Nghiên cứu kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về sấy và ảnh hưởng của các loại sóng đến quá trình sấy nông sản

1.1.1. Tổng quan về phương pháp sấy và sấy bơm nhiệt

1.1.2. Sơ lược về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy và các yếu tố ảnh hưởng đến động học quá trình sấy

1.1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt tại Việt Nam

1.2. Sóng siêu âm và cơ chế hỗ trợ sấy của sóng siêu âm

1.2.1. Sóng siêu âm và ứng dụng

1.2.2. Cơ chế hỗ trợ sấy của sóng siêu âm

1.2.3. Tình hình nghiên cứu sấy với sự hỗ trợ của sóng siêu âm trên thế giới

1.2.3.1. Tình hình nghiên cứu thiết kế thiết bị phát sóng siêu âm hỗ trợ sấy

1.2.3.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng sấy nông sản thực phẩm với sự hỗ trợ của sóng siêu âm

1.3. Nghiên cứu về truyền nhiệt truyền ẩm trong vật liệu khi sấy có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

1.4. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu

1.4.1. Sơ chế và bảo quản đảng sâm

1.4.2. Các phương pháp sấy và thiết bị sấy nhân sâm trên thế giới

2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu sấy

2.2. Các phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Giải pháp thiết kế bộ phận phát sóng siêu âm hỗ trợ sấy

2.2.2. Phương pháp xác định mô hình toán truyền nhiệt truyền ẩm

2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu trong nghiên cứu thực nghiệm

2.2.4. Phương pháp xác định độ ẩm, nhiệt độ của vật liệu sấy

2.2.5. Phương pháp xác định tính chất nhiệt vật lý vật liệu sấy

2.2.5.1. Khối lượng riêng của vật liệu sấy

2.2.5.2. Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy

2.2.5.3. Hệ số dẫn nhiệt của đảng sâm

2.2.5.4. Độ ẩm cân bằng của đảng sâm

2.2.6. Xác định lượng nhiệt tăng thêm khi sấy vật liệu có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

2.2.7. Phương pháp xác định các thông số liên quan đến động học sấy

2.2.7.1. Xác định hệ số trao đổi nhiệt, ẩm đối lưu khi có sóng siêu âm hỗ trợ sấy

2.2.7.2. Xác định hệ số khuếch tán ẩm của vật liệu

2.2.8. Phương pháp đánh giá mô hình toán

2.2.9. Phương pháp xác định thông số và miền giá trị của các thông số ảnh hưởng đến động học sấy đảng sâm

2.2.10. Phương pháp xác định chế độ sấy hợp lý

2.2.11. Phương pháp chọn phần mềm hỗ trợ khi nghiên cứu

2.2.12. Phương pháp tối ưu hóa

2.3. Hệ thống máy sấy bơm nhiệt kết hợp với sóng siêu âm

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Thiết kế chế tạo bộ phận phát sóng siêu âm hỗ trợ sấy

3.2. Hiện tượng vật lý khi sấy có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

3.3. Mô hình toán truyền nhiệt và truyền ẩm trong đảng sâm khi sấy có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

3.4. Giải phương trình truyền nhiệt và ẩm trong vật liệu sấy

3.5. Xác định tính chất nhiệt vật lý của đảng sâm

3.5.1. Khối lượng riêng của đảng sâm

3.5.2. Nhiệt dung riêng của đảng sâm

3.5.3. Hệ số dẫn nhiệt của đảng sâm

3.5.4. Độ ẩm cân bằng của đảng sâm

3.6. Xác định lượng nhiệt tăng thêm và động học quá trình sấy đảng sâm

3.6.1. Thực nghiệm sấy đảng sâm

3.6.1.1. Khảo nghiệm xác định miền giá trị thông số cho các chế độ thí nghiệm

3.6.1.2. Xác định lượng nhiệt tăng thêm khi sấy đảng sâm có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

3.6.2. Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến động học quá trình sấy đảng sâm

3.6.2.1. Xác định hệ số khuếch tán ẩm hệ số khuếch tán nhiệt ẩm của đảng sâm

3.6.2.2. Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến tốc độ sấy của đảng sâm

3.6.3. Đánh giá sự thay đổi màu sắc của đảng sâm khi sấy có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

3.6.4. Đánh giá chất lượng đảng sâm khi sấy có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

3.6.5. Xác định chế độ sấy hợp lý cho đảng sâm

3.7. Kiểm chứng tại chế độ sấy hợp lý cho đảng sâm

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm

Kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm đang trở thành một phương pháp tiên tiến trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Phương pháp này không chỉ giúp giảm thời gian sấy mà còn bảo toàn chất lượng dinh dưỡng và màu sắc của sản phẩm. Công nghệ sấy này sử dụng sóng siêu âm để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt và ẩm, từ đó nâng cao hiệu quả sấy nông sản. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng sóng siêu âm trong quá trình sấy thực phẩm có thể làm giảm đáng kể độ ẩm mà không làm mất đi các thành phần dinh dưỡng quan trọng. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng sóng siêu âm có thể làm tăng tốc độ sấy nhanh và giảm thiểu tổn thất chất lượng sản phẩm.

1.1. Lợi ích của việc sử dụng sóng siêu âm trong sấy nông sản

Việc áp dụng sóng siêu âm trong kỹ thuật sấy mang lại nhiều lợi ích. Đầu tiên, nó giúp tăng cường hiệu quả sấy bằng cách tạo ra các rung động siêu âm, làm tăng khả năng khuếch tán nhiệt và ẩm trong vật liệu. Thứ hai, sấy nông sản bằng sóng siêu âm giúp bảo quản các chất dinh dưỡng và màu sắc của sản phẩm tốt hơn so với các phương pháp truyền thống. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong quá trình sấy thực phẩm, việc sử dụng sóng siêu âm có thể làm giảm thiểu sự phân hủy của các hợp chất có lợi như saponin trong đảng sâm, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Cuối cùng, công nghệ sấy này còn giúp tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí sản xuất và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm trên thị trường.

II. Quy trình sấy nông sản bằng sóng siêu âm

Quy trình sấy nông sản bằng sóng siêu âm bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định các thông số kỹ thuật như nhiệt độ, độ ẩm và cường độ sóng siêu âm phù hợp với từng loại nông sản. Sau đó, vật liệu sẽ được đưa vào hệ thống sấy kết hợp với sóng siêu âm. Trong quá trình này, sóng siêu âm sẽ tạo ra các rung động, giúp tăng cường quá trình trao đổi nhiệt và ẩm. Kết quả là thời gian sấy nhanh hơn và chất lượng sản phẩm được bảo toàn. Nghiên cứu cho thấy rằng, với điều kiện tác nhân sấy là nhiệt độ 40-50 ºC và cường độ sóng siêu âm từ 0,0-2,2 kW/m2, sản phẩm có thể đạt được độ ẩm mong muốn trong thời gian ngắn hơn so với phương pháp truyền thống.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sấy

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sấy nông sản bằng sóng siêu âm. Đầu tiên là nhiệt độ tác nhân sấy, nhiệt độ quá cao có thể làm mất đi các chất dinh dưỡng trong sản phẩm. Thứ hai là độ ẩm ban đầu của nông sản, nông sản có độ ẩm cao sẽ cần thời gian sấy lâu hơn. Thứ ba là cường độ sóng siêu âm, cường độ này cần được điều chỉnh phù hợp để đảm bảo hiệu quả sấy mà không làm hỏng sản phẩm. Cuối cùng, tốc độ dòng khí cũng là một yếu tố quan trọng, tốc độ này cần được tối ưu hóa để đảm bảo quá trình trao đổi nhiệt diễn ra hiệu quả. Tất cả các yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng để đạt được kết quả tốt nhất trong quá trình sấy thực phẩm.

III. Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm

Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, việc sử dụng sóng siêu âm không chỉ giúp giảm thời gian sấy mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm. Cụ thể, màu sắc và hàm lượng saponin trong đảng sâm khô được bảo toàn tốt hơn so với các phương pháp sấy truyền thống. Kết quả cho thấy rằng, sấy nông sản bằng sóng siêu âm có thể làm giảm độ ẩm từ 15-23% trong thời gian ngắn, đồng thời giữ lại từ 78-95% hàm lượng saponin. Điều này chứng tỏ rằng công nghệ sấy này có tiềm năng lớn trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm nông sản.

3.1. Ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật sấy nông sản

Kỹ thuật sấy nông sản bằng sóng siêu âm có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành chế biến thực phẩm. Đặc biệt, nó có thể được áp dụng trong việc chế biến các sản phẩm từ đảng sâm, một loại nông sản có giá trị kinh tế cao. Việc sử dụng sóng siêu âm trong sấy thực phẩm không chỉ giúp bảo quản chất lượng sản phẩm mà còn tăng cường giá trị dinh dưỡng. Hơn nữa, công nghệ này còn giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất, từ đó nâng cao tính cạnh tranh cho sản phẩm trên thị trường. Các nhà sản xuất có thể áp dụng công nghệ này để cải thiện quy trình sản xuất và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về chất lượng thực phẩm.

Luận án tiến sĩ về kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm sử dụng sóng siêu âm