Nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống thiết bị sấy phun trong dây chuyền công nghệ sản xuất bột

1
- -
CHƯƠNG I
LỜI MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, ngành nông nghiệp Việt Nam đã thu được
nhiều thành tựu lớn. Nhờ áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật về công
nghệ sinh học, kỹ thuật canh tác, chuyển dịch cơ cấu kinh tế trong nông
nghiệp mà tốc độ tăng trưởng kinh tế trong lĩnh vực nông nghiệp đạt được khá
cao. Vì vậy, sản lượng nông sản, thực phẩm hàng năm tăng lên đáng kể, chất
lượng sản phẩm ngày càng cao, không những đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng
trong nước mà còn hướng tới xuất khẩu. Đặc biệt là cây chè, loại cây trồng có
giá trị kinh tế cao, thích hợp với khí hậu và điều kiện đất đai Việt Nam, sản
lượng tăng bình quân 10%/năm, đứng thứ 5 trên thế giới về sản lượng và đã
xuất khẩu ra khoảng 110 nước.
Nhiều công trình đã nghiên cứu và chứng minh tác dụng của chè đối với
sức khỏe con người như: hạn chế bệnh tim mạch, tốt cho tiêu hóa, giúp tinh
thần thoải mái Từ xưa đến nay, chè một loại thức uống quen thuộc đối với
nhiều người, đặc biệt là đối với người Á Đông. Chè được sử dụng ở nhiều
nước trên thế giới, và được xem là một loại thức uống mang tính toàn cầu.
Mặt khác, uống chè là phong tục truyền thống của nhiều dân tộc, nó mang
một giá trị văn hóa trong đời sống tinh thần của con người. Trong nhiều gia
đình Việt có phong tục mời chè khi có khách tới chơi hay trong sinh hoạt
hằng ngày vì vậy nó mang giá trị nhân văn rất lớn. Ngày nay nhiều người Việt
Nam cũng như du khách nước ngoài cũng có nhu cầu thưởng thức hương vị
chè do những lợi ích đối với sức khỏe. Nhưng do cuộc sống công nghiệp hiện
đại nên thời gian để thưởng thức bị hạn chế nhiều. Nhiều người có nhu cầu sử
dụng chè tươi nhưng không có đủ thời gian pha/nấu. Do đó, đòi hỏi các nhà
khoa học cần phải tạo ra sản phẩm chè tiện dụng, đơn giản, pha chế nhanh mà
vẫn đảm bảo chất lượng tương đương chè tươi nhằm phục vụ cho nhu cầu xã
1

2
- -
hội. Hơn nữa tạo ra sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu của xã hội, tiến tới xuất
khẩu cũng là một trong những chủ đề được chính phủ quan tâm định hướng
phát triển nâng cao giá trị cây chè Việt Nam.
Máy sấy phun là một trong những thiết bị quan trọng không thể thiếu trong
dây chuyền sản xuất bột chè tươi uống liền. Tuy nhiên, phần lớn các máy sấy
phun trên thị trường Việt Nam là nhập ngoại, giá thành cao và rất khó tìm phụ
tùng thay thế sửa chữa. Đòi hỏi cần phải thiết kế chế tạo máy sấy phun bằng
công nghệ và thiết bị trong nước nhằm làm chủ công nghệ, hạ giá thành máy.
Nhận thức được ý nghĩa khoa học và nhu cầu thực tiễn đó, dưới sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Thanh Hải và KS. Lê Huy Thương em
đã tiến hành làm đề tài tốt nghiệp:
“Nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống thiết bị sấy phun trong dây
chuyền công nghệ sản xuất bột chè tươi uống liền”.
1.2 Mục đích và nhiệm vụ của đề tài
1.2.1 Mục đích của đề tài
Nghiên cứu, tính toán thiết kế máy sấy phun nhằm làm chủ thiết bị trong
dây chuyền công nghệ sản xuất bột chè tươi uống liền và tạo ra sản phẩm mới
đáp ứng nhu cầu của xã hội.
Góp phần hoàn thiện hệ thống máy sấy phun tiến tới sản xuất máy với công
nghệ và trang thiết bị trong nước nhằm hạ giá thành máy so với máy nhập
ngoại.
1.2.2 Nhiệm vụ
- Tìm hiểu tổng quan về cây chè và thiết bị sấy phun
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết quá trình sấy phun
- Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bột chè tươi uống liền
- Xác định thông số cơ bản cho quá trình sấy phun
- Tính toán thiết kế máy sấy phun
2

3
- -
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
2.1 Tổng quan về cây chè
2.1.1 Lịch sử cây chè
Nhiều công trình nghiên cứu và khảo sát trước đây cho rằng nguồn gốc
của cây chè là vùng cao nguyên Vân Nam Trung Quốc, nơi có khí hậu ẩm ướt
và ấm. Theo các tài liệu của Trung Quốc thì cách đây khoảng 4.000 năm,
người Trung Quốc đã biết dùng chè để làm dược liệu và sau đó mới dùng để
uống. Cũng theo các nguồn tài liệu này thì vùng biên giới Tây Bắc nước ta
nằm trong vùng nguyên sản của giống chè tự nhiên trên thế giới.
Năm 1823 R.Bruce phát hiện được những cây chè dại, lá to ở vùng Atxam
(Ấn Độ), từ đó các học giả người Anh cho rằng nguyên sản của cây chè là ở
Ấn Độ chứ không phải là ở Trung Quốc. Trong tất cả các tài liệu gần đây hầu
như không thấy có sự nhất quán nêu lên về nơi xuất xứ của cây chè. Chúng ta
biết rằng muốn xác định vùng nguyên sản của một cây trồng cần căn cứ vào
những điều kiện tổng hợp, trong đó cây dã sinh chỉ là một điều kiện mà chủ
yếu là cần xét đến tập quán sử dụng, lịch sử trồng trọt và tình hình phân bố
các loại hình có quan hệ tới cây trồng đó.
Hiện nay chè được phân bố khá rộng trong những điều kiện tự nhiên rất
khác nhau từ 30 độ vĩ nam (Natan - Nam Phi) đến 45 độ vĩ bắc (Gruzia - Liên
Xô) là những nơi có điều kiện tự nhiên khác rất xa vùng nguyên sản. Chè
được trồng ở Nhật Bản năm 805 - 814, Indonesia 1684, Liên Xô 1833,
Xrilanca 1837 - 1840, Ấn Độ 1834 - 1840 và Tasmania (châu Đại Dương)
năm 1940.
Phân loại:Cây chè nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau:
• Ngành hạt kín Angiospermae
3
4

- -
• Lớp song tử diệp Dicotyledonae
• Bộ chè Theales
• Họ chè Theaceae
• Chi chè Camellia (Thea)
Loài Camellia (Thea) sinensis.
Tên khoa học của cây chè được nhiều nhà khoa học công nhận là: Camellia
sinensis (L) O. Kuntze và có tên đồng nghĩa là: Thea sinensis L.
Năm 1753 Linê đặt tên khoa học cho cây chè là Thea sinensis, sau đó lại
đặt là Camellia sinensis. Sau Linê có nhà thực vật học xếp cây chè thuộc chi
Thea, có người lại xếp cây chè thuộc chi Camellia sinensis. Tên khoa học của
cây chè được viết là Thea sinensis hoặc Camellia sinensis. Hơn một trăm
năm, tên khoa học của cây chè vẫn là một vấn đề tranh luận. Trước sau có 20
cách đặt tên khoa học cho cây chè.
Hiện nay các nhà thực vật học gộp hai chi Thea và Camellia làm một và gọi
là chi Camellia. Vì vậy tên khoa học của cây chè được nhiều người thường
gọi là Camellia sinensis (L) O. Kuntze.
Cơ sở của việc phân loại chè thường dựa vào:
- Cơ quan dinh dưỡng: loại thân bụi hoặc thân gỗ, hình dạng của tán,
hình dạng và kích thước của các loại lá, số đôi gân lá
- Cơ quan sinh thực: độ lớn của cánh hoa, số lượng đài hoa, vị trí phân
nhánh của đầu nhị cái.
- Đặc tính sinh hóa: chủ yếu dựa vào hàm lượng tanin. Mỗi giống chè
đều có hàm lượng tanin biến động trong phạm vi nhất định.
Dưới đây giới thiệu phân loại của Cohen Stuart (1919). Cách phân loại này
được nhiều người chấp nhận. Tác giả chia Camellia sinensis L. làm 4 thứ
(varietas):
a) Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea):
4
5

- -
Đặc điểm:
- Cây bụi thấp phân cành nhiều.
- Lá nhỏ, dày nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, lá dài 3,5 - 6,5 cm.
- Có 6 - 7 đôi gân lá không rõ, răng cưa nhỏ, không đều.
- Búp nhỏ, hoa nhiều, năng suất thấp, phẩm chất bình thường.
- Khả năng chịu rét ở độ nhiệt -12
o
C đến -15
o
C.
Phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một
số vùng khác.
b) Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis):
Đặc điểm:
- Thân gỗ nhỡ cao tới 5m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên.
- Lá to trung bình chiều dài 12 - 15 cm, chiều rộng 5 - 7 cm, màu xanh
nhạt, bóng, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn.
- Có trung bình 8 - 9 đôi, gân lá rõ.
- Năng suất cao. Phẩm chất tốt.
Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc).
c) Chè Shan (Camellia sinensis):
- Thân gỗ, cao từ 6 đến 10 m.
- Lá to và dài 15 - 18 cm màu xanh nhạt, đầu lá dài, răng cưa nhỏ và
dày.
- Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết, nên còn gọi
là chè tuyết.
- Có khoảng 10 đôi gân lá.
- Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình cao, năng
suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất.

Nguyên sản ở Vân Nam - Trung Quốc, miền bắc của Miến Điện và Việt
Nam.
5
6
- -
d) Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var. atxamica):
- Thân gỗ cao tới 17 m phân cành thưa.
- Lá dài tới 20 - 30 cm, mỏng, mềm, thường có màu xanh đậm, dạng lá
hình bầu dục, phiến lá gợn sóng, đầu lá dài.
- Có trung bình 12 - 15 đôi gân lá.
- Rất ít hoa quả.
- Không chịu được rét hạn.
- Năng suất, phẩm chất tốt.
Trồng nhiều ở Ấn Độ, Miến Điện, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng
khác.
Bốn thứ (varietas) chè trình bày trên đây đều có trồng ở Việt Nam, nhưng
phổ biến nhất là hai thứ C. sinensis var. macrophylla và C. sinensis var. Shan.
- Camellia sinensis var. macrophylla được trồng nhiều nhất ở các tỉnh
trung du với các tên gọi của địa phương (tùy theo màu sắc của lá) như: Trung
du lá xanh, Trung du lá vàng, v.v Tỷ lệ trồng các giống chè trung du ở miền
bắc đạt tới 70%. Năng suất búp trong sản xuất đại trà khi chè 5 - 19 tuổi
thường đạt 4 - 5 tấn/ha.
Các giống chè Trung du chịu được đất xấu, nhưng nhiều sâu hại: rầy xanh,
bọ cánh tơ , ở vùng cao thường bị bệnh phồng lá. Chè Trung du thường để
chế biến chè xanh, chè đen đều cho phẩm chất tốt.
- Camellisa sinensis var. Shan được trồng ở miền núi các tỉnh miền bắc
và ở miền nam Tây Nguyên (Lâm Đồng). Ở mỗi địa phương có các giống
khác nhau như: Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan Trấn Ninh Năng
suất búp thường đạt 6 - 7 tấn/ha. Búp chè có nhiều tuyết, dùng chế biến chè
xanh, chè đen đều cho phẩm chất tốt nhưng thích hợp với chế biền chè xanh

hơn.
6
7
- -
2.1.2 Tìm hiểu chung về chè
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis là loài cây mà lá và chồi của
chúng được sử dụng để sản xuất chè. Camellia sinensis có nguồn gốc ở khu
vực Đông Nam Á, nhưng ngày nay nó được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên
thế giới, trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Nó là loại cây xanh lưu
niên mọc thành bụi hoặc các cây nhỏ, thông thường được xén tỉa để thấp hơn
2m khi được trồng để lấy lá. Nó có rễ cái dài. Hoa của nó màu trắng ánh vàng,
đường kính từ 2,5-4 cm, với 7-8 cánh hoa. Hạt của nó có thể ép để lấy dầu. Lá
của chúng dài từ 4-15 cm và rộng từ 2-5 cm. Lá tươi chứa khoảng 4% cafein.
Lá non và lá bánh tẻ có màu xanh lục nhạt được thu hoạch để sản xuất chè khi
mặt dưới của chúng còn các sợi lông tơ ngắn màu trắng. Các lá già có màu lục
sẫm. Các độ tuổi khác nhau của lá tạo ra các sản phẩm chè khác nhau về chất
lượng, do thành phần hóa học trong các lá này là khác nhau. Thông thường,
chỉ có lá chồi và 2 đến 3 lá mới mọc gần thời gian đó được thu hoạch để chế
biến. Việc thu hoạch thủ công bằng tay diễn ra đều đặn sau khoảng 1 đến 2
tuần.
Cây chè tại Việt Nam đến giữa thể kỷ 20 được trồng khắp miền quê ngoài
Bắc và Trung, diện tích lớn nhất ở hai tỉnh Phú Thọ và Quảng Nam.

Loại này
thân mọc cao, lá lớn và dầy, có thể hái về vò nát để nấu uống tươi gọi là trà
xanh. Loại thứ hai là chè đồn điền, cây thấp, lá nhỏ, thường phải ủ rồi mới
nấu nước. Hạng nhất là chè búp, có khi gọi văn vẻ là "chè bạch mao" hay "chè
bạch tuyết" nếu búp có lông tơ trắng. Hạng nhì là hai lá chè kế. Lá thứ tư, thứ
năm là chè hạng ba. Những lá dưới nữa thì dùng làm chè mạn, rẻ hơn cả.

Thời Pháp thuộc vào thập niên 1930 chè được đem trồng một cách quy mô
trên cao nguyên vùng B'lao và Djiring và vùng này sau chiếm địa vị là vựa
chè.
7
8
- -
Tính đến năm 1960, Việt Nam xuất cảng 2.000 tấn chè mỗi năm. Đến năm
2007 thì sản lượng chè của Việt Nam đã vượt một triệu tấn, canh tác trên
125.000 hecta.
Hình 1.1 Đọt chè (ngọn chè) tươi
2.1.3 Thành phần các chất trong lá chè xanh.
Chè là một thức uống có tính giải khát phổ thông trong nhân dân đặc biệt là
nhân dân vùng châu Á. Chè không những có tác dụng giải khát mà còn có tác
dụng chữa bệnh vì trong chè có những dưỡng chất: vitamin C, B, PP, cafein,
muối…(bảng 1). Trà làm cho tinh thần sảng khoái, tỉnh tao, đỡ mệt mỏi, dễ
tiêu hóa…
Các chất có trong thành phần hóa học của lá chè, một mặt trực tiếp tham
gia vào sự hình thành chất lượng trẩn phẩm (pectin, cafein…). Mặt khác quan
trọng hơn là qua sự biến đổi hóa học (biến đổi tanin, protein, gluxit…) để tạo
nên các tính chất đặc trưng cho chè thành phẩm.Thành phần hóa học của chè
rất đa dạng và phong phú về số lượng các chất, đồng thời cũng chứa một số
lượng lớn một số chất có giá trị sinh học cao mà có tính chất đặc trưng cho
8
9
- -
sản phẩm chè (như tanin). Các nhóm chất có ý nghĩa lớn đó là chất phenol
thực vật, các chất chứa nitơ và hệ enzyme có sẵn trong chè.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học lá chè tươi:
• Nước là thành phần lớn nhất ở trong lá chè xanh. Là thành phần không thể
thiếu được trong quá trình sinh trưởng của cây chè và là môi trường phản ứng

hóa học liên quan đến sự chuyển hóa các chất ở giai đoạn chế biến và bảo
quản chè. Ở các giai đoạn và thời kì khác nhau của cây chè, hàm lượng nước
trong các đọt chè tươi cũng khác nhau, thường chiếm khoảng 75-80.
• Hợp chất polyphenol – tanin chè là thành phần hóa học quyết định đến các
tính chất màu sắc, hương vị của các loại chè sản phẩm do chính chúng tạo ra
hoặc do những biến đổi hóa học của chúng đem lại. Nói chung hàm lượng
tuyệt đối (theo chất khô) của tanin chè càng cao thì chất lượng của chè càng
tốt nhưng không phải lúc nào cũng phù hợp thuận chiều với chất lượng sản
9
10
- -
phẩm chè. Tanin phân hủy ở nhiệt độ cao (>180
o
C). Hàm lượng tanin chiếm
khoảng 27-34% chất khô trong chè.
• Protein và chất chứa nitơ
Trong đọt chè tươi có chứa lượng lớn các hợp chất chứa nitơ và chỉ sau
hàm lượng tanin chè. Chỉ riêng protein đã chiếm khoảng 25-30% chất khô của
chè nhưng nó chủ yếu ở dạng tan trong kiềm như glutelin và một lượng khá
lớn có tính tan trong nước, trong rượu hoặc axit. Hàm lượng của các axit amin
cũng khá cao trong nguyên liệu, chúng còn tăng lên nhờ quá trình phân giải
protein dưới tác dụng của men proteaza tạo nên mùi thơm và một phần vị cho
chè.
• Nhóm hợp chất alcaloit trong chè có nhiều nhưng về hàm lượng thì chỉ có
cafein được chủ yếu sau đó là teobromin và teofelin, xantin… Cafein là chất
kích thích thần kinh, gây nghiện, có khả năng tồn tại khá lâu trong máu,
cafein bị thăng hoa ở nhiệt độ 180
o
C nên ít bị tổn thất nhiều khi sấy. Hàm
lượng cafein trong chè phụ thuộc nhiều yếu tố như giống, điều kiện canh tác,

kỹ thuật chăm bón và nhất là độ trưởng thành của đọt chè, lá chè càng non
càng chứa nhiều cafein, chiếm khoang 2-4% chất khô.
• Hợp chất pectin là hợp chất thuộc nhóm gluxit. Hợp chất tồn tại ở trạng thái
hòa tan trong nước, trong axit oxalic và trong amon-oxalat. Hàm lượng pectin
chiếm khoảng 2% chất khô và luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
độ trưởng thành của lá. Pectin có tính keo, khi bị hydrat hóa thì tính keo tăng
lên. Do có tính keo nên pectin còn có tác dụng làm tăng độ nhớt của nước chè
làm cho cốc nước chè sánh, hấp dẫn, đồng thời pectin cũng làm cho vị chè dễ
chịu.
• Nhóm chất thơm: hương thơm của chè phụ thuộc vào thành phần và hàm
lượng các cấu tử tinh dầu có trong nguyên liệu và được tạo mới trong quá
10
11
- -
trình chế biến. Sự tích lũy chất thơm phụ thuộc giống chè, điều kiện khí hậu
và đất đai. Hàm lượng chất thơm trong lá chè khoảng 0,02-0,2% chất khô.
• Chất tro là phần chất còn lại sau khi nung đốt mẫu sản phẩm ở nhiệt độ
khoảng 500-600
o
C trong thời gian nhất định. Chất tro trong nguyên liệu chè
non chiếm khoảng 4-5% chất khô và khoảng 5-6% trong chè sản phẩm.Trong
chè chứa các thành phần chất tro sau: K
2
O, P
2
O
5
, Na
2
O, MgO, CaO, Mn

2
O
3
,
Fe
2
O
3
, SiO
2
, SO
2
, các ion Cl và F ở dạng muối cơ. Đối với chất lượng chè,
tổng lượng chất tro càng nhỏ càng tốt. Trong đó, chất tro hòa tan trong nước
càng cao càng tốt và ngược lại chất tro không hòa tan trong nước càng nhỏ
càng tốt. Ngoài ra, hàm lượng chất tro trong chè sản phẩm không chỉ thể hiện
chất lượng chè mà còn thể hiện mức độ vệ sinh công nghiệp.
• Chất béo và các sắc tố
Chất béo chiếm khoảng 5-6% chất khô và các chất màu hòa tan trong chất
béo như clorofin (có màu xanh), caroten (có màu vàng), xantofin (có màu da
cam), antoxianidin (có màu đỏ hồng) chiếm khoảng 0,3% chất khô. Hàm
lượng chất béo luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống chè,
thời vụ thu hái… Chất béo ảnh hưởng tới chất lượng chè, nó tham ra vào sự
hình thành hương thơm do đó thành phần chất béo cũng có một số cấu tử có
mùi thơm hoặc dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ chuyển thành chất thơm. Chất
béo có tính hấp phụ mùi và giữ mùi, tính chất này của chất béo giúp cho quá
trình ướp hương bổ sung cho chè hương liệu hoặc hoa tươi được thuận lợi,
giúp tránh tổn thất và mất mùi chè khi bảo quản nhưng cũng có hại khi vô ý
để chè tiếp xúc với mùi lạ sẽ làm chè bị nhiễm mùi lạ đó và rất khó bỏ mùi lạ
đó.

• Các sinh tố (vitamin): Trong chè tươi chứa lượng lớn sinh tố C, hàm lượng
lớn gấp 2-3 lần trong nước cam, chanh. Trong quá trình chế biến hàm lượng
sinh tố C giảm nhiều hay ít phụ thuộc phương pháp công nghệ.
11
12
- -
• Các axit hữu cơ và nhựa: Trong thành phần hóa học của chè có chứa các axit
hữu cơ như a.malic, a.limonic, a.xucxinic, a.fumaric. Chất nhựa cùng với
nhóm chất tinh dầu và các hợp chất khác có trong trà giữ vai trò quan trọng
trong quá trình tạo nên hương thơm đặc trưng cho chè. Về cấu tạo hóa học
chất nhựa gần giống như nhóm chất tinh dầu nghĩa là nó là một hỗn hợp phức
tạp của nhiều cấu tử thuộc các nhóm hợp chất hữu cơ nhưng có tính tạo keo
dính và được phân thành các nhóm nhỏ sau:
+ Axit nhựa.
+ Rượu, reezenol và phenol không có tính thuộc gia.
+ Phenol có tính thuộc gia.
+ Rezen không tan trong kiềm.
Trong thành phần chất nhựa, có một số cấu tử có mùi thơm và mùi của
chúng được bộc lộ mạnh dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Hàm lượng chất
nhựa chiếm khoảng 3-6% chất khô và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
• Các enzyme (men): Trong lá chè non chứa hầu hết các loại men, hai nhóm
men quan trọng nhất đối với công nghệ chế biến chè là nhóm men thủy phân
và nhóm men oxi hóa khử.
2.1.4 Một số tác dụng của lá chè
EGCG là viết tắt của epigallocatechin gallate, thực chất là chất chống oxy
hóa (antioxydants) có trong chè xanh. Nhờ có EGCG mà chè xanh được coi là
chất chống oxy hóa hữu hiệu nhất hiện nay. Theo đánh giá của các nhà nghiên
cứu, khả năng chống oxy hóa của hoạt chất EGCG trong chè xanh cao gấp
100 lần so với vitamin C, gấp 25 lần so với vitamin E. Các nhà khoa học cho
rằng, EGCG có khả năng diệt trừ các virus, vi khuẩn, ngăn chặn sự phát triển

của tế bảo ung thư, ngăn ngừa các bệnh tim mạch như: đau tim, đột quỵ, tai
biến mạch máu não và angina pectoris (đau ở lồng ngực có khi sự đau lan ra ở
cánh tay trái, nguyên nhân do co thắt động mạch của cơ tâm) và làm giảm
12
13
- -
lượng đường trong máu của những bệnh nhân đái tháo đường. Thêm nữa,
EGCG còn ngăn ngừa các cục máu đông làm tắc nghẽn mạch máu, như tác
dụng của thuốc aspirin với liều lượng nhỏ, mà không có phản ứng phụ. Trà
xanh còn có khả năng làm giảm lượng cholesterol xấu nên làm giảm đi 40 -
50% những rủi ro của chứng suy thoái tim mạch.
Tác dụng với trẻ nhỏ:
Không chỉ có tác dụng với người lớn, chè xanh còn có tác dụng với cả trẻ
nhỏ. Với một liều lượng vừa đủ, nước chè cũng có tác dụng tốt cho sức khỏe
của trẻ. Trà còn có thể chống chứng biếng ăn, tốt cho việc tiêu hóa, giúp trẻ
thanh nhiệt cơ thể. Hàm lượng fluoride trong chè khá cao, cho trẻ uống với
liều lượng thích hợp, khuyến khích thói quen dùng chè súc miệng, không chỉ
giúp chắc xương mà còn có thể ngừa sâu răng.
Tác dụng với người lớn:
Ngoài những tác dụng với trẻ nhỏ như trên, chè xanh có tác dụng tốt với
sức khỏe của người lớn. Y học phương Đông và Trung Hoa cho rằng: Chè
thuộc tính mát, mùi vị ngọt, bùi và đắng. Có thể giúp tỉnh táo, giải khát, lợi
tiểu, tiêu hóa tốt và giải độc Dưới đây là những tác dụng đáng kể của chè
xanh:
Lợi tiểu, giảm huyết áp, giúp tan mỡ, giảm cân, phòng chống bệnh tim,
chống lão hóa, tăng cường khả năng sinh dục. Một ví dụ nữa là hương vị chè
có tác dụng hưng phấn thần kinh, chống mệt mỏi
Chè là sản phẩm được chế biến từ lá chè non và búp chè (đọt chè) của cây
chè. Quá trình chế biến chè thông qua nhiều công đoạn: làm héo, vò, sàng,
sấy… Trong đó sấy là công đoạn hết sức quan trọng. Mục đích của sấy chè

nhằm nhiệt độ cao để diệt enzyme, đình chỉ quá trình lên men nhằm giữ tối đa
những chất có giá trị trong lá chè giúp hình thành hương vị, màu sắc của chè.
13
14
- -
Làm giảm hàm lượng ẩm trong chè bán thành phẩm tới mức tối thiểu, phù
hợp yêu cầu bảo quản chất lượng chè trước khi phân loại.
Trong thời gian sấy, lá chè biến đổi cả về tính chất vật lý và tính chất hóa
học:
• Tổng hàm lượng các chất hòa tan giảm đi so với lá chè xanh.
• Hàm lượng cafein giảm đi một ít. Đó là do sự bay hơi một phần và
do sự thăng hoa của các hợp chất này khi sấy khô.
• Nhóm chất hydratcacbon có những biến đổi sau:
Giảm một ít hàm lượng glucose, saccharose, tinh bột.
Lượng protein cũng giảm đi trong thời gian sấy này.
Lượng vitamin C giảm mạnh: từ 2,64g/kg chất khô trước khi sấy
còn lại 1,81g/kg sau khi sấy.
Trong khi sấy chè cần chú ý:
• Tốc độ không khí nóng thổi vào buồng sấy quá nhỏ sẽ gây ra tình
trạng ứ đọng hơi ẩm làm giảm chất lượng chè rõ rệt.
• Nhiệt độ sấy quá cao và không khí thổi quá lớn sẽ làm cho chè bị
cháy vụn, nhiệt độ càng cao sẽ làm giảm hương thơm càng mạnh.
2.1.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy sấy phun ở Việt Nam và trên
thế giới
Hiện nay ở các nước phát triển trên thế giới, công nghệ sấy phun sương
được áp dụng trong hầu hết các nghành sản xuất khác nhau như sấy bột nông
sản, thực phẩm dinh dưỡng, dược phẩm, hoá chất, Công nghệ sấy phun
sương ở các nước này đạt đến trình độ tương đối cao với đa dạng chủng loại
về kết cấu, kiểu dáng, quá trình sấy được điều khiển hoàn toàn tự động đem
lại hiệu quả kinh tế cao. Chất lượng của các sản phẩm sấy khá cao, chi phí

năng lượng cho một khối lượng sản phẩm tương đối thấp.
Hiện nay trong chế biến có 4 phương pháp sấy chủ yếu sau:
14
15
- -
• Sấy thường.
• Sấy có bổ sung nhiệt.
• Sấy có đốt nóng trung gian.
• Sấy có tuần hoàn khí thải.
Trong đồ án này sử dụng phương pháp sấy thường vì không yêu cầu giảm
nhiệt độ của tác nhân sấy. Mặt khác nếu dùng phương pháp khác sẽ phức tạp
về kết cấu thiết bị dẫn đến không hiệu quả về mặt kinh tế.
Thiết bị sấy có nhiều loại: buồng sấy, máy sấy thùng quay, máy sấy tầng
sôi, máy sấy phun, sấy lạnh…
Ta chọn sấy phun vì phương pháp này có nhiều ưu điểm:
- Thời gian sấy ngắn
- Có thể sấy với nhiều loại dịch thể khác nhau.
- Không làm biến đổi các tính chất của sản phẩm sấy do thời gian sấy ngắn,
mà các phương pháp sấy khác không thể có được.
Nước ta là một nước sản xuất nông nghiệp chủ yếu nên các sản phẩm nông
nghiệp là tương đối lớn về số lượng và chủng loại tuy nhiên các hình thức bảo
quản và chế biến nông sản chủ yếu bằng các hình thức thủ công đạt năng suất
thấp, chất lượng kém. Ở Việt Nam công nghệ sấy phun sương mới được đưa
vào ứng dụng cho sản xuất trong những năm gần đây nhưng cũng thu được
nhiều thành tựu. Một số nơi đã bắt đầu sử dụng công nghệ sấy phun sản
phẩm. Tuy nhiên các hệ thống sấy phun này vẫn còn đơn giản, một số nơi
khác ở nước ta đã nhập các loại máy sấy phun từ nước ngoài để đưa vào sản
xuất. Nhưng giá thành của các loại máy sấy này tương đối cao chưa phù hợp
với điều kiện kinh tế nước ta. Vì vậy việc đẩy nhanh quá trình nghiên cứu ứng
dụng công nghệ sấy phun sương vào trong sản xuất để đạt năng suất cao và

chất lượng tốt nhằm nâng cao tính cạnh tranh cho sản phẩm của nước ta là
việc làm rất cần thiết.
15
16
- -
2.1.6 Một số mẫu máy sấy phun được sử dụng hiện nay
2.1.6.1 Máy sấy phun ly tâm LPG do Viện Cơ Điện & CNSTH nhập khẩu
(hình 1.2).
a) Khái quát về máy:
Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao LPG là thiết bị sấy thích hợp cho các
nguyên liệu dạng 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.
Hình 1.2 Máy sấy phun ly tâm LPG
b) 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. 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 ngắn. Thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ
16
17
- -
phân li gió xoáy đùn ra ngoài, phần khí thừa còn lại được quạt gió hút và đẩy
ra ngoài.
c) Các thông số kỹ thuật của máy

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật tham khảo cho các kiểu máy 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 quay
đĩa phun
(vòng/phút)
25000 18000 16000
11000-
13000
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 steam+18 steam+36
steam+5
4
by craft
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
×1.7
5
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
trườn
g hợp
17
18
- -
2.1.6.2 Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao
Hình 1.3 Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao
a) Giới thiệu về máy:
Thiết bị máy sấy phun sương ly tâm tốc độ cao sử dụng hình thức khép kín
toàn bộ, tất cả các bộ phận đều được chế tạo bằng inox không gỉ, có bộ phận
làm sạch 3 cấp. Trong lòng và phần đỉnh tháp sấy có lắp bộ phận giải nhiệt
vách tháp sấy, giữ cho nhiệt độ vách tháp <80
O
C, bột sản phẩm nếu có bám
trên vách tháp sấy cũng không có hiện tượng bị biến chất hay bị cháy, nâng
cao được tỷ lệ bột thu được (đạt trên 95%), không có hiện tượng bị bám dính
vào vách.
b) Nguyên lý làm việc:
Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao chuyên dụng cho thuốc cao lỏng Đông y là
thiết bị sấy phun chuyên dùng, giải quyết vấn đề sấy khô thuốc cao và thu

dịch chiết thực vật trong Đông y. Thiết bị này đã giải quyết được những vấn
đề tồn tại của dạng máy sấy phun ly tâm thông thường. Thiết bị đã giải quyết
được những hạn chế của các máy sấy cùng loại xuất hiện trước đó, nguyên
liệu sau khi sấy khô có màu đẹp, không bị biến chất, nâng cao hiệu quả kinh
tế của đơn vị sử dụng.
18
19
- -
So với máy sấy khô phun ly tâm tốc độ cao LPG, thiết bị này có những ưu
điểm sau đây:
- Có bộ lọc không khí 3 cấp, lượng khí đưa vào đạt yêu cầu cấp
300.000
- Có bộ phận giải nhiệt vách lò, giữ nhiệt độ vách lò ở mức 80
O
C,
nguyên liệu trong thời gian dừng lại trên vách lò cũng không bị cháy
- Thể tích tổng thể bằng 3.5 lần lò phun ly tâm theo tiêu chuẩn LPG
- Có bộ phận xối rửa mở nhanh, thích hợp với yêu cầu sản xuất nhiều
loại sản phẩm
- Phần khử bụi thiết kế khử bụi dạng ẩm, bụi không thoát ra ngoài, phù
hợp yêu cầu bảo vệ môi trường
- Có bộ quét không khí cho hiệu quả khiến người sử dụng hài lòng
- Cung cấp 2 bộ phun sương, điều tốc bằng biến tần
- Điều khiển bằng PLC, hệ thống chương trình điều khiển có màn hình
hiển thị (lựa chọn)
- Có bộ phận xối rửa
- Dùng không khí khô khép kín
Đặc điểm:
- Phần tháp có bộ phận giải nhiệt làm mát
- Trên thân tháp có bộ phận làm rung tự động

19
20
- -
- Thân tháp, đường ống có cửa làm vệ sinh và cửa thải mở nhanh
- Xilô nhập liệu nhiệt độ không đổi, điều khiển tự động
- Tháp rửa cao áp bằng tay kèm theo máy (lựa chọn)
- Các phần có tiếp xúc với nguyên liệu được chế tạo bằng thép không
gỉ (họăc toàn bộ được chế tạo bằng thép không gỉ)
- Thu hồi nguyên liệu dùng thiết bị khử bụi dạng lốc xoáy hai cấp
hoặc thiết bị khử bụi dạng lốc xoáy một cấp và bộ khử bụi ẩm
- Nhiệt độ của khí đưa vào thực hiện điều khiển tự động và liên tục
- Có kèm theo bộ quét khí
20
21
- -
c) Các thông số tham khảo cho kiểu máy ZLPG
Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật tham khảo cho các kiểu máy ZLPG
Kiểu loại
ZLPG-
13
ZLPG-
17
ZLPG-
25
ZLPG-
32
ZLPG-
38
ZLPG-
40

ZLPG-
47
ZLPG-
52
ZLPG
-58
Năng suất
bay hơi hàm
ẩm kg/h
5 10 25 50 80 100 150 200 300
Năng suất
sấy dung
dịch(kg/h)
6-7 12-14 25-34 50-68 80-108
100-
135
150-
203
200-
270
300-
406
Năng suất
thu sản
phẩm(kg/h)
1-2 2-4 4.8-7.2 9.2-14
14.8-
22.4
18.4-28 28-42
36.8-

56.4
55-85
Hàm lượng
chất rắn
trong dung
dịch(%)
18-25
Tỉ lệ hàm
ẩm còn lại
trong sản
phẩm
khô(%)
3-5
Công suất
điện
năng(kw)
36 45 63 99 132 153 204 246 330
Nguồn gia
nhiệt
Hơi nước bão hòa + gia nhiệt điện
Kiểu thu
hồi sản
phẩm và tỷ
lệ thu hồi
2 cấp lọc xoáy li tâm hoặc 1 cấp lọc xoáy, tỷ lệc tách đạt ≥95%
Bộ điều
khiển tự
động
Đèn tín hiệu báo nhiệt độ khí nóng và hàm ẩm khí khí thải
Nhiệt độ 150-200

21
22
- -
khí vào (t
1
)
Nhiệt độ
khí ra (t
2
)
80-100
Kích thước
ngoài máy
(mm)
L 5000 5500 7000 8000 9800 11000 12200 14100 15000
W 3000 3500 4000 5000 5700 6200 7000 7800 9000
H 4500 4600 5200 6500 7600 8100 9000 9850 11100
2.1.6.3 Máy sấy phun tạo hạt áp lực cao YPG
Hình 1.4 Máy sấy phun tạo hạt áp lực cao ký hiệu YPG
a) Nguyên lý hoạt động:
Sau khi qua bộ lọc, không khí được làm sạch và dẫn đến bộ gia nhiệt. Quy
trình gia nhiệt có thể là: 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 25-60
µ
m. 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
22
23
- -
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
cyclone. Cuối cùng khí thải được hút ra ngoài qua quạt hút và dẫn đến bộ thu
bụi kiểu phun 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.
Thiết bị máy sấy phù hợp cho sấy các loại nguyên liệu như: Hóa chất, thực phẩm,
dược phẩm, Polymer và nhựa thông, chất màu, gốm, thủy tinh, deruster, chất diệt
nấm, thuốc diệt cỏ, tổng hợp các bon, các sản phẩm bơ sữa, các sản phẩm từ thịt,
các sản phẩm từ cá, sò huyết, bột tẩy rửa, xử lý bề mặt, phân bón, các chất hữu cơ
và vô cơ…
Thân máy sấy, đường ống và toàn bộ thiết bị tiếp xúc nguyên liệu được làm
bằng thép không gỉ Cr19Ni9(304), bảo đảm chắc chắn không bị hư.
Chủng loại máy sấy phun khuyếch tán này nhìn chung được dùng cho sấy
phun các lọai sản phẩm dung dịch có độ ẩm cao khoảng 50-80%. Một số loại
nguyên liệu đặc biệt, thậm chí khi độ ẩm lên đến 90%, thiết bị này có thể sấy
1 lần mà không cần cô đặc chúng.
b) Mô tả:
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.
c) Đặc tính:

- Tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các loại nguyên liệu nhạy nhiệt.
23
24
- -
- 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.
d) Ứng dụng của thiết bị:
Thiết bị phù hợp cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, bột màu,
gốm, hóa chất nông nghiệp, nhựa…vv
e) Bảng thông số kĩ thuật của máy YPG
Bảng 1.4 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

Bảng 1.5 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
24
Nguyên liệu chè
Diệt men
vò
Làm khô
Phân loại, đóng thùng chè xanh thành phẩm
25
- -
thiết kế thực tế
2.1.7 Quy trình sản xuất bột chè tươi hòa tan bằng phương pháp sấy phun

- Một số quy trình công nghệ chế biến chè uống liền:
a) Sản xuất chè xanh:
Hình 1.5. Qui trình chế biến chè xanh
- Sao diệt men cho nguyên liệu chè là giai đoạn đầu tiên và chủ yếu nhất trong
quá trình kỹ thuật sản xuất chè xanh, được thực hiện nhờ nhiệt của chảo sao
hay thiết bị sao kiểu thùng quay.
Mục đích diệt men cho nguyên liệu chè:
• Sử dụng nhiệt độ cao để phá huỷ các men vốn có trong nguyên liệu chè, làm
cho sự oxy hoá cac chất nhất là tanin, bị đình chỉ, giữ cho sản phẩm chè xanh
có màu xanh và vị chát đặc trưng.
• Làm cho một phần nước trong nguyên liệu chè bay hơi đi dẫn tới làm giảm áp
lực trương nở của tế bào tổ chức lá chè trở thành mềm mại hơn, thuận lợi cho
thao tác vò nguyên liệu chè sau khi diệt men.
• Làm bay hơi đi mùi hăng ngái của lá tươi, bước đầu tạo ra hương thơm dễ
chịu của sản phẩm chè xanh.
25