Đồ án qttb truyền nhiệt sấy thăng hoa sầu riêng

TRƯỜNGĐẠIHỌCSƯPHẠMKỸTHUẬTTPHCM
KHOACƠNGNGHỆHỐHỌCVÀTHỰCPHẨM







ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊ




Tínhtốn,thiếtkếhệthốnglạnhsấythăng
hoasảnphẩmsầuriêng,năngsuất
1000kg/mẻ

GVHD:NGUYỄNTẤNDŨNG








NGUYỄNVĂNĐẠT16128010
TRẦNTHIỆNNGỰTHOẠIVY16128109

Tp.HCM,tháng6/2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HỐ HỌC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ

Họ và tên sinh viên:
NGUYỄN VĂN ĐẠT

MSSV: 16128010

TRẦN THIỆN NGỰ THOẠI VY

MSSV: 16128109

Ngành: Công Nghệ Kỹ thuật Hố học
1. Tên đồ án: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH SẤY THĂNG HOA
SẢN PHẨM SẦU RIÊNG, NĂNG SUẤT 1000 KG/MẺ.
2. Nhiệm vụ của đồ án:
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, quá trình và thiết bị lạnh sấy thăng hoa;
- Tính tốn thiết kế thiết bị lạnh sấy thăng hoa năng suất 1000 kg/mẻ.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ngày … tháng … năm 2019
4. Ngày hoàn thành đồ án: ngày … tháng … năm 2019
5. Họ và tên người hướng dẫn: TS. NGUYỄN TẤN DŨNG
6. Phần hướng dẫn: Tồn bộ đồ án mơn học
Nội dung và yêu cầu đồ án môn học đã được thông qua bởi Trưởng Bộ mơn
Cơng nghệ Hố học
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU ............................................................................................................... 4
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................... 5
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 7
1. Đặt vấn đề ................................................................................................................... 7
2. Mục tiêu ...................................................................................................................... 7
3. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu .............................................................................. 8
4. Nội dung đồ án ............................................................................................................ 8
5. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................................ 8
6. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................................... 8
7. Bố cục ......................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 10
1.1.

Sấy thăng hoa .................................................................................................... 10

1.1.1.

Lịch sử phát triển của ngành sấy thăng hoa ................................................. 10

1.1.2.

Cơ sở khoa học sấy thăng hoa...................................................................... 11

1.1.2.1.

Các quá trình chuyển pha của nước ...................................................... 11

1.1.2.2.

Quá trình tách ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa ............................ 12

1.1.2.3.

Quan hệ giữa thông số áp suất và nhiệt độ trong quá trình thăng hoa .. 13

1.1.2.4.

Bản chất của quá trình sấy .................................................................... 13

1.1.2.5.

Đồ thị động học của quá trình sấy thăng hoa ........................................ 14

1.1.2.6.

Hệ thống sấy thăng hoa ......................................................................... 14

1.2.

Tình hình nghiên cứu và phát triển trong nước của sấy thăng hoa ............. 15

1.3.

Tình hình nghiên cứu và phát triển của sấy thăng hoa ở nước ngoài .......... 16

1.4.

Nguyên liệu ........................................................................................................ 17




1.4.1.

Giới thiệu chung sầu riêng ........................................................................... 17

1.4.2.

Thành phần hóa học của sầu riêng ............................................................... 18

1.4.2.1.

Nước ...................................................................................................... 18

1.4.2.2.

Gluxit..................................................................................................... 19

1.4.2.3.

Lipid ...................................................................................................... 20

1.4.2.4.

Các chất khống và muối vơ cơ ............................................................ 21
Trang1


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

1.4.2.5.

Vitamin .................................................................................................. 21

1.4.3.

Các thơng số vật lý của các thành phần hóa học trong sầu riêng................. 22

1.4.4.

Tình hình trồng và phát triển của sầu riêng trong nước .............................. 24

1.4.5.

Lợi ích cho sức khỏe và giá trị kinh tế của sầu riêng ................................... 25

1.5.

Công nghệ về sấy thăng hoa ............................................................................. 25

1.6.

Thiết bị về hệ thống lạnh sấy thăng hoa ......................................................... 27

1.6.1.

Buồng thăng hoa .......................................................................................... 27

1.6.2.

Thiết bị ngưng tụ - đóng băng ...................................................................... 29

1.6.3.

Bơm chân không .......................................................................................... 29

1.6.4.

Hệ thống điều khiển và tự động đo lường.................................................... 30

1.7.

Ứng dụng ........................................................................................................... 32

1.7.1.

Ứng dụng kỹ thuật sấy thăng hoa trong nông nghiệp .................................. 32

1.7.1.1.

Trong bảo quản các loại thủy hải sản .................................................... 32

1.7.1.2.

Trong bảo quản các sản phẩm rau quả .................................................. 32

1.7.2.

Ứng dụng kỹ thuật sấy thăng hoa trong y tế ................................................ 32

1.7.2.1.

Trong bảo quản thuốc và các vật phẩm y tế .......................................... 32

1.7.2.2.

Trong bảo quản các loại cây thuốc và thực phẩm chức năng................ 33

1.7.3.

Ứng dụng trong nơng nghiệp sản xuất hóa chất .......................................... 33

1.7.4.

Một số ứng dụng khác .................................................................................. 34

1.8.

Kết luận.............................................................................................................. 34

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TỐN ........................ 35
2.1.

Phương pháp tiếp cận ....................................................................................... 35

2.2.

Đối tượng nghiên cứu và tính tốn .................................................................. 37

2.3.

Sơ đồ nghiên cứu và tính tốn ......................................................................... 38

2.4.

Phương pháp tính tốn và thiết kế .................................................................. 39

2.4.1.

Các bước tính tốn, thiết kế hệ thống lạnh................................................... 39

2.4.2.

Tính tốn, thiết kế thiết bị ngưng tụ - đóng băng ......................................... 39

2.5.

Phương pháp chế tạo ........................................................................................ 39

CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG....................................... 40
3.1.




Những thông số ban đầu cần thiết cho tính tốn ........................................... 40

Trang2


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

3.2.

Tính tốn sơ bộ hệ thống lạnh sấy thăng hoa sầu riêng năng suất 1000

kg/mẻ ............................................................................................................................ 40
3.2.1.

Xác định kích thước và thể tích của buồng thăng hoa ................................. 40

3.2.1.1.

Thể tích chứa sản phẩm ......................................................................... 40

3.2.1.2.

Thể tích và kích thước buồng sấy thăng hoa ......................................... 41

3.2.2.

Tính tốn phụ tải lạnh (hay năng suất) cho q trình lạnh đơng sản phẩm

trước khi sấy thăng hoa.............................................................................................. 43
3.2.2.1.

Chi phí lạnh của q trình làm lạnh đơng sản phẩm ............................. 43

3.2.2.2.

Tính tốn nhiệt lấy ra từ khuôn ............................................................. 45

3.2.2.3.

Lượng nhiệt lấy ra để làm lạnh khơng khí trong buồng sấy.................. 45

3.2.3.
3.3.

Tính tốn cho máy nén lắp đặt cho hệ thống lạnh sấy thăng hoa ................ 50

Tính tốn hệ thống trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh sấy thăng hoa ............ 53

3.3.1.

Tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ .............................................................. 53

3.3.2.

Tính tốn chọn tháp bay hơi ........................................................................ 58

3.3.3.

Tính tốn thiết bị bình trung gian ................................................................ 62

3.3.4.

Tính tốn chọn van tiết lưu .......................................................................... 65

3.3.5.

Tính tốn chọn đường ống ........................................................................... 67

3.3.6.

Tính tốn kích thước và thiết kế buồng sấy trong sấy thăng hoa ................. 68

3.3.7.

Tính tốn hệ bơm chân không...................................................................... 73

3.3.8.

Xác định thời gian xả băng .......................................................................... 74

3.4. Thảo luận .............................................................................................................. 79
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 81

Trang3


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

LỜI NĨI ĐẦU

K

ỹ thuật sấy thăng hoa ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực. Ở nước ta kỹ thuật này cũng đang được
nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ. Nó là xu hướng cho kỹ thuật

bảo vệ các loại thực phẩm giữ được hàm lượng các chất trong thực phẩm
cao hơn so với những phương pháp đơng lạnh và phương pháp sấy truyền
thống. Ngồi ra cơng nghệ này cịn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác:
trong cơng nghệ dược phẩm giúp giữ gìn và bảo quản các hoạt chất sinh học
bên trong; trong công nghệ sinh học để bảo quản tế bào, bảo quản gen và
các chế phẩm sinh học.
Nhưng hiện tại việc ứng dụng cơng nghệ này vào sản xuất đồng loạt
thì vẫn cịn non trẻ. Dù đã có nhiều dịng hệ thống sấy thăng hoa đã được
nghiên cứu và hoàn thiện mà TS. Nguyễn Tấn Dũng cùng những cộng sự đã
cho ra mắt thị trường. Việc sản xuất của nó cũng cịn mang tính chất quy
mơ nhỏ cần có sự quan tâm và đầu tư cho hệ thống này là một điều cần
thiết. Và việc nghiên cứu và phát triển hệ thống này toàn diện hơn nữa cũng

như giá thành cho phù hợp chắc chắn sẽ mang lại những lợi ích to lớn trong
tương lai.
Đồ án “Tính tốn, thiết kế hệ thống lạnh sấy thăng hoa sản

phẩm sầu riêng với năng suất 1000kg/mẻ” sẽ nêu ra những vấn đề cơ
bản cho một q trình thiết kế và tính tốn hệ thống lạnh cho máy sấy thăng
hoa. Tuy nhiên kiến thức của của hệ thống này rất rộng và phức tạp nên
việc làm đồ án này cũng không thể tránh được những sai sót nên mong bạn
đọc tham khảo và rút ra kinh nghiệm cho mình. Qua đây cũng xin cảm ơn
thầy Nguyễn Tấn Dũng (Khoa CNHH-TP) đã hướng dẫn chúng em tận tình
trong suốt quá trình làm đồ án này.




Trang4


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1. Đồ thị giản đồ P – t của nước ....................................................................... 11
Hình 1.2. Quy trình cơng nghệ sấy thăng hoa .............................................................. 12
Hình 1.3. Biểu diễn quá trình sấy thăng hoa ................................................................ 13
Hình 1.4. Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá ............................ 13
Hình 1.5. Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa .................................................... 14
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy thăng hoa DS – 7 .......................................... 15
Hình 1.7. Một số hệ thống lạnh sấy thăng hoa – DS được thiết kế bởi UTE .............. 15
Hình 1.8. Một số sản phẩm sấy thăng hoa ở Việt Nam ............................................... 16
Hình 1.9. Quả sầu riêng ............................................................................................... 17

Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa .................................................................... 26
Hình 1.11. Cấu tạo của buồng thăng hoa ..................................................................... 28
Hình 1.12. Một số buồng thăng hoa trong thực tế ....................................................... 28
Hình 1.13. Thiết bị ngưng tụ - đóng băng .................................................................... 29
Hình 1.14a. Máy bơm hút chân khơng Leybold .......................................................... 30
Hình 1.14b. Bơm hút chân khơng vịng dầu Busch ..................................................... 30
Hình 1.15. Mơ tả sơ đồ khối hệ thống tự điều khiển ................................................... 30
Hình 1.16. Sơ đồ mơ tả tín hiệu vào, ra ....................................................................... 30
Hình 1.17. Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển thông minh ................................. 31
Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu và tính tốn ..................................................................... 38
Hình 3.1. Cửa buồng sấy thăng hoa ............................................................................. 47
Hình 3.2. Đồ thị làm việc chu trình lạnh 2 cấp nén ..................................................... 49
Hình 3.3. Sự biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt ..................................... 54
Hình 3.4. Cấu tạo bình trung gian ................................................................................ 62
Hình 3.5. Đồ thị biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt bình trung gian ...... 63




Trang5


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá ................................................. 13
Bảng 1.2. Thành phần hoá học của sầu riêng .............................................................. 18
Bảng 1.3. Thành phần chất khoáng trong sầu riêng ..................................................... 21
Bảng 1.4. Thành phần Vitamin trong sầu riêng ........................................................... 22
Bảng 1.5. Các thông số nhiệt vật lý của nước .............................................................. 23

Bảng 1.6. Nhiệt dung riêng của thành phần chất khô .................................................. 23
Bảng 1.7. Khối lượng riêng của thành phần chất khô .................................................. 23
Bảng 1.8. Hệ số dẫn nhiệt của thành phần chất khô .................................................... 23
Bảng 1.9. Diện tích và sản lượng sầu riêng các tỉnh Nam Bộ ..................................... 24
Bảng 3.1. Thành phần hoá học của sầu riêng nguyên liệu ........................................... 40
Bảng 3.2. Các thông số môi chất lạnh R22 tại các trạng thái khác nhau ..................... 49
Bảng 3.3. Kết quả tính tốn kích thước buồng sấy (lạnh đơng) ................................... 79
Bảng 3.4. Kết quả tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ - đóng băng ............................. 79




Trang6


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Từ xưa con người đã biết vận dụng kỹ thuật sấy vào việc bảo quản các loại nông
sản và thực phẩm bằng cách sử dụng nguồn nhiệt của mặt trời hay các loại nhiệt khác
để loại nước trong các loại thực phẩm. Đó là phương pháp sấy cổ điển với nguồn nhiệt
tự nhiên. Tuy nhiên với phương pháp sấy đó thì con người khơng thể kiểm soát hàm
lượng nước trong sản phẩm và thời gian sấy nên dùng phải dùng những nguồn nhiệt
nhân tạo cũng như hệ thống sấy điều khiển bằng máy móc. Và nó được sử dụng rộng
rãi ở nhiều lĩnh vực trong cuộc sống tuy nhiên việc sấy bằng các nguồn nhiệt cao sẽ
làm cho một số chất dinh dưỡng cũng như các hoạt chất sinh học trong các loại thực
phẩm bị giảm xuống hoặc mất đi. Để khắc phục điều này ngoài việc sấy bằng nguồn
nhiệt thông thường người ta đã nghĩ ra kỹ thuật sấy thăng hoa ở nhiệt độ thấp giúp
nâng cao chất lượng cũng như giữ được hết các chất dinh dưỡng. Kỹ thuật sấy thăng

hoa cũng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực:
- Công nghiệp chế biến và bảo vệ thực phẩm.
- Công nghệ sinh học: thu giữ và bảo vệ các loại gen.
- Công nghiệp sản xuất các chế phẩm sinh học.
- Trong y học: sản xuất và bảo vệ thuốc.
- Trong công nghiệp sản xuất sữa.
Với cơng cuộc đổi mới hiện tại của nước ta ngồi việc phát triển ngành sấy
truyền thống thì việc nghiên cứu cho công nghệ sấy thăng hoa sẽ mang lại nhiều lợi
ích cho nước nhà. Như đã biết, Việt Nam có đường bờ biển dài và khí hậu nóng ẩm
nên có rất nhiều loại dược liệu quý cũng như các loài thủy sản có giá trị. Việc bảo
quản các loại sản phẩm mà không mất đi nguồn dinh dưỡng và hoạt chất sinh học sẽ là
một nguồn xuất khẩu lớn mang lại nguồn ngoại tệ đáng kể. Cũng như việc xuất khẩu
công nghệ này cũng sẽ mang lại giá trị kinh tế lớn cho Việt Nam.
2. Mục tiêu
Đồ án sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản cho một quy trình nghiên cứu cũng
như các bước tính tốn và thiết kế cho hệ thống lạnh sấy thăng hoa.




Trang7


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

3. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu
Đồ án nghiên cứu những vấn đề sau đây:
- Tổng quan về nguyên liệu là sầu riêng và công nghệ sấy thăng hoa sầu riêng.
- Tính tốn và thiết kế hệ thống lạnh sấy thăng hoa với năng suất 1000kg/mẻ.
- Quy hoạch mặt bằng xây dựng nhà xưởng lắp đặt hệ thống lạnh sấy thăng hoa

sầu riêng năng suất 1000kg/mẻ.
4. Nội dung đồ án
Đồ án xoay quanh những vấn đề liên quan đến hệ thống sấy thăng hoa gồm
những nội dụng sau:
- Mục đích, yêu cầu của xây dựng hệ thống sấy thăng hoa.
- Khái qt mơ hình hệ thống sấy thăng hoa.
- Các thơng số kỹ thuật của q trình sấy thăng hoa.
- Cơng suất của hệ thống (tính bằng kg/mẻ), về trữ sấy (sức chứa sản phẩm đã
sấy), về làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông.
- Các đặc điểm và tính chất của quy trình cơng nghệ, tính chất của sản phẩm và
u cầu phục vụ cho quy trình cơng nghệ.
- Nguồn nguyên liệu và tính chất của nguyên liệu.
5. Ý nghĩa khoa học
- Tạo ra các thông số, dữ liệu cơ bản cần thiết ban đầu cho một hệ thống thiết bị.
- Các bước tính tốn nhằm khắc phục những sai sót, tổn thất về vật chất và năng
lượng của hệ thống trước khi tiến hành chế tạo.
- Đưa ra một cái nhìn chung bao quát về hệ thống lạnh sấy thăng hoa với những ưu
và nhược điểm để có hướng phát triển.
- Tạo cơ sở cho sự nghiên cứu về hệ thống sau này.
6. Ý nghĩa thực tiễn
Nguồn nguyên liệu chúng ta vô cùng phong phú và đa dạng nhưng mang tính
chất thời vụ và thời gian bảo quản thường khơng lâu. Có nhiều loại thực phẩm cần
được sấy ở nhiệt độ thấp để giúp bảo quản lâu hơn và không đánh mất đi thành phần
dinh dưỡng của sản phẩm quá nhiều cũng như cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy
và xưởng sản xuất cần có hệ thống sấy thăng hoa.




Trang8

ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Hệ thống sấy thăng hoa được sử dụng để bảo quản những loại vật liệu này vô cũng
rộng rãi.
Trong công nghệ thực phẩm:
- Bảo quản các loại trái cây như sầu riêng, nho, lệ chi…
- Bảo quản các loại thủy sản như tôm sú, mực…
- Loại rau củ như khoai lang, cà rốt…
- Loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe như sữa, các loại bột màu tự nhiên…
Trong dược liệu:
- Sản xuất các loại dược liệu: nấm linh chi, đông trùng hạ thảo…
- Sản xuất và bảo quản các loại thuốc.
7. Bố cục
Đồ án này gồm có 3 chương lớn đó là:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, tính tốn và thiết kế
Chương 3: Tính tốn, thiết kế hệ thống và thảo luận
Ngồi ra cịn có các phần Mở đầu, Mục lục và Phụ lục.




Trang9


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Sấy thăng hoa
1.1.1. Lịch sử phát triển của ngành sấy thăng hoa
Thăng hoa, là quá trình chuyển pha từ pha rắn sang pha hơi không thông qua pha
lỏng, đã được phát hiện từ rất sớm bởi một số người Tây Tạng (Trung Quốc), khi họ
leo lên những ngọn núi cao có băng tuyết phủ đầy quanh năm và thấy hiện tượng tảng
băng đang bốc hơi thành những làn khói trắng. Tuy nhiên, người Tây Tạng chưa thể
hình thành nên lý thuyết về sự thăng hoa từ thể rắn sang thể khí.
Đến những năm 1761 – 1764 giáo sư Black, trong những lần thí nghiệm nhiệt –
lạnh, mới tìm ra lý thuyết về nhiệt ẩn hóa hơi của chất lỏng và rắn, nhiệt ẩn nóng chảy
của chất rắn. Tiếp theo là một phát hiện quan trọng vào năm 1780 khi hai nhà khoa
học Clouet và Monge lần đầu tiên hóa lỏng được SO2.
Năm 1810 một nhà khoa học Leslie (Pháp) đã thiết kế, chế tạo thành công máy nén
hấp thụ với cặp môi chất lạnh H2O/H2SO4. Đến giữa thế kỷ 19, máy này được phát
triển một cách rầm rộ nhờ kỹ sư tài ba Carré (Pháp) với hàng loạt bằng phát minh về
máy lạnh hấp thụ chu kỳ liên tục với các cặp môi chất lạnh khác nhau.
Năm 1834, J.Perkins (Anh) đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống máy lạnh nén
hơi với đầy đủ các chi tiết như một hệ thống lạnh hiện đại có máy nén, có thiết bị
ngưng tụ, thiết bị bay hơi và van tiết lưu.
Năm 1910 nhà khoa học Leiblanc là người đầu tiên đã chế tạo thành công máy lạnh
Ejector hơi nước. Đây là một sự kiện có ý nghĩa rất trọng đại của ngành kỹ thuật lạnh.
Năm 1930, một số nhà khoa học Mỹ đã phát hiện tính chất nhiệt động của các loại môi
chất lạnh hữu cơ Freon rất tốt. Và lịch sử ngành công nghệ nhiệt – lạnh bước sang
trang mới.
Năm 1950 – 1960, các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công hệ thống máy sấy
thăng hoa hồn chỉnh; sau đó là Nga, Pháp, Anh, Đức… cũng chế tạo thành công hệ
thống sấy thăng hoa này với nhiều dạng khác nhau.
Năm 1970, các nhà cơ khí chế tạo của Đức đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống
máy sấy thăng hoa công nghiệp hiện đại bậc nhất thế giới với hệ điều khiển thông
minh và trưng bày tại Hội chợ triển lãm thương mại quốc tế ở Paris (Pháp).

Trang10


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Cho đến nay, cơng nghệ sấy thăng hoa đã phát triển tương đối hoàn thiện và nhiều
quốc gia trên giới chế tạo thành công do chuyển giao và mua công nghệ của các nước
tiên tiến. Hiện nay, công nghệ sấy thăng hoa này đã được nhiều nhà khoa học Việt
Nam quan tâm nghiên cứu và phát triển, bởi vì hướng ứng dụng của công nghệ này
không chỉ trong các ngành cơng nghệ sinh học, y dược, phân tích… mà cả trong ngành
công nghệ chế biến thực phẩm.
1.1.2. Cơ sở khoa học sấy thăng hoa
1.1.2.1. Các quá trình chuyển pha của nước
Nước trong thực phẩm tự nhiên ln có thể tồn tại ba thể, thể lỏng, thể rắn và thể
khí. Sấy thực phẩm là dùng phương pháp nhất định để lấy lượng nước trong thực phẩm
ra khỏi nguyên liệu để làm tăng độ khô, giảm độ ẩm kéo dài thời gian sử dụng sản
phẩm. Dựa trên nguyên tắc này, phân loại được hai dạng phương pháp sấy.

Hình 1.1. Đồ thị giản đồ P – t của nước
Phương pháp 1: chuyển trực tiếp nước ở thể lỏng sang thể hơi, phương pháp
này là phương pháp cũ, chỉ sấy nhiệt bình thường nên mất rất nhiều chất dinh dưỡng
trong thực phẩm.
Phương pháp 2: chuyển nước từ thể lỏng sang thể rắn sau đó tạo mơi trường
thích hợp để thể rắn thăng hoa, phương pháp này dùng kỹ thuật sấy thăng hoa ở nhiệt
độ thấp, đây là một trong nhưng phương pháp hiện đại tiên tiến nhất hiện nay, vì nó có

Trang11


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

thể giữ lại tồn bộ đặc tính tự nhiên cũng như về phẩm chất dinh dưỡng trong thực
phẩm.
1.1.2.2. Quá trình tách ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa
Nguyên
liệu

Các bước chuẩn bị ban
đầu cần thiết

Sấy chân khơng nhiệt
độ thấp (nếu có)

Lạnh đơng
sản phẩm

Sấy thăng hoa
sản phẩm

Sản phẩm ghép
mí chân khơng

Bảo quản
sản phẩm

Hình 1.2. Quy trình cơng nghệ sấy thăng hoa
Cơng nghệ sấy thăng hoa có ba giai đoạn
Giai đoạn 1: cấp đông sản phẩm, chuyển ẩm từ thể lỏng sang thể rắn.
Giai đoạn 2: sấy thăng hoa thực phẩm, chuyển ẩm từ thể rắn sang thể khí, kết thúc
giai đoạn này khi nhiệt độ nguyên liệu đạt 0oC và ẩm tự do bay hơi hồn tồn.
Giai đoạn 3: sấy chân khơng thực phẩm, giai đoạn này chủ yếu làm mất ẩm liên
kết hóa lý ở trong nó, kết thúc giai đoạn này khi xảy ra sự cân bằng nhiệt độ, nhiệt độ
nguyên liệu đạt tới nhiệt độ môi trường sấy và nhiệt độ tấm bức xạ, độ ẩm cuối cùng
của sản phẩm từ (2 ÷ 4)% rất khơ.

Hình 1.3. Biểu diễn quá trình sấy thăng hoa




Trang12


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

1.1.2.3. Quan hệ giữa thơng số áp suất và nhiệt độ trong quá trình thăng hoa
Bảng 1.1. Áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá
Tth, oC

0,0098 -1,7 -5,1

Pth,

4,58

-9,8

-17,5

4,00 3,00 2,00 1,00

-26,6

-39,3

-45,4

-57,6

-66,7

0,40

0,10

0,05

0,01

0,001

mmHg
Theo Peng, điều kiện

5

tiên quyết để nước đá

4.5

thăng hoa là khi chúng

3.5

4

2.5

có nhiệt độ và áp suất nhỏ
hơn

điểm

ba

2
1.5

thể

1
0.5

0

O(0,0098 C; 4,58mmHg).
Quá trình biến đổi pha của

Áp suất, (mmHg)

3

được đặt trong môi trường

0
-80

nước luôn phụ thuộc vào
hai thông số cơ bản đó là

-70

-60

-50

-40

Nhiệt độ,

-30

-20

-10

0

10

(oC)

Hình 1.4. Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ
thăng hoa của nước đá

nhiệt độ và áp suất, ứng với một giá trị áp suất xác định sẽ có một giá trị nhiệt độ
thăng hoa xác định (Bảng 1.1).
Việc chọn áp suất môi trường sấy thăng hoa phù hợp với nhiệt độ thăng hoa nước
đá sẽ quyết định đến thời gian thăng hoa của nước đá, nếu áp suất môi trường sấy
thăng hoa không phù hợp sẽ kéo dài thời gian thăng hoa.
1.1.2.4. Bản chất của quá trình sấy
Là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy (Hình 1.1) bằng nhiệt ở tại nhiệt độ và áp
suất xác định, với các mục đích sau:
+) Giảm trọng lượng của sản phẩm, giảm chi phí vận chuyển.
+) Tăng độ bền cho sản phẩm, làm thay đổi giá trị cảm quan của sản phẩm.
+) Tăng khả năng bảo quản.
Đối với các sản phẩm sinh học, thực phẩm,… là môi trường giàu dinh dưỡng,
nhưng vì độ ẩm của sản phẩm nhỏ hơn 6% không đủ điều kiện để cho vi sinh vật sinh
trưởng và phát triển làm hư các sản phẩm.



Trang13

ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Nhiệt độ, oC

Áp suất buồng sấy thăng hoa, mmHg

1.1.2.5. Đồ thị động học của quá trình sấy thăng hoa

Hình 1.5. Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa
Sử dụng nguồn nhiệt bức xạ, nhiệt độ lạnh đơng (-35 ÷ -30)oC
1- nhiệt độ tấm gia nhiệt; 2- nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa; 3- nhiệt
độ thực phẩm sấy; 4- nhiệt độ lối ra buồng thăng hoa; 5- độ ẩm của thực
phẩm sấy; 6- áp suất trong buồng sấy thăng hoa
1.1.2.6. Hệ thống sấy thăng hoa
Mỗi hệ thống sấy thăng hoa gồm có 4 bộ phân chính sau:
+ Buồng sấy thăng hoa cũng là buồng cấp đông sản phẩm (nếu hệ thống tự cấp
đơng), nếu năng suất lớn thì phải có hệ thống lạnh đơng sản phẩm riêng.
+ Hệ thống lạnh chạy cho buồng hóa đá và buồng cấp đơng sản phẩm.
+ Hệ chân khơng kết nối với buồng hóa đá và buồng sấy.
+ Hệ thống đo lường và điều khiển quá trình sấy thăng hoa.
Để hệ thống sấy thăng hoa làm việc ổn định, đạt chất lượng tốt và thương mại được,
địi hỏi nhà chế tạo phải tính tốn, thiết kế chính xác, từ diện tích bề mặt truyền nhiệt
trong giai đoạn lạnh đông, giai đoạn sấy thăng hoa đến công suất các thiết bị trong hệ
thống.




Trang14

ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Hình 1.6. Sơ đồ ngun lý hệ thống sấy thăng hoa DS-7
Do hệ thống sấy thăng hoa ln địi hỏi nhiệt độ môi trường lạnh đông sản phẩm từ
-50oC đến -40oC, nhiệt độ mơi trường hóa đá -50oC đến -40oC (tuy nhiên, dưới -50oC
là càng tốt). Vì thế, hệ thống lạnh phải dùng hai cấp trở lên, còn một cấp với các môi
chất lạnh hiện nay là không đảm bảo được các thơng số kỹ thuật (trừ trường hợp có
mơi chất lạnh mới).
1.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển trong nước của sấy thăng hoa
Vấn đề nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong việc bảo quản các sản phẩm dược,
thực phẩm, chế phẩm sinh học… vẫn còn rất hạn chế vì hệ thống sấy thăng hoa rất đắt,
vốn đầu tư lớn nên các nhà khoa học khó tiếp cận để nghiên cứu, ứng dụng và triển
khai vào thực tế.

Hình 1.7. Một số hệ thống lạnh sấy thăng hoa – DS được thiết kế bởi UTE




Trang15


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Một số sản phẩm sấy thăng hoa ở Việt Nam

Hình 1.8. Một số sản phẩm sấy thăng hoa ở Việt Nam
1.3. Tình hình nghiên cứu và phát triển của sấy thăng hoa ở nước ngồi

Lịch sử về đơng khơ thực phẩm đã bắt đầu vào năm 1100 do người Incas ở Peru
thực hiện bằng cách lợi dụng vị trí cao (4500m) của vùng núi Ande ở Nam Mỹ. Họ sử
dụng vị trí cao này có khơng khí lạnh và áp suất thấp để đông lạnh thịt cũng như một




Trang16


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

số loại thực phẩm. Nhờ tác dụng của bức xạ mặt trời và áp suất thấp nên các sản phẩm
sau khi bị đơng giá liền có xu hướng bị đơng khơ.
Sau đó, năm 1906 hai nhà vật lí người Pháp là Borda và Darsonval đã sáng chế
được thiết bị làm ngưng đá hơi nước bằng tuyết trộn với axeton trong quá trình sấy.
Tiếp theo, các nhà khoa học khác của Pháp, Mỹ đã tiếp tục hồn thiện phương pháp
đơng khơ huyết tương sử dụng tốt trong chiến tranh Mỹ-Nhật (1941). Năm 1942-1943
đã có những thiết bị đơng khơ hồn chỉnh với công suất lớn trong công nghiệp dược
phẩm.
Từ 20 năm nay ở Italia đã có những nhà máy đơng khơ thực phẩm cỡ lớn, trang bị
hiện đại để chế biến đông khô các loại nông sản thực phẩm như các loại đậu Cô-ve,
đậu Hà Lan, súp lơ, cà chua, bắp cải, hành tây, tỏi, cam, quít, chuối, táo, lê, dâu tây và
các loại súp thịt, súp cua, cá… các loại thực phẩm đông khô của Italia đã chiếm lĩnh
được nhiều thị trường ở miền trung, miền bắc châu Âu và châu Mỹ.
Trang thiết bị cho đông khô ngày càng được hiện đại hóa. Nhiều hãng chế tạo máy
đơng khơ cơng nghiệp như Usiroid (Pháp), Atlas (Đan Mạch), Leybold-Heraeus… với
các loại máy đông khô kiểu RAY, CONRAD, SM.H.15 đến SM.H.1501, SERAIL
(dùng nhiệt ngưng tụ) YBC8… Ở Mỹ, Canada, Nhật, Trung Quốc cũng đã có nhiều cơ
sở chế tạo máy đơng khơ các loại. Nhiều loại máy đông khô ra đời trong thập kỉ 80 đã

được trang bị đầy đủ các thiết bị kiểm tra, điều chỉnh tự động bằng điện tử và vi điện
tử hiện đại.
1.4. Nguyên liệu
1.4.1. Giới thiệu chung sầu riêng
Chi Sầu riêng (danh pháp khoa học: Durio)
là một chi thực vật thuộc họ Cẩm Quỳ
(Malvaceae), (mặc dù một số nhà phân loại
học đặt Durio vào một họ riêng biệt được biết
đến rộng rãi tại Đơng Nam Á
Hình 1.9. Quả sầu riêng
Quả sầu riêng được nhiều người ở Đông Nam Á xem như là "vua của các loại trái
cây". Nó có đặc điểm là kích thước lớn, mùi mạnh, và nhiều gai nhọn bao quanh vỏ.




Trang17


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Thịt quả có thể ăn được, và tỏa ra một mùi đặc trưng, nặng và nồng, ngay cả khi vỏ
quả cịn ngun. Sầu riêng có nguồn gốc từ Đơng Nam Á, được thế giới phương Tây
biết đến khoảng 600 năm.
Ở Việt Nam có khoảng hơn 200 giống sầu riêng khác nhau nhưng trong số đó chỉ có
5 loại sầu riêng được sử dụng phổ biến và được người dân ưa chuộng. Bao gồm sầu
riêng Ri6, Sầu riêng Monthong Thái Lan, sầu riêng chuồng bò, sầu riêng khổ qua và
sầu riêng Cái Mơn. Các giống sầu riêng ngày càng được nghiên cứu và phát triển để
đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Tuy nhiên việc bảo quản loại sản phẩm này cũng
tương đối khó vì chứa nhiều nước nên thời gian bảo quản loại sản phẩm này ở điều

kiện thường không cao. Nên công nghệ sấy thăng hoa là một lựa chọn ưu việc cho việc
bảo vệ loại sản phẩm này.
1.4.2. Thành phần hóa học của sầu riêng
Sầu riêng là một loài thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng cung cấp cho cơ thể.
Mỗi loại sầu riêng sẽ có thành phần dinh dưỡng khác nhau nhưng ta có thể xét một
cách trung bình thành phần các chất có trong sầu riêng. Bao gồm các thành phần chính
với hàm lượng trong 100g:
Chất

Khối lượng (g)

Phần trăm (%)

Nước

65

65

Gluxit

27,09

27,09

Lipid

5,33

5,33

Chất đạm

1,47

1,47

1,11

1,11

Các thành phần khoáng và
vi lượng khác

Bảng 1.2. Thành phần hóa học của sầu riêng
1.4.2.1. Nước
Đa phần trong các loại trái cây thì phần nước là một phần quan trọng thường chiếm
một lượng rất lớn về mặt trọng lượng của các loại trái cây. Trong sầu riêng lượng nước
cũng chiếm tới khoảng 65% khối lượng của cơm sầu riêng. Đây là thành phần giúp giữ
các chất dinh dưỡng và cũng như cung cấp cho cơ thể giúp cơ thể có thể hấp thụ được
các chất dinh dưỡng. Nhưng chính vì phần này mà làm cho các vi sinh vật dễ phát
triển làm cho mất đi các thành phần dinh dưỡng của cơm sầu riêng làm cho nó khơng



Trang18


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

cịn giữ được thành phần và chất lượng của sản phẩm. Nên cần được loại bỏ để có thể
tăng thời gian bảo quản nhưng nếu làm mất nước theo phương pháp sấy thơng thường
thì cũng làm cho mất đi những chất dinh dưỡng này. Cịn nếu sử dụng phương pháp
đơng lạnh thì thời gian bảo quản lâu làm cho tổng kinh phí sẽ rất lớn do bảo quản
trong thời gian dài. Nên việc lựa chọn phương pháp sấy thăng hoa là một lự chọn vô
cũng hợp lý cho trường hợp này.
1.4.2.2. Gluxit
Đa phần các loại trái cây thì vị ngọt được quyết định bởi thành phần gluxit trong
chất khô của các loại trái cây. Trong hầu hết các loại cơm sầu riêng gluxit chiếm 80 –
95% tổng chất khô. Ở mỗi loại nơng sản khác nhau thì loại đường chính cũng khác
nhau. Vị ngọt của các loại cơm sầu riêng phụ thuộc vào hàm lượng, thành phần và các
loại đường có trong rau quả
Đường trong quả thường gồm 3 loại sau:
- Glucoz là một loại gluxit (chất bột đường, cacbon hiđrat) đơn giản nhất (đường
đơn, loại gluxit không bị thủy phân nữa). Nó là một loại đường có tác dụng tốt nhất
cho sức khỏe của người vì nó được cơ thể sử dụng gần như ngay sau khi cung cấp vào
trong cơ thể. Glucoz gặp nhiều trong cơm sầu riêng chín nó có cơng thức hóa học là
C6H12O6. Cơng thức cấu tạo:

- Fructoz (fructose) là một loại monosaccarit (gluxit đơn giản, đường đơn), đồng
phân với glucoz. Fructoz là chất rắn kết tinh, dễ hịa tan trong nước, có vị ngọt gấp 1,5
đường mía (saccaroz), gấp 2,5 lần glucoz (đường nho). Là một đường cũng tương đối
tốt cho sức khỏe, là một trong ba loại đường được hấp thụ vào trong máu trong q
trình tiêu hóa mà khơng qua một sự chuyển đổi nào nên cũng tốt cho sức khỏe vì
khơng sinh thêm bất kì một chất trung gian nào gây ảnh hưởng cho sức khỏe của con
người. Nó có cơng thức cấu tạo là:

Trang19


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

- Saccaroz (Saccharose) là một loại đisaccarit, được tạo ra do hai monosaccarit là aglucoz và b-fructoz liên kết với nhau bằng liên kết α-glicozit ở C1 của glucoz, hay liên
kết β-glicozit ở C2 của fructoz. (Nhóm –OH ở C số 1 của a-glucoz với nhóm –OH ở C
số 2 của b-fructozơ kết hợp với nhau và loại ra một phân tử H2O, tạo nhóm chức ete
−O− mà thành). Saccaroz là loại đường thường gặp nhất, nó có nhiều trong các cây
mía, thốt nốt, củ cải đường nhưng trong cơm sầu riêng thì thành phần loại đường
khơng chiếm một phần lớn bằng hai loại đường trên. Tuy nhiên là loại đường này có
thể tạo ra hai loại đường kia thơng qua phản ứng thủy phân dưới xúc tác của các enzim
trong cơ thể. Tuy nhiên quá trình phân hủy loại đường này sẽ sinh ra một số chất phụ
không tốt cho sức khỏe con người. Nó có cơng thức cấu tạo là:

Ngồi các loại đường trên thì gluxit có trong cơm sầu riêng có các loại PolySaccarit: xenluloz, hemixenluloz, các pectin, tinh bột… nhưng trong các loại trái cây
thì thành phần này chiếm một lượng không lớn trong thành gluxit. Nhưng nó cũng có
vai trị quan trọng cho cơ thể con người cung cấp năng lượng trong q trình chuyển
hóa cung cấp cho các hoạt động của cơ và sự vận động của cơ thể.
1.4.2.3. Lipid
Ngồi những thành phần nói trên thì thành phần cung cấp năng lượng chủ yếu cho
cơ thể con người đó là thành phần lipid.
Chất béo là một dạng lipid, chúng được phân biệt với các dạng lipid khác bởi các
cấu trúc hóa học và tính chất vật lý. Loại chất béo này có vai trị rất quan trọng đối với
các dạng sự sống, hỗ trợ cho các chức năng cấu trúc và chức năng trao đổi chất. Chúng
là một phần quan trọng trong chế độ ăn của các sinh vật dinh dưỡng (bao gồm cả con
người). Chất béo và lipid được chia nhỏ trong cơ thể bởi các enzym được gọi
là lipases sản sinh trong tuyến tuỵ.

Trang20


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

1.4.2.4. Các chất khống và muối vơ cơ
Khống là một nhóm các chất cần thiết khơng sinh năng lượng nhưng giữ vai trò
trong nhiều chức phận quan trọng đối với cơ thể: gồm khoáng đa lượng và vi lượng.
Các yếu tố đa lượng là Ca, P, Mg, K, Na. Các yếu tố vi lượng là I, F, Cu, Co, Mn, Zn...
Chất khống có một vai trị quan trọng với cơ thể:
- Giúp quá trình tăng trưởng và vững chắc của xương. Canxi, Magie, Phospho là
thành phần cấu tạo của xương và răng.
- Là chất xúc tác cho các hoạt động của enzyme.
- Điều hịa hệ tim mạch, tuần hồn máu, tiêu hóa.
- Góp mặt trong các phản ứng hóa học quan trọng của cơ thể. Sắt giúp tổng hợp
hemoglobin và tham gia vào thành phần của nhiều men oxy hóa trong hô hấp tế bào,
thiếu sắt gây thiếu máu; I-ốt tham gia tạo thirocin là hormone của tuyến giáp trạng,
thiếu I-ốt là nguyên nhân bệnh bướu cổ địa phương; Cu, Co là các chất tham gia vào
quá trình tạo máu…
- Là thành phần cấu tạo nên chất đạm, chất béo trong cơ thể. Phospho là thành phần
chính của một số men quan trọng tham gia chuyển hóa protit, lipid, gluxit, hô hấp tế
bào mô, các chức phận của cơ và thần kinh. Để đốt cháy các chất hữu cơ, mọi phần tử
hữu cơ đều phải qua liên kết với phospho.
Trong sầu riêng thường chứa các chất khoáng sau trong một 100g cơm sầu riêng:
Canxi

6 mg

Phốt pho

39 mg

Sắt

0,43 mg

Kali

436 mg

Magiê

30 mg

Natri

2 mg

Mangan

0,325 mg

Kẽm

0,28 mg

Bảng 1.3. Thành phần chất khoáng trong sầu riêng
1.4.2.5. Vitamin
Vitamin cũng là một thành phần không cung cấp năng lượng cho cơ thể nhưng nó

cần thiết cho cho hoạt động chuyển hố bình thường của cơ thể sinh vật. Và đặc biệt
trái cây là nguồn cung cấp vitamin chủ yếu cho người trong việc ăn uống. Các loại
vitamin với khối lượng như sau trong 100g cơm sầu riêng:




Trang21


ĐỒÁNQUÁTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Vitamin A

44 IU

Pantothenic acid (B5)

0,23 mg

Thiamine (B1)

0,374 mg

Vitamin B6

0,316 mg

Riboflavin (B2) 0,2 mg

Folate (B7)

36 mg

Niacin (B3)

Vitamin C

19,7 mg

1,074 mg

Bảng 1.4. Thành phần Vitamin trong sầu riêng
1.4.3. Các thông số vật lý của các thành phần hóa học trong sầu riêng
Bảng 1.5. Các thông số nhiệt vật lý của nước[1]
Ký
hiệu
Tkt
Ts

Đơn vị
đo
o
C
o
C

rhh
rdd

J/kg
J/kg

rth

J/kg

ρn

kg/m3

cn

J/(kg.K)

cn

J/(kg.K)

λn

W/(m.K)

Thông số nhiệt
vật lý
Nhiệt độ kết tinh
Nhiệt độ sơi (bay
hơi)

Phương trình hay giá trị

0 (tại áp suất 760 mmHg)

T" = 100 ' P" − 0,06. P" ; với Ps = 1 kg/cm2
thì Ts = 99,94oC
Ẩn nhiệt hóa hơi rhh = (2509,64 – 2,51.T).103; với T(oC)
Ẩn nhiệt đông đặc rnc = L = 333601,5 + 104.10-3T – 21.10-6.T2;
với T(oC)
Ẩn nhiệt thăng hoa rth = (0,0024.T2 + 3,0606.T +
3287,074).103; với T(oC)
Khối lượng riêng § Nước: ρn = 1001,75 – 0,4375.T với:
3,986oC ≤ T ≤ 100oC
Nước đá: ρn = 917.(1 – 0,000155.T)
với T ≤ 0oC
Nhiệt dung riêng
§ Nước: cn = 4184,7 + 1,74T
của nước nguyên
§ Nước đá: cnd = 2090 + 7,79T
chất
§ Nước: cn = 4167,2 – 9086,4.10-5.T+
Nhiệt dung riêng
5473,1.10-6.T2; với 0oC ≤ T ≤ 150oC
của nước trong
§ cn = 4080,7 – 5306,2.10-3.T + 9951,6.10thực phẩm dạng
4.T2; với -40oC ≤ T ≤ 0oC
dung dịch
§ Nước đá: cnd = 2062,3 + 6076,9.10-3.T;
với T < 0oC
Nước: λ = 0,551 + 0,0034.T; với T > 0oC
Hệ số dẫn nhiệt
§ Nước đá: λ =2,326.(1 – 0,00156.T);

với T ≤ 0oC


1
"Kỹ thuật và Công nghệ sấy thăng hoa" - Tác giả: TS. Nguyễn Tấn Dũng, xuất bản tại NXB ĐHQG
TpHCM, năm 2016



Trang22


ĐỒÁNQTRÌNHVÀTHIẾTBỊGVHD:TS.NGUYỄNTẤNDŨNG

Bảng 1.6. Nhiệt dung riêng của thành phần chất khơ[2]
c = f(T, Xj) = f(Xtp1, Xtp2,… Xtpn) =

./
1
-23 X - . c-

(J/kg.K)

(1.1)

Chất

Tỷ lệ

c = f(T): với -55oC ≤ T ≤ 75oC, (J/(kg.K))

Nước

Xtp1

NDR của nước xem ở Bảng 1.5

Gluxit

Xtp2

cglu = 1548,8 + 1208,9.10-3.T + 1312,9.10-6T2

Lipid

Xtp3

clip = 1984,2 + 1473,3.10-3.T + 4800,8.10-6T2

Chất khoáng (tro)

Xtp4

cash = 1092,6 + 1889,6.10-3.T + 3681,7.10-6T2

Xtp5

cim = 1296,78

Thành phần các hợp

chất đa lượng khác

Bảng 1.7. Khối lượng riêng của thành phần chất khô[3]
ρ56 = 1/

:;

89

=
-2>

<9

(1.2)

Chất

Tỷ lệ

ρ = f(T): với -55oC ≤ T ≤ 75oC, (kg/m3)

Gluxit

Xtp2

ρglu = 1599,1 – 0,31046.T

Lipid

Xtp3

ρlip = 925,59 – 0,41757.T

Chất khoáng (tro)

Xtp4

ρash = 2423,8 – 0,28063.T

Xtp5

ρim = 1017,29

Thành phần các hợp chất
đa lượng khác

Bảng 1.8. Hệ số dẫn nhiệt của thành phần chất khô[4]
λ56 =

=
-2> λ- x - , W/(m. K)
:;
9
H9

(1.3)

G

Với x- =

I
9JK

:;
9
H9

G

(1.4)


2
"Kỹ thuật và Công nghệ sấy thăng hoa" - Tác giả: TS. Nguyễn Tấn Dũng, xuất bản tại NXB ĐHQG
TpHCM, năm 2016
3

"Kỹ thuật và Công nghệ sấy thăng hoa" - Tác giả: TS. Nguyễn Tấn Dũng, xuất bản tại NXB ĐHQG

TpHCM, năm 2016
4

"Kỹ thuật và Công nghệ sấy thăng hoa" - Tác giả: TS. Nguyễn Tấn Dũng, xuất bản tại NXB ĐHQG
TpHCM, năm 2016



Trang23