LUẬN VĂN CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU QUY TRINH CÔNG NGHỆ SẤY ỚT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT NĂNG SUẤT 200 KG MẺ

Bởi vì tác nhân sấy có độ ẩm thấp, nhiệt độ sấy thấp, tác nhân sấy tuần hoàn gần như khép kín nên giữ được màu sắc, mùi vị và hạn chế được sự thay đổi bất lợi so với các phương pháp sấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY ỚT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT

NĂNG SUẤT 200 KG/MẺ

Ngành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh

TP.HCM, tháng 6 năm 2009

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY



GRADUATE COMPOSITION

RESEARCH PROCESS TECHNOLOGY DRIED PEPPERS CALCULATION, DESIGN HEAT PUMP DRYER MODEL

WITH CAPACITY 200 KG/BATCH

Speciality: Heat and Refrigeration Engineering

Ho Chi Minh, city June, 2009

LỜI CẢM TẠ

- Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành luận văn này, chúng tôi luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình của các thầy các cô Qua luận văn này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

 Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

 Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí - Công Nghệ

 Ban Trung Tâm NL & MNN Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh

 Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy chúng tôi trong thời gian học tập tại trường

 Thầy ThS Nguyễn Văn Xuân và cô KS Trần Thị Thanh Thủy - người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi thực hiện đề tài này

- Cũng xin được cám ơn quý thầy, quý cô, các anh, các bạn ở Trung Tâm NL & MNN đã giúp đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đề tài tại trung tâm

- Cuối cùng, chúng tôi muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình

đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập xa nhà

- Chúng tôi xin được gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khoẻ và lời cám ơn chân thành nhất !!!

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2009

Sinh Viên Thực Hiện

Vũ Minh Tâm Nguyễn Đình Kiên

TÓM TẮT

1.Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY ỚT, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ”

2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

- Thời gian: từ tháng 06/04 đến tháng 30/06 năm 2009

- Địa điểm: tại Trung Tâm Năng Lượng & MNN, trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

3 Mục đích:

- Khảo nghiệm mô hình đã có sẵn với các chế độ sấy nhiệt độ khác nhau

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200 kg/mẻ dùng để sấy ớt

4 Nội dung:

Đề tài thực hiện với những nội dung sau:

+ Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt đã có sẵn tại trung tâm NL & MNN

+ Thiết kế mô hình máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ

5 Kết quả:

- Đã khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt tại trung tâm NL & MNN của trường ĐHNL Tp,Hồ Chí Minh

- Đã tìm ra quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy ớt

1 Thesis title:

CALCULATION, DESIGN HEAT PUMP DRYER MODEL

WITH CAPACITY OF 200 KG/BATCH”

2 Duration and place:

- Duration: from April 6stto June 30th, 2009

- Place: At Center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

3 Objectives:

- Experiment of models available with The different dryings

- Calculation and design a heat pump dryers for drying chilli With capacity 200kg/ batch

4 Main content:

Project is implemented with main content follows

+ Experiment of dried chilli on the heat pump dryers available in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

+ Design model chilli dryer with heat pump capacity 200kg/ batch

5 Results:

- Have experience in dried chilli on the heat pump dryers in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

- Have found the process technology chilli drying on the heat pump dryers

- Calculation and design a heat pump dryers for drying peppers with capacity 200kg/ batch

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

SUMMARY v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về ớt cay 3

2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay .3

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 4

2.1.3 Tính chất vật lý, thành phần hóa học của ớt cay 5

2.2 Sơ lược về công nghệ sấy rau quả .6

2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy .7

2.2.2 Giản đồ trắc ẩm .9

2.2.3 Phân loại phương pháp sấy 11

2.3.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt .14

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Thời gian và địa điểm 20

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiêm 20

3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS .20

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VLS: 20

3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS 21

3.3.3 Xác đinh dung trọng của VLS .21

3.3.4 Phương pháp xác định màu: 21

3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm .21

3.4.1 Lựa chọn chế độ sấy 21

3.4.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm .21

3.5 Phương pháp xác định các chỉ tiêu .22

3.6 Phương pháp phân tích cảm quan 22

3.7 Phương pháp xử lý số liệu 22

3.8 Tính toán chi phí sấy và hiệu quả kinh tế 22

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

4.1 Thí nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt .23

4.1.1 Mục đích và yêu cầu: 23

4.1.2 Vật liệu khảo nghiệm .23

4.1.3 Máy sấy dùng trong khảo nghiệm 24

4.1.4 Xác định quy trình công nghệ sấy ớt .26

4.1.5 Chọn chế độ sấy thí nghiệm .28

4.1.6 Kết quả khảo nghiệm 28

4.1.7 Nhận xét kết quả khảo nghiệm .32

4.2 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt: 37

4.2.1 Các thông số tính toán .37

4.2.2 Lựa chọn mô hình thiết kế 38

4.2.2 Tính toán kích thước buồng sấy 39

4.2.3 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d 40

4.2.4 Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d 42

4.2.5 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt .48

4.2.6.Tính toán dàn ngưng ( Thiết bị gia nhiệt bằng không khí ) .52

4.2.7 Tính toán dàn bay hơi (Thiết bị làm lạnh không khí) .58

4.2.7 Thiết bị hồi nhiệt .64

4.2.8 Tính chọn máy nén 69

4.2.9 Tính toán trở lực và chọn quạt 73

4.3 Ướt tính chi phí sấy và thời gian hoàn vốn .77

4.3.1 Các thành phần chi phí .77

4.3.2.Tổng thu và thời gian hoàn vốn .79

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 80

5.1 Kêt luận .80

5.2 Đề nghị .80

TÀI LIÊU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 83

Phụ lục 1 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 oC, ngày 07-08/05/2009 83

Phụ lục 2 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 oC, ngày 12-13/05/2009 84

Phụ lục 3 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 oC, ngày 14-15/05/2009 85

Phụ lục 4 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 oC, ngày -19/05/2009 86

Phụ lục 5 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 oC, ngày 19-20/05/2009 86

Phụ lục 6 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 oC, ngày 21-22/05/2009 87

Phụ lục 7 Hình ảnh máy sấy dùng cho khảo nghiệm 88

Phụ lục 8 Ớt sau khi ngâm muối và ớt khi chần 88

Phụ lục 9 Hình ảnh của ớt trước khi sấy 88

Phụ lục 10 Hình ảnh ớt sau khi sấy ở các chế độ sấy 89

Phụ lục 11 Các dụng cụ dùng trong khảo nghiệm 89

Phụ lục 12 Các tính chát nhiệt động của R22 .91

Phục lục 13 Phiếu Cho Điểm .95

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 7

Hình 2.2: Kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d 9

Hình 2.3 Các quá trình trên giản đồ t-d 10

Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh 15

Hình 2.5 Máy nén kín (trái) và máy nén nửa kín (phải) 15

Hình 2.6 Dàn bay hơi làm lạnh không khí .16

Hình 2.7 Dàn bay hơi làm lạnh nước 16

Hình 2.8 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí 16

Hình 2.9 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước .17

Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo máy sấy bơm nhiệt 18

Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt 18

Hình 4.1 Máy sấy khảo nghiệm 24

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy thí nghiệm 25

Hình 4.3 Quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy thí nghiệm 27

Hình 4.4: Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 45oC 29

Hình 4.5 Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 50oC 30

Hình 4.6 Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 55oC 32

Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý của TBS bơm nhiệt 38

Hình 4.8 Đồ thị I –d cho quá trình sáy lý thuyết .40

Hình 4.9 Đồ thị I- d cho quá trình sấy thực 46

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy bơm nhiệt .49

Hình 4.11 Chu trình hồi nhiệt 50

Hình 4.12 Cấu tạo dàn ngưng không khí đối lưu cưỡng bức 53

Hình 4.13 Cấu tạo dàn ngưng 58

Hình 4.14 Cấu tạo dàn bay hơi .59

Hình 4.16 Cấu tạo thiết bị hồi nhiệt 65

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Kích thước, khối lượng của quả ớt sừng trâu .23

Bảng 4.2 Đo ẩm độ đầu của ớt sừng trâu .24

Bảng 4.3 Dung trọng ớt .24

Bảng 4.4 Thông số tại các điểm nút của đồ thị 51

Bảng 4.5 Thông số trạng thái của các điểm nút trên đồ thị của máy nén .71

Chương 1 MỞ ĐẦU

Nước ta là nước nhiệt đới nên có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển và chế biến rau quả cũng như các loại cây nông sản, vì vậy diện tích gieo trồng và sản lượng khá cao Tuy nhiên một số mặt hàng xuất khẩu còn bị hạn chế do chất lượng chưa đạt yêu cầu, muốn cải thiện được khuyết điểm đó thì công nghệ chế biến và bảo quản sau thu hoạch cần được áp dụng ngay

Để hiện đại hóa công nghệ sau thu hoạch rau quả trong ngành nông nghiệp Việt Nam thì chúng ta cần phải tiếp cận và áp dụng các công nghệ sấy nhằm tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao là việc làm rất cần thiết và cấp bách trong giai đoạn mở cửa hội nhập kinh tế như hiện nay Trong các loại nông sản như cà chua, ớt, chuối, nấm…vv thì ớt cay là mặt hàng xuất khẩu tương đối có giá trị Sấy ớt là phương pháp làm khô ớt bằng nhân tạo với nhiều ưu điểm: chủ động sản xuất, ít tốn thời gian và đảm bảo được chất lượng sản Để đạt được những ưu điểm trên thì chúng ta phải chọn dạng máy sấy, chế độ sấy, các yếu tố ảnh hưởng đến như thế nào là tối ưu nhất?

Với các loại rau, củ, quả, dược liệu… khi sấy ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như hooc môn, màu, mùi vị, men, vitamin, protêin… và làm thay đổi chất lượng sản phẩm Sấy lạnh bằng nguyên lý bơm nhiệt là một trong những phương pháp đáp ứng được những yêu cầu khắt khe về chất lượng sau khi sấy Bởi vì tác nhân sấy có độ ẩm thấp, nhiệt độ sấy thấp, tác nhân sấy tuần hoàn gần như khép kín nên giữ được màu sắc, mùi vị và hạn chế được sự thay đổi bất lợi so với các phương pháp sấy thông thường

Như vậy, việc tìm tòi và phát triển rộng rãi các hệ thống hút ẩm và sấy lạnh thực phẩm, nông sản sau thu hoạch, lâm sản, dược liệu là một yêu cầu cấp bách khuyến khích phát triển nông nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, sản xuất các mặt hàng thay thế nhập khẩu và xuất khẩu ra thị trường thế giới, tiết kiệm năng lượng, giảm vốn đầu

tư và giá thành sản phẩm

Bơm nhiệt là thiết bị nhiệt-lạnh được xem là có khả năng tiết kiệm năng lượng nhất hiện nay Qua nhiều năm nghiên cứu và triển khai ứng dụng để hút ẩm và sấy lạnh thấy rằng bơm nhiệt có rất nhiều ưu điểm và rất có khả năng ứng dụng rộng rải

trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, phù hợp với thực tế Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật đáng kể Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù hợp với những sản phẩm cần giữ trạng thái, màu mùi, chất dinh dưỡng và không cho phép sấy ở nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn.

Đáp ứng những yêu cầu trên nên nhóm chúng tôi đã thực hiện luận văn “nghiêncứu quy trình công nghệ sấy ớt, tính toán và thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ”

Mục đích của luận văn nhằm nghiên cứu qui trình công nghệ sây ớt và tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng cho việc sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ

Cụ thể luận văn sẽ giải quyết các vấn đề sau:

+ Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt sẵn có ở Trung Tâm NL & MNN với nhiều chế độ sấy khác nhau, từ đó xác định được các thông số làm việc thích hợp của quá trình sấy và thiết bị

+ Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ dựa trên cơ sở các thông số cơ bản rút ra từ kết quả khảo nghiệm

+ Đề tài thực hiện với sự hướng dẫn của ThS Nguyễn Văn Xuân và KS Trần Thị Thanh Thủy, bắt đầu từ ngày 06/04/09 đến 30/06/09 tai Trung Tâm NL & MNN

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về ớt cay.

2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay.

- Ớt cay có tên khoa học là capsicum annum L họ cà

solanaceae, có nguồn gốc từ Mỹ, từ một dạng ớt cây hoang

dại, Cây ớt là cây gia vị, thân thảo, thân dưới hóa gỗ, có

thể sống vài năm, có nhiều cành, nhánh lá mọc so le, hình

thuôn dài, đầu nhọn, hoa mọc đơn độc ở kẽ lá Quả ớt có

nhiều tên gọi khác nhau như Lạt Tiêu, Lạt Tử, Ngưu Giác

Tiêu, Hải Tiêu Cây ớt được thuần hóa phát triển ở châu

Âu và được trồng ở châu Á vào thế kỷ XVI Ở nước ta,

diện tích trồng ớt cay tập trung vào khoảng 3000 hecta, năm cao nhất (1988) lên tới 5700ha Vùng ớt cay chuyên canh chủ yếu ở khu vực miền trung, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế Mỗi tỉnh có diện tích hàng nghìn ha Sản phẩm ớt bột hiện đang đứng vị trí thứ nhất trong mặt hàng rau – gia vị xuất khẩu Theo số liệu thống kê

sơ bộ của Tổng cục Hải quan, Trong nửa đầu tháng 09/2007, kim ngạch xuất khẩu ớt của cả nước đạt trên 450 nghìn USD, tăng 16,7% so với cùng kỳ tháng trước, mang lại nhiều hiệu quả kinh tế cho nha nông, Ớt cay là một loài cây gia vị được ưa thích trên khắp thế giới nhơ màu sắc, mùi vị và có giá trị dinh dưỡng lẫn giá tri y học

- Điều kiện trồng

Cây ớt phát triển tốt ở đất thịt nhẹ, đất pha cát dễ thoát nước Hạt ớt nảy mầm ở 25-300C, dưới 100C hạt không mọc Thời kỳ ra hoa cần nhiệt độ 15- 200C, cần nhiều ánh sáng Cây ớt có khả năng chịu hạn cao, lúc ra hoa chỉ cần độ ẩm trên 70% Song không chịu được úng, độ ẩm trên 80%, bộ rễ kém phát triển, cây còi cọc

- Ớt được chia thành nhiều loại như sau:

+ Ớt sừng bò: Được trồng rộng rãi ở vùng đồng bằng trung du Bắc bộ như Hà Nội, Thái Bình, Hưng Yên…vv Thời gian sinh trưởng của ớt sừng bò từ 110 đến 115 ngày, tùy theo vụ Quả dài 10 ÷ 12 cm, đường kính quả 1 ÷ 1,5cm Khi chín màu đỏ tươi,

trồng 35-40 ngày đã có quả Nếu trồng riêng rẽ từng cây trong vườn thì ớt sừng bò có thể sống 2-3 năm Tỉ lệ chất khô 21 ÷ 22%.

+ Ớt chìa vôi: Được trồng phổ biến ở Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, các tỉnh ven biển Miền Trung Thời gian sinh trưởng từ 115-120 ngày, cây cao 40 ÷ 45

cm có 4 ÷ 5 cành, mỗi cây cho 40 ÷ 45 quả.Quả tương đối nhỏ quăn queo và nhiều hạt

- Thời vụ trồng ớt tương đối rộng Vụ đông - xuân gieo hạt từ tháng 10 đến tháng

12, trồng vào tháng 1-2, thu hoạch từ tháng 4-5 đến tháng 6-7 năm sau Vụ hè thu gieo hạt từ tháng 6-7, trồng vào tháng 8-9, thu hoạch vào tháng 1-2 năm sau

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

- Diện tích ớt nước ta có khoảng 8000ha, tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền trung như Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Ninh Thuận, Bình Thuận và một số vùng ở Miền Nam như Củ Chi, Tây Ninh, Đồng Nai vv

- Để xuất khẩu ớt tươi thì ớt phải thẳng, đồng đều và màu đỏ tươi Còn ở dạng tiêu thụ là ớt khô thì khi sấy xong phải đảm bảo mùi vị, màu sắc, ẩm độ cuối cùng nằmkhoảng 8 ÷ 10% là đạt tiêu chuẩn Theo Hiệp Hội các Phòng Thương Mại và Công Nghiệp Ấn Độ Trong tài khoá 2007 - 2008, xuất khẩu ớt của Ấn Độ dự kiến đạt 200.000 tấn, còn ở Việt Nam kim ngạch xuất khẩu ớt của cả nước đạt trên 450 nghìn USD, chủ yếu ở các thị trường như Singapor, Trung Quốc, Hà Lan…vv

 Tham khảo một số doanh nghiệp xuất khẩu ớt trong 15 ngày đầu tháng 09/2007.

Doanh nghiệp xuất khẩu Thị trường

xuất khẩu

Kim ngạch (USD)

Cty Cổ phần Nông thuỷ sản Đạt Doan Trung Quốc 165,500

Chi nhánh Cty Cổ phần XNK Than

Cty Hữu hạn Chế biến Gia vị Nedspice

Cty TNHH Thương mại DV Vận tải

Sài Gòn

Malayxia,

Cty TNHH Thực phẩm Vạn Đắc Phúc Đài Loan 16,537

Cty TNHH Thương mại Châu Hà Slovakia

- Kích thước của quả ớt: là loại ớt mà chúng tôi nghiên cứu thuộc dạng ớt sừng trâu

có chiều dài quả ớt 10 ÷15 cm và đường kính 1 ÷ 1,5cm

- Ẩm độ: ẩm độ đầu của ớt khi mới thu hoach dao động từ 80  87%

- Khối lượng thể tích: khối lượng thể tích là 297 367 kg/m3

2.2 Sơ lược về công nghệ sấy rau quả.

- Các sản phẩm rau quả ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng Tuỳ vào từng mùa, từng vùng, quá trình canh tác sẽ có nhiều loại khác nhau

- Một số tính chất của rau quả liên quan đến quá trình sấy:

+ Trong quá trình sấy rau quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc cơ học và các biến đổi bất lợi khác làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Những biến đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xốp vv Hàm lượng vitamin trong rau quả sấy thường thấp hơn trong rau quả tươi vì chúng bị phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy

+ Để tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều kiện để ẩm thoát ra khỏi rau quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích hợp cho từng loại sản phẩm

- Sấy rau quả thường được thực hiện dưới ba dạng: nguyên dạng, lát mỏng, tinh bột hoặc nhũ tương Tuỳ theo hình thức sản phẩm, công nghệ sấy rau quả có thể thực hiện theo sơ đồ sau: (Hình 2.1)

- Công đoạn chần, hấp nhằm tạo những biến đổi hoá lý thuận lợi cho quá trình sấy sau này Dưới tác dụng của hơi nước, các vi sinh vật bị tiêu diệt, các hệ thống enzim mất hoạt tính, hạn chế tối đa khả năng biến màu trong khi sấy rau quả Những sản phẩm nhiều tinh bột khi chần sẽ làm hồ hoá tinh bột, phá vỡ cân bằng bên trong tế bào dẫn đến sự thay đổi cấu trúc hệ thống có lợi cho quá trình trao đổi nhiệt lúc sấy

- Xử lý hoá chất nhằm hạn chế quá trình oxy hoá làm biến màu hoa quả khi sấy Các chất chống oxy hoá thường được sử dụng là: axit sunfurơ, xitric và các muối Natri

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy.

Thành phẩm dạng bột

Cô đặc Sấy Nghiền nhỏ Bao gói

Cắt miếng(Hoặc để nguyên)Chần (hấp)

trong thời gian ngắn như sấy phun thì nhiệt độ sấy có thể lên đến 150 oC Đối với sản phẩm không chần như chuối, đu đủ thì có thể sấy nhiệt độ cao, giai đoạn đầu 90 -

100 oC, sau đó giảm dần xuống

- Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ của VLS Nếu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh thì bề mặt mặt VLS bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

 Độ ẩm không khí:

- Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của

nó xuống Có 2 cách làm giảm độ ẩm tương đối của không khí:

 Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

 Giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút ẩm

- Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên

bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu độ ẩm quá cao sẽ làm tốc độ sấy giảm

- Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ẩm tăng lên (thông thường khoảng 40 - 60%) Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy Người ta điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của

nó và lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy

 Lưu lượng của không khí.

- Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong các lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vậy thời gian sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4  4,0 m/s trong các TBS Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất nhiệt lượng

 Độ dày của lớp VLS.

- Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm

giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẫn đến sản phẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại.

2.2.2 Giản đồ trắc ẩm.

 Kết cấu giản đồ trắc ẩm.

- Giản đồ trắc ẩm được vẽ từ phương pháp thống kê các thông số nhiệt động học của không khí dưới những điều kiện bình thường của môi trường cho nên nó cũng chỉ

áp dụng được ở những điều kiện như vậy

- Giản đồ trắc ẩm cho ta biết 7 tính chất nhiệt động học của không khí ẩm ở áp suất 1 atmosphere:

 Ẩm độ tương đối

 Ẩm độ tuyệt đối

 Nhiệt độ bầu khô

 Nhiệt độ bầu ướt

 Nhiệt độ điểm sương

 Thể tích riêng

 Enthalpy

Hình 2.2: Kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d

- Trục tung thể hiện ẩm độ tuyệt đối của không khí ρa(kgH2O/kgkkk)

- Trục hoành thể hiện nhiệt độ bầu khô của không khí

- Các đường nghiêng hướng xuống từ trái sang phải và song song nhau chỉ enthalpy của không khí i (kJ/kgkkk)

- Giao của đường enthalpy và đường φ = 100% chỉ nhiệt độ nhiệt kế ướt tw(0C)

- Các đường thẳng rất dốc hướng từ trái sang phải chỉ các giá trị thể tích riêng (m3/kg) của không khí

- Các đường cong bắt đầu từ góc trái cho biết độ ẩm tương đối của kk φ%

 Các quá trình sấy trên giản đồ t-d:

Hình 2.3 Các quá trình trên giản đồ t-d.

- Không khí sau khi được tách ẩm tiếp tục qua TBNT để gia nhiệt làm giảm độ

ẩm tương đối φ% nhằm tăng khả năng lấy ẩm từ VLS Đồng thời làm tăng nhiệt độ t (0C), enthalpy I (kJ/kgkkk), thể tích riêng (m3/kgkkk) Quá trình 3→ 4 trên hình 2.3chính là quá trình gia nhiệt TNS

- Không khí sau quá trình gia nhiệt được quạt thổi qua buồng sấy Do

áp suất riêng phần của hơi nước trong TNS nhỏ hơn áp suất riêng phần của nước trong VLS nên nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào tác nhân sấy (quá trình 4→1 trên hình 2.3)

2.2.3 Phân loại phương pháp sấy.

Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển ẩm

ra khỏi vật liệu ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy:

áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cũng tăng theo công thức

φ =

o

r p

Po: áp suất trên bề mặt thoáng, N/m2

- Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.Tăng phân

áp suất hơi nước trong vật liệu sấy

- Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật Phb và phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy Phtăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vậtliệu sấy ra bề mặt và đi vào môi trường

- Do đó, HTS nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:

mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động…

 Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy

trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang…

dịch chuyển từ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường Ở đây người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường bằng cách đốt nóng vật

Khi vật liệu sấy đặt trong môi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật

Ưu điểm của phương pháp sấy nóng:

+ Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp sấy lạnh

+ Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp

+ Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ, than đá, rác thải, cho đến điện năng.+ Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

Nhược điểm

+ Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ

+ Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao

b Phương pháp sấy lạnh.

- Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước giữa VLS

và TNS bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS Phnhờ giảm độ chứa ẩm d Mối quan hệ đó được thể hiện theo công thức:

Ph=

d

d B

 621 , 0

.

(2.2)Trong đó: B: áp suất môi trường (áp suất khí trời)

- Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thể trên dưới nhiệt độ môi trường (t > 0 oC) và cũng có thể nhỏ hơn 0oC

- Phương pháp sấy lạnh có thể phân loại như sau:

 HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0 o C.

- Với hệ thống sấy này, nhiệt độ VLS cũng như nhiệt độ TNS xấp xỉ bằng nhiệt độ môi trường, TNS thường là không khí Trước hết, không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ Sau đó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua VLS Khi đó, phân áp suất hơi nước trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt VLS nên ẩm từ dạng lỏng sẽ bay hơi và đi vào TNS Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong lòng VLS và từ bề mặt vật vào môi trường trong các HTS lạnh giống như các loại HTS nóng Điều khác nhau ở đây là cách giảm phân áp suất hơi nước Ph trong TNS Trong các HTS nóng đối lưu người ta giảm Phbằng cách đốt nóng TNS (d = const) để tăng áp suất bão hoà dẫn đến giảm độ ẩm tương đối  Còn các HTS lạnh có nhiệt độ TNS bằng nhiệt độ môi trường chẳng hạn, người ta tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của TNS bằng cách giảm lượng chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp phụ) hoặc đốt nóng (sau khử ẩm bằng làm lạnh)

- HTS thăng hoa là HTS lạnh mà trong đó ẩm trong VLS ở dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào TNS Trong HTS này người ta tạo ra môi trường trong đó nước trong VLS ở dưới điểm 3 thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu T<273 oK và áp suất TNS bao quanh vật P<610 Pa Khi đó nếu VLS nhận được nhiệt lượng thì nước trong VLS ở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp sang dạng hơi và đi vào TNS Như vậy trong HTS thăng hoa, một mặt ta làm lạnh vật xuống dưới 0 oC mặt khác tạo chân không xung quanh VLS

- Nếu nhiệt độ VLS vẫn nhỏ hơn 273 oK nhưng áp suất TNS bao quanh vật P>610

Pa thì khi VLS nhận nhiệt lượng, nước trong VLS ở dạng rắn không thể chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào TNS mà trước khi biến thành hơi, nước phải chuyển từ thể rắn qua thể lỏng

 Ưu điểm của phương pháp sấy lạnh

 Các chỉ tiêu về chất lượng như màu cảm quan, mùi vị, khả năng bảo toàn vitamin C cao

 Thích hợp để sấy các loại vật liệu sấy yêu cầu chất lượng cao, đòi hỏi phải sấy

ở nhiệt độ thấp

 Sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

 Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường

 Nhược điểm của phương pháp sấy lạnh.

 Giá thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn

 Vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao

 Cấu tạo thiết bị phức tạp, thời gian sấy lâu

 Nhiệt độ môi chất sấy thường gần nhiệt độ môi trường nên chỉ thích hợp với một số loại vật liệu, không sấy được các vật liệu dể bị vi khuẩn làm hư hỏng ở nhiệt độ môi trường như bị ôi, thiu, mốc…

 Do cuốn bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh

2.3.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt

 Bơm nhiệt là một thiết bị dùng để bơm một dòng nhiệt từ mức nhiệt độ thấp lên mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt Để duy trì bơm nhiệt hoạt động cần tiêu tốn một dòng năng lượng khác (điện năng hoặc nhiệt năng) Như vậy máy lạnh cũng là một loại bơm nhiệt và có chung một nguyên lý hoạt động Các thiết bị của chúng là giống nhau Người ta chỉ phân biệt máy lạnh với bơm nhiệt ở mục đích sử dụng mà thôi Máy lạnh gắn với việc sử dụng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm nhiệt gắn với việc sử dụng nguồn nhiệt ở thiết bị ngưng tụ Do yêu cầu sử dụng nguồn nhiệt nên bơm nhiệt hoạt động ở cấp nhiệt độ cao hơn

 Cấu tạo máy sấy bơm nhiệt: Gồm các thành phần sau:

việc sử dụng các môi chất mới cho bơm nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ dàn ngưng như: R22, R113, R114, R12B1, R142…

2) Máy nén lạnh.

Cũng như máy nén lạnh, máy nén là bộ phận quan trọng nhất của bơm nhiệt Tất cả các dạng máy nén của máy lạnh đều được ứng dụng trong bơm nhiệt Đặc biệt quan trọng là máy nén piston trượt, máy nén trục vít và máy nén tuabin Một máy nén bơm nhiệt cần phải chắc chắn, tuổi thọ cao, chạy êm và cần phải có hiệu suất cao trong điều kiện thiếu hoặc đủ tải

Trong kỹ thuật lạnh người ta phân loại máy nén lạnh thành những kiểu sau:

Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh.

Hình 2.5 Máy nén kín (trái) và máy nén nửa kín (phải)

Máy nén turbinMáy nén

pittông quay

Máy nén pittông

dao động

Máy nén động học

Máy nén thể tích

3) Các thiết bị trao đổi nhiệt.

Các thiết bị trao đổi nhiệt cơ bản trong bơm nhiệt là thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ Máy lạnh hấp thụ có thêm thiết bị sinh hơi và hấp thụ Giống như máy lạnh, thiết bị ngưng tụ và bay hơi của bơm nhiệt cũng bao gồm các dạng: ống chùm, ống lồng ngược dòng, ống đứng và ống kiểu tấm Các phương pháp tính toán cũng giống như các chế độ điều hoà nhiệt độ

Một số hình ảnh về thiết bị trao đổi nhiệt

Hình 2.6 Dàn bay hơi làm lạnh không khí.

Hình 2.7 Dàn bay hơi làm lạnh nước.

Hình 2.8 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí.

Hình 2.9 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước.

4) Thiết bị phụ của bơm nhiệt.

Tất cả các thiết bị phụ của bơm nhiệt giống như thiết bị phụ của máy lạnh Xuất phát từ yêu cầu nhiệt độ cao hơn nên đòi hỏi về độ tin cậy, công nghệ gia công thiết bị cao hơn Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với dầu bôi trơn và đệm kín các loại trong hệ thống

Do bơm nhiệt phải hoạt động ở chế độ áp suất và nhiệt độ gần sát với giới hạn tối đa nên các thiết bị tự động rất cần thiết và phải hoạt động với độ tin cậy cao để phòng ngừa hư hỏng các thiết bị khi chế độ làm việc vượt quá giới hạn cho phép

Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cũng cần có van tiết lưu phù hợp

5) Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt.

Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt là những thiết bị hỗ trợ cho bơm nhiệt phù hợp với từng phương án sử dụng của nó Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt gồm một số

loại sau:

+ Các phương án động lực của máy nén như: động cơ điện, động cơ gas, động cơ

diesel hoặc động cơ gió…vv

+ Các phương án sử dụng nhiệt thu ở dàn ngưng tụ Nếu là sưởi ấm thì có thể sử dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, có thể

sử dụng để sấy, nấu ăn, hút ẩm…Mỗi phương án đòi hỏi những thiết bị hỗ trợ khác nhau

+ Các phương án cấp nhiệt cho dàn bay hơi Trường hợp sử dụng dàn lạnh đồng thời với nóng thì phía dàn bay hơi có thể là buồng lạnh hoặc chất tải lạnh Ngoài ra cũng có thể sử dụng dàn bay hơi đặt ngoài không khí, dàn bay hơi sử dụng nước giếng

là môi trường cấp nhiệt Cũng có những phương án như dàn bay hơi đặt ở dưới nước, đặt ở dưới đất hoặc sử dụng năng lượng mặt trời.

+ Các thiết bị điều khiển, kiểm tra tự động sự hoạt động của bơm nhiệt và các thiết

bị hỗ trợ Đây là những thiết bị tự động điều khiển các thiết bị phụ trợ ngoài bơm nhiệt

để phù hợp với hoạt động của bơm nhiệt

Nguyên lý làm việc và đặc điểm.

 Nguyên lý làm việc:

- TNS là không khí ẩm được làm lạnh từ trạng thái ban đầu 3 đến trạng thái 1, quá trình làm lạnh này có t1< tdsứng với trạng thái 3 của KKA, phần lớn lượng nước trong KKA được tách ra trong giai đoạn này Ở trạng thái 1 không khí có độ ẩm  =100% và nhiệt độ rất thấp Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t2 (ứng với độ ẩm tương đối 2 nhỏ đến giá trị cần thiết) Sau đó không khí ở trạng thái 2 được đưa vào buồng sấy

- Do ở trạng thái 2 không khí có độ ẩm tương đối 2 rất nhỏ cho nên nó sẽ hấp thụnước từ vật cần sấy và ra khỏi buồng sấy ở trạng thái 3

 Đặc điểm:

 Quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ TNS

 TNS đóng vai trò trung gian hấp thụ nước từ VLS, nước này được ngưng tụ ởdàn lạnh và được thải ra ngoài

 Quá trình sấy không cần thải bỏ tác nhân sấy nên đảm bảo rất vệ sinh

 Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của VLS như lúc còn tươi

 Ứng dụng để sấy các loại VLS không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật ong, sản phẩm chứa nhiều Vitamin

 Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh)

 Sản phẩm thu được có chất lượng rất cao

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm

- Thời gian: thực hiện đề tài từ 06/04/2009 đến ngày 30/06/2009

- Địa điểm: tại Trung Tâm NL & MNN Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiêm.

một loại và từ một đầu mối cung cấp để có được nguyên liệu đầu vào ổn định Chọn những trái chín còn nguyên có kích thước tương đối đồng đều, hình dạng không bị cong méo Máy sấy thí nghiệm là máy sấy bơm nhiệt tại trường

- Áp kế nghiêng dùng đo áp suất không khí sấy do Trung Tâm NL & MNN sản xuất

- Cân đồng hồ Nhơn Hòa có giới hạn cao nhất là 2000g, độ chính xác 10g

- Cân điện tử 310g, độ chính xác 0,01g, do Đức sản xuất, đồng hồ bấm giờ, các khay đựng

- Đồng hồ điện năng HIOKI của Nhật sản xuất

- Đồng hồ đo tốc độ gió Windmaster 2 dùng đo tốc độ gió do Đức sản xuất

3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS.

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VLS:

Sử dụng thước kẹp có độ chính xác là 0,05mm có thang đo từ 0,05100mm Kích thước ban đầu (kích thước dài) là kích thước lớn nhất của trái ớt Kích thước ngang (đường kính) đo gần giữa trái ớt Chúng tôi tiến hành đo thí nghiệm 10 lần và thu được kết quả trung bình của trái ớt

3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS.

Ẩm độ là một thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn cứ vào ẩm độ đầu và cuối mà chúng tôi có thể tính được thời gian sấy lý thuyết cũng như thời gian bảo quản Ẩm độ đầu của ớt được xác định bằng phương pháp tủ sấy sau khi đưa ớt qua xử lý hóa chất và chần

3.3.3 Xác đinh dung trọng của VLS.

Do không có dụng cụ đo dung trọng của VLS, dung trọng của VLS được đo như sau: dùng xô đựng đầy ớt ngang bằng miệng, đặt lên cân lấy số liệu và sau đó đổ nước vào bằng miệng xô rồi cân nước Lặp lại thí nghiệm 3 lần và lấy kết quả trung bình

là 450C, 500C, 550C Mỗi mức nhiệt độ chúng tôi tiến hành hai lần thí nghiệm, như vậy

có tất cả là 6 lần thí nghiệm

3.4.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm.

Cân VLS cho vào các khay rồi đưa vào máy sấy, mở máy hoạt động và tiến hành lấy số liệu Sau 1h ta đo được nhiệt độ môi trương, nhiệt độ sấy một lần Sau 2h đo khối lượng ớt trong các khay để xác định sự giảm ẩm của vật liệu

3.5 Phương pháp xác định các chỉ tiêu.

- Ẩm độ ban đầu của vật liệu được xác định bằng phương pháp tủ sấy

a k

a a

a

G G

G G

G = Ga+ Gk: khối lượng của toàn bộ vật liệu ẩm

i = 100 – [G1(100 – 1)]/Gi % (3.3)Trong đó: i: ẩm độ tức thời theo cơ sở ướt tại thời điểm i %

G1: khối lượng ướt ban đầu, g

1: ẩm độ ban đầu của ớt, %

Gi: khối lượng ớt ở thời gian i, g

3.6 Phương pháp phân tích cảm quan.

Việc đánh giá cảm quan được tiến hành bằng cách cho điểm theo thang tiểm từ

1  5 Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 10 người, đánh giá tổng quan về chất lượng Cảm quan ớt sấy gồm chỉ tiêu, màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc Mẫu đánh giá theo phụ lục

3.7 Phương pháp xử lý số liệu.

Xử lý trên Excel để tính toán và vẽ các đồ thị thể hiện các yếu tố trong quá trình sấy

3.8 Tính toán chi phí sấy và hiệu quả kinh tế.

Tính toán chi phí và hiệu quả kinh tế của máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy ớt

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Thí nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt.

Để đạt yêu cầu, sau khi sấy, ớt phải khô đều mà vẫn giữ nguyên được màu sắc, mùi vị và trạng thái Bề mặt của ớt không bị nhăn, ớt vẫn giữ được trạng thái nguyên hình, không bị giòn, dễ vỡ Có thể bảo quản trong thời gian dài

4.1.2 Vật liệu khảo nghiệm.

Là ớt loại sừng trâu chín mua ở chợ Thủ Đức, cùng một giống, một loại và từ một đầu mối cung cấp để có được nguyên liệu đầu vào ổn định Chọn những trái chín còn nguyên có kích thước tương đối đồng đều, hình dạng không bị cong méo

Tính chất cơ lý của trái ớt

Kích thước, hình dáng và khối lượng liên quan đến việc chế biến, vận chuyển và bảo quản, nó được xem là thông số kỹ thuật quan trọng cho từng loại sản phẩm Chúng tôi đã tiến hành đo thí nghiệm và thu được kết quả

Bảng 4.1: Kích thước, khối lượng của quả ớt sừng trâu.

Đường kính (cm) Chiều dài (cm) Khối lượng (g)

Ẩm độ là một thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn cứ vào ẩm độ đầu và ẩm độ cuối mà chúng ta có thể tính được thời gian sấy lý thuyết

cũng như thời gian bảo quản Tiến hành thí nghiệm và xác định được ẩm độ đầu củasau khi đưa ớt qua xử lý hóa chất và chần.

Bảng 4.2 Đo ẩm độ đầu của ớt sừng trâu.

Bảng 4.3 Dung trọng ớt.

(ớt + bì) (g)

Klượng ( nước + bì) (g)

Klượng bì (g)

Dung trọng (kg/m3)

4.1.3 Máy sấy dùng trong khảo nghiệm.

Hình 4.1 Máy sấy khảo nghiệm.

 Cấu tạo: Máy sấy làm việc với năng suất 2kg/mẻ, có công suất tổng 3,3kW, tác

nhân sấy đi ngang khay Buồng sấy gồm 2 khay hình chữ nhật có kích thước dài x cao

x rộng = 400x200x300, mặt sàn khay sấy được làm bằng lưới thép Bề ngoài của buồng sấy và ống dẫn khí được bọc cách nhiệt bằng bông thủy tinh Tác nhân sấy được lưu thông nhờ quạt ly tâm(1) đặt sau buồng sấy Bộ phận bơm nhiệt gồm máy nén có công suất 0,42kW, quạt, dàn bay hơi và dàn ngưng Dàn ngưng được chia làm

2 dàn( dàn ngưng chính và dàn ngưng phụ) Dàn ngưng chính dùng để gia nhiệt cho tác nhân sấy, dàn ngưng phụ được quạt(4) thổi qua để giải nhiệt cho môi chất lạnh.Trước dàn lạnh có gắn quạt(5) thổi làm tăng vận tốc sấy Máy sấy còn được gắn thêm 4 điện trở, mỗi điện trở có công suất 0,47kW Vị trí lắp đặt được bố trí cụ thể qua hình 4.2

15 13

17.Van khí thoát 18.Van hồi lưu 19.Van hút khí

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy thí nghiệm.

 Nguyên lý hoạt động:

Van (16),( 17), (19) đóng, van (8), (18) mở Quạt (1) hút không khí và ẩm của VLStrong buồng sấy thổi vào dàn lạnh (2), dòng không khí ẩm qua dàn lạnh sẽ ngưng tụ thành nước, nước được đưa ra ngoài theo máng dẫn Dòng không khí tiếp tục tục đi vào dàn nóng (7) và qua điện trở (10) để gia nhiệt lên đến nhiệt độ yêu cầu Dòng không khí có nhiệt độ cao, ẩm độ thấp sẽ đi vào buồng sấy nhận ẩm từ VLS nhờ quạt đẩy đến dàn lạnh tách ẩm ra ngoài Như vậy TNS được tuần hoàn 100% và ẩm trong VLS được ngưng tụ tại dàn lạnh được đưa ra ngoài qua máng dẫn sẽ làm ớt giảm ẩm dần và khô

 Thông số làm việc của máy sấy khảo nghiệm:

 Năng suất 2kg/mẻ gồm 2 khay

 Công suất các thiết bị: Máy nén 0,42 kW, quạt 0,7 kW, điện trở 0,47*4 kW

 Công suất tổng: 3,30 kW

4.1.4 Xác định quy trình công nghệ sấy ớt.

- Qua khảo nghiệm quy trình sấy ớt trên máy sấy thí nghiệm được thực hiện như hình vẽ 4.2 ở dưới

- Trước khi sấy, ớt tươi được xử lý cơ học (chọn, rửa, cắt cuống), ngâm ớt trong nước muối 30 phút với nồng độ 4g muối/1lít nước ngâm sau đó rửa sạch Tiếp theo chần nước nóng 75800C từ 46 phút rồi lấy ra Tác dụng của việc chần là loại trừ tạp chất loại bỏ phần lớn các vi sinh vật bám dính lên bề mặt quả cũng như ở các phần

hư hỏng Mặt khác, chần còn có tác dụng tiêu diệt các enzim có sẵn trong nguyên liệu, các enzim này xúc tác trong quá trình ôxy hóa và phân giải một số hợp chất tự nhiên

có trong ớt, làm cho sản phẩm sấy giữ được màu sắc, mùi vị ban đầu Trong các enzim

đó, đáng kế nhất là peroxyđaza và polyphenoloxyđaza, thủ phạm gây ra biến màu Các enzim này bị nhiệt phân ở 78 - 800C vì vậy nên chần và xử lý nhiệt ở nhiệt độ 800C

- Chần còn có tác dụng làm biến đổi trạng thái keo của nguyên liệu, làm cho mô thực vật mềm ra, làm lớp màng ngoài bị phá hoại để cho nước thoát ra dễ dàng hơn.Vì vậy cần làm sạch ớt trước khi xử lý nhiệt Có thể dùng máy rửa thổi khí, cũng có thể rửa bằng tay Phải nhặt sạch các tạp chất, cuống cắt sát đài quả Rồi xếp chúng vào khay chứa và đưa vào máy sấy

- Cho ớt vào khay, rồi đưa vào buồng sấy, cho máy sấy chạy liên tục và thay đổi nhiệt độ sấy ỏ 3 mức trong khoảng từ 45550C.

Hình 4.3 Quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy thí nghiệm.

- Kiểm tra khối lượng cuả ớt sau khi sấy, nếu đạt tỉ lệ tươi/ khô bằng 6,92  6 (tương đương với ẩm độ 8  10%) thì ngưng sấy Làm nguội ớt cho đến khi đạt nhiệt

độ bình thường rồi đóng gói Đóng gói ớt sấy trong bao tải sợi PP (bao dứa) có lót túi

PE bên trong, khâu kín miệng và bảo quản ở kho khô ráo thoáng mát.Việc bảo quản ớt sấy cũng như các loại rau sấy khác là một điều hết sức quan tâm đúng mức trong dây truyền công nghệ sấy Hàm ẩm của ớt sấy khá thấp, khả năng hút ẩm rất mạnh nên bao

bì phải đủ kín và môi trường trong kho tương đối khô Nếu ớt hút ẩm trở lại, vi sinh vật có điều kiện phát triển sẽ gây hư hỏng Biểu hiện của hư hỏng là các vết mốc bám, những chỗ mềm nát là điểm thích hợp cho côn trùng tấn công và để trứng Sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng làm tăng thêm độ ẩm trong sản phẩm, dẫn đến những

sự hư hỏng triệt để hơn, tai hại hơn Sự phát triển của một chủng nấm sinh độc tố Aflatoxin còn gây nguy hiểm cho người sử dụng Vậy nên việc duy trì thông thoáng, bảo đảm sự khô ráo trong kho bảo quản là rất cần thiết

- Hàng ngày, hàng tuần cần kiểm tra và kịp thời xử lý các tổn thất để đề phòng tổn thất trong bảo quản Bao bì càng chắc bền, càng dày càng tốt Cần đề phòng va trạm trong vận chuyển và bảo quản gây ra các vết rách, thủng làm mất khả năng chống ẩm của bao bì Ớt bột là sản phẩm được chế biến từ ớt sấy, ớt sấy phải đạt tiêu chuẩn khô, sạch và tốt Phải có độ ẩm 8  10%, không có tạp chất, vặt sạch cuộng, không có các dấu hiệu hư hỏng, không mốc mọt Phải có màu sắc đẹp, mùi vị tự nhiên Trước khi xay, cần kiểm tra lại hàm ẩm và chọn lại để loại bỏ ớt không đạt yêu cầu Nếu hàm ẩm cao, cần cho qua máy sấy sấy lại Mỗi loại nguyên liệu có màu sắc và độ cay khác nhau, do đó phải xay riêng và đóng gói riêng

4.1.5 Chọn chế độ sấy thí nghiệm.

Do máy sấy khảo nghiệm là máy sấy bơm nhiệt được đặt tại trung tâm NL & MNN của trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh với ẩm độ của TNS thấp, quạt không

có dụng cụ làm thay đổi lưu lượng, hơn nữa khi sấy rau quả nếu nhiệt độ sấy lớn hơn

600C sẽ làm Protein bị biến tính nên chúng tôi chỉ chọn một thông số là nhiệt độ với ba mức 450C, 500C, 550C để sấy thí nghiệm

4.1.6 Kết quả khảo nghiệm.

Thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 45 0 C

Thí nghiệm được thực hiện ngày 14 và 21/05/2009 với các số liệu ban đầu của các ngày như sau:

Ẩm độ ban đầu 86,7%, sấy xuống ẩm độ 8% Số liệu thu được trong quá trình sấy ởphụ lục 3

Ẩm độ ban đầu 86,7%, sấy xuống ẩm độ 8% Số liệu thu được trong quá trình sấy

ở phụ lục 6

Đồ thị giảm ẩm của quá trình sấy ớt ở 45 0 C

Hình 4.4: Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 45oC

 Nhận xét: - Thời gian sấy ở nhiệt độ 45oC dao động trong khoảng 3236 (giờ)

- Trong khoảng 24(giờ) đầu của ngày 21/05, tốc độ thoát ẩm của hai khay gần như nhau, do chúng tôi chuyển đổi vị trí các khay sau mỗi lần cân Trong khoảng từ 24-36(giờ) khay 4 đặt trên nên tốc độ thoát ẩm chậm, khay 5 đặt dưới khô trước Ngày 14/05 trong khoảng 28(giờ) đầu thì tốc độ giảm ẩm của khay 4 nhanh hơn khay 5, về sau đổi vị trí khay 4 lên trên nên thời gian sấy như nhau