Hình 3 .1 Bài tốn hộp đen
Hình 3.2 Sơ đồ đối tƣợng công nghệ đa mục tiêu
Có rất nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến q trình sấy hồng ngoại nhƣ: nhiệt độ môi trƣờng, nhiệt độ tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy, năng suất thiết bị, tính chất vật lý của vật liệu sấy, thời gian sấy, bề dày của vật kiệu sấy, .... Giữa chúng luôn tồn tại mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau. Vì vậy, việc lựa chọn yếu tố nào là thông số đầu vào hay đầu ra là một vấn đề cân nhắc để phù hợp với mục tiêu nghiên cứu.
A. Lựa chọn các yếu tố đầu vào
Nhiệt độ mơi trƣờng sấy: đề tài thực hiện sấy mít với ý nghĩa có thể ứng dụng vào thực tế trong các nhà máy chế biến thực phẩm. Để sát với thực tế, nhiệt độ tại các nhà máy chế biến thực phẩm thì đề tài chọn nhiệt độ 250
C làm cơ sở tính tốn máy sấy hồng ngoại.
Nhiệt độ tác nhân sấy: nhiều nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ sấy ảnh hƣởng đến quá trình sấy cũng nhƣ ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Đối với sản phẩm Mít thì nhiệt độ nằm trong khoảng 50 ÷ 700C sẽ khơng ảnh hƣởng đến hàm lƣợng chất dinh dƣỡng có trong nó [15].
Thời gian sấy: cũng là yếu tố quan trọng trong q trình sấy, nó ảnh hƣởng đến độ ẩm sản phẩm, chất lƣợng sản phẩm và chi phí năng lƣợng. Y Z Z1 Z2 Zn Đối tƣợng công nghệ f1 f2 fn
Đối với công nghệ bảo quản sau thu hoạch đặc biệt là bảo quản các loại nơng sản từ trƣớc đến nay đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu và đã tìm ra đƣợc chế độ bảo quản nơng sản với những độ ẩm thích hợp cho từng loại sản phẩm do đó ngƣời ta chỉ đi nghiên cứu về thời gian sấy để giảm chi phí năng lƣợng. Trong khi đó các loại sản phẩm phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu nhƣ rau, củ, quả chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều. Do đó việc đi tìm các tiêu chuẩn về độ ẩm cuối của sản phẩm rất khó khăn. Hơn nữa đối với sản phẩm tiêu dùng và xuất khẩu thì hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong nó vơ cùng quan trọng, do đó khi sấy phải đảm bảo đƣợc hàm lƣợng chất dinh dƣỡng có mức tổn thất thấp nhất đồng thời độ ẩm phải đạt yêu cầu và có chi phí năng lƣợng thấp nhất. Theo các chuyên gia ngành cơng nghệ thực phẩm thì sản phẩm sấy tiêu dùng sau khi sấy phải đảm bảo đƣợc độ ẩm <6% thì hoạt độ nƣớc sẽ giảm làm ức chế hoạt động của vi sinh vật nên thời gian bảo quản sẽ lâu hơn và quan trọng nhất là vẫn giữ đƣợc hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong nó. Nhƣng từ trƣớc đến nay các sản phẩm tiêu dùng chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều nên chƣa có tiêu chuẩn nào quy định độ ẩm sau khi sấy do đó cần phải cố định thời gian sấy để đi tìm độ ẩm thích hợp cho sản phẩm sấy đồng thời làm giảm chi phí năng lƣợng cho q trình sấy.
Theo Nguyễn Hay và các cộng sự [60]: do chƣa có thống kê chính xác về độ ẩm cần đạt đƣợc cho sản phẩm sấy và q trình làm khơ sản phẩm sấy chỉ dựa vào kinh nghiệm nên nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp thống kê, dị tìm để xác định độ ẩm.
Do đây là sấy tiêu dùng sản phẩm thực phẩm (Mít) nên địi hỏi sản phẩm sau khi sấy phải đảm bảo giá trị dinh dƣỡng có trong sản phẩm. Nhƣ một số nghiên cứu từ nƣớc ngoài nhƣ: P. H. S. Santos and M. A. Silva [61] để đánh giá tổn thất VitaminC trong quá trình sấy trái cây và rau củ quả, đã tiến hành sấy ở các mức thời gian khác nhau (0, 24, 48, 72, 96 h), sau đó đánh giá mức độ tổn thất hàm lƣợng Vitamin C ở các mức thời gian khác nhau. Khi nghiên cứu sấy gừng bằng phƣơng pháp sấy lạnh, Khanuengnit Chapchaimoh [62] đã thực hiện sấy 200 phút, từ đó đƣa ra kết quả về tiêu chí chất lƣợng và năng lƣợng, đó là cơ sở cho các nghiên cứu khác. M. Fatouh [63] nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy và mức tiêu thụ năng lƣợng của
một số loại nông sản đã thực hiện bằng cách cố định thời gian thí nghiệm 2,5, 5,5, 6,5 và 7,5 giờ và đạt đƣợc ẩm lƣợng độ ẩm cuối cùng 24,2%, 18,8%, 4,7%, 2,3% và 1,7% từ đó đƣa ra đánh giá các kết luận.
Vận tốc tác nhân sấy: do đây là sấy bức xạ hồng ngoại không phải sấy đối lƣu nên bỏ qua vận tốc tác nhân sấy.
Bề dày của vật liệu: bề dày của múi mít khơng thay đổi nên nó là biến hằng và sẽ bị loại bỏ trong khơng gian biến khi tiến hành các thí nghiệm lặp.
Do vậy trong nội dung nghiên cứu này tác giả chọn các yếu tố đầu vào cho bài tốn tối ƣu q trình sấy bức xạ hồng ngoại gồm: nhiệt độ môi trường sấy (Z1,oC), thời gian sấy (Z2, h), cường độ bức xạ riêng (Z3, kW/m2.
B. Các yếu tố đầu ra (yêu cầu của sản phẩm)
Chi phí năng lƣợng cho 1kg sản phẩm (y1, kWh/kg): đây là mục tiêu quyết định đến giá thành sản phẩm mít sấy. Vì vậy, trong q trình sấy tạo ra sản phẩm thì cần phải điều khiển quá trình sao cho chi phí năng lƣợng đạt tới ngƣỡng thấp nhất.
Độ ẩm sản phẩm (y2, %): đây là mục tiêu quyết định đến khả năng bảo quản, thời gian bảo quản phục vụ cho tiêu thụ và thƣơng mại. Vì thế, yêu cầu của sản phẩm là độ ẩm sau khi sấy càng bé càng tốt, vi sinh vật không thể sinh trƣởng và phát triển, kéo dài đƣợc thời gian bảo quản.
Độ tổn thất các thành phần carbohydrate (y3, %): đây là mục tiêu quyết định đến chất lƣợng của sản phẩm sau khi sấy, vì thành phần này là quan trọng nhất trong sản phẩm mít (cơm mít). Vì thế, trong q trình sấy cần phải điều khiển quá trình sao cho độ tổn thất các thành phần carbohydrate càng bé càng tốt.