NGHIÊN CỨU SẤY MỘT SỐ NÔNG SẢN ẨM ĐỘ CAO (CÀ PHÊ, KHOAI MÌ) BẰNG MÁY SẤY VỈ NGANG NGHIÊN CỨU SẤY MỘT SỐ NÔNG SẢN ẨM ĐỘ CAO (CÀ PHÊ, KHOAI MÌ) BẰNG MÁY SẤY VỈ NGANG

BỘGIÁO
GIÁODỤC
DỤCVÀ
VÀĐÀO
ĐÀOTẠO
TẠO
BỘ
ĐẠIHỌC
HỌCNÔNG
NÔNGLÂM
LÂMTHÀNH
THÀNHPHỐ
PHỐHỒ
HỒCHÍ
CHÍMINH
MINH
ĐẠI
-----------------------o0o---------------------------------------------o0o-----------------------

NGUYỄNNGỌC
NGỌCCHINH
CHINH
NGUYỄN

NGHIÊN CỨU
CỨU SẤY
SẤY MỘT
MỘT SỐ
SỐ NÔNG
NÔNG SẢN
SẢN ẨM

ẨM ĐỘ
ĐỘ CAO
CAO
NGHIÊN
(CÀ PHÊ,
PHÊ, KHOAI
KHOAI MÌ)
MÌ)BẰNG
BẰNG MÁY
MÁY SẤY
SẤY VỈ
VỈ NGANG
NGANG
(CÀ

Chuyên
Chuyên ngành:
ngành: Kỹ
Kỹ Thuật
Thuật Cơ
Cơ Khí
Khí
Mã
Mã số
số

:: 605214
605214

LUẬNVĂN

VĂNTHẠC
THẠCSĨ
SĨKHOA
KHOAHỌC
HỌCKỸ
KỸTHUẬT
THUẬT
LUẬN

Hướng
Hướng dẫn khoa
khoa học:
TS.
TS. PHAN
PHAN HIẾU
HIẾU HIỀN
HIỀN

Thành phố Hồ Chí Minh
ThànhTháng
phố Hồ
Chí Minh
11/2011
Tháng 11/2011
i


NGHIÊN CỨU SẤY MỘT SỐ NÔNG SẢN ẨM ĐỘ CAO
(CÀ PHÊ, KHOAI MÌ) BẰNG MÁY SẤY VỈ NGANG

NGUYỄN NGỌC CHINH

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH
Đại học Nông Lâm TP.HCM

2. Thư ký:

TS. BÙI NGỌC HÙNG
Đại học Nông Lâm TP.HCM

3. Phản biện 1:

PGS.TS. PHÙNG RÂN
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

4. Phản biện 2:

PGS.TS. NGUYỄN HAY
Đại học Nông Lâm TP.HCM

5. Ủy viên:

TS. PHAN HIẾU HIỀN
Đại học Nông Lâm TP.HCM

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

ii


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Nguyễn Ngọc Chinh, sinh ngày 29 tháng 10 năm 1981 tại thôn Nam
Thắng, xã Hòa Đông, huyện Krông Pắk, tỉnh Đắk Lắk.
Tốt nghiệp Phổ thông Trung học tại trường phổ thông cấp 2, 3 Thắng Lợi, tỉnh
Đắk Lắk.
Tốt nghiệp Đại học tại trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, niên khóa 20002005.
Từ năm 2005 đến nay làm việc tại Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM.
Tháng 10 năm 2008 theo học Cao học chuyên ngành Cơ khí Nông nghiệp tại
trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: Vợ Nguyễn Thị Thanh Ngân sinh năm 1984.
Địa chỉ liên lạc: phòng Quản trị Vật tư, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM
Điện thoại: 083 8960712
Email:

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả

Nguyễn Ngọc Chinh

iv

LỜI CẢM TẠ
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc đến:
Thầy TS. Phan Hiếu Hiền, Giảng viên khoa Cơ khí Công nghệ, nguyên Giám
đốc Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, trường Đại học Nông Lâm
TP.HCM, đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Ban Giám Hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí
Công nghệ, Ban Giám đốc Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, trường Đại
học Nông Lâm TP.HCM đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện
luận văn.
Tập thể giảng viên khoa Cơ khí Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm
TP.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong
suốt quá trình học Cao học.
Tập thể Nghiên cứu viên Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, trường
Đại học Nông Lâm TP.HCM đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thí nghiệm lấy số
liệu thực hiện luận văn.

v


TÓM TẮT
Đề tài “nghiên cứu sấy một số nông sản ẩm độ cao (cà phê, khoai mì) bằng
máy sấy vỉ ngang” được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp,
trường Đại học Nông Lâm TP.HCM thời gian từ tháng 3 đến tháng 4 năm 2011 và
tỉnh Đắk Lắk thời gian từ tháng 8 năm 2011 đến tháng 11 năm 2011.
Các thí nghiệm được tiến hành với các yếu tố thí nghiệm là: Thời điểm đậy
bạt U (t giờ, sau khi sấy ); Thời điểm đảo gió V (t giờ, sau khi sấy ); Mức tĩnh áp
trong buồng sấy P (Pa) được thực hiện với khoai mì lát và cà phê nguyên quả. Kết

quả thí nghiệm với khoai mì lát và cà phê nguyên quả tóm tắt như sau:
Kết quả thí nghiệm với khoai mì lát không tìm ra sự ảnh hưởng của các yếu
tố thời điểm đậy bạt; thời điểm đảo gió; mức tĩnh áp trong buồng sấy đến sự đồng
đều của sản phẩm sấy.
Kết quả thí nghiệm đối với cà phê nguyên quả thì máy sấy hoạt động tối ưu ở
thời điểm đậy bạt U = 4,5 giờ sau khi sấy; thời điểm đảo gió V = 5,6 giờ sau khi sấy
và mức tĩnh áp trong buồng sấy khi đậy bạt P = 196 Pa.
Phương trình hồi quy độ không đồng đều sản phẩm cuối với các yếu tố đầu
vào: U = thời điểm đậy bạt, giờ; V = thời điểm đảo gió, giờ; P = mức tĩnh áp trong
buồng sấy, Pa:
Y = +12,7529 – 0,9579*U – 2,5399*V + 0,01603*P – 1,7914*10-3*U*P +
0,1441*U2 + 0,2388*V2
Thí nghiệm sấy cà phê nguyên quả trên máy sấy thực được thực hiện tại thị
trấn Kiến Đức, huyện ĐắkR' Lấp, tỉnh Đắk Nông cho thấy tính khả thi của nghiên
cứu này trong sản xuất.

vi


SUMMARY
The thesis "study of drying regime of high-moisture farm products (coffee,
cassava) using the flat-bed dryer" was conducted at the Center for Agricultural
Energy and Machinery, Nong Lam University, Ho Chi Minh City from March to
April 2011, and in Dak Lak province from August to November, 2011.
The experiments on cassava chips and coffee beans were conducted with
three experimental factors: Canvas-covering time U (t hours after drying); Airreversed time V (t hours after drying); Static pressure in the drying chamber P (Pa).
Results of experiments are summarized as follows:
Results of experiments with cassava chips did not find out the influence of
the three above factors on the uniformity of the product.
With coffee beans, the optimum dryer operation was followed at the canvascovering time U =4.5 hours after drying; the air-reversed time V = 5.6 hours after

drying and the static pressure in the drying chamber P = 196 Pa.
Regression equation of uniform end product with the input element: U =
canvas-covering time, hours; V = air-reversed time, hours; P = static pressure in the
drying chamber, Pa:
Y = +12.7529 – 0.9579*U – 2.5399*V + 0.01603*P – 1.7914*10-3*U*P +
0.1441*U2 + 0.2388*V2
Testing the dryer is done in the town of Kien Duc, DakR Lap district, Dak
Nong province showed the feasibility of applying this research to production.

vii


MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG

LÝ LỊCH CÁ NHÂN ................................................................................................ iii
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iv
LỜI CẢM TẠ ..............................................................................................................v
TÓM TẮT ............................................................................................................... vi
SUMMARY ............................................................................................................. vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ..................................................................................... xii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... xiii
DANH SÁCH LIỆT KÊ CÁC KÝ HIỆU .................................................................xv
Chương 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................1
1.1.

Đặt vấn đề ......................................................................................................1

1.2.

Mục đích đề tài ..............................................................................................2

1.3.

Giới hạn của đề tài .........................................................................................2

Chương 2 TỔNG QUAN ........................................................................................3
2.1.

Khoai mì lát ...................................................................................................3

2.1.1.

Sơ lược về cây khoai mì .........................................................................3

2.1.2.

Các thành phần cấu tạo của củ khoai mì.................................................3

2.1.3.

Quy trình chế biến khoai mì lát khô .......................................................5

2.2.

Cà phê nguyên quả ........................................................................................6

2.2.1.

Sơ lược về cây cà phê .............................................................................6

2.2.2.

Các thành phần cấu tạo của quả cà phê ..................................................6

viii


2.2.3.
2.3.

Một số quy trình chế biến quả cà phê hiện nay ......................................7

Sơ lược về máy sấy vỉ ngang .........................................................................8

2.3.1.

Một số mẫu máy sấy tĩnh vỉ ngang sấy khoai mì và cà phê nguyên quả

trong nước.............................................................................................................9
2.3.2.

Một số mẫu máy sấy vỉ ngang sấy khoai mì lát và cà phê nguyên quả ở

nước ngoài ..........................................................................................................13
2.4.

Ý kiến và thảo luận ......................................................................................15

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................16
3.1.

Nội dung nghiên cứu ...................................................................................16

3.2.

Thiết bị thí nghiệm ......................................................................................16

3.3.

Bố trí thí nghiệm ..........................................................................................19

3.3.1.

Các yếu tố ảnh hưởng ...........................................................................19

3.3.2.

Các thí nghiệm thăm dò và chọn mức thí nghiệm yếu tố đầu vào .......19

3.3.3.

Phương pháp bố trí thí nghiệm .............................................................19

3.3.4.

Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................20

3.4.

Dụng cụ và phương pháp đo ........................................................................20

3.4.1.

Biến tần điểu khiển tốc độ động cơ ......................................................20

3.4.2.

Bộ điều ẩm ............................................................................................21

3.4.3.

Thiết bị đo ẩm độ vật liệu sấy ...............................................................22

3.4.4.

Thiết bị đo ẩm độ môi trường và ẩm độ không khí sấy ........................23

3.4.5.

Thiết bị đo nhiệt độ sấy.........................................................................24

3.4.6.

Các dụng cụ đo khác .............................................................................24

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................25
4.1

Xác định các thông số nghiên cứu ...............................................................25

Các thông số cần nghiên cứu được tìm hiểu trong bài toán hộp đen như sau: ......25
4.1.1 Xây dựng bài toán ‘hộp đen’ ....................................................................25
4.1.1.1 Xác định các thông số ra ...................................................................25

ix


4.1.1.2 Xác định các thông số vào .................................................................26
4.1.2 Phát biểu bài toán ‘hộp đen’.....................................................................29
4.1.3 Xác định vùng nghiên cứu .......................................................................30
4.1.3.1 Xác định mức tĩnh áp trong buồng sấy..............................................30
4.1.3.2 Xác định thời gian đảo gió ................................................................32
4.1.3.3 Xác định thời gian đậy bạt.................................................................35
4.2

Kết quả sấy khoai mì lát trên mô hình máy sấy vỉ ngang có đảo chiều gió 35

4.2.1 Lập ma trận thí nghiệm sấy khoai mì lát ..................................................35
4.2.2 Kết quả thí nghiệm sấy khoai mì lát.........................................................36
4.2.3 Ý kiến thảo luận về sấy khoai mì lát ........................................................37
4.3

Nghiên cứu sấy cà phê nguyên quả trên mô hình máy sấy vỉ ngang có đảo

chiều gió. ................................................................................................................37
4.3.1 Nghiên cứu sấy cà phê nguyên quả trên mô hình máy sấy vỉ ngang có đảo
chiều gió bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc I ...............................37

4.3.1.1 Xác định vùng nghiên cứu sấy cà phê nguyên quả ...........................37
4.3.1.2 Lập ma trận thí nghiệm sấy cà phê nguyên quả ................................38
4.3.1.3 Kết quả thí nghiệm sấy cà phê nguyên quả theo phương án bậc I ....39
4.3.2 Lập mô hình thống kê thực nghiệm bậc II sấy cà phê nguyên quả ..........40
4.3.2.1 Xác định vùng nghiên cứu sấy cà phê nguyên quả ...........................41
4.3.2.2 Lập ma trận thí nghiệm sấy cà phê nguyên quả ................................42
4.3.2.3 Xử lý kết quả thí nghiệm sấy cà phê nguyên quả..............................43
4.3.2.4 Phân tích hàm độ không đồng đều của việc sấy cà phê nguyên quả .44
4.3.2.5 Kết quả tính toán tối ưu hoá sấy cà phê nguyên quả .........................47
4.3.2.6 Ý kiến thảo luận về sấy cà phê nguyên quả ......................................48
4.4

Một số thí nghiệm thực hiện sấy cà phê trên máy sấy thực ........................48

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................50
5.1 Kết luận ............................................................................................................50
5.2 Đề nghị .............................................................................................................51

x


TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................52
PHỤ LỤC ...............................................................................................................54

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 Các thành phần trên quả cà phê................................................................ 7
Bảng 4.1 Số liệu thí nghiệm tạo bạt tĩnh áp với khoai mì lát .................................. 31
Bảng 4.2 Số liệu thí nghiệm tạo bạt tĩnh áp với cà phê nguyên quả ....................... 31
Bảng 4.3 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm 2 mẻ sấy khoai mì lát ........................ 32
Bảng 4.4 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm 2 mẻ sấy cà phê nguyên quả ............. 33
Bảng 4.5 Các mức và khoảng biến thiên của các yếu tố đầu vào ............................ 35
Bảng 4.6 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm bậc II với khoai mì lát ........ 36
Bảng 4.7 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I ............................ 38
Bảng 4.8 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm bậc I với cà phê nguyên quả
.................................................................................................................................. 39
Bảng 4.9 Miền thực nghiệm theo phương án quay bậc II Box –Hunter ................. 41
Bảng 4.10 Giá trị các điểm ở cánh tay đòn .............................................................. 41
Bảng 4.11 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm bậc II với cà phê nguyên quả
.................................................................................................................................. 43
Bảng 4.12 Kết quả khảo nghiệm thực tế qua 2 mẻ sấy ........................................... 49

xii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Củ khoai mì ............................................................................................. 3
Hình 2.2 Tiết diện ngang của củ khoai mì ............................................................. 4
Hình 2.3 Máy thái khoai mì lát quay tay ................................................................ 5
Hình 2.4 Máy thái khoai mì lát có gắn động cơ ..................................................... 5

Hình 2.5 Các thành phần cấu tạo của quả cà phê ................................................... 7
Hình 2.6 Máy sấy vỉ ngang sấy khoai mì lát .......................................................... 10
Hình 2.7 Máy sấy vỉ ngang sấy đa dụng các sản phẩm .......................................... 10
Hình 2.8 Máy sấy vỉ ngang không đảo gió sử dụng lò đốt vỏ cà phê .................... 11
Hình 2.9 Máy sấy vỉ ngang sấy cà phê ở Đắk Nông .............................................. 12
Hình 2.10 Máy sấy cà phê tại huyện Bảo Lâm, Lâm Đồng .................................. 12
Hình 2.11 Máy sấy vỉ ngang của Đài Loan ............................................................ 13
Hình 2.12 Máy sấy vỉ ngang sấy cà phê thóc ở Philippin ...................................... 14
Hình 2.13 Hệ thống sấy dùng năng lượng mặt trời ở Kenya ................................. 14
Hình 3.1 Máy sấy thí nghiệm ................................................................................. 17
Hình 3.2 Sơ đồ máy sấy thí nghiệm ....................................................................... 17
Hình 3.3 Bộ phận chế tạo thêm của máy sấy thí nghiệm ....................................... 18
Hình 3.4 Bạt tạo tĩnh áp gắn trong máy thí nghiệm ............................................... 19
Hình 3.5 Biến tần NSFC01-01 ............................................................................... 20
Hình 3.6 Giản đồ trắc ẩm ....................................................................................... 21
Hình 3.7 Bộ điều ẩm sử dụng máy lạnh ................................................................ 22
Hình 3.8 Máy đo ẩm độ PM 600 ............................................................................ 23

xiii


Hình 3.9 Tủ sấy mẫu Memmert .............................................................................. 23
Hình 3.10 Máy đo môi trường vi khí hậu Kestrel 3000 ......................................... 23
Hình 3.11 Dụng cụ hỗ trợ đo gió bề mặt ................................................................ 23
Hình 4.1 Bạt lỗ tĩnh áp ........................................................................................... 30
Hình 4.2 Đồ thị quá trình giảm ẩm các lớp sấy khoai mì lát mẻ sấy số 1 .............. 32
Hình 4.3 Đồ thị quá trình giảm ẩm các lớp sấy khoai mì lát mẻ sấy số 2 .............. 33
Hình 4.4 Đồ thị quá trình giảm ẩm các lớp sấy cà phê quả mẻ sấy số 1 ................. 34
Hình 4.5 Đồ thị quá trình giảm ẩm các lớp sấy cà phê quả mẻ sấy số 2 ................. 34
Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số vào đến độ không đồng

đều sản phẩm sấy ở dạng thực ................................................................................ 45
Hình 4.7 Đồ thị quan hệ U-V-Y ở dạng không gian 3 chiều ................................. 46
Hình 4.8 Đồ thị quan hệ U-P-Y ở dạng không gian 3 chiều .................................. 46
Hình 4.9 Đồ thị quan hệ V-P-Y ở dạng không gian 3 chiều .................................. 47
Hình 4.10 Máy sấy cà phê 2 tấn/mẻ có bộ phận tạo tĩnh áp ................................... 48

xiv


DANH SÁCH LIỆT KÊ CÁC KÝ HIỆU
Số yếu tố đầu vào

k

-

L

m3/s/tấn

M

%

Ẩm độ đầu vào của hạt, cơ sở ướt

N

-

Số thí nghiệm

no

-

Số thí nghiệm ở tâm

P

Pa

Mức tĩnh áp trong buồng sấy

Tmt

0

C

Nhiệt độ môi trường

Ts

0

C

Nhiệt độ sấy

Lưu lượng không khí sấy

U

(t giờ, sau khi sấy )

Thời điểm đậy bạt

V

(t giờ, sau khi sấy )

Thời điểm đảo gió

x

m

Bề dày lớp hạt

X

-

Biến mã hóa các yếu tố đầu vào

X1

-

Biến mã hóa thời điểm đậy bạt

X2

-

Biến mã hóa thời điểm đảo gió

X3

-

Biến mã hóa mức tĩnh áp trong buồng sấy

Y

-

Độ không đồng đều sản phẩm cuối

P

Pa

U

-

Khoảng biến thiên của thời điểm đậy bạt

V

-

Khoảng biến thiên của thời điểm đảo gió

(,)

-

Dấu thập phân

(/)

-

Dấu chia trong công thức

(*)

-

Dấu nhân trong công thức

Khoảng biến thiên của mức tĩnh áp trong
buồng sấy

xv

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Nước ta thuộc nhóm các nước đang phát triển với một nền kinh tế nông
nghiệp truyền thống, qua nhiều thập niên trở lại đây nền nông nghiệp của Việt Nam
ngày càng phát triển vững mạnh. Hiện nay, khi nền kinh tế thế giới đang chuyển
mạnh sang các ngành công nghiệp, dịch vụ... thì nền nông nghiệp Việt Nam vẫn là
một ngành có đóng góp đáng kể vào tổng thu nhập quốc dân.
Chính vì vậy mà Đảng và Nhà nước luôn coi trọng công cuộc công nghiệp
hoá, hiện đại hoá sản xuất nông nghiệp nông thôn, nhờ đó mà ngành nông nghiệp đã
có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng thu hoạch từ các loại nông sản qua
các mùa vụ ngày càng được nâng cao.
Sản xuất nông nghiệp tăng, đòi hỏi công nghệ sau thu hoạch phải phát triển
mạnh để có thể bảo quản tốt sản phẩm làm ra. Hầu hết các sản phẩm nông nghiệp
dạng hạt như lúa, ngô, đậu, vừng, cà phê ... sau khi thu hoạch thì cần làm khô kịp
thời tránh hư hỏng do nấm mốc, mối, mọt đồng thời đáp ứng yêu cầu cho quá trình
chế biến tiếp theo.
Trước đây các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt sau khi thu hoạch về đều
được làm khô bằng phương pháp phơi nắng. Nhưng phương pháp đó chỉ hiệu quả
khi mùa thu hoạch là mùa khô, còn khi thu hoạch về mà thời tiết cứ mưa liên tục
kéo dài thì sản phẩm s không được phơi khô dẫn đến nảy mầm, đen, mốc

và

ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy có một phương pháp khác đã ra
đời để làm khô sản phẩm kịp thời trong mọi tình hình thời tiết đó là phương pháp
sấy.
Trên thế giới đã có rất nhiều loại thiết bị sấy hiện đại, có công suất lớn
nhưng giá thành lại quá cao và đòi hỏi kỹ thuật vận hành phức tạp nên không thể
đưa các loại máy đó vào cho sản xuất nông nghiệp nước ta.

1


Nước ta hiện đang có đa dạng các loại máy sấy đang phục vụ trong nông
nghiệp, từ máy sấy tầng sôi, máy sấy tháp, máy sấy trống quay, máy sấy tĩnh

với

từng ưu và nhược điểm của từng loại để áp dụng cho các vùng sản xuất các loại cây
khác nhau.
Với ưu điểm là có thể sấy nhiều loại nguyên liệu khác nhau, không cần đảo
trộn thủ công, chiếm diện tích nhỏ và đặc biệt là giá thành có thể chấp nhận được,
máy sấy tĩnh vỉ ngang đang ngày càng được nông dân ưu chuộng để đưa vào sản
xuất.
Tuy nhiên hạn chế của máy sấy này là khi sấy các nguyên liệu có độ rỗng
cao, chiếm diện tích lớn thì ẩm độ cuối cùng của sản phẩm sấy là sai khác nhiều. Vì
vậy với đề tài nghiên cứu sấy một số nông sản ẩm độ cao (cà phê, khoai mì) bằng
máy sấy vỉ ngang chúng tôi có sử dụng và cải tiến mô hình máy sấy vỉ ngang hiện
có tại Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp để tìm hiểu về yếu tố độ không
đồng đều ẩm độ cuối của sản phẩm sấy và thời gian sấy của mẻ sấy.
1.2. Mục đích đề tài
Giảm độ không đồng đều của sản phẩm cuối, giảm chi phí sấy, bảo đảm các
yêu cầu chất lượng sấy khi sấy các loại nguyên liệu có ẩm độ cao như khoai mì lát,
cà phê nguyên quả trên máy sấy tĩnh vỉ ngang loại đảo chiều gió.
1.3. Giới hạn của đề tài
Đề tài nghiên cứu về quy trình sấy nông sản nên thường bị hạn chế về thời
gian do mùa vụ thu hoạch. Mặt khác nguồn nguyên liệu dùng để thí nghiệm thường
không ổn định (lúc tập trung nhiều, lúc thì không có để thí nghiệm) s là những trở
ngại lớn về tổ chức thực nghiệm, do đó trong đề tài có những thí nghiệm được thực

hiện cách nhau về thời gian khá xa tuy không phản ánh chính xác về điều kiện thí
nghiệm cho lắm nhưng cũng có thể chấp nhận về kết quả được.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
Quá trình nghiên cứu của đề tài, có tìm hiểu sơ bộ về vật liệu sấy là củ khoai
mì lát, cà phê nguyên quả ở Việt Nam cũng như các đặc tính và quy trình chế biến
để làm cơ sở cho phần nghiên cứu về sấy trên máy sấy vỉ ngang sau này.
2.1. Khoai mì lát
2.1.1. Sơ lược về cây khoai mì
Cây khoai mì có nguồn gốc ở Nam Mỹ. Khoai mì được du nhập vào Việt
Nam từ thế kỷ thứ 19. Đây là loại cây phát triển tốt trên các vùng đất cát ven biển,
đất phù sa ở mọi miền đất nước.
Ở Việt Nam, cây khoai mì đã chuyển đổi vai trò từ cây lương thực thành cây
công nghiệp với tốc độ cao, năng suất và sản lượng khoai mì đã tăng nhanh ở thập
kỷ đầu của thế kỷ XXI. Cây khoai mì là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông
dân nghèo do khoai mì dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều
kiện kinh tế nông hộ (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1995).
2.1.2. Các thành phần cấu tạo của củ khoai mì

Hình 2.1 Củ khoai mì
Củ khoai mì được phát triển từ rễ, rễ củ là do rễ con được tập trung dinh
dưỡng mà thành. Khi cây khoai mì bắt đầu ra rễ, số lượng rễ con rất nhiều. Khi cây
trưởng thành chỉ một số rễ được tích lũy đấy đủ tinh bột mới tiếp tục phát triển
thành củ thu hoạch. Củ khoai mì lớn có dạng hình trụ hoặc hình thoi có kích thước

3

từ 2 đến 15 cm. Củ có thể có hoặc không có cuống củ. Tiết diện ngang của củ khoai
mì gồm có 4 phần chính:

Hình 2.2 Tiết diện ngang của củ khoai mì
- Phần vỏ gỗ có màu nâu, nâu sẫm, hơi trắng... dày khoảng 0,2 cm đến 0,6
cm, chiếm 0,5 đến 3% khối lượng của củ và được cấu tạo bởi Cenllulô. Mặc dù nó
rất mỏng nhưng rất cứng. Lớp vỏ có nhiệm vụ bảo vệ tránh tác động của các yếu tố
gây tổn thương làm hư hại củ. Vì thế, khi thu hoạch khoai mì cần hạn chế gây sây
sát làm bong vỏ do khi lớp vỏ gỗ bị sây sát, củ khoai mì rất dễ dàng bị chảy nhựa.
- Phần vỏ thịt (Tầng nhu mô vỏ): lớp này nằm bên trong lớp vỏ gỗ. Vỏ thịt có
màu hồng, trắng đục, trắng vàng tùy theo giống. Vỏ thịt dày khoảng 0,5 đến o,6 cm
và chiếm 5-20% khối lượng củ và rất dễ tách khỏi lớp thịt củ. Phần vỏ thịt có chứa
Cenllulô, tinh bột, các sắc tố và men. Đặc biệt lớp này là nơi tập trung nhiều
glucozit khi thuỷ phân giải phóng ra HCN gây ngộ độc cho người và gia súc.

4


- Phần thịt củ (Mô dự trữ): Đây là phần quan trọng nhất của củ khoai mì
phần này chiếm khoảng 90% khối lượng bột của củ khoai mì, ngoài ra còn có một ít
sợi (tế bào hóa gỗ) và một lượng nhỏ protêin, lipit, vitamin, chất khoáng.
- Lõi khoai mì (mạch gỗ và gỗ): Thường nằm ở giữa củ khoai mì và chạy
suốt từ đầu củ đến cuối củ. Lõi khoai mì chiếm khoảng 0,5% khối lượng củ khoai
mì. Thành phần chủ yếu là Xenllulô (Trần Ngọc Ngoạn, 2007).
2.1.3. Quy trình chế biến khoai mì lát khô
Cây khoai mì sau khi được trồng khoảng 7 – 9 tháng là có thể thu hoạch
được củ, với một số quy trình thu hoạch và chế biến củ như sau:
Do những nhân tố sinh lý và bệnh lý mà củ khoai mì sau khi thu hoạch

thường bị hỏng rất nhanh do đó khi thu hoạch khoai mì phải thu hoạch đúng vụ, giữ
củ khoai mì nguyên vẹn để giảm mức độ tổn thất.
Thái lát: Tùy vào yêu cầu sử dụng khoai mì lát và khả năng chế biến của
nông hộ hay nhà máy lớn mà có các dụng cụ khác nhau, trong nông hộ thường sử
dụng bàn thái lát khoai mì còn trong các nhà máy chế biến lớn thường sử dụng máy
thái lát khoai mì như hình 2.3 và 2.4 sau:

Hình 2.3 Máy thái khoai mì lát quay

Hình 2.4 Máy thái khoai mì lát có gắn

tay

động cơ

5


Kích thước của lát khoai mì có thể điều chỉnh được tuỳ theo mục đích sử
dụng, trong đề tài có chế tạo một bàn cắt khoai mì lát bằng tay có thể cắt lát khoai
mì theo các kích thước khác nhau từ 5 mm – 40 mm.
2.2. Cà phê nguyên quả
2.2.1. Sơ lược về cây cà phê
Cây cà phê đầu tiên được đưa vào Việt Nam từ năm 1870, mãi đến đầu thế
kỷ 20 mới được phát triển trồng ở một số đồn điền của người Pháp. Năm 1930 ở
Việt Nam có 5.900 ha (Vicofa, 2008).
Trong thời kỳ những năm 1960-1970, cây cà phê được phát triển ở một số
nông trường quốc doanh ở các tỉnh miền Bắc, khi cao nhất (1964-1966) đã đạt tới
13.000 ha song không bền vững do sâu bệnh ở cà phê Arabica và do các yếu tố tự
nhiên không phù hợp với cà phê Robusta nên một số lớn diện tích cà phê phải thanh

lý.
Cho đến năm 1975, diện tích cà phê của cả nước có khoảng trên 13.000 ha,
cho sản lượng 6.000 tấn. Sau 1975, cà phê ở Việt Nam được phát triển mạnh tại các
tỉnh Tây nguyên nhờ có vốn từ các Hiệp định hợp tác liên Chính phủ với các nước:
Liên xô cũ, CHDC Đức, Bungary, Tiệp Khắc và Ba Lan, đến năm 1990 đã có
119.300 ha.
Trên cơ sở này, từ 1986 phong trào trồng cà phê phát triển mạnh trong nhân
dân, đến nay đã có trên 390.000 ha, đạt sản lượng gần 700.000 tấn (Vicofa, 2008).
Các giống cà phê được trồng chủ yếu ở Việt Nam chủ yếu bây giờ là hai loại
Arabica và Robusta. Có một số giống mới được trồng thêm nhưng cũng lại tạo từ
hai giống trên.
2.2.2. Các thành phần cấu tạo của quả cà phê
Quả cà phê gồm có các thành phần cấu tạo theo hình 2.5:

6


Hình 2.5 Các thành phần cấu tạo của quả cà phê
Các thành phần trên của quả cà phê phân bố trong một quả với tỉ lệ như sau:
Bảng 2.1 Các thành phần trên của quả cà phê (Nguyễn Thọ, 2009)
Thành phần

Cà phê chè (arabica)

Cà phê vối (robusta) %

Vỏ quả

45¸43

42

Lớp nhớt

23¸20

23

Vỏ trấu

8¸6

8¸6

Nhân và vỏ lụa

30¸26

29

2.2.3. Một số quy trình chế biến quả cà phê hiện nay
Hiện nay quả cả phê sau khi thu hái về thường được chế biến theo 3 cách
chính như sau:
a. Phương pháp chế biến khô
Hiện là phương pháp phổ biến nhất hiện nay nhờ có nhiều ưu điểm là đơn
giản, có khả năng tạo ra sản phẩm có chất lượng cao nếu nguyên liệu đầu vào đáp
ứng được yêu cầu kỹ thuật và trong điều kiện thời tiết thuận lợi. Nhưng phương
pháp chế biến này còn bộc lộ nhiều nhược điểm là phụ thuộc quá nhiều vào điều
kiện thời tiết, tốn nhiều công phơi đảo, thời gian chế biến kéo dài trên 10 ngày và
đòi hỏi diện tích sân phơi lớn.

b. Phương pháp chế biến nửa ướt
Cũng được người trồng cà phê sử dụng khá phổ biến nếu trời khô ráo và có
nắng. Chế biến nửa ướt là xát dập quả cà phê gồm cả quả chín lẫn quả xanh mà
không cần dùng nước, sau đó đem phơi khô. Phương pháp chế biến này có ưu điểm

7


là rút ngắn thời gian phơi từ 40% – 60% so với phương pháp chế biến khô, tuy
nhiên mặt hạn chế của phương pháp chế biến này là sản phẩm khó đạt chất lượng
cao, dễ bị nấm mốc, tỷ lệ hạt nhân bị đen nhiều nếu gặp thời tiết không thuận lợi.
c. Phương pháp chế biến ướt
Được xem là phương pháp chế biến tốt nhất, hiện đại nhất hiện nay nhờ tiết
kiệm được diện tích sân phơi, rút ngắn thời gian phơi sấy, khi sử dụng phương pháp
chế biến này, dây chuyền chế biến hiện đại cho phép loại các quả xanh, quả khô và
các tạp phẩm khác ra khỏi nguyên liệu chế biến nên sản phẩm có chất lượng cao và
đồng đều hơn so với 2 phương pháp chế biến trên. Tuy nhiên, phương pháp chế
biến này đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, tốn nhiều điện, nước, tốn chi phí đào tạo
nhân lực để vận hành và tốn chi phí để xử lý nguồn nước thải trong quá trình chế
biến nếu không rất dễ gây ô nhiễm đến môi trường.
2.3. Sơ lược về máy sấy vỉ ngang
Là một công nghệ lâu đời đã có từ năm 1950 ở Mỹ và Nhật. Vào năm 1970,
ở Philippin hai bản thiết kế đã được đưa ra do đại học UP LosBanos (1,8 tấn/ mẻ)
và Viện Lúa quốc tế IRRI (1 và 2 tấn/mẻ).
Hai thiết kế mới đã được Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM phổ biến vào
năm 1994 (4 tấn/mẻ là máy SHG-4) và năm 1996 (8 tấn /mẻ là máy SHG-8). Đến
năm 2001 khoảng 700 máy cải tiến đã được nông dân và chủ máy lắp đặt. Máy bao
gồm 4 bộ phận chính: quạt, lò đốt , buồng sấy, mái che.
Hoạt động: lớp hạt được chứa trên sàn lưới lỗ. Không khí sấy đươc lò đốt
nung nóng, được quạt hút đưa vào buồng sấy, đi xuyên qua khối hạt và thoát ra phía

mặt trên lớp hạt. Quá trình sấy tiếp diễn cho đến khi lớp hạt khô.
Ưu điểm :
- Lắp đặt đơn giản;
- Vận hành dễ dàng;
- Công nghệ sấy đối với các loại sản phẩm như lúa, bắp, đậu, cà phê... là khá
đơn giản, phù hợp với nông dân;

8


- Lò đốt của máy sấy vỉ ngang có thể sử dụng lò đốt than đá, củi, trấu và các
loại vật liệu khác, với thiết kế áp dụng công nghệ mới để có thể nâng cao hiệu suất
làm việc mang lại hiệu quả cháy cao. Vận hành lò đốt của máy sấy vỉ ngang đơn
giản, dễ dàng;
- Máy sấy vỉ ngang có thể được chế tạo bằng sắt thép hoặc xây tùy vào loại
công suất máy, nguồn vật tư tại địa phương cũng như mức đầu tư của nông dân. Chi
phí đầu tư thấp.
Nhược điểm:
- Chiếm nhiều mặt bằng hơn so với các loại máy sấy khác.
- Cần nhiều lao động thủ công trong quá trình sấy.
- Ẩm độ sau khi sấy không đều.
2.3.1. Một số mẫu máy sấy tĩnh vỉ ngang sấy khoai mì và cà phê nguyên quả
trong nước
a. Một số mẫu máy sấy tĩnh vỉ ngang sấy khoai mì lát
Hiện nay với quy trình chế biến nghiêng nhiều về chế biến thành tinh bột của
khoai mì và khi đã chế biến thành tinh bột thì có dây chuyền sấy riêng, tuy nhiên
với hạn chế của mùa vụ thu hoạch và thời tiết vẫn có một số ít trong nhân dân còn
sử dụng máy sấy vỉ ngang để sấy khoai mì lát như sau:
- Máy sấy tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió được Trung tâm Năng lượng và Máy
Nông nghiệp triển khai ở Quảng Nam có kết hợp với hệ thống cung cấp nhiệt bằng

năng lượng mặt trời công suất 5 tấn/giờ , máy sấy gồm một lò đốt than đá và thiết bị
năng lượng mặt trời song song cung cấp nhiệt cho buồng sấy.

9


Hình 2.6 Máy sấy vỉ ngang sấy khoai mì lát
(TTNL&MNN, 2007)
- Máy sấy vỉ ngang sấy đa dụng các sản phẩm (khoai mì lát, cà phê, lúa

)

được công ty Dryer.vn phân phối ở Đà Nẵng

Hình 2.7 Máy sấy vỉ ngang sấy đa dụng các sản phẩm
(Dryer Việt Nam, 2011)
b. Một số mẫu máy sấy tĩnh vỉ ngang sấy cà phê nguyên quả
Việc thiếu sân phơi cà phê sau khi thu hoạch tại một số vùng cà phê trọng
điểm trên cả nước đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng cà phê. Nguyên
nhân dẫn tới tình trạng thiếu sân phơi thì có nhiều nhưng chủ yếu do cung cách làm
ăn nhỏ lẻ, manh mún nên đa số bà con nông dân đã tận dụng triệt để diện tích đất
vào sản xuất nông nghiệp.

10