Tính c ấ p thi ế t c ủa đề tài
Hiện nay cùng với sự phát triển không ngừng ở mọi lĩnh vực trên thế giới, lĩnh vực công nghiệp thực phẩm cũng đang không ngừng tiên tiến, hiện đại hóa lên từng ngày Không chỉ dừng lại ở nhu cầu đủlượng thực phẩm như trước đây mà dần hướng tới nhu cầu sử dụng các sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao và đảm bảo tốt cho sức khỏe Đặc biệt đối với nhóm sản phẩm sấy, nhu cầu tiêu thụ ngày càng phổ biến đối với những sản phẩm sấy giữ được các giá trịdinh dưỡng tựnhiên ban đầu Đểđáp ứng được nhu cầu này, hiện nay các hệ thống sấy thăng hoa đang được nghiên cứu và đưa vào thực tế sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm so với các sản phẩm sấy thông thường Lợi ích kinh tếđem lại rất cao khi áp dụng thành công hệ thống sấy thăng hoa, đặc biệt là đối với những sản phẩm có giá trị kinh tế cao, thành phần dễ bị biến tính bởi tác nhân nhiệt khi sấy thông thường
Cùng với xu hướng hiện đại, tất bật của cuộc sống hiện nay, người tiêu dùng dần ưa chuộng hơn những sản phẩm tiện lợi trong việc lưu giữ, vận chuyển và chứa những thành phần dinh dưỡng mang lại sự lợi ích cho sức khỏe Trong các dòng sản phẩm từ sữa bò, sữa chua được xem là một sản phẩm rất dễ bịhư hỏng yêu cầu nhiệt độ bảo quản lạnh sau quá trình sản xuất cũng là một vấn đề gây bất tiện khi sử dụng sản phẩm Sựhư hỏng có thể xảy ra thông qua các hoạt động của nấm men chịu axit, và các loài Saccharomyces lên men lactose và không lên men lactose có thể phát triển trong sữa chua, và tác động tiêu cực đến hương vị của sữa chua [12]
Một điểm cần chú ý là sữa chua thông thường ở dạng gel cũng gây khó khăn trong quá trình vận chuyển, bao bì dễ bị rò rỉ gây hư hỏng tổn thất Trong trường hợp sữa chua bị nhiễm các sinh vật hư hỏng như nấm mốc hoặc nấm men từ môi trường hoặc các dụng cụ chứa đựng, trong đó các loại nấm mốc như Alternaria spp hoặc Aspergillus spp có thể làm hỏng sữa chua [12]
Với những đặc điểm đã liệt kê của dạng sữa chua thông thường, việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua là một việc làm cần thiết Việc làm này sẽ cải thiện những đặc tính cũ của sản phẩm sữa chua thông thường, đem lại một sản phẩm mới gần như lưu giữđược giá trịdinh dưỡng, cảm quan của sữa chua thông thường nhưng lại có những đặc tính mới thuận lợi cho quá trình bảo quản cũng như vận chuyển và sử dụng: độẩm thấp
2 khó bịhư hỏng ( 35 o C) khi đólàm cho nhiệt độ sản phẩm tăng, khi nhiệt độ sản phẩm vượt qua nhiệt độ kết tinh, nước đóng băng (Tsp > Tkt) sẽ tan chảy nó và sẽ phá vỡ hệthăng hoa (quá trình thăng hoa sụp đổ), lúc này là sấy chân không nhiệt độ thấp chứ không phải sấy thăng hoa Vì thế sẽ gây, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, như: tính hoàn nguyên và các đặc tính lưu biến của sản phẩm
Vì vậy, đối với mỗi loại sản phẩm có một quy trình cấp nhiệt khác nhau, và cần phải có những nghiên cứu thực sự thì mới tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt [8]
Tình hình nghiên c ứu trong nướ c v ề lĩnh vự c s ấy thăng hoa
Ở Việt Nam, công nghệ sấy thăng hoa chỉđược quan tâm từnăm 1999 trở lại đây; đã có một số công trình nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong bảo quản dược phẩm, thực phẩm Ở miền Bắc có tác giả Trần Đức Ba với “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng
10 hoa để sấy một số loại thủy sản”, tác giả Nguyễn Tấn Dũng với “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa tôm sú, một số rau quả, sữa ong chúa để bảo quản”
Bảng 1.1 Một số thông tin của các phiên bản hệ thống sấy thăng hoa từ DS-1 đến DS-7 tại Việt Nam [2]
Thông số kỹ thuật DS-2 DS-3 DS-4 DS-5 DS-6 DS-7
Nhiệt độ lạnh đông sản phẩm
-35 (-45÷-40) -40 -40 -35 (-40÷-35) Áp suất buồng sấy chân không có thểđạt
0,005 mmHg 0,001 mmHg 0,001 mmHg Đơn vị sử dụng Đại học
Cơ sở sản xuất Thái Minh, An Giang
Chế phẩm Sinh học tại
Thực phẩm Xuất khẩu, Hải Phòng
Nhìn chung, vấn đề nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong bảo quản các sản phẩm vẫn còn rất hạn chế Nguyên nhân là do công nghệ sấy thăng hoa rất phức tạp, đ i hỏi trình độ nghiên cứu chuyên sâu Đồng thời, hệ thống sấy thăng hoa rất đắt, vốn đầu tư lớn nên các nhà khoa học Việt Nam vẫn còn khá ngần ngại trong việc nghiên cứu, ứng dụng và chuyển giao công nghệ này vào thực tế sản xuất
Trước tình hình đó, nhóm của tác giả Nguyễn Tấn Dũng, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chế tạo thành công
11 phiên bản hệ thống sấy thăng hoa từ DS-1 đến DS-11 tại Việt Nam (bảng 1.1 mô tả một số thông tin của một số hệ thống sấy này), từ quy mô phòng thí nghiệm cho đến quy mô công nghiệp, với giá thành giảm nhiều so với hệ thống xuất hiện cùng năng lượng, chỉ bằng 1/7 ÷ 1/3 giá nhập ngoại và chất lượng sản phẩm sau khi sấy là như nhau Đây là một tín hiệu đáng mừng cho công nghiệp chế tạo hệ thống sấy thăng hoa tại Việt Nam [2]
Hệ thống sấy thăng hoa DS-7
Hệ thống sấy thăng hoa DS-7 (phiên bản thứ7) được chế tạo theo yêu cầu đặt hàng của Công ty Chế biến Thực phẩm xuất khẩu theo hợp đồng kinh tếđã ký kết và được hoàn thành vào ngày 01-04-2015 tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, Việt
Nam Hệ thống sấy thăng hoa DS-7 được sử dụng để sấy các loại sản phẩm có giá trị kinh tế cao như: nấm đông trùng hạ thảo, dịch chiết từ nấm linh chi, nhung hươu, tổ yến, sữa ong chúa, một số các loại dược phẩm
Hệ thống sấy thăng hoa DS-7 là thế hệ mới, tương đồi hiện đại và tiết kiệm năng lượng
Nó có các chếđộ làm việc và các thông số kỹ thuật được trình bày ở bảng 1.1
Hình 1.1 là hệ thống sấy thăng hoa DS-7 tự lạnh đông Đây là hệ thống lạnh hai cấp nén, bình trung gian ống xoắn làm mát hoàn toàn vừa chạy cho buồng thăng hoa để lạnh đông sản phẩm trước khi sấy vừa chạy cho thiết bịngưng tụđóng băng Nhiệt độmôi trường lạnh đông cũng như môi trường ngưng ẩm có thể đạt tới (-50÷-45) o C Hệ chân không sử dụng bơm hút chân không hai cấp, vòng dầu và đã hạ áp suất chân không xuống rất sâu, đạt tới 0,001 mmHg Đây là hệ thống sấy khá hoàn thiện về mặt kỹ thuật, các thông số công nghệđược đo lường và tựđộng điều khiển bằng máy tính [2]
Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy thăng hoa DS-7
1-Máy nén cấp 2; 2-Bình tách dầu; 3-Thiết bịngưng tụ; 4-Bình chứa cao sp; 5-Phin lọc; 6-Mắt gas; 7-Van điện từ; 8-Van tiết lưu 1; 9-Bình tách lỏng; 10-Máy nén cấp 1; 11- Bình làm mát trung gian; 12-Thiết bịhóa đá; 13-Bơm hút chân không; 14-Buồng thăng hoa; 15-Tấm gia nhiệt và đặt vật liệu sấy; 16-Đường xảnước ngưng; Pk-Áp kế cao áp; P0-Áp kế thấp áp; PTG-Áp kế trung gian; Pck-Áp kế chân không
Hình 1.2 Hệ thống sấy thăng hoa DS-7
Hình 1.3 Một số sản phẩm sấy thăng hoa trên thị trường hiện nay (a)
Hình 1.4 Một số sản phẩm sấy thăng hoa trên thịtrường hiện nay (b)
Tình hình nghiên c ứu ngoài nướ c v ề lĩnh vự c s ấy thăng hoa
Công nghệ sấy thăng hoa đã có từlâu, đã và đang phát triển mạnh trên toàn thế giới Các nước tiên tiến như Mỹ, Nga, Nhật, Pháp, Đức, Ý, Tây Ban Nha đã chế tạo các hệ thống sấy thăng hoa ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệdược phẩm, công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm và nhiều lĩnh vực khác Từ20 năm nay ởÝ đã có những nhà máy đông khô thực phẩm cỡ lớn, trang bị hiện đại để chế biến đông khô các loại nông sản thực phẩm như các loại đậu Hà Lan, súp lơ, cà chua, bắp cải, hành tây, tỏi, cam, quít, chuối, táo, lê, dâu tây và các loại súp thịt, súp cua, cá… các loại thực phẩm đông khô của Italia đã chiếm lĩnh được nhiều thịtrường ở miền trung, miền bắc châu Âu và châu Mỹ
Bảng 1.2 Thống kê một số máy sấy thăng hoa có trên thế giới hiện nay [2]
Máy sấy thăng hoa một buồng
Máy sấy thăng hoa hai buồng
ES của hãng Virtis (Mỹ)
Máy sấy thăng hoa FD- JP-01 của
Máy sấy thăng hoa FD-81 của New Zealand
Bay hơi 25kg nước/24 giờ
Bay hơi 25kg nước/24 giờ
Bay hơi 800 kg nước/24 giờ
Bay hơi 80 kg nước/24 giờ
Nhiệt độ môi trường lạnh đông
(-50÷-45) o C (-60÷-55) o C (-60÷-50) o C (-60÷-50) o C Áp suất môi trường sấy
Nhiệt độ môi trường sấy có thểđiều khiển
Trang thiết bị cho hệ thống sấy thăng hoangày càng được hiện đại hóa Nhiều hãng chế tạo máy sấy thăng hoa công nghiệp như Usiroid (Pháp), Atlas (Đan Mạch), Leybold- Heraeus… với các loại máy đông khô kiểu RAY, CONRAD, SM.H 15 đến SM.H.1501,
SERAIL (dùng nhiệt ngưng tụ) YBC8… Ở Mỹ, Canada, Nhật, Trung Quốc cũng đã có nhiều cơ sở chế tạo máy đông khô các loại Nhiều loại máy sấy thăng hoara đời trong thập kỉ 80 đã được trang bịđầy đủ các thiết bị kiểm tra, điều khiển tựđộng bằng điện tửvà vi điện tử hiện đại.
Thi ế t b ị c ủ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa sữ a chua
Bình thăng hoa là một hình trụ tròn nằm ngang Một đáy được hàn liền với hình trụ c n đáy kia là một chỏm cầu được gắn kết với thân hình trụ bằng bulông đểđưa vật liệu sấy vào ra Đỉnh bình thăng hoa có một mặt bích để nối với bơm chân khôngqua bình ngưng- đóng băng Phía trong bình thăng hoa người ta bố trí các hộp kim loại xen kẽ nhau Trên các hộp đó là các khay chứa vật liệu sấy Trong các hộp là nước nóng chuyển động
Hình 1.5 Cấu tạo bình thăng hoa
Do nhiệt độtrong bình thăng hoa rất thấp và có một độ chân không rất lớn nên truyền nhiệt giữa các thành hộp chứa nước nóng với vật liệu sấy chủ yếu xảy ra nhờ bức xạ nhiệt
❖ Các d ạ ng thi ế t b ị ph ổ bi ế n trên th ịtrườ ng hi ệ n nay
Hệ thống thăng hoa cấp đông riêng
₊ Thực phẩm cần được cấp đông riêng sau đó mới đưa vào buồng thăng hoa
₊ Được cấu tạo bởi hai dạng cơ bản: hình trụ và hình hộp lập phương
₊ Phương pháp gia nhiệt: bằng điện trở, chất tải nhiệt trung gian (nước nóng, dầu, hơi nước quá nhiệt,…), bức xạ
₊ Cấu tạo đơn giản nhất
₊ Buồng thăng hoa không cần bọc bảo ôn nên dễ chế tạo, lắp đặt và bảo trì
₊ Hệ thống tựđiều khiển an toàn, bền hơn
₊ Thích hợp cho cả hệ thống sấy nhỏ và lớn
₊ Cần có thời gian vận chuyển vật liệu sấy từ buồng cấp đông sang buồng thăng hoa Yêu cầu vận chuyển nhanh để không làm ảnh hưởng tới vật liệu sấy
Hệ thống thăng hoa tự lạnh đông
₊ Buồng thăng hoa chính là buồng lạnh đông.
₊ Được cấu tạo bởi hai dạng cơ bản: hình trụ và hình hộp lập phương.
₊ Buồng thăng hoa được nối với nhiều đường ống do hệ thống phức tạp
₊ Không cần vận chuyển sản phẩm từgiai đoạn cấp đông sang giai đoạn sấy thăng hoa
Do đó, không ảnh hưởng đến nhiệt độ sản phẩm trước sấy
₊ Có thể sấy được các sản phẩm đã được cấp đông.
₊ Buồng thăng hoa có cấu tạo phức tạp Khó chế tạo, bảo trì và cần phải bọc bảo ôn
₊ Nếu năng suất sấy lớn thì hệ thống lạnh giữa buồng sấy và thiết bị hóa đá không tương thích nhau.
₊ Hệ thống điều khiển phức tạp, ít ổn định
Hệ thống thăng hoa liên tục
₊ Có thể thực hiện theo kết cấu như thiết bị vận chuyển lên tục: băng tải, tải rung, vít tải hay rơi theo trọng lượng
₊ Hệ thống làm việc liên tục, tiết kiệm thời gian
₊ Cấu tạo rất phức tạp, vì nhiệm vụ khi thiết kế chế tạo hệ thống sấy này phải đảm bảo độ kín trong các khâu tiếp liệu và tháo sản phẩm của thực phẩm sấy
Hình 1.6 Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống thăng hoa lạnh đông riêng, dạng mặt cắt A-A
1-Buồng thăng hoa; 2-Van chặn; 3-Xyfon; 4-Đường nối với bơm chân không; 5-Tấm gia nhiệt; 6- Khay chứa thực phẩm sấy; 7-Áp chân không kế; 8-Bộ điều chỉnh nhiệt; 9-Bơm nước; 10-Bể nước nóng; 11-Động cơ điện của bơm
Buồng thăng hoa ở hình 1.6 được gia nhiệt bằng nước nóng Nước được gia nhiệt ở bể
(10) bằng nhiệt trở nhờ bộđiều chỉnh nhiệt độ(8) để khống chếvà điều khiển nhiệt độ buồng sấy Sau đó, nhờbơm (11) bơm vào hệ thống đường ống trao đổi nhiệt đặt ởphía dưới tấm gia nhiệt, phía trên thường đặt thực phẩm sấy Phương pháp gia nhiệt này làm cho trường nhiệt độtương đối ổn định hơn so với gia nhiệt trực tiếp bằng nhiệt trở, nó cũng an toàn hơn khi vận hành hệ thống sấy thăng hoa Nhiệt độ gia nhiệt trong buồng sấy luôn được kiểm soát thông qua nhiệt độở bểnước nóng [2]
Hình 1.7 là cấu tạo bên trong buồng thăng hoa của hệ thống sấy thăng hoa liên tục dạng băng tải, thực phẩm sấy ở dạng hạt được lạnh đông riêng [2] Ở loại buồng sấy này nguyên liệu cần được lạnh đông ở dạng hạt trước khi tiếp liệu qua cửa (1) vào buồng sấy, nhờbăng tải vận chuyển thực phẩm sấy sẽđi từ trên xuống dưới trong không gian sấy, đến khi thực phẩm sấy đã khô độẩm đạt yêu cầu nó sẽ thoát ra ở cửa (2) Cửa (1) và (2) phải có cấu tạo đặc biệt để khi tiếp liệu và tháo sản phẩm nó phải cách ly với môi trường bên ngoài
Hình 1.7 Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống sấy thăng hoa liên tục, dạng băng tải
1-Cửa cấp liệu; 2-Cửa tháo sản phẩm; 3-Đường cấp nước nóng vào; 4-Đường nước ra; 5- Đường nối với bơm chân không; 6-Đường xã chân không; 7-Ống trao đổi nhiệt, gia nhiệt; 8-Băng tải vận chuyển thực phẩm sấy, thực phẩm sẽ đi theo băng tải từ trên xuống dưới; 9-Van cách ly môi trường ngoài khi cấp liệu; 10-Van cách ly khi tháo sản phẩm
Hình 1.8 Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông riêng, dạng mặt cắt A-A 1.4.2 Thiết bịngưng tụ-đóng băng
Thiết bịngưng tụ-đóng băng là một thiết bịtrao đổi nhiệt Nó có nhiệm vụ làm lạnh hơi ẩm bốc ra từ sản phẩm để hóa tuyết trước khi bơm chân không hút nó ra ngoài Nó đảm bảo cho bơm chân không làm việc ổn định, không gây va đập thủy lực dẫn đến làm bơm hư hỏng Ngoài ta, nó còn làm nhiệt độbơm chân không ổn định, cường độbay hơi trong quá trình sấy tăng ổn định, bởi vì nhiệt độ thiết bịngưng tụ-đóng băng luôn ổn định [2]
Sử dụng môi chất lạnh để làm lạnh hơi ẩm bốc ra từ quá trình sấy
❖ Các d ạ ng thi ế t b ị ph ổ bi ế n trên th ịtrườ ng hi ệ n nay
– Thiết bịngưng tụ-đóng băng không có bộ phận cào-nạo tuyết
Hình 1.9 là cấu tạo thiết bịngưng tụ-đóng băng không có bộ phận cào-nạo tuyết, loại này được cấu tạo gồm các ống trao đổi nhiệt dạng ống chùm, xếp song song nhau và môi chất lạnh đi trong ống c n hơi ẩm đi ngoài ống, như vậy hơi nước sẽ hóa tuyết bám trên bề mặt ngoài của ống trao đổi nhiệt [2]
Hình 1.9 Cấu tạo thiết bịngưng tụ-đóng băng không có bộ phận cào-nạo tuyết, dạng ống chùm
1-Đường nối với buồng thăng hoa; 2-Đường nối với bơm chân không; 3-Đường môi chất lạnh sau khi qua van tiết lưu vào; 4-Đường môi chất lạnh ra khỏi thiết bịngưng tụ-đóng băng; 5-Đường xả nước ra ngoài; 6-Đường nối với bơm nước xả về bể chứa; 7-Ống trao đổi nhiệt; 8-Xyflon; 9-Van chặn; 10-Thiế bịngưng tụ-đóng băng
Hình 1.10 Cấu tạo thiết bị ngưng tụ-đóng băng không có bộ phận cào-nạo tuyết, dạng ống xoắn
1-Đường nối với buồng thăng hoa; 2-Đường nối với bơm chân không; 3-Đường môi chất lạnh sau khi qua van tiết lưu vào; 4-Đường môi chất lạnh ra khỏi thiết bị ngưng tụ-đóng băng; 5-Đường xả nước ra ngoài; 6-Đường nối với bơm nước xả về bể chứa; 7-Ống trao đổi nhiệt; 8-Xyflon; 9-Van chặn; 10-Thiế bị ngưng tụ-đóng băng
Hình 1.10 là cấu tạo thiết bịngưng tụ-đóng băng dạng ống xoắn Thiết bị cấu tạo dạng này có cấu tạo y hệt như thiết bị hồi nhiệt trong hệ thống lạnh một cấp nén có thiết bị hồi nhiệt, nó rất khó gia công và có tổn thất áp suất khi môi chất lạnh tuần hoàn qua hệ thống, dầu bôi trơn khó kéo về cacte máy nén một cách hoàn toàn, tuy nhiên khảnăng trao đổi nhiệt của chúng tương đối tốt [2]
- Thiết bịngưng tụ-đóng băng có bộ phận cào-nạo tuyết:
Hình 1.11 là cấu tạo thiết bịngưng tụ-đóng băng có bộ phận cào-nạo tuyết Loại thiết bị này có nhiều ưu điểm về mặt truyền nhiệt để hóa tuyết hơn so với các thiết bịngưng tu- đóng băng không có bộ phận cào nạo Bởi vì tuyết bám trên bề mặt dàn lạnh sẽ được cào- nạo rơi xuống không gian (10) làm tăng khả năng truyền nhiệt Nhưng nhược điểm là tốn thêm năng lượng điện để chạy động cơ cho bộ phận cào-nạo Quá trình gia công loại thiết bị này rất phức tạp, phải đảm bảo độ kín, quá trình sửa chữa bảo dưỡng rất khó khăn [2]
Hình 1.11 Cấu tạo thiết bịngưng tụ-đóng băng có bộ phận cào-nạo tuyết
1-Đường nối với buồng thăng hoa; 2-Đường nối với bơm chân không; 3-Môi chất lạnh từ van tiết lưu vào dàn lạnh; 4-Môi chất lạnh ra khỏi dàn lạnh; 5-Trục gắn bộ phần cào- nạo và nối với động cơ điện; 6-Dàn lạnh (thiết bịbay hơi); 7-Dao cào-nạo tuyết; 8-Mặt
Nguyên li ệ u s ữ a chua
Sữa chua (tên tiếng anh: “yoghurt”) là một trong những dạng sản phẩm được biết đến nhiều nhất và cũng là sản phẩm phổ biến trên khắp thế giới Trên thịtrường hiện nay, sản phẩm sữa chua rất đa dạng về chủng loại Cấu trúc và mùi vịluôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau Sản phẩm sữa chua có thể được phân thành nhiều loại khác nhau, nhưng trong bài nghiên cứu này tôi xin lựa chọn sử dụng dạng sữa chua truyền thống để làm nguyên liệu sấy thăng hoa
Hình 1.17 Sản phẩm sữa chua
Sữa chua truyền thống (set type): là sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất sữa chua truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Hàm lượng chất béo trong sữa chua có thểdao động từ 0-10% và thông thường là từ 0,5-3,5% [5] Hương vị chủ đạo của sữa chua là vị chua, chủ yếu do acid lactic được tạo ra bởi chủng vi khuẩn lên men, hầu hết các loại sữa chua chứa từ 0.8% - 1.0 % acid lactic và có độpH dưới 4.6 [9]
Cấu trúc vật lý của sữa chua là một mạng lưới các hạt casein tổng hợp mà một phần của protein huyết thanh có thể bị lắng đọng do sự biến tính nhiệt của chúng [6] Sự hình thành axit lactic dẫn đến giảm điện tích bề mặt (thế zeta) trên micelle casein từđiện tích âm thực cao ban đầu ở pH 6,7 đến gần như không có điện tích thực bằng cách tiếp cận điểm đẳng điện (pH 4,6) của casein (hình 1.17) Sự thay đổi điện tích bề mặt này cho phép các micelle casein tập hợp lại thông qua các liên kết kỵnước và tĩnh điện Lực đẩy Steric vẫn còn từ "sợi lông" κ-casein macropeptide, mặc dù chúng có thể "cuộn lại" phần nào khi độ pH giảm xuống Sự kết tụ của các hạt casein dẫn đến việc hình thành một mạng gel ởđộ pH
~ 5,0 - 5,3 (hình 1.17) [13] Mạng lưới các hạt casein này bao quanh các giọt chất béo và huyết thanh [6] Cỏc lỗ rỗng lớn nhất của mạng cú kớch thước 10 àm Sự tồn tại của một mạng lưới liên tục cho thấy rằng sữa chua là một loại gel, một vật liệu nhớt có đặc điểm là ứng suất chảy khá nhỏ (khoảng 100 Pa) [6]
Hình 1.18 Sơ đồ về một sốthay đổi vật lý xảy ra đối với các micelle casein trong quá trình axit hóa sữa [12]
Micelle casein có mạng lưới điện âm cao ở pH 6,7 Quá trình axit hóa
Thể gel tại: pH ≤ 5,0 ở sữa chưa được xử lý nhiệt; pH ≤ 5,3 ở sữa đã được xử lý nhiệt
Khoang trống dẫn đến sự hòa tan của CCP
Canxi photphat dạng keo hoặc không h a tan (CCP) đóng một vai trò quan trọng trong sựổn định của các micelle casein, nó hoạt động như một cầu nối trung hòa giữa các nhóm phosphoseryl tích điện âm Sự hòa tan CCP xảy ra trong quá trình axit hóa, đặc biệt là ở pH ≤ 6, và điều này dẫn đến sự gia tăng đồng thời lực đẩy tĩnh điện giữa các dư lượng phosphoserine khi tiếp xúc Khi sữa được axit hóa từ từ, gần như tất cả CCP bị hòa tan bởi pH 5,1 [12]
Sau quá trình lên men, sữa chua có chứa khối vi khuẩn lactic và một số enzyme ngoại bào do chúng tiết ra Do đó, sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4) o C để hạn chế những biến đổi bất lợi có thể làm thay đổi mùi, vị và các chỉ tiêu chất lượng khác của sữa chua Các vi khuẩn lactic có trong yoghurt rất có lợi cho quá trình tiêu hóa thức ăn ởcơ thểngười Ngoài các giá trịdinh dưỡng thông thường, một số nhà khoa học đã cho rằng sữa chua lên men còn có chức năng làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọcho người sử dụng [5]
Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của sữa chua (tính trong 100g) [7]
Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Hàm lượng
Bảng 1.4 Thành phần của các axit amin trong sữa chua (đơn vị: mg)
(tính trong 100g phần ăn được) [7]
STT Axit amin Hàm lượng STT Axit amin Hàm lượng
Các axit amin cung cấp đơn vị cấu thành cơ bản cho quá trình sinh tổng hợp protein, ngoài ra chúng trực tiếp góp phần tạo nên hương vị của thực phẩm và là tiền chất cho các hợp chất tạo mùi thơm và màu sắc hình thành trong quá trình xử lý nhiệt hoặc enzyme trong sản xuất, chế biến và bảo quản thực phẩm Protein cũng đóng góp đáng kểvào các đặc tính vật lý của thực phẩm thông qua khả năng xây dựng hoặc ổn định gel, bọt, nhũ tương [6] Trong sữa chua chứa 10 loại acid amin thiết yếu (từ số 1-10 trong bảng) cho cơ thểcon người và 8 acid amin không thiết yếu
Thành phần acid béo trong sữa chua bao gồm acid béo no và acid béo không no:
- Acid béo no chiếm 2,1g/100g sữa chua bao gồm các loại như Palmitic, Stearic.
- Acid béo không no 1 nối đôi chiếm 0,89g/100g sữa chua bao gồm 2 loại là Palmitoleic và Oleic
- Acid béo béo không no nhiều nối đôi chiếm 0,09g/100g sữa chua bao gồm: Linoleic và Linolenic
Các chất khoáng có trong sữa chua với hàm lượng giảm dần là K, Ca, P, Na, Mg, Cu,
Se, Zn, Fe Các chất khoáng này rất quan trọng đối với con người trong quá trình sinh trưởng và phát triển [2]
Bảng 1.5 Hàm lượng các khoáng chất trong sữa chua (mg/100g sữa chua)
Bảng 1.6 Hàm lượng vitamin và các hoạt chất sinh học có trong sữa chua
Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng
Vitamin trong sữa chua rất đa dạng, bao gồm cả vitamin tan trong dầu và tan trong nước Vitamin B-complex, B1 (Thiamine), B2 (Riboflavin), PP (Niacin), B5 (Pantothenic acid), B6 (Pyridoxine), B12 (Cyanocobalamine), vitamin C Vitamin tan trong chất béo A cũng có mặt Ngoài ra, trong sữa chua còn có Folat và Beta-caroten
Acid lactic được tạo thành từ glucose nhờ hoạt động của các chủng vi khuẩn lên men sữa: S thermophilus, L delbrueckii ssp Bulgaricus Hàm lượng acid lactic trong sữa chua là 0.7% đến 0.9% w/w (80-100 mM) Galactose được hình thành trong quá trình phân hủy lactose nhưng do không bị chuyển đổi bởi vi khuẩn nên nồng độ mol của galactose tăng lên nhiều đồng thời hàm lượng lactose giảm xuống Một lượng nhỏ
CO2, acid axetic và ethanol cũng được tạo thành Hàm lượng acid axetic trong sữa chua là 30-50 mg.kg -1 (0.5-0.8 mM); hàm lượng ethanol là 10-40 mg.kg -1 (0.2-0.7 mM) Vì ethanol có ngưỡng hương vịtương đối cao và nó có thể không góp phần tạo nên hương vị của sữa chua [6]
Acetaldehyde (ethanal): thành phần này tạo mùi thơm đặc trưng của sữa chua Hầu hết nó được hình thành nhờ các vi khuẩn hình que Một tiền chất quan trọng là threonine là một thành phần tự nhiên của sữa, mặc dù ở nồng độ thấp Ngoài ra sự phân giải protein bởi lactobacilli tạo ra threonine Hàm lượng acetaldehyde của sữa chua là khoảng 10 mg.kg -1 (0.2 mM)
Diacetyl (CH3-CO-CH3): thành phần này được tạo thành nhờ hoạt động của
S.thermophilus và L delbrueckii ssp bulgaricus Vi khuẩn sữa chua không phân hủy acid citric, do đó acid pyruvic được hình thành trong quá trình lên men đường sẽ là tiền chất duy nhất của diacetyl Hàm lượng diacetyl trong sữa chua nằm trong khoảng từ 0.8-1.5 mg.kg -1 (0.01-0.02 mM).
Polysaccharide: vi khuẩn lên men sữa chua có thể hình thành một lớp “lông” hoặc glycocalix, chủ yếu bao gồm các chuỗi polysaccharide, được tạo thành từ galactose và các glucid khác Chúng có thể được tiết một phần vào dịch lỏng và sau đó được gọi là exopolysaccharid Các polysaccharide đóng một vai trò quan trọng trong độ đặc của sữa chua, đặc biệt là đối với sữa chua đã khuấy Mặc dù các chủng khác nhau cho thấy sự thay
33 đổi khá nhiều vềlượng polysaccharide được tạo ra, nhưng sự biến đổi này không tương quan với tính nhất quán thu được Loại polysaccharide được tạo ra có tầm quan trọng lớn hơn [6]
1.5.3 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của sữa chua đối với sức khỏe
Sữa chua là một sản phẩm sữa thành công đáng kể trong thời gian gần đây Trong vài thập kỷ qua, sự phổ biến của sữa chua ngày càng tăng trên toàn thế giới Điều này phần lớn là do kết quả nghiên cứu đã nêu bật những lợi ích sức khỏe liên quan đến việc tiêu thụ sữa chua ở các nhóm dân tộc khác nhau trên khắp thế giới
Công ngh ệ v ề s ấy thăng hoa sữ a chua
1.6.1 Quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua
Hình 1.19 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua
Nguyên liệu: sữa chua được đưa từ nhà máy sản xuất sữa về, quá trình vận chuyển và bảo quản trước khi tiến hành sấy luôn đảm bảo sữa chua được giữở nhiệt độ 2-4 o C
Rót khay: sữa chua được rót vào khay thủy tinh với độ dày thích hợp cho quá trình lạnh đông (bề dày lớp sữa sẽ được tính toán tại chương 3) Ởcông đoạn này, bề dày của lớp sữa chua trong khay là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độvà chi phí năng lượng cho quá trình lạnh đông Sau đó đậy nắp lại, chờ lạnh đông ở nhiệt độ 2-4 o C
Giai đoạn lạnh đông: tiến hành lạnh đông sữa chua ở chế độ tối ưu, các thông số kỹ thuật của giai đoạn này sẽ được tính toán ở chương 3 Giai đoạn này được tiến hành nhằm mục đích làm kết tinh ẩm trong sữa chua Kết thúc giai đoạn này khi nhiệt độ sữa chua đạt tới nhiệt độ lạnh đông thích hợp đểẩm kết tinh hoàn toàn trước khi sấy thăng hoa
Giai đoạn sấy thăng hoa: sau khi lạnh đông xong, mở nắp khay ra và tiến hành sấy thăng hoa sữa chua ở chếđộ nhiệt tối ưu Ởgiai đoạn này, bơm chân hút chân không bắt đầu làm việc, khiến áp suất buồng hạ rất nhanh để tạo môi trường chân không Sự chênh lệch giữa môi trường sấy và sản phẩm không đổi dẫn đến nước trong vật liệu lạnh đông thăng hoa mãnh liệt, độẩm giảm rất nhanh và gần như tuyến tính Đóng gói và bảo quản: sản phẩm sau khi sấy sẽđược cho vào túi PE chuyên dụng và ghép mí chân không rồi bảo quản ở nhiệt độthông thường.
K ế t lu ậ n
Toàn bộ nội dung chương này là những lý thuyết liên quan đến việc nghiên cứu cơ sở khoa học của quá trình sấy thăng hoa vềđịnh nghĩa, nguyên lý, ưu nhược điểm, các yếu tố ảnh hưởng, tình hình nghiên cứu hiện nay và hệ thống thiết thường hay sử dụng Cùng với đó là nghiên cứu, phân tích về nguyên liệu sấy là sữa chua, những đặc điểm sinh học, thành phần hóa học và dinh dưỡng, giá trị kinh tếcũng như những đặc điểm, tính chất ảnh hưởng tới quá trình sấy thăng hoa Từ những nghiên cứu, phân tích xây dựng được quy trình sấy thăng hoa cho nguyên liệu sữa chua với năng suất nhập liệu là 1500kg/mẻ Dựa trên những cơ sở khoa học đã nghiên cứu tiến hành tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua ở nội dung chương 3
PHƯƠNG PH ÁP NGHIÊN C Ứ U VÀ TÍNH TOÁN
Quy ho ạ ch m ặ t b ằ ng xây d ựng nhà xưở ng l ắp đặ t h ệ th ố ng
2.1.1.1 L ự a ch ọn địa điể m Địa điểm dự kiến lựa chọn là KCN MỹPhước 2 (Địa chỉ: xã Thới Hòa, xã MỹPhước, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương)
Lý do để lựa chọn địa điểm trên được trình bày như sau:
Vùng nguyên li ệ u: Địa điểm đã chọn nằm gần nguồn nguyên liệu là nhà máy sữa Việt Nam (địa chỉ: Lô
A-4-CN, A-5-CN, A-6-CN, A-7-CN, Khu Công nghiệp MỹPhước 2, Huyện Bến Cát, Tỉnh Bình Dương), đây là một trong những nhà máy của Công ty Cổ Phần Sữa Việt Nam Nhà máy này sẽ là nhà máy cung cấp nguồn sữa chua để làm nguyên liệu sấy cho hệ thống sấy thăng hoa sữa chua
Việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy gần nguồn nguyên liệu được coi là một sự ưu tiên hàng đầu vì nó ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành sản phẩm (chi phí vận chuyển và bảo quản nguyên liệu) Với đặc thù nguyên liệu là sữa chua ở dạng gel, thời hạn sử dụng ngắn (45 ngày kể từ khi sản xuất) và yêu cầu giữ lạnh trong suốt quá trình bảo quản nên việc lựa chọn đặt nhà máy ở gần nguồn nguyên liệu là điều hết sức cần thiết Đặc điểm đị a lý: Đặc điểm điều kiện đất nền cứng (không cần gia cố nền móng), độ cao 28m-32m so với mực nước biển sẽ giúp tiết kiệm khoảng 30% chi phí xây dựng Địa điểm này nằm trong khu vực tứ giác kinh tế trọng điểm phía Nam (thành phố Hồ Chí Minh; Bình Dương; Bà Rịa-Vũng tàu, Long An) Khoảng cách tới thành phố Hồ Chí Minh là 45km, khoảng cách tới thị xã Thủ Dầu Một là 14km
Hệ thống giao thông với hệ thống trục chính: rộng từ 25-62m, hệ thống giao thông nội bộ theo tiêu chuẩn khu công nghiệp Khoảng cách tới ga đường sắt gần nhất là 50km, cách
40 cảng sông Sài Gòn 42km, cách cảng biển Tân Cảng 32km và cách sân bay Tân Sơn Nhất 42km
Tiếp giáp với Quốc lộ13 đã được nâng cấp và mở rộng 06 làn xe, là tuyến đường huyết mạch nối liền Bình Dương với các tỉnh lân cận Đặc biệt, Bình Dương đang hoàn thiện thi công tuyến đường Mỹ Phước – Tân Vạn kết nối với Quốc Lộ 51 nhằm tận dụng tối đa lợi thế của các cảng biển như Hiệp Phước, Cát Lái (thành phố Hồ Chí Minh) và Cái Mép, Thị
Vải (Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu) và sân bay quốc tếLong Thành (Đồng Nai) Tạo cơ hội tiếp cận địa bàn các tỉnh Tây nguyên và miền Trung cũng như thành phố Hồ Chí Minh một cách thuận lợi nhất
Cơ sở h ạ t ầ ng, v ậ t ch ấ t: Đường nội bộ: toàn bộ hệ thống đường nội bộ rộng 25m (mặt nhựa rộng 15m và mỗi bên hành lang rộng 5m) với tải trọng chịu lực tới 40-60 tấn/01 xe tải Điện: điện lưới quốc gia cung cấp từ 02 tuyến Tân Định-Mỹ Phước và Bến Cát-Mỹ Phước (22KV) cung cấp tới ranh giới các lô đất Công suất trạm: 126 MVA (giai đoạn 1),
200 MVA (giai đoạn 2) & 500 MVA (giai đoạn 3)
Nước: nước sạch được xử lý theo tiêu chuẩn WHO công suất 12.000m3/ngày (giai đoạn I), phát triển 30.000m 3 /ngày (giai đoạn II) và 120.000m 3 /ngày (giai đoạn III) cung cấp tới ranh giới các lô đất
Bưu chính viễn thông: đường dây điện thoại lắp đặt sẵn tới ranh giới các lô đất và cung cấp đầy đủ theo nhu cầu doanh nghiệp, không giới hạn sốlượng Hệ thống cáp quang có thể nối kết với các ứng dụng viễn thông băng tầng rộng (ADSL) và hệ thống kênh thuê riêng (Lease Line)
Nhà máy xửlý nước thải (xử lý từ loại B sang A) với công suất lớn, đảm bảo tiếp nhận và xửlý đạt tiêu chuẩn theo quy định trước khi thải ra môi trường Nhà máy xửlý nước thải tập trung có công suất 16.000 m3/ngày đêm, đảm bảo tiếp nhận và xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945:2005, cột A trước khi thải ra sông
Phòng cháy chữa cháy: đội phòng cháy chữa cháy chuyên nghiệp tại khu công nghiệp
Hệ thống vòi cung cấp nước dọc các trục đường nội bộ, lực lượng bảo vệ khu công nghiệp 24/7 được huấn luyện nghiệp vụ PCCC và chống bạo động
Khu thương mại-dịch vụ: cung cấp các dịch vụ hỗ trợnhư khu nhà ở cho chuyên gia, ngân hàng, dịch vụ giao nhận, căn tin phục vụ cho công nhân, dịch vụ chăm sóc y tế, khu vui chơi giải trí,….
Dịch vụ hỗ trợ các thủ tục triển khai dựán đầu tư miễn phí: tư vấn và hỗ trợnhà đầu tư chuẩn bị thủ tục và xin cấp giấy chứng nhận đầu tư và các thủ tục sau khác trong quá trình hoạt động
Giá thuê đất đã có cơ sở hạ tầng: 45 USD/m 2 /năm
Phí quản lý và duy tu cơ sở hạ tầng : USD 0,04/m 2 /tháng
Ngu ồn lao độ ng:
Nằm tại giao điểm của 02 đơn vị hành chính quan trọng của Tỉnh Bình Dương: Thành phố Thủ Dầu Một và thị xã Bến Cát (Bán kính 14 Km) Đặc điểm dân cư có khoảng 1.500.000 người ở tuổi lao động và có từ 7.000 – 9.000 học sinh tốt nghiệp Trung Học Phổ Thông hàng năm Khu Công nghiệp đảm bảo giới thiệu, cung cấp cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi để công ty có thể tuyển dụng một lực lượng lao động tốt nhất phục vụ cho nhu cầu sản xuất của doanh nghiệp
Trung tâm hỗ trợvà tư vấn lao động đặt tại khu công nghiệp nhằm hỗ trợ doanh nghiệp trong công tác tuyển dụng và tư vấn các chính sách vềlao động; xúc tiến các chương trình tuyển dụng lao động, giới thiệu việc làm và tạo điều kiện hỗ trợ lao động trong khu công nghiệp
Vị trí địa lý thuận lợi cho việc tiếp cận các thịtrường tiềm năng như thành phố Hồ Chí Minh (gần 9 triệu người), Bình Dương (gần 2,5 triệu người), Đồng Nai (gần 3,1 triệu người), ngoài ra còn các tỉnh khác như Bình Phước, Tây Ninh, Vũng Tàu các tỉnh miền Tây Nam
Bộ, ngoài ra như đã phân tích về mặt giao thông thì còn có thể thuận tiện tiếp cận thịtrường các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên, đồng thời có thể xuất khẩu ra thịtrường quốc tế [24],
Từ những phân tích trên cho thấy, địa điểm đã chọn phù hợp để xây dựng mặt bằng nhà máy sấy thăng hoa sữa chua
2.1.1.2 Tiêu chí thi ế t k ếnhà xưở ng
K ế t c ấ u bao che nhà công nghi ệ p:
Cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Thông thoáng, đón gió mát và thoát gió mùa hè tốt nhất
- Chống gió lạnh, mưa hất tạt và ẩm ướt
- Chống gió bão, đảm bảo đủ ánh sáng tự nhiên
Đối tượ ng nghiên c ứ u và tính toán
- Cơ sở khoa học của phương pháp sấy thăng hoa
- Đặc điểm của nguyên liệu sấy (sữa chua): tính chất hóa lý, giá trịdinh dưỡng
- Các tính chất của sản phẩm tạo thành: khả năng hoàn nguyên, hàm lượng dinh dưỡng còn lại so với nguyên liệu ban đầu
- Các thiết bịcơ bản trong hệ thống sấy thăng hoa: buồng thăng hoa, thiết bịngưng tụ-đóng băng, bơm chân không Đối tượng tính toán:
- Các thông số khi thiết kế hệ thống lạnh cấp đông
- Các thông số của hệ thống sấy thăng hoa: buồng thăng hoa, thiết bịngưng tụ-đóng băng, bơm chân không
- Tính kinh tế của hệ thống sấy thăng hoa
Sơ đồ nghiên c ứ u và tính toán h ệ th ố ng s ấy thăng hoa sữ a chua
Bắt đầu tiến hành nghiên cứu bằng việc tìm kiếm các nguồn tài liệu tham khảo đáng tin cậy và có giá trịtrong lĩnh vực sấy thăng hoa Sau khi áp dụng các lý thuyết, nguyên tắc tìm hiểu được đểxác định các thông số cần thiết ban đầu cho quá trình tính toán, tiến hành tính toán thông số cụ thể cho các hệ thống trong thiết bị sấy thăng hoa sữa chua Hoàn tất quá trình tính toán, áp dụng các công thức tính toán để kiểm tra độ bền cho thiết bị Sau quá trình tính toán, tiến hành tính kinh tế của hệ thống sấy thăng hoa từđó đưa ra kết luận cuối cùng
Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu, tính toán hệ thống sấy thăng hoa sữa chua
Phương pháp tính toán và thiế t k ế h ệ th ố ng
2.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp từ trạng thái rắn biến thành trạng thái hơi nhờquá trình thăng hoa.Để tạo ra quá trình sấy thăng hoa, vật liệu sấy phải được làm lạnh dưới điểm 3 thể, từđó vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng đểẩm từ dạng rắn trực tiếp thăng hoa lên thể khí và thải vào môi trường [1]
Từ lý thuyết đó việc tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua dựa trên sự kết hợp lý thuyết tính toán của hệ thống lạnh đông và máy sấy chân không nhiệt độ thấp Các thông số chính được tính toán bắt đầu từ các thành phần và đặc tính của nguyên liệu sữa chua ban đầu, các biến đổi bên trong sữa chua khi tiến hành quá trình lạnh đông và sấy thăng hoa Sử dụng phương pháp giải tích toán học để giải các phương trình động học của quá trình sấy, tính toán các công thức và tra cứu số liệu từ các sổ tay quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất
2.4.2 Phương pháp phân tích và tổng hợp
Tiến hành lựa chọn, phân tích những tài liệu chuyên ngành trong lĩnh vực sấy thăng hoa để nắm những kiến thức cần thiết cho bài luận Sau đó tiến hành sắp xếp, hệ thống lại tài liệu tránh sự trùng lặp, đảm bảo tính logic trong quá trình viết bài
Sử dụng phương pháp phân tích để phân chia hệ thống thành các phần, các bộ phận khác nhau nhằm nghiên cứu sâu sắc từng đối tượng, quá trình thiết kế hệ thống sấy thăng hoa Từđó, dựa trên những tài liệu đã chọn lọc, tổng hợp viết bài một cách logic, mạch lạc và rõ ràng Vận dụng những tài liệu tìm được để giải thích, đưa ra các nhận định và thống nhất các bộ phận đã được phân tích lại nhằm tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh
Sau quá trình phân tích và tổng hợp tài liệu đúc kết được rằng đối với hệ việc tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông, để tiết kiệm được vốn đầu tư, giảm giá thành hệ thống, cũng như thiết kế hệ thống sấy gọn nhẹ, làm việc hiệu quả thì bài toán đặt ra là: tính toán, thiết kế hệ thống lạnh chung cho cả hai quá trình: quá trình lạnh đông sản phẩm cần phải tải hết lượng nhiệt do sản phẩm tỏa ra để kết tinh ẩm hoàn toàn; quá trình sấy thăng hoa cần phải tải hết lượng nhiệt do ẩm thoát ra đểngưng tụẩm hoàn toàn ở thiết bịhóa đá trước khi bơm chân không hút thải ra ngoài Vì thế, cần phải tính toán, thiết kế hệ thống lạnh
48 sao cho vừa phù hợp với năng suất của buồng lạnh đông vừa phù hợp với năng suất lạnh của thiết bịhóa đá [2].
Phương pháp tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết chuyên ngành trong lĩnh vực sấy thăng hoa, đồng thời có ứng dụng công nghệ thông tin phần mềm Microsoft Excel để tính toán
Bài toán: Nghiên cứu, tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa để sấy sữa chua với năng suất 1500kg/mẻ
- Vật liệu sấy là sữa chua có độẩm Wa = (85 ÷ 90)%, độẩm của sản phẩm đạt mức
- Năng suất lạnh đông (hay năng suất của hệ thống sấy thăng hoa) là 1500kg/mẻ;
- Yêu cầu nhiệt độmôi trường lạnh đông phải đạt: tf2 = (-45÷-40) o C;
- Xác lập hệ thống sử dụng máy nén hai cấp
- Chọn hệ thống có thiết bịngưng tụ làm mát bằng nước
- Xác định chu trình nhiệt động hệ thống ngưng tụ sử dụng
Các bướ c tính toán, thi ế t k ế h ệ th ố ng l ạnh đông:
- Xác định thông số kỹ thuật của buồng lạnh đông (buồng thăng hoa);
- Xác định nhiệt tải của quá trình lạnh đông sản phẩm Q 0 mn(kW) trước khi sấy thăng hoa;
- Xây dựng chu trình nhiệt động làm việc của hệ thống lạnh;
- Xác định năng suất lạnh riêng q0 (kJ/kg) của chu trình và lưu lượng khối lượng mtt
(kg/s), lưu lượng thể tích Vtt (m 3 /s) môi chất lạnh tuần hoàn qua hệ thống lạnh;
- Xác định công suất nén đoạn nhiệt của máy nén Ns (kW); công suất nén chỉ thị của máy nén Ni (kW); công suất ma sát Nms (kW); công suất hữu ích của máy nén Ne
(kW); công suất tiếp điện trên động cơ N el (kW);
- Xác định công suất động cơ cho máy nén Nđc (kW) và chọn động cơ;
- Xác định các thông số tính toán các thiết bị trao nhiệt và các thiết bị phụ
Các b ướ c tính toán, thi ế t k ế h ệ th ố ng s ấy thăng hoa:
- Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa
- Tính toán thiết bịngưng tụ - đóng băng: nhiệt tỏa ra ở thiết bịngưng tụ - đóng băng cũng chính là nhiệt tải của hệ thống lạnh chạy cho thiết bịhóa đá
- Tính toán cho hệ chân không
2.4.4 Phương pháp kiểm tra tính toán
Sử dụng phương pháp kiểm tra tính bền của thiết bịđã thiết kếđểđánh giá về khảnăng chịu được áp suất và nhiệt độmôi trường làm việc Thông qua việc tính toán độ bền ổn định trong quá trình sấy bằng ở các giá trị nhiệt độ và áp suất khác nhau, đồng thời kiểm tra bề dày buồng sấy theo công thức chuyên dùng để kiểm tra, đánh giá Nếu như các thông sốđã tính toán không đáp ứng được yêu cầu đảm bảo độ bền cho thiết bị thì sẽ tiến hành tính toán, lựa chọn lại các thông số
Dựa trên những số liệu đã tính toán được tiến hành thiết kế các thiết bị trên phần mềm thiết kế bản vẽkĩ thuật Autodesk AutoCAD 2019 Việc lựa chọn vật liệu và quy chuẩn kích thước sẽđược tiến hành bằng cách tra cứu “Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất (Tập 1,2)”.
K ế t lu ậ n
Từ những tìm hiểu, khảo sát đã lựa chọn được địa điểm xây dựng nhà máy thích hợp là KCN MỹPhước 2 (Địa chỉ: xã Thới Hòa, xã MỹPhước, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương) Địa điểm đã chọn đáp ứng được các yêu cầu khi lựa chọn mặt bằng xây dựng nhà máy như gần nguồn nguyên liệu, cơ sở hạ tầng đầy đủ, gia thông thuận tiện cũng như nằm gần những thịtrường tiêu thụ tiềm năng Nội dung chương này cũng đã chỉra được những đối tượng cần nghiên cứu và tính tóan trong bài Ngoài ra còn xây dựng được sơ đồcác bước để tiến hành nghiên cứu và tính toán, chỉ ra những phương pháp tính toán và thiết kế Đây là những nội dung cần thiết để tạo tiền đề cho việc tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua ở những chương tiếp theo
TÍNH TOÁN VÀ THIẾ T K Ế H Ệ TH Ố NG
K ế t qu ả
3.1.1 Các thông số ban đầu cần thiết cho tính toán
Năng suất lạnh đông sản phẩm là G1 = 1500 kg/mẻ Độẩm nguyên liệu vào: W = 88,7 (%) Độẩm sản phẩm ra: W = 4.5 (%)
Chọn hệ thống sử dụng môi chất lạnh R22
Nhiệt độmôi trường nóng nhất trong năm là: t ft = 35 o C (Ở TP Hồ Chí Minh)
Gọi: W: lượng ẩm thoát ra trong quá trình sấy (kg/mẻ)
G : năng suất nhập liệu (kg/mẻ)
Theo định luật bảo toàn khối lượng trong suốt quá trình sấy ta có: nồng độ chất khô không thay đổi
Khối lượng của nguyên liệu ban đầu bằng khối lượng của sản phẩm và lượng ẩm thoát ra trong quá trình sấy:
Giải hệphương trình (1), (2) ta được:
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của sữa chua nguyên liệu
Chất Tỷ lệ Tỷ lệ tính theo nguyên liệu tươi
Tỷ lệ tính theo chất khô của nguyên liệu
Nhi ệ t dung riêng c ủ a s ữ a chua nguyên li ệ u:
Nhiệt dung riêng của sữa chua được xác định theo phương pháp của Millman (1988), Poling (2001) như sau [2]: c = f T, X = f(X , X , … X ) = ∑ X × c ,(J/kg.K) (3)
Với: c (J/kg.K): nhiệt dung riêng của chất thứ j (j = 1 ÷ n; n=6) chiếm tỉ lệ trong sữa chua là X (%)
Coi nhiệt độ của sữa chua trước khi sấy thăng hoa là 4℃
Nhiệt dung riêng của nước ở trong thực phẩm [2]:
Nhiệt dung riêng của thành phần chất khô trong thực phẩm cũng như trong sữa chua xác định trong miền nhiệt độ−55℃ < T < 75℃, cụ thể là 4 ℃:
- Khoáng: c = 1092,6 + 1.889,6 × 10 T + 3681,7 10 T = 1100,22 (J/kg.K) Nhiệt dung riêng của chất khô trong sữa chua được xác định theo công thức (3): c = X c + X c + X c + X c
Kh ối lượ ng riêng c ủ a s ữ a chua: Đối với chất khô của sữa chua thì khối lượng riêng của chúng được xác định theo phương trình như sau [2, trang 36]: ρ = 1/ ∑ ( ) (4)
Với: ρ(kg/m 3 ): khối lượng riêng của chất khô đa lượng thứ j (j = 2 ÷ n; n = 6) chiếm tỷ lệ trong sữa chua là X (%), khối lượng riêng của các thành phần được tính như sau: ở miền độ−55℃ < T < 75℃ ρ = 1329,9 − 0,5184 T = 1327,83 (kg/m 3 ) ρ = 925,59 − 0,41757 T = 923,92 (kg/m 3 ) ρ = 1599,1 − 0,31046 T = 1597,86 (kg/m 3 ) ρ = 2423,8 − 0,28063 T = 2422,68 (kg/m 3 )
Theo công thức (4), khối lượng riêng của thành phần chất khô có trong sữa chua là:
Khối lượng riêng của sữa chua được tính theo công thức của Otter [19] sau: ρ = 100
Trong đó: d: khối lượng riêng (kg/m )
SNF = % chất rắn không béo
Dựa theo số liệu ở bảng 1.4, khối lượng riêng của sữa chua (bỏ qua sự chênh lệch ở các nhiệt độ khác nhau): ρ = 100
Nhiệt dung riêng của sữa chua [18]:c = 3931 J/(kg K)
Hệ số dẫn nhiệt của sữa chua [18]: Hệ số dẫn nhiệt của sữa ở 20 o C là 0,53 (W/(m.K)) và 0,61 (W/(m.K)) ở 80 o C
Chọn loại hệ thống sấy thăng hoa cần thiết kế
Hệ thống sấy sữa chua với năng suất nhập liệu 1500kg/mẻđược lựa chọn để thiết kế là hệ thống sấy thăng hoa tự cấp đông ngay trong buồng thăng hoa
3.1.2 Tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông
3.1.2.1 Tính toán, thi ế t k ế h ệ th ố ng l ạnh đông sả n ph ẩ m ngay trong bu ồng thăng hoa c ủ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa
Tiến hành tính toán với các thông số thời gian cấp đông sản phẩm là t = 1,2h/mẻ; thời gian sấy sản phẩm là τ = 13h/mẻ [27] Quy trình và công thức tính toán được trình bày như sau: a) Tính toán buồng lạnh đông (buồng thăng hoa)
Thể tích chứa sản phẩm:
- Nhiệt độ buồng lạnh đông là t = −40 °C
- Nhiệt độ trung bình sản phẩm sau khi lạnh đông đểnước trong sản phẩm đóngbăng hòan toàn là T = −18 °C
- Bề dày sản phẩm trong khay là 10 mm [27]
Thể tích chứa sản phẩm được tính toán theo công thức sau:
G – khối lượng sản phẩm sữa chua chứa tối đa ở trong buồng lạnh đông, (kg);
V - thể tích sản phẩm sữa chua chứa chứa tối đa ở trong buồng lạnh đông, (m 3 ); ρ = 1026,64 (kg/m 3 ) – khối lượng riêng trung bình sản phẩm sữa chua chứa trong buồng lạnh đông
Thể tích và kích thước buồng sấy thăng hoa
- Số khay chứa sữa chua để lạnh đông và sấy thăng hoa được xác định:
₊ Chiều dài của khay là a = 800 mm = 0,8 m
₊ Chiều rộng của khay là b = 400 mm = 0,4 m
₊ Bề dày khay thủy tinh là δ = 3.10 m
₊ Chiều cao của khay là h = 30 mm = 0,03 m
₊ Bề dày lớp sữa trong khay δ = 10 mm = 0,01 m
₊ Thể tích của mỗi khay là:
₊ Thể tích sữa chua chứa trong mỗi khay là:
V = a b δ = 0,8 × 0,4 × 0,01 = 0,0032 m Như vậy, số khay thủy tinh đặt trong buồng lạnh đông hay buồng sấy thăng hoa:
Thể tích không gian của N chiếm chỗ trong buồng lạnh đông hay sấy thăng hoa được xác định như sau:
Buồng thăng hoa hay buồng lạnh đông sản phẩm được thiết kế ở dạng hình trụ có đường kính trong là D (m), đường kính ngoài là D (m), chiều dài là L (m)
- Chọn chiều dài thân hình trụ là: L = 3,3 (m)
- Hai nắp buồng sấy hình trụ là hai chỏm cầu có chiều cao là: h = 0,4 (m)
- Vậy chiều dài của hình trụ của buồng sấy thăng hoa là:
Hình 3.1 Mặt cắt A-A của buồng thăng hoa
- Mỗi tấm truyền nhiệt chứa n = 16 khay thủy tinh, vì thế, để 16 khay lọt lồng trong diện tích của tấm truyền nhiệt (tấm lắc) khi:
Như vậy, điều kiện (4) đã thỏa, bây giờ tính toán chọn a để thỏa điều kiện (5):
- Số tấm truyền nhiệt (tấm lắc) trong buồng thăng hoa là:
- Khoảng cách giữa hai tấm truyền nhiệt được xác định: h = δ + δ
Với: δ = 22 mm = 0,022 m– bề dày tấm truyền nhiệt; δ = h + 12 mm = 30 + 12 = 42 mm = 0,042 m
- Tổng chiều cao để bố trí 29 tấm truyền nhiệt là: h = N h = 29 × 0,064 = 1,856 m
- Cần phải chọn giá trị a sao cho thỏa mãn hai điều kiện a > 1,6 m và a
Vì vậy, ta chọn a = 1,9 m là phù hợp (nếu chọn lớn hơn thì chi phí tăng, c n chọn nhỏ hơn thì sắp xếp không lọt lồng 16 khay/tấm truyền nhiệt)
- Đường kính trong của buồng lạnh đông hay buồng sấy thăng hoa:
- Chọn bề dày của buồng sấy thăng hoa là 8 mm, nên đường kính ngoài được xác định:
- Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt lạnh đông, cũng như cấp nhiệt sấy thăng hoa là:
Như vậy, buồng sấy thăng hoa hay buồng lạnh đông sản phẩm được thiết kế theo dạng hình trụ, có kích thước được trình bày trong bảng 3.2:
Bảng 3.2 Bảng thông số buồng sấy thăng hoa
Chiều dài thân hình trụ L1 =3,3 m
Chiều cao của mỗi chỏm cầu hc = 0,4 m Đường kính trong của thân buồng sấy D1 = 2R1 = 2,7 m Đường kính ngoài D2 = 2R2 = 2,716 m
Tổng diện tích truyền nhiệt Fdl = 363,66 m 2 b) Tính toán phụ tải lạnh (hay năng suất) cho quá trình lạnh đông sản phẩm trước khi sấy thăng hoa
Năng suất được xác định theo công thức:
Q (kJ) chi phí lạnh của quá trình cấp đông;
Q (kJ) nhiệt lượng lấy ra từ khuôn và khay;
Q (kJ) nhiệt lượng lấy ra làm lạnh không khí;
Q (kW) nhiệt lượng từmôi trường xâm nhập qua vách buồng lạnh đông;
Q (kW) nhiệt lượng môi trường xâm nhập đường ống làm quá nhiệt hơi về máy nén; τ (s) thời gian làm đông một mẻ; β (s) hệ số tải an toàn
Chi phí lạnh của quá trình cấp đông sản phầm
Lượng nhiệt cần tải trong suốt quá trình cấp đông được tính theo công thức sau:
Q1 (kJ) – lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độban đầu đến nhiệt độđóng băng của nước ở trong sản phẩm
Q2 (kJ) – nhiệt lượng lấy ra để làm toàn bộnước trong sản phẩm đóng băng.
Q3 (kJ) –lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của băng đến nhiệt độ cuối cùng của quá trình làm đông.
Q4(kJ) – lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của thành nước không đóng băng trong sản phẩm
Q5 (kJ) –lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của thành phần chất khô
Nhiệt độban đầu của sữa chua t1 (nhiệt độ giữ lạnh của sữa chua) t = 4℃
Nhiệt độ của sữa chua cuối quá trình lạnh đông để làm nước kết tinh hoàn toàn t = t = −18 ℃
Nhiệt độ kết tinh của nước trong sữa chua: tkt = -1.04℃
Lượng nhiệt Q1được tính theo công thức sau:
C = c W + c (1 − W ): nhiệt dung của sản phẩm trước khi nước đóng băng, kJ/(kg.K);
Cn kJ/(kg.K): nhiệt dung riêng của nước trong sữa chua được xác định theo công thức sau: c = 4167,2 − 9086,4 10 T + 5473,1 10 T , kJ/(kg.K)
Với 0℃ < T < 150℃; Giá trị trung bình cn trong khoảng nhiệt độ từ tktđến t1 được xác định như sau: c = 1
= 4167,09 J/(kg.K) = 4,167 kJ/(kg.K) c = 1803,58 (J/kg.K) = 1,804 kJ/(kg.K): nhiệt dung riêng của chất khô của sữa chua
W = 0,887: lượng nước trung bình trong sữa chua
G = G = 1500 kg: khối lượng của sản phẩm (cần cấp đông 1500kg sữa chua để đem vào sấy thăng hoa);
Như vậy ta tính được Q1:
Lượng nhiệt Q2được tính theo công thức sau:
L (kJ/kg): ẩn nhiệt đóng băng của nước trong sữa chua được xác định: r = L = 333601,5 + 1054 10 T − 21 10 T , ( J kg)
Với T(℃), ở nhiệt độ tkt = -1.04℃ ẩm bắt đầu kết tinh cho đến t = −18 ℃ thì ẩm trong sữa chua kết tinh hoàn toàn Vì thế, ẩm nhiệt đóng băng trung bình trong sữa chua được xác định:
G = G = 1500 kg: khối lượng của sản phẩm cấp đông;
W = 0,887: lượng nước trung bình trong sữa chua ω = 1,0: lượng nước trong sữa chua đóng băng
Như vậy ta tính được Q2:
Lượng nhiệt Q3được tính theo công thức sau:
C3 kJ/(kg.K): nhiệt dung riêng của nước đá trong sữa chua được xác định c = 2062,3 + 6076,9 10 T, J/(kg.K)
Với T< 0℃, nhiệt dung riêng trung bình của nước đá trong sữa chua được xác định:
Lượng nhiệt Q4được tính theo công thức sau:
61 ω = 1,0: lượng nước đóng băng trong sữa chua;
Các thông sốkhác đã được xác định ở phần trước
Dòng nhiệt Q5được tính theo công thức sau:
Q = c G (1 − W ) (t − t ), kJ Trong đó: c = 1.803,58 J/(kg.K) = 1,804 kJ/(kg.K): nhiệt dung riêng của phần chất khô trong sữa chua;
Các thông sốkhác đã được trình bày ở phần trên
Như vậy ta tính được Q5:
Như vậy, chi phí lạnh của quá trình cấp đông sản phẩm là:
Q = 29.484 + 443.841,5 + 45.220,82 + 0 + 5.185,99 = 523.732,31 kJ Tính lượng nhiệt lấy ra từ khuôn hoặc khay chứa sản phẩm:
Sốlượng khay chứa 1500 kg sản phẩm là: N = 456 khay;
Khối lượng mỗi khay trống là: 0,18 kg
Như vậy, khối lượng khay trống là:
G = 0,18 × 456 = 82,08 kg Xem nhiệt độ của khay khi đưa vào tủđông bằng nhiệt độ phòng chế biến: t = 25℃
Nhiệt độ khay cuối quá trình làm đông bằng nhiệt độ không khí trong buồng lạnh đông: t = t = −40℃
Nhiệt dung riêng của khay thủy tinh: Ck = 0,48 kJ/(kg.K)
Như vậy, dòng nhiệt lấy ra từkhay được tính theo công thức sau:
Q = 82,08 × 0,48 × [25 − (−40)] = 2.560,9 kJ Như vậy, chi phí lạnh của khay trong quá trình lạnh đông là:
Q = 2.560,9 kJ Lượng nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong buồng sấy thăng hoa
Lượng nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong buồng sấy thăng hoa (hay buồng lạnh đông) tính toán theo công thức sau:
Gkk (kg): lượng không khí khô vào ứng với lượng không khí trong buồng lạnh đông; h1 (kJ/kg): entalpy của không khí lúc bắt đầu quá trình làm lạnh đông; h2 (kJ/kg): entalpy của không khí lúc kết thúc quá trình làm lạnh đông.
Entalpy của không khí trước làm lạnh đông
Entalpy của không khí ở trong buồng sấy thăng hoa trước quá trình lạnh đông là h 1 được tính theo công thức sau: h = t + (2500,77 + 1,84 × t ) × d , kJ/kg
Không khí vào tủđông trước quá trình lạnh đông là không khí từ phòng chuẩn bị có t = 25℃, φ = 85%;
Tra trạng thái (25℃, 85%) trên đồ thị h-d không khí ẩm, tìm được: d = 0,017 (kg/kg KKK) Như vậy, ta xác định được h1: h = 25 + (2500,77 + 1,84 × 25) × 0,017 = 68,29 (kJ/kg)
Khối lượng không khí khô trong buồng sấy thăng hoa
Khối lượng không khí khô được xác định theo phương trình trạng thái sau [2]:
P = 9,81.10 N/m : áp suất của khí quyển;
R = = 287 J/(kg K): hằng số khí của không khí khô;
T = (25 ÷ 273)K = 298 ℃: nhiệt độ tuyệt đối của không khí khô;
V (m 3 ): thể tích không khí khô trong buồng sấy thăng hoa;
Pn (N/m 2 ): áp suất riêng phần của hơi nước;
Tra bảng h-d ứng với t1 = 25℃, φ = 85% ta có:
Thể tích không khí trong buồng được xác định theo công thức:
V (m 3 ): thể tích trong của buồng sấy thăng hoa;
Chiều dài thân hình trụ: L = 3,3 m
Chiều cao của mỗi chỏm cầu: h = 0,4 m Đường kính trong: D = 2 R = 2,7 m
Như vậy thể tích buồng sấy thăng hoa là:
Thể tích không khí trong buồng sấy thăng hoa tính được:
3 × 20,11 = 13,41 mNhư vậy ta sẽtính được khối lượng không khí khô ở trong buồng sấy thăng hoa:
Entalpy của không khí trong buồng sấy thăng hoa cuối quá trình lạnh đông
Entalpy của không khí trong buồng sấy thăng hoa cuối quá trình lạnh đông được tính theo công thức sau: h = t + (2.500,77 + 1,84 × t ) × d , kJ/kg
Khi không khí ẩm đưa tới nhiệt độ cuối quá trình lạnh đông sản phẩm t2 = -40℃, thì độẩm không khí đạt tới trạng thái bão hòa tức là φ = 100% Tra bảng không khí ẩm thấy độẩm của không khí ở trạng thái bão hòa ứng với t2 = -40℃ là: d = 0,00008 kg/kg KKK < d = 0,017 kg/kg KKK
Quá trình làm lạnh, không khí có tách ẩm, cho nên khi tính toán thiết kế chọn: d = d = 0,00008 kg/kg KKK Như vậy, ta tính được entalpy của không khí cuối quá trình cấp đông h 2 : h = −40 + (2500,77 − 1,84.40) 0,00008 = −39,81 kJ/kg
Cuối cùng, chi phí lạnh để làm lạnh không khí trong buồng sấy thăng hoa của quá trình lạnh đông là:
Q = 14,97 × [68,29 − (−39,81)] = 1.618,26 kJ Lượng nhiệt do môi trường xâm nhập vào vách và cửa buồng sấy
Buồng lạnh đông có cấu tạo hình trụ, có hai nắp là hình chỏm cầu tiếp xúc với không khí trong phòng chờ lạnh đông, có nhiệt độ là: t = 25℃; nhiệt độ bên trong buồng sấy khi lạnh đông phải duy trì t = −40℃
Lượng nhiệt xâm nhập vào từmôi trường bên ngoài vào bên trong buồng sấy thăng hoa được tính theo công thức sau:
K (W/(m 2 K): hệ số tryền nhiệt qua vách buồng sấy thăng hoa;
F (m 2 ): diện tích của vách buồng sấy thăng hoa;
∆t (℃): độ chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường phòng chờ lạnh đông với không khí trong buồng sấy thăng hoa;
Diện tích của vách buồng lạnh đông hay sấy thăng hoa xác định như sau:
Hình 3.2 Hai nắp chỏm cầu của bồn sấy thăng hoa Bán kính của chỏm cầu được xác định:
Nhiệt độ không khí trong buồng sấy thăng hoa t = −40℃, nhiệt độ của không khí trong phòng chờ lạnh đông là t = 25℃
Như vậy, ta xác định được:
Vỏ buồng sấy thăng hoa hay lạnh đông được cấu tạo bởi ba lớp: inox – polyurethan – inox như trên hình 3.3:
₊ Độ dày lớp inox trong cùng: δ = 8 mm = 0,008 m
₊ Độ dày lớp polymethan: δ = 100 mm = 0,1 m
₊ Độ dày lớp inox ngoài cùng: δ = 1,5 mm = 0,0015 m
₊ Hệ số dẫn nhiệt của inox: λ = 64 W/(m K)
₊ Hệ số dẫn nhiệt của polymethan: λ = 0,047 W/(m K)
₊ Hệ số tỏa nhiệt của không khí ởmôi trường bên ngoài buồng sấy thăng hoa: α 11,6 W/(m K)
₊ Hệ số tỏa nhiệt của không khí ởmôi trường bên trong buồng sấy thăng hoa: α 8,2 W/(m K)
Hình 3.3 Cấu tạo lớp vỏ ba lớp của buồng thăng hoa
Hệ số truyền nhiệt qua vách của buồng sấy thăng hoa được xác định theo công thức sau:
K = 0,29 W/(m K) < K thỏa mãn điều kiện đọng sương.
Như vậy, lượng nhiệt từ môi trường xâm nhập vào buồng lạnh đông hay buồng sấy thăng hoa được xác định:
Q = K F ∆t = 0,29 × 35,06 × 65 = 660,88 W = 0,66 kW Lượng nhiệt do môi trường xâm nhập qua đường ống làm quá nhiệt hơi môi chất lạnh hút về máy nén
Lượng nhiệt này chính là lượng nhiệt quá nhiệt và được xác định theo công thức:
Q = m ( h − h ), kW Trong đó: m (kg/s): lưu lượng thực tế môi chất lạnh tuần hoàn qua máy nén h (kJ/kg): etalpy của môi chất lạnh trước khi ra khỏi thiết bịbay hơi. h1 (kJ/kg): entalpy của môi chất lạnh trước khi vào máy nén
Ta tính được năng suất lạnh của buồng lạnh đông Q 0b :
Chọn môi chất lạnh: hệ thống sử dụng môi chất lạnh R22 Đến đây ta chọn thông số và chế độ làm việc của hệ thống lạnh cần thiết kế sử dụng môi chất lạnh R22:
Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ở thiết bịbay hơi (t 0 ): nó phụ thuộc vào nhiệt độmôi trường lạnh đông: t = t − ∆t
68 t (℃): nhiệt độ sôi t = -40℃: nhiệt độmôi trường buồng lạnh đông (nhiệt độ không khí trong buồng lạnh đông)
∆t:độ chênh lệch nhiệt độ∆t = (5 ÷ 15)℃, chọn ∆t = 10℃
Như vậy: t = −40 − 10 = −50℃ Ứng với t = −50℃ sẽ có áp suất bay hơi P = 0,646 bar
Chọn nhiệt độ ngưng tụ của môi chất ở thiết bị ngưng tụ (t k ): tk phụ thuộc vào môi trường làm mát cho thiết bịngưng tụ Môi trường làm mát cho thiết bị trong hệ thống này là không khí t = t + ∆t Trong đó: t là nhiệt độ trung bình của môi trường trong những ngày nóng nhất;
∆t = (3 ÷ 5)℃: độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độngưng tụ và nhiệt độ không khí làm mát
Chọn t sao cho là ngày nóng nhất trong mùa hè Nhiệt độmôi trường trung bình trong những ngày khắc nghiệt nhất vào mùa hè là 35℃ Lúc đó, nhiệt độngưng tụ của môi chất lạnh t được chọn:
Như vậy: t = 35 + 5 = 40℃ Ứng với t = 40℃ sẽ có áp suất ngưng tụP = 15,315 bar
Chọn chu trình lạnh làm việc cho hệ thống lạnh
P 15,315 0,646 = 23,71 > 9 Nên ởđây phải sử dụng chu trình lạnh máy hai cấp, bình trung gian có ống xoắn và làm mát trung gian hoàn toàn, có hai lần tiết lưu
Hình 3.4 Sơ đồ thiết bị của chu trình máy lạnh hai cấp nén, có làm mát hoàn toàn, bình trung gian có ống xoắn và có hai lần tiết lưu [2]
MN 1 : máy nén cấp một; MN 2 : máy nén cấp hai; NT: thiết bị ngưng tụ; BH: thiết bị bay hơi;
EV 1 , EV 2 : van tiết lưu lần 1 và 2; BTG: thiết bị làm mát trung gian
Chọn nhiệt độ quá lạnh của môi chất lạnh sau khi ra khỏi thiết bịngưng tụ (t ql ): phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất lạnh tiết lưu vào bình trung gian t tg để làm mát hoàn toàn môi chất từ máy nén cấp thấp nén lên, đồng thời làm quá lạnh môi chất lạnh đi trong ống xoắn ruột gà [2]: t = t + (4 ÷ 6), ℃ Áp suất trung gian:
P = P P = 15,315 × 0,646 = 3,145 bar Ứng với áp suất trung gian P = 3,145 bar sẽ có t = −13℃
Xác định nhiệt độ quá nhiệt của hơi môi chất lạnh ra khỏi thiết bịbay hơi trước khi máy nén hút về (t h ): t = t + (5 ÷ 15)℃
Trong đó: t (℃)– nhiệt hơi hút vềtrước khi về máy nén; t (℃) – nhiệt độ sôi của môi chất ở thiết bịbay hơi
Như vậy, có thể chọn được các thông số trạng thái quá trình làm việc của hệ thống lạnh dự kiến thiết kế và lắp đặt như sau: t = 40℃ P = 15,315 bar t = −50℃ P = 0,646 bar t = −13℃ P = 3,145 bar t = t = t = −40℃; t = t = −9℃
Bảng 3.3 Các thông số trạng thái của chu trình hệ thống lạnh
Trạng thái h (kJ/kg) v (m 3 /kg) s [kJ/(kg.K)]
Tương ứng với các trạng thái là các thông sốđược xác định trên đồ thị P-h của môi chất lạnh R22 như sau:
Xây dựng chu trình nhiệt độ P-h của hệ thống lạnh hai cấp nén chạy cho buồng lạnh đông và thiết bịhóa đá
Kết luận
Sau khi hoàn thành quá trình tính toán, tôi đã thu được các thông sốđể thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua Các thông sốnày đã được tính toán và kiểm tra để phù hợp với năng suất nhập liệu là 1500 kg/mẻ và đảm bảo được độ an toàn khi vận hành hệ thống Các thông số của các thiết bịđược trình bày ở bảng 3.8 - 3.14:
Bảng 3.8 Thông số của khay sấy và tầm truyền nhiệt
Thiết bị Thông số Đơn vị Giá trị
Khoảng cách giữa hai tấm m 0,064
Bảng 3.9 Thông số của buồng sấy thăng hoa
Chiều rộng m 2,7 Độ dày m 0,008 Đường kính trong m 2,7 Đường kính ngoài m 2,716
Bảng 3.10 Thông số của thiết bịngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ Đường kính trong ống thép m 0,021 Đường kính chân cánh (đường kính ngoài của ống nhôm) m 0,028 Đường kính cánh m 0,049
Chiều dài thiết bịngưng tụ m 1,76
Bảng 3.11 Thông số của thiết bịbay hơi
Thiết bị bay hơi Đường kính trong của ống trao đổi nhiệt m 0,022 Đường kính ngoài của ống trao đổi nhiệt m 0,02
Cụm ống làm việc song song cụm 29
Sốống trên mỗi tấm lắc ống 21
Khoảng cách giữa các ống trên tấm lắc m 0,16 Đường kính trong của ống trao đổi nhiệt m 0,022 Đường kính ngoài của ống trao đổi nhiệt m 0,02
Bảng 3.12 Thông số của bình trung gian
Bình trung gian Đường kính trong của ống m 0,019 Đường kính ngoài của ống m 0,021 Đường kính chùm ống xoắn m 0,4 m 0,5
Bán kính uốn cong của chùm ống xoắn m 0,025
Số vòng xoắn trên mỗi chùm xoắn vòng 25 Đường kính trong của ống m 0,019 Đường kính ngoài của ống m 0,021
Chiều cao của chùm xoắn H 0,765
Chiều cao bình trung gian Hbtg 1,04 Đường kính bình trung gian Dbtg 0,56
Bảng 3.13 Thông số của van tiết lưu và các đường ống
Tiết diện van tiết lưu lần 1 vào bình trung gian mm 2 161
Tiết diện van tiết lưu lần hai vào thiết bị bay hơi mm 2 190 Đường ống Ống hút của máy nén cấp một m 0,16 Ống đẩy của máy nén cấp một m 0,14 Ống hút của máy nén cấp hai m 0,12 Ống đẩy của máy nén cấp hai m 0,11
Bảng 3.14 Thông số của thiết bịngưng tụ - đóng băng
Thiết bị ngưng tụ- đóng băng
Thể tích m 3 2,29 Đường kính trong m 1 Đường kính ngoài m 1,01
Bề dày lớp bọc cách nhiệt polyurethane m 0,08 Đường kính ngoài đã bọc cách nhiệt m 1,16 Ống trao đổi nhiệt m 0,32
Chiều dài ống truyền nhiệt là m 2,5
Số kênh bố trí ống kênh 3
BẢ N V Ẽ THI Ế T K Ế H Ệ TH Ố NG S ẤY THĂNG HOA
B ả n v ẽ khay ch ứ a v ậ t li ệ u s ấ y
Hình 4.1 Bản vẽ mô tả cách bốtrí và kích thước khay sấy
B ả n v ẽ bu ồ ng s ấy thăng hoa
Hình 4.2 Bản vẽ buồng sấy thăng hoa
B ả n v ẽ thân bu ồ ng s ấy thăng hoa
Hình 4.3 Bản vẽ thân buồng sấy thăng hoa
B ả n v ẽ ch ỏ m c ầ u c ủ a bu ồ ng s ấy thăng hoa
Hình 4.4 Bản vẽ chỏm cầu của buồng sấy thăng hoa
B ả n v ẽ thi ế t b ị ngưng tụ c ủ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa
Hình 4.5 Bản vẽ thiết bịngưng tụ của hệ thống sấy thăng hoa
B ả n v ẽ thi ế t b ị bay hơi củ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa
Hình 4.6 Bản vẽ thiết bịbay hơi của hệ thống sấy thăng hoa
B ả n v ẽ bình trung gian ố ng xo ắ n
Hình 4.7 Bản vẽ bình trung gian ống xoắn
B ả n v ẽ bơm hút chân không
Hình 4.8 Bản vẽ bơm hút chân không
B ả n v ẽ thi ế t b ị ngưng tụ - đóng băng (thiế t b ị hóa đá)
Hình 4.9 Bản vẽ thiết bịngưng tụ - đóng băng
B ả n v ẽ sơ đồ b ố trí thi ế t b ị c ủ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa
Hình 4.10 Bản vẽsơ đồ bố trí hệ thống sấy thăng hoa
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
M ục đích củ a thi ế t k ế h ệ th ố ng t ự động điề u khi ể n
Khai thác khảnăng làm việc của hệ thống một cách tốt nhất, đạt hiệu suất làm việc cao nhất theo ý muốn của con người và yêu cầu công nghệđã xác định trước Đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn khi gặp những sự cố nguy hiểm có khảnăng làm hư hỏng hệ thống máy móc và thiết bịkhông đáng có Đảm bảo cho người vận hành hệ thống thiết bị làm việc một cách an toàn khi gặp sự cố nguy hiểm xảy ra
Tiết kiệm về sức lao động, tiết kiệm năng lượng quá trình, đảm bảo vệ sinh an toàn môi trường làm việc, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất [22].
Nguyên t ắ c thi ế t k ế h ệ th ố ng t ự động điề u khi ể n
Nguyên tắc chung: Hệ thống tựđộng điều khiển bằng chương trình được lập trình trên máy tính hoặc trong các vi mạch xửlý, vi điều khiển và nó điều khiển quy trình công nghệ một cách mềm dẻo thì hệ thống tựđộng điều khiển đó gọi là hệ thống tựđộng điều khiển thông minh [22]
Hình 5.1 Sơ đồ khối hệ thống tựđộng điều khiển thông minh
Toàn bộ quy tắc hoạt động của hệ thống sấy thăng hoa được thể hiện như hình 5.2
Hình 5.2 Quy tắc hoạt động tựđộng hệ thống sấy thăng hoa
Thi ế t k ế ph ần độ ng l ự c c ủ a h ệ th ố ng s ấy thăng hoa
Từ yêu cầu làm việc theo quy trình công nghệ sấy thăng hoa đã đặt ra thì mạch điện động lực được thiết kếnhư sau:
Hình 5.3 Mạch điện động lực của hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông
Với M1 là máy nén lạnh; M2 là bơm chân không; M3 là quạt dàn nóng; M4 là bộđốt phụ; M5 là bơm nước nóng; SV1 là văn điện từ cấp gas lạnh cho buồng sấy; SV2 là van điện từ cấp gas lạnh cho bình ngưng tụ; SV3 là van điện từ dàn nóng 1 và 2 mắc song song nhau, khi không cần gia nhiệt; SV4 là van điện từ xả chân không; SV5 là van điện từ dự phòng Khi muốn thiết bị nào làm việc, hệ thống điều khiển trên máy tính chạy bằng chương trình sẽđóng khóa K j (j=1 ÷ 10) lại, cấp nguồn cho thiết bị hoạt động [2]
5.3.1.1 T ựđộ ng gi ả m t ả i máy nén l ạ nh Để giảm tải khi khởi động máy nén, lựa chọn phương pháp tựđộng giảm tải máy nén khi khởi động bằng đổi nối sao – tam giác
Hình 5.4 Mạch điện khởi động Y-
Phương pháp này được áp dụng làm cho d ng điện khởi động máy nén giảm đi 3 lần
Với động cơ máy nén có 6 đầu dây ra, khi máy nén được tiếp điện, lúc này động cơ máy nén được đấu sao (Y), sau một khoảng thời gian 5÷ 10giây động cơ máy nén tựđộng chuyển sang đấu tam giác ( ) [22]
5.3.1.2 T ựđộ ng hóa thi ế t b ị ng ưng tụ
Trong hệ thống lạnh, thiết bịngưng tụ là một thiết bị chính và rất quan trọng trong hệ thống lạnh, vì thế vần phải vận hành, điều khiển thiết bịngưng tụ hợp lý sẽ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả và tiết kiệm được chi phí
Trong quá trình hoạt động, nếu áp suất ngưng tụ hoặc nhiệt độngưng tụ quá cao sẽ làm năng suất lạnh giảm, tiêu tốn điện năng Điều đó dẫn tới hệ thống làm việc không kinh tế và gây ra quá tải cho động cơ máy nén Ngược lại, nếu áp suất ngưng tụ quá thấp sẽ làm ảnh hưởng đến việc cấp lỏng cho thiết bịbay hơi làm năng suất hệ thống giảm
Tựđộng hóa thiết bịngưng tụ bao gồm các nhiệm vụ sau:
- Duy trì nhiệt độ và áp suất ngưng tụkhông đổi hay dao động trong khoảng cho phép
- Tiết kiệm nước giải nhiệt đối với thiết bịngưng tụ làm mát bằng nước
- Tiết kiệm điện năng khi thiết bị làm việc
Khi hệ thống hoạt động thì quạt thiết bịngưng tụ hoạt động, nhưng vì một lý do nào đó (sự cố xảy ra) làm cho áp suất ngưng tụ quá cao Lúc này sẽ có 1 thiết bị bảo vệ là role áp suất cao sẽtác động ngắt nguồn vào máy nén hoặc hệ thống [22]
Hình 5.5 Mạch điện điều khiển dàn ngưng sử dụng một quạt giải nhiệt
5.3.1.3 T ựđộ ng b ả o v ệdàn bay hơi bằ ng không khí không b ị tràn l ỏ ng
Hình 5.6 Mạch điện điều khiển bảo vệdàn bay hơi không bị tràn lỏng Để chống tràn lỏng dàn bay hoi, trước van tiết lưu lắp đặt một van điện từ SV Khi máy nén hoạt động sau một khoảng thời gian (khoảng 30s) thì van điện từ hoạt động, nếu máy nén dừng thì van điện từ dừng ngừng cấp lỏng tránh lỏng tràn vào dàn bay hơi [22].
K ế t lu ậ n
Nội dung chương này nghiên cứu về mục đích và nguyên tắc của việc thiết kế hệ thống tựđộng điều khiển hệ thống sấy thăng hoa Tham khảo các nguồn tài liệu đưa ra được các mạch động lực điều khiển tựđộng cho một số thiết bịnhư máy nén, thiết bịngưng tụ và dàn bay hơi Vì ngày nay các hệ thống điều khiển tựđộng hóa ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất, nên việc áp dụng các hệ thống này là việc làm cần thiết giúp tăng năng suất lao động, đảm bảo an toàn cho hệ thống khi có sự cố xảy ra Vì lượng kiến thức về các hệ thống tựđộng điều khiển này còn hạn chế nên bài viết chỉđề cập chủ yếu về mặt lý thuyết
TÍNH KINH TẾ
Chi phí đầu tư lắp đặ t h ệ th ố ng thi ế t b ị s ấ y
6.1.1 Chi phí mua thiết bị
Thiết bị mua bao gồm:
- 1 bơm hút chân không v ng nước 1 cấp Hanchang HWVP-1-1800 công suất 37 kW có giá: 80.000.000 VND
⇒ Tổng chi phí mua các thiết bị dự kiến là: X1 = 570.000.000 VND
Bảng 6.1 Bảng các chi phí phát sinh khác dự kiến
STT Thiết bị Đơn vị Sốlượng Đơn giá
1 Bảo ôn, bông khoáng, áo inox Gói 1 3.000.000 3.000.000
5 Đồng hồđo nhiệt độ Bộ 1 650.000 650.000
Ngoài những chi phí đã liệt kê trong bảng 6.1, dự trù thêm 30.000.000 VND cho những khoản sẽ phát sinh thêm trong quá trình chế tạo
⇒ Tổng chi phí phát sinh khác dự kiến là: X2 = 45.450.000 VND
6.1.2 Chi phí chế tạo thiết bị
Giá inox SUS 316 dạng tấm trên thịtrường là S3 = 80.000 VND/kg
Khối lượng inox SUS 316 dùng để chế tạo buồng sấy thăng hoa dày 8mm: m1 = 781,41 kg
Biết khối lượng riêng của inox SUS 316 là 7980 (kg/m 3 )
Giá thành để mua inox chế tạo buồng sấy là:
Khối lượng inox SUS 316 dùng để chế tạo thiết bịngưng tụ - đóng băng có độ dày 5mm: m2 = 181,66 kg
Giá thành để mua inox chế tạo thiết bịngưng tụ - đóng băng là:
Khối lượng inox SUS 316 dùng để chế tạo 1 tấm truyền nhiệt (có độ dày 22mm): m3 = 1.100,76 kg
Giá thành để mua inox chế tạo tấm truyền nhiệt là:
Giá khay thủy tinh: S4 = 100.000 VND/khay
Giá thành để mua khay là:
⇒ Chi phí chế tạo thiết bị là: X = 210.706.400 VND
Tiền thuê nhân công gia công các thiết bị là 25.000.000 VND
Kết luận: tổng chi phí cần thiết để chế tạo hoàn thiện hệ thống sấy thăng hoa sữa chua với năng suất nhập liệu là 1500kg/mẻ là: A = 3.316.858.800 VND
Chi phí làm ra m ộ t m ẻ s ả n ph ẩ m
Nguyên liệu đầu vào cho một mẻ sấy là 1500kg sữa chua
Theo khảo sát, đưa ra mức giá cho sữa chua nguyên liệu là 20.000 VND/100gram sữa chua
Chi phí cho 1 mẻ sữa chua nguyên liệu là: X7 = 300.000.000 VND
Lựa chọn quy cách đóng gói sản phẩm: đựng trong túi zip nhựa có kích thước (12x15cm), mỗi túi chứa 30gram sản phẩm Mỗi thùng carton chứa 5kg sản phẩm
Chi phí bao bì dự kiến cho một mẻ sản phẩm là: X8 = 4.000.000 VND
6.2.2 Chi phí điệnsử dụng trong thời gian sấy 1 mẻ sữa chua
Ta có nhiệt lượng cần cung cấp để tách ẩm ra khỏi 1 mẻ nguyên liệu sữa chua (1500kg) là Q = 132,84 kW
Ngoài ra, giả sử tính thêm năng lượng cần cung cấp cho các thiết bịkhác như bơm chân không, cho bơm, quạt của thiết bịngưng tụ, v.v thì năng lượng tiêu thụ sẽ là: Q 2,5 × 132,84 = 332,1 kW
Bảng 6.2 Chi phí điện sử dụng cho một mẻ sấy
Hạng mục Đơn giá Lượng sử dụng/mẻ Thành tiền (VND)/ mẻ Điện 1.679 đ/KWH Q = 332,1 kWH X U7.596
Dự trù nhân sự cho việc vận hành hệ thống sấy thăng hoa sữa chua: 2 người
Tổng thời gian hoàn thiện một sản phẩm khoảng 15h, tương đương với 1,9 ca làm/người(1 ca là 8h)
Chi phí nhân công cần sử dụng cho một mẻ sấy là:
Giá sữa chua sấy thăng hoa là 58.000 VND/30gram sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa (1kg ~1.933.333 VND)
Khối lượng sản phẩm thu được sau một mẻ sấy là: 177,5 kg/mẻ
Thuế GTGT phải đóng: X = X × 1% = 3.431.666 VND
Các loại thuế khác (thuế môn bài, thuế thu nhập cá nhân, thuế thu nhập doanh nghiệp):
Ngoài những chi phí đã tính toán ở trên, dự trù thêm 1.500.000 VND cho những chi phí khác nếu có phát sinh trong quá trình sản xuất
Lợi nhuận thu được khi sản xuất 1 mẻ sản phẩm được tính toán dựa trên doanh thu của
1 mẻ sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa sau khi đã trừ các khoản chi phí sản xuất: B 343.166.608 − 314.439.262 = 28.727.346 VND
Th ờ i gian hoàn v ố n
Chi phí bỏra để chế tạo hệ thống là: A = 3.316.858.800 VND
Lợi nhuận thu được sau khi sản xuất 1 mẻ sản phẩm (đã trừ thuế) là:
Thiết bị trong quá trình sản xuất cần được bảo trì và sửa chữa nếu như có hư hỏng nên dự trù thêm kinh phí bảo trì, sửa chữa thiết bị là 20.000.000 VND/lần Mỗi năm sẽ bảo trì thiết bị 4 lần (3 tháng 1 lần)
Chi phí bảo trì 1 năm là: 80.000.000 VND
Theo như thời gian sấy hoàn thiện 1 mẻ là 15h thì nếu nhà máy hoạt động 24/7 thì một năm sẽ sản xuất được 448 mẻ (giảđịnh 1 năm xí nghiệp hoạt động 280 ngày)
Thời gian hoàn vốn được tính theo công thức sau:
Thời gian hoàn vốn = Vốn đầu tư ban đầu/Thu nhập r ng 1 năm
Thu nhập r ng 1 năm = Khấu hao 1 năm + Lợi nhuận sau thuế1 năm
Lợi nhuận sau thuế1 năm: D = B × 448 = 12.900.000.000 VND/năm
Vậy thời gian hoàn vốn dự kiến là: 3 tháng.
K ế t lu ậ n
Hệ thống đã chế tạo có khảnăng đem lại lợi ích kinh tế vì có chi phí chế tạo thấp và thời gian hoàn vốn nhanh (dự kiến 3 tháng)
Từ những kết quả nghiên cứu đạt được tôi xin đưa ra một số kết luận và kiến nghịnhư sau:
Sấy thăng hoa là một công nghệ hiện đại với nhiều lợi ích đem lại nên cần đươc tìm hiểu và cải tiến một cách liên tục và hiệu quả Việc tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa khá phức tạp vì vậy cần phải tìm hiểu kỹ về các nguyên tắc thiết kế, vềđặc tính nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa Việc tính toán cần được tiến hành một cách tỉ mỉ, chính xác và được kiểm tra lại đểđảm bảo đáp ứng được các yêu cầu sản xuất, đảm bảo độ an toàn và tính kinh tế cho hệ thống
Do tình hình dịch bệnh Covid 19 và thời lượng nghiên cứu khóa luận có hạn nên tôi có một số kiến nghị, đề xuất cụ thểnhư sau:
- Mở rộng đối tượng khảo sát trên các loại nguyên liệu sữa chua khác nhau: sữa chua có đường, sữa chua không đường, sữa chua tách béo hay sữa chua có bổ sung trái cây
- Khảo sát thêm tính hiệu quả khi thiết kế hệ thống ở các nhiệt độ lạnh đông khác nhau, về thời gian lạnh đông, thời gian sấy cũng như nhiệt độ sấy thăng hoa ở giai đoạn cuối cùng
- Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng thu được đểđưa ra chếđộ sấy tốt nhất cho sản phẩm sấy thăng hoa. xvii
[1] T.V.Phú, “Chương 13: Hệ thống sấy thăng hoa”, trong Kỹ thuật sấy, Hà Nội: Nhà xuất bản giáo dục, 2008, trang 200
[2] N.T Dũng, “Chương 2: Cơ sở khoa học sấy thăng hoa”, trong Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm: Kỹ thuật và công nghệ sấy thăng hoa TP Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc gia TP HCM, 2016
[3] L.V.V Mẫn và cộng sự Công nghệ chế biến thực phẩm TP Hồ Chí Minh: NXB Đại
Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2011, trang 357
[4] Đ.T.K Linh và N.T.Dũng, “Quy trình công nghệ sấy thăng hoa”, Tạp chí Khoa học công nghệ Việt Nam (02/09/2019), trang 5
[5] L.V.V Mẫn Giáo trình công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống pha chế: Tập 1 Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa TP Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2010, trang 248
[6] P Walstra et al, “Chapter 22: Fermented Milks”, in Dairy Science and Technology,
[7] Bộ Y Tế Viện Dinh Dưỡng, Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, Hà Nội: NXB Y học, 2007, trang 434
[8] N.T Dũng, “Các yếu tố công nghệảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa”, 2017 [Trực tuyến] Địa chỉ: http://www.saythanghoa.asia [Truy cập 12/09/2021]
[9] W H Robert, “Chapter 4: Cultured Dairy Products”, in Microbiology and Technology of Fermented Foods Blackwell Publishing, 2006
[10] P.V Thơm, Sổ tay thiết kế: Thiết bị hóa chất & Chế biến thực phẩm đa dụng, TP Hồ Chí Minh: Bộ Giáo Dục và Đào Tạo - Viện đào tạo mở rộng, 1992, trang 7-15
[11] N.T.P.Hà, “Chương 1: Đại cương về hệ thống điều khiển”, trong: Lý thuyết điều khiển tựđộng (tái bản lần thứ nhất), TP Hồ Chí Minh: Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2005
[12] T Adnan, “Chapter 3: Manufacture of Yoghurt”, in Fermented Milks, UK: Blackwell
[13] J.A Lucey, et al, Vol 2, in Acid coagulation of milk Advanced Dairy Chemistry –
[14] C.C.Ramesh et al, “Chapter 1: Yogurt- Historical Background, Health Benefits, and Global Trade”, in Yogurt in Health and Disease Prevention, Acedemic Press, 2017, pp 3-31
[15] Chandan, R.C., “Chapter 18: Role of milk and dairy foods in nutrition and health”, In
Dairy Processing and Quality Assurance (second edition), Wiley-Blackwell, 2016, pp
[16] Nandkumar, R et al., Quantitative profiling of bacteriocins present in dairy-free probiotic preparations of Lactobacillus acidophilus by nanoliquid chromatography- tandem mass spectrometry, Journal of Dairy Science, 97 (4), 1999–2008, 2014
[17] Dave, R et al., Characteristics of bacteriocin produced by L acidophilus LA-1
[18] C.C.Ramesh et al., “Part I: Basic Background”, in Manufacturing Yogurt and
Fermented Milks Blackwell Publishing, 2006, pp 3-151
[19] D Otter, “Milk: Physical and chemical properties”, in B Cabellero, LC Trugo, PM
Finglas (Eds), Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition, 2nd ed Academic Press,
[20] N.T.Dũng “Chương 9: Máy và thiết bị của các quá trình làm lạnh và làm lạnh đông”, trong Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học & thực phẩm (Tập 2): Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt (Phần 3): Các quá trình và thiết bị làm lạnh và làm đông, TP Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2013
[21] N.T.Dũng.“Chương 5: Quá trình và thiết bịđun nóng, làm nguội, ngưng tụ, bay hơi và thăng hoa”, trong: Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học & thực phẩm (Tập 2): Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt (Phần 2): Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt trong thực phẩm, TP Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2013
[22] N.T.Dũng và T.V.Dũng, Tự động điều khiển các quá trình nhiệt – lạnh, TP Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2009
[23] N.T Dũng, “Hệ thống sấy thăng hoa DS-11”, 01/06/2021 [Trực tuyến] Địa chỉ: http://www.saythanghoa.asia/thiet-bi-say-thang-hoa/1819-he-thong-say-thang-hoa-ds-
[24] Nam Phương, “Thứ hạng dân số 63 tỉnh thành mới nhất”, 17/07/2019 [Trực tuyến] Địa chỉ: https://congnghiepmoitruong.vn/thu-hang-dan-so-63-tinh-thanh-moi-nhat- 720.html
[25] http://investvietnam.gov.vn/vi/kcn.pd/khu-cong-nghiep-my-phuoc-2.html
[26] https://becamex.com.vn/du-an/khu-cong-nghiep-my-phuoc/
[27] N K Sharma & C.P Arora, Influence of product thickness, chamber pressure and heating conditions on production rate of freeze-dried yoghurt International Journal of
[28] I.A Radaeva et al, , Effect of freezing regimes in freeze-drying on yoghurt quality,
[29] P Kumar et al, Yoghurt Powder—A Review of Process Technology, Storage and Utilization, Food and Bioproducts Processing, 82(2), 133–142, 2004 Doi:10.1205/0960308041614918 xx