Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế thiết bị sấy vải quả sử dụng năng lượng khí sinh học (biogas)

DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN Bảng 1.1 Thành phần hoá học của phần thịt quả vải 7 Bảng 1.2 Diện tích và sản lượng các vùng trồng vải chính ở Việt với độ chênh nhiệt độ dòng khí và chiều ca

bộ giáo dục và đào tạo

trường đại học NÔNG NGHIệP hà nộI

-* -PHạM THị MINH HUệ

NGHIấN CỨU MỘT SỐ THễNG SỐ CHÍNH LÀM

CƠ SỞ THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY VẢI QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2011

bộ giáo dục và đào tạo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NễNG NGHIỆP HÀ NỘI

-* -

PHẠM THỊ MINH HUỆ

NGHIấN CỨU MỘT SỐ THễNG SỐ CHÍNH LÀM

CƠ SỞ THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY VẢI QUẢ SỬ DỤNG

NĂNG LƯỢNG KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)

Chuyờn ngành: Kỹ thuật mỏy và thiết bị cơ giới hoỏ

nụng nghiệp và nụng thụn

Mó số : 62 52 14 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Trần Như Khuyờn

2 GS.TS Phạm Xuõn Vượng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Trần Như Khuyên và GS.TS Phạm Xuân Vượng cùng với sự đóng góp ý kiến của các thầy cô Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản - Khoa Cơ điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được bảo vệ ở bất kỳ học vị nào

Các tài liệu trích dẫn trong luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc

Mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn

Hà Nội, ngày 15 tháng 1 năm 2012

Tác giả luận án

Phạm Thị Minh Huệ

LỜI CẢM ƠN

Với sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Như Khuyên – Khoa Cơ điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội và GS.TS Phạm Xuân Vượng – Hội Cơ khí Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong nhiều năm tháng học tập cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận án

Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản, Ban lãnh đạo khoa Cơ điện, Viện Đào tạo Sau Đại học và Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã luôn quan tâm giúp đỡ cũng như đóng góp các ý kiến để tôi hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô giáo khoa Cơ khí

và các phòng ban trong Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài

Xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới GS.TSKH Phạm Văn Lang - Hội Cơ khí Nông nghiệp Việt Nam, PGS.TS Nông Văn Vìn và TS Nguyễn Thanh Hải -Khoa Cơ khí – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đã có các ý kiến nhận xét chuyên môn hết sức sâu sắc để tôi hoàn thiện chương trình nghiên cứu này Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Công nghiệp thực phẩm Thanh Xuân -

Hà Nội, Bộ môn kiểm nghiệm chất lượng rau quả - Viện nghiên cứu Rau quả

Hà Nội, các thầy cô Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch,

Sở Khoa học Công nghệ Hưng Yên, trang trại VACB của ông Ngô Xuân Chiến - Phạm Ngũ Lão - Kim Động - Hưng Yên, Hiệp hội vải Thanh Hà - Hải Dương đã giúp tôi trong việc làm thực nghiệm và đánh giá kết quả nghiên cứu

của đề tài

Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã luôn quan tâm, động viên giúp tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận án này

Hà Nội, ngày 15 tháng 1 năm 2012

Tác giả luận án

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục i

Danh mục các chữ viết tắt vii

Danh mục các ký hiệu toán học viii

Danh mục hình trong luận án xiii

Danh mục bảng trong luận án xvii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4.1 Đối tượng nghiên cứu 3

4.2 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

6 Những đóng góp mới 4

7 Cấu trúc nội dung luận án 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm cấu tạo, thành phần hoá học và công dụng của quả vải 5

1.1.1 Đặc điểm cấu tạo của quả vải 5

1.1.2 Thành phần hoá học của quả vải 6

1.1.3 Công dụng của quả vải 8

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả 9

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả trên thế giới 9

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả ở trong nước 11

1.3 Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả 14

1.3.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả trên thế giới 14

1.3.2.Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả ở trong nước 20

1.3.2.1 Quy trình công nghệ sấy vải quả 21

1.3.2.2 Thiết bị sấy vải quả 25

1.4 Năng lượng sử dụng trong quá trình sấy vải quả 28

1.4.1 Năng lượng hoá thạch 29

1.4.2 Năng lượng tái tạo 29

1.4.2.1 Năng lượng mặt trời 29

1.4.2.2 Năng lượng sinh khối 30

1.4.2.3 Năng lượng khí sinh học 30

1.5 Kết luận chương 1 33

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu 35

2.2 Đối tượng nghiên cứu 35

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 37

2.3.1.1 Phương pháp giải tích 37

2.3.1.2 Phương pháp số 38

2.3.1.3 Phương pháp mô phỏng 41

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 41

2.3.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 41

2.3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 42

2.3.2.3 Phương pháp nghiên cứu tối ưu tổng quát 47

2.3.3.1 Phương pháp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 49

2.3.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của thiết bị sấy…51 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu nghiên cứu 56

Chương 3: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT ẨM TRONG BUỒNG SẤY 3.1 Mô hình hóa quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong buồng sấy 57

3.1.1 Mô hình kết cấu hệ thống thiết bị sấy 57

3.1.1.1 Vùng chứa vải quả 58

3.1.1.2 Vùng biên 58

3.1.2 Mô hình hóa quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong vật liệu sấy 58

3.1.2.1 Mô hình khuếch tán 59

3.1.2.2 Mô hình động học 64

3.1.3 Mô hình hóa quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong buồng sấy 65

3.1.3.1 Quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong vùng chứa vải quả 65

3.1.3.2 Quá trình trao đổi nhiệt trong vùng biên 71

3.2 Mô phỏng quá trình nhiệt ẩm trong vùng chứa vải quả 71

3.2.1 Giai đoạn tốc độ sấy giảm 722

3.2.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi 76

3.3 Khảo sát quá trình nhiệt ẩm trong buồng sấy và lựa chọn các thông số của thiết bị sấy 78

3.3.1 Thuật giải hệ phương trình vi phân 78

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến quá trình sấy 81

3.3.3 Lựa chọn các thông số cơ bản của thiết bị và chế độ sấy 85

3.4 Kết luận chương 3 85

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Kết quả khảo sát chế độ sấy vải quả trong thực tiễn sản xuất 86

4.2 Thí nghiệm xác định độ giảm hàm lượng nước trong vải quả 87

4.2.1 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi 89

4.2.2 Giai đoạn tốc độ sấy giảm 90

4.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 91

4.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ dòng khí sấy Tn (oC ) 91

4.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí sấy v (m/s) 92

4.3.3 Ảnh hưởng khoảng cách các thanh treo vật liệu sấy h (cm) 94

4.4 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 96

4.5 Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát 104

4.6 Kết quả thí nghiệm ứng với giá trị tối ưu của các yếu tố vào 106

4.7 Đề xuất và hoàn thiện quy trình công nghệ sấy vải quả 108

4.7.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy vải quả 108

4.7.2 Thuyết minh quy trình 109

4.8 Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để hoàn thiện thiết kế thiết bị sấy vải quả SBOG-150A 112

4.8.1 Hoàn thiện thiết kế thiết bị sấy vải quả SBOG-150 A 112

4.8.2 Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy sấy vải quả 113

4.8.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của thiết bị sấy SBOG - 150A 115

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 116

KIẾN NGHỊ 117 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC

5 M % Độ ẩm vải quả tại thời điểm khảo sát 16

7 a,b,c,d,p - Các hệ số thực nghiệm 16

8 Dflesh m2/s Độ khuếch tán ẩm của cùi vải quả 17

9 Dseed m2/s Độ khuếch tán ẩm của hạt vải quả 17

10 Dshel m2/s Độ khuếch tán ẩm của vỏ vải quả 17

13 Vo m³ Thể tích ban đầu của cùi vải 18

14 V m³ Thể tích của cùi vải sau khi sấy khô 18

17 ρ kg/m³ Khối lượng riêng của vải quả 39

18 Cp J/kg.0K Nhiệt dung riêng của vải quả 39

19 h cm Khoảng cách giữa các thanh treo vật 42

TT Ký hiệu Đơn vị Giải thích Trang

TT Ký hiệu Đơn vị Giải thích Trang

37 th - Chỉ số liên quan đến gradient nhiệt 59

38 M (%) Độ ẩm trung bình của vật liệu sấy 59

42 D m2/s Độ khuếch tán ẩm của quả vải 62

48 Dair m2/s Độ khuếch tán của không khí 64

50 ∆xar m Khoảng cách không khí giữa vỏ và

cùi

64

TT Ký hiệu Đơn vị Giải thích Trang

58 pb bar Phân áp suất bão hòa của hơi nước

trong không khí

73

59 ro m Bán kính tương đương của vải quả 73

60 Ca kJ/kg.oK Nhiệt dung riêng của không khí 73

61 Ga kg/h.m2 Khối lượng không khí chuyển động

qua tiết diện cắt ngang buồng sấy

73

63 ρa kg/m3 Khối lượng riêng của không khí 74

65 Vb m3 Thể tích không gian chứa vải quả

trong buồng sấy

TT Ký hiệu Đơn vị Giải thích Trang

71 dqtd m Đường kính tương đương của vải quả 75

DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN ÁN

Hình 1.2 Vải sấy khô của Trung Quốc và Thái Lan 11

Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn đặc tính giảm ẩm của vải quả bóc vỏ khi

sấy 50oC 60oC và 70oC và độ ẩm tương đối của không khí là 10%, 20% và 25%

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ thống sấy vải quả SVQ-1 26 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang 27 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị sấy vải quả SBOG - 150 35

Hình 2.3 Các yếu tố đầu vào và ra của thiết bị 42 Hình 2.4 Đồ thị hàm mong muốn thành phần dj khi Yj bị chặn một

phía

48

Hình 2.5 Thiết bị đo tốc độ gió (SMART SENSOR) 49 Hình 2.6 Thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm dòng khí sấy (FOX 301A ) 49 Hình 2.7 Thiết bị đo nhiệt độ đầu đốt gas (SGK – MF 904) 50

Hình Nội dung Trang

Hình 2.8 Thiết bị đo lưu lượng và áp suất khí Biogas 50 Hình 2.9 Sơ đồ lấy mẫu vải quả trong buồng sấy 51 Hình 2.10 Sơ đồ vị trí lấy mẫu vải quả theo mặt cắt ngang buồng

sấy

52

Hình 2.11 Thiết bị đo độ ẩm sản phẩm (DATA HOEP) 53 Hình 2.12 Máy đo sắc ký lỏng RID – 10A ( Nhật Bản) 56 Hình 2.13 Máy đo sắc ký lỏng SPD – H10AVP ( Nhật Bản) 56 Hình 3.1 Mô hình kết cấu hệ thống thiết bị sấy 57

Hình 3.3 Mô hình cân bằng năng lượng và khối lượng dòng khí sấy

của quả vải

67

Hình 3.4 Quy luật thay đổi nhiệt độ và độ ẩm của vải quả theo thời

gian

79

Hình 3.5 Quy luật thay đổi nhiệt độ và độ ẩm của không khí sấy

theo thời gian

81

Hình 3.6 Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí đến nhiệt độ không khí

trong buồng sấy theo thời gian

82

Hình 3.7 Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí sấy đến đặc tính giảm

ẩm của vải quả trong buồng sấy theo thời gian

Hình Nội dung Trang

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ dòng khí sấy

Hình 4.8 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

100

Hình 4.9 Ảnh hưởng của cặp yếu tố vận tốc dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

100

Hình 4.10 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và vận

tốc dòng khí sấy

101

Hình 4.11 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

101

Hình 4.12 Ảnh hưởng của cặp yếu tố vận tốc dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

102

Hình 4.13 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và vận

tốc dòng khí sấy

102

Hình 4.14 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

103

Hình 4.15 Ảnh hưởng của cặp yếu tố vận tốc dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

103

Hình 4.16 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và vận 103

Hình Nội dung Trang

tốc dòng khí sấy Hình 4.17 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

104

Hình 4.18 Ảnh hưởng của cặp yếu tố vận tốc dòng khí sấy và

khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy

DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN

Bảng 1.1 Thành phần hoá học của phần thịt quả vải 7 Bảng 1.2 Diện tích và sản lượng các vùng trồng vải chính ở Việt

với độ chênh nhiệt độ dòng khí và chiều cao buồng sấy

Bảng Nội dung Trang

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của vận tốc dòng khí

sấy

93

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khoảng cách

thanh treo vật liệu sấy

94

Bảng 4.5 Mức biến thiên và giá trị mã hoá của các yếu tố xi 96

Bảng 4.6 Các hệ số hồi qui có nghĩa của các hàm Yj 97

Bảng 4.7 Kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán 98 Bảng 4.8 Giá trị tối ưu của các yếu tố vào xi và các hàm thành phần

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vải thiều là loại cây ăn quả quý có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, được coi là vua trái cây ở các nước nhiệt đới Ở nước ta cây vải được coi là cây chủ lực trong vườn và vải quả được xếp vào danh mục đặc sản thiên nhiên nổi tiếng của Việt Nam [103] Diện tích trồng vải ở nước ta không ngừng tăng lên, năm 1999 diện tích trồng vải là 35.000 ha với sản lượng là 50.000 tấn [30] Năm 2007 diện tích trồng vải của cả nước là 88.900 ha với sản lượng 428.900 tấn[7], [43] Sản phẩm vải quả của nước ta được tiêu thụ dưới dạng quả tươi và các sản phẩm chế biến từ vải như: vải quả sấy khô, vải đông lạnh, nước ép vải, rượu vải,…), trong đó vải quả được tiêu thụ dưới dạng quả tươi và sấy khô là chủ yếu

Đặc điểm của vải thiều là thời gian thu hoạch rất ngắn (35 ÷ 40 ngày), sản phẩm rất dễ hư hỏng bởi thời tiết nắng nóng, mưa nhiều trong vụ thu hoạch, chi phí vận chuyển và bảo quản từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ lớn Đặc biệt vào giữa vụ thu hoạch, khối lượng sản phẩm lớn, hiện tượng “ùn tắc”, giá bán rất thấp đã gây thiệt hại nhiều cho nông dân Một số vùng trồng vải như Bắc Giang, Lạng Sơn, xuất hiện tình trạng vải quả không tiêu thụ được, để rụng thối quanh gốc cây, gây lãng phí rất lớn Để giảm tổn thất vải quả sau thu hoạch, một trong những biện pháp có hiệu quả mà các hộ nông dân vùng trồng vải đã và đang thực hiện là sấy khô để kéo dài thời hạn bảo quản, sau đó lựa chọn thời điểm và thị trường thích hợp để tiêu thụ Hơn nữa, vải quả khô đang được sử dụng phổ biến như là một sản phẩm thay thế cho vải tươi khi trái vụ do có hương vị thơm ngon đặc trưng, vì vậy nhu cầu tiêu thụ loại vải quả khô liên tục tăng trên thị trường trong và ngoài nước Để nâng cao chất lượng vải quả khô xuất khẩu, một số cơ sở sản xuất, các Viện, trường Đại học đã nghiên cứu cải tiến các thiết bị sấy vải quả và đã góp phần nâng cao

chất lượng sản phẩm Tuy nhiên do chi phí năng lượng, chi phí đầu tư mua sắm thiết bị, bảo trì và sửa chữa lớn nên các cơ sở sản xuất khó chấp nhận Thực tế hiện nay, phần lớn vải quả vẫn được làm khô trong hàng ngàn lò sấy thủ công dùng trực tiếp khói lò làm dòng khí sấy nên nhiều mẻ sấy có chất lượng rất kém không tiêu thụ được và nhiều lô hàng xuất khẩu do không đạt tiêu chuẩn chất lượng phải trả về hoặc chịu chấp nhận giá bán thấp gây thiệt hại rất lớn cho người sản xuất

Mặt khác, để sấy vải quả ở nước ta hiện nay nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu là năng lượng hóa thạch như than đá, dầu, Đây là nguồn năng lượng tương đối đắt tiền và không thân thiện với môi trường Trong khi đó nguồn năng lượng khí sinh học được sản sinh từ các công trình xử lý chất thải chăn nuôi có ở hầu hết ở các địa phương trong cả nước sử dụng không hết hoặc không sử dụng đến Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng khí sinh học nhằm giảm chi phí cho quá trình sấy, góp phần tiết kiệm năng lượng hoá thạch và giảm ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết

Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế thiết bị sấy vải quả sử dụng năng lượng khí sinh học (biogas)”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu chung: Tạo ra thiết bị sấy vải quả sử dụng năng lượng khí sinh học (KSH) nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng hoá thạch, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường

- Mục tiêu cụ thể: Xác định một số thông số tối ưu làm cơ sở để hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết kế chế tạo thiết bị sấy

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định một số tính chất cơ lý hóa của quả vải liên quan đến quá trình

- Xây dựng mô hình quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa vật liệu sấy và dòng khí sấy nhằm định hướng cho việc thiết kế thiết bị sấy

- Nghiên cứu thực nghiệm xác định một số thông số tối ưu làm cơ sở cho việc hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết kế, cải tiến thiết bị sấy

- Nghiên cứu ứng dụng thiết bị sấy trong thực tiễn sản xuất nhằm xác định hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của thiết bị sấy để có thể triển khai áp dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các thông số công nghệ của thiết bị sấy vải quả: nhiệt độ sấy, vận tốc dòng khí sấy, khoảng cách giữa các thanh treo vật liệu sấy,

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu mô hình thiết bị sấy vải quả sử dụng năng lượng khí sinh học thí nghiệm năng suất 150kg tươi/mẻ

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đã ứng dụng phương pháp mô hình hoá và mô phỏng để xác định các thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của thiết bị sấy nhằm định hướng cho việc thiết kế, chế tạo máy Kết quả nghiên cứu trên là tài liệu tham khảo cần thiết khi thiết kế các thiết bị sấy có năng suất khác nhau với các loại vật liệu sấy khác nhau

- Đã thiết kế chế tạo thành công thiết bị sấy vải quả sử dụng nguồn năng lượng khí sinh học để làm khô vải quả nói riêng và các loại nông sản thực phẩm nói chung Đây là thiết bị sấy sử dụng không khí đốt nóng gián tiếp qua thiết bị trao đổi nhiệt nên tạo ra sản phẩm sấy có chất lượng cao, sản phẩm được treo trong buồng sấy có cấu tạo đơn giản, hoàn toàn có thể chế tạo được

ở trong nước thay cho thiết bị sấy nhập ngoại đắt tiền, nhờ đó có thể triển

khai, áp dụng rộng rãi cho các cơ sở sản xuất

7 Cấu trúc nội dung luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, các phụ lục, luận án gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu

Chương 2: Nguyên vật liệu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Mô hình hóa và mô phỏng quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong buồng sấy

Chương 4: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm cấu tạo, thành phần hoá học và công dụng của quả vải

1.1.1 Đặc điểm cấu tạo của quả vải

Cây vải, còn gọi là Lệ chi (danh pháp khoa học: Litchi chinensis Sonn)

thuộc chi litchi họ bồ hòn (Sapindaceae), bộ bồ hòn (Sapindales), ngành ngọc

lan (Magnoliophyta) [41], [60] Vải là loại cây thân gỗ, cao trung bình

15 ÷ 20 m, các lá có hình lông chim mọc so le dài 15 ÷ 25 cm, với 2 ÷ 8 lá

chét ở bên dài 5 ÷10 cm và không có lá chét ở đỉnh Các lá non mới mọc có

màu đỏ đồng sáng, sau đó chuyển dần thành màu xanh lục Hoa nhỏ màu

trắng, xanh lục, mọc thành các chùy hoa dài tới 30 cm [60], [65]

Quả vải là loại trái cây hấp dẫn có dạng hơi tròn, hình ô van hoặc hình

tim, chiều cao 3 ÷ 5cm và đường kính 2 ÷ 4cm Lớp vỏ ngoài mỏng, màu đỏ

hồng, đỏ tươi sáng có thể mịn hoặc thô, cấu trúc sần sùi không ăn được nhưng

dễ dàng bóc được Bên trong là lớp cùi thịt màu trắng mờ, thơm, ngọt và giàu

vitamin C Tại trung tâm là một hạt màu nâu, dài 0,6 ÷ 1,2cm và đường kính

cỡ 1 ÷ 1,5cm [7], [21], [60] Hạt có độc tính nhẹ và không nên ăn Quả chín

vào tháng 5 ÷ 6 hàng năm và cho thu hoạch sau 100 ngày từ khi ra hoa

Cấu trúc quả vải gồm các phần chủ yếu là cuống quả, vỏ quả, thịt quả và

hạt như trên hình 1.1:

Hình 1.1 Cấu tạo quả vải

Cuống quả: Nối kết giữa quả với chùm quả Phần này thường có kết cấu xốp, mềm nên là nơi trú ngụ và xâm nhập của một số vi sinh vật, sâu hại

bề mặt xù xì Chính sự cấu tạo này của vỏ quả đã tạo điều kiện tốt cho các loại vi sinh vật gây hại như vi khuẩn, nấm mốc, nấm men cư trú… làm biến màu và thối hỏng quả trong quá trình bảo quản

Thịt quả (cùi): Là phần ăn được của quả vải Thịt quả mềm do thành phần chủ yếu là nước Trong thịt quả chứa nhiều chất dinh dưỡng, nhất là đường nên là môi trường tốt để các loại vi sinh vật phát triển, gây thối, chua

và làm hư hỏng quả

của hạt là tinh bột Phần đầu hạt có chứa phôi, là nơi dễ bị tác động của các loại vi sinh vật [60], [65]

1.1.2 Thành phần hoá học của quả vải

Vải là loại quả có hàm lượng nước, hàm lượng đường cao, giàu acid hữu

cơ, chất béo, protein, các chất khoáng canxi, sắt, photpho, kali các vitamin C,

B1, B2 [7], [21],[41], [60]

quả vải [7],[19], [30], [41] Nước trong thịt quả lớn hơn có trong vỏ và hạt Hàm lượng nước trong quả quyết định mức độ hoạt động sống của quả và chủ yếu tồn tại dưới dạng nước tự do

- Các loại đường đơn và đường kép: saccaroza, glucoza, fructoza …tồn tại chủ yếu trong cùi quả

- Các polysacarit: tinh bột, cellulose,…tồn tại nhiều trong hạt và vỏ quả

c Đường: Hàm lượng đường tổng số trong vải quả chiếm từ 18÷20%,

kiện thuận lợi cho các phản ứng lên men làm cho vải quả dễ bị hư hỏng trong bảo quản Thành phần hoá học của quả vải được ghi trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần hoá học của phần thịt quả vải [6]

cao tạo nên giá trị trong sử dụng Tuy nhiên, vitamin đặc biệt là vitamin C rất

dễ bị biến đổi dưới tác dụng của oxy, ánh sáng và nhiệt độ Enzym quan trọng nhất trong vải là enzym polyphenoloxydaza Loại enzym này xúc tác quá trình oxy hoá các hợp chất polyphenol làm biến màu vỏ quả sau thu hoạch Hoạt động của các enzym trong quả phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm,… Do đó điều chỉnh các yếu tố này để ức chế hoặc làm mất hoạt tính của enzyme là nội dung quan trọng trong xử lý, bảo quản và chế biến quả vải [5], [13],[22], [45]

e Tanin và các chất màu: Nhóm chất này tồn tại chủ yếu trên vỏ quả tạo nên những màu sắc và khả năng chống chịu vi sinh vật trong bảo quản Trên

vỏ quả của giống vải nào có hàm lượng tanin cao thì sự tồn tại của các loại vi sinh vật trên đó sẽ thấp, khả năng bảo quản cao và ngược lại Sự biến màu vỏ quả sau thu hoạch chính là kết quả của quá trình phân huỷ các anthocyanin [5]

1.1.3 Công dụng của quả vải

Từ đời Đường, Tống, Minh, Thanh vải là sản vật quý hàng năm nước ta phải cống nạp cho Trung Quốc [100] Sách sử Trung Quốc cho rằng Dương Quý Phi đời nhà Đường nhờ ăn quả vải thường xuyên mà đã trở thành một tuyệt thế mỹ nhân thời đó

Danh y đời Minh là Lý Thời Trân đã viết trong “Bản thảo cương mục”[100]: “Việc thường xuyên ăn vải sẽ giúp bổ não, khỏe người, chữa được bệnh tràng nhạc, u nhọt, khai vị, lợi tì Cùi vải khô bổ nguyên khí, là loại thuốc bổ cho phụ nữ và người già yếu”

Danh y Vương Thế Hùng đời Thanh cho rằng “Vải tính ấm, vị ngọt, mùi thơm, thông thần ích trí, tăng tinh tủy, thêm huyết dịch, chữa hôi miệng, giảm đau, bổ tâm, dưỡng can huyết” [100] Qua đó, có thể thấy vải là thứ quả có giá trị bổ hư, làm đẹp, nhuận da, kéo dài tuổi thọ

Theo các sách thuốc cổ của Việt Nam ngoài việc cung cấp dinh dưỡng

và màu sắc trong bữa ăn được sử dụng hàng ngày, quả vải còn là vị thuốc hữu hiệu, chữa bệnh từ lâu đời lại an toàn trong sử dụng với tên thuốc trong y học

cổ truyền là lệ chi Trong sách y học cổ truyền cho rằng vải có tác dụng dưỡng da làm đẹp nhan sắc, rất có lợi cho sức khỏe phụ nữ [12], [100]

Y học hiện đại đã phân tích thành phần dinh dưỡng của quả vải thấy cùi, hạt, vỏ quả vải đều là vị thuốc Quả vải được dùng trong các bài thuốc trà vải, cháo vải, rượu hồi xuân có tác dụng điều trị đối với các chứng bệnh yếu thận,

Theo Đông y, đã phát hiện tác dụng của các thành phần trong quả vải như sau:

Vỏ quả vải dùng để chữa tiêu chảy, di tinh, chữa băng huyết ở phụ nữ Hạt vải (lệ chi hạch) có tanin, độ tro, chất béo, vị ngọt chát, tính ôn, tác dụng tán hàn Dùng loại hạt to, mẩy, màu đen sáng bóng, thái mỏng phơi hay sấy khô có thể chữa sa nang, can khí tích tụ, nhức răng, đau dạ dày, đau buốt tinh hoàn [12]

Cùi quả vải (lệ chi nhục) với thành phần chủ yếu là đường, nước, và các vitamin B, C Cùi vải có vị ngọt chua, tính bình, được dùng làm nước giải khát Đây là loại đồ uống ngon, mát, rẻ tiền trong mùa hè với tác dụng thanh nhiệt, làm hết phiền khát, bổ dưỡng, tiêu độc [100] Cùi vải phơi khô là thuốc

bổ nguyên khí giúp an thần, dưỡng khí, rất có lợi cho sức khỏe của người cao tuổi và phụ nữ, có tác dụng chữa thiếu máu, đau bụng do lạnh, hôi miệng, nấc, tràng nhạc, sởi, mụn nhọt, tỳ hư, suy nhược cơ thể ở phụ nữ [12],[100]

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả trên thế giới

Vải được tìm thấy ở miền nam Trung Quốc cách đây 2000 năm, phía bắc Việt Nam và bán đảo Mã Lai, Vùng này là một trong ba cái nôi chính đã thuần hóa các giống cây vải Sản xuất vải quả ở châu Á chiếm hơn 95 % các vùng canh tác trên thế giới (khoảng 2 triệu tấn), tập trung chủ yếu ở Trung Quốc (1.300.000 tấn), Ấn Độ (430.000 tấn), Thái Lan (80.000 tấn), Bangladesh (13.000 tấn) và Nepal (14.000 tấn), ít hơn ở Philippin, Indonesia, Đài Loan, Úc, Mỹ và Nam phi [7], [30], [41], [60]

Trung Quốc là nước sản xuất và xuất khẩu vải lớn nhất trên thế giới Theo tiến sĩ Christopher (2002) [60] diện tích trồng vải ở Trung Quốc phát triển rất nhanh với 580.000 ha và sản lượng 1.260.000 tấn vào năm 1999 Trong khi đó, sản lượng năm 1980 chỉ 50.000 tấn Cây được trồng chủ yếu tại

các tỉnh Quảng Đông, Quảng Tây, Phúc Kiến (Quảng Đông sản xuất khoảng 65%) Diện tích canh tác ngày càng mở rộng với nhiều vườn cây ăn trái mới Tại Trung Quốc, vải có thể được dùng tươi, sấy khô hoặc xử lý Trái cây sấy khô bức xạ hồng ngoại – chân không hoặc trong các lò sấy với hương vị đặc trưng [60], [86], [87], [90], [92] Hầu hết các trái cây sấy khô được bán tại địa phương, một số xuất khẩu sang các nước khác trong khu vực Châu Á như Hồng Kông, Nhật Bản và Singapore, trong đó chế biến đạt 2.500 tấn mỗi năm

Ấn Độ là quốc gia sản xuất vải quả đứng thứ hai sau Trung Quốc Tổng diện tích canh tác tăng từ 9.400 ha năm 1949 đến 56.000 ha vào năm 1998 [30], [60] Trong suốt 200 năm qua, vải đã được trồng nhiều phía bắc và đông bắc của Ấn Độ, tạo ra thu nhập cho hàng triệu nông dân Khoảng 75% sản lượng vải được sản xuất ở miền Bắc Bihar (310.000 tấn), còn lại được trồng ở các nơi khác như West Bengal (36.000 tấn), Tripura (27.000 tấn), Assam (17.000 tấn), Riêng chỉ trong 7 năm từ 1992 ÷ 1999, diện tích trồng vải đã tăng 14,3% và sản lượng tương ứng tăng 75% Hiện nay sản lượng vải xuất khẩu của Ấn Độ còn rất thấp, chỉ khoảng 5% tổng sản lượng [30]

Thái Lan là nước sản xuất vải quả tương đối lớn Năm 2000 diện tích trồng của Thái Lan là 23.000 ha với sản lượng 80.000 tấn Đến năm 2005 diện tích trồng vải của Thái Lan khoảng 50.000 ha với sản lượng khoảng 175.000 tấn Sản phẩm vải quả của Thái Lan được tiêu thụ ở hai dạng vải quả tươi và các sản phẩm chế biến từ vải (vải sấy khô, đồ hộp vải nước đường purê, ), trong đó vải đóng hộp và vải quả khô là chính Vải sấy khô của Thái Lan đã

có mặt ở hầu hết thị trường của các Châu Lục trên thế giới với tổng sản lượng xuất khẩu là 6.770 tấn, gấp 4,5 lần sản lượng vải xuất khẩu của Việt Nam [60], [65] Một số sản phẩm vải quả khô của Trung Quốc và Thái Lan được thể hiện

Hình 1.2 Vải sấy khô của Trung Quốc và Thái Lan

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả ở trong nước

Ở nước ta cây vải được trồng cách đây 2000 năm Cây vải hoang dã đã được tìm thấy ở vùng núi Tam Đảo – Vĩnh Phúc, vườn quốc gia Ba Vì – Hà Tây Dưới thời Bắc thuộc, vải là một trong những sản vật quý hàng năm nước

ta phải cống, nộp cho Trung Quốc và được thương mại hóa ở Việt Nam từ năm 1980 [6], [7], [30], [41], Cây vải được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc phân bố từ 18 ÷ 190 vĩ Bắc trở ra như: Lục Ngạn, Sơn Động (Bắc Giang), Chí Linh, Thanh Hà (Hải Dương), Đông Triều (Quảng Ninh), Hữu Lũng (Lạng Sơn), …

Từ xa xưa, vải thiều đã được coi là cây ăn quả đặc sản và có giá trị kinh

tế cao, là cây chủ lực trong vườn Trồng vải đã đem lại lợi ích về nhiều mặt như góp phần phủ xanh đất trống đồi trọc, phát triển kinh tế trang trại, đem lại lợi nhuận kinh tế cho người sản xuất, đặc biệt một số giống vải thiều và vải chín sớm giúp nông dân ở các vùng đồi núi xa xôi xoá đói giảm nghèo, nhiều

hộ gia đình đã giàu lên nhanh chóng nhờ trồng vải, do đó diện tích trồng vải

và sản lượng của nước ta không ngừng tăng lên như trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Diện tích và sản lượng các vùng trồng vải chính ở Việt Nam năm 2007

(ha)

Diện tích thu hoạch (ha)

Sản lượng (tấn)

Sản lượng trung bình (tấn / ha)

Hiện nay, khoảng 70 ÷75% sản lượng vải được tiêu thụ dưới dạng quả tươi, 25 ÷30% còn lại được sấy khô và đưa vào chế biến ở các dạng nước quả, vải hộp Giá vải giữa vụ thu hoạch thường chỉ bằng 1/3 so với giá đầu và cuối

vụ Giá vải khô ở một số thị trường lớn có sự dao động như trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Giá vải khô ở một số thị trường nội tiêu năm 2011

TT Thị trường Cao nhất Thấp nhất Bình quân

1 Lục Ngạn (Bắc Giang) 50.000 đ 26.000 đ 38.000 đ

2 Thanh Hà (Hải Dương) 55.000 đ 30.000 đ 42.500 đ

3 Đông Triều (Quảng Ninh) 50.000 đ 25.000 đ 37.500 đ

Hiện nay các sản phẩm chế biến từ vải như: vải nước đường đóng hộp, vải đông lạnh, nước ép vải, rượu vang vải, đã được tiếp thị và bán tại các siêu thị lớn như sản phẩm của các Công ty Phước An, Công ty Chế biến nông lâm sản xuất khẩu Thanh Hà nhưng số lượng tiêu thụ các sản phẩm chế biến này vẫn hạn chế và giá cả không ổn định [97]

Thị trường xuất khẩu: Tỷ trọng xuất khẩu của quả vải chưa lớn (chiếm khoảng gần 30% sản lượng), trong đó 70% là xuất khẩu ở dạng sấy khô Vải quả tươi, vải pure, vải hộp và nước ép vải của nước ta được ưa chuộng và tiêu thụ với khối lượng lớn ở một số thị trường thế giới như: Trung Quốc, Nga, Áo, Croatia, Mông Cổ…Gần đây vải đã tiếp cận được thị trường cao cấp và khó tính như Pháp, Đức, Mỹ, Italy, Nhật, Hàn Quốc [7], [19], [30], [60] Chỉ tính riêng năm 2010 sản phẩm vải thiều tươi xuất khẩu qua cửa khẩu quốc tế Lào Cai sang thị trường vùng Tây Nam -Trung Quốc khoảng 35.000 ÷ 40.000 tấn Còn vải quả khô chủ yếu được xuất khẩu sang Hà Lan, Singapore, Hồng Kông, Đài Loan, Trung Quốc khoảng 15.000 tấn/năm Sản phẩm vải sấy khô Việt Nam tiêu thụ rất tốt ở các tỉnh Phúc Kiến, Hồ Nam, Hồ Bắc, Thượng

Hải, Quảng Đông, Quảng Tây – Trung Quốc theo con đường tiểu ngạch Vải thiều sấy khô ở Việt Nam sau khi mua về được tiếp tục làm sạch, qua một công đoạn sấy khác, với thương hiệu “Nichican” Trung Quốc bán tại Trung Quốc với giá khoảng 40 ÷ 67 nhân dân tệ/ 1kg SPK tương ứng với giá 130.000 đ ÷ 200.000đ/ 1kg SPK gấp khoảng 2,7 ÷ 3,8 lần so với vải sấy khô được bán tại Việt Nam theo bảng 1.3 [106]

1.3 Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả

1.3.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả trên thế giới

Vải là loại trái cây được tiêu thụ ở cả hai dạng tươi và khô Đây là một loại trái cây theo mùa và sấy khô trái tươi trong mùa thu hoạch để bảo quản và dự trữ Hơn nữa, vải quả khô đang được sử dụng phổ biến như là một sản phẩm thay thế cho vải tươi khi trái vụ do có hương vị thơm ngon đặc trưng Do vậy nhu cầu tiêu thụ loại vải khô liên tục tăng trên thị trường quốc tế [7], [30]

Để nâng cao chất lượng vải quả khô, đã có nhiều công trình nghiên cứu

lý thuyết và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác định chế độ sấy thích hợp nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị sấy vải quả Điển hình là một số công trình nghiên cứu sau:

Năm 2009, tác giả Janjai và các cộng sự [70] đã tiến hành nghiên cứu sấy khô lớp mỏng vải quả bóc vỏ, trong điều kiện có kiểm soát nhiệt độ và độ

ẩm tương đối của không khí để nghiên cứu quá trình truyền nhiệt và truyền chất bên trong vải quả nhằm tìm ra mô hình toán biểu diễn đặc tính giảm ẩm của vải quả trong quá trình sấy

Mô hình thí nghiệm sấy bao gồm một giàn ống gốm phức hợp để hút ẩm không khí, bộ gia nhiệt bằng điện, quạt thổi khí, cảm biến đo lường và ghi dữ liệu được liên kết với hệ thống điều khiển bằng máy tính Các thông số nhiệt

độ và độ ẩm tương đối của dòng khí sấy được kiểm soát bằng cách điều chỉnh

lạnh ở 50C, tiến hành bóc vỏ, xếp thành lớp mỏng trên khay với khối lượng

500g và đặt vào trong buồng sấy Thí nghiệm được tiến hành với độ ẩm tương

đối của không khí 10 ÷ 25%, nhiệt độ dòng khí sấy: 50 ÷ 70oC, vận tốc dòng

khí sấy là 0,5m/s và thời gian sấy khô từ 20 ÷ 24h Kết quả thí nghiệm được

thể hiện trên đồ thị hình 1.4

Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn đặc tính giảm ẩm của vải quả bóc vỏ khi sấy

ở nhiệt độ 50 o C, 60 o C và 70 o C với độ ẩm tương đối của không khí

Trên cơ sở số liệu thực nghiệm trên, áp dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất với tiêu chí hệ số tương quan R2 tốt nhất, các tác giả đã tìm ra được

8 mô hình toán phù hợp biểu diễn đặc tính giảm ẩm của vải quả bóc vỏ khi sấy (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Mô hình biểu diễn đặc tính giảm ẩm của vải quả bóc vỏ khi sấy

1 MR = exp(−kt) Newton (Mujumdar, 1987)

2 MR = exp(−ktn ) Page (Diamante and Munro, 1993)

3 MR = exp(ktn ) Modified Page (Whith et al., 1978)

4 MR = a exp(−kt) Henderson and Pabis (Zhang and

Litchfield, 1991)

5 MR = a exp(−kt) + c Logarithmic (Yagcioglu et al., 1999)

6 MR =1 + at + bt2 Wang and Singh (Wang and Singh, 1978)

7 MR = a exp(−kt) + bexp(−gt) Two term (Henderson, 1978)

t- thời gian sấy, h;

MR - là tỷ số độ ẩm của vải quả được xác định theo công thức:

0 e

M MMR

−

=

− (1.1) Trong đó:

M- độ ẩm vải quả tại thời gian khảo sát, (%);

M0 - độ ẩm ban đầu, (%);

Me - độ ẩm cân bằng tương ứng, (%);

[ ] 2

1 a

= + + (1.2)

- Độ khuếch tán ẩm của cùi, hạt và vỏ của vải quả là hàm phụ thuộc vào nhiệt độ không khí T và được mô tả bởi các phương trình sau:

) / 4 2254 ( 7

10 0

D = × − − R2

=0.95 (1.4) Vỏ:

) / 9 2063 ( 9

10 0

bình của cùi, hạt và vỏ của vải quả nằm trong khoảng 1,322.10-13 đến 9.629 10−10 m2/s

Độ co rút của vỏ, hạt và cùi vải là một hàm của sự loại bỏ hơi ẩm khi sấy, trong đó độ co rút của vỏ, hạt là không đáng kể, riêng cùi co rút mạnh tạo một khoảng không khí giữa vỏ và cùi Kết quả thực nghiệm đã xác định được

đồ thị biểu diễn sự co rút (V/V0) của vải quả theo lượng ẩm mất đi (M0 - M) (hình 1.5)

Hình 1.5 Đồ thị biểu diễn sự co rút (V/V 0 ) của vải quả theo lượng ẩm mất đi (M0 - M) ứng với nhiệt độ sấy 70oC và vận tốc dòng khí sấy 0,5m/s Trong đó:

Vo và Mo thể tích và độ ẩm ban đầu của cùi vải

V và M là thể tích và độ ẩm vải quả sau khi sấy khô

Experiment- Thí nghiệm;

Predicted- Dự báo

Trên cơ sở giá trị thực nghiệm đã xác định được phương trình toán học

mô tả độ co rút cùi vải theo lượng ẩm đã bị mất đi (Mo– M):

8793,0)(

0026,

Chất lượng vải sau khi sấy của công trình nghiên cứu trên được đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm của các chuyên gia trong lĩnh vực thực phẩm với kết quả được ghi trong bảng 1.5

Bảng 1.5 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan cho vải sấy khô

Kết quả đánh giá cảm quan trong bảng 1.5 cho thấy vải sấy khô có điểm

số tương đối cao về hình dạng, màu sắc, cấu trúc, vị ngon và thị hiếu Dựa theo tổng điểm trung bình, các tác giả đã rút ra kết luận nên sấy khô vải quả ở nhiệt độ 60 ÷ 80°C cho sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất

Hàm lượng vitamin C phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ sấy Kết quả phân tích hàm lượng vitamin C bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) cho thấy khi tăng nhiệt độ sấy gây ra tổn thất đáng kể hàm lượng vitamin C trong vải sấy khô so với vải tươi, do vitamin C rất nhạy cảm và dễ bị mất đi dưới tác dụng của nhiệt Tuy nhiên, thành phần vitamin C của cùi vải sấy khô thu được khi sấy ở 500C và 600C với thời gian sấy khô 20h ÷ 24h giảm không đáng kể nhưng khi sấy ở nhiệt độ 700C thì hàm lượng vitamin C tổn thất trên 32% so với vải tươi Kết quả trên cũng tương tự với các kết quả nghiên cứu sấy vải khô của Isabell Pott đã công bố năm 2000 [73]

Năm 2004, các tác giả Chen Yan, Chen Yubai (Trung Quốc), đã dùng thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại chân không để nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình sấy đến sự thay đổi màu sắc cùi vải [86] Kết quả nghiên cứu cho thấy,

sản phẩm sau khi sấyđảm bảo được màu sắc và hương vị tự nhiên hơn so với sấy ở điều kiện áp suất khí quyển

Kết quả phân tích thành phần hoá học vải tươi và khô của Thái Lan xuất khẩu sang Trung Quốc được ghi trong bảng 1.6 [105], [106]

Bảng 1.6 Kết quả phân tích thành phần hoá học, dinh dưỡng của vải tươi và vải khô của Thái Lan (Giá trị trung bình trên 100g phần ăn được)

16 Ascorbic acid (Vitamin C) 72 mg 42 mg

1.3.2.Tình hình nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy vải quả ở trong nước

Ở nước ta, trong những năm gần đây do sản lượng vải quả thu hoạchtăng lên rất lớn, vào vụ thu hoạch rộ, vải quả tươi tiêu thụ không kịp nên việc sấy khô vải quả để bảo quản là giải pháp tình thế để tránh gây thiệt hại cho