I. Hệ thống chiên chân không Tổng quan và mục tiêu nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp này tập trung vào nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không với năng suất 12kg nguyên liệu/mẻ. Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới, có tiềm năng lớn trong nông nghiệp nhưng chế biến và bảo quản thực phẩm còn hạn chế. Công nghệ chiên chân không ứng dụng vào chế biến thực phẩm giúp giữ được chất dinh dưỡng, giảm thiểu nguy cơ sức khỏe từ dầu chiên truyền thống. Mục tiêu chính là thiết kế hệ thống chiên chân không 12kg, cụ thể là với nguyên liệu chuối, đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm chi phí bằng cách thay thế thiết bị nhập khẩu. Khóa luận đề cập đến việc ứng dụng công nghệ thực phẩm hiện đại để tạo ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng. Nghiên cứu hướng đến tối ưu hóa quy trình chiên chân không, giảm hao hụt nguyên liệu và đảm bảo an toàn thực phẩm. Hệ thống chiên chân không thực phẩm được thiết kế nhằm tạo ra sản phẩm ăn liền, giàu dinh dưỡng, đồng thời giải quyết vấn đề bảo quản sau thu hoạch.
1.1. Lựa chọn nguyên liệu và giới hạn nghiên cứu
Nguyên liệu chính được sử dụng trong nghiên cứu là chuối. Hệ thống chiên chân không 12kg được thiết kế với năng suất cụ thể này, phù hợp với quy mô phòng thí nghiệm. Nghiên cứu tập trung vào chuối nhưng việc mở rộng sang các nguyên liệu khác cần nghiên cứu và tính toán lại các thông số. Thiết kế máy chiên chân không này chỉ áp dụng cho nguyên liệu đã xác định với chế độ và thông số đã tính toán. Sản phẩm chủ yếu phục vụ cho nghiên cứu, thí nghiệm. Mọi thay đổi về quy mô sản xuất, năng suất, nguyên liệu đều cần tính toán lại. Chi phí nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi cho phép của trường đại học.
1.2. Phương pháp nghiên cứu và ý nghĩa
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Tài liệu tham khảo bao gồm các công trình về chiên chân không công nghiệp, kỹ thuật chân không, chế tạo máy, và điều khiển tự động hóa. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập quy trình công nghệ, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không. Nghiên cứu sinh HCMUTE đã thực hiện nghiên cứu này. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn, tạo ra hệ thống có giá thành thấp hơn so với nhập khẩu, phục vụ nhu cầu sản xuất và nghiên cứu. Ứng dụng công nghệ chế biến thực phẩm tiên tiến góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Thiết kế CAD hệ thống chiên chân không được sử dụng để hỗ trợ quá trình thiết kế.
II. Thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không 12kg
Phần này trình bày chi tiết quá trình thiết kế hệ thống chiên chân không. Tính toán thiết bị chiên chân không bao gồm việc xác định kích thước bồn chiên, công suất điện trở, lựa chọn bơm chân không, thiết kế hệ thống ngưng ẩm. Vật liệu chính sử dụng là inox 304, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Mẫu hệ thống chiên chân không được mô tả rõ ràng, bao gồm các thành phần chính như bồn chiên, hệ thống điều khiển nhiệt độ và áp suất, và hệ thống chân không. Vật liệu hệ thống chiên chân không được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và an toàn. Phân tích hệ thống chiên chân không cho thấy hiệu quả của hệ thống trong việc giảm hao hụt nguyên liệu và bảo quản chất lượng sản phẩm. Chi phí hệ thống chiên chân không được tính toán kỹ lưỡng nhằm đảm bảo tính kinh tế.
2.1. Tính toán và lựa chọn thông số
Quá trình tính toán hệ thống chiên chân không bao gồm cân bằng vật chất và năng lượng. Các thông số quan trọng như nhiệt độ, áp suất, thời gian chiên được xác định dựa trên đặc tính của nguyên liệu chuối. Kiểm soát nhiệt độ hệ thống chiên và kiểm soát áp suất hệ thống chiên là hai yếu tố quan trọng. Quy trình chiên chân không được mô phỏng và tối ưu hóa để đạt hiệu quả cao nhất. Cân bằng năng lượng hệ thống chiên được tính toán cẩn thận để đảm bảo hiệu suất năng lượng. Công nghệ chiên chân không hiện đại được áp dụng trong quá trình tính toán. Các phần mềm mô phỏng được sử dụng để hỗ trợ quá trình tính toán.
2.2. Chế tạo và lắp đặt hệ thống
Quá trình chế tạo hệ thống chiên chân không được thực hiện dựa trên bản vẽ thiết kế. Các kỹ thuật gia công truyền thống và hiện đại được kết hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Mô phỏng hệ thống chiên chân không giúp dự đoán và khắc phục các vấn đề kỹ thuật trước khi chế tạo. Hệ thống chiên chân không HCMUTE được chế tạo tại HCMUTE. Việc lắp đặt hệ thống chiên chân không được thực hiện theo trình tự logic để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Kiểm tra hệ thống chiên chân không được thực hiện sau khi lắp đặt hoàn chỉnh để đảm bảo an toàn và chất lượng. Quá trình chế tạo được giám sát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật.
III. Khảo nghiệm và đánh giá
Phần này trình bày quá trình khảo nghiệm hệ thống chiên chân không. Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Chất lượng sản phẩm sau chiên được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu cảm quan và vật lý. Giảm hao hụt thực phẩm khi chiên là một chỉ tiêu quan trọng. Kết quả khảo nghiệm cho thấy hiệu quả của chiên chân không tiết kiệm năng lượng. Chiên chân không chất lượng cao giúp cho sản phẩm có chất lượng tốt hơn so với phương pháp chiên truyền thống. Báo cáo nghiên cứu hệ thống chiên chân không tổng hợp kết quả nghiên cứu.
3.1. Thiết lập chế độ chiên và đánh giá sản phẩm
Chế độ chiên chân không được tối ưu hóa dựa trên kết quả khảo nghiệm. So sánh phương pháp chiên truyền thống và chiên chân không cho thấy sự vượt trội của phương pháp chân không về chất lượng sản phẩm và tiết kiệm năng lượng. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm được đảm bảo trong suốt quá trình khảo nghiệm. Quản lý chất lượng thực phẩm được thực hiện chặt chẽ. Phân tích kết quả khảo nghiệm cho thấy sự hiệu quả của hệ thống. Dữ liệu khảo nghiệm hệ thống chiên chân không được phân tích bằng các phương pháp thống kê. Luận văn hệ thống chiên chân không trình bày chi tiết kết quả khảo nghiệm.
3.2. Đánh giá kinh tế và kiến nghị
Tính kinh tế hệ thống chiên chân không được phân tích dựa trên chi phí đầu tư và hiệu quả sản xuất. Hệ thống chiên chân không tự động giúp giảm chi phí nhân công. So sánh với các hệ thống tương tự cho thấy tính cạnh tranh cao của hệ thống. Xu hướng công nghệ chiên hiện đại được đề cập đến. Kết luận nhấn mạnh giá trị và ứng dụng thực tiễn của hệ thống. Kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc mở rộng quy mô sản xuất và áp dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác. Giảng viên hướng dẫn HCMUTE đã đóng góp tích cực cho nghiên cứu này.
