Tính toán thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hòa tan (Autocad + thuyết minh chi tiết)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
----------

ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ

THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY PHUN BỘT CÀ
PHÊ HÒA TAN NĂNG SUẤT 300 KG/H

SVTH:

1. Nguyễn Thị Tuyết Huyền

MSSV: 18128023

2. Nguyễn Nhất Khang

MSSV: 18128027

GVHD: TS. Đặng Đình Khơi

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM


BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

---oOo---

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ
Giảng viên hướng dẫn: Đặng Đình Khôi
Họ và tên sinh viên thực hiện:

MSSV

1. Nguyễn Thị Tuyết Huyền
2. Nguyễn Nhất Khang

18128023
18128027

1. Tên đồ án: Thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hoà tan năng suất 300kg/h
2. Các số liệu ban đầu:
 Năng suất sản phẩm sấy: 300 kg/h
 Độ ẩm nguyên liệu đầu vào 80%
 Độ ẩm sản phẩm sau sấy 5%
 Tác nhân sấy là khơng khí nóng
 Các số liệu khác tự chọn
3. u cầu về phần thuyết minh và tính tốn:
1) Tổng quan về sản phẩm và qui trình cơng nghệ sấy liên quan
2) Đề nghị qui trình sấy bột cà phê hồ tan
3) Tính cân bằng vật chất-năng lượng
4) Tính cấu tạo thiết bị chính
5) Chọn thiết bị phụ phù hợp
6) Kết luận
4. Yêu cầu về trình bày bản vẽ:
 01 bản vẽ qui trình khổ A1 và 01 bản vẽ khổ A4 kẹp trong tập thuyết

minh
 01 bản vẽ cấu tạo thiết bị chính khổ A1
5. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/03/2021
6. Ngày hoàn thành đồ án: 31/08/2021
TRƯỞNG BỘ MƠN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 03 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
Đặng Đình Khơi


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVHD: TS. Đặng Đình Khơi
2. Sinh viên: Nguyễn Nhất Khang

3. MSSV: 18128027

4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hoà tan năng suất 300kg/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang
điểm

1
2
3
4
5
6
7
8

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế
Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị
Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế
Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế
Lập được bản vẽ với phần mềm chun dụng
Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic
Hồn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm
Thực hiện đúng kế hoạch công việc được GV giao
TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

0 – 1,0
0 – 2,5
0 – 0,75
0 – 0,75
0 – 2,5

0 – 1,0
0 – 0,75
0 – 0,75
10

Điểm
số

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

(Ký & ghi rõ họ tên)

Không được phép bảo vệ : 
Ngày …… tháng 8 năm 2021
Người nhận xét


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVHD: TS. Đặng Đình Khơi
2. Sinh viên: Nguyễn Thị Tuyết Huyền

3. MSSV: 18128023

4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hoà tan năng suất 300kg/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang
điểm

1
2
3
4
5
6
7
8

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế
Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế
Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế
Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng
Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic
Hồn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm
Thực hiện đúng kế hoạch cơng việc được GV giao
TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

0 – 1,0
0 – 2,5
0 – 0,75
0 – 0,75
0 – 2,5
0 – 1,0
0 – 0,75
0 – 0,75
10

Điểm
số

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

(Ký & ghi rõ họ tên)

Không được phép bảo vệ : 
Ngày …… tháng 8 năm 2021
Người nhận xét


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVPB: .....................................................................................................................
2. Sinh viên: Nguyễn Nhất Khang

3. MSSV: 18128027

4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hoà tan năng suất 300kg/h
5. Kết quả đánh giá:
Thang
điểm

STT

Nội dung

1
2
3
4
5

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị
Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng
Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic
Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án
Trả lời được các câu hỏi phản biện
TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

Điểm
số

0 – 2,5
0 – 2,5
0 – 1,0
0 – 1,0
0 – 3,0
10

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVPB: .....................................................................................................................
2. Sinh viên: Nguyễn Thị Tuyết Huyền

3. MSSV: 18128023

4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy phun bột cà phê hoà tan năng suất 300kg/h
5. Kết quả đánh giá:
Thang
điểm

STT

Nội dung

1
2
3
4
5

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị
Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng
Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic
Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án
Trả lời được các câu hỏi phản biện
TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

Điểm
số

0 – 2,5
0 – 2,5
0 – 1,0
0 – 1,0
0 – 3,0
10

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Bộ môn Công
Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học, đã tạo mọi điều kiện để giúp chúng em được thực hiện Đồ
án “Quá trình thiết bị”. Mặc dù dịch bệnh vẫn diễn ra, nhưng quý Thầy (Cô) đã sắp
xếp để chúng em được tiếp tục thực hiện, và hồn thành đồ án của mình với hình thức
Online.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy (Cô) Giảng viên trong Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh nói chung và q Thầy (Cơ) trong Khoa
Cơng Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm nói riêng đã dạy dỗ, cho chúng em kiến thức về
các mơn đại cương, giúp chúng em có được những cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo
điều kiện giúp đỡ chúng em bổ sung những kiến thức để hoàn thiện đồ án của mình.
Hơn nữa, trong thời gian làm đồ án, chúng em cũng nhận được nhiều sự giúp đỡ và chỉ
bảo nhiệt tình của q Thầy (Cơ). Đặc biệt, là sự hướng dẫn tận tình của Thầy TS.
Đặng Đình Khơi, Giảng viên Khoa Cơng Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm. Nhờ đó
chúng em đã hình dung rõ hơn về những gì mình làm, cũng như hồn thiện đồ án của
mình. Chúng em xin cảm ơn Thầy rất nhiều ạ.
Sau cùng, chúng em cũng xin gửi lời chúc sức khỏe đến quý Thầy (Cô) của Trường

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh. Đặc biệt, q Thầy (Cơ) trong Khoa
Cơng Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm và TS. Đặng Đình Khơi được khỏe mạnh và an
tồn trong mùa dịch này. Chúc quý Thầy (Cô) được nhiều thành công hơn nữa trong
việc giảng dạy và trong cuộc sống của mình.


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ CÁC QUÁ TRÌNH
SẤY LIÊN QUAN.........................................................................................................2
1.1

Nguồn gốc của cà phê......................................................................................2

1.2

Cấu tạo của quả cà phê.....................................................................................2

1.3

Thành phần hóa học của nhân..........................................................................3

1.3.1

Nước......................................................................................................3

1.3.2

Chất khống...........................................................................................3

1.3.3

Glucid....................................................................................................4

1.3.4

Protein...................................................................................................4

1.3.5

Lipid.......................................................................................................4

1.3.6

Các alcaloid...........................................................................................4

1.3.7

Chất thơm..............................................................................................5

1.4

Tính chất vật lý của cà phê nhân......................................................................6

1.5

Khái quát về cà phê hòa tan..............................................................................7

1.5.1

Cà phê hòa tan 3 trong 1........................................................................8

1.5.2

Cà phê sữa hòa tan Pháp Daily Chef.....................................................9

1.6

Quá trình sấy....................................................................................................9

1.6.1

Khái niệm.............................................................................................10

1.6.2

Động lực quá trình sấy.........................................................................10

1.6.3

Các giai đoạn của quá trình sấy...........................................................11

1.6.4

Tác nhân sấy........................................................................................13

1.6.5

Các hệ thống sấy..................................................................................14

1.6.6

Các hệ thống sấy nóng.........................................................................16

1.7

Sấy phun.........................................................................................................18


1.7.1

Ngun lý làm việc...............................................................................19

1.7.2

Quy trình sấy phun cà phê hịa tan.......................................................27

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG....................................32
2.1

Các thông số đầu vào......................................................................................32

2.2

Các kí hiệu......................................................................................................32

2.3

Cân bằng vật chất và năng lượng....................................................................33

2.3.1

Cân bằng vật chất................................................................................33

2.3.2

Cân bằng năng lượng...........................................................................33

CHƯƠNG 3: TÍNH CẤU TẠO THIẾT BỊ SẤY PHUN..............................................38
3.1

Tính tốn thiết bị chính...................................................................................38

3.2

Kiểm tra độ bền cho thiết bị...........................................................................43

3.2.1

Thân thiết bị.........................................................................................43

3.2.2

Đáy nắp thiết bị....................................................................................44

3.2.3

Cửa quan sát........................................................................................45

3.2.4

Tính tốn chân đỡ................................................................................45

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG THIẾT BỊ PHỤ...............47
4.1

Tính cân bằng nhiệt lượng..............................................................................47

4.1.1

Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy..........................................................47

4.1.2

Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy.....................................................47

4.2

Tính tốn q trình sấy lý thuyết....................................................................48

4.3

Tổn thất nhiệt ở tháp sấy................................................................................49

4.3.1

Tính hệ số truyền nhiệt.........................................................................50

4.3.2

Tính bề dày của lớp cách nhiệt............................................................54

4.3.3

Tính diện tích bề mặt xung quanh máy sấy..........................................56

4.4

Tính tốn q trình sấy thực tế.......................................................................57

4.4.1

Sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế.......................57

4.4.2

Xác định các thơng số của tác nhân sấy trong q trình sấy thực.......57

CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ....................................60
5.1

Tính chọn Calorifer........................................................................................60


5.1.1

Chọn các kích thước truyền nhiệt.........................................................60

5.1.2

Tính hệ số truyền nhiệt K.....................................................................61

5.1.3

Tính bề mặt truyền nhiệt......................................................................65

5.1.4

Tính các ống truyền nhiệt và kích thước Calorifer...............................65

5.2

Tính và chọn Cyclone.....................................................................................66

5.2.1

Giới thiệu về Cyclone...........................................................................66

5.2.2

Tính tốn Cyclone................................................................................66

5.3

Tính trở lực và chọn quạt................................................................................69

5.3.1

Tính trở lực của quá trình....................................................................69

5.3.2

Tính và chọn quạt.................................................................................77

5.4

Tính chọn bơm cao áp....................................................................................80

KẾT LUẬN.................................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................84


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn bản chất của q trình sấy..................................................12
Hình 1.2. Kết cấu vịi phun cơ khí...............................................................................21
Hình 1.3. Kết cấu vịi phun khí động...........................................................................22
Hình 1.4. Đầu phun đĩa ly tâm.....................................................................................23
Hình 1.5. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao của buồng sấy, đường kính hạt
sản phẩm...................................................................................................................... 25
Hình 1.6. Các buồng sấy sử dụng vịi phun.................................................................25
Hình 1.7. Quy trình sản xuất bột cà phê hịa tan..........................................................28
Hình 1.8. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sấy phun............................................................31
Hình 2.1. Mơ tả q trình sấy......................................................................................35
Hình 4.1. Cấu trúc phân lớp của buồng sấy.................................................................55


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tỷ lệ giữa các thành phần cấu tạo của quả cà phê, tính theo % quả tươi.......3
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cà phê nhân............................................................6
Bảng 2.1. Tổng kết cho vật liệu sấy.............................................................................37

Bảng 2.2. Tổng kết cho tác nhân sấy...........................................................................37
Bảng 4.1. Tổng kết tính tốn cân bằng năng lượng......................................................59
Bảng 5.1. Kích thước của Cyclone .............................................................................69
Bảng 5.2. Tổng kết trở lực của quá trình......................................................................77

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cà phê đã là một thức uống quen thuộc đối với mỗi người chúng ta. Ly cà
phê buổi sáng đã dần là một điều gì đó khơng q xa lạ đối với văn hóa Việt Nam. Hơn
nữa, chúng ta có thể thấy những năm gần đây thị trường tiêu thụ cà phê đã có nhiều sự
phát triển lớn, kèm theo đó là những kiểu chế biến mới, phá cách để tăng thêm hương
vị cho cà phê. Điều này phần nào đó làm cho cà phê dần khơng thể thay thế trong thức
uống hằng ngày.
Không chỉ dừng lại ở hương vị, mà cà phê còn đem đến cho con người những lợi ích
về sức khoẻ. Theo các nhà khoa học, cà phê chứa nhiều chất chống oxy hóa và các hợp
chất có khả năng chống viêm cũng như chống lại bệnh tật rất tốt. Khẳng định này đã
được xác nhận bởi các chuyên gia và giáo sư hàng đầu của trường Đại học Y khoa
Johns Hopkins. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng cho thấy rằng những người có thói
quen thưởng thức một cốc cà phê mỗi sáng có nguy cơ mắc một số bệnh lý nghiêm
trọng thấp hơn hẳn so với những người khơng có thói quen này. Cà phê cịn có thể
giúp mọi người cảm thấy bớt mệt mỏi và tăng mức năng lượng.
Nhưng không phải lúc nào cà phê cũng được ưa chuộng. Để có tách cà phê chúng ta
phải tốn thời gian cũng như là dụng cụ để pha phin theo truyền thống. Và vì thế đơi khi
nó lại bị thua so với các loại nước giải khát thơng thường. Khắc phục tình trạng đó,
cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, những gói cà phê hoà tan đã ra đời. Vẫn
đầy đủ những thành phần chất lượng, cũng như hương vị của cà phê. Mà giá thành
không quá cao, và việc pha chế rất dễ dàng. Trong việc sản xuất cà phê hồ tan, cơng
đoạn quan trọng nhất phải kể đến đó là q trình sấy phun để chế biến dung dịch
huyền phù cà phê, tạo thành những hạt bột, và dễ dàng hòa tan trong nước.

Trong đồ án quá trình và thiết bị này chúng em xin trình bày về phương pháp cũng như
các thiết bị của q trình sấy phun bột cà phê hịa tan nhằm giải thích cụ thể về ưu,
nhược điểm của sấy phun so với các phương pháp sấy khác.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ CÁC
QUÁ TRÌNH SẤY LIÊN QUAN
1.1

Nguồn gốc của cà phê

Cà phê là một loại thức uống màu đen có chứa chất caffein và được sử dụng rộng rãi,
được sản xuất từ những hạt cà phê rang lên, từ cây cà phê. Cà phê được sử dụng đầu
tiên từ thế kỉ 9, khi nó được khám phá ra từ vùng cao nguyên Ethiopia. Từ đó, nó lan
ra Ai Cập và Yemen và tới thế kỉ 15 thì đến Armenia, Ba Tư, Thổ Nhĩ Kỳ và phía Bắc
Châu Phi. Từ thế giới Hồi giáo, cà phê đến Ý, sau đó là phần cịn lại của Châu Âu,
Indonesia và Mỹ. Ngày nay, cà phê là một trong những loại thức uống thơng dụng tồn
cầu.
Hiện nay, cây cà phê được trồng tại hơn 50 quốc gia trên thế giới, trong đó có một số
nước xuất khẩu cà phê. Hạt cà phê được lấy từ hạt của các lồi cây thuộc họ cà phê
(Rubiaceae). Ba dịng cây cà phê chính là:
Coffea arabica (Cà phê Arabica) – cà phê chè, cà phê Blue Mountain
Coffea canephora (Cà phê Robusta) – cà phê vối
Coffea excelsa (Cà phê Liberia) – Cà phê mít
Với nhiều loại khác nhau, chất lượng hay đẳng cấp của cà phê khác nhau tùy theo từng
loại cây, từng loại hạt và nơi trồng khác nhau.
1.2

Cấu tạo của quả cà phê

Qủa cà phê đưa vào chế biến gồm có: lớp vỏ quả, lớp nhớt (vỏ nhớt), lớp vỏ trấu (lớp

vỏ thóc), lớp vỏ lụa và nhân.


Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngồi, mềm, ngồi bì có màu đỏ, vỏ của cà phê chè mềm hơn cà
phê vối và cà phê mít.
Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt, gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều
chất ngọt, dễ xay xát hơn. Trong khi đó, vỏ cà phê mít lại cứng và dày hơn.
Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khơ gọi là cà phê thúc, vì bao bọc
nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu của cà phê
chè mỏng và dễ dập hơn so với cà phê vối và cà phê mít.
Xác cà phê thúc còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa, chúng có màu sắc và đặc
tính khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và
dễ bong ra khỏi hạt trong q trình chế biến. Trong khi đó thì vỏ cà phê vối lại có màu
nâu nhạt, cịn vỏ lụa của cà phê mít thì có màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.
Trong cùng là nhân cà phê. Lớp tế bào phần ngồi của nhân cứng có những tế bào nhỏ,
trong có chứa những chất dầu, phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả
cà phê thường có một, hai, hoặc ba nhân, thơng thường thì có hai nhân. Bao bọc bên
ngồi mỗi hạt là lớp vỏ lụa, bên trong là phôi và nhũ. Nhân chiếm khoảng 30% khối
lượng quả. Vỏ lụa là một màng rất mỏng, thực chất là màng bán thấm tinh. Nhũ chứa
toàn bộ chất dinh dưỡng của hạt, cịn phơi chứa rễ và mầm.
Bảng 1.1. Tỷ lệ giữa các thành phần cấu tạo của quả cà phê, tính theo % quả tươi

1.3

Thành phần

Cà phê chè (%)

Cà phê vối (%)

Vỏ quả

43-45

41-42

Lớp nhớt

20-23

21-42

Vỏ trấu

6-7,5

6-8

Nhân và vỏ lụa

26-30

26-29

Thành phần hóa học của nhân

Thành phần hóa học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín,
điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản.
1.3.1 Nước

Trong nhân cà phê đã sấy khơ, nước cịn lại 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng
nước cao hơn, các loại nấm mốc phát triển mạnh làm hỏng hạt. Mặt khác, hàm lượng
nước cao sẽ làm tăng thể tích bảo quản kho, khó khăn trong q trình rang, tốn nhiều
nhiên liệu và nhất là làm tổn thất hương cà phê. Hàm lượng nước trong cà phê sau khi
rang còn 2,7%.
1.3.2 Chất khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là kali, nitơ, magie,
photpho, clo. Ngoài ra cịn thấy nhóm sắt, đồng, iod, lưu huỳnh. Những chất này ảnh
hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê cao khi hàm lượng chất khoáng
càng thấp và ngược lại.
1.3.3 Glucid
Chiếm khoảng ½ tổng số chất khơ, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước
uống mà chỉ có màu và vị caramel. Đường có trong cà phê do trong quá trình thủy
phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme thủy phân. Hàm lượng saccharose có
trong cà phê phụ thuộc vào mức độ chín: quả càng chín thì hàm lượng saccharose càng
cao. Hạt cà phê còn chứa nhiều polysaccharide nhưng phần lớn bị loại ra ngồi bã cà
phê sau q trình trích ly.
1.3.4 Protein
Hàm lượng protein trong cà phê khơng cao nhưng nó đóng vai trị quan trọng trong
việc hình thành hương vị của sản phẩm. Thành phần protein của cà phê có những acid
amine như: cysteine, alanine, phenylalanine, histidine, leucine, lysine… Các acid
amine này ít ở trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên kết. Khi gia nhiệt, các mạch
polypeptide bị phân cắt, các acid amine được giải phóng tiếp tục tham gia các phản
ứng maillard, caramel tạo mùi vị cho cà phê rang. Trong số các acid amine kể trên
đáng chú ý nhất là những acid amine có chứa lưu huỳnh như cysteine, methionine và
proline, chúng góp phần tạo nên hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt,
methionine và proline có tác dụng làm giảm tốc độ oxi hóa các chất thơm, làm cho cà
phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần
protein bị phân giải thành acid amine, cịn phần lớn bị biến thành hợp chất không tan.

1.3.5 Lipid


Hạt cà phê chứa lượng lipid khá lớn (10-13%). Lipid trong cà phê gồm chủ yếu là dầu
và sáp. Trong đó, sáp chiếm 7-8% tổng lượng lipid, cịn dầu chiếm 90%. Trong quá
trình chế biến lipid bị biến đổi, song một phần acid béo tham gia phản ứng dưới tác
dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm, lượng lipid không bị biến
đổi là dung môi tốt hịa tan các chất thơm. Khi pha cà phê thì chỉ một lượng nhỏ lipid
đi vào nước còn phần lớn lưu lại trên bã.
1.3.6 Các alcaloid
Trong cà phê có các alcaloid như caffeine, trigonelline, coline. Trong đó quan trọng và
được nghiên cứu nhiều hơn cả là caffeine và trigonelline.
Caffeine chiếm từ 1-3% phụ thuộc vào chủng loại, điều kiện khí hậu, điều kiện canh
tác. Hàm lượng caffeine thấp hơn trong chè nhưng nó kích thích hệ thần kinh với thời
gian dài hơn vì khi uống cà phê tốc độ lưu thơng của máu khơng tăng lên nên caffeine
thải ra ngồi chậm, mặt khác khi pha cà phê trong nước, caffeine được giải phóng hồn
toan ở trạng thái tự do, khơng hình thành những chất có khả năng kết tủa hoặc những
chất khơng có hoạt tính của alcaloid.
Trigonelline (acid metyl betanicotic C7H7NO2) là alcaloid khơng có hoạt tính sinh lý, ít
tan trong rượu etylic, không tan trong chloroform và ete, tan nhiều trong nước nóng,
nhiệt độ nóng chảy là 218. Tính chất đáng quý của trigonelline là dưới tác dụng của
nhiệt độ cao, nó bị thủy phân thành acid nicotic (tiền vitamin PP). Nhiều kết quả cho
thấy trong cà phê không có acid nicotic nhưng nó được hình thành trong q trình gia
nhiệt, trong đó sự nhiệt phân trigonelline giữ vị trí quan trọng.
1.3.7 Chất thơm
Trong cà phê, hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt, Sự
tích lũy chịu nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và nhất là chủng loại cà phê. Mặt khác,
nó được hình thành trong q trình chế biến, đặc biệt trong quá trình rang. Chất thơm
bao gồm nhiều cấu tử khác nhau như acid, aldehyde, ketone, rượu, phenol, este. Trong
q trình rang, các chất thơm thốt ra ban đầu có mùi hắc sau chuyển thành mùi thơm.

Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất
mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh.


Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cà phê nhân
Thành phần hóa
học

Đơn vị g/100g

Thành phần hóa
học

Đơn vị mg/100g

Nước

8-12

Ca

85-100

Chất béo

4-18

P

130-150

Đạm

1,8-2,5

Fe

3-10

Protein

9-16

Na

4

Caffeine

0,8-2

Mn

1-45

Acid chlorogenic

2-8

Rb, Cu, F

Vết

Trigonelline

1-3

Tannin

2

Acid caffetanic

8-9

Acid caffeic

1

Pentosan

5

Tinh bột

5-23

Dextrine

0,85

Đường

5-10

Cellulose

10-20

Hemicellulose

20

Lignin

4

Tro

2,5-4,5


1.4

Tính chất vật lý của cà phê nhân

Cà phê nhân được bóc ra từ cà phê thúc, có hình dáng bầu dục, có chiều dài khoảng
1cm, chiều rộng khoảng 0,5cm.
Khối lượng riêng:
Nhiệt dung riêng: C = 0,37 (kcal/kg.k) = 1,5466 kJ/kg.k

Độ ẩm ban đầu khoảng 20% đến 40%
Độ ẩm cuối để bảo quản phải nhỏ hơn 13%
1.5

Khái quát về cà phê hòa tan

Cà phê là một loại đồ uống được tiêu thụ nhiều nhất trên tồn thế giới. Nó cũng là một
trong những loại đồ uống tốt cho sức khỏe vì chứa đầy chất chống ơxy hóa, tăng
cường sự tỉnh táo và chức năng nhận thức. Nếu khơng có sữa và đường, bản thân cà
phê cũng rất ít calo.
Ngày nay, tùy vào nhu cầu và sở thích của từng người mà cà phê có thể được dùng
dưới nhiều phương thức khác nhau. Có người thì thích uống cà phê xay hơn, cịn có
người lại chuộng cà phê hịa tan hơn. Tuy nhiên, trong cuộc sống hiện đại ngày nay, đa
số mọi người đều bận rộn với cơng việc nên ít ai có thời gian ngồi chờ để uống một ly
cà phê xay. Vì vậy nên cà phê hịa tan là một sự lựa chọn hồn hảo nhất vì nó rất dễ sử
dụng, tiện lợi và nhanh chóng, chỉ cần thêm nước nóng là có thể sử dụng được. Ngồi
ra, cà phê hịa tan có khả năng được coi là lành mạnh hơn do mức độ caffeine thấp hơn
so với cà phê xay.
Cà phê hòa tan là một loại đồ uống bắt nguồn từ cà phê dưới dạng bột cà phê và đã
được nêm nếm sẵn theo khẩu vị, được chế biến bằng phương pháp rang xay sấy khơ.
Cà phê hịa tan được sử dụng ngay bằng cách hòa tan với nước sơi và khuấy đều là có
thể sử dụng. Loại cà phê này rất tiện sử dụng, có thể bảo quản được lâu và không cần
nhiều thiết bị để pha chế. Ngồi ra, cà phê hịa tan cịn có tác dụng rất tốt cho việc
giảm béo. Cà phê hòa tan xuất hiện trên thị trường vào những năm 1950, đã phát triển
nhanh chóng và trở thành một trong những loại hình cà phê phổ biến nhất, được uống
bởi hàng triệu người trên thế giới. Từ năm 2000 trở về sau, cà phê hịa tan khơng
những mở rộng được thị trường trong nước cịn có tỷ trọng xuất khẩu rất cao trong


tổng sản lượng cà phê. Trong đó, Vinacafe, NesCafe, Trung Nguyên, MacCoffee, đang

là những thương hiệu lớn dẫn đầu trên thị trường.
Những sản phẩm cà phê dưới dạng hòa tan là một thức uống được chế biến với thành
phần chính là cà phê. Tuy nhiên, cà phê sẽ được sấy khơ tạo thành dạng bột, ngồi ra
cịn có thành phần các chất khác như đường, bột kem, hương liệu, phụ gia để tạo thành
hỗn hợp có hương vị hồn chỉnh. Trước đây, ở dạng hịa tan chỉ có cà phê, bột kem và
đường thông thường. Tuy nhiên, hiện nay bạn có nhiều sự chọn lựa hơn như cà phê
đen hịa tan, cà phê sữa đá hòa tan, capuchino hòa tan, Espresso hịa tan. Khơng phải ai
cũng thích vị đắng của cà phê, nếu chỉ uống mỗi cà phê với đường thì cảm giác nó rất
đắng. Nên ngày nay, trên thị trường đã cho ra đời các loại cà phê hòa tan có bổ sung
thêm sữa, bột ca cao và các hương liệu khác để vị trở nên ngon, thơm và ít đắng hơn.
1.5.1 Cà phê hòa tan 3 trong 1
Cà phê hòa tan 3 trong 1 được làm từ cà phê hịa tan (sấy phun) phối trộn với đường
mía và kem sữa thực vật (non-dairy creamer). Cà phê hòa tan 3 trong 1 có tính tiện
dụng rất cao, nó đặc biệt được ưa chuộng ở các thị trường cà phê mới nổi tại châu Á,
đặc biệt là Đông Nam Á, Trung Á, Nga và Đông Âu. Giống như cà phê hòa tan, cà phê
3 trong 1 rất dễ pha, và tiết kiệm thời gian.
Nó gồm các ngun liệu chính là cà phê hịa tan ngun chất trộn với đường mía và
kem sữa thực vật ở các tỉ lệ khác nhau.
Cà phê hòa tan nguyên chất:
 Loại cà phê: hòa tan sấy phun; hoặc sấy cốm; hoặc sấy lạnh.
 Thành phần (blending): 100% Robusta hoặc 100% Arabica hoặc phối trộn giữa
Arabica và Robusta.
 Tỉ lệ: thông thường từ 8% tới 20% của hỗn hợp cà phê 3in1; phổ biến nhất là 11%;
12% và 13%.
 Đường mía (sugar cane): đường mía tỉ lệ 40% tới 45% tùy theo khẩu vị.
Kem sữa thực vật (non-dairy creamer):


 Loại non-dairy creamer: Hàm lượng chất béo có thể từ 25% tới 36%; protein từ 1%
tới 3%.

 Tỉ lệ phối trộn: thường từ 40% tới 45% tùy theo khẩu vị.
Vì là loại cà phê hịa tan uống liền, giúp người uống tỉnh táo tức thì nên cà phê 3 trong
1 chủ yếu được dùng tại công sở, tại nhà và tại các khách sạn hoặc các resort khu nghỉ
dưỡng. Do cà phê hòa tan 3in1 được chuẩn bị rất nhanh nên chúng cũng thường được
dùng trong các hội thảo, hội nghị và các căn-tin, cửa hàng bán thức ăn nhanh.
1.5.2 Cà phê sữa hòa tan Pháp Daily Chef
Cà phê sữa hòa tan Pháp Daily Chef hương vanilla nồng nàn quyến rũ đã làm say đắm
biết bao người trên thế giới. Với thành phần gồm bột cà phê Arabica nguyên chất, dầu
thực vật, sữa tách kem, hương vanilla tự nhiên đã tạo nên một hương vị đậm đà, thơm
ngon gấp đơi loại cà phê hịa tan thơng thường. Cà phê sữa hòa tan Pháp Daily Chef
được làm từ hạt cà phê nguyên chất kết hợp cùng sữa bột không chất béo, muối, hương
vị tự nhiên và hương vị nhân tạo, nên hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong bột cà
phê sữa hịa tan vơ cùng phong phú.
Cà phê sữa hòa tan cũng là một trong những nguồn cung cấp năng lượng dồi dào cho
cơ thể, với thành phần chất béo, carbohydrate, đường, protein, sodium và đặc biệt là
không chứa cholesterol.
Việc đa dạng của sản phẩm cà phê hòa tan phụ thuộc nhiều vào cơng nghệ chế biến vì
tính chất dễ bị hư hỏng dưới tác động của vi sinh vật, môi trường xung quanh, kéo
theo thời gian bảo quản và thời gian sử dụng rất hạn hẹp. Hiểu được điều này, các nhà
khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các công nghệ chế biến mới cho
những thực phẩm ở dạng lỏng, nổi trội hơn hết là công nghệ sấy như: Sấy thăng hoa,
sấy phun, sấy tầng sơi, sấy khí động, nhằm tách bớt nước ra khỏi dung dịch cà phê,
biến cà phê dạng lỏng thành cà phê dạng bột mà khơng làm thay đổi tính chất của cà
phê. Công nghệ sấy ra đời đánh dấu bước chuyển mình của cà phê dạng lỏng, nó giúp
cho cà phê bảo quản được lâu hơn và đặc biệt là ngày càng thu hút được sự quan tâm
chú ý của người tiêu dùng nhiều hơn do sự phong phú của sản phẩm.


1.6

Q trình sấy

Trong cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, q trình tách nước ra khỏi vật liệu (làm khơ
vật liệu) là rất quan trọng. Tùy theo tính chất và độ ẩm của vật liệu, mức độ làm không
của vật liệu, mà thực hiện một trong các phương pháp tách nước ra khỏi vật liệu sau
đây:
 Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm…)
 Phương pháp hóa lý (dùng clorous calci, acid sulfuric để hút nước)
 Phương pháp nhiệt (dùng nhiệt để bốc hơi nước trong vật liệu)
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho
vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần
số cao. Mục đích của q trình sấy là giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo
quản được tốt.
1.6.1 Khái niệm
Trong quá trình sấy, nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường chung quanh. Sấy là một q trình
khơng ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian. Quá trình sấy
được khảo sát về hai mặt: tĩnh lực học và động lực học. Trong tĩnh lực học, sẽ xác định
được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy
dựa trên phương trình cân bằng vật chất - năng lượng, từ đó xác định được thành phần
vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết.
Trong động lực học, sẽ khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với
thời gian và các thông số của q trình, ví dụ như tính chất và cấu trúc của vật liệu,
kích thước vật liệu, các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy. Từ đó xác định
được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy cho thích hợp.
1.6.2 Động lực q trình sấy
Quá trình sấy là quá trình tách ẩm (chủ yếu là nước và hơi nước) khỏi vật liệu sấy để
thải vào mơi trường. Ẩm có mặt trong vật liệu nhận được năng lượng theo một phương

thức nào đó tách khỏi vật liệu sấy và dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt, từ bề
mặt vật vào môi trường xung quanh.
Nếu gọi pv và pbm tương ứng là phần áp suất của hơi nước trong lịng vật và trên bề mặt
thì động lực q trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng ra bề mặt vật L 1 tỷ lệ thuận với
hiệu số (pv – pbm)
Nếu phần áp suất hơi nước trong không gian xung quanh vật ph nhỏ hơn pbm thì ẩm tiếp
tục dịch chuyển từ bề mặt vật vào môi trường xung quanh với động lực L2. Động lực
L2 cũng tỷ lệ thuận với độ chênh lệnh (pbm – ph)
Như vậy, quá trình sấy được đặc trưng bởi quá trình dịch chuyển ẩm trong lòng vật với
động lực dịch chuyển L1 ~ (pv – pbm) và quá trình dịch chuyển ẩm từ bề mặt vật vào
môi trường xung quanh với động lực dịch chuyển L 2 ~ (pbm – ph). Do đó, nếu gọi L là
động lực quá trình sấy thì động lực này cũng tỷ lệ thuận với độ chênh (pv – ph)
Khi vật được đốt nóng thì phần áp suất của hơi nước trong vật p v tăng lên. Nếu phần
áp suất của hơi trong môi trường xung quanh p h không đổi thì độ chênh (pv – ph) tăng
lên, do đó quá trình sấy được tăng cường. Đây là cơ sở của các thiết bị sấy bức xạ,
thiết bị sấy bằng dòng điện cao tầng …Trong thiết bị sấy loại này, khơng khí xung
quanh chỉ làm nhiệm vụ mang ẩm thải vào môi trường. Trong các thiết bị sấy đối lưu
do mơi trường xung quanh cũng được đốt nóng và từ đó vật liệu cũng được đốt nóng,
tức là đồng thời tăng pv và giảm ph nên quá trình sấy càng được tăng cường.
Điều kiện để nước từ vật liệu bay đi vào môi trường xung quanh là áp suất riêng phần
của hơi nước trong môi trường (ph) phải nhỏ hơn áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu
(pbm) tức là:

Khi càng lớn thì lượng ẩm tách ra càng nhiều. Theo thời gian sấy, hơi nước môi
truờng xung quanh càng nhiều là ph tăng lên, độ ẩm vật liệu giảm đi làm pbm giảm theo,
do đó →0. Tại thời điểm = 0. Quá trình đạt đến trạng thái cân bằng, quá trình bay hơi
ngừng lại, độ ẩm vật liệu lúc đó gọi là độ ẩm cân bằng. Nhiệt độ của vật liệu khi đó
bằng với tác nhân sấy.

Nếu vật liệu sấy khơng được đốt nóng, do đó pv khơng đổi thì phải tìm cách giảm phần
áp suất hơi nước ph của mơi trường xung quanh thì q trình sấy vẫn xảy ra với động
lực (pv – ph). Đây là cơ sở cho phương pháp sấy đẳng nhiệt, sấy chân không hoặc sấy
thăng hoa.
1.6.3 Các giai đoạn của quá trình sấy
Đường cong sấy là đường cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu theo thời gian
sấy (r).
U = f (r)
Dạng của đường cong sấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết giữa ẩm và vật
liệu, hình dạng, kích thước, đặc tính vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
Đường cong tốc độ sấy là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm
của vật liệu sấy. Đường cong tốc độ sấy thu được từ việc đạo hàm đường cong sấy
theo thời gian. Đường biểu diễn nhiệt độ của vật sấy thể hiện sự biến thiên nhiệt độ
của vật liệu trong suốt quá trình sấy.

Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn bản chất của quá trình sấy
Từ giản đồ sấy, có thể thấy q trình sấy mọi vật ướt đến độ ẩm cân bằng gồm hai giai
đoạn: Giai đoạn đun nóng vật liệu là tăng nhiệt độ để ẩm có thể bốc hơi được. Giai
đoạn này xảy ra nhanh với thời gian không đáng kể.
Giai đoạn đẳng tốc: Tốc độ khuếch tán ẩm từ trong vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc độ
bốc hơi ẩm trên bề mặt vật liệu nên bề mặt vật liệu ln bão hịa ẩm. Tốc độ sấy trong


giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, tốc độ, độ ẩm
của khơng khí sấy.
Giai đoạn sấy giảm tốc: Do vật liệu đã tương đối khơ, chỉ cịn dàng ẩm liên kế nên bề
mặt bốc hơi bị co hẹp lại dần và đi sâu vào lòng vật liệu, tốc độ khuếch tán ẩm sẽ
chậm dần. Tốc độ sấy trong giai đoạn này cũng giảm theo và phụ thuộc chủ yếu vào
tốc độ khuếch tán ẩm và các yếu tố bên trong vật liệu. Nhiệt độ các tác nhân sấytrong

giai đoạn này phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép của vật liệu.
1.6.4 Tác nhân sấy
Là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy.
Trong q trình sấy, mơi trường buồng sấy ln ln được bổ sung ẩm thốt ra từ vật
sấy. Nếu độ ẩm này không 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 liệu sấy và môi trường trong
buồng sấy và q trình thốt ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại.
Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy:
 Gia nhiệt cho vật sấy.
 Tải ẩm mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường.
 Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy có thể thực hiện một trong các nhiệm vụ
trên.
Cơ chế của quá trình sấy gồm 2 giai đoạn: gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa hơi
và mang hơi ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường. Nếu ẩm thốt ra khỏi vật liệu mà khơng
mang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng tới q trình bốc ẩm từ vật liệu sấy thậm chí cịn làm
ngừng trệ q trình thốt ẩm. Để tải ẩm đã bay hơi từ vật sấy vào mơi trường có thể
dùng các biện pháp:
 Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt.
 Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ra ngồi (sấy chân khơng).


Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặc biệt quan trọng vì nó đóng vai trị vừa
tải nhiệt vừa tải ẩm. Các tác nhân sấy thường dùng là khơng khí nóng và khói lị, hơi
q nhiệt, chất lỏng…
Các loại tác nhân sấy:
Khơng khí ẩm: Là loại tác nhân sấy thơng dụng nhất có thể dùng cho hầu hết các loại
sản phẩm. Dùng khơng khí ẩm khơng làm sản phẩm sau khi sấy bị ô nhiễm và thay đổi
mùi vị. Tuy nhiên dùng khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt
khơng khí (calorifer khí, hơi hay khí hoặc khói), nhiệt độ sấy khơng q cao, thường

nhỏ hơn 500 vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bị trao đổi nhiệt phải được chế tạo bằng thép
hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt.
Đối với thiết bị sấy phun thì tác nhân sấy được sử dụng chủ yếu là khơng khí ẩm với
ba yếu tố: độ ẩm tương đối của khơng khí ẩm, nhiệt độ của khơng khí trước khi vào
thùng sấy là và nhiệt độ của khối khơng khí khi ra khỏi thùng sấy là , nhiệt độ tác
nhân sấy sau khi ra khỏi thùng sấy được chọn sao cho tổn thất năng lượng là nhỏ nhất.
Khói lị: Được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên 1000 mà không cần
thiết bị gia nhiệt tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ơ nhiễm gây mùi khói.
Hơi q nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm dễ bị cháy nổ và có
khả năng chịu được nhiệt độ cao.
1.6.5 Các hệ thống sấy
Dựa vào hai phương pháp tạo ra động lực quá trình sấy trên đây người ta chia ra hai
phương pháp sấy: Phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy lạnh.
1.6.5.1 Hệ thống sấy lạnh
Với hệ thống sấy này, tác nhân sấy thông thường là khơng khí trước hết được khử ẩm
bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ, sau đó được đốt nóng (nếu khử ẩm
bằng phương pháp làm lạnh) hoặc được làm lạnh (nếu khử ẩm bằng phương pháp hấp
phụ) đến nhiệt độ mà công nghệ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó, do phần áp
suất ph trong tác nhân sấy bé hơn phần áp suất hơi nước trên bề mặt p bm nên ẩm từ
dạng lỏng trên bề mặt vật liệu sấy bay hơi vào tác nhân sấy, kéo theo sự dịch chuyển
ẩm từ trong lòng ra bề mặt. Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong hệ thống sấy lạnh