Thiết kế máy sấy băng tải nhiều tầng sấy mít năng suất 50 kggiờ

Khái niệm sấy - Khái niệm Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY -o0o -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY SÂY BĂNG TẢI NHIỂU TẦNG

SẤY MÍT NĂNG SUẤT 50 (KG/GIỜ)

GVHD: THẦY NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH: NGUYỄN TIẾN TUẦN

MSSV: 20802483

TPHCM, THÁNG 12 NĂM 2013

LỜI CÁM ƠN

Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm của Ban Giám Hiệu trường, sự giảng dạy tận

tâm của quý thầy cô Khoa Cơ Khí cùng tất cả các thầy cô của trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM đã truyền đạt nhiều kiến thức và kinh nghiệm sống quý báu cho em trong

suốt quá trình học tập

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy NGUYỄN VĂN THẠNH đã hết lòng

giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn và giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp cũng như nâng cao kiến thức

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy/Cô đã dành thời gian quý báu để nhận xét và chấm Luận văn tốt nghiệp Đây sẽ là nhưng đóng góp rất quý giá cho em để hoàn thiện và phát triển đề tài ngày một tốt hơn, đưa vào ứng dụng thực tiễn trong sản xuất

Sau cùng xin cảm ơn cha mẹ, tất cả bạn bè và mọi người xung quanh đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như trong cuộc sống, cám ơn các bạn trong nhóm luận văn do thầy Thạnh hướng dẫn đã đóng góp ý kiến cũng như giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn

Do còn thiếu kinh nghiệm thực tế cũng như thời gian ngắn nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý từ quý thầy cô, bạn

bè để đề tài được hoàn thiện tốt hơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 12 năm 2013

NGUYỄN TIẾN TUẦN

MỤC LỤC

TRANG BÌA i

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH HÌNH VẼ vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY VÀ THIẾT BỊ SẤY 1

1.1 Tổng quan về nguyên liệu sấy 1

1.1.1 Tổng quan về mít 1

1.1.2 Tên gọi 1

1.1.3 Thành phần hóa học: (100g mít chín) 2

1.1.4 Công dụng 2

1.1.5 Phân bổ 3

1.1.6 Phân loại 3

1.2 Yêu cầu vật liệu sấy 5

1.2.1 Yêu cầu vật liệu đầu vào 5

1.2.2 Yêu cầu vật liệu đầu ra 5

1.3 Tổng quan vể thiết bị sấy mít 6

1.3.1 Khái niệm sấy 6

1.3.2 Các phương pháp và thiết bị sấy 7

1.3.2.1 Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời 7

1.3.2.2 Sấy đối lưu 9

1.3.2.2.1 Thùng sấy: 10

1.3.2.2.2 Buồng sấy: 10

1.3.2.2.3 Lò sấy: 10

1.3.2.2.4 Hầm sấy: 10

1.3.2.2.5 Sấy băng chuyền: 11

1.3.2.2.6 Máy sấy tiếp xúc (contact dryer) 11

1.3.2.2.7 Sấy tang trống (sấy trục lăn) (roller dryer): 12

1.3.2.2.8 Máy sấy băng chuyền chân không và kệ sấy chân không (vacuum band dryer, vacuum shelf dryer) 13

1.3.2.2.9 Sấy thăng hoa: 14

1.4 Quy trình sấy mít: 18

1.4.1 Xử lý: 18

1.4.2 Rửa, ngâm: 19

1.4.3 Cắt: 20

1.4.4 Chần: 20

1.4.5 Sấy: 23

1.4.6 Đóng gói: 28

Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 30

2.1 Lựa chọn phương án truyền động: 30

2.2 Lựa chọn sơ đồ truyền động: 36

Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 39

3.1 Tính toán nhiệt: 39

3.2 Tính toán Calorifer: 45

3.3 Tính toán và chọn quạt 49

3.4 Tính toán và chọn động cơ 53

3.5 Tính toán và thiết thiết kế bộ truyền xích 57

3.6 Tính toán - thiết kế trục 60

3.7 Tính toán chọn ổ 64

3.8 Băng tải 66

3.9 Tính toán lò hơi 67

3.10. Mạch điều khiển 69

Chương 4: AN TOÀN VÀ VỆ SINH 74

Chương 5: KẾT LUẬN 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.4: Thông số của động cơ kèm hộp giảm tốc AS 66C IA 72K6 56

Bảng 3.6 : Thông số của ổ và gối đỡ HDF 30 của Misumi 66

Hình 1.6 Sơ đồ sấy bằng năng lượng mặt trời có kệ để nguyên liệu 8 Hình 1.7 Sơ đồ sấy bằng năng lượng mặt trời có trữ nhiệt 9

Hình 1.9: Sơ đồ thiết bị sấy tang trống trục đơn 12 Hình 1.10: Sơ đồ thiết bị sấy tang trống trục kép 12

Hình 1.17: Sự dịch chuyển của ẩm suốt quá trình sấy 24

Hình 2.6: Sơ đồ truyền động sử dụng bánh răng côn 34

Hình 2.8: Sơ đồ truyền động sử dụng thanh truyền 35 Hình 2.9: Sơ đồ truyền động sử dụng thanh truyền kết hợp bánh răng 35 Hình 2.10: Sơ đồ truyền động sử dụng thanh truyền và bánh răng 1 bên 36 Hình 2.11: Truyền động thông qua đĩa xích trung gian 37 Hình 2.12: Truyền động liên tục từ trục động cơ qua các trục công tác 38

Hình 3.5 Động cơ liền hộp giảm tốc hãng Watt 55

Hình 3.12 : Kích thước cơ bản của xích tải theo cataloge của hãng Misumi 67

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY VÀ THIẾT BỊ SẤY

1.1 Tổng quan về nguyên liệu sấy

1.1.1 Tổng quan về mít

Cây mít là một hình ảnh thân quen với người dân Việt, nhất là ở thôn quê nhà nào cũng thường trồng một vài cây mít ở vòm sân trước, khoảng sân sau, hiên nhà, góc bếp… bởi mít dễ trồng, cho bóng mát và cho nhiều trái

Chuyện kể rằng, mỗi khi hết lương thực vào mùa mít chín các chiến sĩ đã hái ăn múi mít thay lương khô, cơm và hạt mít được tận dụng trộn lẫn với gạo nấu cơm ăn, đặc biệt xơ mít trộn cùng vỏ bã đậu tương cộng thêm ít muối và bột ngọt đem chiên hoặc nướng ăn rất ngon Mít chín có rất nhiều chất dinh dưỡng nên sau mỗi bữa ăn mít no rất lâu Nhiều nhà khoa học đã tìm nhiều biện pháp để phát triển cây mít sao cho có lợi nhất cho nông dân nhưng cả một thời gian dài các nhà khoa học vẫn chỉ dừng lại ở một thứ cây

ăn quả có giá trị còn hạn chế do không có đầu ra và cơ chế thu mua thích hợp cho người trồng

Thời gian qua, khi công nghệ bảo quản, chế biến sau thu hoạch phát triển, cây mít được trồng đại trà, hình thành các vùng chuyên canh và trái mít được đưa vào chế biến, trở thành nguồn thu nhập quan trọng của một bộ phận bà con nông dân khu vực phía Nam

1.1.2 Tên gọi

Giới (Regnum) Plantate Ngành (division) Magnoliophyta Lớp (Class) Magnoliopsida

Họ (Familia) Moraceae Chi (Genus) Artocarpus Loài (Species) A Heterophyllus Tên (Name) Artocarpus integrifolia

Bảng 1.1: Tên gọi của mít

 Các múi mít chín có thể ăn tươi, có vị rất ngọt do có hàm lượng đường như

glucoza, fructoza cao (10-15%)

 Ở Huế có món mít trộn với tôm, hành, nước mắm ăn kèm với bánh tráng nướng

 Quả mít non có thể sử dụng như rau để nấu canh, kho với cá, xào với thịt, làm gỏi

 Xơ mít có thể dùng làm dưa muối gọi là nhút Món này làm từ xơ mít chín hoặc từ quả mít xanh Phương ngôn "Nhút Thanh Chương, tương Nam Đàn" nhắc đến hai đặc sản của vùng quê ở Nghệ An

 Hạt mít cũng ăn được và có giá trị dinh dưỡng nhất định Hột có thể đem rang, luộc, hoặc hấp Trước khi ăn thì bóc lớp vỏ mỏng bên ngoài; có mùi thơm và vị bùi

 Mứt mít

 Hạt mít rang: hạt mít bóc vỏ rửa sạch đem rang

 Mít sấy khô (sử dụng trong nước và xuất khẩu)

1.1.5 Phân bổ

Người ta cho rằng mít bắt nguồn từ khu rừng phía Tây Ấn Độ và Bangladesh.Từ

đó nó bắt đầu lây lan sang các phần khác của Ấn Độ, Đông Nam Á, Dông Indonexia và cuối cùng là Philippin Nó thường được trồng ở trung tâm và phía Đông Châu Phi và khá phổ biến tại Brazil và Su-ri-nam

Ở Việt Nam, các tỉnh trồng mít nhiều nhất bao gồm khu vực Đông Nam Bộ, Tây nguyên, Lâm Đồng, Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Tây Ninh, Đắc Lắc Diện tích trồng mít tập trung và phân tán trong bà con nông dân ở khu vực này hiện ước tính

khoảng gần 50.000 ha

Giống mít hiện được trồng phổ biến ở các tỉnh Nam Trung bộ và Nam bộ là mít nghệ Việt Nam do rất thích hợp với thời tiết khô hạn và thổ nhưỡng vùng đồi núi cao nguyên ở đây

1.1.6 Phân loại

Mít có nhiều giống: mít ướt, mít ráo, mít dừa, mít nghệ, mít tố nữ, gần đây có thêm mít Mã Lai Mít chín loại nào cũng cho mùi thơm quyến rũ nhưng vị có khác: mít ướt nhão thịt mà ngọt lịm, mít dừa mọng nước ngọt như mật, mít nghệ vàng ruộm, giòn giòn

Hình 1.1: Mít tố nữ Hình 1.2: Mít nghệ

- Mít Mã Lai :

Hình 1.3: Mít Mã Lai

 Năng suất cao

 Khối lượng trung bình từ 2-3 kg

 Múi thơm, cơm hơi nhão, vị ngọt

- Mít Tố Nữ :

 Năng suất cao

 Khối lượng trung bình 800 – 1000 g / trái

 Cơm nhão, vị ngọt, béo, có mùi thơm đặc trưng

- Mít nghệ: giống mít chính để sản xuất mít sấy

Giống mít nghệ cao sản có tên là Artocarplus hectorophyllus, là giống mít chịu khô hạn tốt, chống được giông bão

Trái to, múi thơm, giòn, ngọt, thích hợp ăn tươi hoặc chế biến xuất khẩu rất tốt, ngoài

ra có thể sử dụng làm thức ăn chăn nuôi và lấy gỗ

Mít nghệ dễ trồng, ít công chăm sóc, ít sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, cho năng suất cao Đặc biệt, thời gian tăng trưởng và cho trái của cây mít nghệ ngắn hơn nhiều so với các giống mít thường

Mít nghệ cao sản được chọn từ tổ hợp Mít nghệ ở miền Nam

Giống mít được thị trường trồng nhiều và có chất lượng tốt nhất là : Mít Nghệ Cao Sản dòng M99-I :

 Năng suất rất cao

 Chất lượng ngon

 Tỉ lệ cơm cao 40 – 48 %

 Màu vàng tươi Thích hợp ăn tươi hay chế biến

Cây mít nghệ (giống mít MDN06) được trồng nhiều ở các tỉnh phía Nam để cung cấp cho thị trường xuất khẩu Đây là cây mít đạt tiêu chuẩn của Việt Nam được các nhà khoa học nhân bản nhưng không sử dụng công nghệ biến đổi gen nên giữ nguyên tính trạng Khi thu hoạch, các múi mít được sấy khô để xuất khẩu Do giữ nguyên tính trạng nên múi mít nghệ còn lớp vỏ lụa bên ngoài, trong quá trình sấy khô, múi mít không bị mất đi màu vàng vốn có của nó

1.2 Yêu cầu vật liệu sấy

1.2.1 Yêu cầu vật liệu đầu vào

Mít phải có lớp vỏ lụa bên ngoài ( tiêu biểu như mít Nghệ) để trong quá trình sấy khô, múi mít không bị mất đi màu vàng vốn có của nó Nếu múi mít không có lớp lụa bọc múi (đặc biệt là mít Thái Lan) thì sẽ nhanh chóng mất vị ngọt Sau 3 tháng bảo quản, thì mít sấy nhanh chóng mất màu, không còn màu vàng ngon mắt, còn khi thu hoạch mùa mưa, giống mít không có lớp lụa bọc ngoài sẽ ngậm nước và vị càng nhạt

Quả mít đưa vào chế biến cần tươi tốt, múi mít không bầm dập, sâu bệnh và có độ chín thích hợp Vì nếu quả chưa đủ độ chín cho dịch quả có hàm lượng đường thấp, độ acid cao và độ chua cao, hương thơm không đầy đủ, quả chưa chín có độ cứng cao vì mô

và thành tế bào chứa nhiều protopectin Quả quá chín thì mô quả quá mềm, protopectin chuyển thành pectin có thể có mùi ủng

1.2.2 Yêu cầu vật liệu đầu ra

- Sản phẩm phải giữ được màu vàng tươi, không cháy khét

- Độ ẩm sau khi sấy thấp: khoảng 15 – 25 %

- Có mùi thơm đặc trưng của mít và không có mùi lạ

1.3 Tổng quan vể thiết bị sấy mít

1.3.1 Khái niệm sấy

- Khái niệm

Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

- Nguyên lý

Khi sấy không khí nóng có hàm ẩm thấp tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm và

cung cấp năng lượng để bốc hơi trong vật liệu ẩm vào dòng khí, hỗn hợp không khí

ẩm sẽ tăng hàm ẩm và đi ra ngoài

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy bằng không khí được mô tả trên hình

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy

Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm cao được đưa vào thiết bị sấy, được sấy khô trong phòng sấy rồi đi ra ngoài Không khí bên ngoài được dưa qua bộ phận đốt nóng để gia

Không khí trước khi sấy

Không khí sau khi sấy

nhiệt lên tới nhiệt độ sấy cần thiết, sau đó vào phòng sấy để tiếp xúc với vật liệu sấy, cấp nhiệt cho nước trong vật liệu để bốc hơi Trong quá trình sấy, nếu cần thiết sẽ có thêm bộ phận đốt nóng bổ sung trong phòng sấy

1.3.2 Các phương pháp và thiết bị sấy

1.3.2.1 Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời

- Sử dụng trực tiếp nhiệt độ của mặt trời để làm bay hơi nước trong vật liệu cần sấy

- Phức tạp hơn người ta sử dụng năng lượng mặt trời làm nóng không khí, sau đó dùng không khí nóng đó để sấy

Thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có thể phân ra các loại sau :

- Thiết bị sấy trực tiếp có tuần hoàn khí tự nhiên (gồm thiết bị thu năng lượng kết hợp với buồng sấy)

- Thiết bị sấy trực tiếp có bộ phận thu năng lượng riêng biệt

- Thiết bị sấy gián tiếp có dẫn nhiệt cưỡng bức (thiết bị thu năng lượng và buồng sấy riêng biệt)

Ưu điểm

- Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp

- Không đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn và nhân công lành nghề

- Có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp

Nhược điểm

- Kiểm soát điều kiện sấy rất kém

- Tốc độ sấy chậm hơn so với với sấy bằng thiết bị, do đó chất lượng sản phẩm cũng kém và dao động hơn

- Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày

- Đòi hỏi nhiều nhân công

Thiết bị

Có nhiều kiểu thiết kế thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời khác nhau

Những thiết bị nhỏ : thường có công suất nhỏ, tốc độ sấy và chất lượng cải tiến không đáng kể so với phương pháp sấy phơi (có đảm bảo vệ sinh), do đó ít được sử dụng

Hình 1.5 Sơ đồ sấy bằng năng lượng mặt trời

1: Vật liệu xuyên sáng – 2: Vật liệu sấy – 3: Kệ - 4:Khay

Những thiết bị lớn hơn, có sử dụng quạt chạy bằng năng lượng mặt trời với công suất 200-400 kg mẻ đang được sử dụng nhiều ở các nước vùng Địa trung hải để sản xuất trái cây sấy xuất khẩu cho thị trường châu Âu

Hình 1.6 Sơ đồ sấy bằng năng lượng mặt trời có kệ để nguyên liệu

1: Vật liệu xuyên sáng – 2: Vật liệu sấy – 3: Kệ - 4:Khay

Năng lượng mặt trời còn có thể được dùng làm nóng trước không khí ở các thiết bị sấy vận hành bằng nhiên liệu để tiết kiệm một phần năng lượng

Hình 1.7 Sơ đồ sấy bằng năng lượng mặt trời có trữ nhiệt

1: Tấm thu nhiệt – 2: Trữ nhiệt (Nước)- 3: Vật liệu sấy – 4: Kệ - 5:Khay- 6:Quạt

1.3.2.2 Sấy đối lưu

Nguyên lý hoạt động

- Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc

độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy

- Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm

- Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục

Hình 1.8 :Sơ đồ sấy đối lưu

1: Quạt – 2: Caloriphe – 3: Buồng sấy

1.3.2.2.1 Thùng sấy:

Cấu tạo : là một thùng chứa hình trụ hoặc hình hộp có đáy dạng lưới Không khí

nóng thổi lên từ phía đáy của nguyên liệu với vận tốc tương đối thấp (ví dụ : 0,5 m/s)

Ứng dụng : do có sức chứa lớn, giá thành và chi phí hoạt động thấp chúng được sử

dụng chủ yếu để sấy kết thúc sau khi sản phẩm được sấy trước bằng các thiết bị sấy khác Chúng có thể được dùng để cân bằng ẩm sản phẩm sau khi sấy

Yêu cầu đối với nguyên liệu : do thiết bị sấy có thể cao vài mét, yêu cầu nguyên

liệu phải đủ độ cứng cơ học để chống lại sức ép, duy trì khoảng trống giữa các hạt, giúp không khí nóng có thể xuyên qua được

1.3.2.2.2 Buồng sấy:

Cấu tạo : gồm có một buồng cách nhiệt với các khay lưới hoặc đột lỗ, mỗi khay

chứa một lớp mỏng nguyên liệu (dày 2-6cm) Không khí nóng thổi vào với tốc độ 0,5-5 m/s qua hệ thống ống dẫn và van đổi hướng để cung cấp không khí đồng nhất qua các khay

Các thiết bị đun nóng phụ trợ có thể được đặt thêm ở phía trên hoặc dọc bên các khay để tăng tốc độ sấy

Ứng dụng : dùng trong sản xuất nhỏ (1-20 tấn/ngày) hoặc trong thử nghiệm

Chúng có giá thành, chi phí bảo dưỡng thấp và có thể sử dụng linh hoạt để sấy các loại nguyên liệu khác nhau Tuy nhiên, điều kiện sấy tương đối khó kiểm soát và chất lượng sản phẩm dao động do sự phân phối nhiệt đến nguyên liệu không đồng đều

Do yêu cầu phải đảo sản phẩm thường xuyên, việc chất nguyên liệu và tháo dỡ sản phẩm được thực hiện bằng thủ công nên chi phí nhân công cao Tuy vậy, chúng có ưu điểm là sức chứa lớn, dễ xây dựng và bảo dưỡng với chi phí thấp

1.3.2.2.4 Hầm sấy:

Cấu tạo : các khay chứa nguyên liệu được chất lên các xe goòng, được lập trình để

chuyển động qua hầm cách nhiệt có tác nhân sấy chuyển động theo một hoặc nhiều hướng khác nhau Sản phẩm sau khi ra khỏi hầm có thể được sấy kết thúc trong các thùng sấy Một hầm sấy tiêu biểu dài 20 m có 12-15 xe goòng với tổng sức chứa 5000 kg nguyên liệu

Ứng dụng : do khả năng sấy lượng lớn nguyên liệu trong một thời gian tương đối

ngắn, chúng được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên, phương pháp này hiện đã bị thay thế bằng phương pháp sấy băng chuyền và sấy tầng sôi do hiệu suất năng lượng của sấy hầm thấp

hơn, chi phí lao động cao hơn và chất lượng sản phẩm không tốt bằng hai phương pháp nêu sau

1.3.2.2.5 Sấy băng chuyền:

Cấu tạo : là thiết bị làm việc liên tục, có thể dài đến 20m, rộng 3m Nguyên liệu

được đặt trên một băng chuyền lưới có đáy sâu 5-15 cm Dòng khí lúc đầu có hướng từ dưới lên qua đáy của nguyên liệu và ở các giai đoạn sau đó được hướng xuống dưới để sản phẩm khỏi bị thổi ra khỏi băng chuyền

Ở các thiết bị sấy 2 hoặc 3 giai đoạn nguyên liệu sau khi được sấy một phần sẽ được xáo trộn và chất đống lại vào các băng chuyền kế tiếp sâu hơn (đến 15-25 cm hoặc 250-900 cm ở các máy sấy 3 giai đoạn), nhờ đó cải tiến được tính đồng nhất của quá trình sấy và tiết kiệm được không gian Sản phẩm thường được sấy đến độ ẩm 10-15 % và sau

đó được sấy kết thúc ở thùng sấy Thiết bị sấy có thể có các khu vực sấy độc lập với nhau được kiểm soát bằng máy tính và hệ thống tự động nạp nguyên liệu và tháo sản phẩm để giảm chi phí nhân công

Ứng dụng : do điều kiện sấy được kiểm soát tốt và năng suất cao nên thường được

dùng để sấy sản phẩm ở quy mô lớn (ví dụ : đến 5,5 tấn/h)

Ứng dụng trong phương pháp sấy thảm bọt : nguyên liệu dạng lỏng được chuyển thành dạng bọt bền bằng cách cho thêm tác nhân tạo bọt và được hoà khí nitơ hoặc không khí

Nguyên liệu dạng bọt được trải lên băng chuyền có lỗ đến độ dày 2-3 mm và được sấy nhanh trong 2 giai đoạn bằng dòng khí thổi cùng chiều và sau đó ngược chiều Sấy thảm bọt nhanh khoảng gấp 3 lần so với sấy chất lỏng có độ dày tương tự Lớp thảm xốp mỏng của sản phẩm sấy sau đó được nghiền thành bột dễ chảy, có tính hồi nguyên rất tốt Quá trình sấy nhanh và nhiệt độ sản phẩm thấp giúp cho chất lượng của sản phẩm tốt, nhưng khi sản xuất với năng suất cao đòi hỏi diện tích bề mặt lớn, chi phí do đó cũng cao

1.3.2.2.6 Máy sấy tiếp xúc (contact dryer)

Nhiệt được cung cấp bằng dẫn nhiệt

Ưu điểm chính so với sấy đối lưu :

Không cần thiết phải đun nóng lượng lớn không khí trước khi sấy do đó hiệu quả

nhiệt cao hơn

Quá trình sấy có thể thực hiện không cần sự có mặt của oxy nên các thành phần dễ bị oxy hoá của nguyên liệu được bảo vệ

Nhu cầu nhiệt riêng thông thường là 2000-3000 kJ/kg nước bay hơi so với 10.000 kJ/kg nước bay hơi của máy sấy đối lưu Tuy nhiên, thực phẩm có độ dẫn nhiệt thấp, trở thành khô hơn nên khó dẫn nhiệt hơn trong quá trình sấy, vì vậy cần phải sấy lớp mỏng để nhiệt dẫn nhanh, tránh gây hư hại cho sản phẩm

4000-1.3.2.2.7 Sấy tang trống (sấy trục lăn) (roller dryer):

Các trục rỗng bằng thép quay chậm được đun nóng bên trong bằng hơi nước áp suất cao đến 120-170oC Một lớp mỏng nguyên liệu được trải đều lên bề mặt bên ngoài bằng phương pháp nhúng, phun, trải hoặc bằng các trục lăn nạp liệu phụ Trước khi trục lăn hoàn thành 1 vòng quay (khoảng 20 giây đến 3 phút) sản phẩm sấy được cào ra bằng lưỡi dao tiếp xúc đều với mặt trục theo chiều dài của nó Thiết bị sấy có thể có 1 trục, 2 trục hoặc trục kép Thiết bị đơn trục được sử dụng rộng rãi, vì chúng linh động, tỷ

lệ diện tích bề mặt trục sử dụng để sấy lớn, dễ dàng tiếp cận để bảo dưỡng và không có nguy cơ bị hư hại do kim loại rơi vào giữa hai trục

Thiết bị sấy trục có tốc độ sấy cao, hiệu quả năng lượng cao, chúng thích hợp với nguyên liệu dạng sệt có kích thước các cấu tử lớn quá mức để có thể sấy phun được Sấy trục lăn dùng trong sản xuất khoai tây dạng mãnh (flake), ngũ cốc nấu sẵn, mật đường, xúp bột, pu rê trái cây và sữa tách kem (whey) Tuy nhiên, do giá thành trục lăn cao và thành phần nguyên liệu nhạy cảm nhiệt dễ bị hư hại, nên trong sản xuất lớn chúng đã

bị thay thế bằng phương pháp sấy phun

Hình 1.9: Sơ đồ thiết bị sấy

tang trống trục đơn Hình 1.10: Sơ đồ thiết bị sấy tang

trống trục kép

1.3.2.2.8 Máy sấy băng chuyền chân không và kệ sấy chân không (vacuum

band dryer, vacuum shelf dryer)

Hình 1.11 Thiết bị sấy băng chuyền chân không

1: Trục nóng – 2: Buồng chân không – 3: Thiết bị đốt nóng bức xạ - 4:Trục mát –

5: Gạt - 6:Băng tải thép không rỉ

Nguyên liệu dưới dạng sệt được trải hoặc phun lên 1 băng chuyền thép chạy qua 2 trục lăn rỗng trong 1 buồng chân không có áp suất 1-70 mmHg Lúc đầu nguyên liệu được sấy bằng trục lăn được làm nóng bằng hơi nước và sau đó bằng ống xoắn trao đổi nhiệt có hơi nước làm nóng hoặc các thiết bị cấp nhiệt bức xạ đặt ở phía trên các băng chuyền Sản phẩm sấy được làm nguội bằng trục lăn thứ 2 có nước lạnh ở trong và được tách ra bằng lưỡi dao

Kệ sấy chân không gồm các kệ đặt trong 1 buồng chân không với áp suất 1-70 mmHg Nguyên liệu được đặt thành 1 lớp mỏng trên các khay thép phẳng được làm cẩn thận để đảm bảo sự tiếp xúc tốt với các kệ Hơi nước hoặc nước nóng chạy qua các kệ để cấp nhiệt cho quá trình sấy

Quá trình sấy nhanh và sự hư hại do nhiệt đến sản phẩm được hạn chế giúp cho 2 phương pháp này thích hợp với các nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt Tuy nhiên, cần cẩn thận để tránh sản phẩm khỏi bị cháy trên các khay trong các kệ sấy chân không và sự co ngót làm giảm sự tiếp xúc giữa nguyên liệu với bề mặt nóng ở cả 2 thiết bị Chúng có giá thành cao, chi phí vận hành cao và năng suất thấp, được dùng chủ yếu để sản xuất các sản phẩm sấy phồng (puff dried)

1.3.2.2.9 Sấy thăng hoa:

Hình 1.12 : Sơ đồ máy sấy thăng hoa

Hình 1.13 :Sơ đồ cấu tạo hầm sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật sấy bằng sự thăng hoa của nước Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi Ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng, nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông Chính vì vậy nên còn gọi là phương pháp Sấy lạnh đông (Freeze Drying hay Lyophillisation)

Quá trình sấy thăng hoa bao gồm hai giai đoạn : làm lạnh đông và tiếp theo sấy khô bằng chân không thấp Cả hai hệ thống đều hoạt động rất tốn kém và khi thiết bị sấy thăng hoa hoạt động theo mẻ, chi phí vận hành càng tăng cao Hiện nay đã có các thiết bị làm việc liên tục, nhưng chi phí đầu tư rất cao Vì vậy phương pháp sấy thăng hoa chỉ hạn chế sử dụng đối với các sản phẩm đắt tiền, những sản phẩm mà không thể sấy được bằng các phương pháp khác Bên cạnh đó không phải bất kỳ nguyên liệu nào cũng có thể sấy bằng phương pháp lạnh đông Đối với những nguyên liệu có cấu trúc dễ bị hư hại trong quá trình lạnh đông thì sản phẩm sấy thăng hoa khi hồi nguyên sẽ có kết cấu tồi Sấy thăng hoa, nhất là phương pháp sấy nhanh (AFD : accelerated freeze drying) được áp dụng rộng rãi ở Mỹ để sấy các loại nguyên liệu đắt tiền như thịt gia súc, gia cầm…

Ngoài ra nó còn được sử dụng để sấy các sản phẩm khác như : cà phê, gia vị, trong dược phẩm v.v

Thiết bị sấy thăng hoa:

Các máy sấy thăng hoa bao gồm một buồng chân không có chứa các khay đựng sản phẩm và thiết bị đun nóng để cấp ẩn nhiệt thăng hoa Các ống xoắn ruột gà lạnh hoặc các bản dẹt lạnh được sử dụng để ngưng tụ hơi nước trực tiếp thành băng Chúng được gắn với thiết bị tự động làm tan băng để giữ cho bề mặt của các dây xoắn ruột gà được trống tối đa cho việc ngưng tụ hơi nước Điều này là cần thiết bởi vì phần lớn năng lượng đầu vào được dùng làm lạnh đông ở các thiết bị ngưng tụ và vì thế tính kinh tế của sấy thăng hoa được xác định bởi hiệu suất của thiết bị ngưng tụ

Máy sấy bức xạ:

Trong đó nhịêt chủ yếu được truyền đến vật liệu sấy qua bức xạ của nguồn nhiệt, ví dụ: bóng đèn với công suất lớn, điện trở Ẩm bay hơi vào dòng tác nhân sấy rồi ra ngoài Thông thường các vật bức xạ được lắp cố định ngay trên bề mặt của lớp vật sấy Vật sấy chuyển động liên tục nhờ băng tải, tự chảy, dòng lưu động khí hạt, tầng sôi Để quá trình bay hơi ẩm tốt và tránh cho vật bị nóng quá mức, người ta dùng quạt đối lưu cưỡng bức

tác nhân sấy Chính vì vậy nên còn gọi là hệthống sấy bức xạ- đối lưu

Tốc độ truyền nhiệt phụ thuộc vào :

- Nhiệt độ bề mặt của nguồn nhiệt và vật sấy

- Tính chất bề mặt của nguồn nhiệt và vật sấy

- Hình dáng của vật phát và nhận bức xạ hồng ngoại

Ưu điểm :

- Quá trình trao đổi nhiệt trong sấy bức xạ có cường độ cao hơn nhiều trong sấy đối lưu và sấy trên bề mặt nóng; có khả năng tăng cường độ sấy ở giai đoạn thứ nhất, rất hiệu quả với lớp vật sấy mỏng Tuỳ trường hợp mà thời gian sấy có thể giảm hàng chục thậm chí cả trăm lần so với sấy đối lưu

- Chỉ làm nóng vật liệu sấy, không ảnh hưởng đến môi trường không khí xung quanh

- Máy sấy bức xạ cần trang bị các thiết bị bảo vệ, điều chỉnh chế độ sấy, quan tâm thường xuyên để có sản phẩm tốt và không bị hoả hoạn

- không kinh tế bằng máy sấy đối lưu nên ít được sử dụng

Thiết bị:

Thông thường người ta dùng vật phát năng lượng bức xạ liên tục và cường độ cao thuộc vùng quang phổ hồng ngoại với bước sóng λ= 0,77-300 µm Để có các tia bức xạ,

ta có thể dùng nhiều loại thiết bị bức xạ khác nhau như:

Đèn gương : dây tóc đèn là vonfram, công suất từ (150-500 W) Nhiệt độ đèn là (2300 ± 100)oK Hệ số hiệu dụng năng lượng là 70 % Đèn có nhược điểm dễ vỡ, quán tính nhiệt kém, tổn thất nhiệt lớn, chiếu không đều Tuy có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng nhưng đèn ít được dùng để sấy các sản phẩm thực phẩm

Đèn ống thạch anh : cấu tạo của loại này là dây vonfram xoắn được đặt trong tâm của ống thạch anh hình trụ, công suất của nó từ (0,1-20) kW Nhiệt độ của đèn loại này là

2800oK

Que đốt bằng điện : cấu tạo của que đốt gồm dây hợp kim nicrôm xoắn hình lò xo đặt trong ống kim loại, cách điện bằng ôxit manhê, oxit nhôm hoặc cát thạch anh Công suất của mỗi que đốt đạt đến 25 kW, nhiệt độ là 800oC Đây là loại que đốt thông dụng nhất

Vật bức xạ bằng gốm : đây là loại tiện lợi trong công nghiệp chế biến thực phẩm Cấu tạo của nó gồm dây điện trở bằng hợp kim nicrôm được ép vào trong lòng khối gốm Công suất của mỗi chiếc là 1 kW với nhiệt độlàm việc từ 450-

700oC Để đảm bảo bức xạ được đồng đều thì các thiết bị bức xạ phải có cơ cấu phản xạ như pha đèn

Ứng dụng :

- Để sấy sản phẩm có độ ẩm thấp (ví dụ: ca cao, bột mì, lúa, sản phẩm bột nhào, trà ) Sản phẩm di chuyển bằng băng chuyền qua hầm phía dưới một dãy nguồn bức xạ Tuy nhiên, bức xạ hồng ngoại không được sử dụng rộng rãi như là nguồn nhiệt duy nhất để sấy những sản phẩm dạng viên cục lớn do nó không xâm nhập

sâu vào bên trong sản phẩm

- Năng lượng bức xạ cũng thường được dùng ở các máy sấy băng chuyền chân không và buồng sấy chân không, trong sấy thăng hoa, trong các lò vi sóng sử dụng trong nội trợ để làm sẩm màu thực phẩm

Sấy bằng điện trường dòng cao tần (dielectric)

Vị trí của sóng điện trường dòng cao tần, vi sóng (microwave) Chúng có tần số từ 1-100 MHz hoặc từ 300 MHz đến 300 GHz đối với vi sóng Theo thoả thuận quốc tế, tần số được dùng đun nóng được sử dụng là 915 Mhz (hoặc 896 MHz ở châu Âu) và 2450 MHz

Ưu điểm : khắc phục những nhược điểm của sấy đối lưu :

- Tốc độ truyền nhiệt chậm, do độ dẫn nhiệt của nguyên liệu khô kém

- Hư hại các giá trị cảm quan và dinh dưỡng do thời gian sấy lâu và quá nhiệt ở bề mặt

- Oxy hoá các sắc tố và vitamin

- Gây hiện tượng cứng vỏ

Sấy điện trường dòng cao tần ngăn ngừa sự hư hại bề mặt, cải tiến sự truyền ẩm

ở giai đoạn sau của quá trình sấy và loại bỏ hiện tượng cứng vỏ Bức xạ chỉ làm nóng những vùng ẩm, không ảnh hưởng đến những vùng khác Không cần phải đun nóng lượng lớn không khí và sự oxy hoá được hạn chế tối thiểu

Nhược điểm : chi phí đầu tư lớn, quy mô nhỏ nên chỉ giới hạn ứng dụng của nó

để sấy kết thúc sản phẩm

Ví dụ: trong sấy bột nhào : sấy sơ bộ đến 18 % bằng đối lưu, sau đó kết hợp sấy đối lưu với sấy vi sóng để giảm ẩm đến 13 %, nhờ đó thời gian sấy rút ngắn từ 8h xuống còn 90 phút

1.4 Quy trình sấy mít:

Hình 1.14: Sơ đồ quy trình sấy mít

1.4.1 Xử lý:

- Mục đích công nghệ: Loại bỏ phần hạt, thu phần thịt mít

- Phương pháp: Dùng phương pháp thủ công tách đôi múi mít rồi bỏ hạt

- Các biến đổi:

 Không có sự biến đổi về mặt hóa học hóa sinh và hóa lý

 Biến đổi vật lý: giảm khối lượng

 Biến đổi sinh học: tăng lượng vi sinh vật

- Các yếu tố ảnh hưởng:

 Vệ sinh: phải đảm bảo

 Dao cắt: phải bén để đảm bảo vết cắt ngọt, không bị dập

 Do làm thù công nên công nhân phải lành nghề

 Rửa sạch nhựa , mủ dính trên mít

- Phương pháp: Ngâm mít trong nước clo khoảng 10 phút để khử trùng vi khuẩn

- Các biến đổi :

 Trong quá trình rửa không có sự biến đổi về mặt vật lý, hóa học, hóa sinh

 Biến đổi sinh học: giảm lượng vi sinh vật bám trên múi mít

 Biến đổi hóa lý: Trích ly một số chất vào nước

Hình 1.15: Máy ngâm và rửa xối

Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối

- Đầu tiên mít sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào

hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới

- Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng

- Dung dịch ngâm là nước clo

- Thời gian ngâm phải ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng

Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm), 500C để xối Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của múi mít mà ta có thể rửa xối một hoặc nhiều lần

- Vệ sinh: phải đảm bảo

- Dao cắt: phải bén để đảm bảo vết cắt ngọt, không bị dập

 Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu, tránh sự biến đổi của nguyên liệu do nguyên nhân vi sinh vật khi quá trình chế biến kéo dài

 Đình chỉ quá trình sinh hoá của nguyên liệu , làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi hoặc chỉ biến đổi rất ít Dưới tác dụng của enzyme peroxydase, polyphenoloxydase trong mít thường xảy ra các quá trình oxy hoá các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen làm mất giá trị cảm quan Chần làm cho hệ thống enzyme đó bị phá huỷ nên không bị thâm đen

 Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxy gây ra oxy hóa vitamin hay xúc tác cho các phản ứng oxy hóa khác Chần còn loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp

 Quá trình chần sẽ giữ lại màu sắc nguyên thủy của nó và tránh sự biến màu khi sấy

- Phương pháp : Nguyên liệu được nhúng vào dung hơi nước trong khoảng thời gian nhất định để đạt được một số biến đổi mong muốn Quá trình xử lý bằng hơi nước còn được gọi là hấp

- Các biến đổi:

 Vật lý:

 Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi

 Giảm cấu trúc cứng giòn, tạo mùi nấu, mất chất khô

 Chần làm sáng màu bằng cách đuổi không khí và bụi bám trên bề mặt vì vậy làm thay đổi bước sóng của ánh sáng phản xạ

 Hóa học:

 Làm cho quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu

 Làm bay hơi một số chất hương

 Khoáng, vitamin tan trong nước và một số hợp chất tan trong nước khác dễ mất mát khi chần Tổn thất khoảng 40% khoáng và vitamin (đặc biệt là vitamin

C và B1), phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ

do quá trình oxy hóa

 Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%

 Loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp

 Dưới tác dụng của nhiệt độ và nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm mềm cấu trúc của mít Tuy nhiên, khi chần được xem là bước xử lý

sơ bộ cho quá trình sấy thì đây là biến đổi không mong muốn Do vậy, người ta

có thể thêm muối Ca (1-2%) vào nước chần để tạo thành canxipectate không tan củng cố sự vững chắc cho mô tế bào

 Các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt

độ, tránh sự oxy hóa các hợp chất hóa học làm đen sản phẩm

 Đình chỉ các quá trình sinh hóa của tế bào của mít

 Sinh học: Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt

độ chất khô để chần Tuy nhiên, nếu nồng độ đường cao thì quả dễ bị teo lại khi chần do mất nước

 Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần, diện tích tiếp xúc càng lớn thì tổn thất chất tan càng nhiều

 Thời gian và nhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi màu sắc và độ tổn hao vitamin(ít tổn thất vitamin hơn khi chần ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn)

 Phương pháp làm nguội, làm nguội nhanh giảm những biến đổi không mong muốn cho nguyên liệu sau chần

 Tỉ lệ nước chần/nguyên liệu (trong giai đoạn chần và làm nguội)

- Thiết bị chần: Nguyên liệu mít được chần trong nước nóng

Thiết bị chần bằng nước nóng(Thiết bị IQB):

Hình 1.16 :Thiết bị chần bằng nước nóng

Khi chần bằng nước nóng thường tổn thất chất dinh dưỡng nhiều hơn chần bằng hơi nước Nhưng trong thực tiển sản xuất, nó được dùng phổ biến vì thao tác thuận tiện,

thiết bị đơn giản và truyền nhiệt tốt hơn Mặt khác, trong một số trường hợp cần đảm bảo

sự hút nước của nguyên liệu, loại trừ vị không thích hợp thì chần bằng dung dịch nóng sẽ hiệu quả hơn hơi nước

Ở thiết bị này, có sự trao đổi nhiệt giữa các vùng gia nhiệt sơ bộ và vùng làm nguội

sơ bộ Cụ thể, nước ở vùng làm nguội đầu tiên có thể đem đi gia nhiệt sơ bộ nguyên liệu

để tiết kiệm và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng

Cấu tạo thiết bị:

 Băng tải vận chuyển nguyên liệu

 Hệ thống vòi phun để phân phối nước trong 3 giai đoạn xử lý nhiệt

 Thiết bị gia nhiệt cho nước chần

 Bộ phận trao đổi nhiệt: gia nhiệt cho nước trong giai đoạn gia nhiệt sơ bộ

Nguyên tắc hoạt động: có 3 giai đoạn:

 Sau khi vào cửa nhập liệu, mít được gia nhiệt sơ bộ bằng nước nóng (700C)

 Tiếp đó, mít được chần bằng nước nóng 950C từ trên xuống Nước chần được gia nhiệt Để tiết kiệm năng lượng, lượng nước sau khi chần sẽ thu hồi và tiếp tục được gia nhiệt, bơm tuần hoàn trở lại thiết bị chần

 Sau khi chần, mít qua giai đoạn làm nguội bằng cách được dẫn qua bồn nước lạnh

có hệ thống phun nước để hạ nhiệt độ nhanh Do nước thu được trong quá trình làm nguội có nhiệt độ cao nên được tái sử dụng cho giai đoạn gia nhiệt sơ bộ ban đầu

1.4.5 Sấy:

- Bản chất: Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ bất kỳ, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói

cách khác đó là do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

Hình 1.17: Sự dịch chuyển của ẩm suốt quá trình sấy

- Mục đích:

 Chế biến: để tạo độ giòn của mít làm sản phẩm có mùi vị dặc trưng

 Bảo quản: khi sấy đến lượng nước tối thiểu vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt nên sản phẩm được bảo quản lâu Sấy đến độ hoạt động của nước: aw = 0.25 – 0.35 , đó

là điểm bảo quản tối ưu của sản phẩm khi không bảo quản ở nhiệt độ lạnh

- Các biến đổi:

 Vật lý:

 Có hiện tượng co thể tích lại và giảm khối lượng do sự bốc hơi nước

 Vì trong quá trình sấy tổng lượng chất khô không thay đổi nên ta có phương trình sau:

G1 ( 100 - W1 ) = G2 (100 – W2 ) Trong đó:

G1: khối lượng sản phẩm trước khi sấy

G2: khối lượng sản phẩm sau khi sấy

W1: độ ẩm nguyên liệu trước khi sấy

W2: độ ẩm sản phẩm sau khi sấy

Từ phương trình ta có:

G2 = G1 (100 – W1 ) / (100 – W2 ) Lượng ẩm bốc hơi:

W = G1 – G2 = G1 ( W1 – W2 ) / (100 – W2 )

 Nhiệt độ: có sự tạo thành gradient nhiệt độ bên ngoài và bên trong vật liệu

 Có hiện tượng nóng chảy và tụ tập các chất hòa tan lên bề mặt làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm vì chúng làm tắc nghẽn các mao mạch thoát nước kèm theo đó là sự đóng rắn trên bề mặt

Sau khi có hiện tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu đến tác nhân sấy, lượng ẩm chuyển dời đó được bù bằng lượng ẩm ra đến bề mặt, nếu không trên bề mặt vật liệu nóng quá sẽ phủ kín bằng lớp vỏ cứng, ngăn cản quá trình thoát ẩm dẫn đến sấy không đều làm vật liệu bị nứt

Việc bốc hơi nước từ bề mặt tạo ra sự chênh lệnh ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu, kết quả là ẩm chuyển từ lớp bên trong ra đến bề mặt

Quá trình chuyển ẩm từ bên trong sản phẩm sấy thực hiện được nhờ lực khuếch tán thẩm thấu, lực mao quản gọi là độ dẫn ẩm Nhờ có độ dẫn ẩm, ẩm sẽ chuyển dời theo hướng từ trung tâm ra bề mặt vật liệu

Ngoài sự khuếch tán ẩm trong quá trình sấy còn có sự chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá trình sấy tùy tính chất vật liệu có chứa keo háo nước hoặc keo ghét nước Nếu keo ghét nước liên kết lỏng lẽo dễ khuếch tán, keo háo nước khuếch tán chậm chạp, nếu ngậm nước không khuếch tán được Trong quá trình sấy

có thể tạo ra lớp màng vật liệu có tính chất keo hạn chế sự khuếch tán ẩm

+ Hóa học: Xảy ra hai khuynh hướng:

Tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Maillar

Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước bị giảm dần ví dụ phản ứng thủy phân Thông thường trong hai xu hướng, xu hướng 1 trội hơn

+ Hóa sinh:

Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ vật liệu tăng dần và chậm, tạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất là các enzyme oxy hóa khử gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu Vì vậy thường diệt peroxidase hay polyphenoloxydase trước khi sấy

+ Nguyên tắc hoạt động: Sử dụng phương pháp sấy đối lưu

Quá trình sấy được thực hiện trong ba vùng Không khí được đưa vào mỗi vùng đều

có nhiệt độ thích hợp

Không khí được hút vào cửa phía dưới và đốt nóng đến nhiệt độ cần thiết nhờ

caloriphe Vật liệu sấy được cấp vào liên tục ở phễu nạp liệu và được cấp định lượng qua

cơ cấu cấp liệu

Ở loại thiết bị này vật liệu từ băng trên di chuyển đến cuối thiết bị bên phải thì đổ xuống băng chuyền dưới chuyển động theo hướng ngược lại, đi đến băng cuối cùng thì vật liệu khô được đổ ra ngăn chứa sản phẩm

Không khí nóng đi ngược với chuyển động của băng hoặc đi từ dưới lên xuyên qua băng chuyền và vật liệu sấy Để quá trình sấy được tốt, cho tác nhân sấy chuyển động với vận tốc lớn khoảng 3m/s, còn băng di chuyển với vận tốc 0.3-0.6 m/ph

Hình 1.18: Sơ đồ sấy băng tải

Hệ thống trên khi vận hành thì không khí vào thiết bị sẽ được đốt nóng qua thiết bị trao đổi nhiệt Sau đó không khí nóng sẽ đi qua lớp vật liệu sấy để tách ẩm rồi dưới tác dụng của quạt hút, không khí sẽ được lưu chuyển đồng đều trong thiết bị rồi đi ra ngoài Thông thường trong một quy trình sản xuất, người ta thường bố trì từ hai vùng trở lên để tăng hiệu quả của quá trình tách ẩm +Ưu điểm của hệ thống: - Tính linh động, ta dễ dàng điều khiển các thông số để phục vụ cho các quy trình và nguyên liệu khác nhau - Ngoài ra

còn đảm bảo các giá trị cảm quan và dinh dưỡng cho mít sấy

Thiết bị dùng nguồn nhiệt trung gian là hơi nước nóng, nó dẫn hơi nóng trao đổi đầy

đủ với sản phẩm ướt Nó không những bằng sự đối lưu dẫn hơi nóng đi qua sản phẩm sấy

mà còn lấy đi hơi nước bay hơi Không khí đưa được nạp vào phía dưới lưới của vùng thứ nhất có nhiệt độ 65oC và vào thời gian chuyển dịch theo băng đầu tiên, sản phẩm được sấy đến độ ẩm 35% Khí chuyển dời theo các băng của vùng thứ hai Không khí ở vùng thứ hai có nhiệt độ 45oC, sản phẩm được sấy đến độ ẩm 10 đến 12% o Ở vùng thứ ba sản phẩm được làm lạnh (nhờ không khí có nhiệt độ 16oC đến 25oC)và chuyển ra ngoài Không khí vào và ra khỏi máy sấy đều được lọc qua các bộ lọc bằng dầu và kim loại Máy sấy được trang bị các dụng cụ kiểm tra nhiệt độ không khí,nguyên liệu, hệ điều chỉnh tự động và ghi nhiệt độ trong quá trình sấy

 Tạo sự thuận lợi trong việc lưu kho, quản lý và phân phối sản phẩm

- Phương pháp: Sản phẩm sau khi sấy được đóng vào bao bì nhôm phức hợp, có bọc plastic bên ngoài

- Các biến đổi: Quá trình bao gói không trực tiếp làm biến đổi sản phẩm Tuy nhiên môi trường bao gói nếu không được kiểm soát tốt thì oxy, hơi nước, vi sinh vật… có thể xâm nhập vào sản phẩm cũng như sự thất thoát mùi vị của sản phẩm ra môi trường

- Các yếu tố ảnh hưởng:

 Bao bì: phải vô trùng hoàn toàn để đảm bảo chất lượng sản phẩm

 Vệ sinh : phải đảm bảo

 Thao tác: phải nhanh gọn và an toàn tránh sản phẩm bị nhiễm vi sinh vật trở lại

- Thiết bị:

 Yêu cầu vật liệu bao bì:

 Để đảm bảo chức năng bảo quản sản phẩm, vật liệu làm bao bì được chọn là plastic và phải có một lớp nhôm để chắn ánh sáng và thất thoát hương

 Các loại plastic thường dùng là: polyethylene (PE); polypropylene (PP);

oriented polypropylen (OPP); polyvinylidene chloride…

 Đặc điểm nổi bật của bao bì plastic là nhẹ, ở dạng mỏng và có thể ghép nhiều lớp để vừa chống thấm hơi khí, tránh thất thoát hương đồng thời dễ hàn mí và tăng tính thẩm mỹ

 Do vật liệu bao bì chuyển động liên tục nên đồng thời với việc hàn kín phần đỉnh của bao bì thứ nhất thì phần đáy của bao bì thứ hai cũng được hàn kín

Hình 1.20: Mô hình thiết bị bao gói

Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Lựa chọn phương án truyền động:

PA1: Sử dụng hộp giảm tốc và bộ truyền đai, kết hợp khớp nối

o Sử dụng bộ truyền đai để tiết kiệm chi phí và giảm tiếng ồn

o Khớp nối để cách nhiệt, giúp tăng tuổi thọ của đai

- Nhược điểm:

o Dây đai quá dài, phải sử dụng trục trung gian

o Phải bảo trì thường xuyên, làm giảm năng suất

o Bị ảnh hưởng do tác dụng nhiệt nên phải sử dụng khớp nối cách nhiệt

Hình 2.2: Sơ đồ truyền động không sử dụng trục trung gian

Để khắc phục điều trên, ta sử dụng thêm trục trung gian, nhằm giảm chiều dài đai

Hình 2.3: Sơ đồ truyền động sử dụng trục trung gian

1: Trục motor – 2: Trục trung gian

Ngoài ra, còn bố trí thêm bộ phận căng đai

PA2: Sử dụng bộ truyền xích

o Không bị hiện tượng trượt như đai

o Ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt của thùng sấy

- Nhược điểm:

o Hơi ồn trong quá trình vận hành

o Phải bôi trơn thường xuyên

PA3: Sử dụng truyền động từng trục