Mô hình động học sấy puree xoài (Mangifera indica L.) bằng kỹ thuật sấy hồng ngoại

11

JJ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH

KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYEN TAT THANH

KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP

MƠ HÌNH ĐỘNG HỌC SẤY
PUREE XOÀI (Mangifera indica L.)

BẰNG KỸ THUẬT SẤY
HỒNG NGOẠI

HƯỲNH THỊ TÓ NA

Tp.HCM, tháng 10 năm 2021

*


TĨM TẮT

Mơ hình động học sấy quan trọng trong q trình làm khơ thực phẩm. Mơ hình

được chọn ra dựa trên dừ liệu thực nghiệm đê mơ tả q trình thốt âm. Từ đó cung
cấp nhùng thơng số động học có thể hồ trợ q trình mơ phỏng, thiết kế, tính tốn hệ
thống sấy. Trong nghiên cứu này, mục tiêu đề tài hướng đến là xác định mơ hình động

học sấy puree xoài bằng kỳ thuật sấy hồng ngoại. Từ mơ hình này, đặc điểm q trình
thốt ấm khỏi puree xồi dưới tác dụng của hồng ngoại được phân tích, đồng thời các

thông số động học đặc trưng của quá trình cũng được xác định.

Nội dung nghiên cứu gồm 3 phần chính:

1. Đánh giá khả năng thốt ẩm khỏi puree xồi khi sấy bằng kỳ thuật say hồng
ngoại
2.

Xác định mơ hình động học sấy puree xồi bằng kỳ thuật sấy hồng ngoại

3.

Xác định các thơng số đặc tả q trình sấy

Ket quả đề tài đã cho thấy rằng nhiệt độ bức xạ hồng ngoại càng cao thi q trình

thốt ấm diễn ra với tốc độ càng nhanh và độ ấm cân bằng càng thấp. Đường cong khi

sấy ở các nhiệt độ 65, 70, 75 và 80 °C chỉ xuất hiện 2 giai đoạn gồm sấy tăng tốc và
sấy giảm tốc. Tốc độ thoát ấm diễn ra quá nhanh dẫn đến giai đoạn sấy đắng tốc khơng

xuất hiện. Mơ hình lý tưởng nhất để mơ tả đặc tính thốt ẩm khỏi puree xồi được xác
định là mơ hình Weibull. Khả năng khuếch tán độ ấm hiệu dụng có giá trị từ 5.088x 10'

10 đến 1.259xl0’9 m2/s khi tăng nhiệt độ sấy từ 65 đến 80 °C. Năng lượng hoạt hóa Ea
của puree xoài khi sấy hồng ngoại tương đối cao là 59.46 kJ/mol đoi với q trình

thốt ẩm so với một số nguyên cứu khác. Điều này cho thấy việc tính toán các giá trị
Ea sẽ bị tác động trực tiếp từ cấu trúc, đặc tính, thành phần cấu tạo, giống loại của vật

liệu sấy.

vi


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP.......................................................... iv

LỜI CẢM ƠN....................................................................................................... V
TÓM TẮT............................................................................................................ vi

ABSTRACT........................................................................................................ vii

MỤC LỤC.......................................................................................................... viii
DANH MỤC CHŨ VIẾT TẮT.......................................................................... xi
DANH MỤC HÌNH............................................................................................ xii

DANH MỤC BẢNG.......................................................................................... xiii
MỞ ĐẰU............................................................................................................... 1

Chương 1. TĨNG QUAN VỀ NGHIÊN cứu.................................................. 3
1.1. TĨNG QUAN VỀ XỒI........................................................................ 3

1.1.1. Nguồn gốc.......................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm............................................................................................ 3
1.1.3. Thành phần hóa học........................................................................... 4

1.1.4. Giá trị sinh học của xoài.................................................................... 6
1.1.5. Những nghiên cứu trong và ngoài nước về nguyên liệu xoài............ 7
1.2. TÓNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY RAU TRÁI........... 10
1.3. ĐỘNG HỌC SẤY LỚP MỎNG.......................................................... 12

1.3.1. Yeu tố ảnh hưởng đến q trình sấy................................................13
1.3.2. Các mơ hình sấy lớp mỏng................................................................ 14

Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu................................................ 22
2.1. NGUYÊN LIỆU....................................................................................22
2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - HÓA CHẤT.............................................. 22

viii


2.2.1. Dụng cụ........................................................................................... 22

2.2.2. Thiết bị sấy hồng ngoại................................................................... 23
2.2.3. Thiết bị phân tích............................................................................. 24
2.3. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIẾM NGHIÊN cứu..................................... 25
2.3.1. Thời gian nghiên cứu....................................................................... 25
2.3.2. Địa điếm nghiên cứu........................................................................ 25

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu........................................................ 25

2.4.1. Sơ đồ nghiên cứu............................................................................. 25
2.4.2. Bố trí thí nghiệm.............................................................................. 26

2.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH............................................................27
2.5.1. Xác định tốc độ sấy.......................................................................... 27

2.5.2. Xác định ẩm theo phương pháp AO AC 945.21.............................. 28
2.5.3. Xác định hàm âm, tỉ lệ âm............................................................... 28

2.6. MƠ HÌNH TỐN HỌC Dự BÁO sụ THỐT ẤM........................ 29
2.7. HỆ SĨ KHUẾCH TÁN ÁM HIỆU DỤNG (ký hiệu Deff)................. 30
2.8. NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA.............................................................. 30
2.9. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SÓ LIỆU.................................................... 31

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................ 32
3.1. KHẢ NĂNG THOÁT ẤM KHỎI PUREE XOÀI KHI SẤY HỒNG

NGOẠI.................................................................................................................... 32
3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH SẨY HỊNG NGOẠI

ĐẾN ĐỘNG HỌC SẤY PUREE XỒI............................................................... 34
3.2.1. Mơ hình động học đặc tả q trình thốt ẩm trong kỳ thuật sấy hồng

ngoại.................................................................................................................... 34
3.2.2. Ước lượng hệ số khuếch tán ẩm hiệu dụng...................................... 36
3.2.3. Năng lượng hoạt hóa q trình thốt ẩm.......................................... 37

IX


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................... 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 40

X

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Xồi qua các giai đoạn ủ chín....................................................................... 22
Hình 2.2 Thiết bị sấy hồng ngoại................................................................................. 23
Hình 2.2 Máy đo ẩm..................................................................................................... 24
Hình 2.3 Cân điện tử..................................................................................................... 24
Hình 2.4 Sơ đồ nghiên cứu động học sấy và khả năng thốt ẩm khỏi puree xồi trong
q trình sấy hồng ngoại............................................................................................... 25

Hình 2.5 Sơ đồ nghiên cứu khả năng thốt ẩm khỏi puree xồi khi sấy hồng ngoại.... 26
Hình 2.6 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình sấy hồng ngoại đến động học sấy
puree xồi...................................................................................................................... 27

Hình 3.1 Đường cong sấy (a) và đường cong tốc độ sấy (b)........................................ 32
Hình 3.2 Sự thay đổi của Deff theo nhiệt độ trong quá trình sấy hồng ngoại............... 38

xii


DANH MỤC BANG

Bảng 2.1 Một số mơ hình tốn học để dự đốn........................................................... 29

Bảng 3.1 Phân tích hồi quy phi tuyến các mơ hình tốn học khi sấy hồng ngoại....... 34

Bảng 3.2 Các giá trị hệ số khuếch tán ẩm hiệu dụng ở nhũng điều kiện sấy hồng ngoại
..................................................................................................................................... 36

xiii


MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Động học sấy đóng vai trị cần thiết trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm , tối

ưu hóa quy trình đong thời nó cũng hữu ích để phân tích khối lượng và quá trình
truyền nhiệt trong q trình sấy. Do đó, việc sử dụng các mơ hình tốn học trong ước
lượng động học sấy, đặc tính sấy và xác định các thơng số đặc tả q trình sấy khi sấy

nơng sản và thực phẩm trở nên cần thiết. Nhiều mơ hình tốn học đã được đề xuất để

mơ tả q trình sấy, trong số đó mơ hình sấy lớp mỏng đã được sử dụng rộng rãi.

Xoài (Mangifera indica L.) được biết đến là một loại trái có hương thơm vị chua
ngọt đặc trưng và giàu giá trị dinh dưỡng do trong xoài chứa nhiều các hợp chất sinh

học. Cũng như các loại rau trái khác, xồi có thời gian bảo quản ngắn do hàm lượng
ẩm cao. Trong những kỳ thuật bảo quản thực phẩm, quá trình sấy là phương pháp đại

trà được dùng đe lưu trừ và tạo ra sản phâm sấy. Nhờ vào việc tách ẩm làm giảm khối
lượng và the tích của sản phàm, nên giúp giảm chi phí về đóng gói và quá trình vận

chuyển, sấy hồng ngoại mang lại nhiều điểm vượt trội hơn so với sấy khơ bằng khơng

khí nóng thông thường. So với các phương pháp sấy thông thường pho thơng, phương

pháp sấy hồng ngoại có ưu điểm vượt trội là gia nhiệt đồng bộ, tiết kiệm năng lượng,

thời gian sấy ngắn, dễ dàng kiềm soát nhiệt độ nguyên liệu, cải thiện chất lượng sản
phẩm và chi phí sản xuất thấp.

Tuy nhiên, có rất ít hoặc chưa có nghiên cứu nào cơng bố về mơ hình động học

sấy puree xồi bằng kỳ thuật sấy hồng ngoại. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là

khảo sát đặc tính sấy của puree xoài bằng kỳ thuật sấy hồng ngoại từ đó xác định
đường cong sấy, mơ hình tốn học dự báo thoát ẩm, hệ số khuếch tán ẩm hiệu dụng, và

ước lượng năng lượng hoạt hóa của nguyên liệu đe đánh giá khả năng thoát ấm ở
những điều kiện sấy khác nhau. Nhằm đánh giá hiệu quả sấy của kỳ thuật sấy hồng
ngoại trên nguyên liệu có hàm lượng đường cao khó tách ẩm và chọn ra được các
thơng số và điều kiện sấy phù hợp đe tối ưu thời gian và các giá trị sản phàm về sau

đạt chất lượng tốt nhất.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu khảo sát động học sấy puree xoài (Mangifera indỉca L.) bằng kỳ
thuật sấy hồng ngoại nhằm xác định mơ hình phù hợp đe mơ tả động học sấy từ dừ liệu
thực nghiệm, xác định những thơng số đặc tả q trình sấy puree xồi bằng hồng ngoại

nhằm hướng tới cung cấp giá trị thực nghiệm giúp việc thiết kế, tối ưu quá trình sấy
trong sản xuất bột trái cây.

3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu gồm 3 phần chính:

Phần 1. Đánh giá khả năng thốt ấm khỏi puree xồi khi sấy bằng kỹ thuật sấy
hồng ngoại

Phần 2. Mơ hình động học sấy puree xoài bằng kỹ thuật sấy hồng ngoại
Phần 3. Xác định các thơng số đặc tả q trình sấy

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là xoài (Mangifera indica L.) và kỳ thuật sấy hồng ngoại.

Phạm vi nghiên cứu về mơ hình và động học thốt ấm của vật liệu trong quá trình
sấy.

2


Chương 1. TÓNG QUAN VỀ NGHIÊN cửu

1.1. TÓNG QUAN VỀ XỒI
1.1.1. Nguồn gốc

Xồi (Mangifera indica L) chủ yếu được trồng ở Châu Á, Nam và Trung Mỹ

cũng như Châu Phi, được trồng ở khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới (Mwaurah et al.,
2020). Mặc dù Àn Độ có sản lượng trái cây cao nhất nhưng xoài vần được trồng ờ hơn
100 quốc gia, bao gồm Pakistan, Trung Quốc, Philippines, Thái Lan, Nigeria, Israel, Ý,

Tây Ban Nha, Mexico và Brazil (Fowomola, 2010; Galán Saúco, 2002; Lauricella et

al., 2017). Tại Việt Nam, cây xoài được trồng ở các tỉnh Đồng bằng Sơng Cửu Long.

Ngồi ra cịn trồng ở Bà Rịa Vũng Tàu, Khánh Hịa,...
1.1.2. Đặc điểm

Tên khoa học của xồi là Mangifera indica L. thuộc giới Pỉantae, bộ Sapindales,
họ Anacardiaceae (Đào lộn hột), chi Mangifera L., loài M. Indica (Parvez, n.d.). Xồi

có độ mọng nước, vị ngọt, mùi hương hấp dần, màu sắc noi bật và giá trị dinh dưỡng
dồi dào nên được cho là “vua của các loại trái cây” (Ribeiro & Schieber, 2010). Mặc
dù có ít nhất 69 lồi khác nhau thuộc chi Mangifera, M. indica là loài phổ biến nhất

(Mukherjee, 1972).
Cây xồi có kích thước trung bình đến lớn (cao 10-40 m), thường xanh, có tán
trịn đối xứng, từ thấp đến rậm rạp, thắng đứng và thoáng, vỏ cây thường có màu xám

đen từ nâu đến đen, bề ngồi nứt hoặc nứt khơng thấy rõ, bong ra từng mảng khơng

đều, khá dày (hình 2.1 a). Cây tạo thành một rề vịi dài khơng phân nhánh (lên đến 6-8

m hoặc cao hơn) cộng với sự dày đặc của các rề phụ. Hệ thong rề cùa cây xoài 18 năm

tuổi có thể đạt độ sâu 1.2 m với độ lan ra xa tới 7.5 m (Bojappa & Singh, 1974).
Các lá xếp xen kẽ đơn giản, dài 15 - 45 em. Cuống lá có chiều dài thay đổi từ 1
đến 12 cm, ln ln phình ra ở gốc. Lá có nhiều hình dáng như hình mác, hình thn
dài, hình trứng hoặc hình thn trịn (L. B. Singh, 1960) (hình 2.1b).

Kích thước của cả hoa đực và hoa lưỡng tính khác nhau, đường kính từ 6 đến 8

mm. Chúng khơng có cuống và có mùi ngọt. Các hạt phấn hoa có hình dạng thay đổi,

3

với kích thước thay đổi từ 20 đến 35 micron (Mukherjee, 1950; R. N. Singh, 1954). Có

khoảng 3000 đến 5000 bông hoa nhỏ trong mồi chùm bông của cây, màu của chúng là

màu trắng đỏ và xanh lục vàng với những chấm màu đỏ và tím trên các cánh hoa

(Huda et al., 2015; Nandwani, 2013; Shah et al., 2010) (hình 2.1 c).

Hình 1.1 Cây xồi (a); lá xồi (b); hoa xồi (c); trái xồi (d)

(Mirza et al., 2020) (anphupet.com)

Quả có the phân loại theo kích thước, hình dạng và màu sắc, sự hiện diện của
chất xo, hương, mùi vị và một số đặc điếm khác. Quả có ba thành phần: (1) lớp vỏ

ngoài là lớp vỏ nhằn, bên ngoài cùa quả có màu sắc thay đổi khi chín từ xanh sang
vàng hoặc đỏ cam; (2) phần trung bì, cịn được gọi là cùi xoài, ban đầu đặc, nhưng

mềm dần khi quả chín đe tạo ra các sợi mềm có màu vàng cam; và (3) hạt bên trong có

hình bầu dục duy nhất cịn được gọi là hạt hoặc nhân xồi (Lauricella et al., 2017)
(hình 2.1d).
1.1.3. Thành phần hóa học

Xồi là loại trái cây chứa nhiều hợp chất ngăn ngừa quá trình oxy hố (C. Kaur
& Kapoor, 2001; Kim et al., 2007). Nó cũng là 1 nguồn cung cap carbohydrate, chất

xơ, chất béo, vitamin, khoáng chat, protein, và carotenoid

4

(Jahurul et al., 2015;


Lauricella et al., 2017). Tính chất chua của quả xồi là do sự có mặt của acid citric và
acid malic (Maldonado-Celis et al., 2019). Các hợp chat có giá trị sinh học ở thịt xoài

cũng như các bộ phận khác của cây xồi cũng có góp phần đến việc tăng cường sức
khỏe và giảm thiếu việc mắc bệnh (Ribeiro & Schieber, 2010) (bảng 2.1).
Bàng 1.1 Họp chất sinh học cùa xoài

Họp chất sinh học

Bộ phận

Ascorbic và các acid dehydroascorbic

Thịt

P-carotene

Thịt

Các carotenoid khác: carotene, mutato chrome, mutatoxanthin, a-cryptoxanthin,
luteoxanthin, auroxanthin, violaxanthins

Thịt

Các Polyphenol: quercetin, mangiferin,
kaempferols, anthocyanins, isomangiferin homomangiferin

Thịt, vỏ cây, hạt, lá, vỏ quả, cành cây

Các acid phenolic:, protocatechuic,
caffeic, ferulic, ellgic, các acid 4caffeoylquinic, gallic, coumaric

Thịt, vỏ, hạt, nhân

Các phenol khác: Alk(en)ylresorcinols

Vỏ quả, nhựa cây

Xơ

Vỏ quả, hạt, thịt

Các Terpenoid: limonene, p - myrcere, ppinene, a- pinene, trans-ocimene, ahumulene và và các chât khác
(aldehydes, lactone, acid, ester, aliphatic
alcohol và sesquiterpene)

Thịt, vỏ quả, nhựa cây

Các khoáng chống oxy hoá: K, Cu, Zn,
Mg, Fe, Selenium

Thịt, vỏ quả, hạt, vỏ thân cây.

Thịt xoài là một nguồn phong phú các hợp chất polyphenol, chắng hạn như acid

m-hydroxybenzoic, acid coumaric, acid/?-hydroxybenzoic, catechin, acid benzoic,

epicatechin, acid ferulic, gallotannin, mangiferin, acid protocatechuic ,isomangiferin,
acid ellagic, apigenin, acid m-coumaric, myricetin, quercetin, kaemp-ferol, acid

vanillic và các glycoside của nó (Ribeiro et al., 2008; Schieber et al., 2000).
Chiết xuất vỏ xồi chín có chứa các flavonoid chính là quercetin, rhamnetin,
kaempferol và các glycoside của nó (Berardini, Fezer, et al., 2005; Berardini, Knõdler,

5


et al., 2005; Schieber et al., 2000) và các carotenoid chính là P-carotene, lutein và

violaxanthin (Ajila et al., 2010).

Chiết xuất hạt xoài cũng là một nguồn polyphenol, sesquiterpenoids, phytosterol,

và các nguyên tố vi lượng như selen, đồng và kẽm (Schieber et al., 2003). Hạt xồi có

chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học (phenolic, chất xơ, carotenoid, và vitamin C)
giúp tăng cường sức khỏe con người (Jahurul et al., 2015). Nó là một nguồn cung cấp
carbohydrate (58 - 80%), protein (6 - 13%), các acid amin thiết yếu và lipid (6 - 16%);

nó rất giàu acid oleic và stearic (Diarra, 2014).

Lá xoài chứa nhiều hợp chat phenolic và flavonoid (Elzaawely & Tawata, 2010).

Phan etyl acetate của lá xoài tạo ra một số hợp chat phenol quan trọng như acid

benzoic, acid gallic, pyrogallol, acid jP-hydroxy benzoic, acid vanillic, ethyl gallate,
acid protocatechuic, gallocatechin và catechin (Elzaawely & Tawata, 2010; Ghosal et

al., 1978).
Vỏ thân xoài là nguồn giàu triterpenoids và các hợp chat polyphenolic. Ngồi ra
vỏ thân xồi cịn có các loại hợp chất khác như acid béo, sesquiterpenes, polyalcohols,

đường tự do và glycoside alicyclic (Gupta & All, 1999; Rymbai et al., 2013).
Hoa xoài là một nguồn giàu acid amin bao gom threonine, alanin, valine, và
tryptophan (Rai et al., 2007).

1.1.4. Giá trị sinh học của xoài

Tác giả Rodeiro và cộng sự (2008) đã nghiên cứu rằng chiết xuất từ vỏ xồi có
tác dụng kích thích tuyến giáp trên động vật bị suy giáp gây ra và giảm q trình
peroxy hóa lipid trong các mô tim, gan, và thận (Rodeiro et al., 2008).

Các flavonoid được chiết xuất từ vỏ xoài được tác giả Kanwal (2009) chỉ ra có
the làm giảm đáng ke sự hình thành của bốn lồi vi khuấn được thử nghiệm {Bacillus
sp., Lactobacillus, Azospirillium lipoferum, và sp. Escherichia coll) (Kanwal et al.,

2009). Tương tự Masibo và He (2009) cho thay mangiferin chiết xuất từ lá xoài đã hạn

chế sự phát triển cùa cả bốn loài vi khuẩn gây bệnh được thử nghiệm {Salmonella
typhimurium, E. coli, Staphylococcusaureus, và Bacilluscereus) và hai vi khuân không

6


gây bệnh {Streptococcus thermophilus và Lactobacillus acidophilus) (Masibo & He,

2009).
Mangiferin, một chat xanthone có trong xồi khi dùng với liều 1 OOmg/kg/ngày

đối với những con chuột bị viêm nha chu thừ nghiệm, chứng minh về hiệu quả chống
viêm thúc đấy q trình chừa lành các mơ bị thương theo khảo sát của Carvalho và

cộng sự (2008) (Carvalho et al., 2008).
Các hoạt tính sinh học bao gồm polyphenol, terpenoids, carotenoid và
phytosterol, được tìm thấy trong lá, vỏ cây, thịt, vỏ, và hạt xồi. Xồi đã được chứng

minh là có tính dược lý và các hoạt tính sinh học khác nhau, chẳng hạn như có khả

năng chống oxy hóa, điều hịa miễn dịch, kháng viêm, kháng khuấn, chống đái tháo
đường, chống vi khuấn, và chống ung thư (Mirza et al., 2020).

Xoài cũng như là các bộ phận của nó: nhân, hoa, lá, nhựa cây, vỏ cây, vỏ quả
được sử dụng làm thuốc dân gian điều trị đơn giản các bệnh phố biến bao gồm bệnh
kiết lỵ, tiêu chảy, viêm đường tiết niệu, bệnh rôm sảy, và bệnh bạch hầu thông qua
bằng chứng khoa học (Kapadia, 2003).
1.1.5. Những nghiên cứu trong và ngoài nước về ngun liệu xồi

Đã có rất nhiều nghiên cứu đã thành cơng về các đặc điểm hình thái, các thông số

vận hành sấy, các hợp chất sinh học, phân tích vật lý và hóa học,... trên chiết xuất quả

xồi và phụ phẩm từ nó. Tuy nhiên những khảo sát về xồi trong nước vẫn cịn hạn
chế.
1.1.5.1. Những nghiên cứu ngồi nước

Nghiên cứu về qúa trình sấy xồi

Tác giả Pott và cộng sự (2005) nâng cao chất lượng lát xoài khơng bị sunfua hóa
bằng cách sấy ở nhiệt độ cao cho thấy sấy trong khoảng 6 giờ ở nhiệt độ khơng khí cao

(80 °C) là tối ưu (Pott et al., 2005).

Năm 2012, tác giả Dorta đã khảo sát tác động của các phương pháp sấy khô đến
độ ổn định khả năng chống oxy hóa của vỏ và hạt xồi. Cho thấy phương pháp sấy

lạnh cho phép vỏ (khi chiết xuất bằng etanol: nước) và hạt có tiềm năng chống oxy
hố ổn định, việc giảm hoạt tính khơng đáng ke. Ngồi ra, phương pháp xử lý này đã

7


cải thiện khả năng khử gốc ABTS'+(trong ethanol: nước), cũng như khả năng của hạt

trong việc loại bỏ các gốc tự do và ức che q trình peroxy hóa lipid (Dorta et al.,
2012).

Năm 2017, tác giả Zotarelli khảo sát bột xoài được sản xuất bằng cách sấy phun

và sấy băng đúc kết luận sấy băng đúc là một quy trình thích hợp đe sản xuất bột xồi
và cho phép sản xuất bột từ tồn bộ thịt quả mà khơng cần bổ sung maltodextrin
(Zotarelli et al., 2017). Năm tiếp theo, tác giả Wang và cộng sự (2018) đã tìm hiểu về
hiệu suất nhiệt của máy sấy năng lượng mặt trời đối lưu cưỡng bức gián tiếp và phân
tích động học của xồi (W. Wang et al., 2018).
Nghiên cứu về q trình trích ly thành phần hố học trên đối tượng xồi

Năm 2000, tác giả Sudhakar và Maini đã khảo sát các yếu tố tác động đến sự thu
hồi và phương pháp hiệu quả đe chiết xuất pectin từ vỏ xoài, kết luận cho thấy trong số
các acid vô cơ và hữu cơ khác nhau, HC1 0.05 N được cho là tốt nhất đe thu hoi pectin.

Năng suất tối ưu của pectin thu được bằng cách lấy hai lần chiết, mồi lần chiết trong
thời gian một giờ, sử dụng tỷ lệ vỏ: chất chiết là 1: 2 và bằng phương pháp kết tủa
bằng cồn (Sudhakar & Maini, 2000).

Tác giả Dorta và cộng sự (2013) đã phân tích hiệu quả chiết xuất chất chống oxy
hóa từ vỏ xồi bằng cách so sánh hai kỳ thuật: chiết xuất có hồ trợ vi sóng và dung

môi truyền thống sử dụng ba bước, hàm lượng nước 50% trong ethanol: chất chiết
nước, thời gian chiết xuất là 60 phút và tỷ lệ trọng lượng trên khối lượng là 1:10 hoặc
1:50 (w/v) dần đến tính chống oxy hóa và chất sinh học cao nhất. Tuy nhiên khả năng

chống oxy hóa và hàm lượng hợp chất sinh học chiết xuất hồ trợ có vi sóng cao hơn
khoảng 1.5 - 6.0 lần so với chiết xuất dung môi truyền thống (Dorta et al., 2013).
Nghiên cứu về các giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học trên ngun liệu xồi

Năm 1984, tác giả Rukmini và Vijayaraghavan đánh giá dinh dưỡng và độc tính
cùa dầu hạt xồi chỉ ra chất béo trong hạt xồi có thể thay thế cho bất kỳ chất béo rắn
nào mà khơng có tác dụng phụ (Rukmini & Vijayaraghavan, 1984).

Tác giả Kaur và cộng sự (2010) khảo sát hoạt tính chống khuẩn của hạt xồi
(Mangifera indỉca L: Anacardiaceằ). Phân tích định tính phytochemical cho thấy sự

hiện diện của các hợp chất quan trọng như glycoside, saponin, flavanoid, tannin, và
8

alkaloid. Chiết xuất thô trong dung môi methanol của nhân hạt xồi ở nồng độ 100

mg/mL đuợc phát hiện có hoạt tính kháng khuẩn tiềm năng chống lại Staphylococcus
aureus, Escherichia coli, và Vibrio vulnificus (J. Kaur et al., 2010).

Nghiên cứu của Fratianni và cộng sự (2020) đánh giá hàm luợng carotenoid, hoạt
động ngăn ngừa q trình oxy hóa và các thành phần dễ bay hơi trong quả xồi sấy

khơ (Mangifera Indica L.) (Fratianni et al., 2020). Cùng năm, tác giả Mirza và cộng sự

đã phát hiện xoài (Mangifera indica L.) là một lồi thực vật có hiệu quả trong ngăn

ngừa ung thư và điều trị chống ung thư (Mirza et al., 2020).
Nghiên cứu về q trình tiền xử lí

Đen năm 2019, tác giả Nyangena và cộng sự đã đánh giá tác động của các cơng

đoạn tiền xử lý đến tính chất lượng vật lý của xồi sấy khơ. Cho thấy điều kiện tiền xử

lý đạt được giá trị tối ưu nhất về màu sắc, khả năng hút nước, cũng như các thông số
chất lượng vật lý khác là ở mầu xử lý với acid citric 1% và acid chanh 0.5 v/v trước

khi sấy ở 50 °C và 65 °C trong 10 và 7 giờ (Nyangena et al., 2019).
Nghiên cứu về quá trình lên men rượu

Tác giả Sudheer Kumar và cộng sự (2009) lựa chọn các điều kiện lên men để sản
xuất rượu xoài (Mangifera indica L.) bằng cách dùng phương pháp luận bề mặt phản
ứng. Ket luận cho thấy nước ép xoài đạt yêu cầu lên đến 10% (v/v), nồng độ glyxerol

tăng lên 6.94 gL1 và độ acid dề bay hơi được giảm thiểu xuống còn 0.29 gL 1 ở mức

tôi ưu điều kiện lên men Saccharomyces cerevisiae (var. bayanus) tại nhiệt độ 22.5 °C,

pH 3.8 và kích thước chat cấy 11.9 % (Sudheer Kumar et al., 2009). Tương tự, tác giả
Reddy và công sự (2011) đánh giá tác động của quá trình lên men đến sự phát triển
của nấm men Saccharomyces cerevisiae 101 và thành phần dề bay hơi của rượu sản

xuất từ nước quả xoài (Mangifera indica L.Ỵ Với kết quả chỉ ra nhiệt độ (25 °C), pH
(5), SƠ2 (100 ppm) và phải có oxy ban đầu là tối ưu để chất lượng rượu từ quả xoài tốt

hơn (Reddy & Reddy, 2011).
1.1.5.2. Những nghiên cứu trong nước

Theo tác giả Phương và cộng sự (2006) đã nghiên cứu sự tác động của bao bì và

nhiệt độ đến thời gian lưu trừ và chất lượng của xồi Cát hịa lộc. Cho thấy rằng, xoài

9


có thể được lưu trừ 28 ngày ở nhiệt độ 10-12 °C (RH «== 50%) trong bao nhựa có tỷ
trọng thấp và việc đục lồ trên túi (tỷ lệ diện tích hở 0.5 %, đường kính 3mm) làm tăng

tổng khối lượng hao hụt của xoài (13.11%) nhưng giảm hư hỏng đáng ke trong q

trình lưu trừ (32 ngày). Do đó, chất lượng cảm quan của xồi được duy trì tốt nhất và
thời gian lưu trữ được kéo dài đến 32 ngày (Phương et al., 2006).
Tác giả Phương (2011) đánh giá các điều kiện lên men và ảnh hưởng của enzyme
pectinase đến q trình trích ly dịch quả đến chất lượng rượu vang xoài. Ket quả cho
thấy việc dùng enzyme pectinase ở mức 0.15% có lợi vì nó làm cho dịch quả thu hồi

cao nhất ở các mức khảo sát (trên 75 ml/100g). Nước xoài được lên men tốt nhất ở pH
4.5 và nhiệt độ 20 °C trong 12 ngày với hệ số pha loàng dịch quả : nước là 1 : 1, sử

dụng nấm men là 0.3 g/1. Nồng độ ethanol thu được khoảng từ 10 đến 11% (Phương et
al.,2011).

Nghiên cứu của tác giả Loan (2016) cho thấy khảo sát của điều kiện sấy phun đối
với tính chống oxy hóa của bột xoài nhiệt độ đầu vào ở 160 °C với tốc độ dòng cấp 8

vòng/phút được coi là điều kiện sấy phun lý tưởng nhất đế sản xuất bột xồi Cát Chu
có tong lượng phenolic, tong lượng carotenoid, lượng acid L-ascorbic, tính chống oxy
hóa, và độ acid chuấn độ cao hơn nhưng độ ẩm thấp hơn so với các nhiệt độ còn lại

(Loan et al., 2016).
Năm 2018, tác giả Xuân Phong đánh giả việc sử dụng nấm men saccharomyces
cerevisiae đến điều kiện lên men và thủy phân ethanol từ vỏ xoài. Ket luận rằng khi

thủy phân vỏ xoài với H2SO4 3% (v/v) ở nhiệt độ 12 °C tại 1 giờ có 8.49% (w/v)

đường khử. Các điều kiện lên men bao gom mức độ cấy nấm men ở 105 tb/mL và pH
5.5 được cho là thuận lợi cho quá trình lên men ethanol. Trong thời gian xử lý là 7

ngày ù ở 30 °C, nồng độ ethanol nhận được là 3.08% (v/v) (Xuân Phong, 2018).

1.2. TÓNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁY RAU TRÁI
Sấy là một trong những cách lâu đời nhất, liên quan đến việc áp dụng nhiệt lên

vật liệu dần đến việc truyền hơi am bên trong vật liệu lên be mặt của nó và sau đó loại
bỏ nước từ vật liệu ra bên ngoài (Akpinar & Bicer, 2005; Ekechukwu, 1999). Rau trái

là nhóm thực phẩm rất giàu nguồn vitamin và khoáng (Bhandari et al., 1997). Do rau

10


trái có thời gian bảo quản ngắn nên sấy được coi như là một trong những cách phồ

biến được sử dụng đe bảo quản rau trái (Tontul & Topuz, 2017). Ngoài việc bảo quản,
việc giảm khối lượng của sản phẩm sấy khơ làm giảm chi phí xử lý, đóng gói và việc

vận chuyển (Ruiz et al., 2012; Topuz et al., 2009). Chất lượng cùa các sản phẩm sấy
thay đoi trong suốt quá trình sấy, tùy thuộc vào từng phưong pháp và điều kiện sấy do
đó việc khảo sát các điều kiện sấy hay phương pháp sấy là rất quan trọng (Mercadante

& Rodriguez-Amaya, 1998).

Phưong pháp sấy truyền thống được áp dụng rộng rãi cho quá trình sấy trái cây

để thu các lớp trái cây dẻo chủ yếu là sấy ánh nắng mặt trời hoặc sấy bóng râm, 2
phương pháp này phụ thuộc chính vào mặt trời (Tontul & Topuz, 2017). Nhưng vẫn có

nhiều mặt hạn chế như là thời gian sấy dài, phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu mơi
trường, cực kì dễ bị nhiễm vi sinh vật và sau đó là suy giảm giá trị dinh dưỡng (Suna
et al.,2014).

Sấy hầm cho thấy cải thiện giá trị sản phẩm về mùi vị và cấu trúc (Bala et al.,
2003; Schirmer et al., 1996). Ngoài ra việc sử dụng phương pháp sấy hầm cũng cho
thấy sự giảm thời gian sấy đáng kể so với sấy bằng ánh sáng mặt trời (Bala et al.,

2003). Tuy nhiên những sự thay đoi về màu sắc và các phản ứng hóa nâu cũng là các

hạn chế của say ham (Topuz et al., 2009).
Sấy lạnh giúp cho sản phẩm có độ xốp cao, ảnh hưởng thấp tới màu sắc, hương

vị, và sự phân hủy chất dinh dưỡng ngồi ra cịn có thể bù nước tốt (L. Huang et al.,
2011; H. Jiang et al., 2014; N. Jiang et al., 2017). Tuy nhiên yêu cầu cần có thời gian

sấy dài và tốn nhiều năng lượng (Fan et al., 2012; N. Jiang et al., 2015; Mujumdar &

Law, 2010; Valadez-Carmona et al., 2017; Y. Wang et al., 2013). Ngoài ra chúng cịn
tiêu tốn chi phí cao nhưng cho ra sản lượng thấp (Caparino et al., 2013).

Sấy vi sóng (microwave, viết tắt là MW) ưu điếm là thời gian gia nhiệt nhanh
nhờ vậy giữ được giá trị dinh dưỡng và mặt cảm quan cho sản phẩm tốt hơn liên quan

đen màu sắc, cấu trúc, và hàm lượng dinh dưỡng (Di Cesare et al., 2003). Nhưng

nhược diem lớn bao gồm gia nhiệt không đồng đều, có thế làm hỏng kết cấu và hạn
chế sự xâm nhập bức xạ MW vào vật liệu say. Neu nhiệt độ quá trình sau cao sẽ làm
nguyên liệu sấy có the bị cháy khét.

11


sấy Refractance Window (RW) là phương pháp sấy mới sử dụng nước nóng

như là nguồn nhiệt và nhiệt độ nước có thể được kiểm sốt tại ngưỡng u cầu. Trong
kỳ thuật say RW, hơi bão hòa giúp sản phẩm hạn chế việc tiếp xúc với oxy và giúp

duy trì chất lượng sản phẩm (Nindo & Tang, 2007). Nhưng nó có hạn chế về việc mở

rộng quá trình sấy, sự tách ẩm một lượng lớn của vật liệu sấy đòi hỏi diện tích bề mặt

lớn để làm khơ và trao đối nhiệt. Tuy q trình làm khơ RW diễn ra nhanh chóng
nhưng độ dày của lớp vật liệu sấy được giữ ở mức thấp làm giảm cơng suất cùa q
trình.

Sấy hồng ngoại (IR) là những phương pháp sấy hiện đại giúp rút ngắn thời gian
sấy bằng sự truyền nhiệt. Kỳ thuật này thích hợp cho việc sấy các lớp mỏng với bề mặt
tiếp xúc lớn (Allanic et al., 2017). Hiệu quả truyền nhiệt cùa phương pháp này đạt từ

80% - 90%, bức xạ đi ra nằm trong dải bước sóng hẹp (Sadin et al., 2014). Sử dụng
phương pháp sấy IR có nhiều thuận lợi như gia nhiệt đồng bộ, thời gian xử lí thấp, tỉ lệ

truyền nhiệt và khả năng hấp thụ năng lượng cao và cải thiện chất lượng sản phẩm

(Zhu & Pan, 2009). So sánh với phương pháp truyền nhiệt đối lưu, thời gian sấy của

phương pháp IR nhanh hơn 50% trên cùng nguyên liệu táo (Nowak & Lewicki, 2004).
Một số ưu diem khác của hệ thống sấy bằng tia hồng ngoại là khả năng thay đoi, thích

ứng, đơn giản cùa thiết bị, dễ dàng kết hợp với các kỷ tuật sấy khác như sấy đối lưu,

chân không và vi sóng (D. Huang et al., 2021).
1.3. ĐỘNG HỌC SẤY LỚP MỎNG
Trong động học sấy lớp mỏng, vật liệu được tiếp xúc hoàn toàn với các điều kiện

sấy của nhiệt độ và khơng khí nóng, do đó cải thiện q trình sấy. Các khía cạnh quan
trọng nhất của cơng nghệ sấy lớp mỏng là mơ hình tốn học cùa q trình sấy và các

loại thiết bị có thể cho phép lựa chọn các điều kiện vận hành phù hợp nhất. Một số

nghiên cứu về việc sấy khô trái cây và rau quả bằng cách sử dụng mơ hình sấy lớp

mỏng để ước tính thời gian sấy của sản phàm (Alam, 2014; Meisami-asl et al., 2009;
Tzempelikos et al., 2015). Bằng chứng cho thấy rằng các mơ hình này có thể dùng để

ước tính đường cong sấy và cũng dự đốn hành vi sấy, tiêu thụ năng lượng, truyền
nhiệt và khối lượng của quá trình say (Krishna Murthy & Manohar, 2012). Vì vậy, cần

phải khám phá cách tiếp cận mơ hình lớp mỏng như một cơng cụ thiết yếu để ước tính

12


động học sấy từ dữ liệu thực nghiệm, mô tả hành vi sấy, cải thiện quá trình sấy và cuối

cùng là giảm thiếu tổng nhu cầu năng lượng. Tóm lại, việc lựa chọn mơ hình sấy lớp
mỏng phù hợp nhất cũng là một rất quan trọng trong việc mô tả hành vi sấy của rau

quả để tối ưu hóa quy trình và giữ được giá trị dinh dưỡng tối đa cho sản phàm.

1.3.1. Yeu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Các điều kiện khác nhau tác động đến quá trình sấy rau quả bao gom vận tốc
khơng khí, nhiệt độ sấy, hình dạng, và hình dạng của vật liệu và độ ẩm tương đối.
Trong số các điều kiện này, ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình sấy rau quả là nhiệt độ
sấy và độ dày của vật liệu (C. Kumar et al., 2012; Mercali et al., 2010; Pandey et al.,

2010). Các dừ liệu về q trình sấy khơ trái cây và rau quả chỉ ra rằng vận tốc khơng
khí ít ảnh hưởng đến động học sấy (Danci & §en, 2015; Tzempelikos et al., 2014).
Anh hưởng cùa vận tốc khơng khí có thể phụ thuộc vào sự truyền nhiệt và khối lượng

tương ứng, có thể có sức cản bên trong hoặc bên ngoài. Lực cản bên trong lớn hơn tồn
tại ở tốc độ khơng khí thấp hơn (1.5 m/s) so với ở tốc độ dịng chảy cao hơn. Nói

chung, thơng số này chỉ có the có ảnh hưởng lớn khi vận tốc khơng khí trên 2.5 m/s

(El-Beltagy et al., 2007; Reyes et al., 2002). Đoi với sấy công nghiệp, theo tác giả
Erbay và Icer (2010) tốc độ sấy cao hơn có thể đạt được với thời gian sấy tối thiểu khi
sấy ở vận tốc và nhiệt độ cao hơn (Erbay & Icier, 2010a). Tuy nhiên, sấy ở nhiệt độ rất
cao (trên 80 °C) (Chen et al., 2013; Shi et al., 2008) và tốc độ cao hơn (trên 2.5 m/s)

có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng cuối cùng cùa vật liệu và làm tăng tổng nhu cầu
năng lượng (Sturm et al., 2012). Tốc độ khơng khí cao hơn làm tăng nhu cầu năng
lượng và truyền nhiệt trong quá trình tốc độ sấy khơng đổi. Do đó, khơng nên sấy ở

nhiệt độ và vận tốc khơng khí q cao.
Kích thước và hình dạng cũng là những yếu tố quan trọng trong quá trình sấy trái
cây và rau quả. Các loại rau trái được sấy khô bằng cách sử dụng khái niệm lớp mỏng

có nghĩa là kích thước của ngun liệu được giảm xuống kích thước sẽ cho phép phân
bố đồng đều khơng khí sấy và nhiệt độ trên vật liệu. Yeu tố hình dạng được tích hợp

vào các mơ hình động học của quá trình sấy để giảm ảnh hưởng của hình dạng sản
phẩm đến quá trình sấy (Pandey et al., 2010). Hơn nữa, trong quá trình sấy rau quả, độ

ẩm tương đối của buồng sấy thường dao động do độ ẩm tương đối và điều kiện của

13

nhiệt độ mơi trường của mơi trường, do đó điều này q trình sấy ít bị ảnh hưởng
(Aghbashlo & Samimi-Akhijahani, 2008; Misha et al., 2013; Sturm et al., 2012). Tóm
lại trong q trình sấy, vận tốc khơng khí và độ ẩm tương đối là những thơng số ít ảnh

hưởng nhất đến động học sấy của rau quả.
1.3.2. Các mơ hình sấy 1Ó'P mỏng

Theo (ANSI / ASAE 2014) sấy lớp mỏng là sấy một lớp vật liệu tiếp xúc hoàn

toàn với nhiệt trong quá trình sấy. sấy lớp mỏng được tận dụng đe xác định động học
sấy của trái cây và rau quả (Alves-Filho et al., 1997; Chua et al., 2001; Kadam et al.,
2011; Kiranoudis et al., 1997). Mơ hình sấy lớp mỏng được sử dụng trong suốt quá

trình sấy trái cây và rau quả bao gồm 3 nhóm: mơ hình lý thuyết, bán lý thuyết và thực
nghiệm. Các loại mô hình lớp mỏng được áp dụng phổ biến nhất là mơ hình bán lý
thuyết và thực nghiệm (McMinn, 2006; Ozdemir & Devres, 1999). Các loại mơ hình

này cung cấp nhiều kết luận chính xác hơn và cho ra dự đốn tốt hơn về các hành vi

cùa quá trình sấy và đưa ra ít giả định hơn do chúng dựa vào dừ liệu thực nghiệm.
1.3.2.1. Mơ hình lý thuyết

Các mơ hình lý thuyết liên quan đen hình dạng, độ dần điện và độ khuếch tán
khối lượng của vật liệu (Cihan & Ece, 2001). Do đó, các điện trở có the được ước tính

từ phương trình 1.1 và 1.2 vì những phương trình này mơ tả sự truyền khối lượng
(Erbay & Icier, 2010a). Theo tác giả Kucuk và cộng sự (2014) về định luật khuếch tán

thứ hai của Fick áp dụng như một mơ hình lý thuyết trong sấy lớp mỏng của các loại
thực phẩm (Kucuk et al., 2014).

ÔM
~ \Ô2M . b. ƠM
—Z— ~ D
3------õ—
5t
ơx2
X ơx

(1.1)

ƠM
\Ơ2M . bi ST
-yr
~
a
TTT
ịt
ơxz + “X7 77
Sx

(1-2)

Theo quan điếm của Ekechukwu (1999), các giả định cho tham số bi được báo

cáo là bi = 0 (hình dạng tấm), bl = 1 (hình trụ) và bi =2 (hình cầu) (Ekechukwu,
1999).

14

1.3.2.2. Mơ hình bản lý thuyết

Các mơ hình bán lý thuyết có nguồn gốc từ mơ hình lý thuyết (định luật khuếch
tán thứ hai của Fick) hoặc biến thể đơn giản của nó (định luật làm mát của Newton).
Mơ hình bán lý thuyết Lewis, Page và Page sửa đổi được suy ra từ định luật làm mát
của Newton. (I) mô hình mũ và dạng đơn giản hóa, (ii) mơ hình hàm mũ 2 số hạng và

dạng biến đối, và (iii) mơ hình hàm số mũ 3 so hạng và dạng đơn giản đều bắt nguồn
từ định luật khuếch tán thứ hai của Fick (Erbay & Icier, 2010a). Yeu to de xác định mơ
hình là nhiệt độ sấy, tốc độ khơng khí, độ dày nguyên liệu, ẩm ban đầu và ẩm tương

đối của nguyên liệu (Erbay & Icier, 2010a; Panchariya et al., 2002). Sau đây là các mơ
hình hay áp dụng nhiều nhất để mô tả đầy đủ động học sấy của rau trái:

1.3.2.2.1 Các mơ hình có nguồn gốc từ định luật làm mát của Newton
Mơ hình Newton phương trình (1.3): Cịn được gọi là mơ hình Lewis hoặc mơ

hình hàm mũ, mơ hình cấp số nhân đơn. Nó được cho là mơ hình đơn giản nhất vì mơ
hình duy nhất có một hằng số. Mơ hình này có sự tương thích cao trong việc mơ tả q

trình sấy trên nguyên liệu ớt đỏ bằng kỳ thuật sấy lớp mỏng ở 40-65 °C (Hossain et al.,
2007); dâu tây sấy bằng năng lượng mặt trời cưỡng bức gián tiếp (El-Beltagy et al.,

2007):
MR = exp(-£í)

(1.3)

Trong đó k là hang so say (s'1).
Mơ hình Page phương trình (1.4): Mơ hình Page hoặc mơ hình Lewis biến đổi là

một sửa đối thực nghiệm của mơ hình Newton. Mơ hình này có 2 hằng số và được sử

dụng pho biến đe làm cơ sở cho hầu hết các mơ hình lớp mỏng bán lý thuyết. Là mơ
hình thích hợp mơ tả q trình sấy của lát mướp đắng 50-80 °C (Chen et al., 2013);

đậu xanh ở 50-70 °C (I. Doymaz, 2005); kiwi ở 30-90 °C (Simal et al., 2005); lát xồi

50-80 °C (Akoy, 2014); bí đỏ 50-80 °C (Guiné et al., 2011); lát khế 60-80 °C (Hii &

Ogugo, 2014); lát chuối ở 50-80 °C (ỉ. Doymaz, 2010):
MR = exp [~ktn)

Trong đó n là hằng số mơ hình khơng thứ ngun.

15

(14)


Erbay và Icier (2010) đã báo cáo 3 dạng của mơ hình Page sửa đồi (I, II và III).

Mơ hình Page sửa đổi là sự biến đổi từ mơ hình Page phương trình (1.5 và 1.6) đã

thành cơng trong việc mô tả hành vi sấy khô cùa các loại rau trái khác nhau (Erbay &
Icier, 2010a).

Mơ hình Page sửa đổi (II) phương trình (1.5) Mơ hình này có 2 hằng số và đã

được áp dụng đế dự đoán động học sấy khô của lá bạc hà và lá húng quế (Akpinar,

2006b).

))

MR = exp

(1-5)

Mơ hình Page sửa đổi (III) (phương trình 1.6) Mơ hình này có 3 hằng số và có

thế mô tả thành công hành vi sấy khô của hành tây (Hany s. EL-Mesery and Gikuru

Mwithiga, 2012)
MR = k expf- t/d 2)"

(1.6)

Trong đó d là hằng số thực nghiệm (khơng thứ ngun).

1.3.2.2.2 Các mơ hình có nguồn gốc từ định luật khuếch tán thứ hai của Fick.
Mơ hình Henderson và Pabis hoặc một hạng tử: Mơ hình này là thuật ngừ đầu
tiên của định luật khuếch tán thứ hai của Fick phương trình (1.7). Đây được xem là mơ

hình đơn giản chỉ có 2 hằng số mơ hình. Mơ hình này theo Henderson và Pabis (1961)
cho là thích hợp nhất trong việc mơ tả q trình sấy các loại cây trồng như ngô và kê

(Hendorson, 1961); táo {Golab) ở 40-80 °C (Meisami-Asl et al., 2010).
MR = a Qwp(-ki)

(1.7)

Trong đó a là hình dạng của vật liệu được sử dụng (khơng thứ ngun).
Mơ hình Henderson và Pabis biến đổi (3 số hạng theo cấp số nhân) là giải pháp
chung thứ ba của định luật khuếch tán thứ hai của Fick phương trình (1.8) để sửa chữa
những thiếu sót cùa mơ hình Henderson và Pabis. Mơ hình này được chọn đe mơ tả

q trình sấy bí ngơ ở 50-60 °C (Zenoozian et al., 2008a).
MR = a exp (- kt) + b exp (- gt) + c exp (- ht)

16

(1.8)


Trong đó a, b và c là các hằng số mơ hình khơng thứ ngun, và g và h là các
hang so say (s'1).
Mơ hình Midilli phương trình (1.9): Midilli và những người khác (2002) đề xuất

một mơ hình mới bằng cách sửa đổi mơ hình Henderson và Pabis bằng cách bổ sung
thêm một t với một hệ số. Mô hình này là sự kết họp của số hạng hàm mũ và số hạng
tuyến tính đã được báo cáo bằng cách thử nghiệm mơ hình trên nấm, phấn hoa và hạt

dẻ cười (Midilli et al., 2002). Nó chứa 3 hằng số và được coi là hằng số tốt nhất trong
việc mô tả hành vi sấy cùa các loại rau trái khác nhau. Mơ hình này cho là thích hợp

để mơ tả động học làm khô của trái cây và rau quả như táo sấy khay ở 60-80 °C
(Akpinar, 2006a); ớt (pickino) sấy ở 45-65 °C (Mihindukulasuriya & Jayasuriya,
2013); mít sấy khay ở 50-80 °C (Saxena & Dash, 2015); quả kiwi sấy đoi lưu khơng

khí nóng trong phịng thí nghiệm ở 50-80 °C (Danci & $en, 2015); hồng sấy khay ở

50-70 °C (ỉ. Doymaz, 2012):
MR = a exp(-Ár) + bt

(1.9)

Trong đó a và b là hang so mơ hình và k là hang so say (s'1) được ước tính từ dừ

liệu thực nghiệm.
Mơ hình Logarithmic phương trình (1.10): Là mơ hình tiệm cận và là một dạng

sửa đối khác của mô hình Henderson và Pabis. Nó thực sự là một dạng logarit của mơ

hình Henderson và Pabis với việc bo sung một số hạng thực nghiệm. Mơ hình đã tạo ra
sự phù hợp nhất trong việc dự đoán động học làm khơ của táo (McIntosh) sấy đối lưu
khơng khí nóng trong phịng thí nghiệm ở 50-70 °C (Kaleta & Gómicki, 2010); lá

húng quế sấy hầm ở 55-65 °C (Kadam et al., 2011); bí đỏ (C. pepo) sấy khay ở 60-80

°C (Olurin et al., 2012). Mơ hình chứa 3 hằng số và có thể được biểu thị bằng:
MR = a exp(-Ấí) + c

(L10)

Trong đó c là hằng số thực nghiệm khơng thứ ngun.
Mơ hình hai hạng tử (Two-term) phương trình (1.11): Mơ hình chứa 2 hằng số

thực nghiệm khơng thứ ngun và 2 hang so mơ hình có the được thừa hưởng từ dừ

17

liệu thực nghiệm. Đối với hầu hết các loại rau trái có độ ẩm cao, mơ hình này cũng có

thể phù hợp vì nó giả định nhiệt độ sản phẩm và độ khuếch tán khơng đổi trong suốt
q trình sấy. Mơ hình này mơ tả tốt sự truyền ấm cùa quá trình sấy, với các hằng số

đại diện cho các tính vật lý của kỳ thuật sấy và là mơ hình phù hợp trong việc mơ tả
hành vi sấy khơ của quả sung (Babalis et al., 2006); hành tây (Yaldýz & Ertekýn,
2001); bí ngơ (Sacilik, 2007; Zenoozian et al., 2008b); khế (Averhoa carambola)

(Dash et al., 2013a), tiêu (Yaldýz & Ertekýn, 2001):
MR = a exp (-Kit) + b exp (-Kĩt)

(1-11)

Trong đó a và b là các hằng số thực nghiệm không thứ nguyên, và K1 và K2 là
các hằng số làm khơ (s’1).
Mơ hình hàm mũ hai hạng tử (Two-term exponential). Là sự sửa đổi của mơ
hình 2 số hạng bằng cách giảm số lượng hằng số và sửa đổi dấu hiệu của hằng số hình

dạng (b) của số hạng cấp số nhân thứ hai. Erbay và Icier (2010) nhấn mạnh rằng hằng
số “ó” của mơ hình 2 hạng tử phương trình (1.12) phải là (1 - a) tại t = 0 đế có được tỷ

lệ am MR = 1. Mơ hình này đã được phát hiện thành cơng trong việc mô tả động học
sấy của lát khế sấy khay ở 50-80 °C (Dash et al., 2013b). Mơ hình có 3 hằng số và

được biểu thị bằng:
MR = a exp (- kt) + (1 - a) exp (-k at)

(1-12)

Mơ hình Hii (mơ hình 2 hạng tử sửa đoi) phương trình (1.13): Mơ hình Hii có

thể được gọi là mơ hình Page sửa đổi hoặc thích hợp hơn là mơ hình 2 hạng tử (Twoterm) sửa đổi. Mơ hình liên quan đen sự kết hợp giữa Page và mơ hình 2 hạng tử. Phần
đầu tiên của mơ hình giống như mơ hình Page. Tuy nhiên, về mặt lý thuyết nó mơ tả

mơ hình như một mơ hình 2 hạng tử được sửa đồi với việc bao gồm một hằng số thực
nghiệm không thứ ngun “/7”. Mơ hình chứa 5 hằng số và có thể được coi là một mơ
hình phức tạp về. Hii và những người khác (2009) đã đề xuất mô hình này để sấy hạt

ca cao (Hii et al., 2009). Tuy nhiên, nó cũng thích hợp trong việc mơ tả động học sấy

khô của một số loại trái cây: bã cà rốt sấy đối lưu khơng khí nóng trong phịng thí

18