Hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH
1. KHÁI NIỆM VỀ BƠM NHIỆT
1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BƠM NHIỆT
Bơm nhiệt có quá trình phát triển lâu dài, bắt đầu từ khi Nicholas Carnot đề xuất những
khái niệm chung đầu tiên. Một dòng nhiệt thông thường di chuyển từ một vùng nóng
đến một vùng lạnh, Carnot đưa ra lập luận rằng một thiết bị có thể được sử dụng để đảo
ngược quá trình tự nhiên và bơm nhiệt sẽ điều chỉnh dòng nhiệt từ một vùng lạnh đến
một vùng ấm hơn.
Đầu những năm 1850, Lord Kelvin đã phát triển các lý thuyết về bơm nhiệt bằng cách
lập luận rằng các thiết bị làm lạnh có thể được sử dụng để gia nhiệt. Các nhà khoa học
và các kỹ sư đã cố gắng chế tạo ra một bơm nhiệt nhưng không một mô hình nào thành
công cho đến giữa những năm 30 khi những bơm nhiệt sử dụng theo mục đích cá nhân
được lắp đặt. Việc lắp đặt các bơm nhiệt gia tăng đáng kể sau thế chiến II, người ta nhận
thấy rằng bơm nhiệt có thể được thương mại hóa nếu hoàn tất lý thuyết và đảm bảo chất
lượng sản phẩm. Sản phẩm bơm nhiệt đầu tiên được bán vào năm 1952.
Từ khi xẩy ra cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu thập kỉ 70, bơm nhiệt lại bước vào
một bước tiến nhảy vọt mới. Hàng loạt bơm nhiệt đủ mọi kích cở cho các ứng dụng
khác nhau được nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện và bán rộng rãi trên thị trường. Ngày
nay, bơm nhiệt đã trở nên rất quen thuộc trong các lĩnh vực điều hòa không khí, sấy,
hút ẩm, đun nước…
Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt:
1
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống bơm nhiệt
1.2 HỆ THỐNG SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT
1.2.1 Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt
Sự thay đổi môi trường trong những năm gần đây, đặc biệt những năm cuối thế kỉ rất
đáng lo ngại. Những bước tiến nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật, cùng với sự thay
đổi toàn diện về lối sống của xã hội hiện đại, đã gây nên sự tổn hại to lớn đối với các
nguồn tài nguyên cũng như đối với sự cân bằng sinh thái. Hiện tại, những yêu cầu đặt ra

đối với nền văn minh hiện đại là việc thõa mãn nhu cầu ngày càng cao đối với các
nguồn năng lượng đang cạn kiệt trên trái đất. Sự phát triển của kỹ thuật và nghiên cứu
khoa học tự nhiên có thể sẽ mang lại câu trả lời thõa đáng nhất. Trọng tâm hiện nay là
sự thay đổi dần dần theo hướng đòi hỏi đáp ứng cả vấn đề cân bằng sinh thái và môi
trường sống.
Sấy là một thiết bị hoạt động chủ yếu trong ngành thực phẩm - nông nghiệp, nó gây nên
sự ô nhiễm rất lớn đối với môi trường. Việc khử từng phần hay toàn bộ nước từ vật liệu
là rất phức tạp và yêu cầu một nguồn lượng năng lượng lớn. Các yếu tố ảnh hưởng đến
2
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
quá trình này như thời gian chu trình, chất lượng sản phẩm, độ cảm nhiệt, vv... Kỹ thuật
sấy có thể đáp ứng được cả yêu cầu về kinh tế và bảo vệ môi trường sống phát triển rất
chậm bởi nhiều yếu tố. Việc ứng dụng nghiên cứu sử dụng bơm nhiệt trong quá trình
sấy được chú ý, từ đó tìm ra các ứng dụng khác nhau của kỹ thuật sấy lạnh sử dụng để
thay thế những phương pháp sấy truyền thống từ đó đem đến những lợi ích trong tương
lại.
Trong một máy sấy đối lưu không khí nóng, không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ
sấy (bằng cách sử dụng bộ gia nhiệt điện hoặc bộ gia nhiệt sử dụng nhiên liệu) để làm
tăng tốc độ truyền nhiệt trong quá trình sấy. Điều này làm tăng áp suất hơi nước bên
ngoài và tốc độ khuếch tán ẩm trong trong vật liệu theo hướng thoát ra bề mặt vật liệu,
từ đó lượng ẩm này sẽ khếch tán vào trong dòng tác nhân sấy. Trong môi trường đối
lưu, độ ẩm tuyệt đối của tác nhân sấy phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Việc sử dụng
bơm nhiệt để hút ẩm trong quá trình sấy hoàn toàn có thể điều khiển hoàn toàn cả thành
phần ẩm và nhiệt độ tác nhân sấy, cũng như lấy lại được nhiệt ẩn bay hơi của nước từ
dòng thải.
Bơm nhiệt có thể thay đổi nhiệt độ từ thấp đến cao, theo yêu cầu làm việc của thiết bị,
từ đó nó có thể cung cấp các chế độ làm việc khác nhau. Loại bơm nhiệt phổ biến nhất
hoạt động hoạt động theo một chu trình nén - hơi bao gồm các thiết bị chính: dàn bay
hơi, máy nén, dàn ngưng tụ và van giãn nở (hình 1.2)
Q

h
= Q
c
+ W
T
c
< T
h
Hình 1.1: Nguyên lý truyền nhiệt của bơm
nhiệt
Van giãn nở
3
Dàn bay hơi
Dàn ngưng tụ
Máy nén
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của một bơm nhiệt
Quá trình truyền nhiệt thực hiện được thông qua sự thay đổi pha làm việc của môi chất
lạnh. Môi chất lạnh trong giàn bay hơi hấp thụ nhiệt và bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp
suất thấp. Khi hơi môi chất lạnh ngưng tụ ở nhiệt độ cao, áp suất cao tại dàn ngưng tụ,
nó thải nhiệt ở áp suất cao hơn. Khi sử dụng trong quá trình sấy, hệ thống sấy sử dụng
bơm nhiệt làm lạnh không khí của quá trình đến điểm bão hòa, và sau đó ngưng tụ nước
(khử ẩm), do đó làm tăng khả năng sấy của không khí. Trong quá trình này chỉ tuần
hoàn mức nhiệt thấp (nhiệt hiện và nhiệt ẩn) từ không khí. Cấu trúc của dàn bay hơi và
dàn ngưng tụ được bố trí như hình vẽ (hình 1.3).
4
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Hình 1.3: Hai phương thức trao đổi nhiệt thông qua buồng sấy. Mũi tên lớn chỉ dòng tác
nhân qua buồng sấy
Trong trường hợp thứ nhất (hình 1.3a), máy sấy lạnh hoạt động vừa như một máy khử

ẩm và một bộ gia nhiệt không khí. Trong cách bố trí thứ hai, dàn bay hơi được xen vào
dòng không khí ẩm trong khi không khí sạch lại được đưa vào toàn bộ dàn ngưng tụ.
Việc sắp xếp theo kiểu này, nhiệt ẩn (cùng với một lượng lớn nhiệt hiện) được hồi lưu
bằng cách khử ẩm của khí thải và truyền cho không khí của quá trình thông qua dàn
ngưng tụ. Mô hình này thích hợp khi không khí môi trường khô (độ ẩm tương đối thấp),
nhưng nó lại không kinh tế trong quá trình sấy, bởi vì dòng khí thải tương tự như không
khí bên trong. Trong cả hai mô hình trên, khí thải từ buồng sấy có thể được hồi lưu lại đi
đến dàn bay hơi nghĩa là không khí có thể tuần hoàn toàn bộ hay từng phần.
Bơm nhiệt bước đầu được nghiên cứu với tác dụng khử ẩm, nhưng sau cuộc khủng
hoảng năng lượng những năm 70. Khả năng ứng dụng trong việc sấy nông sản phẩm
ngày càng được chú ý đến nhiều hơn. Ứng dụng của bơm nhiệt trong nông nghiệp bắt
đầu với việc sử dụng như thiết bị gia nhiệt. Những nghiên cứu và phát triển sau đó đã
đạt được kết quả với việc phát triển quá trình sấy sử dụng bơm nhiệt. Bằng nhiều cách
khác nhau, như là sử dụng một van điều chỉnh áp suất, trao đổi nhiệt, điều khiển lưu
lượng dòng khí, thay đổi tốc độ máy nén,vv… được thực hiện tùy thuộc vào các yêu cầu
thực tế, nguyên lý hoạt động máy sấy sử dụng bơm nhiệt. Trong thương mại việc sử
dụng các máy sấy lạnh để sấy hỗ trợ đã được nhắc đến tại nhiều nước ở Châu Âu
(NaUy, Pháp và Hà Lan), Châu Á và Autralia, ở đây công nghệ này được ứng dụng chủ
yếu trong các quy trình chế biến thực phẩm.
5
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Việc sử dụng bơm nhiệt với quy mô rộng lớn vẫn chưa được cụ thể hóa trong nông
nghiệp. Một trong những yếu tố cản trở việc sử dụng kỹ thuật này là chi phí đầu tư. Vì
chi phí đầu vào cao và thời gian sử dụng ngắn, cho nên hiện nay các loại máy sấy khác
vẫn chiếm ưu thế. Hơn nữa, các sản phẩm ra đời phải đảm bảo tính đổi lẫn và dễ sữa
chữa, kỹ thuật sấy sử dụng bơm nhiệt có tiềm năng đáp ứng được các ứng dụng khác
nhau trong môi trường sản xuất nông nghiệp.
1.2.1 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG SẤY LẠNH
Khác với phương pháp sấy nóng, trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh
phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất

trong tác nhân sấy nhờ giảm lượng chứa ẩm. Ở phương pháp sấy lạnh, nhiệt độ bề mặt
ngoài của vật nhỏ hơn nhiệt độ bên trong vật, đồng thời do tiếp xúc với không khí có độ
ẩm và phân áp suất hơi nước nhỏ nên bề mặt cũng có phân áp suất hơi nước nhỏ hơn
phía bên trong vật. Nói khác đi, ở đây gradient nhiệt độ và gradient áp suất có cùng dấu
nên gradient nhiệt độ không kìm hãm quá trình dịch chuyển ẩm như khi sấy nóng mà
ngược lại, nó có tác dụng tăng cường quá trình dịch chuyển ẩm trong lòng vật ra ngoài
để bay hơi làm khô vật. Khi đó ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào
môi trường có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn nhiệt độ môi trường hoặc cũng có thể nhỏ hơn
0
o
C.
6
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Hình1.5: Sơ đổ hệ thống sấy lạnh
1.2.1.1 Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ nhỏ hơn 0
o
C
a. Hệ thống sấy thăng hoa
Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp từ trạng thái rắn biến thành
trạng thái hơi nhờ quá trình thăng hoa. Để tạo ra quá trình thăng hoa, vật liệu sấy phải
được làm lạnh dưới điểm ba thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu t < 0
0
C và áp suất tác
nhân sấy bao quanh vật p < 620 Pa. Từ đó, vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng để ẩm từ
trạng thái rắn thăng hoa thành thể khí và vào môi trường. Như vậy, trong các hệ thống
sấy thăng hoa phải tạo được chân không trong vật liệu sấy và làm lạnh vật xuống dưới
0
o
C.
 Ưu điểm: Phương pháp gần như bảo toàn được chất lượng sinh, hóa học của sản

phẩm bao gồm: màu sắc, mùi vị, vitamin, hoạt tính,…
 Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư cao, phải dùng đồng thời bơm chân không và máy lạnh (để kết
đông sản phẩm và làm ngưng kết hơi nước)
- Hệ thống cồng kềnh nên vận hành phức tạp, chi phí vận hành và bảo dưỡng lớn.
Sấy thăng hoa thường được ứng dụng để sấy sản phẩm quý, dễ biến chất do nhiệt như:
máu, vắc xin,…
b. Hệ thống sấy chân không
Phương pháp sấy chân không là phương pháp tạo ra môi trường gần như chân không
trong buồng sấy, nghĩa là nhiệt độ vật liệu t < 0
o
C, áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p
> 610 Pa. Khi nhận được nhiệt lượng, các phần tử nước trong vật liệu sấy ở thể rắn sẽ
chuyển sang thể lỏng, sau đó mới chuyển sang thể hơi và đi vào môi trường.
 Ưu điểm: Phương pháp này giữ được chất lượng sản phẩm, đảm bảo điều kiện
vệ sinh.
 Nhược điểm: Hệ thống có chi phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp.
7
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
- Phương pháp sấy chân không thường chỉ sấy các loại vật liệu sấy là các sản
phẩm quý, dễ biến chất.
- Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy thăng hoa và hệ thống
sấy chân không chỉ dùng để sấy những vật liệu quí hiếm, không chịu được nhiệt
độ cao. Vì vậy, các hệ thống sấy này là những hệ thống sấy chuyên dùng, không
phổ biến.
1.2.1.2 Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0
o
C
Với những hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ
nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí được khử ẩm bằng phương pháp

làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ, sau đó nó được đốt nóng hoặc làm lạnh
đến các nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó do phân áp suất hơi nước
trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng
lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy. Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong lòng vật và từ
bề mặt vật vào môi trường trong các hệ thống sấy lạnh loại này hoàn toàn giống như
trong các hệ thống sấy nóng. Điều khác nhau ở đây là cách giảm p
am
bằng cách đốt nóng
tác nhân sấy (d = const) để tăng áp suất bão hoà dẫn đến giảm độ ẩm tương đối φ. Trong
khi đó, với các hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ tác nhân sấy bằng nhiệt độ môi trường thì
ta sẽ tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của tác nhân sấy p
am
bằng cách giảm lượng
chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp thụ) hoặc đốt nóng (sau
khử ẩm bằng lạnh).
 Ưu điểm:
- Năng suất hút ẩm của phương pháp này khá lớn.
- Khả năng giữ chất lượng, hàm lượng dinh dưỡng sản phẩm cũng khá tốt (phụ
thuộc vào nhiệt độ sấy).
8
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
 Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư ban đầu khá lớn do phải sử dụng cả máy hút ẩm chuyên dụng và
máy lạnh
- Chất hút ẩm phải thay thế theo định kì
- Vận hành khá phức tạp nên chi phí vận hành lớn
- Điện năng tiêu tốn lớn do cần chạy máy lạnh và đốt nóng dây điện trở để hoàn
nguyên chất hấp thụ.
- Lắp đặt phức tạp, khó điều chỉnh các thông số để phù hợp với công nghệ
- Trong môi trường có bụi, cần dừng máy để vệ sinh chất hấp thụ, tuổi thọ thiết

bị giảm.
b. Phương pháp dùng bơm nhiệt nhiệt độ thấp
Trong phương pháp này, người ta chỉ dùng một hệ thống bơm nhiệt để tạo ra môi trường
sấy. Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều chỉnh trong giới hạn khá rộng từ nhiệt độ xấp
xỉ môi trường đến nhiệt độ âm, tùy thuộc yêu cầu của vật liệu sấy. Khác với các thiết bị
nhiệt lạnh khác, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy khô và hút ẩm thì cả dàn nóng và dàn
lạnh đều được sử dụng hữu ích nên năng suất tiêu thụ ở đây có thể được tận dụng đến
mức cao nhất mà nhiệt độ không khí lại có thể chỉ cần duy trì ở mức nhiệt độ môi
trường hoặc thấp hơn.
 Ưu điểm:
- Khả năng giữ màu sắc, mùi vị và vitamin đều tốt
- Tiết kiệm năng lương nhờ sử dụng cả năng lượng dàn nóng và dàn lạnh, hiệu
quả sử dụng nhiệt cao
- Bảo vệ môi trường, vận hành an toàn.
- Có khả năng điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy tùy thuộc vào yêu cầu và khả năng
chịu nhiệt của từng loại sản phẩm nhờ thay đổi công suất nhiệt của dàn ngưng
trong
- Công suất khá lớn
- Chi phí đầu tư hệ thống thấp hơn so với các phương pháp sấy lạnh khác
- Vận hành đơn giản.
 Nhược điểm:
- Thời gian sấy thường khá lâu do độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu
sấy và tác nhân sấy không lớn.
- Phải có giải pháp xả băng sau một thời gian làm việc.
9
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
1.3 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG SẤY LẠNH
SỬ DỤNG BƠM NHIỆT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Việc sử dụng bơm nhiệt trong công nghiệp cũng như dân dụng để sấy, sưởi, hút ẩm,
điều hòa không khí,… đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trên thế giới. Sau đây

là tổng quan một số công trình nghiên cứu:
1.3.1 Các tác giả trong nước
Tác giả Phạm Văn Tùy và các công sự đã tiến hành nghiên cứu và đã ứng dụng thành
công hệ thống bơm nhiệt để sấy lạnh kẹo Jelly, kẹo Chew, Caramel, kẹo Cứng… tại
công ty bánh kẹo Hải Hà.
Năm 1997, 1998 các tác giả đã thiết kế lần lượt hai hệ thống lạnh theo nguyên lý bơm
nhiệt nhiệt độ thấp kiểu môđun. Để sấy kẹo Jelly với năng suất 1100 kg/ngày và 1400
kg/ngày hiện nay vẫn còn được sử dụng cho phòng sấy lạnh số 2 và số 3 Nhà máy thực
phẩm Việt Trì- Công ty cổ phần bánh kẹo Hải Hà. Thông số nhiệt độ không khí buồng
sấy 22-28
0
C, độ ẩm 30-40%. Sơ đồ nguyên lý hệ thống như hình vẽ:
Một hệ thống máy hút ẩm hỗ trợ cho dây chuyền sản xuất kẹo Caramem của Cộng Hòa
Liên Bang Đức cải tạo từ máy điều hòa không khí cũ cho phân xưởng kẹo caramem và
hệ thống bơm nhiệt hút ẩm công suất lạnh 120.000 Btu/h sử dụng 4 máy lạnh Trane
TTK 530 công suất mỗi máy là 30.000 Btu/h hiện nay đang sử dụng cho phòng bao gói
kẹo cứng thuộc Xí nghiệp Công ty CP Bánh kẹo Hải Hà đã được lắp đặt từ năm 1999.
Qua thực tế sử dụng, thấy rằng ngoài ưu điểm rẻ tiền (giảm khoảng 50% vốn đầu tư) và
tiết kiệm năng lượng (điện năng tiêu thụ giảm gần 50%) so với phương án dùng máy hút
ẩm, các hệ thống hút ẩm và sấy lạnh này hoạt động ổn định, liên tục và giảm chi phí bảo
dưỡng. Tuy nhiên, nó còn có nhược điểm là cồng kềnh, sử dụng nhiều quạt và động cơ
xen kẽ, trong hệ thống nhiều bụi bột nên phải bảo dưỡng động cơ lại phải thực hiện
trong không gian hẹp, khó thao tác.
10
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Để khắc phục những nhược điểm trên năm 2005 nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo máy
sấy lạnh cho phòng sấy lạnh số 1 theo nguyên lý bơm nhiệt kiểu nguyên khối BK-
BSH18A.
So với công nghệ dùng các bơm nhiệt kiểu mô đun thì BK-BSH18A có thiết bị xử lý
không khí được chế tạo dạng tổ hợp gọn có thể đặt ngoài nhà, trong nhà hay trong

buồng sấy và tốc độ không khí có thể thay đổi để phù hợp với yêu cầu của vật liệu sấy
khác nhau.
Việc sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp để hút ẩm và sấy lạnh có nhiều ưu điểm và rất có
khả năng ứng dụng rộng rãi trong điều kiện khí hậu nóng ẩm phù hợp với thực tế tại
Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật đáng kể. Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù
hợp với những sản phẩm cần giữ trạng thái, màu, mùi, chất dinh dưỡng và không cho
phép sấy ở nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn. Các hệ thống hút ẩm và đặc biệt là các hệ thống
sấy lạnh có cấu trúc luôn thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu sấy, cấu trúc của
dàn lạnh sử dụng, … nên không có một cấu trúc chung cho tất cả các đối tượng sấy, tuy
nhiên vẫn có chung nguyên tắc và phương pháp tính toán thiết kế. Do đó, cần phải tiếp
tục những nghiên cứu cơ bản, đầy đủ về các quá trình, các giới hạn kỹ thuật và các vấn
đề tự động điều chỉnh không chế liên hoàn nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy cũng như
của vật liệu sấy.
1.3.2 Các tác giả nước ngoài
Macio N. Kohayakawa và các công sự đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu
tố như: vận tốc gió V
ar
, chiều dày của vật liệu L đến hệ số khuếch tán quá trình sấy D
ef
trong hệ thống sấy xoài bằng bơm nhiệt. Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống là R22.
Hệ thống sấy xoài sử dụng hai dàn ngưng trong để gia nhiệt cho không khí. Nhiệt độ
không khí trong quá trình thí nghiệm thay đổi từ 40
o
C đến 56
o
C. Vận tốc gió thay đổi từ
1,6 m/s đến 4,4 m/s, chiều dày vật liệu sấy thay đổi từ 5,8 mm đến 14,2 mm. Khối lượng
vật liệu sấy ở mỗi mẽ là 300g, thời gian sấy là 8h/mẻ. Dựa vào các quan hệ lý thuyết
tính toán hệ số khuếch tán, sử dụng phương pháp quy hoạch trực giao và kết hợp với số
11

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
liệu thực nghiệm, các tác giả đã xây dựng được phương trình hồi qui xác định hệ số
khuếch tán D
ef
như sau:
D
ef
=4,2625 - 0,61922.V
ar
+ 0,380538.V
ar
2
+ 1,012517.L – 0,90343.V
ar
.L (1.1)
Phương trình (1.1) cho thấy rằng ảnh hưởng đồng thời của hai thông số cũng như mức
độ ảnh hưởng của chúng đến hệ số khuếch tán D
ef
. Ở đây, ảnh hưởng của tốc độ gió V
ar
là lớn nhất, sau đó đến chiều dày của vật liệu sấy. Phương trình (1.1) cũng cho biết ảnh
hưởng lẫn nhau giữa hai thông số thông qua mối liên hệ chéo nhau giữa chúng. Tuy
nhiên, phương trình này không đề cập đến ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm sấy mặc dù
ảnh hưởng của chúng là lớn đến hệ số khuếch tán. Điều này cũng được chính tác giả
khẳng định trong nghiên cứu của mình. Do vậy, cần có những nghiên cứu đánh giá về
ảnh hưởng của các yếu tố này.
Phani K.Adapa, Greg J.Schoenau và Shahab Sokhansanj đã tiến hành nghiên cứu lý
thuyết và thực nghiệm quá trình sấy bằng bơm nhiệt đối với các vật liệu đặc biệt. Các
tác giả đã tiến hành thiết lập các quan hệ tính toán lý thuyết quá trình sấy lớp mỏng. Các
tác giả đã thiết lập phương trình cân bằng năng lượng, cân bằng chất, truyền nhiệt và

truyền ẩm giữa vật liệu và không khí cho một phân tố thể tích vật liệu sấy như sau:
Phương trình truyền ẩm:

( )
e
M
k M M
t
∂
= − −
∂
(1.2)
Trong đó:
- M : độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại thời điểm t
- M
e
: độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy, được xác định bằng thực nghiệm
- t : thời gian sấy, s
- k : hằng số sấy [1/s], được xác định như sau:
( )
0,2865.exp 0,179.
a
k T
=
(1.3)
Giải phương trình (1.2) ta xác định được độ ẩm của vật liệu khi sấy tại thời điểm t như
sau:
12
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp

( )
0
0
. .
kt
kt
e e
M M M M e e
−
= + −
(1.4)
Với M
0
: độ ẩm của vậ liệu sấy tại thời điểm t
0
= 0
Phương trình cân bằng chất:

.
p
a
G
W M
x G y
∂ ∂
= −
∂ ∂
(1.5)
Với:
W - độ chứa hơi của không khí

x – chiều dày của vật liệu sấy
G
p
– lưu lượng vật liệu sấy chuyển động qua băng tải, kg/m.s
G
a
– lưu lượng không khí chuyển động qua băng tải, kg/m
2
.s
y – quãng đường dịch chuyển của vật liệu sấy, m
Giải phương trình (1.5), thu được công thức xác định sự thay đổi của độ chứa hơi W
theo chiều dày vật liệu sấy (giả thiết tính chất của vật liệu sấy là đồng đều theo phương
dịch chuyển y):

0
. .
P
a
G
M
W W x
G y
∂
= −
∂
(1.6)
Phương trình cân bằng năng lượng:

( )
( ) ( )

( )
. . / .
. .
cv a pw a g
a
a pa pw
h G G W x T T
T
x
G C C W
+ ∂ ∂ −
∂
= −
∂
+
(1.7)
Trong đó:
13
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
- T
a
: nhiệt độ của không khí sấy,
0
C
- T
g
: nhiệt độ của vật liệu sấy,
0
C
- h

cv
: hệ số truyền nhiệt thể tích, kJ/m
3
.ph.K
- C
pa
: nhiệt dung riêng của không khí khô, kJ/kgK
- C
pw
: nhiệt dung riêng của hơi nước, kJ/kgK
Giải phương trình (1.7), xác định được nhiệt độ không khí tại đầu ra:

( )
( / ).
0
.
d a x
a g g
a
T T a T T
= + −

Với:
( )
. .
a pa pw
a G C C W
= +
. .
cv a pw

W
d h G C
x
 
 ÷
 
∂
= +
∂
T
a0
– Nhiệt độ không khí tại vị trí ban đầu x
0
= 0,
0
C
Phương trình truyền nhiệt:

( )
( )
( )
( )
( )
. . .
(1.9)
. .
cv a g a g pw g
pl
g
p pg

pl
W
h T T G L C C T
T
x
y
G C M C
 
 
 ÷
 ÷
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
∂
− − + −
∂
∂
=
∂
− +
Trong đó:
L
g
: nhiệt ẩn hóa hơi của nước trong vật liệu sấy, kJ/kg
C
pg
: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kJ/kgK

14
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
C
pl
: nhiệt dung riêng của nước, kJ/kgK
Giải phương trình (1.9) ta sẽ tìm được sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu sấy:

( )
( )
0
/
0
1
. (1.10)
y y h
g
g
T f gT e f
g
 
 ÷
 
−
 
 ÷
 ÷
 
= + −
ở đây:

( )
0
. . . ; . .
cv a g cv pw a
a
pl
W W
f h T G L g h C C G
x x
 
 ÷
 
∂ ∂
= − = − + −
∂ ∂

( )
. .
p pg
pl
h G C M C
= − +
1.4 ĐẶC ĐIỂM QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT CỦA
QUÁ TRÌNH SẤY LẠNH
Trong kỹ thuật sấy lạnh, thế sấy của không khí tăng nhờ quá trình tách ẩm ở dàn bốc hơi
và quá trình gia nhiệt bằng chính dàn ngưng tụ trong các máy lạnh. Yếu tố có tính quyết
định ở đây là quá trình làm lạnh không khí trong dàn lạnh, từ đây sẽ nhận được không
khí có nhiệt độ và độ chứa hơi (d) nhỏ đảm bảo cho quá trình truyền nhiệt, truyền chất
giữa vật sấy và tác nhân sấy trong buồng sấy xẩy ra ở điều kiện gradient nhiệt độ và
gradient áp suất cùng chiều, không có giai đoạn nào xẩy ra hiệu ứng Luikov A.V. cản

trở quá trình sấy như trong phương pháp sấy nóng. Vì vậy, ngoài việc tính toán, thiết kế
15
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
hệ thống nói chung thì điều tối cần thiết là chế độ làm việc của dàn lạnh hay nói cách
khác là khả năng tối ưu nhất của dàn lạnh có tầm quan trọng đặc biệt.
Trong kỹ thuật sấy lạnh, để tăng cường tách ẩm cho hệ thống, không khí sấy trải qua
giai đoạn tách ẩm ở dàn lạnh, vì thể ẩm trong không khí có thể tồn tại ở ba dạng hơi,
lỏng và rắn, với dung ẩm ở dạng hơi d
h
, dạng lỏng d
l
và dạng rắn d
r
, entanpi H của
không khí ẩm:
H= t
b
+ (2500+1,93t
b
)d
h
+ 4,18d
1
t
b
+ (-335+2,1 t
b
)d
r
, kJ/kgkk (1.11)

Trong quá trình khử ẩm ở dàn lạnh, chiều dài đường đi của dòng không khí là yếu tố có
tính quyết định, theo đó mà lưu lượng thể tích không khí cũng như công suất nhiệt
( )
2
3
/
, /
h
d P T
d m
kg m K
dVdt Rdt
=
- trao đổi sẽ thay đổi, không khí được làm lạnh đến nhiệt
độ điểm sương t
s
. Trên một đơn vị dài quan hệ truyền nhiệt, truyền chất này có thể biểu
diễn dưới dạng:

2 2
'
. . , / (1.12)
.
d Q d m dV dT
c r W m
d dx dV dt dt dX
τ
 
 ÷
 

= − −
Trong đó
• c
’
– nhiệt dung riêng thể tích của không khí ẩm ở nhiệt độ khí quyển (c =1,23
kJ/m
3
K).
• r – Nhiệt ngưng tụ (r=2500 kJ/kg đối với hơi nước ở 0
0
C).
•
( )
2
3
/
, /
.
h
d P T
d m
kg m K
dVdt R dt
=
- là nước ngưng theo đường
100%
ϕ
=
(ứng với 1m
3

không khí ẩm khi nhiệt độ giảm đi 1K) và thay đổi nhanh qua nhiệt độ theo biểu
thức:

2
3
( / )
, /
.
h
d P T
d m
kg m K
dVdt R dt
=
(1.13)
16
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
Trong đó:
- P
h
: áp suất hơi bão hòa của hơi nước tương ứng với nhiệt độ của không khí ẩm.
- Hằng số R đối với hơi nước trong không khí ẩm: R=8314/18=861,89 J/kgK
Mặt khác có thể tính nhiệt lượng do không khí truyền cho môi chất lạnh tương ứng với
mỗi đơn vị dài của thiết bị bay hơi bơm nhiệt:

( )
2
0
, / (1.14)
.

d Q
k T T W m
d dx
τ
= −

Với K
1
là hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi [W/mK].
Từ các cơ sở trên ta có quan hệ:

'
0 0
'
1 0
ln
s
X T T
c
X K T T
−
= −
−
(1.15) với
' 3
.
[ / ]
/
K X
K J m K

dV d
τ
=
Là thông số đặc trưng cho công suất của thiết bị bốc hơi của bơm nhiệt (thường khoảng
1kJ/m
3
K), X[m] là chiều sâu của thiết bị bốc hơi, X
0
[m] là khoảng cách từ đầu thiết bị
vào thiết bị bốc hơi đến điểm xuất hiện quá trình ngưng đọng ẩm, T
s
là nhiệt độ đọng
sương, các chỉ số 1 và 2 là kí hiệu đầu vào và ra của không khí qua thiết bị bốc hơi.
1.5 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY RAU QUẢ VỚI PHƯƠNG PHÁP
SẤY LẠNH
Sấy là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật. Tuy nhiên, sấy là một quá trình công
nghệ đòi hỏi sau khi sấy, vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và
chi phí vận hành thấp. Có hai phương pháp sấy:
1.5.1 Phương pháp sấy nóng
Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng. Do tác nhân
sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối φ giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước p
am
trong
17
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
tác nhân sấy giảm. Mặt khác do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi trong
các mao quản tăng và phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật cũng tăng theo công thức:
φ =
o
r

p
p
= exp






−
ro
h
p
ρ
δρ
2
(1.16)
Trong đó:
 P
r
- áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/m
2
 P
o
- áp suất trên bề mặt thoáng, N/m
2
 Δ - Sức căng bề mặt thoáng,N/m
2

h

ρ
- mật độ hơi trên cột dịch thể trong ống mao dẫn, kg/m
3

o
ρ
- mật độ dịch thể, kg/m
3
Như vậy trong hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước
giữa vật liệu sấy và môi trường:
 Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.
 Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.
Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu sấy mà
hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật P
hb
và phân áp suất hơi nước trong
tác nhân sấy P
h
tăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra
bề mặt và đi vào môi trường.
Do đó, hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:
 Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể
nóng mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò. Hệ thống sấy đối lưu
gồm: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động….
 Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng. Như vậy
trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân
18
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy. Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống
sấy lô, hệ thống sấy tang…

 Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn ẩm
dịch chuyển từ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường. Ở đây
người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường
bằng cách đốt nóng vật.
 Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần hoặc dùng năng lượng điện từ
trường: Khi vật liệu sấy đặt trong môi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các
dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật.
 Ưu điểm của phương pháp sấy nóng:
 Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp
sấy lạnh.
 Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp.
 Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi
nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ, than đá, rác thải,... cho đến điện
năng.
 Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao.
 Nhược điểm
 Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ.
 Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao.
1.5.2 Phương pháp sấy lạnh
Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy
và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy P
h
nhờ giảm
độ chứa ẩm d. Mối quan hệ đó được thể hiện theo công thức:
19
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
P
h
=
d

dB
+
621,0
.
(1.17)
Trong đó: B - áp suất môi trường (áp suất khí trời).
Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thể trên
dưới nhiệt độ môi trường (t > 0
o
C) và cũng có thể nhỏ hơn 0
o
C.
1.5.3 So sánh phương pháp sấy lạnh và phương pháp sấy nóng
Các loại rau củ thực phẩm và dược liệu như cà rốt, củ cải, hành lá, dứa, mít, nhãn, măng
cụt, hành tây, hỗn hợp dịch ép gừng và bột avicel,… đã được sấy thử nghiệm với
khoảng thông số nhiệt độ sấy t = 25
0
C đến 40
0
C, tốc độ gió
2,2 4 /m s
ω
= −
. Màu sắc,
mùi vị, hàm lượng chất dinh dưỡng và trạng thái vật sấy được bảo toàn hơn hẳn các
công nghệ sấy nóng truyền thống, ngay cả khi so sánh với kỹ thuật sấy hiện đại bằng tia
hồng ngoại. Dưới đây là bảng so sánh các phương pháp sấy khác nhau với phương pháp
sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp của Viện Công Nghệ Thực Phẩm, sở Công
Nghiệp Hà Nội.
Bảng1.1: Đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm sấy bằng bơm nhiệt sấy lạnh với

phương pháp sấy nóng truyền thống và sấy hồng ngoại
Thứ
tự
Phương Pháp sấy
Chỉ tiêu so sánh
Sấy nóng
Sấy thăng hoa
và chân không
Sấy lạnh sử dụng
máy hút ẩm kết
hợp máy lạnh
20
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
1
Chất lượng sản phẩm (màu
sắc, mùi vị, vitamin)
Kém hơn
rất nhiều
Tốt hơn Bằng nhau
2 Giá thành sản phẩm Thấp hơn Đắt hơn nhiều Đắt hơn
3 Thời gian sấy Ngắn hơn Ngắn hơn
Lớn hơn hoặc
bằng
4 Chi phí đầu tư ban đầu
Thường
thấp hơn
Cao hơn nhiều Cao hơn
5 Chi phí vận hành, bảo dưỡng
Thường rẻ
hơn

Đắt hơn nhiều Đắt hơn
6
Khả năng điều chỉnh nhiệt
độ tác nhân sấy theo yêu cầu
công nghệ
Khó hơn Khó hơn Khó hơn
7 Vệ sinh an toàn thực phẩm
Thường
kém hơn
Tốt hơn Bằng nhau
8 Bảo vệ môi trường
Thường
kém hơn
Như nhau Kém hơn
9 Phạm vi ứng dụng Rộng hơn Hẹp hơn Hẹp hơn
 Kết luận:
• So với sấy lạnh sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hơp máy lạnh:
Sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp tỏ ra ưu thế vượt trội về chi phí đầu tư ban
đầu, giảm tiêu hao điện năng. Do vậy, với điều kiện của Việt Nam thì nên dùng
phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp. Trong thực tế, ở một số nhà
máy nhập dây chuyền công nghệ sấy sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hợp với
máy sấy không đạt hiệu quả và đã chuyển sang dùng bơm nhiệt nhiệt độ thấp.
• So với sấy thăng hoa và sấy chân không:
Chất lượng sản phẩm của hai phương pháp này thường tốt hơn sấy lạnh sử dụng bơm
nhiệt nhiệt độ thấp nhưng các chỉ tiêu quan trong 2 và 5 lại kém hơn nên chỉ áp dụng
21
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
hai phương pháp này khi yêu cầu về chất lượng sản phẩm rất cao (chỉ tiêu 1, 7), còn
lại nên sử dụng phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp.
• So sánh với sấy nóng

Nhìn chung, có một số vật liệu sấy lạnh không có hiệu quả như sấy gỗ, các loại hoa
quả có vỏ dày thì buộc phải sử dụng sấy nóng. Đối với các vật liệu còn lại, nếu vật
liệu sấy nhạy cảm với nhiệt, dễ mất màu, dễ mất mùi, chất dinh dưỡng, giá thành sản
phẩm được thị trường chấp nhận và thời gian sấy không đòi hỏi phải nhanh thì nên
sấy bằng phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp.
Như vậy, phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp tỏ ra có hiệu quả, nhất
là đối với một số sản phẩm đặc thù (nhạy cảm với nhiệt độ) Do đó, tùy vào từng
trường hợp cụ thể, xem xét các chỉ tiêu trong bảng trên, chỉ tiêu nào là quan trọng thì
quyết định phương pháp sấy phù hợp
1.6 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH
Ưu điểm của công nghệ sấy lạnh là có thể xây dựng được từng quy trình công nghệ sấy
hợp lý đối với từng loại rau, củ, quả. Sau khi sấy, nông sản, thực phẩm giữ được nguyên
màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng thất thoát không đáng kể (khoảng 5%), đạt tiêu
chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm của Việt Nam và các chỉ tiêu kỹ thuật, chất lượng sản
phẩm tương đương một số nước khác trên thế giới.
Việt Nam là một nước có khí hậu nóng ẩm, vì thế máy sấy lạnh là công nghệ đặc biệt
phù hợp với các loại nông sản, thực phẩm, đảm bảo được chất lượng cũng như hàm
lượng dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị cho sản phẩm. Đối với các sản phẩm như củ cà rốt,
thì là, hành hay các loại kẹo chocolate, kẹo Caramen, Jelly... Môi trường chế biến những
sản phẩm này yêu cầu về nhiệt độ không được quá cao và độ ẩm phải nhỏ hơn 45-50%.
Tính mới của công nghệ này là quá trình sấy được thực hiện ở nhiệt độ thấp, tạo môi
trường nhiệt độ cùng chiều với môi trường độ ẩm để tăng cường độ sấy. Ngoài ra, công
nghệ này có nhiều ưu điểm kỹ thuật khác như: hút ẩm nhưng không làm tăng nhiệt độ
môi trường như máy hút ẩm thông thường, sấy khô được các sản phẩm không cho phép
làm khô trong môi trường nhiệt độ cao.
22
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH TRONG
CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN RAU QUẢ VIỆT NAM
2.1 ĐẶC TRƯNG CỦA NỀN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Việt Nam là một nước nông nghiệp có điều kiện khí hậu đa dạng với nhiều vùng tiểu
khí hậu: ôn đới và nhiệt đới, có thể trồng và thu hoạch rau quả quanh năm. Với việc
thay đổi về tổ chức, quản lý kinh tế, trong 10 năm trở lại đây ngành nông nghiệp của
Việt Nam phát triển tương đối mạnh mẽ.
Song vấn đề tiêu thụ các sản phẩm rau quả hiện nay đang gặp nhiều khó khăn, trở ngại.
Tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch là rất lớn: 25 – 30%. Nguyên nhân chính là do công nghệ
chế biến và bảo quản của chúng ta còn lạc hậu nên đã làm cho rau quả của Việt Nam có
23
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
giá trị thấp trong thị trường trong nước cũng như xuất khẩu, điều này ảnh hưởng trực
tiếp đến đời sống của người nông dân, vì vậy việc nghiên cứu đưa ra các quy trình công
nghệ cũng như ứng dụng triển khai - chuyển giao các kết quả nghiên cứu, các quy trình
công nghệ bảo quản hay chế biến rau quả, đóng vai trò hết sức quan trọng trong chiến
lức phát triển ngành rau quả. Hiện nay, việc phổ biến những kiến thức khoa học và
chuyển giao các kết quả nghiên cứu chưa tương xứng với vai trò và tiềm năng của nó.
Rau quả hiện nay vẫn chủ yếu được sử dụng ở dạng tươi, mà như đã biết rau quả là loại
sản phẩm có tính thời vụ, thời gian thu hoạch ngắn, khả năng vận chuyển và bảo quản
hạn chế, trong khi kỹ thuật bảo quản rau quả tươi vẫn chỉ dựa vào các kinh nghiện cổ
truyền, mang tính thủ công chấp vá. Các kinh nghiệm truyền thống trong bảo quản quả
như dùng cát, vôi, đào hầm cũng kéo dài thời gian bảo quản, nhưng hiệu quả không cao
(do thời gian bảo quản ngắn và chất lượng không đảm bảo), không giải quyết được vấn
đề điều hòa việc phân phối và tiêu thụ sản phẩm cũng như chế biến. Nhiều nơi người
nông dân không nắm bắt được các biện pháp kỹ thuật chăm sóc, hạn chế hư hỏng trong
giai đoạn trước khi thu hoạch, cho nên sản phẩm cho chất lượng xấu. Điều này làm
giảm giá trị của sản phẩm cũng như ảnh hưởng tới khả năng tồn trữ sau thu hoạch. Việc
xác định thời điểm thu hái, cách thu hái cũng là vấn đề quan trọng, bởi vì việc này
không chỉ làm tăng giá trị thương phẩm trong việc tăng khả năng bảo quản rau quả sau
khi thu hoạch.
Nhìn chung, công nghiệp chế biến rau quả của Việt Nam còn nhỏ bé, chưa tương xứng
với tiềm năng sản xuất rau quả; sức cạnh tranh còn thấp, chủng loại sản phẩm còn đơn

điệu, giá thành cao chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước.
2.2 CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG BẢO QUẢN RAU QUẢ
Kỹ thuật bảo quản thực phẩm con người biết được bắt nguồn từ tự nhiên. Trong vùng
lạnh, nhiệt độ thấp giúp giữ được chất lượng trong thời gian dài cho những thực phẩm
dễ bị hư hỏng. Không chỉ có vậy, vùng nóng ánh sáng mặt trời chiếu xuống làm khô
những loại thực phẩm dễ hư hỏng như các loại rau quả. Các sản phẩm khô cũng có thể
24
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tốt nghiệp
giữ được trong thời gian dài hơn. Trong thời gần đây, có nhiều công nghệ bảo quản thực
phẩm đươc đưa ra dựa trên nền tảng khoa học đúng đắn. Kết quả, công nghiệp bảo quản
thực phẩm ngày nay có thể là ngành công nghiệp rộng lớn nhất trên thế giới.
2.2.1 Những nguyên nhân gây hư hỏng rau quả
Nói chung thực phẩm được coi như là hư hỏng khi chúng tự thối hỏng hoặc bị làm thối
hỏng. Thức phẩm được coi là không có giá trị vì lý do vệ sinh mà không cần phân loại
hư hỏng. Thực phẩm bị hư hỏng có thể do một hoặc nhiều nguyên nhân.
• Sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật. Thông thường, vi khuẩn làm cho thực
phẩm hư hỏng một cách liên tục.
• Côn trùng, các loài gặm nhấm hoặc các động vật khác.
• Hoạt động của enzyme có sẵn trong cây, vi khuẩn hoặc động vật trong thực
phẩm.
• Các phản ứng hóa học mà không cần xúc tác của các enzyme trong mô tế bào
động vật, thực vật hoặc các vi sinh vật khác.
• Thay đổi tính chất vật lý do các nguyên nhân: cháy, sấy khô, áp suất, làm lạnh
đông,…
Phân loại thực phẩm dựa vào tính ổn định và mức độ thối hỏng. Các thực phẩm khó
hỏng (không dễ hỏng nếu được bảo quản đúng cách: đường, bột, đậu khô,…). Các thực
phẩm tương đối dễ hỏng nếu sử dụng và bảo quản không đúng cách (khoai tây, quả có
vỏ cứng,…). Các thực phẩm dễ hỏng (các thực phẩm này dễ hư hỏng trừ khi được bảo
quản đúng cách bằng các phương pháp đặc biệt (thịt, sữa và hầu hết các loại rau)
2.2.2 Các nguyên tắc bảo quản rau quả

Bảo quản thực phẩm bằng nhiều phương pháp khác nhau, có 3 nguyên tắc chính gồm:
 Ức chế hoặc ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hỏng thực phẩm.
 Ức chế hoặc ngăn ngừa sự tự thối hỏng của thực phẩm.
 Ngăn ngừa những nguyên nhân gây hại như côn trùng, chuột bọ, chim, hóa
chất,…
Bảng 2.1: Các nguyên tắc bảo quản thực phẩm và rau quả
25