NGHIÊN cứu xác ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP sấy và CHẾ độ sấy cơm dừa nạo

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP SẤY VÀ CHẾ ĐỘ SẤY
CƠM DỪA NẠO
STUDY ON DETERMINATION OF DRYING METHOD AND DRYING CONDITION
FOR DESICCATED COCONUT
ThS. Nguyễn Văn Lành1a, PGS. TS. Nguyễn Hay1b, PGS. TS. Lê Anh Đức1c
1
Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM
a
b
; ;
TÓM TẮT
Nghiên cứu trình bày kết quả xác định phương pháp sấy và chế độ sấy cơm dừa nạo
bằng việc thực hiện các thí nghiệm trên 3 loại máy sấy: máy sấy năng lượng mặt trời với bộ
thu nhiệt tấm phẳng, máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức và máy sấy bơm nhiệt tuần
hoàn kín. Với các mức nhiệt độ sấy thay đổi từ 35oC đến 50oC, thời gian sấy và chất lượng
sản phẩm sau khi sấy là cơ sở để lựa chọn phương pháp sấy và chế độ sấy. Kết quả xác định
được phương pháp sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín là phù hợp với nhiệt độ sấy 40oC và thời gian
sấy 3 giờ cho ra cơm dừa sấy có màu trắng sáng và mùi thơm đặc trưng. Tuy nhiên, việc đánh
giá chất lượng cơm dừa chỉ dựa vào ẩm độ cuối của vật liệu và phương pháp đánh giá cảm
quan nên cần tiếp tục nghiên cứu, lựa chọn phương pháp đánh giá khác để nhận xét kết quả
nghiên cứu ở nhiều góc độ hơn.
Từ khóa: cơm dừa nạo sấy, sấy năng lượng mặt trời, sấy không khí nóng, sấy bơm
nhiệt, tốc độ sấy.
ABSTRACT
This study was conducted to determinate drying method and drying condition for
desiccated coconut by three dryers: Solar dryer with thermal flat plate collectors, hot air dryer
and heat pump dryer. The experiments were done with the drying temperatures from 35oC to
50oC, the drying time and the quality of the product were based for choosing the drying
method and drying condition. The result have identified the suitable heat pump dryer for

desiccated coconut with temperature drying is 40oC and drying time of 3 hours. However, the
assessment of quality desiccated coconut based on moisture and sensory evaluation, should be
further study.
Keywords: desiccated coconut, solar drying, hot air drying, heat pump drying, drying rate.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo Hiệp hội Dừa châu Á Thái Bình Dương (APCC - The Asian and Pacific Coconut
Community), Việt Nam là nước có diện tích trồng dừa đứng hàng thứ 6 trên thế giới (sau
Indonesia, Philippines, Ấn Độ, Sri Lanka, Thái Lan) với gần 150.000 ha. Tuy nhiên, xét về
năng suất thì Việt Nam được xếp đầu tiên với hơn 8.200 trái/ha/năm so với năng suất trung
bình của các nước trồng dừa hàng đầu thế giới chỉ đạt 6.000 trái/ha/năm [1].
Cơm dừa nạo sấy (Desiccated Coconut) là một trong những sản phẩm quan trọng từ
ngành dừa được tiêu thụ nhiều trong những năm gần đây. Ước tính trong 6 tháng đầu năm
2014, cơm dừa nạo sấy của Việt Nam là sản phẩm chiếm giá trị xuất khẩu cao nhất của ngành
dừa đạt 26,36 triệu USD (khoảng 30%), kế đến là sữa dừa đóng hộp (21,5 triệu USD) và dừa
trái (12 triệu USD) [1]. Tuy nhiên, do nhiều lý do khác nhau mà thị trường cơm dừa nạo sấy
xuất khẩu của Việt Nam có sự biến động lớn từ 400 ngàn tấn/tháng đến một triệu tấn/tháng.
Một trong những lý do quan trọng là chất lượng của cơm dừa nạo sấy không đảm bảo [2].
Thực trạng làm khô cơm dừa hiện nay là phơi nắng hoặc dùng hệ thống sấy tầng sôi với tác
845


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
nhân sấy là không khí nóng nhiệt độ 90oC và thời gian sấy 25 phút. Vì thời gian sấy ngắn nên
màu sắc cơm dừa không thay đổi nhiều, tuy nhiên với nhiệt độ sấy cao như vậy sẽ làm giảm
chất lượng cơm dừa. Như chúng ta đã biết trong cơm dừa có chứa 10 loại acid béo khác nhau,
đây là đặc tính thiên nhiên trong cấu trúc của nó [3, 4]. Hàm lượng chất béo này bị ảnh hưởng
trong quá trình làm khô cơm dừa. Nghiên cứu trình bày kết quả xác định phương pháp và chế
độ sấy cơm dừa nạo nhằm đảm bảo chất lượng ẩm độ và màu sắc so với các phương pháp
được áp dụng hiện nay.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Cơm dừa nạo có kích thước 3 x 3,5 mm đến 6 x 6,5 mm được lấy từ vùng nguyên liệu
tỉnh Bến Tre có ẩm độ 49%; yêu cầu ẩm độ sau sấy ≤ 3%, hàm lượng chất béo yêu cầu xuất
khẩu ≥ 65%, đánh giá cảm quan thì cơm dừa sấy phải giữ được màu trắng và có mùi đặc trưng.
Thiết bị phục vụ thí nghiệm gồm tủ sấy mẫu, cân điện tử để xác định ẩm độ vật liệu; mô
hình máy sấy năng lượng mặt trời (NLMT) với bộ thu nhiệt tấm phẳng, mô hình máy sấy
không khí nóng đối lưu cưỡng bức và mô hình máy sấy bơm nhiệt được dùng để xác định
phương pháp sấy. Các mô hình máy sấy thí nghiệm có thể cài đặt, hiển thị, điều khiển các
thông số tự động.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện 03 lần trên mỗi mô
hình máy sấy để tìm ra phương pháp và chế độ sấy phù hợp. Bề dày lớp cơm dừa ở các thí
nghiệm là 1,5cm. Thời gian sấy và chất lượng sản phẩm sau sấy là cơ sở để lựa chọn phương
pháp và chế độ sấy.
Phương pháp đo đạc thực nghiệm: Thời gian sấy, nhiệt độ tác nhân sấy, ẩm độ vật liệu
sấy được đo bằng các dụng cụ chuyên dùng.
Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm: Ẩm độ cơm dừa được xác định bằng
phương pháp tủ sấy, màu sắc và mùi vị được đánh giá bằng phương pháp cảm quan.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Mô hình máy sấy NLMT với bộ thu nhiệt tấm phẳng và kết quả thí nghiệm [5]
Mô hình máy sấy NLMT với bộ thu nhiệt tấm phẳng được trình bày (Hình 1). Mô hình
hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng nhà kính. Bức xạ mặt trời có bước sóng ngắn (λ <
0,7μm) chiếu thẳng tới tấm kính trong suốt (1) của bộ thu nhiệt. Phần bức xạ đi xuyên qua lớp
kính trong suốt đến mặt đen hấp thụ (2), tại đây sẽ phát ra bức xạ thứ cấp có bước sóng dài
(λ > 0,7μm) và nguồn bức xạ này không xuyên qua được lớp kính để trở lại môi trường bên
ngoài. Bộ thu nhiệt lúc này được xem như một bẫy nhiệt cho bức xạ mặt trời vào nhưng
không cho ra nên nhiệt độ bên trong bộ thu nhiệt càng lúc càng cao và chúng ta sẽ sử dụng
nguồn nhiệt này để thực hiện quá trình sấy.

Hình 1. Mô hình máy sấy cơm dừa dùng năng lượng mặt trời
1. Tấm kính trong suốt; 2. Lớp hấp thụ nhiệt; 3. Cửa gió vào bộ thu nhiệt;
4. Quạt sấy; 5. Buồng sấy

846


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Nguyên lý hoạt động:
Không khí từ môi trường bên ngoài đi vào bộ thu nhiệt thông qua cửa gió (3). Nhờ hiện
tượng đối lưu tự nhiên mà không khí sẽ đi vòng lên khoang phía trên của tấm hấp thụ nhiệt
(2). Quạt (4) có nhiệm vụ lấy không khí nóng khô của bộ thu nhiệt để đưa tới buồng sấy (5)
thực hiện quá trình lấy ẩm từ vật liệu ra khỏi buồng sấy.
Kết quả khảo nghiệm:
Nghiên cứu sấy cơm dừa bằng máy sấy NLMT với bộ thu nhiệt tấm phẳng được thực
hiện 3 mẻ với 3 ngày khác nhau. Số liệu thu thập được trình bày trong bảng 1.
Bảng 1. Kết quả khảo nghiệm bằng máy sấy NLMT
Ẩm độ cơm dừa, %
Thời gian (h)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Khảo nghiệm 1

49,0

44,2

39,2

32,4

25,3

19,4

14,3

9,2

4,2

Khảo nghiệm 2

49,0

45,8

42,1

37,8

32,4

28,6

24,2

19,8

17,2

Khảo nghiệm 3

49,0

43,4

38,3

28,9

23,1

17,2

12,6

7,1

2,8

Hình 2 thể hiện quá trình giảm ẩm của cơm dừa qua 3 khảo nghiệm và hình 3 biểu thị
nhiệt độ và bức xạ mặt trời ở khảo nghiệm 3.

Hình 2. Giảm ẩm của cơm dừa theo thời gian Hình 3. Bức xạ mặt trời và nhiệt độ sấy
Nhận xét: Các khảo nghiệm được thực hiện vào các ngày khác nhau nhưng cùng thời
điểm từ 10h đến 14h. Đây là thời điểm mà bức xạ mặt trời lớn nhất trong ngày tại khu vực
Thành phố Hồ Chí Minh. Khảo nghiệm 2 được thực hiện vào ngày trời nhiều mây, bức xạ mặt
trời thấp nên ẩm độ cơm dừa sau khi sấy không đạt yêu cầu (17,2%). Khảo nghiệm 3 có kết
quả như mong đợi, mặc dù một giờ đầu sự giảm ẩm của cơm dừa chậm do trời có nhiều mây,
tuy nhiên sau đó nắng tốt và ẩm độ của cơm dừa sau 4 giờ đạt yêu cầu (2,8%). Tốc độ sấy
trung bình của khảo nghiệm này là 11,55 %/h.

a. Khảo nghiệm 1

b. Khảo nghiệm 2
Hình 4. Cơm dừa sấy NLMT
847

c. Khảo nghiệm 3


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Đánh giá cảm quan: Sản phẩm cơm dừa sau khi sấy của khảo nghiệm 1 và khảo nghiệm
3 có màu vàng nhạt và mùi thơm đặc trưng của cơm dừa giảm nhiều. Ở khảo nghiệm 2 cơm
dừa có màu trắng hơn so với khảo nghiệm 1 và khảo nghiệm 3 do ngày khảo nghiệm có nhiều
mây và cơm dừa chưa đạt ẩm độ yêu cầu.

3.2 Mô hình máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức và kết quả thí nghiệm [6]

Hình 5. Mô hình máy sấy cơm dừa dùng không khí nóng
1. Quạt; 2. Điện trở; 3. Ống phân phối gió;
4. Khay; 5. Buồng sấy; 6. Ống thoát ẩm; 7. Lưới sàn.
Nguyên lý hoạt động:
Không khí được quạt (1) cấp vào máy sấy đi qua bộ điện trở (2) để nhận nhiệt và đi vào
buồng sấy (5). Nhờ vào lưới sàn (7) tạo ra trở lực giả mà không khí chuyển động đều và ổn
định trước khi đi qua lớp cơm dừa nạo trên các khay (4) để mang ẩm thoát ra ngoài theo ống
thoát ẩm (6).
Kết quả khảo nghiệm:
Nghiên cứu sấy cơm dừa bằng máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức được thực
hiện ở 3 chế độ sấy khác nhau. Kết quả được trình bày ở bảng 2
Bảng 2. Kết quả khảo nghiệm bằng máy sấy không khí nóng
Ẩm độ cơm dừa, %
Thời gian (h)

0

0,5

1

1,5

2

Nhiệt độ 50oC

49,0

31,3

18,2

9,8

2,2

Nhiệt độ 45oC

49,0

37,5

29,4

22,5

Nhiệt độ 40oC

49,0

41,2

35,4

28,4

2,5

3

14,6

7,4

2,6

22,1

16,3

11,2

Quá trình giảm ẩm của cơm dừa được thể hiện ở Hình 6.

Hình 6. Ẩm độ của cơm dừa theo thời gian của 3 mẻ sấy
848

3,5

4

6,8

2,8


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

Nhận xét: Ẩm độ cơm dừa của 3 mẻ sấy đạt yêu cầu (< 3%), Ở mẻ sấy với nhiệt độ
40 C thì thời gian sấy là 4h, tốc độ sấy trung bình đạt 11,55 %/h và cơm dừa có màu sắc đẹp
hơn mẻ sấy ở nhiệt độ 45oC và 50oC. Trong khi nhiệt độ sấy 50oC thì thời gian sấy chỉ 2h, tốc
độ sấy trung bình đạt 23,4 %/h.
o

b. Nhiệt độ 45oC

a. Nhiệt độ 40oC

c. Nhiệt độ 50oC

Hình 7. Cơm dừa sấy không khí nóng
Đánh giá cảm quan: Sản phẩm cơm dừa sau khi sấy với nhiệt độ 40oC và 45oC có màu
trắng đục ngả vàng và mùi thơm nhẹ, với nhiệt độ sấy 50oC thì sản phẩm chuyển sang màu
vàng.
3.3. Mô hình máy sấy bơm nhiệt và kết quả thí nghiệm [6, 7]

Hình 8. Mô hình máy sấy cơm dừa theo nguyên lý sấy bơm nhiệt
1. Dàn ngưng tụ; 2. Dàn bay hơi; 3. Quạt; 4. Ống gió hồi lưu; 5. Buồng sấy;
6. Khay sấy; 7. Ống gió vào; 8. Van điều chỉnh.
Nguyên lý hoạt động
Cơm dừa nạo được cung cấp vào buồng sấy (5). Tác nhân sấy được quạt (3) đưa vào
dàn bay hơi (2) của bộ bơm nhiệt để thực hiện quá trình tách ẩm. Sau khi qua dàn bay hơi, tác
nhân sấy tiếp tục được đi vào dàn ngưng tụ (1) của bơm nhiệt, tại đây tác nhân sấy được gia
nhiệt và độ ẩm tương đối của tác nhân sấy giảm mạnh. Sau khi qua bộ bơm nhiệt, tác nhân
được đưa vào buồng sấy (5) để làm khô cơm dừa nạo bằng các van điều chỉnh tác nhân sấy
(8). Tác nhân sấy sau khi qua buồng sấy được hồi lưu hoàn toàn về bộ bơm nhiệt và lặp lại
chu trình như trên.
Kết quả khảo nghiệm:

Nghiên cứu sấy cơm dừa bằng máy sấy bơm nhiệt được thực hiện ở 3 chế độ sấy khác
nhau. Kết quả được trình bày ở bảng 3

849


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Bảng 3. Kết quả khảo nghiệm bằng máy sấy bơm nhiệt
Ẩm độ cơm dừa, %
Thời gian (h)

0

0,5

1

1,5

2

Nhiệt độ 45oC

49,0

34,2

21,4

10,8

2,8

Nhiệt độ 40oC

49,0

39,2

31,2

23,2

Nhiệt độ 35oC

49,0

42,1

36,2

29,8

a. Nhiệt độ 35oC

2,5

3

15,6

8,2

3,0

24,2

18,2 13,4

b. Nhiệt độ 40oC

3,5

4

8,4

3,4

c. Nhiệt độ 45oC

Hình 9. Cơm dừa sấy bơm nhiệt
Quá trình giảm ẩm của cơm dừa được thể hiện ở Hình 9

Hình 10. Ẩm độ của cơm dừa theo thời gian của 3 mẻ sấy
Nhận xét: Với mô hình máy sấy bơm nhiệt, nghiên cứu thực hiện ở 3 mức nhiệt độ khác
nhau: 35oC, 40oC và 45oC cho kết quả khá khác biệt. Với nhiệt độ 45oC mẻ sấy chỉ cần 2h và
nhiệt độ sấy 35oC thì mẻ sấy kéo dài đến 4h.
Đánh giá cảm quan: Cơm dừa sấy bơm nhiệt với nhiệt độ từ 35oC và 40oC có màu
trắng sáng và mùi thơm đặc trưng. Khi tăng nhiệt độ sấy bơm nhiệt lên 45oC, mặc dù thời

gian sấy ngắn hơn, tuy nhiên sản phẩm cơm dừa sau sấy có màu vàng nhạt.
Nhận xét chung:
- Hệ thống sấy NLMT với bộ thu nhiệt tấm phẳng có thể sấy cơm dừa đạt ẩm độ ≤ 3%
với thời gian sấy 4h vào những ngày nắng tốt. Tuy nhiên do tiếp xúc với nhiệt độ cao và thời
gian sấy kéo dài nên sản phẩm sấy có màu vàng. Mặc khác, hệ thống sấy NLMT hoàn toàn
phụ thuộc vào thời tiết, do đó không chủ động trong sản xuất.
- Máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức có thể sử dụng để sấy cơm dừa nạo ở
nhiệt độ từ 45oC đến 50oC, tuy nhiên màu sắc và mùi vị của cơm dừa sau sấy bị giảm nhiều
khi nhiệt độ > 40oC.
850


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

Hình 11. Cơm dừa nạo sấy
- Máy sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín là kiểu máy sấy rất tiềm năng khi ứng dụng vào sấy
cơm dừa nạo. Kết quả khảo nghiệm cho thấy sản phẩm cơm dừa sau sấy có màu trắng sáng
như màu ban đầu của nó và mùi thơm đặc trưng dường như được giữ hoàn toàn.
4. KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã thực hiện sấy cơm dừa nạo bằng 3 phương pháp sấy khác nhau: sấy
NLMT với bộ thu nhiệt tấm phẳng, sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức và sấy bơm nhiệt
tuần hoàn kín. Ở mỗi loại máy sấy thí nghiệm được thực hiện 03 lần nhằm đánh giá chất
lượng sản phẩm và thời gian sấy làm cơ sở so sánh với các phương pháp sấy khác. Kết quả
khảo nghiệm cho thấy sản phẩm cơm dừa nạo sấy đạt yêu cầu với hệ thống sấy bơm nhiệt ở
nhiệt độ sấy 40oC và thời gian sấy 3h. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ mới đánh giá về mặt cảm
quan, chưa thể khẳng định hoàn toàn về chất lượng cơm dừa sau sấy, cần được phân tích hóa
sinh kết quả thí nghiệm để làm cơ sở đánh giá thuyết phục hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Vũ Trung, 2014. Phát triển ngành dừa. Tạp chí thông tin Khoa học và Công nghệ
(Stinfo), số 10, 4-10.

[2] Trần Văn Thanh, Hồ Thị Ngọc Hà, Lê Thanh Hải, 2011. Nghiên cứu đề xuất phương
pháp xây dựng công cụ đánh giá nhanh kiểm toán năng lượng cho ngành sản xuất cơm
dừa nạo sấy. Tạp chí Phát triển Khoa học & Công nghệ, Tập 14, M3, 39-49.
[3] Ngô Thị Mỹ Hạnh, 2009. Khảo sát hàm lượng dầu và protein của một số giống dừa ở
Đồng bằng Sông Cửu Long. Luận văn tốt nghiệp. Đại học Cần Thơ.
[4] Nguyễn Thị Minh Nguyệt, 2005. Nghiên cứu chiết xuất dầu dừa tinh khiết bằng phương
pháp enzyme. Luận án Tiến sĩ. Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
[5] Nguyễn Văn Thắng, Trần Thị Hà Linh, 2011. Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình
máy sấy Atisô sử dụng năng lượng mặt trời. Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên.
Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM.
[6] Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, Lê Quang Giảng, 2015. Công nghệ và thiết bị sấy một số loại
nông sản (Sách chuyên khảo). Nhà xuất bản Nông nghiệp.
[7] Nguyễn Hay, 2013. Nghiên cứu kỹ thuật sấy Atiso phục vụ nhu cầu trong nước và xuất
khẩu. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Tỉnh (Lâm Đồng).

851