Nghiên cứu công nghệ sấy chuối bằng phương pháp sấy lạnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẤY CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: LÊ THỊ THANH CHÂU MSSV: 11116007 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Thanh Châu Nghành: Công Nghệ Thực Phẩm Tên đồ án: Nghiên Cứu Công Nghệ Sấy Chuối Bằng Phƣơng Pháp Sấy Lạnh Nhiệm vụ đồ án: Phân tích đối tƣợng công nghệ xác định yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu cần quan tâm Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu Thiết lập giải toán tối ƣu công nghệ sấy phƣơng pháp sấy lạnh Xác lập chế độ công nghệ xây dựng trình sấy Đánh giá chất lƣợng sản phẩm Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/1/2015 Ngày hoàn thành đồ án: 20/7/2015 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Dũng Phần hƣớng dẫn: toàn đồ án Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đƣợc thông qua Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm TP.HCM, ngày tháng năm 2015 Trƣởng môn Ngƣời hƣớng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) ( Kí ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án, gặp không khó khăn, nhƣng nhận đƣợc giúp đỡ tận tình từ phía thầy cô, gia đình bạn bè, xin chân thành cám ơn tất ngƣời Chúng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến: Ban giám hiệu nhà trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, quý thầy cô tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình làm đồ án, trình học tập, tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian theo học trƣờng Các thầy, cô quản lý phòng thí nghiệm trƣờng Sƣ Phạm Kỹ Thuật tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ suốt thời gian thực đồ án Thầy Nguyễn Tấn Dũng tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn kinh nghiệm nhƣ kiến thức chuyên ngành để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Chúng xin cám ơn đến gia đình bạn bè giúp đỡ động viên suốt thời gian học tập thực hiên đồ án tốt nghiệp Một lần xin chân thành cám ơn kính chúc ngƣời sức khỏe, học tập làm việc tốt Tp.HCM, ngày… tháng … năm 2015 Sinh viên thực Lê Thị Thanh Châu ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung đƣợc trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Tôi xin cam đoan nội dung đƣợc tham khảo khóa luận tốt nghiệp đƣợc trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng Ký tên iii năm 2015 MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH .vii DANH MỤC BẢNG viii MỞ ĐẦU xi TÓM TẮT ĐỒ ÁN .xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở lý thuyết trình sấy 1.1.1 Cơ sở trình sấy 1.1.2 Động học trình sấy 1.1.3 Khái niệm sấy 1.1.4 Bản chất trình sấy 1.1.5 Đặc điểm trình sấy 1.1.6 Mục đích trình sấy 1.1.7 Phân loại trình sấy 1.2 Cơ sở lý thuyết sấy lạnh hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 1.2.1 Sấy lạnh 1.2.2 Hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 1.2.3 Ƣu nhƣợc điểm 1.2.4 Các biến đổi trình sấy 1.3 Nguyên liệu chuối 1.3.1 Đặc điểm sinh học 1.3.2 Thành phần hóa học dinh dƣỡng 13 1.3.3 Giá trị sử dụng 15 1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ chuối nƣớc giới 16 1.4.1 Tình hình nƣớc 16 1.4.2 Tình hình nƣớc 18 1.5 Các nghiên cứu nƣớc 20 iv 1.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình sấy lạnh 21 1.6.1 Yếu tố nguyên liệu 21 1.6.2 Yếu tố công nghệ 22 1.6.3 Yếu tố phụ thuộc 23 1.6.4 Yếu tố thiết bị 23 1.7 Kết luận 23 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Nguyên liệu 25 2.2 Thiết bị dụng cụ 25 2.2.1 Thiết bị 25 2.2.2 Thiết bị phụ dụng cụ 25 2.2.3 Hóa chất 26 2.3 Sơ đồ nghiên cứu 27 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.4.1 Phương pháp xác định ẩm 30 2.4.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro TCVN 1456 – 83 30 2.4.3 Phương pháp xác định đường khử 31 2.4.4 Phương pháp xác định vitamin C 31 2.4.5 Phương pháp xác định acid tổng 32 2.4.6 Phương pháp xác định chi phí lượng 33 2.5 Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm tối ƣu hóa 33 2.5.1 Thiết lập toán tối ƣu cho hàm mục tiêu thành phần 33 2.5.2 Thiết lập toán tối ƣu cho đa mục tiêu 36 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 39 3.1 Xác định tiêu đầu vào nguyên liệu 39 3.2 Kết thực nghiệm 40 3.3 tiêu Xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ ảnh hƣởng với hàm mục 41 3.3.1 Xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ ảnh hƣởng tới hàm mục tiêu độ ẩm 41 3.3.2 Xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ ảnh hƣởng tới hàm mục tiêu vitamin C 46 v 3.3.3 Xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ ảnh hƣởng tới mục tiêu hàm lƣợng đƣờng 51 3.3.4 Xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ ảnh hƣởng tới hàm mục tiêu chi phí lƣợng 56 3.4 Xây dựng giải toán tối ƣu mục tiêu 62 3.4.1 Giải toán tối ƣu mục tiêu hàm độ ẩm 62 3.4.2 Giải toán tối ƣu mục tiêu hàm lƣợng vitamin C 62 3.4.3 Giải toán tối ƣu mục tiêu hàm lƣợng đƣờng 63 3.4.4 Giải toán tối ƣu mục tiêu hàm chi phí lƣợng 63 3.5 Xây dựng giải toán tối ƣu đa mục tiêu 63 3.6 Xác lập chế độ công nghệ xây dựng quy trình sấy 65 3.7 Kết cảm quan sản phẩm với sản phẩm chuối sấy 67 3.8 Thảo luận 69 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 4.1 Kết luận 71 4.2 Kiến nghị 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1 Động học trình sấy Hình Hệ thống sấy lạnh DSL-P-T-02 Hình Sơ đồ nguyên lí hoạt động Hình Đồ thị trạng thái t-d Hình Hình ảnh chuối Hình Các giai đoạn chín chuối 12 Hình Các sản phẩm từ chuối 16 Hình Tỷ lệ xuất chuối nƣớc giới giai doạn 2003-2007[5] 18 Hình Tỷ lệ nhập chuối nƣớc giới 2002-2006 [5] 18 Hình 10 Một số sản phẩm chuối sấy thị trƣờng 21 Hình Hình ảnh chuối nguyên liệu 25 Hình 2 Thiết bị sấy lạnh cấu tạo bên 26 Hình Sơ đồ nghiên cứu 27 Hình Sơ đồ sấy chuối dự kiến 28 Hình Sơ đồ toán tối ƣu hóa 33 Hình Bài toán đa mục tiêu 36 Hình Sản phẩm chuối sấy lạnh 65 Hình Quy trình sấy chuối 66 Hình 3 Các mẫu cảm quan theo thứ tự từ trái qua phải 67 Hình Biểu đồ đánh giá yêu thích sản phẩm theo tiêu màu sắc, mùi, vị độ dẻo 67 Hình Biểu đồ đánh giá yêu thích sản phẩm 68 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Hàm lƣợng thành phần dinh dƣỡng(trong 100g) chuối chín số loại trái khác 14 Bảng Giá trị dinh dƣỡng 100g chuối tƣơi 15 Bảng Sản xuất chuối hàng năm giới so với loại trái rau khác (theo sở liệu thống kê 16 Bảng Sản lƣợng chuối trồng theo vùng 19 Bảng Chỉ tiêu vi sinh 29 Bảng 2 Các mức yếu tố ảnh hƣởng 34 Bảng Các biến ma trận quy hoạch 34 Bảng Các thí nghiệm tâm 35 Bảng Hàm lƣợng tiêu nguyên liệu đầu vào 39 Bảng Kết thực nghiệm 40 Bảng 3.3 a Kết xử lý thục nghiệm hàm mục tiêu độ ẩm theo ma trận trực giao cấp 41 Bảng 3.3 b Hệ số PTHQ cho độ ẩm 43 Bảng 3.3 c Phƣơng sai tái cho độ ẩm 43 Bảng 3.3 d Sai số phƣơng trình PTHQ độ ẩm 44 Bảng 3.3 e Kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student độ ẩm 44 Bảng 3.3 f Kết tính ( - độ ẩm 44 Bảng 3.3 g Kiểm định Fisher PTHQ hàm độ ẩm 45 Bảng 3.4 a Kết xử lý hàm mục tiêu Vitamin C theo ma trận trực giao cấp 46 Bảng 3.4 b Hệ số PTHQ cho vtamin C 48 Bảng 3.4 c Phƣơng sai tái cho vitamin C 49 Bảng 3.4 d Sai số hệ phƣơng trình PTHQ vitaminC 49 Bảng 3.4 e Kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student vitamin 49 Bảng 3.4 f Kết tính ( - vitaminC 50 Bảng 3.4 g Kiểm định Fisher PTHQ hàm vitamin C 50 Bảng 3.5 a Kết xử lý thực nghiệm hàm mục tiêu hàm lƣợng đƣờng theo ma trận trực giao cấp 51 Bảng 3.5 b Hệ số PTHQ cho hàm lƣợng đƣờng 54 Bảng 3.5 c Phƣơng sai tái cho hàm lƣợng đƣờng 54 viii Bảng 3.5 d Sai số hệ phƣơng trình PTHQ lƣợng đƣờng 54 Bảng 3.5 e Kiểm tra ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student lƣợng đƣờng 54 Bảng 3.5 f Kết tính ( - lƣợng đƣờng 55 Bảng 3.5 g Kiểm định Fisher PTHQ hàm lƣợng đƣờng 55 Bảng 3.6 a Kết xử lý thực nghiệm hàm mục tiêu chi phí lƣợng theo ma trận trực giao cấp 57 Bảng 3.6 b Hệ số PTHQ cho hàm chi phí lƣợng 59 Bảng 3.6 c Phƣơng sai tái cho hàm chi phí lƣợng 59 Bảng 3.6 d Sai số PTHQ hàm chi phí lƣợng 60 Bảng 3.6 e Kiểm tra hệ số ý nghĩa theo tiêu chuẩn Student chi phí lƣợng 60 Bảng 3.6 f Kết tính ( - chi phí lƣợng 61 Bảng 3.6 g Kiểm định Fisher PTHQ hàm chi phí lƣợng 61 Bảng 3.7 Yếu tố ảnh hƣởng hàm mục tiêu sau tối ƣu hóa 65 Bảng 3.8 Bảng kết tiêu vi sinh 66 ix DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chữ viết tắt PTHQ Phƣơng Trình Hồi Quy TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam x MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Kĩ thuật sấy đóng vai trò vô quan trọng công nghiệp đời sống Cùng với phát triển khoa học công nghệ nhu cầu đời sống ngƣời mà quy trình công nghệ nhiều sản phẩm có công đoạn sấy khô để giúp bảo quản thực phẩm dài ngày tránh xâm nhập vi sinh vật Chính mà ngày có nhiều phƣơng pháp sấy khác đời Việt Nam nƣớc có nông nghiệp phát triển, đồng thời nằm vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nên sản phẩm nông sản rau củ phát triển tƣơi tốt quanh năm, nông sản thực phẩm đa dạng, phong phú có sản lƣợng lớn Vì vậy, nghiên cứu phát triển công nghệ sấy loại nông sản thực phẩm đƣợc coi nhiệm vụ, chiến lƣợc quan trọng việc phát triển kinh tế Công nghệ sấy phát triển tạo sản phẩm có giá trị, chất lƣợng xuất có giá trị kinh tế nhƣ chuối sấy, mít sấy, sầu riêng sấy, khoai lang sấy… Kĩ thuật sấy lạnh kĩ thuật tiên tiến So với nhiều phƣơng pháp sấy khác, sấy lạnh phƣơng pháp đáp ứng yêu cầu chất lƣợng khắt khe nhƣ hình dáng kích thƣớc, màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dƣỡng… phƣơng pháp rút ngắn đƣợc thời gian sấy cách đáng kể Việt Nam với nhiều trái ngon, rẻ nhƣng bổ dƣỡng không kể đến trái chuối Việt Nam Chuối đƣợc coi nguồn cung cấp nhiều lƣợng, chuối chứa hàm lƣợng đƣờng cao, tinh bột, lipit số vitamin quan trọng( vitamin C, B1…)… có tác dụng ngăn chặn co thắt bắp, chống lại bệnh ung thƣ Trên sở chọn đề tài “ Nghiên cứu quy trình sấy chuối công nghệ sấy lạnh” với mục đích xây dựng quy trình sấy chuối góp phần đa dạng hóa sản phẩm Với phƣơng pháp sấy lạnh sản phẩm chuối sấy giữ đƣợc yêu cầu chất lƣợng nhƣ hình dạng, màu sắc, mùi vị… nhƣ ban đầu Mục tiêu đề tài Nghiên cứu trình sấy chuối phƣơng pháp sấy lạnh để nhằm tạo sản phẩm có chất lƣợng tốt, đạt độ ẩm yêu cầu với chi phí lƣợng nhỏ Nâng cao giá trị sử dụng giá trị dinh dƣỡng trái chuối xi Phạm vi đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng: vật liệu sấy chuối mốc( chuối lùn) nguyên liệu để sấy thực nghiệm Đốí tƣợng nghiên cứu máy sấy lạnh hoạt động theo kiểu bơm nhiệt Giới hạn: Tiến hành nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm, với loại máy móc, thiết bị, sở vật chất sẵn có Xây dựng quy trình sấy chuối phƣơng pháp sấy lạnh Nghiên cứu ba yếu tố ảnh hƣởng đến trình sấy nhiệt độ, tốc độ sấy thời gian sấy Nội dung nghiên cứu Tổng quan nguyên liệu chuối, công nghệ sấy, công nghệ sấy lạnh Phân tích đối tƣợng công nghệ xác định yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu cần quan tâm Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu Thiết lập giải toán tối ƣu công nghệ sấy phƣơng pháp sấy lạnh Xác lập chế độ công nghệ xây dựng trình sấy Tổng kết kết luận kết thí nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn  Ý nghĩa khoa học: Xây dựng đƣợc quy trình sấy lạnh chuối, làm sở lí luận phân tích yếu tố ảnh hƣởng đến trình sấy lạnh chuối Làm sở, tảng cho việc nghiên cứu sấy lạnh cho loại nông sản có cấu trúc thành phần tƣơng tự nhƣ mít, khoai lang…  Ý nghĩa thực tiễn: Tạo sản phẩm chuối sấy có tính ứng dụng cao Sản phẩm sử dụng thay sản phẩm chuối tƣơi nhƣ ăn giải trí nhƣng giữ đƣợc giá trị dinh dƣỡng cao Đồng thời, sản phẩm chuối sấy có hàm lƣợng nƣớc thấp giúp kéo dài thời gian bảo quản, giảm chi phí vận chuyển Do đó, sản phẩm xuất xa, kéo dài thời gian sử dụng giới thiệu đƣợc với bạn bè giới trái chuối Việt Nam, tăng giá trị xuất xii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Với đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất chuối sấy phƣơng pháp sấy lạnh”, đầu tiên, xây dựng quy trình công nghệ dự kiến cho trình sấy, xác định công đoạn trình công đoạn sấy chọn phƣơng pháp sấy lạnh để thực Tiếp theo, thực theo quy trình xác định sơ yếu tố ảnh hƣớng đến trình sấy lạnh yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm Do thân nguyên liệu chuối thức ăn giàu giá trị dinh dƣỡng cung cấp nhiều lƣợng, đồng thời sau sấy sản phẩm chuối trở nên thơm nên đặt tiêu đầu độ ẩm, hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng vitamin C chi phí lƣợng sau sấy, yếu tố đầu vào nhiệt độ, tốc độ sấy thời gian sấy Sau tiến hành sấy khảo sát sơ để chọn khoảng nhiệt độ, tốc độ thời gian sấy thích hợp, tiến hành xây dựng mô hình thực tối ƣu hóa với ba yếu tố đầu vào bốn hàm mục tiêu nói Kết trình tối ƣu hóa chọn đƣợc chế độ sấy thích hợp cho công nghệ sấy chuối 38,62(0C) với tốc độ sấy 9,172 (m/s) 29,21 (h) xiii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở lý thuyết trình sấy 1.1.1 Cơ sở trình sấy Sấy trình loại bỏ chất lỏng khỏi vật liệu, kết tăng hàm lƣợng chất khô Thực tế chất lƣợng lƣơng thực thực phầm loại bỏ nƣớc khỏi sản phẩm Sấy vật liệu ẩm nhằm mục đích: giảm khối lƣợng, tăng độ bền, tăng nhiệt cháy, tăng độ ổn định bảo quản (nông sản) Sấy trình công nghệ phức tạp Về nguyên tắc, có nhiều phƣơng pháp sấy vật liệu khác Theo dấu hiệu lƣợng ta có hai phƣơng pháp chính:  Loại bỏ ẩm nƣớc khỏi vật liệu, không làm thay đổi trạng thái liên kết: dạng lỏng  Loại bỏ ẩm thay đổi trạng thái liên kết: lỏng biến thành Loại đầu đƣợc thể phƣơng pháp học (ép, ly tâm, lọc) Loại thứ hai liên quan đến chi phí nhiệt để hâm nóng vật liệu ẩm, bốc nƣớc bề mặt vật liệu làm sôi lỏng bề mặt vật liệu dần thoát [7], [21] 1.1.2 Động học trình sấy Tất vật liệu rắn ẩm có khả hút ẩm từ môi trƣờng xung quanh nhả ẩm môi trƣờng Sự chuyển động nƣớc theo chiều phụ thuộc vào trạng thái môi trƣờng xung quanh tính chất nguyên liệu Điều kiện để nƣớc bay từ vật liệu ẩm vào môi trƣờng xung quanh PA( áp suất nƣớc bề mặt vật liệu) lớn pA( áp suất riêng phần nƣớc môi trƣờng xung quanh) Áp suất nƣớc bề mặt PA phụ thuộc vào độ ẩm vật liệu, nhiệt độ dạng liên kết ẩm với vật liệu Khi nhiệt độ độ ẩm tăng PA tăng, lực liên kết ẩm với vật liệu lớn PA giảm Với độ ẩm tƣơng đối φ = 1, PA = pA = Pbão hòa (áp suất bão hòa), đƣợc gọi điểm hút nƣớc, độ ẩm vật liệu tƣơng ứng với điều kiện đƣợc gọi độ ẩm hút nƣớc Lƣợng ẩm ứng với vật liệu có độ ẩm lớn độ ẩm hút nƣớc gọi ẩm không liên kết Quá trình sấy thƣờng bốc đƣợc ẩm không liên kết phần lƣợng ẩm liên kết Lƣợng ẩm bốc gọi ẩm tự [16],[21] Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG Hình 1 Động học trình sấy AB – giai đoạn đốt nóng BC – giai đoạn sấy K – điểm tới hạn Wcb – độ ẩm cân 1.1.3 Khái niệm sấy Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nƣớc khỏi vật liệu sấy Với mục đích giảm bớt khối lƣợng vật liệu, tăng độ bền, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm nhằm tránh hƣ hỏng trình bảo quản thời gian dài Dƣới thời đại công nghiệp, sấy đƣợc xem trình công nghệ đƣợc ứng dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp 1.1.4 Bản chất trình sấy Sấy bốc nƣớc sản phẩm nhiệt, nhiệt độ thích hợp hay xạ bƣớc sóng thích hợp, trình khuếch tán chênh lệch ẩm bề mặt bên vật liệu sấy Hay nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần bề mặt vật liệu môi trƣờng xung quanh [6] 1.1.5 Đặc điểm trình sấy Đặc điểm trình sấy vật thể có độ ẩm tƣơng đối cao, nhiệt độ sấy tốc độ chuyển động không khí không lớn, xảy theo ba giai đoạn là: Giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần Đối với trƣờng hợp sấy với điều kiện khác, trình sấy xảy ba giai đoạn, nhƣng giai đoạn đan xen khó phân biệt  Giai đoạn làm nóng vật Giai đoạn đƣa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng, nhiệt độ vật đạt đƣợc nhiệt độ kế ƣớc Trong trình sấy toàn vật đƣợc gia nhiệt Ẩm vật đƣợc gia nhiệt đạt đƣợc nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất nƣớc môi trƣờng không khí buồng sấy Do đƣợc làm nóng, nên độ ẩm vật có giảm chút nƣớc tự vật bay hơi, nhiệt độ vật tăng Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG dần nhiệt độ kế ƣớc Tuy vậy, tăng nhiệt độ trình xảy không phần phần vật Vùng vật đạt đến nhiệt độ kế ƣớc chậm Đối với vật dễ sấy giai đoạn làm nóng vật xảy nhanh  Giai đoạn sấy tốc độ không đổi Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật nhiệt độ kế ƣớc Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm vật hóa hơi, nhiệt độ vật giữ không đổi nên nhiệt cung cấp để hóa nƣớc Ẩm hóa lớp vật liệu sát bề mặt, nƣớc tự bên vật di chuyển bề mặt để hóa Do nhiệt độ không khí nóng vật di chuyển bề mặt vật để hóa Nhiệt độ không khí nóng không đổi nên nhiệt độ vật sấy không đổi, chênh lệch nhiệt độ vật môi trƣờng không đổi Điều làm cho độ chứa vật theo thời gian không đổi, có nghĩa tốc độ sấy không đổi Trong giai đoạn biến thiên độ chứa theo thời gian tuyến tính Ẩm đƣợc thoát giai đoạn ẩm tự Khi độ ẩm vật đạt tới trị số tới hạn Uk = Ucbmax giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt Đồng thời, lúc chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm  Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi, ẩm tự bay hết, lại vật ẩm liên kết Năng lƣợng để bay ẩm liên kết lớn ẩm tự tăng lên độ ẩm vật nhỏ Do tốc độ bay ẩm giai đoạn nhỏ giai đoạn sấy tốc độ không đổi, có nghĩa tốc độ sấy giai đoạn nhỏ giảm theo thời gian sấy Quá trình sấy tiếp diễn, độ ẩm vật giảm, tốc độ sấy giảm độ ẩm vật liệu sấy cân với độ ẩm hông khí ẩm buồng sấy Lúc này, trình thoát ẩm vật dừng lại, có nghĩa tốc độ sấy thời điểm không 1.1.6 Mục đích trình sấy Chuẩn bị: tách bớt nƣớc để ngăn tẩm dung dịch, ƣớp hƣơng, sấp để giảm khối lƣợng chuyên chở Khai thác: tăng hàm lƣợng chất khô, nhƣ sản phẩm: sấy sữa bột, bột hòa tan, đƣờng loại, chè, cafe, sấy men bánh mì, loại rau quả, Chế biến: Qúa trình sấy làm biến đổi tiêu nguyên liệu theo hƣớng tạo sản phẩm có giá trị cảm quan nhƣ mong muốn Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG Hoàn thiện: sấy khô vật liệu trƣớc dùng bị ƣớt, sấy để đảm bảo màu sắc sản phẩm độ sáng bóng (các sản phẩm dạng hạt, tinh thể rắn) tăng độ bền sản phẩm Bảo quản: trình sấy làm giảm hàm lƣợng ẩm nguyên liệu, nhằm mục đích bảo quản Đồng thời, tiêu diệt phần lớn vi sinh vật ức chế enzyme Đây ƣu điểm quan trọng trình sấy 1.1.7 Phân loại trình sấy Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân nắng, gió Phƣơng pháp thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó chủ động điều chỉnh nhân tố, độ ẩm cuối vật liệu lớn, phụ thuộc nhiều vào thời tiết khí hậu nên suất thƣờng không cao Sấy nhân tạo: trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa phải dùng đến tác nhân sấy nhƣ không khí nóng, nhiệt Đối với phƣơng pháp này, thời gian sấy đƣợc rút ngắn, dễ điều khiển triệt để sấy tự nhiên nên suất thƣờng cao Hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển phƣơng pháp sấy nhân tạo ngày đổi nâng cao [7]  Phân loại theo phƣơng pháp sấy nhân tạo, gồm có:  Phân loại theo phương thức truyền nhiệt: Phƣơng pháp sấy đối lƣu Phƣơng pháp sấy xạ Phƣơng pháp sấy tiếp xúc Phƣơng pháp sấy điện trƣờng dòng cao tần Phƣơng pháp sấy thăng hoa Phƣơng pháp sấy tầng sôi Phƣơng pháp sấy phun  Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy: Sấy mẻ Sấy liên tục  Phân loại theo chuyển động tương đối dòng khí vật liệu ẩm: Loại thổi qua bề mặt Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG Cơ sở lý thuyết sấy lạnh hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 1.2.1 Sấy lạnh Phƣơng pháp sấy lạnh ứng dụng công nghệ sấy nhiệt độ thấp để chế biến bảo quản nông sản, thực phẩm Phƣơng pháp đƣợc thực cách giảm độ ẩm tƣơng đối không khí để tạo chênh lệch áp suất nƣớc không khí nông sản, thực phẩm Bằng cách nƣớc tách khỏi thực phẩm, nông sản vào không khí Khi làm lạnh không khí thiết bị trao đổi nhiệt xuống thấp nhiệt độ đọng sƣơng, không khí bão hòa ngƣng đọng tách khỏi không khí Không khí sau qua dàn nóng sấy khô nông sản, thực phẩm Quá trình truyền nhiệt thực đƣợc thông qua thay đổi pha làm việc môi chất lạnh Môi chất lạnh giàn bay hấp thu nhiệt bay nhiệt độ áp suất thấp Khi môi chất lạnh ngƣng tụ nhiệt độ cao, áp suất cao dàn ngƣng tụ, thải nhiệt áp suất cao Khi sử dụng trình sấy, hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt làm lạnh không khí trình đến điểm bão hòa sau ngƣng tụ( khử ẩm), làm tăng khả sấy không khí Trong trình tuần hoàn mức nhiệt thấp ( nhiệt nhiệt ẩn) từ không khí Dựa vào nhiệt độ sấy, ngƣời ta chia làm loại [6],[7]:  Hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ t