dầu chiên
Ram Yamsaengsung et al. (2008) đã tiến hành mô hình hóa dạng 2D cơ
bản để dự đoán quá trình truyền nhiệt và truyền chất xảy ra trong thời gian chiên chân không với sản phẩm khoai tây chiên, bằng cách sử dụng hộp công cụ phần tử hữu hạn trong MATLAB 6. Trong đó các mô phỏng của quá trình truyền nhiệt bao gồm sự đối lưu nhiệt từ bề mặt sản phẩm, sự dẫn nhiệt vào sản phẩm, và sự mất mát nhiệt do bốc hơi từ sản phẩm. Quá trình truyền chất được chia thành hai giai đoạn: sự mất nước và hấp thụ dầu.
Kết quả mô phỏng 2D sự di chuyển của nước từ trong ra ngoài bề mặt vật liệu chiên tại các thời điểm 5, 10, 30, 60, 180, và 360 giây (Hình 2.5) và ngược lại với sự di chuyển dầu từ ngoài vào nội cấu trúc vật liệu chiên (Hình 2.6), với
cùng điều kiện kích thước mẫu khoai tây (50x5mm), nhiệt độ dầu chiên 1200C,
áp suất 60 mm Hg và độ ẩm ban đầu 90 % w.b;
Hình 2.1. Mô phỏng 2D sự di chuyển ẩm trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180, và
360 giây)
Hình 2.2. Mô phỏng 2D sự hấp thụ dầu trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180, và
Những diễn biến của quá trình được rút ra:
- Nhiệt độ của sản phẩm tăng lên nhanh chóng đạt đến điểm sôi của nước, làm gia tăng áp lực hơi nước và giải phóng ra bề mặt vật liệu chiên, tiếp theo là sự gia tăng ổn định của nhiệt độ dầu chiên và sự hình thành lớp vỏ bao bề mặt.
- Tương ứng với sự mất ẩm nhanh chóng của sản phẩm ban đầu và có xu hướng tốc độ chậm dần cho thấy sự hình thành của lớp vỏ và sự tăng dần độ dày lớp vỏ. Đồng thời dầu được khuyếch tán dần vào nội cấu trúc sản phẩm một khi lớp vỏ đã được hình thành.
Yamsaengsung et al. (2002) đã tiến hành mô hình hóa các hiện tượng biến
đổi về cấu trúc của vật liệu trong quá trình chiên dầu bằng mô hình 2D cơ bản, từ đó phát triển để dự đoán quá trình truyền nhiệt và chuyển khối đối với khoai tây chiên dạng chip. Các thông số nghiên cứu bao gồm nhiệt độ và áp suất chiên có tác động đến lưu lượng di chuyển ẩm do gradient trong tổng áp suất khí và lưu lượng mao mạch do gradient của lực mao dẫn. Kết quả từ dữ liệu thực nghiệm cho thấy, nước trong sản phẩm bị ràng buộc ở một lực liên kết nhất định, trong quá trình chiên liên kết bị phá vỡ dẫn đến sự biến đổi về cấu trúc theo hướng tạo ra nhiều lỗ rỗng xốp. Đồng thời với sự hình thành lớp vỏ ở ngoài lớp của chip có xư hướng hạn chế áp lực có thể được phát sinh từ vùng lõi (nước hạn chế khuếch tán) bắt đầu ở độ ẩm khoảng 10% (W.B.) và tiếp tục cho đến khi độ ẩm khoảng 2% (W.B.) mà điểm cân bằng là đạt. Sự kết hợp của những thay đổi về cấu trúc trong suốt quá trình chiên được biểu diễn bằng mô hình là rất quan trọng để dự đoán được tốc độ tách ẩm và hàm lượng dầu di chuyển vào nội cấu trúc vật liệu chiên.