Theo tổng quan tài liệu có rất nhiều cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã khẳng định rằng, công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại sử dụng năng lƣợng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức xạ để làm nóng vật liệu sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm khỏi vật sấy. Nhiệt lƣợng cung cấp cho vật liệu sấy nóng dần lên và làm ẩm bốc hơi đƣợc lấy từ năng lƣợng của các tia bức xạ. Vì vậy cƣờng độ và đặc tính của q trình truyền nhiệt và truyền khối trong sấy bức xạ đƣợc xác định bởi quang phổ bức xạ của vật phát ra bức xạ và khả năng hấp thụ năng lƣợng bức xạ của vật liệu sấy [1].
Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán ra mơi trƣờng. Q trình làm nóng vật sấy đƣợc thực hiện bằng cách chiếu các tia hồng ngoại lên sản phẩm. Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn đặc biệt có trang bị các bộ phận phản xạ để định hƣớng các tia vào sản phẩm sấy [1], [2], [3]. Phƣơng pháp này có hiện tƣợng q nhiệt của sản phẩm vì thế lớp bề mặt nóng nhanh hơn bên trong nên khơng dùng để sấy các vật liệu có bề dày. Phƣơng pháp sấy bằng bức xạ cho chất lƣợng khá tốt, đồng thời cịn có tác dụng diệt trùng và thời gian sấy đƣợc rút ngắn, cấu tạo của thiết bị đơn giản, [6], [7], [8], [9].
các sản phẩm nông sản nhƣ lúa, trái cây đã cho kết quả khá tốt nhƣ:
Sử dụng bức xạ hồng ngoại trong sấy bánh tráng, (Lê Văn Hoàng, ĐHBK Đà Nẵng, 2010) đã đƣa ra kết luận sấy bằng bức xạ hồng ngoại rút ngắn đƣợc thời gian sấy so với các phƣơng pháp sấy khác.
Sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh để sấy mực ống khô lột da (Trần Đại Tiến, ĐH Nha Trang, 2011). Kết quả chất lƣợng mực khô đƣợc sấy bằng phƣơng pháp này tốt hơn so với phƣơng pháp sấy bức xạ kết hợp đối lƣu. Chế độ sấy thích hợp là nhiệt độ 350
C, vận tốc gió 2m/s, khoảng cách bức xạ 40cm.
Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh để sấy mực ống lột da xuất khẩu (Ngô Đăng Nghĩa, ĐH Nha Trang, 2007). Kết quả thời gian sấy 10 ÷ 12 giờ, màu sắc trắng trong, khô đều, phẳng, hầu nhƣ khơng có nấm mốc, hàm lƣợng NH3 sau khi sấy tăng lên không đáng kể so với trƣớc khi sấy;
Nghiên cứu q trình sấy khơ một số ngun liệu nơng sản có độ ẩm cao bằng bức xạ hồng ngoại (Nguyễn Thị Bích Thủy). Kết quả nghiên cứu tìm ra chế độ sấy thóc, lạc tối ƣu bằng máy sấy băng truyền dùng đèn hồng ngoại với vận tốc băng tải 7mm/s, khoảng cách bức xạ 45cm, quá trình ủ ẩm là 3 phút.
Ứng dụng công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp chọn lọc kết hợp với khơng khí có nhiệt độ thấp để sấy cá cơm săng xuất khẩu (Đào Trọng Hiếu). Kết quả nghiên cứu tìm ra đƣợc chế độ tối ƣu với nhiệt độ khơng khí trong buồng sấy là 450
C, vận tốc gió 1,2m/s. Sản phẩm có màu sáng đẹp, thân thẳng và khơ đều.
Nghiên cứu tối ƣu hóa quy trình sấy thịt cá sấu tẩm gia vị bằng bơm nhiệt máy nén kết hợp với bức xạ hồng ngoại (Lê Nhƣ Chính, ĐH Nha Trang, 2013) kết quả cho thấy thời gian sấy đƣợc rút ngắn so với các phƣơng pháp sấy khác và chất lƣợng sản phẩm tốt hơn nhiều.
Nghiên cứu chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại năng suất nhỏ phục vụ cho chế biến thực phẩm (Nguyễn Tấn Dũng, Phạm Ngọc Cảnh, Nguyễn Thanh Phƣơng, ĐHSPKT TPHCM, 2012). Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian sấy đƣợc rút ngắn và chất lƣợng sản phẩm đƣợc đảm bảo yêu cầu.
1.2.2. Các nghiên cứu ngoài nƣớc
Theo Jones [54] thì phƣơng pháp sấy bằng bức xạ sẽ giảm đƣợc thời gian sấy, năng lƣợng dùng cho sấy bằng bức xạ đƣợc truyền trực tiếp vào ngun liệu khơng phải làm nóng khơng khí nên giảm đƣợc chi phí nhiệt cho quá trình sấy.
Navaii [59] cho rằng phƣơng pháp sấy bằng bức xạ có những ƣu điểm nhƣ: tốc độ truyền nhiệt lớn, dễ điều chỉnh đƣợc nguồn nhiệt và nhiệt độ cho bề mặt nguyên liệu sấy, thời gian sấy nhanh.
Paakomen [55] nhận thấy sấy bằng bức xạ hồng ngoại cải thiện đƣợc chất lƣợng sản phẩm các loại rau quả và đặc biệt là các loại thảo dƣợc.
Zbinciski [56] qua nghiên cứu đã tìm ra phƣơng pháp kết hợp giữa sấy đối lƣu và bức xạ cho sản phẩm chất lƣợng tốt và thiết bị làm việc có hiệu quả cao.
Yamada và Wada [57] nghiên cứu sấy cá thu bằng tia hồng ngoại có khoảng cách từ các tấm bức xạ gốm hồng ngoại đến bề mặt cá là 200mm và kết quả cho thấy chi phí nhiệt ít hơn cũng nhƣ tránh đƣợc sự ô nhiễm của dầu chảy ra từ cá, đồng thời nhiệt độ của cơ thịt cá trong q trình sấy khơng q 350
C cho chất lƣợng rất tốt.
Matsuura [58] cho thấy thời gian sấy bằng bức xạ giảm đi hai lần so với phƣơng pháp sấy đối lƣu bằng khơng khí nóng cho các sản phẩm cá đã đƣợc luộc hay chần và chi phí cho giá thành sản phẩm giảm đƣợc từ 30 đến 50%.
Adisak Nathakaranakule cùng cộng sự (2010) nghiên cứu kết hợp bức xạ hồng ngoại để sấy nhãn. Kết quả hồng ngoại kết hợp với sấy khơng khí nóng và sấy bơm nhiệt làm tăng tốc độ sấy của nhãn do đó giảm thời gian sấy. Sản phẩm nhãn sấy có cấu trúc xốp hơn, ít co ngót hơn, tỷ lệ bù nƣớc cao hơn, độ cứng ít hơn, và độ dẻo dai ít hơn các mẫu sấy khác. Ngồi ra màu nhãn khơ đỏ hơn và sẫm màu hơn.
H. Umesh Hebbar cùng với cộng sự (2004) nghiên sấy kết hợp hồng ngoại với máy sấy khơng khí nóng cho sấy cà rốt và khoai tây. Kết quả sấy kết hợp hồng ngoại và khơng khí nóng của cà rốt và khoai tây với thời gian sấy giảm 48%, bên cạnh đó tiêu thụ năng lƣợng ít hơn 63% so với sấy khơng khí nóng.
D.G. Praveen Kumar cùng cộng sự (2005) nghiên cứu sấy hành tây lát mỏng (2mm) kết hợp hồng ngoại và khơng khí nóng. Kết quả sấy kết hợp hồng ngoại với
khơng khí nóng rút ngắn thời gian sấy và cho chất lƣợng lát hành tây tốt hơn so với sấy hồng ngoại và khơng khí nóng.
1.2.3. Thảo luận và đề xuất mơ hình sấy 1.2.3.1. Thảo luận
Qua các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ta thấy phƣơng pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại cho chất lƣợng sản phẩm tốt, thời gian sấy đƣợc rút ngắn do đó chi phí năng lƣợng sẽ đƣợc giảm đi.
Về mặt cấu tạo thiết bị thì thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại đơn giản dễ chế tạo và dễ vận hành, khả năng mở rộng và ứng dụng vào thực tế để sấy các sản phẩm với quy mô số lƣợng lớn, việc sửa chữa cũng đơn giản hơn so với các phƣơng pháp sấy khác.
Ngoài ra dựa vào đặc tính diệt khuẩn của hồng ngoại làm tăng thời gian bảo quản của sản phẩm.
1.2.3.2. Đề xuất
Có thể thấy rằng, cho đến nay các nghiên cứu trên đây chủ yếu tập trung sấy về các sản phẩm nhƣ bánh tráng, hành tây, nhãn, cá lóc, mực ống, cá sấu, cá cơm, … Một số kết quả đƣa ra các sản phẩm sấy trên máy sấy hồng ngoại kết hợp với sấy khơng khí nóng, sấy lạnh đều cho kết quả chất lƣợng tốt. Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng của sấy bức xạ hồng ngoại vào sấy sản phẩm Mít là chƣa có đề tài nào đƣợc thực hiện ở Việt Nam. Chính vì lý do này nên chủ đề tài đề xuất phƣơng pháp sấy bức xạ hồng ngoại để giảm chi phí năng lƣợng và vẫn đảm bảo đƣợc hàm lƣợng carbohydate trong Mít cũng nhƣ sản phẩm đạt đƣợc độ ẩm yêu cầu để phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu. Đây là một ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp này. Nó đã giải quyết đƣợc một vấn đề rất khó khăn trong q trình sấy là nhằm tạo ra sản phẩm có chất lƣợng tốt, độ ẩm đạt yêu cầu, chi phí năng lƣợng nhỏ nhất.
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ SẤY HỒNG NGOẠI