THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY CHÂN KHÔNG NĂNG SUẤT 5KGMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ


VÕ NGỌC HUỆ
ĐỖ HÀ THANH HẢI

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM
MÁY SẤY CHÂN KHÔNG
NĂNG SUẤT 5KG/MẺ

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2008


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ


THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM
MÁY SẤY CHÂN KHÔNG
NĂNG SUẤT 5KG/MẺ
Chuyên ngành: Công nghệ nhiệt lạnh

Giáo viên hướng dẫn :

Sinh viên thực hiện đề tài :

PGS – TS. Nguyễn Hay

Võ Ngọc Huệ

ThS. Nguyễn Văn Công Chính

Đỗ Hà Thanh Hải

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2007


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY


DESIGING, FABRICATING AND TESTING
VACCUM DRYER WITH
CAPACITY 5KG/BATCH
Major : Heat and Refrigeration Engineering
Supervisor :

Student :

Assoc.Prof.Dr. Nguyen Hay

Vo Ngoc Hue

Master. Nguyen Van Cong Chinh

Do Ha Thanh Hai

Ho Chi Minh, city
August, 2008


LỜI CẢM TẠ
Trước hết chúng tôi gởi đến ba mẹ lời cảm ơn trân trọng nhất vì đã nuôi dưỡng
và dạy dỗ để được như ngày hôm nay.
Chúng tôi xin chân thánh cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm
Tp.Hồ Chí Minh, các thầy cô khoa Cơ Khí Công Nghệ đã tận tình chỉ bảo, dạy dỗ,
truyền đạt những truyền đạt kiến thức qúy báo trong suốt quá trình học tập, phấn đấu
tại trường là hành trang quan trọng giứp chúng em bước vào đời.
Đặc biệt chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Nguyễn Hay
và thầy Th.S Nguyễn Văn Công Chính đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng tôi hòan
thành luận văn tốt nghiệp.
Xin cảm ơn các cán bộ nhân viên Trung Tâm Công Nghệ và Thiết Bị Nhiệt
Lạnh và các bạn lớp Nhiệt Lạnh 30 đã giứp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.


TÓM TẮT
Tên đề tài : “ Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không với
năng suất 5 kg/mẻ”.
1. Mục tiêu
-

Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không với năng suất
5kg/mẻ tại Trung Tâm Công Nghệ và Thiết Bị Nhiệt Lạnh từ ngày 1/4/2008
đến 15/8/2008.

-

Chọn ra nhiệt độ sấy và chế độ sấy phù hợp cho từng VLS.

2. Nội dung chính
-

Tìm hiểu lý thuyết sấy chân không, chọn nguyên lý máy thiết kế.

-

Tính tóan thiết kế các bộ phận chính của mô hình máy.

-

Chế tạo máy.

-

Khảo nghiệm mô hình máy.

-

Thu thập số liệu, tổng hợp, đánh giá.

3. Kết quả chính đạt được
-

Tính tóan thiết kế mô hình máy

+ Năng suất máy 5kg/mẻ
+ Máy họat động theo chu kỳ
+ Buồng sấy dạng hình trụ có bán kính 0,6m, dài 1,3 m.
+ Bộ phận cấp nhiệt bằng điện, tổng công suất 2,07 kW gồm 18 thanh điện trở
+ Phương pháp truyền nhiệt bức xạ cưỡng bức nhờ 3 quạt.
+ Bơm chân không có công suất 1Hp.
+ Công suất máy nén dàn ngưng tụ là 1 Hp

-

Khảo nghiệm máy sấy chân không
+ Các thông số ban đầu:
i. Nhiệt độ sấy 600C
ii. Áp suất trong buồng sấy từ 0 ÷ -700mmHg
iii. Xả ẩm hòan tòan (theo từng chu kỳ sấy)


iv. VLS ( nho, mít, cà rốt )
+ Kết quả đạt được:
i. Chất lượng sản phẩm sấy: đánh giá qua màu sắc, mùi vị, hình dạng, ẩm
độ cuối,…. Sau quá trình tồng hợp số liệu, độ đồng đều ẩm cao trong
từng sản phẩm sấy. Trong quá trình sấy, màu sắc và mùi vị ít có sự thay
đổi.
ii. Chi phí sấy: vì đây là sấy dưới dạng mô hình năng suất rất nhỏ nên chỉ
tính phần chi phí năng lượng điện cho mỗi mẻ sấy, không tính tóan phần
khấu hao máy, nhân công.
4. Kết luận
-

Đề tài đã hòan thành mục tiêu ban đầu đặt ra là đã chế tạo và khảo nghiệm mô

hình máy sấy chân không với năng suất là 5 kg/mẻ tại Trung Tâm Công Nghệ
và Thiết Bị Nhiệt Lạnh, khoa Cơ Khí - Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm
Tp. Hồ Chí Minh.

-

Kết cấu máy nhỏ, gọn, đảm bảo an tòan vệ sinh thực phẩm.

-

Máy sấy có thể phù hợp với những vật liệu sấy nhạy nhiệt

-

Thời gian sấy được rút ngắn so với kiểu sấy truyền thống.
SV thực hiện đề tài

GV hướng dẫn đề tài

Võ Ngọc Huệ

PGS – TS. Nguyễn Hay

Đỗ Hà Thanh Hải

ThS. Nguyễn Văn Công Chính


SUMMARY
The thesis: “ Desgin, fabricate and test vacuum dryer model with capcity of 5

kg/batch”.
1. Objectives
- Design, fabricate and test vacuum dryer with with capcity of 5 kg/batch at
Center Engineering and Equipment Refrigeration from 1/4/2008 to 15/08/08.
- Selecting a suitable temperature of drying and regulation of drying.
2. Main contents
- Learning vacuum drying theory and choose the model
- Desgin and calculate main parts of manchine
- Fabricate
- Experiment the machine
- Collect data, colligate and estimate.
3. Results obtained
- Result in desgin and calculate the machine
+ Vacuum dryer with 5 kg/batch capcity.
+ The drying chamber is cylinder type with 0,3 m radial and 1,3 m long .
+ The heater is electric with 2,07 kW, include 18 resistant.
+ The heat transfer method is irradiation with 3 fans.
+ The type of vacuum pump is rotor with 1 Hp
+ The power of compressor is 1Hp.
-Results in testing
+ Intials original:
i. Drying temperature with 600C.
ii. Pressure in dry chamber : 0 ÷ - 700mmHg
iii. Discharge regime of humidity ( cycle of dryer)
iv. Materials ( grape, carrot, jackfruit)
+ Collected of results:


i. Quality of drying : estimate of color, smell, shape, final of
humidity,….After data of colligate, materials of dryer were

regular drying. Period of drying, color and smell are little
alteration.
ii. Drying cost: spite of working in model, drying cost is calculated
only total electric power used per batch.
4. Conclude:
-The thesis is finished intial of objectives: fabricated, experiment vacuum dryer
model with capcity 5kg/batch.
- Construction of machine is small, solid, security safe of food sanitation.
- Vacuum dryer can accommodate with many kinds of temperature-sensitive of
materials dryer.
- The time dryer is curtailed more than traditional dryer method.

Student :

Supervisor :

Vo Ngoc Hue

As.Pr.Doctor. Nguyen Hay

Do Ha Thanh Hai

Ms. Nguyen Van Cong Chinh


MỤC LỤC
TRANG
Trang bìa………………………………………………………………………...i
Lời cảm tạ……………………………………………………………………...iii
Tóm tắt…………………………………………………………………………iv

Summary……………………………………………………………………….vi
Mục lục……………………………………………………………………….viii
Danh mục các chữ viết tắt……………………………………………………...xi
Danh mục các hình…………………………………………………………...xiii
Danh mục các bảng…………………………………………………………...xiv
Chương 1 : MỞ ĐẦU…………………………………………………………..1
Chương 2 : TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI……….2
2.1 Tổng quan về VLS…………………………………………………………..2
2.1.1 Nho…...……………………………………………………………….. 2
2.1.2 Mít……………………………………...........................................……4
2.1.3 Cà rốt…………………………………………...............................……4
2.1.4 Giá trị sử dụng…………………………………………………………..5
2.2 Tìm hiểu chung về quá trình sấy…………………………………………... 5
2.2.1 Khái niệm về sấy…………………………………………………. 5
2.2.2 Ẩm trong vật liệu sấy…………………………………………….. 5
a/ Đặc trưng cơ bản của nước.....…………………………………5
b/ Độ ẩm của vật………………………………………………….6
2.2.3 Đặc tính hấp thụ…………………………………………………..6
a/ Đặc tính hấp thụ………………………………………………..6
b/ Đặc tính mao dẫn……………………………………………....6
2.2.4 Phân lọai VLA và đặc tính xốp của VL………………………….7
a/ Phân lọai VLA…………………………………………………7
b/ Đặc tính xốp của VLA…………………………………………7


2.2.5 Các dạng liên kết ẩm…………………………………………….7
2.2.6 Truyền nhiệt truyền chất và động học quá trình sấy…………….8
a/ Truyền nhiệt truyền chất……………………………………….8
b/ Động học quá trình sấy………………………………………...8
2.2.7 Các phương pháp sấy và thiết bị sấy hiện nay…………………...10

a/ Sấy tự nhiên…………………………………………………..10
b/ Sấy bằng thiết bị……………………………………………...11
2.2.8 Những điều cần lưu ý khi chọn thiết bị sấy……………………...11
2.2.9 Nội dung tính tóan thiết bị sấy………………………………….. 12
2.3 Cơ sở lý thuyết tính tóan các thiết bị trong máy sấy chân không…………12
2.3.1 Khái niệm cơ bản về bức xạ nhiệt………………………………. 12
2.3.2 Sự phân bố các dòng bức xạ……………………………………..13
2.3.3 Cường độ dòng bức xạ………………………………………….. 13
2.3.4 Các định luật cơ bản của bức xạ nhiệt…………………………...14
a/ Định luật Plank………………………………………………...14
b/ Định luật Stefan – Boltzmann…………………………………14
c/ Định luật Kirchhoff…………………………………………....14
d/ Định luật Lambert……………………………………………..15
e/ Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 tấm phẳng đặt song song……......16
f/ Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 vật bọc nhau………………….....16
g/ Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp………………………….17
h/ Dẫn nhiệt qua vách trụ nhiều lớp……………………………...17
2.3.5 Cơ sở tính tóan bơm chân không……………………………….. 18
2.3.6 Tính tóan bộ ngưng tụ……………………………………………19
2.4 Giới thiệu một số kiểu máy hút chân không có mặt trên thị trường………20
2.5 Nguyên lý cơ bản của máy sấy chân không……………………………… 21
Chương 3 : PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN………………………..23
3.1 Phương pháp………………………………………………………………23
3.1.1 Phương pháp khảo nghiệm……………………………………… 23
3.1.2 Phương pháp thiết kế……………………………………………. 23
3.2 Phương tiện………………………………………………………………. 23


3.2.1 Thời gian và địa điểm…………………………………………... 23
3.2.2 Đối tượng……………………………………………………….. 23

3.2.3 Qui trình khảo nghiệm………………………………………….. 23
3.2.4 Dụng cụ thí nghiệm……………………………………………... 24
Chương 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………..25
4.1 Tính tóan, thiết kế máy…………………………………………………… 25
4.1.1 Các dữ liệu ban đầu……………………………………………... 25
4.1.2 Lựa chọn mô hình thiết kế……………………………………….25
4.2 Tính tóan thiết kế máy…………………………………………………… 30
4.2.1 Tính tóan kích thước buồng sấy………………………………... 30
4.2.2 Tính tóan lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy………………. 32
4.2.3 Chọn bơm chân không…………………………………………...35
4.2.4 Hệ thống ngưng tụ……………………………………………… 37
4.25 Chọn quạt cho máy sấy chân không……………………………..40
4.2.6 Thiết kế mạch điều khiển……………………………….............. 41
4.3 Kết quả khảo nghiệm trên máy sấy chân không ………………………….42
4.3.1 Mục đích khảo nghiệm…………………………………………...42
4.3.2 Bố trí thí nghiệm………………………………………………….42
4.3.3 Qui trình khảo nghiệm…………………………………………....43
a/ Đối với nho………………………………………………………..43
b/ Đối với cà rốt……………………………………………………...45
c/ Đối với mít………………………………………………………...47
Chương 5 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………..50
5.1 Kết luận…………………………………………………………….50
5.2 Đề nghị……………………………………………………………..51
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………..52
QUY TRÌNH SẤY RAU QUẢ CỦA MÁY SẤY CHÂN KHÔNG………..54
PHỤ LỤC……………………………………………………………………..57
Phụ lục 1 Giản đồ t – p của không khí và hơi nước ……………………….57
Phụ lục 2 Đồ thị trắc ẩm t – d………………………………………………..58
Phụ lục 3 Bảng nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ)………………...59

MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI……….62
A/ Hình ành về VLS…………………………………………………………..62
B/ Hình ảnh về máy sấy chân không………………………………………….63
C/ Một số dụng cụ đo đạc trong quá trình sấy………………………………...66

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HTS : hệ thống sấy

r : ẩn nhiệt hóa hơi

VL : vật liệu

J : mật độ dòng ẩm

VLS : vật liệu sấy

α : hệ số trao đổi nhiệt

VLA : vật liệu ẩm

Q0 : dòng năng lượng bức xạ từ bên

VLK : vật liệu khô

ngòai

TNS : tác nhân sấy

QA : dòng năng lượng bị vật hấp thụ

ω : độ ẩm tương đối

QD : dòng năng lượng xuyên qua vật

ωk : độ ẩm tuyệt đối

QR : dòng năng lượng bị vật phản xạ lại

ω0 : độ ẩm ở tâm vật

A : hệ số hấp thu

ωb : độ ẩm bề mặt

E : khả năng bức xạ

ωtb : độ ẩm trung bình

Ehd : khả năng bức xạ hiệu dụng

ωcb : độ ẩm cân bằng

F : diện tích

ρ : khối lượng riêng

δi: chiều dày vách

c : nhiệt dung riêng

q : mật độ dòng nhiệt

λ : hệ số dẫn nhiệt

V : thể tích buồng sấy

Ga : khối lượng nước

m : khối lượng không khí

G : khối lượng VLS

N : công suất

p : áp suất

k : hệ số truyền nhiệt

σ : sức căng mặt ngoài

φ : hệ số bền mối hàn dọc

r : bán kính

C : hệ số bổ sung ăn mòn và bù dung

thời gian sấy
t : nhiệt độ sấy

sai âm do chế tạo
P : độ chênh áp


σb : ứng suất bền của vật liệu
Dn : đường kính ngòai của buồng sấy
Dt : đường kính trong của đáy cong
z : hệ số xét đến sự làm yếu do khóet lỗ
ht : chiều cao phần cong đáy


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Một số giống nho trên thị trường Việt Nam.
Hình 2.2 Quả mít
Hình 2.3 Cà rốt
Hình 2.4 Đường cong sấy
Hình 2.5 Sự suy diễn định luật Kirchhoff
Hình 2.6 Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 tấm phẳng đặt song song.
Hình 2.7 Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 vật bọc nhau.
Hình 2.8 Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp.
Hình 2.9 Dẫn nhiệt qua vách trụ nhiều lớp.
Hình 2.10 Trao đổi nhiệt dòng ngược chiều
Hình 2.11 Bơm piston
Hình 2.12 Bơm cánh gạt
Hình 2.13 Máy sấy chân không băng truyền đường xoắn ốc
Hình 2.14 Máy sấy chân không kiểu tầng
Hình 2.15 Máy sấy gỗ chân không
Hình 4.1 Máy sấy chân không 2 mặt côn
Hình 4.2 Máy sấy chân không kiểu khay
Hình 4.3 Máy sấy chân không kiểu thùng quay

Hình 4.4 Mô hình máy sấy chân không
Hình 4.5 Cấu tạo buồng sấy
Hình 4.6 Bố trí các thiết bị
Hình 4.7 Thùng giải nhiệt
Hình 4.8 Sơ đồ mạch điện và mạch điều khiển của hộp điều khiển.
Hình 4.9 Đồ thị giảm khối lượng của nho theo thời gian sấy
-1-


Hình 4.10 Đồ thị giảm ẩm của nho theo thời gian sấy
Hình 4.11 Đồ thị giảm khối lượng của cà rốt theo thời gian sấy
Hình 4.12 Đồ thị giảm ẩm của cà rốt theo thời gian sấy
Hình 4.13 Đồ thị giảm khối lượng của mít theo thời gian sấy
Hình 4.14 Đồ thị giảm ẩm của mít trên từng khay theo thời gian sấy

-2-


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Bảng phân lọai các dạng bức xạ theo chiều dài bước sóng
Bảng 4.1 Bảng giảm khối lượng của nho trên từng khay theo thời gian sấy
Bảng 4.2 Bảng giảm ẩm độ của nho trên từng khay theo thời gian sấy
Bảng 4.3 Bảng giảm khối lượng của cà rốt trên từng khay theo thời gian sấy
Bảng 4.4 Bảng giảm ẩm độ của cà rốt trên từng khay theo thời gian sấy
Bảng 4.5 Bảng giảm khối lượng của mít trên từng khay theo thời gian sấy
Bảng 4.6 Bảng giảm ẩm độ của mít trên từng khay theo thời gian sấy

-3-

Chương 1
MỞ ĐẦU
Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên sản phẩm nông nghiệp quanh năm rất phong
phú và đa dạng. Trong tổng diện tích đất nông nghiệp thì tổng diện tích đất trồng rau,
cây ăn quả chiếm khỏang 1,15 triệu ha năm 2004 với nhiều lọai như : mít, nho, chuối,
cà rốt, cà chua, khoai tây,…Đó là lợi thế không nhỏ để tăng thu nhập cho người nông
dân.Thực tế, rau quả đã chế biến được đem đi xuất khẩu với sản lượng rất ít. Nguyên
nhân là do công nghệ sau thu họach chúng ta còn yếu kém từ thu hái, chế biến, bảo
quản,… dẫn đến trái cây bị hư, thối, làm giảm chất lượng, thất thu về kinh tế.
Từ những bức xúc trên, chúng em cũng đã tham khảo các nguồn tài liệu khác
nhau như sách, báo, internet,… và quyết định thử nghiệm sấy chân không trên rau quả.
Sấy chân không có ưu điểm nổi bật là có thể giữ được màu sắc, mùi vị, các vi lượng,…
phù hợp với VLS không chịu được nhiệt độ cao với nhiệt độ sấy thấp, thời gian sấy
được rút ngắn rất nhiều so với các phương pháp sấy thông thường. Sản phẩm sau khi
sấy có thể phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu dưới dạng thực phẩm cao cấp .
Được sự đồng ý của Khoa Cơ Khí – Công Nghệ và hướng dẫn của 2 thầy :
PGS.TS Nguyễn Hay và Ths.Nguyễn Văn Công Chính ; chúng tôi tiến hành thực hiện
đề tài : “Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy chân không với năng suất 5
kg/mẻ ”.
Tuy nhiên, công nghệ sấy chân không vẫn chưa được nghiên cứu sâu rộng và
phổ biến rộng rãi ở nước ta. Các tài liệu nói về công nghệ này cũng rất hạn chế. Vì vậy,
trong quá trình thực hiện đề tài với khả năng và trình độ có hạn đề tài chắc không tránh
khỏi những sai sót. Chúng tôi mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài
được tốt hơn.
-4-


Chương 2
TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC
TIẾP ĐỀ TÀI

Như chúng ta biết một HTS được xem là hiệu quả khi nó có thể phù hợp với
nhiều vật liệu, có chí phí thấp, thời gian sấy ngắn. Do chưa có nhiều tài liệu nói về
máy sấy chân không nên trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi quyết định khảo
nghiệm sấy trên rau quả. Rau quả được chọn khảo nghiệm là: nho, mít, cà rốt. Đó là
lọai sản phẩm nông nghiệp dễ mua, tìm thấy trên thị trường và được sử dụng nhiều
trong đời sống; màu sắc đẹp, có nhiều chất dinh dưỡng và vitamin . Vì vậy, việc dùng
máy sấy chân không để sấy chúng là rất phù hợp với những ưu điểm của máy.
2.1.

Tổng quan về VLS :

2.1.1 Nho
Cây nho còn có tên tiếng anh là Vine thuộc họ nho Vitaceae, bao gồm 12 chi và
khoảng 600 loài được phân bố rộng rãi từ các nước nhiệt đới, á nhiệt đới cho tới các
nước ôn đới. Tuy nhiên chỉ có loài Vitis vinifera hoặc loài V.labrusca là được trồng
phổ biến, các loài khác thường được dùng làm vật liệu lai tạo giống. Phần lớn các
giống nho trồng trên thế giới hiện nay là thuộc loài Vitis vinifera, chi phụ Euvitis hoặc
là một giống lai giữa loài Vitis vinifera với một loài nho địa phương của Mỹ mà chủ
yếu là loài V. labrusca.
Một số giống nho đang được trồng chủ yếu ở Việt Nam:
-

Giống nho Cardinal

-

Giống nho Ribier

-

Giống nho NH01-48

-

Giống nho Black Queen

-

Giống Cự Phong
-5-


-

Giống nho NH02-04

-

Giống nho Chambourcin

-

Một số giống nho gốc ghép

Hình 2.1 Một số giống nho trên thị trường Việt Nam
*Thành phần hóa học của nho:
Trái nho chứa khoảng 65 - 85% nước.
Đường (glucose và fructose) có khoảng 10 - 33%
Protein 0,03 – 0,17%, các chất khoáng hòa tan 0,03 – 0,6%.
Ngoài ra nó còn có axit hữu cơ như tartric, axit malic và axit citric, magiê,

canxi, vitamin B1, B2, B6, B12, A, C, K, muối Kali…
* Thông số vật lý của nho :
Độ ẩm tương đối ω = 0,795 kg/kgkkk
-6-


Khối lượng riêng ρ = 1068 kg/m3
Nhiệt dung riêng c = 3,620 kJ/kg
Hệ số dẫn nhiệt λ = 0,51 W/mK
2.1.2. Mít
* Thành phần hóa học:
- 75 % nước, 1,6% đạm, 0,2% chất béo.
- Protein 0,6 ÷ 15% (tùy lọai mít)
- Glucid 11÷ 14% ( bao gồm nhiều đường
đơn như fructose, glucose, cơ thể dễ hấp thụ,
caroten, vitamin C, B2,…)
-Các chất khóang như sắt, canxi, phosphor,
provitamin A.
2.1.3. Cà rốt
* Đặc điểm cây cà rốt

Hình 2.2 Quả mít

Cây cà rốt có tên khoa học là Daucuscarota var sativa, là
loại cây rau ăn củ sống 1 hay 2 năm, họ Hoa tán Umbelliferae, sống ở vùng nhiệt độ
mát 16 – 24 độ C. Cây thụ phấn chéo nhờ côn trùng. Hạt có gai, màng vỏ hạt có tinh
dầu.
Trong 100g củ cà rốt có 75,2g nước; 4,3g gluxit; 36,6mg canxi; 33,2mg phot pho; 0,7g
sắt; 7,65mg caroten và 7mg vitamin C.

-7-


Hình 2.3 Cà rốt
* Thành phần hóa học:
- Nước 88%, gluxit 8%, protít 1,5%.
- Axít 0,5%, xenlulo 1,2 %, tro 0,8%.
- Karotin 1 ÷ 9 mg%, vitamin C 8 mg%, vitamin A.
* Thông số vật lý:
- Độ ẩm tương đối ω = 0,887 kg/kgkkk
- Khối lượng riêng ρ = 1035 kg/m3
- Nhiệt dung riêng c = 3,87 kJ/kg
- Hệ số dẫn nhiệt λ = 0,55 W/mK
2.1.4. Giá trị sử dụng
- Ngoài giá trị thực phẩm dùng để ăn tráng miệng, làm nước uống. Tùy theo
từng lọai mà mỗi lọai có giá trị sử dụng riêng biệt:
+ Nho còn có giá trị dược liệu như kháng lão hóa, phòng ưng thư, bảo vệ
gan, kiện tỳ vị, nâng cao khả năng miễn dịch, kết hợp với các loại rau quả khác dùng
để làm thuốc trị táo bón, chán ăn, cảm mảo, trị bệnh cao huyết áp…
+ Mít tương đối nhiều calo, khá nhiều đường, đạm nhiều chất khoáng cần
thiết cho cơ thể như canxi, lân, khá nhiều vitamin B cũng là những chất cần cho người
nghèo, trẻ em v.v...
+ Cà rốt chứa nhiều caroten; đây là chất chống miển dịch rất tốt; có nhiều
hàm lượng vitamin A giúp làm sáng mắt, đẹp da. Ngoài ra, những chất chống oxy
hóa trong carotenoid còn giúp giảm nguy cơ bị ung thư phổi, dạ dày và bàng quang.
- Các sản phẩm nho, mít, cà rốt sấy có thể dùng trong công nghệ sản xuất bánh
kẹo, đồ uống, thực phẩm chức năng, sản xuất đồ hộp, thức ăn nhanh,….
2.2. Tìm hiểu chung về quá trình sấy
2.2.1. Khái niệm về sấy
Quá trình sấy là quá trình chất lỏng hoặc hơi của nó chủ yếu là nước và hơi

nước nhận được năng lượng để dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt và nhờ tác
nhân mang thải ra ngoài môi trường.
2.2.2. Ẩm trong vật liệu sấy
-8-


a/ Đặc trưng vật lý cơ bản của nước
Tính chất vật lý của nước thể hiện ở các đặc trưng sau :
- Nước tồn tại ở 3 thể: rắn, lỏng, khí.
- Tính chất của nước phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ.
+ khối lượng riêng ρ = (916 ÷ 999) kg/m3 ( ở 00C, áp suất 760 mmHg ).
+ khối lượng riêng ρ = 1000 kg/m3 ( ở 40C, áp suất 760 mmHg ).
+ khối lượng riêng ρ = 958 kg/m3 ( ở 1000C, áp suất 760 mmHg ).
+ sức căng bề mặt ngòai ở 200C bằng 0,0727 Pa.
b/ Độ ẩm của vật
+ Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối là số phần trăm khối lượng nước (rắn, lỏng, khí)
chứa trong một kilogam VLÂ.


Ga
.100%
G

+ Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm tuyệt đối là số phần trăm nước chứa trong một kilogam
VLK.


Ga

Gk

2.2.3. Đặc tính hấp phụ và mao dẫn
a/ Đặc tính hấp thụ
+ Hấp thụ hóa học:
Hấp thụ hóa học là hiện tượng liên kết bền vững giữa các phân tử
nước và các phân tử của vật hấp thụ thông qua việc trao đổi điện tử vòng
ngòai. Hấp thụ hóa học rất bền vững, muốn tách ẩm thì sấy ở nhiệt độ
cao.
+ Hấp thụ vật lý
Hấp thụ vật lý là hiện tượng liên kết giữa các phân tử của nước
với các phân tử của vật hấp thụ do sức căng mặt ngòai. Hấp thụ vật lý có
thể dễ dàng tách khỏi vật liệu ẩm trong quá trình sấy.
b/ Đặc tính mao dẫn
-9-


pmd  p0  pr 

2
r

p0 : áp suất trên mặt thóang
pr : áp suất trên bề mặt cột dịch thể trong ống mao dẫn.
σ : sức căng bề mặt của dịch thể với thành mao dẫn.
r : bán kính cong của bề mặt dịch thể
+ r > 0 => pmd > 0 => cột chất lỏng trong ống mao dẫn tăng.
+ r < 0 => pmd < 0 => cột chất lỏng trong ống mao dẫn giảm.
Vì vậy, áp suất trong không gian gây nên hiện tượng biến dạng đối với
các vật xốp đàn hồi.

2.2.4. Phân lọai VLA và đặc tính xốp của VL
a/ Phân lọai VLA
- Vật keo : vật xốp, khi hút ẩm hoặc khử ẩm kích thước các hang xốp của
vật thay đổi.
- Vật xốp mao dẫn : kích thước của các hang xốp không thay đổi khi hút
ẩm hoặc khử ẩm.
- Vật keo xốp mao dẫn : vật liệu vừa có tính keo vừa có tính mao dẫn.
b/ Đặc tính xốp của VLA
Đặc tính xốp của VLA được đánh giá qua độ xốp. Độ xốp của vật liệu
là tổng tất cả các thể tích trống gồm thể tích các hang xốp và các hang xốp trong một
đơn vị thể tích của vật.
2.2.5. Các dạng liên kết ẩm
Các liên kết giữa ẩm với vật liệu khô có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy.
Nó sẽ chi phối diễn biến của quá trình sấy.
Ẩm có mặt trong vật liệu dưới hai dạng lớn:
- Liên kết hóa - lý: liên kết không thể khử được bằng quá trình sấy.
- Liên kết cơ – lý: liên kết có thể tách khỏi vật liệu nhờ quá trình sấy.
+ Liên kết hấp phụ: liên kết của một lớp cỡ phân tử trên các bề mặt các
hang xốp của vật liệu ( nước hoặc hơi nước với vật liệu)
+ Liên kết mao dẫn: liên kết giữa các dịch thể dính ướt của bề mặt vật
liệu.
- 10 -


+ Liên kết thẩm thấu: liên kết của nước trong các dung dịch.

2.2.6. Truyền nhiệt Truyền chất và Động học quá trình sấy
a/ Truyền nhiệt truyền chất
Như chúng ta biết, quá trình sấy là quá trình vật liệu nhận năng lượng mà chủ
yếu là nhiệt năng từ một nguồn nhiệt nào đó để ẩm từ trong lòng vật dịch chuyển ra bề

mặt và đi vào TNS hay môi trường. Như vậy, quá trình sấy là quá trình truyền nhiệt,
truyền chất xảy ra đồng thời. Trong lòng vật quá trình đó là quá trình dẫn nhiệt và
khuếch tán ẩm hỗn hợp. Trao đổi nhiệt ẩm giữa bề mặt vật với môi trường hay tác
nhân sấy (TNS) là quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm đối lưu liên hợp. Một vật xốp
đặt trong không khí luôn luôn xảy ra quá trình tương tác ẩm trong điều kiện nhiệt độ
của vật và không khí không đổi. Đặc trưng cho quá trình này là quá trình hấp phụ và
khử hấp phụ.
+ pv < pa : dòng ẩm đi từ không khí vào vật liệu đó là quá trình hấp thụ.
+ pv > pa : dòng ẩm đi từ trong lòng vật ra bề mặt để đi vào không khí
đó là quá trình khử hấp thụ.
+ pv = pa : vật đạt trạng thái độ ẩm cân bằng (ωcb)
b/ Động học quá trình sấy
+ Đường cong sấy



A

Đường cong sấy là quan

B

hệ giữa độ ẩm trung bình tích

C t = const
K1= const
D

Trong đó:

ωtb: độ ẩm trung bình

cb

k1

phân và thời gian sấy.

T, h

V : thể tích của VLS
thời gian sấy

Hình 2.4 Đường cong sấy

Gồm 3 thành phần tương
ứng với 3 giai đọan sấy

- 11 -


- Giai đọan đốt nóng: (đọan AB) VLS nhận được nhiệt lượng và
ẩm trong lòng vật bắt đầu phá vỡ các liên kết để dịch chuyển ra bề
mặt và 1 phần nhỏ bắt đầu tách khỏi bề mặt VLS. Nhiệt độ của
VLS tăng rất nhanh nhưng thời gian rấy ngắn.
- Giai đọan tốc độ sấy không đổi : đọan BC
- Nhiệt độ không đổi.
- Độ ẩm trung bình tích phân giảm rất nhanh (

)

- Tốc độ sấy:
- Nhiệt lượng VLS nhận được chỉ để phá vỡ các liên kết ẩm mà
chủ yếu là ẩm tự do, liên kết thẩm thấu và cung cấp năng lượng cho ẩm
để di chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt.
- Giai đọan tốc độ sấy giảm dần : đọan CD
- Tốc độ sấy giảm
- Nhiệt độ VLS bắt đầu tiếp tục tăng
- Các liên kết bền vững ( liên kết hấp thụ, liên kết mao
dẫn, …) cần cung cấp một năng lượng lớn hơn và ở một nhiệt độ
cao hơn mới tách khỏi VLS.
- Tổng thời gian của giai đọan này lớn hơn rất nhiều so
với tổng thời gian của 2 giai đọan trước đó.
+ Đường cong tốc độ sấy
- Đường cong tốc độ sấy nói lên khả năng giảm ẩm của VLS theo
thời gian.
d tb df ( )

d
d

- Giai đọan đốt nóng và giai đọan tốc độ sấy không đổi: đường
cong sấy đối với tất cả các VLS là giống nhau.
- Tốc độ sấy tăng rất nhanh và giữ không đổi trong suốt quá trình
tốc độ sấy không đổi.
- Những vật liệu sấy có cấu trúc và liên kết ẩm khác nhau sẽ có
hình dạng khác nhau.
+ Đường cong nhiệt độ sấy
- 12 -