Đề tài Xây dựng mô hình toán học và giải bài toán truyền nhiệt không ổn định áp chảo phi lê mực tươi

MỞ ĐẦU Truyền nhiệt là một trong ba môn học quan trọng của sinh viên thuộc khoa kỹ thuật hóa học , ngành công nghệ thực phẩm . Cùng với môn truyền khối và quá trình cơ học , truyền nhiệt tạo nền tảng cho sinh viên các môn học về máy và thiết bị , để từ đó tự học hỏi , tìm tòi , giải quyết và phát triển những vấn đề lý thuyết cũng như các bài toán kỹ thuật phát sinh trong quá trình vận hành . Đa số các quá trình trong công nghệ thực phẩm đều liên quan đến truyền nhiệt . Đây là điểm mấu chốt tạo nên sự khác biệt giữa mô hình trong phòng thí nghiệm với mô hình thực tế sử dụng trong sản xuất , vì sự khác biệt giữa kích thước thiết bị , các hóa chất sử dụng , thời hạn sử dụng , . Do đó , nắm vững những kiến thức cơ sở của môn truyền nhiệt là vô cùng cần thiết . Nhưng dù ta học từ sách vở , từ lý thuyết thì vẫn chưa đủ để trở thành kỹ sư thực thụ , mà còn cần tiếp cận vấn đề từ khía cạnh thực nghiệm . Đây là điểm khác biệt căn bản giữa chương trình đào tạo phổ thông và đại học . Để phục vụ việc học và đáp ứng tiêu chuẩn của nhà tuyển dụng , sinh viên cần thực hiện những bài tiểu luận , từ đơn giản đến phức tạp , từ dễ đến khó , từ mục đích giải quyết vấn đề nâng cao thành phát triển giải pháp , tìm hướng đi mới , từ kiến thức thực tế đến áp dụng trong thực tiễn cuộc sống , sản xuất , . Vì vậy , trong thời gian học môn truyền nhiệt , chúng em đã nhận đề tài tiểu luận : “ Xây dựng mô hình toán học và giải bài toán truyền nhiệt không ổn định áp chảo philê mực tươi ” . Đây là một tiểu luận mang tính chất hướng dẫn sinh viên áp dụng những lý thuyết đã học để giải một bài toán truyền nhiệt cụ thể , từ những điều căn bản như : xác định hình dạng đối tượng , tìm những điều kiện biên , sử dụng công thức nào , . giúp giới hạn phạm vi lời giải , đến những tình huống cụ thể nảy sinh trong quá trình làm thí nghiệm . Đối với sinh viên lần đầu tiếp cận nội dung của truyền nhiệt dưới khía cạnh kỹ thuật thì đây là đề tài phù hợp ( về mặt tài chính , về tính khả thi ) và khá tổng quát . Vì lý do đó , chúng em đã chọn và hoàn thành đề tài này . Nội dung của bài tiểu luận bao quanh vấn đề chính là sự tương đồng giữa mô hình lý thuyết với thực nghiệm , giữa những mô hình với nhau và đánh giá mức độ tương đồng . Vấn đề này đòi hỏi kinh nghiệm và đầu óc phân tích , so sánh nhạy bén . Do đó , để hoàn thành tốt bài báo cáo , không thể không có sự giúp đỡ , đóng góp ý kiến của thầy Phạm Văn Bôn , giảng viện thuộc bộ môn máy và thiết bị , trường ĐH . Bách khoa TH.HCM và của các bạn khác . Chúng em cảm ơn thầy Phạm Văn Bôn và các bạn đã giúp đỡ chúng em thực hiện tốt bài tiểu luận này . Bài báo cáo chắc chắn có sai sót , mong mọi người giúp đỡ , phản hồi và đóng góp ý kiến cho nhóm sinh viện thực hiện . NỘI DUNG Mở đầu 1. Tổng quan về áp chảo 2. Tổng quan về nguyên liệu 3. Quy trình công nghệ xử lý nhiệt lạnh của quá trình 4. Tiêu chuẩn của sản phẩm sau chế biến 5. Giải bài toán truyền nhiệt không ổn định – áp chảo philê mực 6. Nhận xét – đánh giá – so sánh kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm

pdf70 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 17/06/2013 | Lượt xem: 2379 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Xây dựng mô hình toán học và giải bài toán truyền nhiệt không ổn định áp chảo phi lê mực tươi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
p. ※ Tiêu chuẩn mực khô: ◈ Màu sắc : hồng nhạt, có thể có phấn trắng, bề mặt sạch sẽ không dính cát sạn . ◈ Mùi : thơm tự nhiên của mực khô, không có mùi của hiện tượng mực bị phân hủy hoặc mùi lạ khác . ◈ Vị : ngọt đậm không mặn . ◈ Trạng thái : khô , dẻo, thịt dai, mình phẳng, sạch nội tạng, không dập nát, tỉ lệ rụng đầu dưới 2 %, không có nấm mốc . ♮ Dài: từ 6 cm trở lên . ♮ Hàm lượng nước : 13 -17 % ♮ Hàm lượng muối : dưới 2 % . 3.1.2.4 Biến đổi của nguyên liệu mực sau khi sấy Bảng 3.2 – Sự thay đổi của nước , protein , NH3 trong mực Bảng 3.3 – chỉ tiêu hóa học theo TCVN 6175-1996 3.1.2.5 Một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm Bảng 3.4 – Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm Chỉ tiêu vi sinh vật (Cfu/g) của sản phẩm Tổng VK hiếu khí Coliform E.Coli Staphylococcus aureus Salmonella Shigella Tổng nấm mốc 1,1x103 < 10 Âm tính < 10 Âm tính Âm tính < 10 Chỉ tiêu vi sinh vật (Cfu/g) theo TCVN 5649-1992 Nguyên liệu Nước (%) Protein (%) NH3 (mg%) Mực tươi nguyên con 81 17,58 5,62 Mực tươi lột da, bỏ nội tạng, mắt, răng. 80 18,59 5,03 Chỉ tiêu hoá học của sản phẩm Độ ẩm (%) Protein(%) NH3(mg%) 20 64.58 23.84 Chỉ tiêu hoá học theo TCVN 6175-1996 < 22 < 30 < 106 Không cho phép < 102 Không cho phép Không cho phép < 103 Protein giảm hoặc mất khả năng liên kết với nước, các protein hòa tan mang mùi vị đặc trưng của sản phẩm vì vậy khi bị biến tính thì sẽ làm giảm hoặc mất mùi vị. 3.1.3 Đông lạnh 3.1.3.1 Những nguyên tắc chung ※ Mực được đưa vào tủ cấp đông, nhiệt độ -400C , thời gian 4-6 h. Nhiệt độ trung tâm sản phẩm tối thiểu đạt -120C. ※ Đối với loại đông semi block, khi đưa khuôn vào cabin, châm nước mạ băng lạnh +10C, có pha 5 ppm clorin, đến 1/3 chiều cao lớp mực và chỉ châm 1 lần lúc vào tủ. ※ Đối với loại đông block, châm nước nhẹ nhàng đến ngập lớp mực, mặt nước hơn mặt lớp mực khoảng 5 mm. ※ Khi đạt độ đông có thể ra hàng được , ta tách khuôn, mạ băng . ※ Bao gói :các block mực được cho vào túi PE (mỗi block 1 túi). ※ Bảo quản :-180C − -20C, thời gian bảo quản không quá 3 tháng. H3.3 – Sơ đồ khối của quá trình cấp đông mực 3.1.3.2 Biến đổi của mực trong quá trình lạnh đông 3.1.3.2.1 Về khía cạnh vi sinh vật Ϟ Khi nhiệt độ hạ xuống điểm đóng băng, vi sinh vật hoạt động chậm lai. ở -10oC vi khuẩn không phát triển được nhưng nấm mốc chưa bị ức chế. Phải đến -15oC nấm mốc mới ngừng phát triển. Do đó nên bảo quản ở -15oC. Tuy nhiên ở nhiệt độ -20oC vẫn còn một số vi khuẩn sống được. Ϟ Ở khoảng nhiệt độ -1÷ -5oC , đa số nước tự do của tế bào mực kết tinh thành đá. Nếu lạnh đông chậm, tinh thể nước đá tạo ra to, phá vỡ tế bào vi khuẩn nhưng lại gây hại cho thể chất của sản phẩm. 3.1.3.2.2 Về khía cạnh hóa sinh ₪ Biến đổi protein : ở -20oC protein bị đông lại, sau 6 tháng bảo quản có phân giải nhẹ. ₪ Biến đổi chất béo : chất béo bị hóa chua, hàm lượng axit béo tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. ₪ Biến đổi gluxit : khi lạnh đông chậm, glycogen bị phân giải ra nhiều axit lactic ở nhiệt độ thấp hơn là trường hợp lạnh đông nhanh. ₪ Biến đổi vitamin : sinh tố chủ yếu bị mất trong lúc chế biến, rửa. Ở nhiệt độ lạnh vitamin A bền vững, vitamin B2, PP mất một ít, vitamin C mất nhiều , khi sản phẩm mất nước, cháy lạnh thì vitamin E bị hao hụt toàn bộ. ₪ Biến đổi khoáng : nhiệt độ lạnh không ảnh hưởng đến chất khoáng nhưng do sự biến đổi cơ cấu sản phẩm khi làm lạnh đông khiến hao hụt một lượng llớn khoáng chất tan trong dịch bào chảy ra ngoài khi rã đông. 3.1.3.2.3 Về khía cạnh cảm quan ◈ Tăng thể tích: nước trong mực đóng băng → tăng 10% ◈ Thay đổi màu sắc: do tốc độ lạnh đông chậm hay nhanh, tinh thể băng hình thành lớn hay nhỏ mà có tiết xạ quang học khác nhau, tinh thể băng nhỏ thì có màu nhạt hơn. ◈ Giảm trọng lượng: sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý học . 3.2 Truyền nhiệt có chuyển pha – truyền khối trong công nghệ thực phẩm Sau giai đoạn xử lý sau đánh bắt , hải sản ( mực ) sẽ được chuyển tới nơi tiêu thụ . Những người nội trợ mua về và chế biến thành các món chín . Vậy bản chất của quá trình làm chín thực phẩm là gì ? Có những giai đoạn nào diễn ra ? Có sự biến đổi về chất và về lượng như thế nào ? Nguyên tắc chung của việc làm chín thực phẩm là cung cấp nhiệt gián tiếp thông qua dụng cụ nấu nướng tới thực phẩm . Nhiệt được truyền tới thực phẩm , làm nhiệt độ của thực phẩm tăng lên và gây nên các biến đổi về vật lý ( như thay đổi độ ẩm của thực phẩm , thay đổi về màu sắc … ) , các biến đổi về hóa học ( như làm giảm hay phá hủy một số vitamine , khoáng , gây biến tính protein , tạo điều kiện cho các phản ứng Maillard , caramel hóa … ) Trong khuôn khổ của đề tài , ta chỉ xét đến phường pháp làm chín thực phẩm bằng áp chảo . 3.2.1 Mô tả phương pháp áp chảo Đây là một loại quá trình truyền nhiệt không ổn định , thể hiện qua : ◈ Xử lý gián đoạn thành từng mẻ . ◈ Vật phẩm thường có dạng miếng mỏng , có kích thước tương đối đều trong từng mẻ , được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đốt nóng (bề mặt truyền nhiệt) . ◈ Đôi khi , còn dùng một ít dầu hoặc mỡ thoa đều bề mặt truyền nhiệt để vật phẩm không dính vào bề mặt truyền nhiệt ( chảo ) . 3.2.2 Cơ chế chung của quá trình áp chảo Ü Có sự dẫn nhiệt tiếp xúc = dẫn nhiệt ở điều kiện loại 4 : một lớp mỏng của bề mặt vật phẩm được nung nóng nhanh chóng nhờ tiếp xúc với chảo . Ü Một lượng ẩm nhất định của của lớp bề mặt được nung nóng và bốc hơi , tạo ra một áp suất hơi nhất định . Þ Áp suất hơi đó có thể đẩy vật phẩm chuyển động “nhảy” trên mặt chảo nếu vật phẩm nhỏ , mỏng và nhẹ . Þ Trường hợp vật phẩm có dạng tấm rộng , mỏng và khá nặng thì áp suất hơi có thể làm vật phẩm dao động lên xuống tại chỗ trong khi một phần hơi dưới tác dụng của áp suất ấy sẽ chuyển động vào bên trong lớp bề dày của vật phẩm , có thể xuyên qua lớp vật phẩm để thoát ra ở mặt thoáng phía không khí bên trên ( có thể một phần ) hoặc còn lại bên trong vật phẩm nếu vật phẩm quá dày . Đối với loại vật phẩm này , trong quá trình gia nhiệt , phải trở ( đảo ) tạo điều kiện hơi nước có thể thâm nhập nhanh và ngưng tụ lại trong lớp bề dày vật phẩm , làm vật phẩm mau chóng được nung nóng đều và chín đều . 3.3 Cơ sở vật chất cho quá trình áp chảo 3.3.1 Trang thiết bị cho quá trình áp chảo 3.3.1.1 Chảo không dính đáy bằng ◭ Chảo gang có khả năng giữ nhiệt bền, nhất là nấu nướng, rán các loại thức ăn trong thời gian dài, nên mua loại nặng. ◭ Chảo nhôm bọc sứ rẻ tiền và có khả năng phân bố nhiệt đều, tuy nhiên độ chống dính lại không cao. ◭ Chảo nhôm a-nốt dày có ưu điểm nhẹ, bền, tác dụng nhiệt nhanh, nhưng lại không phù hợp cho việc rửa bằng máy. Loại chảo này là có màu xám, đen, đã được xử lý bằng hóa chất và cứng hóa kim loại. ◭ Chảo thép không rỉ được xử lý kết hợp chất chống dính. Do thép không rỉ (thép trắng) có độ dẫn nhiệt kém nên người ta phải gia cố thêm một lớp giữ nhiệt chống dính dưới đáy bằng hợp kim khác, có thể là nhôm hoặc đồng. H3.4 – Chảo không dính đáy bằng 3.3.1.2 Nguồn nhiệt ổn định ◮ Bếp gas hoặc bếp điện từ . Đối với bếp gas , dùng lửa làm nguồn nhiệt , cung cấp nhiệt cho thực phẩm thông qua dụng cụ nấu nướng . Còn đối với bếp điện từ , dùng sóng điện từ làm nóng trực tiếp thức ăn nên không hề có lượng nhiệt nào tỏa ra từ mặt bếp . H3.5 – Bếp điện từ H3.6 – Bếp gas âm kính 3.3.1.3 Thiết bị đo nhiệt độ H3.7 – Thiết bị đo nhiệt độ bằng tia hồng ngoại 3.3.1.4 Đồng hồ H3.8 – Đồng hồ quả quít H3.9 – Đồng hồ kim 3.3.1.5 Thước cặp ♯ Có tính đa dụng (dùng để đo kích thước ngoài, kích thước trong, đo chiều sâu) phạm vi đo rộng, độ chính xác tương đối cao, dễ sử dụng. H3.10 – Các loại thước cặp ♯ Cách sử dụng - Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có chính xác không. - Phải kiểm tra xem mặt vật đo có sạch không. - Khi đo phải giữ cho hai mặt phẳng của thước song song với kích thước cần đo. - Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm để cố định hàm động với thân thước chính. - Chú ý: Nếu đo mặt trong của chi tiết thì ta phải cộng thêm 10mm với thước đơn vị mm - Khi đo xem vạch "0" của du xích ở vào vị trí nào của thước chính ta đọc được phần nguyên của kích thước ở trên thước chính - Xem vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta đọc được phần lẻ của kích thước theo vạch đó của du xích (tại phần trùng nhau 3.3.2 Thông số vật lý của thiết bị 3.3.2.1 Bếp gas âm kính Giovani Bảng 3.5 – Thông số kỹ thuật của bếp gas Giovani Mã sản phẩm G – 202SB Hãng sản xuất Giovani Loại sản phảm: Bếp gas âm kính – 70cm Số bếp nấu 02 Số vòng lửa 03 + 03 Mặt bếp Kính chịu lực, chịu nhiệt dày 8mm Cảm ứng ngắt gas tự động an toàn Có Đánh lửa Pin 1.5 V Kiềng Thép tráng men chống gỉ,khay Inox 304 Bộ chia lửa Hoa sen sabaf Chất liệu/ màu sắc Kính đen Chế độ pep hầm tiết kiệm gas Không Thông số kỹ thuật Kích thước bề mặt 720mm x 410mm Kích thước khoét đá 660mm x 360mm 3.3.2.2 Máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại ₪ Hãng sản xuất: Hanna – Italia ₪ Model: HI99550-00 ₪ Thông số kỹ thuật ※ Thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc sử dụng sóng hồng ngoại. ※ Hiển thị với màn hình LCD ※ Khoảng đo: -10 – 300oC ※ Độ chính xác: 1oC ※ Độ đúng: +/-2% giá trị đọc hay +/-2oC ※ Độ phát xạ: 0.95 ※ Thời gian đo: 1 giây ※ Nguồn điện: pin 9V, thời gian sống 150 giờ. ※ Kích thước: 143 x 80 x 38 mm ※ Khối lượng: 320 gram 3.4 Cơ sở thực nghiệm của quá trình áp chảo ⋇ Bước đầu tiên của giai đoạn làm thực nghiệm là mua và lựa chọn sản phẩm . Mặc dù đã có những chỉ tiêu nguyên liệu do Việt Nam đưa ra (TCVN5289-1992) nhưng bước này vẫn phụ thuộc vào khả năng tài chính của người làm thực nghiệm và kinh nghiệm đánh giá nguyên liệu là chính . Tại sao vậy ? Vì mực là một loại nguyên liệu đắt tiền do phải đánh bắt ngoài khơi , sau đó phải vận chuyển từ vựa về nơi tiêu thụ , vậy là ngoài phí vận chuyển , còn có phí bảo quản nguyên liệu ( mực là loại thủy sản mau hư hỏng ) . Nhưng đó là những chi phí cố định , người làm thực nghiệm còn chịu những chi phí thay đổi phụ thuộc vào đặc điểm thí nghiệm , đặc điểm nguyên liệu mà chọn số lượng mẫu , số lần làm thí nghiệm , hao phí do làm sai , etc. ⋇ Bước thứ hai là làm sạch nguyên liệu và bố trí trình tự bước thí nghiệm . Bước này rất quan trọng vì nó có thể làm giảm hoặc làm tăng chi phí cho mỗi lần thí nghiệm . Nếu ta sắp xếp thứ tự các thao tác không hợp lý , có thể chỉ làm hao phí thời gian nhưng cũng có thể tệ hơn là ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm . Do đó , ta nên suy nghĩ lựa chọn trình tự thí nghiệm cho phù hợp nhất , nên ghi ra giấy càng cụ thể càng tốt ( như thời gian , thứ tự … ) vì nếu có sự sai lệch giữa kết quả mô hình toán lý thuyết và kết quả thực nghiệm thì ta có thể dùng phương pháp truy ngược quy trình để giải quyết sự sai lệch đó . Ngoài ra , ta cũng nên làm sạch nguyên liệu thật kỹ vì lớp cặn bám trên nguyên liệu ( như lớp đất , cát …) sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt mà cụ thể là dẫn nhiệt . ⋇ Bước thứ ba là tiến hành theo sơ đồ đã lập ra ở bước 2 và ghi nhận kết quả . Điều lưu tâm ở bước này là sơ đồ được lập ra đã hoàn chỉnh hay chưa và vì vậy , ta đưa ra một số nguyên tắc sau : H Không được sử dụng hết lượng mẫu mà chỉ sử dụng một phần . Phần còn lại sẽ dùng để thực hiện việc kiểm chứng , so sánh , đánh giá hiệu quả giữa những sơ đồ với nhau . Vấn đề sử dụng bao nhiêu lượng mẫu cho một sơ đồ là hợp lý đã được lý thuyết thống kê đưa ra , ta chỉ việc chọn mô hình thống kê phù hợp . H Một vài số liệu của nguyên liệu bị thay đổi trước , trong và sau khi chế biến ( như bề dày miếng philê mực , nhiệt độ của nguyên liệu , nhiệt độ sản phẩm , độ ẩm … ) . Do đó , ta nên xác định trước những thông số , số liệu cần đo dựa vào các mô hình toán lý thuyết . H Dù ta có thay đổi sơ đồ tiến hành thí nghiệm , các số liệu có thể thay đổi theo nhưng ta nên sử dụng thống nhất một vài dụng cụ như chảo , loại dầu ăn , loại gia vị , … còn điều kiện thí nghiệm , trình tự và thời gian thí nghiệm có thể đổi ( như thời gian ướp gia vị , mức lửa , cường độ thao tác … ) H Lựa chọn những dụng cụ đo phù hợp với điều kiện thí nghiệm . 3.4.1 Mô tả thao tác 3.4.1.2 Trình tự thao tác - Làm sạch nguyên liệu - Chuẩn bị gia vị , chờ nguyên liệu ráo nước . - Cắt nguyên liệu thành từng miếng philê theo kích thước đã chọn . - Ướp gia vị và chờ gia vị thấm ( thời gian chờ tùy chọn nhưng không nên quá nhanh hay quá lâu ) . - Chuẩn bị chảo , cấp nhiệt cho chảo thật nóng và đo nhiệt độ của chảo . - Thêm ít dầu vào chảo ( khoảng một muỗng cà phê ) . - Đo nhiệt độ và thời gian nóng lên của dầu . - Cho philê mực vào chảo và đảo với tần số tùy chọn ở mỗi sơ đồ . - Khi mực chín , lấy mực ra , tắt bếp . 3.4.1.3 Cường độ thao tác - Vệ sinh vừa đủ để loại bỏ đất , cát . - Ướp gai vị khoảng 5 phút . - Kích thước miếng philê tùy thuộc mô hình ta đưa ra . - Thời gian chờ tùy chọn nhưng không nên quá nhanh hay quá lâu , khoảng 15 phút . - Thời gian cho chảo nóng tùy vào mô hình ta đưa ra . - Thời gian dầu tiếp xúc với chảo bao lâu là tùy vào mô hình . - Tần số đảo khoàng 1s đảo 1 mặt . - Số lần đảo và thời gian chế biến tùy vào mô hình . 3.4.2 Điều kiện cụ thể của từng giai đoạn Bảng 3.6 – Các điều kiện cụ thể của 3 mô hình Mô hình 1 Mô hình 2 Mô hình 3 Kích thước miếng philê 25x2.5x0.2 (cm) 35x3x0.3(cm) 45x4.5x0.4 (cm) Thời gian ướp gia vị 10’ 10’ 10’ Mức lửa Lớn Lớn Lớn Thời gian cho chảo nóng 1’ 1’ 1’ Thời gian cho dầu tiếp xúc với chảo 30s 30s 30s Tần số đảo - - - Thời gian chế biến - - - 3.5 Sơ đồ khối sơ bộ của quá trình áp chảo philê mực 43 H3.11 – Sơ đồ khối của quá trình áp chảo philê mực Trong đó , các bước có đánh dấu từ 1Æ 7 là những bước khác nhau ở từng mô hình . Chọn và mua mực Chờ ráo nước Chuẩn bị gia vị Cắt philê thành miếng có kích thước đã chọn Ướp gia vị 1 2 Đảo nhanh , đều 2 mặt Chờ gia vị thấm Cấp nhiệt cho chảo Thêm dầu vào chảo Cho philê mực vào chảo 3 4 5 6 Ghi nhận kết quả Chọn thời gian cho mực chín 7 44 4. TIÊU CHUẨN CỦA SẢN PHẨM SAU CHẾ BIẾN Tiêu chuẩn của sản phẩm là một trong những yếu tố để xem xét chất lượng , dinh dưỡng , cảm quan , độ an toàn của sản phẩm . Tương tự như quá trình xử lý sau đánh bắt của nguyên liệu , thực phẩm sau chế biến cũng phải được xử lý , bảo quản sao cho không bị giảm sút phẩm chất do các tác nhân vi sinh vật , chất hóa học còn tồn dư , … tấn công . Ta gọi đó là ô nhiễm thực phẩm . Dựa vào thời gian bảo quản sản phẩm và điều kiện thực tế của thí nghiệm , ta tạm chia tiêu chuẩn của sản phẩm sau chế biến thành 2 nhóm . Nhóm thứ nhất quy định những tiêu chuẩn của sản phẩm ngay sau chế biến , tính từ lúc kết thúc quá trình chế biến đến 30 phút sau đó . Nhóm thứ hai quy định những tiêu chuẩn của sản phẩm từ 30 phút đến lúc hư hỏng . Trong giới hạn của đề tài , ta chỉ chú trọng vào nhóm tiêu chuẩn thứ nhất . 4.1 Ô nhiễm thực phẩm Là tình trạng bất kỳ một chất nào không được chủ ý cho vào thực phẩm mà có mặt trong thực phẩm do kết quả của việc sản xuất, chế biến, xử lý, đóng gói, vận chuyển, lưu giữ thực phẩm hoặc do ảnh hưởng của môi trường tới thực phẩm. Ô nhiễm thực phẩm được chia thành 3 loại chính dựa trên bản chất của nguồn gây ô nhiễm. Đó là ô nhiễm sinh học, hóa học và vật lý . 4.1.1 Ô nhiễm sinh học ◈ Được sinh ra bởi các tác nhân có nguồn gốc sinh học và có thể được trình bày tóm tắt thông qua sơ đồ dưới đây . H4.1 – Các con đường gây ô nhiễm sinh học vào thực phẩm ◈ Các ô nhiễm thực phẩm do tác nhân sinh học thường xẩy ra hơn và nguy hiểm nhiều hơn ◈ Đa số các vụ ngộ độc thực phẩm là do : 45 Ü Vi khuẩn và độc tố vi khuẩn : Salmonella, Shigella, Cl.perfringens, E.coli... Ü Ký sinh trùng: sán dây, sán lá gan, sán lợn... Ü Độc tố vi nấm: aflatoxin, citrinin... Ü Siêu vi khuẩn: vi rút viêm gan A, B... Ü Các sinh vật có độc: cá độc, tảo độc, cóc... ◈ Cơ chế ngộ độc thực phẩm chủ yếu là do ăn phải các loại thực phẩm bị nhiễm một hoặc toàn bộ các yếu tố sau đây: ჶ Độc tố hoặc các chất chuyển hoá của vi sinh vật (ngộ độc do độc tố). ჶ Nhiễm các VSV có khả năng sinh độc tố trong quá trình phát triển ở hệ tiêu hoá. ჶ Nhiễm các vi sinh vật có khả năng nhân lên trong niêm mạc ruột. ◈ Vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm : các điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển nhanh trong thực phẩm là : - Các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm, nguồn dinh dưỡng càng phong phú thì lượng vi sinh vật phát triển càng dễ dàng. - Độ ẩm, pH, nhiệt độ là các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh sản của vi khuẩn. Độ ẩm càng cao, pH trung tính (5-8) và nhiệt độ 10-600°C là những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. ◈ Virus trong thực phẩm : Virus gây ngộ độc thực phẩm thường có trong ruột người. Các nhuyễn thể sống ở vùng nước ô nhiễm, rau quả tưới nước có phân tươi hoặc các món rau sống chuẩn bị trong điều kiện thiếu vệ sinh thường hay bị nhiễm virus, các loại virus trong các thực phẩm này thường là các virus gây bại liệt, viên gan . Các virus lây nhiễm qua thực phẩm và qua nước được chia ra thành ba nhóm tùy theo loại bệnh gây ra. ⋈ Virus gây rối loạn tiêu hóa (gastroentérite) : thường gặp nhất là Rotavirus và Norovirus (Virus Norwalk )... ⋈ Virus thực phẩm gây viêm gan : Virus viêm gan A (HAV-Hepatitis A Virus) , Virus viêm gan E (HEV-Hepatitis E Virus) ◈ Ký sinh trùng : Ký sinh trùng là những tế bào sống nhờ vào những sinh vật khác đang sống, sử đụng các chất dinh dưỡng của sinh vật đó để sống và phát triển - Ký sinh trùng đơn bào : amip . - ký sinh trùng đa bào : nhóm giun và nhóm sán . 4.1.2 Ô nhiễm hóa học ◧ Đó là những chất hoá học cho thêm vào thực phẩm theo ý muốn (để bảo quản, tăng tính hấp dẫn của món ăn), những hoá chất lẫn vào thực phẩm (hóa chất công nghiệp, kim loại nặng), hoá chất bảo vệ thực phẩm. ◧ Các hoá chất gây nhiễm độc qua đường thực phẩm là : ♫ Những chất hoá học cho thêm vào thực phẩm theo ý muốn. - Các loại phụ gia thực phẩm : gây ngộ độc mãn tính và cấp tính . - Các loại thuốc kích thích sinh trưởng (đối với thực vật) . - Các loại thuốc tăng trọng (đối với động vật, gia súc) . 46 ♫ Những hoá chất lẫn vào thực phẩm - Các hoá chất khác từ chất thải có trong đất, nước, không khí ... - Các kim loại nặng : Chì, thuỷ ngân, asen, cadimi... ♫ Hoá chất bảo vệ thực phẩm - Các hoá chất bảo vệ thực vật : thuốc trừ sâu, trừ cỏ... : thường gây ra những hội chứng sau đây : hội chứng về thần kinh , rối loạn thần kinh thực vật , hội chứng về tim mạch , hội chứng về hô hấp , hội chứng tiêu hóa - gan mật , hội chứng về máu ... 4.1.3 Ô nhiễm vật lý ◩ Bao gồm các dị vật, các mảnh kim loại, chất dẻo, các yếu tố phóng xạ , etc. ◩ Sự ô nhiễm vào thực phẩm các vật lạ hay phóng xạ tự nhiên là thường gặp nhất. Ô nhiễm phóng xạ sang thực phẩm tươi sống có thể xẩy ra khi có sự cố về môi trường, cũng có khi phóng xạ ở những vùng mỏ có chất phóng xạ. Các loài động vật và thực vật ở trong phạm vi vùng bị ô nhiễm, khi người ăn các loại thực phẩm này thì bị nhiễm luôn. Các nguyên nhân ô nhiễm thực phẩm do tác nhân vật lý thường ít khi gây ngộ độc cấp tính mà thường bị tích luỹ từ từ. 4.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng ₪ Các chỉ tiêu chính đánh giá chất lượng gồm có: chỉ tiêu vật lý, hóa học, hóa sinh, vi sinh vật và chỉ tiêu cảm quan. ₪ Nhiều đặc tính vật lý và hóa học của thực phẩm có thể được xác định bằng các phương tiện đo đạc như màu sắc, cấu trúc, các cấu tử mùi, nồng độ muối, acid, đường …. Tuy nhiên những phương tiện đo đạc chỉ cung cấp các giá trị định tính hoặc định lượng của thực phẩm mà không thể trả lời được câu hỏi các đặc tính đó tốt hay xấu? Sản phẩm có được thị trường chấp nhận hay không? Có thỏa mãn nhu cầu khi họ tiêu thụ không? Trước hết do chất lượng cảm quan quyết định. ₪ Tùy trình độ kỹ thuật của mỗi nước mà tính đến hệ số quan trọng của cảm quan trong khi đánh giá chất lượng sản phẩm. Ở các phát triển, các chỉ tiêu về hóa lý, vệ sinh đương nhiên đạt yêu cầu tiêu chuẩn quy định, phần còn lại là phấn đấu đạt yêu cầu về cảm quan (có đến 90% trong quyết định về mức chất lượng sản phẩm). ₪ Đánh giá cảm quan là phương pháp đánh giá chất lượng thực phẩm dựa trên việc sử dụng các thông tin thu được nhờ sự phân tích các cảm giác của những cơ quan thụ cảm như: thị giác, xúc giác, thính giác, khứu giác và vị giác. ₪ Do điều kiện và thời gian không cho phép , nên ta chỉ sử dụng phương pháp đánh giá cảm quan để đánh giá chất lượng sản phẩm thực phẩm . 4.3 Các phương pháp ưu tiên trong đánh giá cảm quan 4.3.1 Phương pháp so sánh cặp đôi ◪ Mục đích : Điều tra mẫu nào trong hai mẫu được người tiêu dùng ưa thích. ◪ Hội đồng : 75 đến hàng ngàn thành viên. ◪ Số mẫu : 2 mẫu 47 ◪ Qui trình : Mỗi thành viên nhận được hai mẫu ghi mã số. Yêu cầu cho biết mẫu nào được họ yêu thích hơn. 4.3.2 Phương pháp cho điểm ◐ Mục đích : cho điểm một số sản phẩm về chỉ tiêu nào đó theo sở thích của người tiêu dùng. ◐ Hội đồng : 75 đến hàng ngàn thành viên. ◐ Qui trình : mỗi thành viên nhận được từ 1 đến 10 mẫu ghi mã số. Yêu cầu ghi chú mức độ ưa thích theo thang điểm mô tả. 4.3.3 Phương pháp xếp thứ tự ▣ Mục đích : xếp thứ tự một số mẫu theo chỉ tiêu nào đó mà người tiêu dùng ưa thích. ▣ Hội đồng : 75 đến hàng ngàn thành viên. ▣ Số mẫu : 3 đến 4 mẫu. ▣ Qui trình : mỗi thành viên nhận được một số mẫu ghi mã số. Yêu cầu xếp thứ tự theo sở thích về một chỉ tiêu nào đó. 4.3.4 Phương pháp điều tra thị hiếu người tiêu dùng ≛ Mục đích : xác định thị trường đối với một loại sản phẩm. ≛ Hội đồng : hàng ngàn thành viên không qua huấn luyện, sống trên những vùng lãnh thổ khác nhau và ở những lứa tuổi khác nhau đại diện cho người tiêu dùng. ≛ Số mẫu : thường là 2, đôi khi sử dụng một mẫu duy nhất. ≛ Qui trình : mỗi thành viên nhận được 1 hoặc 2 mẫu. Yêu cầu cho điểm những mẫu trên theo thang điểm mô tả (giống như phương pháp cho điểm). 4.3.5 Phương pháp cho điểm theo Tiêu chuẩn Việt Nam ↻ Trong phương pháp cho điểm các kiểm nghiệm viên dựa vào một thang điểm qui định để đánh giá sản phẩm. Ở nước ta phương pháp này được qui định trong Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 3215 – 79: sản phẩm thực phẩm – phân tích cảm quan – phương pháp cho điểm. Tiêu chuẩn Việt nam sử dụng hệ 20 điểm xây dựng trên một thang thống nhất có 6 bậc (từ 0 đến 5) và điểm 5 là cao nhất cho một chỉ tiêu. 4.4 Các tiêu chí để đánh giá quá trình xử lý đạt yêu cầu Mục tiêu của việc đưa ra những tiêu chí này là để - Đồng bộ hóa các thí nghiệm , nghĩa là giảm thiểu sai số giữa các thí nghiệm . - Tiêu chuẩn hóa sản phẩm , nghĩa là kết quả thí nghiệm đại diện được cho tổng thể . - Kết quả sử dụng là đạt được yêu cầu , sai số chấp nhận được , đồng thời tránh lãng phí thời gian , tiền bạc . Ở đây , ta chỉ đưa ra các tiêu chí về thiết bị , quá trình và thời điểm kết thúc quá trình . 48 4.4.1 Tiêu chí về thiết bị ⊎ Mỗi loại thí nghiệm đều có những thiết bị đo lường đặc trưng của nó , tùy thuộc vào bản chất , đặc trưng của thí nghiệm . Đối với việc tiếp cận lời giải của bài toán truyền nhiệt không ổn định ( áp chảo philê mực ) dưới khía cạnh thực tế cũng vậy . Vì vậy , không những ta phải tuân theo những nguyên tắc chung , mà còn phải tuân thủ những quy định riêng của thiết bị . ⊎ Phải sử dụng cùng một loại thiết bị cho toàn bộ các mô hình . Điều này giúp chúng ta giảm kinh phí khi tiến hành thí nghiệm , nhưng lại dẫn đến vấn đề lựa chọn thiết bị tối ưu cho quy trình xử lý . Tiêu chí để chọn là mục tiêu của thí nghiệm , việc chấp nhận sai số ở mức độ nào . Cụ thể đối với bài toán này , ta chỉ cần dùng những thiết bị ….. ⊎ Chú ý tuân thủ nguyên tắc sử dụng của thiết bị . Đây có thể là một trở ngại cho tính nhanh chóng và liên tục của thí nghiệm , vì thế , một lần nữa , ta đánh giá cao việc tối ưu hóa thao tác và trình tự thí nghiệm . 4.4.2 Tiêu chí về quá trình ⊞ Là những tiêu chí về thao tác , cường độ thí nghiệm , điều kiên thí nghiệm , etc. ta đặt ra trước khi làm thí nghiệm để đồng bộ hóa các thí nghiệm , thỏa mãn nguyên tắc của thống kê . - Những thao tác cơ bản phải giống nhau , đồng đều ở mỗi mô hình để tránh làm tăng sai số . - Nguồn cấp nhiệt phải giống nhau và ổn định trong suốt quá trình và ở từng mô hình . - Điều kiện thí nghiệm có thể khác nhau ở mỗi mô hình ( do ta đặt ra để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến quy trình ) , nhưng ta nên chọn sự sai khác giữa các điều kiện sao cho hợp lý , giảm thiểu tối đa chi phí và thời gian . Đây là điều cơ bản trong việc tổ chức , bố trí thí nghiệm . 4.4.3 Tiêu chí về thời điểm kết thúc quá trình ◩ Trong quá trình áp chảo , ta chủ yếu dựa vào sự thay đổi cảm quan của nguyên liệu và kinh nghiệm để phán đoán độ chín của vật phẩm , thời gian chín và đặc tính của nguyên liệu sau khi chế biến . Vì vậy , ta cần thống nhất một số tiêu chí để lựa chọn thời điểm kết thúc quá trình sao cho đồng bộ , để chất lượng sản phẩm được đồng đều , dễ so sánh . ◩ Tiêu chí cảm quan của sản phẩm ngay sau khi áp chảo : - Về độ dai - Về độ dòn - Về độ bóng - Về màu sắc - Về mùi vị 49 5. GIẢI BÀI TOÁN TRUYỀN NHIỆT KHÔNG ỔN ĐỊNH – ÁP CHẢO PHILÊ MỰC 5.1 Nhận dạng và lựa chọn phương pháp giải ◣ Trong kỹ thuật , có nhiều phương pháp giải bài toán truyền nhiệt không ổn định như ◨ Phương pháp trung bình hóa ◨ Phương pháp chồng chất siêu vị ( super – position ) ◨ Phương pháp toán tử Laplace ◨ Phương pháp sai phân hữu hạn – FDM ◨ Phương pháp phần tử hữu hạn – FEM ◨ Phưong pháp Stefan …. ◣ Phụ thuộc vào điều kiện của bài toán ( điều kiện ban đầu , điều kiện biên ) , bản chất của quá trình truyền nhiệt ( truyền nhiệt ổn định hay không ổn định , có chuyển pha hay không , lớp biên di động hay không di động , …) , mức độ chấp nhận sai số , thời gian cho phép , dạng nghiệm ( dạng nghiệm tổng quát , dạng nghiệm thuần số hoặc thuần ẩn ,… ) … mà ta chọn phương pháp giải cho phù hợp . ◣ Đối với bài toán truyền nhiệt áp chảo philê mực : quá trình truyền nhiệt là không ổn định , gián đoạn , lớp biên di động , nhưng điều kiện ban đầu của bài toán khá đơn giản . Vì vậy , ta chọn 2 phương pháp : phương pháp sai phân hữu hạn và phương pháp chồng chất siêu vị để tiếp cận lời giải của bài toán trên góc độ lý thuyết . Sau đó , ta lấy kết quả thực nghiệm để đánh giá lời giải của 2 phương pháp , mức độ phù hợp giữa phương pháp giải đã chọn với bài toán , mức độ sai lệch giữa lý thuyết và thực nghiệm … , vì chung quy lại , các phương pháp trên là những phương pháp giải cho nghiệm gần đúng. 5.2 Giải bài toán theo phương pháp sai phân hữu hạn 5.2.1 Cơ sở lý thuyết ◤ Phương pháp sai phân hữu hạn ( FDM - Finite Difference Method ) là phương pháp xấp xỉ vi phân với độ chính xác tùy ý . Phương pháp cho phép nhận nghiệm của bài toán ở dạng số . 5.2.2 Nội dung FDM ◤ Ý tưởng cùa FDM là thay một cách gần đúng tất cả các số gia “ vô vùng bé ” bằng các số gia “ bé hữu hạn ” ( thay gần đúng các vi phân bằng các sai phân ) ◤ Ưu điểm : nhờ chuyển gần đúng mọi phương trình vi phân thành hệ phương trình đại số nên dù ẩn số có lớn nhưng vẫn giải được bằng máy tính . 5.2.3 Các bước áp dụng FDM ◩ Chia vật khảo sát ra n phần tử bằng cách chia các tọa độ tương ứng ra các phần ∆x , ∆y , ∆z . Nhiệt độ của mỗi phần tử được xem là nhiệt độ tại điểm nút của nó 50 . Điểm nút của phần tử bên trong vật là tâm của khối chữ nhật x y zΔ Δ Δ ; nút của phần tử trên biên nằm giữa mặt biên . ◩ chuyển hệ phương trình đạo hàm riêng thành hệ n phường trình vi phân thường cấp 1 bằng cách thay tất cả các đạo hàm theo tọa độ bằng biểu thức sai phân tương ứng ( sai phân toán học ) hoặc bằng cáh viết phương trình cân bằng nhiệt độ tại mỗi nút ( sai phân vật lý ) . ◩ Chuyển n hệ phương trình vi phân thường cấp 1 thành hệ n phường trình đại số bằng cách chia thời gian ra các khoảng τΔ bằng nhau và dùng các phép xấp xỉ đạo hàm theo thời gian ( phương pháp Euler , phương pháp ẩn – Implicit , phương pháp Crank-Nicolson , phương pháp tổng quát ) ◩ Lập dạng ma trận cho hệ phương trình đại số và dùng máy tính để giải 5.2.4 Phạm vi sử dụng FDM ※ Có thể dùng FDM để giải mọi bài toán về khoa học kỹ thuật , trong đó có bài toán truyền nhiệt ổn định và không ổn định , 1,2 hoặc 3 chiều , với các điều kiện vật lý bất kỳ , có hoặc không có nguồn nhiệt ※ Khó áp dụng và kết quả thường không chính xác đối với vật có biên dạng không quy tắc . 5.2.5 Phép sai phân của đạo hàm theo tọa độ 5.2.5.1 Phép sai phân toán học Dưới đây ta chỉ viết sai phân của đạo hàm theo x , còn theo y và z thì tương tự . ◐ Sai phân của dt dx : H5.1 – Hình ảnh của sai phân toán học Khi chọn ∆x đủ nhỏ , có thể thay đạo hàm bởi các dạng sai phân sau : 51 1 0 1 0 t tdt i i dx xxi t tdt i i dx xxi − + = Δ + − − = Δ − ◐ Sai phân của 22d tdx : đạo hàm cấp 2 có thể nhận từ khai triển Taylor , bỏ qua vô cùng bé bậc 4 là 40( )xΔ , ta có : ( )2 1 21 12 2d t t t ti i idx xi = − +− +Δ 5.2.5.2 Phép sai phân vật lý “ Độ tăng nội năng của nút = tổng các dòng nhiệt vào nút – tổng các dòng nhiệt ra khỏi nút ” . H5.2 –Vi phân dV và các dòng nhiệt vào , ra khỏi dV 1 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) i i je j j ie e e ij ije i i je j j ie e e ij t t y z t t x z t t x y x y z dt C x y z d t t y z t t x z t t x y x y z λ λ λ ρ τ λ λ λ − − − + + + ⎧⎡ ⎤ − Δ Δ + − Δ Δ + − Δ Δ⎪⎢ ⎥Δ Δ Δ⎣ ⎦⎪⎪ − = Δ Δ Δ⎨⎪⎡ ⎤⎪ − Δ Δ + − Δ Δ + − Δ Δ⎢ ⎥⎪ Δ Δ Δ⎣ ⎦⎩ Phép sai phân này thường dùng cho các nút biên 52 5.2.6 Các phương pháp xấp xỉ đạo hàm theo thời gian H5.3 – Xấp xỉ dti dτ Để xấp xỉ dti dτ , ta chia thời gian thành các khoảng τΔ bằng nhau , từ đó tính nhiệt độ , 1i kt + của nút i lúc 1 ( 1)k kτ τ+ = + Δ . 5.2.6.1 Phương pháp Euler , 1 , 2 & 2 (1 ) i i k i k k dt t t d B a B τ τ α τ λ + = + Δ Δ ΔΔ ≤ = + Æ phương pháp này sẽ cho một hệ phương trình đại số dạng tường minh . 5.2.6.2 Phương pháp ẩn – Implicit , 1 , 1 i i k i k k dt t t d τ τ+ + = + Δ , không hạn chế ∆τ Æ thu được một hệ phương trình đại số thuần ẩn . 5.2.6.3 Phương pháp Crank – Nicolson 2 , 1 , 1 1 & 2 (1 ) i i i k i k k k dt dt t t d d a B τ τ τ τ+ + ⎡ ⎤ Δ = + + Δ Δ ≤⎢ ⎥ +⎣ ⎦ Æ thu được một hệ phương trình đại số thuần ẩn . 5.2.6.4 Phương pháp tổng quát , 1 , 1 (1 ) 0 1i ii k i k k k dt dt t t d d ϕ ϕ τ ϕ τ τ+ + ⎡ ⎤ = + − + Δ ≤ ≤⎢ ⎥⎣ ⎦ 53 Æ phương pháp xấp xỉ Euler , Implicit , Crank-Nicolson là các dạng đặc biệt của phương pháp tổng quát , tương ứng φ = 0 , 1 , ½ . Chú ý ‼ Khi chọn bước thời gian ∆τ càng nhỏ thì nghiệm số càng chính xác nhưng khối lượng tính toán càng lớn . ‼ Khi chọn ∆τ phải đảm bảo điều kiện ổn định nghiệm , điều kiện này tùy thuộc phương pháp xấp xỉ thời gian được sử dụng . ‼ Phương pháp Crank-Nicolson cho nghiệm chính xác nhất nhưng hệ phương trình đại số dạng ẩn và phức tạp . 5.2.7 Áp dụng FDM cho bài toán không ổn định một chiều tổng quát 5.2.7.1 Mô hình toán H5.4 – FDM cho bài toán một chiều tổng quát Điều kiện ban đầu : 2 2 (0, )( ) ( , ) [ ( , ) ] ( , 0) ( ) f t ta x t q t x t L t L t x t x f x τ τ λ α τ τλ ⎧ ∂ ∂ =⎪∂ ∂⎪ ∂ −⎪ =⎪∂⎨⎪ ∂ − = −⎪∂⎪⎪ =⎩ 5.2.7.2 Các bước giải ◭ Chia đối tượng ra các phần 3 LΔ = ( bằng nhau ) , đặc trưng bởi bốn phần tử như trên ◭ Chuyển hệ ( )t về hệ phương trình vi phân của dti dτ bằng cách viết phương trình cân bằng nhiệt cho các nút i ( sử dụng sai phân vật lý ) với a CV λ ρ = 54 11 : ( )2 1 22 2 21 ( )1 22 2,3 : ( ) ( )1 1 ( 2 )1 12 44 : ( ) ( )3 3 4 42 2 24 1 23 4 2 dt i W C q t tV d dt a aq t t d dtii V t t t t Ci i i i V d dt ai t t ti i id dt i W C t t t tV fd dt a at t t fd λρ τ τ λ λ λ ρ τ τ ρ α τ α α τ λ λ Δ = ∈ = − − Δ => = − − Δ Δ = ∈ − − − = Δ − +Δ Δ => = − + − +Δ Δ Δ = ∈ = − − − ⎡ ⎤ Δ⎛ ⎞ => = − + +⎜ ⎟⎢ ⎥Δ⎝ ⎠⎣ ⎦ Δ ◭ Đặt B αλ Δ = , ta có hệ phương trình vi phân cấp 1 là 12 2 1 12 1 2 ( 2 2 ) 2 ( 1) ( 2 ) ( 2,3) 2 2(1 ) ( 4) i i i i i i i i i i f dt a a qt t i d dt a t t t i d dt a at t Bt i d τ λ τ α τ λ + − + − ⎧ Δ = − + + =⎪ Δ Δ⎪⎪ = − + =⎨ Δ⎪⎪ ⎡ ⎤ = − + + =⎪ ⎢ ⎥Δ Δ⎣ ⎦⎩ ◭ Chia thời gian ra các τΔ bằng nhau và áp dụng phương trình xấp xỉ theo Euler , để chuyển hệ (t) về hệ phương trình đại số , theo phương trình : , 1 , : ( 2 ), 1 , 1 12 (1 2 ) 2,3, 1 1 1 : ( 2 2 ) 2, 12 , 12 2 1( 2) 2 2 1, 1 1 :3 , 1 dtit ti k i k d k ai V t t t t ti k i k i i i k t Ft F t Ft ii k i i i k a a qi W t t t ti k i k i i t F t t Fq ii k i iF k i W t ti k τ τ τ τλ λ = + Δ + ∀ ∈ = + − + Δ + − +Δ ⎡ ⎤ => = + − + = + − +⎣ ⎦ ⎡ ⎤Δ∀ ∈ = + − + + Δ⎢ ⎥+ +⎣Δ Δ ⎦ Δ⎡ ⎤ => = − + + =⎢ ⎥+ +⎣ ⎦ ∀ ∈ = + 2(1 2 ), 1 2 2 21( 2 ) 2 4, 1 1 a aBt t ti k i i f t F t B t FBt ii k i i fF k α τλ λ λ ⎧ ⎫⎪ ⎪⎡ ⎤ + − + + Δ⎨ ⎬⎢ ⎥ − Δ⎣ ⎦⎪ ⎪⎩ Δ ⎭ ⎡ ⎤Δ Δ⎢ ⎥=> = + − − + = + −⎢ ⎥⎣ ⎦ 55 với ,i kt là nhiệt độ tại nút i lúc k kτ τ= Δ chọn 2 2 2 (1 ) 18 (1 )E L a B a B τ ΔΔ ≤ = + + ◭ Vậy hệ ( )it chuyển thành hệ phương trình đại số sau 2 2 1( 2) 2 21, 1 1 2 1( 2)2, 1 1 2 3 1( 2)3, 1 2 3 4 1( 2 ) 24, 1 3 4 t F t t Fqk F k t F t t tk F k t F t t tk F k t F t B t FBtk fF k λ λ λ ⎧ Δ⎡ ⎤ = − + +⎪ ⎢ ⎥+ ⎣ ⎦⎪⎪ ⎡ ⎤ = + − +⎪ ⎢ ⎥+ ⎣ ⎦⎪⎨ ⎡ ⎤⎪ = + − +⎢ ⎥+⎪ ⎣ ⎦⎪ ⎡ ⎤Δ Δ⎪ = + − − +⎢ ⎥⎪ + ⎣ ⎦⎩ ◭ Lập dạng ma trận cho hệ phương trình đại số trên 1 1 2 2 3 3 4 41 2 2 1 2 2 0 0 11 2 1 0 0* 2 1 00 1 2 1 10 0 2 k k f F qt t Ft t F F t t Ft t Bt B F λ λ λ + ⎛ ⎞⎛ ⎞ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟ Δ⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎛ ⎞Δ Δ⎜ ⎟− −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ◭ Giải hệ phương trình ma trận trên bằng quy tắc Cramer . Nhưng khi n ≥ 4 , nên dùng phương pháp khử Gauss hay Jordan hoặc các phương pháp lặp ( Jacob , Gauss-Seidel …) 5.2.8 Áp dụng FDM cho bài toán thực tế áp chảo philê mực Vật khảo sát là miếng philê mực , ta có thể xem là bản phẳng cổ điển 1D , nhiệt chỉ truyền theo một chiều từ mặt tiếp xúc với chảo lên mặt phía trên . Vì vậy , ta có thể sử dụng phương pháp FDM cho bài toán áp chảo philê mực . 2 aF τΔ= Δ 56 H5.5 – mô hình vật cổ điển Trong bài toán áp chảo philê mực , ta có 2 giai đoạn ₪ Giai đoạn 1 : đột ngột áp mực vào chảo nóng ; mặt dưới sẽ nóng dần lên ; mặt trên vẫn nguội , có nhiệt độ bằng nhiệt độ môi trường . ( 4,0) ft i t= = = nhiệt độ môi trường = const q = nhiệt lượng mà dầu và chảo nóng cấp cho vật = const ₪ Giai đoạn 2 : miếng mực được lật lại ; mặt nguội được làm nóng như giai đoạn 1 ; mặt nóng hướng ra không khí , có một dòng nhiệt tỏa ra từ vật ( 4, ) ft i tτ= Δ ≠ : nhiệt độ của mặt nóng q = nhiệt lượng mà dầu và chảo nóng cấp cho vật = const 5.2.8.1 Lời giải cho giai đoạn 1 ◪ Mô hình toán : 2 2 (0, ) 0( ) ( , ) [ ( , ) ] ( ,0) ( ) t ta x t q t x t L t L t fx t x f x τ τ λ α τ τλ ⎧ ∂ ∂⎪ = ∂⎪ ∂⎪ ∂ −⎪ = =⎨∂⎪ ∂ −⎪ = −⎪∂⎪ = =⎩ K ◪ Gỉai hệ ma trận , với B F τ= = Δ = Δ =K K K K 1 1 2 2 3 3 4 41 2 2 1 2 2 0 0 11 2 1 0 0* 2 1 00 1 2 1 10 0 2 k k f F qt t Ft t F F t t Ft t Bt B F λ λ λ + ⎛ ⎞⎛ ⎞ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟ Δ⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎛ ⎞Δ Δ⎜ ⎟− −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ 57 ◪ Kết quả Bảng 5.1 - Kết quả giá trị nhiệt độ ,i kt theo lý thuyết k 0 1 2 3 4 τk = k∆τ t1 t2 t3 t4 5.2.8.2 Lời giải cho giai đoạn 2 ◨ Mô hình toán : 2 2 (0, )( ) ( , ) [ ( , ) ] ( ,0) ( ) t ta x t q t x t L t L t fx t x f x τ τ λ α τ τλ ⎧ ∂ ∂⎪ = ∂⎪ ∂⎪ ∂ −⎪ =⎨∂⎪ ∂ −⎪ = −⎪∂⎪ = =⎩ K ◨ Gỉai hệ ma trận , với B F τ= = Δ = Δ =K K K K 1 1 2 2 3 3 4 41 2 2 1 2 2 0 0 11 2 1 0 0* 2 1 00 1 2 1 10 0 2 k k f F qt t Ft t F F t t Ft t Bt B F λ λ λ + ⎛ ⎞⎛ ⎞ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟ Δ⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎜ ⎟ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎜ ⎟⎛ ⎞Δ Δ⎜ ⎟− −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ◨ Kết quả Bảng 5.2 - kết quả giá trị nhiệt độ ,i kt theo lý thuyết k 0 1 2 3 4 τk = k∆τ 0 t1 t2 t3 t4 58 5.3 Giải bài toán bằng phương pháp chồng chất siêu vị Việc tính toán quá trình truyền nhiệt khi áp chảo được thể hiện theo mô hình sau Xem vật phẩm có dạng bản phẳng , đồng nhất , đẳng hướng . H5.6 – Mô hình tính toán cho giai đoạn 1 Áp dụng phương trình Furie : 2 2 t ta τ τ ∂ ∂ = ∂ ∂ Điều kiện : ( , ) 0 0 e1 1 t x t const t t constw t t t constkk f τ τ ⎫ = ⎪= ⎪ = ⎬⎪ = + Δ ⎪⎭ với t f = nhiệt độ không khí trong phòng ( xưởng ) . * Phía tiếp xúc với chảo xem như điều kiện biên loại 1 . * Phía không khí bên trên bề mặt vật thể : xem là điều kiện biên lọai 3 với hệ số cấp nhiệt α2 nào đó . * Có thể giải bài toán này theo phương pháp chồng chất – siêu vị (super - position) : lời giải cuối cùng là kết quả chồng ghép của một bài toán có điều kiện biên loại 1 với bài toán có điều kiện biên loại 3 , trên vật thể dạng thanh nửa giới hạn ( vật thể nằm giữa hai hệ tọa độ ngược chiều nhau : tọa độ điểm x’ ( trên trục 0x’ ) tương ứng với tọa độ x ( trên trục 0x ) với điều kiện x + x’ = δ ( δ là bề dày vật thể ) . 59 5.3.1 Giai đoạn 1 ※ Trước tiên , xét bài toán vói điều kiện biên loại 1 ( theo hệ tọa độ “t-0x’” ) ( ', ) '1 1 1 2 20 1 t x t x xw erf erf t t a aw τ δθ τ τ − −⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ trong đó ' 2 2( ') ( ) a aFox x x τ τ δ = = − - số Furie của bài toán với điều kiện loại 1 . ※ Xét bài toán với điều kiện loại 3 ( trong hệ tọa độ “t-0x” ) ( , )2 0 2 2 2 2e2 0 t x t x xerfc Aerfc a t t a a τ α θ τλτ τ − ⎛ ⎞⎛ ⎞ = = − +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ với 2 2 2exp x A a α α τλ λ ⎛ ⎞⎛ ⎞⎜ ⎟ = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ※ Vậy lời giải cuối cùng cuối cùng của bài toán để xác định nhiệt độ tức thời là *( , )t x τ với [ ]0;x δ∈ ※ Xét một phân tố m nào đó nằm tại x ( 0 ≤ x ≤ δ ) , có nhiệt dung riêng trung bình là C , nó được nhận nhiệt hoặc thoát nhiệt từ hai bề mặt của vật thể để năng nhiệt độ từ ban đầu to lên nhiệt độ tức thời t*(x,τ) . ◤ Vậy lượng nhiệt ΔQ đó là *( )mC t to− ◤ Nhiệt lượng ΔQi mà từ hai bề mặt vật dẫn đến ( hay thoát đi ) là : ( ) { } ( , )2 ( ', )' 1 * ( , ) ( ', )0 2 0 1 0 Q mC t x tx o Q mC t x tx o mC t t mC t x t t x t τ τ τ τ ⎧ ⎡ ⎤Δ = −⎪ ⎣ ⎦⎨ ⎡ ⎤⎪Δ = −⎣ ⎦⎩ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⇒ − = − ± −⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ( dấu + khi 2 dòng nhiệt ngược chiều , dấu – khi 2 dòng nhiệt ngược chiều ) ◤ Hay chính là : *( , ) ( ', ) ( , )1 2 0t x t x t x tτ τ τ= − + khi 2 dòng nhiệt cùng chiều *( , ) ( ', ) ( , )1 2t x t x t x toτ τ τ= + − khi 2 dòng nhiệt ngược chiều ※ Nhiệt độ tức thời tại tâm của vật * â2t tt m δ⎛ ⎞ ≡⎜ ⎟⎝ ⎠ chỉ cho phép âtt m ⎡ ⎤≤ ⎣ ⎦ . Đối với thực phẩm thì đó là nhiệt độ làm chín thực phẩm . ※ Nhiệt độ trung bình thể tích của vật 1 *( ) ( , ) 0 t t x dxV δ τ τδ= ∫ 60 5.3.2 Giai đoạn 2 ︾ Đầu giai đoạn 2 , nhiệt độ trong vật thể hình thành là do giai đoạn 1 . Khi vật thể bị trở ( lật lại ) thì mặt nguội áp vào bề mặt truyền nhiệt có tw1const , còn mặt nóng sẽ hướng ra môi trường không khí , coi như có dòng nhiệt S tỏa ra từ vật ( S= const ) . Trong khi đó bề mặt của vật thể tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt dần dần nóng lên theo một quy luật nhất định . Tuy nhiên với khoảng thời gian ngắn thì có thể xem nó nóng lên theo 1 đường thẳng : (0, )t t bnτ τ= + ︾ Sơ đồ nhiệt của bài toán là H5.7 Sơ đồ nhiệt của giai đoạn 2 Điều kiện biên: (0, ) ( ,0)2 ( ons ) t t bn xt x t tn h t S c tx hx τ τ λ ⎧ = +⎪⎪⎪ = + Δ⎨⎪ ∂⎪ =⎪ =∂⎩ Lời giải được cho như sau: 2 ( , ) 12 17 26 2 ( ) 12 17 26 12 17 26 hS bht x t tn a hS bht t tn a t t S bhG G G x h a τ θ θ θλ τ θ θ θλ λ = + Δ + + = + Δ + + ∂ Δ = − − ∂ Trong đó: ( , ) 2( ) os (1 ) exp( )12 01 t x tn A c Fn n nt n τ θ μ η μ − ∞ ⎡ ⎤ = = − −∑ ⎣ ⎦Δ = 61 2( ) .exp( )12 01 212 .sin (1 ) .exp( )01 2 2 21(2 1) ; ; ( 1) ; ; ;02 3 22 t tn B Fn nt n hG C Fn n nt n a xnn A B C Fn n n n hhnn n θ μ μ η μ π τμ η μμ μ ⎧ − ∞⎪ = = −∑ Δ⎪ =⎪ ∞⎪ ⎡ ⎤ = − −∑⎨ ⎣ ⎦Δ⎪ =⎪ +⎪ = − = = − = = =⎪⎩ ( , ) 2( ) 1 .sin (1 ) .exp( )17 01 ( ) 1 2( ) .exp( )17 02 1 217 1 . os (1 ) .exp( )01 2 2 21 1(2 1) ; ; ( 1) ; ( 1) 2 32 t x tn A Fm m mhS m t tn B Fm mhS m G C c Fm m mS m m mm A B Cm m m m mm n λ τ θ η μ η μ λ θ μ λ μ η μ πμ μμ μ ⎧ ⎡ ⎤ − ∞⎣ ⎦⎪ ⎡ ⎤ = = = − − − −∑⎪ ⎣ ⎦ =⎪⎪ − ∞⎪ = = − −∑⎪ =⎨ − ∞ ⎡ ⎤ = − − −∑ ⎣ ⎦ = + + = − = = − = − ⎩ ⎪⎪⎪⎪⎪⎪ ( ) ( ) ( ) 2 2cos (1 ) .exp( )26 2 22 1 1 2.exp( )26 2 3 1 216 1 sin (1 ) exp( ) 1 2 21 1(2 1) ; ( 1) ; ; ( 1) 42 a t t An iFo Foi ibh i i a t tn Fo B Foi ibh i aG C Foi i ibh i i ii A B Ci i i i i i ηθ η μ η μ μ θ μ μ μ η μ πμ μ μ ⎛ ⎞ − ∞⎜ ⎟ = = − + + − −∑⎜ ⎟⎜ ⎟ =⎝ ⎠ ⎛ ⎞ − ∞⎜ ⎟ = = − + −∑⎜ ⎟⎜ ⎟ =⎝ ⎠ − ∞ ⎡ ⎤ = − − − −∑ ⎣ ⎦ = + + = − = − = = − 2 2 iμ ⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩ Ghi chú : ※ Hàm số 22( ) 0 x terf x e dt π − = ∫ là hàm sai số . ※ Hàm số ( ) 1 ( )erfc x erf x= − . 62 ※ Khi áp chảo , người ta thường tiến hành đảo nhanh vật thể để cho bề mặt vật tiếp xúc nhiều hơn với mặt chảo , vật được đốt nóng nhanh và đều hơn . ※ Nếu quá trình đảo đủ nhanh , làm cho bề mặt vật về 2 phía đều bằng nhau thì ta có bài toán với điều kiện loại 1 ở hai mặt 1 2w w et t t const= = = , khi đó lời giải của bài toán sẽ là : Với : + vật được đặt vào hệ tọa độ đối xứng ; tâm vật tại gốc tọa độ . + một nửa bề dày vật : R = δ/2 + 0 2 aF R τ = là thời gian không thứ nguyên . + 2 1( 1)nAn nμ + = − - “ biên độ nhiệt ban đầu “ + (2 1) 2 nn πμ = − Với thời gian xử lý đủ dài ( Fo > 0.2 ) thì chuỗi chỉ còn một số hạng đầu là đáng kể ( với n = 1 ) 5.4 Tiếp cận lời giải của bài toán từ quá trình thực nghiệm Trong phần này , ta sẽ xét đến các yếu tố như : thời gian giữa 2 lần đảo , thời gian thực hiện quá trình , nhiệt độ của các vị trí đã chọn . 5.4.1 Các kết quả của mẻ thứ nhất Bảng 5.3 – kết quả về thời gian của mẻ 1 Lần thí nghiệm Lần đảo thứ k Thời gian giữa 2 lần đảo (s) Thời gian của quá trình đến lần đảo thứ k 1 1 3.43 3.43 2 2.86 6.29 3 4.03 10.32 4 5.11 15.43 5 6.39 21.82 6 13.44 35.26 ( , ) 2cos exp( )010 t t x xe A Fn n nt t Rie τ θ μ μ − ∞ ⎛ ⎞ = = −∑ ⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ = ( , ) 2cos exp( )1 1 0 0 0.20 t t x xe A Fnt t Re F τ θ μ μ − ⎛ ⎞ = ≈ −⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ > 63 7 12.3 47.56 8 21.35 68.91 9 24.15 93.06 10 4.31 97.37 11 15.27 112.64 12 3.5 116.14 13 9.5 125.64 Tổng thời gian 125.64 2 1 5.9 5.9 2 10.89 16.79 3 14.33 31.12 4 10.5 41.62 5 6.39 48.01 6 9.17 57.18 7 4.96 62.14 8 4.5 66.64 9 3.22 69.86 10 1.23 71.09 Tổng thời gian 71.09 3 1 1.78 1.78 2 1.61 3.39 3 1.73 5.12 4 4.12 9.24 5 3.09 12.33 6 4.87 17.2 7 4.07 21.27 8 7.01 28.28 9 4.21 32.49 10 2.31 34.8 11 4.42 39.22 12 2.66 41.88 13 7.09 48.97 14 1.51 50.48 Tổng thời gian 50.48 5.4.2 Các kết quả của mẻ thứ hai Bảng 5.4 – Kết quả về thời gian của mẻ 2 Lần thí nghiệm Lần đảo thứ k Thời gian giữa 2 lần đảo (s) Thời gian của quá trình đến lần đảo thứ k 1 1 2.63 2.63 2 3.38 6.01 3 2.34 8.35 4 2.12 10.47 5 2.65 13.12 6 3.54 16.66 64 7 3.69 20.35 8 4.01 24.36 9 3.79 28.15 10 1.4 29.55 11 3.4 32.95 12 3.99 36.94 13 2.21 39.15 14 4.49 43.64 15 2.44 46.08 16 4.78 50.86 17 3.46 54.32 18 5 59.32 19 2.85 62.17 20 4.07 66.24 21 9.66 75.9 Tổng thời gian 75.9 2 1 2.45 2.45 2 0.85 3.3 3 1.13 4.43 4 1.35 5.78 5 2.63 8.41 6 1.99 10.4 7 0.69 11.09 8 1.9 12.99 9 2 14.99 10 1.88 16.87 11 1.49 18.36 12 3.03 21.39 13 5.88 27.27 14 3.84 31.11 15 3.19 34.3 16 4.88 39.18 17 6.34 45.52 18 6.29 51.81 19 4.25 56.06 20 2.93 58.99 21 5.73 64.72 22 2.93 67.65 23 3.37 71.02 24 2.76 73.78 25 1.91 75.69 Tổng thời gian 75.69 3 1 1.75 1.75 2 1.42 3.17 3 1.38 4.55 4 1.99 6.54 5 1.73 8.27 6 2.47 10.74 65 7 2.54 13.28 8 1.52 14.8 9 4.96 19.76 10 3.1 22.86 11 9.34 32.2 12 5.51 37.71 13 3.5 41.21 14 10.63 51.84 15 6.28 58.12 16 5.85 63.97 17 2.52 66.49 18 3.6 70.09 19 2.69 72.78 20 4.73 77.51 21 3.34 80.85 22 2.19 83.04 23 4.07 87.11 24 3.02 90.13 Tổng thời gian 90.13 4 1 2.92 2.92 2 0.76 3.68 3 0.74 4.42 4 1.76 6.18 5 1.69 7.87 6 2.03 9.9 7 1.43 11.33 8 1.93 13.26 9 1.78 15.04 10 2.24 17.28 11 4 21.28 12 3.49 24.77 13 4.05 28.82 14 2.25 31.07 15 1.32 32.39 16 2.13 34.52 17 1.88 36.4 18 2.26 38.66 19 5.82 44.48 20 3.52 48 21 4.11 52.11 22 3.44 55.55 23 2.34 57.89 24 2.34 60.23 25 6.9 67.13 26 2.14 69.27 27 4.43 73.7 Tổng thời gian 73.7 66 5.4.5 Các kết quả của mẻ thứ ba Bảng 5.5 – Kết quả về thời gian của mẻ 3 Lần thí nghiệm Lần đảo thứ k Thời gian giữa 2 lần đảo (s) Thời gian của quá trình đến lần đảo thứ k 1 1 1.84 1.84 2 1.52 3.36 3 1.04 4.4 4 1.33 5.73 5 1.08 6.81 6 1.4 8.21 7 1.6 9.81 8 0.55 10.36 9 2.44 12.8 10 1.15 13.95 11 2.71 16.66 12 1.27 17.93 13 3.62 21.55 14 4.3 25.85 15 1.15 27 16 11.45 38.45 17 8.02 46.47 18 3.46 49.93 19 2.14 52.07 20 6.43 58.5 21 2.13 60.63 22 3.71 64.34 23 2.07 66.41 24 2.4 68.81 25 2.07 70.88 26 3.45 74.33 27 2 76.33 28 1.46 77.79 29 3.33 81.12 30 7.67 88.79 31 2.9 91.69 32 3.98 95.67 Tổng thời gian 95.67 2 1 1.86 2 2.32 1.86 3 0.97 4.18 4 2.05 5.15 5 1.7 7.2 6 11.86 8.9 7 7.81 20.76 8 14.3 28.57 67 9 5.02 42.87 10 16.52 47.89 11 5.28 64.41 12 18.67 69.69 13 3.54 88.36 Tổng thời gian 91.9 91.9 3 1 1.12 2 1.67 1.12 3 1.82 2.79 4 3.46 4.61 5 25.25 8.07 6 19.37 33.32 7 6.84 52.69 8 11.18 59.53 9 7.7 70.71 10 8.4 78.41 11 7.73 86.81 12 13.62 94.54 13 5.78 108.16 Tổng thời gian 113.94 113.94 68 6. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ – SO SÁNH KẾT QUẢ GIỮA LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM 6.1 Nhận xét kết quả thực nghiệm 6.1.1 Các nhận xét về mặt cảm quan Đối với mẻ thứ nhất , có kích thước các miếng philê mực là 25x2.5x0.2 (cm) , đa số các miếng philê đều có màu vàng đều , giòn và săn chắc , mùi thơm ngọt ; khi ăn có vị mặn của muối ( do gia vị ) , và vị ngọt từ thịt . Đối với mẻ thứ hai , có kích thước cá miếng philê mực to hơn 35x3x0.3 (cm) , các miếng cũng có màu vàng đều , mềm , thịt săn chắc nhưng chưa đủ giòn , một số miếng khác bị dai và còn trắng ở một số vị trí ; có mùi thơm ; khi ăn có vị ngọt . Đối với mẻ thứ ba , có kích thước các miếng philê mực 45x4.5x0.4 (cm) , tỉ lệ thành phẩm khoảng 70% , sản phẩm có màu vàng đều , thịt săn chắc , hơi mềm và giòn ít , phần còn lại có màu vàng không đều , thịt hơi dai ; có mùi thơm ; khi ăn có ngọt và hơi mặn . Bảng 6.1 – Tóm tắt các kết quả của 3 mẻ thí nghiệm Tỉ lệ thành phẩm Cấu trúc sản phẩm Đặc tính cảm quan của sản phẩm Mẻ 1 50% Thịt chắc Có dạng phẳng , nhưng cong lên ở các cạnh Có màu vàng đều Mùi thơm ngọt Vị ngọt của thịt và hơi mặn của gia vị Thịt giòn Mẻ 2 70% Thịt săn chắc Có màu vàng , một số vị trí vẫn còn trắng Mùi thơm ngọt Vị ngọt của thịt Thịt giòn , một số miếng khác hơi dai Mẻ 3 70% Thịt săn chắc , hơi mềm Có màu vàng đều , một số miếng philê khác có màu vàng không đều . Mùi rất thơm Vị ngọt của thịt Thịt hơi mềm và giòn ít , một số miếng khác hơi dai 6.1.2 Đánh giá , cho điểm về mặt cảm quan ◩ Hội đồng cảm quan gồm 5 người . ◩ Sử dụng hệ 4 bậc ( là màu , mùi , vị và trạng thái ) , gồm 6 điểm cho từ thấp lên cao theo mức độ . ◩ Tổng điểm là 24 69 Bảng 6.2 – Đánh giá cảm quan của mẻ 1 Chỉ tiêu chất lượng Tổng Màu Mùi Vị Trạng thái Điểm của các thành viên 1 5 4 3 4 2 4 4 4 3 3 5 6 4 4 4 5 5 4 5 5 4 5 5 4 Tổng điểm 23 24 20 20 Điểm trung bình 4.6 4.8 4 4 Hệ số quan trọng 0.8 1.2 1.6 0.4 4 Điểm có trọng lượng 3.68 5.76 6.4 1.6 17.44 Bảng 6.3 – Đánh giá cảm quan của mẻ 2 Chỉ tiêu chất lượng Tổng Màu Mùi Vị Trạng thái Điểm của các thành viên 1 5 4 5 4 2 5 6 4 3 3 4 6 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 4 Tổng điểm 24 26 23 20 Điểm trung bình 4.8 5.2 4.6 4 Hệ số quan trọng 0.8 1.2 1.6 0.4 4 Điểm có trọng lượng 3.84 6.24 7.36 1.6 19.04 Bảng 6.4 – Đánh giá cảm quan của mẻ 3 Chỉ tiêu chất lượng Tổng Màu Mùi Vị Trạng thái Điểm của các thành viên 1 6 6 5 4 2 4 5 4 3 3 3 6 5 4 4 4 5 6 5 5 5 5 5 5 Tổng điểm 22 27 25 21 Điểm trung bình 4.4 5.4 5 4.2 Hệ số quan trọng 0.8 1.2 1.6 0.4 4 Điểm có trọng lượng 3.52 6.48 8 1.68 19.68 6.1.3 So sánh kết quả giữa các mẻ Dựa vào tính chất cảm quan và điểm có trọng lượng , ta có thể kết luận quy trình chế biến ở mẻ 3 cho kết quả tốt nhất . Có nhiều lý do để giải thích kết luận này , có thể bằng các yếu tố khách quan , hoặc bằng các yếu tố chủ quan , hoặc cà hai . Trên cơ sở các yếu tố khách quan , các thông số ta lựa chọn cho mẻ 3 là tốt nhất như về bề dày nguyên liệu ( bằng 3 mm ) , về hệ số dẫn nhiệt của loại chảo ta sử dụng ( λ của inox bằng ) , về loại dầu ta dùng ( dầu Tường An ) , etc . 70 Trên cơ sở các yếu tố chủ quan , các thao tác tiến hành thực nghiệm , độ lớn – nhỏ của lửa , thời điểm cho mực vào chảo ( thời điểm bắt đầu ) , số lần đảo , thời gian tiến hành thí nghiệm , etc. cũng ảnh hưởng đến kết quả thực nghiệm . Điều này phụ thuộc vào kinh nghiệm , tay nghề của người trực tiếp áp chảo . Có thể thấy , kết quả của mẻ sau tốt hơn kết quả của mẻ trước , một phần cũng do rút kinh nghiệm từ những mẻ trước đó . 6.2 So sánh kết quả giữa phương pháp FDM với phương pháp chồng chất siêu vị

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfXd mo hinh toan hoc va giai bt truyen nhiet.pdf