Song song với hướng nghiờn cứu lớ thuyết là hướng nghiờn cứu thực nghiệm. Nghiờn cứu thực nghiệm là bước cuối cựng để đưa ra chế độ sấy tối ưu nhất cho mỗi loại sản phẩm, chuẩn bịđể thiết kế và đưa vào sản xuất.
1. Cỏc nghiờn cứu trờn thế giới
Cà chua là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, đó cú nhiều nghiờn cứu khỏc nhau về cụng nghệ sấy bột cà chua, trong đú cú hai nghiờn cứu tiờu biểu của M.Goula và G.Adamopoulos [9] và nhúm tỏc giả F.Banat, R.Jumah, Asheh và Hammad [12].
Đối với hệ thống sấy phun tiờu chuẩn và hệ thống sấy phun cú trang bị thờm bộ khửẩm khụng khớ, khi tăng độ cụ đặc của dịch cà chua nghiền thỡ trờn cả hai hệ
thống sấy cỡ hạt sản phẩm đều tăng nhưng cỏc thụng số khỏc như hiệu suất nhiệt, hiệu suất bay hơi, tổn thất ở xyclon, hàm lượng ẩm và khối lượng riờng của bột lại giảm đi. Đối với hệ thống sấy phun tiờu chuẩn, khi tăng độ cụ đặc làm bỏm dớnh nhiều hơn, khả năng thu hồi sản phẩm thấp. Với hệ thống sấy phun cải tiến thỡ ngược lại khả năng thu hồi sản phẩm cao hơn (M.Goula và G.Adamopoulos [9]). Từ đõy cú thể thấy việc cụ đặc dịch cà chua nờn ở mức độ nhất định tựy thuộc vào điều kiện cụng nghệ và thiết bị sấy. Đối với hệ thống sấy phun cải tiến, mặc dự cú thểđạt
được hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn tuy nhiờn chi phớ đầu tư ban đầu và chi phớ vận hành lại lớn vỡ vậy cần tớnh toỏn kĩ trước khi ứng dụng.
Trong khi đú nhúm tỏc giả F.Banat, R.Jumah, Asheh và Hammad [12] nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc thụng số vận hành như: nhiệt độ nguyờn liệu, tốc độ
cấp liệu, hàm lượng chất rắn trong nguyờn liệu, nhiệt độ và lưu lượng khụng khớ cấp lờn tớnh chất vật lớ của bột cà chua, cỏc ụng đó chỉ ra rằng:
- Khi nhiệt độ nguyờn liệu tăng từ 250C đến 550C thỡ cỡ hạt sản phẩm tăng lờn và khối lượng riờng giảm đi trong khi đú nú ảnh hưởng khụng đỏng kể lờn hàm lượng rắn và độ hũa tan của sản phẩm.
- Tăng hàm lượng rắn trong nguyờn liệu từ 4,67% đến 13,36% thỡ hàm lượng rắn trong sản phẩm, khối lượng riờng và cỡ hạt tăng lờn, trong khi đú độ hũa tan của sản phẩm lại giảm đi.
- Tăng tốc độ cấp liệu từ 8 ml/ phỳt đến 20 ml/ phỳt thỡ khối lượng riờng và cỡ hạt của sản phẩm tăng lờn cũn hàm lượng rắn trong sản phẩm và độ hũa tan lại giảm.
- Lưu lượng khụng khớ tăng trong khoảng từ 632 cm3/s đến 792 cm3/s thỡ cú
ảnh hưởng khụng đỏng kểđến tớnh chất của sản phẩm.
- Nhiệt độ khụng khớ vào tăng từ 1300C đến 1600C thỡ khối lượng riờng của sản phẩm giảm trong khi hàm lượng rắn, độ hũa tan và cỡ hạt của sản phẩm lại tăng lờn.
- Việc chống bỏm dớnh trong sấy phun hiện nay đang được nhiều nhà khoa học nghiờn cứu. Đõy là một vấn đề quan trọng, ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm, khả năng thu hồi sản phẩm từ đú ảnh hưởng tới hiệu suất của hệ thống sấy. Bỏm dớnh thường xảy ra với những thực phẩm giàu đường (thành phần chủ yếu là fructose, glucose, sucrose,…). Đó cú nhiều đề xuất trong việc chống bỏm dớnh như
làm mỏt thành buồng sấy, kĩ thuật sấy ba giai đoạn, hoặc sử dụng chất phụ
gia…trong đú thỡ sử dụng chất phụ gia được ứng dụng nhiều hơn cả vỡ tớnh kinh tế
và hiệu quả.
Nhúm tỏc giả: J.A.Grabowski, C.R.Daubert và V.D.Truong [14] đó tiến hành nghiờn cứu với nguyờn liệu sấy là khoai lang, cú sử dụng chất phụ gia là Maltodextrin với cỏc tỉ lệ khỏc nhau, từđú đưa ra kết luận là việc xử lớ trước sấy và nhiệt độ cú tỏc động rất lớn đến bột khoai lang, khi thay đổi cỏc biến độc lập sẽ cho phộp thay đổi cỏc tớnh chất của bột.
2. Cỏc nghiờn cứu trong nước
Ở Việt Nam cụng nghệ sấy phun tuy chưa phổ biến nhưng cũng đó được ứng dụng trong một số lĩnh vực đặc biệt trong nụng nghiệp, dược phẩm. Là đất nước nhiệt đới, sản phẩm nụng nghiệp vẫn chiếm tỉ trọng lớn nờn cỏc sản phẩm từ nụng nghiệp cũng rất phong phỳ.
- Nguyễn Đức Quang [6] đó tiến hành nghiờn cứu thực nghiệm và lớ thuyết
ảnh hưởng của cỏc thụng số vận hành và lưu lượng khụng khớ vào, ỏp suất khớ nộn và nhiệt độ vào của tỏc nhõn sấy đến hệ số trao đổi nhiệt thể tớch trong buồng sấy của thiết bị sấy phun, đồng thời nghiờn cứu tối ưu húa quỏ trỡnh sấy nhằm xỏc định
chế độ sấy cho hiệu quả trao đổi nhiệt và trao đổi chất trong buồng sấy là lớn nhất. Cỏc thớ nghiệm tiến hành trờn mụ hỡnh mỏy sấy phun IC40D với nguyờn liệu sấy là sữa bũ tươi Ba Vỡ.
Nguyễn Tiến Quang [7] đó tiến hành nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc thụng số
vận hành đến hiệu quả trao đổi nhiệt – trao đổi chất với nguyờn liệu sấy là chanh dõy. ễng đó tiến hành 28 chế độ thớ nghiệm trờn hỗn hợp dung dịch sấy gồm dịch chanh dõy và 15% hàm lượng Maltodetrin hũa trộn đó khắc phục hiện tượng bỏm dớnh và kết dớnh của dung dịch sấy cú chứa hàm lượng đường cao khi thực hiện bằng sấy phun. ễng đó xõy dựng phương trỡnh hồi qui thực nghiệm xỏc định hệ số
trao đổi nhiệt thể tớch và đỏnh giỏ ảnh hưởng của hàm lượng chất khụ, lưu lượng khụng khớ vào, nhiệt độ khụng khớ vào, ỏp suất khụng khớ vào đến hệ số trao đổi nhiệt thể tớch với giới hạn nghiờn cứu là: hàm lượng chất khụ: 9 – 10%; lưu lượng khụng khớ vào buồng sấy: 16,8 – 25,2 kg/h; ỏp suất khớ nộn: 2 – 3 bar; nhiệt độ
khụng khớ vào t = 160 – 180 0C. Kết quảđó đưa ra kết luận:
- Hệ số trao đổi nhiệt thể tớch tớnh cho chanh dõy nhỏ hơn rất nhiều so với hệ
số trao đổi nhiệt thể tớch của sữa;
- Với mụ hỡnh mỏy sấy phun IC40D và nguyờn liệu sấy là dịch chanh dõy thỡ chế độ sấy tối ưu xỏc định được là: hàm lượng chất khụ: 9%; lưu lượng khụng khớ: 21,44 kg/h; ỏp suất khớ nộn: 3 bar; nhiệt độ khụng khớ cấp: 160 0C; hệ số trao đổi nhiệt thể tớch đạt giỏ trị cực đại: 476,7 W/m3.K.
Vừ Xuõn Minh, Nguyễn Trần Linh, Nguyễn Thị Minh Nguyệt [4] đó nghiờn cứu chế tạo thử vi nang Metronidazol bằng phương phỏp sấy phun. Cụ thể tiến hành như sau: hũa tan ethylcellulose trong ethanol tuyệt đối. Thờm hỗn hợp metronidazol và aerosil đó được nghiền mịn, phõn tỏn đều để tạo thành hỗn hợp. Đem hỗn hợp này sấy phun bằng mỏy sấy phun SD – 05 với nhiệt độ khụng khớ vào là 800C, nhiệt
độ khụng khớ ra là 610C, đường kớnh vũi phun là 1 mm, tốc độ bơm dịch là 350 ml/ giờ, tốc độ thổi khớ là 62 m3/ giờ. Sản phẩm thu được cú phần trăm metronidazol vi nang húa cao nhưng giải phúng hoạt chất chậm.
Trương Vĩnh [2] đó nghiờn cứu sản xuất bột me bằng phương phỏp sấy phun. Sau khi tiến hành khảo sỏt ảnh hưởng của chất phụ gia malrodextrin, ảnh hưởng của nhiệt độ sấy, tốc độ khi sấy và nồng độ nước me lờn quỏ trỡnh sấy và tớnh chất của
bột sản phẩm, đó đưa ra kết luận: bột me cú thể sản xuất bằng phương phỏp sấy phun khi cho thờm phụ gia maltodextrin ớt nhất là 20%. Nhiệt độ là thụng số ảnh hưởng lớn nhất đến độẩm của bột sản phẩm. Trong khoảng nhiệt độ 1400C−1600C
chất lượng bột khụng thay đổi so với me tươi. Hiệu suất cao nhất đạt được ở nhiệt
độ 1500C, vận tốc khớ là 0,31 m/s và nồng độ nước me là 7%.
Tụn Nữ Minh Nguyệt và Đào Văn Hiệp [5] đó nghiờn cứu sản xuất bột chanh dõy trờn mỏy sấy phun Mobile Minror – NIRO của Đan Mạch. Nhúm nghiờn cứu đó tiến hành khảo sỏt ảnh hưởng của hàm lượng chất khụ dịch quả trước khi sấy, nhiệt
độ khụng khớ vào, ỏp lực khớ nộn và tốc độ bơm nhập liệu đến quỏ trỡnh sấy và đi
đến kết luận: đểđạt hiệu suất thu hồi cao nhất 75 80%− thỡ hàm lượng chất dịch quả
là 8%, nhiệt độ khụng khớ vào là 1650C, ỏp lực khớ nộn là 4,25 bar và tốc độ bơm nhập liệu là 22,5 ml/ phỳt. Độẩm sản phẩm ra thấp hơn 5% và bột sau khi sấy được phối trộn với đường saccarose xay mịn với tỉ lệđường bột là 7/4. Tuy nhiờn vấn đền tồn tại là độ hũa tan của sản phẩm bột chanh dõy chưa tốt lắm. Nguyờn nhõn mà tỏc giả đưa ra là do dịch quả chứa nhiều pectin và hạt bột do đầu phun sương sử dụng trong nghiờn cứu tạo thành khỏ mịn. Tỏc giả cũng đưa ra đề xuất khắc phục là thay
đổi kiểu đầu phun sương khỏc hoặc phải khảo sỏt quỏ trỡnh tạo hạt sau khi sấy.