Báo Cáo L NH [PDF]

Zitiervorschau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC TẬP MÔN HỌC CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘ THẤP TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

GVHD: GS. TS. NGUYỄN VĂN MƯỜI Học viên: Trần Đức Thành MSHV: M2220008

Cần Thơ, tháng 4 năm 2021

Bài 1.

TÍ NH TOÁN THỜI GIAN LÀM LẠNH THEO TRUYỀN NHIỆT BẤT ỔN ĐỊNH

1.1 Cơ sở lý thuyết Để nguyên liệu có thể đạt được nhiệt độ cần thiết trong một thời gian nhất định, quá trình làm lạnh cần được dự đoán và kiểm soát tốt. Về phương diện lý thuyết, việc làm lạnh, hạ thấp nhiệt đo của sản phẩm khi đặt chúng trong môi trường truyền nhiệt có nhiệt độ thấp hơn được xác định theo phương thức truyền nhiệt bất ổn định với 2 kiểu tác động nhiệt chủ yếu đối lưu nhiệt đến bề mặt sản phẩm và dẫn nhiệt bên trong thực phẩm. Truyền nhiệt bao gồm truyền nhiệt ổn định và truyền nhiệt không ổn định. Truyền nhiệt ổn định: là quá trình ở đó nhiệt độ chỉ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian. Truyền nhiệt ổn định xảy ra trong thiết bị làm việc liên tục. Truyền nhiệt không ổn định: là quá trình, ở đó, nhiệt độ thay đổi theo cả không gian và thời gian. Truyền nhiệt không ổn định xảy ra trong các thiết bị làm việc gián đoạn hoặc trong giai đoạn đầu và cuối của quá trình liên tục. Tốc độ làm lạnh nói riêng hay tốc độ truyền nhiệt bất ổn định phụ thuộc vào: (i) Môi trường truyền nhiệt, dẫn đến sự khác biệt về hệ số truyền nhiệt bề mặt. (ii) Thành phần nguyên liệu. (iii) Đặc tính hình dạng của nguyên liệu là yếu tố có sự chi phối lớn đến quá trình truyền nhiệt. (iv) Sự cản trở dòng nhiệt do bao bì chứa thực phẩm cũng là yếu tố có tác động đến hiệu quả của quá trình làm lạnh. Việc tính toán thời gian làm lạnh hiệu quả cũng như nhiệt độ tâm hay bề mặt của sản phẩm đạt được sau một thời gian làm lạnh nhất định sẽ phụ thuộc vào hệ số truyền nhiệt và kích thước sản phẩm - tính toán dựa trên khoảng cách từ tâm sản phẩm đến bề mặt, quy về 3 hình dạng cơ bản: hình cầu, tấm phẳng và hình trụ. Để cụ thể hóa các yếu tố tác động này, 3 chuẩn số không thứ nguyên được đưa vào tính toán, bao gồm: Chuẩn số Fuorier: Fo=

αt k 1 = L2 C ρ δ 2

Chuẩn số Biot: Bi=

hL k

Hệ số nhiệt độ θ (x, t): θ ( x , t )=

T −T ∞ T i−T ∞

Trong đó: h: hệ số truyền nhiệt bề mặt (chủ yếu là đối lưu nhiệt), W/m2°C T∞: nhiệt độ môi trường (thường là nhiệt độ kho lạnh, tủ lạnh), °C Ti: nhiệt độ ban đầu của thực phẩm, °C T: nhiệt độ của thực phẩm sau thời gian làm lạnh t, °C t: thời gian làm lạnh (thời gian hạ nhiệt độ sản phẩm từ Ti đến T), s a: hệ số khuếch tán nhiệt (m2/s) k: hệ số dẫn nhiệt, W/m°C L: kích thước mẫu (khoảng cách từ tâm sản phẩm đến bề mặt), m Cp: nhiệt dung riêng của sản phầm (kJ/kg C) p: khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m³) Việc xác định thời gian làm lạnh cần thiết để hạ thấp nhiệt độ sản phẩm từ Ti ban đầu đến nhiệt độ T (trong môi trường truyền nhiệt T∞) sẽ dựa trên việc xác định chỉ số Bi và hệ số nhiệt độ. Ngược lại, việc xác định nhiệt độ T của sản phẩm sau thời gian làm lạnh t cũng dựa trên việc nội suy hệ số nhiệt độ khi đã tính được chỉ số Bi và chuẩn số Fourier. Phương pháp đơn giản nhất là sử dụng giản đồ tương quan giữa 3 chuẩn số không thứ nguyên: Bi, Fo và hệ số nhiệt độ. Cần chú ý là hình dạng sản phẩm thường được quy về 3 hình cơ bản: hình cầu, hình trụ hay tấm phẳng. Tùy thuộc vào hình dạng thực phẩm: quy về dạng tấm phẳng, hình cầu và hình trụ (Hình 1.1) để tính toán các thông số trên.

Hình 1.1: Bảng tra chuẩn số Fourier, Biot và hệ số nhiệt độ cho ba loại hình dạng nguyên liệu thực phẩm hình cầu, tấm phẳng và hình trụ

1.2 Mục tiêu thí nghiệm - Đánh giá được ảnh hưởng của hai môi trường làm lạnh (tủ lạnh và nước đá) khác nhau đến thời gian làm lạnh. - Ảnh hưởng của cỡ nguyên liệu (kích thước và khối lượng nguyên liệu khác nhau) đến thời gian làm lạnh - Ảnh hưởng của loại nguyên liệu và đặc tính hình dạng khác nhau đến hiệu quả làm lạnh. 1.3 Phương tiện thí nghiệm Nguyên vật liệu - Nước đá - Khóm (hình trụ: 15cm x 2,3 cm) - Khoai tây (hình trụ: 15cm x 2,3 cm)

Dụng cụ - Tủ lạnh - Thùng xốp - Nhiệt kế: sử dụng để xác định nhiệt độ môi trường 1.4 Tiến hành thí nghiệm Chuẩn bị nguyên liệu - Khóm và khoai tây: dùng dụng cụ đục lõi với D=0,023 m và L=0,15 m - Ghi nhận các thông số cần thiết với từng loại sản phẩm dựa trên công thức xác định các chỉ số Bi, chuẩn số Fo. Tra bằng thành phần để xác định Cp, k và p của sản phẩm. Chuẩn bị hệ thống làm lạnh: - Giữ nước đá ở gần 0°C. - Tủ lạnh được điều chinh nhiệt độ về 0°C, hoạt động không tải đến nhiệt độ yêu cầu (0°C) trước khi cho mẫu vào. - Đo và ghi nhận chính xác nhiệt độ môi trường (T∞1 và T∞2). Tiến hành - Thực hiện lần lượt với 2 loại nguyên liệu, mỗi mẫu đều tiến hành với 2 hệ thống làm lạnh (tủ lạnh và nước đá). - Gắn nhiệt kế có kết nối với hệ thống cảm biến vào tâm sản phẩm. Đặt mẫu đã chuẩn bị vào môi trườngng làm lạnh. Ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian đến khi đạt nhiệt độ sản phẩm mong muốn (dự kiến 4°C ) 1.5 Kết quả thí nghiệm 1.5.1 Ghi nhận các thời gian làm lạnh thực tế Ghi nhận nhiệt độ môi trường, nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu, nhiệt độ cuối của nguyên liệu (4°C) Nhiệt độ môi trường, nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu, nhiệt độ cuối của nguyên liệu (4°C) được ghi nhận ở Bảng 1.1 và Hình 1.2.

Bảng 1.1 Thời gian làm lạnh thực tế của hai dạng nguyên liệu trong hai môi trường làm lạnh khác nhau Nguyên liệu, kích thước Khoai tây trụ, D = 0,023 m Khóm, D = 0,023 m

Nhiệt độ ban đầu (ºC) 31.5 30,6

Thời gian làm lạnh ttt (giây) Tủ lạnh (0ºC) Nước đá (0.4ºC) 7500 3000 4080 2340

35 30 Nhiệt độ (ºC)

25 20 15

13.4 13.9

10

0 0

5.1

4

5 1000

2000

3000 4000 Thời gian (giây)

5000

6000

7000

Hình 1.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát thời gian làm lạnh nguyên liệu thực phẩm

1.5.2 Xác định các tham số làm lạnh của thực phẩm (Cp, ρ, α, k) Tính toán các tham số làm lạnh của thực phẩm có thể được thực hiện theo tính tổng dựa trên các thành phần hóa học, trong đó: + Kết quả tính hệ số k, 𝜌, Cp, αc của các thành phần hóa học của thực phẩm được tính theo Choi and Okos (1986) cho trường hợp tại 4ºC. Kết quả được trình bày ở Bảng 1.2. + Hệ số tương ứng của thực phẩm được tính theo các công thức tính: 1/ρ = mw/ρw + mp/ρp+ mcel/ρcel + mc/ρc + mf/ρf + ma/ρa (kg/m3) Cp = mwCpw + mpCpp+ mcelCpcel + mgCpc + mfCpf + maCpa (kJ/kg.K) α = mwα w + mpα p+ mcelα cel + mcα c + mfα f + maα a (m2/s) k = mwk w + mpk p+ mcelk cel + mck c + mfk f + mak a (W/mK) Kết quả tính toán cho nguyên liệu khoai tây được trình bày ở Bảng 1.3 và cho nguyên liệu khóm được trình bày ở Bảng 1.4.

Bảng 1.2 Kết quả tính hệ số k, 𝜌, Cp, αc của các thành phần thực phẩm tại 4ºC k

Thành phần

Cp

𝜌

αc 2

(W/m.K)

(kg/m3)

kJ/(kg.K)

(m /s)

Nước

0,578

997,133

4,076

1,34.10-7

Protein

0,184

1327,826

2,013

7,10.10-8

Chất béo

0,192

923,920

1,990

9,90.10-8

Tro

0,335

2422,677

2,100

1,30.10-7

Carbohydrate

2,120

1600,564

1,560

8,30.10-8

Cellulose 1,734 1310,036 1,780 7,60.10-8 Bảng 1.3 Tính toán các tham số k, Cp, αc, k của khoai tây dựa trên thành phần hóa học Thành phần

Hàm lượng*

k

1/𝜌

Cp

αc

(W/m.K)

1/(kg/m3)

kJ/(kg.K)

(m2/s)

Nước

0,750

0,433

7,521.10-4

3,057

1,005.10-7

Protein

0,020

0,004

0,151.10-4

0,040

0,014.10-7

Lipid

0,001

0,000

0,011.10-4

0,002

0,000.10-7

Glucid

0,209

0,443

1,306.10-4

0,326

0,173.10-7

Cellulose

0,010

0,017

0,076.10-4

0,018

0,007.10-7

Tro

0,010

0,003

0,041.10-4

0,021

0,013.10-7

Tổng

1,000

0,901

9,106.10-4

3,464

1,214.10-7

* theo Nguyễn Công Khẩn và ctv. (2007)

Bảng 1.4: Tính toán các tham số k, Cp, αc, k của khóm dựa trên thành phần hóa học Thành phần

Hàm lượng

k

𝜌

Cp

αc

(W/m.K)

(kg/m3)

kJ/(kg.K)

(m2/s)

Nước

0,915

0,529

9,176.10-4

3,730

1,226.10-7

Protein

0,008

0,001

0,060.10-4

0,016

0,006.10-7

-

-

-

-

-

Glucid

0,065

0,138

0,406.10-4

0,101

0,054.10-7

Cellulose

0,008

0,014

0,061.10-4

0,014

0,006.10-7

Tro

0,004

0,001

0,016.10-4

0,008

0,005.10-7

Tổng

1,000

0,683

9,720.10-4

3,870

1,297.10-7

Lipid

1.5.3 Xác định hệ số truyền nhiệt bề mặt h của môi trường làm lạnh Hệ số truyền nhiệt bề mặt h có thể được ước tính theo Lijun Wang (2009): + Đối với trường hợp làm lạnh trong tủ lạnh, hệ số truyền nhiệt bề mặt h được tính theo trường hợp không khí đối lưu tự nhiên: htl = 25 W/m2.K. + Đối với trường hợp làm lạnh bằng nước đá, hệ số truyền nhiệt bề mặt h được tính theo trường hợp nước đối lưu tự nhiên: hnđ = 100 W/m2.K. 1.5.4 Tính toán thời gian làm lạnh lý thuyết Dựa vào kết quả mục 1.5.2 và 1.5.3, có thể tính toán được thời gian làm lạnh lý thuyết theo trình tự: + Tính toán chuẩn số Bi => Giá trị 1/Bi + Tính toán hệ số nhiệt độ θT + Tra đồ thị Hình 1.1 để tìm được chuẩn số Fo + Từ chuẩn số Fo, tìm lại giá trị thời gian làm lạnh lý thuyết tlt Kết quả tính toán được trình bày ở Bảng 1.5. Bảng 1.5 Tính toán thời gian làm lạnh lý thuyết của hai dạng nguyên liệu ở hai môi trường làm lạnh khác nhau Nguyên liệu

Chuẩn số Bi

Giá trị 1/Bi

Hệ số nhiệt độ θT

Chuẩn số Fo

Thời gian làm lạnh tlt (giây)

Nước đá Khoai tây

1,276

0,785

0,115

1.10

614

Khóm

1,683

0,594

0,119

0.95

732

Khoai tây

0,319

3.134

0,126

6.88

3844

Khóm

0,421

2,377

0,13

4.01

3090

Không khí lạnh

1.5.5 So sánh, nhận xét và giải thích Ảnh hưởng của dạng nguyên liệu: Ứng với môi trường làm lạnh là nước đá thì thời gian làm lạnh của khoai tây nhanh hơn với khóm (khoai tây: 614s và khóm: 732s). Điều này là do thời gian làm lạnh bị ảnh hưởng mạnh bởi giá trị nhiệt dung riêng của nguyên liệu mà trong nguyên liệu, nước là thành phần có giá trị nhiệt dung riêng cao nhất. Khóm có độ ẩm cao hơn khoai tây nên có thời gian làm lạnh dài hơn khoai tây. Ngược lại đối với môi trường làm lạnh là không khí

lạnh thì thời gian làm lạnh của khóm nhanh hơn đối với khoai tây do khóm có cấu trúc xốp, diện tích bề mặt cao hơn khoai tây (khoai tây: 3844s và khóm: 3090s). Ảnh hưởng của môi trường làm lạnh: Thời gian làm lạnh trong môi trường nước đá luôn nhanh hơn thời gian làm lạnh trong tủ lạnh (môi trường đối lưu không khí tự nhiên). Hệ số truyền nhiệt bề mặt của môi trường làm lạnh là không khí luôn nhỏ hơn hệ số truyền bề mặt của môi trường nước đá. Điều này là do hình thức truyền nhiệt là khác nhau: truyền nhiệt đối lưu tự nhiên hoàn toàn và truyền nhiệt một phần dẫn nhiệt, một phần đối lưu. Thời gian làm lạnh thực tế và thời gian làm lạnh lý thuyết: Nhìn chung, thời gian làm lạnh thực tế luôn dài hơn thời gian làm lạnh lý thuyết (kết quả Bảng 1.1 và Bảng 1.5). Điều này là do sự tính toán theo lý thuyết được xác định theo ước tính, đặc biệt có hai thông số quan trọng nhất của quá trình truyền nhiệt là hệ số truyền nhiệt bề mặt h và hệ số dẫn nhiệt k. Trong thực tế, quá trình truyển nhiệt không xảy ra ở điều kiện lý tưởng, có thể xuất hiện các yếu cản trở như sự hiện diện của không khí trên bề mặt vật liệu, hoặc sự phân bố không đồng đều của thành phần trong nguyên liệu hoặc hình dạng sản phẩm không đồng nhất; những điều này làm cho quá trình làm lạnh thực tế thường dài hơn dẫn đến các kết quả tính toán theo lý thuyết có sự chênh lệch đáng kể so với thực tế.

Bài 2.

XÁC ĐỊNH ĐIỂM ĐÓNG BĂNG, ĐIỂM QUÁ LẠNH VÀ THỜI GIAN LẠNH ĐÔNG CỦA THỰC PHẨM

2.1 Cơ sở lý thuyết Lạnh đông là quá trình biến đổi nước tự do trong thực phẩm từ dạng lỏng sang dạng rắn. Khi đó, nước trong thực phẩm được giữ cố định ở dạng rắn, làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong phần nước không đóng băng, giúp giá trị hoạt độ nước aw của thực phẩm giảm thấp hơn ban đầu. Nhờ đó ngăn cản được sự phát triển của vi sinh vật và cả hư hỏng do biến đổi hóa học và sinh hóa. Tốc độ lạnh đông ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Nếu sử dụng phương pháp lạnh đông chậm, thời gian lạnh đông kéo dài, tinh thể đá hình thành với số lượng ít và có kích thước lớn sẽ làm rách tế bào, gây hiện tượng rỉ dịch, làm thất thoát chất dinh dưỡng. Ngược lại, khi sử dụng phương pháp lạnh đông nhanh, thời gian lạnh đông ngắn, tinh thể đá được hình thành với số lượng nhiều và kích thước nhỏ sẽ không gây tổn hại đến tế bào, hạn chế sự rỉ dịch.

Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian lạnh đông (Nguồn: Fellows, 2002)

Quá trình lạnh đông có thể chia làm sáu giai đoạn: - Giai đoạn A-S: thực phẩm được làm lạnh đến dưới điểm đóng bằng của nó. Do trong thực phẩm có chứa các thành phần chất tan nên điểm đóng băng của nước trong thực phẩm luôn luôn nhỏ hơn 0°C (nhiệt độ đóng băng của nước tinh khiết). Ở đây, nước vẫn giữ ở trạng thái lỏng mặc dù nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng. Hiên tượng này được gọi là hiện tượng quá lạnh. Nhiệt độ tương ứng

ở điểm này được gọi là nhiệt độ quá lạnh. Điểm quá lạnh có thể thấp hơn 10°C so với điểm bắt đầu đóng băng. - Giai đoạn S-B: tinh thể đá bắt đầu hình thành, ẩn nhiệt đống băng được phóng thích lớn hơn nhiệt được di chuyển ra khỏi hệ thống, nhiệt độ sản phẩm tăng nhánh đến điểm bắt đầu đóng băng. Nhiệt thoát ra không kịp, kết tinh  thải nhiệt. - Giai đoạn B-C: tốc độ di chuyển nhiệt từ thực phẩm ở giai đoạn này vẫn không thay đổi. Nhiệt di chuyển ra khỏi thực phẩm là ẩn nhiệt đóng băng, do đó nhiệt độ được duy trì ở điểm đóng băng của nước. Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm giảm dần bởi sự gia tăng nồng độ chất tan trong pha lỏng không đóng băng. Phần lớn tinh thể đá được hình thành trong giai đoạn này. Nước kết tinh  nồng độ chất khô trong dịch bào tăng. - Giai đoạn C-D: một số thành phần chất tan trở nên quá bão hoà và kết tinh. Ẩn nhiệt kết tinh được phóng thích làm nhiệt độ sản phẩm tăng đến nhiệt độ eutectic của chất tan đó. Kết tinh của chất tan. - Giai đoạn D-E: sự hình thành tinh thể cua nước và chất tan vẫn tiếp tục. Kết tinh của nước và kết tinh của các chất tan. - Giai đoạn E-F: nhiệt độ của hỗn hợp đá–nước (rắn–lỏng) giảm đến nhiệt độ của thiết bị lạnh đông. Một phần nước trong thực phẩm vẫn được giữ ở trạng thái lông, không đóng băng. Lượng nước không đóng băng phụ thuộc vào thành phần thực phẩm loại thực phẩm và nhiệt độ bảo quản lạnh. Có hai khái niệm phổ biến về thời gian lạnh đông: thời gian lạnh đông hiệu quả và thời gian lạnh đông danh nghĩa. - Thời gian lạnh đông hiệu quả: là thời gian thực phẩm nằm trong thiết bị lạnh đông và được sử dụng để tính toán khối lượng thực phẩm cần lạnh đông. - Thời gian lạnh đông danh nghĩa: có thể được sử dụng như một chất chỉ thị sự phá hủy của sản phẩm do việc xác định thời gian này đã bỏ qua các điều kiện ban đầu hoặc tốc độ làm lạnh khác nhau ở các điểm khác nhau trên bề mặt thực phẩm. Tốc độ lạnh đông chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố sau: hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm, bề mặt truyền nhiệt của thực phẩm, kích cỡ của nguyên liệu lạnh đông, sự chênh lệch nhiệt độ giữa thực phẩm và môi trường lạnh đông, ảnh hưởng nhiệt của lớp đệm biên không khí xung quanh thực phẩm và bao bì thực phẩm.

Công thức Planck: tính toán thời gian lạnh đông tF=

ρL Pa R a2 + T F−T ∞ hc k

(

)

ρ : khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m3)

L: nhiệt thoát ra do quá trình kết tinh nước đá (kJ/kg) TF: nhiệt độ đóng băng (0C) T ∞: nhiệt độ môi trường lạnh đông (0C)

a: kích thước hình học của sản phẩm (m) hc: hệ số cấp nhiệt (W/m2K) k: hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm (W/m.K) P và R : hằng số thay đổi theo dạng hình học của sản phẩm Bảng 2.6 Hệ số hình dạng R và P của thực phẩm lạnh đông Hình dạng nguyên liệu

P

R

Tấm phẳng dài vô hạn

1/2

1/8

Hình trụ dài vô hạn

1/4

1/16

Hình cầu

1/6

1/24

2.2 Mục tiêu thí nghiệm Xác định ảnh hưởng của môi trường lạnh đông và loại nguyên liệu quá trình lạnh đông thực phẩm, thông qua xác định độ hạ băng điểm, thời gian lạnh đông hiệu quả, thời gian lạnh đông danh nghĩa và tốc độ lạnh đông. 2.3 Phương tiện thí nghiệm Nguyên liệu: khoai tây, khóm, nước ép khóm, nước cất. Dụng cụ: nhiệt kế, tủ đông. 2.4 Tiến hành thí nghiệm Chuẩn bị mẫu thí nghiệm tương tự như thí nghiệm xác định điểm đóng băng và điểm quá lạnh, theo dõi sự thay đổi của nhiệt độ tâm sản phẩm đến -12oC. Chi tiết thực hiện gồm các bước:

+ Chuẩn bị mẫu, gồm: khoai tây khối, khoai tay trụ, khóm trụ, nước khóm và nước. Cụ thể, khoai tây cắt thành mẫu có hình chữ nhật và hình trụ; chú ý luôn giữ nguyên liệu trong nước đến khi tiến hành thí nghiệm. Khóm chuẩn bị dạng hình trụ. Đồng thời xay khóm để lọc lấy dịch quả. Nước sử dụng là nước cất đạt chuẩn phòng thí nghiệm. Cho các mẫu vào bao bì PE đã chuẩn bị, gồm 6 bao bì PE trụ, có đường kính trụ bằng với đường rộng hình khối, chiều dài cố định bằng khoảng 15 cm. Mục đích sử dụng bao bì PE là để đồng nhất hình dáng mẫu. Gắn thermocouple vào tâm của sản phẩm và đặt vào tủ đông đã được chuẩn bị từ trước. Điểm tâm sản phẩm quy đinh là vị trí 2/3 chiều dày hình trụ tính từ trên xuống. Cố định thermocouple bằng các dây cao su. Đặt mẫu vào thiết bị cấp đông (đã điều chỉnh đến nhiệt độ khoảng -15oC). Ghi chính xác nhiệt độ thiết bị trước khi đưa mẫu vào. Ghi lại nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, nhiệt độ môi trường lạnh đông, nhiệt độ của từng sản phẩm ở các mức thời gian khác nhau ( ∆ t = 30 giây) đến khi nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -12oC. Đem mẫu ra khỏi tủ đông, tan giá để lấy thermocouple khỏi nguyên liệu.

2.5 Kết quả thí nghiệm 2.5.1 Ghi nhận kết quả thí nghiệm Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian lạnh đông được thể hiện tại Hình 2.2 và 2.3. Khoai Tây Khối lớn Khoai tây nhỏ Khóm lớn Nước cất Nước khóm Khoai tây trụ

40 30 Nhiệt độ (ºC)

20 10 58; -0.1 56; 39; 42;-3.3 -1.6-2.9

0

215; -12

-10

269;284; -12.1-12.0

-20 1 15 29 43 57 71 85 99 1 3 27 41 5 5 6 9 83 9 7 1 1 25 39 5 3 67 81 9 5 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2

Thời Gian (Phút)

Hình 2.4: Biểu đồ thể hiện tốc độ lạnh đông thực phẩm theo các kích thước và hình dạng khác nhau

2.5.2 Xác định các tham số của quá trình lạnh đông Các tham số của quá trình lạnh đông được xác định và thể hiện ở Bảng 2.2 Bảng 2.7 Xác định thời gian lạnh đông hiệu quả và thời gian lạnh đông danh nghĩa Tham số

Nước

Nhiệt độ ban đầu (ºC) 32 Nhiệt độ quá lạnh (ºC) -1.1 Nhiệt độ lạnh đông -1 (ºC) Thời gian lạnh đông 206 danh nghĩa (phút) Thời gian lạnh đông 272,5 thực tế (phút) Tốc độ lạnh đông 0,154 (ºC/s)

Khoai tây trụ lớn 30 -1.2

Khoai tây khối vuông

36.6 -

Khoai tây trụ nhỏ 31.5 -1.1

-0.1

-1,4

-0,8

-0.8

-1.6

213

80.5

182

221

207

269

215

237

284

255

0,158

0,226

0,184

0.148

0,163

Nước khóm

Khóm trụ lớn

30.6 -2.9

29.5 -3.4

(đến -12ºC tại -18,3ºC)

2.5.3 So sánh, nhận xét và giải thích Hiện tượng quá lạnh: Hiện tương quá lạnh chỉ nhận thấy trên thực phẩm dạng dung dịch. Nhiệt độ quá lạnh của nước là -1.1ºC và của nước khóm là tại -2.9ºC. Qua kết quả ta thấy nước được sử dụng không được hoàn toàn tinh khiết và nước khóm có độ quá lạnh cao hơn vì có hàm lượng chất tan cao hơn. Điểm đóng băng tính toán: Nhiệt độ đóng băng tính toán thấp hơn thực tế. Điều này là do khi tính toán dựa trên giả thuyết chất tan hoàn toàn là glucose. Trên thực tế, chất tan có thể tồn tại các phân tử có khối lượng khác biệt Do đó, giả thuyết này làm nhiệt độ tính toán được thường cao hơn so với thực tế. Tốc độ lạnh đông: Thay đổi theo quy luật “Khoai tây trụ lớn