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 (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
Các số liệu ở Bảng C.2 (Phụ lục C.2) và biểu đồ Hình 4.16 cho thấy các mẫu có áp suất chân không cao mẫu 1 (120 mbar, 200 W), mẫu 4 (111 mbar, 235 W) thì tốc độ thoát ẩm tƣơng đối nhanh và ngƣợc lại các mẫu có áp suất chân không thấp nhƣ mẫu 8 (69 mbar, 235 W), mẫu 9 (60 mbar, 200 W) thì tốc độ thoát ẩm chậm lại.
Hình 4.16 Đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu xoài 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.
4.2.2.3 Giá trị cảm quan
Các mẫu thí nghiệm sau khi sấy Hình C.14 (Phụ lục C.4) đƣợc đánh giá cảm quan về màu sắc, hình dạng, vị và cấu trúc theo thang điểm đánh giá dao động từ 1 đến 5 trong đó 5 là giá trị tốt nhất theo Bảng A.2 (Phụ lục A.3). Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng C.5 (Phụ lục C.4) và Hình 4.17.
Hình 4.17 Giá trị cảm quan của các mẫu xoài
Biểu đồ Hình 4.17 cho thấy ở các chế độ sấy khác nhau sẽ có sự chênh lệch về giá trị cảm quan của sản phẩm. Trong 11 mẫu thí nghiệm sau khi sấy (Hình 4.18) thì mẫu 7 cho giá trị cảm quan tốt nhất và đây cũng là mẫu đƣợc chọn làm là chế độ sấy thích hợp nhất của quá trình sấy xoài.
Hình 4.18 Các mẫu xoài sấy của giai đoạn 3
Mẫu 7*
(69 mbar, 771 W/471 W/165 W) là chế độ sấy thích hợp nhất của quá trình sấy xoài
4.2.3 Hệ số khuếch tán ẩm của quá trình sấy xoài
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 C.6 và Bảng C.7 (Phụ lục C.5).
Dựa vào kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng C.6 và Bảng C.7 (Phụ lục C.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 4.4.
Bảng 4.4 Giá trị K, Deff, R2 của 13 mẫu xoài sấy
Mẫu Pck (mbar) MW (W) t (oC) K (1/s) Deff (m2/s) R 2 1 120 200 0,001445 3,66x10-9 0,95 2 90 250 0,002093 5,31x10-9 0,96 3 90 200 0,001653 4,19x10-9 0,95 4 111 235 0,002140 5,43x10-9 0,97 5 111 165 0,001493 3,79x10-9 0,99 6 90 200 0,001617 4,10x10-9 0,96 7 69 165 0,001652 4,19x10-9 0,94 8 69 235 0,001873 4,75x10-9 0,98 9 60 200 0,002005 5,08x10-9 0,95 10 90 150 0,001423 3,61x10-9 0,94 11 90 200 0,001987 5,04x10-9 0,95 12 70 60 0.000212 5,37x10-10 0,97 13 60 0.000119 3,03x10-10 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 (60 oC)
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4
Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7* Mẫu 8
Kết quả ở Bảng 4.4 cho thấy rằng hệ số khuếch tán của 11 mẫu thí nghiệm sấy chân không vi sóng dao động từ 3,61x10-9 đến 5,31x10-9 (m2/s), sấy chân không là 5,37x10-10 (m2/s) và sấy đối lƣu là 3,03x10-10 (m2/s). Quá trình sấy chân không vi sóng có hệ số khuếch tán ẩm cao hơn 2 phƣơng pháp sấy khác gấp gần 10 lần vì thế cho thời gian sấy ngắn hơn, nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy thấp hơn nên chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy cao hơn các phƣơng pháp sấy khác.
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 xoài:
t = 1011 – 749x10-4*Pck – 5524x10-4*MW + 7x10-4*Pck2 – 5x10-4*Pck*MW + 14x10-4*MW2
Hình 4.19 Quan hệ giữa các giá trị Thời gian - Pck – MW của xoài 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. Standardized Pareto Chart for Thoi gian
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Standardized effect B:MW AB AA A:Pck BB + - 60 MW 250 Main Effects Plot for Thoi gian
39 40 41 42 43 44 45 T h o i g ia n Pck 120 150 60 MW = 150 MW = 250
Interaction Plot for Thoi gian
42 43 44 45 46 T h o i g ia n Pck 120 MW = 150 MW = 250
Estimated Response Surface
60 70 80 90 100 110 120 Pck 150 190 230 270 MW 39 41 43 45 47 T h o i g ia n (a) (b) (c) (d)
4.2.4 So sánh các phƣơng pháp sấy 4.2.4.1 Đƣờng cong sấy 4.2.4.1 Đƣờng cong sấy
Đƣờng cong sấy của các mẫu xoài ứng với 3 phƣơng pháp sấy (chân không vi sóng, đối lƣu, chân không) đƣợc thể hiện ở Hình 4.20.
Hình 4.20 Đƣờng cong sấy của xoài ứng với 3 phƣơng pháp sấy
Biểu đồ Hình 4.20 cho thấy rằng quá trình sấy chân không vi sóng mất khoảng 50 phút trong khi đó quá trình sấy đối lƣu không khí nóng mất 870 phút (14 giờ 30 phút), và phƣơng pháp sấy chân không mất khoảng 470 phút (7 giờ 50 phút). Nhƣ vậy phƣơng pháp sấy chân không vi sóng có thời gian sấy giảm 17 lần so với phƣơng pháp sấy đối lƣu không khí nóng và giảm hơn 9 lần so với phƣơng pháp sấy chân không.
4.2.4.2 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 (69 mbar, 771 W/ 471 W/ 165 W), mẫu 2 ứng với phƣơng pháp sấy chân không (70 mbar, 60 oC) và mẫu 3 ứng với phƣơng pháp sấy đối lƣu (60 oC)) đem so sánh với nhau. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng C.10 (Phụ lục C.6), biểu đồ Hình 4.21 và Hình 4.22.
Biểu đồ Hình 4.21 và các mẫu sấy Hình 4.22 cho thấy rằng trong các phƣơng pháp sấy, giá trị cảm quan về màu sắc, vị, hình dạng và cấu trúc sản phẩm sau khi sấy của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng vƣợt trội hơn nhiều so với các phƣơng pháp sấy chân không và đối lƣu.
Hình 4.21 Giá trị cảm quan của các mẫu xoài ứng với 3 phƣơng pháp sấy
Hình 4.22 Các mẫu xoài sấy của 3 phƣơng pháp sấy (Mẫu 1: sấy chân không vi sóng, Mẫu 2: sấy chân không, Mẫu 3: sấy đối lƣu)
4.2.4.3 Giá trị dinh dƣỡng (vitamin C)
Kết quả phân tích vitamin C của xoài đƣợc thể hiện ở Bảng C.11 (Phụ lục C.6) và Hình 4.23.
Hình 4.23 Giá trị vitamin C của xoài ứng với 3 phƣơng pháp sấy
Biểu đồ Hình 4.23 cho thấy rằng hàm lƣợng vitamin C bên trong sản phẩm của phƣơng pháp sấy chân không vi sóng giảm ít hơn so với 2 phƣơng pháp sấy chân không và đối lƣu. Hàm lƣợng vitamin C trong xoài tƣơi là 28
mg%, sau quá trình sấy chân không vi sóng hàm lƣợng vitamin C còn lại trong sản phẩm là 21 mg% (giảm 25%), sấy chân không và đối lƣu là 13 mg% (giảm 44%).
4.2.4.4 Đƣờng cong ngậm nƣớc lại của sản phẩm
Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng C.12 (Phụ lục C.6) và Hình 4.24.
Hình 4.24 Đƣờng cong ngậm nƣớc lại của 3 phƣơng pháp sấy xoài Biểu đồ Hình 4.24 cho thấy khả năng ngậm nƣớc lại của sản phẩm sấy ở xoài có sự thay đổi rõ rệt giữa các phƣơng pháp sấy. Quá trình sấy chân không vi sóng cho sản phẩm có độ xốp lớn, cấu trúc bên trong bị trƣơng nở nhiều nên khả năng ngậm nƣớc lại của sản phẩm là rất lớn. Còn đối với các sản phẩm của các phƣơng pháp sấy khác nhƣ chân không và đối lƣu khả năng ngậm nƣớc thấp do nhiệt tác động lên bề mặt nguyên liệu làm cho sản phẩm bị co ngót tạo bề mặt cứng chắc, khó hấp thụ nƣớc.
4.3 Cà rốt
4.3.1 Quá trình sấy chân không vi sóng tìm giá trị biên
Các mẫu sấy ở thí nghiệm 1a đƣợc thể hiện ở Hình D.12 (Phụ lục D.4) cho thấy rằng mẫu 1 (100 mbar, 400 W) bị cháy rất nhanh khi độ ẩm vẫn còn, mẫu 2 (100 mbar, 350 W) hơi bị nám, độ ẩm chƣa thoát ra hết. Trong khi đó ở mẫu 3 (100 mbar, 300 W) và mẫu 4 (100 mbar, 250 W) sản phẩm sau khi sấy không bị cháy, màu sắc đẹp, ẩm độ thoát ra nhanh. Còn đối với mẫu 5 (100 mbar, 200 W) sản phẩm sau khi sấy có màu sắc đẹp, ẩm thoát ra chậm, sản phẩm không bị cháy. Vì vậy ở thí nghiệm này công suất phát vi sóng ở mức 300 W dao động từ (250 ÷ 350) W đƣợc chọn làm giá trị trung tâm của quá trình sấy cà rốt.
Ở thí nghiệm 1b, các mẫu cà rốt sau khi sấy Hình D.13 (Phụ lục D.4) cho thấy sự tác động của áp suất chân không đến quá trình sấy cà rốt giữa các mẫu không có sự chênh lệch nhiều về độ giảm ẩm cũng nhƣ thời gian sấy các mẫu của cà rốt. Do vậy 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 cà rốt. Kết quả các điều kiện giới hạn biên của quá trình sấy cà rốt đƣợc thể hiện ở Bảng 4.5.
Bảng 4.5 Các giá trị biên của quá trình sấy cà rốt
Các giá trị Áp suất chân không
Pck (mbar) Năng lƣợng vi sóng (W) Giá trị lớn nhất (+) 120 350 Điểm trung bình (0) 90 300 Giá trị nhỏ nhất (-) 60 250
4.3.2 Quá trình sấy chân không vi sóng cà rốt 4.3.2.1 Đƣờng cong sấy 4.3.2.1 Đƣờng cong sấy
Cũng giống nhƣ các quá trình sấy của khóm và xoài, để phân tích đƣờng cong sấy của cà rốt đề tài cũng tiến hành so sánh những mẫu có cùng áp suất chân không và những mẫu có cùng công suất phát vi sóng.
a. Các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không
Đƣờng cong sấy các mẫu cà rốt có cùng áp suất chân không đƣợc thể hiện ở Hình 4.25.
Hình 4.25 Đƣờng cong sấy của các mẫu cà rốt 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.
Biểu đồ Hình 4.25 và các số liệu ở Bảng D.2 (Phụ lục D.2) cho thấy các mẫu thí nghiệm có cùng áp suất chân không có sự biến đổi giữa các mẫu. Những mẫu có công suất phát vi sóng cao nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 350 W) có thời gian sấy rất ngắn khoảng 30 phút tuy nhiên lƣợng ẩm chƣa thoát ra hết hoàn toàn còn đối với những mẫu có công suất phát vi sóng thấp nhƣ mẫu 10 (90 mbar, 250 W) có thời gian sấy dài hơn khoảng 45 phút và ẩm cũng chƣa thoát ra đƣợc hoàn toàn. Đối với mẫu 11 (90 mbar, 300 W) thời gian sấy mất khoảng 45 phút, lƣợng ẩm còn lại trong sản phẩm đạt yêu cầu, màu sắc đẹp.
b. Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng
Các số liệu ở Bảng D.2 (Phụ lục D.2) và biểu đồ Hình 4.26 cho thấy rằng mức độ ảnh hƣởng của áp suất chân không tác động lên quá trình sấy các mẫu của cà rốt là rất thấp hầu nhƣ không có sự thay đổi nhiều, các đƣờng cong sấy là gần nhƣ nhau.
Hình 4.26 Đƣờng cong sấy của các mẫu cà rốt có cùng MW (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 300 W; (b) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 335 W.
4.3.2.2 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. 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 D.2 (Phụ lục D.2) và biểu đồ Hình 4.27 cho thấy rằng tốc độ thoát ẩm của các mẫu sấy có nhiều thay đổi. Những mẫu có công suất phát vi sóng cao nhƣ mẫu 2 (90 mbar, 350 W), mẫu 4 (111 mbar, 335 W) tốc
độ thoát ẩm nhanh hơn những mẫu có công suất phát vi sóng thấp nhƣ mẫu 5 (111 mbar, 265 W), mẫu 10 (90 mbar, 250 W).
Hình 4.27 Đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu cà rốt 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 4.28và các số liệu ở Bảng D.2 (Phụ lục D.2) cho thấy rằng sự tác động của áp suất chân không đến sự thay đổi tốc độ thoát ẩm giữa các mẫu sấy là rất nhỏ, các đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu cà rốt không có sự chênh lệch nhiều.
Hình 4.28 Đƣờng cong tốc độ sấy của các mẫu cà rốt có cùng MW (a) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 300 W;
(b) Các mẫu thí nghiệm có cùng công suất phát vi sóng là 265 W.
4.3.2.3 Giá trị cảm quan
Các mẫu thí nghiệm sau khi sấy Hình D.14 (Phụ lục D.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 (Bảng A.3) (Phụ lục A.3). Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng D.3 (Phụ lục D.4) và Hình 4.29.
Hình 4.29 Giá trị cảm quan các mẫu cà rốt
Biểu đồ Hình 4.29 cho thấy rằng ở các mẫu 3, mẫu 6 và mẫu 11 là 3 lần lặp lại ở điểm trung tâm của quá trình sấy ứng với mức áp suất chân không là 90 mbar và công suất phát vi sóng là 300 W cho giá trị cảm quan tốt nhất, trong đó mẫu 11 (Hình 4.30) đƣợc đánh giá là mẫu sấy thích hợp nhất để chọn