BÀI tập lớn kỹ THUẬT THỰC PHẨM 2 đề tài CÔNG NGHỆ sản XUẤT mít sấy THĂNG HOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI : CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MÍT SẤY THĂNG HOA GVHD: GV Tạ Lê Quốc An Nhóm: Phạm Thị Xuân Dung Nguyễn Thị Thùy Trang Huỳnh Phú Cường Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Trong ngành ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm nói chung việc bảo quản chất lượng sản phẩm quan trọng Để chất lượng sản phẩm đạt đến tối đa ta phải tiến hành sấy để tách ấm Vật liệu sau sấy có khối lượng giảm, giảm cơng chun chở, độ bền tăng, chất lượng sản phẩm nâng cao, thời gian bảo quản kéo dài Bên cạnh đó, Việt nam nước có khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho việc phát triển ngành nông nghiệp, nơi trồng nhiều loại rau Nhưng giá trị kinh tế từ rau mang lại chưa cao, hàng hóa nơng nghiệp xuất chủ yếu dạng tươi chế biến thô sơ, đơn giản nên chất lượng thấp, giá thành thấp, vào mùa giá rau xuống thấp người nông dân phải bán tháo bán đổ Để nâng cao giá trị rau khơng tiêu thụ rau tươi mà chế biến nhiều sản phẩm khác từ rau như: nước uống đóng chai từ rau quả, kẹo mứt, rau đóng hộp, rau sấy Nhưng với loại rau, củ, quả,… sấy nhiệt độ cao làm phá huỷ chất hoạt tính sinh học hoocmon, màu, mùi vị, men, vitamin, protein… làm thay đổi chất lượng sản phẩm.Vì thế, để đảm bảo cho chất dinh dưỡng có rau phương pháp sấy thăng hoa loại rau đáp ứng tốt yêu cầu Mít tiêu biểu cho sản phẩm nơng nghiệp, nguồn nguyên liệu phong phú, dễ tìm, rẻ tiền lại có nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho thể Vì với khao khát tìm phương pháp sấy mít tạo sản phẩm ăn liền giịn xốp, chứa chất dinh dưỡng tự nhiên, đặc biệt giải đầu tăng giá trị sử dụng mít, tìm hiểu kỹ thuật sản xuất thực phẩm đại giới để tạo sản phẩm có chất lượng cao nên em định chọn đề tài nghiên cứu tốt nghiệp là: “Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa” CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÍT VÀ KỸ THUẬT SẤY THĂNG HOA Tổng quan nguyên liệu 1.Nguồn gốc Cây Mít tên khoa học là: Artocarpus heterophyllus - Mít lồi thực vật ăn quả, mọc phổ biến Đông Nam Á Brasil - Cây thuộc họ Dâu tằm Moraceae - Nguồn gốc: Cây Mít cho có nguồn gốc Ấn Độ Bangladesh - Cây Mít trồng phổ biến vùng nơng thơn Nói chung Cây Mít thích khí hậu nóng mưa nhiều Vì Vìệt Nam từ Bắc chí Nam, đâu trồng mít Cây mít có khả thích nghi rộng rãi với nhiều loại đất khác đất đỏ Bazan, phù sa, đất xám, thích hợp với khí hậu ẩm, mưa nhiều cần độ ẩm khơng khí 70-85%, pH5-7 dễ dàng canh tác bị sâu bệnh Mít chịu hạn hán tốt nhờ rễ cọc phát triển ăn sâu lòng đất Ngược lại mít chịu ngập úng kém, mít chết bị ngập úng kéo dài Hình : Trái mít 1.2 Đặc điểm mít Quả mít gồm: vỏ, cùi, xơ, múi hạt mít Quả cịn gọi “là hợp giả quả” hình bầu dục kích thước (30-60)× (20-30)cm, trọng lượng từ 6kg đến 20kg, mọc chủ yếu thân chủ, chùm từ đến quả, khoảng 80 đến 100 quả/cây Bên lớp vỏ có gai, vỏ lúc cịn non có màu xanh, chín có màu xanh vàng, độ dày vỏ từ 1-1,3cm Bên gồm: bao hoa mỏng phát triển hoàn toàn bao quanh hột, có tử diệp khơng nhau, khơng có phơi nhủ gọi múi mít có chiều dài từ 6,7-10,5 cm, chiều rộng từ 2,5-4,5cm, chiều dày thịt múi 1,5-3,5cm, màu vàng tươi (vàng tự nhiên), mùi vị ngọt, thơm; Loại lép thứ hai gọi xơ mít có màu trắng nhạt hay màu vàng nhạt Ở có cùi mít Hạt mít có màu nâu sáng phủ màng trắng mỏng Hạt dài khoảng 2-4cm dày 1,25-2cm, bên có màu trắng giịn Hình 2.2: Cấu tạo trái mít 1.3 Thành phần dinh dưỡng Trong mít múi mít chiếm 40-55% trọng lượng trái Mít loại giàu chất dinh dưỡng vitamin A, vitamin C, canxi, kali, sắt, thiamin, riboflavin, niacin, magneisum nhiều chất dinh dưỡng khác So sánh thành phần dinh dưỡng số loại trái tươi để thấy mít loại trái cung cấp nhiều lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho thể Bảng : Thành phần dinh dưỡng có 100g mít chín STT 10 2.1 Tổng quan kỹ thuật sấy thăng hoa 11 12 13 14 15 16 hoa (freeze drying) kỹ thuật cịn gọi “làm khơ lạnh” hay cịn gọi kỹ thuật khử nước, thường sử dụng để bảo quản loại nguyên liệu thực phẩm, giúp thuận tiện cho vận tải, giữ phẩm chất sản phẩm ban đầu Sấy thăng hoa trình tách ẩm khỏi vật liệu thăng hoa nước Quá trình thăng hoa trình chuyển trực tiếp từ thể rắn (trạng thái đóng băng) sang thể áp suất thấp (áp suất chân khơng sâu) Ở điều kiện bình thường, ẩm thực phẩm dạng lỏng, nên để thăng hoa chúng cần chuyển sang thể rắn phương pháp lạnh đơng Chính nên cịn gọi phương pháp sấy lạnh đông (Freeze Drying hay Lyophillisation) Sấy thăng hoa (thực phẩm đông khô) phương pháp chế biến đại  Thông số kỹ thuật Năng suất 10kg nguyên liệu/mẻ - Nhiệt độ đơng lạnh (- 45 ÷ - 25)oC, nhiệt độ thăng hoa (- 45 ÷ - 35)oC Áp suất buồng thăng hoa 0.008 mmHg  Tính Sấy nhiệt độ thấp áp suất thấp, sản phẩm giữ tính chất ban đầu nguyên liệu như: protein, lipid, gluxit, vitamin… màu sắc mùi vị không bị phá hủy, ưu điểm vượt trội mà khơng có phương pháp làm Hệ thống tự động hóa hồn tồn máy tính Q trình lạnh đơng sản phẩm trực tiếp buồng thăng hoa Thời gian sấy rút ngắn xuống khoảng (10 – 14) h/mẻ truyền nhiệt trình sấy xạ nhiệt Thiết bị chế tạo nước nên giá thành khoảng ¼ so với thiết bị ngoại nhập suất  Ứng dụng Sản xuất bảo quản loại thực phẩm cao cấp, thực phẩm chức năng, chế phẩm sinh học, dược phẩm… 2.2 Nguyên lý hoạt động Sấy thăng hoa trình tách ẩm khỏi vật liệu, ẩm trạng thái rắn (băng, nước đá) thành không qua trạng thái lỏng Ở điều kiện bình thường, ẩm thực phẩm dạng lỏng để thăng hoa cần chuyển sang thể rắn phương pháp lạnh đông Rồi sấy vật liệu mơi trường có độ chân khơng cao (áp suất tuyệt đối từ 0,1÷1,0 mmHg), nhiệt độ sấy đạt tới -18 0C Phương pháp bao gồm giai đoạn làm lạnh đông, thăng hoa bốc ẩm cịn lại Hình : Chuyển pha nước tọa độ áp suất-thời gian Điểm O gọi điểm ba, nước tồn đồng thời ba thể: thể rắn, thể lỏng thể Nhiệt độ áp suất điểm ba O tương ứng: t=0,0098 0C áp suất = 4,58 mmHg Trên đồ thị đường BO biểu diễn ranh giới pha rắn pha Tương tự đường OA ranh giới pha rắn pha lỏng cuối đường OK ranh giới pha lỏng pha khí Điểm K gọi điểm tới hạn, nhiệt ẩm hóa xem Nhận xét: Nếu ẩm vật liệu sấy có trạng thái đóng băng điểm F giản đồ, đốt nóng đẳng áp đến nhiệt độ t D tương ứng với điểm D nước thể rắn thực trình thăng hoa DE Cũng giản đồ thấy áp suất thấp nhiệt độ thăng hoa nước bé Do đó, cấp nhiệt cho vật liệu sấy áp suất thấp độ chênh lệch nhiệt độ nguồn nhiệt vật liệu sấy tăng Đứng mặt truyền nhiệt ưu điểm sấy thăng hoa với sấy chân khơng bình thường - Giai đoạn làm lạnh đông: Đây giai đoạn trình sấy thăng hoa cách làm lạnh đông nguyên liệu nhằm ổn định cấu trúc nguyên liệu sau trình sấy Giai đoạn vật liệu sấy lạnh đông từ nhiệt độ môi trường khoảng 370C đến (-100C ; -450C) thấp tùy vào vật liệu Ở giai đoạn không gian bình thăng hoa hút chân khơng áp suất bình giảm Do áp suất giảm nên phần áp suất nước khơng gian bình thăng hoa giảm so với phần áp suất lòng vật liệu sấy, điều dẫn tới tượng thoát ẩm từ vật liệu sấy nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ điểm ba Quá trình làm lạnh đơng vật liệu sấy thực hai cách - Cách thứ thực thiết bị làm lạnh đông thông thường (như tủ lạnh, tủ đông) nitơ lỏng để làm lạnh đông sản phẩm bên buồng sấy thăng hoa - Cách thứ hai vật sấy tự lạnh đông buồng sấy thăng hoa buồng sấy hút chân không Trong giai đoạn có khoảng 10-15% tồn ẩm thoát khỏi vật liệu sấy Trong giai đoạn sản phẩm cần làm lạnh đông nhanh để hình thành tinh thể băng nhỏ gây hư hại đến cấu trúc tế bào sản phẩm Đối với sản phẩm dạng lỏng, phương pháp làm lạnh đông chậm sử dụng để băng tạo thành lớp, lớp tạo nên kênh giúp cho nước dịch chuyển dễ dàng - Giai đoạn thăng hoa: giai đoạn làm bay ẩm trực tiếp nguyên liệu từ trạng thái rắn sang trạng thái khí, mơi trường chân khơng sâu (dưới 0,006 atm hay 4,58 mmHg) Để bù nhiệt lượng bay phải cấp lượng nhiệt không làm tan chảy nước nguyên liệu phá vỡ trình sấy thăng hoa Hơi nước tiếp tục tách khỏi sản phẩm cách giữ cho áp suất buồng sấy thăng hoa thấp áp suất nước bề mặt băng, đồng thời tách nước bơm chân khơng ngưng tụ ống xoắn ruột gà lạnh, dẹt lạnh hóa chất Giai đoạn kết thúc nhiệt độ nguyên liệu đạt 0C áp suất chân không - Giai đoạn sấy chân không (giai đoạn bốc ẩm lại): giai đoạn bay ẩm liên kết, nhiệt độ vật liệu sấy tăng nhanh Tốc độ sấy phụ thuộc phần lớn vào tính cản trở nhiệt sản phẩm mức độ thấp vào độ cản trở dòng (dịch chuyển khối) khỏi bề mặt thăng hoa Sau giai đoạn thăng hoa trạng thái nước vật liệu nằm điểm ba nên ẩm vật liệu trở dạng lỏng Vì áp suất bình thăng hoa trì bé áp suất khí trời nhờ bơm chân khơng vật liệu sấy tiếp tục gia nhiệt nên ẩm không ngừng biến từ dạng lỏng sang dạng vào khơng gian bình thăng hoa 2.3 Cấu tạo thiết bị sấy thăng hoa Hệ thống sấy thăng hoa sử dụng công nghiệp thực phẩm gồm phận chính: bình thăng hoa, bình ngưng đóng băng, bơm chân không máy lạnh với phận: bình tách lỏng, giàn ngưng, bình chứa tác nhân lạnh máy nén Hình : Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa 1- Buồng thăng hoa; – Van; – Xyfon; – Bể chứa nước nóng; – Bình ngưng; – Bình tách lỏng; – Giàn ngưng NH3; – Bình chứa NH3; 10 – Bơm chân không; 11,12,13 – Động điện; 14 – Bơm nước; 15 – Phin lọc; 16 – Tấm gia nhiệt; 17 – Chân không kế; 18 – Van điều chỉnh; 19 – Khay chứa sản phẩm; 20 – Tấm gia nhiệt dưới; 21 – Bộ điều chỉnh nhiệt - Bình thăng hoa: hình trụ trịn nằm ngang Một đáy hàn liền với hình trụ trịn đáy chỏm cầu gắn kết với thân hình trụ bulơng để đưa vật liệu vào Đỉnh bình thăng hoa có mặt để nối với bơm chân khơng qua bình đóng băng Phía bình thăng hoa người ta bố trí hộp kim loại xen kẽ Trên hộp khay chứa vật liệu sấy Trong hộp nước nóng chuyển động o Các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vơ hoạt tác dụng nhiệt độ, tránh oxy hóa hợp chất hóa học làm đen sản phẩm o Đình q trình sinh hóa tế bào mít Biến đổi sinh học o Tiêu diệt phần vi sinh vật, chủ yếu VSV bám bề mặt nguyên liệu 1.3 Thông số kỹ thuật - Sau khảo sát thời gian chần nhận thấy chần nhiệt độ 70 0C thời gian phút để múi mít có cấu trúc cứng chắc, thịt mịn, màu vàng bóng, thơm tự nhiên Cấp đơng 2.1 Mục đích Nhăm chon nhiêt đô va thơi gian làm kết tinh nước liên kết nước tự có nguyên liệu mit tao cho mui mit co câu truc cưng bóp băng tay chuân bi cho qua trinh sây thăng hoa va 2.2 Chuẩn bị cho trình sấy đem lại độ giòn định cho sản phẩm Các biến đổi - Khi làm lạnh đơng nước dịch bào đóng băng làm biến tính protein - Hoạt động enzyme giảm khơng bị đình - Với vi sinh vật nước thể bị đóng băng hồn tồn nên sống bị đình hồn tồn Vi sinh vật đa phần chết 90 – 95%, số chuyển sang trạng thái tiềm sinh - Ngoài q trình lạnh đơng cịn xảy biến đổi nhiệt – lý học -Những biến đổi xảy q trình lạnh đơng: Chủ yếu bay ẩm dẫn đến làm giảm khối lượng tự nhiên, làm khô sản phẩm Tốc độ lạnh đông coi tham số để đánh giá chất lượng sản phẩm q trình đơng lạnh sấy thăng hoa Tốc độ đông lạnh khác tác động đến trình phân bố lại nước sản phẩm khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đơng lạnh động học trình thăng hoa 2.3 Thông số kỹ thuật cấu Chọn nhiệt độ lạnh đơng -20°C, thời gian 48 múi mít đạt trạng tái trúc đông tốt Sấy 3.1 Mục đích Chế biên : tạo độ giịn mít làm sản phẩm có mùi vị đặc trưng Bảo quản : sấy đến lượng nước tối thiểu VSV bị tiêu diệt nên sản phẩm bảo quản lân Sấy đến hoạt độ nước aw = 0.25 – 0.35, điểm bảo quản tối ưu sản phẩm không bảo quản nhiệt độ lạnh 3.2 Các biến đổi Biến đổi lý o Có tượng co thể tích lại giảm khối lượng bốc nước o Nhiệt độ : Có tạo thành gradient nhiệt độ bên bên vật liệu  Có tượng nóng chảy tụ tập chất hòa tan lên bề mặt làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm chúng làm tắc nghẽn mao mạch nước kèm theo đơng rắn bề mặt  Độ giòn tăng  Hàm ẩm tăng dần trình sấy Thường ẩm phân bố không đồng vật liệu vật liệu có kích thước lớn Biến đổi hóa lý o Khuếch tán ẩm giai đoạn đầu q trình sấy Ẩm khuếch tán từ lớp ngồi vào vật liệu dãn nở nhiệt Quá trình thực tác dụng nhiệt khuếch tán kết co giãn khơng khí mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng từ bề mặt nóng bên ngồi vào sâu vật liệu kèm theo ẩm Biến đổi hóa học o Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên nhiệt độ vật liệu tăng phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Mailair, o Tốc độ phản ứng hóa học chậm môi trường nước bị giảm dần ví dụ phản ứng thủy phân Biến đổi hóa sinh o Giai đoạn đầu trình sấy nhiệt độ vật liệu tăng dần chậm, tạo hoạt động mạnh mẽ hệ enzyme enzyme oxy hóa khử gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu Vì thường diệt peroxydase hay polyphenoloxydase trước sấy o Giai đoạn sấy hoạt động enzyme giảm lượng nước giảm o Trong thực tế cho thấy enzyme khơng bị hoạt tính xử lý sơ tác dụng nhiệt độ trình sấy dẫn đến hiệu tạo màu polyphenol Biến đổi sinh học o Vi sinh vật : Có tác dụng làm yếu hay tiêu diệt VSV bề mặt vật liệu Khả làm yếu hoạt độ nhiều Các VSV sản phẩm sấy thường khó phát triển số lượng VSV/ đơn vị sản phẩm thường lớn sản phẩm lỏng khác Chú ý: Bào tử VSV không bị tiêu diêt trình sấy - o Vệ sinh : Trong q trình sấy Cơng nghiệp sản phẩm sấy thường lẫn tạp chất gia công cát sạn, vật liệu đưa vào cuống, cận Biến đổi cảm quan o Màu sắc: sắc tố hay giảm sắc tố tác dụng nhiệt độ ( giá trị tuyệt đối ) tăng giá trị tương đối lên nước đi, cường độ màu tăng lên o Mùi : số chất thơm bay theo ẩm nhiệt độ bị phân hủy gây tổn thất chất thơm, đặc biệt chất thơm sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc sinh học Kết sản phẩm sấy ngày thấm chất thơm so với trước  Trong q trình sấy ý nhiều đến mùi khét (do oxy hóa chất béo mùi nấu (mùi fufurol ) Do tượng mùi tự nhiên nên nhiều sản phẩm sau sấy thường bổ sung thêm chất mùi tự nhiên hay nhân tạo o Vị: Do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên Cường độ vị tăng, vị vị mặn Vị chua giảm cách tương đối lượng acid bay sản phẩm sấy giảm CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CỦA CÔNG ĐOẠN ĐÃ CHỌN  CÂN BẰNG VẬT CHẤT Tính thơng số tác nhân sấy Các kí hiệu G1, G2: lượng vật liệu trước sau sấy (kg/h) Gk: lượng vật liệu khô tuyệt đối qua máy sấy (kg/h) W1,W2: độ ẩm vật liệu trước sau sấy, tính ướt (%) W: độ ẩm tách khỏi vật liệu (kg/h) L: lượng khơng khí khơ (kkk) tuyệt đối qua máy sấy (kg/h) X0: Hàm ẩm khơng khí ngồi trời (kg ẩm/kg kkk) X1: Hàm ẩm khơng khí trước vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk) X2: Hàm ẩm khơng khí sau sấy (kg ẩm/kg kkk) Độ ẩm vật liệu Ta có o Độ ẩm trước sấy mít W1 = 74,3% o Độ ẩm sau sấy mít W2 = 8% Tính khơ: Tính khô: Cân vật chất cho trình sấy Trong q trình sấy ta xem khơng có tượng mát vật liệu, q trình sấy tổng khối lượng chất khô không thay đổi nên ta có phương trình sau : G1(100–W1)=G2(100–W2)  Năng suất nhập liệu : G1 = 100kg/h Lượng ẩm bay W= W1 100 Khối lượng vật liệu sau sấy G2 = Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối Gk ’ =  CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Tính nhiệt thiết bị sấy thăng hoa Trong q trình tính tốn thiết kế hệ thống sấy, phần tính tốn nhiệt cho q trình sấy phần quan trọng trình thiết kế Sau tính tốn nhiệt mớ tính tốn chọn thiết bị cần thiết cho hệ thống sấy máy lạnh, bơm chân khơng, tính kích thước bình thăng hoa, bình ngưng tụ ẩm thiết bị khác… Các thông số ban đầu vật liệu sấy Vật liệu ẩm có độ ẩm tuyệt đối: Độ ẩm khoai lang trước trình sấy là: W1 = 74,3% Độ ẩm khoai lang sau trình sấy là: W2= 8% Khối lượng vật liệu sấy vào hệ thống sấy mẻ G1= 100kg/mẻ Thời gian sấy τ = 12 Thời gian đưa vật liệu sấy vào khỏi bình thăng hoa: τ’ = 14 Thời gian khối lượng ẩm cần bốc giai đoạn: Quá trình làm lạnh: Thời gian giai đoạn làm lạnh là: τ = 1,5 Phần trăm khối lượng ẩm bốc trình thăng hoa 15% Quá trình thăng hoa: Thời gian giai đoạn thăng hoa là: τ = 7,5 Phần trăm khối lượng ẩm bốc trình thăng hoa Quá trình thải ẩm dư: Thời gian giai đoạn thải ẩm dư là: τ = 3h Phần trăm khối ượng ẩm bốc trình thải ẩm dư Nhiệt độ thăng hoa tth= - 10˚C Nhiệt độ mơi trường tmt= 20˚C 1.1 Tính toán lượng ẩm cần thiết cho giai đoạn trình sấy Khối lượng ẩm cần bốc cho q trình sấy: Ta có cơng thức tính khối lượng ẩm theo công thức sau: Theo công thức (7-7) sách tính tốn thiết kế hệ thống sấy [1] Ga = G Trong đó: W: ω ω G1: khối lượng vật liệu sấy vào hệ thống sấy trog mẻ Thay giá trị số vào ta được: 0,743+ 0,08 G1 = 100 = 47,22 kg/mẻ 1+ 0,743 1.1.1 Tính tốn lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn làm lạnh Ta có cơng thức sau: W= W a , kg/h τ1 Trong Wa1: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn làm lạnh W1: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn làm lạnh τ : thời gian cần bốc ẩm giai đoạn làm lạnh Ta có giai đoạn làm lạnh với phần trăm khối lượng 15% nên ta có: Wa1 = 47,22 15% = 7,08 kg Thay vào ta được: W1 = Wa τ = 7,08 = 4,72 kg/h 1,5 1.1.2 Tính tốn lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn thăng hoa Tương tự ta có cơng thức sau: W2 = Wa2 , kg/h τ2 Trong đó: Wa2: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn thăng hoa W2: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn thăng hoa τ : thời gian cần bốc ẩm giai đoạn thăng hoa Ta có trog giai đoạn làm lạnh với phần trăm khối lượng 65% nên ta có Wa2 = 47,22 65% = 30,69 kg Thay vào số ta được: W2 = Wa2 τ2 = 30,69 = 4,09 kg/h 7,5 6.1.3 Tính tốn lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn bốc ẩm dư Tương tự ta có cơng thức sau: W= Wa3 , kg/h τ3 Trong Wa3: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn bốc ẩm dư W3: lượng ẩm cần bốc cho giai đoạn bốc ẩm dư τ : thời gian cần bốc ẩm giai đoạn thăng hoa Ta có giai đoạn thăng hoa với phần trăm khối lượng 20% nên ta có Wa3 = 47,22 20% = 9,44 kg Thay vào ta được: W3 = Wa3 = τ3 9,44 = 3,15 kg/h 1.2 Cân nhiệt cho q trình sấy 1.2.1 Tính tốn nhiệt bình thăng hoa Khác với thiết bị sấy khác, bình thăng hoa khơng có tổn thất nhiệt do: Thiết bị truyền tải Qct = 0, KJ Tổn thất môi trường Qmt = 0, KJ Tổn thất tác nhân sấy mang Qtns = 0, KJ Như nhiệt lượng tiêu hao hệ thống sấy thăng hoa bao xác định phương trình sau (15-1) [1] Q=QL + QTh + QOB – (Q’ + Q”), [kcal/chu kỳ] Trong đó: QL – Nhiệt tiêu hao trình làm lạnh QTh – Nhiệt lượng cần thiết cho trình sấy thăng hoa Qd – Nhiệt lượng cần thiết để bay ẩm lại sau thăng hoa Q’ – nhiệt tỏa vật liệu trình làm lạnh từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ thăng hoa Q” – Nhiệt tỏa chu kỳ bay ẩm hút chân khơng Vì Q’ + Q” để tiêu hao trình bay ẩm hút chân khơng nên ta có: QL=Q’+Q” Vì vậy: Q = QTb + Qd 1.2.2 Nhiệt lượng cần thiết giai đoạn thăng hoa Ta có cơng thức sau: Qth = qth τ (KJ) Trong đó: τ 2: qth: lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy thăng hoa thời gian giai đoạn thăng hoa qth = rth W2 (KJ/kg) Trong đó: rth nhiệt ẩm thăng hoa nhiệt độ -10oC ta lấy rth = 680 Kcal/kg hay rth = 2843,488 KJ/kg theo [4,6,7] Như ta tính W2 = 4,09 kg/h Do ta được: qth = 2843,488 4,09 = 11629,87 kJ/h Thay số vào ta nhiệt lượng cần thiết giai đoạn thăng hoa Qth = 11629,87 7,5 = 87223,99 kJ 1.2.3 Nhiệt lượng cần thiết giai đoạn bay ẩm dư Ta có nhiệt lượng cần thiết giai đoạn bay ẩm dư tính sau: Qbh = qbh τ3 (KJ) Trong đó: qbh: lượng nhiệt cần thiết để bay ẩm dư τ 2: thời gian cần thiết để ẩm bốc giai đoạn bay ẩm dư Như thấy ẩm lại giai đoạn tồn dạng lỏng nhiệt hóa lấy r = 591 Kcakl/kg = 2471,326 kJ/kg Với W3 = 3,15 kg/h tính qbh = 2471,326 3,15 = 7784,68 kJ/h Do ta tính nhiệt lượng cần thiết giai đoạn bay ẩm dư là: Qd = 7784,68 = 23354,03 kJ 1.3 Tổng nhiệt lượng cho trình sấy Q = QTb + Qd (kJ) Thay số ta được: Q = 87223,99 + 23354,03 = 110584,02 kJ Q 110584,02 Hay ta có: q = = = 2341,88 kJ/kg ẩm Ga 47,22 1.4 Tính tốn nhiệt tỏa bình ngưng Binh ngưng làm nhiệm vụ đóng băng ẩm Nhiệt tỏa bình ngưng là: Qk = W’[(r + rb) + C(th – tb)] Trong đó: W’: lượng ẩm cần ngưng tụ r: nhiệt ngưng tụ bay rb: nhiệt đông đặc nước C: nhiệt dung riêng Th, tb: nhiệt độ băng Chọn nhiệt độ sau Nhiệt độ bay NH3: Nhiệt độ băng: Nhiệt độ môi trường: th = 20°C Theo bảng nước bão hịa Nhiệt ẩm hóa nước r = 2500 kJ/kg Nhiệt độ đông đặc nước rd = 333,37 kJ/kg Lượng ẩm đóng băng Wb = 7,86 kg/h Thay số vào ta nhiệt lượng tỏa bình ngưng Qk = 3,8[(2500 + 333,37) + 1,842.(20 + 16)]=10833,118 kJ/h 1.5 Diện tích đốt nóng bình thăng hoa Nhiệt buồng sấy truyền đến vật xạ chủ yếu (75 ÷ 85) Nhiệt truyền dẫn nhiệt đối lưu nhỏ q trình tính tốn lấy truyền nhiệt xạ làm sở, nhiệt truyền dẫn nhiệt đối lưu tính thêm hệ số k= 1,2 ÷ 1.25 Do diện tích bề mặt gia nhiệt là: q F= K 5,67 ɛqd [ th (100T ) −(100T ) ] H đn th H – hệ số tương hỗ trợ hai bề mặt song song H=1 qth: nhiệt lượng cần thiết cho trình thăng hoa với giá trị tính phần tình nhiệt thiết bị thăng hoa Ta có qth = 10805,25 kJ/h = 3.103 W Chọn hệ số tính đến dẫn nhiệt đối lưu k = 1,2 Nhiệt độ đốt nóng T đn = 35 + 273 = 208 K Nhiệt độ thăng hoa Tth = -10 + 273 = 263 K Độ đen quy dẫn ɛ qd= 0,867 Thay thông số vào công thức ta được: Trong đó: 3.10 F = (308100 ) −(263100 ) 1,2.5,67 0,867[ Ta lấy tròn F = 12 m2 4 ] = 12,07 m2 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Cảnh (1993), Quy hoạch thực nghiệm, Đại học Bách Khoa TP HCM Trần Bích Lam, Tơn Nữ Minh Nguyệt, Đinh Trần Nhật Thu (2004), Thí nghiệm hóa sinh thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TP HCM Nguyễn Xuân Phương (2003), Kĩ thuật lạnh thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật Phạm Văn Sổ, Bùi Thị Như Thuận, Bùi Minh Đức (1975), Kiểm nghiệm lương thực thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật 10.Lê Ngọc Tú (2000), Hóa sinh thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Duyên Tư (1991), Kỹ thuật phân tích cảm quan, Tổng cục tiêu chuẩn – đo lường – chất lượng Luanda G Marques, Maria C Ferreisa, José T Freice (2006), “Freeze-drying of acerola (Malpighia glabra L.)”, Chemical Engineering and Processing, 46, 451457 Giáo trình “Kỹ thuật sấy” Trần Văn Phú, nhà xuất giáo dục năm 2009 Tính tốn thiết kế hệ thông – PGS.TSKH Trần Văn Phú, nhà xuất giáo dục 10 Trần Văn Phú Tính toán thiết kế hệ thống sấy Nhà xuất giáo dục 2001 [1]ư 11 Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Năm 1999 12 Bùi Hải – Trần Thế Sơn, Bài tập nhiệt động truyền nhiệt kỹ thuật lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 1997 ... chọn đề tài nghiên cứu tốt nghiệp là: “Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa? ?? CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÍT VÀ KỸ THUẬT SẤY THĂNG HOA Tổng quan nguyên liệu 1.Nguồn gốc Cây Mít tên khoa... lỏng sang dạng vào khơng gian bình thăng hoa 2. 3 Cấu tạo thiết bị sấy thăng hoa Hệ thống sấy thăng hoa sử dụng công nghiệp thực phẩm gồm phận chính: bình thăng hoa, bình ngưng đóng băng, bơm chân... Minh Đức (1975), Kiểm nghiệm lương thực thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật 10.Lê Ngọc Tú (20 00), Hóa sinh thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Duyên Tư (1991), Kỹ thuật phân tích cảm quan, Tổng cục