Không khí trƣớc khi đƣợc quạt ly tâm thổi vào tủ thì nó đƣợc nung nóng sơ bộ nhờ dàn nóng để không khí giảm đi độ ẩm. Sau đó không khí đƣợc thổi vào tủ sấy tại đây không khí tiếp tục nhận nhiệt từ bức xạ đèn hồng ngoại và nóng lên độ ẩm tƣơng đối giảm đi. Không khí có độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy để lấy ẩm đi. Còn bức xạ từ đèn hồng ngoại chiếu lên sản phẩm để nung nóng nƣớc trong sản
1. Quạt gió
2. Đèn hồng ngoại
3. Gía đỡ nguyên liệu dạng lƣới 4. Bộ phận đốt nóng 5. Chân đế 6. Bảng điều khiển 5 5 6 3 2 1 4
phẩm, nƣớc dịch chuyển ra bề mặt sản phẩm, hoá hơi và đƣợc không khí mang đi. Không khí nóng đƣợc quạt ở phía trên hút ra ngoài.
2.2.2. Thiết bị sấy lạnh
1. Cấu tạo của máy sấy lạnh
Hình 2.2. Cấu tạo của thiết bị sấy lạnh
2. Nguyên lý hoạt động
Không khí đƣợc làm lạnh xuống dƣới nhiệt độ điểm sƣơng để ngƣng tụ một phần ẩm đƣợc tách ra ngoài. Sau đó không khí đi qua dàn nóng để tăng nhiệt độ, tiếp tục đƣợc quạt gió hút vào tủ sấy. Ở trong tủ sấy sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khí đƣợc quạt hút ra ngoài.
7
1. Dàn nóng 5. Giá đỡ nguyên liệu 2. Dàn lạnh 6. Đầu dò nhiệt độ 3. Quạt 7. Đầu dò độ ẩm 4. Bộ phận đốt nóng 8. Máy nén 5 4 2 1 8 3 6
2.3.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chung 2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chung
Hình 2.3. Sơ đồ tổng thể bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của các chế độ sấy lạnh, sấy bức xạ hồng ngoại đến chất lƣợng của mít sấy dẻo
Ghi chú: BXHN: Bức xạ hồng ngoại Chần Nhiệt độ: 70 0C ÷ 90 0C Thời gian: 1phút, 3 phút, 5 phút Đánh giá các chỉ tiêu Xử lý cơ học Nguyên liệu Sấy lạnh to=30 ÷ 45oC v = 1÷ 2 m/s Độ ẩm sản phẩm: 18 ÷ 20% Sấy BXHN Khoảng cách bức xạ: d = 30 ÷ 40cm to=30 ÷ 45oC v = 1 ÷ 2m/s Độ ẩm sản phẩm: 18 ÷ 20% Phơi tự nhiên (đối chứng) Độ ẩm sản phẩm: 18 ÷ 20% Tốc độ sấy Thời gian sấy Chất lƣợng cảm quan
Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Máy và thiết bị Nhiệt Lạnh - Trƣờng Đại học Nha Trang.
2.3.2. Các phƣơng pháp đánh giá các chỉ tiêu
1. Phương pháp xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo TCVN 5533:1991
(Xem phụ lục 1)
2. Phương pháp xác định hàm lượng ẩm của mít trong quá trình sấy bằng phương pháp cân
(Xem phụ lục1)
3. Phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng cảm quan bằng phương pháp đánh giá theo TCVN 3215 - 79
(Xem phụ lục 2)
4. Xác định các thông số liên quan đến quá trình sấy
+ Xác định tốc độ chuyển động của không khí trong tủ sấy bằng thiết bị đo tốc độ gió hiện số : Testo 405 – V1 của Đức.
+ Xác định độ ẩm của không khí trong tủ sấy bằng ẩm kế hiện số: Testo 605– H1.
+ Kiểm soát nhiệt độ trong tủ sấy bằng rơle nhiệt độ dixell XR – 60C. + Xác định khoảng cách chiếu xạ bằng đo trực tiếp.
5. Phương pháp xác định chỉ tiêu vi sinh vật
Xác định vi sinh vật theo tiêu chuẩn ISO 21527 – 1:2008 (đối với NM – NM), TCVN 4884:2005 (đối với tổng số vi khuẩn hiếu khí), TCVN 6848:2007 (đối với
Coliforms), TCVN 6846:2007 (đối với E.coli), TCVN 4992:2005 (đối với B.cereus)
2.3.4. Quy trình dự kiến sấy mít
1. Sơ đồ quy trình:
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình dự kiến sấy mít
2. Thuyết minh quy trình
■ Nguyên liệu:
Nguyên liệu phải tƣơi tốt, đạt độ chín kỹ thuật, kích thƣớc các gai mít tƣơng đối đồng đều, không bầm dập, thối rữa, sâu bệnh.
■ Xử lý cơ học
Nguyên liệu sau khi đã đƣợc lựa chọn ta đem xử lý cơ học: Mít đƣợc rửa sạch, gọt vỏ, bỏ hạt, xơ. Tách riêng phần múi mít tránh phần nhựa dính vào múi mít.
■ Chần
Mít sau khi đƣợc xử lý cơ học đƣợc tiến hành đem chần ở t0 = 700C, 800C, 900C, trong thời gian 1 phút, 3 phút và 5 phút. Nhiệt độ chần và thời gian chần đƣợc
Bao gói Sản phẩm Nƣớc Bao bì Nguyên liệu Xử lý cơ học Chần Sấy Vỏ Xơ Hạt
tính từ thời điểm cho mít vào chần. trong quá trình chần tránh đảo mít làm dập nát. Chần có mục đích:
- Tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu.
- Đình chỉ quá trình sinh hóa của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi.
- Bảo vệ phẩm chất sản phẩm và rút ngắn thời gian sấy.
■ Sấy:
Mít sau khi chần đƣợc vớt ra khay lƣới, để ráo nƣớc cho nguội, trƣớc khi sấy phải tiến hành cân để xác định hàm lƣợng ẩm giảm trong quá trình sấy. Tiến hành cân mỗi mẫu sấy 100g.
Sau khi cân, mít đƣợc rải đều xếp trên khay lƣới rồi đƣa vào tủ sấy. Trƣớc khi tiến hành sấy phải khởi động tủ sấy trƣớc, cài đặt chế độ sấy cho mỗi mẫu sấy nhƣ đã bố trí trƣớc trên sơ đồ thí nghiệm. Trong quá trình sấy thì cứ mỗi giờ sấy lấy mẫu ra cân trên cân điện tử có độ chính xác 10-2g để xác định độ ẩm của mít tại thời điểm sấy. Qúa trình sấy đƣợc thực hiện liên tục đến khi độ ẩm của mít đạt (18 ÷ 20%) là kết thúc quá trình sấy.
■ Bao gói, bảo quản:
Mít sau khi sấy đạt yêu cầu về độ ẩm thì đƣợc lấy ra từ khay lƣới trong tủ sấy để nguội cho vào túi PE và đem bao gói hút chân không sau đó đem đi bảo quản lạnh trong tủ có nhiệt độ 5 ÷ 100C.
2.3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
1. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần
Hình2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần
Qua một số thí nghiệm thăm dò, em chọn khoảng thời gian chần là 1 phút, 3 phút và 5 phút tƣơng ứng với các nhiệt độ là 700
C , 800C và 900C
Tiến hành: Mít nguyên liệu đƣợc xử lý cơ học sau đó đem chần ở các chế độ
hiệt độ và thời gian khác nhau nhƣ bố trí trên sơ đồ hình 2.5. Mít đƣợc chần ở các chế độ trên sau đó để ráo rồi tiến hành đem sấy ở cùng một chế độ sấy, tiến hành đánh giá cảm quan theo các chỉ tiêu mùi, vị, màu sắc, trạng thái. Chọn chế độ chần ở thời điểm đạt điểm cảm quan là lớn nhất.
900C 700C 800C Sấy Đánh giá, chọn thông số thích hợp 1 phút Xử lý cơ học Nguyên liệu Chần 3 phút 5 phút
2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy lạnh đến chất lượng của mít sấy dẻo
Hình2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ sấy lạnh đến chất lƣợng của mít sấy dẻo
Mít sau khi đƣợc xử lý cơ học, chần ở chế độ thích hợp sau đó đƣợc cân mỗi mẫu 100g rồi đƣợc đem xếp lên các dàn sấy, sấy bằng thiết bị sấy lạnh đƣợc lắp đặt tại phòng thí nghiệm Máy và thiết bị Nhiệt Lạnh của Trƣờng Đại học Nha Trang ở các chế độ sấy: nhiệt độ sấy: 30 ÷ 450C (± 20C), vận tốc gió: 1 m/s ÷ 2 m/s (± 0,2 m/s), độ ẩm cuối của sản phẩm sấy là: W = 18 ÷ 20 %
Xử lý cơ học Nguyên liệu
Chần Sấy lạnh
Đánh giá các chỉ tiêu
- Sự biến đổi độ ẩm, thời gian sấy, tốc độ sấy - Chất lƣợng cảm quan - Vi sinh vật
to = 300C to = 350C to = 400C to = 450C v = 1m/s v = 2m/s
3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy bức xạ hồng ngoại đến chất lượng của mít sấy dẻo
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng cuả chế độ sấy bức xạ hồng ngoại đến chất lƣợng của mít sấy dẻo
Mít sau khi đƣợc xử lý cơ học, chần ở chế độ thích hợp sau đó đƣợc đem xếp lên các dàn sấy, sấy bằng thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại đƣợc lắp đặt tại phòng thí nghiệm Máy và thiết bị Nhiệt Lạnh của Trƣờng Đại học Nha Trang ở các chế độ sây khác nhau:
- Sự biến đổi độ ẩm
- Thời gian sấy, tốc độ sấy - Chất lƣợng cảm quan - Vi sinh vật Đánh giá các chỉ tiêu Xử lý cơ học Nguyên liệu Chần Sấy BXHN Nhiệt độ d = 30cm d =40cm 1m/s 2m/s 1m/s 2m/s 300C x x x x 350C x x x x 400C x x x x 450C x x x x
- Nhiệt độ sấy: 30 ÷ 450C (± 20C) - Vận tốc gió: 1 m/s ÷ 2 m/s (± 0,2 m/s) - Khoảng cách bức xạ : 30 ÷ 40 cm
Chƣơng 3:
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA NGUYÊN LIỆU
Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu nhằm để xác định độ ẩm cuối của sản phẩm, từ đó chúng ta ngừng sấy ở thời điểm phù hợp nhất. Ở đây chúng ta cần xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu tƣơi ban đầu và độ ẩm của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sấy (tức là sau khi chần).
Bảng 3.1. Độ ẩm của nguyên liệu trƣớc và sau khi chần Tình trạng nguyên
liệu
Nguyên liệu tƣơi ban đầu
Nguyên liệu trƣớc lúc đƣa vào sấy
Độ ẩm (%) 76,13 74,05
Nhƣ vậy mít tƣơi khi mua về có độ ẩm là 76,13%, còn sau khi chần thì độ ẩm của nguyên liệu giảm còn 74,05%. Từ đây tôi lấy độ ẩm của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sấy là 74,05% để làm thí nghiệm.
3.2. KẾT QUẢ TỐI ƢU HÓA CÔNG ĐOẠN CHẦN
Sự biến đổi chất lƣợng cảm quan của mít chần theo nhiệt độ và thời gian chần đƣợc thể hiện qua biểu đồ sau:
0 5 10 15 20 1 3 5 Thời gian ( phút) Đi ểm C Q 70 80 90
Hình 3.1. Biểu đồ biến đổi điểm chất lƣợng cảm quan của mít chần theo nhiệt độ và thời gian chần
- Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 4 (phụ lục 5) và đƣợc biểu diễn qua biểu đồ hình 3.1 cho chúng ta thấy rằng điểm chất lƣợng cảm quan của mít chần thay đổi đáng kể theo nhiệt độ và thời gian chần. Khi chần trong khoảng thời gian 3 phút với nhiệt độ 800C thì điểm cảm quan là cao nhất là 18,04 điểm, còn khi chần ở 1 phút với nhiệt độ 700C thì điểm cảm quan là thấp nhất là 13,78 điểm.
Khi chần trong thời gian là 3 phút ứng với nhiệt độ 800C thì màu sắc, trạng thái, mùi vị của mít là tốt hơn so với các mẫu chần ở các khung nhiệt độ và thời gian còn lại. Do đó từ các thí nghiệm về sau tôi sẽ chọn chế độ chần là 800C trong thời gian 3 phút.
3.3. KẾT QUẢ THÍ NGHỆM Ở CÁC CHẾ ĐỘ SẤY KHÁC NHAU
Trong quá trình sấy, cứ sau mỗi giờ sấy khối lƣợng nguyên liệu mít lại giảm do lƣợng nƣớc trong nguyên liệu mất đi, thời gian sấy càng tăng thì khối lƣợng nguyên liệu càng giảm đến khi độ ẩm trong nguyên liệu đạt yêu cầu thì kết thúc quá trình sấy. Tuy nhiên, tùy theo chế độ sấy mà thời gian sấy dài ngắn khác nhau, lƣợng nƣớc trong nguyên liệu giảm khác nhau, độ ẩm giảm khác nhau dẫn đến chất lƣợng sản phẩm cũng khác nhau.
Sau đây là kết quả sự biến đổi hàm lƣợng ẩm và tốc độ sấy cá tại các chế độ sấy và phƣơng pháp sấy khác nhau:
3.3.1. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo phƣơng pháp sấy lạnh
1. Sự biến đổi về độ ẩm và tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy của phương pháp sấy lạnh khi v = 1 m/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Thời gian (h) Đ ộ ẩ m (% ) 30 35 40 45
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi vận tốc gió v =1m/s
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 20 40 60 80 Độ ẩm (%) T ố c đ ộ s ấ y (% /h ) 30 35 40 45
Hình 3.3. Biểu đồ biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi v = 1m/s
Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 1 (phụ lục 6) và biểu đồ 3.2, 3.3 cho thấy độ ẩm và tốc độ sấy mít có sự biến đổi khá lớn ở các nhiệt độ sấy khác nhau. Nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy càng nhanh và thời gian sấy càng ngắn. Nhiệt độ sấy thấp thì tốc độ sấy chậm và thời gian sấy kéo dài.
Theo bảng kết quả nghiên cứu tại các thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 300C thì thời gian sấy là 14 giờ, sấy ở 350C thì thời gian sấy là 11 giờ, sấy ở 400C thì thời gian sấy là 10 giờ,còn ở 450C thời gian sấy là 9 giờ và mít đạt độ ẩm yêu cầu là 18 %.
Biểu đồ 3.2 cho thấy độ dốc của các đƣờng biểu diễn độ ẩm của mít tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 300C thì độ dốc của đƣờng biểu diễn là ít nhất và nhiệt 450C thì độ dốc của đƣờng biểu diễn là nhiều nhất.
Biểu đồ 3.3 cho thấy tốc độ sấy mít tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 300C thì tốc độ sấy là nhỏ nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc kéo dài hơn khi sấy ở nhiệt độ sấy 450
C (tốc độ sấy là lớn nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc ngắn nhất )
Tuy nhiên dựa vào các kết quả từ bảng và các biểu đồ cho thấy ở nhiệt độ sấy 400C thì hàm lƣợng ẩm của mít giảm đều theo thời gian sấy, đƣờng biểu diễn gần nhƣ một đƣờng thẳng thể hiện tỷ lệ sấy giảm đều và phù hợp theo từng thời gian sấy (biểu đồ hình 3.2); và thời gian sấy đẳng tốc ở 400C là không quá nhanh, cũng không quá chậm so với ở 300
và 450C.
Sấy ở nhiệt độ càng thấp thì hàm lƣợng ẩm trong nguyên liệu giảm chậm do sự chênh lệch áp suất trên bề mặt nguyên liệu và áp suất riêng phần trong không khí bé nên tốc độ thoát ẩm chậm làm kéo dài thời gian sấy, do đó sấy ở nhiệt độ 300
C thời gian sấy là dài nhất (14 giờ). Khi tăng nhiệt độ sấy lên thì tốc độ làm khô cũng tăng lên do lúc này nguyên liệu đƣợc nâng nhiệt, quá trình khuếch tán ẩm ra bên ngoài tăng, ẩm thoát ra đều hơn nên thời gian sấy ngắn do đó sấy ở nhiệt độ 450
C thì thời gian sấy chỉ mất 9 giờ.
Qua thực nghiệm cho thấy nhiệt độ là yếu tố quyết định rất lớn, ảnh hƣởng đến quá trình sấy. Tuy vậy, trong quá trình sấy, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao cũng đều ảnh hƣởng không tốt cho chất lƣợng sản phẩm, vì khi nhiệt độ sấy cao thì quá trình
khuếch tán ngoại ở thời gian đầu nhanh tạo thành lớp màng cứng cho bề mặt mít ngăn cản không cho nƣớc ở các lớp bên trong di chuyển ra bên ngoài kéo dài, giai đoạn sấy giảm tốc ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Nếu nhiệt độ sấy quá thấp thì tốc độ làm khô chậm, ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.
2. Sự biến đổi về độ ẩm và tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian sấy của phương pháp sấy lạnh khi v = 2 m/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 Thời gian (h) Độ ẩ m (% ) 30 35 40 45
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ ẩm theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi vận tốc gió v = 2m/s
0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ ẩm (%) Tố c độ s ấy (% /h ) 30 35 40 45
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện biến đổi tốc độ sấy theo nhiệt độ và thời gian của phƣơng pháp sấy lạnh khi v = 2m/s
Nhận xét và thảo luận:
Nhìn vào bảng 2 (phụ lục 6) và biểu đồ hình 3.4 và hình 3.5 ta thấy rằng ở