5.4. Kết quả
Tính tốn, thiết kế, lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và chế tạo mơ hình sấy lạnh với năng suất 10 kg cà rốt tươi trong 1 mẻ. mơ hình đã chế tạo được có kích thước 2250 x 1650 x 1075mm, công suất máy nén 1HP, công suất quạt 1HP.
Mơ hình sấy lạnh được thiết kế và chế tạo hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu thí nghiệm ở nhiều chế độ nhiệt độ khác nhau. Buồng sấy và hệ phân phối TNS tốt đảm bảo việc lưu thông của TNS, độ ẩm của TNS thấp và ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện mơi trường sản xuất. Khi thiết kế chế tạo đã tính đến việc đơn giản hóa trong q trình vận hành, bảo trì – bảo dưỡng máy sấy lạnh.
Tiến hành thí nghiệm chế độ sấy tối ưu trên mơ hình mới chế tạo, nhận thấy các thông số trạng thái của TNS ổn định. Sản phẩm sau khi sấy được mang đi phân tích và có kết quả như sau:
- Đối với phương pháp sấy bằng khí nóng cho kết quả về màu sắc không tốt, màu vật liệu ngả vàng, còn phương pháp sấy hồng ngoại cà rốt sau khi sấy có màu tối màu nhất, một số miếng cà rốt sau khi sấy bị cháy, phương pháp sấy lạnh cho sản phẩm cà rốt sau khi sấy có màu đỏ tươi, miếng cà rốt co rút đều . Hàm lượng β – Carotene của cà rốt sau khi sấy bằng phương pháp sấy lạnh ít bị tổn thất nhất, phương pháp sấy bằng hồng ngoại bị tổn thất β – Carotene lớn nhất.
-Tuy nhiên phương pháp sấy lạnh thời gian sấy kéo dài nhất, còn phương pháp sấy bằng khí nóng có thời gian sấy ngắn nhất. Về chi phí điện năng thì phương pháp sấy lạnh tiêu thụ điện năng là 1,65kWh/kgSP phương pháp sấy hồng ngoai có mức tiêu thụ điện năng là 1,4kWh/kgSP, còn phương pháp sấy khơng khí nóng có mức tiêu thụ điện năng là 9,3 kWh/kgSP.
101
CHƯƠNG 6
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Kết quả: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy lạnh sản phầm cà rốt
ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10 kg/mẻ” đã thực hiện được một số công việc
sau đây:
1. Phân tích thành phần hóa học cơ bản của cà rốt được trồng tại Đà Lạt làm
cơ sở đánh giá chất lượng sản phẩm trước và sau khi sấy lạnh, cũng như so sánh chất lượng của sản phẩm cà rốt sau khi sấy với các phương pháp sấy khác.
2. Đã xây dựng được mơ hình tốn học tối ưu và giải bài toán tối ưu đa mục
tiêu theo phương pháp vùng cấm và theo mối quan hệ chi phí năng lượng, độ ẩm, độ tổn thất hàm lượng β – Carotene, khả năng kháng hoàn ẩm của sản phẩm cà rốt với các yếu tố ảnh hưởng đến q trình sấy lạnh.
3. Đã tính tốn, thiết kế và chế tạo thành cơng mơ hình máy sấy lạnh.
4. Đã tiến hành thí nghiệm sấy cà rốt trên mơ hình mới chế tạo sau đó đem
kết quả đi phân tích và so sánh sản phẩm cà rốt sau khi sấy bằng phương pháp sấy lạnh với phương pháp sấy bằng khơng khí nóng đối lưu cưỡng bức và phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại. Kết quả phương pháp sấy lạnh cho sản phẩm cà rốt có tổn thất hàm lượng β – Carotene thấp hơn so với kết quả tính tốn tối ưu, (Phụ lục 3.13 và 3.16) và thấp nhất trong thí nghiệm sấy cà rốt bằng ba phương pháp (Phụ lục 3.13 đến 3.16).
Kiến nghị
- Nghiên cứu phương pháp sấy lạnh ứng dụng trong bảo quản cà rốt chỉ quan tâm đến các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng, độ ẩm và độ tổn thất hàm lượng β – Carotene, khả năng kháng hoàn ẩm trong q trình sấy khơ.
- Tuy nhiên, trong cà rốt có các thành phần khác quan trọng khơng kém so với β – Carotene. Vì vậy, nếu có thời gian và kinh phí thì cần nghiên cứu các chỉ tiêu quan trọng khác, để quá trình bảo quản cà rốt bằng phương pháp sấy lạnh được tốt nhất.
- Vì thời gian nghiên cứu ngắn nên chưa có điều kiện kiểm tra chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản dài. Như vậy, cần có thời gian dài từ (1 – 2) năm bảo quản sản phẩm cà rốt sấy bằng phương pháp sấy lạnh để theo dõi chất lượng của cà rốt biến đổi theo thời gian như thế nào, từ đó tìm ra chế độ tối ưu trong việc sấy cà rốt bằng phương pháp sấy lạnh.
102
- Với sản phẩm này tác giả đề nghị những nghiên cứu tiếp theo ứng dụng công nghệ sấy lạnh để bảo quản cà rốt. Bên cạnh đó, cần nghiên cứu kỹ về truyền nhiệt tách ẩm xảy ra trong quá trình sấy, làm cơ sở tính tốn thiết kế hệ thống sấy lạnh ứng dụng sấy các sản phẩm khác.
109
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Benjamin, L.R., McGarry, A., Gray, D., "The root vegetables: Beet, carrot, parsnip and turnip". The Physiology of Vegetable Crops. Wallingford, UK:
CAB International. pp553, 1997, ISBN 978-0-85199-146-7.
[2]. Ross, Ivan A, "Daucus carota L.". Medicinal Plants of the World. Chemical Constituents, Traditional and Modern Medicinal Uses 3. Springer. pp197–
221, 2005, ISBN 978-1-59259-887-8.
[3]. Simon, Philipp W., et al. "Carrot." Vegetables II. Springer New York, 2008. 327-357.
[4]. Nguyễn Tấn Dũng và Cộng sự, Tối ưu hóa đa mục tiêu với chuẩn tối ưu tổ hợp R ứng dụng xác lập chế độ cơng nghệ sấy thăng hoa, Tạp chí Phát triển
Khoa học và Công nghệ ĐHQG Tp.HCM, số K2(13), 2010.
[5]. Phạm Văn Tuỳ, Vũ Huy Khuê, Nguyễn Khắc Tuyên, Nghiên cứu hút ẩm và sấy lạnh rau củ thực phẩm bằng bơm nhiệt máy nén, Tạp chí KH&CN Nhiệt,
trang 10-12, 2003.
[6]. Trần Đại Tiến, Lê Như Chính, Ảnh hưởng của chế độ sấy đối lưu kết hợp với bơm nhiệt đến năng lượng tiêu hao và chất lượng mực khơ, Tạp chí khoa học-
Cơng nghệ thủy sản, số 3-2015.
[7]. Hoàng Ngọc Đồng, Nghiên cứu ảnh hưởng của cách bố trí dàn lạnh và tốc độ gió đến khả năng tách ẩm từ dàn lạnh của máy sấy kiểu bơm nhiệt, Tạp chí KHCN-Đại học Đà Nẵng, số 5(34), 2009.
[8]. Phan Thị Hồng Thanh, Phạm Văn Tùy, Nghiên cứu hợp lý hóa chế độ sấy lạnh hành tây bằng bơm nhiệt máy nén, Tạp chí Cơng nghệ nhiệt, 3/2010.
[9]. Võ Mạnh Duy, Lê Chí Hiệp, Nghiên cứu sấy cà rốt bằng máy sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay Tạp chí Khoa học-ĐH Cần Thơ, 20b, 209-216, 2011.
[10]. Nguyễn Hay và các cộng sự, Nghiên cứu sấy bằng nguyên lý bơm nhiệt cho một số nông sản tại Việt Nam, Hội nghị khoa học lần thứ 20, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2006.
[11]. Lê Như Chính, Trần Đại Tiến, Phạm Văn Tùy, Nghiêu cứu tối ưu hóa chế độ
sấy tơm thẻ chân trắng bằng bơm nhiệt máy nén kết hợp với bức xạ hồng ngoại. Tạp chí năng lượng nhiệt số 97 tháng 01-2011.
110
[12]. M.ShafiurRahman, Conrad O.Perera, CarolineThebaud “Desorption isotherm
and heat pump drying kinetics of peas’’S 485-491, 1997, sciencedirect
[13]. Prasertsan, S., and P. Saen-Saby. "Heat pump drying of agricultural materials." Drying technology 16.1-2 (1998): 235-250.
[14]. Siva Achariyaviriya, Somchart Soponronnarit và Apichit Terdyothin”
mathematical model development and simulation of heat pump fruit dryer’’ 479-491 2000, Drying Technology
[15]. Teeboonma, Umphisak, J. Tiansuwan, and S. Soponronnarit. "Optimization of heat pump fruit dryers." Journal of Food Engineering 59.4 (2003): 369-377. [16]. Queiroz, R., A. L. Gabas, and V. R. N. Telis. "Drying kinetics of tomato by
using electric resistance and heat pump dryers." Drying Technology 22.7 (2004): 1603-1620
[17]. Kohayakawa, Márcio N., V. Silveria-Junior, and Javier Telis-Romero. "Drying of mango slices using heat pump dryer." Proceedings of the 14th
international drying symposium. 2004.
[18]. Gabas, Ana L., et al. "Application of heat pump in drying of apple cylinders." Proc 14th Int Drying Symp. Vol. 100. 2004.
[19]. Fatouh, M., et al. "Herbs drying using a heat pump dryer." Energy Conversion
and Management 47.15 (2006): 2629-2643.
[20]. Warunee Tia, Teeboonma, Somchart Soponronnarit, Jirawan Tiasuwan, and Warraboon Kaewassadorn, Heat Pump Dryers Using HCFC 22 and HFC 134a as Refrigerants, International Energy Journal: Vol. 2, No. 2. December 2001. [21]. Nahimana, Hilaire, Arun S. Mujumdar, and Min Zhang. "Drying and radial
shrinkage characteristics and changes in color and shape of carrot tissues (Daucus carota L) during air drying." African Journal of Biotechnology 10.68 (2011): 15327-15345.
[22]. Dzung, Nguyen Tan et al., Application of multi-objective optimization to determine the freeze drying mode of Penaeus monodon, Journal of Chemical
Engineering and Process Technology, USA, 2:107, 2011.
[23]. Dzung, Nguyen Tan, and Nguyen Van Suc. "Study Technological Factors Effect on the Loss of Protein, Carbohydrate and Lipid inside Royal Jelly in the Freeze Drying Process." Current Research Journal of Biological Sciences 7.2 (2015): 22-30.
111
[24]. Dzung, Nguyen Tan. "Building the Method and the Mathematical Model to Determine the Rate of Freezing Water inside Royal Jelly in the Freezing Process." Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology7.2 (2014): 403-412.
[25]. Dzung, N. T. "Application of multiobjective optimization by the restricted area method to determining the cold drying mode of gac." Canadian Journal
on chemical engineering & technology 2.7 (2011): 136-143.
[26]. Gómez-Daza, Juan Carlos, and Claudia Isabel Ochoa-Martínez. "Kinetic aspects of a dried thin layer carrot in a heat pump dryer." Dyna 83.195
(2016): 16-20.
[27]. Trần Văn Phú “ Kỹ Thuật Sấy”, NXB Giáo Dục, 2006
[28]. Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, Lê Quang Giảng, “Công Nghệ và Thiết Bị sấy một
số loại nông sản”, NXB Nông Nghiệp, 2015.
[29]. Burt J.R. (1988), “Smoking of fish and carcinogens. In: Fish smoking of fish
and carcinogens”, Essex, England: Elsevier Science Publishers.
[30]. Doe P.E., Sikorski Z*., Haard N*., Olley J., Sun Pan B. (1998), Basic Principles. In Doe P.E. (Ed), “Fish Drying and Smoking: Production and Quality, Technomic Pulishing Company”, In Lancester PA., 250: 13-45.
[31]. Lerici C.R., Barbanti D.M and Cherubin S. (1990), “Early indication of chemical changes in foods due to enzymic or nonenzymic reactions part I: Study on heat treated model systems”, Lebensm. Wiss. Technol., 23: 289-
294.
[32]. Fisher, R. (1929). Tests of Significance in Harmonic Analysis. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 125(796), 54-59. Retrieved.
[33]. Nguyễn Cảnh, Quy hoạch thực nghiệm, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2004.
[34]. KhanuengnitChapchaimoh, NattapolPoomsa-ad, LamulWiset, JohnMorris,
“Thermal characteristics of heat pump dryer for ginger drying”, Applied Thermal Engineering, Volume 95, 25 February 2016, Pages 491-498.
[35]. P. H. S. Santos & M. A. Silva, “Retention of Vitamin C in Drying Processes of
Fruits and Vegetables—A Review” Journal Drying Technology An
112
[36]. M. Bahadır Ozdemir, Mustafa Aktas, Seyfi S, Ataollah Khanlari, “Modeling
of a convective-infrared kiwifruit drying process” International Journal of
Hydrogen Energy Volume 42, Issue 28, 13 July 2017, Pages 18005-18013 [37]. K. J. Chua, M. N. A. Hawlader, S. K. Chou & J. C. Ho, “On The Study Of
Time-Varying Temperature Drying—Effect On Drying Kinetics And Product Quality”, Drying Technology, 06 Feb 2007.
[38]. Hồng Đình Tín, Truyền nhiệt và tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, NXB
KHKT, 2007.
[39]. Lê Chí Hiệp, Giáo trình điều hịa khơng khí, NXB ĐHQG TP.HCM, 2010. [40]. Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB KHKT, 2006. [41]. Nguyễn Tấn Dũng, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học và thực
phẩm – Kỹ thuật và công nghệ sấy thăng hoa, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2016.
[42]. Nguyễn Tấn Dũng, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học và thực phẩm – Công nghệ lạnh ứng dụng trong thực phẩm, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2016.
[43]. Nguyễn Văn May, Bơm quạt máy nén, NXB KHKT, 2007.
[44]. Nguyễn Văn May, Giáo trình kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm, NXB KHKT, 2004.
[45]. Vasile Minea, Advances in Heat Pump-Assisted Drying Technology, CRC
Press, pp286, 2016.
[46]. Yunus, A. Cengel. "Heat transfer: a practical approach." MacGraw Hill, New York (2003).
113