CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ý nghĩa việc nghiên cứu động học quá trình sấy Trong bối cảnh nhiều nghành công nghiệp nước nhà đang phát triển mạnh như hiện nay thì chúng ta không thể nào không nói đến nghành công nghiệp chế biến nông – lâm – hải sản. Trong đó, sấy là một khâu không thể thiếu trong nghành công nghiệp đang phát triển này. Sấy là quá trình truyền nhiệt và truyền chất phức tạp. Nghiên cứu động học quá trình sấy cung cấp dữ liệu về đường cong sấy mô tả tốc độ giảm ẩm bên trong vật liệu trong suốt quá trình sấy, đường cong tốc độ sấy, hệ số khuếch tán ẩm và hệ số truyền ẩm tại bề mặt… Ta có thể sử dụng các dữ liệu này để tính toán thiết kế, vận hành và tối ưu hóa chế độ sấy.2 Các nghiên cứu về động học sấy trên máy sấy đối lưu Có rất nhiều nghiên cứu động học quá trình sấy ở trong và ngoài nước.
Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung xác định mô hình toán học mô tả độ ẩm của vật liệu trong suốt quá trình sấy. Một vài nghiên cứu động học quá trình sấy trên máy sấy đối lưu đơn cử như: Mourad Ayadi và cộng sự [1] nghiên cứu động học quá trình sấy lá bạc hà trên máy sấy đối lưu, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng mô hình sấy 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của lá bạc hà trong quá trình sấy với phạm vi nhiệt độ sấy t = 40 ÷ 50oC và vận tốc tác nhân sấy v = 1 m/s. Murugavelh và cộng sự [2] nghiên cứu động học quá trình sấy cà chua cắt lát trên máy sấy năng lượng mặt trời, nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của cà chua với nhiệt độ sấy t = 42 ÷ 67oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,5 m/s. Siqueira và cộng sự [3] nghiên cứu động học quá trình sấy đối lưu hạt dưa hấu, nghiên cứu cho thấy mô hình MR = exp(−𝑘𝑡) là dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của hạt dưa với nhiệt độ sấy t = 55 ÷ 60oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,8 m/s.
Luis Puente-Dı´az và cộng sự [4] nghiên cứu động học quá trình sấy đối lưu trái việt quất, nghiên cứu này cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của trái việt quất với nhiệt độ sấy t = 40 ÷ 60oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,2 m/s. Lim và cộng sự [5] nghiên cứu động học quá trình sấy và quá nhiệt trái bứa, nghiên cứu này cho thấy rằng mô hình MR = exp(−𝑘𝑡 ) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của trái bứa với nhiệt độ sấy t = 150oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,9 m/s. Aremu Ademola Kabiru và cộng sự [6] nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày và nhiệt độ của động lực học sấy xoài, nghiên cứu 6 này đã cho thấy rằng mô hình MR = exp(−𝑘𝑡 ) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của trái xoài với nhiệt độ sấy t = 60 ÷ 80oC, vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s. PL Gan và PE Poh [7] nghiên cứu điều tra ảnh hưởng của hình dạng đối với động học sấy đối lưu mít, nghiên cứu này cho thấy rằng mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của mít với nhiệt độ t = 40 ÷ 70oC, vận tốc tác nhân sấy v = 3 m/s.
Rachana Shalini và cộng sự Alok Saxena [8] nghiên cứu động lực học sấy đối lưu sa bô, nghiên cứu này cho thấy rằng mô hìnhMR = exp(−kt ) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của sa bô với nhiệt độ t = 57 ÷ 59oC, vận tốc tác nhân sấy v = 4,5 m/s. Murali [9] nghiên cứu sấy động học đối lưu cá thu, nghiên cứu đã cho chúng ta thấy rằng mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 𝑡) + 𝑏 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 𝑡) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của cá thu với nhiệt độ t = 47 ÷ 62oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,6 ÷ 0,8 m/s. Syarifah Nor Faizah Syed Abdul Rahman [10] nghiên cứu sấy động học chôm chôm, nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡) + 𝑐 là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của chôm chôm với nhiệt độ t = 40 ÷ 80oC, vận tốc tác nhân sấy v = 1,5 m/s. Ching Lik Hii [11] nghiên cứu sấy động học khế, nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của khế với nhiệt độ t = 60 ÷ 80oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,5 m/s.
Duzzioni và cộng sự [12] nghiên cứu sấy động học đối lưu sơ ri, nghiên cứu chỉ ra rằng mô hình MR = exp(−kt ) là mô hình dự đoán tốt nhất về quá trình giảm ẩm của sơ ri với nhiệt độ t = 40 ÷ 60 oC, vận tốc tác nhân sấy v = 0,5 ÷ 1,5 m/s. Kipcak AS và cộng sự [13] nghiên cứu về đặc điểm khô của nấm xanh bằng phương pháp truyền thống sấy khô bằng mấy sấy chân không, nghiên cứu này cho thấy rằng mô hình 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝 −(𝑘𝑡) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của nấm xanh với nhiệt độ t = 60 ÷ 80oC, vận tốc tác nhân sấy v = 2 m/s. Nadee A và cộng sự [14] nghiên cứu mô hình động học sấy và tính chất vật lý của thảo mộc lá dứa, nghiên cứu này chỉ ra rằng mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡) + 𝑐 là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của lá dứa với nhiệt độ t = 45 ÷ 65oC, vận tốc v = 1 ÷ 1,2 m/s. Zibokere D, Egbe E [15] nghiên cứu động học làm khô lớp mỏng của Tôm hùm nước ngọt (Astacus astacus), nghiên cứu này cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡) là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của tôm hùm với nhiệt độ t = 50 ÷ 100oC, vận tốc tác nhân sấy v = 2,5 m/s.
Bellagha S và cộng sự [16] nghiên cứu về ướp muối và làm khô cá mòi (Sardinella aurita), nghiên cứu cho thấy mô hình MR = A exp(-k t) + (1-A) exp(-Bk t) là mô hình dự đoán 7 tốt nhất quá trình giảm ẩm của cá mòi với nhiệt độ t = 20oC, vận tốc tác nhân sấy v = 1,5 m/s. Boudinar Boudinar và cộng sự [17] nghiên cứu thực nghiệm động học làm khô của tôm càng hồng, nghiên cứu cho thấy mô hình MR = a exp(-kt ) + bt là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của tôm càng với nhiệt độ t = 50 ÷ 90 oC, vận tốc tác nhân sấy v = 1 m/s. Kouhila M và cộng sự [18] nghiên cứu thực nghiệm mô hình hóa động học làm khô của loại trai địa trung hải bằng năng lượng mặt trời, nghiên cứu này cho thấy mô hình MR = a exp(-kt) + c là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của trai địa trung hải với nhiệt độ t = 50 ÷ 70oC, vận tốc tác nhân sấy v = 3 m/s. Pérez-Won M và cộng sự [19] nghiên cứu quá trình sấy lát bào ngư, nghiên cứu này cho thấy mô hình MR = a exp(-kt ) + bt là mô hình dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của bàu ngư đỏ với nhiệt độ t = 40 ÷ 60oC, vận tốc tác nhân sấy v = 4,5 m/s.
Vega-Gálvez A và cộng sự [20] nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến động học làm khô và các đặc tính chất lượng của, nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑛 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 𝑡) + 𝑛 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 𝑡) và mô hình 𝑀𝑅 = 𝑛 + 𝑛 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 𝑡) là 2 mô hình dự đoán tốt nhất về quá trình giảm ẩm của mực với nhiệt độ t = 50 ÷ 90oC, vận tốc tác nhân sấy v = 3 m/s. Resende và cộng sự [21] nghiên cứu động học quá trình sấy quà thanh long, kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình Logarithmic phương trình 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡) + 𝑐 dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của thanh long với nhiệt độ sấy ở nhiệt độ 40 ÷ 100°C, tốc độ tác nhân sấy v = 0,5 m/s. Doymaz và cộng sự [22] nghiên cứu mận đã được xử lý trước trong dung dịch kiềm được làm khô trong máy sấy đối lưu, nghiên cứu này cho thấy mô hình Wang và Singh phương trình 𝑀𝑅 = 1 + 𝑎𝑡 + 𝑏𝑡 dự đoán tốt nhất quá trình giảm dần của mận ở nhiệt độ sấy t = 65℃, vận tốc tác nhân sấy v = 1,2 m/s. Oliveira Santana và cộng sự [23] nghiên cứu động học quá trình sấy hạt thanh long trên máy sấy đối lưu, nghiên cứu chỉ ra rằng mô hình 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝 (−𝑘𝑡 ) dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của hạt thanh long trong quá trình sấy bằng máy sấy đối lưu ở nhiệt độ sấy t = 40 ÷ 45℃, v = 1 𝑚/𝑠.
Marfi và cộng sự [24] nghiên cứu quá trình sấy động học cà na trên máy sấy đối lưu, nghiên cứu cho thấy rằng mô hình Page 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝 (−𝑘𝑡 ) dự đoán chính xác nhất quá trình giảm ẩm của cà na trong quá trình sấy trên máy sấy đối lưu ở nhiệt độ sấy t = 40 ÷ 60℃, vận tốc sấy v = 1𝑚/𝑠. Doymaz và cộng sự [25] nghiên cứu động học làm khô đậu bắp bằng phương pháp sấy khô trong máy sấy không khí, nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của đậu bắp với nhiệt độ sấy t = 50 ÷ 70℃ với vận 8 tốc tác nhân sấy v = 1 m/s. Demiray và cộng sự [26] nghiên cứu động học các lát cà rốt trong quá trình sấy đối lưu, kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡) dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của cà rốt với nhiệt độ sấy ở điều kiện nhiệt độ t = 45 ÷ 65°C, tốc độ tác nhân sấy v = 0,2 m/s. El-Aouar và cộng sự [27] nghiên cứu động học làm khô của đu đủ, ghiên cứu này cho thấy mô hình 𝑀𝑅 = 𝑎 𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑡 ) + 𝑏𝑡 dự đoán tốt nhất quá trình giảm ẩm của mận ở nhiệt độ sấy t = 40 ÷ 60oC, vận tốc tác nhân sấy v = 1,25 ÷ 3,25 m/s.
