Quá trình sấy. Sản phẩm thực tế Chà Bông

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  MÔN: Công nghệ chế biến thực phẩmQUÁ TRÌNH SẤY “SẢN PHẨM THỰC TẾ CHÀ BÔNG”Giáo viên hướng dẫn: Phan Thị Hồng LiênNHÓM : 15THỨ 3 TIẾT 9 10Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 2016 MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1I)CƠ SỞ KHOA HỌC21Nguyên lí của quá trình sấy:3II)MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN4III)CÁC BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU5IV)CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG71Nhiệt độ sấy72Độ ẩm không khí:73Lưu lượng của không khí.74Độ dày của lớp Vật liệu sấy8V)THIẾT BỊ SẤY81Phương pháp sấy đối lưu81.1Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu tĩnh:81.2Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu chuyển động tương đối91.3Thiết bị sấy nguyên liệu trong trang thái bị xáo trộn.101.4Thiết bị sấy nguyên liệu ở trạng thái lơ lững :121.5Phương pháp sấy khí thổi:141.6Thiết bị sấy phun152Sấy bức xạ :162.1Các phương pháp sấy bằng bức xạ163Phương pháp sấy thăng hoa204Phương pháp sấy bằng vi song hoặc dòng điện cao tần22VI)QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHÀ BÔNG – SẢN PHẨM THỰC TẾ25TÀI LIỆU THAM KHẢO29  LỜI NÓI ĐẦUTừ lâu, con người đã biết sấy khô vật liệu ẩm bằng nhiều cách khác nhau. Ngày nay, kỹ thuật sản xuất phát triển và vai trò của ngành sấy càng trở nên quan trọng trong việc sấy khô để đảm bảo thực phẩm. Nên nó được ứng dụng rông rãi trong công nghiệp và đời sống. Trong quy trình công nghệ sản xuất của nhiều nhà máy đều phải có công đoạn sấy khô để bảo đảm dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, rau quả và các ngành thực phẩm khác. Các sản phẩm thực phẩm dạng hạt như đường, cà phê …. Đường là loại thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người. Nó là hợp phần chính không thể thiếu trong thức ăn hàng ngày của chúng ta. Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghệ khác như: đồ hộp, bánh kẹo,…. Vì vậy cần phải sấy khô và bảo quản lâu dài. Nhưng các nhu cầu sấy đường ngày còn rất đa dạng có nhiều phương thức sấy và thiết bị sấy. Với mục đích tìm hiểu về một quy trình công nghệ sấy, tiểu luận này nêu lên nét đại cương về kỹ thuật và trình bày tính toán cơ bản thiết bị sấy đường.Trong để tài lần này nhóm 15 sẽ tìm hiểu về quá trình sấy cùng với hoàn thành sản phẩm thực thế là chà bông. Trong quá trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai xót. Rất mong thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để báo cáo của nhóm được hoàn thiện I)CƠ SỞ KHOA HỌCSấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng. Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở chẳng hạn), tăng độ bền vật liệu (như vật liệu gốm, sứ, gỗ, ...), bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực, thực phẩm.Quá trình sấy bao gồm hai phương thức:Sấy tự nhiên: tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, ...(gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên). Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp, ...Sấy nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia ra nhiều dạng:Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò, ...Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng vàbay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.Ba phương pháp sấy cuối ít được sử dụng trong công nghiệp, nên gọi chung là phương pháp sấy đặc biệt.1Nguyên lí của quá trình sấy:Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu. Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuyếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí chung quanh. Vận tốc của toàn bộ quá trình được qui định bởi giai đoạn nào chậm nhất. Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy.Trong các quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy. Do vậy cần nghiên cứu tính chất và các thông số cơ bản của không khí ẩm.Tóm lại nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quá trình sấy:•Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân nhiệt lượng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy để từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy.•Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ đo xác định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp.II)MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆNKhai thác:Quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu. Do đó, hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong một đơn vi khối lượng sản phẩm sấy sẽ tăng lên. Theo quan điểm này, quá trình sấy có mục đích công nghệ là khai thác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một đơn vị khối lượng sản phẩm.Chế biến:Quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu và tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm. Ví dụ như trong công nghệ sản xuất các loại trái cây sấy (mít, chuối, thơm,…), quá trình sấy sẽ tạo ra những tính chất vật lý và hoá lý mới cho sản phẩm, làm cho sản phẩm trở nên khác biệt hẵn so với nguyên liệu ban đầu. Còn trong công nghệ sản xuất sữa bột, cà phê hoà tan, trà hoà tan, bột rau quả,… thì quá trình sấy không chỉ chuyển hoá mẫu nguyên liệu dạng lỏng thành sản phẩm bột mà còn làm thay đổi sâu sắc các tính chất vật lý và hoá lý của sản phẩm. Trong tất cả các trường hợp nói trên, mục đích công nghệ của quá trình này là chế biến.Bảo quản:Quá trình sấy làm giảm giá trị hoạt độ của nước trong nguyên liệu nên ức chế hệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, trong một số trường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thì một số vi sinh vật và enzyme trong nguyên liệu sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt.Ví dụ như khi thu hoạch ngủ cốc, nếu độ ẩm của hạt giao động trong khoảng 1718% thì hạt rất nhạnh bị hư hỏng trong quá trình bảo quản. Nguyên nhân của sự hư hỏng chủ yếu là do hoạt động của hệ enzyme và vi sinh vật trong hạt. Nếu chúng ta sấy hạt đến độ ẩm 13% thì thời gian bảo quản hạt trong cyclo có thể kéo dài đến cả năm hoặc dài hơn.Hoàn thiện:Quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm. Xét ví dụ quá trình sấy malt đại mạch. Mục đích công nghệ chính của quá trình này là bảo quản (độ ẩm của malt vàng sẽ giảm từ 4448% xuống 34%). Ngoài ra, qua trình sấy sẽ hình thành nên các hợp chất melanoidine trong matl vàng, góp phầm cải thiện màu sắc và mùi của malt. Trên cơ sở đó quá trình sấy malt còn có một mục đích công nghệ khác là hoàn thiện sản phẩm.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 201

LỜI NÓI ĐẦU

Từ lâu, con người đã biết sấy khô vật liệu ẩm bằng nhiều cách khác nhau Ngày nay, kỹ thuật sản xuất phát triển và vai trò của ngành sấy càng trở nên quan trọng trong việc sấy khô để đảm bảo thực phẩm Nên nó được ứng dụng rông rãi trong công nghiệp và đời sống Trong quy trình công nghệ sản xuất của nhiều nhà máy đều phải có công đoạn sấy khô để bảo đảm dài ngày Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, rau quả và các ngành thực phẩm khác Các sản phẩm thực phẩm dạng hạt như đường, cà phê

… Đường là loại thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người Nó là hợp phần chính không thể thiếu trong thức ăn hàng ngày của chúng ta Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghệ khác như: đồ hộp, bánh kẹo,… Vì vậy cần phải sấy khô và bảo quản lâu dài Nhưng các nhu cầu sấy đường ngày còn rất đa dạng có nhiều phương thức sấy và thiết bị sấy Với mục đích tìm hiểu về một quy trình công nghệ sấy, tiểu luận này nêu lên nét đại cương về kỹ thuật và trình bày tính toán cơ bản thiết bị sấy đường

Trong để tài lần này nhóm 15 sẽ tìm hiểu về quá trình sấy cùng với hoàn thành sản phẩm thực thế là chà bông Trong quá trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai xót Rất mong thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để báo cáo của nhóm được hoàn thiện

I) CƠ SỞ KHOA HỌC

Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở chẳng hạn), tăng độ bền vật liệu (như vật liệu gốm, sứ, gỗ, ), bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực, thực phẩm

Quá trình sấy bao gồm hai phương thức:

 Sấy tự nhiên: tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng

mặt trời, năng lượng gió, (gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên) Phương pháp này

đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,

 Sấy nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp

nhiệt cho các vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia ra nhiều dạng:

 Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân

sấy là không khí nóng, khói lò,

 Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật

liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn

 Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng

ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

 Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có

tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu

 Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất

cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và

bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

Ba phương pháp sấy cuối ít được sử dụng trong công nghiệp, nên gọi chung là phương pháp sấy đặc biệt

1 Nguyên lí của quá trình sấy:

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì

nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuyếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí chung quanh Vận tốc của toàn bộ quá trình được qui định bởi giai đoạn nào chậm nhất Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy

Trong các quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng

rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất và các thông số

cơ bản của không khí ẩm.

Tóm lại nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quá trình sấy:

• Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân nhiệt lượng ta sẽ tìm được

mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy để từ

đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy

• Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật

liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ đo xác định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp

II) MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN

 Khai thác:

Quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu Do đó, hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong một đơn vi khối lượng sản phẩm sấy sẽ tăng lên Theo quan điểm này, quá trình sấy có mục đích công nghệ là khai thác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một đơn vị khối lượng sản phẩm

 Chế biến:

Quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu và tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm

Ví dụ như trong công nghệ sản xuất các loại trái cây sấy (mít, chuối, thơm,…), quá trình sấy sẽ tạo ra những tính chất vật lý và hoá lý mới cho sản phẩm, làm cho sản phẩm trở nên khác biệt hẵn so với nguyên liệu ban đầu Còn trong công nghệ sản xuất sữa bột, cà phê hoà tan, trà hoà tan, bột rau quả,… thì quá trình sấy không chỉ chuyển hoá mẫu nguyên liệu dạng lỏng thành sản phẩm bột mà còn làm thay đổi sâu sắc các tính chất vật

lý và hoá lý của sản phẩm Trong tất cả các trường hợp nói trên, mục đích công nghệ của quá trình này là chế biến

 Bảo quản:

Quá trình sấy làm giảm giá trị hoạt độ của nước trong nguyên liệu nên ức chế hệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Ngoài ra, trong một số trường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thì một số vi sinh vật và enzyme trong nguyên liệu sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt

Ví dụ như khi thu hoạch ngủ cốc, nếu độ ẩm của hạt giao động trong khoảng 17-18% thì hạt rất nhạnh bị hư hỏng trong quá trình bảo quản Nguyên nhân của sự hư hỏng chủ yếu

là do hoạt động của hệ enzyme và vi sinh vật trong hạt Nếu chúng ta sấy hạt đến độ ẩm 13% thì thời gian bảo quản hạt trong cyclo có thể kéo dài đến cả năm hoặc dài hơn

 Hoàn thiện:

Quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Xét ví dụ quá trình sấy malt đại mạch Mục đích công nghệ chính của quá trình này là bảo quản (độ ẩm của malt vàng sẽ giảm từ 44-48% xuống 3-4%) Ngoài ra, qua trình sấy sẽ hình thành nên các hợp chất melanoidine trong matl vàng, góp phầm cải thiện màu sắc và mùi của malt

Trên cơ sở đó quá trình sấy malt còn có một mục đích công nghệ khác là hoàn thiện sản phẩm.

III) CÁC BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU

Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hình dạng, kích thước, khối lượng, tỉ trọng, độ giòn,… Tùy thuộc vài bản chật nguyên liệu mà các thông số công nghệ trong quá trình sấy mà khác nhau Ví dụ như trong quá trình sấy thơm cắt miếng, thể tích sản phẩm sẽ co lại, các chỉ tiêu vật lý khác như khối lượng, tỉ trọng, sẽ giảm đi, tuy nhiên độ giòn của sản phẩm sẽ tăng lên

Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm sấy

 Hóa học

Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ tăng theo Do đó, trong quá trình sấy sẽ xảy ra nhiều phản ứng hóa học khác nhau trong nguyên liệu, Những biến đổi hóa học có thể ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chật lượng sản phẩm sấy

Dưới đây là một số biến đổi thường gặp

− Phản ứng oxy hóa:

Một số vitamin trong thực phẩm, ví dụ như vitamin C rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy Kết quả là hàm lượng vitamin C trong sản phẩm sấy sẽ giảm đi đáng kể so với hàm lượng có trong nguyên liệu ban đầu

Các chất màu như carotenoids, cholorphyll cũng bị oxy hóa và làm cho sản phẩm bị nhạt màu hoặc mất màu

Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy và làm cho sản phẩm sấy hóa nâu

Các hợp chất lipid, đặc biệt là các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hình thành nên các peroxide và nhiêu loại sản phẩm phụ khác nên mùi ôi cho sản phẩm

− Phản ứng thủy phân: trong gia đoạn đầu của quá trình sấy phản ứng tạo ra các hợp chất có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thủy phân các hợp chất có trong nguyên liệu, ví dụ như triglyceribe bị thủy phân thành glycerol và các acid béo

− Phản ứng maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấy nguyên liệu có chưa đường khử và các hợp chất có nhóm –NH2 tự do Phản ứng sẽ tạo ra các chất melanoidine và làm cho sản phẩm Maillard sẽ bị ảnh hưởng không tốt đến màu sắc của sản phẩm Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất đừng malt đại mạch, việc hình thành nên các hợp chất melanoidine là có lợi vì chúng góp phần tạo nên màu vàng đặc trưng cho bia thành phẩm

Ngoài ra còn các biến đổi khác trong khối nguyên liệu như hóa lý, sinh học, hóa sinh

 Hóa lý: biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong quá trình sấy là chuyển pha của

nước từ lỏng thành hơi

Các hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu cần sấy cũng sẽ thoát ra môt trường bên ngoài, kết quả là mùi của sản phẩm sấy sẽ giảm đi so với nguyên liệu ban đầu

 Sinh học: trong quá trình sấy, sự trao đổi các tế bào và mô nguyên liệu động thực

vật sẽ ngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăng cao Nguyên nhân chính là di hệ enzyme trong tế bào bị vô hoạt Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào như AND cũng

có thể bị biến tính do nhiệt

 Hóa sinh: trong gia đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệu chưa

tăng quá cao, các enzyme trong nguyên liệu tiếp tục dễ ra mạnh mẽ

IV) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

1 Nhiệt độ sấy

- Yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phâm rau quả là nhiệt độ sấy Nếu nhiệt

độ sản phâm trong quá trình sấy cao hơn 60 oC thì prôtêin bị biến tính Nếu trên 90 oC thì fruetoza bắt đầu bị caramen hoá, các phản ứng tạo ra mebanoizin, polime hoá hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh và ở nhiệt độ cao hơn nữa rau quả có thể bị cháy Rau quả đòi hỏi có chế độ sấy ôn hoà (nhiệt độ thấp) Nếu loại rau quả ít thành phần protêin thì nhiệt

độ đốt nóng sản phâm có thể lên đến 80-90 oC Nếu tiếp xúc nhiệt trong thời gian ngắn như sấy phun thì nhiệt độ sấy có thể lên đến 150 oC Đối với sản phẩm không chần như chuối, đu đủ thì có thể sấy nhiệt độ cao, giai đoạn đầu 90 - 100 oC, sau đó giảm dần xuống

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

2 Độ ẩm không khí:

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

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

+ Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

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

- Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu độ ẩm quá cao

sẽ làm tốc độ sấy giảm

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

3 Lưu lượng của không khí.

- Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong các

lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vậy thời gian

sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm

này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4 + 4,0

m/s trong các TBS Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất nhiệt lượng

4 Độ dày của lớp Vật liệu sấy

- Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm Giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẫn đến sản phẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại

V) THIẾT BỊ SẤY

1 Phương pháp sấy đối lưu

Trong phương pháp này người ta thường sử dụng tác nhân không khí nóng làm tác nhân sấy

1.1 Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu tĩnh:

khi đó, dòng tác nhân sấy sẽ được thổi song song hoặc vuông góc với bề mặt lớp nguyên liệu

1.1.1 Thiết bị sấy thùng

Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình trụ nằm ngang bên trong thiết bị có tấm lưới Nguyên liệu cần sấy sẽ được dàn đều trên bề mặt tấm lưới Tác nhân sấy sẽ được nạp vào từ phía bên dưới tấm lưới, sau đó sẽ chuyển động đi qua lớp nguyên liệu theo hướng vuông góc với bề mặt của lớp nguyên liệu rồi thoát ra ngoài thiết bị qua cửa Tốc

độ chuyển động của tác nhân sấy khá thấp, xấp xỉ 0,5m/s Thiết bị dạng này rẻ tiền, đơn giản và dễ vận hành Nó thường được dùng để sấy rau tươi ở giai đoạn cuối sau khi nguyên liệu đã được sấy sơ bộ xuống độ ẩm 15% trong các thiết bị khác

1.1.2 Thiết bị sấy khay :

Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật , bên trong có các khay được xếp song song nhau theo phương nằm ngang Nguyên liệu cần sấy được cho vào trong khay với chiều cao lớp nguyên liệu khoảng 2-6 cm Không khí nóng được thổi bên trong thiết bị theo hướng song song với bề mặt của lớp nguyên liệu trong khay Tốc độ chuyển động của dòng tác nhân sấy khoảng 0,5-5,0 m/s Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu thư thấp

1.1.3 Thiết bị sấy hầm :

Thiết bị có dang hình hộp chữ nhật Nguyên liệu sấy được đặt trên các giàn riêng biệt có gắn các bánh xe di chuyển Việc nhập hoặc tháo nguyên liệu được thực hiện bằng cách

đẩy các dàn xe vào hoặc ra khỏi hầm sấy Dòng tác nhân sấy được thổi vào hầm theo hướng song song với chiều dài hoặc chiều rộng của hầm Có nhiều cách bố trí quỷ đạo

chuyển động của dòng tác nhân sấy

1.2 Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu chuyển động tương đối

Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục Người ta có thể thiết kế thiết bị ở dạng

băng tải, dạng tháp hoặc dạng đĩa

Thiết bị sấy dạng băng tải có cấu tạo như thiết bị sấy hầm Điểm khác biệt là bên trong

hầm sấy có một hay nhiều băng tải Chiều rộng băng tải có thể lên đến 3m và dài 20m Nguyên liệu cần sấy sẽ được đặt trên các băng tải Đối với thiết bị có một băng tải, chiều cao lớp nguyên liệu rộng khoảng 15-25cm Trong trường hợp thiết bị có 3 băng tải thì chiều cao lớp nguyên liệu có thể là lên đến 250-900mm Khi băng tải chuyển động,lớp nguyên liệu sẽ chuyển động theo Dòng tác nhân sấy có thể chuyển động cùng chiều với lớp nguyên liệu hoặc ngược chiều ở dạng kết hợp cùng chiều lẫn ngược chiều

Khi sử dụng thiết bị sấy băng tải, trong một số trường hợp , độ ẩm của sản phẩm còn khá cao khi ra khỏi thiết bị Để tiếp tục giảm độ ẩm xuống giá trị yêu cầu các nsx có thể sử dụng thiết bị thùng sấy để sấy tiếp

1.3 Thiết bị sấy nguyên liệu trong trang thái bị xáo trộn.

- Điển hình là sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ với một góc nghiêng xác định Trong thùng có các cánh xáo trộn, khi thùng quay thì vật liệu sấy chuyển động từ đầu này sang đầu kia và tác nhân sấy cũng vào đầu này, ra đầu kia Hệ thống sấy thùng quay chuyên dùng sấy vật liệu dạng hạt hoặc dạng cục nhỏ, độ ẩm thường lấy đi là độ ẩm bề mặt

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :

Cánh khuấy Nhiệm vụ của các cánh khuấy là để đảo trộn cho các VLS cho đều và

để làm cho các VLS tăng khả năng trao đổi nhiệt và làm cho vật liệu sấy thoát hơi

ẩm nhanh hơn và làm giảm bớt thời gian sấy Và ta có rất nhiều cánh khác nhau, cánh khuấy kép, cánh khuấy đơn và cũng được làm từ những vật kiệu cứng và

chịu được va đập như thép

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

• Máy sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1- 6o Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ , khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1 bệ đỡ có thể thay đổi

để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều chỉnh thời gian lưu vật liệu trong thùng Thùng quay được là nhờ có bánh răng Bánh răng ăn khớp với với bánh răng dẫn động nhận truyền động của động cơ qua bộ giảm tốc

• Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó Vận tốc của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2- 3 m/s,thùng quay 5-8 vòng/phút Vật liệu khô ở

cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm rồi nhờ băng tải xích vận chuyển vào kho Khói lò hay không khí thải được quạt hút vào hệ thống tách bụi,

… để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu trở lại băng tải xích Khí sạch thải ra ngoài Có nhiều loại thiết bị lọc bụi hình bên

là thiết bị lọc bụi kiểu

 Ưu nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay

• Ưu điểm : - Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhấn sấy - Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn - Máy sấy quay được đặc trưng bởi công suất lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp - Nó được thiết kế với cơ cấu hợp

lý, hoạt động thân thiện với môi trường, ít tạo ô nhiễm

• Nhược điểm :Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn Do đó trong nhiều trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy

 Ứng dụng: Máy sấy thùng quay được sử dụng để sấy các loại vật liệu dạng bột hoặc hạt nhỏ ẩm ướt Đặc biệt thích hợp cho các loại nguyên liệu có khuynh hướng

bị rối hoặc dính vào nhau trong băng chuyền hoặc khay sấy Tuy nhiên do va đập,

cọ xát trong máy, chúng chỉ hạn chế sử dụng cho tương đối ít loại sản phẩm (ví dụ: hạt đậu, hạt cacao, café, …) Máy có cấu tạo chuyên biệt cho việc làm khô nhanh chóng các vật liệu Nó vận hành đơn giản, tiêu thụ điện năng thấp và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp

1.4 Thiết bị sấy nguyên liệu ở trạng thái lơ lững :

- Thiết bị sấy tầng sôi :

Nguyên liệu sấy ở dạng hạt, hoặc dạng bột Trong phương pháp này, dòng tác nhân sấy sẽ làm nguyên liệu ở trạng thái lơ lững, do đó diện tích tiếp xúc giữa bề mặt nguyên liệu và tác nhân sấy sẽ tăng lên, giúp cho ẩm mốc bay hơi nhanh chóng Bên trong thiết bị có một tấm lưới để đở khối nguyên liệu và phân bố tác nhân sấy theo tiết diện của buồng sấy đồng thời tạo nên các dòng không khí nóng để làm cho nguyên liệu hạt hoặc dang bột ở trang thái lơ lững trong quá trình sấy

Ưu điểm :

+ Năng suất cao

+ Vật liệu sấy khô đều

+ có thể sấy liên tục

+ Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản

+ Dễ điều chỉnh vật liệu ra khỏi buồng sấy

+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy

Nhược điểm :

+ trở lực lớp sôi lớn

+Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi

+ yêu cầu cỡ hạt phải nhỏ, tương đối đồng đều

1.5 Phương pháp sấy khí thổi:

Quá trình sấy được thực hiện trong trạng thái khí động, các hạt nguyên liệu bị lôi cuốn theo dòng tác nhân sấy Do đó, sự trao đổi nhiệt và ẩm được tăng cường, thời gian sấy nhanh

Nguyên liệu phải ở dạng hạt mịn kích thước hạt nguyên liệu càng nhỏ thì thì quá trình sấy sẽ càng nhanh Thiết bị sấy khí thổi thường được dùng để tách ẩm tự do trong nguyên liệu

Nguyên lý hoạt động : Nguyên liệu được nạp vào thiết bị theo cửa nhập liệu và được dòng tác nhan sấy lôi cuốn trong ống theo hướng từ dưới lên Sau đó hỗn hợp nguyên liệu và tác nhân sấy sẽ chuyển động theo hướng từ trên xuống và tại cylone, nguyên liệu được tháo ra ngoài theo cửa đáy, còn dòng tác nhân sấy sẽ đi qua bộ phận lọc để tận thu sản phẩm và thoát ra ngoài theo hướng đi lên