Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy lạnh cho gấc tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Phạm vi nghiên cứu đề tài

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

1.3. Ý nghĩa khoa học và tính cấp thiết của đề tài

1.4. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Tổng quát các nội dung thực hiện đề tài

1.6. Tổng quan về vật liệu sấy

1.7. Thành phần dinh dưỡng của quả gấc

1.8. Tổng quan về sấy bơm nhiệt

1.9. Cơ sở lý luận về sấy bơm nhiệt

1.10. Các kết quả nghiên cứu sử dụng bơm nhiệt sấy trong nước và thế giới

1.11. Các kết quả nghiên cứu sấy màng gấc

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Nước hoạt hóa của thực phẩm và rau củ quả

2.2. Các dòng dịch chuyển và cơ chế thoát ẩm trong VLS

2.3. Cơ chế thoát ẩm trong vật liệu sấy

2.4. Các dòng dịch chuyển ẩm và thế dịch chuyển ẩm trong VLS

2.5. Các giai đoạn trong quá trình sấy

2.6. Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu

2.7. Các đặc trưng nhiệt vật lý của vật liệu

2.8. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm khô

2.8.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy (tTNS)

2.8.2. Ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy (vTNS)

2.8.3. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

2.8.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ hơi nước trên dàn lạnh (tNT)

2.8.5. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu trên một mẻ sấy

2.9. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu về nguyên liệu và sản phẩm sấy

2.9.1. Phương pháp xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu sấy (M1)

2.9.2. Phương pháp xác định ẩm độ tức thời của nguyên liệu đang sấy

2.9.3. Phương pháp xác định tốc độ sấy theo thời gian

2.9.4. Phương pháp xác định hàm lượng β-carotene

2.9.5. Phương pháp xác định màu sắc

2.9.6. Phương pháp xác định điện năng riêng

2.9.7. Phương pháp thiết kế hệ thống sấy bơm nhiệt

2.10. Xử lý số liệu thống kê

2.10.1. Xử lý số liệu thống kê bậc 1

2.10.2. Xử lý số liệu thực nghiệm bậc 2 bằng phần mềm Statgraphic

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT

3.1. Tính toán quá trình sấy lý thuyết

3.2. Tính toán quá trình sấy

3.3. Tính toán tốc độ sấy và thời gian sấy

3.4. Tính toán nhiệt quá trình

3.5. Tính toán kích thước buồng sấy

3.6. Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d

3.7. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy thực tế

3.8. Tính toán tổn thất nhiệt ∆

3.9. Tính toán quá trình sấy thực tế

3.10. Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt

3.11. Tính toán dàn ngưng

3.12. Tính toán dàn bay hơi

3.13. Tính chọn máy nén

3.14. Tính chọn quạt

3.15. Mô hình và phương tiện thí nghiệm

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY MÀNG ĐỎ HẠT GẤC TRÊN MÔ HÌNH

4.1. Vật liệu và phương tiện

4.2. Phương tiện

4.3. Dụng cụ đo và thiết bị đo

4.4. Dụng cụ và phương pháp điều chỉnh biến số đầu vào

4.5. Phương pháp thu thập số liệu đầu ra

4.6. Xác định các hàm mục tiêu và các biến đầu vào

4.7. Hàm mục tiêu và phương pháp xác định

4.8. Xác định biến số đầu vào (thông số công nghệ)

4.9. Thực nghiệm tối ưu hóa các thông số công nghệ đến các hàm mục tiêu

4.10. Thiết lập các hàm mục tiêu cho tối ưu hóa đa mục tiêu

4.11. Qui hoạch và kết quả thực nghiệm

4.12. Thiết lập mô hình toán của thời gian sấy

4.13. Thiết lập mô hình toán học cho năng lượng tiêu thụ

4.14. Thiết lập mô hình toán học về độ giảm hàm lượng β-carotene trong sản phẩm

4.15. Tối ưu hóa các thông số công nghệ

4.16. Đánh giá chất lượng gấc sấy khô bằng bơm nhiệt ở chế độ sấy tối ưu so với các phương pháp khác

4.16.1. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến thời gian sấy

4.16.2. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hàm lượng β-carotene

4.16.3. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến màu sắc sản phẩm

4.16.4. Đánh giá chất lượng gấc sấy khô bằng bơm nhiệt ở chế độ sấy tối ưu so với các công bố khác

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về kỹ thuật sấy lạnh

Kỹ thuật sấy lạnh là một phương pháp tiên tiến trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong việc bảo quản và chế biến các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt như gấc. Phương pháp này cho phép duy trì hầu hết các chất dinh dưỡng và màu sắc tự nhiên của sản phẩm, đồng thời giảm thiểu sự phân hủy của các hợp chất có lợi. Theo nghiên cứu, sấy lạnh không chỉ giúp bảo quản chất lượng mà còn tiết kiệm năng lượng so với các phương pháp truyền thống. Việc áp dụng kỹ thuật sấy lạnh cho gấc tại HCMUTE đã mở ra hướng đi mới trong việc sản xuất bột gấc, một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao.

1.1. Lợi ích của sấy lạnh

Sấy lạnh mang lại nhiều lợi ích cho sản phẩm thực phẩm. Đầu tiên, nó giúp bảo tồn hương vị và màu sắc tự nhiên của gấc, điều này rất quan trọng trong việc sản xuất thực phẩm chức năng. Thứ hai, sấy lạnh giúp giảm thiểu sự mất mát các chất dinh dưỡng như carotene, một hợp chất quan trọng trong gấc. Nghiên cứu cho thấy, hàm lượng beta-carotene trong gấc sấy lạnh vẫn giữ được mức cao, đạt khoảng 95,57%. Cuối cùng, phương pháp này cũng giúp giảm thời gian sấy và tiêu thụ năng lượng, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất.

II. Quy trình sấy lạnh cho gấc

Quy trình sấy lạnh cho gấc tại HCMUTE được thực hiện qua nhiều bước. Đầu tiên, gấc được thu hoạch và chế biến sơ bộ để loại bỏ các tạp chất. Sau đó, màng đỏ hạt gấc được đưa vào hệ thống sấy lạnh. Hệ thống này sử dụng công nghệ bơm nhiệt, cho phép điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm một cách chính xác. Nhiệt độ sấy được duy trì ở mức thấp từ 40 đến 50 độ C, giúp bảo vệ các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Kết quả cho thấy, thời gian sấy giảm xuống còn 11,27 giờ, tiết kiệm đáng kể so với các phương pháp khác.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sấy

Trong quy trình sấy lạnh, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Nhiệt độ tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy và độ ẩm tương đối của không khí là những yếu tố quan trọng. Nghiên cứu cho thấy, khi nhiệt độ tác nhân sấy được điều chỉnh ở mức 44,16 độ C, sản phẩm đạt được chất lượng tốt nhất. Bên cạnh đó, việc kiểm soát độ ẩm cũng giúp tăng tốc độ sấy và giảm thiểu thời gian sấy, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

III. Đánh giá chất lượng sản phẩm gấc sau sấy

Chất lượng sản phẩm gấc sau khi áp dụng kỹ thuật sấy lạnh được đánh giá dựa trên nhiều tiêu chí. Đầu tiên, màu sắc của sản phẩm gần như không thay đổi, điều này cho thấy sấy lạnh giúp bảo tồn tính chất tự nhiên của gấc. Thứ hai, hàm lượng beta-carotene trong sản phẩm sấy đạt mức cao, cho thấy giá trị dinh dưỡng vẫn được giữ nguyên. Cuối cùng, sản phẩm có mùi vị thơm ngon, không bị khét hay biến đổi do quá trình sấy. Những kết quả này khẳng định giá trị của sấy lạnh trong việc sản xuất thực phẩm chức năng từ gấc.

3.1. So sánh với các phương pháp sấy khác

Khi so sánh với các phương pháp sấy truyền thống như sấy bằng không khí nóng hay phơi nắng, sấy lạnh cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội. Thời gian sấy ngắn hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và chất lượng sản phẩm tốt hơn. Nghiên cứu cho thấy, sản phẩm gấc sấy lạnh có hàm lượng beta-carotene cao hơn so với sản phẩm sấy bằng không khí nóng, điều này chứng tỏ sấy lạnh là phương pháp tối ưu cho việc bảo quản và chế biến gấc.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy lạnh cho gấc tại HCMUTE đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này. Sản phẩm gấc sau sấy không chỉ giữ được chất lượng dinh dưỡng mà còn tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là mở rộng quy mô sản xuất và áp dụng công nghệ này cho các loại nông sản khác, nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và kinh tế cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

4.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số trong quy trình sấy lạnh cho các loại thực phẩm khác nhau. Việc nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và thời gian sấy sẽ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí sản xuất. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ này trong quy mô công nghiệp cũng cần được xem xét để đánh giá tính khả thi và hiệu quả kinh tế.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy lạnh trong sấy gấc