Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt: Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt "Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam" được nghiên cứu với mục tiêu: Phân tích được ảnh hưởng của từ trường đến hệ số truyền nhiệt trong quá trình cấp đông fillet cá tra; Phân tích được ảnh hưởng của từ trường đến chất lượng sản phẩm fillet cá tra sau khi cấp đông dựa trên các tiêu chí như màu sắc, độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai và tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật nhiệt: Nghiên cứu ứng dụng từ trường để nâng cao hiệu quả cấp đông fillet cá tra Việt Nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ TÂM THANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ TRƯỜNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP ĐÔNG FILLET CÁ TRA VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt Mã số: 9520115 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐÀ NẴNG - NĂM 2023
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng Người hướng dẫn 1: PGS. TS. Võ Chí Chính Người hướng dẫn 2: TS. Nguyễn Thành Văn Phản biện độc lập 1: Phản biện độc lập 2: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án họp tại ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... vào lúc giờ ngày tháng năm
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Mục tiêu phát triển ngành thủy sản đến năm 2030 trở thành ngành kinh tế quan trọng của quốc gia và phát triển bền vững thì việc đẩy mạnh nghiên cứu các công nghệ liên quan đến nuôi trồng, chế biến và bảo quản thủy sản là điều cấp thiết hiện nay. Cá tra là loài cá nước ngọt được nuôi và xuất khẩu nhiều nhất so với các loại thủy sản nước ngọt khác và được ví là ngành xuất khẩu tỷ đô của Việt Nam. Fillet cá tra (phi lê cá tra) là bán thành phẩm đã qua các công đoạn xử lý có thể sử dụng cho nhiều mục đích chế biến khác nhau. Tuy nhiên chúng rất dễ ươn hỏng nếu không được bảo quản thích hợp, thông thường các sản phẩm này được bảo quản bằng hình thức cấp đông, nhiệt độ tại tâm của fillet cá tra không lớn hơn -18°C (TCVN 8338:2010). Quá trình cấp đông thực phẩm bị ảnh hưởng bởi thành phần chủ đạo của chúng là nước. Chất lượng cuối cùng của sản phẩm đông lạnh phụ thuộc vào quá trình chuyển đổi pha từ nước thành băng. Kích thước của các tinh thể băng là rất quan trọng đối với chất lượng cuối cùng của thực phẩm đông lạnh vì nó có thể gây tác động không thể phục hồi cấu trúc tế bào do đó làm suy giảm cấu trúc và màu sắc của sản phẩm. Vì lý do này, nhiều công nghệ cấp đông mới đã được phát triển để kiểm soát quá trình kết tinh và cải thiện tốc độ hình thành và phát triển tinh thể băng. Sự tác động điện và từ là những yếu tố có thể sắp xếp lại các mạng liên kết hydro tồn tại trong nước. Với những phân tích nêu trên, nghiên cứu về quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường đối với fillet cá tra (Pangasius Hypophthalmus) Việt Nam là nhu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm sau cấp đông đồng thời giảm chi phí năng lượng trong quá trình cấp đông, từ đó nâng cao lợi thế cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu đối với sản phẩm cá tra ở Việt Nam. 2. Mục tiêu nghiên cứu − Phân tích được ảnh hưởng của từ trường đến hệ số truyền nhiệt trong quá trình cấp đông fillet cá tra. − Đánh giá được ảnh hưởng của các thông số công nghệ (nhiệt độ, vận tốc, chiều dày, mật độ từ thông) đến chi phí và chất lượng cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh. Trên cơ sở đó xây dựng được chế độ cấp đông phù hợp với sản phẩm fillet cá tra Việt Nam. − Phân tích được ảnh hưởng của từ trường đến chất lượng sản phẩm fillet cá tra sau khi cấp đông dựa trên các tiêu chí như màu sắc, độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai và tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông. Đồng thời, phân tích và so sánh được với sản phẩm fillet cá tra cấp đông thương mại trên thị trường xuất khẩu. 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu − Fillet cá tra được nuôi ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long (cụ thể là tỉnh Tiền Giang). − Cấp đông gió có sự hỗ trợ của từ trường. b. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm quá trình cấp đông fillet cá tra trên mô hình cấp đông gió có hỗ trợ từ trường, năng suất 2 kg/mẻ. 4. Nội dung nghiên cứu Để thực hiện được các mục tiêu nêu trên thì luận án cần giải quyết các vấn đề cụ thể như sau: (i). Tính toán, xác định các thông số nhiệt vật lý của fillet cá tra theo nhiệt độ dựa trên các thành phần chính. (ii). Tính toán thời gian cấp đông và mô phỏng quá trình cấp đông fillet cá tra khi cấp đông không có hỗ trợ từ trường, từ đó so sánh với quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh và từ trường dao động. (iii). Mô phỏng phân bố từ trường trong buồng cấp đông nhằm xác định được phương pháp đo từ trường và phạm vi nghiên cứu thực nghiệm phù hợp. Đánh giá ảnh hưởng của từ trường đến quá trình cấp đông, cụ thể là thời gian cấp đông. (iv). Tính toán và so sánh hệ số truyền nhiệt khi cấp đông có và không có hỗ trợ từ trường dựa trên phương pháp bán thực nghiệm. (v). Xây dựng và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố, đa yếu tố nhằm xác định các thông số công nghệ phù hợp với quá trình cấp đông fillet cá tra có sự hỗ trợ từ trường, dựa trên cơ sở giảm chi phí năng lượng đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. (vi). Phân tích các chỉ tiêu chất lượng cơ bản của sản phẩm sau khi cấp đông bao gồm màu sắc, độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai và tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông. Từ đó tiến hành phân tích và so sánh được với sản phẩm fillet cá tra cấp đông thương mại trên thị trường xuất khẩu. 5. Cấu trúc của luận án − Chương 1: Tổng quan − Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết về cấp đông có hỗ trợ từ trường − Chương 3: Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ảnh hưởng của từ trường đến quá trình cấp đông gió − Chương 4: Tối ưu hóa các thông số vận hành quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường − Chương 5: Đánh giá chất lượng sản phẩm cấp đông ứng dụng từ trường 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Chất lượng thủy sản và ảnh hưởng của quá trình cấp đông Trong quá trình cấp đông thực phẩm xảy ra hiện tượng dịch chuyển nước do chênh lệch nhiệt độ bên trong và bề mặt sản phẩm, nước dịch chuyển ra bên ngoài với lượng lớn nên tạo thành tinh thể băng lớn làm chọc thủng màng tế bào. Khi rã đông, nước chảy ra ngoài thực phẩm mang theo lượng lớn chất dinh dưỡng. Đối với các quá trình cấp đông nhanh, thời gian cấp đông ngắn sẽ giúp giảm kích thước tinh thể băng và tăng chất lượng thực phẩm sau khi rã đông. Do vậy, thời gian cấp đông là yếu tố quan trọng nhất, quyết định đến chất lượng thực phẩm nói chung cũng như chất lượng thủy sản nói riêng. Cần phải công nhận rằng sự an toàn thực phẩm đi đôi với chất lượng thực phẩm và là yếu tố quyết định đến sức khỏe của con người. Chính vì vậy mà các thị trường xuất khẩu lớn như châu Âu và Mỹ thường quy định rất nghiêm ngặt về an toàn thực phẩm. Đối với cá và các sản phẩm từ cá, do sự tồn tại của phần lớn nước tự do và hàm lượng chất dinh dưỡng cao làm cho các sản phẩm này dễ bị hư hỏng trong thời gian ngắn khi không được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Do vậy, quá trình cấp đông sản phẩm ở nhiệt độ thấp giúp hạn chế các phản ứng sinh hóa bất lợi, đảm bảo chất lượng thực phẩm và làm tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường xuất khẩu. Chính vì vậy, nghiên cứu về các công nghệ cấp đông hiện đại giúp giảm thời gian và chi phí cấp đông, tăng chất lượng sản phẩm là xu hướng tất yếu hiện nay trong ngành xuất khẩu thủy sản, đặc biệt là cá tra và sản phẩm từ cá tra. Cá tra và fillet cá tra Cá tra nuôi hay thường gọi là cá tra (Pangasius hypophthalmus) thuộc loài cá da trơn trong họ Pangasiidae phân bố ở lưu vực sông Mekong. Cá tra là loài cá nước ngọt được nuôi và xuất khẩu nhiều nhất so với các loại thủy sản nước ngọt khác và được ví là ngành xuất khẩu tỷ đô của Việt Nam. Fillet cá tra (phi lê cá tra) là miếng cá được cắt/lạng ra từ thân con cá, dọc theo xương sống, đây là bán thành phẩm đã qua các công đoạn xử lý như tách nội tạng, xương và da,... có thể sử dụng cho nhiều mục đích chế biến khác nhau. Cấp đông thực phẩm Cấp đông là một trong những quá trình bảo quản thực phẩm phổ biến nhất được áp dụng để duy trì dinh dưỡng và độ tươi của thực phẩm, nhất là các sản phẩm từ cá. Mục đích chính của cấp đông thực phẩm là (1) bảo quản thực phẩm, (2) giảm hoạt động của các enzym và vi sinh vật, (3) giảm lượng nước lỏng – thành phần có lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và (4) giảm hoạt độ nước của thực phẩm. Trong quá trình này, nhiệt độ thực phẩm giảm xuống mức thích hợp dưới điểm kết đông, khi nước chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. 3
Các phương pháp cấp đông thông dụng a) Cấp đông đối lưu cưỡng bức trong môi trường không khí b) Cấp đông tiếp xúc c) Cấp đông trực tiếp trong môi trường lỏng Các công nghệ cấp đông hiện đại − Công nghệ cấp đông hỗ trợ áp suất cao − Công nghệ cấp đông hỗ trợ điện trường − Công nghệ cấp đông hỗ trợ từ trường − Công nghệ cấp đông hỗ trợ sóng vô tuyến − Công nghệ cấp đông hỗ trợ vi sóng − Công nghệ cấp đông hỗ trợ siêu âm Hiện trạng ứng dụng các công nghệ cấp đông có hỗ trợ từ trường − Ứng dụng từ trường trong cấp đông ở quy mô thí nghiệm Thông qua các nghiên cứu này, ảnh hưởng của từ trường lên các mẫu thí nghiệm khác nhau (nước, dung dịch, thực phẩm) đều đã được chứng minh. Tuy nhiên, với sự hạn chế về mặt số lượng thực nghiệm cũng như các nghiên cứu liên quan để có thể so sánh, đối chiếu lẫn nhau thì các kết quả nghiên cứu này vẫn chưa thể áp dụng trong quy mô công nghiệp cũng như trên nhiều đối tượng thực phẩm khác nhau. − Ứng dụng từ trường trong cấp đông ở quy mô công nghiệp Trong những năm gần đây, nhiều bằng sáng chế đã được đăng kí nhằm cố gắng tận dụng các hiệu ứng của từ trường đến đặc tính của nước để cải thiện quá trình cấp đông thực phẩm. Tất cả các bằng sáng chế này cho rằng việc áp dụng từ trường trong quá trình cấp đông sẽ giúp kiểm soát quá trình kết đông nước và làm tăng độ siêu lạnh. Tuy nhiên, từ trường với mật độ từ thông thấp khi được sử dụng gây ra những nghi ngờ về tác động của từ trường đến nước, vốn là chất có độ nhạy từ thấp. Những tồn tại trong nghiên cứu về công nghệ cấp đông hỗ trợ từ trường Các dữ liệu thực nghiệm được công bố trong các bài báo vẫn chưa chứng minh rõ ràng tác động của từ trường đến quá trình cấp đông và chất lượng sản phẩm trong các tủ đông hỗ trợ từ trường thương mại, điều mà các công ty đã khẳng định là có tác động tích cực và đã được đăng kí bằng sáng chế. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng, mặc dù có một số báo cáo về ảnh hưởng của từ trường trong cấp đông nhưng hầu hết các nghiên cứu vẫn chưa được thực hiện trên cùng đối tượng và trong các điều kiện cấp đông như nhau nên rất khó để so sánh được với nhau. Do đó, điều cấp thiết là phải có một nghiên cứu khoa học chứng minh được ảnh hưởng của từ trường đến quá trình cấp đông và/hoặc nâng cao chất lượng sản phẩm hay nó chỉ là một công bố mang tính quảng cáo của các nhà sản xuất. 4
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ CẤP ĐÔNG CÓ HỖ TRỢ TỪ TRƯỜNG Từ trường và biến đổi pha của nước Từ trường cũng có khả năng ảnh hưởng đến tính chất của nước. Nước có thể được coi là một vật liệu từ tính, có nghĩa là moment lưỡng cực từ phát triển dưới tác động của từ trường bên ngoài. Ảnh hưởng của từ trường lên quá trình kết tinh nước có thể có ý nghĩa tích cực đối với chất lượng của vật liệu đông lạnh. Dựa vào những kết quả ban đầu của các nhà khoa học đã công bố trong lĩnh vực này cho thấy các tính khả quan khi ứng dụng từ trường trong cấp đông thực phẩm. Nguyên lý hoạt động của cấp đông hỗ trợ từ trường Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý cấp đông hỗ trợ từ trường dao động Cấp đông hỗ trợ từ trường không phải là một hệ thống làm lạnh mà là một phương pháp hỗ trợ quá trình và phương pháp cấp đông hiện có để cải thiện chất lượng sản phẩm và tốc độ kết đông. Việc kết hợp giữa các phương pháp cấp đông truyền thống với từ trường trong quá trình cấp đông có thể đem lại lợi ích về mặt chi phí năng lượng và đảm bảo chất lượng sản phẩm đông lạnh. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường a. Nhiệt độ không khí trong môi trường cấp đông b. Vận tốc không khí trong môi trường cấp đông c. Kích thước và hình dạng của sản phẩm cấp đông c. Mật độ từ thông d. Các yếu tố khác Mô hình bài toán cấp đông fillet cá tra Mô hình nghiên cứu về cấp đông fillet cá tra có hỗ trợ từ trường được trình bày trên hình 2.5, trong đó mẫu fillet cá tra được đặt trên mặt khay đỡ nằm giữa bộ thu và phát từ trường. Qu¹t Dµn l¹nh Bé läc C¸ch nhiÖt Bé thu ph¸t tõ tr-êng 100 Kh«ng khÝ l¹nh, tm,  W Fillet c¸ tra 700 500 Fillet c¸ tra  2 Kh«ng khÝ l¹nh, tm, 300 t m = 30  40°C t m = 30  40°C 175 100 100 500 100 100 500 100 700 700 Hình 2.5 Bố trí sản phẩm trong buồng cấp đông Như vậy bài toán mà luận án nghiên cứu là quá trình cấp đông fillet cá tra trong môi trường không khí chuyển động cưỡng bức, đối lưu từ 2 phía của mẫu. 5
Các phương pháp xác định hệ số trao đổi nhiệt Hệ số truyền nhiệt k từ môi trường vào tâm sản phẩm được xác định dựa vào công thức: 1 k= (2.12) 1  +   Một trong những phương pháp để xác định hệ số trao đổi nhiệt đối lưu là sử dụng kết quả đo nhiệt độ sản phẩm theo thời gian trong quá trình cấp đông, từ đó xác định hệ số tỏa nhiệt đối lưu theo tiêu chuẩn Biot.  .Z Bi = (2.13)  Tất cả các quá trình cấp đông gió đều có dạng đường cong tương tự. Ban đầu, chúng có một độ trễ nhất định và sau đó nhiệt độ tại tâm của thực phẩm giảm theo hàm mũ. Nhiệt độ không thứ nguyên được xác định như sau: t − t t − tm  = m = (2.14) tm − ti ti − tm 'Độ trễ' giữa thời điểm bắt đầu cấp đông và nhiệt độ không thứ nguyên được đo bằng hệ số j, như thể hiện trong hình 2.7. Hình 2.7 Đường cong cấp đông điển hình theo nhiệt độ không thứ nguyên Từ hình 2.7, có thể thấy rằng phần tuyến tính của đường cong cấp đông có thể được mô tả như sau:   = j exp(−C. ) (2.15) Để tìm các nghiệm của phương trình (2.11), hai tham số không thứ nguyên cần được tính toán, đó là tiêu chuẩn Biot, được xác định trong phương trình (2.13), và tiêu chuẩn Fourier, được xác định như sau: a Fo = 2 (2.20) Z Mô hình toán xác định thời gian cấp đông lý thuyết Các phương pháp xác định thời gian cấp đông: Plank (1941), Nagaoka (1956), Levy (1958), Cleland và Earle (1984) và Pham Q. T (1986). 6
Mô phỏng quá trình cấp đông fillet cá tra Bài toán mô phỏng quá trình cấp đông fillet cá tra được thiết lập trong miền 3D có kích thước giới hạn 210 x 110 x 15 mm, mặt dưới và mặt bên phía đầu và đuôi của miếng cá được xem là mặt phẳng. Thiết lập cho bài toán truyền nhiệt:  ( h) =  ( T ) +  ( hF mF ) (2.73)  Thiết lập cho bài toán truyền chất:  ( CF ) =  ( DF CF ) (2.75)  Các giả thiết của bài toán mô phỏng số quá trình cấp đông fillet cá tra : - Nhiệt độ môi trường cấp đông được giả thiết không đổi trong quá trình cấp đông theo mỗi chế độ khác nhau. - Vận tốc không khí qua bề mặt fillet cá tra được giả thiết không đổi trong quá trình cấp đông. - Nhiệt trở dẫn nhiệt của khay chứa vật liệu được bỏ qua, cho nên điều kiện biên của mô phỏng là điều kiện đối xứng loại 3. - Bỏ qua trao đổi nhiệt do bức xạ, do kích thước buồng cấp đông bé, chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và fillet cá tra thấp. - Buồng cấp đông được xem như cách nhiệt hoàn toàn nên bỏ qua tổn thất nhiệt ra môi trường. - Ẩm xem như phân bố đều bên trong fillet cá tra. Mô phỏng phân bố từ trường trong thiết bị cấp đông Để quan sát được phân bố từ trường trong buồng cấp đông khi có sử dụng các bộ tạo từ trường dao động và từ trường tĩnh, đồng thời giúp việc lắp các cảm biến nhiệt độ ở các vị trí phù hợp, phân bố từ trường đã được mô phỏng trên phần mềm Comsol Multiphysics v5.5. Kết luận chương 2 Phương pháp đo nhiệt độ không ổn định kết hợp với mối quan hệ giữa các tiêu chuẩn đồng dạng được xác định là phù hợp để tính toán hệ số truyền nhiệt trong quá trình cấp đông. Do kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nên phương pháp này có độ tin cậy hơn, phù hợp với các quá trình cấp đông phức tạp nhưng cũng đòi hỏi thiết bị đo nhiệt độ trong quá trình cấp đông phải có độ chính xác cao hơn. Để tính toán thời gian cấp đông lý thuyết nhằm so sánh với kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm, 05 mô hình toán: Plank, Nagaoka, Levy, Cleland và Earle, Pham Q. T đã được đề xuất. Nghiên cứu lý thuyết cho thấy 05 mô hình này phù hợp để tính toán thời gian cấp đông lý thuyết đối với sản phẩm có hình dạng phức tạp. 7
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ TRƯỜNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG GIÓ Khảo sát phân bố từ trường trong buồng cấp đông Từ trường được đo bằng cách sử dụng máy đo từ trường Tenmars TM-197 (phạm vi đo 0~30000 Gauss, sai số 0,1G). Vị trí đo là mặt cắt ngang giữa tâm miếng cá, cách đều 02 bộ tạo từ trường trên và dưới. Mỗi lần đo tại 9 điểm (theo hình 3.1), mỗi điểm ghi dữ liệu trong 3 phút (180s) và lấy kết quả trung bình. y PhÇn l-ng 3 6 9 ChiÒu réng miÕng c¸ 40 2 5 8 40 1 4 7 PhÇn bông 105 105 x PhÇn ®u«i PhÇn ®Çu ChiÒu dµi miÕng c¸ Hình 3.6 Vị trí đo từ trường trong thí nghiệm Kết quả đo từ trường dao động được trình bày trên hình 3.7 và hình 3.8. Hình 3.7 Phân bố từ trường dao động Hình 3.8 Phân bố từ trường tĩnh Quy trình tiến hành thực nghiệm Kích thước trung bình của fillet cá tra được chọn trong nghiên cứu này là 210x80x15mm (chiều dài x chiều rộng x độ dày). Fillet cá tra được cấp đông từ 12°C đến -18°C (nhiệt độ tại tâm) theo ba phương pháp khác nhau: cấp đông gió thông thường (ABF), cấp đông gió có hỗ trợ bởi từ trường dao động (OMF) và cấp đông gió có hỗ trợ bởi từ trường tĩnh (SMF). Đánh giá hoạt động của mô hình Để xác định thời gian cấp đông, nhiệt độ tâm sản phẩm phải đạt không lớn hơn -18°C, theo TCVN 8338:2010. Do vậy, trong nghiên cứu này, nhiệt độ cuối cùng tại tâm sản phẩm được chọn để dừng quá trình cấp đông là -18°C. a. Quá trình cấp đông không có hỗ trợ từ trường Tiến hành chạy cấp đông thử nghiệm cho mẫu fillet cá tra ở các nhiệt độ không khí khác nhau (-30, -35, -40C) và đo nhiệt độ tâm sản phẩm cũng như nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông. Thời gian cấp đông ở nhiệt độ -30C, -35C, -40C lần lượt là 2457s, 2381s và 2210s. Nhiệt độ không khí giảm 5C thì thời gian cấp đông giảm khoảng 5%. 8
a) nhiệt độ -30C; b) nhiệt độ -35C; c) nhiệt độ -40C Hình 3.12 Đường cong cấp đông trên mô hình cấp đông gió không có từ trường b. Quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường dao động a) nhiệt độ -30C; b) nhiệt độ -35C; c) nhiệt độ -40C Hình 3.13 Đường cong cấp đông fillet cá tra ở khi hỗ trợ từ trường dao động - Từ trường dao động với mật độ từ thông trung bình trên 40 Gauss là có ảnh hưởng đến thời gian cấp đông. Thời gian cấp đông giảm khoảng từ 2% đến 25% so với cấp đông thông thường. c. Quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh a) nhiệt độ -30C; b) nhiệt độ -35C; c) nhiệt độ -40C Hình 3.14 Đường cong cấp đông fillet cá tra ở khi hỗ trợ từ trường tĩnh - Từ trường tĩnh với mật độ từ thông trung bình trên 400 Gauss là có ảnh hưởng lớn đến thời gian cấp đông. Thời gian cấp đông giảm khoảng từ 34% đến 56% so với cấp đông thông thường. d. Đánh giá ảnh hưởng của từ trường đến quá trình cấp đông Từ các kết quả thực nghiệm xác định thời gian cấp đông fillet cá tra, có thể rút ra được một số nhận xét như sau: - Từ trường dao động giúp giảm với mật độ từ thông trung bình trên 40 Gauss giúp giảm thời gian cấp đông từ 2% đến 25% so với cấp đông thông thường. - Từ trường tĩnh giúp giảm thời gian cấp đông nhiều hơn so với từ trường dao động (từ 34% đến 56%) nhưng cần mật độ từ thông lớn hơn (trên 400 Gauss). Với các từ trường tĩnh có mật độ từ thông thấp hơn 80 Gauss, thực nghiệm cho thấy không có ảnh hưởng rõ ràng đến thời gian cấp đông. 9
- Từ trường dao động cũng có ảnh hưởng đến quá trình cấp đông nhưng đây là thông số khó kiểm soát và điều khiển giá trị theo mong muốn nên không thể thực hiện thí nghiệm đa yếu tố cũng như tối ưu hóa thông số này. Kết quả mô phỏng phân bố từ trường dao động trong buồng cấp đông Bài toán mô phỏng chia lưới theo kiểu Free Tetrahedral, với tổng số phần tử là 34728, tổng số nút là 203850. Tổng số bậc tự do của bài toán là 284167. Hình 3.18 Phân bố từ trường dao động tại tâm miếng cá , t=0,005s So sánh với kết quả đo thực nghiệm trên mô hình, ở cùng khoảng cách giữa 02 bộ thu-phát 80mm thì mật độ từ thông trung bình tại 9 vị trí đo đạt 68,2 Gauss, thấp hơn 7,83% so với giá trị trung bình đo được. Như vậy, kết quả mô phỏng này cho thấy rõ hơn phân bố từ trường trên toàn bộ mặt cắt ngang của miếng cá. Kết quả mô phỏng phân bố từ trường tĩnh trong buồng cấp đông Bài toán mô phỏng chia lưới theo kiểu Free Tetrahedral, với tổng số phần tử là 20492, tổng số nút là 115896. Tổng số bậc tự do của bài toán là 159225. a) b) b Hình 3.23 Phân bố từ trường tại mặt cắt ở tâm miếng cá với khoảng cách giữa 02 nam châm: ) a) 80mm; b) 70mm; Vùng giữa miếng cá từ thông chênh lệch so với vùng đầu miếng cá ở khoảng cách giữa 02 thanh nam châm 30mm và 40mm lên đến 732, 544 Gauss, tương ứng 70% và 64%. Do vậy trong nghiên cứu thực nghiệm cần lưu ý loại bỏ các thực nghiệm với các khoảng cách giữa 02 thanh nam châm quá thấp. Kết quả mô phỏng quá trình cấp đông không có từ trường a) -30C b) -35C c)-40C Hình 3.28 Đường cong cấp đông tại bề mặt và tâm fillet cá tra ở các nhiệt độ khác nhau 10
Khi so sánh với kết quả tính toán bằng các mô hình toán giải tích thì chênh lệch giữa phương pháp giải tích và mô phỏng rất lớn (từ 22,6% đến 55%), nên khuyến cáo sử dụng trong các trường hợp tính toán đơn giản. a) 500 giây b) 1000 giây c) 1500 giây d) 2000 giây Hình 3.29 Kết quả mô phỏng nhiệt độ trong quá trình cấp đông tại 11 mặt cắt Tính toán hệ số truyền nhiệt trong quá trình cấp đông Trong thực tế, để đánh giá độ chính xác của dữ liệu thực nghiệm trong phương pháp tính toán hệ số truyền nhiệt như đã mô tả ở mục 2.4, các cảm biến nhiệt độ fillet cá tra trong quá trình cấp đông được lắp tại bề mặt và tâm sản phẩm, như mô tả trên hình 3.32a. Bộ ghi dữ liệu nhiệt độ 8 kênh với cặp nhiệt điện loại J (VersaLog TC, Canada) có độ chính xác 0,2% được sử dụng để xác định nhiệt độ fillet cá tra trong quá trình cấp đông. a) Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ b) Thiết bị đo và ghi dữ liệu Hình 3.32 Mô tả phương pháp đo nhiệt độ trong quá trình cấp đông Bảng 3.15 So sánh hệ số truyền nhiệt trung bình Hệ số truyền nhiệt trung bình, W/(m2.K) Phương pháp Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ cấp đông Bề mặt Tâm sản phẩm Sai số (%) ABF 35,38 34,75 1,78 OMF 36,83 35,76 2,90 SMF 36,77 36,24 1,45 11
Các dữ liệu nhiệt độ đo được trong quá trình cấp đông sau đó được sử dụng để xác định các hệ số j và C trong phương trình (2.15) bằng cách sử dụng phương pháp hồi quy phi tuyến với sự hỗ trợ của phần mềm Minitab 19. Kết quả phân tích hồi quy được chia thành 02 trường hợp: (a) vị trí lắp các cảm biến tại tâm; (b) vị trí lắp các cảm biến tại bề mặt. Nhận xét về kết quả tính toán và mô phỏng: - Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt chỉ được áp dụng trong phạm vi ghi nhận dữ liệu thực nghiệm, nghĩa là khi nhiệt độ fillet cá tra thay đổi trong khoảng 12C đến -18C. - Khi sử dụng cả hai nguồn dữ liệu nhiệt độ ghi nhận trong hai trường hợp: (a) vị trí lắp các cảm biến tại tâm; (b) vị trí lắp các cảm biến tại bề mặt; để tính toán hệ số truyền nhiệt thì kết quả cho thấy giá trị k tính được trong trường hợp (b) luôn cao hơn trường hợp (a) từ 1,45 đến 2,9%. - Các kết quả tính hệ số 1 có sai số lớn hơn từ 4,62 đến 9,31% trong khi sai số khi tính toán hệ số hình dạng E dao động từ 2,9 đến 5,58%. Kết quả này cho thấy giá trị hệ số truyền nhiệt và hệ số hình dạng được tính toán từ phương pháp nửa lý thuyết nửa thực nghiệm là đáng tin cậy. - So với quá trình cấp đông không có hỗ trợ từ trường, hệ số truyền nhiệt của quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường dao động lớn hơn trung bình khoảng 3,0%. Tương tự, khi cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh, chênh lệch về hệ số truyền nhiệt trung bình là khoảng 9,4%. Kết luận chương 3: Trên cơ sở kế thừa các mô hình toán học về tính toán thời gian cấp đông, kết quả tính toán lý thuyết đối với fillet cá tra cho thấy mô hình toán của Pham QT có sai số thấp nhất nên có thể chấp nhận trong các trường hợp tính toán đơn giản. Để kiểm chứng rõ hơn, quá trình cấp đông fillet cá tra không có hỗ trợ từ trường được mô phỏng dựa trên kích thước 3D thực tế của miếng cá. Kết quả cho thấy thời gian cấp đông thấp hơn tính toán lý thuyết (mô hình toán của Pham QT) lần lượt là 27,2%, 26,2% và 22,6% tương ứng ở nhiệt độ -30, -35 và -40C. Khi so sánh với kết quả thực nghiệm thì thời gian cấp đông theo mô phỏng thấp hơn lần lượt là 4%, 15% và 17% tương ứng ở nhiệt độ -30, -35 và -40C. Kết quả thực nghiệm cho thấy cả hai loại từ trường đều có ảnh hưởng đến thời gian cấp đông, từ trường dao động với mật độ từ thông trung bình trên 40 Gauss giúp giảm thời gian cấp đông khoảng từ 2% đến 25% so với cấp đông thông thường trong khi đó từ trường tĩnh giúp giảm thời gian lên đến 56% nhưng đòi hỏi mức từ thông trên 400 Gauss. Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt tương đương dựa trên các dữ liệu thực nghiệm cho thấy hệ số truyền nhiệt của quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường dao động lớn hơn trung bình khoảng 3,0%. Tương tự, khi cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh, chênh lệch về hệ số truyền nhiệt trung bình là khoảng 9,4%. 12
CHƯƠNG 4 TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG GIÓ CÓ HỖ TRỢ TỪ TRƯỜNG TĨNH Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Mô hình bậc hai xây dựng từ quy hoạch trực giao cấp hai có dạng: k k k Y = b0 +  b j X j +  b jl X j X l +  b jj X j (4.1) j =1 j ,l =1 j =1 j l Xác định các thông số đầu vào Như đã được trình bày ở mục 3.1.4, các thông số đầu vào bao gồm 4 thông số: Nhiệt độ cấp đông, vận tốc không khí, chiều dày của mẫu cá và mật độ từ thông. Xác định các thông số đầu ra (hàm mục tiêu) a. Thời gian cấp đông Theo nội dung được trình bày ở mục 3.1.5, thời gian cấp đông trong luận án này được xác định bằng thời gian cần thiết để giảm nhiệt độ mẫu cá từ nhiệt độ ban đầu (12C) đến nhiệt độ cuối cùng (-18C) tại vị trí có thời gian dài nhất trên 07 vị trí đo như biểu diễn trên hình 3.11. b. Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông Các mẫu fillet cá tra trước và sau khi cấp đông được xác định tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông dựa theo công thức sau: G − G2 FL = 1 100% (4.20) G1 c. Màu sắc của fillet cá tra sau cấp đông Phương pháp xác định màu sắc được thực hiện bằng máy đo màu (CR-410, Konica-Minolta, Nhật Bản), các chỉ số trong hệ màu CIE gồm L*, a* và b* được xác định lần lượt là các chỉ số về độ sáng, đỏ và vàng. Màu sắc được lấy từ 9 (chín) vị trí ngẫu nhiên trên bề mặt fillet cá tra. Tổng số chênh lệch màu (AE) được tính toán bằng cách sử dụng công thức sau: ( ΔL ) + ( Δa ) + ( Δb ) 2 2 2    ΔE = (4.21) Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố Thiết lập bài toán thực nghiệm đa yếu tố Hình 4.2 Minh họa các biến đầu vào và hàm mục tiêu của thực nghiệm Thiết lập phương trình hồi quy thực nghiệm a. Thời gian cấp đông 13
Phương trình hồi quy mô tả thời gian cấp đông (Y1) được thiết lập như sau: Y1 = 1612,31+270,104 X1 − 431,093 X 2 + 179,674 X 3 − 156,762 X 4 (4.25) − 210,875 X 1 X 2 − 145,125 X 3 X 4 + 133, 465 X 2 2 Đồ thị biểu diễn các mối tương quan được trình bày trên hình 4.3: Standardized Pareto Chart for Y1 Estimated Response Surface X2=0.0,X3=0.0 Y1 B:X2 0.0 + A:X1 - 500.0 (X 1000) 1000.0 AB C:X3 4 1500.0 D:X4 2000.0 3 2500.0 CD 3000.0 BB Y1 AD 2 AA AC 1 BC 2 CC 0 1 0 DD -2 -1 -1 0 1 X4 BD 2 -2 X1 0 3 6 9 12 15 Standardized effect a) Đồ thị Pareto b) Y1 = f(X1, X4) với X2 = 0; X3 = 0 Hình 4.3 Đồ thị bề mặt đáp ứng của hàm thời gian cấp đông Phương trình hồi quy viết cho hàm thời gian cấp đông dưới dạng biến thực: Y1 = 2777,077+138,371Z1 − 976, 431Z 2 + 380,087Z3 − 9,317Z 4 (4.26) − 16,87 Z1Z 2 − 0,7256Z3 Z 4 + 21,354Z 2 2 b. Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông Phương trình hồi quy mô tả tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông (Y2) được thiết lập như sau: Y2 = 1,39865 + 0, 408205. X 1 − 0,676427. X 2 + 0,302907. X 3 − 0, 417856. X 4 (4.27) − 0,372125. X1. X 2 + 0,510032. X 2 + 0,19599. X 3 2 2 Đồ thị biểu diễn các mối tương quan được trình bày trên hình 4.4: Standardized Pareto Chart for Y2 Estimated Response Surface X2=0.0,X3=0.0 Y2 B:X2 0.0 + BB - 1.0 D:X4 2.0 A:X1 4.8 3.0 AB 4.0 3.8 5.0 C:X3 CC 2.8 Y2 AD CD 1.8 AA BC 0.8 2 DD -0.2 1 AC 0 -2 -1 -1 BD 0 1 X4 2 -2 0 2 4 6 8 10 12 X1 Standardized effect a) Đồ thị Pareto b) Y2 = f(X1, X4) với X2 = 0; X3 = 0 Hình 4.4 Đồ thị bề mặt đáp ứng của hàm tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông Phương trình hồi quy viết cho hàm tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông dưới dạng biến thực: Y2 = 35,994 + 1,659.Z1 − 1,626.Z 2 + 0,151.Z3 − 0,004.Z 4 (4.28) − 0,03.Z1.Z 2 + 0,02.Z 2 + 0,031.Z 3 2 2 c. Tổng số chênh lệch màu trung bình Dựa trên kết quả thực nghiệm và phân tích hồi quy đa yếu tố, sau khi loại trừ các hệ số có mức ý nghĩa P>0,05 (b13, b14, b23, b44), phương trình hồi quy mô tả tổng số chênh lệch màu trung bình (Y3) được thiết lập như sau: 14
Y3 = 18,7674 + 1,14711. X1 − 1,92516. X 2 + 0,837128. X 3 − 1,13132. X 4 − 1,00938. X1. X 2 + 0,804375. X 2 . X 4 − 0,623125. X 3 . X 4 (4.29) + 0,646683. X12 + 1,30545. X 2 + 0,749559. X 3 2 2 Đồ thị biểu diễn các mối tương quan được trình bày trên hình 4.4. Phương trình hồi quy viết cho hàm tổng số chênh lệch màu trung bình dưới dạng biến thực: Y3 = 0,700 − 0,0119 Z1 − 0,3096 Z 2 − 0,0776 Z3 + 4, 28.10 −4 Z 4 + 0,0024Z1Z 2 − 0,0015Z1Z3 − 1,95.10−6 Z1Z 4 (4.30) + 6,30.10−5 Z12 + 0,0264 Z 2 + 0,1648Z3 − 1,83.10 −7 Z 4 2 2 2 Standardized Pareto Chart for Y3 Estimated Response Surface X2=0.0,X3=0.0 Y3 B:X2 15.0 + A:X1 - 17.0 D:X4 19.0 BB 32 21.0 AB 23.0 29 25.0 C:X3 BD 27.0 26 29.0 CC Y3 31.0 AA 23 33.0 CD 35.0 BC 20 AC 2 17 1 DD 0 AD -2 -1 -1 0 1 X4 2 -2 0 2 4 6 8 10 X1 Standardized effect a) Đồ thị Pareto b) Y3 = f(X1, X4) với X2 = 0; X3 = 0 Hình 4.5 Đồ thị bề mặt đáp ứng của hàm tổng số chênh lệch màu trung bình Nhận xét: Nhiệt độ cấp đông và chiều dày ảnh hưởng theo chiều hướng âm, nghĩa là càng giảm thì thời gian cấp đông càng ngắn, trong khi, vận tốc không khí và mật độ từ thông tác động theo chiều ngược lại. Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau cấp đông cũng tỉ lệ nghịch với mật độ từ thông nên việc đưa từ trường tĩnh vào hỗ trợ cho quá trình cấp đông cũng giúp giảm hao hụt khối lượng. Đối với sản phẩm fillet cá tra sau khi cấp đông thì màu sắc sẽ kém hơn so với mẫu tươi, tức là E* sẽ tăng lên (>16). Do vậy, các thông số công nghệ ảnh hưởng rõ rệt đến tổng số chênh lệch màu trung bình. Tối ưu hóa quá trình cấp đông Đối với bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu trong quá trình cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh, giá trị tối ưu của các biến X1, X2, X3, X4 được tính toán sao cho giá trị các hàm mục tiêu Y1, Y2, Y3, cùng tốt nhất trong phạm vi -1,664  X1, X2, X3, X4  1,664. 15
Y1 = f1min ( X 1opt , X 2 , X 3opt , X 4 ) = min f1 ( X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) opt opt  Y2 = f 2min ( X 1opt , X 2 , X 3opt , X 4 ) = min f 2 ( X 1 , X 2 , X 3 , X 4 )  opt opt  (4.31) Y3 = f3min ( X 1opt , X 2 , X 3opt , X 4 ) = min f 3 ( X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) opt opt  X = ( X 1 , X 2 , X 3 , X 4 )  −1, 664  X 1 , X 2 , X 3 , X 4  1, 664  Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Method-RSM) được sử dụng trong trường hợp này để xác định các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình cấp đông. Kết quả đã xác định được giá trị các biến tối ưu như sau: X1opt = −1,5371; X 2 = 0,3198; X 3 = 0,2089; X 4 = 1,645 , tương ứng với opt opt opt giá trị các hàm mục tiêu: Y1min = 906s; Y2min = 0,174%; Y3min = 17,31 . Kết quả cho thấy tỷ lệ hao hụt khối lượng đáp ứng được TCVN 8338:2010 và thời gian cấp đông là thấp nhất. Mức độ thỏa hiệp giữa các mô hình toán này đạt 90,4%. Chuyển đổi thành giá trị các biến thực: Z1opt = −42,7o C; Z2 = 5,8m/s; Z3 = 15,4mm; Z4 = 564,5Gauss opt opt opt Tối ưu hóa cùng lúc 3 hàm mục tiêu với 4 biến đầu vào là bài toán phức tạp khi giải tích, đôi khi không thể giải được. Do đó, việc ứng dụng phần mềm để giải bài toán tối ưu phức tạp là cần thiết. Đối với các hàm mục tiêu theo quy hoạch thực nghiệm cấp 2, phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được xem xét là phù hợp để giải bài toán tối ưu mặc dù cũng tồn tại hạn chế ở tính chính xác chưa cao. Nhận xét: Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy hướng đi đúng trong nghiên cứu đưa trường điện từ vào hỗ trợ cho cấp đông fillet cá tra nhằm giảm thời gian cấp đông, giảm chi phí năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm. Kết quả phân tích số liệu đã xây dựng được 03 phương trình hồi quy tương quan giữa các hàm mục tiêu và biến đầu vào, đồng thời cho thấy các thông số này ảnh hưởng lớn đến quá trình cấp đông. Song song đó, phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu cũng được áp dụng để xác định giá trị hợp lý của các thông số công nghệ khi tiến hành cấp đông có sự hỗ trợ từ trường tĩnh. Kết quả đã xây dựng được chế độ tối ưu cho hệ thống cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh nên thiết lập ở các mức: nhiệt độ cấp đông -42,7C, vận tốc không khí 5,8 m/s, chiều dày sản phẩm 15,4 mm và mật độ từ thông 564,5 Gauss. Với các kết quả nghiên cứu này, cần tiến hành thêm các thực nghiệm đánh giá chất lượng sản phẩm sau cấp đông như độ cứng, độ dẻo, thời gian rã đông, tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông,… để có được các cơ sở chứng minh ảnh hưởng của từ trường đến chất lượng sản phẩm. 16
CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CẤP ĐÔNG ỨNG DỤNG TỪ TRƯỜNG Tầm quan trọng của chất lượng đến sản phẩm cấp đông Những thay đổi xảy ra trong chất lượng thực phẩm trong quá trình cấp đông, bảo quản đông lạnh và rã đông đóng một vai trò quan trọng trong sự thành công của các sản phẩm cấp đông được đưa ra thị trường như fillet cá tra. Vì vậy, việc xác định chất lượng của thực phẩm đông lạnh trong tất cả các khâu, từ sản phẩm tươi, sản phẩm đông lạnh đến sản phẩm rã đông là điều bắt buộc. Hơn nữa, đối với nhiều sản phẩm thực phẩm đông lạnh, chúng được tiêu thụ sau quá trình chế biến tiếp theo, chẳng hạn như nấu ăn, chất lượng của thực phẩm cũng cần được xác định sau khi chế biến. Các thông số chất lượng thường được nghiên cứu rộng rãi và được xem là quan trọng ảnh hưởng đến sản phẩm cấp đông là màu sắc, kết cấu, độ ngon và hương vị. Phương pháp nghiên cứu chất lượng sản phẩm fillet cá tra Vật liệu Fillet cá tra với kích thước trung bình của là 210x80x15mm (chiều dài x chiều rộng x độ dày) được cấp đông đến nhiệt độ tại tâm là -18°C bằng 02 phương pháp: cấp đông gió không hỗ trợ từ trường và cấp đông gió có hỗ trợ từ trường tĩnh. Các mẫu được đóng gói chân không và lưu trữ trong tủ bảo quản ở nhiệt độ -20°C trong vòng 8 tuần trước khi được mang đi kiểm nghiệm. Các mẫu cá được rã đông trong tủ lạnh ở nhiệt độ 4°C trước khi đo. Phương tiện Các thực nghiệm được tiến hành trên mô hình cấp đông gió, tủ bảo quản sản phẩm và tủ lạnh được đặt tại phòng, khoa, trường đại học. a. Màu sắc của fillet cá tra sau cấp đông Phương pháp xác định màu sắc được thực hiện bằng máy đo màu (CR-410, Konica-Minolta, Nhật Bản). Hình 5.4 Vị trí đo và máy đo màu CR-410 b. Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông là thông số được tính toán từ kết quả đo khối lượng fillet cá tra trước và sau khi rã đông đến nhiệt độ tại tâm đạt 0C. G − G3 TL = 2 100% (5.8) G2 17
c. Phân tích cơ lý của fillet cá tra Các phép thử cơ lý được thực hiện trên máy phân tích cấu trúc thực phẩm CT3-4500 Brookfield. Các mẫu cá tra được phân tích cơ lý dưới 02 phương pháp: phép thử cắt (shear test) để xác định độ cứng, ứng suất cắt và phương pháp TPA để xác định độ đàn hồi, độ dẻo và độ dai. Vì phép đo không thể thực hiện với mẫu cá quá lớn nên mỗi mẫu sẽ được lấy với kích thước 80 x 30 (dài x rộng, mm) như hình sau: Hình 5.7 Vị trí lấy mẫu phân tích cấu trúc Kết quả phân tích màu sắc - Giá trị trung bình L* (độ sáng), a* (màu đỏ) và b* (màu vàng) tương đối đồng đều giữa các mẫu trong cùng một phương pháp cấp đông với độ lệch chuẩn tương ứng là 1,7; 1,16; 1,08 và 1,4; 1, 68; 0,88. So với mẫu fillet cá tra tươi, các giá trị L* và b* của các mẫu cấp đông đều tăng. - Giá trị độ sáng L* khi cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh thấp hơn khi cấp đông không có từ trường là 15%. Điều này cho thấy các mẫu cá được cấp đông có hỗ trợ từ trường sẽ có sậm hơn và có sự ổn định hàm lượng carotene trong cơ thịt sẽ cao hơn so với các mẫu cá được cấp đông gió thông thường. - Màu đỏ a* trong cơ thịt cá đặc trưng cho hàm lượng carotene nên đối với các mẫu cá được cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh thì giá trị này lớn hơn rất nhiều sẽ có lợi về hàm lượng carotene khi chế biến. - Hàm lượng xanthophyll trong fillet cá tra tỷ lệ thuận với giá trị b* nên với giá trị b* của các mẫu cá được cấp đông có từ trường tĩnh cao hơn 31,2% thì hàm lượng xanthophyll cũng cao hơn so với các sản phẩm cấp đông không có từ trường hỗ trợ. - Tổng độ chênh lệch màu E* của các mẫu cá được cấp đông có hỗ trợ từ trường tĩnh thấp hơn 9,7% so với các mẫu được cấp đông gió thông thường. Điều này cũng phản ánh phần nào về chất lượng sản phẩm khi cấp đông có hỗ trợ từ trường được giữ ổn định hơn. Đánh giá tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông Các mẫu fillet cá tra được cấp đông có hỗ trợ từ trường có giá trị TL trung bình đạt 1,287%, thấp hơn 55,7% so với các mẫu cấp đông gió thông thường. Điều này cho thấy chất lượng fillet cá tra được giữ ổn định hơn khi cấp đông có từ trường và cũng phù hợp với kết quả phân tích cơ lý cũng như phân tích màu. 18