Mô hình hóa quá trình sấy thực phẩm.

Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Bài 2

MÔ HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH SẤY THỰC PHẨM
I. Mục đích thí nghiệm
- Theo dõi diến biến thoát ẩm trong quá trình sấy thực phẩm.
- Sử dụng mô hình hóa để tính các thông số trong các mô hình biễu diễn
nhằm biễu diễn quá trình sấy.
- Sử dụng kĩ thuật so sánh kết quả lí thuyết và thực nghiệm để có thể áp
dụng trong các quá trình khác.
II. Tiến hành thí nghiệm

- Tôm được lột vỏ làm mẫu: sau đó đem cân trọng lượng và đem sấy.
- Dàn mỏng đều khối lượng mẫu trên khay.
- Thiết bị sấy được cài đặt ở nhiệt độ 60oC.
- Cho khay vào trong thiết bị sấy, đợi khoảng vài phút cho ổn định rồi bắt
đầu tính thời gian, sau mỗi thời gian 15 phút cân khối lượng mẫu một lần.

1


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Hình: Hệ thống thí nghiệm sấy thực phẩm trong thực tế
III. Báo cáo kết quả:
Nhiệt độ sấy 60 0C
Tốc độ gió 1m/s
Thời gian
(phút)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225

Độ ẩm ban đầu
72,77363 %
khối lượng mẫu
+ khay
420,7
404,3

394,3
385,5
377,1
369,6
363,9
357,8
352,6
347,5
343,1
339,2
335,4
332
328,9
325,8

khối lượng
khay
khối lượng mẫu
214,3
206,4
190
180
171,2
162,8
155,3
149,6
143,5
138,3
133,2
128,8

124,9
121,1
117,7
114,6
111,5
2


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

240
255
270
285
300
315
330
345
360
375
390
405
420
435
450
465
480
495
510
525

540
555
570
585
600
615
630
645

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

322,7
320,6
318,2
316,3
314
312,4
310,9
309,2
307,8
306,2
305,1
303,7
302,5
301,2
300,1
298,7
297,8

296,8
295,8
295
294,1
293,4
292,8
292
291,5
291
290,4
290

108,4
106,3
103,9
102
99,7
98,1
96,6
94,9
93,5
91,9
90,8
89,4
88,2
86,9
85,8
84,4
83,5
82,5

81,5
80,7
79,8
79,1
78,5
77,7
77,2
76,7
76,1
75,7

- Độ ẩm ban đầu của vật liệu (căn bản ướt): M0 = 72,77363 %
- Độ ẩm căn bằng của vật liệu (căn bản khô): Me = 10%
- Khối lượng mẫu ban đầu: 206.4 g.

3


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Bảng 1: Tổng hợp số liệu theo mô hình Lewis:
Thời
gian t
(s)

Khối lượng

mẫu m (g)

Độ ẩm
Mt (%căn
bản ướt)

Độ ẩm Mt
(%căn bản
khô)

MR=

M (t ) − M e
Mi − Me

MR=

M (t ) − M e
Mi − Me

0

206.4

0.728

2.673

1

1

15

190

0.704

2.381

0.886572

0.886572

30

180

0.688

2.203

0.817409

0.817409

45

171.2

0.672

2.047

0.756545

0.756545

60

162.8

0.655

1.897

0.698448

0.698448

75

155.3

0.638

1.764

0.646575

0.646575

90

149.6

0.624

1.662

0.607152

0.607152

105

143.5

0.608

1.554

0.564963

0.564963

120

138.3

0.594

1.461

0.528998

0.528998

135

133.2

0.578

1.370

0.493724

0.493724

150

128.8

0.564

1.292

0.463292

0.463292

165

124.9

0.550

1.223

0.436319

0.436319

180

121.1

0.536

1.155

0.410037

0.410037

195

117.7

0.523

1.094

0.386521

0.386521

210

114.6

0.510

1.039

0.36508

0.36508

225

111.5

0.496

0.984

0.34364

0.34364

240

108.4

0.482

0.929

0.322199

0.322199

255

106.3

0.471

0.892

0.307675

0.307675

270

103.9

0.459

0.849

0.291076

0.291076

285

102

0.449

0.815

0.277935

0.277935

300

99.7

0.436

0.774

0.262027

0.262027

315

98.1

0.427

0.746

0.250961

0.250961

330

96.6

0.418

0.719

0.240586

0.240586

345

94.9

0.408

0.689

0.228829

0.228829

360

93.5

0.399

0.664

0.219146

0.219146

375

91.9

0.389

0.635

0.20808

0.20808

390

90.8

0.381

0.616

0.200472

0.200472

405

89.4

0.371

0.591

0.190789

0.190789

420

88.2

0.363

0.570

0.182489

0.182489

435

86.9

0.353

0.546

0.173498

0.173498
4


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2
85.8
0.345
450

Nguyễn Trường An
MSSV: CM1208N020
0.527

0.16589
0.16589

465

84.4

0.334

0.502

0.156207

0.156207

480

83.5

0.327

0.486

0.149982

0.149982

495

82.5

0.319

0.468

0.143066

0.143066

510

81.5

0.310

0.450

0.13615

0.13615

525

80.7

0.304

0.436

0.130617

0.130617

540

79.8

0.296

0.420

0.124392

0.124392

555

79.1

0.290

0.408

0.119551

0.119551

570

78.5

0.284

0.397

0.115401

0.115401

585

77.7

0.277

0.383

0.109868

0.109868

600

77.2

0.272

0.374

0.10641

0.10641

615

76.7

0.267

0.365

0.102951

-2.2735

630

76.1

0.262

0.354

0.098802

-2.31464

645

75.7

0.258

0.347

0.096035

-2.34304

5


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

M (t ) − M e

• Đối với phương trình Lewis: ln( M − M ) = -K.t ; K là hệ số góc a của
i
e
phương trình y = -ax , với y = ln(MR) ; x = t,

Dựa vào đồ thị:
Ta có: KLewis= 0.004
Bảng 2: Tổng hợp số liệu theo mô hình Page:
Thời
gian t (s)

Ln(t)

MR=

M (t ) − M e
Mi − Me

ln(MR)

ln(-ln(MR))

0

-

1

0

-

15

2.708

0.886572

-0.12039

-2.117

30

3.401

0.817409

-0.20162

-1.60139

45

3.807

0.756545

-0.27899

-1.27657

60

4.094

0.698448

-0.35889

-1.02473

75

4.317

0.646575

-0.43607

-0.82996

90

4.500

0.607152

-0.49898

-0.6952

105

4.654

0.564963

-0.571

-0.56037

120

4.787

0.528998

-0.63677

-0.45134

135

4.905

0.493724

-0.70578

-0.34845

150

5.011

0.463292

-0.7694

-0.26215

165

5.106

0.436319

-0.82938

-0.18707

180

5.193

0.410037

-0.89151

-0.11484

195

5.273

0.386521

-0.95057

-0.05069
6


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

210

5.347

0.36508

-1.00764

0.007608

225

5.416

0.34364

-1.06816

0.065939

240

5.481

0.322199

-1.13259

0.124503

255

5.541

0.307675

-1.17871

0.164422

270

5.598

0.291076

-1.23417

0.2104

285

5.652

0.277935

-1.28037

0.247149

300

5.704

0.262027

-1.33931

0.292153

315

5.753

0.250961

-1.38246

0.323863

330

5.799

0.240586

-1.42468

0.353944

345

5.844

0.228829

-1.47478

0.38851

360

5.886

0.219146

-1.51802

0.417406

375

5.927

0.20808

-1.56983

0.45097

390

5.966

0.200472

-1.60708

0.47442

405

6.004

0.190789

-1.65659

0.50476

420

6.040

0.182489

-1.70106

0.531254

435

6.075

0.173498

-1.75159

0.560524

450

6.109

0.16589

-1.79643

0.585802

465

6.142

0.156207

-1.85657

0.618732

480

6.174

0.149982

-1.89724

0.640399

495

6.205

0.143066

-1.94445

0.664978

510

6.234

0.13615

-1.994

0.690143

525

6.263

0.130617

-2.03549

0.710736

540

6.292

0.124392

-2.08432

0.734441

555

6.319

0.119551

-2.12402

0.753309

570

6.346

0.115401

-2.15934

0.769805

585

6.372

0.109868

-2.20848

0.792304

600

6.397

0.10641

-2.24046

0.806681

615

6.422

0.102951

-2.2735

0.82132

630

6.446

0.098802

-2.31464

0.839255

645

6.469

0.096035

-2.34304

0.85145

7


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

M (t ) − M e

MSSV: CM1208N020

• Đối với phương trình Page: ln(-ln( M − M )) = ln(K) + n.ln(t) ; n là hệ
i
e
số góc a và ln(K) = b của phương trình y = ax + b , với y = ln(-ln(MR)) ;
x = ln(t)

8

Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 2

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Dựa vào đồ thị:
Ta có: KPage = 0.014
n = 0.7962

Nhận xét:
 Sự phỏng đoán theo phương trình Lewis sẽ cho kết quả không khác thực tế
và kết quả không thay đổi vì R2 = 1 do ta dựa vào đồ thị thị biểu diễn
tương quan theo thực tế và theo phương trình Lewis, ta được hệ số góc a
<1.
 Sự phỏng đoán theo phương trình Page sẽ cho kết quả nhỏ hơn thực tế
nhưng kết quả sai lệch với thực tế là rất ít vì R2 = 0.7406 do ta dựa vào đồ
thị biểu diễn tương quan theo thực tế và theo phương trình Page, ta được
hệ số góc a > 1.
Kết luận chung: Có thể áp dụng cả hai phương trình Lewis và Page vào
phỏng đoán quá trình sấy sẽ rất tốt trên thực tế. Trong quá trình sấy, việc
phỏng đoán thời gian sấy và thay đổi độ ẩm của vật liệu trong quá trình sấy là
hai vấn đề luôn được quan tâm để có thể kiểm soát và điểu khiển quá trình.
Đây là quá trình rất phức tạp kết hợp cả ba quá trình truyền: Truyền moment,
truyền nhiệt và truyền vật chất. Các đặc tính của thực phẩm và tính chất của
môi trường sấy cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thoát ẩm.

9