I. Tổng quan về làm lạnh và cấp đông cá ngừ
Công nghệ làm lạnh và cấp đông cá ngừ đóng vai trò quan trọng trong ngành chế biến thủy sản. Việc bảo quản cá ngừ bằng phương pháp cấp đông giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. Thị trường xuất khẩu cá ngừ Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ, tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc duy trì chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu và mô phỏng quá trình cấp đông cá ngừ trong tủ lạnh ở nhiệt độ -18°C, từ đó đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ môi trường, kích thước mẫu cá và vận tốc gió đến quá trình cấp đông. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho việc tối ưu hóa quy trình bảo quản thực phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm xuất khẩu.
1.1. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trên thế giới về quá trình cấp đông thực phẩm. Các nghiên cứu này tập trung vào việc mô phỏng và phân tích quá trình truyền nhiệt trong thực phẩm. Các phương pháp như phương pháp phần tử hữu hạn đã được áp dụng để mô phỏng quá trình cấp đông và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cấp đông. Kết quả cho thấy rằng nhiệt độ môi trường, kích thước sản phẩm và vận tốc gió là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình cấp đông. Các nghiên cứu trong nước cũng đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa quy trình cấp đông có thể giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu tổn thất trong quá trình bảo quản.
II. Mô phỏng quá trình cấp đông cá ngừ
Mô phỏng quá trình cấp đông cá ngừ được thực hiện bằng phần mềm Comsol, cho phép phân tích sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình cấp đông. Mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên các giả thuyết về truyền nhiệt và cấp đông. Kết quả mô phỏng cho thấy sự thay đổi nhiệt độ tại bề mặt và tâm mẫu cá trong các chế độ cấp đông khác nhau. Thời gian cấp đông cũng được xác định dựa trên các thông số như nhiệt độ môi trường và vận tốc gió. Kết quả thực nghiệm cho thấy sai số giữa kết quả lý thuyết và thực nghiệm không vượt quá 7°C, cho thấy tính chính xác của mô hình mô phỏng.
2.1. Xây dựng mô hình mô phỏng
Mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên các phương pháp giải bài toán truyền nhiệt không ổn định. Các thông số như nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt và khối lượng riêng của cá ngừ được sử dụng để tính toán. Mô hình này cho phép đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như chiều dày sản phẩm và vận tốc gió đến thời gian cấp đông. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể giúp giảm thời gian cấp đông và nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng mô hình này trong thực tế sẽ giúp cải thiện quy trình bảo quản thực phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh của sản phẩm cá ngừ trên thị trường quốc tế.
III. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình cấp đông
Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ môi trường, vận tốc gió và kích thước sản phẩm đến quá trình cấp đông cá ngừ là rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ môi trường càng thấp thì thời gian cấp đông càng ngắn. Vận tốc gió cũng có ảnh hưởng lớn đến quá trình cấp đông, với vận tốc gió cao giúp tăng cường hiệu quả cấp đông. Kích thước sản phẩm cũng là yếu tố cần xem xét, vì sản phẩm lớn hơn sẽ cần thời gian cấp đông lâu hơn. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quý giá cho việc tối ưu hóa quy trình bảo quản thực phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm cá ngừ.
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường
Nhiệt độ môi trường là yếu tố quyết định đến thời gian cấp đông. Nghiên cứu cho thấy rằng khi nhiệt độ môi trường giảm xuống -18°C, thời gian cấp đông cá ngừ giảm đáng kể. Điều này cho thấy rằng việc duy trì nhiệt độ môi trường ổn định trong quá trình cấp đông là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Kết quả thực nghiệm cũng cho thấy rằng sự thay đổi nhiệt độ môi trường có thể ảnh hưởng đến độ đồng đều của quá trình cấp đông, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
