Nghiên cứu một số thông số công nghệ cơ bản ảnh hưởng đến quá trình trích ly chè đen - Pdf 22


Cây chè (Camellia sinensis) có một vị trí rất đặc biệt trong nền kinh tế
và đời sống của người dân Việt Nam và một số nước trên thế giới. Nước chè
là thức uống truyền thống của người Việt Nam, có quan hệ rất lớn đến đời
sống hàng ngày và văn hoá của dân tộc.
Tại sao chè được nhiều người ưa thích và sử dụng phổ biến? Trước hết
vì chè là một loại thực phẩm quý có thành phần hoá học giàu các chất có giá
trị dinh dưỡng cao [27], [28]. Gần đây các nhà khoa học Nga còn phát hiện
thấy rằng thành phần catechin trong hỗn hợp tanin chè có khả năng tăng sức
đề kháng của thành huyết quản, góp phần tích cực và đồng hoá vitamin C,
trong cơ thể con người và động vật tức là chúng có hoạt tính của một vitamin
P mạnh [29]. Thành phần cafein và một số hợp chất alcalloit khác có trong
chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích
vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường sự hoạt động của các cơ
quan trong cơ thể nâng cao năng lực làm việc và giảm bớt mệt nhọc trong
những lúc làm việc căng thẳng.
Xã hội ngày càng phát triển và các sản phẩm muốn có chỗ đứng trên thị
trường thì phải phù hợp với sự phát triển đó. Cách uống chè theo kiểu truyền
thống là dùng nước sôi để hãm chè đã trở nên bất tiện do sự đòi hỏi về dụng
cụ pha chế, cũng như nhiều thời gian pha chế Vấn đề này đặt ra cho công
nghệ chế biến là sản xuất ra các sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng nhất
định, sử dụng tiện lợi phục vụ nhu cầu người tiêu dùng như chè hòa tan, thực
phẩm chức năng từ chè, nước giải khát từ chè v.v.
Ở nước ta ngành sản xuất chè rất phát triển, chè đen là một sản phẩm
có sản lượng lớn. Dịch chiết từ chè đen cao cấp giàu các thành phần quý của
chè, vị chát dễ chịu đặc trưng của sản phẩm, có hậu vị ngọt, dư vị lâu rất hấp
dẫn của chè, có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất ra các sản phẩm từ
chè có chất lượng tốt đáp ứng các nhu cầu trên.
Trích ly chè là một quá trình công nghệ cơ bản trong các quy trình sản
xuất các sản phẩm từ chè. Trong các công trình nghiên cứu có liên quan đến
quá trình trích ly chè đều cho thấy quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Quốc và Ấn Độ, được nhiều nhà thực vật học ủng hộ.
Năm 1976, Djemukhatze, viện sĩ Thông tấn Viện Hàn lâm khoa học
Liên Xô (cũ), sau khi đi khảo sát vùng chè cổ thụ trong 2 năm tại miền Bắc
Việt Nam, bằng phương pháp sinh hóa thực vật, đã xác định Việt Nam là quê
hương cây chè.
2
Như vậy, cây chè có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Á. Ngày nay, cây
chè được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu vực nhiệt đới
và cận nhiệt đới.
7!&*+,-./)!&0' !" #
Cây chè nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau:
Tên khoa học: Camellia sinensis (L) O. Kuntze tên đồng nghĩa là: Thea
sinensis L.
• Ngành: hạt kín Angiospermae
• Lớp: song tử diệp Dicotyledonae
• Bộ: chè Theales
• Họ: chè Theaceae
• Chi: chè Camellia (Thea)
• Loài: Camellia (Thea) sinensis.

8&9!" #:2;
Cơ sở của việc phân loại cây chè thường dựa vào:
• Cơ quan dinh dưỡng: loại thân bụi hoặc thân gỗ, hình dạng của tán,
hình dạng và kích thước của các loại lá, số đôi gân lá
• Cơ quan sinh thực: độ lớn của cánh hoa, số lượng đài hoa, vị trí phân
nhánh của đầu nhị cái.
• Đặc tính sinh hóa: chủ yếu dựa vào hàm lượng tanin. Mỗi giống chè
đều có hàm lượng tanin biến động trong phạm vi nhất định.
Dưới đây đưa ra cách phân loại của Cohen Stuart (1919). Đây là cách
phân loại được nhiều người chấp nhận:

oxy hoá khử xảy ra liên tục trong tế bào. Trong lá chè tươi lượng ẩm
khoảng 65-80% tuỳ thuộc vào điều kiện canh tác, khí hậu. Còn hàm lượng
nước trong chè thành phẩm là 3-5%. Trong thời gian bảo quản sản phẩm
luôn xảy ra các biến đổi hoá học tuy chậm nhưng kéo dài và làm lão hoá
giảm chất lượng của chè. Những biến đổi hoá học xảy ra trong quá trình
bảo quản thường là do thuỷ phần của chè và có sự tham gia của oxy trong
khối chè. Nếu thuỷ phần của chè càng cao thì sự biến đổi xảy ra càng
mạnh, nếu thuỷ phần của chè lên tới 11-13% thì chè sẽ bị mốc.
4
779 E) J)+*)K&+*
77E) J92K &
Hợp chất Catechin của chè có hai dạng: dạng tự do và liên kết với axit
gallic theo mối liên kết este. Bằng phương pháp sắc kí trên cột silicagen và
trên giấy, cho đến nay đã tìm ra 7 loại chất catechin trong lá chè của các giống
cây chè khác nhau.
BC&$7D9  J 2K & =L+&$* #365
M&$> NO
D,L- Catechin D,L-C
L- Epicatechin L- EC
D,L - Galocatechin D,L – GC
L - Epigalocatechin L- EGC
L – Epicatechin galat L – ECG
(L) – Galocatechin galat (L) – GCG
L– Epigalocatechin galat L - EGCG
Catechin là hợp chất không màu, dễ bị oxy hoá trong môi trường axit,
không tan trong nước, tan trong dung môi phân cực.
Catechin là hợp chất có nhiều tính năng sinh học cao, có khả năng làm
bền mạch máu, giảm nhiễm độc, giảm rối loạn tiêu hoá, kìm hãm sự phát triển
của khối u, chống phóng xạ, tăng cường hoạt động của lách và gan. Ngoài ra,
nó còn đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến chè vì nó ảnh hưởng

- Các hợp chất pecten và dẫn xuất của nó…
Đối với cơ thể con người, tinh dầu trong chè có tác dụng kích thích hệ
thần kinh làm cho tinh thần minh mẫn, dễ chịu đồng thời nâng cao hiệu suất
làm việc của các cơ quan trong cơ thể con người, phòng chống cảm lạnh, trợ
giúp tiêu hoá. Vì vậy, người tiêu thụ chè thường đánh giá cao và ưa thích loại
chè có hương thơm tốt.
Cây chè ở vùng cao có hương thơm tốt hơn ở vùng thấp, chè mùa xuân,
mùa thu có hương thơm tốt hơn mùa hè nóng ẩm.
7QE) J*R2*+PF 2SK&H
Alkaloid là nhóm hợp chất vòng hữu cơ có chứa nitơ trong phân tử của
chúng, vì vậy bản thân chúng là những chất có tính bazơ yếu, một số chất còn
có tính axit nên trở thành chất lưỡng tính. Phần lớn các chất trong nhóm này
không màu, một số có màu vàng, chúng đều có vị đắng và kích thích đầu lưỡi,
trong đó vị đắng của cafein được coi là vị đắng cơ bản.
6
Trong chè có các Alkaloid sau: xatin, teobromin, teofilin, adenin,
cafein… Trong đó, cafein chiếm 2-5% lượng chất khô, là chất có tác dụng
sinh hoá cao, tác dụng tốt đối với cơ thể con người như: Trợ tim, lợi tiểu, kích
thích hệ thần kinh trung ương, kích thích sự hoạt động của thận, làm tăng
cường quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Nhờ đó giúp cơ thể nhanh chóng
thải ra ngoài các chất thừa của quá trình trao đổi chất.
BC&$4D-;*@E&$92SK&L+&$ #?&K+G JRT365
-&)<&U> # -;*@E&$
Lá thứ nhất 3,39
Lá thứ hai 4,20
Lá thứ ba 3,40
Lá thứ tư 2,10
Lá thứ năm 1,70
Lá chè già 0,76
Cẫng chè 0,36

=;K & T;-* 7 4 9X&$ #
Hoà tan trong nước
2,85 2,10 1,83 2,37
Hoà tan trong axit oxalic
5,1 6,31 6,51 7,11
Hoà tan trong Amon oxalat
5,42 7,06 7,49 8,34
Hàm lượng pectin trong chè khoảng 2-3% theo chất khô tuỳ thuộc vào
độ tuổi của lá. Trong quá trình chế biến các loại chè thành phẩm, pectin tạo ra
tính keo dính cho lá chè cuốn chắc lại với nhau tạo hình dáng cho cánh chè.
Pectin trong chè tan vào trong nước và tạo vị ngọt thuần hoá, nước chè sánh
hơn. Ngoài ra nó còn tham gia một phần vào việc lôi kéo kim loại nặng ra
khỏi cơ thể.
7Y=;  Z&[";L+&$ #
Trong lá chè non có chứa hầu hết các loại Enzym có trong tự nhiên.
Hiện nay, người ta tìm thấy có trên 450 loại enzym khác nhau và dựa vào tác
dụng xúc tác của chúng chia ra 5 loại sau:
- Nhóm enzym thuỷ phân.
- Nhóm enzym phân huỷ.
- Nhóm enzym chuyển hoá.
- Nhóm enzym đồng phân hoá.
- Nhóm enzym oxy hoá - khử.
Trong đó quan trọng nhất là hai nhóm enzym thuỷ phân và nhóm
enzym oxy hoá - khử.
Trong nhóm enzym thuỷ phân có các enzym quan trọng sau:
8
- Amilza thuỷ phân tinh bột thành các loại đường.
- Proteaza thuỷ phân protein thành các axit amin tự do.
- Invectaza thuỷ phân saccaroza thành các loại đường đơn giản.
- Glucodaza thuỷ phân các glucozit thành các loại đường đơn giản.

axit amin này kết hợp với tanin hoặc đường tạo ra các aldehyd bay hơi góp
phần tạo hương thơm cho chè.
BC&$VD-;*@E&$L+K&)!&0'L+&$U> #@AK+G
JRT365
-&)<&U> # -;*@E&$)L+K&FGH
Tôm 29,06
Lá thứ nhất
26,06
Lá thứ hai 25,62
Lá thứ ba 24,94
Lá thứ tư
22,50
Lá thứ năm 20,15
Cẫng trên 17,40
Cẫng dưới
12,20
7^E) J*_
Gluxit trong chè ít hoà tan trong nước bao gồm đường đơn giản hay
Monosaccarit chiếm 1-2%, Polysaccarit chiếm 10-12% theo hàm lượng chất
khô. Lượng đường hoà tan trong chè ít nhưng có ý nghĩa rất lớn vì nó góp
phần điều hoà vị chè, đặc biệt nó tham gia vào phản ứng caramen hoá tạo
hương thơm và màu sắc cho chè thành phẩm.
BC&$WD-;*@E&$$*_+-2&K+`*FG JRTH365
-&)<&U> # @a&$Rb c2 2L+[2 `&$.'
Lá thứ nhất 0,99 0,64 1,36
Lá thứ hai 1,15 0,85 2,00
Lá thứ ba 1,40 1,66 3,06
Lá bánh tẻ 1,63 2,06 3,69
Lá già 1,81 2,52 4,33
Lượng gluxit hoà tan trong lá chè cũng luôn thay đổi và phụ thuộc vào

chất phenol thực vật khác có trong chè là những chất chủ yếu tạo ra màu sắc
đặc trưng cho nước chè xanh.
Đối với chè đen: Clorophin góp phần tạo màu nâu đen cho cánh chè khô,
nhưng ảnh hưởng tới màu nước pha, màu bã chè và một số tính chất khác.
11
7"L8& N0N& #UK&K+ T&$&$:99[5], [11]
1.2.1. "L8&.C&_J
Sơ đồ quy trình sản xuất chè đen theo phương pháp CTC như sau:
8&7cAU%"L8&.C&_J #UK&K+ T&$&$:99
77"N;&"L8&
1.2.2.1. $"M&*:
Nguyên liệu dùng để sản xuất chè đen thường là những đọt chè tươi gồm
1 tôm và 2 hoặc 3 lá. Nguyên liệu càng non thì chế biến càng dễ, năng suất cao
và chất lượng sản phẩm tốt. Ngược lại, nguyên liệu càng già thì chế biến càng
khó, năng suất thấp, sản phẩm sản xuất ra xấu cả về ngoại hình lẫn nội chất.
Nguyên liệu chế biến chè đen CTC thì hàm lượng tanin càng cao càng
tốt do hàm lượng tanin giảm 30 – 50% trong quá trình lên men để tạo ra các
sản phẩm màu, mùi đặc trưng của chè đen dưới tác dụng của enzym.
Hàm lượng chất hòa tan trong nguyên liệu càng cao càng tốt vì nó tạo
ra vị đậm đặc của nước pha. Nếu hàm lượng của chúng cao chứng tỏ nguyên
liệu càng non dùng để sản xuất loại chè nào cũng tốt.
12
Cắt CTC
Vò viên
Sàng tơi
Làm héo
Nguyên liệu
chè búp tươi
Lên men
Tách xơ

77V9O99
Là quá trình phá vỡ tế bào lá tạo hình dáng sản phẩm, làm tăng độ dập tế
bào đến gần 100%. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men được đồng đều
và rút ngắn thời gian lên men, cắt nhỏ sản phẩm đến mức đạt yêu cầu.
77WfM&
Vò viên là công đoạn để tạo ra sản phẩm CTC điển hình. Nếu không có
giai đoạn vò viên thì sẽ không có sản phẩm chè CTC.
13
77YM&;K&
Quá trình lên men chè thực chất là quá trình các enzym có trong chè
chuyển hoá dịch thoát ra từ lá chè với sự có mặt của oxy không khí. Quá trình
chuyển hoá các chất đã diễn ra từ trước đó bao gồm quá trình làm héo, vò, lên
men độc lập. Giai đoạn lên men ở đây chỉ là sự tiếp tục và hoàn thành các
phản ứng trước đó diễn ra trong toàn bộ khối chè. Quá trình lên men giúp cho
khối chè được lên men đồng đều, cho chất lượng chè sản phẩm ổn định.
Những biến đổi sinh hóa, sản phẩm oxy hóa dưới tác dụng của enzym tạo cho
chè thành phẩm có màu sắc, hương vị đặc trưng.
776cJ" #
Sấy chè là quá trình sử dụng nhiệt độ cao để đình chỉ hoạt động của các
enzym, cố định các chất đã được tạo thành trong quá trình lên men, cố định
hình dáng và tăng cường hương thơm cho chè đồng thời làm khô chè đến độ
ẩm thích hợp cho quá trình bảo quản (w = 3 – 5%).
77\!&*+,
Là một quá trình gia công cơ học nhằm phân riêng các dạng chè đen từ
khối chè bán thành phẩm thu được sau khi sấy khô chè. Chè đen được phân
loại theo kích thước, tỷ trọng và loại bỏ xơ, cẫng, bụi để thu được sản phẩm
chè có chất lượng tốt.
Khác với phương pháp chế biến chè đen truyền thống (OTD), phương
pháp CTC tạo ra sự phá vỡ tế bào của lá chè ở mức độ cao trong một thời gian
ngắn cho toàn bộ khối chè, nên sự lên men xảy ra đồng đều hơn và rút ngắn

quản, hương liệu, ) để tạo mùi, tạo vị cho sản phẩm chè hòa tan.
Sản phẩm chè hòa tan ở dạng bột và khi hòa tan trong nước (nước nóng
hoặc nước nguội) sẽ tạo ra dung dịch nước chè. Mỗi gói trà có khối lượng từ
10 – 20g. Khi thêm vào 100 – 200 ml nước sôi là có một ly trà: trà chanh, trà
gừng, trà xanh, trà chanh dây v.v…[30]
Đây là một dạng sản phẩm có tính ưu việt, dễ sử dụng, tiết kiệm thời
gian. Nó được nhiều người lựa chọn, đặc biệt là giới trẻ ngày nay, khi mà
công việc bận rộn không đủ thời gian để pha chế chè theo phương pháp
truyền thống.
47cC&_J&@I $CRh #
Nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên là xu hướng tiêu dùng hiện nay ở
trên thế giới cũng như trong nước [25], [26, [27].
Dịch chiết từ chè nguyên liệu được dùng để pha chế nước giải khát rất
tốt. Phương pháp này có thể tạo ra các sản phẩm nước giải khát đa dạng và
phong phú về chủng loại và chất lượng. Người ta đã phát hiện ra trong chè
15
tiềm ẩn những thành phần có tác dụng rất tốt cho con người. Đặc biệt nước
chè có khả năng chống phóng xạ, do vậy có thể coi là nước uống của thời đại
nguyên tử khi trên trái đất sự nhiễm xạ ngày càng tăng [30].
Vì vậy mà các sản phẩm nước giải khát chế biến từ dịch chiết chè được
chú ý phát triển, các sản phẩm ngày càng đa dạng, chất lượng được nâng cao
và phù hợp với thị hiếu tiêu dùng. Chúng vừa có tác dụng giải khát vừa có tác
dụng tốt với sức khỏe. Đây là sản phẩm nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên,
đang thay thế dần nước giải khát pha chế hiện nay [26].
Nhìn chung trên thị trường chúng ta thấy rằng các sản phẩm nước giải khát
được chế biến từ nguyên liệu chè ở Việt Nam rất đa dạng, nhưng hầu hết các sản
phẩm nước giải khát được chế biến từ dịch chiết chè xanh (trà xanh O
0
, trà xanh
C

QBC& J 12L8&L? *"
Trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một
chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có
nồng độ khác nhau.
Quá trình hòa tan một hoặc một số cấu tử của chất rắn bằng một chất
lỏng gọi là quá trình trích ly rắn-lỏng.
Quá trình trích ly dựa vào tính chất của các chất có nồng độ khác nhau,
khi chúng tiếp xúc thì khuếch tán lẫn nhau nghĩa là thâm nhập từ pha này
sang pha khác. Quá trình khuếch tán tuân theo định luật Fick I và II. Theo
17
định luật Fick I thì khuếch tán là một quá trình chuyển chất trong không gian
dẫn đến san bằng nồng độ trong toàn hệ. Khuếch tán xảy ra một cách tự diễn
biến khi có sự chênh lệch nồng độ. Dòng chất sẽ đi từ miền có nồng độ cao
đến miền có nồng độ thấp. Động lực của khuếch tán là gradien nồng độ. Định
luật Fick II cho biết mối quan hệ giữa nồng độ, thời gian và khoảng cách
khuếch tán bằng cách xét sự khuếch tán qua tiết diện S
1
= S
2
= 1cm
2
theo trục
x, S
1
cách S
2
một khoảng dx.
Q79 "M < A0C& 12P&$;T
Chất lượng và hiệu quả của một quá trình trích ly phụ thuộc chủ yếu
vào dung môi, nên yêu cầu chung của dung môi là:

khuếch tán nên kích thước vật liệu càng nhỏ, diện tích tiếp xúc càng lớn và
hiệu quả trích ly càng cao.
- Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu: Thực chất của quá trình trích ly là quá
trình khuếch tán. Vì vậy, sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha là động lực của
quá trình. Khi sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha lớn thì quá trình trích ly
diễn ra nhanh và dừng lại khi nồng độ chất hòa tan giữa hai pha cân bằng.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao làm tăng vận tốc và hiệu quả quá trình. Tuy
nhiên cần lưu ý lựa chọn nhiệt độ phù hợp tránh làm oxy hóa tanin trong chè.
- Thời gian trích ly: Khi thời gian trích ly tăng lên thì lượng chất
khuếch tán tăng nhưng có giới hạn, khi đã đạt được mức độ trích ly cao nhất
nếu kéo dài thời gian sẽ có bất lợi về mặt năng lượng.
- Sử dụng chất kháng oxy hóa hỗ trợ: Việc sử dụng các chất kháng oxy
hóa bổ sung như axit arcosbic, axit citric… được cho rằng làm tăng hiệu quả
trích ly cũng như làm giảm sự oxy hóa của catechin. Nhưng cơ chế quá trình
chưa rõ ràng và điều này chưa đạt được sự thống nhất, có ý kiến cho rằng, các
polyphenol từ chè sẽ bị oxy hóa trước các chất kháng oxy hóa cho vào.
Ngoài ra, còn có các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình trích ly như:
khuấy trộn, dung môi, thiết bị và số bậc trích ly.
V"+, / &$:;-'@=2  ;TC'&$RM
V"+, / &$:;345
Nhiều công trình nghiên cứu khoa học thường đưa đến giải bài toán cực
trị, tìm điều kiện tối ưu để tiến hành các quá trình, hoặc lựa chọn thành phần tối
ưu của hệ nhiều phần tử. Đã có một thời gian dài khi các phương pháp thí
nghiệm tìm điều kiện tối ưu của các quá trình chưa được hình thức hóa. Nhà
thực nghiệm chỉ dựa vào kinh nghiệm và trực giác để lựa chọn hướng nghiên
cứu. Các thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp cổ điển: lần lượt thay
đổi từng thông số, trong khi giữ nguyên các yếu tố còn lại. Và theo như phương
19
pháp này, số thí nghiệm cần thực hiện sẽ rất lớn khi các yếu tố ảnh hưởng tăng
lên và chỉ cho phép tìm kiếm các mối phụ thuộc giữa chỉ tiêu đánh giá và các

E
Y
T
Z
21
Người ta chia tín hiệu đầu vào thành các nhóm:
- Các biến kiểm tra được và điều khiển được, biểu diễn bằng vectơ Z.
- Các biến kiểm tra được nhưng không điều khiển được, biểu diễn bằng
vectơ T.
- Các biến không kiểm tra và không điều khiển được, biểu diễn bằng
vectơ E.
Các chỉ tiêu đầu ra dùng để đánh giá đối tượng là vectơ Y. Chúng
thường được gọi là các hàm mục tiêu. Biểu diễn hình học của hàm mục tiêu
gọi là mặt đáp trị (bề mặt đáp ứng).
V7 9 0@I  12"+, / &$:;
o9>&T&$.'&$M& ]
Cần phân loại các yếu tố ảnh hưởng đến đối tượng thành các nhóm Z, T
và E. Người nghiên cứu đưa ra những biện pháp tích cực để hạn chế tác động
của các nhóm yếu tố T, E và chọn từ Z những yếu tố ảnh hưởng chính, loại
bớt những yếu tố không cần thiết. Bên cạnh đó, cần lựa chọn chỉ tiêu đánh giá
đối tượng.
Việc lựa chọn các yếu tố đầu vào dựa trên:
- Thông tin tiên nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu lý thuyết.
- Ý kiến chuyên gia.
- Các thực nghiệm thăm dò, thực nghiệm sàng lọc.
op)RN+, / &$:;
Yêu cầu cơ bản của giai đoạn này là chọn được dạng kế hoạch phù hợp
với điều kiện tiến hành thí nghiệm và với đặc điểm các yếu tố của đối tượng.
oN&-&?&$:;&p&T&$&

Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm là phương pháp thực nghiệm
rất khoa học để tổ chức, xử lý các thực nghiệm và các số liệu thực nghiệm.
Nó cho phép chúng ta làm một số lượng thí nghiệm ít nhưng lại đạt được độ
tin cậy cao và đưa ra được các kết quả tối ưu nhất.
V7'@=2  ;TC'&$RM345
V7 &:;'@=2
Tối ưu hóa quá trình bất kì là để tìm điểm thích hợp nhất -điểm tối ưu-
của hàm số được nghiên cứu hoặc để tìm các điều kiện tối ưu tương ứng để
tiến hành quá trình đã cho. Để đánh giá điểm tối ưu, trước hết cần phải chọn
các tiêu chuẩn tối ưu hóa. Tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể mà tiêu chuẩn
tối ưu hóa có thể là tiêu chuẩn công nghệ. Ví dụ: năng suất lớn nhất tính trên
một đơn vị thể tích.
Bài toán tối ưu hóa đặt ra khi cần tìm một giải pháp ưu việt nhất để
dung hòa ảnh hưởng của tất cả các yếu tố, có thể lấy ví dụ như năng suất và
hiệu suất, số lượng và chất lượng.
23
V77 9 )@A&$))'@=2
Tùy theo đặc trưng của mô hình toán được nghiên cứu mà người ta
dùng các phương pháp toán học tối ưu khác nhau. Đa số các phương pháp đó
dẫn đến tìm cực trị của hàm mục tiêu.
Các phương pháp tối ưu đã được sử dụng trong các bài toán công nghệ
được tóm tắt như sau:
* Phương pháp giải tích
- Tìm cực trị bằng giải tích cổ điển: Các quy trình xác định được mô tả
bởi các hàm số khả vi.
- Phương pháp thừa số Lagrange: Các quá trình xác định được mô tả
bằng các hàm số vi phân với các điều kiện ở dạng đẳng thức.
- Phương pháp biến phân: Tiêu chuẩn tối ưu ở dạng những phiếm hàm,
nghiệm phương trình Euler, các thiết bị phản ứng đoạn nhiệt nhiều lớp.
- Nguyên lý cực đại của Pontryagin: Sử dụng cho bài toán lớp mở rộng,

với khoảng giá trị nguyện vọng từ 0 tới 1. Khi lượng d = 0 (hoặc D = 0) ứng
với giá trị không thể chấp nhận được của hàm mục tiêu (tức của bề mặt biểu
diễn), còn d = 1 (D = 1) ứng với giá trị tốt nhất của hàm mục tiêu mà giá trị
này không thể hoặc không cần thiết cải tiến hơn nữa. Các giá trị số của hàm
nguyện vọng ứng với những nguyện vọng tương ứng cho ở bảng sau:
Lm 122&$&$":&
>&$
$":&>&$U'I-;;r M
0,80 – 1,00 Rất tốt
0,63 – 0,80 Tốt
0,37 – 0,63 Thỏa mãn
0,20 – 0,37 Tồi
0,00 – 0,20 Rất tồi
Đây là phương pháp đơn giản cho phép phối hợp nhiều mục tiêu trong
một phép đo định lượng. Phương pháp này gồm 3 bước tiến hành:
- Thiết lập các hàm mục tiêu
Y
i
= f
i
(x
1
, x
2
, …, x
k
)
25


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status