Tóm tắt Luận án Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt truyền chất và các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong lạnh đông cá Thu

xem xét hệ số dẫn nhiệt 
của một thành phần bất kỳ với các thành phần còn lại thông qua hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng thì lúc này coi 
như hệ gồm hai thành phần. Khi đó hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng của thành phần còn lại được tính như sau 
[66,67]: 
i j j
j i
L V
  (2.17) 
 Trong đó: 
 j
 - hệ số dẫn nhiệt của thành phần thứ j phụ thuộc vào nhiệt độ, theo bảng 2.3 trong luận án 
j
j
j
x
V
 .
 - thành phần thể tích thứ j 
 Xác định hệ số dẫn nhiệt Ki của hệ cấu thành từ hai phần tử: thành phần thứ i 
(
i i, V ) và thành phần còn lại ( i iL ,1 V )[66,67] 
i i 1 1/3 1/3 1
m
K L . 1
(1 ) (1 m)(1 m )(1 m ) 
  
 (2.18) 
 Trong đó: 
im 1 V - thành phần thể tích của phần còn lại; i
iL

 
 Hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng của toàn hệ sẽ bằng[66,67] 
 i i
i
i i i
K L
(T) .
L
 
 
 (2.19) 
 Như vậy hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng của thực phẩm được thực hiện qua các bước sau [66]: 
Các bước tính toán theo thuật toán được mô tả như sau: 
Bước 1: Xác định hệ số dẫn nhiệt i T của thành phần tử thứ i theo bảng 2.3 
Bước 2: Xác định hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng iL T của hệ phần tử bao quanh phần tử i theo công thức 2.17 
Bước 3: Xác định hệ số dẫn nhiệt Ki của hệ cấu thành từ hai phần tử: thành phần thứ i ( i i, V ) và thành 
phần còn lại (
i iL ,1 V ) theo 2.18 
Bước 4: Xác định hệ số dẫn nhiệt hiệu dụng của toàn hệ theo công thức 2.19. 
9 
2.1.6 Khối lượng riêng 

i i
ix

1 (2.20) 
Trong đó:  - thành phần rỗng của vật (đối với thịt, cá 0 ) 
 xi – thành phần khối lượng thứ i của thực phẩm 
 i - khối lượng riêng thành phần thứ i của thực phẩm được lấy theo bảng 2.4 trong luận án 
2.2 Xây dựng hoàn thiện phần mềm xác định tính chất nhiệt vật lý của cá Thu theo nhiệt độ. 
 Phần mềm được viết bằng ngôn ngữ lập trình Matlab với giao diện đơn giản, dễ sử dụng nhưng đầy đủ. 
Sử dụng mô hình xác định các tính chất nhiệt vật lý của thực phẩm đã được tổng hợp ở mục 2.1. Dữ liệu 
đầu vào là thành phần khối lượng : nước, protein, mỡ, tro, hydrocacbon, nhiệt độ điểm băng. Phần mềm xẽ 
xuất dữ liệu ra dạng excel hoặc đồ thị ngày trên màm hình. 
Hình 2.4: Giao diện khi khởi động của phần mềm Hình 2.5: Giao diện làm việc của phần mềm 
2.3 Đánh giá độ tin cậy của mô hình tính chất nhiệt vật lý. 
 Để đánh giá độ tin cậy của mô hình xác định tính chất nhiệt vật lý, tác giả sẽ tiến hành so sánh các kết 
quả tính toán bằng phần mềm và các kết quả thực nghiệm đối với các loại thực phẩm khác nhau có thành 
phần khối lượng và tính chất nhiệt vật lý đã được công bố trên thế giới của các nhà khoa học khác. 
2.3.1 Đối tượng nghiên cứu kiểm chứng 
 Đối tượng nghiên cứu của luận án là cá Thu vịnh bắc bộ. Loài cá này chỉ có một vài số liệu đo thực 
nghiệm tại một số nhiệt độ khác nhau về tính chất nhiệt vật lý nên rất khó khăn khi kiểm định độ tin cậy. 
Tác giả đã lựa chọn một số loại cá biển khác có đặc tính gần với cá Thu để kiểm định độ chính xác của mô 
hình xác định tính chất nhiệt vật lý. Các loại cá này bao gồm: cá Ngừ, cá Hồi, cá Vược, cá Tuyết. Ngoài ra, 
tác giả còn kiểm chứng với thịt bò, các thực phẩm này đã có sẵn các tính chất nhiệt vật lý được công bố 
trong một số bài báo quốc tế và ASHARE 2010 
2.3.2 So sánh kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm tỷ lệ nước đóng băng 
Hình 2.7: Sự biến đổi của tỷ lệ nước đóng băng 
theo nhiệt độ với thịt bò 
Hình 2.8: Sự biến đổi của tỷ lệ nước đóng băng 
theo nhiệt độ với cá Tuyết 
10 
 Độ sai lệch giữa kết quả đo thực nghiệm và kết quả tính toán lý thuyết khá nhỏ (cao nhất là 4% với thịt 
bò và 12% đối với cá Tuyết và cá Vược). Đây là độ sai lệch chấp nhận được do cấu trúc không đồng nhất 
và sự dao động của thành phần khối lượng ban đầu xung quanh giá trị trung bình. 
2.3.3 So sánh kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm nhiệt dung riêng 
Hình 2.10: Sự biến đổi của nhiệt dung riêng theo 
nhiệt độ đối với cá Hồi 
Hình 2.12: Sự biến đổi của nhiệt dung riêng theo 
nhiệt độ đối với cá Thu 
 Các số liệu thực nghiệm thu được hiện nay đều nằm ở vùng nhiệt độ dương và vùng nhiệt độ âm sâu. 
Kết quả tính toán của mô hình và thực nghiệm gần như trung nhau. Sai số tại những điểm đo được và mô 
hình là khoảng 1%. Tại vùng lân cận dưới điểm nhiệt độ bắt đầu kết đông, nhiệt dung riêng hiệu dụng tăng 
nhanh đột ngột sau đó lại giảm xuống nhanh chóng là do trong vùng này tỷ lệ nước đóng băng tăng đột 
ngột dẫn đến ẩn nhiệt cần để thực hiện hiện tượng chuyển pha rất lớn. Sau khi nhiệt độ giảm đi, tốc độ tăng 
của tỷ lệ nước đóng băng giảm dần theo độ giảm nhiệt độ, dẫn đến nhiệt dung riêng hiệu dụng giảm dần. 
Khi nhiệt độ thực phẩm nhỏ hơn nhiệt độ bắt đầu kết đông khoảng 10oC, tỷ lệ nước đóng băng thay đổi rất 
chậm theo nhiệt độ, ảnh hưởng của ẩn nhiệt chuyển pha giảm dần và nhiệt dung riêng thay đổi chậm theo 
độ giảm nhiệt độ. 
2.3.4 So sánh kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm entanpi 
Hình 2.13: Sự biến đổi của entanpi theo nhiệt độ đối 
với cá Ngừ 
Hình 2.15: Sự biến đổi của entanpi theo nhiệt độ 
đối với cá Thu 
 Sự thay đổi của entanpi theo nhiệt độ được chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn nhiệt độ dương, giai đoạn 
nhiệt độ nằm ở lân cận dưới nhiệt độ bắt đầu kết đông và giai đoạn nhiệt độ âm sâu. Sai số giữa kết quả tính 
toán và mô hình là khoảng 3%. 
2.3.5 So sánh kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm hệ số dẫn nhiệt hiệu 
Hình 2.18: Sự biến đổi của hệ số dẫn nhiệt theo 
nhiệt độ đối với cá Ngừ 
Hình 2.20: Sự biến đổi của hệ số dẫn nhiệt 
theo nhiệt độ đối với cá Thu 
11 
 Với nhiệt độ lân cận dưới nhiệt độ bắt đầu kết đông, hệ số dẫn nhiệt tăng đột ngột do sự xuất hiện của 
thành phần băng (tại 0oC, hệ số dẫn nhiệt của băng lớn gấp 3,9 lần so với nước ở dạng lỏng). Sai số giữa 
thực nghiệm và tính tính toán lớn nhất là 7%. 
Kết quả tính chất nhiệt vật lý theo nhiệt độ của cá Thu. 
Thông số nhiệt vật lý của cá thu trong dải nhiệt độ (t= -400C đến 400C). xw0= 72,02 %, xp = 
15,82%, xf = 6,48%, xa = 1,18%, xch =4,50%. tcr=-2,2
oC. 
 T, [K] t, [oC] 
Tỷ lệ nước 
đóng băng, 
% 
Khối lượng 
riêng, 
[kg/m3] 
Hệ số dẫn 
nhiệt, [W/mK] 
Enthalpy tính 
toán, [kJ/kg] 
Nhiệt dung 
riêng, 
[kJ/kgK] 
233.15 -40 0.937 932.015 1.393 0 2.3822077 
243.15 -30 0.919 931.576 1.322 24.105 2.4321517 
253.15 -20 0.889 931.475 1.245 51.545 2.860829 
263.15 -10 0.813 933.668 1.129 90.189 4.8660383 
268.15 -5 0.659 940.914 0.958 135.755 14.400095 
269.15 -4 0.563 945.871 0.86 159.3 24.564457 
270.15 -3 0.336 958.075 0.639 211.813 61.285237 
271.15 -2 976.86 0.404 309.361 3.5606318 
272.15 -1 976.789 0.405 313.142 3.5582641 
273.15 0 976.707 0.407 316.928 3.5562848 
283.15 10 975.306 0.423 355.307 3.5503504 
293.15 20 973.057 0.436 394.461 3.5488326 
303.15 30 970.134 0.448 432.899 3.5411427 
313.15 40 966.622 0.457 471.38 3.5523684 
2.4 Kết luận chương 2 
 Từ những nhận xét, đánh giá sai số, quan sát đồ thị ở trên tác giả có thể khẳng định mô hình xác định 
tính chất nhiệt vật lý theo nhiệt độ đã phản ánh chính xác, đúng quy luật của sự biến đổi của các đại lượng 
này khi nhiệt độ thay đổi. So sánh với kết quả thực nghiệm, kết quả tính toán theo mô hình là đáng tin cậy. 
 Qua những số liệu tính toán và thực nghiệm trên đồ thị chúng ta nhận thấy các tính chất nhiệt vật lý 
như λ, ρ, c, Entanpi chia thành các vùng tương đối rõ rệt. 
 Khoảng nhiệt độ từ 5oC đến 40oC là khoảng nhiệt độ trong thực phẩm không có biến đổi pha do vậy 
tính chất nhiệt vật lý đo đạc thực nghiệm tương đối dễ dàng, các kết quả thực nghiệm với tính toán tương 
đối chính xác, sai số khoảng 5%. 
 Trong khoảng nhiệt độ từ -5oC đến 5oC, các tính chất nhiệt vật lý của thực phẩm có sự biến đổi đột 
ngột. Nguyên nhân là trong khoảng nhiệt độ này nước trong thực phẩm bắt đầu chuyển pha từ lỏng sang 
rắn và xuất hiện một lượng nhiệt giải phóng ra gọi là nhiệt ẩn chuyển pha. Nhiệt dung riêng tăng đột ngột, 
hệ số dẫn nhiệt tăng gần gấp 4 lần của nước. 
 Trong khoảng nhiệt độ từ -5oC đến -40oC tính chất nhiệt vật lý của thực phẩm thay đổi theo quy luật, 
trong khoảng nhiệt độ này nước trong thực phẩm đóng băng gần như hoàn toàn, do vậy nhiệt ẩn chuyển 
pha của nước có ảnh hưởng không đáng kể mà chỉ còn lại lượng nhiệt hiện được giải phóng để giảm nhiệt 
độ sản phẩm. 
 Tác giả đã lựa chọn, phát triển xây dựng được mô hình mô phỏng xác định tính chất nhiệt vật lý của cá 
Thu từ những mô hình được nhiều nhà khoa học trên thế giới kiểm chứng và chứng mình là có độ tin cậy 
cao. 
 Phương pháp xác định tính chất nhiệt vật lý mà tác giả đưa ra đơn giản, số liệu đầu vào chỉ là thành 
phần thực phẩm có thể dễ dàng phân tích xác định ngay tại cơ sở sản xuất chế biến thủy hải sản. Như vậy, 
khi sử dụng mô hình và phần mềm này có thể xác định tính chất nhiệt vật lý một cách nhanh chóng cho 
từng lô sản phẩm, sản phẩm của từng vùng miền ngay khi đánh bắt. 
12 
 Bằng ngôn ngữ Matlab tác giả đã xây dựng hoàn thiện được phần mềm xác định được các tính chất 
nhiệt vật lý của cá Thu mà chỉ cần biết thành phần của thực phẩm. Phần mềm có thể ứng dụng tra cứu bất 
kỳ tính chất nhiệt vật lý nào của thủy hải sản và ở bất kỳ nhiệt độ nào trong khoảng nhiệt độ -400C ÷ 400C. 
 Bộ số liệu tính chất nhiệt vật lý của cá Thu phụ thuộc vào nhiệt độ bằng mô hình thông qua phầm mềm 
mà tác giả đưa ra đảm bảo độ tin cậy, Trên cơ sở dữ liệu này dùng cho nghiên cứu xây dựng mô hình toán 
xác định thời gian cấp đông và trường nhiệt độ khi cấp đông cho cá Thu trong chương tiếp theo. 
Chương 3: 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRUYỀN CHẤT VÀ MÔ PHỎNG 
QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG CÁ THU 
3.1 Đánh giá sự ảnh hưởng của quá trình trao đổi chất đến quá trình cấp đông cá Thu . 
 Quá trình trao đổi chất giữa bề mặt thực phẩm và môi trường xung quanh là nhân tố chính ảnh hưởng 
đến độ hụt khối lượng và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi cấp đông. Trong giai đoạn đầu quá trình 
cấp đông, nước ở pha lỏng sẽ bay hơi vào trong môi trường. Sau khi nước trên bền mặt đã kết đông hình 
thành nên lớp băng trên bề mặt làm cản trở quá trình trao đổi chất giữa thực phẩm và môi trường. Lúc này 
quá trình bốc hơi trên bề mặt sản phẩm trở thành hiện tượng thăng hoa chuyển pha rắn –hơi. Trong chương 
này tác giả sẽ kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm để khảo sát ảnh hưởng của trao đổi nhiệt do 
truyền chất đến quá trình trao đổi nhiệt giữa thực phẩm và môi trường trong quá trình cấp đông cá Thu. 
Đưa ra phương pháp xác đinh hao hụt khối lượng bằng lý thuyết và xác định tỷ lệ nhiệt ẩn trong quá trình 
cấp đông ở phần sau. 
3.2 Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình cấp đông cá Thu . 
3.2.1 Những giả thiết sử dụng khi xây dựng mô hình toán học bài toán dẫn nhiệt bên trong 
thực phẩm cấp đông. 
 Khi xây dựng mô hình toán học hiện tượng dẫn nhiệt bên trong thực phẩm được cấp đông gió, một số 
giả thiết gần đúng sau đây được chấp nhận: 
 Quá trình trao đổi nhiệt bên trong thực phẩm chỉ thuần túy là quá trình dẫn nhiệt, bỏ qua các hiện tượng 
khuếch tán và đối lưu bên trong pha lỏng của thực phẩm. Bỏ qua hiện tượng trao đổi chất giữa thực phẩm 
và môi trường cấp đông. 
3.2.2 Bài toán dẫn nhiệt trong thực phẩm cấp đông theo mô hình Chumak & Onhishenko 
 Chumak I.G & Onhishenko V.P đã đề xuất việc sử dụng hệ số hình học  chuyển từ mô hình bài toán 
3 chiều viết trong hệ tọa độ Đề các sang mô hình bài toán một chiều viết trong hệ tọa độ tổng quát (x* = 
x ). Hệ phương trình toán học mô tả quá trình dẫn nhiệt quy đổi về hệ tọa độ 1 chiều được viết như sau: 
  
e
1 2
1 1
1 1 c1 1
2
2
2 2 c2 2
T r, Т r,1
C T T T r , 0
r rr
T r, 0 f r , r R , R
T R , F
T R , T T R , 0,
r F
T R ,
T R , T T R , 0.
r


     
     
   
  
        
  
        
Phương trình 3.8 là phương trình vi phân dẫn nhiệt viết trong tọa độ tổng quát 
Phương trình 3.9 là phương trình điều kiện ban đầu. 
Phương trình 3.10, 3.11 là phương trình điều kiện biên loại 3 viết cho bề mặt rỗng bên trong (nếu có) và bề 
mặt bên ngoài vật được làm lạnh 
R1, R2 là kích thước xác định ứng với bề mặt bên trong và bề mặt bên ngoài. 
α1(τ), α2(τ) là hệ số tỏa nhiệt ứng với bề mặt trong và bề mặt ngoài 
Hệ số hình học  được xác định theo phương trình: RFГ= -1
V
 (3.12) 
(3.8) 
(3.9) 
(3.10) 
(3.11) 
13 
 Trong đó, R là kích thước xác định của khối thực phẩm, F và V lần lượt là diện tích và thể tích của khối 
thực phẩm. Với các khối thể tích kinh điển,  sẽ nhận giá trị bằng 0, 1, 2 tương ứng với vật làm lạnh có 
hình dạng: tấm phẳng vô hạn, khối trụ dài vô hạn, khối cầu 
 Trong thực tế, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu ở 2 phía của khối thực phẩm có thể sai khác nhau. Tuy nhiên, 
do thực tế không thể xác định được tốc độ cục bộ của từng điểm trên bề mặt khối thực phẩm, hệ số trao đổi 
nhiệt đối lưu tại bề mặt được xem là như nhau và được xác định theo tốc độ trung bình tại tất cả các mặt 
xung quanh khối thực phẩm. 
 Do hệ số tỏa nhiệt đối lưu của hai phía trong trường hợp này bằng nhau tức là điều kiện biên đối lưu ở 
hai phía là đối xứng, nên bài toán chỉ được xét trên không gian ½ kích thước xác định của vật. Hệ phương 
trình mô tả bài toán được viết lại như sau: 
e
1 2
c
T r, Т r,1
C T T T r , 0
r r r
R R
T r, 0 f r , r 0,R
2
T R,
T R, T T R, 0,
r
T 0,
T 0, 0.
r


     
     
   
  
       
  
    
3.3 Giải bài toán dẫn nhiệt quá trình cấp đông cá Thu . 
3.3.1 Phương pháp thể tích hữu hạn giải hệ phương trình dẫn nhiệt trong quá trình cấp đông 
cá Thu . 
Để rời rạc hóa bài toán theo phương pháp thể tích hữu hạn, hai trục tọa độ không gian r và thời gian τ được 
chia thành những khoảng có kích thước như nhau: 
1i ir r r với 1N0i , , r R N (3.18) 
 j+1 jτ = τ + τ với j = 0, 1, 2,  (3.19) 
Trong đó: r và  được gọi là bước không gian và bước thời gian. 
Hinh 3.1: Biểu diễn phân tố theo tọa độ và thời gian. 
Các bước biến đổi được thể hiện trong sơ đồ thuât toán và thuật giải dưới đây. 
3.3.2 Thuật toán giải bài toán dẫn nhiệt bên trong quá trình cấp đông cá Thu theo phương 
pháp thể tích hữu hạn xác định trường nhiệt độ 
r r r 
i-1 i i+1
τ 
τ 
τ 
j+1
j 
j-1
A B
C
M
ND 
K P
f 
g
e
h
L
τ 
r
(3.14) 
(3.15) 
(3.16) 
(3.17) 
14 
Hình 3.2: Sơ đồ thuật toán xác định trường nhiệt 
độ của thực phẩm được cấp đông 
Hình 3.3: Giải thuật xác định trường nhiệt độ 
ở bước thời gian tiếp theo 
3.4 Xây dựng hoàn thiện phầm mềm mô phỏng quá trình cấp đông cá Thu . 
Hình 3.4: Giao diện phần mềm mô phỏng quá trình 
cấp đông 
Hình 3.5: Dạng đồ thị nhiệt độ tâm và bề 
mặt điển hình 
 Phần mềm mô phỏng quá trình cấp đông, với các thông số đầu vào là dữ liệu về thành phần khối lượng 
thực phẩm và nhiệt độ môi trường cấp đông, nhiệt độ tâm sản phẩm cần đạt được, kích thước xác định, diện 
tích, thể tích sản phẩm, tốc độ gió . Kết quả xuất ra trường nhiệt độ, thời gian cấp đông dạng đồ thị hoặc file 
excel. 
3.5 Xác định nhiệt ẩn do quá trình trao đổi chất 
3.5.1. Khái niệm nhiệt độ trung bình entanpi và bài toán xác định phụ tải lạnh khi cấp 
đông thực phẩm. 
Việc thiết kế một hệ thống lạnh phục vụ cho làm lạnh và kết đông thực phẩm rất cần phải biết quan hệ giữa 
phụ tải lạnh và thời gian cấp đông. Nếu gọi ih là entanpi trung bình thể tích của sản phẩm tại thời điểm τ 
ta có: 
 0 iq h h   
 )]()(.[)](.[)( 0   ibmmt hhmttQ (3.31) 
Trong đó: ih là entanpi trung bình thể tích tại thời điểm τ; 
 0h là entanpi thể tích ở thời điểm ban đầu của sản phẩm. 
Entanpi trung bình thể tích tại thời điểm τ được định nghĩa như sau: 
Nạp giá trị ma trận A, véc tơ B theo phương 
trình 3.28, 3.29, 3.30 trong đó giá trị tính chất 
nhiệt vật lý như λ,Ce, ρ được tạm tính theo 
nhiệt độ Ti,j-1 
Nạp giá trị ma trận A, véc tơ B theo phương 
trình 3.28, 3.29, 3.30 trong đó giá trị tính chất 
nhiệt vật lý như λ,Ce, ρ được tạm tính theo 
nhiệt độ Ti,j-1 và Ti,j 
15 
1
( ) ,i
V
h h r dV
V
  
Mặt khác dV = x dx

 nên 
22
1 1
RRV 1 11
2 1
0 R R
R Rx
V dV x dx
1 1
   
 
  
 do đó 
2
1
1 1
2 1
1
. ( , )
R
i
R
h x h x dx
R R
 
  
 
 (3.32) 
Từ 3.32 ta thấy muốn tính được entanpi trung bình thể tích tại thời điểm τ ta phải biết h(x,τ) tức là phải biết 
trường nhiệt độ. Từ đây nảy sinh vấn đề, cần phải có một nhiệt độ đặc trưng cho sản phẩm tại thời điểm τ 
trong quá trình lạnh đông. 
Nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ trung bình entanpi (T*) của sản phẩm được xác định theo phương trình: 
 *( ) ih T h  (3.33) 
Với h(T) là entanpi của sản phẩm phụ thuộc nhiệt độ xác định theo công thức 2.14 
Khi đó phụ tải lạnh phụ thuộc thời gian của khối thực phẩm có khối lượng là m sẽ được tính theo 
công thức: 
 Q(τ) = m [ *0 Thh  ], (3.34) 
Thời gian làm lạnh thực phẩm được xác định là thời gian cần thiết để đạt tới nhiệt độ trung bình 
entanpi yêu cầu. 
 Bằng lý thuyết này ta có thể xác định được entanpi, phụ tải lạnh của khối thực phẩm có hình 
dạng bất kì. Vấn đề này được Chumak & Onhishenko trình bày khá chi tiết trong các tài liệu [ 
37,38 ]. Theo lý thuyết truyền nhiệt ta cũng có thể xác định được phụ tải của khối thực phẩm, và từ 
đây sử dụng phương trình cân bằng năng lượng ta hoàn toàn có thể xác định được tỷ lệ hụt khối 
lượng của khối thực phẩm khi cấp đông. 
3.5.2. Xác định nhiệt ẩn trong quá trình trao đổi chất 
 Giả sử tại thời điểm i ta xác định được nhiệt độ trung bình entanpi là T*i , thời gian là τi sản phẩm cấp 
đông có khối lượng là mi, và entanpi của khối thực phẩm tại thời điểm τi là mi.h(Ti) 
 Tại thời điểm i+1 ta xác định được nhiệt độ trung bình entanpi là T*i+1, thời gian là τi+1 sản phẩm lúc 
này có khối lượng là mi+1, và entanpi của khối thực phẩm tại thời điểm τi+1 là mi+1.h(τi+1) 
 Gọi Qi là lượng nhiệt thải ra khi cấp đông từ thời điểm τi đến thời điểm τi+1 
 Nếu không có tổn thất khối lượng tức là bỏ qua trao đổi chất ta xác định được lượng nhiệt toả ra từ sản 
phẩm trong thời gian từ τi đến τi+1 theo công thức. 
 1.i i i iQ m h h  (3.35) 
 Khi tính tới quá trình trao đổi chất trên bề mặt sản phẩm tiếp xúc với môi trường do bay hơi hoặc thăng 
hoa trong quá trình cấp đông thì phải tính tới nhiệt lượng cần thiết để hóa hơi hoặc thăng hoa chất lỏng 
(gọi chung là nhiệt tổn thất do quá trình dehydration) được xác định bằng công thức sau: 
 os 1. .l t i th i i thQ m r m m r (3.36) 
Trong đó: Δmi: là khối lượng thực phẩm hao hụt. rth : là nhiệt ẩn trung bình của quá trình dehydration 
 Trong khi đó ta có công thức tính tổng lượng nhiệt trong quá rình cấp đông như sau 
Tong Hien An
i i iQ Q Q (3.37) 
 1 1 1 1 1. . . . . . .
Tong
i i i i i i i i i i i i i i i i iQ m h m m h m h m h m h m h h m h        (3.38) 
Từ đây ta có thể thấy rằng nhiệt hoá hơi/ nhiệt tổn thất do quá trình dehydration hay nhiệt ẩn hoàn toàn 
được xác định bằng công thức. 
 os 1 1 1. .
An
i l t i i i i iQ Q m h m m h  (3.39) 
Như vậy sự ảnh hưởng của dehydration được đánh giá dựa trên tỷ lệ giữa Qlost / Qtổng . Vấn đề này sẽ được 
tác giả kiểm chứng bằng thực nghiệm và tính toán ở phần tiếp theo. 
16 
3.6 Đánh giá độ tin cậy của mô hình mô phỏng quá trình cấp đông cá Thu. 
3.6.1 Xây dựng hệ thống thiết bị thí nghiệm 
Để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm quá trình cấp đông gió cho thực phẩm, hệ thống thí nghiệm phải tạo 
ra môi trường có nhiệt độ âm sâu phù hợp, nhiệt độ phải có độ ổn định cao, tốc độ gió phải đồng đều, các 
thiết bị đo lường điều khiển đồng bộ, có độ tin cậy cao. Việc xây dựng hệ thống thí nghiệm đáp ứng đầy đủ 
các yêu cầu trên sẽ là điều kiện tiên quyết cho việc đảm bảo độ tin cậy của nghiên cứu thực nghiệm kiểm 
chứng. 
3.6.1.1 Mô tả tủ cấp đông thí nghiệm 
Hình 3.7: Tủ thí nghiệm cấp đông gió KTE-5000LT 
Hình 3.8: Chu trình lạnh của thiết bị cấp đông 
3.5.1.2 Thiết bị đo 
a, Thiết bị đo nhiệt độ Bộ temperature dataloger 
b, Thiết bị đo tốc độ gió Thiết bị đo tốc độ gió TSI 8347 do hãng TSI 
c, Cân điện tử EUC-7500, xác định khối lượng thực phẩm thí nghiệm. 
3.6.1.3 Xác định các thông số đặc trưng của mô hình thí nghiệm 
a, Xác đ