- Xác định độ co thể tích (y4, %): trên cơ sở xác định thể tích VLS ban đầu
f) Do kích thước phân tử rất bé nên có thể giả thiết rằng: hàm nhiệt độ dẫn
4.1.4. Xác định nhiệt dung riêng của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ
4.1.4.1. Kết quả
Bảng 4.4a. Số liệu thực nghiệm xác định nhiệt dung riêng của VLA theo (2.5)
Bảng 4.4b. Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng vào nhiệt độ của VLA
VLA Độ ẩm (%) Mô hình thực nghiệm, kJ.kg-1.K-1 Miền nhiệt độ, 0C
c = 2,0012 + 0,00615 T AB: -50 £ T < -25 c = 3,38819 + 0,04349 T – 0,00114 T2 BC: -25 £ T £ -2 Tôm sú 74,67 c = 3,44866 + 0,00343 T EF: 0 £ T £ 45 c = 2,12577 + 0,00511 T AB: -50 £ T < -25 c = 3,42106 + 0,04402 T – 0,00088 T2 BC: -25 £ T £ -2 Tôm bạc 74,21 c = 3,47186 + 0,00346 T EF: 0 £ T £ 45 c = 2,0371 + 0,00572 T AB: -50 £ T < -25 c = 3,43437 + 0,04873 T – 0,00091 T2 BC: -25 £ T £ -2 Tôm thẻ 74,23 c = 3,46867 + 0,003444 T EF: 0 £ T £ 45 Tiến hành TN xác định NDR của tôm sú, tôm bạc, tôm thẻ theo phương pháp ở mục chương 2, 2.3.1.3, kết quả TN đã nhận được ở bảng 4.4a, hoặc xem ở PL 1 (mục 1.3, từ bảng 1.19 đến 1.27) và hình 4.9, 4.10, 4.11, sau khi xử lý số liệu TN,
tính toán các hệ số PTHQ, kiểm định sự có nghĩa của các hệ số PTHQ theo chuẩn
Student, kiểm tra sự tương thích của PTHQ với kết quả TN theo chuẩn Fischer đã
thu được các MHT xác định NDR của VLA ở bảng 4.4b.
4.1.4.2. Thảo luận
- Để tránh vi phạm nguyên lý của phương pháp đo xác định NDR của vật
liệu rắn, theo A.V.Luikov [42] vật rắn phải đồng nhất, đối với tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ bóc vỏ, bỏ đầu và đuôi, có độ ẩm tự nhiên, đây là VLA dạng keo xốp, bão hòa ẩm và đồng nhất. Nên khi sử dụng thiết bị ở hình 2.5, sẽ không vi phạm nguyên
Hình 4.9. Quan hệ giữa NDR - nhiệt độ
của tôm sú Hình 4.10. Quan h
ệ giữa NDR - nhiệt độ
lý cơ bản của phép đo, số liệu TN thu được khi xác định NDR, với sai số: dc= ± 3,0% (|dc| < 5%) (xem PL 7), có đủ độ tin cậy để sử dụng tính toán MHT truyền
nhiệt lạnh đông, truyền nhiệt tách ẩm trong điều kiện STH. - Kết quả TN ở bảng 4.4a, b,
hình 4.9, 4.10 và 4.11 (hoặc xem PL
12) đã cho thấy, sự thay đổi NDR của
tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ ở ba miền
nhiệt độ (AB, BC và EF) có quy luật
khác nhau rõ ràng.
§ Ở đoạn AB và EF thì quan hệ giữa NDR với nhiệt độ là quan hệ
bậc nhất: c = b0 + b1T (với b1 > 0), nguyên nhân là do ở đoạn AB ẩm trong
VLA chỉ tồn tại ở dạng pha rắn (nước đá) và NDR của chúng chỉ phụ thuộc
vào NDR của ẩm đóng băng (nước đá), còn ở đoạn EF ẩm trong VLA chưa kết tinh,
chỉ tồn tại ở pha lỏng. Vì NDR của chúng phụ thuộc vào NDR của ẩm (nước). Kết
quả cho thấy, phù hợp với quan điểm của J.M. Marchello và A.I. Liapis “NDR của
thực phẩm quan hệ với nhiệt độ theo quy luật bậc 1” [52, 104, 105], xem hình 4.12.
§ Ở đoạn BC thì quan hệ NDR với nhiệt độ không còn dạng tuyến tính nữa,
mà quan hệ này là phi tuyến tính bậc 2: c = b0 + b1T + b2T2, như vậy có thể thấy kết
quả TN không hoàn toàn phù hợp với quan điểm của J.M. Marchello và A.I. Liapis [42, 52]. Sự thay đổi đột ngột về NDR trong vùng nhiệt độ này là do trong vùng này
ẩm tồn tại ở 2 pha (lỏng và rắn), quá trình chuyển pha xảy ra để chuyển ẩm từ pha
lỏng sang pha rắn bên trong VLA. Mặt khác, vì NDR của nước khác nước đá, đây là
nguyên nhân chính làm thay đổi quy luật [100, 106].
§ Ở khoảng nhiệt độ lân cận điểm kết tinh trong đoạn CE (xem hình 4.9, 4.10, 4.11) thì không thể xác định NDR, vì ở lân cận điểm kết tinh nhiệt độ thay đổi không đáng kể, còn tại điểm kết tinh nhiệt độ không thay đổi. Nguyên nhân là do xảy ra cân bằng của quá trình chuyển pha từ pha lỏng sang pha rắn (lạnh đông) hoặc
từ pha rắn sang pha lỏng (nóng chảy).
§ Có thể thấy rằng, sự phụ thuộc NDR vào nhiệt độ của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ ở ba vùng (AB), (BC) và (EF) cùng chung các quy luật khác nhau. Vì vậy,
Hình 4.11. Quan hệ giữa NDR - nhiệt độ của tôm thẻ
để mô tả quan hệ này một cách khái quát hơn (chung một đường biểu diễn), bằng cách đưa đại lượng NDR về đại lượng NDR không thứ nguyên như sau:
Đại lượng NDR không thứ nguyên: c
0
c c
P = (4.5)
Với: c (kJ.kg-1.K-1) - NDR của tôm sú, tôm bạc, tôm thẻ; c0 (kJ.kg-1.K-1) - NDR của tôm (sú, bạc và thẻ) tại T = 450
C có giá trị lớn nhất trong miền khảo sát. Từ (4.5) sử dụng số liệu TN ở bảng 4.4a tính được đại lượng NDR không thứ
nguyên (Õc) của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ. Bằng phương pháp tổng độ lệch bình
phương cực tiểu và kiểm định sự có nghĩa của các hệ số PTHQ theo chuẩn Student,
kiểm tra sự tương thích của PTHQ theo chuẩn Fischer đã nhận được PTHQ thực
nghiệm mô tả sự phụ thuộc NDR không thứ nguyên (chung cho cả ba loại tôm) vào nhiệt độ theo 3 miền (AB), (BC) và (EF) như sau (xem hình 4.12a):
- Vùng 1 (AB): c 0 c 0, 0016.T 0, 5662 c P = = + (4.6a) - Vùng 2 (BC): c 2 0 c 0, 0003.T 0,0125.T 0, 9393 c P = = - + + (4.6b) - Vùng 3 (EF): c 0 c 0, 0009.T 0, 9526 c P = = + (4.6c)
Như vậy, NDR ở 3 vùng được xác định: (AB): c = c0.(0,0016.T + 0,5662); (BC): c = c0.(-0,0003.T2 + 0,0125.T + 0,9393); (CD): c = c0.(0,0009.T + 0,9526);
Trong đó - tôm sú: c0 = 3,6039 kJ.kg-1.K-1; tôm bạc: c0 = 3,6279 kJ.kg-1.K-1; tôm thẻ: c0 = 3,625 kJ.kg-1.K-1ở tại nhiệt độ T = 450
C.
Hình 4.12a. Quan hệ giữa NDR không thứ nguyên
với nhiệt độ của ba loại tôm
Hình 4.12b. Đánh giá sai số của mô hình
toán với TN A B C E F
§ Sai số giữa (4.6a) so với số liệu TN tính theo (4.2b): với tôm sú là d = 100x(0,53 – 0,050016)/0,53 = 5,63%; với tôm thẻ là 3,13%; còn tôm bạc là 5,08%; sai số giữa (4.6b) so với TN: với tôm sú là 3,47%; tôm thẻ là 2,14%; còn tôm bạc là 6,78%; sai số giữa (4.6c) so với TN: với tôm sú là 4,24%; tôm thẻ là 2,29%; còn tôm bạc là 4,31% (có thể xem hình 4.12b). Rõ ràng (4.6a), (4.6b) và (4.6c) đã mô tả
một cách khái quát sự phụ thuộc NDR không thứ nguyên vào nhiệt độ, ứng với một
giá trị nhiệt độ xác định tra trên đồ thị hình 4.8a tìm được Õc, ứng với giá trị c0 của
mỗi loại tôm khác nhau sẽ tính được NDR của mỗi loại tôm có giá trị khác nhau.
§ Ở hình 4.12c (bảng 1.5), cho thấy quan hệ
giữa NDR với nhiệt độ của
một số loại VLA: cà rốt
(Nheschenko A.V), khoai tây (Haugvalstad.G.H), cá thu (Skipnes.D), thịt bò và thịt
heo (Sivertsvik.M), cá ngừ
(Schuder E.U) [2, 42, 52, 60, 105] và các loài tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ đều
chung một quy luật là quan hệ đồng biến bậc 1 trong
miền nhiệt độ (0 ¸ 45)0C: c = f(T) = b0 + b1T (b1 > 0). Như vậy, có thể thấy rằng, phương pháp xác định NDR của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ là phù hợp. Giá trị
NDR dao động (3,05 ¸ 3,89) kJ.kg-1
.K-1, giá trị NDR của chúng khác nhau là do giống loài, độ tuổi, môi trường sống, thành phần hóa học, tỉ lệ hàm ẩm và chất khô
của chúng khác nhau.