ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY KHOAI LANG ĐỂ SẢN XUẤT BỘT KHOAI LANG NĂNG SUẤT 500KG NGUYÊN LIỆU H

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY KHOAI LANG ĐỂ SẢN
XUẤT BỘT KHOAI LANG NĂNG SUẤT
500KG NGUN LIỆU/H

Nhóm thực hiện

: 6B

Lớp

: K64CNTPB

Khóa

: 64

Chun ngành

: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Thu Hằng

Hà Nội – 2021

STT
1
2
3
4
5
6

Họ và tên
Nguyễn Thu Hằng
Nguyễn Thu Hằng
Lê Thị Hiền
Trần Minh Hiếu
Vũ Thị Diệu Linh
Trương Thị Lộc

Mã sinh viên
645308
645538
645257
645685
642181
641190

Danh sách thành viên nhóm 6B

Ghi chú

Nhóm trưởng

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nên có điều kiện thuận lợi cho
sự sinh trưởng và phát triển của các loại cây lương thực cũng như các loại cây hoa
màu, cây ăn trái khác. Khoai lang là cây lương thực được trồng lâu đời ở Việt Nam,
xếp thứ 3 sau cây lúa, cây ngô và khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng
vai trị từ cây lương thực thành cây công nghiệp chế biến với tốc độ phát triển cao
ở những năm đầu thế kỷ XXI. Khoai lang chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như
protid, lipid, glucid, vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng rất cần cho
cơ thể con người. Ngày nay có rất nhiều sản phẩm được chế biến từ khoai lang để
tạo ra nhiều hương vị khác nhau và tăng thời gian bảo quản cũng như dễ dàng hơn
trong quá trình vận chuyển và chế biến.
Do đó, nhóm em đã chọn đề tài “Quá trình và thiết bị sấy khoai lang để sản
xuất bột khoai lang tím năng suất 500kg nguyên liệu/h” với đề tài này nhóm em sẽ
làm về ngun liệu, sản phẩm, q trình sấy, quy trình cơng nghệ, tính tốn năng
lượng cho q trình sấy, thiết kế thiết bị sấy


Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................8
1.1 Nguyên liệu khoai lang......................................................................................8
1.1.1 Tổng quan về khoai lang.............................................................................8
1.1.2 Cấu tạo của khoai lang................................................................................9
1.1.3 Khoai lang tím Nhật Bản..........................................................................10
1.1.3.1 Tổng quan............................................................................................10
1.1.3.2 Thành phần hóa học............................................................................11
1.1.3.3 Anthocyanin và các tính chất.............................................................13
1.1.4 Bột khoai lang tím Nhật Bản....................................................................14
1.1.4.1 Khái quát chung..................................................................................14

1.1.4.2 Ứng dụng..............................................................................................15
1.2 Tìm hiểu về quá trình sấy...............................................................................16
1.2.1 Quá trình sấy.............................................................................................16
1.2.2 Phân loại.....................................................................................................16
1.2.3 Ưu và nhược điểm của sấy đối lưu...........................................................17
1.2.4 Các khái niệm liên qua đến sấy đối lưu...................................................18
1.2.4.1 Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí..........................................................18
1.2.4.2 Độ ẩm tương đối của khơng khí.........................................................18
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT..................................19
2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ..............................................................................19
2.2 Thuyết minh quy trình....................................................................................21
2.2.1 Ngun liệu:...............................................................................................21
2.2.2 Phân loại.....................................................................................................21
2.2.3 Rửa sạch.....................................................................................................21
2.2.4 Gọt vỏ.........................................................................................................22
2.2.5 Thái lát........................................................................................................22
2.2.6 Xử lý màu...................................................................................................23
2.2.7 Sấy...............................................................................................................23
2.2.8 Nghiền.........................................................................................................24
2.2.9 Rây (sàng)...................................................................................................24
2.2.10 Bao gói......................................................................................................24


PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT........................................................24
3.1 Cơ sở tính tốn.................................................................................................25
3.2 Tính tốn các q trình...................................................................................26
3.2.1 Phân loại.....................................................................................................26
3.2.2 Rửa sạch.....................................................................................................27
3.2.3 Gọt vỏ.........................................................................................................27
3.2.4 Thái lát........................................................................................................28

3.2.5 Xử lí màu....................................................................................................29
3.2.6 Sấy...............................................................................................................29
3.2.7 Nghiền.........................................................................................................30
3.2.8 Rây (sàng)...................................................................................................30
3.2.9 Bao gói........................................................................................................31
CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG.........................................33
4.1 Các thơng số ban đầu......................................................................................33
4.2 Xử lí số liệu.......................................................................................................33
4.3 Khơng khí trước khi đi vào calorifer.............................................................34
4.4 Khơng khí sau khi đi qua calorifer................................................................35
4.5 Khơng khí ra khỏi phịng sấy.........................................................................35
4.6 Cân bằng cho khơng khí sấy...........................................................................36
4.7 Thể tích của khơng khí....................................................................................37
4.8 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy.......................................................38
4.8.1 Nhiệt lượng vào..........................................................................................39
4.8.2 Nhiệt lượng ra............................................................................................40
CHƯƠNG V: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN..................................41
5.1. Lựa chọn thiết bị.............................................................................................41
5.2 Sơ đồ hệ thống sấy hầm...................................................................................41
5.3 Tính tốn thiết kế.............................................................................................42
5.3.1 Khay sấy.....................................................................................................42


5.3.2 Kích thước của xe gng...........................................................................42
5.3.3 Kích thước hầm sấy...................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................45


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Nguyên liệu khoai lang

1.1.1 Tổng quan về khoai lang
Khoai lang (Ipomea batatas, là một loại cây thuộc họ bìm bìm
Convolvulacae), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ, nó được con người
trồng cách đây trên 5.000 năm. Đây là loại cây trồng có tiềm năng và có năng suất
sinh học cao, địa bàn phát triển rộng, thích hợp cho nhiều loại đất. Khoai lang là
loại cây đa dụng, củ được sử dụng như một loại rau, thân lá rất giàu vitamin A và C
đồng thời có chứa một hàm lượng protein tương đối cao (25-30% chất khô) so với
các lá cây trồng khác.
1.1.2 Cấu tạo của khoai lang
Khoai lang là một loại rễ củ, rễ bên đã biến đổi, phình to ra với chức năng của một
cơ quan lưu trữ các chất dinh dưỡng. Vì thế, về nguồn gốc khoai lang khác với
thân củ, nhưng chức năng và bề ngồi thì tương tự và gần giống với thân củ.
Về mặt cấu tạo, khoai lang tím gồm 3 phần: Vỏ ngồi, vỏ cùi và thịt củ.
Vỏ ngoài: Mỏng, chiếm 2% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố, cấu
tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose có tác dụng: Làm giảm các tác động từ
bên ngoài, hạn chế sự bay hơi nước của khoai lang trong quá trình bảo quản.
Vỏ cùi: Chiếm 5 - 12%, gồm những tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch
thể. Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn ở thịt củ.
Thịt củ: Gồm các tế bào nhu mô chứa chủ yếu là tinh bột và các hợp chất chứa nitơ
(Võ Văn Chi,2005)
Phân loại khoai lang:
Khoai lang trắng: loại to, vỏ trắng, ruột trắng giàu tinh bột


Khoai lang vàng: củ dài, vỏ đỏ, ruột vàng hay vàng tươi có lượng đường cao và
giàu carotenoid
Khoai lang tím: vỏ tím, ruột tím chứa hàm lượng chất chống oxy hóa anthocyanin
cao
Ở đây nhóm 6B chọn khoai lang tím để sản xuất bột khoai lang vì trong khoai lang
tím chứa hàm lượng chất chống oxy hóa anthocyanin cao.

1.1.3 Khoai lang tím Nhật Bản
1.1.3.1 Tổng quan
Khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari - Nhật tím 1) là một loại khoai lang
được nghiên cứu đưa vào sản xuất bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật
Bản có tên là Okinawan. Đây là một nguồn chất màu tím tốt và ổn định vì nó có
sản lượng lớn với hàm lượng anthocyanin cao (Ikuo và cs., 2003).
Thời gian sinh trưởng 105 - 110 ngày với năng suất củ tươi đạt 10 - 22 tấn/ha, hàm
lượng chất khơ 27 – 30oBrix, vỏ củ màu tím sẫm, thịt củ màu tím đậm, dạng củ đều
đẹp, có thể trồng quanh năm và cho thu nhập cao, gấp đôi các loại khoai khác. Đây
là giống khoai dễ trồng, bình quân mỗi dây khoai cho từ 3 - 7 củ, ít bị sùng ăn. Mặt
khác, khoai lang tím chỉ có nhiều vào mùa vụ nhất định chứ khơng có quanh năm.
Do khoai lang tím Nhật Bản có chất lượng cao nên ngồi tỷ lệ củ dùng để ăn tươi
cịn được chế biến ra nhiều sản phẩm khác như sấy khơ, chế biến bánh kẹo, mứt
đóng hộp, nhờ vậy có thể tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế
giới như: Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Hàn Quốc mang lại giá trị kinh tế cao.
(Nguyễn Văn Tuất, 2008)


Hình 1.1: Khoai lang tím Nhật Bản
1.1.3.2 Thành phần hóa học
Về thành phần hóa học, trong 100g củ khoai lang tím tươi có 68% là nước cịn lại
32% là chất khơ trong đó glucid là thành phần chủ yếu chiếm 28.5% (chủ yếu là
tinh bột 24.5% và 4% là đường) và cung cấp năng lượng là 119 kcal
Khi phơi khô, rút gần hết nước, giá trị dinh dưỡng của khoai tăng hơn nhiều.
Trong 100g khoai lang khơ có 11% nước cịn lại 89% chất khơ trong đó glucid là
thành phần chủ yếu chiếm 83% và cung cấp năng lượng là 342 kcal
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của khoai lang tím (tính cho 100g sản phẩm)
Sản phẩm Củ tươi
Thành phần

khơ

Nước (g)
Lipid (g)
Đạm (g)
Gluxit (g)

Khoai lang

Tổng
Đường
Tinh bột

Xơ (g)
Ca
Khoáng (mg) P
Fe

68
0.2
0.8
28.5
4.0
24.5
1.3
34.0
49.4
1.0

11.0

0.5
2.2
83.0
3.6


Caroten
B1
B2
Vitamin (mg)
PP
C

0.3
0.05
0.05
0.6
23.0
(Viện dược liệu, 2004)

Trong khoai lang hàm lượng protid khơng cao, trung bình khoảng 5% chất khơ.
Tuy nhiên, thành phần các acid amin trong khoai khá cân đối, nhất là các acid amin
không thể thay thế.
Bảng 1.2: Các acid amin có trong protein tồn phần (tính theo 16g N)
Thành phần
Arginin
Histidin
Lysine
Trytophan
Phenylalanin

Hàm lượng(%)
2,9
1,4
1,3
1,8
4,33

Thành phần
Hàm lượng(%)
Methionin
1,7
Threonin
3,8
Leucin
4,8
Isoleucin
3,6
Valin
5,6
(Nguồn: Viện Dược Liệu, 2004)

Ngoài giá trị cung cấp năng lượng với nhiều loại vitamin B 1, B2, PP, C và các chất
khoáng Ca, P, Fe giàu chất xơ thực phẩm thì khoai lang tím Nhật Bản cịn có
những ưu điểm vượt trội so với các giống khoai lang khác. Những nghiên cứu gần
đây cho thấy giống khoai lang tím có chứa một lượng anthocyanin đáng kể với tác
dụng kháng oxy hố rất mạnh, có khả năng kiềm chế đột biến của tế bào ung thư,
ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch.
Bảng 1.3: Hàm lượng các chất chống oxy hóa trong các loại khoai lang khác nhau

Thành phần màu
Hợp chất Phenolic (%)
Anthocyanins (%)
Carotenoids (%)
Tổng số chất chống oxy
hóa (µg trolox equiv/g)

Trắng
0,55-1,36
0-0,08
0,40-14,75
809-2979

Màu sắc củ
Vàng
0,77-1,16
0,01-0,13
0,33-56,93
1424-3047

Tím
0,02-3,04
0,23-1,82
0,37-4,32
1751-5600


Hàm lượng chất khô (%)

25,7-40,7

25,4-37,0
33,2-41,7
(Nguồn: Thái Thị Ánh Ngọc, 2011)

1.1.3.3 Anthocyanin và các tính chất
Hợp chất anthocyanin có trong khoai lang tím với hàm lượng từ 0,23-1,82%, đây là
một hợp chất thuộc nhóm flavonoid.
Trong sản xuất thực phẩm cùng với các chất màu tự nhiên khác như carotenoid,
clorofil, anthocyanin giúp sản phẩm hồi phục lại màu tự nhiên ban đầu, tạo ra màu
sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm. Đồng thời do có khả năng kháng oxy hóa nên
chúng cịn được dùng để làm bền chất béo.
Khi đun nóng lâu trong nước, anthocyanin bị phá hủy một phần.
Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa, khi kết hợp với đường
làm cho phân tử anthocyanin càng dễ hòa tan hơn.
Màu sắc của anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các sắc tố có mặt và
nhiều yếu tố khác… Khi tăng số lượng nhóm –OH trong vịng benzen thì màu càng
xanh đậm. Khi tác dụng với Sn có màu lam, với Al có màu tím, với Fe, Cu thì bị
biến màu
Mức độ methyl hóa các nhóm –OH trong vịng benzen càng cao thì màu càng đỏ.
Nếu nhóm –OH ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng thay đổi
theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít. - Màu sắc của
anthocyanin phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường, khi pH> 7 các
anthocyanin cho màu xanh, pH< 7 các anthocyanin cho màu đỏ. (Hoàng Thị Kim
Cúc, 2004)


Hình 1.1: Cơng thức và chất màu anthocyanin từ khoai lang tím
(Nguồn: Ikuo và cs., 2003)
1.1.4 Bột khoai lang tím Nhật Bản

1.1.4.1 Khái quát chung
Bột khoai lang tím là sản phẩm chế biến từ khoai lang tím sấy khơ và nghiền thành
bột mịn được đóng gói trong các túi PP/PE rất tiện khi sử dụng.
Đặc điểm: màu tím khơng sử dụng phẩm màu, giữ nguyên được các chất dinh
dưỡng cũng như màu sắc của khoai.
Ngày nay bột khoai lang tím được thay thế cho củ khoai lang tím vì tính dễ bảo
quản, chế biến, thời gian bảo quản lâu.

Bảng 1.4: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bột khoai lang tím
Thành phần dinh dưỡng
Nước(Water)
Năng lượng (Energy)
Protein
Lipid (Fat)
Glucid (Carbohydrate)
Celluloza (Fiber)
Tro (Ash)

Đơn vị

Hàm lượng

g
KCal
g
g
g
g
g

11
334
2.2
0.5
83.2
1.6
1.5


Calci (Calcium)
Sắt (Iron)
Phospho (Phosphorous)
Vitamin B1 (Thiamine)
Vitamin B2 (Riboflavin)
Vitamin PP (Niacin)
Caroten

mg
Mg
mg
mg
mg
mg
µg

50
2.00
95
0.24
0.09

1.5
1.31
(Nguồn: Viện dinh dưỡng, 2007)

1.1.4.2 Ứng dụng
Dùng để làm bánh, nấu ăn như những gia vị khác để tăng độ thơm ngon và bổ
dưỡng của món ăn.
Dùng tạo màu sắc cho món ăn thêm hấp dẫn.
Dùng pha trộn các loại thức uống để tăng hương và mùi vị như: cafe, nước uống, ...
Cách sử dụng;
Tùy vào mục đích sử dụng, ta có thể cho trực tiếp bột khoai lang vào nguyên liệu
hoặc với nước đều được, sau đó đem chế biến (hấp, nấu, rán).
Sau khi sử dụng nên đóng kín miệng túi hoặc vật chứa bột khoai lang và bảo quản
nơi khơ ráo, thống mát. Tránh để bột tiếp xúc lâu với khơng khí gây hiện tượng
bón cục sản phẩm gây giảm chất lượng, mùi vị của sản phẩm.
Một số sản phẩm từ bột khoai lang tím:
Bánh mì:
Người ta sử dụng phương pháp đơn giản là dùng khoai lang tươi bóc vỏ nghiền
nhỏ và thêm vào khối bột nhào tỉ lệ 30% (thay thế bột mì). Mức độ thay thế bột
khoai lang trong sản xuất bánh mì đã được nghiên cứu khá nhiều nhưng qua tất cả
các tài liệu đã báo cáo kết luận rằng tỉ lệ thay thế bột khoai lang ở 20% là lớn nhất
để có được sản phẩm bánh mì khoai lang có hương vị, cấu trúc và chất lượng tốt.
Bánh ngọt:
Hàng loạt các loại bánh ngọt như: Bánh quy, bánh nướng, bánh xốp… đã được đề
xuất sử dụng bột khoai lang thay thế. Có loại sử dụng đến 50% bột khoai lang thay
thế, có loại sử dụng đến 100% như ở Philippin. Với các loại bánh ngọt sử dụng đến
30% bột khoai lang thay thế được người tiêu dùng ưa chuộng và không thấy sự
khác nhau với sản phẩm bột mì.

Miến khoai lang:
Một số nước đã sử dụng bột khoai lang thay thế bột mì để sản xuất mì sợi như:
Nhật Bản, Đài Loan, Triều Tiên, Philippin.
Ở Nhật Bản, người ta đã sản xuất mì khơ, mì ướt có tỉ lệ bột khoai lang lên tới
50%.
1.2 Tìm hiểu về quá trình sấy
1.2.1 Quá trình sấy
Sấy là quá trình sử dụng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu.
Nhiệt cung cấp cho vật liệu bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng
lượng điện trường có tần số cao với mục đích giảm bớt khối lượng của vật liệu,
tăng độ bền của vật liệu, bảo quản tốt trong một thời gian dài nhất đối với lương
thực, thực phẩm.
Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu đồng thời bên trong vật liệu và môi trường
xung quanh.
1.2.2 Phân loại
Quá trình sấy có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng
lượng mặt trời, năng lượng gió… (gọi là q trình phơi hay sấy tự nhiên). Dùng
phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng nhưng không điều chỉnh được vận tốc của quá
trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp… Bởi vậy trong các ngành cơng nghiệp
người ta thường tiến hành q trình sấy nhân tạo (dùng nguồn năng lượng do con
người tạo ra)
Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, trong kỹ thuật sấy chia ra:
Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với khơng khí
nóng, khói lị, … (gọi là tác nhân sấy)
Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật
liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn
Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại
do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có
tần số cao đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu
Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong mơi trường có độ chân không rất cao,
nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn
thành hơi không qua trạng thái lỏng.
=> Qúa trình sấy là một q trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức
tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và bên ngồi vật liệu rắn đồng
thời với q trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, vận tốc của tồn bộ
q trình được quy định bởi giai đoạn nào chậm nhất. Ngoài ra tùy theo phương
pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ
trong lịng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy (Nguyễn Bin và cộng sự)
Đối với q trình sấy khoai lang tím nhóm 6B xin chọn phương pháp sấy đối lưu
1.2.3 Ưu và nhược điểm của sấy đối lưu
Ưu điểm:
- Không làm thay đổi các tính chất tự nhiên đặc trưng của sản phẩm
- Thời gian bảo quản được lâu
- Áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy trong đó có khoai lang tím, dải nhiệt độ nóng
rộng, dễ điều chỉnh cho mỗi loại vật liệu sấy
- Ứng dụng rộng rãi, rẻ tiền
- Nguồn nhiệt phong phú và chi phí cho thiết bị phù hợp
Nhược điểm:
- Vì gia nhiệt cho vật liệu sấy nên giảm mùi vị do nhiệt làm thất thoát các thành
phần dễ bay hơi
- Màu sắc có thể bị biến đổi do các phản ứng hóa sinh ví dụ sẫm màu do phản ứng
nâu hóa, oxy hóa
- Yêu cầu kỹ thuật chế tạo máy, cơng nghệ sấy khắt khe
- Kỹ thuật đóng gói phải đảm bảo mơi trường đóng gói có độ ẩm thấp (<30%) và
nhiệt độ thấp (<20oC)
- Bao bì phải dùng là polyetylen, bao lớp nhơm và có chứa nito

- Chi phí năng lượng cao
1.2.4 Các khái niệm liên qua đến sấy đối lưu
Có nhiều tác nhân sấy cho q trình sấy đối lưu, nhóm 6B xin chọn tác nhân sấy là
khơng khí nóng
Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật sấy. Trong
q trình sấy, mơi trường buồng sấy ln ln được bổ sung ẩm thoát ra từ vật sấy.
Nếu lượng ẩm này khơng được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy tăng
lên, đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật sấy và mơi trường trong
buồng sấy và q trình thốt ẩm từ vật sấy sẽ ngừng lại
Khơng khí nóng được đặc trưng bởi các thông số cơ bản sau:
1.2.4.1 Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí
Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí là lượng hơi nước chứa trong một 1m3 khơng khí
ẩm, về trị số thì bằng khối lượng riêng của hơi nước ở trong hỗn hợp khơng khí ẩm
kí hiệu là h đơn vị là kg/m3
1.2.4.2 Độ ẩm tương đối của khơng khí
Độ ẩm tương đối của khơng khí hay cịn gọi là mức độ bão hòa hơi nước là tỷ số
giữa lượng hơi nước chứa trong 1m3 khơng khí; với lượng nước chứa trong 1m3
khơng khí đó đã bão hịa hơi nước ở cùng một nhiệt độ và áp suất kí hiệu là
=
Trong đó
h

là khối lượng riêng của hơi nước trong 1m3 khơng khí ẩm, kg/m3

là khối lượng riêng của hơi nước trong 1m3 khơng khí đã bão hịa hơi nước,
kg/m3 (Nguyễn Bin và cộng sự)
bh

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ

Khoai lang tím Nhật
Bản

Củ khơng đạt

Phân loại

Nước

Rửa sạch

Gọt vỏ

Thái lát

Nước

Vỏ


Xử lí màu
(hấp)
Sấy

Nghiền

Rây (sàng)

Bao gói

Bột khoai lang tím

Hình 2.1: Quy trình cơng nghệ chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản
2.2 Thuyết minh quy trình
2.2.1 Ngun liệu:
Khoai lang tím sử dụng là những củ được thu hoạch sau khoảng 105 - 110 ngày,
chọn lọc những củ khoai có chất lượng cao, không bị dập nát, thối hỏng, không sâu
bệnh, chưa mọc mầm để tránh ảnh hưởng đến không tốt đến chất lượng bột thành
phẩm
2.2.2 Phân loại
Khoai lang tím được phân loại theo kích cỡ, đồng đều và loại bỏ các củ không đủ
tiêu chuẩn (khoảng 2%):


Bảng 2.1: Kích thước phân loại khoai lang tím
Kích thước
Đường kính trung bình
(cm)

Loại củ
Củ to
Củ trung bình
Củ nhỏ

Độ dài trung bình (cm)

>4
3–4
<3

15 – 17
10 – 14
<10
(Hà Văn Thuyết, 2005)

Để đạt được độ chính xác cao nhất có thể phân loại một cách thủ cơng.
2.2.3 Rửa sạch
Mục đích: làm sạch ngun liệu, làm giảm sự nhiễm bẩn vi sinh vật, thuốc bảo vệ
thực vật, thuốc trừ sâu.
Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa sàng lắc.
Nguyên liệu được nạp vào máy thông qua cửa nạp liệu chảy xuống sàng rửa, thông
qua tay quay và thanh treo thì sàng rửa chuyển động tịnh tiến liên tục sàng được
đặt nghiêng 6 – 8⁰ nên nguyên liệu dễ dàng đi từ cửa nạp liệu đến cửa thốt liệu.
Vịi nước được đặt song song với sàng rửa khi nguyên liệu di chuyển trên sàng rửa,
vòi nước phun liên tục lên nguyên liệu, nhờ vậy nguyên liệu đi đến cửa thốt liệu
được rửa sạch
2.2.4 Gọt vỏ
Mục đích: loại bỏ lớp vỏ, những khuyết tật, làm sạch nguyên liệu hơn.
Cách tiến hành: Sử dụng máy gọt vỏ dạng mài mòn.
Sau khi khoai được rửa sạch được đưa vào ống xoáy đưa nguyên liệu vào.
Các thanh cuộn chuyển động ngược chiều vào liên tục vối vận tốc không giống
nhau.
Sự chà sát liên tục giữa thanh cuộn với khoai lang, giữa các củ khoai làm cho vỏ bị
tróc ra, hiệu quả bóc vỏ rất cao.

Đồng thời vòi nước phun xả sạch vỏ khoai lang, nước bẩn cùng vỏ khoai đi ra
ngoài.
Ưu điểm của thiết bị: đơn giản, chắc chắn, rẻ tiền, tính lợi nhuận trong nước,
khơng làm thay đổi tính chất hóa học của bề mặt củ khoai lang. Khoảng 10% trọng
lượng củ khoai mất đi trong khi mài mịn.
2.2.5 Thái lát
Mục đích: Chuẩn bị
Những củ khoai lang được cắt thành những lát mỏng tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình sấy.
Miếng khoai lang sau khi cắt đạt tiêu chuẩn là những miếng mỏng, sạch và dễ dàng
trong hấp thu nhiệt trong quá trình sấy.
Cách tiến hành: Sử dụng máy cát lát kiểu đĩa.
Nguyên tắc hoạt động:
- Máy gồm một khung trên đó lắp trục thẳng đứng quay trong đó gối đỡ và ổ chắn,
được chuyển động quay từ động cơ điện qua puli và cặp bánh răng hình nón.
- Ở đầu trên của trục thẳng đứng lắp chặt đĩa gang có các cửa khoét để lắp các dao.
Trên đĩa đặt thùng cung cấp, bên trong có các bộ phận đặc biệt như dạng các hốc
sâu hay hộp để tránh khoai không cho quay theo đĩa.
- Khoai lang chất vào thùng, do trọng lượng bản thân ép vào đĩa được bảo đảm tốt
và mỗi dao đều làm việc liên tục. Hệ số dao sử dụng dao đạt tới 0,8 – 0,9, điều đó
có thể xác định năng suất cao của máy tương ứng với các kích thước tương đối nhỏ
của bộ phận làm việc.
- Các biến đổi:
Vật lý: khoai bị cắt thành lát dày 3 – 4 mm.
Hóa học: các chất dinh dưỡng trong khoai bị thốt ra, xảy ra hiện tượng oxy hóa
các hoạt chất màu như polyphenol.
2.2.6 Xử lý màu
Trong khoai lang tím có nhiều enzyme nội sinh làm mất màu nên việc xử lý
ngun liệu sẽ vơ hoạt enzyme oxy hóa, tăng hiệu quả cho quá trình sấy và giảm

tổn thất hàm lượng màu anthocyanin cho sản phẩm. Các lát được cho vào nồi hấp
ngay sau khi cắt thái. Dưới tác dụng nhiệt độ làm trạng thái keo biến đổi, mơ thực
vật mềm ra, khơng khí thốt ra, tế bào trương nở, chất nguyên sinh đông tụ tách ra
màng tế bào, bảo vệ anthocyanin nằm trong cấu trúc tinh bột. Nguyên liệu sau khi
hấp phải đảm bảo yêu cầu khơng tổn thất nhiều chất màu, khơng bị oxy hóa, không
bị vỡ vụn.
Thời gian hấp để hạn chế tổn thất anthocyanin trong khoai lang tím là 4 phút.
2.2.7 Sấy
Mục đích:
Giảm độ ẩm của các lát khoai đến độ ẩm yêu cầu đi vào công đoạn tiếp theo
Các biến đổi: Giai đoạn đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt cung cấp chủ yếu là để
làm nóng sản phẩm sấy. Khi nhiệt độ ở lớp bề mặt sản phẩm tăng dần để đạt tới
nhiệt độ bay hơi thì lượng hơi ẩm ở lớp bề mặt lát khoai thốt ra rất mạnh. Q
trình bay hơi ở lớp bề mặt xảy ra đồng thời với q trình chuyển dịch ẩm từ trong
lịng vật liệu ra lớp bề mặt dần dần tác dụng sâu vào phía trong lịng làm cho nhiệt
độ phía trong lát khoai tăng lên, thúc đẩy thêm quá trình chuyển dịch ẩm từ trong
lịng vật chất ra lớp bề mặt.
Các thơng số quá trình sấy:
Độ ẩm ban đầu của khoai là 68%, sản phẩm sau khi sấy là 11%.
Nhiệt độ sấy: 60℃.
Thời gian sấy: 8h
2.2.8 Nghiền
Sau khi sấy khơ khoai lang tím được nghiền đến độ mịn đạt yêu cầu về kích thước,
màu sắc, hương vị
Cách tiến hành: Sử dụng máy nghiền búa
Cho khoai đã sấy để nguội vào cửa nạp của máy.


Sự va đập của khoai vào các cách búa và thành trong của máy làm cho các miếng

khoai vỡ ra với kích thước nhỏ hơn. Q trình này diễn ra liên tục cho đến khi vật
liệu cá thể lọt qua lỗ dưới (lắp trên vỏ máy) thốt ra ngồi.
Các biến đổi: Các miếng khoai được nghiền thành dạng bột mịn
2.2.9 Rây (sàng)
Để làm cho bột khoai lang tím có kích thước đồng đều, thuận tiện cho quá trình
phối trộn với các nguyên liệu khác sau này, dùng rây thủ công để rây bột. Bột có
kích thước đồng đều, khơng bị sạn hay tạp chất.
2.2.10 Bao gói
Bột được bảo quản trong túi polyetylen để ở nơi khơ ráo thống mát, vì bột khoai
lang rất dễ hút ẩm và mốc.

PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1 Cơ sở tính tốn
Với sơ đồ quy trình sản xuất bột khoai lang và nguyên liệu có khối lượng 4000kg/h
ta dựa vào định luật bảo tồn khối lượng và công thức cân bằng vật chất như sau để
tính khối lượng ngun liệu cho từng cơng đoạn.
dịng vào

= dòng ra

Bảng 3.1: Tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu trong quá trình sản xuất
STT
1

Các quá trình
Phân loại

Tỷ lệ tổn thất
(%)
2

Nguyên nhân
Loại bỏ các củ hỏng, không đạt


tiêu chuẩn.
2

Rửa

1

Bụi bẩn, tạp chất và lượng VSV bị
loại bỏ trên bề mặt của nguyên
liệu.

3

Gọt vỏ

10

Phần vỏ củ và một phần thịt củ bị
tách ra khỏi củ làm khối lượng
giảm.

4

Thái lát

0,5

Một phần thịt củ bị dính vào thiết
bị.

5

Xử lí màu

0,5

Một phần bị dính vào thiết bị, một
phần bị rơi vãi.

6

Sấy

0,5

Một phần bị dính vào thiết bị, một
phần bị rơi vãi.

7

Nghiền

0,5

Do dính thiết bị, hiệu suất máy.

8

Rây

0,5

Một phần bị dính vào thiết bị, một
phần bị rơi vãi.

9

Bao gói

0,2

3.2 Tính tốn các q trình
Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có:
mv = mr + mhp
Trong đó:
mv: Khối lượng nguyên liệu vào
mr: Khối lượng sản phẩm ra

Do rơi vãi


mhp: Khối lượng nguyên liệu hao phí, tổn thất
Gọi:
mvi: Khối lượng nguyên liệu vào tại công đoạn i
mri: Khối lượng sản phẩm ra tại công đoạn i

xhpi: Phần trăm khối lượng ngun liệu hao phí, tổn thất tại cơng đoạn i
=> Khối lượng sản phẩm ra tại công đoạn i: mri = mvi (1 – xi)
3.2.1 Phân loại
Có 4000kg khoai lang tím mang đi phân loại:

Khoai lang tím đã phân loại:
3920kg

Khoai lang tím: 4000kg

Phân loại

Khoai bỏ khơng sản xuất 2%
= 80kg
Sau khi phân loại khối lượng khoai lang tím là:
mr1 = mv1 (1 – x1) = 4000 (1 – 2%) = 3920kg
3.2.2 Rửa sạch
3920kg khoai lang tím đã phân loại tiếp tục được rửa sạch:
Khoai lang tím đã phân loại
và rửa sạch: 3880.8kg

Khoai lang tím đã phân
loại: 3920kg

Rửa sạch


Đất cát, tạp chất bẩn
1% = 39.2kg
Sau khi rửa sạch khối lượng khoai lang tím là:

mr2 = mv2 (1 – x2) = 3920 (1 – 1%) = 3880.8kg
3.2.3 Gọt vỏ
3880.8kg khoai lang tím đã phân loại và rửa sạch đem đi gọt vỏ:
Khoai lang tím đã gọt vỏ:
3492.72kg

Khoai lang tím đã phân loại và
rửa sạch: 3880.8kg

Gọt vỏ

Vỏ khoai lang
10% = 388.08kg
Sau khi gọt vỏ khối lượng khoai lang tím là:
mr3 = mv3 (1 – x3) = 3880.8 (1 – 10%) = 3492.72kg

3.2.4 Thái lát
3492.72kg khoai lang tím đã gọt vỏ đem đi thái lát:
Các lát khoai lang tím:
3475.22kg

Khoai lang tím đã gọt vỏ:
3492.72kg

Thái lát