Hình2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần
Qua một số thí nghiệm thăm dò, em chọn khoảng thời gian chần là 1 phút, 3 phút và 5 phút tƣơng ứng với các nhiệt độ là 700
C , 800C và 900C
Tiến hành: Mít nguyên liệu đƣợc xử lý cơ học sau đó đem chần ở các chế độ
hiệt độ và thời gian khác nhau nhƣ bố trí trên sơ đồ hình 2.5. Mít đƣợc chần ở các chế độ trên sau đó để ráo rồi tiến hành đem sấy ở cùng một chế độ sấy, tiến hành đánh giá cảm quan theo các chỉ tiêu mùi, vị, màu sắc, trạng thái. Chọn chế độ chần ở thời điểm đạt điểm cảm quan là lớn nhất.
900C 700C 800C Sấy Đánh giá, chọn thông số thích hợp 1 phút Xử lý cơ học Nguyên liệu Chần 3 phút 5 phút
2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy lạnh đến chất lượng của mít sấy dẻo
Hình2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ sấy lạnh đến chất lƣợng của mít sấy dẻo
Mít sau khi đƣợc xử lý cơ học, chần ở chế độ thích hợp sau đó đƣợc cân mỗi mẫu 100g rồi đƣợc đem xếp lên các dàn sấy, sấy bằng thiết bị sấy lạnh đƣợc lắp đặt tại phòng thí nghiệm Máy và thiết bị Nhiệt Lạnh của Trƣờng Đại học Nha Trang ở các chế độ sấy: nhiệt độ sấy: 30 ÷ 450C (± 20C), vận tốc gió: 1 m/s ÷ 2 m/s (± 0,2 m/s), độ ẩm cuối của sản phẩm sấy là: W = 18 ÷ 20 %
Xử lý cơ học Nguyên liệu
Chần Sấy lạnh
Đánh giá các chỉ tiêu
- Sự biến đổi độ ẩm, thời gian sấy, tốc độ sấy - Chất lƣợng cảm quan - Vi sinh vật
to = 300C to = 350C to = 400C to = 450C v = 1m/s v = 2m/s
3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy bức xạ hồng ngoại đến chất lượng của mít sấy dẻo
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng cuả chế độ sấy bức xạ hồng ngoại đến chất lƣợng của mít sấy dẻo
Mít sau khi đƣợc xử lý cơ học, chần ở chế độ thích hợp sau đó đƣợc đem xếp lên các dàn sấy, sấy bằng thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại đƣợc lắp đặt tại phòng thí nghiệm Máy và thiết bị Nhiệt Lạnh của Trƣờng Đại học Nha Trang ở các chế độ sây khác nhau:
- Sự biến đổi độ ẩm
- Thời gian sấy, tốc độ sấy - Chất lƣợng cảm quan - Vi sinh vật Đánh giá các chỉ tiêu Xử lý cơ học Nguyên liệu Chần Sấy BXHN Nhiệt độ d = 30cm d =40cm 1m/s 2m/s 1m/s 2m/s 300C x x x x 350C x x x x 400C x x x x 450C x x x x
- Nhiệt độ sấy: 30 ÷ 450C (± 20C) - Vận tốc gió: 1 m/s ÷ 2 m/s (± 0,2 m/s) - Khoảng cách bức xạ : 30 ÷ 40 cm
Chƣơng 3:
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA NGUYÊN LIỆU
Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu nhằm để xác định độ ẩm cuối của sản phẩm, từ đó chúng ta ngừng sấy ở thời điểm phù hợp nhất. Ở đây chúng ta cần xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu tƣơi ban đầu và độ ẩm của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sấy (tức là sau khi chần).
Bảng 3.1. Độ ẩm của nguyên liệu trƣớc và sau khi chần Tình trạng nguyên
liệu
Nguyên liệu tƣơi ban đầu
Nguyên liệu trƣớc lúc đƣa vào sấy
Độ ẩm (%) 76,13 74,05
Nhƣ vậy mít tƣơi khi mua về có độ ẩm là 76,13%, còn sau khi chần thì độ ẩm của nguyên liệu giảm còn 74,05%. Từ đây tôi lấy độ ẩm của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sấy là 74,05% để làm thí nghiệm.
3.2. KẾT QUẢ TỐI ƢU HÓA CÔNG ĐOẠN CHẦN
Sự biến đổi chất lƣợng cảm quan của mít chần theo nhiệt độ và thời gian chần đƣợc thể hiện qua biểu đồ sau:
0 5 10 15 20 1 3 5 Thời gian ( phút) Đi ểm C Q 70 80 90
Hình 3.1. Biểu đồ biến đổi điểm chất lƣợng cảm quan của mít chần theo nhiệt độ và thời gian chần
- Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 4 (phụ lục 5) và đƣợc biểu diễn qua biểu đồ hình 3.1 cho chúng ta thấy rằng điểm chất lƣợng cảm quan của mít chần thay đổi đáng kể theo nhiệt độ và thời gian chần. Khi chần trong khoảng thời gian 3 phút với nhiệt độ 800C thì điểm cảm quan là cao nhất là 18,04 điểm, còn khi chần ở 1 phút với nhiệt độ 700C thì điểm cảm quan là thấp nhất là 13,78 điểm.
Khi chần trong thời gian là 3 phút ứng với nhiệt độ 800C thì màu sắc, trạng thái, mùi vị của mít là tốt hơn so với các mẫu chần ở các khung nhiệt độ và thời gian còn lại. Do đó từ các thí nghiệm về sau tôi sẽ chọn chế độ chần là 800C trong thời gian 3 phút.
3.3. KẾT QUẢ THÍ NGHỆM Ở CÁC CHẾ ĐỘ SẤY KHÁC NHAU
Trong quá trình sấy, cứ sau mỗi giờ sấy khối lƣợng nguyên liệu mít lại giảm do lƣợng nƣớc trong nguyên liệu mất đi, thời gian sấy càng tăng thì khối lƣợng nguyên liệu càng giảm đến khi độ ẩm trong nguyên liệu đạt yêu cầu thì kết thúc quá trình sấy. Tuy nhiên, tùy theo chế độ sấy mà thời gian sấy dài ngắn khác nhau, lƣợng nƣớc trong nguyên liệu giảm khác nhau, độ ẩm giảm khác nhau dẫn đến chất lƣợng sản phẩm cũng khác nhau.
Sau đây là kết quả sự biến đổi hàm lƣợng ẩm và tốc độ sấy cá tại các chế độ sấy và phƣơng pháp sấy khác nhau:
3.3.1. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo phƣơng pháp sấy lạnh
1. Sự biến đổi về độ ẩm và tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy của phương pháp sấy lạnh khi v = 1 m/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Thời gian (h) Đ ộ ẩ m (% ) 30 35 40 45
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi vận tốc gió v =1m/s
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 20 40 60 80 Độ ẩm (%) T ố c đ ộ s ấ y (% /h ) 30 35 40 45
Hình 3.3. Biểu đồ biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi v = 1m/s
Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 1 (phụ lục 6) và biểu đồ 3.2, 3.3 cho thấy độ ẩm và tốc độ sấy mít có sự biến đổi khá lớn ở các nhiệt độ sấy khác nhau. Nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy càng nhanh và thời gian sấy càng ngắn. Nhiệt độ sấy thấp thì tốc độ sấy chậm và thời gian sấy kéo dài.
Theo bảng kết quả nghiên cứu tại các thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 300C thì thời gian sấy là 14 giờ, sấy ở 350C thì thời gian sấy là 11 giờ, sấy ở 400C thì thời gian sấy là 10 giờ,còn ở 450C thời gian sấy là 9 giờ và mít đạt độ ẩm yêu cầu là 18 %.
Biểu đồ 3.2 cho thấy độ dốc của các đƣờng biểu diễn độ ẩm của mít tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 300C thì độ dốc của đƣờng biểu diễn là ít nhất và nhiệt 450C thì độ dốc của đƣờng biểu diễn là nhiều nhất.
Biểu đồ 3.3 cho thấy tốc độ sấy mít tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 300C thì tốc độ sấy là nhỏ nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc kéo dài hơn khi sấy ở nhiệt độ sấy 450
C (tốc độ sấy là lớn nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc ngắn nhất )
Tuy nhiên dựa vào các kết quả từ bảng và các biểu đồ cho thấy ở nhiệt độ sấy 400C thì hàm lƣợng ẩm của mít giảm đều theo thời gian sấy, đƣờng biểu diễn gần nhƣ một đƣờng thẳng thể hiện tỷ lệ sấy giảm đều và phù hợp theo từng thời gian sấy (biểu đồ hình 3.2); và thời gian sấy đẳng tốc ở 400C là không quá nhanh, cũng không quá chậm so với ở 300
và 450C.
Sấy ở nhiệt độ càng thấp thì hàm lƣợng ẩm trong nguyên liệu giảm chậm do sự chênh lệch áp suất trên bề mặt nguyên liệu và áp suất riêng phần trong không khí bé nên tốc độ thoát ẩm chậm làm kéo dài thời gian sấy, do đó sấy ở nhiệt độ 300
C thời gian sấy là dài nhất (14 giờ). Khi tăng nhiệt độ sấy lên thì tốc độ làm khô cũng tăng lên do lúc này nguyên liệu đƣợc nâng nhiệt, quá trình khuếch tán ẩm ra bên ngoài tăng, ẩm thoát ra đều hơn nên thời gian sấy ngắn do đó sấy ở nhiệt độ 450
C thì thời gian sấy chỉ mất 9 giờ.
Qua thực nghiệm cho thấy nhiệt độ là yếu tố quyết định rất lớn, ảnh hƣởng đến quá trình sấy. Tuy vậy, trong quá trình sấy, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao cũng đều ảnh hƣởng không tốt cho chất lƣợng sản phẩm, vì khi nhiệt độ sấy cao thì quá trình
khuếch tán ngoại ở thời gian đầu nhanh tạo thành lớp màng cứng cho bề mặt mít ngăn cản không cho nƣớc ở các lớp bên trong di chuyển ra bên ngoài kéo dài, giai đoạn sấy giảm tốc ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Nếu nhiệt độ sấy quá thấp thì tốc độ làm khô chậm, ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.
2. Sự biến đổi về độ ẩm và tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy của phương pháp sấy lạnh khi v = 2 m/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 Thời gian (h) Độ ẩ m (% ) 30 35 40 45
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi vận tốc gió v = 2m/s
0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ ẩm (%) Tố c độ s ấy (% /h ) 30 35 40 45
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi v = 2m/s
Nhận xét và thảo luận:
Nhìn vào bảng 2 (phụ lục 6) và biểu đồ hình 3.4 và hình 3.5 ta thấy rằng ở nhiệt độ 300C thì thời gian sấy là dài nhất (12 giờ) và ở nhiệt độ 450C thì thời gian sấy là ngắn nhất (7 giờ).
Từ biểu đồ hình 3.4 ta thấy sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ ở cùng vận tốc gió là khác nhau, đƣờng biểu diễn ở nhiệt độ càng cao thì càng dốc (cụ thể đƣờng biểu diễn độ ẩm ở nhiệt độ 450C là dốc nhất, ở nhiệt độ 300C là ít dốc nhất)
Từ biểu đồ tốc độ sấy hình 3.5 ta thấy rằng sự biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy cũng tuân theo quy luật, tuy nhiên giai đoạn sấy đẳng tốc xảy ra quá nhanh, nên không thể biểu diễn trên biểu đồ.
Trong quá trình sấy, nhiệt độ càng tăng thì thời gian sấy càng giảm. Tuy nhiên, ở nhiệt độ sấy cao, sẽ tạo lớp màng khô cứng bên ngoài làm cản trở quá trình khuếch tán ẩm ra bên ngoài. Hơn nữa, vận tốc gió lớn ban đầu làm bề mặt nguyên liệu se cứng lại, các lỗ mao quản khép nhỏ lại làm cản trở quá trình thoát ẩm ở giai đoạn sấy giảm tốc.
Do độ ẩm của nguyên liệu khá cao và trong 1 đến 2 giờ đầu quá trình tách ẩm chủ yếu là nƣớc dính ƣớt trên bề mặt và nƣớc tự do càng về sau thì thì ẩm trong nguyên liệu có liên kết chặt chẽ hơn.
Qua thực nghiệm cho thấy nhiệt độ là yếu tố quyết định rất lớn, ảnh hƣởng đến quá trình sấy. Tuy vậy, trong quá trình sấy, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao cũng đều ảnh hƣởng không tốt cho chất lƣợng sản phẩm, vì khi nhiệt độ sấy cao thì quá trình khuếch tán ngoại ở thời gian đầu nhanh tạo thành lớp màng cứng cho bề mặt mít ngăn cản không cho nƣớc ở các lớp bên trong di chuyển ra bên ngoài kéo dài, giai đoạn sấy giảm tốc ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Nếu nhiệt độ sấy quá thấp thì tốc độ làm khô chậm, ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.
Ở nhiệt độ 400C thì thời gian sấy là phù hợp không quá dài cũng không quá ngắn (8 giờ), thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc hợp lý, quá trình ẩm thoát ra bên ngoài đều đặn theo thời gian sấy tránh đƣợc sự tạo màng cứng cũng nhƣ tạo điều kiện cho ẩm thoát ra bên ngoài dễ dàng hơn, thời gian sấy hợp lý ngăn chặn quá
trình hƣ hỏng của sản phẩm (do enzyme nội tại và vi sinh vật) đảm bảo chất lƣợng sản phẩm tốt hơn.
3.3.2. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo phƣơng pháp sấy bức xạ hồng ngoại 1. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v =1 m/s, d = 1. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v =1 m/s, d = 30 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 Thời gian (h) Đ ộ ẩm (% /h ) 300C 350C 400C 450C
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v = 1m/s , d = 30 cm 0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ ẩm (%) Tố c độ s ấy (% /h ) 300C 350C 400C 450C
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v = 1m/s , d = 30 cm
Nhận xét và thảo luận:
Nhìn vào bảng 1 (phụ lục 7) và biểu đồ hình 3.6 và 3.7 cho ta thấy tƣơng tự phƣơng pháp sấy lạnh, khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau thì biến đổi về độ ẩm, tốc độ sấy là khác nhau. Nhiệt độ sấy càng cao thì thời gian sấy càng ngắn, cùng đạt độ ẩm cuối là 18%, khi sấy bức xạ hồng ngoại ở v = 1m/s, d = 30cm thời gian sấy ngắn nhất là 8 giờ ở nhiệt độ 450C, và dài nhất là 12 giờ ở nhiệt độ 300C, còn ở nhiệt độ 350C thời gian sấy là 10 giờ, ở nhiệt độ 400C thời gian sấy là 9 giờ.
Từ biểu đồ biểu diễn tốc độ sấy ta thấy rằng sự biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy cũng tuân theo quy luật, tuy nhiên giai đoạn sấy đẳng tôc quá nhanh, nên không thể biểu diễn trên đồ thị.
Khi nhiệt độ sấy tăng thì tốc độ khuếch tán nội và tốc độ khuếch tán ngoại cũng tăng, ở nhiệt độ thích hơp, khi tốc độ khuếch tán nội và tốc độ khuếch tán ngoại còn phù hợp thì thời gian sấy đƣợc giảm đáng kể, khi khuếch tán nội và khuếch tán ngoại không còn phù hợp (nhiệt độ và vận tốc gió không phù hợp), sẽ có hiện tƣợng tạo màng cứng, ngăn cản quá trình thoát ẩm từ bên trong nguyên liệu ra bên ngoài (ngăn cản quá trình khuếch tán nội).
2. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v =2 m/s, d = 30 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 Thời gian (h) Độ ẩm (% ) 300C 350C 400C 450C
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v = 1m/s , d = 30 cm
0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ ẩm (%) T ố c đ ộ s ấy ( % /h ) 300C 350C 400C 450C
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy khi v = 1m/s , d = 30 cm
Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả ở bảng 2 (phụ lục 7) và biểu đồ hình 3.8 và 3.9 ta thấy rằng: Khi nhiệt độ càng tăng thì độ ẩm của nguyên liệu càng giảm nhanh, do đó thời gian sấy cũng giảm, cụ thể là:
Khi sấy ở nhiệt độ 300C thì thời gian sấy là lớn nhất (t = 11 giờ) còn khi sấy ở nhiệt độ 450C thì thời gian sấy là nhỏ nhất (t = 6 giờ). Nguyên nhân là do ở giai đoạn này tốc độ gió không cao, tốc độ sấy chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi