TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH MÁY SẤY PHẤN HOA NĂNG SUẤT 5KGMẺ

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH MÁY
SẤY PHẤN HOA NĂNG SUẤT 5KG/MẺ

Tác giả

Phạm Hữu Trực

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

Giáo viên hướng dẫn:
KS. Bùi Quốc Khoa
TS. Lê Anh Đức

Tháng 7 năm 2010
 

i 


LỜI CẢM TẠ
Con xin chân thành kính ghi ơn cha mẹ đã sinh ra và tạo điều kiện tốt nhất để
con có được như ngày hôm nay.
Em xin trân trọng biết ơn:
Ban giám hiệu, ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ trường Đại Học
Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học
tập.
Đặt biệt thầy KS. Bùi Quốc Khoa và TS. Lê Anh Đức đã nhiệt tình giúp đỡ em
hoàn thành khóa luận này.
Đồng cám ơn các bạn lớp Công Nghệ Nhiệt Lạnh 32 đã giúp đỡ em trong suốt

thời gian học tập và làm đề tài này.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn!

TP. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2010
Phạm Hữu Trực

 

ii 


TÓM TẮT
Tên đề tài: “Tính toán, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy sấy phấn
hoa năng suất 5kg/mẻ”.
1. Mục tiêu
- Tính toán, thiết kế, chế tạo máy sấy phấn hoa với năng suất 5kg/mẻ.
- Khảo nghiệm
2. Nội dung thực hiện
- Tìm hiểu về sản phẩm phấn hoa.
- Tìm hiểu lý thuyết sấy chân không.
- Tìm hiểu các phương pháp bảo quản phấn hoa.
- Chọn mô hình máy sấy.
- Tính toán, thiết kế, chế tạo máy sấy chân không năng suất 5kg/mẻ.
- Khảo nghiệm và xử lý số liệu.
3. Kết quả chính đạt được
a/ kết quả:
- Tính toán, thiết kế,Chế tạo máy sấy phấn hoa 5kg/mẻ.
- Khảo nghiệm máy.
b/ Tính toán thiết kế mô hình máy:
- Năng suất máy sấy 5kg/mẻ.

- Buồng sấy dạng hình trụ có đường kính 0,5 m, dài 0,9 m.
- Bộ phận cấp nhiệt bằng điện trở, tổng công suất 3,25 kW gồm 5 hộp
điện trở, mỗi hộp gồm 5 điện trở, công suất mỗi cái 130 W
- Bơm chân không có công suất 1 HP.
- Máy nén lạnh có công suất 1,5 HP.
SV thực hiện đề tài

GV hướng dẫn đề tài

Phạm Hữu Trực

KS. Bùi Quốc Khoa
TS. Lê Anh Đức

 

iii 


MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................ ii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iii
DANH CÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
Chương 2 TỔNG QUAN ................................................................................................3
2.1. Tổng quan về phấn hoa ......................................................................................3
2.1.1. Khái niệm và nguồn gốc ................................................................................3
2.1.2. Công dụng của phấn hoa ................................................................................4

2.1.3. Thành phần phấn hoa .....................................................................................5
2.1.4. Một số quy định về tiêu chuẩn của phấn hoa .................................................7
2.1.5. Tình hình sản xuất và sử dụng phấn hoa trên thế giới ...................................7
2.1.6. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hoạt tính chống oxy hóa của phấn hoa
..................................................................................................................................8
2.2. Các phương pháp bảo quản phấn hoa ..............................................................8
2.2.1. Phơi nắng........................................................................................................8
2.2.2. Sấy bằng tủ sấy...............................................................................................9
2.2.3. Bảo quản bằng cách ủ với đường .................................................................10
2.3. Tìm hiểu chung về quá trình sấy .....................................................................10
2.3.1. Ẩm trong vật liệu sấy ...................................................................................10
2.3.2. Các dạng liên kết ẩm ....................................................................................11
2.3.3. Truyền nhiệt, truyền chất và động học quá trình sấy ...................................11
2.3.4. Các phương pháp sấy và thiết bị sấy ............................................................14
2.4. Tìm hiểu chung về máy sấy chân không .........................................................15
2.4.1. Nguyên lý cơ bản của máy sấy chân không .................................................15
2.4.2. Hệ thống chân không trong thiết bị sấy chân không ....................................16
 

iv 


2.5. Cở sở lý thuyết tính toán các thiết bị trong máy sấy chân không ................17
2.5.1. Khái niệm cơ bản về bức xạ nhiệt ................................................................17
2.5.2. Các định nghĩa cơ bản của bức xạ nhiệt ......................................................17
2.6. Phương pháp tính toán và thiết kế máy..........................................................18
2.6.1. Tính toán lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy........................................18
2.6.2. Cơ sở tính toán bơm chân không .................................................................20
2.6.3. Cơ sở tính dàn lạnh, dàn nóng......................................................................22
2.6.4. Tính toán hệ thống ngưng tụ ........................................................................23

2.7. Một số mẫu máy sấy chân không có mặt trên thị trường .............................24
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ....................................................28
3.1. Phương pháp .....................................................................................................28
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ..............................................................28
3.1.2. Phương pháp chế tạo ....................................................................................28
3.1.3. Phương pháp khảo nghiệm...........................................................................28
3.2. Phương tiện........................................................................................................29
3.2.1. Thời gian và địa điểm ..................................................................................29
3.2.2. Đối tượng .....................................................................................................29
3.2.3. Dụng cụ thí nghiệm ......................................................................................29
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................30
4.1. Kết quả tính toán thiết kế.................................................................................30
4.1.1. Các dữ liệu thiết kế ......................................................................................30
4.1.2. Lựa chọn nguyên lý cấu tạo và nguyên lý hoạt động...................................30
4.1.3. Tính toán kích thước buồng sấy ...................................................................32
4.1.4. Tính toán lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy........................................34
4.1.5. Tính chọn bơm chân không..........................................................................38
4.1.6. Tính toán chọn dàn lạnh, dàn nóng ..............................................................39
4.1.7. Tính hệ thống ngưng tụ ................................................................................41
4.1.8. Tính bình ngưng ...........................................................................................42
2.1.9. Thiết kế mạch điều khiển .............................................................................45
4.2. Kết quả khảo nghiệm........................................................................................46
 

v 


4.2.1. Khảo nghiệm không tải ................................................................................46
4.2.2. Khảo nghiệm có tải .....................................................................................46
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................50

5.1. Kết luận ..............................................................................................................50
5.2. Đề nghị ...............................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................51

 

vi 


DANH CÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

 

σ : Suất căng mặt ngoài

J : Mật độ dòng ẩm

r : Bán kính

α : Hệ số trao đổi nhiệt

τ : Thời gian sấy

Q0 : Dòng năng lượng bức xạ từ bên ngoài

r : Ẩn nhiệt hóa hơi

QA : Dòng năng lượng bị vật hấp thu

G : Khối lượng nước

QR : Dòng năng lượng bị vật phản xạ lại

p : Áp suất

A : Hệ số hấp thu

Ga : Khối lượng nước

E : Khả năng bức xạ

ω : Độ ẩm tương đối

Ehd: Khả năng bức xạ hiệu dụng

ωk : Độ ẩm tuyệt đối

F: Diện tích

ω0 : Độ ẩm ở tâm vật

δi: Chiều dày vách

ωb : Độ ẩm bề mặt

q: Mật độ dòng nhiệt

ωtb : Độ ẩm trung bình

V: Thể tích buồng sấy

ωcb : Độ ẩm cân bằng

m: Khối lượng không khí

ρ : Khối lượng riêng

ηđo.n: Hệ số hiệu dụng đẳng nhiệt.

c : Nhiệt dung riêng

K: Hệ số truyền nhiệt

λ : Hệ số dẫn nhiệt

Q: Năng suất hút của máy

N: Công suất

k: Hệ số đọan nhiệt của không khí

vii 


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hinh 2.1: Hình ảnh phấn hoa ..........................................................................................3
Hình 2.2: Ong mang phấn hoa ........................................................................................4
Hình 2.2: Phơi phấn hoa ................................................................................................9
Hình 2.3: Đường cong sấy ............................................................................................12
Hình 2.4: Máy sấy chân không trụ tròn ........................................................................24

Hình 2.5: Máy sấy chân không kiểu tủ .........................................................................25
Hình 2.6: Máy sấy chân không vi sóng ........................................................................26
Hình 2.7: Máy sấy chân không thùng quay ..................................................................27
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy. .....................................................31
Hình 4.2: Thùng sấy .....................................................................................................33
Hình 4.3: Bố trí thiết bị sấy ..........................................................................................33
Hình 4.4: Bộ phận cấp nhiệt .........................................................................................38
Hình 4.5: Dàn ngưng tụ ẩm ..........................................................................................42
Hình 4.6 : Bình ngưng tụ ẩm ........................................................................................43
Hình 4.7: Bản vẽ máy sấy sau khi thiết kế ...................................................................44
Hình 4.8: Sơ đồ mạch điện và mạch điều khiển ...........................................................45

 

viii 


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: các chất dinh dưỡng trong phấn hoa .................................................................6
Bảng 2:so sánh hàm lượng axit amin của phấn hoa với một số thực phẩm khác ...........6
Bảng 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hoạt tính chống
oxy hóa của phấn hoa ......................................................................................................8
Bảng 4: Bảng kết quả lượng nhiệt cho quá trình sấy ....................................................37
Bảng 5: Bảng số liệu thể hiện sự giảm ẩm của phấn hoa ở độ dày 15mm ...................47
Bảng 6: Bảng số liệu thể hiện sự giảm ẩm của phấn hoa ở độ dày 20mm. ..................48

 

ix 

Chương 1
MỞ ĐẦU
Nước ta có hơn 10 triệu ha rừng tự nhiên, diện tích cây công nghiệp lâu năm,
đây là nguồn thức ăn dồi dào cho ong mật. Do đó rất thuận lợi để phát triển nghề nuôi
ong mật. Sản phẩm khai thác từ loài ong mật không chỉ có mật ong mà còn có nhiều
sản phẩm khác như sữa ong chúa, phấn hoa, nọc ong, keo ong, sáp ong và cả xác của
các loài ong. Đây là một nguồn dược liệu và thực phẩm có giá trị khá cao cho đời sống
và cũng là nguồn xuất khẩu. Sản phẩm mật ong của nước ta được xuất khẩu đi các thị
trường lớn như Mỹ, Nhật Bản, Đức, Châu Âu đem lại nguồn ngoại tệ đáng kể hàng
năm.
Phấn hoa khi ong mang về thường có hàm lượng nước rất cao (25 – 40% ) nên
chúng dễ bị lên men và bị thối rữa, do vậy cần phải được bảo quản lạnh hoặc sấy khô.
Hầu hết các cơ sở sản xuất vẫn chưa có các quy trình công nghệ cũng như các thiết bị
tiên tiến để sấy và bảo quản phấn hoa. Người dân chủ yếu đem phấn hoa thu được ra
phơi nắng hoặc đưa vào sấy trong các lò thủ công đốt nóng bằng than, củi. Cách làm
này không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng, do vậy phấn hoa thu được chủ yếu
dùng cho ong ăn lại.
Ngày nay với sự phát triển tiến bộ của khoa học kỹ thuật là sự ra đời của nhiều
phương pháp bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm như: đông lạnh, làm khô, xử lý
hóa chất, sấy thăng hoa, sấy chân không,…Ưu điểm của sấy chân không là nhờ vào
giảm nhiệt độ điểm sôi của nước nên có thể sấy sản phẩm sấy ở nhiệt độ thấp. Vì vậy,
sản phẩm sau khi sấy có thể giữ được màu sắc, mùi vị, các yếu tố vi lượng…chất
lượng sấy được đánh giá cao so với các phương pháp sấy khác.
Từ những lợi ích thực tế đó, với mong muốn nâng cao chất lượng sản phẩm
phấn hoa tốt hơn tôi cũng đã tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau như sách, báo,
 

1 

internet,…và quyết định thử nghiệm thiết kế máy sấy chân không cho sản phẩm phấn
hoa nhằm mục đích ứng dụng vào sản xuất, nâng cao chất lượng của phấn hoa, tạo
nguồn hàng mới cho phục vụ tiêu dùng và suất khẩu.
Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ và hướng
dẫn của thầy: KS. Bùi Quốc Khoa và TS. Lê Anh Đức; tôi tiến hành thực hiện đề tài :“
Tính toán, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy sấy phấn hoa năng suất 5
kg/mẻ”
Mục đích chính của đề tài:
- Tính toán, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy sấy phấn hoa theo
nguyên lý sấy chân không với năng suất 5kg/mẻ.

 

2 


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về phấn hoa
2.1.1. Khái niệm và nguồn gốc
a) Khái niệm
Tên khoa học : Pillen
Phấn hoa còn có tên là phấn ong, phương ong, là sản phẩm giàu chất dinh
dưỡng được ong thu về từ các nhị hoa của các loài cây khác nhau để làm thức ăn cho
chúng.
Phấn hoa có nhiều màu sắc (vàng, vàng xám, đỏ nhạt, nâu nhạt v.v…) và hương
vị khác nhau tùy từng loài hoa.

Hinh 2.1: Hình ảnh phấn hoa

b) Nguồn gốc phấn hoa
Hằng ngày, đàn ong thợ rất siêng năng cần mẫn đi về hàng trăm lượt đến các
vườn cây trái, hoa màu để thu nhặt phấn hoa cất vào “ giỏ phấn”, là cái hốc nhỏ ở chân
sau của nó. Khi đi lấy phấn, con ong không cố tình chọn lựa hay phân biệt một loại

 

3 


hoa nào để mang về, mà hễ gặp hoa nào là chúng sà đến thu nhặt cho bằng hết những
hạt phấn nhỏ li ti rồi nén chặt vào “giỏ phấn” cho đến khi đầy mới bay về tổ mà cất.
Khi bay về tổ con ong gạt hai viên phấn đó vào các ô lăng để tiếp tục chế biến
và dự trữ làm lương ong. Nhưng nếu nguồn phấn thừa và dồi dào thì ta dùng lưới thoát
có đường kính là 4,5mm để khi con ong chui qua rồii hạt phấn rớt lại mà ta thu hoạch (
thu được khoảng 60 – 70 % hạt phấn ) còn lại con ong vẫn mang được vào tổ 30 – 40
% để làm lương ong.

Hình 2.2: Ong mang phấn hoa
2.1.2. Công dụng của phấn hoa
Theo y học cổ truyền, phấn hoa có vị ngọt, tính bình, tác dụng tẩm bổ cường tráng,
ích khí dưỡng huyết và bổ thận. Người ta thường dùng phấn hoa để trị chứng suy nhược,
thận tinh bất túc với các triệu chứng mỏi mệt rã rời, bồn chồn, bực bội, hoa mắt, chóng
mặt, mất ngủ, hay quên, ăn kém, suy giảm tình dục, đau lưng mỏi gối, liệt dương, di tinh,
xuất tinh sớm, đái đêm nhiều, muộn con, tắt kinh sớm... Y thư cổ Thần nông bản thảo kinh
cho rằng, nếu dùng phấn hoa lâu ngày có thể làm cho cơ thể trở nên nhẹ nhàng, khí lực
sung mãn, trẻ lâu.
Nhiều bằng chứng khoa học đã ghi nhận, phấn hoa có tác dụng phòng chống cao
huyết áp, xơ vữa động mạch, tiểu đường, viêm loét dạ dày tá tràng, viêm gan, chống lão
hóa, chống phóng xạ, tăng cường công năng miễn dịch, thúc đẩy quá trình tạo huyết, kiện

não, bổ tủy, cải thiện trí nhớ, điều tiết nội tiết tố, khống chế tuyến tiền liệt tăng sinh, tăng
cường khả năng tình dục, phòng chống ung thư và làm đẹp da.

 

4 


2.1.3. Thành phần phấn hoa
Thành phần phấn hoa thay đổi theo cây nguồn mật và thể hiện nhiều biến động hơn
mọi sản phẩm khác của đàn ong, phấn hoa “ong kiếm về” lấy từ những loài cây do ong
chọn lựa và lẫn một ít đường phụ thêm có nguồn gốc từ mật ong hoặc mật hoa mà ong
dùng làm cho phấn hoa ẩm để vo thành viên phấn“ở chân sau”.
Phấn hoa ong kiếm về có những đặc tính kháng sinh và khả năng nẩy mầm của hạt
phấn có thể bị hư hại, trừ khi sau khi thu hoạch có xử lý thích đáng.
Mỗi hạt có khoảng 3-5 triệu tế bào phấn hoa, chứa 22 loại acid amin, 14 loại
vitamin, 18 loại men thiên nhiên và nhiều hoạt chất sinh học khác có lợi cho sức khỏe con
người.
Phấn hoa thực chất là những tế bào sinh sản giống đực của các loài hoa được ong
thu lượm. Phấn hoa có giá trị dinh dưỡng rất cao, thậm chí còn hơn cả những thực phẩm
như trứng, sữa... Phấn hoa có chứa protein, axit amin, carbonhydrate, nhiều chất khoáng
như K, Ca, Na, S, Cu, Fe... vitamin: B1, B2, B3, B6, A, D, E...

 

5 


Bảng 1: Các chất dinh dưỡng trong phấn hoa
Các vitamin

Các chất khoáng

Enzim và

Các axit béo

Axit amin

co-emzim
Provitamin A

Calcium

Disstase

Caproic

Tryptophan

Vitamin B1

Phosphorus

Phosphatase

Caprylic

Leucine

Vitamin B2

Iron

Amylase

Capric

Lysine

Vitamin B3

Copper potassium Cataiase

Lauric

Isoleucine

Vitamin B5

Magnesium

Saccharase

Myristic

Methionine

Vitamin B6

Manganese

Diaphorase

Palmitic

Cystine

Vitamin B12

Silica

Pectase

Palmitoleic

Thresonine

Vitamin C

Sulphur

Cozymase

Uncowa

Arginine

Vitamin D

Sodium

Cytochrome

Stearic

Phenylalanine

Vitamin E

Titanium

Systems

Oleic

Histidine valine

Vitamin H

Zine

Lactic

Linoleic

Glutamic axit

Vitamin K

Iodine

Dehydrogenase

Arachidic

Tyrosine

Vitamin PP

Chlorine

Succinic

Stearic

Glycine serine

Limolenic

Proline

Brucic

Alanine

Boronmolybenum Dehydrogenase

Aspartic axit
Hydroxyproline

(nguồn )
Bảng 2:so sánh hàm lượng axit amin của phấn hoa với một số thực phẩm khác

1

Iso-

Leusine

Lysine

leusine

Methi-

Phenyl-

Thre-

Tryp-

onine

alamine

onine

tophane

Valine

Thịt bò

0.93

1.28

1.45

0.42

0.66

0.81

0.20

0.91

Trứng

0.85

1.17

0.93

0.39

0.69

0.67

0.20

0.90

Pho mat

1.74

2.63

2.34

0.80

1.43

1.38

0.34

2.05

Phấn hoa

4.50

6.70

5.70

1.82

3.90

4.00

1.30

5.70

(nguồn )
 

6 


2.1.4. Một số quy định về tiêu chuẩn của phấn hoa
Do thành phần của phấn hoa phụ thuộc vào nguồn gốc và chủng loại phấn hoa,
do vậy cho đến nay vẫn chưa có tiêu chuẩn chung của quốc tế, tuy nhiên những chỉ
tiêu được lấy làm căn cứ trong giao dịch thương mại (theo tiêu chuẩn của Nga) đó là:
● Chỉ tiêu cảm quan:
- Màu: Nâu, vàng, mầu cát, xanh xám, đen, tím
- Bên ngoài: khối hạt tơi đều, tạp chất không quá 1,5%. Các hạt rắn bóp
không nát vụn, ấn bằng vật rắn thì dẹp xuống hay vụn một phần.
- Mùi: thơm đặc trưng của phấn hoa, không có mùi chua
- Vị: ngọt thơm, có thể hơi đắng và chua

- Tạp chất khác: không bị mốc, nhậy, sâu bọ
● Chỉ tiêu lý, hóa
- Ẩm độ: < 10%
- pH: > 4
- Tro: < 3,9
- Nitơ tòan phần: > 3,3%
- Tạp chất khác: không có
- Độc chất: không có
- Riêng ở Tây – Ban – Nha có thêm chỉ tiêu hàm lượng proline.
2.1.5. Tình hình sản xuất và sử dụng phấn hoa trên thế giới
Hiệp hội nuôi ong quốc tế (APIMOMDIA) chưa có số liệu cập nhập về tình
hình sản xuất phấn hoa thương phẩm, tuy nhiên theo tổng kết của Crane thì những
nước sản xuất phấn hoa gồm có Pháp, Đức, Hungary, Rumani, Tây Ban Nha, Liên Xô
(cũ), nam Tư, Argentina, Chile, Mexico, Uruguay, Mỹ, Ustralia, Trung Quốc, Israen,
đài Loan, Tuynidi và Việt Nam. Những nước xuất khẩu phấn hoa là Argentina, Tây
Ban Nha, Hungary, và Đài Loan. Những nước nhập khẩu phấn hoa là Belarua, Pháp,
Đức, Italia, Anh và Mỹ, giá bán tại Mỹ là 60- 68,3 USD/kg, tại Đức là 74,4 – 84,7
UER ( Natarallife, 2009).

 

7 


Theo Garcia – villanova và cộng sự (2004) thì hàng năm Tây Ban Nha sản xuất
khoảng 1000 tấn phấn, phần lớn là dành cho xuất khẩu với giá bán rất cao vì chất
lượng nguồn phấn rất tốt, gần 80% sản lượng phấn là thu từ cây Cistus ladanifer.
Tại Việt Nam sản lượng phấn hoa chủ yếu thu được từ ba loại cây là: cà phê, trà
và cao su sản lượng hàng năm khoảng 800 tấn. Vì cách sơ chế và bảo quản không tốt,
khiến cho dinh dưỡng trong phấn hoa bị giảm đi nhiều, các chất quý biến mất, điều

kiện bảo quản không tốt,… nên phấn hoa chủ yếu được tiêu thụ trong nước, hầu hết là
dùng cho ong ăn lại khoảng 640 tấn chiếm khoảng trên 80%, nhu cầu sử dụng 160 tấn
chiếm khoảng 20% và tập trung chủ yếu ở các thành phố lớn.
2.1.6. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hoạt tính chống oxy hóa của phấn
hoa
Các mẫu phấn hoa được làm khô bằng cách phơi nắng, sấy trong lò sấy thủ
công và đông khô đã được xác định hoạt tính chống ôxy hóa.
Bảng 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hoạt tính chống
oxy hóa của phấn hoa
Số lần

Trung

Khoảng

Số mẫu

lặp lai

bình

giá trị

Phơi nắng

3

3

30,72

29,07 - 32,34

Sấy thủ công

3

3

50,83

47,49 - 54,16

Đông khô

3

3

90,95

87,62 - 94,28

P
<<0,05

(nguồn: Lê Minh Hoàng và Cộng sự, 2007).
2.2. Các phương pháp bảo quản phấn hoa
2.2.1. Phơi nắng
Trải mỏng phấn hoa trên tấm bạt hay tấm tôn, phơi 3 nắng để đạt độ khô 10%.

Phương pháp này phấn hoa sẽ mất đi một số thành phần và không được vệ sinh. Do đó
phấn hoa thành phẩm chỉ để cho ong ăn vào mùa khan phấn hoặc mùa khai thác mật
cao su.
• Ưu điềm:
- Thực hiện đơn giản.
 

8 


- Không tốn năng lượng.
- Có thể sấy lượng lớn với chi phí thấp.
• Nhược điểm:
- Không kiểm soát được nhiệt độ sấy.
- Tốc độ sấy phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
- Tốn nhiều nhân công.
- Phấn hoa bị mất đi một số chất và không đảm bảo vệ sinh, chất lượng sản
phẩm kém.

Hình 2.2: Phơi phấn hoa
2.2.2. Sấy bằng tủ sấy
Để phấn hoa có thể trở thành thực phẩm cho người sử dụng được. Ta cần sấy
phấn hoa trong tủ sấy ở 400 C đựng vào bao bì sạch và đậy kín có chống ẩm. Các
thiết bị chủ yếu của máy sấy gồm buồng sấy, ở phía dưới có bộ phận cấp nhiệt (điện
trở), phía trên là các khay chứa phấn hoa. Điện trở cung cấp nhiệt để làm khô phấn
hoa, trong quá trình sấy cần phải đảo các khay để phấn hoa khô đều và không bị cháy.
Hiện nay ở nhiều nước đã hạn chế việc phơi nắng (vì phấn hoa bị nhiễm bụi bẩn và các
vi sinh độc hại, đồng thời phấn hoa bị biến chất) để chuyển sang sấy bằng khí nóng
khô. Theo Campos và cộng sự (2003), áp dụng công nghệ sấy phấn hoa bằng khí khô,
nhiệt độ khoảng 400C để làm khô phấn hoa trong thời gian ngắn, sẽ hạn chế được sự

tổn thất của các chất dinh dưỡng có trong phấn hoa và bảo quản được trong khoảng 15
tháng..

 

9 


• Ưu điểm:
- Kiểm soát được nhiệt độ
- Phấn hoa giữ được màu sắc và mùi vị như ban đầu, đảm bảo được vệ sinh.
• Nhược điểm:
- Tốn nhiều thời gian.
- Chất lượng không cao
2.2.3. Bảo quản bằng cách ủ với đường
Phấn hoa phơi một nắng cho ráo nước, sau đó cho vào những bình miệng rộng
cứ một lớp phấn khoảng 3cm thì một lớp đường 2cm và trên cùng là lớp đường. Sau
một thời gian đường chảy ra và hoà vào phấn. Cách bảo quản này hầu như giữ được
gần hết các thành phần phấn hoa rất tốt để làm hàng hóa và cho ong ăn.
• Ưu điểm:
- Đơn giản
- Có thể bảo quản với sản lượng lớn
- Không cần công nhân lành nghề
• Nhược điểm:
- Không đáp ứng được các yêu cầu khác của phấn hoa
2.3. Tìm hiểu chung về quá trình sấy
2.3.1. Ẩm trong vật liệu sấy
+ Ẩm độ vật liệu: Ẩm độ vật liệu quyết định thời gian bảo quản. Mỗi 1% sai
biệt làm ảnh hưởng đến hoạt động của nấm mốc, hư hỏng vật liệu trong quá trình mua
bán bảo quản nông sản.

Có nhiều phương pháp đo ẩm độ nhưng trong thực tế người ta thường dùng hai
phương pháp sau:
- Phương pháp tủ sấy: Đặt khay chứa vật liệu vào trong tủ sấy có nhiệt độ
không đổi, sấy cho đến khi đem ra cân khối lượng không đổi từ đó tiến hành tính ẩm
độ. Phương pháp tủ sấy là phương pháp có độ chính xác cao, là phương pháp dùng để
so sánh, đánh giá các phương pháp khác. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này
là mất nhiều thời gian tiến hành.
 

10 


- Phương pháp gián tiếp: Điện trở hoặc điện dung của vật liệu thay đổi theo ẩm
độ của vật liệu. Dựa vào tính chất này, người ta gián tiếp xác định độ ẩm của vật liệu
bằng phương pháp điện trở. Phương pháp gián tiếp là phương pháp đo rất nhanh đọc
được ẩm độ sau vài giây. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác
không cao do tùy thuộc vào hình dạng kích thước vật liệu, độ ẩm, độ bẩn… Ở khoảng
ẩm độ thấp sai số ( ± 0,3%) nhưng ở ẩm độ cao sai số có thể là ( ± 3%).
2.3.2. 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.
+ Liên kết thẩm thấu: liên kết của nước trong các dung dịch.
2.3.3. Truyền nhiệt, truyền chất và động học quá trình sấy
1/ 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 tác nhân sấy 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 tác nhân sấy 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.

 

11 


- 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)
2/ Động học quá trình sấy
a) Đường cong sấy
Đường cong sấy là quan hệ giữa độ ẩm trung bình tích phân và thời gian
sấy.

ωκ %

A

B

C
K1

t = const
ϕ = const

ωcb

ωk1

D

T, h
Hình 2.3: Đường cong sấy.

ωtb =

1
ω ( x, y, z ,τ ), dV = f (τ )
v ∫∫∫

Trong đó :
ωtb: độ ẩm trung bình.
V: thể tích của vật liệu sấy.
thời gian sấy.
Gồm 3 thành phần tương ứng với 3 giai đọan sấy:
- Giai đọan đốt nóng: (đọan AB) vật liệu sấy 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 vật liệu sấy. Nhiệt độ của vật liệu sấy tăng rất nhanh nhưng thời
gian rất ngắn.

 

12 


- Giai đọan tốc độ sấy không đổi: đoạn BC
+ Nhiệt độ không đổi.
+ Độ ẩm trung bình tích phân giảm rất nhanh ( ωtb = f (τ ) ).
+ Tốc độ sấy:

dωtb df (τ )
=
= const.
dτ
dτ

+ Nhiệt lượng vật liệu sấy 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 vật liệu sấy 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 vật liệu sấy.
+ Tổng thời gian của giai đọan này lớn hơn rất nhiều so với tổng thời gian
của 2 giai đọan trước đó.
b) Đường cong tốc độ sấy
- Đường cong tốc độ sấy nói lên khả năng giảm ẩm của vật liệu sấy theo thời
gian.
d ωtb df (τ )

=
dτ
dτ

- Giai đọan đốt nóng và giai đọan tốc độ sấy không đổi: Đường cong sấy đối
với tất cả các vật liệu sấy 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.
c) Đường cong nhiệt độ sấy
- Đường cong nhiệt độ sấy nói lên sự ảnh hưởng ẩm độ của vật liệu sấy đến
nhiệt độ của quá trình sấy.
 

13 


- Đường cong nhiệt độ tâm vật liệu sấy: t0 = f 0 (ωtb ).
- Đường cong nhiệt độ bề mặt vật liệu sấy: tb = fb (ωtb ).
- Kết thúc quá trình đốt nóng:

tb = tu = tm −

r * J2

α1

tm > tu = tb > t0

ωb = ωtu < ωtb < ω0
- Quá trính tốc độ sấy không đổi:

tb = tu = tm −

r * J2

α1

r: nhiệt ẩn hóa hơi
J2: mật độ dòng ẩm
α1: hệ số trao đổi nhiệt
- Quá trình sấy kết thúc:
tb = t 0 ≈ t m

ωb ≈ ω0 ≈ ωtb ≈ ωcb
2.3.4. Các phương pháp sấy và thiết bị sấy
- Thiết bị sấy là thiết bị dùng để lấy đi nước hoặc hơi nước từ vật liệu sấy thông
qua tác nhân sấy làm cho vật liệu sấy có được ẩm độ mà ta mong muốn.
- Có 2 phương pháp sấy cơ bản: Sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị.

a/ Sấy tự nhiên
Sấy tự nhiên là phương pháp sử dụng nguồn nhiệt bức xạ từ mặt trời để nung
nóng không khí và ẩm trong vật liệu sấy thoát ra ngoài môi trường.

b/ Sấy bằng thiết bị
Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển
ẩm mà chúng ta có 2 phương pháp sấy: Sấy nóng và sấy lạnh.
- Phương pháp sấy nóng: Tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng. Do tác
nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối φ giảm dần đến phân áp suất hơi nước

pam trong tác nhân sấy giảm.
 

14 


+ Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể
nóng (không khí nóng hoặc khói lò). Trong HTS đối lưu người ta lại phân ra các lọai:
hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy tháp…
+ Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng, trong các
hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra độ chênh phân áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi
nước trên bề mặt vật liệu sấy ( hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang,…)
+ Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch
chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuyếch tán vào môi trường.
Trong hệ thống sấy này người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu
sấy và môi trường chỉ bằng cách đốt nóng vật.
- Phương pháp sấy lạnh
+ Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0oC: Tác nhân sấy là không khí trước hết
được khử ẩm (bằng làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ) sau đó lại được đốt nóng (làm
lạnh) đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy.
+ Hệ thống sấy thăng hoa: Hệ thống sấy lạnh mà trong đó ẩm trong vật liệu sấy
ở dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy.
+ Hệ thống sấy chân không: Vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng, các phân tử
nước ở thể rắn không chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi
biến thành hơi đi vào môi trường nước ở thể rắn phải chuyển qua thể lỏng.

2.4. Tìm hiểu chung về máy sấy chân không
2.4.1. Nguyên lý cơ bản của máy sấy chân không
Trong các thiết bị sấy chân không, ẩm tách khỏi vật liệu sấy không phải do đốt
nóng vật mà do tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa bề mặt vật với phân áp suất

hơi nước trong tác nhân sấy và do đó cũng tạo ra độ chênh lệch phân áp suất giữa tâm
với bề mặt.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy chân không là sự phụ thuôc nhiệt độ sôi
của nước vào áp suất mặt thoáng. Nếu làm giảm áp suất môi trường trong thiết bị sấy
xuống đến một áp suất mà ở đó nước trong vật liệu cần sấy bắt đầu sôi, sẽ tạo ra một
chênh lệch áp suất rất lớn trong lòng vật liệu sấy và qua đó hình thành dòng ẩm
chuyển động từ trong lòng vật liệu sấy ra ngoài bề mặt. Ở điều kiện áp suất này, nước
trong vật liệu sẽ sôi. Khi nước trong vật liệu sấy sôi, hóa hơi và làm tăng áp suất trong
 

15 


vật liệu, thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm từ trong ra ngoài bề mặt vật liệu sấy. Chính
vì vậy ở điều kiện chân không vật liệu sẽ khô rất nhanh rút ngắn thời gian sấy và cải
thiện được chất lượng sấy.
Nhờ quá trình hút chân không mà nhiệt độ sấy thấp hơn rất nhiều so với các
phương pháp sấy khác. Vì vậy, sản phẩm sau khi sấy có thể giữ được màu sắc, mùi vị,
cấu trúc vật liệu thay đổi đồng đều nhờ quá trình nước sôi từ bên trong.

2.4.2. Hệ thống chân không trong thiết bị sấy chân không
a/ chọn chế độ chân không cho thiết bị
Việc tạo chân không trong thiết bị sấy chân không nhằm mục đích làm tăng
chênh lệch phân áp suất giữa hơi nước bề mặt vật với phân áp suất hơi nước trong tác
nhân sấy để thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm từ trong ra ngoài bề mặt vật liệu sấy
nhanh hơn. Việc chọn độ chân không cho thiết bị với một sản phẩm sấy ta căn cứ vào
nhiệt độ sấy của sản phẩm để khi đó với áp suất đã chọn nước trong vật liệu sấy sẽ sôi.
b/ Các kiểu máy hút chân không
Năng suất bơm không cố định và giảm theo sự giảm của áp suất hút vì vậy khi
chọn bơm phải căn cứ vào cả năng suất và độ chân không tối đa mà bơm chân không

đó tạo được.
Phân loại bơm chân không
Bơm chân không kiểu piston.
Bơm chân không kiểu roto.
Bơm chân không kiểu phun tia.
Bơm chân không kiểu khuếch tán.
Bơm hoạt động được nhờ vào động cơ kéo bên ngoài, chuyển động quay của
trục động cơ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của pittông trong xilanh. Bơm
dùng trong công nghiệp hóa chất hoặc thực phẩm, công suất của loại bơm này tương
đối cao, áp suất chân không có thể đạt gần áp suất chân không tuyệt đối -760 mmHg.
Có hai loại bơm chân không kiểu pittông: loại nằm ngang và loại nằm đứng
Có ba loại bơm chân không kiểu roto: loại cánh gạt, loại bánh răng và loại trục
vít, áp suất làm việc của bơm roto thường thấp hơn bơm pittông .

 

16