THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH SẤY BÔNG ATISÔ NĂNG SUẤT 20KGMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH SẤY
BÔNG ATISÔ NĂNG SUẤT 20KG/MẺ

Họ và tên sinh viên: TÔ CÔNG LINH
LÊ THỊ CHI NA
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2007 – 2011

Thành Phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2011


THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH SẤY BÔNG
ATISÔ NĂNG SUẤT 20KG/MẺ

Tác giả

TÔ CÔNG LINH
LÊ THỊ CHI NA

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Công nghệ Nhiệt
Lạnh

Giáo viên hướng dẫn :
T.S LÊ ANH ĐỨC
Th.S LÊ QUANG GIẢNG

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 6/2011
i


LỜI CẢM TẠ
-Chúng tôi xin chân thành cảm tạ:
-Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm TP. HCM đã giúp đỡ và tạo điều
kiện cho chúng tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
-Ban chủ nhiệm và quý thầy, cô Khoa Cơ khí – Công nghệ trường Đại học
Nông Lâm TP. HCM đã tận tình dạy dỗ, giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình theo
học tại trường.
-Xin chân thành biết ơn thầy T.S Lê Anh Đức và thầy Th.S Lê Quang Giảng
đã tận tình hướng dẫn chúng tôi thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
-Xin chân thành cám ơn Ban giám đốc, nhân viên ở Trung tâm Công Nghệ và
Thiết bị Nhiệt Lạnh Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ
và tạo điều kiện cho chúng tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
-Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ chúng tôi trong quá
trình học tập.
Trân trọng cảm ơn
Tô Công Linh
Lê Thị Chi Na

ii


TÓM TẮT
-Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình sấy bông Atiso năng
suất 20kg /mẻ .
Được tiến hành tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt Lạnh Trường Đại

học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3/2011 đến 6/2011.


Nội dung thực hiện :
-Tìm hiểu về cây Atiso
-Tìm hiểu về các phương pháp sấy, chọn mô hình sấy.
-Tính toán các bộ phận trao đổi nhiệt: dàn nóng, dàn lạnh, bộ ống nhiệt.
-Tính toán và lựa chọn quạt, máy nén cho hệ thống.
-Tính toán thiết kế các bộ phận chính của mô hình sấy
-Chế tạo và khảo nghiệm.



Kết quả đạt được:
-Tính toán thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm một mô hình sấy bông Atiso dạng

thái lát năng suất 20kg /mẻ theo nguyên lí sấy bơm nhiệt. Buồng sấy hình trụ.
-Bộ phận cấp nhiệt bằng hệ thống bơm nhiệt, công suất máy nén 1,6 kW .
-Quạt công suất 1HP. Lưu lượng : Q = 0,1m3/s. Cột áp : H = 237 mmH2O.
-Khảo nghiệm kết quả gần đúng với tính toán ban đầu, xác định được hệ thống
làm việc tiết kiệm chi phí điện năng nhất khi sấy ở 500C .

SV thực hiện :

Hướng dẫn :

Tô Công Linh

TS. Lê Anh Đức

Lê Thị Chi Na

Th.s. Lê Quang Giảng

iii


MỤC LỤC 
LỜI CẢM TẠ ......................................................................................................................... ii 
TÓM TẮT.............................................................................................................................. iii 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................................... vii 
DANH SÁCH CÁC BẢNG................................................................................................. viii 
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ .............................................................................................. ix 
Chương 1: MỞ ĐẦU ...............................................................................................................1 
Chương 2: TỔNG QUAN.......................................................................................................3 
2.1. Tổng quan về bông Atisô:.................................................................................................3 
2.1.1. Đặc điểm và nguồn gốc Atisô:...................................................................................3 
2.1.2. Lợi ích của các sản phẩm từ Atiso :...........................................................................4 
2.1.3. Thành phần hoá học trong Atisô:...............................................................................5 
2.1.4. Tính chất vật lý của bông Atisô: ................................................................................6 
2.1.5. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bông Atisô: .............................................................6 
2.2. Tổng quan về các yếu tố biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng của Atisô sấy:...................7 
2.2.1. Biến đổi vật lý:...........................................................................................................7 
2.2.2. Biến đổi hóa học: .......................................................................................................7 
2.2.3. Biến đổi do sự hoạt động của vi sinh vật: ..................................................................8 
2.2.4. Biến đổi thành phần dinh dưỡng: ..............................................................................8 
2.3. Giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm bông Atisô sấy: ...............................................9 
2.3.1. Xử lý nguyên liệu tiền chế biến .................................................................................9 
2.3.2. Tình hình sản xuất và sử dụng bông Atisô tại Việt Nam: .........................................9 
2.4. Các phương pháp sấy nông sản thực phẩm hiện nay : ......................................................9 

2.4.1. Phương pháp sấy nóng :...........................................................................................10 
2.4.2. Phương pháp sấy lạnh : ............................................................................................11 
2.4.3. Các phương pháp làm khô Atisô hiện nay tại Việt Nam: ........................................12 
2.5.Thiết bị bơm nhiệt: ..........................................................................................................13 
2.5.1. Sơ dồ nguyên lí : ......................................................................................................13 
2.5.2. Nguyên lí hoạt động : ..............................................................................................14 
2.6. Thiết bị trao đổi nhiệt ống nhiệt .....................................................................................14 
iv


2.6.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ..............................................................................14 
2.6.2. Phân loại ..................................................................................................................16 
2.6.5. Ưu khuyết điểm của ống nhiệt : ...............................................................................18 
2.6.6. Ứng dụng .................................................................................................................19 
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ..............................................................21 
3.1 Phương pháp: ...............................................................................................................21 
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: ...........................................................................21 
3.1.2 Phương pháp thiết kế, chế tạo :.................................................................................21 
3.1.3 Phương pháp khảo nghiệm: ......................................................................................21 
3.2 Dụng cụ và thiết bị:......................................................................................................22 
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................................23 
4.1.Thí nghiệm ban đầu : .......................................................................................................24 
4.1.1. Mục đích thí nghiệm: ...............................................................................................24 
4.1.2. Địa điểm, dụng cụ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm : ............................................24 
4.1.3. Kết quả thí nghiệm : ................................................................................................24 
4.2. Mô hình dự kiến máy sấy bông atisô ..............................................................................24 
a. Lựa chọn phương pháp sấy: ...........................................................................................24 
b. Lựa chọn mô hình máy sấy:...........................................................................................25 
4.3. Tính toán thiết kế máy sấy : ............................................................................................26 
4.3.1 Cơ sở tính toán thiết kế : ...........................................................................................26 

4.3.2. Tính toán lượng tác nhân sấy :.................................................................................27 
4.3.3. Tính toán thiết kế buồng sấy :..................................................................................28 
4.3.4 Tính toán lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy: ...................................................29 
a.Nhiệt lượng làm nóng vật liệu sấy : ............................................................................29 
b. Nhiệt lượng cần thiết để nước trong vật liệu hóa hơi : ..............................................29 
c.Tổn thất nhiệt trong quá trình sấy : .............................................................................30 
4.3.5.Tính chọn chu trình lạnh và máy nén lạnh : .............................................................31 
a. Chu trình lạnh : ..........................................................................................................31 
b. Tính công suất máy nén: ............................................................................................32 
c. Hiệu quả sử dụng ống nhiệt : .....................................................................................33 
4.3.6. Tính diện tích dàn bay hơi : .....................................................................................34 
4.3.7. Tính diện tích dàn ngưng tụ : ...................................................................................39 
4.3.8 .Tính toán ống nhiệt ..................................................................................................45 
4.3.9. Tính toán trở lực hệ thống và chọn quạt ..................................................................49 
a.  Trở lực ma sát : .......................................................................................................49 
v


b. Trở lực cục bộ : ..........................................................................................................50 
c. Tổn thất áp suất qua lớp vật liệu sấy :........................................................................54 
4.4. Kết quả khảo nghiệm: .....................................................................................................55 
4.4.1. Khảo nghiệm không tải:...........................................................................................55 
4.4.2. Khảo nghiệm có tải: .................................................................................................56 
4.3.3. Khảo nghiệm sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi phí điện năng riêng: ............65 
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................67 
5.1 Kết luận :......................................................................................................................67 
5.1.1 Kết quả đạt được : .....................................................................................................67 
5.2. Đề nghị : .....................................................................................................................67 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................68 

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Bông Atisô ................................................................................................... 3 
Hình 2.2: Hình dáng bên trong và bên ngoài của bông atisô ....................................... 4 
Hình 2.3: Phân nhóm chất lượng Atisô sấy theo thuộc tính sử dụng ......................... 6 
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lí và sơ đồ năng lượng của bơm nhiệt ................................ 13 
Hình 2.5: Chu trình của bơm nhiệt ............................................................................ 14 
Hình 2.6: Cấu tạo và hoạt động của ống nhiệt ........................................................... 15 
Hình 2.7: Đồ thị T – S của ống nhiệt ......................................................................... 16 
Hình 3.1: Đồng hồ đo nhiệt độ .................................................................................. 22 
Hình 3.2: Đồng hồ đo vận tốc .................................................................................... 22 
Hình 3.3: Súng hồng ngoại ........................................................................................ 22 
Hình 4.1: Mô hình máy sấy bông Atisô dự kiến ........................................................ 25 
Hình 4.2: Giản đồ trắc ẩm của quá trình sấy ............................................................. 27 
Hình 4.3: Sơ đồ TĐN dàn bay hơi ............................................................................. 35 
Hình 4.4: Sơ đồ TĐN dàn ngưng tụ ........................................................................... 41 

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1: Thông số của quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ t - d. ............................ 28 
Bảng 4.2 : Thông số các điểm nút của chu trình lạnh ............................................... 31 
Bảng 4.3 : vị trí và công dụng của cảm biến nhiệt trong máy sấy ............................. 56 
Bảng 4.4: kết quả thí nghiệm tại 50 0C ...................................................................... 57 
Bảng 4.5 : Biến đổi ẩm độ vật liệu của thí nghiệm tại 50 0C..................................... 57 
Bảng 4.6 : kết quả thí nghiệm tại 36 0C ..................................................................... 59 
Bảng 4.7 : Biến đổi ẩm độ vật liệu của thí nghiệm tại 36 0C..................................... 59 

Bảng 4.8 : kết quả thí nghiệm tại 45 0C ..................................................................... 61 
Bảng 4.9 : Biến đổi ẩm độ vật liệu của thí nghiệm tại 45 0C ..................................... 61 
Bảng 4.10 : kết quả thí nghiệm tại 53 0C ................................................................... 63 
Bảng 4.11 : Biến đổi ẩm độ vật liệu của thí nghiệm tại 53 0C................................... 63 
Bảng 4.12 : chi phí điện năng riêng của các mẻ sấy khảo nghiệm. ........................... 65 

viii


DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4.1: đường giảm ẩm của vật liệu của thí nghiệm tại 500C ........................... 57 
Biểu đồ 4.2 : mối quan hệ của ẩm không khí sấy và ẩm không khí sau khi sấy ....... 58 
Biểu đồ 4.3 : mối quan hệ của ẩm không khí sấy và ẩm không khí sau khi sấy . ..... 60 
Biểu đồ 4.4 : đường giảm ẩm của vật liệu của thí nghiệm tại 36 0C ......................... 60 
Biểu đồ 4.5: đường giảm ẩm của vật liệu tại thí nghiệm 450C .................................. 62 
Biểu đồ 4.6 : mối quan hệ của ẩm không khí sấy và ẩm không khí sau khi sấy . ..... 62 
Biểu đồ 4.7 : đường giảm ẩm của vật liệu của thí nghiệm tại 53 0C ......................... 63 
Biểu đồ 4.8 : Mối quan hệ của ẩm không khí sấy và ẩm không khí sau khi sấy ....... 64 
Biểu đồ 4.9 : ảnh hưởng của nhiệt độ tới tổng chi phí diện năng .............................. 66 

ix


Chương 1: MỞ ĐẦU
Rau quả là nguồn thực phẩm thiết yếu của con người, nhu cầu tiêu thụ rau quả
hàng năm của thế giới ngày càng tăng, việc bảo quản thực phẩm là việc làm quan
trọng và cần thiết, trong đó sản phẩm sấy có thể kéo dài thời gian bảo quản với chi
phí thấp, giảm chi phí vận chuyển trong lưu thông phân phối từ 70% - 90% về khối
lượng, là nguyên liệu phụ gia cho nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm ăn
liền, mặc khác còn là nguồn thực phẩm dự trữ phục vụ nội tiêu và xuất khẩu.

Nước ta là nước nhiệt đới nên có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển và
chế biến nông sản cũng như các loại cây rau quả cà chua, ớt, chuối, nấm.v.v. và đặc
biệt là cây Atisô. Toàn bộ cây Atisô đều dùng được, đặc biệt nhất là bông Atisô,
chúng ta có thể chế biến bông Atisô thành nhiều món ăn có giá trị dinh dưỡng cao.
Nhưng giá trị lớn nhất của bông Atisô là ở tính dược liệu. Hiện nay, người ta trồng
Atisô không những chỉ dùng lá bắc và đế hoa để ăn mà còn dùng làm thuốc. Hoạt
chất chính của Atisô là cynarine, ngoài ra còn có inulin, inulinaza, tamin, các muối
hữu cơ của các kim loại Kali, Canxi, Magiê, Natri... Atisô có tác dụng hạ cholesterol
và urê trong máu, tạo mật, tăng tiết mật, lợi tiểu, thường được làm thuốc thông mật,
chữa các chứng bệnh về gan, thận.
Tuy nhiên chất lượng của các sản phẩm Atisô vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu
vì khâu chế biến còn rất thô sơ, chủ yếu là phơi nắng. Để đáp ứng nhu cầu về sản
lượng cũng như yêu cầu chất lượng sản phẩm ngày càng cao thì vấn đề nghiên cứu
lựa chọn công nghệ sấy thích hợp cho Atisô phù hợp với điều kiện ứng dụng tại Việt
Nam là thực sự cần thiết .
Từ những nguyên nhân trên, với mong muốn nâng cao chất lượng sản phẩm
bông Atisô, việc nghiên cứu và chế tạo máy sấy cho sản phẩm bông Atisô là vấn đề
cấp thiết.
Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ và với sự
hướng dẫn của thầy: TS Lê Anh Đức và Ths Lê Quang Giảng chúng tôi tiến hành
thực hiện đề tài: “Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình sấy bông Atiso năng
suất 20kg /mẻ “.

1


* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Hệ thống sấy theo nguyên lí sấy bơm nhiệt ứng dụng cho mô hình thiết kế.
* Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan về bông Atisô và các phương pháp làm khô hiện nay.

- Các phương pháp sấy hiện nay.
- Phân tích ưu nhược điểm và đề xuất mô hình nghiên cứu.
- Tính toán thiết kế mô hình sấy bông Atisô theo nguyên lý sấy bơm nhiệt.
- Chế tạo mô hình sấy bông Atisô.
- Khảo nghiệm khả năng làm việc của máy.
* Mục tiêu của đề tài:
Tính toán thiết kế chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy bông Atisô dạng
thái lát theo nguyên lý sấy bơm nhiệt, năng suất 20 kg/mẻ.
* Tính đóng góp mới của đề tài:
Ứng dụng các tính ưu việt của công nghệ sấy bơm nhiệt cho sấy bông Atisô là
giữ lại trạng thái, màu mùi, đồng thời sử dụng hiệu quả thiết bị trao đổi nhiệt ống
nhiệt vào việc gia nhiệt cho tác nhân sấy, hiệu quả năng lượng của việc sử dụng ống
nhiệt .

2


Chương 2: TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về bông Atisô:
2.1.1. Đặc điểm và nguồn gốc Atisô:


Tên khoa học : Cynara scolymus

Hình 2.1: Bông Atisô


Hình dạng, kích thước: loại cây lá gai lâu năm có nguồn gốc từ miền

Nam châu Âu. Atisô là cây thảo lớn, cao 1 - 1,2m, có thể đến 2m. Thân ngắn, thẳng

và cứng, có khía dọc, phủ lông trắng như bông. Lá to, dài, mọc so le, phiến lá xẻ
thùy sâu và có răng không đều, mặt trên xanh lục mặt dưới có lông trắng, cuống lá to
và ngắn. Cụm hoa hình cầu, to, mọc ở ngọn, màu đỏ tím hoặc tím lơ nhạt, lá bắc
ngoài của cụm hoa rộng, dày và nhọn, đế cụm hoa mọc phủ đầy lông tơ, mang toàn
hoa hình ống. Có thể được chế biến theo dạng thái lát mỏng hoặc nguyên bông và
được kiểm tra trong quá trình sản xuất.


Mùi vị: Vị đắng là một đặc tính quan trọng của sản phẩm bông Atisô

sấy, ngoài phương pháp đánh giá bằng cảm quan, màu sắc, mùi và vị còn được đánh
giá bằng phương pháp phân tích.


Thành phần các chất dinh dưỡng: bông Atisô ăn rất tốt cho sức

khỏe, nó cung cấp khoảng 9,3% carbohydrate, 1,5% chất xơ, rất ít chất béo và
protein. Năng lượng cung cấp rất thấp, chỉ khoảng 40 đến 50 kcal nhưng lại rất giàu
vitamin và chất khoáng như potassium, phosphorus, calcium, sodium và magnesium.
Bông Atisô đặc biệt thích hợp cho người bị đái tháo đường do có rất ít đường. Hoa
cũng giúp thải bớt chất độc cho những người mất cân bằng do uống nhiều rượu.
3


Hình 2.2: Hình dáng bên trong và bên ngoài của bông atisô


Sự ngấm nước: mức độ và thời gian ngấm nước hay hấp thụ nước

hoặc bù nước là một trong những yêu cầu cơ bản đối với sản phẩm rau quả sấy, là

đại lượng đánh giá khả năng hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy so với trạng thái
ban đầu.


Độ ẩm sản phẩm: là đặc tính kỹ thuật quan trọng đối với khả năng

bảo quản sản phẩm sau quá trình sấy.


Dư lượng hóa chất: là mức yêu cầu tối thiểu còn tồn dư trong sản

phẩm mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng và gây độc hại đối với cơ thể con
người. Giới hạn cho phép là 2000-2500 mg SO2/kg cho các loại rau quả .


Nhiễm vi sinh vật: những yếu tố tạo môi trường cho sự phát triển của

vi sinh vật là thực phẩm, độ ẩm, độ pH, nhiệt độ, oxy và thời gian. Rau quả cũng như
atisô là một dạng thực phẩm và là môi trường cho sự hoạt động của vi sinh vật, nên
cần hạn chế các yếu tố ảnh hưởng cũng như gia tăng khả năng nhiễm khuẩn từ công
đoạn trước và trong thu hoạch, mà khi xử lý sơ chế chưa đảm bảo và có thể khi rửa
bằng nguồn ướt đã bị nhiễm khuẩn, cũng có thể gây ra từ người mang vi khuẩn.
2.1.2. Lợi ích của các sản phẩm từ Atiso :
Ngày càng có nhiều người uống trà Atisô bởi vị thơm ngon và công dụng bổ
dưỡng của nó.Loại cây này mang lại những tác dụng kỳ diệu gì cho sức khoẻ :


Giàu vitamin và chất khoáng

Một lượng Atiso trung bình đáp ứng 20% nhu cầu vitamin C của cơ thể trong

1 ngày, cung cấp khoảng 60calo đồng thời giàu kali và magiê nên rất tốt cho tim
mạch.

4


Khả năng chống lại quá trình ôxy hoá của Atisô giúp cơ thể chống lại các
bệnh tật.


Tốt cho hệ tiêu hoá

Gan yếu, hoạt động kém sẽ không kịp tiêu hoá lượng thức ăn cơ thể đưa vào
gây đau dạ dày, đầy bụng, đau bụng sau khi ăn và khó tiêu, Atisô kích thích gan tiết
mật giúp hệ tiêu hoá hoạt động tốt.
Nhiều nghiên cứu khoa học đã phát hiện ra những tiến triển rõ rệt khi điều
trịchứng khó tiêu bằng chiết xuất astisô.


Giảm cholesterol và bệnh tim

Astiso hạn chế cholesterol từ các chất béo cơ thể hấp thu, gan không tiết đủ
mật gây tăng cholesterol cho cơ thể nên những người mắc các bệnh về gan thường
có chỉ số cholesterol cao.
Astisô kích thích gan tiết mật nên giúp giảm cholesterol. Nghiên cứu ở Đức
đã chỉ ra rằng dùng chiết xuất Astisô trong thời gian 6 tuần giảm lượng cholesterol
xấu LDL xuống còn hơn 22 %.
Astisiô ngừa việc hình thành những cholesterol mới ở vùng gan.


Giảm lượng đường máu

Gan tiết ra mật để tiêu hoá thực phẩm và chất béo cơ thể đưa vào đồng thời
giữ lượng đường dư dưới dạng glycogen rồi biến đổi lại thành glucose cung cấp cho
máu.
Đây là 1 hệ thống hoạt động hoàn hảo trong cơ thể. Tuy nhiên ở một số
người, gan làm việc liên tục tạo ra quá nhiều glucose mà máu không cần tới, lượng
glucose thừa này gây ra bệnh tiểu đường và các vấn đề sức khoẻ khác.
Qua nghiên cứu trên động vật, các nhà nghiên cứu đã thấy rằng trong
Astiso có chứa chất có khả nặng ngăn chặn quá trình tạo ra quá nhiều glucose trong
gan.
2.1.3. Thành phần hoá học trong Atisô:
Trong Atisô chứa chất đắng có phản ứng Acid gọi là Cynarin. Còn có Inulin,
Tanin, các muối kim loại K (tỉ lệ rất cao), Mg, Na, hợp chất Flavonoid. Protein
(3,6%), dầu béo (0,1%), Carbon Hydrat (16%), chất vô cơ (1,8%), Ca (0,12%), P
(0,10%), Fe (2,3mg/100g), Caroten (60 Unit/100g tính ra Vitamin A).
5


2.1.4. Tính chất vật lý của bông Atisô:
- Bông Atisô có dạng hình cầu.
- Đường kính bông từ (50÷70) mm.
- Trọng lượng bông (300÷350) gr/cái.
- Ẩm độ khi thu hoạch (75÷85)% .
- Ẩm độ bảo quản nhỏ hơn hoặc bằng 10%.
- Khối lượng thể tích : 170 kg/m3.
2.1.5. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bông Atisô:
Bông Atisô sấy là một loại thực phẩm, về chất lượng gồm các nhóm tiêu
chuẩn về lượng: dinh dưỡng, cảm quan và vệ sinh an toàn thực phẩm. Mặt khác bông
Atisô sấy là một loại hàng hóa nên ngoài chất lượng sản phẩm còn phải thỏa mãn về

chất lượng dịch vụ và chất lượng công nghệ (hình 2.3)
Nhu cầu thoả mãn lợi ích
Chất lượng dinh
dưỡng
- Hàm lượng : vitamin,
protein, chất béo,khoang
chất…
- Độ sinh năng lượng.
- Độ tiêu hoá và hấp thụ
thức ăn.

Chất lượng
cảm quan
- Màu sắc.
- Mùi vị.

Chất lượng vệ
sinh an toàn
thực phẩm
- Tạp chất.
- Vi sinh vật có
hại.
- Dư lượng hoá
chất.

Chất lượng
dịch vụ
- Qui cách
mẫu mã.
- Kiểu dáng.

Hình 2.3: Phân nhóm chất lượng Atisô sấy theo thuộc tính sử dụng


Trong đó chất lượng dinh dưỡng là tiêu chuẩn quan trọng được tính

đến hàm lượng các chất dinh dưỡng chứa trong bông Atisô. Mức dinh dưỡng có thể
đánh giá trên hai phương diện:
- Về số lượng là năng lượng tiềm tàng dưới dạng hợp chất hóa học có thể
cung cấp cho quá trình tiêu hóa và chuyển hóa năng lượng.
- Về chất lượng là cân bằng các thành phần dinh dưỡng theo từng đối tượng
tiêu thụ với sự có mặt của các chất vi lượng cần thiết.


Tiêu chuẩn về cảm quan:

- Màu: Nâu, vàng, xanh xám, tím.
- Bên ngoài: Nguyên lát đều, tạp chất không quá 1,5%. Các lát Atisô mềm dẻo
bóp không nát vụn.
6


- Mùi: thơm nồng đặc trưng của Atisô, không có mùi chua.
- Vị: Đắng, hậu ngọt thơm.
- Tạp chất khác: Không bị mốc, sâu bọ.


Tiêu chuẩn về lý, hóa:

- Ẩm độ: Thấp hơn hoặc bằng 14% .

- Độc chất: Không có độc tố và các chất bảo quản.
Chất lượng sản phẩm bông Atisô sấy luôn bị tác động của nhiều yếu tố ảnh
hưởng trước, trong và sau quá trình sấy. Trong đó các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất
luôn diễn ra trong quá trình sấy.
2.2. Tổng quan về các yếu tố biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng của
Atisô sấy:
Sau đây là tổng hợp những kết quả nghiên cứu với đối tượng rau quả nói
chung và Atisô nói riêng về sự biến đổi chất lượng sản phẩm do tác động của nhiều
yếu tố như: biến đổi vật lý, biến đổi hóa lý, biến đổi hóa học, biến đổi do sự hoạt
động của vi sinh vật và biến đổi về thành phần dinh dưỡng.
2.2.1. Biến đổi vật lý:


Hình thành ứng suất co giản: trong quá trình sấy cấu trúc của bông

Atisô có hiện tượng co ngót về thể tích, độ co ngót ban đầu từ bề mặt và chuyển dần
vào tâm vật liệu sấy. Sự tạo thành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép, vặn vẹo làm
cho vật liệu có bề mặt bị co ngót, nhăn nheo.


Biến cứng bề mặt: trong quá trình sấy chất hòa tan di chuyển theo

nước từ bên trong ra bên ngoài của sản phẩm, sự bay hơi nước làm cô đặc các chất
tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao đã hình thành nên lớp vỏ cứng, hay gọi là hiện
tượng “cứng vỏ” làm giảm tốc độ sấy và tạo nên sự phân bố ẩm không đều.
2.2.2. Biến đổi hóa học:
+ Một số kết quả nghiên cứu cho thấy :
Nhiệt và sự oxy hóa trong quá trình sấy gây ra những thay đổi hóa học đối với
carotenoit và clorophyl. Hoạt động của nước là một trong những nhân tố quan trọng
làm giảm chất diệp lục gây biến đổi màu sắc của vật liệu. Quá trình sấy ở nhiệt độ

cao xảy ra sự hồ hóa của tinh bột cũng dẫn đến thay đổi màu sắc và vị lạ.
Tóm lại phản ứng tạo màu làm thay đổi màu sắc, giảm giá trị dinh dưỡng, độ
hòa tan, tạo vị lạ và những thay đổi về mặt cấu trúc của vật liệu sấy.
7


Phản ứng oxy hóa lipit: Sau quá trình sấy dễ bị ôi khét, tạo nên vị lạ và mất đi
các vitamin hòa tan chất béo, đặc biệt nếu lượng nước bị giảm quá nhiều đó là do
phản ứng oxy hóa lipit. Các yếu tố tác động đến phản ứng oxy hóa lipit bao gồm độ
ẩm, axit béo, oxy, nhiệt độ. Trong đó độ ẩm và nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng mạnh
đến mức độ oxy hóa.
Oxy hóa chất béo thường xảy ra trong quá trình tách nước, phản ứng tách
nước hoặc oxy hóa để tạo thành aldehyt, keton và các axit gây mùi ôi thiu khó chịu.
Sự tạo thành hay duy trì chất dể bay hơi đã tạo nên hương vị mới hay loại bỏ
hương vị khỏi nguyên liệu trong quá trình sấy, làm thay đổi thành phần của các chất
dễ bay hơi do làm bay hơi phần lớn các chất dễ bay hơi và tạo nên hỗn hợp mùi mới
bởi các phản ứng hóa học. Khả năng tổn thất chất dễ bay hơi là đáng kể xảy ra trong
giai đoạn đầu của quá trình sấy. Vào giai đoạn cuối mức độ tổn thất có thể là không
xảy ra hoặc rất ít do sự khuếch tán có chọn lọc
2.2.3. Biến đổi do sự hoạt động của vi sinh vật:
Bào tử vi sinh vật hầu như không bị tiêu diệt trong quá trình sấy do hiện
tượng bị ẩm cục bộ nên vi sinh vật vẫn có thể phát triển trong vật liệu sấy tuy không
nhiều.
Tiêu chuẩn vi sinh thường dựa trên chỉ số tổng số vi sinh hoặc lượng mầm
bệnh. Lượng vi khuẩn và sự biến đổi của nó trong quá trình sấy hay bảo quản là vô
cùng quan trọng đối với việc thiết lập một tiêu chuẩn đảm bảo về vệ sinh an toàn
thực phẩm.
2.2.4. Biến đổi thành phần dinh dưỡng:
Rau quả nói chung và bông Atisô nói riêng là các vật liệu không bền nhiệt.
trong quá trình sấy nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất trực tiếp và gián tiếp dẫn

đến sự biến đổi chất lượng của rau quả sấy:
Ảnh hưởng trực tiếp: sự biến đổi cấu trúc và bề mặt sản phẩm, sự biến tính
của protein và tinh bột, sự phân hủy các protein, sự bay hơi của các chất thơm…tùy
theo nhiệt độ khác nhau. Nói chung nhiệt độ trên 60oC protein biến tính, trên 80oC
tinh bột bị hồ hóa và ở nhiệt độ cao hơn thì đường fructoza bắt đầu bị caramen hóa,
các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh. Vậy để hạn chế tác động ảnh hưởng trực tiếp
của nhiệt độ đến chất lượng của sản phẩm nên sấy ở mức nhiệt độ thấp hơn 60oC.

8


Ảnh hưởng gián tiếp: theo xu hướng nhiệt độ tăng dẫn đến tăng tốc độ của
các phản ứng hóa học mà chủ yếu là phản ứng tạo màu. Nhiệt độ có tác động đến sự
hoạt động hay đình chỉ và bị tiêu diệt của vi sinh vật trong quá trình sấy. Nói chung
nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đã hạn chế được ảnh hưởng từ vi sinh vật, ở dải nhiệt
độ trung bình 10-60oC tạo môi trường hoạt động cho nhiều loại vi sinh vật nấm mốc
gây tác động xấu đến chất lượng bông Atisô trong quá trình sấy.


Các yếu tố khác có ảnh hưởng đến sự biến đổi chất lượng của bông

Atisô sấy như: tốc độ sấy hay tốc độ thoát ẩm mạnh hay yếu tùy thuộc vào cơ chế
sấy có ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi cấu trúc và bề mặt vật liệu sấy. Trong đó các
yếu tố ảnh hưởng ngoài nhiệt độ là áp suất môi trường sấy, độ ẩm tác nhân sấy, độ
ẩm vật liệu sấy, kích thước hình học của vật liệu.
2.3. Giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm bông Atisô sấy:
Để hạn chế sự biến đổi chất lượng của bông Atisô trong quá trình sấy, từ các
kết quả nghiên cứu và ứng dụng cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu và hoàn thiện
máy sấy thích hợp nhằm tạo ra chất lượng sản phẩm tốt nhất. Trong đó hai công
đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng của sản phẩm sau quá trình sấy là công

đoạn xử lý nguyên liệu tiền chế biến và công đoạn sấy.
2.3.1. Xử lý nguyên liệu tiền chế biến
Trong quá trình chế biến, công đoạn xử lý nguyên liệu tiền chế biến chủ yếu
được sử dụng bằng các phương pháp tùy theo đặc tính của mỗi loại. Đối với nhiều
loại nông sản rau quả, người ta thường sử dụng hai phương pháp chần và sunfit hóa.
Còn đối với bông Atisô, sau khi thu hoạch ngưới ta chỉ làm sạch và thái lát trước khi
đem sấy khô.
2.3.2. Tình hình sản xuất và sử dụng bông Atisô tại Việt Nam:
Tại Việt Nam sản lượng atisô chủ yếu thu được từ bốn loại là: thân, lá, rễ và
bông.. Vì phương pháp bảo quản Atisô còn thô sơ, khiến cho dinh dưỡng trong Atisô
bị giảm đi nhiều, các chất quý biến mất, điều kiện bảo quản không tốt,… nên Atisô
chủ yếu được tiêu thụ trong nước, hầu hết là dùng làm thực phẩm, trà, nấu lấy nước
uống thanh nhiệt... Một phần ít dùng để làm thuốc.
2.4. Các phương pháp sấy nông sản thực phẩm hiện nay :
Sấy là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu sấy.Tuy nhiên, sấy là
quá trình công nghệ đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng,tiêu hao
9


năng lượng ít,chi phí vận hành thấp.Có 2 phương pháp sấy cơ bản :
2.4.1. Phương pháp sấy nóng :
Tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng, độ ẩm tương đối của tác nhân sấy
giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước trong tác nhân giảm.Mặc khác do nhiệt độ vật
liệu tăng nên mật độ chứa hơi và phân áp suất hơi trên bề mặt vật liệu cũng tăng.
Tóm lại, nhờ đốt nóng mà hiệu số giữa phân áp suất hơi trên bề mặt vật liệu
và phân áp suất hơi của tác nhân sấy tăng lên,dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm
trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi ra ngoài môi trường.Do đó,hệ thống sấy nóng
thường được phân loại theo phương pháp 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 hoặc khói lò.Hệ thống sấy bao gồm các dạng : 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, người ta tạo ra độ chênh lệch áp
suất nhờ tăng phân áp suất hơi trên bề mặt vật liệu sấy.Hệ thống gồm các dạng :hệ
thống sấy lô,hệ thống sấy tang...


Hệ thống sấy bức xạ :

Vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để dịch chuyển ẩm. độ chênh lệch áp
suất nhờ đốt nóng vật


Hệ thống sấy dùng năng lượng điện từ trường hoặc dùng dòng

điện cao tầng:
Phần lớn thực phẩm có chứa một lượng nước đáng kể. Cấu trúc phân tử nước
gồm có oxymang điện tích âm và 2 nguyên tử hydro mang điện tích dương, hình
thành nên lưỡng cực. Khi thực phẩm được đặt vào trong một điện trường dòng cao
tần, lưỡng cực của phân tử nước và một vài thành phần ion như muối ăn cố định
hướng chúng trong trường (tương tự như nam châm trong từ trường). Do trường điện
tích dao động rất nhanh thay đổi từ dương sang âm và ngược lại hàng triệu lần trong
một giây, các lưỡng cực này cố thay đổi theo và quá trình này tạo ra nhiệt ma sát. Sự

tăng nhiệt độ của các phân tử nước làm nóng các cấu tử xung quanh nhờ quá trình
dẫn nhiệt hoặc có thể đối lưu. Nhiệt lượng sinh ra phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng
nước và muối trong nguyên liệu.
10




Ưu điểm của hệ thống sấy nóng :

-Thời gian sấy ngắn.
-Năng suất cao,chi phí ban đầu thấp.
-Năng lượng dùng cho quá trình sấy đa dạng.
-Thời gian làm việc của hệ thống cao.


Nhược điểm :

-Chỉ dùng cho các vật liệu không có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ
-Sản phẩm sấy thường bị biến màu,mùi và chất lượng không cao.

2.4.2. Phương pháp sấy lạnh :
Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất giữa phân
áp suất hơi trên bề mặt vật liệu và phân áp suất hơi của tác nhân sấy bằng cách làm
giảm phân áp suất hơi của tác nhân sấy nhờ giảm độ chứa hơi .
Có thể phân loại như sau :


Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ >0

Nhiệt độ vật liệu sấy và tác nhân sấy gần bằng nhiệt độ môi trường.Tác nhân
sấy thường là không khí,trước hết tác nhân được khử ẩm tại dàn lạnh sau đó sẽ được
đốt nóng hoặc làm lạnh theo yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy.


Hệ thống sấy thăng hoa:

Là hệ thống sấy lạnh mà trong đó ẩm trong vật liệu sấy dạng rắn trực tiếp biến
thành dạng hơi đi vào tác nhân sấy.Người ta tạo ra môi trường trong đó nước trong
vật liệu sấy ở dưới điểm 3 thể, nghĩa là nhiệt độ vật liệu <237K và áp suất bao
quanh vật P<610 Pa.Như vậy trong hệ thống sấy thăng hoa,một mặt ta làm vật lạnh
dưới 0oC và tạo chân không quanh vật.


Hệ thống sấy chân không:

Trong hệ thống sấy chân không,nhiệt độ thay đổi theo áp suất,khi đó nước từ
vật liệu sấy phải chuyển từ thể rắn sang thể lỏng và bay hơi.


Ưu điểm của phương pháp sấy lạnh :
-Tiêu chí về cảm quan, mùi vị, khả năng đảm bảo lượng vitamin cao.
-Thích hợp để sấy các loại thực phẩm yêu cầu cao về chất lượng
-Hiệu suất năng lượng cao với sự thu hồi nhiệt .
-Sản phẩm bảo quản được lâu hơn, ít bị tác động bên ngoài.
11


-Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.


Nhược điểm :
-Giá thành cao, đầu tư ban dầu lớn, tiêu hao điện năng lớn.
-Vận hành phức tạp, người vận hành cần trang bị kiến thức kĩ thuật.
-Cấu tạo thiết bị phức tạp, thời gian sấy lâu hơn.
-Môi chất lạnh trong hệ thống nếu rò rỉ sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản

phẩm.
-Bụi có thể gây tắt tại thiết bị làm lạnh.
2.4.3. Các phương pháp làm khô Atisô hiện nay tại Việt Nam:
Atisô khi thu hoạch thường có hàm lượng nước cao, nên dễ bị lên men và bị
hư hỏng, do vậy cần phải đem sấy khô. Tuy nhiên, do công nghệ sấy khô Atisô chưa
phát triển nên các vùng trồng cây Atisô như Đà Lạt, khi thu hoạch thường làm khô
bằng cách phơi nắng hay sấy thủ công.
a. Phương pháp phơi nắng:
Atisô sau khi thu hoạch được trải mỏng trên mặt đường hoặc trên các tấm
bạc... phơi để đạt độ khô khoảng 14% (bông Atisô thường phơi 3 nắng). Phương
pháp này làm Atisô mất đi một số thành phần dưỡng chất và không đảm bảo vệ sinh.


Ưu điểm:

- Đơn giản, chi phí đầu tư thấp.
- Không đòi hỏi công nhân lành nghề.
- Có thể phơi lượng lớn với chi phí thấp.


Nhược điểm:

- Không kiểm soát được nhiệt độ.

- Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
- Tốn nhiều nhân công.
- Phải đảo trộn trong quá trình phơi.
- Thời gian phơi nắng lâu.
- Tổn thất nhiều.
- Không đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
b. Phương pháp sấy bằng lò sấy thủ công:
Vào những ngày mưa bão ít nắng, để làm khô Atisô người dân thường dùng
phương pháp sau đây để làm khô Atisô: đặt Atisô trên giàn hay các khay chồng lên
12


nhau, sau thời gian sấy nhất định thì phải đảo khay để Atisô khô đều. Sấy bằng
phương pháp này hiệu quả thấp vì nhiệt độ sấy cao sẽ làm mất các thành phần của
Atisô.


Ưu điểm:

- Giải quyết được tức thì để bảo quản Atisô không hư.
- Kết cấu máy đơn giản, chi phí đầu tư thấp.


Nhược điểm:

- Nhiệt độ sấy cao, khó kiểm soát.
- Atisô bị mất một số dưỡng chất.
Các phương pháp làm khô trên đều không đảm bảo an toàn vệ sinh thực
phẩm, độ ẩm không đều, với nhiệt độ của ngọn lửa lớn do củi than có thể sẽ làm cho
Atisô mất hết lượng dưỡng chất, làm mất màu, mất tính dược phẩm và giảm mùi vị

đặc trưng của Atisô .
2.5.Thiết bị bơm nhiệt:
2.5.1. Sơ dồ nguyên lí :

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lí và sơ đồ năng lượng của bơm nhiệt
 Ghi chú :
L : Công tiêu tốn cho máy nén

NT : thiết bị ngưng tụ

TL : Van tiết lưu

BH : thiết bị bay hơi
qo : nhiệt lấy từ môi trường

MN : Máy nén
qk : nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ

13


2.5.2. Nguyên lí hoạt động :
Bơm nhiệt là một thiết bị dùng để bơm một dòng nhiệt từ mức nhiệt độ thấp
lên mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt.Giống như máy lạnh,để
duy trì hoạt động của bơm nhiệt ta cần tiêu tốn một chi phí năng lượng khác (thường
là điện năng). Người ta phân biệt bơm nhiệt với máy lạnh ở mục đích sữ dụng nhiệt :
máy lạnh gắn với nhiệt sử dụng ở thiết bị bay hơi,còn bơm nhiệt gắn với sử dụng
nhiệt ở thiết bị ngưng tụ.
Cũng như máy lạnh,bơm nhiệt hoạt động theo chu trình ngược với các quá
trình chính sau :

T

lgP
2
3

3

4

1

4
S

2

1
i

Hình 2.5: Chu trình của bơm nhiệt
1—2 : quá trình nén môi chất từ nhiệt độ thấp ,áp suất thấp đến áp suất cao nhiệt độ
cao.
2—3 : quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt tại thiết bị ngưng tụ,thải nhiệt ra môi trường.
3—4 : quá trình tiết lưu đẳng etanpi của môi chất lạnh ,qua thiết bị tiết lưu môi chất
có áp suất thấp.
4—1 :quá trình bay hơi đẳng nhiệt ở nhiệt độ thấp áp suất thấp, thu nhiệt của môi
trường.
Mục đích sử dụng nhiệt của bơm nhiệt là nhiệt thải ra môi trường ở thiết bị ngưng tụ.
2.6. Thiết bị trao đổi nhiệt ống nhiệt

2.6.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Ống nhiệt là một phần tử trao đổi nhiệt có không gian khép kín, bên trong
chứa môi chất, trong quá trình vận hành của thiết bị môi chất thực hiện hai quá trình
trao đổi pha là sôi và ngưng tụ.

14


Vỏ bọc bên ngoài là kim loại (phụ thuộc vào điều kiện môi trường và môi
chất bên trong) có hình dạng bất kỳ (tùy theo nhu cầu sử dụng của kỹ thuật), nhưng
thông thường có dạng ống như ở hình 2.6.
Phần tử ống nhiệt gồm có ba phần chính:


Phần bay hơi (còn gọi là phần sôi, tức phần nhận nhiệt).



Phần đoạn nhiệt (phần này không trao đổi nhiệt với bên ngoài).



Phần ngưng tụ (hay phần ngưng, phần thải nhiệt ra bên ngoài).

Hình 2.6 : Cấu tạo và hoạt động của ống nhiệt
(www.thermacore.com/news/multi-kilowatt-heat-pipe.aspx)
Ống nhận nhiệt từ nguồn nóng ở phần bốc hơi làm chất lỏng sôi và bay hơi,
hơi bay qua phần đoạn nhiệt dẻ đến phần ngưng, tại phần này ống nhả nhiệt ẩn cho
nguồn lạnh và hơi được ngưng tụ thành chất lỏng. Chất lỏng sau đó lại quay về phần
bay hơi (bằng nhiều nguyên lý khác nhau được trình bày ở phần phân loại) và quá

trình cứ thế được lập đi lập lại, sự truyền nhiệt được diễn ra liên tục.
Quá trình thay đổi trạng thái của môi chất trong ống nhiệt được thể hiện trên
đồ thị T – S như sau:

15