Quy trình sấy cà rốt bằng băng tải

Thuyết minh quy trình

Để tạo cảm quan cho sản phẩm cũng như tăng hiệu quả cho quá trình sấy, cà rốt thường được cắt thành lát mỏng hay thành sợi dày 2 mm bằng các máy cắt. Trước khi sấy thường chần rau quả trong nước nóng hoặc hấp bằng hơi nước nhằm bảo vệ phẩm chất sản phẩm và rút ngắn thời gian sấy. Đối với rau quả giàu glucide (khoai tây, khoai lang…): chần làm cho rau quả tăng độ xốp, do sự thuỷ phân các chất pectin làm cho liên kết giữa các màng tế bào bị phá vỡ.

Đối với rau quả có chứa sắc tố (cà rốt, đậu hoà lan, mận…): chần có tác dụng giữ màu, hạn chế được hiện tượng biến màu hoặc bạc màu. Đối với rau quả có lớp sáp mỏng trên bề mặt (mận, vải…): chần làm mất lớp sáp này, tạo ra các vết nức nhỏ li ti trên bề mặt, do đó gia tăng quá trình trao đổi ẩm giữa quả với môi trường xung quanh, dẫn đến rút ngắn thời gian sấy. Các yều tố ảnh hưởng đến thời gian chần, hấp, đun nóng: trong quá trình chần, hấp, đun nóng ngoài mục đích vô hoạt enzyme, còn phải đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên thực phẩm phải được gia nhiệt nhanh.

Không khí nóng được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy ra ngoài. Rau quả là sản phẩm chịu nhiệt kém: trên 900C thì đường fructose bắt đầu bị caramel hoá, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hoá các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh. 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.

Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dể bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy. 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 - 4,0m/s trong các thiết bị sấy.

Bao túi chất dẻo có đặc tính trong suốt, đàn hồi, dể dàng kín bằng nhiệt, chi phí thấp nhưng có một số bị thấm nước, thấm khí (PE), chịu nhệt kém (PVC,PET).

Tính thông số tác nhân sấy

Chọn vị trí đặt khu sản xuất tại Lâm Đồng, để thiết bị đạt hiệu quả trong sản xuất quanh năm, ta chọn các điều kiện về ẩm độ tương đối và nhiệt độ sao cho tối ưu hóa quá trình vận hành thiết bị. Do cà rốt là một nguyên liệu giàu vitamin nên để tránh tổn thất hàm lượng vitamin này, ta chọn nhiệt độ sấy ở 700C. Để tránh trường hợp đọng sương lại trên bề mặt vật liệu, ta chọn nhiệt độ của không khí sau khi sấy là 400C.

Độ ẩm tuyệt đối (kg ẩm/kg kkk) Enthalpy của không khí (J/kg kkk) Áp suất hơi nước bão hòa (at).

Cân bằng vật chất cho quá trình sấy

Trong quá trình sấy, ta xem như không có hiện tượng mất mát vật liệu, lượng không khí khô tuyệt đối coi như không bị biến đổi trong suốt quá trình sấy. Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy ([3], công thức VII.21, trang. Do quá trình tính toán thời gian sấy phụ thuộc rất nhiều vào việc thiết lập đường cong sấy vật liệu trong thực tế.

Do điều kiện không cho phép nên trong phần tính toán này, ta chọn thời gian sấy dựa theo kết quả một số thí nghiệm trong [7] (từ trang 30 đến 49). Mặc dù có sự khác nhau về thiết bị và sai số, tuy nhiên ta có thể dùng số liệu này để thuận tiện tính toán cho các phần sau.

Thể tích riêng của không khí sấy

Thực tế chiều rộng của băng tải còn được tính theo hệ số hiệu chỉnh η: ηr.

Chọn vật liệu và tính kích thước hầm

Trần phòng được làm bằng bêtông cốt thép có chiều dày 0,22m và lớp cách nhiệt dày 0,15m. ∆ : Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với không khí bên ngoài t2. ∆ : Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy ra phòng sấy với không khí bên ngoài t2.

Không khí nóng chuyển động trong phòng do đối lưu tự nhiên (vì có sự chênh lệch nhiệt độ) và do cưỡng bức (quạt); không khí chuyển động xoáy. Gọi tT1 là nhiệt độ trung bình của bề mặt thành ống (tường) tiếp xúc với không khí trong phòng sấy. Gọi ttbk là nhiệt độ trung bình của chất khí vào phòng sấy tức tác nhân sấy:. Gọi ttb là nhiệt độ trung bình giữa tường trong phòng sấy với nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy. Chuẩn số Gratkov: đặc trưng cho tác dụng tương hỗ của lực ma sát phân tử và lực nâng do chênh lệch khối lượng riêng ở các điểm có nhiệt độ cao khác của dòng, kí hiệu Gr, được tính theo công thức V.39, trang 13, [3]. Nhiệt tải riêng của không khí từ phòng sấy đến mặt trong của tường là 72,73. Hệ số cấp nhiệt của bề mặt ngoài mấy sấy đến môi trường xung quanh:. Với α2/: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên. α : hệ số cấp nhiệt do bức xạ Trong quá trình truyền nhiệt ổn định thì:. Nhiệt độ lớp biên giới giữa tường ngoài phòng sấy và không khí ngoài trời tbg = 20,95. Chuẩn số Nuxen là. Vậy tổn thất qua tường. Tổn thất qua trần:. Cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên α2//. Gọi ttb là nhiệt độ trung bình giữa trần phòng sấy với nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy. Chuẩn số Gratkov. Chuẩn số Nuxen là:.  Cấp nhiệt từ bên ngoài đến môi trường xung quanh:. Trong qua trình truyền nhiệt ổn định thì:. Hiệu số nhiệt độ giữa trần ngoài và không khí:. ∆t tT tkk oC Nhiệt độ biên giới giữa trần ngoài và không khí. Thay số vào ta có:. Tổn thất qua nền:. Vậy thay số vào ta có:. Tổn thất qua cửa:. Gọi α1 là hệ số cấp nhiệt từ không khí nóng đến cửa trong ). ∆t là độ chênh lệch nhiệt đô giửa lứp ngăn cánh cửa phòng sấy với không khí bên ngoài.

Cho quá trình là ổn định thì ta bỏ qua nhiệt lượng làm nóng bộ phận vận chuyển vật liệu sấy.

Caloriphe

Tính hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài ống đến không khí chuyển động trong caloriphe. Quạt là bộ phận vận chuyển không khí và tạo áp suất cho dòng khí đi qua các thiết bị: caloriphe, mấy sấy, đường ống, cyclon. Năng lượng do quạt tạo ra cung cấp cho dòng khí một áp suật động học để di chuyển và một phần để khắc phục trở lực trên đường ống vận chuyển.

Năng suất của quạt được đặc trưng bởi thể tích khí đi vào hay đi ra thiết bị sấy. +Vùng 1: nhẵn thuỷ lực học; khu vực này độ nhám không ảnh hưởng đến hệ số ma sát. +Vùng 2: khu vực nhám; khu vực này hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhám mà không phụ thuộc vào Re.

Với s là khoảng cánh các ống theo phương cắt ngang của ống dòng chuyển động (theo chiều rộng của dòng).