TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY MÍT 200 KGMẺ

- Tiến hành các thí nghiệm sấy bằng 2 phương pháp khác nhau: phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy bơm nhiệt với các nhiệt độ sấy khác nhau để so sánh chất lượng sản phẩm.. iv - Các k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY MÍT 200 KG/MẺ

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU GIÀU Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT Niên khóa: 2009 – 2013

Tháng 5 năm 2013

i

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY MÍT 200 KG/MẺ

Tác giả

NGUYỄN HỮU GIÀU

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành

Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt

Giáo viên hướng dẫn:

TS NGUYỄN HUY BÍCH ThS LÊ QUANG GIẢNG

Tháng 5 năm 2013

ii

LỜI CẢM TẠ

Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành luận văn này, tôi luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô Qua luận văn này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

- Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

- Ban Chủ Nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ

- Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy tôi trong thời gian học tập tại trường

- Thầy Nguyễn Huy Bích và thầy Lê Quang Giảng, người trực tiếp theo dõi, tận tình

hướng dẫn và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này

Cũng xin được cảm ơn quý thầy, các anh, các bạn ở Trung tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh đã giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này

Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn đến cha mẹ và mọi người trong gia đình đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập xa nhà

Tôi xin được gửi đến quý thầy cô, cha mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành nhất

Tháng 5 năm 2013 Nguyễn Hữu Giàu

iii

TÓM TẮT

1 Tên đề tài:

“TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY MÍT 200 KG/MẺ”

2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

- Thời gian: từ tháng 02 đến tháng 06 năm 2013

- Địa điểm: tại Trung tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh, trường Đại học

Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

3 Mục đích:

- Tiến hành các thí nghiệm sấy trên mô hình máy sấy nóng và mô hình máy sấy lạnh

ở các chế độ sấy khác nhau để phân tích, lựa chọn phương pháp sấy và xác định chế độ sấy thích hợp

- Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy sấy mít 200 kg/mẻ dựa trên phương pháp và

chế độ sấy đã chọn

4 Nội dung nghiên cứu:

- Tìm hiểu về vật liệu sấy, tình hình sản xuất và tiêu thụ

- Tìm hiểu các phương pháp sấy thích hợp

- Tiến hành các thí nghiệm sấy bằng 2 phương pháp khác nhau: phương pháp sấy

nóng và phương pháp sấy bơm nhiệt với các nhiệt độ sấy khác nhau để so sánh chất lượng sản phẩm

- Tính toán, thiết kế máy sấy mít 200 kg/mẻ dựa trên phương pháp và các thông số

đã chọn

5 Kết quả thu được:

- Đã khảo nghiệm sấy mít trên 2 mô hình máy sấy tại Trung tâm Công nghệ và

Thiết bị Nhiệt lạnh, trường ĐHNL TP HCM: mô hình máy sấy nóng và mô hình máy sấy bơm nhiệt với 3 mức nhiệt độ sấy 40oC, 45oC, 50oC

iv

- Các kết quả thí nghiệm cho thấy sấy mít bằng phương pháp bơm nhiệt cho kết quả

sấy tốt hơn so với sấy bằng phương pháp sấy nóng ở cùng một nhiệt độ sấy: sản phẩm giữ được màu sắc, mùi vị tốt hơn

- Kết quả sấy thí nghiệm ở 3 mức nhiệt độ 40oC, 45oC, và 50oC trên mô hình máy sấy bơm nhiệt cho thấy màu sắc, mùi vị và trạng thái sản phẩm không có sự khác biệt nhiều Thời gian sấy phụ thuộc vào các mức nhiệt độ và chiều dày vật liệu, ở nhiệt độ 50oC thì thời gian sấy nhanh nhất, dao động từ 4,5 – 7 giờ

- Đã tính toán, thiết kế hoàn chỉnh máy sấy mít năng suất 200 kg/mẻ theo phương

pháp sấy bơm nhiệt:

 Thông số ban đầu: ẩm độ đầu VLS 79,4%, ẩm độ cuối 20%, nhiệt độ sấy 50oC, vận tốc gió 1,0 m/s

 Buồng sấy: kích thước dài x rộng x cao = 2,6 m x 1,8 m x 2,0 m

 Máy nén: kí hiệu п14, năng suất lạnh tiêu chuẩn Qotc = 20,5 kW

 Dàn ngưng tụ trong: công suất nhiệt Qk = 35,9 kW, diện tích trao đổi nhiệt F = 5,35 m2

 Dàn ngưng tụ ngoài: công suất nhiệt Qk = 11,68 kW, diện tích trao đổi nhiệt F

= 2,66 m2

 Dàn bay hơi: công suất lạnh Qo = 35,9 kW, diện tích trao đổi nhiệt F = 3,49 m2

 Quạt ly tâm: kí hiệu: 165 CPS, công suất BHP: 3,62 HP, lưu lượng: 1,57 m3/s, cột áp: 5 in H20

v

MỤC LỤC  

LỜI CẢM TẠ ii 

TÓM TẮT iii 

MỤC LỤC v 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii 

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii 

DANH SÁCH CÁC HÌNH ix 

Chương 1 MỞ ĐẦU 1 

1.1.  Đặt vấn đề 1 

1.2.  Mục đích 2 

1.3.  Yêu cầu 2 

Chương 2 TỔNG QUAN 4 

2 1.  Sơ lược về mít Thái 4 

2 2.  Yêu cầu đối với sản phẩm 5 

2 3.  Lý thuyết sấy 5 

2.3.1.  Tĩnh học và động học quá trình sấy [1] 5 

2.3.2.  Quá trình làm lạnh, giảm ẩm và gia nhiệt TNS 7 

2.3.3.  Một số công thức tính toán quá trình sấy [2] 8 

2 4.  Kỹ thuật sấy các loại rau quả [3] 9 

2 4.1.  Ý nghĩa 9 

2 4.2.  Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 9 

2 4.3.  Các nhân tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả sấy 10 

2 4.4.  Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm 12 

2 5.  Xác định phương pháp sấy phù hợp 16 

2 5.1.  Phân loại các hệ thống sấy (HTS) [1] 16 

2 5.2.  So sánh các phương pháp sấy rau quả với phương pháp sấy bơm nhiệt 19  Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 

3.1.  Nội dung nghiên cứu 21 

3.2.  Phương pháp nghiên cứu 21 

3.2.1.  Phương pháp nghiên cứu, tính toán lý thuyết 21 

3.2.2.  Phương pháp xác định ẩm độ đầu của VLS và ẩm độ cuối của sản phẩm……… 22 

3.2.3.  Phương pháp thí nghiệm 22 

3.2.4.  Dụng cụ thí nghiệm 23 

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 

4.1.  Thực nghiệm xác định các thông số ban đầu 24 

4.1.1.  Xác định ẩm độ ban đầu của VLS 24 

4.1.2.  Quy trình công nghệ sấy mít thí nghiệm 24 

4.1.3.  Máy sấy dùng trong thí nghiệm 25 

4.1.4.  Kết quả thí nghiệm 28 

4.2.  Tính toán, thiết kế máy sấy mít 36 

vi

4.2.1.  Các thông số tính toán ban đầu 36 

4.2.2.  Lựa chọn sơ đồ nguyên lý 36 

4.2.3.  Tính toán kích thước buồng sấy 37 

4.2.4.  Quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ trắc ẩm 39 

4.2.5.  Tính toán nhiệt cho quá trình sấy lý thuyết 40 

4.2.6.  Chọn chu trình lạnh và xác định thông số các điểm nút của chu trình 41 

4.2.7.  Tính chọn máy nén [5] 42 

4.2.8.  Tính toán dàn ngưng 44 

4.2.9.  Tính toán dàn bay hơi 47 

4.2.10.  Tính trở lực hệ thống và chọn quạt 48 

4.2.11.  Sơ đồ thiết bị của hệ thống 50 

4.2.12.  Ước tính chi phí và thời gian hoàn vốn [8] 51 

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56 

5.1.  Kết luận 56 

5.2.  Đề nghị 57 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 

PHỤ LỤC 1 

 TBBH: Thiết bị bay hơi

 MC: Moisture Content (Ẩm độ của vật liệu)

 RH: Relative Humidity (Ẩm độ tương đối)

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2 1: So sánh các phương pháp sấy rau quả với phương pháp sấy bơm nhiệt 19 

Bảng 4 1: So sánh giữa phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy bơm nhiệt……35 

Bảng 4 2: Các thông số tại các điểm nút 39 

Bảng 4 3: Thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình 42 

Bảng 4 4: Thông số trạng thái của các điểm nút theo chế độ tiêu chuẩn 43 

Bảng 4 5: Ước tính chi phí đầu tư 53 

Bảng 4 6: Tổng hợp các thành phần chi phí sấy 54 

ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2 1: Đường cong đặc trưng của quá trình sấy 6 

Hình 2 2: Các quá trình trên giản đồ t – d 7 

Hình 2 3: Sơ đồ thiết bị và nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy chân không 17 

Hình 2 4: Sơ đồ thiết bị và nguyên lý hoạt đông của thiết bị sấy bơm nhiệt 18 

Hình 4 1: Quy trình sấy mít thí nghiệm……… 25 

Hình 4 2: Cấu tạo mô hình máy sấy nóng thực nghiệm 26 

Hình 4 3: Cấu tạo mô hình máy sấy bơm nhiệt thực nghiệm 28 

Hình 4 4: Quá trình giảm ẩm của mít theo thời gian ở nhiệt độ sấy 40oC 30 

Hình 4 5: Quá trình giảm ẩm của mít theo thời gian ở nhiệt độ sấy 45oC 31 

Hình 4 6: Quá trình giảm ẩm của mít theo thời gian ở nhiệt độ sấy 50oC 32 

Hình 4 7: Quá trình giảm ẩm của mít theo thời gian khi sấy trên 34 

Hình 4 8: Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy bơm nhiệt 37 

Hình 4 9: Các điểm nút của quá trình sấy lý thuyết 39 

Hình 4 10: Sơ đồ thiết bị và đồ thị lgp-h của chu trình hồi nhiệt 42 

Hình 4 11: Sơ đồ thiết bị của hệ thống 51 

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, về miệt vườn Cai Lậy (Tiền Giang) mọi người đều nghe nhà nông xôn xao bàn chuyện đua nhau trồng mít Thái làm giàu Loại mít này chỉ sau 2 năm đã cho thu hoạch với năng suất 30 – 40 tấn/hecta, và giá bán rất hấp dẫn, lúc cao điểm 25000 – 27000 đồng/kg, tính trung bình cả vụ khoảng 20000 đồng/kg, mỗi hecta đạt giá trị 700 – 800 triệu đồng/năm, lợi nhuận không dưới 500 triệu đồng Bên cạnh đó, cây mít Thái dễ trồng, dễ chăm sóc, không đòi hỏi kỹ thuật cao, lại cho trái hầu như quanh năm nên ở Cai Lậy hiện nay có hiện tượng nhà nhà trồng mít, người người trồng mít Đến nay, diện tích mít trên địa bàn huyện Cai Lậy chưa có con số thống kê chính thức nhưng ước tính khoảng 1000 hecta, tập trung chủ yếu tại các xã Thanh Hòa, Cẩm Sơn, Long Khánh, và diện tích này ngày càng tăng

Khảo sát tình hình tiêu thụ mít tại chợ thị trấn Cai Lậy trong mấy ngày vào vụ thu hoạch chính cho thấy, hầu như vựa trái cây nào cũng tỏ ra "quá tải" mít Hằng ngày, các

xe tải nhỏ chở mít tới các vựa trái cây này liên tục, nhưng nhà vựa chỉ thu mua trong vòng vài giờ buổi chiều cho đến khi đủ hàng, rồi thôi không thu mua nữa Hiện nay, ngoài thị trường loại mít này chỉ mới được sử dụng bằng cách ăn tươi nên thị trường tiêu thụ còn khá hạn hẹp

Hiện trạng trên có thể thấy trước viễn cảnh của cây mít ở địa phương này, khi mà hiện nay chỉ có vài trăm hecta mít đang cho trái nhưng thị trường mít đã có vẻ “bão hòa” Nếu trong 1-2 năm tới, khi có tới 1000 hecta mít đồng loạt cho trái với sản lượng 30 – 40 ngàn

sử dụng các sản phẩm chứa ít dầu mở để bảo vệ sức khỏe, do đó sản phẩm mít sấy dẻo sẽ ngày càng được ưa chuộng do không có dầu mở Mít sấy dẻo có thể được sử dụng như món mứt trong dịp tết, đây là món ăn chơi khá ngon miệng, lại giàu dinh dưỡng

Việc nghiên cứu, lựa chọn phương pháp sấy và phân tích các chế độ trong quá trình sấy là cần thiết cho sự tối ưu hóa và thiết kế quy mô lớn Trước thực trạng nêu trên, được

sự chấp nhận của BCN khoa Cơ khí – Công nghệ, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Huy Bích và thấy ThS Lê Quang Giảng, tôi thực hiện đề tài “ Tính toán, thiết kế máy sấy mít 200 kg/mẻ”

1.2 Mục đích

Mục đích chính của đề tài là:

- Tiến hành các thí nghiệm sấy trên mô hình máy sấy nóng và mô hình máy sấy lạnh

với các chế độ sấy khác nhau để phân tích, lựa chọn phương pháp sấy và xác định chế độ sấy thích hợp

- Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy sấy mít 200 kg/mẻ dựa trên phương pháp và

chế độ sấy đã chọn

1.3 Yêu cầu

- Phân tích, lựa chọn được phương pháp sấy thích hợp

3

- Xác định các thông số nhiệt độ, ẩm độ và vận tốc gió trong buồng sấy

- Xác định quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ trắc ẩm

- Tính năng suất lạnh của hệ thống lạnh (HTL)

- Tính toán chọn thiết bị cho hệ thống sấy (HTS)

4

Chương 2

TỔNG QUAN

2 1 Sơ lược về mít Thái

Mít - Artocarpus heterophyllus – thuộc họ dâu tằm – Moraceae Mít Thái có nguồn

gốc từ Thái Lan, du nhập vào nước ta khoảng gần chục năm, hiện được trồng nhiều ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ như Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ, Đồng Tháp, và một số tỉnh miền Đông Nam Bộ Mít Thái là loại cây gỗ cao từ 8 – 10 m, lá hình trái xoan dài từ

10 – 15 cm Cụm hoa đực (dái Mít) và hoa cái đính trên thân cây hoặc trên các cành già Quả to, hình trái xoan, quả mít chín vẫn còn màu xanh hay ngã hơi vàng cân nặng trung bình từ 12 – 18 kg, có trái nặng trên 25 kg Múi mít chín có màu vàng xậm, mùi thơm đậm, ráo và giòn, tỷ lệ múi (đã loại bỏ hạt) có thể chiếm tới 40 – 50% trọng lượng quả Đây là loại cây dễ trồng, dễ chăm sóc, thích hợp với nhiều loại đất Thời gian từ khi trồng cây con đến khi cho trái khoảng 2 năm và cho thu hoạch 2 vụ trái/năm

Các bộ phận của cây mít có rất nhiều công dụng khác nhau, ví dụ như quả mít non để

ăn luộc, xào, kho hoặc muối dưa chua; xơ mít có thể làm nhút hoặc làm thức ăn cho cá; hạt mít cũng ăn được, có thể luộc, nướng hay nghiền ra làm bột; lá mít dùng làm thức ăn cho gia súc có tác dụng kích thích sự tiết sữa; quả mít chín có các múi to, thơm ngọt dùng

để ăn tươi, làm sinh tố, làm mứt hay ngâm với đường làm xirô

Mít là một loại trái cây không chỉ giàu dinh dưỡng mà nhiều bộ phận của nó còn là vị thuốc tốt Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam mít: năng lượng: 48 kCal, protein: 0,6

g, gluxit: 11,4 g, canxi: 21 mg, photpho: 28 mg, kali: 300 mg, sắt: 0,4 mg, betacaroten:

180 mg, vitamin C: 5 mg, Ngoài ra, mít rất giàu các vitamin B1, B2, PP,… Nhiều nghiên cứu cho thấy thức ăn giàu kali sẽ giúp làm giảm huyết áp, mà trong mít lại chứa

5

khá nhiều kali, 100 gam có tới 300 mg Trong mít còn có chứa nhiều chất phytonutrient (lignans, isoflavones và saponins) rất có lợi cho sức khỏe Những chất này có đặc tính là chống lại ung thư, tăng huyết áp, viêm loét dạ dày và làm chậm lại tiến trình thoái hóa tế bào để đem lại sự tươi trẻ và sức sống cho làn da

2 2 Yêu cầu đối với sản phẩm

Để thỏa mãn yêu cầu của khách hàng đối với các sản phẩm trái cây sấy thì ngoài yêu cầu về độ khô, chất lượng sản phẩm tốt thì sản phẩm cần giữ được các tính chất ban đầu như màu sắc, mùi vị tự nhiên, thành phần dinh dưỡng, Các phương pháp sấy ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như hóc môn, màu, mùi vị, men, vitamin, protêin… và 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

 Động học quá trình sấy:

Nghiên cứu về động học quá trình sấy cho thấy việc di chuyển ẩm bên trong vật khá phức tạp Boorker đã thống kê 5 nguyên tắc vận chuyển ẩm:

6

- Vận chuyển ẩm do sức căng bề mặt

- Vận chuyển ẩm do sự chênh lệch nồng độ ẩm

- Vận chuyển hơi do sự chênh lệch nồng độ hơi ẩm

- Vận chuyển ẩm do sự chênh lệch nhiệt độ

- Vận chuyển lỏng và hơi do sự chênh lệch áp suất

Quá trình vận chuyển ẩm khi có xét đến yếu tố thời gian được xây dựng thành các đường cong gọi là đường đặc trưng của quá trình sấy

Hình 2 1: Đường cong đặc trưng của quá trình sấy

1- Sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu theo thời gian; 2- Sự thay đổi của độ ẩm vật liệu

theo thời gian; 3- Vận tốc sấy

 Ba giai đoạn của quá trình sấy

 Giai đoạn 1: Giai đoạn đốt nóng sản phẩm

Đưa nhiệt độ của VLS lên cao để nước trong vật liệu có thể bay hơi, làm cho nhiệt độ sản phẩm cũng tăng lên

 Giai đoạn 2: Giai đoạn tốc độ sấy không đổi

7

Lúc này VLS ướt tốc độ khếch tán ẩm đến bề mặt bằng tốc độ ẩm bốc hơi Giai đoạn này phụ thuộc tốc độ bốc hơi trên bề mặt tức là phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài như nhiệt

độ, ẩm độ, vận tốc gió môi trường thoát ẩm

 Giai đoạn 3: Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần

Lúc này vật liệu khô, lượng ẩm ít, tốc độ sấy giảm dần Việc giảm cường độ bốc ẩm

sẽ làm tăng nhiệt độ vật liệu Ở cuối thời kỳ sấy bắt đầu có ẩm cân bằng của vật liệu, việc sấy dừng lại, vận tốc sấy trở nên bằng không

Xác định các giai đoạn trên cò ý nghĩa quan trọng trong việc chọn chế độ sấy nhằm tiết kiệm năng lượng và giảm thời gian sấy

2.3.2 Quá trình làm lạnh, giảm ẩm và gia nhiệt TNS

Hình 2 2: Các quá trình trên giản đồ t – d

Trong đó:

 3-4: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương Điểm (0) là trạng thái không khí ở điều kiện môi trường, điểm (4) là trạng thái không khí trong thiết

bị bay hơi, lúc bắt đầu giảm ẩm

 4-1: Quá trình tách ẩm Điểm (1) là trạng thái không khí ở cuối giai đoạn giảm ẩm

8

 1-2: Quá trình gia nhiệt tác nhân sấy đến nhiệt độ sấy Điểm (2) là trạng thái không khí nóng trước khi vào buồng sấy

 2-3: Quá trình sấy Tác nhân sấy có độ ẩm thấp được thổi qua vật liệu sấy, lấy ẩm

từ vật liệu và mang ra khỏi buồng sấy Điểm (3) là trạng thái không khí sau buồng sấy

2.3.3 Một số công thức tính toán quá trình sấy [9]

 Lượng nước bay hơi trong quá trình sấy:

W100

WW

*GM

2

2 1

20 H





Trong đó:

W1, W2: ẩm độ đầu và cuối của VLS, %

G: khối lượng ban đầu của vật liệu, kg

 Lượng nước cần lấy đi trong một giờ:

t

m MH 20, kg/h

Trong đó:

t- thời gian sấy, giờ

 Lượng không khí khô cần thiết để mang đi 1 kg nước:

d

d2 1

1L

9

d2 – độ chứa ẩm của không khí ra khỏi buồng sấy, kgH20/kgKKK

 Lượng nước do quạt mang đi:

DH20 = Qm * ∆d, kg/s Trong đó:

Qm- lưu lượng quạt, kg/s

∆d- hiệu độ chứa hơi không khí sấy, kgH20/kgKKK

2 4 Kỹ thuật sấy các loại rau quả [7]

2 4.1 Ý nghĩa

- Bảo quản hiệu quả

- Hạn chế tổn thất sau thu hoạch

Cắt, thái (tùy theo yêu cầu)

Chần, hấp (tùy theo yêu cầu)

Xử lý hóa học (nếu cần)

10

Sấy Phân loại Phân loại Phân loại

- Biến đổi hoá lý có lợi cho sự thoát nước khi sấy:

 Môi trường tế bào = hệ keo phức tạp Dưới tác dụng nhiệt, trạng thái keo biến

đổi, mô thực vật mềm ra, tế bào trương nở, không khí thoát ra, chất nguyên sinh đông tụ tách ra khỏi tế bào, làm độ thấm hút của tế bào tăng lên Do vậy, khi sấy nước thoát ra dễ hơn Chần hấp còn làm giảm độ hút ẩm của rau quả khô

 Rau quả giàu gluxit: làm tăng độ xốp

 Rau quả có lớp sáp mỏng: làm mất lớp sáp, tạo ra vết nứt nhỏ trên bề mặt

- Tiêu diệt vi sinh vật

- Vô hiệu hóa hệ thống enzym:

 Các enzym quan trọng: peroxidaza, poliphenoloxidaza, tirozinaza, ascobinaza,

amilaza, photphorilaza, photphoglucomataza Trong đó peroxidaza bền nhiệt nhất, cần gia nhiệt trên 75oC để vô hoạt hóa

11

2.4.3.2 Xử lý hóa chất

- Axit xitric: kìm hãm sự biến màu không do enzym

- Axit sunfurơ, muối sunphít: có tính khử mạnh, tác dụng với nhóm hoạt động của

enzym oxy hoá (ascobinaza, peroxidaza), làm chậm các phát ứng sẩm màu Ngăn ngừa sự tạo thành melanoidin Ổn định vitamin C.Hàm lượng tối thiểu để có tác dụng: 0.02 %

- Chất tạo nhũ tương (monostearat glyxerin, albumin): ứng dụng trong kỹ thuật sấy

màng bọt, tăng chất lượng sản phẩm sấy

- CaCl2: làm chậm lại quá trình sẩm màu, ngăn ngừa hiện tượng nhũn trong quá

trình nấu chín, cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ cứng của sản phẩm hồi nguyên (tạo phức pectat canxi)

2.4.3.3 Các thông số của quá trình sấy

 Nhiệt độ sấy:

- Nhiệt độ cao: tốc độ sấy nhanh < > chất lượng sản phẩm Rau quả chịu nhiệt kém:

trong môi trường ẩm, khi t > 60 oC, protein biến tính; trên 90 oC fructoza bị caramen hoá Nhiệt độ cao hơn nửa: cháy Vì vậy nhiệt độ sấy phải thích hợp Nếu loại rau quả ít thành phần protein thì nhiệt độ đốt nóng sản phẩm có thể lên đến 80 – 90 oC Nếu thời gian sấy ngắn (sấy trục lăn, sấy phun) nhiệt độ sấy có thể 150 oC

- Chất lượng sản phẩm còn phụ thuộc tốc độ tăng nhiệt Tốc độ cao làm bề mặt rắn

lại, ngăn cản sự thoát ẩm Tốc độ chậm, cường độ thoát ẩm yếu

 Độ ẩm tương đối của không khí:

- Ẩm không khí thấp, khả năng hút ẩm càng cao Đối với sấy buồng hay hầm, độ ẩm

không khí vào là 10 - 30 %, độ ẩm ra 40 - 60 % Đối với sấy phun, độ ẩm tương ứng là 5

- 10 % và 20 - 40 % Nếu ẩm vào quá thấp làm rau quả bị nứt hoặc tạo ra vỏ khô trên bề mặt, nếu cao quá làm giảm tốc độ sấy Nếu không khí ra khỏi thiết bị có ẩm thấp, tốn năng lượng Điều chỉnh độ ẩm không khí bằng cách điều chỉnh nhiệt độ không khí vào, tốc độ lưu thông và lượng vật liệu ẩm

12

 Sự lưu thông của không khí: ở giai đoạn đầu cần tốc độ gió lớn hơn Tốc

độ gió thường dùng: 0,4-4 m/s Nếu tốc độ quá thấp làm kéo dài thời gian sấy, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Ngược lại, nếu tốc độ gió quá lớn ( trên 4 m/s) sẽ làm tăng tổn thất năng lượng

 Độ dày của lớp VLS:

- 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 máy 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

2 4.4 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm

ẩm ở các vị trí khác nhau Kết quả la sự tạo thành các vết nứt gãy, các tế bào bị nén ép vặn vẹo vĩnh viễn, làm cho sản phẩm có bề ngoài bị co ngót, nhăn nheo Trong quá trình làm ướt trở lại sản phẩm hút nước chậm, không thể lấy lại hình dạng như ban đầu

Các sản phẩm khác nhau có sự dao động về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trở lại Sấy nhanh ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy với tốc

độ vừa phải ở nhiệt độ thấp

Trong quá trình sấy, các chất hòa tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt ngoài của sản phẩm Quá trình bay hơi làm cô đặc các chất tan ở bề mặt, kết hợp với nhiệt độ không khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt,…) gây ra các phản ứng lý hóa phức tạp của các chất tan ở bề mặt ngoài nên lớp vỏ cứng không thấm được Hiện tượng này

13

gọi là hiện tượng cứng vỏ (case hardening), làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có

bề mặt khô, nhưng bên trong thì ẩm Vì vậy cần kiểm soát nhiệt độ sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong và bề mặt sản phẩm Đối với kỵ thuật sấy lạnh, do nhiệt

độ sấy tương đối thấp nên hoàn toàn có thể giải quyết được vấn đề này Hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ tương đối thấp cho nên quá trình khô của bề mặt vât liệu sẽ chậm hơn trong khi ẩm được lấy ra nhiều bằng sự chệnh lệch phân áp suất hơi ngoài bề mặt và bên trong vật liệu sấy

2 4.4.2 Ảnh hưởng đến mùi vị

Nhiệt độ làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậy phần lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị Mức độ thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của vật liệu sấy, áp suất hơi nước và độ hòa tan của các chất bay hơi trong nước

Nhưng sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào đặc tính mùi vị (như gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp Một số sản phẩm có kết cấu xốp tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc với sản phẩm, gây ra các phản ứng oxi hóa chất tan và chất béo trong quá trình bảo quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm

Tốc độ của quá trình gây hư hỏng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản và hoạt độ của nước Phần lớn rau quả chỉ chứa một lượng nhỏ lipit Tuy nhiên, sự oxi hóa các chất béo không no tạo ra các hydroperoxit tham gia vào các phản ứng polime hóa, phản ứng tách nước hoặc oxi hóa để tạo thành aldehit, Kenton và các axit gây mùi ôi thui khó chịu Một yếu tốt khác ảnh hưởng đến mùi của sản phẩm là sự lưu thông của không khí Không khí sẽ mang mùi của sản phẩm ra ngoài, vì vậy đối với các VLS yêu cầu giữ nguyên mùi không nên dùng không khí để sấy Nếu dùng không khí để sấy thì hồi lưu hoàn toàn không khí sấy sau giai đoạn VLS giảm ẩm mạnh là rất cần thiết Ở giai đoạn đầu, VLS còn chứa nhiều ẩm nên xả bỏ không khí sấy để tiết kiệm năng lượng cho việc tách lượng lớn ẩm này ra khỏi không khí sấy

- Nhiệt và sự oxi hóa trong quá trình sấy gây ra những biến đổi hóa học đối với

carotenoit và clorophyl, cũng như hoạt động của enzim polyphenoloxidaza gây nên sự sẩm màu trong quá trình bảo quản các sản phẩm rau quả

Có thể ngăn ngừa được những thay đổi này bằng các phương pháp chần hấp hoặc xử

lý trái cây bằng axit ascorbic hoặc SO2

2 4.4.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng

Các số liệu về sự thất thoát các chất dinh dưỡng của các tác giả thường không thống nhất, có thể do sự khác biệt đáng kể trong các quá trình chuẩn bị sấy, nhiệt độ và thời gian sấy, cũng như điều kiện bảo quản

Ở rau quả, thất thoát dinh dưỡng trong quá trình chuẩn bị thường vượt xa quá trình sấy Ví dụ, thất thoát vitamin C trong quá trình chuẩn bị táo sấy (dạng khối) là 8% do quá trình cắt gọt, 62% do chần hấp, 10% do quá trình nghiền pu rê và 5% do quá trình sấy Vitamin có độ hòa tan trong nước khác nhau và khi quá trình sấy diễn ra, một vài loại (ví dụ: vitamin B2 riboflavin) đạt trạng thái bão hòa và kết tủa khỏi dung dịch, nhờ vậy chúng ít bị tổn thương Một số khác, ví dụ: axit ascorbic, hòa tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuống đến mức rất thấp, chúng phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơn trong quá trình sấy Vitamin C cũng rất nhạy cảm với nhiệt và oxy hóa

Vì thế để tránh những thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản

ở độ ẩm thấp và nồng độ khí oxi thấp Thiamin (Vit B1) cũng nhạy cảm với nhiệt, tuy nhiên các vitamin khác hòa tan trong nước bền với nhiệt và oxy hóa hơn và tổn thất quá trình sấy hiếm khi vượt quá 5-10%, ngoại trừ thất thoát do quá trình chần hấp

15

Sự tổn thất các vitamin có thể hạn chế đáng kể hoặc ngăn ngừa hoàn toàn khi sử dụng các phương pháp sấy nhanh và ôn hòa (như sấy phun), đặc biệt bằng phương pháp sấy thăng hoa đối với các nguyên liệu nghiền nát, nguyên chất dạng cắt nhỏ

Các chất dinh dưỡng như chất béo (ví dụ: các axit béo không thay thế được và các vitamin A,D,E,K) phần lớn chứa trong phần chất rắn của sản phẩm và chúng không bị cô đặc trong khi sấy Tuy nhiên nước là dung môi của các kim loại nặng, là những chất xúc tác của quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng không no Khi nước bị mất, chất xúc tác trở nên hoạt động hơn và làm tăng tốc độ oxy hóa Các vitamin tan trong chất béo bị biến đổi mất đi khi tiếp xúc với peroxit được sinh ra do sự oxy hóa chất béo Để giảm thất thoát trong quá trình bảo quản người ta hạ thấp nồng độ oxy, nhiệt độ bảo quản và loại trừ ánh sáng tiếp xúc với sản phẩm

2 4.4.5 Ảnh hưởng đến sự hồi nguyên sản phẩm

Sản phẩm sau khi sấy không thể trở lại tình trạng ban đầu khi làm ướt trở lại Sau khi sấy, tế bào bị mất áp suất thẩm thấu, tính thẩm thấu của tế bào bị thay đổi, các chất tan di chuyển, polysacarit kết tinh và protein tế bào bị đông tụ, tất cả góp phần vào sự thay đổi cấu trúc, làm thất thoát các chất dễ bay hơi và đây đều là những quá trình không thuận nghịch

Nhiệt trong quá trình sấy làm giảm khả năng hydrat hóa tinh bột và tính đàn hồi của thành tế bào, làm biến tính protein, giảm khả năng giữ nước của chúng Tốc độ và mức

độ thấm nước trở lại có thể được dùng như chỉ số đánh giá chất lượng sản phẩm sấy Những sản phẩm sấy trong những điều kiện tối ưu, ít hư hại hơn sẽ thấm ướt trở lại nhanh hơn, hoàn toàn hơn

 Ưu điểm:

- Năng suất cao và chi phí đầu tư thấp

- Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng đa dạng, có thể là khói

thải, hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ việc đốt sinh khối, cho đến điện năng

- Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

 Nhược điểm:

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

- Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao

- Ở cùng nhiệt độ sấy, thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng dài hơn so với

phương pháp sấy lạnh

2 5.1.2 Hệ thống sấy chân không

Hệ thống sấy chân không gồm có buồng sấy, thiết bị ngưng tụ và bơm chân không Vật sấy được cho vào trong một buồng kín, sau đó buồng này được hút chân không Lượng ẩm trong vật được tách ra khỏi vật liệu và được hút ra ngoài Nhiệt độ trong buồng sấy dao động xung quanh nhiệt độ ngoài trời Phương pháp này phức tạp bởi phải tạo ra buồng chân không, và thể tích buồng bị giới hạn

17

Công nghệ sấy chân không đã được công ty Vinamit và nhiều công ty khác sử dụng

để chế biến mít sấy khô Sản phẩm sau khi sấy có đặc điểm là giữ được màu vàng đẹp, thơm, ngọt, giòn và hương vị không thay đổi Ẩm độ sản phẩm < 5%

11 10

9

2

4 3

18

1 Thiết bị sấy chân không; 2 Thiết bị ngưng tụ ẩm; 3 Bơm chân không; 4 Phin lọc

ẩm, lọc bụi; 5 Ống xoắn ruột gà; 6 Chốt cửa tủ sấy; 7 Khay sấy; 8 Đồng hồ rơ le nhiệt độ; 9 Van xả khí phá chân không; 10 Van hút chân không; 11 Áp kế chân không; 12

Nhiệt kế thủy ngân; 13 Khóa chân không

2 5.1.3 Hệ thống sấy bơm nhiệt nhiệt độ thấp

Trong phương pháp này, người ta chỉ dùng một hệ thống bơm nhiệt để tạo ra môi trường sấy Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều chỉnh trong giới hạn khá rộng từ nhiệt độ xấp xỉ môi trường đến nhiệt độ âm, tùy thuộc yêu cầu của vật liệu sấy Khác với các thiết

bị nhiệt lạnh khác, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy khô và hút ẩm thì cả dàn nóng và dàn lạnh đều được sử dụng hữu ích nên năng suất tiêu thụ ở đây có thể được tận dụng đến mức cao nhất mà nhiệt độ không khí lại có thể chỉ cần duy trì ở mức nhiệt độ môi trường hoặc thấp hơn

Hình 2 4: Sơ đồ thiết bị và nguyên lý hoạt đông của thiết bị sấy bơm nhiệt

1- Dàn ngưng tụ trong; 2- Quạt; 3- Dàn bay hơi; 4- Máy nén; 5- Dàn ngưng tụ ngoài;

6, 7, 9 – Van chặn; 8- Bình chứa cao áp; 10- Phin lọc; 11- Mắt gas; Van tiết lưu nhiệt; 13, 15, 19- Cảm biến nhiệt độ và ẩm độ; 14- Động cơ điện; 16- Bộ truyền

động xích; 17- Buồng sấy; 18- Ổ đỡ; 20- Máng nước ngưng

19

Các phương pháp sấy ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như hóc môn, màu, mùi vị, men, vitamin, protêin… và làm thay đổi chất lượng sản phẩm Vì vậy để đáp ứng được yêu cầu về chất lượng sản phẩm, giữ được màu sắc, mùi vị tự nhiên sau khi sấy, người ta đã áp dụng phương pháp sấy ở nhiệt độ thấp sử dụng bơm nhiệt

 Ưu điểm:

- Khả năng giữ màu sắc, mùi vị và vitamin đều tốt

- Thích hợp để sấy khô các vật phẩm không chịu được nhiệt độ cao

- Có khả năng điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy tùy thuộc vào yêu cầu và khả năng chịu nhiệt của từng loại sản phẩm nhờ thay đổi công suất nhiệt của dàn ngưng trong

- Chi phí đầu tư hệ thống thấp hơn so với các HTS thăng hoa và HTS chân không

- Phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta

 Nhược điểm:

- Thời gian sấy thường khá lâu do độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy

và tác nhân sấy không lớn

Sấy nóng Sấy chân không

1 Chất lượng sản phẩm (màu sắc, mùi vị, vitamin) Kém hơn rất nhiều Tốt hơn

2 Giá thành sản phẩm Thấp hơn Đắt hơn nhiều

3 Chi phí đầu tư ban đầu Thường thấp hơn Cao hơn nhiều

20

4 Chi phí vận hành, bảo

5 Vệ sinh an toàn thực phẩm Thường kém hơn Tốt hơn

6 Bảo vệ môi trường Thường kém hơn Như nhau

7 Phạm vi ứng dụng Rộng hơn Hẹp hơn

(Theo: Viện Công Nghệ Thực Phẩm, sở Công Nghiệp Hà Nội)

 So với sấy chân không:

Chất lượng sản phẩm của phương pháp này thường tốt hơn sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhưng chi chi phí đầu tư và bảo dưỡng, vận hành lại cao hơn nên chỉ áp dụng hai phương pháp này khi yêu cầu về chất lượng sản phẩm rất cao (chỉ tiêu 1, 7), còn lại nên sử dụng phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt

 So sánh với sấy nóng:

Nhìn chung, có một số vật liệu sấy lạnh không có hiệu quả như sấy gỗ, các loại hoa quả có vỏ dày thì buộc phải sử dụng sấy nóng Đối với các vật liệu còn lại, nếu vật liệu sấy nhạy cảm với nhiệt, dễ mất màu, dễ mất mùi, chất dinh dưỡng, giá thành sản phẩm được thị trường chấp nhận và thời gian sấy không đòi hỏi phải nhanh thì nên sấy bằng phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt

Như vậy, phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt tỏ ra có hiệu quả, nhất là đối với một số sản phẩm đặc thù (nhạy cảm với nhiệt độ) Do đó, tùy vào từng trường hợp cụ thể, xem xét các chỉ tiêu trong bảng trên, chỉ tiêu nào là quan trọng thì quyết định phương pháp sấy phù hợp

21

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu về vật liệu sấy, tình hình sản xuất và tiêu thụ

- Tìm hiểu các phương pháp sấy thích hợp

- Tiến hành các thí nghiệm sấy bằng 2 phương pháp khác nhau: phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy bơm nhiệt với các nhiệt độ sấy khác nhau để so sánh chất lượng sản phẩm

- Tính toán, thiết kế máy sấy mít 200 kg/mẻ dựa trên phương pháp và các thông số

đã chọn

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp nghiên cứu, tính toán lý thuyết

- Nghiên cứu, kế thừa có chọn lọc một số kiến thức liên quan từ các tài liệu, sách báo để có cơ sở lý thuyết bước đầu Dựa vào diễn biến các thông số của TNS trong quá trình sấy để phân tích trên giản đồ I – d

- Áp dụng các phương pháp tính toán trong kỹ thuật sấy, trong thiết bị lạnh để tính toán quá trình sấy, tính toán, lựa chọn thiết bị cho HTS

Trình tự thiết kế như sau:

 Xác định các thông số ban đầu

 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý của hệ thống

 Tính toán kích thước buồng sấy

 Tính toán quá trình sấy

22

 Tính chọn thiết bị cho hệ thống

 Lặp bản vẽ chi tiết và tổng thể

 Ước tính chi phí và thời gian hoàn vốn

3.2.2 Phương pháp xác định ẩm độ đầu của VLS và ẩm độ cuối của sản phẩm

Ẩm độ VLS (MC, %) là một thông số quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn

cứ vào ẩm độ đầu và cuối mà chúng ta có thể tính được thời gian sấy lý thuyết Ẩm độ đầu của mít được xác định bằng phương pháp tủ sấy Nhiệt độ tủ sấy và khối lượng mẩu được xác định dựa vào tiêu chuẩn ASAE S352.2 DEC92 Mít sau khi chần được cho vào

tủ sấy, sấy với nhiệt độ 103oC cho tới khi nào khối lượng mẫu giữa hai lần cân mẫu không đổi thì dừng việc sấy Từ đó, ta xác định được lượng nước trong VLS và suy ra ẩm

độ MC của vật liệu

Do chưa tìm được tài liệu cũng như sản phẩm mít sấy dẻo trên thị trường để xác định

ẩm độ yêu cầu của sản phẩm mít sấy nên tôi đã dựa vào ẩm độ của sản phẩm có tính chất tương tự tìm được trên thị trường là xoài sấy dẻo có ẩm độ < 20% Và qua các kết quả thí nghiệm cho thấy với ẩm độ khoảng 20% thì sản phẩm đạt yêu cầu để có thể làm thực phẩm và bảo quản được trong thời gian lâu Do đó, tôi chọn ẩm độ cuối của mít sấy là 20% để làm cơ sở cho việc tính toán, thiết kế máy sấy mít

3.2.3 Phương pháp thí nghiệm

Do bị hạn chế về mặt thiết bị nên trong quá trình thực hiện đề tài, tôi chỉ có thể nghiên cứu, khảo nghiệm trên các thiết bị sẵn có Các thí nghiệm được tiến hành trên 2 mô hình máy sấy có sẵn: mô hình máy sấy nóng và mô hình máy sấy lạnh tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh, trường Đại học Nông Lâm TP HCM từ tháng 3 – 4 năm

2013

Quá trình sấy bị ảnh hưởng bởi nhiều nhân tố khác nhau như nhiệt độ, ẩm độ TNS, vận tốc gió, độ dày vật liệu, nhưng do thời gian hạn chế nên tôi chỉ thay đổi thông số nhiệt độ TNS khi tiến hành thí nghiệm để xác định nhiệt độ sấy thích hợp Bên cạnh đó,

- Nhiệt kế bầu khô, bầu ướt: xác định ẩm độ TNS

- Nhiệt kế điện tử APECH TH – 05/ Jumbo Digit: đo nhiệt độ TNS trong buồng sấy

- Nhiệt kế hồng ngoại: đo nhiệt độ các điểm nút trên chu trình lạnh

- Dụng cụ đo vận tốc gió Humidity/Anemometer: đo vận tốc gió TNS

- Ampe kềm: đo cường độ dòng điện

- Đồng hồ điện năng HIOKI: đo điện năng tiêu thụ

24

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thực nghiệm xác định các thông số ban đầu

4.1.1 Xác định ẩm độ ban đầu của VLS

- Thời gian thực hiện: 05/03/2013

- Địa điểm: Trung tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh, trường ĐH Nông Lâm TP

- Kết quả thu được như sau:

Ẩm độ ban đầu của lọ 8 (MCL8): 79,3%

Ẩm độ ban đầu của lọ 9 (MCL9): 79,6%

Ẩm độ ban đầu của lọ 10 (MCL10): 79,4%

 Ẩm độ ban đầu trung bình của VLS (MCTB): 79,4%

- Số liệu thu thập được trình bày cụ thể ở phụ lục 6

4.1.2 Quy trình công nghệ sấy mít thí nghiệm

Quy trình khảo nghiệm sấy mít trên máy sấy được thực hiện như trên hình 4.1 bên dưới

25

Trước khi sấy, múi mít được tách bỏ hạt và chẻ làm đôi Tiếp theo chần với nước nóng khoảng 80 oC từ 3 – 4 phút rồi lấy ra để ráo

Xếp mít lên khay, rồi đưa vào buồng sấy, sấy thí nghiệm ở 3 mức nhiệt độ 40 oC, 45

oC, 50 oC Cứ sau 1,5 giờ thì lấy số liệu về khối lượng, nhiệt độ, vận tốc gió một lần Kiểm tra khối lượng của mít trong quá trình sấy, nếu đạt tỷ lệ tươi/ sản phẩm bằng 3,88 (tương đương ẩm độ 20%) thì ngưng sấy Để mít nguội bớt rồi cho vào túi nilon để bảo quản Sản phẩm được bảo quản ở 2 điều kiện môi trường: điều kiện thường và trong ngăn mát tủ lạnh ( từ 8 – 10 oC) Hàng tuần, cần kiểm tra xem sản phẩm có dấu hiệu hư hỏng, nấm mốc hay không Sản phẩm cần giữ được màu sắc và mùi vị sau khi vừa mới sấy xong

Sản phẩm (ẩm độ 20%)

Đóng gói và bảo quản

Hình 4 1: Quy trình sấy mít thí nghiệm 4.1.3 Máy sấy dùng trong thí nghiệm

4.1.3.1 Máy sấy nóng

 Cấu tạo:

26

- Điện trở: 4 cái (1 kW/1 cái)

- Quạt: quạt hướng trục Hitachi, công suất 1/10 HP, RPM = 1470, có thể điều chỉnh

tốc độ quay

- Buồng sấy: có kích thước dài x rộng x cao = 600 x 500 x 1000 mm Khung buồng

sấy được làm bằng thép vuông 25 x 25 x 2 mm, vỏ ngoài bằng tôn kẽm dày 0,3

sẽ hoạt động trở lại Sau đó, TNS đi vào buồng sấy, đi qua lớp vật liệu, lấy ẩm của vật liệu theo và thải ra ngoài qua miệng thoát gió 5

Hình 4 2:Cấu tạo mô hình máy sấy nóng thực nghiệm1- Quạt; 2- điện trở; 3- bảng điều khiển; 4- khay sấy; 5- miệng thoát gió

27

4.1.3.2 Máy sấy bơm nhiệt

 Cấu tạo:

- Bơm nhiệt: sử dụng môi chất R22 Bao gồm máy nén 1,5 HP, dàn lạnh có kích

thước dài x rộng = 400 x 350 mm, dàn nóng trong có kích thước dài x rộng = 400

x 350 mm, dàn nóng ngoài, ống mao dẫn

- Buồng sấy: có kích thước dài x rộng x cao = 600 x 540 x 340 mm Khung buồng

sấy làm bằng thép vuông 20 x 20 x 1 mm, vỏ ngoài bằng tôn kẽm dày 0,3 mm, lớp cách nhiệt dày 5 mm Trước khi vào buồng sấy có các vách ngăn hướng dòng cho dòng không khí, nhằm giúp gió phân bố đều trên toàn bộ diện tích khay sấy

- Khay sấy: 3 khay có kích thước dài x rộng x cao = 550 x 500 x 60 mm, lưới inox 2

x 2 mm

- Quạt: quạt ly tâm công suất 1 HP

- Ống gió: ống nhựa tròn ∅168 mm

- Điện trở: 2 cái (1 kW/1 cái)

- Cảm biến nhiệt độ: 3 cái được đặt tại trước khi vào buồng sấy, trước và sau dàn

lạnh

 Nguyên lý hoạt động:

Mô hình được thiết kế để có thể sấy cả xuyên khay và ngang khay, bằng cách điều chỉnh các cánh điều chỉnh gió trên đường ống gió ta có thể chuyển đổi qua lại giữa hai chế độ sấy này TNS có ẩm độ thấp được thổi vào buồng sấy, lấy ẩm từ VLS nhờ sự chênh lệch phân áp suất hơi nước của TNS và phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu Sau đó, TNS được quạt hút hồi lưu hoàn toàn về đi qua dàn lạnh, TNS được làm lạnh đến dưới nhiệt độ đọng sương và tách ẩm, nước ngưng tụ từ dàn lạnh được dẫn ra ngoài qua máng dẫn TNS tiếp tục được hút qua dàn nóng và dàn điện trở để gia nhiệt đến nhiệt độ sấy TNS có ẩm độ thấp tiếp tục được thổi vào buồng sấy và chu trình được lặp lại Sở dĩ,

có thêm dàn điện trở công suất 2 kW là do tận dụng dàn lạnh cũ để làm thành dàn nóng

Do đó, công suất nhiệt không đủ cần phải có thêm dàn điện trở để hỗ trợ gia nhiệt TNS

28

đến nhiệt độ yêu cầu Nhiệt độ TNS được điều chỉnh bằng 2 van chặn trên đường ống dẫn môi chất sau khi ra khỏi dàn nóng trong và dàn nóng ngoài

Hình 4 3: Cấu tạo mô hình máy sấy bơm nhiệt thực nghiệm

1- Quạt; 2- điện trở; 3- dàn nóng trong; 4- dàn lạnh; 5- cánh điều chỉnh gió; 6- buồng sấy; 7- khay sấy; 8- vách ngăn hướng dòng không khí; 9- bảng điều khiển; 10 –

máy nén; 11- quạt dàn nóng ngoài; 12- dàn nóng ngoài

4.1.4 Kết quả thí nghiệm

4.1.4.1 Mục đích và yêu cầu

 Mục đích:

Tiến hành sấy thí nghiệm trên mô hình máy sấy nóng và mô hình máy sấy bơm nhiệt

ở các mức nhiệt độ sấy khác nhau để so sánh về chất lượng sản phẩm (màu sắc, mùi vị)

để lựa chọn phương pháp sấy và nhiệt độ sấy thích hợp Qua đó, tính toán và thiết kế máy sấy mít năng suất 200 kg/mẻ với nguyên lý và các thông số đã chọn

29

 Yêu cầu:

Để đạt yêu cầu, sau khi sấy mít phải vừa ăn, không quá cứng, giữ được màu sắc, mùi

vị và trạng thái ban đầu Có thể bảo quản trong thời gian dài Ngoài ra, thời gian sấy càng ngắn càng tốt để tiết kiệm chi phí, đây cũng là một trong những tiêu chí để lựa chọn phương pháp và nhiệt độ sấy thích hợp

4.1.4.2 Kết quả khảo nghiệm trên mô hình máy sấy nóng

 Thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 40 o C:

- Ngày khảo nghiệm: 05/03/2013 và 27/03/2013

- Số liệu thu được trong quá trình sấy được trình bày cụ thể ở phụ lục 9 - 10

- Ngày 05/03/2013:

 Khối lượng mít: khay 1: 310 g, khay 2: 305 g, khay 3: 310 g, khay 4: 290 g

 Chiều dày múi: 3 mm

 Điện năng tiêu thụ: 9,3 kW

 Thời gian sấy: 8 giờ

- Ngày 27/03/2013:

 Khối lượng mít: khay 2: 350 g, khay 3: 350 g, khay 4: 330 g

 Chiều dày múi: 4 mm

 Điện năng tiêu thụ: 10,2 kW

 Thời gian sấy: 9 giờ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Thời gian (giờ)

Đường giảm ẩm của mít Ngày 05/03/2013

Khay 1 Khay 2 Khay 3 Khay 4

30

Hình 4 4: Quá trình giảm ẩm của mít theo thời gian ở nhiệt độ sấy 40oC

 Thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 45 o C:

- Ngày khảo nghiệm: 06/03/2013 và 18/03/2013

- Số liệu thu được trong quá trình sấy được trình bày cụ thể ở phụ lục 11 - 12

- Ngày 06/03/2013:

 Khối lượng mít: khay 2: 350 g, khay 3: 325 g

 Chiều dày múi: 4 mm

 Điện năng tiêu thụ: 12,4 kW

 Thời gian sấy: 7 giờ 30 phút

- Ngày 18/03/2013:

 Khối lượng mít: khay 2: 365 g, khay 3: 370 g

 Chiều dày múi: 5 mm

 Điện năng tiêu thụ: 13,7 kW

 Thời gian sấy: 9 giờ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Thời gian (giờ )

Đường giảm ẩm của mít Ngày 27/03/2013

Khay  2 Khay  3 Khay  4