Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Đoàn Thị Hồng Hải
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tấn Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Sấy Sản Phẩm Mít Bằng Bức Xạ Hồng Ngoại Ở Điều Kiện Tối Ưu Với Năng Suất Nhỏ 10Kg Nguyên Liệu/Mẻ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tên gọi và tên khoa học
• 1.2. Nguồn gốc phân bố, sinh trưởng và phát triển
• 1.3. Thành phần hóa học, hóa lý
• 1.4. Giá trị của mít
• 1.5. Các yếu tố tác động làm hư nguyên liệu
• 1.6. Sản phẩm từ mít
• 1.7. Một số kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan về sấy hồng ngoại
• 1.7.1. Các nghiên cứu trong nước
• 1.7.2. Các nghiên cứu ngoài nước
• 1.7.3. Thảo luận và đề xuất mô hình sấy
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ SẤY HỒNG NGOẠI
• 2.1. Sấy vật liệu ẩm. Các phương pháp sấy vật liệu ẩm
• 2.1.1. Phương pháp sấy nóng
• 2.1.2. Phương pháp sấy lạnh
• 2.2. Vật liệu ẩm và các dạng liên kết nước với vật liệu ẩm
• 2.3. Một số tính chất nhiệt vật lý của vật liệu ẩm liên quan đến quá trình sấy
• 2.4. Động học của quá trình sấy
• 2.5. Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại
• 2.5.1. Đặc điểm bức xạ hồng ngoại
• 2.5.2. Sấy bằng bức xạ hồng ngoại
• 2.5.3. Cơ chế sấy khô vật liệu ẩm bằng bức xạ hồng ngoại
• 2.5.4. Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại. Hệ thống thiết bị sấy hồng ngoại
• 2.6. Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình sấy
• 2.6.1. Biến đổi vật lý
• 2.6.2. Biến đổi hóa học
• 2.6.3. Biến đổi sinh học và hóa sinh
• 2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hồng ngoại
• 2.7.1. Yếu tố nguyên liệu
• 2.7.2. Yếu tố tác nhân sấy
• 2.7.3. Yếu tố thiết bị sấy
• 2.8. Quy trình công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại cần nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO
• 3.1. Phương pháp tiếp cận
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp xác định các thông số công nghệ và các hàm mục tiêu
• 3.4. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 3.5. Phương pháp Mô hình hóa thiết lập bài toán tối ưu đa mục tiêu
• 3.6. Tối ưu hóa giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong nghiên cứu công nghệ sấy hồng ngoại
• 3.7. Phương pháp tính toán thiết kế
• 3.7.1. Phương pháp tính toán
• 3.7.2. Phương pháp thiết kế
• 3.8. Phương pháp chế tạo
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY
• 4.1. Xác định và lựa chọn các thông số tối ưu cần thiết cho tính toán thiết kế
• 4.2. Mô hình thực nghiệm đa yếu tố. Xác định miền cực trị của thực nghiệm
• 4.3. Bài toán tối ưu một mục tiêu
• 4.4. Bài toán tối ưu đa mục tiêu
• 4.5. Tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống sấy
• 4.5.1. Các thông số cần thiết cho quá trình tính toán thiết kế
• 4.5.2. Tính toán thiết kế không gian sấy
• 4.5.3. Tính nhiệt tải cho hệ thống sấy
• 4.5.4. Tổng nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy
• 4.5.5. Thiết kế hệ thống sấy hồng ngoại
• 4.5.6. Chế tạo hệ thống sấy
• 4.5.7. Tự động điều khiển hệ thống sấy
• 4.5.8. Tính kiểm tra chất lượng hệ thống sấy. Phía vật liệu sấy (mít)
• 4.5.9. Về phía nguồn phát hồng ngoại (bóng đèn)
• 4.5.10. Mô phỏng và thảo luận
• 4.5.10.1. Mô phỏng các hàm mục tiêu cần nghiên cứu trên đồ thị 3D và 2D
• 4.5.11. Thực nghiệm kiểm chứng lại các thông số công nghệ tối ưu của quá trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại
• 4.5.12. Xác định các thông số công nghệ tối ưu ảnh hưởng đến quá trình bảo quản sản phẩm mít phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống sấy mít

Hệ thống sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại là một công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm sấy. Sấy mít không chỉ giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn mà còn giữ lại hương vị và giá trị dinh dưỡng. Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo hệ thống sấy với năng suất sấy 10kg/mẻ. Quá trình sấy bằng bức xạ hồng ngoại được cho là hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống, nhờ vào khả năng làm khô nhanh chóng và đồng đều. Theo nghiên cứu, công nghệ sấy này có thể giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng trong sản phẩm, từ đó nâng cao giá trị kinh tế của mít sấy phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu.

1.1. Lợi ích của việc sấy mít

Sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại mang lại nhiều lợi ích. Đầu tiên, phương pháp này giúp giảm độ ẩm của sản phẩm, ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây hại. Thứ hai, hiệu quả sấy cao hơn, giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng. Nghiên cứu cho thấy, với năng suất 10kg, hệ thống sấy có thể đạt được độ ẩm sản phẩm chỉ còn 5,13%, một con số lý tưởng cho việc bảo quản. Hơn nữa, việc sử dụng bức xạ hồng ngoại còn giúp giảm thiểu chi phí năng lượng, với mức tiêu thụ chỉ 1,46 kWh/kg. Điều này không chỉ có lợi cho nhà sản xuất mà còn cho người tiêu dùng, khi giá thành sản phẩm được giảm xuống.

II. Quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại

Quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại được thực hiện qua nhiều bước. Đầu tiên, nguyên liệu mít được chuẩn bị và cắt thành từng miếng nhỏ. Sau đó, các thông số như nhiệt độ buồng sấy, thời gian sấy và cường độ bức xạ được thiết lập. Nghiên cứu đã xác định các thông số tối ưu cho quá trình sấy, bao gồm nhiệt độ 63,43°C và thời gian sấy 7,13 giờ. Những thông số này giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất. Quy trình sấy này không chỉ giúp giảm độ ẩm mà còn giữ lại hương vị tự nhiên của mít, tạo ra sản phẩm có giá trị cao hơn cho thị trường.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại. Đầu tiên là đặc điểm nguyên liệu. Mít tươi có độ ẩm cao, do đó cần được xử lý đúng cách để đạt hiệu quả sấy tốt nhất. Thứ hai, công nghệ sấy cũng đóng vai trò quan trọng. Việc lựa chọn thiết bị sấy phù hợp, như hệ thống sấy hồng ngoại, sẽ giúp tối ưu hóa quá trình. Cuối cùng, các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và cường độ bức xạ cũng cần được điều chỉnh để đạt được kết quả tốt nhất. Nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các yếu tố này có thể giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng và nâng cao chất lượng sản phẩm sấy.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại đạt được hiệu quả cao trong việc sản xuất sản phẩm chất lượng. Các thực nghiệm cho thấy, sản phẩm mít sấy có độ ẩm đạt yêu cầu và tổn thất hàm lượng carbohydrate chỉ 6,27%. Điều này chứng tỏ rằng hệ thống sấy này không chỉ hiệu quả mà còn bảo toàn được giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Hơn nữa, kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho việc thiết kế và chế tạo máy sấy cho các loại rau, củ, quả khác, mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ sấy hồng ngoại trong ngành thực phẩm.

3.1. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao. Hệ thống sấy hồng ngoại có thể được áp dụng để sản xuất các sản phẩm khác như chuối sấy, xoài sấy, và nhiều loại trái cây khác. Việc áp dụng công nghệ sấy này sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí năng lượng và tăng giá trị kinh tế cho nông sản Việt Nam. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thị trường xuất khẩu ngày càng cạnh tranh. Sản phẩm mít sấy chất lượng cao sẽ mở ra cơ hội mới cho nông dân và doanh nghiệp trong việc phát triển kinh tế bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có nền nông nghiệp phát triển với sản lượng nông sản lớn, trong đó mít là loại quả phổ biến với diện tích trồng ngày càng mở rộng và năng suất đạt khoảng 40 tấn/ha. Mít không chỉ giàu dinh dưỡng mà còn có giá trị kinh tế cao, tuy nhiên sản phẩm mít hiện chủ yếu tiêu thụ dưới dạng tươi hoặc thô, dẫn đến giá trị kinh tế thấp. Công nghệ bảo quản sau thu hoạch, đặc biệt là công nghệ sấy, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm nông sản. Sấy giúp giảm độ ẩm, giảm khối lượng, kéo dài thời gian bảo quản và giảm chi phí vận chuyển.

Trong bối cảnh đó, nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại với năng suất nhỏ 10kg/mẻ nhằm mục tiêu xác định các thông số công nghệ tối ưu, tạo ra sản phẩm mít sấy có chất lượng tốt, độ ẩm đạt yêu cầu, chi phí năng lượng thấp, phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào công nghệ sấy hồng ngoại sản phẩm mít tại Việt Nam, với thời gian thực hiện nghiên cứu trong giai đoạn trước năm 2017.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ sấy hiện đại, góp phần nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm mít, đồng thời làm cơ sở khoa học cho việc thiết kế và chế tạo máy sấy hồng ngoại cho các loại rau, củ, quả khác. Các chỉ số quan trọng được xác định gồm nhiệt độ buồng sấy 63,43°C, thời gian sấy 7,13 giờ, cường độ bức xạ hồng ngoại 6,40 kW/m², chi phí năng lượng 1,46 kWh/kg sản phẩm, độ ẩm cuối cùng 5,13% và tổn thất carbohydrate 6,27%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về quá trình sấy vật liệu ẩm, đặc biệt là sấy bằng bức xạ hồng ngoại. Các khái niệm chính bao gồm:

• Quá trình sấy vật liệu ẩm: Là quá trình tách nước khỏi vật liệu bằng nhiệt, nhằm giảm độ ẩm và tăng khả năng bảo quản. Quá trình sấy gồm ba giai đoạn chính: đốt nóng, tốc độ sấy không đổi và tốc độ sấy giảm dần.

• Liên kết nước trong vật liệu ẩm: Nước tồn tại dưới dạng liên kết hóa học, hóa lý và cơ lý, ảnh hưởng đến khả năng tách ẩm và chất lượng sản phẩm sau sấy.

• Sấy bức xạ hồng ngoại: Sử dụng năng lượng bức xạ hồng ngoại để làm nóng và bay hơi nước trong vật liệu. Năng lượng bức xạ được hấp thụ trực tiếp bởi nước trong sản phẩm, giúp rút ngắn thời gian sấy và giảm tổn thất chất lượng.

• Đặc tính nhiệt vật lý của vật liệu ẩm: Bao gồm nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt và hệ số dẫn nhiệt độ, ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong sấy.

• Mô hình hóa và tối ưu hóa đa mục tiêu: Áp dụng quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 và phương pháp điểm không tưởng để xác định các thông số công nghệ tối ưu, cân bằng giữa chất lượng sản phẩm, chi phí năng lượng và thời gian sấy.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các thí nghiệm thực nghiệm trên hệ thống sấy hồng ngoại được thiết kế và chế tạo với năng suất 10kg/mẻ. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2: Thiết kế các thí nghiệm với các yếu tố như nhiệt độ buồng sấy, thời gian sấy và cường độ bức xạ hồng ngoại để khảo sát ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả năng lượng.

• Tối ưu hóa đa mục tiêu: Sử dụng phương pháp điểm không tưởng để tìm ra tổ hợp các thông số công nghệ tối ưu, đảm bảo sản phẩm đạt độ ẩm yêu cầu, chi phí năng lượng thấp và tổn thất carbohydrate tối thiểu.

• Thiết kế và chế tạo hệ thống sấy: Dựa trên các thông số tối ưu, hệ thống sấy hồng ngoại được thiết kế với kích thước buồng sấy 800mm x 800mm x 1000mm, công suất bóng đèn hồng ngoại 2000W.

• Thí nghiệm kiểm chứng: Thực hiện các thí nghiệm sấy trên hệ thống đã chế tạo để đánh giá chất lượng sản phẩm, hiệu quả sử dụng năng lượng và độ ẩm cuối cùng.

• Phân tích so sánh: So sánh chất lượng sản phẩm sấy bằng bức xạ hồng ngoại với phương pháp sấy đối lưu bằng không khí nóng để đánh giá ưu điểm của công nghệ sấy hồng ngoại.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong nhiều tháng, đảm bảo thu thập đủ dữ liệu thực nghiệm và phân tích kết quả một cách khoa học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xác định thông số công nghệ tối ưu: Qua quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa đa mục tiêu, các thông số tối ưu cho quá trình sấy hồng ngoại sản phẩm mít được xác định gồm: nhiệt độ buồng sấy 63,43°C, thời gian sấy 7,13 giờ và cường độ bức xạ hồng ngoại 6,40 kW/m².

2. Hiệu quả năng lượng và chất lượng sản phẩm: Thí nghiệm trên hệ thống sấy đã chế tạo cho thấy chi phí năng lượng đạt 1,46 kWh/kg sản phẩm, độ ẩm cuối cùng của mít sấy là 5,13%, và tổn thất hàm lượng carbohydrate chỉ 6,27%. Các chỉ số này phù hợp với giá trị tính toán từ bài toán tối ưu.

3. So sánh với phương pháp sấy đối lưu: Sản phẩm mít sấy bằng bức xạ hồng ngoại có tổn thất carbohydrate thấp hơn so với sấy bằng không khí nóng, đồng thời thời gian sấy được rút ngắn đáng kể, giúp giảm chi phí năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm.

4. Thiết kế hệ thống sấy phù hợp: Hệ thống sấy hồng ngoại với công suất 2000W và kích thước buồng sấy 800mm x 800mm x 1000mm đáp ứng tốt năng suất 10kg/mẻ, vận hành ổn định và dễ dàng kiểm soát các thông số công nghệ.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại là phương pháp phù hợp để sấy mít với năng suất nhỏ, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và tiết kiệm năng lượng. Nguyên nhân chính là do bức xạ hồng ngoại truyền nhiệt trực tiếp vào nước trong sản phẩm, làm tăng tốc độ bay hơi và giảm thời gian sấy. So với phương pháp sấy đối lưu truyền thống, sấy hồng ngoại giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng, đặc biệt là carbohydrate, nhờ nhiệt độ sấy thấp và thời gian tiếp xúc ngắn hơn.

Các kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng sấy hồng ngoại cho các loại nông sản khác như nhãn, cà rốt, khoai tây, cho thấy tính hiệu quả và khả năng ứng dụng rộng rãi của công nghệ này. Việc thiết kế hệ thống sấy dựa trên các thông số tối ưu giúp đảm bảo vận hành hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ 3D thể hiện mối quan hệ giữa nhiệt độ, thời gian, cường độ bức xạ và các chỉ số chất lượng như độ ẩm, tổn thất carbohydrate, cũng như bảng so sánh chi phí năng lượng và chất lượng sản phẩm giữa các phương pháp sấy.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai ứng dụng công nghệ sấy hồng ngoại trong sản xuất mít sấy: Khuyến khích các nhà máy chế biến nông sản áp dụng hệ thống sấy hồng ngoại với các thông số tối ưu đã xác định nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí năng lượng. Thời gian thực hiện đề xuất trong vòng 1-2 năm.

2. Phát triển hệ thống sấy hồng ngoại quy mô lớn: Dựa trên phương pháp thiết kế và chế tạo hệ thống sấy năng suất nhỏ, nghiên cứu mở rộng quy mô công suất để phục vụ sản xuất công nghiệp, đáp ứng nhu cầu thị trường trong và ngoài nước. Chủ thể thực hiện là các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ chế biến thực phẩm.

3. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật vận hành, bảo trì hệ thống sấy hồng ngoại cho cán bộ kỹ thuật và công nhân tại các cơ sở sản xuất nhằm đảm bảo vận hành hiệu quả và bền vững. Thời gian triển khai trong 6-12 tháng.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng cho các loại rau, củ, quả khác: Áp dụng mô hình nghiên cứu và thiết kế hệ thống sấy hồng ngoại cho các sản phẩm nông sản khác nhằm tối ưu hóa công nghệ, giảm chi phí năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm sấy. Chủ thể thực hiện là các trung tâm nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành kỹ thuật nhiệt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà sản xuất và chế biến nông sản: Đặc biệt là các doanh nghiệp sản xuất mít sấy và các loại trái cây sấy khác, giúp họ áp dụng công nghệ sấy hồng ngoại để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

2. Các viện nghiên cứu và trường đại học: Là tài liệu tham khảo quý giá cho các nghiên cứu phát triển công nghệ sấy, thiết kế và chế tạo thiết bị sấy hiện đại, đồng thời làm cơ sở khoa học cho các đề tài tiếp theo.

3. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Hỗ trợ trong việc xây dựng các chính sách phát triển công nghệ chế biến nông sản, thúc đẩy ứng dụng công nghệ mới nhằm nâng cao giá trị xuất khẩu và phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

4. Sinh viên và học viên cao học ngành kỹ thuật nhiệt, công nghệ thực phẩm: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về công nghệ sấy hồng ngoại, phương pháp nghiên cứu và tối ưu hóa công nghệ, giúp nâng cao năng lực nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ sấy hồng ngoại có ưu điểm gì so với sấy đối lưu truyền thống?
   Sấy hồng ngoại truyền nhiệt trực tiếp vào sản phẩm, giúp rút ngắn thời gian sấy, giảm tổn thất dinh dưỡng và chi phí năng lượng. Ví dụ, tổn thất carbohydrate giảm 6,27% so với sấy không khí nóng.

2. Năng suất 10kg/mẻ có phù hợp với sản xuất công nghiệp không?
   Năng suất này phù hợp với quy mô nhỏ và thử nghiệm. Phương pháp thiết kế có thể mở rộng để chế tạo hệ thống công suất lớn hơn phục vụ sản xuất công nghiệp.

3. Độ ẩm cuối cùng của sản phẩm mít sấy đạt bao nhiêu?
   Độ ẩm cuối cùng đạt khoảng 5,13%, đảm bảo sản phẩm khô ráo, dễ bảo quản và phù hợp tiêu chuẩn xuất khẩu.

4. Chi phí năng lượng cho quá trình sấy là bao nhiêu?
   Chi phí năng lượng trung bình là 1,46 kWh/kg sản phẩm, thấp hơn nhiều so với các phương pháp sấy truyền thống.

5. Có thể áp dụng công nghệ này cho các loại nông sản khác không?
   Có, nghiên cứu cho thấy công nghệ sấy hồng ngoại có thể áp dụng cho nhiều loại rau, củ, quả khác nhằm tối ưu hóa chất lượng và tiết kiệm năng lượng.

Kết luận

• Đã xác định được các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình sấy hồng ngoại sản phẩm mít: nhiệt độ 63,43°C, thời gian 7,13 giờ, cường độ bức xạ 6,40 kW/m².
• Thiết kế và chế tạo thành công hệ thống sấy hồng ngoại với năng suất 10kg/mẻ, vận hành ổn định và hiệu quả.
• Sản phẩm mít sấy đạt độ ẩm 5,13%, tổn thất carbohydrate 6,27%, chi phí năng lượng 1,46 kWh/kg, vượt trội so với phương pháp sấy đối lưu.
• Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học cho việc phát triển công nghệ sấy hồng ngoại cho các loại nông sản khác.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ, mở rộng quy mô sản xuất và đào tạo chuyển giao công nghệ trong thời gian tới.

Hãy tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy hồng ngoại để nâng cao giá trị sản phẩm nông nghiệp, góp phần phát triển bền vững ngành chế biến thực phẩm Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu  Chƣơng 1: Tổng quan  Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết và công nghệ sấy hồng ngoại.  Chƣơng 3: Phƣơng pháp nghiên cứu tính toán, thiết kế và chế tạo (sấy hồng ngoại).  Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu, tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại và thảo luận.  Kết luận và kiến nghị  Tài liệu tham khảo  Mục lục 4 Luan van CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.

Tên gọi và tên khoa học Mít thuộc loại dâu tằm với tên khoa học của mít là: Artocarpus intrgrifolia. Nguồn gốc phân bố, sinh trƣởng và phát triển  Nguồn gốc phân bố Mít là loài thực vật ăn quả, mọc phổ biến ở Đông Nam Á và Brasil. Mít có nguồn gốc từ Ấn Độ và Bangladesh, sau đƣợc trồng rộng rãi ở Malaysia, Srilanka, Indonesia, Brazil, Madagascar, Đông Dƣơng, Thái Lan, Việt Nam. và các quốc gia nhiệt đới.

Mít cũng đƣợc tìm thấy ở Đông Châu Phi: Uganda, Tanzania. Quả mít là trái cây quốc gia của Bangladesh, là một trong 3 loại trái cây tốt cùng với xoài và chuối ở Tamil Nadia của Ấn Độ, [1], [2], [3]. Việt Nam cũng có trồng mít từ Bắc vào Nam, từ ven biển, đồng bằng lên miền núi. Ở miền Nam mít đƣợc trồng nhiều ở Đồng Nai, Bình Dƣơng, Vĩnh Long, Đồng Tháp… với mít tố nữ, mít nghệ, mít dừa, mít thái, mít dai, mít mật… [3], [4].

Quả mít 5 Luan van Hình 1. Cơm mít  Phân loại Ở Việt Nam, mít đƣợc trồng ở khắp nơi, có 2 giống mít chính: mít dai có thịt rắn chắc và mít mật có thịt mềm nhão nhiều nƣớc. Ngoài ra, con có nhiều giống mít mới đƣợc nhân giống trồng tại Việt Nam, [1], [6]. - Mít Thái Lan - Mít Viên Linh - Mít Siêu sớm - Mít ruột đỏ - Mít Nghệ cao sản - Mít Mã Lai - Mít Tố Nữ - Mít Dừa  Diện tích và sản lƣợng Mít là loại cây ăn trái ít kén đất, dễ trồng.

Vì thế diện tích trồng mít ngày càng mở rộng với nhiều giống mít ngon, mau cho trái nhƣ giống mít Thái siêu sớm, vàng cam, nghệ. Sản lƣợng tăng nhanh theo từng năm tùy vào giống trồng. Thông thƣờng, 1ha đất trồng đƣợc 200 cây mít, sau khi đƣợc 2 đến 4 năm tuổi mỗi cây sẽ thu hoạch từ (70 ÷ 100) trái/năm tùy theo từng loại giống trồng. Với trọng lƣợng (15 ÷ 20) kg/quả thì 1ha trồng mít sẽ cho thu hoạch (210 ÷ 400) tấn quả/năm.

Nếu giá trên thị trƣờng là 2.000 đồng/kg mít quả thì ngƣời trồng mít sẽ thu nhập đạt (420 ÷ 800) triệu đồng/ha/năm. 6 Luan van Theo số liệu thống kê chƣa đầy đủ năm 2014, huyện Cai Lậy hiện có gần 1.000 ha trồng mít với tỷ lệ cho trái hơn 70% đƣợc trồng tập trung tại các xã: Cẩm Sơn, Thanh Hòa, Long Khánh và Hội Xuân.; huyện Cái Bè có 200 ha trồng mít tập trung ở các xã: Đông Hòa Hiệp, Hòa Khánh, Hậu Thành, Mỹ Đức Tây, Mỹ Đức Đông, Hòa Hƣng và An Thái Trung, … Với diện tích trồng mít ngày đƣợc mở rộng, cùng với các giống mít mới thì năng suất thu hoạch mít tăng nhanh. Năng suất hơn 40 tấn/ha. Sản lƣợng thu hoạch mỗi năm từ 30.

Diện tích trồng mít còn đƣợc mở rộng tại các tỉnh Bình Dƣơng, Đồng Nai, Bình Phƣớc, các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long, cao nguyên Đắc Lắc. Thành phần hóa học, hóa lý  Thành phần hóa học Mít là loại quả chứa nhiều hàm lƣợng đƣờng, nhiệt lƣợng cao. Trong múi mít chín có protein (0,6 ÷ 1,5) % (tùy loại mít), glucid (11 ÷ 14) % (bao gồm nhiều đƣờng đơn nhƣ fructose, glucose, cơ thể dễ hấp thụ), (1 ÷ 2) % muối khoáng gồm: 18mg% canxi, 25mg% Fe, 0,14 mg% caroten, 4mg% vitamin C, 0,04 mg% vitamin B2 và các chất khoáng nhƣ sắt, canxi, phosphor… [6], [7], [8], [9]. Thành phần hóa học trong 100g thịt mít tƣơi [1], [2] Thành phần Nƣớc Protein Glucid Tro Hàm lƣợng (g) 72,0 ÷ 94,0 1,2 ÷ 1,9 16,0 ÷ 25,4 0,8 ÷ 0,9 Bảng 1.

Thành phần Vitamin trong cơm mít tƣơi [8] Thành phần Khối lƣợng Thành phần Khối lƣợng Vitamin A (IU) 175,0 ÷ 540,0 Vitamin C (mg) 7,0 ÷ 10,0 Vitamin B1 (mg) 0,03 ÷ 0,09 Folate, total (mcg) 14 Vitamin B2 (mg) 0,05 ÷ 0,4 Folate, food (mcg) 14 Vitamin B12 (mg) 24 Folate, DFE (mcg) 14 Vitamin B6 (mg) 0,920 β- carotein (mg) 61 Vitamin E (mg) 0,34 β -cryto-xanthin (μg) 5,0 7 Luan van Bảng 1. Thành phần chất khoáng có trong thịt mít tƣơi [8] Thành phần Giá trị Thành phần Giá trị Phospho (mg) 36,0 Sắt (mg) 0,5 ÷ 1,1 Magie (mg) 37,0 Canxi (mg) 20,0 ÷ 37,0 Kali (mg) 303,0 Natri (mg) 3,0  Thành phần hóa lý Mít còn là loại quả có độ ẩm cao, có chứa lƣợng nƣớc dƣới dạng liên kết hóa lý. Nƣớc trong mít đƣợc liên kết dƣới các dạng: - Liên kết cơ học: chủ yếu là nƣớc tự do trong mít và dễ dàng bị tách ra trong quá trình sấy. - Liên kết cơ lý: tồn tại dƣới dạng hấp thụ, hấp thụ giữa lƣợng ẩm và hơi ẩm với mít, lƣợng ẩm này còn gọi là ẩm liên kết, để tách chúng ra khỏi vật liệu sấy cần cung cấp một năng lƣợng cao.

- Liên kết hóa học: lƣợng hơi liên kết với vật liệu sấy dƣới các dạng hóa học nhƣ liên kết hidro, liên kết tƣơng tác giữa các điện tử, liên kết ion. Rất khó tách lƣợng ẩm dạng này ra khỏi vật liệu sấy. Nếu tách chúng ra khỏi vật liệu sấy thì dinh dƣỡng bị biến đổi theo chiều hƣớng giảm nhanh, làm phá vỡ cấu trúc và tính chất của vật liệu sấy. Ngoài ra, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt và khối lƣợng riêng [1], [2], [3].

Thông số hóa lý của mít Tính chất hóa lý Thông số Độ ẩm (W) 76,08 % Nhiệt dung riêng (Cck) 1,3 (kJ/kg.K) Khối lƣợng riêng (ρ) 1030 (kg/m3) Hệ số dẫn nhiệt (λ) 0,51 (W/m. Giá trị của mít  Dinh dƣỡng 8 Luan van Trong mít có chứa nhiều chất phytonutrient (lignans, isoflavones và saponins) rất có lợi cho sức khỏe, chống lại ung thƣ, tăng huyết áp, viêm loét dạ dày và làm chậm quá trình thái hoá tế bào, tăng sức sống cho làn da. Đây còn là nguồn cung cấp nhiều vitamin C và chất chống oxy hóa giúp củng cố hệ miễn dịch và tăng cƣờng chức năng hoạt động của các tế bào bạch cầu trong cơ thể. Mít còn chứa nhiều vitamin A giúp duy trì thị lực tốt [1], [3].

Là một nguồn phong phú kali, mít có tác dụng điều hòa huyết áp và do đó giúp giảm nguy cơ bị đột quỵ và mắc bệnh tim mạch. Kali giúp duy trì sự cân bằng chất điện phân trong cơ thể. Mít chứa nhiều chất xơ giúp giảm táo bón và trợ giúp tiêu hóa. Chất xơ trong mít còn giúp tống khứ các hóa chất gây ung thƣ ở ruột.

Loại đƣờng tự nhiên nhƣ sucrose, fructose trong mít giúp cung cấp năng lƣợng cho cơ thể và cũng giúp dễ tiêu hóa. Mặc dù mít là trái cây giàu năng lƣợng, nhƣng nó không có chứa chất béo bão hòa hay các cholesterol nên đây là một trong những trái cây rất tốt cho cơ thể ngƣời. Mít còn chứa nhiều khoáng chất khác nhƣ mangan, sắt, vitamin B6, niacin, axit folic. cần thiết cho việc duy trì hoạt động của cơ thể.

Trong múi mít có chứa nhiều chất magiê, một loại dinh dƣỡng có vai trò quan trọng cho việc hấp thụ canxi của cơ thể, đồng thời giúp tăng cƣờng sức khỏe cho xƣơng và ngăn chặn những rối loạn liên quan đến xƣơng nhƣ bệnh viêm khớp xƣơng mãn tính. Mít cũng chứa sắt nên giúp ngăn chặn chứng thiếu máu và giúp việc tuần hoàn máu trong cơ thể đƣợc tốt [1], [2]. Khoáng chất đồng trong quả mít đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất ở tuyến giáp, đặc biệt là việc sản xuất và hấp thụ hooc mon. Các nhà khoa học chứng minh đƣợc rằng, thƣờng xuyên ăn mít sẽ giúp tuyến giáp khỏe mạnh hơn những ngƣời không ăn.

Ngoài ra, loại trái cây này cũng giàu các vi khoáng chất tốt cho tuyến giáp [3], [6]. 9 Luan van Bảng 1. Giá trị dinh dƣỡng mít (100g thịt mít tƣơi) [9] Dinh dƣỡng Giá trị Dinh dƣỡng Giá trị Năng lƣợng (kcal) 95,0 Vitamin E (mg) 0,34 Carbohydrat (g) 23,5 Natri (mg) 3,0 Protein (g) 1,72 Kali (mg) 303,0 Chất béo (g) 0,64 Caxi (mg) 34,0 Chất xơ (g) 1,5 Sắt (mg) 0,6 B12 (mg) 24 Magie (mg) 37,0 B6 (mg) 0,920 Mangan (mg) 0,197 B2 (mg) 0,329 Phospho (mg) 36,0 B1(mg) 0,102 Kẽm (mg) 0,42 Vitamin C (mg) 13,7 β -carotene (μg) 61,0 Vitamin A (IU) 110,0 β - cryto-xanthin (μg) 5.0 Ngoài ra, hạt mít cũng có giá trị lƣơng thực nhƣ các loại hạt và củ khác, đƣợc nhân dân dùng chống đói trong những ngày giáp hạt. Hạt mít có thể phơi khô làm lƣơng thực dự trữ, thành phần chất dinh dƣỡng có trong hạt mít.

Thành phần dinh dƣỡng trong hạt mít Thành phần Hàm lƣợng Tinh bột 70% Protein 5,2% Lipid 0,62% Khoáng 1,4% Thành phần protein và lipid của hạt mít khô thấp hơn gạo, nhƣng hơn hẳn khoai, sắn khô. Bên cạnh, đó hạt mít có tác dụng bổ trung ích khí gây trung tiện, thông tiểu tiện. Chất lƣợng của thịt mít so với hai trái phổ biến xoài, chuối (trong 100g phần ăn đƣợc). 10 Luan van Bảng 1.

So sánh thành phần dinh dƣỡng của mít với chuối và xoài Thành phần dinh dƣỡng Xoài Chuối sứ Cơm mít Hạt mít Calo 62 100 94 151 Độ ẩm (%) 82,6 71,6 72,9 60,9 Protein (g) 0,6 1,2 1,7 4,3 Lipid (g) 0,3 0,3 0,3 0,4 Glucid (g) 15,9 26,1 23,7 32,6 Xenlulose (g) 0,5 0,6 0,9 1,5 Tro(g) 0,6 0,8 1,4 1,8 Canxi (mg) 10,0 12,0 27,0 35,0 Photpho(mg) 15,0 32,0 38,0 126,0 Iron(mg) 0,3 0,8 0,6 1,2 Natri(mg) 3,0 0,8 0,6 1,2 Kali(mg) 214,0 401,0 400,0 841,0 Carotein ( g) 1880,0 255,0 237,0 25,0 Vitamin B1( g) 0,06 0,03 0,09 0,18 Vitamin B2( g) 0,05 0,04 0,11 0,51 Vitamin P( g) 0,6 0,6 0,7 0,51 Acid ascorbic ( g) 36,0 14,0 9,0 17,0  Dƣợc phẩm Ngoài giá trị dinh dƣỡng cao, theo quan điểm của Đông y, mít có vị ngọt, tính bình, tác dụng vào tỳ giúp lợi sữa, kháng viêm tốt và có thể phòng tốt cho một số bệnh sau: - Giúp giảm béo, hạ huyết áp: mít có hàm lƣợng nƣớc nhiều, protein thấp, không có chất béo, nhƣng lƣợng chất xơ nhiều, mít thực sự là món ăn lý tƣởng cho ngƣời béo phì, tim mạch, đặc biệt ngƣời muốn giảm cân. Tuy nhiên, lƣợng đƣờng trong mít mật nhiều hơn mít dai, nên những ngƣời béo chỉ nên ăn mít dai. 11 Luan van - Giúp chống viêm: hàm lƣợng vitamin C và gluxit cao, giúp cơ thể hấp thu nặng lƣợng tốt, chống viêm tốt, tăng sức đề kháng, nâng cao hệ miễn dịch, đặc biệt tốt cho những miền có mùa đông giá lạnh.