Mã máy LPG-5 LPG-10 LPG-25 LPG-50 LPG-100 LPG-150 LPG-200 Nhiệt độ đầu
vào (oC) Điều khiển tự động 140-350
Nhiệt độ đầu ra
(oC) 60-100
Bộ phận phun sương
Bộ phun ly tâm tốc độ cao (truyền động cơ học hoặc điều chỉnh tốc độ tần số biến thiên) Khả năng bốc hơi nước (kg/h) 5 25 50 100 150 200 Tốc độ quay ly tâm (vòng/phút) 25000 22000 21500 18000 16000 Đường kính đĩa phun (mm) 60 120 150
Cơng suất gia
nhiệt (kw) 8 24 31.5 120 81 99
Tỷ lệ thu hồi bột
khô (%) ≥ 95
Chiều dài chiếm
dụng (m) 1.6 4 4.5 5.2 7 7.5
Chiều rộng
chiếm dụng (m) 1.1 2.7 2.8 3.5 5.5 6
Chiều cao tháp 1.75 4.5 5.5 6.7 7.2 8
Lưu ý: Lượng nước bay hơi phụ thuộc vào đặc tính của nguyên liệu, độ đậm đặc của dung
dịch, và nhiệt độ của luồng khí nóng vào ra. Trong q trình vận hành, có thể điều chỉnh cho phù hợp.
Ưu điểm:
Tốc độ làm khô nhanh, sau khi nguyên liệu được phun thành các hạt sương làm diện tích bề mặt tăng lên rất nhiều, trong luồng khí nóng có thể bay hơi ngay lập tức đến 98% lượng nước và thời gian khô chỉ từ 5-10 giây. Vì thế máy sấy phun đặc biệt thích hợp để sấy các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt để đảm bảo giữ nguyên được màu sắc, mùi vị và hoạt chất.
Sản phẩm thu được có kích thước hạt đồng đều, tính lưu động tốt và hồ tan tức thì, sản phẩm có độ tinh khiết cao và chất lượng cao.
Máy hoạt động ổn định, điều khiển và kiểm soát thuận tiện nhờ có hệ thống điều khiển điện tử tự động.
Quy trình sấy khép kín, khơng gây ơ nhiễm mơi trường, khơng phát thải bụi trong quá trình sấy. [21]
4.5.4.3. Máy sấy phun áp lực cao YPG
Hình 27: Máy sấy phun áp lực cao kí hiệu YPG
Máy sấy kiểu phun áp lực YPG có một thiết bị có chức năng sấy khơ và tạo hạt với nhau. Tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các loại nguyên liệu nhạy nhiệt. Dung dịch nguyên liệu hay loại kem được phun qua vòi phun đa điểm nhờ áp lực cao của bơm tiếp liệu. Nguyên liệu được tạo thành dạng hạt và được sấy khơ trong vịng từ 10-90 giây. Sản phẩm sau khi sấy có dạng hạt khơ, trịn, kích thước đồng đều, độ trơn chảy tốt [41]. Sản phẩm có độ tinh khiết và chất lượng cao. Phạm vi ứng dụng của thiết bị rộng rãi. Tùy theo tính chất của ngun liệu mà có thể ứng dụng nhiệt nóng để sấy hay dùng khí mát để tạo hạt, thiết bị thực sự hồn hảo cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau. Vận hành máy đơn giản, máy chạy luôn ổn định. Máy vận hành tự động hóa cao.
Nguyên lý hoạt động:
Dung dịch, nhũ tương, chất lỏng huyền phù hoặc bùn được phun thành hạt mịn trong khơng khí nóng, đi xuống từ trên cùng của buồng sấy xuống phía dưới, nước sẽ được bốc hơi và sản phẩm trở thành sản phẩm dạng hạt nhỏ. Tạo khơng khí nóng từ đỉnh tháp sấy, đồng thời bơm chất lỏng nguyên liệu lên đỉnh tháp bằng bơm cao áp, dung dịch cấp liệu trở thành hạt mịn hoặc giọt nhỏ qua các vòi phun áp lực. Khi các giọt nhỏ gặp khơng khí nóng có nhiệt độ cao, nước sẽ bay hơi ngay lập tức, và chất lỏng nguyên liệu được sấy khô thành sản phẩm khô trong thời gian rất ngắn, sản phẩm được thải ra khỏi đáy tháp sấy, hoặc từ cyclone (phụ thuộc trên cấu hình). Khi khơng khí nóng tiếp xúc với các giọt nước, nhiệt độ giảm đáng kể, và độ ẩm tăng lên rất nhiều, sau đó sẽ được quạt hút thải ra ngồi. Bột mịn trong khơng khí sẽ được thu thập thơng qua các thiết bị tách khác nhau. Có các thiết bị tách và thu hồi bột mịn khác nhau, chẳng hạn như cyclone (loại phổ biến và loại kết hợp khác nhau). Chúng ta nên sử dụng các thiết bị tách và thu hồi bột mịn khác nhau tùy theo đặc tính của sản phẩm và yêu cầu của khách hàng.
Hầu hết các hạt bột được thu thập từ các cửa xả tại dưới cùng của máy sấy. Khơng khí lãng phí và bột mịn được tách ra bởi cơn bão, khơng khí lãng phí là khí thải từ quạt hút, và bột mịn được thu thập ở dưới cùng của cơn bão. Có một chiếc khăn lau lớp thứ hai được trang bị tại cửa hàng; do đó, tỷ lệ thu hồi của hạt bột thành phẩm có thể là 96-98% [40].
Bảng vẽ sơ đồ cơng nghệ cho hai kiểu máy trên:
Hình 28: Sơ đồ nguyên lý hệ thống
sấy phun áp lực cao YPG- I Hình 29: Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấyphun áp lực cao YPG- II
Thông số kỹ thuật:
Bảng 9: Thông số kỹ thuật cua thiết bị (kiểu YPG-I) [22]
Tên thiết bị ký hiệu máy YPGI-12 YPGI-14 YPGI-16 YPGI-24 YPGI-28 YPGI-36
Năng suất bay hơi(kg/h) 25 70 100 150 200 400
Kiểu gia nhiệt Hơi nước nóng bão hịa+ tăng cường thêm điện hoặc lị ga Đường kính tháp
sấy( mm ) 1200 1400 1600 2400 2800 3600
Kích thước ngồi(m) 5×4×10 6×4×12 6×4×13 8×4.5×19 10×5×20 12×5×25
Bảng 10: Thơng số kỹ thuật cho kiểu máy YPG-II [22]
Tên thiết bị ký hiệu máy YPGII-36 YPGII-40 YPGII-45 YPGII-50 YPGII-56 YPGII-80 Năng suất bay hơi(kg/h) 380 500 600 750 1000 2000 Kiểu gia nhiệt Hơi nước nóng bão hịa+ tăng cường thêm điện hoặc lị ga Đường kính tháp sấy( mm ) 3600 4000 4500 5000 5600 8000 Kích thước ngồi(m) Các chỉ số kích thước được xác định khi có các điều kiệnthiết kế thực tế
Ứng dụng của máy sấy phun áp lực cao YPG:
Công nghiệp thực phẩm: Bột sữa béo, protein, bột sữa ca cao, bột sữa bột, trứng trắng (lòng đỏ), thực phẩm và thực vật, yến mạch, nước ép gà, cà phê, trà hòa tan ngay lập tức, thịt gia vị, protein, đậu tương, protein đậu phộng, thủy phân, đường, ngô Xi-rô, Tinh bột ngô, Glucose, Pectin, Đường Malt, Axit Sorbic Kali, …
Chất tẩy rửa: Bột giặt thơng thường, Bột giặt tiên tiến, Bột xà phịng, Soda Ash, Chất nhũ hóa, Chất làm sáng, Acid orthophosphoric.
4.5.5. Ưu, nhược điểm của các thiết bị sấy phun4.5.5.1. Ưu điểm 4.5.5.1. Ưu điểm
Tính chất và chất lượng của sản phẩm đạt điểm tốt hơn. Sản phẩm sau khi sấy có dạng bột mịn đồng nhất, xốp, dễ hịa tan, khơng cần phải qua giai đoạn nghiền, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu, tiện lợi cho sử dụng và chế biến. Có thể sấy được những nguyên liệu có tính nhạy cảm với nhiệt độ do nhiệt độ sấy thấp, thời gian sấy nhanh và khí nén thường dùng là khơng khí hoặc khí trơ.
Thiết bị đơn giản, cho phép hoạt động ở năng suất cao và liên tục. Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị trong điều kiện khơ vì thế việc chọn vật liệu chống ăn mịn cho thiết bị đơn giản hơn. Khoảng nhiệt độ tác nhân sấy khá rộng từ 150 – 6000C nhưng hiệu quả tương tự các loại thiết bị khác.
Khả năng được vận hành như một hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động, cho phép giám sát liên tục và ghi lại đồng thời tất cả các biến quá trình liên quan.
Một loạt các thiết kế máy sấy phun để đáp ứng các thơng số kỹ thuật sản phẩm khác nhau.
Ít bộ phận chuyển động và không bộ phận chuyển động nào tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, giảm thiểu các vấn đề ăn mòn.
Khả năng xử lý các bản chất khác nhau của nguyên liệu thô, với nhiệm vụ duy nhất là nó phải có thể bơm được (dung dịch, bùn, bột nhão, gel, hỗn dịch hoặc dạng tan chảy).
Khả năng đạt được kích thước hạt và mật độ khối được thiết kế riêng, tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng, bằng cách tối ưu hóa thiết kế vịi phun và các thơng số vận hành.
Hình thái độc đáo của các hạt chủ yếu là hình cầu, với kích thước đồng nhất và cấu trúc rỗng, do đó làm giảm mật độ khối của sản phẩm.
Quá trình này diễn ra trong thời gian ngắn - quá trình sấy phun thường hồn thành trong vịng chưa đầy ba phút. [2]
4.5.5.2. Nhược điểm
Sấy phun khơng thuận lợi cho những sản phẩm có tỉ trọng lớn. Không linh động, một thiết bị được thiết kế cho sản xuất sản phẩm có kích thước nhỏ thì khơng thể được dùng sản xuất các sản phẩm có kích thước lớn. Vốn đầu tư cao hơn các loại thiết bị khác, tiêu tốn năng lượng nhiều. Lưu lượng tác nhân lớn, tốn kém trong khâu chuẩn bị dung dịch sấy. Kích thước thiết bị lớn, nhất
là khi sử dụng tác nhân sấy có nhiệt độ thấp. Việc thu hồi sản phẩm và bụi làm tăng chi phí cho q trình sấy. [2]
4.6. Tạo Hạt
Hình 30: Sơ đồ cấu tạo thiết bị tạo hạt
Hình 31: Thiết bị sấy tạo hạt tầng sôi
Máy sấy tạo hạt tầng sôi là loại máy hoạt động trên nguyên tắc nguyên liệu được thổi tung bằng khí nóng trong bồn có sự chênh áp. Máy sẽ giúp đảm bảo sự đồng điệu về độ ẩm của nguyên liệu. Loại máy này hoạt động trên nguyên tắc dựa vào sự chênh áp từ trong tạo ra một nguồn khí nóng thổi tung khí nóng trong bồn, máy có hoạt động hồn tồn tự động được cài đặt các thông số kỹ thuật. Trên thực tế máy sấy tạo hạt tầng sôi được sản xuất và áp dụng rộng rãi đối với các công ty doanh nghiệp. Máy thường được dùng để tạo hạt phục vụ cho những sản phẩm dạng bột, hạt, cốm trong các ngành về thực phẩm, dược phẩm, ... kết hợp với q trình tạo hạt thơng qua bơm lưu động và súng phun. Súng phun có thể lắp đặt ở các vị trí khác nhau: phía trên bồn sấy, ngang thân bồn sấy hoặc dưới đáy bồn sấy.
Nguyên lý hoạt động:
Khơng khí sau khi đã được gia nhiệt, làm sạch thì sẽ được dẫn vào từ phía dưới qua máy dẫn gió. Đi qua tấm lưới sang phía dưới của bình chứa nguyên liệu rồi đi vào buồng làm việc tháp chính. Sau khi phần nước đó được bay hơi một cách nhanh chóng thì sẽ đi theo đường thải khí, dạng sấy dịch lỏng tạo hạt bằng cách phun sấy, dịch cao lỏng sẽ được bơm nhu động phun sấy sản phẩm sau khi hồn tất cơng đoạn sẽ có dạng bột khơ. Trong suốt q trình sấy tạo hạt tầng sơi, hạt ln ở trạng thái khô.
Dễ dàng lấy mẫu kiểm tra theo dõi chất lượng sản phẩm trong khi máy vẫn hoạt động. Thiết bị giúp điều chỉnh chính xác nhiệt độ buồng sấy, lưu lượng dung dịch bơm từ súng phun, từ đó giúp điều chỉnh kịp thời trong q trình sấy tạo hạt.
Thông số kỹ thuật:
Bảng 11: Thông số kỹ thuật của các máy sấy tạo hạt tầng sôi
STT Thông số kỹthuật STS-5 STS-50 STS-100 STS-150 STS-200 STS-300 1 Kích thước máy(D x R x C) 1550 x1050 x 2250 mm 2400 x 1340 x 3200mm 2750 x 1480 x 3200mm 3200 x 1780 x 3400mm 3800 x 1880 x 3400mm 4315 x 2074 x 3400mm 2 Công suất 2-5kg 40-60kg 60-100kg 150 kg100 – 200 kg150 – 300 kg250 – 3 Motor quạt hút 3,7kW 10kW 15kW 22,5 kW 22,5 kW 30kW 4 Nhiệt độ sấy tốiđa 80oC 80oC 80oC 80oC 80oC 80oC 5 Công suất điệntrở (max) 6kW 36kW 48kW 72 kW 84 kW 96 kW 6 Nguồn khí nén 3-5 m6 bar3/h 6-7 bar 50-60 m3/h 6-7 bar 70-80 m3/h 6-7 bar 90-110 m3/h 6-7 bar 120-130 m3/h 6-7 bar 140-150 m3/h 7 Nguồn điện 380V3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 5. Đánh giá chất lượng sản phẩm 5.1. Phương pháp cảm quan Mục đích
Xác định các trạng thái tồn diện của sản phẩm cà phê sấy phun, bao gồm màu sắc, mùi vị, kích thước hạt, cấu trúc, … đồng thời xác định xem cà phê có phối trộn với phẩm màu hay những chất nào khác, gây ra mùi lạ hoặc có bị mốc hay khơng [43]. Đối với phương pháp cảm quan bao gồm phép thử mô tả (mùi vị, cấu trúc, định lượng) và phương pháp mô tả nhanh.
Phép thử mô tả: Dùng để mơ tả khách quan các đặc tính, nhận biết thành phần cơ bản của
sản phẩm, thơng số của q trình chế biến trong phạm vi các tính chất cảm quan có thể nhận biết được và sử dụng những đặc tính này để định lượng mức độ khác biệt giữa các sản phẩm. Xác định những tính chất cảm quan liên quan đến thị hiếu người tiêu dùng. Trong phép thử mơ tả có:
Phép thử mơ tả mùi vị: là một phép thử kiểm tra mơ tả định tính. Quan tâm tới mùi vị tổng thể và các cấu tử mùi riêng biệt có thể phát hiện được của hệ thống thực phẩm. Kỹ thuật này cung cấp một bảng thống kê các hương vị nhận biết được, cường độ của chúng, thứ tự cảm nhận, dư vị của chúng và ấn tượng tổng thể (biên độ) của chúng. Những ghi nhận về mùi được đánh dấu trên thanh đo (sử dụng các con số và các biểu tượng).
Phép thử mô tả cấu trúc: là một kỹ thuật cảm quan dùng để mơ tả tồn bộ đặc điểm cấu trúc của sản phẩm bao gồm đặc tính hố học, hình học, độ mịn, độ hồ tan, độ cứng, độ bám dính, độ đàn hồi, … mức độ của mỗi đặc tính và thứ tự mà chúng xuất hiện từ lần cắn đầu tiên cho đến khi được nhai hoàn toàn.
Phép thử mô tả định lượng: dùng để mơ tả tất cả các tính chất cảm quan liên quan đến một sản phẩm từ đánh giá hình trạng bên ngồi cho đến hậu vị hoặc người đánh giá có thể được hướng dẫn để tập trung đánh giá một khoảng hẹp các chỉ tiêu cảm quan như cấu trúc sản phẩm.
Phương pháp mô tả nhanh: Phương pháp này cung cấp khả năng truy cập nhanh vào vị trí
tương đối của một bộ sản phẩm, có thể dùng để điều tra các đặc tính của các sản phẩm sẵn có trên thị trường hoặc đánh giá tác động của một công thức mới, công nghệ mới hay bao bì mới đến chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó nó có thể dự đốn sở thích của người tiêu dùng khi tung ra một sản phẩm mới nào đó. Thực chất của phương pháp Flash profile là mơ tả và định lượng cảm quan khác biệt giữa các sản phẩm. Phương pháp dựa trên sự kết hợp của lựa chọn tự do và đánh giá thiết lập cho toàn bộ sản phẩm. Mỗi người lựa chọn và sử dụng từ ngữ riêng của họ để đánh giá tất cả sản phẩm một cách tương đối.
Dụng cụ Bao gồm: Cân phân tích Cốc thuỷ tinh Khay đựng cà phê. Phịng thử: sạch sẽ, khơng có mùi lạ. [38, 43] Quy trình đánh giá
Cân chính xác 50g mẫu bột cà phê sấy phun bằng cân phân tích, cho phép sai số 0,1g. Cho ra khay đựng sau đó dùng đũa thuỷ tinh tán mỏng đều rồi dùng thị giác quan sát khi đánh giá về màu sắc, trạng thái bề ngoài và dùng khứu giác để ngửi mùi thơm của bột cà phê sấy phun.
Để đánh giá sản phẩm có chất lượng để đưa ra thị trường hay khơng thì nước pha cà phê là yếu tố chủ chốt. Pha 50g cà phê sấy phun trong cốc thuỷ tinh với 500ml nước tinh khiết không mùi ở nhiệt độ sôi 95-100oC. Đối với các bài kiểm tra chấp nhận, pha cà phê được thêm 6% đường sucrose. Các bình pha cà phê được bảo quản trong thùng chứa nhiệt trong 2h trước khi đưa ra phòng đánh giá. Phiên đánh giá gồm 30 người tham gia chưa qua đào tạo đã được tuyển chọn từ những người tiêu dùng cà phê thông thường bao gồm sinh viên đại học, giảng viên và nhân viên. Trước khi đánh giá, các thành viên tham gia hội thảo đã được thơng báo về quy trình kiểm tra và thang điểm Hedonic 9 điểm (0 = cực kỳ khơng thích, 5 = bình thường, 9 = cực kỳ thích). 20mL cà phê đã pha đựng trong cốc thuỷ tinh trong suốt 50mL mã hóa bằng ba chữ số ngẫu nhiên nếm thử ở 70°C. Những người tham gia đánh giá được yêu cầu rửa sạch vòm miệng của họ