Tiểu luận thiết bị sấy rau quả

Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
A- LỜI NÓI ĐẦU
Làm khô là phương pháp bảo quản thực phẩm được áp dụng lâu đời nhất. Nhiều
vùng trên trái đất đã phơi nắng một lượng lớn rau quả như Hy Lạp, Tây Ban Nha,
các nước vùng Đòa Trung Hải, các nước Ả Rập, châu c… Phương pháp làm khô
hiện đại tức là sấy rau quả với điều kiện khống chế được nhiệt độ và độ ẩm được sử
dụng chủ yếu trong công nghiệp. Rau quả sấy khô gọn, nhẹ, chi phí chế biến thấp và
dễ vận chuyển nên dùng nhiều cho quân đội. Tuy nhiên rau quả sấy khô có nhược
điểm là bò giảm hương vò và màu sắc kém. Để khắc phục các nhược điểm này, người
ta đã đầu tư nghiên cứu và ứng dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật trong lónh vực sấy khô
thực phẩm nhất là sấy khô rau quả.
1. Đònh nghóa quá trình sấy:
Sấy là quá trình tách nước trong sản phẩm bằng nhiệt, làm nước trong sản phẩm
từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi và thoát khỏi bề mặt sản phẩm. Đó chính là
quá trình khuyếch tán nước từ các lớp bên trong ra bề mặt sản phẩm và hơi nước từ
bề mặt sản phẩm khuyếch tán ra môi trường xung quanh.
2. Cơ sở khoa học:
 Việc sấy làm giảm hoạt tính nước W, làm tăng nồng độ chất khô gây ức chế
VSV.
 Sau sấy khối lượng và thể tích vật liệu giảm xuống giúp quá trìng bảo quản,
chứa đựng, vận chuyển đơn gỉan hơn.
 Hầu hết là sử dụng phương pháp nhiệt làm màu sắc, mùi vì rau quả bò biến
đổi đặc biệt tạo hương vò đặc trưng do một số phản ứng hóa học.
3. Sự phân bố ẩm trong vật liệu rau quả:
Nước liên kết bền (chiếm 10%): nước tạo ra lớp đơn phân tử, nước đònh vò vào
các nhóm có cực của một số chất như NH3+, OH-, COO-,… Lớp nước này rất khó
tách ra và cũng không đóng băng.
Nước liên kết ýeu và nước tự do (chiếm trên 50%)
Đầu tiên là lớp nước liên tiếp dính vào lớp đơn phân qua cầu trung gian là liên
kết hydro. Nước thuộc vùng đa tầng này chủ yếu là nước hydrat hóa của các hợp

chất hòa tan như protein, muối.
Tiếp đến là nước ngưng tụ trong các lỗ của thực phẩm (mao quản). Người ta cho
rằng không có sự khác nhau cơ bản giữa nước liên kết yếu và nước tự do, chúng có
khả năng trao đổi với nhau rất nhanh. Nước tự do thường chiếm phần chủ yếu của
các thực phẩm tươi hoặc thực phẩm được xử lý để chế biến (nhưng không phải là sấy
khô).
Đây là phần nước rất dễ tách bởi sấy.
4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và hiện tượng trễ hấp phụ:
 Đường đẳng nhiệt hấp thụ (hoặc phản hấp thụ) là đường cong để chỉ lượng
nước được giữ bởi một thực phẩm nào đó, khi ở điều kiện cân bằng và tại một
nhiệt độ xác đònh, phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển bao quanh. Hay
ngược lại, nó chỉ áp suất hơi gây ra bởi nước của một thực phẩm phụ thuộc vào
hàm lượng nước của chính thực phẩm đó.
1
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
Đường đẳng nhiệt hấp thụ và phản hấp thụ có thể thu được bằng phương pháp
thực nghiệm đối với mỗi sản phẩm và ở mỗi một nhiệt độ nhất đònh.
 Hiện tượng trễ hấp thụ:
Ta thấy đường đẳng nhiệt phản hấp thụ của một sản phẩm thực phẩm (ở tại
một nhiệt độ xác đònh) thường không trùng với đường đẳng nhiệt hấp thụ. Sự
không trùng nhau này của hai đường cong là sự trễ hấp thụ. Có nghóa là có được
ứng một a
w
thực hiện bằng con đường phản hấp thụ từ vật liệu ướt sẽ cao hơn khi
thực hiện bằng con đường hấp thụ. Sự trễ hấp thụ xảy ra chủ yếu trong vùng ở
giữa của con đường đẳng nhiệt nghóa là ở vùng mà nước chỉ được liên kết một
cách yếu ớt.
Sỡ dó có hiện tượng trễ hấp thụ là do sự ngưng tụ nước trong các lỗ của mô.
Ngoài ra do có sự khác nhau giữa đường kính của miệng lỗ mao quản ở một số

mô thực vật và động vật và đường kính lớn hơn ở phía sâu trong mao quản, nên
áp suất hơi tất yếu ở các chỗ đầy của mao quản sẽ cao hơn áp suất hơi ở các chỗ
rỗng. Khi phản hấp thụ thì mao quản sẽ chỉ dốc hết nước khi áp suất hơi ở đường
kính miệng giảm xuống một giá trò tương ứng.
Hiện tượng quá bão hòa của các đường trong dung dòch có thể cắt nghóa một
phần hiện tượng trễ hấp phụ xảy ra ở rau và quả. Quả vậy, hoạt độ nước giảm
nhanh khi khử nước vì các đường không kết tủa mà tạo ra dung dòch quá bão hòa.
Khi hàm ẩm trở lại, các đường chỉ hoà tan khi có một hàm lượng nước xác đònh.
 Tác dụng của đường đẳng nhiệt hấp thụ:
Đường đẳng nhiệt hấp thụ cho phép thấy trước hoạt độ nước của một hỗn hợp
gồm các hợp phần có độ ẩm khác nhau, ngoài ra nó còn cho biết trước cách xử
sự của một thực phẩm khi xử lý hoặc bảo quản.
Đường cong cho thấy trước ảnh hưởng của các thay đổi độ ẩm tương đối của
khí quyển đến hàm lượng nước của một sản phẩm không được bảo vệ: sản phẩm
sẽ hút ẩm.
Đường đẳng nhiệt cũng có thấy cho thấy trước ảnh hưởng của các biến động
của nhiệt độ đến hoạt độ nước của một sản phẩm đặt trong bao bì kín và hàm
lượng nước không đổi.
5. Các phương pháp sấy rau quả:
Do động lực quá trình sấy là sự chênh lệch độ ẩm giữa vật liệu và dòng tác
nhân sấy tại một áp suất nhất đònh nên có thể sấy vật liệu ở nhệt độ cao hoặc
thấp.
Phân loại:
 Nhóm pp sấy bằng tác nhân sấy có nhiệt độ cao:
Theo trạng thái chuyển động của vật liệu: sấy tónh và sấy động
Theo nguyên lý hoạt động: sấy gián đoạn và sấy liên tục.
Theo tác nhân sấy: sấy đối lưu (bằng không khí nóng, khói lò), sấy bức xạ
(ánh nắng mặt trời).
 Nhóm pp sấy bằng tác nhân sấy có nhiệt độ thấp: sấy chân không, sấy
thăng hoa (rất triển vọng).

2
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
B- THIẾT BỊ SẤY
1. Buồng sấy(cabinet dryer, chamber dryer)
1.1. Cấu tạo-Nguyên lý:
Buồng sấy có kích thước nhỏ, gọn, sấy gián đoạn, thích hợp cho việc sấy
rau quả. Các khay được làm bằng thép không gỉ, chiều dầy khoảng 5cm.
Tác nhân sấy thường là không khí, được gia nhiệt bằng khói lò hay bằng
điện. Tác nhân sấy thổi theo chiều thẳng đứng từ dưới lên hay theo chiều
ngang. Để quá trình sấy được đồng đều, sản phẩm không bò co dúm hay bò
mất quá nhiều nước, ta cần đảo khay
1.2. Ưu, nhược điểm của thiết bò sấy buồng:
1.2.1. Ưu điểm:
 Có thể dùng vỏ hạt hay những phần bỏ đi của nguyên liệu làm nguồn
cung cấp nhiên liệu cho buồng đốt. Vì vậy thiết bò rất thích hợp cho vùng
nông nghiệp, vùng không có điện.
 Dễ lắp đặt, bảo trì.
1.2.2. Nhược điểm-Khắc phục
 Thiết bò làm việc theo từng mẻ.
Khắc phục: thiết bò có thể hoạt động bán liên tục bằng cách: lấy những
khay chứa nguyên liệu đã khô ra, thay bằng khay chứa nguyên liệu ướt.
 Nguyên liệu có thể bò cháy do quá trình sấy không đều.
Khắc phục: ta có thể thay đổi tốc độ dòng chảy hay đảo khay để quá
trình sấy đồng đều hơn.
1.3. Ứng dụng:
Sấy được hầu hết các loại rau quả, đặc biệt thích hợp cho vùng nông
nghiệp, thích hợp cho cơ sở sản xuất với quy mô gia đình, quy mô nhỏ.
1.4. Thiết bò sấy buồng của hãng DRAIS:
3

Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
1.4.1. Đặc điểm:
 Vách có hai lớp. Giữa hai lớp là lớp bông cách nhiệt.
 Có một hay hai cửa. Cửa có gắn đệm để đảm bảo buồng sấy được kín.
 Khay làm bằng vật liệu thép không gỉ. Khay được đặt trên những giá đỡ
để thuận tiện cho việc di chuyển.
 Có quạt hút, đẩy không khí trong buồng sấy.
 Có bộ phận điều chỉnh thời gian sấy.
 Có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ sấy.
 Không khí có thể được gia nhiệt bằng hơi, điện, nhiệt.
 Có nhiều loại buồng kích thước khác nhau: loại có 6, 12, 24, 48, 96, 192
khay.
 Khay được làm bằng thép tiêu chuẩn SS 304/316.
1.4.2. Thông số kỹ thuật:
Số khay
6 12 24 48 96 192
Kích thước
khay
Dài:rộng:cao = 16:32:1.25
Công suất
Môtơ(HP)
0.5 0.5 1 1 1HP x 2 1HP x 4
Số giá đỡ
1 1 1 1 2 4
Công suất
tải
nhiệt(kW)
100°C
200°C

300°C
1
4
7
3
6
9
6
9
12
9
15
21
18
24
30
36
42
48
Lưu lượng
tác nhân
sấy(Lbs/hr)
25 45 60 80 120
2. Sấy băng tải(conveyor dryer)
2.1. Phân loại và đặc điểm:
2.1.1. Loại một băng tải( single conveyor dryer):
 gồm quạt, các hệ thống đun nóng,một băng tải, dây xích, cửa tháo liệu,
nhập liệu.
 Ưu điểm:có thể điều khiển nhiệt độ ở nhiều vò trí khác nhau, vì vậy có
thể kết hợp với chế biến.

 Nhược điểm: năng suất không cao, chiếm nhiều diện tích mặt bằng nhà
xưởng.
4
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
2.1.2. Loại nhiều băng tải( multi-stage conveyor dryer)
 Cấu tạo: gồm quạt, các hệ thống đun nóng, nhiều băng tải, dây xích, cửa
tháo liệu, nhập liệu.
 Ưu điểm: thiết bò đơn giản, năng suất lớn, hoạt động liên tục, dùng cho
quy mô công nghiệp, giá rẻ, phạm vi ứng dụng rộng. Ngoài ra khi vật
liệu sấy được chuyển từ băng tải này sang băng tải kia, vật liệu sấy đồng
thời cũng được đònh vò lại.
2.2. Thiết bò sấy băng tải của Casburt:
2.2.1. Ưu điểm của thiết bò:
 Casburt có rất nhiều thiết bò sấy rau quả cho ta lựa chọn
 Thiết bò sấy của Casburt giữ được màu sắc, mùi vò, cấu trúc của rau quả
một cách hiệu quả nhất.
 Giảm thiểu tối đa lượng hao hụt của sản phẩm.
 Khách hàng có thể mua riêng từng bộ phận hay mua cả dây chuyền sấy.
 Thiết bò có bộ phận điều khiển và đo độ ẩm.
 Có thể kết hợp với việc chế biến:bổ sung gia vò, phụ liệu( sữa,
chocolate, đường) để chế biến nhiều sản phẩm khác nhau. Ví dụ: nướng
bánh snack.
 Sau khi sấy, thiết bò còn có bộ phận làm nguội sản phẩm.
2.2.2. Đặc điểm của thiết bò:
5
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
 Thiết kế cho phép tách thiết bò thành từng bô phận riêng rẽ: bộ phận
nhập liệu, bộ phận sấy, nướng và bộ phận làm nguội.

 Thiết bò được cách nhiệt tốt. Hao hụt nhiệt lượng ít.
 Thích hợp cho những sản phẩm dễ dập nát do lực cơ học như rau quả, vì
nó có bộ phân nhập liệu và tháo liệu nhẹ nhàng, nguyên liệu được vận
chuyển nhẹ nhàng, có bộ phận điều khiển nhiệt độ.
 Sạch sẽ, vệ sinh: dễ tháo rời các bộ phận để vệ sinh thiết bò.
Sản phẩm rau quả sấy bằng băng tải
Bánh Snack Rau quả sấy khô
3. Sấy tầng sôi:
3.1. Cấu tạo-Nguyên lý hoạt động:
Cấu tạo dạng hộp hay buồng hình trụ, trong có lớp lưới để đỡ vật liệu và
phân phối dòng tác nhân sấy. Không khí nóng được thổi từ đáy buồng, thổi bung
lớp vật liệu lên, làm vật liệu ở trạng thái lơ lửng gọi là tầng sôi.
3.2. Ưu, nhược điểm:
 Ưu điểm: rẻ tiền, đơn giản
 Nhược điểm: phạm vi sử dụng hẹp, chỉ dùng cho nguyên liệu kích thước
nhỏ, độ ẩm thấp
3.3. Thiết bò:
6
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
3.3.1. Ưu điểm của thiết bò:
 Khả năng tách ẩm tốt, tạo sản phẩm có cấu trúc xốp(sấy malt trong công
nghệ sản xuất bia, sấy tinh bột và hạt ngũ cốc).
 Do thiết bò hoàn toàn kín nên không khí không bò ô nhiễm.
 Khả năng tái sử dụng năng lượng cao(90%).
 Chất lượng sản phẩm tốt: không bò oxyhoá, không nhiễm khí vào trong
sản phẩm
 Không thất thoát sản phẩm.
3.3.2. Đặc điểm của thiết bò:
4. Sấy phun:

4.1. Cấu tạo-Nguyên lý hoạt động:
 Cấu tạo: Mỗi hệ thống bao gồm các bộ phận riêng biệt: bộ phận đốt
nóng không khí(air heater), bộ phận nhập liệu(feeding), cơ cấu
7
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
phun(atomization), bộ phận thu hồi sản phẩm(powder collection), cyclon
tách bụi(dust separation).
EQUIPMENT


VARIATIONS
Air Heaters
Fired Heaters
:

Direct : LDO, HSD, Gas



Indirect : LDO, HSD, FO LSHS.
Finned Radiator
:

Steam, Thermic Fluid.
Electrical Heater
:

Bare, Finned
Burners

:

Monoblock Pressure Jet, Low air pressure,

:

High Air Pressure, LPG, CNG.

:

Air Temperatures from 150°C to 1100°C
Feed
Preparation
Screw Pump
:

Single ,Multi Stage.
Plunger Pump(bơm
pittông)
:

High, Low Pressure,
Hose Diaphragm Pump
:


Slurry Preparation
Equipment
:

Feed Dependent.
Atomizer
Rotary Disc
:

Wheel Dia : 100 mm to 350 mm

:

Wheel type : with parts in SS & Ceramic
Pressure Nozzle
:

Low, High Pressure
Two Fluid Nozzle
:

Air atomizing
Chambers
Flat Roof



Tall Form



Combination of Nozzle,
and Rotary Disc, Single
Nozzle, Multi Nozzle

Co-current, Counter current, Roof
Cooling,
Fountain Spray.
8
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
Falling Spray,
Product
Separation



Single Point, Two Point or Multi Point
Cyclone Bag Filter
:

Low/High Pressure Drop Reserve Pulse
Jet,
Bag Filter
:

Reserve Pulse Jet,



Self Cleaning
Wet Scrubber
:

Multi cyclonic, Low pressure drop –
ventury,



High pressure drop – ventury,
Controls

:

DCS, PLC, MICRO-PROCESSOR
Safety

:

Explosion Vents, Pressure Release



Flaps, Fire quenching nozzles.
Capacities
Feed
:

Clear solutions to slurries with 60%



Solid concentration

Feed Rate
:

5 lit/hr to 5000 lit/hr

:

Powder, granules
Material of
Construction



:


SS304, SS316, SS316L, SS410, SS310
Fabrication

:

Shop as well as site fabrication.
 Nguyên lý hoạt động: sấy phun gồm ba giai đoạn cơ bản:
 Phun sương: tạo sương mù cho nguyên liệu ở dạng lỏng, huyền phù
thành dạng hạt.
 Trộn mẫu và tác nhân sấy: sau khi trộn, ẩm trong mẫu bốc hơi
 Thu hồi sản phẩm
 Có 3 phương pháp sấy phun:
 Nhập liệu từ trên xuống, dòng tác nhân sấy từ dưới lên:
9

Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
 Nhập liệu từ dưới lên, dòng tác nhân sấy từ trên xuống:
 Nhập liệu từ trên xuống, tác nhân sấy từ trên xuống:
10
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
4.2. Ưu , nhược điểm:
 Ưu điểm: thời gian sấy cực ngắn, chất lượng sản phẩm đồng đều, hoạt
động liên tục và điều khiển tự động được.
 Nhược điểm: phạm vi sử dụng hẹp, thiết bò mang tính đặc thù, vốn đầu tư
lớn.
4.3. Thiết bò:

5. Sấy thăng hoa:
11
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
5.1. Nguyên lý hoạt động:
 Nguyên lý hoạt động: gồm hai giai đoạn:
 giai đoạn đông đá nguyên liệu làm ẩm trong nguyên liệu từ lỏng
chuyển sang rắn.
 giai đoạn sấy chân không làm ẩm trong nguyên liệu từ rắn chuyển
sang hơi.
5.2. Ưu, nhược điểm-Ứng dụng:
 Ưu điểm: nhiệt độ sấy thấp nên bảo toàn được giá trò dinh dưỡng và màu
sắc, cấu tử hương, cấu trúc vật liệu không thay đổi đáng kể.
 Nhược điểm: chi phí cho thiết bò và năng lượng cao
 Ứng dụng: phạm vi sử dụng hẹp do chi phí đắt, chỉ dùng cho các loại sản
phẩm nhạy cảm với nhiệt độ( như trái cây, rau mùi, coffee…)

5.3. Thiết bò của hãng Niro:
Thiết bò sấy thăng hoa gián đoạn
của NIRO:
 Cấu tạo: buồng sấy hình trụ nằm
ngang trong có các khay, bơm hút
chân không, bộ phận ngưng tụ, bộ
phận tách đá.
12
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
Ilustración 1
Heating plate module Vapour compress module Cabinet module
13
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
 Hoạt động:
Giai đoạn 1: làm lạnh nguyên liệu đến -18
o
C để kết tinh lượng nước trong
và trên bề mặt nguyên liệu. Nước trong nguyên liệu chuyển từ lỏng sang
rắn.
Giai đoạn 2: tạo điều kiện chân không kết hợp với việc nâng nhiệt độ từ từ
(lên đến 25
o
C) để nước trong nguyên liệu chuyển từ rắn sang hơi. Việc tạo
chân không nhờ bơm hút chân không, bộ phận ngưng tụ và bộ phận tách đá.
14
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
15

Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
6. Sấy chân không:
6.1. Cấu tạo-Nguyên lý hoạt động:
 Cấu tạo: gồm một buồng sấy, trong có giá đỡ đựng các khay. Vỏ của
buồng sấy là lớp vỏ áo. Những thiết bò đi kèm: bơm chân không, thiết bò
ngưng tụ,bộ phận gia nhiệt, áp kế.
 Hoạt động: áp suất trong buồng sấy là áp suất chân không, vỏ áo được
gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà hay nước nóng. Khi được gia nhiệt dưới
áp suất chân không, ẩm từ vật liệu thoát ra và liên tục được hút ra ngoài
nhờ bơn chân không. Nhiệt độ sấy nhỏ hơn 100°C.
6.2. Ưu, nhược điểm-Ứng dụng:
 Ưu điểm: nhiệt độ sấy thấp, lượng ẩm bốc ra nhiều, không gây ô nhiễm
môi trường.
 Nhược điểm: chi phí năng lượng, chi phí thiết bò cao, chỉ dùng cho một số
sản phẩm chất lượng cao.
 Ứng dụng: thiết bò sấy chân không cho kết quả sấy nhanh chóng đối với
những sản phẩm nhạy nhiệt, nhạy không khí và dễ cháy hay những vật
liệu yêu cầu khi sấy không có sự xáo trộn quá nhiều.
6.3. Thiết bò của hãng Sakav:
16
Thiết bò sấy rau quả GVHD: cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt
 Thông số kỹ thuật:
Model
EE 6 EE 12 EE 18 EE 24 EE 36 EE 48
No. of Trays:
800 X 400 X 32 MMS
06 12 18 24 36 48
Number of shelf 06 12 18 24 36 48

Number of chambers 01 02 03 04 04 06
Surface Area- m2 2.0 4.0 6.0 8.0 12.0 16.0
Vacuum Level Attainable mms of
Hg.
700 700 700 700 700 700
Vacuum Drop in 24 Hrs mms of
Hg.
75 75 75 75 90 90
Capacity Pump Cap m3 /hr 51 51 85 85 170 170
Fluid Heater - kw. 3 4 6 9 12 18
17