Sấy phun và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
1
MỞ BÀI
Trong những năm gần đây, hòa nhịp cùng với sự phát triển của đất nước cùng với
sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các ngành công nghiệp nước ta có những chuyển biến
rõ rệt đặc biệt là ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Bỡi lẽ, đời sống của con
người ngày càng được nâng cao thì đòi hỏi các sản phẩm thực phẩm phải ngày càng
phong phú và đa dạng để đáp ứng tốt nhất nhu cầu của con người. Tuy nhiên, đối với
thực phẩm nhất là thực phẩm ở dạng lỏng như sữa, nước ép trái cây, cà phê việc đa
dạng của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào công nghệ chế biến do tính chất dễ bị hư hỏng
dưới tác động của vi sinh vật, của môi trường xung quanh kéo theo thời gian bảo quản
và sử dụng rất hạn hẹp.
Hiểu được điều đó, 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 như thế này, nổi trội hơn
hết là công nghệ sấy như: Sấy thăng hoa, sấy phun, sấy tầng sôi, sấy khí động nhằm
tách bớt nước ra khỏi thực phẩm, biến thực phẩm ở dạng lỏng thành thực phẩm dạng
bột mà không làm thay đổi tính chất của sản phẩm. Công nghệ sấy ra đời đánh dấu
bước chuyển mình của thực phẩm dạng lỏng, nó giúp cho thực phẩm này 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.
Chính vì những lý do trên, là sinh viên trường công nghệ, ngành hóa- thực phẩm
với đồ án thực phẩm I, em đã chọn đề tài: Sấy phun và ứng dụng của nó trong công
nghệ thực phẩm.Với đề tài này, nó đã giúp em bổ sung những kiến thức còn thiếu của
công nghệ sấy phun, biết được ứng dụng thực tế của nó trong nhiều ngành đặc biệt là
ngành thực phẩm. Và em hy vọng rằng với đề tài này cũng sẽ giúp cho những bạn học
chuyên ngành thực phẩm hiểu hơn về công nghệ sấy phun, hy vọng nó sẽ là một tài
liệu bổ ích cho những ai muốn nghiên cứu sâu hơn về công nghệ này- một trong những
công nghệ có tính ứng dụng thực tế cao.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong

công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
2
Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ CÔNG
NGHỆ SẤY PHUN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẤY VÀ SẤY PHUN
1.1.1. Sấy và sấy phun
- Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt. Trong
quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:
+ Chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu.
+ Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường
xung quanh.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và bảo
quản sản phẩm được lâu hơn.
- Sấy phun là một trong những công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng sấy
một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản, dễ dàng kiểm soát nhiệt
độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác.
Thiết bị sấy phun dùng để sấy các dạng dung dịch và huyền phù trong trạng thái
phân tán nhằm tách ẩm ra khỏi vật liệu giúp tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được
lâu hơn.
Sản phẩm của quá trình sấy phun là dạng bột mịn như bột đậu nành, bột trứng, bột
sữa,… hoặc các chế phẩm sinh học, dược liệu…
1.1.2. Nguyên lý của phƣơng pháp sấy phun
Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã
được cô đặc trước (40 - 60% ẩm) được phun để hình thành những giọt mịn, rơi vào
trong dòng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150 - 300
0
C trong
buồng sấy lớn. Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng. Các hạt sản phẩm được
tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng.

1.1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy phun
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
3

Hình 1.1: Máy sấy phun
1.1.3.1. Cấu tạo chung
Tất cả các thiết bị sấy phun đều bao gồm:
+ Cơ cấu phun: Có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng dưới dạng hạt
mịn (sương mù). Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự
phân bố của chúng trong buồng sấy, do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt
và tốc độ sấy. Cơ cấu phun có các dạng như: cơ cấu phun áp lực, cơ cấu phun bằng khí
động, đầu phun ly tâm.

a) b)
Hình 1.2 : a- Cơ cấu phun áp lực; b- Cơ cấu phun bằng khí động
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
4
+ Buồng sấy: Là nơi hòa trộn mẫu sấy (dạng sương mù) và tác nhân sấy (không khí
nóng). Buồng sấy phun có thể có nhiều hình dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là
buồng sấy hình trụ đứng, đáy côn. Kích thước buồng sấy (chiều cao, đường kính…)
được thiết kế phụ thuộc vào kích thước các hạt lỏng và quỹ đạo chuyển động của
chúng, tức phụ thuộc vào loại cơ cấu phun sương sử dụng.


Hình 1.3: Buồng sấy
+ Tác nhân sấy: Không khí nóng là tác nhân sấy thông dụng nhất. Hơi là tác nhân gia

nhiệt phổ biến nhất. Nhiệt độ hơi sử dụng thường dao động trong khoảng 150-250
0
C .
Nhiệt độ trung bình của không khí nóng thu được thấp hơn nhiệt độ hơi sử dụng là
10
0
C.
+ Hệ thống thu hồi sản phẩm: Bột sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng
sấy. Để tách sản phẩm ra khỏi khí thoát, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp
khác nhau: lắng xoáy tâm, lọc, lắng tĩnh điện…
Phổ biến nhất là phương pháp lắng xoáy tâm, sử dụng cyclon.
+ Quạt: Để tăng lưu lượng tác nhân sấy, người ta sử dụng quạt ly tâm. Ở quy mô
công nghiệp, các thiết bị sấy phun được trang bị hệ thống hai quạt. Quạt chính được đặt
sau thiết bị thu hồi bột sản phẩm từ dòng khí thoát. Còn quạt phụ đặt trước thiết bị gia
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
5
nhiệt không khí trước khi vào buồng sấy. Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống hai quạt
là người ta có thể kiểm soát dễ dàng áp lực trong buồng sấy.
Trong trường hợp chỉ sử dụng một quạt ly tâm đặt sau cyclon thu hồi sản phẩm,
buồng sấy sẽ hoạt động dưới áp lực chân không rất cao. Chính áp lực chân không này
sẽ ảnh hưởng đến lượng bột sản phẩm bị cuốn theo dòng khí thoát, do đó sẽ ảnh hưởng
đến năng suất hoạt động và hiệu quả thu hồi bột sản phẩm của cyclon.

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống sấy phun
1. Buồng sấy. 5. Cơ cấu phun mẫu.
2. Caloriphe. 6. Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát ra.
3. Thùng chứa nguyên liệu cần sấy. 7. Cyclon vận chuyển sản phẩm.
4. Bơm nguyên liệu. 8. Hệ thống quạt hút và màng lọc.

1.1.3.2. Nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu từ thùng chứa (3) được bơm số (4) bơm vào buồng sấy (1), khi vào
buồng sấy được phân bố mấu thành hạt nhỏ li ti (dạng mù) nhờ cơ cấu phun. 1 lít dung
dịch có thể được phun thành 1,5*10
10
giọt với tổng diện tích bề mặt lên đến 120m
2
.
Không khí nóng thổi qua caloriphe (2) đưa vào buồng sấy. Không khí nóng và nguyên
liệu ở dạng mù tiếp xúc với nhau trong vài giây tại cơ cấu phun mẫu (5) đặt trong
buồng sấy, nước từ nguyên liệu bốc hơi sau đó thoát ra ngoài, sản phẩm khô được thu
gom tại đáy cyclon (6), được làm nguội và thu hồi. Một phần bụi mịn theo không khí
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
6
qua cyclon (7), sau đó qua bộ lọc vải (8) nhằm thu hồi lại các hạt bụi mịn còn sót lại và
thải ra ngoài.
* Không khí nhờ quạt thổi qua bộ trao đổi nhiệt caloriphe và nâng lên nhiệt độ cần
thiết theo yêu cầu của chế độ sấy. Không khí trước khi qua bộ trao đổi nhiệt được lọc
sạch bởi thiết bị lọc.
1.1.3.3. Thông số kĩ thuật
Tùy thuộc vào năng suất tách ẩm và sản phẩm cụ thể ta có các thông số kỹ thuật
thích hợp. Tuy nhiên, có các thông số chung như sau:
 Điện thế: 380 V- 50 Hz- 3 pha.
 Nhiệt độ sấy: Điều chỉnh tự động trong khoảng 30- 300
o
C.
 Chế độ làm việc: Liên tục.
 Điều khiển: Bảo vệ chống quá nhiệt.

1.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy
- Nồng độ chất khô của nguyên liệu
Nồng độ cao: Giảm được thời gian bốc hơi nhưng lại tăng độ nhớt của nguyên
liệu, gây khó khăn cho quá trình sấy phun.
Nồng độ thấp: Tốn nhiều thời gian và năng lượng cho quá trình.
Thực tế nồng độ vào khoảng: 45- 52%.
- Nhiệt độ tác nhân sấy:
Đây là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun. Khi
cố định thời gian sấy, độ ẩm của bột sản phẩm thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ
tác nhân sấy.
Tuy nhiên, việc gia tăng nhiệt độ cao có thể gây phân hủy một số cấu tử trong
nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng mức tiêu hao năng lượng cho toàn bộ quá
trình.
- Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong
buồng sấy.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
7
Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy phun là tốc độ bơm đưa dòng
nguyên liệu vào cơ cấu phun sương, lưu lượng không khí nóng vào buồng sấy, cấu tạo
và kích thước buồng sấy…
1.1.5. Phân loại thiết bị sấy phun
- Phân loại theo chiều của tác nhân sấy :
+ Cùng chiều.
Ví dụ: Máy sấy phun sương
+ Ngược chiều.
+ Kết hợp.

a) b) c)
Hình 1.5: Phân loại thiết bị theo chiều của tác nhân sấy
a- Cùng chiều; b- Ngược chiều; c- Kết hợp
- Phân loại theo cấp độ sấy:
+ Sấy một cấp.
+ Sấy hai cấp.
1.1.6. Ƣu và nhƣợc điểm của công nghệ sấy phun
* Ưu điểm
- Quá trình sấy nhanh.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
8
- Có thể điều khiển được tỷ trọng sản phẩm.
- Bột sau khi sấy có độ hòa tan cao (90- 100%), độ ẩm thấp (3- 4%).
- Vận hành liên rục và có thể tự động hóa hoàn toàn.
- Chi phí nhân công thấp.
- Vận hành và bảo dưỡng đơn giản.
- Thiết kế đa dạng cho từng loại sản phẩm, từng loại qui mô nhà máy.
- Áp dụng được cho các sản phẩm bền nhiệt và không bền nhiệt, nguyên liệu ở
dạng dung dịch, gel, paste, hồ vữa, huyền phù…
- Chất lượng bột được bảo đảm trong suốt quá trình sấy.
- Vật liệu hầu như không tiếp xúc với bề mặt kim loại của thiết bị.
* Nhược điểm
- Chi phí đầu tư cao.
- Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để đảm bảo nguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo
giọt lỏng.
- Chi phí năng lượng cao hơn (để tách ẩm).
- Thất thoát các chất dễ bay hơi cao hơn.
1.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ SẤY PHUN

1.2.1. Máy sấy phun sƣơng

Hình 1.6: Máy sấy phun sương
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
9
1.2.1.1. Khái quát và phạm vi ứng dụng
- Khái quát: Thân máy sấy, đường ống và toàn bộ thiết bị tiếp xúc nguyên liệu được
làm bằng thép không gỉ 0cr19(304), bảo đảm chắc chắn không bị hư hại.
Chủng loại máy sấy phun khuếch tán này nhìn chung được dùng cho sấy phun các
loại sản phẩm dung dịch có độ hàm ẩm cao khoảng 50 - 80%. Một số loại nguyên liệu
đặc biệt, thậm chí khi độ hàm ẩm lên đến 90%, thiết bị máy có thể sấy 1 lần mà không
cần cô đặc chúng.
- Phạm vi ứng dụng:
Thiết bị máy sấy phù hợp cho sấy các loại nguyên liệu như: hóa chất, thực phẩm, dược
phẩm… Những nguyên liệu phù hợp cho sấy như sau: polymer và nhựa thông, chất
màu, gốm, thủy tinh, deruster, chất diệt nấm, thuốc diệt cỏ, tổng hợp cacbon, các sản
phẩm bơ sữa, sản xuất bột ngọt, trà, cà phê hòa tan, tinh bột trái cây, các sản phẩm từ
thịt, các sản phẩm từ cá, từ huyết, bột tẩy rửa, xử lý bề mặt, phân bón, các chất hữu cơ
và vô cơ…
1.2.1.2. Nguyên lý làm việc
Sau khi qua bộ lọc, không khí được làm sạch và dẫn đến bộ gia nhiệt.
Quy trình gia nhiệt: Lò tạo khí nóng, gia nhiệt bằng điện, gia nhiệt bằng hơi…Khi
không khí được gia nhiệt đến nhiệt độ cài đặt, sau đó được đưa đến bộ chia khí nóng
tiếp tuyến. Sau khi được phân chia, khí nóng thổi vào buồng sấy một cách ổn định và
theo kiểu xoáy. Cùng lúc đó, dung dịch nguyên liệu sấy được phun khuyếch tán thành
những giọt dung dịch hoặc thành những kích cỡ sương mù siêu nhỏ trong khoảng kích
thước 25- 60mm.
Khi hạt dung dịch tiếp xúc với khí nóng trong buồng sấy, phần tử nước sẽ bị bốc

hơi và còn lại là những hạt bột khô hoặc hạt cốm. Những hạt bột khô này sẽ rơi xuống
phần hình nón của buồng sấy và trượt rơi xuống thùng thu bột sản phẩm phía đáy
buồng, một lượng nhỏ bột mịn theo luồng khí vào bộ phận tách bụi cyclon.
Cuối cùng khí thải được hút ra ngoài qua quạt hút và dẫn đến bộ thu bụi kiểu phun
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
10
mưa.
Thiết bị này được thiết kế theo kiểu sấy theo luồng song song. Các hạt sương dung
dịch được thổi cùng chiều với luồng khí nóng. Tuy nhiên, nhiệt độ của khí nóng cao
hơn, khí nóng sẽ tiếp xúc với các giọt sương dung dịch ngay khi chúng được phun vào
buồng sấy. Các giọt dung dịch trong buồng rơi xuống nhanh vì vậy nguyên liệu sấy
không bị sấy nóng quá mức. Vì thế thiết bị sấy này phù hợp cho sấy khô các loại sản
phẩm nguyên liệu dễ hỏng . Nhiệt độ của sản phẩm khi ra thấp hơn 1 chút so với khí
thoát ra ngoài.
1.2.1.3. Thông số kĩ thuật của thiết bị
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của máy phun sương

Thông số kỹ thuật máy phun sƣơng
Năng suất
2L/h
Độ hòa tan dịch phun
30%
Độ ẩm sản phẩm
3-7%
Hệ số thu hồi chất rắn
=>60%
Nhiệt độ sấy (trong buồng sấy)
80 - 90°C

Công suất điện trở nhiệt
9KW
Motor đĩa phun
1HP, 2800v/ph
Motor giảm tốc bơm nhu động
40W, tỉ số truyền 1/36, 3pha
Motor trục khuấy dịch thùng khuấy
Motor khí nén
Tốc độ đĩa phun
Vô cấp 0 - 25.000 v/ph
Tốc độ bơm nhu động
Vô cấp 0 - 40 v/ph
Công suất Motor quạt hút
3HP, 2800v/ph
Điện áp sử dụng
220/380V, 3 pha
Kích thước
D166x R110 x C225 (cm)
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
11
Đĩa phun
01 cái
Bơm nhu động
01 cái
 Tốc độ bơm nhu động, đĩa phun điều khiển bằng biến tần.
 Tốc độ trục khuấy dịch điểu chỉnh vô cấp.
 Lưu lượng gió ra điều chỉnh được bằng van cánh bướm.
 Hệ máy đạt tiêu chuẩn GMP.

1.2.2. Máy sấy phun li tâm tốc độ cao LPG


Hình 1.7: Máy sấy phun sương LPG
1.2.2.1. Khái quát và phạm vi ứng dụng
Máy sấy phun li tâm tốc độ cao LPG là thiết bị sấy thích hợp cho các nguyên liệu
dạng dịch sữa, dung dịch sữa, dung dịch huyền phù, dạng bột đặc, dung dịch lỏng Các
chất tổng hợp và các loại nhựa keo: thuốc nhuộm, bột màu, gốm thủy tinh, chất tẩy gỉ,
thuốc trừ sâu, hợp chất hydrat cacbon, chế phẩm từ sữa, chất tẩy rửa và các loại họat
động bề mặt, xà phòng; dung dịch hợp chất hữu cơ, vô cơ…đều cho kết quả xuất sắc.
1.2.2.2. Nguyên lý làm việc

Không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí ở
trên đỉnh thiết bị, khí nóng được đưa vào buồng sấy đều theo hình xoáy trôn ốc.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
12
Nguyên liệu dạng lỏng từ máng nguyên liệu đi qua bộ lọc được bơm lên bộ phun sương
ở trên đỉnh của buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng hạt sương cực nhỏ, khi tiếp
xúc với khí nóng, lượng nước có trong nguyên liệu nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu
dạng lỏng được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian cực ngắn. Thành phẩm được
phần đáy của buồng sấy và bộ phân li gió xoáy đùn ra ngoài, phần khí thừa còn lại
được quạt gió hút và đẩy ra ngoài.


Hình 1.7: Đĩa phun tạo sương mù từ dung dịch cần sấy
1.2.2.3. Thông số máy

Bảng 1.2: Máy sấy phun li tâm tốc độ cao LPG
Tên/ ký hiệu
LPG-
5
LPG-
25
LPG-
50
LPG-
100
LPG-
150
LPG-
200
LPG-
500
LPG-800-
1000
Năng suất bay
hơi lớn nhất
(kg/h)
5
25
50
100
150
200
500
800-1000
Kiểu phun

Phun ly tâm cao tốc
Tốc độ vòng
25000
18000
16000
11000-13000
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
13
quay đĩa phun
(vòng/phút)
Đường kính đĩa
phun (mm)
50
120
150
theo công nghệ
Đường kính tháp
sấy (mm)
0.9
1.75
2.3
2.7
3
3.2
4.7

Công suất gia
nhiệt điện (kw)

9
31.5
18
36
54
Theo kỹ thuật
Nguồn nhiệt áp
dụng
Điện, Hơi nước bão hòa+ điện, lò dầu, lò than khí nóng
Kích thước máy
(Dài×Rộng×Cao)m
1.6
×9.1
×1.75
4
×2.7
×4.5
4.5
×2.8
×5.5
5.2
×3.5
×6.7
7
×5.5
×7.2
7.5
×6
×8
12.5

×8
×10
theo từng
trường
hợp


1.2.3. Máy sấy phun tạo hạt áp lực cao
1.2.3.1
.
Khái quát máy


Thiết bị phù hợp cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, bột màu, gốm,
hóa chất nông nghiệp, nhựa…

Hình 1.8: Máy sấy phun áp lực cao kí hiệu YPG
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
14
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 khô trong
vòng từ 10 -> 90 giây, cuối cùng thu được dạng sản phẩm hạt khô.
1.2.3.2. Đặc tính của máy

- Tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các loại nguyên liệu nhạy nhiệt.
- Sản phẩm sau khi sấy có dạng hạt tròn, kích thước đồng đều, độ trơn chảy tốt.
sản phẩm có độ tinh khiết và chất lượng cao.
- Phạm vi ứng dụng của thiết bị rộng rãi. Tùy theo tính chất của nguyên liệu mà có

thể ứng dụng nhiệt nóng để sấy hay dùng khí mát để tạo hạt, thiết bị thực sự hoàn 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.
1.2.3.3.

Thông số kĩ thuật và bảng vẽ sơ đồ quy trình công nghệ

Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật cho kiểu máy YPG-I
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 hòa+ tăng cường thêm điện hoặc lò
ga
Đường kính tháp
sấy ( mm )
1200
1400
1600
2400
2800
3600
Kích thước
ngoài (m)
5×4×10
6×4×12
6×4×13
8×4.5×19
10×5×20
12×5×25


Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
15
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật cho kiểu máy YPG-II
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 hòa+ tăng cường thêm điện hoặc
lò ga
Đường kính tháp
sấy( mm )
3600
4000
4500
5000
5600
8000
Kích thước

ngoài(m)
Các chỉ số kích thước được xác định khi có các điều
kiện thiết kế thực tế

* Bảng vẽ sơ đồ công nghệ cho hai kiểu máy trên:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy
phun áp lực cao YPG- I phun áp lực cao YPG- II
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
16
Chương 2: ỨNG DỤNG CỦA PHƢƠNG PHÁP SẤY PHUN
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
2.1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT SỮA
Sữa là một loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hằng ngày. Với sự phát
triển của xã hội, ngày nay nhu cầu về sản phẩm sữa ngày càng cao và thời gian bảo
quản sữa đòi hỏi càng lâu. Một trong những phương pháp chế biến sữa đáp ứng nhu
cầu bảo quản lâu dài rất được ưa chuộng hiện nay là sấy sữa, sản phẩm thu được là sữa
ở dạng bột.

Hình 2.1: Hình ảnh sữa bột hòa tan
2.1.1. Định nghĩa
Sữa bột là sản phẩm nhận được từ sữa lỏng làm mất nước gần như hoàn toàn bằng
cách sấy phun.
Là sản phẩm từ sữa tươi, có hay không thêm đường, có bơ hay đã tách bơ.
Yêu cầu của bột sữa sấy là phải hòa tan được dễ dàng, nghĩa là khi pha nó thành
chất lỏng với một khối lượng nước thích hợp thì chất lỏng này gần giống đặc tính của
sữa hơn là một dung dịch keo.
2.1.2. Quy trình sản xuất sữa bột

Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
17
2.1.2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bột hòa tan

2.1.2.2. Thuyết minh quy trình
 Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream hoặc sữa gầy. Để sản
phẩm có chất lượng ổn định, các yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và cảm quan cho
nguyên liệu cũng khắt khe như trong nguyên liệu sản xuất các sản phẩm khác từ sữa.
Ngoài nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữa gầy, người ta còn sử dụng một số phụ
gia trong sản xuất sữa bột như chất ổn định (polyphosphate hoặc orthophsphate của
natri, kali ), chất tạo nhũ (lecithine), chất chống oxy hóa (gallat proyl ). Hàm lượng sử
dụng sẽ phụ thuộc vào lượng chất béo có trong sữa nguyên liệu ban đầu và được xác
định bằng phương pháp thực nghiệm.
 Chuẩn hóa
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hóa
Thanh trùng
Cô đặc
Đồng hóa
Sấy
Xử lý
Bao gói
Bao bì
Sữa bột
nguyên liệu
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong

công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
18
Chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyên liệu và được thực
hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo,
bơm và thùng chứa.
 Thanh trùng
Sữa được thanh trùng ở nhiệt độ 75- 85
0
C và giữ trong một thời gian lâu (từ 20- 30
phút), qua đó khí có trong sữa sẽ được đuổi ra, sữa ít sinh ra bọt trong thiết bị bốc hơi.
Bên cạnh đó, một phần các vi sinh vật và các enzim phân hủy chất béo bị lắng xuống
và dễ dàng tách ra. Do đó nguy cơ của việc “khê” hay “cháy” sẽ giảm đi. Ngay trước
khi đưa đi cô đặc, sữa được cho tác dụng bởi nhiệt độ 105- 110
0
C để vô hoạt hóa
những vi sinh vật còn lại.
 Cô đặc
Quá trình này nhằm tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng
lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Người ta sử dụng phương pháp cô đặc chân
không. Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76%.
 Đồng hóa
Đồng hóa nhằm làm giảm kích thước hạt béo và phân bố đếu chúng trong sữa.
 Sấy sữa
Phương pháp sấy phun được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ sản xuất sữa
bột hiện nay.

Hình 2.2: Thiết bị sấy sữa
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm

GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
19
Máy sấy phun có cấu tạo gồm một bình phun phía trên có bộ phận lọc và đốt nóng
không khí. Trong quá trình vận hành không khí qua bộ phận lọc vào bộ phận đốt nóng
rồi lại qua bộ phận lọc khí, cuối cùng vào bình phun sữa. Sữa đã được cô đặc cũng
được phun vào bình sấy thành bụi và được làm khô ngay nhờ không khí nóng. Sữa khô
rơi xuống đáy bình phun và được vận chuyển ra ngoài nhờ thiết bị quạt gió.
 Xử lý- hoàn thiện sản phẩm
Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói.
Thông thường người ta sử dụng bao bì kim loại hoặc bao bì giấy để đựng sản phẩm.
Thường đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ và 10%
hidro vào hộp sữa trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
 Các thông số kỹ thuật và yêu cầu đối với từng loại thiết bị
Trong sấy phun quá trình phun là quan trọng nhất.
Trong thực tế, người ta thường sử dụng nhất các phương pháp phun qua lỗ bằng áp
suất cao hoặc phun bằng đĩa ly tâm. Chủ yếu người ta dùng các lỗ phun áp suất cao.
Sữa cô đặc sẽ được bơm vào các lỗ phun dưới áp suất 15- 25 Mpa bằng máy bơm áp
suất cao.
Thiết bị phun ly tâm là những đĩa rỗng ở chung quanh có các lỗ, có thể có tần số
quay 6.000- 24.000 vòng/ phút. Nếu phun bằng các lỗ thì bột sữa sẽ chứa ít không khí,
ngược lại nếu dùng lực ly tâm thì sữa có chứa nhiều không khí. Thông thường người ta
mong muốn đường kính của giọt dung dịch phun từ 10- 100

m như vậy khi sấy,
người ta sẽ thu được bột thành phẩm có đường kính hạt từ 1- 20

m.
Tùy theo phương pháp dẫn không khí và sữa người ta chia sấy cùng chiều và ngược
chiều, hoặc kết hợp cả hai phương pháp. Nếu sử dụng phương pháp sấy ngược chiều,
bột sữa không đồng đều, vì ở phương pháp này, sữa và không khí va chạm với nhau rất

mạnh. Khi sử dụng phương pháp sấy cùng chiều, dung dịch sữa cô đặc phải được phun
ra thành lớp sương rất mịn, vì lớp sương tạo thành phải có bề mặt tiếp xúc với không
khí lớn.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
20
Tùy theo phương pháp áp dụng mà nhiệt độ không khí nóng đi vào thiết bị sấy có
khác nhau, thường nằm trong khoảng 120- 180
0
C, vì khi ra khỏi máy sấy có nhiệt độ từ
50- 90
0
C. Trong buồng sấy cần có áp suất thấp hơn, thông thường 300-450 Pa để bột
sữa không bị thoát ra buồng sấy bằng đường ống cùng với hơi nước bốc hơi và cả một
lượng nhất định bột sữa vào cyclon hoặc túi lọc bụi. Không khí sấy được hút bằng máy
quạt qua thiết bị lọc vào hệ thống đun nóng.
Sau khi sấy, cần làm nguội sản phẩm ở nhiệt độ dưới 30
0
C.
Sữa khô sau khi sấy phải đạt được độ ẩm từ 3- 4%, vì khi độ ẩm cao protein dễ bị
phân hủy trong quá trình bảo quản và sản phẩm có thể nhận mùi vị không mong muốn,
thậm chí sản phẩm có thể bị hóa nâu.
Thông thường cứ 1.000 lít sữa nguyên chất thu được 130 kg sữa bột, 1.000 lít sữa
tách bơ thu được 95kg. Như vậy cứ 130 kg sữa bột toàn phần hòa với 900 ml nước ta
có 1 lít sữa có thành phần giống như sữa tươi.
2.1.4. Sản phẩm sữa sấy bằng phƣơng pháp sấy phun
Sữa bột có thành phần dinh dưỡng như sau:
Nước : 3,5%
Protein : 26,5%

Lipid : 26,0%
Lactose : 38,5%
Khoáng : 6,5%
Hàm lượng kim loại nặng: Chì (Pb) không được phép có mặt, Đồng (Cu): < 8mg /
kg, Thiếc (Sn): < 100 mg / kg.
Các loại sản phẩm từ sữa sấy tương đối đa dạng, bao gồm nhiều sản phẩm khác
nhau như các loại sữa bột không tách béo, tách một phần chất béo hoặc tách hoàn toàn
chất béo, các loại bột sữa chua, các sản phẩm sữa bột cho trẻ sơ sinh, các loại sữa bột
giải khát với hương liệu trái cây hoặc bột café sữa, casein hoặc muối caseinat, các loại
bột phụ gia từ sữa và monoacyglycerol để sản xuất bánh mì…
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
21
 Ưu điểm của sản phẩm bằng phương pháp sấy phun
- Các phần tử bột sinh ra trong quá trình sấy có những lổ hổng nhỏ, những lổ hổng
này làm cho sản phẩm xốp và dễ hòa tan.
- Các phần tử bột ít bị vụn ra.
- Tạo ra được các loại sản phẩm có các tính chất khác nhau bằng cách lựa chọn các
điều kiện sấy khác nhau.
2.2. SẢN XUẤT BỘT CHANH DÂY
2.2.1. Giới thiệu về chanh dây
Chanh dây còn gọi là : chanh vàng, chanh nước, cây lạc tiên, táo chuông.
Gần 84% dịch quả chanh dây là nước, còn lại là các hợp chất thơm, hợp chất màu,
các chất sinh năng lượng: đường, tinh bột, và các chất vi lượng. Chất béo và protein
chứa trong dịch quả chanh dây không đáng kể. Chanh dây chứa nhiều vitamin C, A.
Tác dụng: Các hợp chất trong chanh dây có tính hàn, giúp bỗ dưỡng cho tim mạch,
lưu thông khí huyết, hạ thân nhiệt…
2.2.2. Quy trình sản xuất bột chanh dây
2.2.2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất bột chanh dây

Chọn lựa- phân loại
Rửa- Tách ruột quả
Chỉnh pH
Thủy phân pectin
Lọc quả
Pha loãng
Phối trộn quả
Sấy phun
Giai đoạn hoàn thiện
Sản phẩm
Chanh dây
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
22
2.2.2.2. Thuyết minh quy trình
 Chọn lựa- phân loại
Thường chọn quả chanh dây có vỏ ngoài hơi nhăn, bề mặt sần sùi, màu da hơi sạm
một ít. Lúc đó, trái chanh dây sẽ có vị chua thanh, ngọt dịu. Nếu chọn trái quá tươi,
sản phẩm chế biến có vị chua gắt.

Do thời gian bảo quản của quả chanh dây có hạn (khoảng 5-7 ngày) nên cần chọn
ra những trái chín để chế biến trước, loại ra những quả dập hoặc chín quá mức. Chọn
mua những quả cùng lứa, tương đối đồng đều về kích thước và thành phần hoá học để
tính chất sản phẩm ổn định hơn.
 Rửa – Tách ruột quả
Nếu không rửa sạch, các tạp chất như bụi, đất cát, thuốc trừ sâu, có thể lẫn vào
khối ruột quả và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.
Sau khi rửa sạch, dùng dao cắt quả ra làm đôi, dùng muỗng cạo lấy khối ruột quả
màu vàng ( bao gồm cả hạt) bên trong vỏ quả, lấy luôn cả các phần xơ ở gần vỏ. Quả
càng chín càng dễ tách ruột quả. Giai đoạn này nên tiến hành càng nhanh càng tốt để
hạn chế sự mất mát Vitamin C và các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả.
 Chỉnh pH
Mục đích: Chỉnh khối pH của khối ruột quả đến giá trị thích hợp để tạo điều kiện
cho enzym pectinase hoạt động tốt.
Thực hiện: Dịch chanh dây ban đầu có độ pH khoảng 2,7- 3,2. Thêm từ từ dung
dịch Na
2
CO
3
10% bằng ống nhỏ giọt để hiệu chỉnh pH của thịt quả về khoảng 4,0- 4,5.
Các axit hữu cơ trong chanh dây sẽ phản ứng với dung dịch Na
2
CO
3
tạo ra CO
2

làm cho khối lượng thịt quả sủi bọt khí rất mạnh. Cần chú ý để tránh tổn thất ở giai
đoạn này.
 Thuỷ phân pectin

Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
23
Phân cắt chuỗi pectin trong khối thịt quả thành những đơn vị ngắn hơn nhằm làm
giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, tách hạt được dễ dàng và tăng năng suất thu nhận
dịch quả trong quá trình lọc.
Thực hiện: Sau khi chỉnh về pH thích hợp, cho enzym pectinase vào dịch quả với
hàm lượng 0,25% và ủ ở nhiệt độ 40- 45
o
C trong thời gian 3 giờ. Trong khi ủ nên đậy
kín, thỉnh thoảng khuấy hoặc lắc đều để thúc đẩy quá trình tách.
Do nhiệt độ thuỷ phân tương đối thấp nên màu sắc và mùi vị của dịch chanh dây
thay đổi không đáng kể.
 Lọc
Mục đích: Tách hạt và các phần bã có kích thước lớn ra khỏi dịch quả, làm trong
dịch quả , tránh ảnh hưởng xấu đến quá trình sấy phun sau này.
Cách thực hiện: Dùng vải mịn hoặc khăn nhiều lớp xếp lên phễu lọc rồi rót dịch
quả lên phía trên.
 Pha loãng
Mục đích: Điều chỉnh dịch quả đến nồng độ chất khô thích hợp để tăng hiệu suất
thu hồi cho quá trình sấy.
Cách thực hiện: Thêm dịch nước cất vo dịch quả sau lọc để đưa dịch quả từ hàm
lượng chất khô ban đầu ( khoảng 16%) về độ khô 8%, tức tỷ lệ dịch quả và nước cất l:
1:1. Các biến đổi xảy ra không đáng kể, chủ yếu là biến đổi về màu sắc và mùi vị dịch
quả càng giảm.
 Phối trộn
Mục đích: Trộn thêm chất độn hay chất mang vào dịch quả để vừa làm tăng hàm
lượng chất khô, giảm chi phí cô đặc, vừa tạo nên cẩu trúc dạng bột mịn cho sản phẩm,
tăng hiệu suất thu hồi của quá trình sấy. Ngoài ra ở giai đoạn này cũng có thể phối trộn

thêm chất bảo quản, chất màu, hương liệu để tăng thêm chất lượng cho sản phẩm.
Cách thực hiện: Trộn maltodextrin vào dịch quả trước khi sấy, tỷ lệ lượng
maltodextrin và dịch quả sau pha loãng là 3:10. Bổ sung chất màu, khoảng 0.01%.
Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
24
 Sấy phun
Mục đích: Nhằm cấp nhiệt để làm bốc hơi nhanh lượng nước trong dung dịch sau
phối trộn, tạo ra sản phẩm dạng bột mịn (không cần nghiền) với độ hút ẩm thấp, bảo
quản được lâu.
Dùng thiết bị phun để thực hiện quá trình sấy phun dịch chanh.

Hình 2.3: Hệ thống sấy phun MOBILE MINOR
(dạng bán công nghiệp)
Ta có những thông số sau:
- Hàm lượng chất khô dịch quả trước sấy: 8%.
- Nhiệt độ không khí đầu vào : 165
0
C.
- Áp lực khí nén : 4,25 bar.
- Tốc độ bơm nhập liệu : 22,5 mL/ph.
- Hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun đạt: 75 – 78%.
- Độ ẩm sản phẩm thấp hơn : 5%.
 Giai đoạn hoàn thiện
Mục đích: Phối trộn thên đường và các phụ gia cần thiết để tăng thêm mùi vị cho
sản phẩm, tạo sự hấp dẫn cho sản phẩm.
Cách thực hiện: Trước hết là trộn đường sacocharose vào để tăng vị ngọt cho bột
sấy. Đường thường được xay nhuyễn rồi mới đem phối trộn. Ngoài ra, có thể bổ sung
chất mùi, vitamin,vv để tăng thêm chất lượng sản phẩm.

Đồ án thực phẩm I Trang Sấy phun và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm
GVHD: Ths Ngô Thị Minh Phương SVTH: Nguyễn Thị Thanh Lên
25
 Sản phẩm
Sản phẩm bột chanh dây thu được có cấu trúc
mịn, độ ẩm thấp (<5%), màu vàng tươi, mùi thơm
và vị chua đặc trưng, phân bố tốt trong nước tạo
thành dịch pure chanh dây với màu sắc và mùi vị
tương tự như pure quả tươi.

2.3. SẢN XUẤT LÒNG TRẮNG TRỨNG SẤY
Ứng dụng của lòng trắng trứng: Chất kết dính của kem trứng, chất lọc của rượu
nho, làm chất mỡ của bánh ngọt, chất tạo bọt của bia. Do đó, nó là một mặt hàng có giá
trị hơn so với sản phẩm sấy từ lòng đỏ trứng. Ngoài ra nó còn là thực phẩm có hàm
lượng vitamin và dinh dưỡng cao.
2.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu
Yêu cầu nguyên liệu: Lòng trắng trứng phải đồng nhất, độ nhớt thấp.
Lòng trắng trứng có chứa một lượng nhỏ glucoza tự do, cần phải khử đi hoặc biến
đổi nó thành hợp chất không còn tính khử. Có 3 phương pháp khử:
- Khử đường bằng cách cho lên men tự nhiên. Phương pháp này kéo dài 2- 6 ngày ở
nhiệt độ 20- 30
0
C. Tuy nhiên sản phẩm của phương pháp này có mùi vị tồi.
- Tách đường bằng cách sử dụng các chủng vi khuẩn thuần khiết (Streptococcus
lactis) hoặc nấm men (Saccaromyces cerevisiea). Nếu sử dụng vi khuẩn, thời gian khử
đường là vài giờ ở nhiệt độ 32- 37
0
C. Việc khử đường bằng nấm men kéo dài 10- 12 h
ở nhiệt độ 30

0
C, pH=8.
- Phương pháp mới nhất và tốt nhất để khử đường: Sử dụng hệ enzim glucoxidaza
và catalaza. Quá trình này kéo dài khoảng 9 h ở nhiệt độ 27
0
C.
2.3.2. Kỹ thuật sấy: