Quá trình sấy. Sản phẩm thực tế Chà Bông

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
- - - - - -

MÔN: Công nghệ chế biến thực phẩm

QUÁ TRÌNH SẤY
“SẢN PHẨM THỰC TẾ CHÀ BÔNG”

Giáo viên hướng dẫn: Phan Thị Hồng Liên
NHÓM : 15
THỨ 3 TIẾT 9 - 10

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 201


MỤC LỤC


QUÁ TRÌNH
3 SẤY

LỜI NÓI ĐẦU
Từ lâu, con người đã biết sấy khô vật liệu ẩm bằng nhiều cách khác nhau. Ngày nay, kỹ
thuật sản xuất phát triển và vai trò của ngành sấy càng trở nên quan trọng trong việc sấy
khô để đảm bảo thực phẩm. Nên nó được ứng dụng rông rãi trong công nghiệp và đời
sống. Trong quy trình công nghệ sản xuất của nhiều nhà máy đều phải có công đoạn sấy
khô để bảo đảm dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, rau

quả và các ngành thực phẩm khác. Các sản phẩm thực phẩm dạng hạt như đường, cà phê
…. Đường là loại thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con
người. Nó là hợp phần chính không thể thiếu trong thức ăn hàng ngày của chúng ta.
Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghệ khác như: đồ hộp, bánh
kẹo,…. Vì vậy cần phải sấy khô và bảo quản lâu dài. Nhưng các nhu cầu sấy đường ngày
còn rất đa dạng có nhiều phương thức sấy và thiết bị sấy. Với mục đích tìm hiểu về một
quy trình công nghệ sấy, tiểu luận này nêu lên nét đại cương về kỹ thuật và trình bày tính
toán cơ bản thiết bị sấy đường.
Trong để tài lần này nhóm 15 sẽ tìm hiểu về quá trình sấy cùng với hoàn thành sản phẩm
thực thế là chà bông. Trong quá trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai xót. Rất mong
thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để báo cáo của nhóm được hoàn thiện

NHÓM 15

3


QUÁ TRÌNH
4 SẤY

I) CƠ SỞ KHOA HỌC
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng. Với
mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở chẳng hạn), tăng độ bền
vật liệu (như vật liệu gốm, sứ, gỗ, ...), bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối
với lương thực, thực phẩm.
Quá trình sấy bao gồm hai phương thức:

 Sấy tự nhiên: tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng
mặt trời, năng lượng gió, ...(gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên). Phương pháp này
đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình theo

yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp, ...

 Sấy nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp
nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền
nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia ra nhiều dạng:

 Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân
sấy là không khí nóng, khói lò, ...

 Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật
liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách
ngăn.


Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng
ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.

 Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có
tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.

 Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất
cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và
bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.
Ba phương pháp sấy cuối ít được sử dụng trong công nghiệp, nên gọi chung là phương
pháp sấy đặc biệt.

NHÓM 15

4

QUÁ TRÌNH
5 SẤY

1

Nguyên lí của quá trình sấy:

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì
nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời
với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển
lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật
liệu ban đầu. Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và
bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuyếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất
hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất suất riêng phần của hơi nước trong môi trường
không khí chung quanh. Vận tốc của toàn bộ quá trình được qui định bởi giai đoạn nào
chậm nhất. Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản
trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy.
Trong các quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng
rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy. Do vậy cần nghiên cứu tính chất và các thông số
cơ bản của không khí ẩm.
Tóm lại nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quá trình sấy:

• Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân nhiệt lượng ta sẽ tìm được
mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy để từ
đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết
cho quá trình sấy.

• Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật
liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấu trúc, kích

thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ đo
xác định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp.

NHÓM 15

5


QUÁ TRÌNH
6 SẤY

II) MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN
 Khai thác:

Quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu. Do đó, hàm lượng các chất dinh
dưỡng có trong một đơn vi khối lượng sản phẩm sấy sẽ tăng lên. Theo quan điểm này,
quá trình sấy có mục đích công nghệ là khai thác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh
dưỡng trong một đơn vị khối lượng sản phẩm.
 Chế biến:

Quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu và tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm.
Ví dụ như trong công nghệ sản xuất các loại trái cây sấy (mít, chuối, thơm,…), quá trình
sấy sẽ tạo ra những tính chất vật lý và hoá lý mới cho sản phẩm, làm cho sản phẩm trở
nên khác biệt hẵn so với nguyên liệu ban đầu. Còn trong công nghệ sản xuất sữa bột, cà
phê hoà tan, trà hoà tan, bột rau quả,… thì quá trình sấy không chỉ chuyển hoá mẫu
nguyên liệu dạng lỏng thành sản phẩm bột mà còn làm thay đổi sâu sắc các tính chất vật
lý và hoá lý của sản phẩm. Trong tất cả các trường hợp nói trên, mục đích công nghệ của
quá trình này là chế biến.
 Bảo quản:

Quá trình sấy làm giảm giá trị hoạt độ của nước trong nguyên liệu nên ức chế hệ vi sinh
vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, trong một số
trường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thì một số vi sinh vật và enzyme trong
nguyên liệu sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt.
Ví dụ như khi thu hoạch ngủ cốc, nếu độ ẩm của hạt giao động trong khoảng 17-18% thì
hạt rất nhạnh bị hư hỏng trong quá trình bảo quản. Nguyên nhân của sự hư hỏng chủ yếu
là do hoạt động của hệ enzyme và vi sinh vật trong hạt. Nếu chúng ta sấy hạt đến độ ẩm
13% thì thời gian bảo quản hạt trong cyclo có thể kéo dài đến cả năm hoặc dài hơn.
 Hoàn thiện:

Quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm. Xét ví dụ quá
trình sấy malt đại mạch. Mục đích công nghệ chính của quá trình này là bảo quản (độ ẩm
của malt vàng sẽ giảm từ 44-48% xuống 3-4%). Ngoài ra, qua trình sấy sẽ hình thành nên
các hợp chất melanoidine trong matl vàng, góp phầm cải thiện màu sắc và mùi của malt.
NHÓM 15

6


QUÁ TRÌNH
7 SẤY
Trên cơ sở đó quá trình sấy malt còn có một mục đích công nghệ khác là hoàn thiện sản
phẩm.

III) CÁC BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU
 Vật lý

Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên liệu. Nhiệt độ sẽ tăng tại
vùng bề mặt của nguyên liệu và sẽ giảm dần tại vùng tâm
Sự khuếch tán ẩm sẽ xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùng khác nhau ở bên trong mẫu

nguyên liệu. Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm của
nguyên liệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên.
Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hình dạng, kích thước, khối lượng, tỉ
trọng, độ giòn,… Tùy thuộc vài bản chật nguyên liệu mà các thông số công nghệ trong
quá trình sấy mà khác nhau. Ví dụ như trong quá trình sấy thơm cắt miếng, thể tích sản
phẩm sẽ co lại, các chỉ tiêu vật lý khác như khối lượng, tỉ trọng,.. sẽ giảm đi, tuy nhiên độ
giòn của sản phẩm sẽ tăng lên.
Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm sấy
 Hóa học

Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ tăng theo. Do đó, trong quá
trình sấy sẽ xảy ra nhiều phản ứng hóa học khác nhau trong nguyên liệu, Những biến đổi
hóa học có thể ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chật lượng sản phẩm sấy
Dưới đây là một số biến đổi thường gặp
−

Phản ứng oxy hóa:

Một số vitamin trong thực phẩm, ví dụ như vitamin C rất dễ bị oxy hóa trong quá trình
sấy. Kết quả là hàm lượng vitamin C trong sản phẩm sấy sẽ giảm đi đáng kể so với hàm
lượng có trong nguyên liệu ban đầu.
Các chất màu như carotenoids, cholorphyll cũng bị oxy hóa và làm cho sản phẩm bị nhạt
màu hoặc mất màu
Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy và làm cho
sản phẩm sấy hóa nâu.
NHÓM 15

7

QUÁ TRÌNH
8 SẤY
Các hợp chất lipid, đặc biệt là các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hình
thành nên các peroxide và nhiêu loại sản phẩm phụ khác nên mùi ôi cho sản phẩm
−

Phản ứng thủy phân: trong gia đoạn đầu của quá trình sấy phản ứng tạo ra các hợp
chất có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thủy phân các hợp chất có trong
nguyên liệu, ví dụ như triglyceribe bị thủy phân thành glycerol và các acid béo.

−

Phản ứng maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấy nguyên liệu có chưa
đường khử và các hợp chất có nhóm –NH2 tự do. Phản ứng sẽ tạo ra các chất
melanoidine và làm cho sản phẩm Maillard sẽ bị ảnh hưởng không tốt đến màu sắc
của sản phẩm. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất đừng malt đại mạch, việc hình
thành nên các hợp chất melanoidine là có lợi vì chúng góp phần tạo nên màu vàng
đặc trưng cho bia thành phẩm.

Ngoài ra còn các biến đổi khác trong khối nguyên liệu như hóa lý, sinh học, hóa sinh.
 Hóa lý: biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong quá trình sấy là chuyển pha của

nước từ lỏng thành hơi
Các hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu cần sấy cũng sẽ thoát ra môt trường bên
ngoài, kết quả là mùi của sản phẩm sấy sẽ giảm đi so với nguyên liệu ban đầu.
 Sinh học: trong quá trình sấy, sự trao đổi các tế bào và mô nguyên liệu động thực

vật sẽ ngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăng cao. Nguyên nhân chính là di hệ enzyme
trong tế bào bị vô hoạt. Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào như AND cũng
có thể bị biến tính do nhiệt.

 Hóa sinh: trong gia đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệu chưa

tăng quá cao, các enzyme trong nguyên liệu tiếp tục dễ ra mạnh mẽ.

NHÓM 15

8


QUÁ TRÌNH
9 SẤY

IV) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
1

Nhiệt độ sấy
- Yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phâm rau quả là nhiệt độ sấy. Nếu nhiệt

độ sản phâm trong quá trình sấy cao hơn 60 oC thì prôtêin bị biến tính. Nếu trên 90 oC thì
fruetoza bắt đầu bị caramen hoá, các phản ứng tạo ra mebanoizin, polime hoá hợp chất
cao phân tử ... xảy ra mạnh và ở nhiệt độ cao hơn nữa rau quả có thể bị cháy. Rau quả đòi
hỏi có chế độ sấy ôn hoà (nhiệt độ thấp). Nếu loại rau quả ít thành phần protêin thì nhiệt
độ đốt nóng sản phâm có thể lên đến 80-90 oC. Nếu tiếp xúc nhiệt trong thời gian ngắn
như sấy phun thì nhiệt độ sấy có thể lên đến 150 oC. Đối với sản phẩm không chần như
chuối, đu đủ ... thì có thể sấy nhiệt độ cao, giai đoạn đầu 90 - 100 oC, sau đó giảm dần
xuống.
- Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ của VLS. Nếu tốc độ tăng

nhiệt quá nhanh thì bề mặt mặt VLS bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm. Ngược lại, nếu
tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu.

2
Độ ẩm không khí:
- Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của

nó xuống. Có 2 cách làm giảm độ ẩm tương đối của không khí:
+ Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife.
+ Giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút ẩm.
- Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề

mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo. Nhưng nếu độ ẩm quá cao
sẽ làm tốc độ sấy giảm.
- Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ẩm tăng lên

(thông thường khoảng 40 - 60%). Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng
lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy. Người ta
điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và
lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy.
3
Lưu lượng của không khí.
- Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức. Trong các

lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vậy thời gian
NHÓM 15

9


QUÁ TRÌNH
10 SẤY
sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao. Để khắc phục nhược điểm

này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4 + 4,0
m/s trong các TBS. Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất nhiệt lượng.
4
Độ dày của lớp Vật liệu sấy
- Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Lớp nguyên liệu càng

mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm Giảm năng
suất của lò sấy. Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẫn
đến sản phẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại.

V) THIẾT BỊ SẤY
1
Phương pháp sấy đối lưu
Trong phương pháp này người ta thường sử dụng tác nhân không khí nóng làm tác nhân
sấy.
1.1
Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu tĩnh:
khi đó, dòng tác nhân sấy sẽ được thổi song song hoặc vuông góc với bề mặt lớp nguyên
liệu
1.1.1 Thiết bị sấy thùng
Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình trụ nằm ngang bên trong thiết bị có tấm
lưới. Nguyên liệu cần sấy sẽ được dàn đều trên bề mặt tấm lưới. Tác nhân sấy sẽ được
nạp vào từ phía bên dưới tấm lưới, sau đó sẽ chuyển động đi qua lớp nguyên liệu theo
hướng vuông góc với bề mặt của lớp nguyên liệu rồi thoát ra ngoài thiết bị qua cửa. Tốc
độ chuyển động của tác nhân sấy khá thấp, xấp xỉ 0,5m/s. Thiết bị dạng này rẻ tiền, đơn
giản và dễ vận hành. Nó thường được dùng để sấy rau tươi ở giai đoạn cuối sau khi
nguyên liệu đã được sấy sơ bộ xuống độ ẩm 15% trong các thiết bị khác.
1.1.2 Thiết bị sấy khay :
Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật , bên trong có các khay được xếp song song nhau theo
phương nằm ngang. Nguyên liệu cần sấy được cho vào trong khay với chiều cao lớp

nguyên liệu khoảng 2-6 cm. Không khí nóng được thổi bên trong thiết bị theo hướng
song song với bề mặt của lớp nguyên liệu trong khay. Tốc độ chuyển động của dòng tác
nhân sấy khoảng 0,5-5,0 m/s. Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu thư
thấp.
1.1.3 Thiết bị sấy hầm :
Thiết bị có dang hình hộp chữ nhật. Nguyên liệu sấy được đặt trên các giàn riêng biệt có
gắn các bánh xe di chuyển. Việc nhập hoặc tháo nguyên liệu được thực hiện bằng cách
NHÓM 15

10


QUÁ TRÌNH
11 SẤY
đẩy các dàn xe vào hoặc ra khỏi hầm sấy. Dòng tác nhân sấy được thổi vào hầm theo
hướng song song với chiều dài hoặc chiều rộng của hầm. Có nhiều cách bố trí quỷ đạo

chuyển động của dòng tác nhân sấy.
1.2

Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu chuyển động tương đối

Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục. Người ta có thể thiết kế thiết bị ở dạng

băng tải, dạng tháp hoặc dạng đĩa.
Thiết bị sấy dạng băng tải có cấu tạo như thiết bị sấy hầm . Điểm khác biệt là bên trong
NHÓM 15

11

QUÁ TRÌNH
12 SẤY
hầm sấy có một hay nhiều băng tải. Chiều rộng băng tải có thể lên đến 3m và dài 20m.
Nguyên liệu cần sấy sẽ được đặt trên các băng tải . Đối với thiết bị có một băng tải, chiều
cao lớp nguyên liệu rộng khoảng 15-25cm . Trong trường hợp thiết bị có 3 băng tải thì
chiều cao lớp nguyên liệu có thể là lên đến 250-900mm. Khi băng tải chuyển động,lớp
nguyên liệu sẽ chuyển động theo. Dòng tác nhân sấy có thể chuyển động cùng chiều với
lớp nguyên liệu hoặc ngược chiều ở dạng kết hợp cùng chiều lẫn ngược chiều
Khi sử dụng thiết bị sấy băng tải, trong một số trường hợp , độ ẩm của sản phẩm còn khá
cao khi ra khỏi thiết bị . Để tiếp tục giảm độ ẩm xuống giá trị yêu cầu các nsx có thể sử
dụng thiết bị thùng sấy để sấy tiếp.
1.3

Thiết bị sấy nguyên liệu trong trang thái bị xáo trộn.
-

Điển hình là sấy thùng quay. Hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ
với một góc nghiêng xác định. Trong thùng có các cánh xáo trộn, khi thùng quay
thì vật liệu sấy chuyển động từ đầu này sang đầu kia và tác nhân sấy cũng vào đầu
này, ra đầu kia. Hệ thống sấy thùng quay chuyên dùng sấy vật liệu dạng hạt hoặc
dạng cục nhỏ, độ ẩm thường lấy đi là độ ẩm bề mặt.

-

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :
Cánh khuấy Nhiệm vụ của các cánh khuấy là để đảo trộn cho các VLS cho đều và
để làm cho các VLS tăng khả năng trao đổi nhiệt và làm cho vật liệu sấy thoát hơi
ẩm nhanh hơn và làm giảm bớt thời gian sấy. Và ta có rất nhiều cánh khác nhau,
cánh khuấy kép, cánh khuấy đơn và cũng được làm từ những vật kiệu cứng và

chịu được va đập như thép.

NHÓM 15

12


QUÁ TRÌNH
13 SẤY

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
•
Máy sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang

1- 6o. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ . Bánh đai được
đặt trên bốn con lăn đỡ , khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1 bệ đỡ có thể thay đổi
để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều chỉnh thời gian lưu vật liệu
trong thùng. Thùng quay được là nhờ có bánh răng . Bánh răng ăn khớp với với
bánh răng dẫn động nhận truyền động của động cơ qua bộ giảm tốc.
• Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa và được
chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn vừa có tác dụng
phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp
xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích
thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó. Vận tốc của khói lò hay không khí
nóng đi trong máy sấy khoảng 2- 3 m/s,thùng quay 5-8 vòng/phút. Vật liệu khô ở
NHÓM 15

13

QUÁ TRÌNH
14 SẤY


•

•


1.4

cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm rồi nhờ băng tải xích vận
chuyển vào kho. Khói lò hay không khí thải được quạt hút vào hệ thống tách bụi,
… để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu
trở lại băng tải xích . Khí sạch thải ra ngoài. Có nhiều loại thiết bị lọc bụi hình bên
là thiết bị lọc bụi kiểu
Ưu nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay
Ưu điểm : - Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và
tác nhấn sấy. - Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.thiết bị nhỏ
gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn. - Máy sấy quay được đặc trưng bởi
công suất lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp. - Nó được thiết kế với cơ cấu hợp
lý, hoạt động thân thiện với môi trường, ít tạo ô nhiễm
Nhược điểm :Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong
nhiều trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy.
Ứng dụng: Máy sấy thùng quay được sử dụng để sấy các loại vật liệu dạng bột
hoặc hạt nhỏ ẩm ướt. Đặc biệt thích hợp cho các loại nguyên liệu có khuynh hướng
bị rối hoặc dính vào nhau trong băng chuyền hoặc khay sấy. Tuy nhiên do va đập,
cọ xát trong máy, chúng chỉ hạn chế sử dụng cho tương đối ít loại sản phẩm (ví dụ:
hạt đậu, hạt cacao, café, …). Máy có cấu tạo chuyên biệt cho việc làm khô nhanh
chóng các vật liệu. Nó vận hành đơn giản, tiêu thụ điện năng thấp và được sử dụng

rộng rãi trong ngành công nghiệp.
Thiết bị sấy nguyên liệu ở trạng thái lơ lững :
-

Thiết bị sấy tầng sôi :
Nguyên liệu sấy ở dạng hạt, hoặc dạng bột. Trong phương pháp này,
dòng tác nhân sấy sẽ làm nguyên liệu ở trạng thái lơ lững, do đó diện tích tiếp
xúc giữa bề mặt nguyên liệu và tác nhân sấy sẽ tăng lên, giúp cho ẩm mốc bay
hơi nhanh chóng . Bên trong thiết bị có một tấm lưới để đở khối nguyên liệu và
phân bố tác nhân sấy theo tiết diện của buồng sấy đồng thời tạo nên các dòng
không khí nóng để làm cho nguyên liệu hạt hoặc dang bột ở trang thái lơ lững
trong quá trình sấy.

NHÓM 15

14


QUÁ TRÌNH
15 SẤY

Ưu điểm :
+ Năng suất cao
+ Vật liệu sấy khô đều
+ có thể sấy liên tục
+ Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản
+ Dễ điều chỉnh vật liệu ra khỏi buồng sấy
+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy.
Nhược điểm :
+ trở lực lớp sôi lớn

+Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi
+ yêu cầu cỡ hạt phải nhỏ, tương đối đồng đều.

NHÓM 15

15


QUÁ TRÌNH
16 SẤY
1.5

Phương pháp sấy khí thổi:

Quá trình sấy được thực hiện trong trạng thái khí động, các hạt nguyên liệu bị lôi cuốn
theo dòng tác nhân sấy. Do đó, sự trao đổi nhiệt và ẩm được tăng cường, thời gian sấy
nhanh.
Nguyên liệu phải ở dạng hạt mịn. kích thước hạt nguyên liệu càng nhỏ thì thì quá trình
sấy sẽ càng nhanh. Thiết bị sấy khí thổi thường được dùng để tách ẩm tự do trong
nguyên liệu.
Nguyên lý hoạt động : Nguyên liệu được nạp vào thiết bị theo cửa nhập liệu và được
dòng tác nhan sấy lôi cuốn trong ống theo hướng từ dưới lên. Sau đó hỗn hợp nguyên
liệu và tác nhân sấy sẽ chuyển động theo hướng từ trên xuống và tại cylone, nguyên
liệu được tháo ra ngoài theo cửa đáy, còn dòng tác nhân sấy sẽ đi qua bộ phận lọc để
tận thu sản phẩm và thoát ra ngoài theo hướng đi lên.

NHÓM 15

16

QUÁ TRÌNH
17 SẤY
1.6

Thiết bị sấy phun

NHÓM 15

17


QUÁ TRÌNH
18 SẤY
2

Sấy bức xạ :
Sấy bức xạ là phương pháp sấy dùng dòng nhiệt bức xạ để gia nhiệt và sấy khô vật lệu.
Nguồn nhiệt bức xạ thường dùng là đèn hồng ngoại,điện trở (dây,tấm hay thanh điện
trở), dùng nhiên liệu lỏng hay khí, tấm kim loại được đốt nóng tới nhiệt độ nhất định để
vật nóng phát ra bức xạ hồng ngoại. Ngoài ra sấy bằng bức xạ cũng được dựa trên sự
hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt của nhiên
liệu sấy (phương pháp tự nhiên). Bản chất của quá trình sấy bức xạ:Là sự bốc hơi nước
của sản phẩm ở nhiệt độ bất kì. Là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và
bên trong vật liệu.

2.1

Các phương pháp sấy bằng bức xạ

Phương pháp tự nhiên: phơi nắng
Phương pháp nhân tạo: - Thiết bị sấy bức xạ dùng hồng ngoại - Thiết bị sấy bức xạ
dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở - Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt
o Phương pháp tự nhiên : Phơi nắng
•
•

Đây là phương pháp lợi dụng năng lượng mặt trời để làm khô nguyên liệu và
cũng là phương pháp sấy truyền thống phổ biến nhất. Nhiệt từ ánh sáng mặt trời sẽ
đốt nóng nguyên liệu và làm cho nước trong nguyên liệu bốc hơi và đạt đến độ ẩm
cần thiết. Hiệu quả của quá trình phơi nắng phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương
đối của không khí, tốc độ gió,loại và điều kiện của nguyên liệu…
Ưu điểm:
+ Không cần dùng đến nhiên liệu hay năng lượng cho các máy sấy.
+ Thực hiện đơn giản, rẻ tiền.
+ Sự hoạt động của vi sinh vật, sâu mọt giảm đáng kể do tác dụng của bức xạ măt trời.
+ Không gây ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm:
+ Không chủ động,hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết
. + Không thực hiện được liên tục hoặc trong suốt cả năm + Tổn thất do gãy vỡ, chim
chóc, chuột, bị lẫn đất cát và dễ bị ẩm khi trời mưa, vì vậy phải có những dụng cụ hay
xây dựng sân phơi đặc biệt.
NHÓM 15

18


QUÁ TRÌNH
19 SẤY
+ Không phù hợp cho một lượng lớn nhiên liệu được thu hoạch trong một thời gian

ngắn.
+ Tốn nhiều công lao động và không cơ giới hóa được.
o Phương Pháp nhân tạo
- Thiết bị loại này có kết cấu gọn nhẹ và dễ điều khiển chế độ sấy. Thường dùng đèn hồng

ngoại hay dây điện trở lồng trong ống gốm hoặc tấm điện trở làm nguồn bức xạ nhiệt.
- Trong hệ thống sấy bức xạ, năng lượng để nung nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi của

ẩm và cấp cho quá trình bay hơi ẩm chính là năng lượng bức xạ phát ra từ các nguồn
bức xạ (đèn hồng ngoại, dây điện trở)
Thiết bị sấy bức xạ - đối lưu :

1.Quạt,

4.Ống thải tác nhân sấy,

2.Tang quay 3.Phễu cấp
vật liệu sấy,

5.Buồng sấy,

NHÓM 15

6. Đèn phát tia hồng
ngoại,
7.Băng tải,
19


QUÁ TRÌNH

20 SẤY
8.Cửa ra sản phẩm

NHÓM 15

20


Dùng đèn hồng ngoại có ưu điểm là quán tính nhiệt không đáng kể, điều khiển dễ dàng.
Nhược điểm là do toàn bộ sóng hồng ngoại phát ra có bước sóng khá rộng từ 0.76 ÷
400μm, khi dùng sấy nông sản để tách nước lại cần bước sóng thấp từ 0.4 ÷ 40μm, do đó
tiêu hao năng lượng cao, hiệu suất thiết bị thấp.
Để quá trình bay hơi ẩm tốt và tránh cho vật liệu sấy bị đốt nóng quá mức người ta
dùng quạt đối lưu cưỡng bức tác nhân sấy (không khí). Vì vậy mà hệ thống sấy bức xạ
còn gọi là hệ thống sấy bức xạ - đối lưu.
Ở hệ thống sấy tháp bức xạ - đối lưu thì thời gian sấy phụ thuộc vào tốc độ tự chảy của
hạt và tổng chiều dài máng nghiêng. Năng suất sấy phụ thuộc vào chiều rộng, chiều
dày,tốc độ chảy của lớp hạt. Chiều cao của tháp phụ thuộc vào kích thước, góc nghiêng
và số lượng máng nghiêng. Nếu ma sát giữa hạt và máng lớn, góc nghiêng nhỏ thì có thể
tạo rung cho các máng một cách hợp lý.

Hình Thiết bị sấy tháp bức xạ - đối lưu
1.Cửa vào vật liệu sấy, 2.Thân tháp, 3.Đèn phát tia hồng ngoại, 4.Cửa ra


 Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

Thiết bị nguồn nhiệt là dây điện trở đặttrong ống kim loại, thanh điện trở hay
điện trở tấm. Công suất riêng trên đơn vị diện tích bề mặt khá lớn. Thiết bị sấy bức xạ
thường bố trí các thanh điện trở đặt ở xung quanh vách buồng sấy. Vật liệu sấy được

treo trên giá trong buồng sấy.
1.Thanh điện trở 2.Giá treo vật liêu
3.Lớp cách nhiệt 4.Khung máy

 Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt
 Phương pháp này rẻ tiền hơn sử dụng điện nhưng có nhược điểm là vận

hành phức tạp,sản phẩm cháy thoát ra gây ô nhiễm môi trường.
 Trong thiết bị sấy bức xạ dùng hơi đốt, bề mặt bức xạ là các tấm gạch
chịu lửa được gia nhiệt bẳng khí ga. Thiết bị này dùng để sấy giấy
(người ta có thể dùng máy sấy lô).


Ưu điểm:
+ Cường độ bay hơi ẩm lớn hơn vài lần so với phương pháp sấy đối lưu và
tiếp xúc do dòng nhiệt bức xạ trên đơn vị diện tích lớn hơn đáng kể.
+ Thiết bị gọn nhẹ, chiếm ít diện tích.
+ Thời gian sấy cho phép rút ngắn, do đó tăng năng suất và giảm giá thành
sản phẩm.
Nhược điểm:
+ Sản phẩm sấy dễ nứt và cong vênh. Vì vậy các vật liệu như gỗ, men sứ
không thích hợp với kiểu sấy này.

3

Phương pháp sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm từ các sản phẩm bằng phương pháp lạnh đông và tiếp
theo là chuyển đá làm lạnh đông được tạo thành trong sản phẩm thành hơi, qua pha
loãng ngắn ngủi khi đun nóng sản phẩm trong chân không. Khi sấy thăng hoa, ẩm

chuyển dời trong sản phẩm ở dạng hơi không kéo theo nó những chất trích ly và những
vi sinh vật. Trong sản xuất vi sinh, sấy thăng hoa được ứng dụng cho các vi sinh vật,
nấm men, vitamin, kháng sinh, các enzim không bền ở nhiệt độ cao.
Thường quá trình sấy thăng hoa được bắt đầu từ lúc làm lạnh đông bề mặt sản phẩm đến
nhiệt độ 20, 300C. Tốc độ làm lạnh đông các vật liệu không bền nhiệt ảnh hưởng tới
việc bảo quản hoạt động sống của vi sinh vật và độ hoạt hoá của các chế phẩm sinh học,
vì khi làm lạnh nhanh các sản phẩm tạo nên đá ở bên trong tế bào, xảy ra biến đổi nhanh
chóng thành phần các dung dịch sinh lý bên trong và bên ngoài tế bào và dẫn tới sự phá
huỷ và làm chết tế bào.
Tất cả các vật liệu sinh học đem sấy thăng hoa có độ ẩm khác nhau, cho nên chúng có
những điểm ba Ơtecti khác nhau, khi đó có thể có sự cân bằng đá, pha lỏng và pha hơi.
Cho nên đối với các vật liệu vi sinh , tốc độ lạnh đông của chúng được xác định bằng
thực nghiệm. Quá trình thăng hoa xảy ra ở những giá trị áp suất hơi trên bề mặt vật liệu
và giá trị nhiệt độ trong các điểm nằm ở dưới điểm ba cân bằng pha của dung môi
(nước).


Các máy sấy thăng hoa có sự tác động tuần hoàn hay liên tục. Hình 13.1 chỉ sơ đồ nguyên
tắc sấy thăng hoa tác động tuần hoàn.Thiết bị này gồm phòng sấy hình trụ kín (nồi thăng

hoa) 1, ở trong có giàn ống rỗng 2, vật liệu sấy cho vào đây. Nồi thăng hoa làm việc một
cách tuần hoàn như một phòng lạnh. Ở chế độ làm lạnh, bơm 5 đẩy tác nhân lạnh ở bên
trong ống rỗng 2.

Sự làm lạnh của chất tải nhiệt được tiến hành trong bộ trao đổi nhiệt 3 có đính
ruột xoắn, chất làm nguội đi qua đó và vào thiết bị làm lạnh 4. Khi nồi thăng hoa
làm việc ở chế độ của máy sấy, chất tải nhiệt được đun nóng trong bộ trao đổi
nhiệt 7 và đẩy vào các ống rỗng nhờ bơm 6.
Sự ngưng tụ hơi được tạo ra khi sấy trong nồi thăng hoa được tiến hành trong nồi
ngưng tụ chống thăng hoa 10. Nó là một bộ trao đổi nhiệt, hỗn hợp hơi - không

khí từ nồi thăng hoa vào không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt. Chất làm
nguội (amoniac, freon) qua các ống 11 của nồi chống thăng hoa vào thiết bị làm
lạnh 9. Thường để làm lạnh bề mặt thăng hoa và ngưng tụ, người ta sử dụng máy
nén 2 hoặc 3 cấp có khả năng đảm bảo lạnh bề mặt đến nhiệt độ 600C, 400C.
Các khí chưa ngưng tụ được tách ra khỏi nồi chống thăng hoa bằng bơm chân
không 8. Hơi ngưng tụ được làm lạnh ở dạng lớp đá trên bề mặt các ống lạnh của


nồi chống thăng hoa. Vì trong quá trình làm việc của nồi chống thăng hoa, các
ống 11 bị phủ bởi một lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng một cách chu kỳ. Để
thực hiện điều đó, đẩy nước nóng từ bộ đun 7 vào các ống 11.
4

Phương pháp sấy bằng vi song hoặc dòng điện cao tần

Nguyên lý làm việc
- Vật liệu sấy đặt giữa 2 bản tụ có điện áp tần số cao .dưới tác dụng của điện
trường tần số cao vật liệu được gia nhiệt và ẩm trong vật liệu xẽ hóa hơi và thoát ra ngoài
- Sấy bằng điện trường tần số cao có ưu điểm hơn các kiểu sấy khác là sự gia nhiệt
vật lịêu được thực hiện trong toàn bộ thể tích vật nên nhiệt độ dễ đồng đều hơn .khi gia
nhiệt bằng điện trường cao tần . tâm vật xẽ có nhiệt độ cao hơn gradien nhiệt và gradient
độ ẩm cùng chiều , do đó tạo thuận lợi cho quá trình sấy . đồng thời cách ra nhiệt bằng
điện trường cao tần cho phép điều chỉnh nhiệt độ bên trong vật và duy trì ở nhiệt độ thích
hợp không phụ thụôc nhiệt độ bề mặt vật liệu . do đặc điểm của quá trình gia nhiệt như
vậy , phương pháp này thích hợp với các vậtliệu dày và có hình dáng phức tạp mà gia
nhiệt bằng đối lưu , bức xạ hay tiếp xúc đều khó thực hiện .
- Do những đặc điểm nêu trên , phương pháp sấy này chỉ để sấy các sản phẩm và
chi tiết đặc biệt không thể sấy bằng các phương pháp khác . ví dụ , sấy các khung lò chịu
lửa có hình dáng phức tạp và chiều dày lớn , nếu sấy bằng phương pháp khác rất khó
khăn vì vật liệu này dễ nứt khi sấy . những vật liệu nhỏ cũng có thể sử dụng phương pháp

này vì sấy bằng điện rất tiện lợi , quá trình gia nhiệt vật thể thực hiện tốt hơn , do đó chất
lương sản phẩm cao , thiết bị dễ thực hiện tự động hóa .