TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY LÁ CHÙM NGÂY THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT

Bên cạnh đó khi sử dụng thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời sẽ tránh được hiện tượng quá nhiệt cục bộ gây ảnh hưởng đến chất lượng của lá Chùm ngây so với dùng phương pháp phơi nắng..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

     

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

MÔ HÌNH MÁY SẤY LÁ CHÙM NGÂY THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT

Họ và tên sinh viên: LÊ TRƯỜNG ĐẠI LỘC Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Niên khóa: 2009 -2013

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ,CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM

MÁY SẤY LÁ CHÙM NGÂY THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giảng viên hướng dẫn

LỜI CẢM ƠN

Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành

đề tài này, em luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình của các thầy các cô Qua luận văn này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

 Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

 Ban chủ nhiệm Trung Tâm Công Nghệ Nhiệt Lạnh – Khoa Cơ Khí Công Nghệ

 Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy em trong thời gian học tập tại trường

 Thầy TS Lê Anh Đức, Thầy KS Nguyễn Hữu Hòa - người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em thực hiện đề tài này

 Cảm ơn các bạn DH09NL đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này

 Cuối cùng, em muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình

đã quan tâm, lo lắng và động viên em trong những ngày học tập xa nhà

 Em xin được gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khoẻ và lời cám ơn chân thành nhất !

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013 SVTH: Lê Trường Đại Lộc

TÓM TẮT

1.Tên đề tài:

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM

MÔ HÌNH MÁY SẤY LÁ CHÙM NGÂY

NĂNG SUẤT 5 KG/MẺ

2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

- Thời gian: từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2013

- Địa điểm: Xưởng Trung Tâm CN và Thiết Bị Nhiệt Lạnh Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Mục đích:

- Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy lá Chùm ngây theo nguyên lý bơm nhiệt với năng suất 5 kg/mẻ

4 Nội dung

Đề tài thực hiện với những nội dung sau:

+ Nghiên cứu tổng quan về lá Chùm ngây, tình hình trồng, chế biến và các phương

pháp sấy lá Chùm ngây hiện đang được sử dụng

+ Tổng quan về sấy bơm nhiệt

+ Tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy lá Chùm ngây

+ Sấy thực nghiệm lá Chùm ngây

5 Kết quả:

- Mô hình máy sấy lá Chùm ngây với năng suất 5 kg/mẻ

- Khảo nghiệm để tìm ra chế độ sấy thích hợp

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2 

Chương 1 7 

MỞ ĐẦU 7 

1.1.  Đặt vấn đề 7 

1.2.  Mục đích đề tài 8 

Chương 2 9 

TỔNG QUAN 9 

2.1.  Tổng quan về cây Chùm ngây 9 

2.1.1.  Nguồn gốc và đặc điểm cây Chùm ngây 9 

2.1.2.  Thành phần hóa học trong cây Chùm ngây 12 

2.1.3.  Đặc điểm của cây Chùm ngây 13 

2.1.4.  Tiêu chuẩn dánh giá chất lượng lá Chùm ngây khô 13 

2.1.5.  Tình hình trồng, chế biến và tiêu thụ Chùm ngây trên thế giới và tại Việt Nam 13 

2.2.  Các kết quả nghiên cứu về sấy Chùm ngây trong và ngoài nước 18 

2.2.1.  Kết quả nghiên cứu vế sấy Chùm ngây trên thế giới 18 

2.2.2.  Các kết quả nghiên cứu về sấy Chùm ngây tại Việt Nam 24 

2.2.2.1 Phương pháp phơi nắng 24 

2.2.2.2 Phương pháp sấy nóng 25 

2.3.  Xác định phương pháp sấy phù hợp 26 

2.3.1.  Phương pháp sấy nóng 26 

2.3.2.  Phương pháp sấy chân không 27 

2.3.3.  Sấy bằng hệ thống sấy thăng hoa (sấy đông khô) 28 

2.3.4.  Sấy bằng hệ thống sấy bơm nhiệt 28 

2.3.5.  Đánh giá chung và xác định phương pháp sấy 29 

2.3.6.  Tính phù hợp nguyên lý sấy bơm nhiệt 30 

2.4.  Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt 30 

2.4.1.  Một số máy sấy bơm nhiệt có trên thị trường 33 

2.4.3.1 Mô hình máy sấy bơm nhiệt 33 

2.4.3.2 Máy sấy bơm nhiệt gió thổi ngang khay 34 

2.4.3.3 Máy sấy bơm nhiệt dạng sấy tháp 34 

2.4.3.4 Máy sấy bơm nhiệt thùng quay tuần hoàn kín 34 

2.4.2.  Đánh giá chung về công nghệ sấy bơm nhiệt 35 

Chương 3 36 

PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN 36 

3.1.  Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 36 

3.1.1.  Phương pháp kế thừa 36 

3.1.2.  Phương pháp tính toán thiết kế 36 

3.1.3.  Phương pháp chế tạo 37 

3.1.4.  Phương pháp khảo nghiệm 37 

3.2.  Phương tiện thực hiện 37 

3.2.1.  Vật liệu và thiết bị 37 

3.2.2.  Phương pháp đo đạc thực nghiệm 39 

Chương 4 40 

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 

4.1.  Kết quả tính toán thiết kế 40 

4.1.1.  Các số liệu thiết kế ban đầu 40 

4.1.2.  Lựa chọn sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động 40 

4.1.3.  Kết quả tính toán buồng sấy 41 

4.1.4.  Kết quả tính toán nhiệt ẩm 44 

4.4.1 Xác định lượng ẩm bốc hơi 44 

4.4.2 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 44 

4.4.3 Tính toán quá trình sấy thực tế 48 

4.1.5.Kết quả tính toán bộ bơm nhiệt 56 

4.5.1 Tính toán chọn các thiết bị lạnh 56 

4.5.2 Tính toán khí động, chọn quạt gió 60 

4.2.  Kết quả chế tạo 66 

4.3.  Kết quả khảo nghiêm 66 

4.3.1.  Khảo nghiệm không tải 66 

4.3.2.  Khảo nghiệm có tải 67 

4.3.3.  Mục đích 67 

4.3.4.  Chuẩn bị vật liệu sấy 68 

4.3.5.  Trình tự thực hiện 68 

4.1.1.  Phương pháp thực hiện Error! Bookmark not defined.  4.1.2.  Kết quả 75 

Chương 5 80 

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 80 

5.1.  Kết luận 80 

5.2.  Đề nghị 80 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 

Phụ lục Một số thông số vật lý 82 

Các bộ phận của cây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, và là một nguồn cung cấp chất đạm, vitamins, beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất phenolics Cây Chùm Ngây cung cấp một hỗn hợp pha trộn nhiều hợp chất như zeatin, quercetin, beta-sitosterol caffeoylquinic acid và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác

Hiện nay lá Chùm ngây tươi được dùng làm rau và lá Chùm ngây khô được sử dụng làm trà túi lọc hay xay làm bộtdinh dưỡng

Phương pháp làm khô gồm hai kiểulàm khô điển hình là làm khô lá nhờ phơi nắng và làm khô bằng cách sấy Tuy nhiên cách làm khô nhờ phơi nắng thì phụ thuộc rất nhiều vào thời tiếtmà thời tiết nước ta lại có 2 mùa và mưa nắng thất thường, thì chỉ còn cách sấy khô vật liệu là hiệu quả nhất

Yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao, nhất là ngoài yêu cầu về chất lượng sản phẩm sau khi khô, một số sản phẩm còn đòi hỏi phải đảm bảo màu sắc, hương vị cao như các sản phẩm có chứa tinh dầu, hương hoa, dược phẩm Các phương pháp sấy ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như màu, mùi vị, men, vitamin, protêin… Dẫn tới làm thay đổi chất lượng sản phẩm Vì vậy để đáp ứng được yêu cầu về màu sắc, mùi vị tự nhiên sau khi sấy, người ta đã áp dụng phương pháp sấy ở nhiệt độ thấp, trong đó phương pháp sấy bơm nhiệt tỏ ra có hiệu quả cao hơn cả

Qua nhiều năm nghiên cứu và triển khai ứng dụng sấy bơm nhiệt ở Việt Nam thấy rằng dùngsấy bơm nhiệt để tách ẩm có nhiều ưu điểm và rất có khả năng ứng dụng

rộng rãi trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, phù hợp với thực tế Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật đáng kể Sấy bơm nhiệt đặc biệt phù hợp với những sản phẩm cần giữ trạng thái ban đầu và không cho phép sấy nhiệt độ cao

Đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng sấy bơm nhiệt và đã có hiệu quả thực tiển cao Tuy nhiên chưa có tài liệu nói rõ việc tính toán thiết kế một hệ thống sấy bơm nhiệt dùng để sấy lá Chùm Ngây, cũng như chưa có một đề tài nào tiến hành chế tạo mô hình thiết bị và tiến hành thí nghiệm nhằm đánh giá chính xác hơn khả năng ứng dụng và hiệu quả kinh tế của thiết bị sấy bơm nhiệt để sấy lá Chùm

Ngây Trong đề tài này chúng tôi đã tiến hành “Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy lá cây Chùm ngây theo nguyên lý bơm nhiệt năng suất 5 kg/mẻ ’’

1.2 Mục đích đề tài

Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy lá cây Chùm ngây theo nguyên lý bơm nhiệt năng suất 5kg/mẻ

Chương 2

TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về cây Chùm ngây

2.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm cây Chùm ngây

Nguồn gốc:

Cây Chùm ngây có tên khoa học là Moringa Oleifera hay M.Pterygosperma, Chi Chùm ngây là chi duy nhất trong họ Chùm ngây (Moringaceae) Chi này chứa 13 loài, tất cả trong số chúng đều là các cây thân gỗ sinh sống trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Bản địa Chùm ngây là ở vùng sơn cước Hi Mã Lạp Sơn tây bắc Ấn Độ,

có lịch sử phát hiện và sử dụng hơn 4000 ngàn năm, khu vực phân bổ chủ yếu của

chúng là đông bắc và Tây Nam châu Phi, Madagascar, bán đảo Ả Rập, Nam Á Loài phổ biến nhất là chùm ngây (cải ngựa) (Moringa oleifera), loài cây có nhiều công dụng

có nguồn gốc từ khu vực thuộc bang Kerala của Ấn Độ Lá của nó có thể ăn được

Loài cây này được trồng tại nhiều nơi trong khu vực nhiệt đới và là loài duy nhất của chi này có mặt tại Việt Nam Loài có nguồn gốc châu Phi là Moringa stenopetala, cũng được trồng rộng khắp, nhưng ít phổ biến hơn Moringa oleifera

Hình 2.1 Cây, hoa và quả Chùm ngây

hoa đậu, mọc thành chùm ở nách lá, có lông tơ Quả dạng nang treo, dài từ 25 – 30cm,

bề ngang quả 2 cm, có 3 cạnh, chỗ có hạt hơi gồ lên, dọc theo quả có khía rãnh Hạt màu đen, tròn, có 3 cạnh, lớn cỡ hạt đậu Hà Lan Cây trổ hoa vào các tháng 1 – 2

Thân cây Chùm ngây có vỏ màu trắng xám, dày, mềm, sần sùi nứt nẻ, gỗ mềm

và nhẹ Khi bị thương tổn, thân rỉ ra nhựa màu trắng, sau chuyển dần thành nâu Hệ thống rễ phát triển mạnh nếu được trồng từ hạt, phình to như củ màu trắng với những

rễ bên thưa Nếu trồng bằng cách giâm cành, hệ thống rễ sẽ không được như vậy

Các bộ phận của cây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, và là một nguồn cung cấp chất đạm, vitamins, beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất phenolics Cây

Chùm ngây cung cấp một hỗn hợp pha trộn nhiều hợp chất như zeatin, quercetin, sitosterol caffeoylquinic acid và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác

beta-Lá cây Chùm ngây có thể ăn tươi, nấu chín hay bảo quản dưới dạng bột trong suốt nhiều tháng mà không cần sử dụng đến tủ lạnh mà cũng không hề mất đi giá trị dinh dưỡng khi để lâu Theo tư liệu tổng hợp mới nhất về cây Chùm ngây của ZijaMoringaHealth.Com, từ các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học khi so sánh trên cùng trọng lượng thì hàm lượng dinh dưỡng của lá cây Chùm ngây vượt trội hơn hẳn những thực phẩm, những trái cây tiêu biểu thường dùng như: cam, cà-rốt, sữa, cải

bó xôi, yaourt và chuối

(nguồn: http://www.moringatree.co.za/analysis.html)

Hình 2.2 Kết qủa so sánh và nghiên cứu của các nhà khoa học về hàm lượng chất dinh

dưỡng của lá Chùm ngây so với các thực phẩm khác

Bảng 2.1 Bảng phân tích hàm lượng dinh dưỡng của lá Chùm ngây

DƯỠNG/100gr

TRÁI TƯƠI

21 Vitamin C - ascorbic acid ( mg ) 120 220 17,3

Dưới đây là bảng so sánh chất dinh dưỡng trong mỗi 100 g lá Chùm ngây tươi

và khô với hàm lượng dinh dưỡng của các loại thực phẩm và trái cây

Bảng 2.2: So sánh hàm lượng dinh dưỡng trong lá Chùm ngây tươi và khô

Thành phần Loại thực phẩm Lá Chùm ngây tươi Lá Chùm ngây khô

2.1.2 Thành phần hóa học trong cây Chùm ngây

Rễ : Glucosinolates như 4-(alpha-L-rhamnosyloxy)benzyl glucosinolate

(khoảng 1%) sau khi chịu tác động của myrosinase, sẽ cho

4-(alpha-L-rhamnosyloxy)benzyl isothiocyanate Glucotropaeolin (khoảng 0.05%) sẽ cho

benzylisothiocyanate Rễ Chùm Ngây được cho là có tính kích thích, giúp lưu thông máu huyết, làm dễ tiêu hóa, tác dụng trên hệ thần kinh và làm dịu đau Hoa có tính

kích dục Nhựa (gomme) từ thân có tác dụng làm dịu đau

Hạt : Glucosinolates ( như trong rễ) : có thể lên đến 9% sau khi hạt đã được

khử chất béo.Các acid loại phenol carboxylic như 1-beta-D-glucosyl-2,6-dimethyl

benzoate.Dầu béo (20-50%) : phần chính gồm các acid béo như oleic acid (60-70%), palmitic acid (3-12%), stearic acid (3-12%) và các acid béo khác như behenic acid,

eicosanoic và lignoceric acid.Hạt làm giảm đau

Lá : Chứa các chất đạm, vitamins, beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất

phelonics.Ngoài ra cây Chùm ngây cung cấp một hỗn hợp pha trộn nhiều hợp chất như zeatin, quercetin, beta-sitosterol caffeoylquinic acid và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác.Các hợp chất loại flanonoids và phenolic như kaempferol 3-O-alpha-rhamnoside, kaempferol, syringic acid, gallic acid, rutin, quercetin 3-O-beta-glucoside

Các flavonol glycosides được xác định đều thuộc nhóm kaempferide nối kết với các rhamnoside hay glucoside

2.1.3 Đặc điểm của cây Chùm ngây

Cây Chùm ngây thuộc loại cây gỗ nhỏ, có thể cao từ 5 đến 10 m Lá kép, có thể dài đến 3 lần lông chim, dài từ 30 – 60 cm, hình lông chim, màu xanh mốc; lá chét dài từ 12 – 20 mm, hình trứng, mọc đối có 6 – 9 đôi Hoa trắng, có cuống, hình dạng giống hoa đậu, mọc thành chùm ở nách lá, có lông tơ Quả dạng nang treo, dài từ 25 – 30 cm, bề ngang quả 2 cm, có 3 cạnh, chỗ có hạt hơi gồ lên, dọc theo quả có khía rãnh Hạt màu đen, tròn, có 3 cạnh, lớn cỡ hạt đậu Hà Lan Cây trổ hoa vào các tháng 1 – 2

Thân cây Chùm ngây có vỏ màu trắng xám, dày, mềm, sần sùi nứt nẻ, gỗ mềm và nhẹ Khi bị thương tổn, thân rỉ ra nhựa màu trắng, sau chuyển dần thành nâu Hệ thống rễ phát triển mạnh nếu được trồng từ hạt, phình to như củ màu trắng với những rễ bên thưa Nếu trồng bằng cách giâm cành, hệ thống rễ sẽ không được như vậy

2.1.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng lá Chùm ngây khô

Tuy chứa nhiều vitamin, chất dinh dưỡng và nhiều thành phần hóa học quan trọng nhưng Chùm ngây là loài cây mới được trồng rộng rãi, nghiên cứu và phát triển nên các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng lá Chùm ngây khô theo tiêu chuẩn Việt Nam vẫn chưa có Tuy nhiên, do công dụng của lá Chùm ngây khô là để làm trà túi lọc, viên nén (thực phẩm chức năng), dược phẩm nên các nhà thu mua còn dựa vào cảm quan như màu sắc, mùi của sản phẩm để đánh giá chất lượng Lá Chùm ngây khô đảm bảo chất lượng là phải có màu xanh gần giống với màu xanh của lá tươi và có mùi thơm của lá

2.1.5 Tình hình trồng, chế biến và tiêu thụ Chùm ngây trên thế giới và tại

Việt Nam

 Trên thế giới :

Ngày nay Chùm ngây được trồng rộng rãi ở Phi châu, Trung Mỹ, Nam

Mỹ, Đông Nam Á… Cây Chùm ngây (Moringa Oleifera) hiện được trồng ở 80 quốc

gia trên thế giới, những quốc gia tiên tiến sử dụng rộng rãi và đa dạng trong công nghệ dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát dinh dưỡng và thực phẩm chức năng Các quốc gia đang phát triển sử dụng Chùm ngây như dược liệu kỳ diệu kết hợp chữa những

bệnh hiểm nghèo, bệnh thông thường và thực phẩm dinh dưỡng

Mỹ: Hiện nay là nước nhập nguyên liệu Moringa thô nhiều nhất, sử dụng trong

công nghê mỹ phẩm cao cấp, nước uống và quan trong hơn là chiết suất thành nguyên liệu tinh cung ứng cho công nghiệp dược phẩm, hóa chất

Hình 2.3 Sản phẩm làm đẹp (beauty body) của The Body Shop (USA)

Hình 2.4 Nước uống dinh dưỡng của Cty Zija (Zijamoringahealth.com, USA)

Hình 2.5 Viên Chùm ngây, bột Chùm ngây

Hình 2.6 Trà Chùm ngây

Ấn Độ: Chùm ngây được gọi là sainjna, mungna (Hindi, Asam, Bengal ) Là

một trong những cây thuốc “dân gian” rất thông dụng tại Ấn Độ Vỏ thân được dùng trị nóng sốt, đau bao tử, đau bụng khi có kinh, sâu răng, làm thuốc thoa trị hói tóc, trị đau trong cổ họng (dùng chung với hoa của cây nghệ, hạt tiêu đen, rễ củ Dioscorea oppositifolia), trị kinh phong, trị đau quanh cổ (thoa chung với căn hành của Melothria heterophylla, Cocci nia cordifolia, hạt mướp (Luffa) và hạt Lagenaria vulgaris), trị tiểu

ra máu, trị thổ tả (dùng chung với vỏ thân Calotropis gigantea, Tiêu đen và Chìa vôi Hoa dùng làm thuốc bổ và lợi tiểu.Quả giã kỹ với gừng và lá Justicia gendarussa để làm thuốc đắp trị gẫy xương Lá trị ốm còi, gây nôn và đau bụng khi có kinh Dầu từ hạt để trị phong thấp

Pakistan: Cây được gọi là Sajana, Sigru Cũng như tại Ấn Độ, Chùm ngây

được dùng rất nhiều để làm các phương thuốc trị bệnh trong dân gian Ngoài các cách

sử dụng như tại Ấn độ, các thành phần của cây còn được dùng như : Lá giã nát đắp lên vết thương, trị sưng và nhọt, đắp và bọng dịch hoàn để trị sưng, trộn với mật ong đắp lên mắt để trị mắt sưng đỏ Vỏ thân dùng để phá thai bằng cách đưa vào tử cung để gây giãn nở Vỏ rễ dùng sắc lấy nước trị đau răng, đau tai Rễ tươi của cây non dùng trị nóng sốt, phong thấp, gout, sưng gan và lá lách.Nhựa từ chồi non dùng chung với sữa trị nhức đầu, sưng răng

Trung Mỹ: Hạt Chùm Ngây được dùng trị táo bón, mụn cóc và giun sán

Saudi Arabia : Hạt được dùng trị đau bụng, ăn không tiêu, nóng sốt, sưng tấy

ngoài da, tiểu đường và đau thắt ngang hông

 Tại Việt Nam:

Hình 2.7 Trang trại trồng cây Chùm Ngây Tuệ Viên 2 huyện Từ Liêm Hà Nội

(Nguồn: http://www.moringatree.co.za/analysis.html)

Ở Việt Nam Chùm ngây là loài duy nhất của Chi Chùm ngây được phát hiện mọc hoang từ lâu đời tại nhiều nơi như Thanh Hóa, Ninh Thuận, Bình Thuận, vùng Bảy Núi ở An Giang, đảo Phú Quốc,… Tuy vậy trước đây cây ít được chú ývà chỉ trong vài chục năm trở lại đây khi hạt cây từ nước ngoài được mang về Việt Nam, được trồng có chủ định và qua nghiên cứu người ta thấy cây có nhiều tác dụng đặc biệt nên tưởng là cây mới du nhập

Tại Việt Nam cây được trồng tại phía Bắc, các tỉnh miền trung từ Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Thiết vào đến Đồng Nai, Bà Rịa- Vũng Tàu đến Kiên Giang và cả tại đảo

Phú Quốc Tỉnh An Giang đầu tư 1,7 tỉ đồng trồng cây Chùm ngây, Vườn ươm cây

chùm ngây 2 tháng tuổi tại huyện Tri Tôn, An Giang Dự án trồng cây Chùm ngây ở vùng Bảy Núi do Bộ Khoa học - Công nghệ đầu tư Đề án thực hiện trồng cây Chùm ngây trong 3 năm và chính thức triển khai vào đầu năm 2010 Tổng diện tích 200 ha, trung bình 1 ha trồng 2.500 cây.Chùm ngây là loài thảo dược bản địa và là cây thực phẩm chức năng quý hiếm vừa được ngành kiểm lâm An Giang phát hiện trên vùng Bảy Núi trong thời gian gần đây Đây là loại dược liệu quý liệt vào danh sách

“đỏ”.Việc bảo tồn, phát triển sản xuất và hướng tới chế biến, tiêu thụ sản phẩm cây chùm ngây sẽ là cơ hội tốt để cải thiện cuộc sống cho người trồng rừng phòng hộ khu

vực Bảy Núi Đầu ra của dự án là các công ty dược phẩm như Công ty Dodesco (Đồng Tháp), Công ty Cây Xanh, Công ty Hưng Trung (An Giang)… Ở nước ta hiện nay

Chùm ngây được dùng để ăn rau, nấu canh và làm trà túi lọc, làm thuốc, …

Hình 2.8 Rau Chùm ngây

Hình 2.9 Cháo, canh Chùm ngây

Hình 2.10 Trà túi lọc Chùm ngây Tóm lại, cây Chùm ngây vừa là nguồn dược liệu vừa là nguồn thực phẩm phong phú và quí hiếm Lá, hoa, trái, thân, vỏ, rễ của cây chứa chất khoáng , chất đạm,

vitamins,beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất khác Ngoài khả năng thanh lọc nước và giá trị dinh dưỡng cao, cây Chùm Ngây còn là nguồn dược thảo quan trọng trong việc ngăn ngừa và điều trị rất nhiều căn bệnh , các bộ phận của cây có nhũng

hoạt tính như kích thích hoạt động của tim và hệ tuần hoàn, hoạt tính chống ung bướu,

hạ nhiệt, chống kinh phong, chống sưng viêm, trị ung loét, chống co giật, lợi tiểu hạ huyết áp, hạ cholesterol, chống oxy hóa, trị tiểu đường , bảo vệ gan, kháng sinh và

chống nấm… cây đã được dùng để trị nhiều bệnh trong y học dân gian

2.2 Các kết quả nghiên cứu về sấy Chùm ngây trong và ngoài nước

2.2.1 Kết quả nghiên cứu vế sấy Chùm ngâytrên thế giới

- Thời gian làm khô vật liệu kéo dài, thường khoảng từ một đến ba ngày

- Không chủ động sản xuất do phụ thuộc hoàn toàn vào tình hình thời tiết

- Tốn mặt bằng để phơi vật liệu (chiều dày lớp vật liệu phải mỏng để vật liệu nhanh khô mà cụ thể là từ 2 cm đến 3 cm)

- Hao hụt nhiều dinh dưỡng do sự phân hủy của các Vitamin, dược tính khi gặp nhiệt độ cao do nhiệt độ bức xạ từ mặt trời có thể lên tới trên 500C

- Chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm kém do tiếp xúc với môi trường nhiều bụi bẩn

- Tốn công sức lao động do phải thường xuyên cào đảo vật liệu

- Do không thể khô trong ngày và để qua đêm tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển nên màu sắc vật liệu ngả vàng, không được xanh và có không có mùi đặc trưng của vật liệu

 Dùng tủ sấy năng lượng mặt trời

Hình 2.12 Dùng tủ sấy năng lượng mặt trời để sấy Chùm ngây

 Cách bố trí vật liệu

Phần hấp thụ năng luợng mặt trời: Có dạng hình hộp chữ nhật được đặt

nghiêng để thuận tiện cho việc hấp thụ năng luợng bức xạ, mặt trên được lắp kính hộp được hút chân không Phía bên trong được bố trí các tấm thép sơn đen chịu nhiệt để

dưới lên qua lớp sản phẩm làm khuyếch tán ẩm có trong sản phẩm dẫn đến sản phẩm được sấy khô Phía trên được bố trí cầu hay quạt hút gió để tạo điều kiện cho không khí nóng lưu thông đều qua sản phẩm cần sấy Sản phẩm được cho vào và lấy ra khỏi thiết bị sấy bằng cửa

Chùm ngây chỉ lấy phần lá Sản phẩm được bỏ đều trên sàn lưới sấy với chiều cao lớp vật liệu 2-3 cm Với cường độ nắng ở vùng nhiệt đới và xích đạo nhiệt độ

đầu khoảng 77% sẽ còn lại 8% Trong quá trình sấy có thể đảo sản phẩm 1 lần vào

giữa thời gian cần thiết cho việc sấy Bố trí tấm thiết bị hướng Bắc Nam để đạt được thời gian nắng nhiều nhất

(Nguồn: http://hatex.vn/vi/tin-tuc/may-say-ot-bang-nang-luong-mat-troi-218.html)

 Ưu điểm

Sản phẩm làm khô bằng phương pháp phơi trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, nếu gặp mưa và không được tiếp tục làm khô sẽ tạo điều điện cho nấm mốc phát triển ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Đồng thời là vật liệu để sản xuất sản phẩm dùng

để cho sức khoẻ của con người do đó cần phải đảm bảo về an toàn vệ sinh

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng gần như vô tận, thân thiện với môi trường do vậy khi sử dụng năng luợng mặt trời vào sản phẩm sẽ giảm được chi phí về mặt năng lượng và không gây ô nhiễm môi trường Bên cạnh đó khi sử dụng thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời sẽ tránh được hiện tượng quá nhiệt cục bộ gây ảnh

hưởng đến chất lượng của lá Chùm ngây so với dùng phương pháp phơi nắng

 Nhược điểm

Chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ do chiều dày lớp vật liệu mỏng và nếu dùng cho quy mô lớn thì bộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời sẽ rất lớn, buồng sấy lớn Toàn bộ

hệ thống rất cồng kềnh

Có khi nhiệt độ tác nhân sấy là không khí lên cao đến 650C làm cho thành phần

chất dinh dưỡng và đặc biệt là các vitamin A, C… Trong vật liệu sấy bị phân hủy

 Treo, hong khô Chùm ngây

Hình 2.13 Treo hong khô Chùm Ngây

 Cách bố trí vật liệu

Chùm Ngây sau khi được thu hoạch ta để nguyên cọng Sau đó mang đi rửa

sạch và để cho khô nước Ta tiến hành lấy kẹp kẹp cọng chùm ngây treo ngược lên,

ta có thể treo từng cọng hoặc từng bó nhỏ Ta treo trong không gian rộng rải thoáng mát

- Tốn diện tích để treo vật liệu

- Màu sắc vật liệu ngả vàng, không được xanh và có không có mùi đặc trưng của vật liệu

 Đối lưu tự nhiên

Hình 2.14 Phơi đối lưu tự nhiên lá Chùm Ngây

(Nguồn: http://www.moringatree.co.za/analysis.html)

 Cách bố trí vật liệu

Chùm ngây sau khi được thu hoạch ta tiến hành tuốt là khỏi cành (chỉ lấy lá và cọng nhỏ) Sau đó mang đi rửa sạch và để cho khô nước (trên bề mặt lá không còn các giọt nước) Ta tiến hành lấy lá chùm ngây cho vào khay và để trên khung gỗ hoặc sắt Khay được chế tạo bằng lưới inox, gỗ có lớp lưới bên dưới … Để đối lưu

tự nhiên trong phòng có không gian rộng rãi, thoáng Bề dày lớp vật liệu từ 2 đến 3cm Thời gian phơi khô vật liệu có thể từ 3 đến 5 ngày

- Thời gian làm khô vật liệu kéo dài, thường khoảng từ ba đến năm ngày

- Tốn diện tích khi các khay phải để cách xa nhau

- Màu sắc vật liệu ngả vàng, không được xanh và có không có mùi đặc trưng của vật liệu

2.2.2 Các kết quả nghiên cứu về sấy Chùm ngây tại Việt Nam

2.2.2.1 Phương pháp phơi nắng

Hình 2.15 Chùm ngây phơi nắng Các ưu nhược điểm của phương pháp phơi nắng đã được nêu ra ở mục 2.2.1 (kết quả phơi nắng Chùm ngây trên thế giới) ở phần này qua khảo sát ở hai công ty:

 Công ty TNHH TM- DV Văn Kiện Nhân

Địa chỉ: 453/94 Trường Sa, phường 12, quận 3 TP Hồ Chí Minh

Tại công ty sấy gia công để khắc phục nhược điểm của phơi nắng là: Hao hụt nhiều dinh dưỡng do sự phân hủy của các Vitamin và dược tính khi gặp nhiệt độ cao do nhiệt

độ bức xạ từ mặt trời có thể lên tới trên 500C Khi phơi nắng lá Chùm ngây người ta tiến hành phơi trong nhà lưới để giảm lượng bức xạ mặt trời

 Công ty TNHH Thôn Trang Xanh

Địa chỉ: 160A 162A ấp Thành Bình, xã Lộc An, Long Thành- Đồng Nai

2.2.2.2 Phương pháp sấy nóng

Hình 2.16 Chùm ngây sấy nóng

a) Ưu điểm:

- Thời gian làm khô vật liệu ngắn hơn so với phơi nắng

- Tốn ít mặt bằng do không phải dàn trải vật liệu (chiều dày lớp vật liệu

từ 5 cm đến 10 cm)

- Chủ động được sản xuất do không phụ thuộc vào thời tiết

- Chất lượng vệ sinh thực phẩm tốt hơn phơi do không bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường bên ngoài

- Tốn ít công sức lao động do không tốn công cào đảo vật liệu

- Gây thất thoát năng lượng lớn do có sự thải bỏ tác nhân sấy

- Màu sắc và mùi vị của sản phẩm khá hơn so với phơi nắng(không ngã vàng nhiều như phơi nắng, không có mùi thơm của vật liêu) Tuy nhiên đánh

giá chất lượng về mặt cảm quan thì máu sắc không được xanh và mùi thơm đặc trưng của vật liệu bị mất

2.3 Xác định phương pháp sấy phù hợp

Từ các đặc điểm và tính chất của lá Chùm ngây như đã trình bày ở phần trước và yêu cầu của sản phẩm sau khi sấy là phải đảm bảo hàm lượng dinh dưỡng, vitamin, dược tính,… Màu sắc sản phẩm sau khi sấy phải xanh gần giống màu xanh tự nhiên của lá tươi và mùi thơm của lá

- Giá thành 1kg lá Chùm Ngây tươi hiện nay có giá chênh lệch từ 40- 60 nghìn đồng

- Năng suất trồng và tiêu thụ

Đề án thực hiện trồng cây chùm ngây trong 3 năm và chính thức triển khai vào đầu năm 2010 Tổng diện tích 200 ha Với nhiều trang trại lớn từ 5- 10 ha tại Hà Nội, Huế,

Đà Nẵng, Bình Thuận, Ninh Thuận, Đồng Nại, Kiên Giang, … Quy mô và chất lượng ngày càng được mở rộng và nâng cao

Ở nước ta hiện nay Chùm Ngây được dùng để ăn rau, nấu canh và làm trà túi lọc, làm thuốc, thực phẩm chức năng…

Từ những dẫn chứng trên ta sử dụng phương pháp sấy bơm nhiệt để sấy lá Chùm ngây

Trong hệ thống sấy tiếp xúc vật sấy được trao đổi nhiệt với một bề mặt đốt nóng

Bề mặt tiếp xúc với vật sấy có thể là bề mặt vật rắn hay vật lỏng Nhờ đó người ta làm tăng sự chênh lệch áp suất hơi nước Các phương pháp thực hiện có thể là sấy kiểu trục cán, sấy kiểu lô quay …

Hệ thống sấy bức xạ vật liệu sấy được nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt và từ bề mặt ẩm khuếch tán vào môi trường Nguồn bức xạ thường dùng là đèn hồng ngoại, dây hay thanh điện trở Sấy bức xạ có thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên hay trong buồng kín

Hệ thống sấy điện cao tần này sử dụng năng lượng điện có tầng số cao để làm nóng vật sấy Vật sấy được đặt trong từ trường điện từ do vậy trong vật xuất hiện dòng điện và dòng điện này nung nóng vật liệu sấy Hệ thống này thường sấy các vật mềm

và thời gian nung ngắn

 Ưa điểm của phương pháp sấy nóng:

- Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp phơi nắng

- Năng suất cao và chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn các phương pháp sấy ở nhiệt

độ thấp

- Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể được tận dụng từcác thiết bị khác có thể là khói lò, hơi nước nóng hay các nguồn nhiệt từ dầu

mỏ, than đá, nhiên liệu sinh khối, cho đến điện năng…

- Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

 Nhược điểm của phương pháp sấy nóng:

- Chỉ sấy được các vật liệu sấy không cần các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ và

nhất là lá Chùm ngây Nếu sấy ở nhiệt độ trên 50°C thì hàm lượng vitamin A, C

… và các chất hóa học quý sẽ bị phân hủy

- Sản phẩm sau khi sấy thường bị biến màu và chất lượng khôngcao đối với các vật liệu sấy đòi hỏi nhiệt độ sấy thấp như lá Chùm ngây

2.3.2 Phương pháp sấy chân không

Ưu điểm:

- Phương pháp sấy chân không được áp dụng để sấy các loại vật liệu có chứa nhiều hàm lượng tinh dầu, hương hoa, dược phẩm; các nông sản thực phẩm có yêu cầu nhiệt độ sấy thấp nhằm giữ nguyên chất lượng và màu sắc, không gây phá hủy, biến tính cơ, lý, hóa của lá Chùm ngây

- Đặc biệt phương pháp sấy chân không được dùng để sấy các loại vật liệu khô chậm khó sấy (như gỗ sồi, gỗ giẻ ), các loại gỗ quí nhằm mang lại chất lượng sản phẩm sấy cao đáp ứng được các yêu cầu sử dụng trong và ngoài nước, rút ngắn đáng

kể thời gian sấy

- Có khả năng tiến hành sấy ở nhiệt độ sấy thấp hơn nhiệt độ môi trường Do đó sản phẩm sấy chân không giữ được hầu như đầy đủ các tính chất ban đầu của vật liệu, sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

Nhược điểm:

- Bởi do giá thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, rất khó đảm bảo độ kín cho một

hệ thống chân không lớn Do đó phương pháp sấy này chỉ được áp dụng với quy mô nhỏ, dùng sấy những loại vật liệu quí hiếm, khô chậm, khó sấy và có yêu cầu cao về chất lượng

2.3.3 Sấy bằng hệ thống sấy thăng hoa (sấy đông khô)

Ưu điểm

Phương pháp sấy thăng hoa là nhờ sấy ở nhiệt độ thấp nên giữ được các tính chất tươi sống của sản phẩm, nếu dùng để sấy thực phẩm như lá Chùm ngây sẽ giữ được chất lượng và hương vị của sản phẩm, không bị mất các chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng chất và dược học

Nhược điểm

Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là giá thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao, tiêu hao điện năng lớn, số lượng sản phẩm cần sấy bị giới hạn, không thể tăng năng suất vì nếu tăng thì kích thước buồng sấy quá lớn mà khi sấy chân không thì cần phải kín Dầu bôi trơn cho các máy móc hoạt động cũng là loại đặc biệt, đắt tiền và khó kiếm để thay thế, bổ sung

2.3.4 Sấy bằng hệ thống sấy bơm nhiệt

Khác với phương pháp sấy nóng, để tạo ra sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy, người ta giảm áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách giảm ẩm trong tác nhân sấy và độ ẩm tương đối Áp suất của môi trường không khí bên ngoài giảm xuống, độ chênh áp suất của ẩm trong vật sấy vào môi trường xung quanh tăng lên.Ẩm chuyển dịch từ trong vật ra bề mặt sẽ chuyển vào môi trường Nhiệt độ tác nhân sấy của sấy bơm nhiệt thường thấp hơn sấy nóng

Trong quá trình sấy, để có thể hấp thụ được ẩm trong vật liệu sấy, tác nhân sấy cần phải có thế sấy lớn Tức là áp suất hơi nước của tác nhân sấy tại bề mặt vật liệu sấy phải nhỏ hơn áp suất của hơi nước trong vật, nhờ đó ẩm sẽ thoát ra khỏi vật và được tác

nhân sấy hấp thụ Đối với tác nhân sấy là không khí, để làm được điều đó thì ẩm độ tương đối của không khí phải nhỏ

Không khí ẩm được đưa qua dàn lạnh Tại đây, ẩm trong không khí được ngưng tụ lại trên dàn lạnh chảy xuống phía dưới và được thu hồi lại Do vậy, độ ẩm trong không khí giảm xuống nhưng nhiệt độ của nó cũng giảm nên độ ẩm tương đối cao Sau đó dòng khí lại tiếp tục được đưa qua dàn nóng Tại đây dòng khí được gia nhiệt làm cho

ẩm độ tương đối của nó giảm xuống và tiếp tục vào buồng sấy

 Ưu điểm của phương pháp

- Thích hợp để sấy các loại vật liệu có yêu cầu chất lượng cao,đòi hỏi phải sấy ở nhiệt độ thấp

- Hiệu suất năng lượng cao hơn cùng với sự thu hồi nhiệt được cải thiện dẫn đến tiêu thụ năng lượng ít hơn cho mỗi đơn vị nước bay hơi (tiết kiệm được năng lượng do tận dụng được năng lượng tại dàn nóng và dàn lạnh )

- Quá trình sấy hồi lưu tương đối kín nên không phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt

độ môi trường

- Chất lượng lá Chùm ngây sau khi sấy tốt hơn nhiều so với sấy nóng do nhiệt độ sấy thấp

 Nhược điểm của phương pháp

- Giá thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn

- Vận hành phức tạp, người vận hành có trình độ kỷ thuật cao

- Rò rỉ môi chất lạnh ra môi trường có thể làm ảnh hương đến môi trường xung quanh cũng như ảnh hưởng đến chât lượng của thực phẩm Do vậy cần phải

nghiên cứu và sử dụng các môi chất không gây ảnh hưởng tới môi trường

- Do cuốn bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh

2.3.5 Đánh giá chung và xác định phương pháp sấy

Thông qua việc tìm hiểu về những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sấy trên chúng ta thấy được nhiều mặt chưa phù hợp của các phương pháp này đối với loại vật liệu có chứa nhiều Vitamin và dược tínhnhư lá Chùm ngây Chính vì lẽ đó, sử dụng phương pháp sấy ở nhiệt độ thấp cụ thể là sấy theo nguyên lý bơm nhiệt hồi lưu hoàn toàn sẽ giữ được hàm lượng Vitamin, dược tính trong lá Chùm ngây ở mức cao nhất do với nhiệt độ tương đối thấp nên không gây ra sự phân hủy Vitamin, dược tính

duy trì màu sắc và mùi đặc trưng của Chùm ngây Mặt khác với phương pháp này sẽ tiết kiệm được năng lượng và không làm mất mùi sản phẩm do có sự hồi lưu tác nhân sấy, đồng thời màu sắc sản phẩm sau sấy gần giống như sản phẩm tươi nên có tính cạnh tranh tốt về thương mại

2.3.6 Tính phù hợp nguyên lý sấy bơm nhiệt

Qua các phương pháp sấy trên, các phương pháp sấy chân không, sấy thăng hoa

và sấy bơm nhiệt là phù hợp với sấy lá Chùm ngây Còn phương pháp sấy nóng thì

không thể dùng để sấy lá Chùm ngây vì sấy ở nhiệt độ cao trên 50 độ, sẽ làm mất

dưỡng chất, mất màu, mất tính dược phẩm và giảm mùi vị đặc trưng của lá Chùm

ngây

Tuy nhiên, phương pháp sấy chân không và sấy thăng hoa do giá đầu tư thiết bị

và lượng tiêu hao năng lượng lớn sẽ làm tăng giá thành sản phẩm, chỉ áp dụng các

phương pháp này cho các sản phẩm quí hiếm có giá trị cao Vì vậy, chỉ có phương

pháp sấy bơm nhiệt là phương pháp thích hợp nhất để sấy lá Chùm ngây Với nguyên

lý hoạt động của sấy bơm nhiệt, thì đặc trưng là có thể sấy với tác nhân sấy có nhiệt độ thấp và ẩm độ thấp hơn ẩm độ của vật liệu sấy

2.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt

Phương pháp sấy bơm nhiệt đã được con người phát hiện từ khá sớm, tuy nhiên do một số lý do về công nghệ và giá thành đầu tư ban đầu Do vậy tính ứng dụng của phương pháp sấy bơm nhiệt trong thực tế sản xuất là chưa thực sự lớn Dưới đây là một số nghiên cứu ứng dụng của phương pháp sấy bơm nhiệt ở Việt Nam

Các nhà khoa học tại Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu

hoạchđã nghiên cứu công nghệ sấy bơm nhiệt và đã ứng dụng sấy một số sản phẩm nông sản như sấy mít, sấy nhãn Kết quả khi thực hiện quá trình sấy bơm nhiệt thì thời gian sấy giảm đi rất nhiều, nhưng sản phẩm vẫn thỏa mãn yêu cầu về độ ẩm Qua nhiều thực nghiệm các nhà khoa học đã đánh giá được ưu nhược điểm của sấy bơm nhiệt so với phương pháp sấy nóng là:

- Nhược điểm của sấy nóng là chỉ sấy được các thực phẩm thích hợp sấy ở nhiệt

độ cao cho nên phạm vi ứng dụng hẹp Trong khi sấy bơm nhiệt nhiệt độ tác nhân sấy dao động từ 35O C đến 45O Cnên có thể sấy được tất cả các loại thực phẩm

- Với nhiệt độ sấy lý tưởng như vậy, thực phẩm sau khi sấy khô ít bị mất màu, mất mùi, hàm lượng vitamin, dược tính Nhất là đối với các loại trái cây có độ đường cao, khi sấy nóng ở nhiệt độ cao thường làm cho thực phẩm bị caramen hóa do đó sản phẩm sấy thường có màu nâu, nhưng khi sấy bơm nhiệt sẽ loại trừ được nhược điểm trên Có thể so sánh trực tiếp chất lượng của một số sản phẩm như sau:

- Đối với sản phẩm là mít: Khi sấy bơm nhiệt có màu vàng tươi, khi sấy nóng có màu vàng nâu

- Đối với sản phẩm là mực: Khi sấy bơm nhiệtcó màu trắng, khi sấy nóng có

màuvàng

- Điều kiện vệ sinh của sấy bơm nhiệt tốt hơn sấy nóng ngoài ra còn rút ngắn được thời gian sấy từ đó hạn chế sự hoạt động của vi sinh vật

- Thời gian sấy rút ngắn nên chi phí năng lượng cũng được giảm

Xí nghiệp chế biến xuất khẩu thủy sản Bình thuận (Thaimex) chuyên sản xuất mực sấy khô để xuất vào thị trường Nhật Bản, Châu Âu và cơ sở sản xuất long nhãn Tân phú (Đồng Nai) là hai đơn vị đã được Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch chuyển giao công nghệ sấy thành công Hiện nay hai cơ sở này

đang tiếp tục sản xuất theo công nghệ mới này

Ngô Đăng Nghĩa và các cộng sự(năm 2004), đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệtkết hợp với sấy hồng ngoại bước đầu thử nghiệm trên một số sản phẩm như sấy mực Kết quả thu được rất tốt, đặc biệt là về mặt chất lượng cảm quan

của sản phẩm, an toàn về mặt vệ sinh, đồng thời rút ngắn được thời gian sấy

Theo một số nghiên cứu, khi sấy gỗ bằng phương pháp sấy bơm nhiệt có chi phí thấp hơn các phương pháp sấy khác, đặc biệt máy sấy bằng bơm nhiệt hoạt động với hiệu suất năng lượng cao khi lượng nước bốc hơi tăng điều này có thể được giải thích khi lượng nước bốc hơi tăng thì ẩn nhiệt bay hơi được thu hồi tăng

PGS.TS Phạm Văn Tùy, cùng các nhà khoa họcđã nghiên cứu thành công công nghệsấy bơm nhiệt và đã ứng dụng sấy một số sản phẩm như: Cà rốt, củ cải, hành lá Kết quả thu được là các sản phẩm sau khi sấy vẫn giữ được màu sắc tự nhiên dù đã sấy rất khô, hàm lượng vitamin Ccao hơn hẳn so với các sản phẩm rau quả sấy bằng

các phương pháp khác như sấy bằng không khí nóng và sấy bằng hồng ngoại Chi phí thấp, hiệu quả cao

Qua nhiều nghiên cứu tập thể các nhà khoa học đã rút ra được bảng so sánh được thể hiện ở bảng

Bảng 2.3: So sánh chất lượng thực phẩm sấy bằng công nghệ sấy bơm

nhiệt so với các công nghệ sấy khác Nguyên

liệu

Phương pháp

sấy

Nhận xét chất lượng cảm quan

Hàm lượng vitamin C

Độ ẩm cuối, (%) Sấybằng không

khí nóng

Đỏ tối, kém thẳng

5,7

Cà rốt Sấy bằng hồng

ngoại

Đỏ bóng kém thẳng

5,6

Sấy bơm nhiệt

Đỏ tự nhiên, bóng thẳng

6,6

Sấy bằng không

khí nóng

Xanh tối, khá xốp, kém thơm

Củ cải Sấy bằng hồng

ngoại

Trắng ngà hơi đậm, khá xốp

Sấy bơm nhiệt

Trắng ngà thẳng xốp

Công nghệ sấy này đã được Viện Khoa Học Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đại Học Bách Khoa Hà Nội chuyển giao cho nhà máy chế biến thực phẩm Việt Trì, công ty bánh kẹo Hải Hà để sấy kẹo Jelly, viện công nghệ thực phẩm, bệnh viện Y học cổ truyền dân tộc Sau một thời gian vận hành thiết bị công ty Hải Hà nhận thấy chi

phíđiện năng bằng 42% chi phí điện năng cho hệ thống sấy nóng nhưng chất lượng của kẹo vẫn đáp ứng được yêu cầu

Trong công nghiệp thực phẩmmáy sấy bơm nhiệtcũng được rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu Càng ngày càng có nhiều áp dụng công nghệ sấy bằng bơm nhiệt cho thực phẩm và vật liệu sinh học, trong đó các yêu cầu để làm tăng chất lượng sản phẩm là sấy ở nhiệt độ thấp và kiểm soát tốt các điều kiện sấy

Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu phương pháp sấy bằng bơm nhiệt kết hợp với các phương pháp sấy khác Người ta có thể kết hợp sấy bằng bơm nhiệt với sấy tầng sôi, sấy bằng bức xạ hồng ngoại hoặc kết hợp với sấy bằng dòng điện cao tần Mục đích để làm tăng tốc độ sấy, đồng thời làm giảm nhiệt tải trên bộ bơm nhiệt

Viện công nghệ Na Uy đã nghiên cứu kết hợp giữa sấy bằng bơm nhiệt và sấy tầng sôi, thiết bị sấy được gọi là "Máy sấy bơm nhiệt tầng sôi" Máy sấy bơm nhiệt tầng sôi đã có nhiều ứng dụng để sấy vật liệu rắn dạng hạt trong công nghệ thực phẩm

2.4.1 Một số máy sấy bơm nhiệt có trên thị trường

2.4.3.1.Mô hình máy sấy bơm nhiệt

Hình 2.17 Mô hình sấy bơm nhiệt

2.4.3.2 Máy sấy bơm nhiệt gió thổi ngang khay

Hình 2.18 Gió thổi ngang khay

2.4.3.3 Máy sấy bơm nhiệt dạng sấy tháp

Hình 2.19 Sấy tháp

2.4.3.4 Máy sấy bơm nhiệt thùng quay tuần hoàn kín

Hình 2.20 Thùng quay

2.4.2 Đánh giá chungvề công nghệ sấy bơm nhiệt

Với ưu điểm của phương pháp sấy bơm nhiệt là ta có thể tiến hành sấy ở nhiệt độ thấp, các sản phẩm đã sấy trên thị trường như cá rốt, thìa là, gỗ thông đã được đảm bảo đạt các yêu cầu khắc khe về chất lượng Qua việc tiến hành thay đổi chế độ sấy ta nhận thấy phương pháp sấy bơm nhiệt có thông số điều chỉnh chỉ cần tăng nhiệt độ sấy lên khoảng 5  10 oC, thì quá trình sấy và chất lượng, thời gian sấy cũng thay đổi rất nhiều Ở đây ta sấy trong khoảng nhiệt độ 35 oC và 45 oC, đối với rau quả, và 35 oC

55 oC đối với gỗ Nên chất lượng sản phẩm sấy rất tốt, nhiệt độ này không đủ lớn để gây biến tính rau quả sấy khô, cũng như nứt nẻ gỗ

Đối với sấy rau quả, cũng như lá Chùm ngây chất lượng cảm quan cho thấy sản phẩm giữ được màu, mùi, vị Ta có thể sấy ở nhiệt độ 40 oC, và nhiệt độ này không gây biến tính sản phẩm, đồng thời sản phẩm sấy có màu đẹp hơn (cà rốt có màu đỏ tươi, rau thìa là xanh hơn vàcó mùi thơm), và chất lượng sản phẩm vẫn được đảm bảo Đặc biệt là thời gian sấy rút ngắn hơn nhiều

Khi sấy gỗ, cần chú ý về tính chất vật liệu (từng loại gỗ) để có thể vận hành, điều chỉnh các chế độ sấy cho hợp lý nhằm hạn chế các biến dạng, nứt nẻ, xảy ra trong quá trình sấy gỗ Ở đây ta thay đổi nhiệt độ sấy trong khoảng nhỏ nên cho chất lượng

gỗ sấy rất tốt (gỗ không bị nứt nẻ nhiều)

Mỗi chế độ sấy khác nhau sẽ cho một chất lượng sấy khác nhau, vì vậy ở đây chỉ

là những lý thuyết nhỏ về sấy bơm nhiệt, chúng ta cần tìm hiểu kỹ về vật liệu cũng như thiết bị, các kỹ thuật sấy bơm nhiệt, và các thao tác, trình tự tiến hành thí nghiệm, để

từ đó vận hành hệ thống được tốt, đem lại những kết quả hữu ích cho mình và đồng thời tìm ra các chế độ sấy tối ưu cho các loại vật liệu nhằm đem lại một chất lượng sấy cao nhất đáp ứng nhu cầu sản phẩm sấy trong và ngoài nước

Nghiên cứu các nguồn tài liệu có liên quan đến Chùm ngây, Chùm ngây khô từ sách báo, internet …

Tìm hiểu các nhược điểm của các thiết bị sấy, kết hợp với các đặc tính và yêu cầu của lá Chùm ngây từ đó cải thiện hệ thống cho phù hợp

Lựa chọn vật liệu chế tạo và các phụ kiện hợp lý và đơn giản hóa nhằm tiết

kiệm chi phí sản xuất nhưng chất lượng vẫn đảm bảo

Áp dụng các thiết bị đo kiểm hiện đại nhằm xác định các thông số tối ưu cho máy sấy lá Chùm ngây bằng phương pháp sấy bơm nhiệt

3.1.2 Phương pháp tính toán thiết kế

Việc tính toán thiết kế máy sấy lá Chùm ngây dựa trên lý thuyết tính toán máy sấy bơm nhiệt Các thông số chính được tính toán dựa vào tính chất của lá Chùm ngây,

lý thuyết tính toán và thiết kế hệ thống sấy, lý thuyết truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt và tính toán để lựa chọn thiết bị cho phù hợp

Tiếp cận với các kết quả nghiên cứu về công nghệ sấy lá Chùm ngây thông qua sách, giáo trình, và các bài báo

Tiếp cận với một số thiết bị sấy bơm nhiệt sẵn có

Tiếp cận và tiếp thu các ý kiến từ thầy, các đàn anh, chị có kinh nghiệm trong lĩnh vực sấy nói chung và sấy lá Chùm ngây nói riêng

Trên cơ sở tiếp cận, tiềm hiểu về công nghệ, thiết bị và những kinh nghiệm

chuyên môn, tiếp thu có chọn lọc các ưu nhược điểm làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu nhằm tiết kiệm thời gian, chi phí nghiên cứu và đem lại hiệu quả nhất

3.1.3 Phương pháp chế tạo

Chế tạo dựa trên các điều kiện thuận lợi hiện có cho người sản xuất

Chế tạo các bộ phận chính, chế tạo từng cụm chi tiết đơn lẻ, sau đó lắp ráp lại

Có một số chi tiết chọn mua theo tiêu chuẩn trên thị trường như: quạt, dàn nóng, dàn lạnh, van tiết lưu, điện trở …

3.1.4 Phương pháp khảo nghiệm

Cho máy chạy ở 2 chế độ:

 Chế độ không tải: mục đích

 Kiểm tra chất lượng chế tạo máy

 Kiểm tra khả năng làm việc của máy

 Chế độ có tải: mục đích

 Xác định thời gian sấy

 Kiểm tra các số liệu tính toán lý thuyết

3.2 Phương tiện thực hiện

3.2.1 Vật liệu và thiết bị

 Vật liệu: vật liệu sấy là lá Chùm ngây được thu hoạch tại khoa Nông học trường ĐH Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, ẩm độ: 77%, yêu cầu ẩm độ lá Chùm ngây sau khi sấy 8%

 Thiết bị phục vụ:

 Cân đồng hồ Nhơn Hòa, giới hạn cân 0 – 5 kg

 Thước dây, thước kẹp, thước kéo để đo kích thước các thiết bị

 Ampe kìm để đo giá trị cường độ dòng điện

 Các thiết bị điện cơ khí: dụng cụ tán river, máy hàn điện, dụng cụ hàn gió đá, máy khoan tay, máy mài, kéo …

 Tủ sấy hiệu Daihan 101-1 để xác định ẩm độ

 Máy sấy nóng để sấy khảo nghiệm và so sánh chất lượng sản phẩm

 Cân điện tử LCD – series, model TP – A300, giới hạn cân 300 gram, độ chính xác 10 mgram

Hình 3.1 Cân điện tử

 Thiết bị đo vận tốc và ẩm độ tác nhân sấy Nhãn hiệu AM – 4205 Khoảng đo: 0,1 – 40 m/s Độ ẩm 5 – 95% Thang đo nhiệt độ: 0C, F Vận tốc: m/s, km/h, ft/min Dạng hiển thị: hiển thị số

Hình 3.2 Bộ thu nhập dữ liệu và đồng hồ đo vận tốc

 Súng bắn nhiệt độ hồng ngoại nhãn hiệu: INFRARED THERMOMETER CENTER 350 Khoảng đo: -40 – 50 0C Nhiệt độ hoạt động 0 – 40 0C (độ ẩm < 80%)

Độ chính xác ± 2% Thang đo: 0C, F Dạng hiển thị: hiển thị số

 Đồng hồ đo ẩm độ nhiệt độ không khí hiệu APEC TH – 05/ Jumbo Digit Nhiệt

độ bên trong: 0 – 50 0C Nhiệt độ bên ngoài: -50 – 70 0C Ẩm độ: 15 – 95% Độ sai lệch nhiệt độ ± 1 0C ở khoảng nhiệt độ 15 – 35 0C, ± 2 0C ở các khoảng nhiệt độ còn lại Độ sai lệch ẩm độ ± 5% ở nhiệt độ 15 – 35 0C và ẩm độ 40 – 80%, ± 8% ở các khoảng còn lại

Hình 3.3Đồng hồ đo nhiệt - ẩm và sung bắn nhiệt độ

 Túi nhựa đựng sản phẩm sấy

 Máy tính cầm tay Casio fx-570 ES

 Nhiệt kế

Khoảng đo: 00C ÷ 1000C

Sai số cho phép: 0,10C

- Giản đồ trắc ẩm

3.2.2 Phương pháp đo đạc thực nghiệm

Trước khi cho vật liệu sấy vào khay sấy hay mang phơi nắng ta tiến hành cân khối lượng vật liệu của từng phương pháp bằng cân Nhơn Hòa Sau đó ta rải đều trên các khay và tiến hành đo bề dày lớp vật liệu Để bắt đầu quá trình sấy khảo nghiệm ta điều chỉnh nhiệt độ, vận tốc gió xuyên qua lớp vật liệu Trong quá trình lấy mẫu ta cân các mẫu bằng cân điện tử sau đó bỏ vào tủ sấy mẫu để xác định ẩm độ của mẫu