Quá trình sấy thăng hoa và ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm rau quả sấy

Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
MỤC LỤC
Chương 1……………………………………………………………………………………….5
Chương 2……………………………………………………………………………………….7
2.1 Nguyên lý hoạt động……………………………………………………………….7
2.1.1 Giai đoạn làm lạnh……………………………………………………….8
2.1.2 Giai đoạn thăng hoa…………………………………………………… 8
2.1.3 Giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại…………………………………………….8
2.2 Ưu điểm – nhược điểm của quá trình sấy thăng hoa………………………………9
2.2.1 Ưu điểm………………………………………………………………….9
2.2.2 Nhược điểm…………………………………………………………… 9
Chương 3…………………………………………………………………………………… 10
3.1 Phân loại………………………………………………………………………… 10
3.2 Cấu tạo……………………………………………………………………………10
3.2.1 Hệ thống sấy hoạt động gián đoạn…………………………………… 10
3.2.2 Hệ thống sấy liên tục……………………………………………………15
Chương 4…………………………………………………………………………………… 19
4.1 Gấc……………………………………………………………………………… 19
4.1.1 Thành phần hoá học…………………………………………………….19
4.1.2 Qui trình công nghệ…………………………………………………… 20
4.1.3 Giải thích qui trình công nghệ………………………………………… 21
4.2 Dâu tây……………………………………………………………………………22
4.2.1 Qui trình công nghệ…………………………………………………… 22
4.2.2 Giải thích qui trình công nghệ………………………………………… 22
4.3 Nấm hương……………………………………………………………………… 23
4.1.1 Thành phần hoá học…………………………………………………….23
4.1.2 Qui trình công nghệ…………………………………………………… 24
4.1.3 Giải thích qui trình công nghệ………………………………………… 24
4.4 Măng tây:…………………………………………………………………………25
4.1.1 Thành phần hoá học…………………………………………………….25
4.1.2 Qui trình công nghệ…………………………………………………… 26

4.1.3 Giải thích qui trình công nghệ………………………………………… 27
4.5 Sầu riêng………………………………………………………………………….28
4.1.1 Thành phần hoá học…………………………………………………….28
4.1.2 Qui trình công nghệ…………………………………………………… 29
4.6 Giới thiệu một số sản phẩm………………………………………………………30
4.6.1 Đậu nành……………………………………………………………… 30
4.6.2 Hỗn hợp trái cây……………………………………………………… 30
4.6.3 Hỗn hợp rau củ………………………………………………………….31
4.6.4 Dâu tây………………………………………………………………….31
4.6.5 Nấm…………………………………………………………………… 31
4.6.6 Mơ………………………………………………………………………31
4.6.7 Chuối……………………………………………………………………31
4.6.8 Việt quất……………………………………………………………… 32
4.6.9 Cherry………………………………………………………………… 32
4.6.10 Nam việt quất………………………………………………………….32
4.6.11 Xoài……………………………………………………………………33
4.6.12 Lê………………………………………………………………… 33
4.7 Kết luận………………………………………………………………………… 33
2
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1: Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước
đá 9
Bảng 2: Thông số về hệ thống sấy thăng hoa của hãng
LYOVAC
®
17
Bảng 3: Thông số về hệ thống sấy thăng hoa của hãng NIRO 18
Bảng 4: Thành phần hoá học của gấc 19
Bảng 5: Thành phần hoá học của nấm 23

Bảng 6: Thành phần hoá học của măng tây 25
Bảng 7: Thành phần hoá học của sầu riêng 28
3
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
MỤC LỤC HÌNH
Hình 1: Giản đồ pha của
nước 7
Hìmh 2: Đồ thị nhiệt độ làm việc của bình thăng hoa 8
Hình 3: Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa 10
Hình 4 : Sơ đồ nhà máy sấy thăng hoa hoạt động gián đoạn của hãng RAY
TM
11
Hình 5 : Cấu tạo của buồng thăng
hoa 12
Hình 6: Một số buồng thăng hoa trong thực
tế 13
Hình 7: Cấu tạo bình ngưng-đóng băng 14
Hình 8: Bơm chân không 15
Hình 9: Sơ đồ hệ thống sấy liên tục 60 tấn/ngày của hãng NIRO 16
Hình 10: Mô hình hệ thống sấy thăng hoa hoạt động liên tục của hãng CONRAD
TM
17
4
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Chương 1
LỊCH SỬ SẤY THĂNG HOA
Sấy thăng hoa (thực phẩm đông khô) là một phương pháp chế biến cao cấp nhất hiện
nay.
Lịch sử về đông khô 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 không khí lạnh và áp suất thấp để đông lạnh thịt cũng như một số loại thực phẩm.
Nhờ tác dụng của bức xạ mặt trời và áp suất thấp nên các sản phẩm thực phẩm sau khi bị
đông giá liền có xu hướng bị đông khô. Người Incas của Peru đã sử dụng phương pháp chế
biến đông khô thiên nhiên này trong nhiều thế kỷ. Các chế phẩm thực phẩm đã được bảo quản
trong những”tâm bố”(một loại ba lô) của quân đội hành quân. Với những kết qủa sử dụng tốt
đẹp của các sản phẩm thực phẩm đông khô thiên nhiên như vậy, cho nên những kho dự trữ
sống về rau qủa có sức chứa đủ để nuôi sống 25-30 ngàn người đã được thay thế bằng đông
khô thiên nhiên trên cao nguyên này từ năm 1533.
Sau đó, năm 1906 hai nhà vật lý người Pháp là Bordas và Darsonval đã sáng chế được
thiết bị làm ngưng đá hơi nước bằng tuyết trộn với axeton trong qúa trình sấy. Tiếp theo, các
nhà khoa học khác của Pháp, Mỹ đã tiếp tục hoàn thiện phương pháp đông khô huyết tương
sử dụng tốt trong chiến tranh Mỹ-Nhật (1941). Năm 1942-1943 đã có những thiết bị đông khô
hoàn chỉnh với công suất lớn cho công nghiệp dược phẩm. Các nhà nghiên cứu đã phải mất
tiếp 15 đến 20 năm tìm tòi áp dụng phương pháp đông khô cho công nghiệp cho các loại thực
phẩm. Ngày nay, thực phẩm đông khô đã trở thành thực phẩm có quy mô sản xuất công
nghiệp trên thế giới, đặc biệt là thị trường Âu – Mỹ. Người ta sản xuất thực phẩm đông khô
để phục vụ cho xuất khẩu vì đó là sản phẩm chế biến cho ra chất lượng cao nhất.
Sản phẩm đông lạnh cũng giữ được hầu như nguyên vẹn tính chất tươi sống, hoạt tính
sinh học, các hoạt tính đặc biệt như sản phẩm đông khô song quá trình bảo quản, vận chuyển
tiếp theo đều cần phải giữ khép kín trong mạch lạnh liên tục trong môi trường có nhiệt độ
âm(-18÷-25
o
C). Bởi vậy, nếu vận chuyển xa quá 300km, hoặc bảo quản quá 6 tháng thì tổng
giá thành của sản phẩm đông lạnh sẽ cao hơn tổng giá thành của sản phẩm đông khô.
Mặt khác sản phẩm đông khô có nhiều ưu điểm trong bảo quản dài hạn ở nhiệt độ bình
thường (khác với trữ đông, phải giữ ở nhiệt độ dưới – 18
o
C liên tục) vận chuyển dễ dàng và
sử dụng tiện lợi so với sản phẩm đông lạnh.
Từ 20 năm nay ở Italia đã có những nhà máy đông khô 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, quýt, 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 Au và Châu Mỹ. Các chuyên gia của tổ chức y tế thế giới và
chương trình lương thực thế giới đã rất chú ý đến thực phẩm đông khô trong chương trình
viện trợ lương thực, thực phẩm cho những nước thiếu ăn và những nơi bị thiên tai (động đất,
núi lửa, hạn hán…). Họ đã kết luận: thực phẩm đông khô có nhiều ưu việt hơn các sản phẩm
đông lạnh, có thể cất giữ bình thường trong nhiều năm ngay ở những điều kiện khí hậu nhiệt
đới, khối lượng của nó thấp hơn đến 12 lần so với khối lượng thực phẩm đông lạnh cùng loại
hoặc đóng hộp.
Khi đưa ra không khí ẩm hoặc đổ nước vào, sản phẩm đông khô phục hồi nguyên vẹn
tính chất tươi sống, màu sắc và cả hương vị lúc đầu. Chính vì vậy mà hiện nay nhiều nước
Tây Âu đang cố gắng triển khai mạnh công nghiệp đông khô các loại thực phẩm và nhiều
nước coi đây là một cuộc cách mạng về công nghệ chế biến hiện đại.
5
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Trang thiết bị cho đông khô ngày càng được hiện đại hoá. Nhiều hãng chế tạo máy
đông khô công nghiệp như Usifroid (Pháp), Atlas (Đan Mạch), Leybold-Heraeus,…vv… với
các loại máy đông khô kiểu RAY, CONRAD, CQC, SM.H.15 đến SM.H.1501, SERAIL
(dùng nhiệt ngưng tụ) YBC8,…các cơ sở chế tạo máy đông khô nhỏ cho sản xuất dược phẩm,
cho sản xuất pilot thực phẩm đông khô như Leybold-Heraeus, Atlas, Edwasds, Vacuummas,
Cadan-Nga…với các loại máy đông khô LYOVAC GT1 đến GT20 (Leybond-Heraeus),
RAY_1A(Atlas), FKM (Tây Đức), MODUYO, YBC-4…là các hãng nổi tiếng về chế tạo máy
đông khô có chất lượng cao. Ở Mỹ, Canada, Nhật, Trung Quốc cũng đã có nhiều cơ sở chế
tạo máy đông khô 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.

6
F D
O

E
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Chương 2
QUÁ TRÌNH SẤY THĂNG HOA
2.1 Nguyên lý hoạt động:

Hình 1: Giản đồ pha của nước.
Theo giản đồ pha của nước, tại điểm ba (Triple Point) nước tồn tại đồng thời ở ba thể:
thể rắn, thể lỏng và thể khí. Nhiệt độ và áp suất của điểm ba tương ứng bằng: t = 0,0098
o
C; p
= 4,6 mmHg.
Trên giản đồ hình 1 đường BO biểu diễn ranh giới giữa pha rắn và pha hơi. Tương tự
như vậy đường OA là ranh giới giữa pha rắn và pha lỏng và cuối cùng đường OK là ranh giới
giữa pha lỏng và pha khí. Điểm K gọi là điểm tới hạn, ở đó ẩn nhiệt hoá hơi có thể xem bằng
0.
Nếu ẩm trong vật liệu sấy có trạng thái đóng băng ở điểm F như trên giản đồ, được đốt
nóng đẳng áp đến nhiệt độ t
D
tương ứng với điểm D thì nước ở thể rắn sẽ thực hiện quá trình
thăng hoa DE. Cũng trên giản đồ có thể thấy rằng áp suất càng thấp thì nhiệt độ thăng hoa của
nước càng bé. Do đó, khi cấp nhiệt cho vật liệu sấy ở áp suất càng thấp thì độ chênh lệch nhiệt
độ giữa nguồn nhiệt và vật liệu sấy càng tăng. Đứng về mặt truyền nhiệt thì đây là ưu điểm
của sấy thăng hoa so với sấy chân không bình thường.
Quá trình sấy thăng hoa chia làm ba giai đoạn:
7
A
K
K
B

Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
2.1.1 Giai đoạn làm lạnh:
Trong giai đoạn này vật liệu sấy được làm lạnh từ nhiệt độ môi trường khoảng 20
o
C
xuống đến nhiệt độ -10÷-40
o
C. Trên hình 2 nhiệt độ vật liệu sấy biểu diễn bởi đường A .
Đồng thời trong giai đoạn này không gian của bình thăng hoa được hút chân không và áp suất
trong bình giảm xuống. Do áp suất giảm nên phần áp suất hơi nước trong không gian bình
thăng hoa cũng giảm so với phần áp suất hơi nước trong lòng vật liệu sấy. Điều đó dẫn đến
hiện tượng thoát ẩm từ vật liệu sấy vào không gian bình thăng hoa. Như vậy kết thúc giai
đoạn làm lạnh nhiệt độ của vật liệu sấy nhỏ hơn nhiệt độ điểm ba. Ap suất trong bình thăng
hoa cũng nhỏ hơn áp suất điểm ba. Theo số liệu thực nghiệm có khoảng 10÷15% toàn bộ ẩm
thoát ra khỏi vật trong giai đoạn này.
Hìmh 2: Đồ thị
nhiệt độ làm việc của bình thăng hoa.
A- Nhiệt độ vật liệu sấy; B- Nhiệt độ khay sấy; C- Áp suất trong bình thăng hoa.
2.1.2 Giai đoạn thăng hoa:
Trong giai đoạn này, nhờ dòng nhiệt chủ yếu là bức xạ từ các tấm bức xạ, nước trong
vật liệu sấy bắt đầu thăng hoa mãnh liệt. Độ ẩm của vật liệu sấy giảm rất nhanh và gần như
tuyến tính. Như vậy giai đoạn thăng hoa có thể xem là giai đoạn có tốc độ sấy không đổi.
Đương nhiên, phần lớn nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được trong gia đoạn này dùng để biến
thành nhiệt ẩn thăng hoa. Do đó, nhiệt độ vật liệu sấy trong giai đoạn này hầu như không đổi.
Cuối giai đoạn này, nhiệt độ vật liệu sấy mới dần dần tăng từ -10÷-40
o
C lên 0
o
C. Đến đây quá
trình thăng hoa kết thúc.

2.1.3 Giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại:
Sau giai đoạn thăng hoa, do trạng thái của nước trong vật liệu sấy nằm trên điểm ba
nên ẩm trong vật liệu sấy trở về dạng lỏng. Vì khi đó áp suất trong bình thăng hoa vẫn được
duy trì bé hơn áp suất khí trời nhờ bơm chân không và vật liệu sấy vẫn tiếp tục được gia nhiệt
nên ẩm vẫn không ngừng biến từ dạng lỏng lên dạng hơi và đi vào không gian bình thăng hoa.
Như vậy giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại chính là quá trình sấy chân không bình thường.
Như vậy, trong sấy thăng hoa mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất là rất quan trọng. Khi áp
suất càng thấp thì nhiệt độ sấy thăng hoa càng giảm, nhưng trong thực tế rất khó đạt độ chân
8
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
không thấp, để lựa chọn một chế độ sấy thích hợp, bảng 1 sẽ cho chúng ta mối quan hệ giữa
áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá.
Bảng 1: Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá
Áp suất Nhiệt độ
mmHg N/m
2 o
C
4,6 613,333 0,0098
1 133,333 -17,5
0,1 13,333 -39,3
0,001 0,133 -57,6
2.2 Ưu điểm – nhược điểm của quá trình sấy thăng hoa:
2.2.1 Ưu điểm:
Quá trình dịch chuyển ẩm trong sấy thăng hoa khác với quá trình dịch chuyển ẩm
trong các hệ thống sấy khác làm việc ở áp suất khí quyển. Khi thăng hoa các phân tử nước
không va chạm nhau, nhờ đó mà sấy thăng hoa có một ưu điểm rất lớn là bảo toàn được chất
lượng sinh học của sản phẩm sấy:
- Giữ được mùi thơm, hương vị, các vitamin và protein.
- Giữ nguyên được hình dạng và màu sắc ban đầu của sản phẩm.
- Một yếu tố nổi bật khác trong sấy thăng hoa là cấu trúc cứng rắn tạo ra trong quá

trình lạnh đông, ngăn cản sự biến dạng cấu trúc sau khi sấy. Đây cũng là lý do giải thích sản
phẩm sấy thăng hoa có đặc tính hút nước trở lại nhanh hơn so với sản phẩm sấy thông thường.
- Sản phẩm có thể hút nước trở lại hầu như hoàn toàn trong khoảng 1 ÷ 3 phút và vẫn
giữ lại hình dạng cấu trúc ban đầu.
- Quá trình sấy thăng hoa tạo ra các sản phẩm ổn định với thời gian bảo quản rất lâu.
- Các sản phẩm sấy thăng hoa bền trong các khoảng nhiệt độ rộng, mà không cần các
hệ thống phân phối lạnh phức tạp.
- Các sản phẩm này còn có trọng lượng nhỏ, dễ dàng vận chuyển nên giảm được công
chuyên chở. Ví dụ: 3000 kg dâu tây đông lạnh sau quá trình sấy thăng hoa sẽ còn lại 300 kg.
2.2.2 Nhược điểm:
Nhược điểm lớn nhất của hệ thống sấy thăng hoa là chi phí sấy của một kg sản phẩm
rất cao, hệ thống phức tạp, cồng kềnh, phải dùng đồng thời bơm chân không và máy lạnh. Do
đó vận hành phức tạp và đòi hỏi công nhân có trình độ cao.
9
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Chương 3
HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA
3.1 Phân loại:
Dựa theo nguyên lý hoạt động của thiết bị, người ta phân thiết bị sấy thăng hoa thành hai loại:
- Hệ thống sấy thăng hoa hoạt động liên tục.
- Hệ thống sấy thăng hoa hoạt động theo chu kỳ.
3.2 Cấu tạo:
3.2.1 Hệ thống sấy hoạt động gián đoạn:
Hình 3: Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa.
1 – Buồng thăng hoa; 2 – Van; 3 – Xyfon; 4 – Bể chứa nước nóng; 5 – Bình ngưng;
6 – Bình tách lỏng; 7 – Giàn ngưng NH
3
; 8 – Bình chứa NH
3
; 10 – Bơm chân không;

11,12,13 – Động cơ điện; 14 – Bơm nước; 15 – Phin lọc; 16 – Tấm gia nhiệt;
17 – Chân không kế; 18 – Van điều chỉnh; 19 – Khay chứa vật liệu sấy;
10
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
20 – Tấm gia nhiệt dưới; 21 – Bộ điều chỉnh nhiệt.
Đây là hệ thống sấy thăng hoa chu kỳ sử dụng trong công nghệ thực phẩm.Trong hệ
thống này, vật liệu sấy được làm lạnh đến một nhiệt độ thích hợp trong các kho lạnh sâu,
thường là từ -10÷-40
o
C, rồi được đưa vào buồng thăng hoa (1). Buồng thăng hoa một mặt
được nối với bơm chân không (10) qua bình ngưng- đóng băng (5). Bình ngưng -đóng băng
(5) được làm lạnh bởi một máy lạnh amoniac gồm máy nén (9), giàn ngưng (7), bình tách
lỏng (6) và bình chứa amoniac (8). Nhờ bình ngưng- đóng băng (5) mà ẩm thoát ra từ vật liệu
sấy được tách ra dưới dạng băng để máy hút chân không (10) làm việc với không khí khô.
Điều đó không những tạo cho bơm chân không làm việc nhẹ nhàng mà theo tính toán trong
thực tế thì chi phí điện năng cho cả hệ thống sẽ giảm. Mặt khác buồng thăng hoa (1) được nối
với một hệ thống cung cấp nước nóng từ bình chứa (4) làm nguồn gia nhiệt cho vật liệu sấy.
Hình 4: Sơ đồ nhà máy sấy thăng hoa hoạt động gián đoạn của hãng RAY
TM
.
1 – Hầm lạnh đông; 2 – Hệ thống vận chuyển đường ray;
3 – Thiết bị sấy thăng hoa RAY
TM
; 4 – Hệ thống cung cấp nhiệt;
5 – Hệ thống chân không; 6 – Bộ phận rã đông; 7 – Hệ thống bảo quản lạnh;
8 – Hệ thống điều khiển PC/PLC.
11
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Như vậy, thiết bị chính của một hệ thống sấy gián đoạn gồm buồng thăng hoa (1), bình
ngưng- đóng băng (5), bơm chân không (10) và máy lạnh với các thiết bị: bình tách lỏng (6),

giàn ngưng (7), bình chứa tác nhân lạnh (8) và máy nén (10).
3.2.1.1 Buồng thăng hoa:
Buồng là một hình trụ tròn nằm ngang. Một đáy được hàn liền với hình trụ còn đáy kia
là một chỏm cầu được gắn kết với thân trụ bằng bulông để đưa vật liệu sấy vào. Đỉnh buồng
thăng hoa có một mặt bích để nối với bơm chân không qua bình ngưng- đóng băng. Phía trong
buồng thăng hoa người ta bố trí các hộp kim loại xen kẽ nhau. Trên các hộp đó là các khay
chứa vật liệu sấy. Trong các hộp là nước nóng chuyển động. Do nhiệt độ trong bình thăng hoa
rất thấp và có một độ chân không rất lớn nên truyền nhiệt giữa các thành hộp chứa nước nóng
với vật liệu sấy chủ yếu xảy ra nhờ bức xạ nhiệt.
Khay sấy có diện tích 7.6 ÷ 140 m
2
, có thể đựng 2000 kg. Khay sấy làm bằng thép
không rỉ, có cơ cấu thanh răng dễ dàng trong tháo nhập liệu. Còn các bản truyền nhiệt được
làm bằng nhôm, có kích thước 500x400x30mm.
Hình 5 : Cấu tạo của buồng thăng hoa
12
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt



13
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình 6: Một số buồng thăng hoa trong thực tế.
3.2.1.2 Bình ngưng-Đóng băng:
Bình ngưng- đóng băng là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống. Nó là một hình trụ đứng,
trong đó bố trí các ống có đường kính 51/57 mm được gắn kết với nhau và với hình tru nhờ
hai mặt sàng. Ngoài ra cũng có thể sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống xoắn.
Hỗn hợp hơi nước và không khí được bơm chân không hút từ bình thăng hoa qua một
lưới phân phối phía dưới đi
vào trong các ống.

Amoniac được đưa vào đầy
không gian của các ống. Ơ
đây hỗn hợp hơi nước-
không khí được làm lạnh và
hơi nước trong hỗn hợp đó
ngưng tụ lại bám vào các
thành trong của ống, còn
không khí khô qua bơm
chân không (10) để thải vào
khí quyển. Ngược lại,
amoniac lỏng nhận nhiệt
của hỗn hợp hơi nước-
không khí để bay hơi và
qua bình tách lỏng (6) về
máy nén (9) của máy lạnh.
Thiết bị ngưng tụ
làm bằng thép không rỉ.
14
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình 7: Cấu tạo bình ngưng-đóng băng.
Hãng NIRO cung cấp hai loại bình ngưng-đóng băng:
- Bình ngưng-đóng băng với bộ phận rã đông gián đoạn (RAY
TM
non CDI).
- Bình ngưng-đóng băng với bộ phận rã đông liên tục (RAY
TM
-CDI), (CDI:
Continuous De-Icing System).
RAY
TM

non CDI:
Hệ thống rã đông này dùng nước phun thành tia vào các bình ngưng-đóng băng. Hệ
thống rã đông này áp dụng cho các hệ thống sấy hoạt động gián đoạn, loại nhỏ (8, 17, 30, 45,
50).Vào cuối mỗi chu kỳ sấy, thiết bị ngưng tụ được phun nước đã được làm nóng trước và đá
trong thiết bị ngưng tụ tan chảy chỉ trong vòng 10 phút, sau đó lượng nước tan ra sẽ được thải
ra ngoài, tiến hành vệ sinh thiết bị để thực hiện mẻ sấy tiếp theo. Phương pháp này sử dụng
cho những hệ thống nhỏ, đảm bảo rằng:
- Chi phí đầu tư thấp.
- Vận hành đơn giản.
RAY
TM
với CDI (Continuous De-Icing System):
Đối với các thùng chứa lớn hơn (75, 100, 125 và 150) thường kết hợp với hệ thống rã
đông liên tục (CDI). Trong suốt quá trình rã đông, hơi ở 25
o
C từ thùng rã đông sẽ ngưng tụ
trên bề mặt thiết bị ngưng tụ, và vì vậy làm tan chảy đá. Đồng thời khi khí ngưng tụ, áp suất
trong thiết bị ngưng tụ giảm xuống cho đến khi độ chân không vận hành được thiết lập, điều
này giúp loại đi sự hao tổn chân không ở những điểm chuyển tiếp giữa các khoang ngưng tụ.
Hệ thống CDI hoạt động hoàn toàn tự động. Hệ thống này có ưu điểm:
- Khả năng chứa của thiết bị ngưng tụ là không đổi.
- Khả năng sấy trên một mét vuông diện tích bề mặt khay lớn.
- Thời gian chuyển từ vật mang này sang vật mang khác ngắn.
- Có nhiều thuận lợi khi áp dụng ở qui mô lớn.
3.2.1.3 Bơm chân không:
15
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Bơm chân không là một bộ phận quan trọng để tạo độ chân không thích hợp trong
bình thăng hoa.

Hình 8: Bơm chân không
3.2.2 Hệ thống sấy liên tục:
Quá trình làm lạnh có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm và thời gian cần thiết
để sấy sản phẩm. Đối với hệ thống sấy thăng hoa vận hành liên tục với một lượng lớn nguyên
liệu được đưa vào, người ta sử dụng hệ thống băng tải có phun dòng khí lạnh liên tục để làm
lạnh đông sản phẩm trước khi đưa vào buồng sấy thăng hoa. Tốc độ khác nhau của băng tải và
bề dày của lớp sản phẩm sẽ quyết định điều kiện làm lạnh cho các sản phẩm khác nhau.
Trong hệ thống sấy liên tục, các sản phẩm thường được phân phối bởi một bộ phận
phân phối đặc biệt đến băng tải thứ nhất của hệ thống băng tải. Lượng nhiệt cần thiết cho quá
trình thăng hoa nước được truyền trực tiếp giữa các băng tải và các bảng truyền nhiệt đặt ở
phía dưới. Các vùng nhiệt độ khác nhau thích hợp cho các giai đoạn của quá trình sấy: giai
đoạn trước sấy, giai đoạn sấy chính và giai đoạn sau sấy.
Vào cuối hệ thống băng tải, các sản phẩm sấy thăng hoa chuyển ra ngoài thông qua
khoá chân không và được đưa vào thùng để bảo quản.
Toàn bộ quá trình được điều khiển và giám sát một cách tự động bởi hệ thống PLC.
Cũng giống như hệ thống sấy gián đoạn, hệ thống sấy liên tục gồm một số thiết bị chính là:
buồng sấy, bình ngưng-đóng băng và bơm chân không.
3.2.2.1 Buồng sấy:
Đối với hệ thống sấy liên tục, buồng sấy được thiết kế như là một hệ thống các phần
nhỏ, mỗi phần gọi là một đơn vị sấy (module). Mỗi đơn vị riêng biệt này gồm thùng chứa, các
bảng truyền nhiệt và bộ phận ngưng tụ hơi.
16
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình 9: Sơ đồ hệ thống sấy liên tục 60 tấn/ngày của hãng NIRO.
17
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Hình 10: Mô hình hệ thống sấy thăng hoa hoạt động liên tục của hãng CONRAD
TM
.
3.2.2.2 Bình ngưng-đóng băng:

Đối với hệ thống sấy liên tục có qui mô và năng suất lớn, do vậy thường sử dụng bình
ngưng-đóng băng loại RAY –CDI
TM
như đã giới thiệu ở trên.
3.2.2.3 Bơm chân không:
Tuỳ theo năng suất của các hệ thống sấy mà sử dụng bơm chân không thích hợp
3.2.2.4 Thông số của một số hệ thống sấy thăng hoa trong thực tế:
Bảng 2: Thông số về hệ thống sấy thăng hoa của hãng LYOVAC
®
Loại 50 75 100 150 250 350 400 500
Diện tích
khay
m
2
4,5-
6,1
5,6-
8,9
10,1-
13,4
11,2-
18,6
17,9-
26,8
26,8-
35,7
27,9-
41,9
36,8-
50,2

Kích thước
khay
mm
(wxd)
610x
915
915x
1220
915x
1220
1220x
1525
1220x
1830
1220x
1830
1525x
1830
1830x
1830
Số khay 8-11 5-8 9-12 6-10 8-12 12-16 10-15 11-15
Bảng 3: Thông số về hệ thống sấy thăng hoa của hãng NIRO.
Loại
Thông
số kỹ thuật
RAY
TM
non CDI RAY
TM
CDI

8 17 30 45 50 75 100 125 150
Diện tích thực của khay
(m
2
)
7,6 16 26 39 45 68 91 114 136
Sức chứa vùng thăng
hoa (kg H
2
O/h)
17 35 60 85 105 160 200 250 300
Năng suất nhập liệu
(kg/24h)
190 400 650 975 1125 1780 2375 2965 3560
Năng suất tháo liệu
(kg/24h)
28 60 100 150 175 275 370 460 550
Thùng sấy (WxL
1
) (m
2
) 36 48 60 60 72 96 108 120 132
Khu vực lạnh và tồn trữ
lạnh (WxL
2
) (m
2
)
N/A 12 24 24 36 48 60 80 96
18

Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Chương 4
ỨNG DỤNG SẤY THĂNG HOA
Sấy thăng hoa được sử dụng để bảo quản thực phẩm có chứa nước hay dung môi. Bảo
quản tốt hương thơm, mùi vị, các thành phần có giá trị dinh dưỡng là nhiệm vụ cần thiết của
công nghiệp thực phẩm. Trong quá trình bảo quản, các sản phẩm sấy thăng hoa có thể tàng trữ
trong thời gian rất dài mà sự hao hụt về chất lượng là không đáng kể thậm chí ngay cả khi để
ở nhiệt độ thường. Sự giảm khối lượng có thể đạt đến 92%.
Các ứng dụng của sấy thăng hoa:
- Trà và cà phê hoà tan
- Sấy thịt, các sản phẩm thịt, gia cầm, cá, thuỷ sản, trái cây và rau quả.
- Các sản phẩm sữa như sữa chua, phomai.
- Sấy các loại bột màu
Đặc biệt trong lĩnh vực sấy rau quả và trái cây, kỹ thuật sấy thăng hoa có nhiều ứng
dụng lớn.
4.1 Gấc:
19
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Gấc sấy thăng hoa là sản phẩm được chế biến từ trái gấc tươi chín đỏ được đưa qua
máy chà tách lấy cơm gấc đem nghiền nhuyễn và được đem đi làm lạnh đông nhanh, sấy
thăng hoa sau đó bảo quản ở nhiệt độ thường.
4.1.1 Thành phần hoá học:
Bảng 4: Thành phần hoá học của gấc.
Thành phần hoá học Gấc
Nước (%) 77
Protein (%) 2,1
Lipid (%) 7,9
Glucid (%) 10,5
Cellulose (%) 1,8
Tro (%) 0,7

Ca (mg%) 56
P (mg%) 6,4
Carotenoid (mg%) 91,6
4.1.2 Qui trình công nghệ:
20
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
4.1.3 Giải thích qui trình công nghệ:
21
Gấc
Bột nếp rang,
gấc (1:1)
Gấc đông
khô
Quả không
đúng qui
cách
Bã chà
Hạt
Chọn, phân loại
Dú chín
Rửa
Để ráo nước
Chà
Tách hạt
Lấy cơm gấc
Nghiền nhuyễn
Trộn đều
Tạo hình xếp khay
Lạnh đông nhanh
Sấy thăng hoa

Đóng túi, thùng
Nước sạch
(T = -35
0
C, 5 giờ)
(P = 0,2 mmHg)
Thùng
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
4.1.3.1 Yêu cầu nguyên liệu:
Trái gấc phải tươi, chín đỏ đều không dập, thối, mốc, không chọn quả chín nhũn, sâu
bệnh. Những quả không đạt thành phẩm tốt không nên sử dụng để sấy, vì sau khi sấy không
đạt chất lượng về cảm quan cũng như tốn kém nhiên liệu.
4.1.3.2 Chọn-phân loại:
Trái gấc trước khi tiến hành chế biến phải đảm bảo độ chín, màu sắc, do đó phải phân
loại các trái có cùng độ chín.
4.1.3.3 Dú chín:
Vì phải tập trung số lượng lớn nên khi thu mua gấc người ta mua nguyên liệu chưa
được chín hoàn toàn để vận chuyển do đó khi mang về phải có thời gian dú chín quả.
4.1.3.4 Rửa:
Nước rửa dùng cho trái gấc phải xử lí sạch sẽ. Quá trình rửa gấc phải nhẹ nhàng và
luôn giữ ngập nước, sau đó để ráo.
4.1.3.5 Chà:
Vì cơm gấc nằm bên trong cho nên gấc được cho vào máy chà để tách lấy cơm gấc ra
riêng, phần hạt và vỏ riêng.
4.1.3.6 Nghiền trộn:
Màng đỏ hạt gấc được đem nghiền nhuyễn và trộn với bột nếp để cho việc sấy thăng
hoa được thuận lợi.
4.1.3.7 Xếp khay, tạo hình:
Sau khi trộn đều hỗn hợp bột nếp rang vào gấc (1:1) tạo hình thành những viên nhỏ
bằng hạt tiêu xếp vào khay, khay làm bằng nhôm kim loại hay tráng men.

4.1.3.8 Lạnh đông nhanh:
Đưa gấc nghiền vào làm lạnh ở nhiệt độ -35
o
C, thời gian làm lạnh là 5 giờ.
4.1.3.9 Sấy thăng hoa:
Gấc vẫn luôn giữ trong buồng lạnh chuyển liên tục sang thiết bị sấy thăng hoa để đá
trong gấc chuyển hơi.
4.1.3.10 Bao gói đóng thùng:
Sản phẩm sau khi sấy rất dễ hút ẩm trở lại và dễ bị oxi hoá làm sản phẩm đổi màu nên
phải đóng gói ngay. Song song quá trình đóng gói ta phải hút chân không và nạp khí Nitơ.
Tuỳ theo yêu cầu bảo quản lâu hay mau mà chọn bao bì hai lớp PE hay PP.
Sau đó xếp sản phẩm trong thùng carton. Sản phẩm đông khô gấc được bảo quản ở
nhiệt độ thường.
4.2. Dâu tây:
22
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
4.2.1 Quy trình công nghệ:
4.2.2 Giải thích quy trình công nghệ:
4.2.3.1 Yêu cầu nguyên liệu:
Quả dâu phải tươi chắc, đỏ đều, có vị và hương thơm hoàn hảo, không dâp, thối, mốc.
Không chọn quả chín mềm, sâu bệnh, rỗng ruột. Những quả không đạt tiêu chuẩn không nên
sử dụng vì sản phẩm sau khi sấy không đạt chất lượng về cảm quan.
4.2.3.2 Chọn, rứt cuống:
Quả dâu trước khi tiến hành chế biến phải đảm bảo độ chín, màu sắc và mùi thơm, rứt
cuống tránh làm dập quả vì bản thân dâu là loại quả thịt không có vỏ bao bên ngoài.
4.2.3.3 Rửa sát trùng:
23
Dâu tây
Chọn, rứt cuống
Rửa

Chần
Xử lý hoá chất
Để ráo
Xếp khay
Lạnh đông nhanh
Sấy thăng hoa
Đóng túi, thùng
Dâu đông
khô
Cuống, quả hư
Nước sạch
SO
2
min 0,02%
T = -35÷-40
0
C, 5 giờ
Tâm -12
0
C
P = 0,1÷2,5 mmHg
Thùng
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Rửa bằng vòi sen, sau đó đem đi chần bằng nước sôi.
4.2.3.4 Tẩm chất chống oxi hoá:
Để ổn định vitamin C, nhúng dâu vào dung dịch có hàm lượng SO
2
tối thiểu là 0,02%
tính theo khối lượng dâu đưa vào.
4.2.3.5 Xếp khay, tạo hình:

Xếp dâu vào khay làm bằng nhôm hay sắt tráng men sau khi để ráo nước.
4.2.3.6 Lạnh đông nhanh:
Đưa dâu vào làm lạnh ở nhiệt độ -35
0
C đến -40
0
C, thời gian làm lạnh 5 giờ, nhiệt độ
trọng tâm là -12
0
C.
4.2.3.7 Sấy thăng hoa:
Dâu tây được giữ trong buồng lạnh chuyển liên tục sang thiết bị sấy thăng hoa. Nhiệt
độ buồng không vượt quá 45
0
C vì vitamin C sẽ bị oxi hoá, phản ứng Maillaird sẽ tạo mùi khó
chịu và hàm lượng đường bị giảm.
4.3 Nấm hương:
4.3.1 Thành phần hoá học:
Bảng 5: Thành phần hoá học của nấm.
4.3.2 Quy trình công nghệ:
24
Thành phần dinh dưỡng Nấm hương Nấm mỡ Nấm rơm
Nước (%) 87 90,4 91
Protein (%) 5,5 4 3,6
Lipid (%) 0,5 0,3 0,3
Glucid (%) 3,1 3,4 3,2
Cellulose (%) 3 1,1 1,1
Tro (%) 0,9 0,8 0,8
Năng lượng/100g (cal) 40 33 31
Ca (mg%) 27 28 28

P (mg%) 89 80 80
Fe (mg%) 0 1,3 1,2
Vitamin B
2
(mg%) 0 0,2 0
Vitamin PP (mg%) 3,3 0 0
Vitamin C (mg%) 0 4 0
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
4.3.3 Giải thích quy trình công nghệ:
4.3.3.1 Yêu cầu nguyên liệu:
Chọn nấm hương trắng hay nâu tuỳ theo yêu cầu. Các tai nấm hương được chọn phải
có độ nở của tán vừa phải, không được quá nở hoặc quá búp. Không chọn các loại nấm sâu
bệnh, chọn tán nấm càng đều càng tốt.
4.3.3.2 Rửa:
Nước dùng rửa nấm phải được xử lý sạch sẽ. Quá trình rửa nấm phải nhẹ nhàng và
luôn giữ nấm ngậm nước.
4.3.3.3 Chần:
Nấm trước khi đưa vào lạnh đông cần phải chần trước ở 100
o
C với thời gian 2-3 phút.
Sau đó làm nguội nhanh qua nước sạch đã được xử lý hay dùng quạt gió mạnh.
4.3.3.4 Xếp khay, phân cỡ, tạo hình:
25
Nấm đông
khô
Tai nấm
Phân loại
Cắt bỏ gốc, tách rời
từng cái
Rửa

Để ráo nước
Chần
Để ráo nước
Xếp khay
Sấy thăng hoa
Lạnh đông nhanh
Nước sạch
Nấm không đạt tiêu
chuẩn
T = 100
0
C, 2÷3 phút
T = -35
0
C
P = 0,1÷2,5 mmHg
Quá Trình Sấy Thăng Hoa GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt
Sau khi làm nguội, nấm được xếp vào khay sấy bằng inox có mắt lưới, lớp nấm xếp
dày không quá 3 cm.
4.3.3.5 Lạnh đông nhanh:
Chế độ lạnh phụ thuộc vào kích cỡ của nguyên liệu (tai nấm, cuống nấm, nấm nguyên
tai), thường nhiệt độ lạnh đông trung bình khoảng -35
o
C.
4.3.3.6 Sấy thăng hoa:
Nấm được đưa vào thiết bị sấy để các tinh thể đá chuyển trực tiếp sang trạng thái hơi.
Chú ý, cần sấy ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ làm cho nấm bị biến màu. Đem phân loại
theo độ nguyên vẹn và kích cỡ rồi đóng gói.
4.3.3.7 Bao gói, trữ và xuất sản phẩm đông khô:
Độ hút ẩm của nấm hương đông khô cao nên phải bao gói kịp thời và nạp khí Nitơ

vào. Đóng gói cỡ 200-500g để tiêu thụ lẻ hay đóng thành bánh 25kg cho các dây chuyền thực
phẩm khác. Yêu cầu độ ẩm dưới 7%, màu sắc sản phẩm không lẫn tạp. Nấm đông khô được
bảo quản ở nhiệt độ thường để cung cấp cho các siêu thị, nhà hàng khách sạn hay các công ty
chế biến thực phẩm khác.
4.4 Măng tây:
4.4.1 Thành phần hoá học:
Bảng 6: Thành phần hoá học của măng tây.
4.4.1.1 Protein:
Hàm lượng protein trong măng tây khoảng 2,2% góp phần cung cấp đạm thực vật cho cơ thể.
Thành phần đạm được hấp thụ ở ruột non nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể .
4.4.1.2 Sinh tố và khoáng chất:
Trong măng tây, hàm lượng sinh tố C, B
1
, B
2
, hầu như rất ít. Còn thành phần khoáng tồn tại
dưới dạng tro khoảng 0,6% và Ca là 21 mg%.
4.4.1.3 Đường và cellulose:
Lượng đường và cellulose trong măng tây là: 0,47% và 2,3%. Cellulose sau khi nấu chín đi
vào cơ thể có tác dụng nhuận trường, dễ tiêu hóa.
4.4.1.4 Giá trị sử dụng của măng tây:
Măng tây được sử dụng để nấu nướng như một loại rau cao cấp có thành phần dinh dưỡng
cao, rất được ưa chuộng. Ngoài việc làm nguyên liệu cho công nghiệp đồ hộp chế biến có giá
trị cao trong xuất khẩu, măng tây được đông lạnh, đông khô là thành phần không thể thiếu
được trong món súp măng cua, dùng để ăn với sốt Mayonnaise, điểm vào các món thịt ứơp
đông và các món ăn cao cấp khác.
4.4.2 Quy trình công nghệ:
26
Nước % Đường % Protein % Cellulose % Tro % Ca mg % Vitamin C mg %
76 0,47 2,2 2,3 0,6 21 14-16