Luận văn Tổng quan về kỹ thuật sấy phun

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ
QUÁ TRÌNH SẤY

1.1. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật sấy
1.1.1. Khái niệm
Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu,
các sản phẩm.... bằng phương pháp làm bay hơi ẩm từ
TRANG 1


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
vật thể ra môi trường. Muốn sấy khô một vật, phải tiến
hành các biện pháp kỹ thuật sau:
- Gia nhiệt để tăng nhiệt độ của vật thể cần sấy
làm cho ẩm từ bên trong chuyển đến bề mặt vật thể.
- Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm từ bề mặt vật thể ra
môi trường.
- Vận chuyển hơi ẩm ra khỏi môi trường sấy.
Có nhiều cách gia nhiệt vật thể và vận chuyển hơi
ẩm từ bề mặt vật thể vào môi trường. Tương ứng với
chúng có nhiều phương pháp sấy khác nhau như sấy đối
lưu, sấy bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần
số cao.
Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt
và trao đổi chất khác nhau:
- Quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy
- Quá trình truyền ẩm từ bên trong ra ngoài bề mặt

vật sấy
- Quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy vào môi
trường và đưa ra khỏi môi trường sấy.
Các quá trình truyền nhiệt, truyền khối trên xảy ra
đồng thời trên vật sấy và ảnh hưởng qua lại với nhau.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm lượng ẩm có
trong vật liệu, tạo ra sản phẩm sấy có cấu trúc theo mong
muốn và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

1.1.2. Hoạt tính nước (Aw)
TRANG 2


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
Mỗi chất lỏng, mỗi vật thể chứa ẩm đều có một áp
suất hơi riêng trên bề mặt của chúng. Nước và dung
dòch nước cũng vậy. Tuy nhiên áp suất hơi bão hòa của
dung môi nguyên chất (nước) khác với áp suất hơi của
dung dòch. Do sự tương tác giữa các phân tử dung môi
với các phân tử chất hòa tan nên khả năng bay hơi
nước của dung dòch nước kém hơn dung môi nước
nguyên chất.
Trong thực phẩm, luôn có một lượng nước nhất đònh do
đó sẽ có một áp suất hơi riêng phần của nước.
Ta gọi P0 : áp suất hơi bão hòa của dung môi nước
nguyên chất
P : áp suất hơi riêng phần của nước trong dung
dòch, vật thể ẩm
n : số phân tử gam chất hòa tan
N : số phân tử gam dung môi

Biểu thức Raoult để tính hoạt tính nước sẽ là :
n
N +n
P0 − P ∆P
n
=
=
P0
P0
N +n

P0 − P = P0 ×

1−

P
n
=
P0 N + n

P
n
= 1−
P0
N +n
P
N
Aw =
=
P0 N + n

Aw gọi là hoạt tính nước của vật thể ẩm. Hoạt tính nước
là tỉ số áp suất hơi của dung dòch và dung môi. Trong
thực tế P < P0 nên Aw < 1
Độ ẩm: (kí hiệu W) là hàm lượng nước tự do có trong
thực phẩm. Đơn vò tính : % nước tự do trong toàn bộ khối
TRANG 3


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
lượng sản phẩm thực phẩm (đo bằng phương pháp sấy ở
100oC tới khối lượng không đổi.
Riêng độ ẩm không thể xác đònh được sự ổn đònh của
thực phẩm, một số thực phẩm có độ ẩm thấp nhưng
dễ bò hư hỏng ví dụ như hạt đậu phộng, trong khi đó một
số loại thực phẩm có độ ẩm cao nhưng bảo quản ổn
đònh ví dụ nho khô, chuối khô...
Có hiện tượng trên do hạt đậu phộng có hàm lượng
chất béo ( thành phần kỵ nước) trên dưới 50%; trong khi
chuối khô, nho khô chứa nhiều đường háo nước. Hạt
đậu phộng sẽ bò nấm mốc làm hư hỏng khi độ ẩm hạt
≥ 8%, chuối kho, nho khô có độ ẩm ∼ 28% ÷ 30% vẫn an
toàn trong bảo quản.
Hoạt tính nước chi phối hoạt tính của vi khuẩn, enzyme và
các phản ứng hóa học, do đó được xem là đại lượng
quyết đònh thời gian bảo quản thực phẩm.
Hoạt tính nước càng thấp thì vận tốc các phản ứng gây
hư hỏng thực phẩm càng thấp, do đó thực phẩm càng ít
bò biến đổi . Tùy mỗi loại thực phẩm, ta cần xác đònh
được chỉ số Aw tới hạn, là Aw mà thực phẩm có thể

bảo quản được. Muốn bảo quản tốt loại thực phẩm đó ,
ta phải đưa Aw xuống dưới chỉ số Aw tới hạn.
Để giúp quá trình bảo quản tốt, người ta sấy để làm
giảm hoạt tính của nước, kéo dài thời gian bảo quản
của sản phẩm.

TRANG 4


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

Bảng 1.1: Độ ẩm và hoạt tính của nước trong một
số loại thực phẩm.
Thực phẩm

Hàm lượng

Aw

ẩm (%)
Nước đá (0oC)

100

1,00

Thòt tươi

70

0,985

Bánh mì

40

0,96

100

0,91

35

0,86

Marmalade

100

0,82

Nước đá (-

∼ 8

∼ 0,80

14,5

0,72

100

0,62

27

0,60

10

0,45

5

0,20

3,5

0,11

Nước đá ( 10oC)

20 C)
o

Hạt đậu
phộng
Bột mì

Nước đá (50oC)
Nho khô
Macaroni ( mì
ống)
Biscuits

TRANG 5


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

Sữa bột khô

TRANG 6


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
Bảng 1.2 Tầm quan trọng của hoạt tính nước trong thực phẩm
STT
1
2

Aw
1,0
0,95

Hiện tượng

3

0,90

Hạn chế sự phát triển của vi khuẩn,
Thức ăn chứa 55% đường, hoặc
salmonella, Vibrio
12% muối, giam bông chín …
parahemolyticus, Clostridium botulinum,
lactobacillus, và một số nấm men,
nấm bò ức chế.

4

0,85

Nhiều loại nấm men bò ức chế.

5

0,80

6

0,75

Hạn chế một phần các vi khuẩn ưa Bột ngọt (15÷ 17% ẩm), mứt trái
muối
cây…

7

0,70

Hạn chế một số loại nấm xerophilic
fungi

8

0,65

Phản ứng Maillard có tốc độ lớn nhất Bánh kẹo từ bột yến mạch (∼ 10%

Pseudomonads, bacillus, Clostridium
perfringens, và một số nấm men bò ức
chế.

Ví dụ
Các sản phẩm tươi dễ bò hư hỏng
Thức ăn chứa 40% đường hoặc 7%
muối; xúc xích chín, bánh mì …

Thức ăn chứa 65% đường hoặc
15% muối ăn; xúc xích ý, phô mai
chín, margarine…
Hạn chế hoạt tính của enzyme và sự Bột, gạo (15÷ 17% ẩm), sữa đặc
phát triển hầu hết của các loại có đường siro trái cây …
nấm, ức chế Staphlococcus aureus

TRANG 7

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

9

0,60

10

0,55

11
12

0,50
0,40

13
14

0,30
0,25

15

0,20

ẩm), kẹo mềm, mật mía …
Hạn chế một phần sự phát triển của Trái cây khô (15÷ 20% ẩm), kẹo
nấm men chòu khô hạn, chòu áp suất cứng, caramel (8% ẩm), nấm mốc
thẩm thấu cao, nấm mốc

DNA bò rối loạn ( hạn chế một phần)

Tốc độ phản ứng oxy hóa thấp nhất

Thực phẩm sấy khô, gia vò, mì
Bột chứng toàn phần ( 5% ẩm)
Cracker, vỏ bánh mì (3-5%)

Độ bền nhiệt của bào tử vi khuẩn
là lớn nhất.
Sữa bột nguyên béo ( 2-3%), rau
khô ( 5% ẩm)

TRANG 8


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

1.1.3. Động lực quá trình sấy
Ẩm trong vật liệu có thể chia làm hai dạng: ẩm liên
kết và ẩm không liên kết. Quá trình sấy thường chỉ bốc
hơi được lượng ẩm không liên kết và một phần lượng ẩm
liên kết. Lượng ẩm bốc hơi được gọi chung là lượng ẩm tự
do, lượng ẩm còn lại sau khi sấy gọi là lượng ẩm cân bằng.
Quá trình ẩm từ vật liệu bay hơi thường có hai giai
đoạn:
 Ẩm trên bề mặt vật liệu bay hơi vào môi trường
xung quanh, giai đoạn này phụ thuộc vào điều kiện
môi trường xung quanh như nhiệt độ, áp suất, tốc
độ

chuyển

động

của

không

khí

trong

môi

trường,.vv..
 Khi độ ẩm trên bề mặt vật liệu nhỏ hơn độ ẩm
bên trong vật liệu, nước sẽ khuếch tán từ bên
trong ra bề mặt vật liệu nhờ chênh lệch độ ẩm,
giai đoạn này phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất
của vật liệu, dạng liên kết của nước với vật
liệu,.vv..
Điều kiện để nước từ vật liệu bay hơi vào môi trường
xung quanh là áp suất riêng phần của hơi nước trong môi
trường (Pmt) phải nhỏ hơn áp suất hơi nước trên bề mặt
vật liệu (Pvl), tức là:

∆ P = Pvl – Pmt > 0

Khi ∆ P càng lớn thì lượng ẩm tách ra càng nhiều. Theo

thời gian sấy, hơi nước của môi trường xung quanh càng
nhiều làm Pmt tăng lên, độ ẩm vật liệu giảm dần làm P vl
giảm theo, do đó ∆ P → 0. Tại thời điểm ∆ P = 0, quá trình đạt
đến trạng thái cân bằng, quá trình bay hơi ngừng lại, độ
TRANG 9


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
ẩm vật liệu lúc đó gọi là độ ẩm cân bằng, nhiệt độ
của vật liệu khi đó bằng với nhiệt độ của tác nhân sấy.

Hình 1.1– Quan hệ giữa độ ẩm cân bằng của vật
liệu
và độ ẩm tương đối của không khí
1.1.4. Các giai đoạn của sấy
Quá trình sấy thường được thể hiện trên các giản đồ
sau:
 Đường cong sấy: là đường cong biểu diễn sự thay
đổi của độ ẩm vật liệu theo thời gian sấy ( τ ):
U = f (τ )
Dạng của đường cong sấy phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như liên kết giữa ẩm và vật liệu, hình dáng, kích
thước, đặc tính vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
 Đường cong tốc độ sấy: là đường cong biểu diễn
mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của vật liệu
sấy. Đường cong tốc độ sấy thu được từ việc đạo hàm
đường cong sấy theo thời gian.
TRANG 10

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
dU
= g (U)
dτ

 Đường biểu diễn nhiệt độ của vật sấy: thể
hiện sự biến thiên nhiệt độ của vật liệu trong suốt quá
trình sấy.

Hình 1.2 – Các dạng đường cong trong quá trình sấy
Từ các giản đồ sấy, có thể thấy quá trình sấy một
vật liệu ướt đến độ ẩm cân bằng gồm ba giai đoạn:
 Giai đoạn đun nóng vật liệu: làm tăng nhiệt độ
để ẩm có thể bốc hơi được. Giai đoạn này xảy ra nhanh
với thời gian không đáng kể.
 Giai đoạn sấy đẳng tốc: tốc độ khuếch tán ẩm
từ trong lòng vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc độ bốc hơi
ẩm trên bề mặt vật liệu nên bề mặt vật liệu luôn bão
hòa ẩm. Tốc độ sấy trong giai đọan này phụ thuộc chủ
yếu vào tốc độ bốc hơi ẩm trên bề mặt và các yếu tố
bên ngoài như nhiệt độ, tốc độ, độ ẩm của không khí

TRANG 11


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
sấy,.. Kết thúc giai đoạn sấy đẳng tốc, độ ẩm của vật
liệu sấy giảm đến một giá trò gọi là độ ẩm tới hạn.
 Giai đoạn sấy giảm tốc: do vật liệu đã tương đối
khô, chỉ còn dạng ẩm liên kết nên bề mặt bốc hơi bò co

hẹp lại và tốc độ khuếch tán ẩm sẽ chậm dần. Tốc độ
sấy trong giai đoạn này cũng giảm theo và phụ thuộc chủ
yếu vào tốc độ khuếch tán ẩm và các yếu tố bên trong
vật liệu.

1.2. Một số phương pháp và thiết bò sấy
1.2.1. Sấy đối lưu
Nguyên tắc: dùng tác nhân sấy là không khí nóng
hoặc khói lò có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp để
tác nhân sấy bao bọc bề mặt vật liệu sấy làm cho ẩm
trong vật liệu sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy.
Chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu
sấy ảnh hưởng lớn tới hiệu quả sấy. Chuyển động của
chúng có thể ngược chiều (không khí nóng tiếp xúc cực
đại với nguyên liệu, tiết kiệâm năng lượng, sản phẩm ra
khỏi máy sấy tiếp xúc với không khí có nhiệt độ nóng
nhất), chuyển động cùng chiều, chuyển động chéo nhau
(áp dụng khi sấy sản phẩm vận chuyển trên băng tải),
sấy có tuần hoàn khí thải.
Một số thiết bò sấy đối lưu: phòng sấy, hầm sấy, sấy
băng tải (thường dùng cho vật liệu sấy dạng bột nhão
hoặc dạng kem), thiết bò sấy thùng quay (là loại thiết bò
sấy quan trọng được dùng rộng rãi trong công nghiệp hoá
chất, thực phẩm để sấy một số loại vật liệu dạng hạt như

TRANG 12


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
hoá chất, phân bón, ngũ cốc, bột đường... là các loại

vật liệu rời ít có khả năng kết dính). Thiết bò sấy phun
(thường dùng để sấy vật liệu dạng dung dòch lỏng như
sữa, trứng, nước trái cây). Ngoài ra còn có các dạng
thiết bò sấy đối lưu khác như tháp sấy, sấy tầng sôi, sấy
vít tải,.vv..

(a)

(b)

(c)
Hình 1.3 – Các dạng sấy đối lưu [15 ]
(a) – Nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động ngược
chiều.(b) – Nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động
cùng chiều. (c) – Nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển
động vuông góc với sản phẩm.

TRANG 13


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

Hình 1.4 – Hệ thống sấy phun có thu hồi năng
lượng [8]
(1) – Quạt hút khí. (2) – Bộ phận gia nhiệt dạng ống
chùm. (3) – Bộ phận gia nhiệt bổ sung trước khi vào tháp
sấy. (4) – Tháp sấy phun. (5) – Nạp dung dòch nguyên liệu
sấy (6) – Cyclon. (7) – Quạt thu hồi không khí nóng
1.2.2. Sấy tiếp xúc
Nguyên tắc: nhiệt lượng được truyền đến vật liệu

bằng cách cho vật liệu tiếp xúc trực tiếp với bề mặt
được đốt nóng, có thể có đảo trộn vật liệu sấy hoặc
không.
So với phương pháp sấy đối lưu, phương pháp sấy tiếp
xúc có 2 ưu điểm nổi bật:
 Không cần phải gia nhiệt một lượng lớn không khí
nóng trước khi sấy do đó tiết kiệm hơn về mặt năng
lượng, hiệu quả quá trình truyền nhiệt cao hơn. Để làm
bốc hơi 1 Kg nước bằng phương pháp sấy tiếp xúc cần
2000 – 3000 KJ trong khi phương pháp sấy đối lưu tiêu tốn hết
4000 – 10000 KJ.
 Có thể thực hiện trong điều kiện chân không để
bảo vệ các thành phần dễ bò oxy hoá bởi nhiệt độ cao.
TRANG 14


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để sấy các
vật liệu rắn dạng rời (rau, củ, hạt, quả,..), dạng dung dòch
(sữa, nước hoa quả,..).

(a)

(b)
Hình 1.5 – Thiết bò sấy tiếp xúc
(a). Thiết bò sấy tiếp xúc vật liệu sấy dạng mảnh hạt
rời
(b). Thiết bò sấy tiếp xúc bề mặt được gia nhiệt từ
bên trong trục, nguyên liệu sấy dạng dung dòch bột nhào
1.2.3. Sấy bức xạ

Nguyên tắc: chiếu tia bức xạ (có bước sóng nằm
trong vùng hồng ngoại 0,4 – 0,8 µm) liên tục lên vật liệu
sấy, năng lượng do tia bức xạ tạo ra sẽ làm tăng nhiệt độ
của vật liệu sấy làm bay hơi ẩm. Khi sử dụng phương pháp
TRANG 15


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
sấy bức xạ, tốc độ sấy vật liệu tăng lên rất nhiều so
với phương pháp sấy tiếp xúc và sấy đối lưu do năng
lượng tia bức xạ hồng ngoại phát ra là rất lớn nên lượng
nhiệt truyền cho vật liệu sấy trong cùng một khoảng thời
gian lớn. Các tia bức xạ nhiệt có khả năng xuyên sâu
vào bên trong các vật liệu cấu tạo dạng mao quản xốp
và được hấp thu hoàn toàn do phản xạ nhiều lần trên
thành mao quản làm tăng hệ số truyền nhiệt.
Sấy bức xạ thường được dùng cho nguyên liệu trái
cây dạng nguyên trái, dạng lát... đặc biệt các nguyên
liệu trái cây có giá trò dinh dưỡng cao do thời gian sấy rất
ngắn.

Hình 1.6 – Sơ đồ nguyên lý thiết bò sấy bức xạ [15 ]

1.2.4. Sấy thăng hoa
Nguyên tắc: ẩm được tách ra khỏi vật liệu bằng
cách thăng hoa, nghóa là chuyển thẳng ẩm từ trạng thái
rắn sang trạng thái hơi, không qua trạng thái lỏng, vật liệu

TRANG 16

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY
ở trạng thái đông lạnh được sấy ở nhiệt độ thấp trong
chân không cao (0,1 – 1 mmHg).
Ưu điểm: sản phẩm nhận được có chất lượng cao, các
thành phần dinh dưỡng mùi, vò, hình dạng gần như không
thay đổi so với nguyên liệu ban đầu. Sấy thăng hoa cần
thiết bò phức tạp, tốn nhiều năng lượng, đắt tiền nên
mới chỉ được ứng dụng chủ yếu cho sản xuất dược phẩm
và các loại thực phẩm chất lượng cao.
Sấy thăng hoa có thể áp dụng được với rất nhiều loại
nguyên liệu khác nhau dạng miếng, dạng nguyên trái, dạng
bột, dung dòch…

TRANG 17


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

Bảng 1.3: So sánh các phương pháp sấy khác nhau
Hàm
lượng ẩm
Tốc độ
Dạng
Hàm
ban đầu
Tốc độ
bốc hơi tối
nguyên
lượng

của
sấy
đa (Kg
liệu
ẩm cuối
nguyên
ẩm/h)
liệu
Thấp
Nguyên
Chậm
Thấp
Không đề
trái, lát,
cập
hạt
Trung bình Nguyên
Trung bình
Trung bình
55 – 57
trái, lát,
hạt
Trung bình Nguyên
Trung bình
Trung bình
1820
trái, lát,hạt

Dạng
thiết

bò

Khả
năng
nhập
liệu

Thùng
sấy

Gián
đoạn

Tủ sấy

Gián
đoạn

Băng
tải

Liên
tục

Trục
cán

Liên
tục

Trung bình

Dạng paste

Trung bình

Trung bình

410

Hầm
sấy

Liên
tục

Trung bình

Nguyên trái
lát,hạt

Trung bình

Trung bình

Không đề
cập

Sấy
phun

Sấy

Liên
tục
Liên

Không đề
cập
Không đề

Dạng lỏng

Nhanh

Thấp

15.900

Dạng paste

Nhanh

Thấp

18.200

TRANG 18

Sản
phẩm

Rau, trái
cây, hạt
khô
Rau, trái
cây ,hạt
khô
Ngũ cốc,
trái, rau,
dạng mảnh
khô
Sản phẩm
dạng
mảnh, bột
khô
Rau, trái
cây, hạt
khô
Dạng bột
khô
Dạng bột,


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

chân
không
Thiết
bò sấy
bức xạ

tục

cập

Liên
tục

Thấp

Dạng lỏng,
mảnh,hạt
Không đề
cập

mảnh, hạt
khô
Nhanh

Không đề
cập

Không đề
cập

CHƯƠNG 2. TÌM HIỂU VỀ KỸ THUẬT SẤY PHUN
2.1. Sấy phun
Sấy phun (Spray drying): là một quá trình sấy đặc biệt, nguyên liệu đầu vào là dòch
lỏng, hoặc là huyền phù và sản phẩm ta thu nhận được ở dạng bột.
Thuật ngữ “bột” (powder): kích thước từ vài chục micrometer đến vài millimeter.
2.1.1. Ưu điểm

 Thời gian sấy ngắn: Khác với các quá trình sấy khác, sấy phun có thời gian

sấy rất ngắn. Thời gian sấy phun giao động từ vài giây cho đến 10 giây. Thời
gian lưu của sản phẩm ở bên trong buồng sấy là rất ngắn nên không những
chỉ là nâng cao năng suất của quá trình sấy mà chất lượng sản phẩm cũng
sẽ tốt hơn.


Chất lượng sản phẩm tốt về mặt dinh dưỡng và cảm quan: Thông thường quá
trình sấy có nhiệt độ cao, do đó sẽ làm mất đi các cấu tử mẫn cảm với

TRANG 19


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

nhiệt độ, trong đó có những cấu tử dinh dưỡng và những cấu tử cảm quan.
Do thời gian phun ngắn nên các cấu tử cảm quan (màu sắc, mùi vò và các
cấu tử dinh dưỡng ( vitamin, những chất có hoạt tính sinh học ...) sẽ bò mất mát
một phần rất nhỏ.


Tính cơ giới hóa cao: hiện nay quá trình sấy phun đã được cơ giới hóa hoàn
toàn.

2.1.2. Nhược điểm
 Đối tượng nguyên liệu và sản phẩm không đa dạng: Nguyên liệu chỉ là dạng
lỏng hoặc dạng huyền phù, sản phẩm tạo thành chỉ ở dạng bột.
Ví dụ:
•

Nguyên liệu có độ nhớt quá cao: không phải nguyên liệu lỏng nào cũng sấy
được, mà những nguyên liệu lỏng có độ nhớt quá cao hoặc huyền phù có độ
nhớt quá cao thì không sấy được.

•

Sản phẩm dạng bột với tỷ trọng nằm trong một giới hạn nhất đònh: nếu muốn
tăng tỷ trọng của bột sản phẩm để sản phẩm tan tốt trong nước thì đây là
một hạn chế. Các hạt có kích thước và tỷ trọng nhỏ sẽ không chìm được khi
pha vào trong nước mà sẽ nổi trên bề mặt, do đó sẽ ảnh hưởng đến độ tan
cũng như là quá trình hòa tan trở lại dung dòch. Đối với các sản phẩm sữa
bột, trà hòa tan, cà phê hòa tan thì phải tan hòa tan hoàn toàn trong nước khi

TRANG 20


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

sử dụng. Nếu mà tỷ trọng của chúng quá nhỏ, khi đó chúng sẽ nổi và ảnh
hưởng một phần nào đó đến quá trình sử dụng hoặc trong quá trình chế biến (
sử dụng sữa bột hoàn nguyên để chế biến sữa tiệt trùng, sữa thanh trùng ).
Tóm lại, tỷ trọng của sản phẩm dao động trong một khoảng khá hẹp mà ta
không điều chỉnh được.
 Tính đặc thù của thiết bò: Qúa trình sấy đối lưu có thể áp dụng cho nhiều loại
nguyên liệu để tạo ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau. Đối với sấy phun, mỗi
loại thiết bò có một đặc thù riêng. Nó chỉ có thể áp dụng cho một vài
nhóm nguyên liệu. Nghóa là một thiết bò sấy phun chỉ có thể áp dụng cho
một số đối tượng nguyên liệu nhất đònh.
Ví dụ:Với cùng một loại thiết bò sấy phun , thì ta chỉ có thể sấy cho sữa nhưng

không thể áp dụng cho các loại nguyên liệu khác cũng ở dạng lỏng hoặc huyền
phù. Do tính chất riêng biệt cho nguyên liệu, thì với nguyên liệu nhất đònh chỉ có
thể tạo ra dòng sản phẩm nhất đònh.
Hoặc thiết bò thiết kế sấy sản phẩm có tỷ trọng thấp không thể áp dụng sấy
sản phẩm có tỷ trọng cao.


Vốn đầu tư cao: Hiện nay trong nghành thực phẩm ở Việt Nam, các nhà máy
có thiết bò sấy phun lớn như vialac, nestle, nutifood, vina cà phê Biên Hòa. Nhìn
chung thiết bò sấy phun được đầu tư với vốn khá lớn.

TRANG 21


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

2.2. Các giai đoạn của kỹ thuật sấy:
Khác với quá trình sấy truyền thống, sấy phun được chia làm 3 giai đoạn.
2.2.1. Phun sương (atomization):
Từ hệ lỏng huyền phù ban đầu, ta tiến hành phun sương tạo thành những giọt lỏng
có kích thước rất nhỏ tương tự như sương mù. Sương mù là hệ phân tán trong đó
những giọt phân tán là pha lỏng còn môi trường xung quanh liên tục đó là pha khí.
Phun sương hiểu cơ bản đó là tạo sương mù, tạo hệ 2 pha lỏng và khí.
2.2.2. Trộn mẫu và tác nhân sấy
Trộn những giọt sương mù, giọt nhỏ ly ti với dòng tác nhân sấy. Dòng tác nhân
sấy ở đây chính là không khí nóng.
Cơ chế :
Từ nguyên liệu lỏng, khi tạo sương mù, ta có thể tạo ra rất nhiều các hạt lỏng
nhỏ, nghóa là diện tích bề mặt tiếp xúc của pha lỏng với tác nhân rất lớn. Do
vậy nước bốc hơi nhanh. Kết quả khi trộn mẫu với tác nhân sấy ta thu được sản

phẩm dạng bột mòn. Vậy quá trình sấy sẽ xảy ra trong giai đoạn thứ 2, và quá trình
sấy xảy ra rất nhanh, thông thường là 3 – 5 giây, lớn nhất là 10 giây. Trong thời gian
đó, diện tích tiếp xúc bề mặt của giọt sương với tác nhân sấy rất lớn, nên nước
bốc hơi nhanh chóng.

TRANG 22


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

2.2.3. Thu hồi sản phẩm
Là quá trình tách bột sản phẩm ra khỏi dòng tác nhân khí thoát.
2.3. Mục đích
 Chế biến
Biến đổi về mặt hóa lý: nguyên liệu sấy từ dạng dung dòch hoặc huyền phù
chuyển thành sản phẩm ở dạng bột hoặc hạt khô.
Tạo hình cho sản phẩm, có sự thay đổi pha, trạng thái của sản phẩm
Tính chất hóa lý và vật lý cũng biến đổi nhiều ví dụ như sức căng bề mặt, diện
tích bề mặt, tỷ trọng...
Sản phẩm thu được từ sấy phun có sự khác biệt nhiều với các sản phẩm của các
phương pháp sấy khác, đó là sự thay đổi sâu sắc về tính chất vật lý, hóa lý.
 Bảo quản
Các quá trình sấy thông thường có chức năng bảo quản sản phẩm bằng cách
giảm hàm ẩm đồng thời ức chế vi sinh vật thông qua nhiệt độ cao của tác nhân
sấy.
Ví dụ: lúa bò ướt sẽ phơi để nước bay hơi làm giảm hàm ẩm, sấy có mục đích bảo
quản.

TRANG 23

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

2.4. Phạm vi thực hiện
2.4.1. Công nghệ chế biến sữa
 Sữa bột
Sữa
tươi
Lọc

Tạp chất

Tiêu chuẩn
hoá
Đồng
hoá
Thanh trùng
Sữa
Cô
Bao
Sấy
đặc
gói
bột

TRANG 24


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY

Hình 2.1: Quy trình sản xuất sữa bột
Sấy phun là pháp được dùng phổ biến nhất trong công nghệ sản xuất sữa bột
hiện nay. Sữa tươi sau khi qua một số quá trình như: lọc, chuẩn hóa, đồng hóa, thanh
trùng, cô đặc sau đó đi vào quá trình sấy phun. Trong quá trình sấy phun, dòch lỏng
sẽ được tạo thành các giọt lỏng nhỏ, quá trình sấy sẽ xảy ra mãnh liệt với các
giọt lỏng này. Kết quả sẽ tạo ra sản phẩm dạng bột mòn.

TRANG 25