Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo, chế độ làm việc của hệ thống thiết bị sấy long nhãn

Ngoài ra enzym ascorbinaza xúc tiến quá trình oxyhoá vitamin C làm giảm chất lượng quả…Hoạt động của các enzym trong quảphụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trường như : nhiệt độ, độ ẩ

LỜI NÓI ĐẦU

Từ khi nền kinh tế nông nghiệp nước ta bước vào thời kỳ đổi mới,sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất các loại cây ăn quả nói riêng đã

có những bước tiến đáng kể Mô hình V.A.C lấy cây vải, cây nhãn làm chủlực đã và đang phát triển mạnh và nó đã thực sự đem lại hiệu quả cao chongười lao động Nhận thức được vai trò của cây vải, nhãn đối với đời sốngkinh tế của nông dân, nhiều địa phương như Lục Ngạn (Bắc Giang), Thanh

Hà (Hải Dương) hay Đông Triều (Quảng Ninh) đã phát động phong trào trồngcây vải, nhãn khắp trong nhân dân tạo ra những vùng trồng vải, nhãn tậptrung hàng ngàn ha, giải quyết việc làm cho hàng ngàn lao động, tạo nguồnnguyên liệu lớn rất thuận tiện cho công nghệ chế biến công nghiệp Do nhữnglợi ích trên diện tích trồng vải, nhãn đã không ngừng tăng nhanh từ Bắc vàoNam, từ đồng bằng lên miền núi… Tuy nhiên do thiếu hiểu biết về khoa học

kỹ thuật, nhất là những hiểu biết về công nghệ bảo quản, chế biến loại đặc sảnnày nên thời gian gần đây mặc dù sản lượng vải, nhãn chưa cao, chưa thực sựđáp ứng được nhu cầu của xã hội, nhưng đâu đó đã xuất hiện hiện tượng vảinhãn bị mất giá, khả năng tiêu thụ hạn chế nhất là trong thời vụ thu hái Hiệntượng này đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến thu nhập và tâm lý của nông dân

Xuất phát từ thực tế trên, được sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Như Khuyên tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo, chế độ làm việc của hệ

thống thiết bị sấy long nhãn”.

1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ SẢN PHẨM NHÃN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn trên thế giới

a, Tình hình sản xuất:

Ở các nước trên thế giới hiện nay Trung Quốc đang là quốc gia có sảnlượng nhãn cao nhất Nhãn được trồng tập trung chủ yếu ở các tỉnh duyên hảivùng Đông Nam, Phúc Kiến, Đài Loan, Quảng Đông, Quảng Tây, Tứ Xuyên,ngoài ra nhãn còn được trồng lẻ tẻ ở Vân Nam, Quý Châu Riêng Phúc Kiến,diện tích trồng nhãn lớn trên 11.300 ha (năm 1997) và sản lượng vào loại caonhất (1995) là 50,7 nghìn tấn Nhãn được tiêu thụ chủ yếu ở trong nước, vàinăm trở lại đây xu hướng xuất khẩu nhãn của Trung Quốc ngày càng tăng

Thái Lan cũng là một nước có diện tích nhãn lớn, tập trung chủ yếu ởmiền Bắc, Đông Bắc và vùng đồng bằng Miền Trung Nổi tiếng nhất phải kểđến các vùng nhãn Chiềng Mai, Lamphum, Prae Năm 1990, sản lượng nhãncủa Thái Lan đạt 132.000 tấn, đến năm 1998 đạt 238.000 tấn Thái Lan lànước xuất khẩu nhãn hàng đầu thế giới Hàng năm, 50% sản lượng nhãn củaThái Lan được xuất khẩu Cụ thể, năm 1997, sản lượng nhãn xuất khẩu củaThái Lan là 135.923 tấn (bao gồm nhãn tươi, sấy khô, đông lạnh và nhãnđóng hộp), với tổng giá trị 201 triệu USD Các sản phẩm từ nhãn này củaThái Lan chủ yếu xuất sang thị trường Hồng Kông, Indonesia, Singapo,Canada, Malaysia, Trung Quốc, Anh và Pháp

Năm 1995, Úc có tổng diện tích nhãn vào khoảng 200ha Trong vòng 5năm trở lại đây, gần 72.000 cây nhãn đã được trồng mới với giá trị sản lượng

là 6 triệu USD

Ở Mỹ, nhãn được trồng tập trung nhiều ở phía nam Florida với các

giống nhãn chủ yếu được nhập từ Trung Quốc từ những năm 1940 Sản phẩmnhãn của Mỹ chủ yếu được bán ở thị trường trong nước.

Ở một số nước khác, nhãn được trồng với diện tích nhỏ hơn như:Campuchia, Lào, Myanma, Indonesia, Malaysia Các nước như Ấn Độ, Nam Phi

có diện tích nhãn rất nhỏ vì có chủ trương ưu tiên cho cây vải Các giống đượctrồng chủ yếu nhập từ Thái Lan, Isarel và sản phẩm chủ yếu tiêu thụ nội địa

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng nhãn của một số nước trên thế giới

Nước Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn)

- Quả nhãn quá bé, tốn nhiều công bóc vỏ

- Mã quả màu nâu hoặc vàng xỉn nên không hấp dẫn so với các loạiquả khác

Chính vì vậy, thị trường nhãn tươi chỉ bó hẹp ở một số nước châu Ánhư Singapo, Hồng Kông, Nhật Bản… Trong đó, sau Trung Quốc thì Singapo

là nước có nhu cầu tiêu thụ nhãn tươi lớn nhất hiện nay Năm 1997, nước nàynhập khoảng 4.000 tấn nhãn tươi cho nhu cầu tiêu thụ trong nước, còn năm

1999 số lượng này vào khoảng 5.200 tấn Các nước cung cấp nhãn chủ yếutrên thế giới là Trung Quốc, Thái Lan và Việt Nam

Riêng Thái Lan có thể xuất khẩu 85% sản lượng nhãn của mình.

Có thể tham khảo thị trường nhãn trên thế giới thông qua các số liệudưới đây

Bảng 1.2 Thị trường chủ yếu nhập khẩu các sản phẩm nhãn chế biến

từ Thái Lan năm 2007

Nước

Nhãn hộp Nhãn sấy khô Nhãn làm lạnh

số lượng(tấn)

Giá trị(triệubath)

số lượng(tấn)

Giá trị(triệubath)

số lượng(tấn)

Giá trị(triệubath)Singapo

661,148.821,56

-133,62123,7589,7824,1913,5011,199,89-7,637,55-38,55468,93

124,6034,1826,71-2,631.099,6014,08-61,67 544,716.770,02

31,035,068,42-0,95133,024,459,289,48 30,94436,73

4.863,614.915,25

6.959,79164,7020.913,76

-2.128,26

65,803.986,3743.997,54

-92,54185,34

182,187,12501,53

-104,35

4,0673,911.146,97

-* Nếu kể đến mặt hàng nhãn đông lạnh nữa thì tổng lượng nhãn chếbiến để xuất khẩu của Thái Lan năm 1999 đạt 60.338,27 tấn, với kim ngạchxuất khẩu là 2.097,50 triệu bath, tăng 662,38% về số lượng và 298,77% vềkim ngạch năm 1998

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn ở nước ta

a, Tình hình sản xuất:

Ở Việt Nam cây nhãn lồng Hưng Yên được người dân Việt Nam vànhân dân các nước biết đến với sự nổi tiếng của sản phẩm đặc sản Hưng Yênvới chất lượng và độ thơm ngon, cây nhãn mang lại lợi ích kính tế cao, thunhập đạt trên 70 triệu đồng (ha/năm)

Khác với cây vải, cây nhãn được trồng ở hầu khắp các địa phươngtrong cả nước Cây nhãn được trồng nhiều nhất ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ:Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nam, Thái Bình, Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Giang

Cả vùng có khoảng trên 2 triệu cây, tính theo mật độ thông thường diện tíchtrồng nhãn lên đến 20.000 – 31.250 ha

Nhãn còn được trồng ở vùng đất phù sa ven sông Hồng, sông Thao,sông Lô, sông Mã, sông Tiền và vùng gò đồi ở các tỉnh Hoà Bình, Phú Thọ,Vĩnh Phúc, Quảng Ninh… và lẻ tẻ ở các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên

Trong nhưng năm gần đây do nhu cầu quả tươi tại chỗ, cây nhãn đượcphát triển mạnh ở các tỉnh phía Nam; Cao Lãnh (Đồng Tháp), Vĩnh Châu(Sóc Trăng)….Đặc biệt ở các tỉnh Vĩnh Long, Bến Tre diện tích trồng nhãntăng rất nhanh

Diện tích trồng nhãn cả nước ước khoảng 60.000 ha, đến năm 2000 con

số này đã được nâng cao hơn rất nhiều do có chủ trương phát triển cây ăn quả

ở các tỉnh miền núi, vùng lòng hồ sông Đà, các tỉnh đồng bằng sông CửuLong, đồng bằng sông Hồng, các tỉnh vùng trung du phía Bắc

Diện tích trồng nhãn lớn nhất là tỉnh Sơn La (9.651 ha), thứ hai làvùng nhãn lồng truyền thống Hưng Yên (6000 ha) Tuy nhiên sản lượng nhãncủa các tỉnh còn thấp, đặc biệt là các tỉnh Miền Núi như: Lào Cai, Yên Bái,Sơn La…Nguyên nhân chủ yếu là chất lượng các giống nhãn trồng chưa cao,trình độ kĩ thuật thâm canh của người dân còn hạn chế

Bảng 1.3 Diện tích và sản lượng nhãn của một số tỉnh phía Bắc

STT Tỉnh Diện tích (ha) Sản lượng( tấn)

1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CÙI NHÃN

1.2.1 Đặc điểm cấu tạo

Hình 1.1 Cấu tạo quả nhãn

Cấu tạo quả nhãn gồm:

* Cuống quả:

- Nối kết giữa quả với chùm quả, phần này thường có kết cấu xốp, mềmnên là nơi trú ngụ và xâm nhập của một số đối tượng vi sinh vật và sâu hạinhư sâu đục cuống quả và ruồi đục quả

* Hạt nhãn:

- Hạt nhãn thường có mầu nâu hoặc đen, rắn chắc Thành phần chủ yếucủa hạt là tinh bột Phần đầu hạt có chứa phôi, cũng là nơi dễ bị tác động củacác loại vi sinh vật

1.2.2 Thành phần hoá học

Nhãn có hàm lượng đường cao 15%, axít 0,1% ngoài ra có nhiều can

xi, phos pho, sắt, và các vitamin C, vitamin B1, vitamin B2 Nhãn có giá trịchữa bệnh như đối với người khó ngủ, ăn không ngon thì long nhãn sấy có thểlàm thuốc an thần, kích thích hoạt động của não.Với thịt quả nhãn có thànhphần hoá học được nêu trong bảng sau:

Bảng 1.4 Thành phần hoá học của thịt quả nhãn

12,4 – 20,60,12

0,05 – 0,10,4019,232,10,121,91138,8

* Nước:

- Nước là thành phần chủ yếu của các loại quả nói chung và quả nhãnnói riêng Nếu tính trên toàn bộ quả thì nước chiếm khoảng 55% khối lượngquả nhãn Tuy nhiên trong cùi quả, nước chiếm một tỷ lệ lớn hơn trong vỏ vàhạt Hàm nước trong quả quyết định mức độ các hoạt động sống của quả.Hàm nước cao hoặc thấp quá đều ức chế hô hấp của quả và ảnh hưởng không

tốt đến chất lượng quả trong quá trình bảo quản.Trong các tế bào của quả,nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết Khoảng 3/4 - 4/5 nướctồn tại ở dạng tự do Ở dạng này nước dễ bị bốc hơi khi sấy hoặc đóng băngkhi làm lạnh Lượng nước còn tồn tại dưới dạng liên kết rất khó bốc hơi táchkhỏi các tế bào của quả Thông thường sự thay đổi hàm nước liên kết luôndẫn đến những sự biến đổi về chất lượng quả.

* Gluxit:

Trong quả nhãn gluxit tồn tại dưới hai dạng :

- Các loại đường đơn và đường kép: Saccroza, glucoza, fuctoza.Maltoza, galactoza … thường tồn tại chủ yếu trong phần thịt quả

- Các polysacarit : tinh bột, xenluloza, hemixeluloza … thường tồn tạinhiều trong hạt và vỏ quả

Vị ngọt của quả nhãn do hàm lượng đường có trong phần thịt quả tạonên Tuy nhiên hương vị đặc trưng của quả lại do tỷ lệ giữa hàm lượng đường

và hàm lượng axít hữu cơ có trong chúng quyết định Hàm lượng đường trongnhãn cao tạo điều kiện dễ dàng cho các phản ứng lên men, đồng thời là môitrường tốt cho hoạt động của các loại vi sinh vật khác nhau làm cho quả dễ bị

hư hỏng trong bảo quản

Khi sấy đường trong quả nhất là các loại đường đơn có thể dễ dàngtương tác với các loại axít amin làm cho sản phẩm có màu từ vàng đến nâusẫm Đây là một trong những yếu tố tạo ra những giá trị khác nhau của sảnphẩm nhãn sấy trên thị trường Các loại đường có tính chất hút ẩm cao, vì vậychú ý trong bảo quản các sản phẩm nhãn sấy khô

* Tinh bột:

- Tinh bột trong quả vải, nhãn tồn tại chủ yếu trong hạt (chiếm 99%)lượng tinh bột trong quả và khoảng (37 – 40%) khối lượng hạt Lượng tinh

bột này có thể tận dụng trong chế biến để làm rượu hoặc giấm.

* Vitamin và enzym:

- Trong nhãn có hàm lượng khá cao tạo nên giá trị trong sử dụng củaloại quả này Tuy nhiên, vitamin đặc biệt là vitamin C rất dễ bị biến đổi dướitác dụng của oxy, ánh sáng và nhiệt độ, vì vậy nó thường được coi là một chỉtiêu để đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo quản và chế biến

- Enzym quan trọng nhất trong quả nhãn là enzympoliphenoloxydaza.Loaị enzym này xúc tác quá trình oxy hoá các hợp chất polyphenol làm biếnmàu vỏ quả sau thu hoạch Ngoài ra enzym ascorbinaza xúc tiến quá trình oxyhoá vitamin C làm giảm chất lượng quả…Hoạt động của các enzym trong quảphụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trường như : nhiệt độ, độ ẩm, độ PH,ánh sáng…Do đó điều chỉnh các yếu tố này để ức chế hoặc làm mất hoạt tínhcủa enzym là nội dung quan trọng trong xử lý, bảo quản và chế biến nhãn

1.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY LONG NHÃN

1.3.1 Các phương pháp làm long nhãn

Có ba phương pháp làm long nhãn chủ yếu đó là:

- Sản xuất long tệt: Nhãn được sấy cả chùm đến độ ẩm của quả khoảng

18 – 20% (tương tự như khi sản xuất nhãn quả khô), sau đó bóc vỏ, bỏ hạt vàđưa phần cùi nhãn vào sấy tiếp (hoặc phơi khô) Đây là phương pháp làmlong nhãn truyền thống nay ít được áp dụng.

- Sản xuất long bạch: Nhãn sau khi thu hái được bỏ vỏ ngoài, đem sấykhoảng 3 – 5 giờ, đưa ra bóc bỏ hạt rồi đưa cùi vào sấy tiếp cho khô

- Sản xuất long xoáy: Đây là phương pháp sản xuất long nhãn mới đangđược phổ biến rộng rãi và khả năng tiêu thụ sản phẩm lớn Để làm long xoáy,nhãn được xoáy bỏ hạt, bóc bỏ vỏ rồi đem cùi vào sấy khô

Công nghệ sản xuất long nhãn gồm hai bước chính: lựa chọn nguyênliệu và sấy khô Cả hai khâu đều có những ảnh hưởng nhất định đến chấtlượng sản phẩm, qua đó ảnh hưởng đến giá cả và khả năng tiêu thụ

Trong những phương pháp làm long nhãn trên, thì phương pháp sảnxuất long xoáy là phương pháp phổ biến hiện nay, tạo ra sản phẩm có chấtlượng cao và có khả năng tiêu thụ lớn Vì vậy, phương pháp sản xuất longxoáy là phương pháp được lựa chọn để nghiên cứu trong nội dung đề tài này

1.3.2.Quy trình công nghệ sấy long nhãn xoáy

Quy trình sấy long nhãn được nêu ở hình 1.2 dưới đây:

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy long nhãn

Sang khay Sấy định

- Nguyên liệu:

Trong sản xuất long nhãn, ngoài những yếu tố trong quá trình xử lí vàchế độ nhiệt khi sấy thì nguyên liệu quả nhãn giữ vai trò rất quan trọng đếnchất lượng của long nhãn thành phẩm

Để đánh giá về chất lượng quả nhãn có ảnh hưởng tới chất lượng longnhãn cần chú ý một số yếu tố , chỉ tiêu cơ bản sau:

Loại nhãn:

Nhãn đường phèn: Quả nhỏ, cùi dày có hương rất thơm, độ đườngtương đối cao Khi sấy nhãn đường phèn, nhiệt độ giai đoạn đầu giữ nguyênsong thời gian ngắn hơn

Nhãn cùi và nhãn lồng: Có kích thước lớn hơn, cùi to song khôngthơm như nhãn đường phèn, độ ngọt tuỳ theo từng vùng trồng nhãn, thời giansấy giai đoạn đầu có thể kéo dài hơn

Độ chín quả:

Quả nhãn đưa vào sấy phải thu hoạch đúng độ chín, không xanh quá,cũng không chín quá Quả nhãn quá chín thì cùi sẽ dễ bị nát khi xoáy, quả chưachín thì cùi dính vào hột sẽ khó xoáy và không đảm bảo được độ đường cho sảnphẩm.Thời gian từ khi thu hái đến khi đưa vào sấy càng ngắn càng tốt

- Lựa chọn:

Nhãn sau khi thu hái được lựa chọn loại bỏ những quả không đạt tiêuchuẩn đưa vào chế biến như: Quả bị bầm dập, sâu, thối dập nát, nứt vỏ và códấu hiệu bị hư hỏng

nhãn không bị bẹp, vỡ, không bị chảy nước, cùi phải được xếp đều đặn thôngthoáng trong khay, bảo đảm tiện lợi cho quá trính sấy sau này.

Thông thường để xoáy nhãn người ta dùng một que nhỏ như quản bút(có thể làm bằng tre hoặc các vật liệu tương tự) ở đầu có gắn một miếng sắtnhỏ uốn cong như cáu móng tay

Cách xoáy cùi như sau: Bóc một phần vỏ ở trên cuống quả nhãn, rồidùng dụng cụ trên luồn nhẹ vào phần tiếp giáp giữa cùi quả và hạt xoáy nhẹ,bảy cho hạt long ra Sau đó nhẹ nhàng bóc nốt phần vỏ quả còn lại rồi xếp cùiquả vào khay sấy.Thao tác xoáy nhãn đòi hỏi người làm phải khéo léo và dứtkhoát sao cho phần cùi quả vẫn tròn nguyên, không bị vỡ nát

Yêu cầu xoáy sao cho lớp cùi còn nguyên không rách vụn và sạch sẽ,tránh để cát, bụi bẩn bám trên bề mặt cùi

- Rửa cùi

Đối với nhãn có độ đường thấp thì không cần sử dụng công đoạn này.với nhãn có độ đường cao, cùi quả không được cứng thì khi xoáy dịchđườngbị thoát ra bề mặt cùi nên có thể rửa cùi trước khi đưa vào sấy để sảnphẩm có màu đẹp

- Xếp khay

Các khay sấy thường là các phên tre có hình chữ nhật dài khoảng 1m,rộng khoảng 0,5 m Tuỳ theo kết cấu, kích thước buồng sấy và sự phân phốitác nhân sấy (khí nóng) mà có những yêu cầu về kích thước và bố trí của khaytrong buồng sấy, thường thì khay sấy có khung bằng gỗ, nan bằng tre đan, cóthể dùng lưới nhựa lót chống dính, tạo bề mặt thoát ẩm lớn

Trước khi xếp cùi nhãn vào khay sấy, nên xoa một lớp dầu ăn mỏngvào đáy khay cho khỏi dính

Xếp cùi nhãn lên khay sấy sao cho phần miệng núm quả hướng lêntrên, cùi quả xếp sát nhau để làm tăng lượng cùi trên khay

- Sấy định hình

Giai đoạn này cần nhiệt độ cao (khoảng 1000C), tốc độ gió thổi qua lớnlàm cho cùi nhãn thoát ẩm nhanh và se bề mặt nhanh.Tuỳ theo dạng nguyênliệu và thời điểm xếp khay kết thúc mà đưa ra nhiệt độ và thời gian sấy chothích hợp Thời gian sấy của giai đoạn này khoảng 3 – 4 giờ

Mục đích của giai đoạn này là tạo độ co tròn cần thiết của cùi nhãn làmcho long nhãn được cứng, hạn chế bị xẹp khi đóng bao bảo quản lâu hoặc vậnchuyển Ngoài ra, với chế độ nhiệt cao mục đích diệt các loại nấm men, một

số loại enzim ôxy hoá, gây ảnh hưởng tới quá trình sấy cũng như chất lượngcủa sản phẩm Nếu nhiệt độ sấy của giai đoạn này thấp, không đạt yêu cầu thìcùi quả nát và xẹp, có mùi ôi ngái trong buồng sấy do nấm men gây ra dẫnđến rất khó để sấy khô được

Kết thúc công đoạn khi cùi nhãn đã co miệng lại tạo ra dạng tròn hạt sen

- Ủ

Trong giai đoạn này cùi nhãn gần khô, tốc độ thoát ẩm là rất chậm, do vậynhiệt độ sấy không cao, chỉ nên ở khoảng 700C trong khoảng thời gian 3 – 5giờ, hoặc khi độ ẩm đạt 16% – 18 % long rời, màu vàng nhạt là đạt yêu cầu

Đóng cùi vào các túi PE khoảng 1 – 2 Kg/túi

Đóng túi ngay sau khi phân loại

Đánh giá chất lượng sản phẩm long nhãn

1.4.1 Lò sấy thủ công sử dụng trực tiếp khói lò làm tác nhân sấy

Lò sấy thủ công được dùng ở hầu hết các tỉnh có trồng nhiều vải, nhãnnhư Hải Dương, Bắc Giang, Quảng Ninh, Hưng Yên… Trong thực tế các lò

sấy thủ công được dùng để sấy nhãn quả và long nhãn.

a) Lò sấy nhãn quả: Được biểu diễn như hình 1.3.

Hình 1.3 Lò sấy nhãn quả

Phần lớn các lò sấy đều đặt trong nhà cấp 4, một số được đặt ngoài trời.Vật liệu sử dụng để xây lò chủ yếu là gạch (gạch papanh), cát, vôi Phần sànđựng quả để sấy làm bằng tre, gỗ Lò thường rộng khoảng 4m, cao khoảng1,6-1,8m Tùy theo khối lượng mỗi mẻ sấy, mà lò có chiều dài khác nhau.Trung bình các lò sấy nhãn ở các tỉnh phía Nam như Bình Long, Bình Phướcthường có chiều dài 10 đến 20m, sấy được 6-7 tấn quả tươi/mẻ Tùy theo quy

mô, kiểu bếp, loại nhiên liệu sử dụng mà mỗi khối lò dài 8-10m có 6-8 bếpđốt nhiên liệu cung cấp nhiệt cho quá trình sấy (trung bình các bếp cách nhau1,5-2m) Để đảm bảo nhiệt độ sấy được đồng đều, người ta thường treo bêntrên các bếp lò một tấm sắt dày Quá trình sấy được hiện như sau:

- Chuẩn bị nguyên liệu trước khi sấy: Quả đưa vào sấy phải thu hoạchđúng độ chín, không xanh quá, cũng không chín quá Thời gian từ khi thu háiđến khi đưa vào sấy càng ngắn, càng tốt Vải hoặc nhãn tươi sau khi thu hái

được lựa chọn, loại bỏ những quả bầm, giập, quả sâu, thối Sau khi lựa chọn,

bó quả thành từng chùm, nhúng vào dung dịch phèn chua nồng độ 0,5% trongthời gian 1 phút rồi đem ra hong cho quả khô hẳn mới đem vào sấy Việc xử

lý quả trước khi sấy này nhằm làm giảm hoạt tính của enzympolyphenoloxydaza, đảm bảo cho quả khi sấy có màu sáng đẹp, đồng thờigiảm được sự phá hoại của các loại vi sinh vật trong quá trình bảo quản saunày Một số địa phương, không xử lý quả trước khi sấy do thiếu lao độnghoặc thị trường không có nhu cầu dẫn đến chất lượng sản phẩm thấp, không

ổn định Một số nơi khi sấy, nhất là khi sấy nhãn, có thể sấy quả rời (không

bó quả thành túm), nhưng việc sấy quả rời thường tốn công lao động để đảoquả trong quá trình sấy hơn

- Chuẩn bị lò trước khi sấy: Trước khi sấy, lò được đốt trước một thờigian để đảm bảo không còn khói bụi bay lên bám vào quả, ảnh hưởng đếnchất lượng sản phẩm

- Quá trình sấy: Khi nhiệt độ trên dàn sấy đạt 50-60oC, tiến hành xếplên trên đó một lượt quả Các túm quả được xếp sít nhau để tận dụng mặtbằng sấy Nếu sấy quả rời, chiều cao lớp quả khoảng 10-15cm Phủ lên trênlớp quả một lớp bao tải để giữ nhiệt Nhiệt độ bên trong lớp quả khi sấy duytrì ở 65-70oC Tuy nhiên, nhiệt độ này có thể dao động đôi chút tùy theo kinhnghiệm của các chủ lò sấy và quá trình đảo lộn Nếu nhiệt độ sấy thấp hơn,thời gian sấy sẽ kéo dài hơn Trong quá trình sấy cứ 1-2 giờ phải đảo quả mộtlần Khi sấy túm quả, người ta xếp đảo chiều các túm quả trong quá trình đảoquả Nếu sấy quả rời phải đảo quả từ phía trong ra phía ngoài, từ dưới lên trên

để mọi phía của quả khô đều Có thể sử dụng SO2 để xông quả trong quá trìnhsấy, nhằm tạo độ sáng cho sản phẩm và tăng khả năng bảo quản quả khô Đểxông SO2 người ta thường đốt lưu huỳnh bên dưới nền bếp khi quá trình sấytiến hành được khoảng 24-28 giờ Lượng lưu huỳnh sử dụng là 0,1kg cho mỗi

tấn quả tươi Mỗi mét vuông diện tích lò sấy đặt 1-2 điểm đốt lưu huỳnh để quátrình xông SO2 được đồng đều Khi quả đã rời khỏi cuống, tiếp tục sấy cho đếnkhi vỏ quả chuyển màu hạt dẻ, vỏ khô, lấy tay bóp thấy rỗng bên trong, bóp vỏthấy cùi có màu cánh gián, dẻo, dai không ướt là có thể cho ra lò, để nguội rồiđóng bao bảo quản (độ ẩm của sản phẩm sấy khoảng 15-18%).

- Những điểm cần chú ý trong quá trình sấy:

Phải duy trì nhiệt độ vừa phải trong suốt quá trình sấy Khi nhiệt độ caoquá 70oC cùi quả sẽ bị sôi, vữa, vỏ quả bị cháy, sản phẩm không tiêu thụđược Có thể điều chỉnh nhiệt độ bằng cách đóng hoặc mở cửa bếp lò mộtcách hợp lý

Thường xuyên đảo quả: đảo quả không kịp thời và thường xuyên dẫntới vải, nhãn bị "om" trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm cao sẽ có màu sắc xấu,cùi dễ bị vữa, quả khô không đều, khó bảo quản và tiêu thụ

- Theo phương pháp sấy trực tiếp này thời gian sấy khô quả khoảng 48giờ, chi phí nhiên liệu khoảng 1 tấn than đá cho 1 tấn quả khô Với vải cần3,5-4kg quả tươi/1kg quả khô, còn với nhãn cần 2,9-3,0kg quả tươi/1kg quảkhô Gần đây thị trường có nhu cầu tiêu thụ loại vải sấy khô bán thành phẩm,

do vậy các chủ lò sấy thường chỉ sấy khoảng 24 giờ rồi cho quả ra lò để nguội

và đưa đi tiêu thụ Loại hình sấy này chỉ tiêu tốn 2,5kg quả tươi cho 1,0kg sảnphẩm, nhưng sản phẩm không thể bảo quản lâu dài được mà phải được tiêuthụ ngay

b) Lò sấy long nhãn:

Vật liệu sử dụng để xây lò chủ yếu là gạch (gạch papanh), cát, vôi Lò

có 2 ngăn, ngăn sấy tăng tốc và ngăn sấy ủ Bên trong có các giàn đỡ để đặtcác khay sấy, các khay sấy được làm bằng tre Tùy theo khối lượng mỗi mẻsấy, mà lò có chiều dài khác nhau Mỗi ngăn có 1 lò đốt nhiên liệu để cungcấp nhiệt cho quá trình sấy Thời gian sấy khô đạt độ ẩm yêu cầu (khoảng

16%) khoảng 24 giờ Trong đó thời gian sấy tăng tốc là 11 giờ, thời gian sấy ủ

là 13 giờ Trung bình cứ 10 kg nhãn quả sẽ cho 1 kg long nhãn khô Nhiệt

độ khói lò trong ngăn sấy tăng tốc là 80oC- 90oC, trong ngăn sấy ủ là 50o

C-70oC Chi phí nhiên liệu để sấy khô long nhãn khoảng 6kg than bùn/ giờ Lòsấy long nhãn được thể hiện trên hình 1.4

Hình 1.4 Hệ thống sấy long nhãn thủ công dùng trực tiép khói lò

c) Ưu, Nhược điểm của lò sấy thủ công:

*Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp (2,0-2,5 triệu đồng cho một lò sấy 5 tấn quảtươi), đơn giản, dễ xây dựng và sử dụng

- Khi đảo quả người lao động phải làm việc trong môi trường có nồng

độ thán khí cao nên không bảo đảm an toàn lao động

Hình 1.5.Long nhãn tươi trước khi sấy

Hình 1.6 Long nhãn sau khi sấy

Hình 1.7 Long nhãn bị cháy do sấy nhiệt độ cao

1.4.2 Thiết bị sấy gián tiếp

Các thiết bị sấy gián tiếp là thiết bị dùng không khí đốt nóng gián tiếplàm tác nhân sấy, gồm có thiết bị sấy gián tiếp với bộ đốt nóng đặt bên ngoài,Thiết bị sấy gián tiếp với bộ đốt nóng gắn liền với buồng đốt

a) Hệ thống sấy gián tiếp với bộ đốt nóng đặt bên ngoài

*Cấu tạo thiết bị sấy: Thiết bị sấy gồm hai phần chính là phần tạo nhiệt

và buồng sấy

- Phần tạo nhiệt:

Gồm lò đốt và thiết bị trao đổi nhiệt Tuỳ theo từng địa phương, có thểthiết kế lò đốt sử dụng than đá, than tổ ong hoặc củi Thiết bị trao đổi nhiệtkiểu ống chùm là một chùm ống, ở đây nhiệt độ được nâng cao lên đến mứccần thiết, rồi đi vào buồng sấy thông qua bộ phân phối và các rãnh phân phốitrong buồng sấy

- Buống sấy:

Có thể xây bằng gạch hoặc được chế tạo bằng các vật liệu khác như

gỗ, thép và có thể có lớp cách nhiệt Tuỳ theo quy mô mà buồng sấy có cáckích thước khác nhau Trong trường hợp tiết kiệm chi phí đầu tư có thể tậndụng các lò sấy thủ công để làm buồng sấy

* Quy trình sấy :

- Nhãn được chuẩn bị như trong quá trình sấy thủ công, sau đó đưa vàosấy ở nhiệt độ 60 – 650C đến khi độ ẩm đạt 15 -16% thì đưa ra để nguội, đóngbao bảo quản Trong trường hợp cần thiết phải đảo quả (với lò sấy quy mônhỏ) thì tháo quả qua cửa tháo liệu, rồi đổ lại lên phía trên buồng sấy Khi sửdụng các buống sấy thủ công làm buồng sấy gián tiếp, lớp quả trên bề mặt sàndầy khoảng 10 – 20 cm Với loại hình này nên sấy ở dạng quả rời Sơ đồ hệthống sấy gián tiếp có bộ đốt nóng ngoài được biểu diễn trên hình 1.8

Hình 1.8 Sơ đồ công nghệ sấy gián tiếp bằng không khí nóng

b, Thiết bị sấy gián tiếp với bộ đốt nóng gắn liền với buồng đốt: Được

Khay nhãn Cửa ra

vào khay

Cửa quạt gió

Cửa cho than

* Ưu điểm của hệ thống sấy gián tiêp

- Chất lượng sản phẩm được nâng cao về mọi mặt: vệ sinh, mùi vị, màusắc… do vậy có giá bán cao hơn, khả năng tiêu thụ dễ dàng hơn

- Thời gian sấy ngắn (24 -36 giờ/mẻ), nhiệt độ sấy đồng đều, khống chếđược sự chệnh lệch nhiệt độ trong quá trình sấy, do vậy sản phẩm không bịsôi cùi, biến màu, có thể sấy ngay được khi quả còn ướt

- Đảm bảo an toàn lao động cho người lao động do không phải tiếp xúcvới khói lò Đảm bảo vệ sinh môi trường

- Tiết kiệm lao động

* Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư cao (với thiết bị có quy mô 120 – 180 kg quả tươi một

mẻ cần đầu tư 800.000 – 1.000000 đồng, với thiết bị sấy kiểu giường, tậndụng lò sấy thủ công làm buồng sấy quy mô 4 – 5 tấn quả/mẻ cần đầu tư 8 –

10 triệu đồng)

- Phải có điện năng để hoạt động, một số thiết bị không dùng quạt sấy,

do vậy không cần điện năng để hoạt động nhưng năng suất thấp, quy mô quánhỏ, không thích hợp với sản xuất

- Chất lượng sản phẩm cao, khắc phục được những nhược điểm màthiết bị sấy trực tiếp để lại

1.4.3 Máy sấy long nhãn SRQ – 12: Được thể hiện trên hình 1.10.

Hình 1.10 Máy sấy long nhãn SRQ - 12

1 Quạt tác nhân sấy; 2 Van điều chỉnh khí hồi lưu; 3 Kênh dẫn tácnhân sấy; 4 Khay sấy; 5 Tường bao buồng sấy; 6 Nắp buồng sấy; 7 Cửathoát ẩm; 8 Ống hồi lưu khí thải; 9 Lò đốt than; 10 Thiết bị trao đổi nhiệt;

11 Cửa không khí sạch; 12 Ống khói

* Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, chi phí thấp do tiết kiệm được nguyên liệu

- Giảm chi phí nhân công vận hành và rút ngắn thời gian sấy, giải quyếttốt nhu cầu kịp thời vụ, bảo đảm vệ sinh môi trường

- Đồng thời áp dụng phương pháp sấy gián tiếp có hồi lưu, dùng than

để cung cấp nhiệt lượng thông gió cưỡng bức với mục tiêu nâng cao chất

lượng sản phẩm sấy (giữ nguyên mùi vị, tăng độ đồng đều của sản phẩm sấy).

- Đảm bảo vệ sinh, do đó nâng cao được giá trị sản phẩm và tăng khảnăng tiêu thụ

* Nhược điểm:

- Có hiện tượng thoát ẩm không đều

- Năng suất lò sấy không cao

- Không có buồng ủ

* Ứng dụng:

- Áp dụng được cho các hộ gia đình, các cơ sở chế biến long nhãn nộitiêu và xuất khẩu

1.4.4 Hệ thống sấy dùng năng lượng mặt trời

Gồm có hệ thống sấy ống và hệ thống sấy buồng

Hệ thống sấy buồng dùng năng lượng mặt trời được thể hiện trên hình1.11

- Cấu tạo: Gồm có: buồng sấy 1, Calorife 2 (Bộ tạo nhiệt bằng năng lượngmặt trời)

Hinh 1.11 Sơ đồ hệ thống sấy buồng dùng năng lượng mặt trời

- Nguyên lí hoạt động: Không khí trời được đưa vào bộ tạo nhiệt, nóđược gia nhiệt nhờ các pin năng lượng mặt trời và được hút vào buồng sấy

Hệ thống sấy có hai ống thoát ẩm được làm cao lên để nhằm tạo độ chênh áp,tăng sức hút, tăng khả năng thoát ẩm trong buồng sấy.

- Ưu điểm: Là hệ thống sấy sạch, tận dụng được năng lượng của tựnhiên (năng lượng mặt trời).Bởi vậy không phải tiêu tốn chi phí cho nhiênliệu và không ô nhiễm môi trường

- Nhược điểm: Vốn đầu tư cao, khả năng kiểm soát nhiệt của hệ thốngsấy kém, và nhiệt độ sấy thấp, không đảm bảo được nhiệt độ sấy vật liệu

- Phạm vi ứng dụng: Hệ thống được sử dụng chủ yếu ở các vùng cao,vùng thiếu năng lượng điện do vốn đầu tư cao của nó nên nó được sử dụngkhông rộng rãi như các hệ thống sấy khác

1.5 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu một số thông số của hệ thống thiết bị sấy long nhãn làm cơ

sở cho việc cải tiến lò sấy thủ công nhằm nâng cao năng suất và chất lượngsản phẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai áp dụng rộng rãi trongsản xuất

1.5.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định một số tính chất cơ lý hoá của nguyên liệu long nhãn có liênquan đến quá trình sấy

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình sấy long nhãn

- Xác định các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị sấy long nhãn

- Nghiên cứu thực nghiệm, xác định ảnh hưởng của một số thông sốđến chất lượng sản phẩm, năng suất máy và chi phí năng lượng riêng

- Nghiên cứu áp dụng hệ thống sấy long nhãn trong thực tiễn sản xuất

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Để phù hợp với quy mô sản xuất của các hộ trồng nhãn trên địa bàntỉnh Hưng Yên, chúng tôi chọn đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thốngsấy long nhãn có năng suất là 100kg long nhãn tươi/mẻ Sơ đồ nguyên lý cấutạo hệ thống sấy long nhãn (ký hiệu SLN-1) được trình bày trên hình 2.1

Hình.2.1.Sơ đồ hệ thống sấy long nhãn gián tiếp SLN – 1.

* Nguyên lí cấu tạo của máy:

Hệ thống sấy long nhãn gián tiếp gồm các bộ phận chính sau:

1 Quạt gió; 2.Lò đốt than; 3 Ghi lò đốt than; 4.Tấm gia nhiệt; 5.Ốngphân phối khí; 6 Tường buồng sấy; 7 Cửa thoát ẩm; 8 Ống thông khói; 9.Khay đựng vật liệu sấy

Ngoài ra còn có : Khung đỡ giàn sấy; Cửa cho than và cửa lấy xỉ.

* Nguyên lí hoạt động:

Lò đốt (2) gia nhiệt cho tấm gia nhiệt(4), tấm gia nhiệt (4) được đốtnóng lên đến nhiệt độ cao, không khí được quạt hút (1) hút vào các ống phânphối khí (5) Không khí từ hệ thống ống phân phối khí được thổi trực tiếp lêncác tấm gia nhiệt thông qua các lỗ trên ống phân phối khí và được đốt nóngtới nhiệt độ sấy cần thiết sau đó nó chuyển động ngược trở lên cấp nhiệt chovật liệu sấy thoát ẩm.Tuỳ vào từng giai đoạn mà nhiệt độ của quá trình sấykhác nhau, để điều chỉnh nhiệt độ cho phù hợp với từng giai đoạn sấy ta chếtạo hệ thống phân phối khí ở các buồng sấy khác nhau thì có số lượng lỗthông khí nhiều ít khác nhau hoặc điều chỉnh lượng không khí đưa vào từ quạtgió và cuối cùng không khí ẩm được thoát ra qua lỗ thoát ẩm (7) Trong quátrình sấy thì ngăn không cho khói lò tiếp xúc với sản phẩm sấy Để làm đượcđiều đó,chúng tôi thiết kế hệ thống rãnh thoát khói ở dưới tấm gia nhiệt, khóiđược dẫn ra hai ống thông khói ở hai bên thành buồng sấy và đưa ra ngoài

Trong quá trình sấy, cứ khoảng 1 – 2 h ta lại đảo khay sấy từ dưới lêntrên, kết thúc mỗi giai đoạn ta đưa khay sấy sang buồng kế tiếp

* Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo

- Chi phi điện năng phù hợp

- Nhiệt độ cao và khả năng điều chỉnh dễ

- Chi phí cho thiết bị thấp, sản phẩm sấy sạch, đạt chất lượng tốt, có giátrị kinh tế cao

- Có hao tổn nhiệt thấp bằng cách bố trí hai ống thông khói ở hai bênbuồng sấy

* Nhược điểm:

- Vẫn phải có công nhân vân hành máy và chuyển khay sấy

* Phạm vi ứng dụng:

- Được ứng dụng để sấy nhiều loại sản phẩm khác nhau mà đòi hỏi sảnphẩm sạch

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố

Trong quá trình sấy long nhãn có rất nhiều yếu tố làm ảnh hưởng tớichất lượng sản phẩm, thời gian sấy và mức tiêu thụ năng lượng riêng Các yếu

tố bao gồm: tốc độ sấy, thời gian sấy, nhiệt độ sấy, hệ số nạp đầy, khối lượngriêng, độ ẩm, khoảng cách giữa các khay sấy

Để lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất, có thể dùng phươngpháp thu thập các thông tin qua các tài liệu tham khảo và tìm hiểu ý kiến củacác chuyên gia có kinh nghiệm về vấn đề đang nghiên cứu, nhờ đó có thể loạibớt những yếu tố không cần thiết Cuối cùng chọn lọc ra các yếu tố ảnhhưởng cơ bản đến độ khô không đồng đều của sản phẩm sấy và mức tiêu thụnhiên liệu, bao gồm:

- Nhiệt độ tác nhân sấy, T (o C)

- Tốc độ khí ở cửa ra quạt gió v (m/s);

- Khoảng cách giữa các khay sấy h (cm);

Tiến hành phương pháp thí nghiệm đơn yếu tố để xác định mức ảnhhưởng của các yếu tố đến độ khô không đồng đều của sản phẩm sấy( %) vàchi phí nhiên liệu Nr (kg than/h), đồng thời xác định được khoảng biến thiênnghiên cứu

Các yêu tố vào được ký hiệu như sau:

x1- Nhiệt độ tác nhân sấy, T (o C)

x2- Tốc độ khí ở cửa ra quạt gió v (m/s);

x3- Khoảng cách giữa các khay sấy h (cm);

Các thông số ra được ký hiệu như sau:

Y1- Độ khô không đồng đều của sản phẩm sấy (%)

Y2- Mức tiêu thụ nhiên liệu (kg/h)

Các thí nghiệm đơn yếu tố sẽ xác định được ảnh hưởng của từng yếu tốđến các thông số Y1 và Y2 [6], [7], [8], [11], [19] Thông qua kết quả nghiêncứu thực nghiệm đơn yếu tố xác định được mức cơ sở, mức biến thiên vàkhoảng nghiên cứu thích hợp của mỗi yếu tố làm cơ sở cho nghiên cứu thựcnghiệm đa yếu tố

Trong quá trình thực hiện phương pháp đơn yếu tố phải tuân theo cácquy tắc bố trí thí nghiệm và gia công số liệu Quy tắc bố trí thí nghiệm phảiđảm bảo tính chất ngẫu nhiên, xác định thứ tự thí nghiệm có thể áp dụng cáchrút thăm hoặc đánh số theo "bảng số ngẫu nhiên" mà xác định thứ tự Chúngtôi đã dùng cách rút thăm

2.2.2 Phương pháp xác định một số thông số của quá trình sấy

2.2.2.1 Xác định độ ẩm vật liệu sấy

Độ ẩm của vật liệu là số lượng nước chứa trong vật liệu và được xácđịnh bằng phương pháp sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ khoảng 1050C quathời gian 2-4h đến khối lượng không đổi Độ ẩm được xác định bằng tỷ sốgiữa khối lượng nước đã bay hơi và khối lượng vật liệu còn lại:

% 100 G

G G 2

G1- khối lượng vật liệu trước khi sấy khô, g;

G2- khối lượng vật liệu sau khi sấy khô, g;

2.2.2.2 Phương pháp xác định chi phí điện năng

Chi phí điện năng riêng Nr ( kWh/kg H2O) được đo bằng công tơ điện.Dùng công tơ điện để đo năng lượng tiêu thụ trong một lần thực nghiệm Talấy hiệu số của 2 chỉ số ghi trên công tơ lúc kết thúc và lúc đầu chính là điện

năng tiêu thụ trong quá trình sấy Chi phí năng lượng riêng.

G

ar

N 

Trong đó:

chỉ số điện năng tiêu thụ trên công tơ ( kWh)

G- khối lượng nước bốc hơi trong quá trình sấy kg H2O

2.2.2.3 Phương pháp xác định thời gian sấy

Dùng đồng hồ xác định thời gian bắt đầu sấy cho đến khi sản phẩm đạt

độ ẩm yêu cầu bảo quản

Thời gian sấy bao gồm thời gian đốt nóng sản phẩm, thời gian sấykhông đổi và thời gian sấy tốc độ giảm dần

2.2.2.4 Phương pháp xác định độ khô không đồng đều K(%)

Độ khô không đồng đều là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chấtlượng của máy sấy Nó phụ thuộc rất nhiều yếu tố: vật liệu sấy, cấu tạo máysấy, chiều dày lớp vật liệu sấy, tác nhân sấy (nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyểnđộng, …) Khi sấy n mẫu, đo ở những vị trí khác nhau, khối lượng 1 mẫukhoảng 200 – 250g Ta xác định được độ ẩm của từng mẫu nhờ dụng cụ đo độ

ẩm KEIT với độ chính xác 0,1% Ta có độ lệch bình phương trung bình

1n

n1i

)o

WiW(

K  

.Trong đó: Wi - độ ẩm của vật liệu sấy thứ i (%)

Wo - độ ẩm quy định đối với sản phẩm sấy (%)

2.2.3 Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm

2.2.3.1 Phương pháp xử lý đo đạc

Trong nghiên cứu thực nghiệm đo đạc của máy, các kết quả đo đạc đều

là kết quả ngẫu nhiên, trong kỹ thuật nông nghiệp xác suất tin cậy thườngdùng trong khoảng 0,7 - 0,9, xác suất của dụng cụ đo trong khoảng 0,95 -0,99 Vì vậy, để đảm bảo độ tin cậy thì các thí nghiệm phải được lặp lại nhiềulần để đảm bảo xác suất tin cậy của dụng cụ Nếu trong quá trình khảonghiệm, khi thấy các số liệu có sai lệch bất thường, chúng tôi phải tiến hành

đo lại để đảm bảo độ tin cậy cao

Trong quá trình xử lý số liệu đo đạc, chúng tôi áp dụng các qui tắc củaxác suất thống kê toán học, sau khi đã lặp lại n lần chúng ta nhận được các giátrị Xi = (1 – n) Giá trị trung bình của mỗi lần đo được tính theo công thứcsau:

Giá trị độ tin cậy được tính theo tiêu chuẩn Student với

 = 0,05, bậc tự do f = n - 1 khi đó độ tin cậy sẽ là:

X  X  t  tbĐối với các số liệu ngờ, số được kiểm tra lại theo tiêu chuẩn 3  nhưsau:

Xnghi ngờ - X  3  thì loại bỏ

2.2.3.2 Phương pháp gia công số liệu

- Phương sai yếu tố: Là tổng bình phương sai lệch của từng thí nghiệm,

giữa các giá trị trung bình của tổng thể (Y ) với các giá trị trung bình của

.

Y j ứng với mỗi yếu tố xi :

2 yt

S =

1

)

Y Y

Nếu F > Fb thì yếu tố đó có ảnh hưởng đến thông số mục tiêu và khôngảnh hưởng trong trường hợp ngược lại

- Để đánh giá tiêu chuẩn đồng nhất của phương sai, ta phải tính phươngsai thí nghiệm ngẫu nhiên, đối với mỗi thí nghiệm ở mỗi mức biến thiên củayếu tố kí hiệu là S2j

1 n

) Y Y ( S

2 j ij 2

2 t k

1 j

2 max j

S

S G







(3.39)Nếu G < Gb thì các giá trị phương sai được coi là đồng nhất, khôngphương sai nào vượt quá nhiều so với phương sai khác

Với các số liệu thí nghiệm đo được của đề tài này chúng tôi đều giacông theo phương pháp trên

Chương 3

CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY

3.1.1 Các giai đoạn của quá trình sấy

Nếu chế độ sấy tương đối dịu, tức là nhiệt độ và tốc độ chuyểnđộng của không khí không lớn, đồng thời vật có độ ẩm tương đối cao thì quátrình sấy sẽ xảy ra theo 3 giai đoạn: giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn tốc độsấy không đổi và giai đoạn tốc độ sấy giảm dần

3.1.1.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi

Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ nhiệt kế

ướt Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sấy sẽ hoá hơi còn nhiệt độ của vậtgiữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ để làm hoá hơi nước Ẩm sẽ hoáhơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bềmặt vật để hoá hơi Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũngkhông đổi Do vậy tốc độ ẩm bay hơi ẩm của vật cũng không đổi Điều nàylàm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm của vật theo thời gian  

u

không đổi, cónghĩa là tốc độ sấy không đổi: const

ẩm của vật đạt tới trị số giới hạn u  k u cb max Thì giai đoạn sấy không đổi chấmdứt Đồng thời cũng là chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giaiđoạn sấy tốc độ giảm

3.1.1.3 Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi, ẩm tự do đã bay hơi hết cònlại trong vật là ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do và càng tăng lên khi

độ ẩm của vật càng nhỏ (ẩm liên kết càng chặt) Do vậy tốc độ bay hơi ẩmtrong giai đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độsấy trong giai đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy Quá trìnhcàng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ

ẩm của vật giảm đến bằng độ ẩm cân bằng ứng với điều kiện môi trườngkhông khí ẩm trong buồng sấy (u cb ,  cb) thì quá trình thoát ẩm của vật ngừnglại có nghĩa là tốc độ sấy bằng 0 ( 0

chậm do đó hình thành Gradient nhiệt độ trong vật sấy Khi độ ẩm vật đạt đến

độ ẩm cân bằng thì lúc này giữa vật sấy và môi trường có sự cân bằng nhiệt

ẩm Có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt và chất giữa vật và môi trường(nhiệt độ vật bằng nhiệt độ môi trường, còn độ ẩm của vật là độ ẩm cân bằng)

ở cuối quá trình sấy do tốc độ nhỏ nên thời gian sấy kéo dài Về lý thuyết đểcho độ ẩm giảm đến độ ẩm cân bằng thì thời gian sấy   tức là đườngcong u f  tiệm cận với đường thẳng cb  const.Tuy vậy trong thực tếngười ta sấy đến độ ẩm cuối u  2 2 lớn hơn độ ẩm cân bằng Độ ẩm cân bằngphụ thuộc vào độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí trong buồng sấy mà độ

ẩm cuối của sản phẩm sấy có thể đạt đến sẽ khác nhau Cần chú ý tới điềukiện trên khi chọn nhiệt độ và độ ẩm của không khí tiếp xúc với vật liệu sấy ởgiai đoạn cuối quá trình sấy

3.1.2 Một số quy luật cơ bản của quá trình sấy

Các quy luật thay đổi các đặc tính cơ bản của quá trình sấy lànhững quy luật nhận được qua nghiên cứu thực nghiệm Trong đó quan trọngnhất là các quy luật thay đổi của độ ẩm theo thời gian sấy, quy luật thay đổicủa nhiệt độ vật sấy và quy luật thay đổi của tốc độ sấy Các quy luật này biểuthị dưới dạng đồ thị tương ứng là các đường cong sấy, đường cong tốc độ sấy

và đường cong nhiệt độ sấy

3.1.2.1 Đường cong sấy

Đường cong sấy biểu diễn quan hệ giữa độ chứa ẩm và nhiệt độvật sấy theo thời gian: u  (  ), tv f (  ) Ba giai đoạn của quá trình sấy biểudiễn trên đồ thị tương ứng bằng các đoạn OA, AB và BC (hình 3.1)

Hình 3.1 Đường cong sấy

Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi độ ẩm và nhiệt độ có quan hệtuyến tính với thời gian Còn trong giai đoạn gia nhiệt và giai đoạn sấy tốc độgiảm quan hệ này có dạng đường cong Đường cong thay đổi nhiệt độ của vậttrong giai đoạn làm nóng vật và giai đoạn sấy tốc độ giảm không trùng nhauđối với các lớp bên trong vật (a', b') và các lớp trên bề mặt vật (a, b)

3.1.2.2 Đường cong tốc độ sấy (hình 3.2.)

Đường cong tốc độ sấy biểu thị quan hệ giữa tốc độ sấy  

u

và thờigian sấy  Đường cong sấy có thể nhận được bằng cách đạo hàm hàm số

)

(

u   Tốc độ sấy tại mỗi thời điểm được biểu thị bằng độ dốc của đườngcong u  (  ) tại thời điểm đó Trong quá trình sấy độ ẩm của vật giảm dầnnên chiều diễn biến của đường cong tốc độ sấy là từ phải sang trái Trong giaiđoạn làm nóng vật tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến trị số N sau đó giữ khôngđổi trong suốt giai đoạn sấy đầu cho tới khi độ ẩm giảm đến trị số  K 1.Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm, tốc độ sấy sẽ giảm từ trị số N tới 0 ứng với

độ ẩm cân bằng của vật  cb Trong giai đoạn này, đường cong tốc độ sấy códạng khác nhau tuỳ thuộc vào cấu trúc, khích thước và bản chất vật sấy

Hình 3.2 Đường cong tốc độ sấy

3.1.2.3 Đường cong nhiệt độ sấy (hình 3.3.)

Hình 3.3 Đường cong nhiệt độ sấy

Đường cong nhiệt độ sấy tv = f(u) nói chung có dạng như hình3.3 Trong quá trình sấy độ chứa ẩm của vật giảm dần nên quá trình sấy trên

đồ thị này diễn biến theo chiều u giảm (từ phải sang trái) Vật ở trạng thái đầuu0, t0 được gia nhiệt tăng nhiệt độ cho đến tư Trong giai đoạn sấy tốc độkhông đổi nhiệt độ vật bằng tư Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm nhiệt độ vật(tv) tăng dần và khi đạt đến trạng thái cân băng giữa vật sấy và môi trường(trong buồng sấy) thì tv = tf (tf là nhiệt độ của môi chất sấy); còn độ chứa ẩmcủa vật là ucb Trong giai đoạn làm nóng vật nhiệt độ tâm vật và bề mặt vậtkhác nhau, nhiệt độ bề mặt vật thay đổi nhanh hơn còn ở tâm vật thay đổi