Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt: Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt "Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu lý thuyết về cấp đông có hỗ trợ từ trường; Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ảnh hưởng của từ trường đến quá trình cấp đông gió; Tối ưu hóa các thông số vận hành quá trình cấp đông gió có hỗ trợ từ trường tĩnh; Đánh giá chất lượng sản phẩm cấp đông ứng dụng từ trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt: Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ TÂM THANHNGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ TRƯỜNG ĐỂNÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP ĐÔNG FILLET CÁ TRA VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐÀ NẴNG - 2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ TÂM THANHNGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ TRƯỜNG ĐỂNÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP ĐÔNG FILLET CÁ TRA VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt Mã số: 9520115 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Võ Chí Chính TS. Nguyễn Thành Văn ĐÀ NẴNG - 2023 LỜI CAM ĐOANTác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quảnghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳmột nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếucó) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Nguyễn Thị Tâm Thanh i TÓM TẮT Cấp đông là quá trình làm nhanh thực phẩm đến nhiệt độ bảo quản để đưa vàobảo quản lâu dài. Trong quá trình cấp đông, các tinh thể băng được hình thành từ nướckhông liên kết trong thực phẩm. Khi cấp đông với thời gian lâu, do chênh lệch nhiệt độbên trong và bên ngoài thực phẩm nên phân áp suất nước bên trong lớn hơn và nước cóxu hướng chuyển dịch từ bên trong ra bên ngoài, tạo thành các tinh thể lớn chèn ép vàlàm rách màng tế bào thực phẩm, cấu trúc bị phá vỡ. Khi rã đông, nước bên trong thựcphẩm chảy ra bên ngoài làm hao hụt thực phẩm cũng như làm giảm các tính chất banđầu của nó. Ngược lại khi quá trình làm lạnh diễn ra nhanh, trong thể tích thực phẩm tạonên nhiều tâm kết đông, nước ít dịch chuyển, các tinh thể tạo nên mịn hơn, cấu trúc thựcphẩm được bảo toàn. Như vậy chất lượng thực phẩm sau cấp đông phụ thuộc rất nhiềuvào thời gian cấp đông, hay nói cách khác là tốc độ truyền nhiệt. Các kết quả nghiên cứu lý thuyết được trình bày trong luận án này đã giải quyếtđược các bài toán cơ bản liên quan đến sự phân bố từ trường trong buồng cấp đông, bàitoán truyền nhiệt – truyền chất kết hợp và xác định thời gian cấp đông lý thuyết trongtrường hợp cấp đông gió thông thường. Đối với quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường,cơ sở lý thuyết và các mô hình toán về sự ảnh hưởng của từ trường đến các tính chấtnhiệt vật lý của thực phẩm trong quá trình cấp đông vẫn chưa được nghiên cứu nên chưađủ cơ sở để mô phỏng lý thuyết quá trình này. Thay vào đó, để đánh giá ảnh hưởng củatừ trường đến quá trình cấp đông, một số thực nghiệm đã được tiến hành ở 03 phươngpháp cấp đông khác nhau (cấp đông gió không có từ trường, có hỗ trợ từ trường daođộng và có hỗ trợ từ trường tĩnh) dưới 03 mức nhiệt độ cấp đông (-30C, -35C, -40C).Kết quả thực nghiệm này đã được đưa vào tính toán và phân tích hồi quy phi tuyến nhằmxác định phương trình đường cong cấp đông theo nhiệt độ không thứ nguyên. Từ kếtquả này, sử dụng phương pháp lặp và phương pháp đồng dạng nhiệt để tính toán hệ sốtruyền nhiệt. Kết quả cuối cùng cho thấy khi cấp đông có từ trường tĩnh, hệ số truyềnnhiệt là lớn nhất và cao hơn khoảng 9,4% so với cấp đông gió thông thường. Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy từ trường có ảnh hưởng đến thời giancấp đông, cụ thể là giúp giảm thời gian cấp đông và chi phí điện năng khi ở cùng điềukiện nhiệt độ và vận tốc không khí. Điều này cũng cho thấy hướng đi đúng trong nghiêncứu đưa trường điện từ vào hỗ trợ cho cấp đông fillet cá tra nhằm giảm thời gian cấpđông, giảm chi phí năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm. Từ kết quả thí nghiệm đơn yếu tố, 29 thí nghiệm đa yếu tố đã được thiết lập theophương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 nhằm đánh giá ảnh hưởng của cácthông số công nghệ đến thời gian cấp đông, tỷ lệ hao hụt khối lượng và độ màu của sảnphẩm fillet cá tra. Kết quả phân tích số liệu đã xây dựng được 03 phương trình hồi quytương quan giữa các hàm mục tiêu và biến đầu vào, đồng thời cho thấy các thông số nàyảnh hưởng lớn đến quá trình cấp đông. Song song đó, phương pháp tối ưu hóa đa mụctiêu cũng được áp dụng để xác định giá trị hợp lý của các thông số công nghệ khi tiến iihành cấp đông có sự hỗ trợ từ trường tĩnh, cụ thể là nhiệt độ cấp đông -42,7C, vận tốckhông khí 5,8 m/s, chiều dày fillet cá tra 15,4 mm và mật độ từ thông tối ưu đạt 564,5Gauss. Đối với từ trường dao động, do mật độ từ thông thay đổi theo thời gian nên cácthí nghiệm đa yếu tố chưa thực hiện được. Thông qua kết quả nghiên cứu của luậ ...