy rằng thời gian để làm cháy các mẫu sấy là rất nhanh điển hình nhƣ các mẫu 1 (100 mbar, 800 W), mẫu 2 (100 mbar, 700 W), mẫu 3 (100 mbar, 600 W) sản phẩm hầu nhƣ bị cháy khi thời gian sấy chỉ đạt 7 phút độ ẩm chƣa thoát ra hoàn toàn. Đối với các mẫu 4 (100 mbar, 500 W), mẫu 5 (100 mbar, 400 W) và mẫu 6 (100 mbar, 300 W) sản phẩm bị cháy ít, màu sắc vàng hơi nâu, thoát ẩm tốt, còn đối với mẫu 7 (100 mbar, 200 W) và mẫu 8 (100 mbar, 150 W) thời gian sấy lâu, ẩm thoát ra chậm. Do vậy trong quá trình sấy chân không vi sóng của xoài ở thí nghiệm 2 đề tài sẽ tiến hành sấy ứng với 3 giai đoạn. Giai đoạn 1, thí nghiệm chọn mức 700 W dao động từ (600 ÷ 800) W làm giá trị trung tâm. Giai đoạn 2, thí nghiệm chọn mức 400 W dao động từ (300 ÷ 500) W làm giá trị trung tâm. Giai đoạn 3, thí nghiệm chọn mức 200 W dao động từ (150 ÷ 250) W làm giá trị trung tâm.
Ở thí nghiệm 1b các mẫu sau khi sấy Hình C.13 (Phụ lục C.4) ít có sự biến đổi giữa các mẫu về sự chênh lệch của áp suất chân không nên ở thí nghiệm này áp suất chân không ở mức 90 mbar dao động từ (60 ÷ 120) mbar đƣợc chọn làm giá trị trung tâm của quá trình sấy xoài. Kết quả các giá trị biên của quá trình sấy xoài đƣợc thể hiện ở Bảng 4.3.
Bảng 4.3 Các giá trị biên của quá trình sấy xoài
Các giá trị
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3
Pck (mbar) MW (W) Pck (mbar) MW (W) Pck (mbar) MW (W) Giá trị lớn nhất (+) 120 800 120 500 120 250 Điểm trung bình (0) 90 700 90 400 90 200 Giá trị nhỏ nhất (-) 60 600 60 300 60 150
4.2.2 Quá trình sấy chân không vi sóng của xoài
Giai đoạn 1: dựa vào Hình C.14 (Phụ lục C.4) kết quả cho thấy rằng mẫu 8 có màu sắc đẹp nhất, tốc độ thoát ẩm nhanh nên ở giai đoạn này đề tài
sẽ chọn mẫu 8 (771 W, 69 mbar) làm chế độ sấy thích hợp nhất để chuyển tiếp sang giai đoạn 2.
Giai đoạn 2: dựa vào Hình C.15 (Phụ lục C.4) kết quả cho thấy rằng mẫu 8 có màu sắc đẹp nhất, tốc độ thoát ẩm nhanh nên ở giai đoạn này đề tài sẽ tiếp tục chọn mẫu 8 (471 W, 69 mbar) làm chế độ sấy thích hợp nhất để chuyển tiếp sang giai đoạn 3.
Giai đoạn 3: ở giai đoạn này, đề tài sẽ tiến hành đánh giá các chỉ tiêu của quá trình thí nghiệm và đồng thời so sánh với các phƣơng pháp sấy khác.
4.2.2.1 Đƣờng cong sấy
Để xác định mức độ ảnh hƣởng của áp suất chân không và công suất phát vi sóng đến quá trình sấy xoài, đề tài sẽ so sánh các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không cũng nhƣ những mẫu có cùng công suất phát vi sóng.
a. Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không
Các số liệu ở Bảng C.2 (Phụ lục C.2) và biểu đồ Hình 4.13 cho thấy rằng các mẫu có công suất phát vi sóng cao nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 250 W), mẫu 4 (111 mbar, 235 W) cho thời gian sấy ngắn khoảng 35 phút, ẩm thoát ra tốt. Các mẫu có công suất phát vi sóng thấp nhƣ mẫu 5 (111 mbar, 165 W), mẫu10 (90 mbar, 150 W) thì thời gian sấy kéo dài khoảng 55 phút, ẩm thoát ra chậm.
Hình 4.13 Đƣờng cong sấy của các mẫu xoài có cùng Pck (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không là 90 mbar; (b) Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không là 111 mbar.
b. Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng
Biểu đồ Hình 4.14 và các số liệu ở Bảng C.2 (Phụ lục C.2)cho thấy rằng không có sự thay đổi nhiều ở các mẫu sấy về thời gian cũng nhƣ độ ẩm còn lại
của sản phẩm sau khi sấy. Sự chênh lệch về độ giảm ẩm theo thời gian sấy của các mẫu gần nhƣ nhau mẫu 4 (111 mbar, 235 W) và mẫu 8 (69 mbar, 235 W).
Hình 4.14 Đƣờng cong sấy của các mẫu xoài có cùng MW (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 200 W; (b) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 235 W.
4.2.2.2 Đƣờng cong tốc độ sấy
a. Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không
Biểu đồ Hình 4.15 và các số liệu ở Bảng C.2 (Phụ lục C.2) cho thấy rằng những mẫu có công suất phát vi sóng cao thì tốc độ thoát ẩm nhanh nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 250 W), mẫu 8 (69 mbar, 235 W) còn những mẫu có công suất phát vi sóng thấp có tốc độ thoát ẩm chậm nhƣ mẫu 7 (69 mbar, 165 W), mẫu 10 (90 mbar, 150 W).
Hình 4.15 Đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu xoài có cùng Pck