(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ
TỔNG QUAN
Nguyên liệu mít
1.1.1 Tên gọi và tên khoa học
Mít thuộc loại dâu tằm với tên khoa học của mít là: Artocarpus intrgrifolia
1.1.2 Nguồn gốc phân bố, sinh trưởng và phát triển
Mít là loài thực vật ăn quả phổ biến ở Đông Nam Á và Brazil, có nguồn gốc từ Ấn Độ và Bangladesh, sau đó được trồng rộng rãi tại Malaysia, Sri Lanka, Indonesia, Brazil, Madagascar, Đông Dương, Thái Lan và Việt Nam, và cũng xuất hiện ở các nước nhiệt đới Đông Phi như Uganda và Tanzania Quả mít là trái cây quốc gia của Bangladesh và là một trong ba loại trái cây được đánh giá cao ở Tamil Nadu, Ấn Độ, cùng với xoài và chuối.
Việt Nam trồng mít từ Bắc vào Nam, từ ven biển và đồng bằng tới miền núi Ở miền Nam, mít được trồng nhiều ở Đồng Nai, Bình Dương, Vĩnh Long và Đồng Tháp, với các loại mít phổ biến như mít tố nữ, mít nghệ, mít dừa, mít thái, mít dai và mít mật [3], [4].
Ở Việt Nam, mít được trồng khắp nơi và chia thành hai giống chính: mít dai với thịt rắn chắc và mít mật với thịt mềm nhão nhiều nước; ngoài hai giống này, Việt Nam còn có nhiều giống mít mới được nhân giống và trồng phổ biến.
Diện tích và sản lƣợng
Mít là cây ăn trái dễ trồng và ít kén đất, nên diện tích trồng mít ngày càng được mở rộng Trên thị trường xuất hiện nhiều giống mít ngon cho trái nhanh, điển hình như mít Thái siêu sớm, mít vàng cam và mít nghệ Sản lượng mít tăng nhanh theo từng năm, tùy thuộc vào từng giống trồng và điều kiện chăm sóc.
Thông thường, 1 ha đất trồng mít có khoảng 200 cây Sau khi 2–4 năm tuổi, mỗi cây cho thu hoạch từ 70–100 trái/năm, tùy từng giống trồng Với trọng lượng quả từ 15–20 kg/quả, 1 ha trồng mít sẽ cho 210–400 tấn quả/năm Với giá thị trường khoảng 2.000 đồng/kg mít quả, thu nhập từ 1 ha trồng mít sẽ đạt từ 420 triệu đồng đến 800 triệu đồng mỗi năm.
Theo số liệu chưa đầy đủ năm 2014, huyện Cai Lậy có gần 1.000 ha mít với tỷ lệ cho trái trên 70%, được trồng tập trung tại các xã Cẩm Sơn, Thanh Hoà, Long Khánh và Hội Xuân; huyện Cái Bè có khoảng 200 ha mít tập trung ở các xã Đông Hòa Hiệp, Hòa Khánh, Hậu Thành, Mỹ Đức Tây, Mỹ Đức Đông, Hòa Hưng và An Thái Trung Diện tích trồng mít ngày càng mở rộng, cùng với các giống mít mới đã đẩy nhanh năng suất và sản lượng mít, với năng suất trên 40 tấn/ha và sản lượng thu hoạch mỗi năm ước đạt từ 30.000 đến 40.000 tấn.
Diện tích trồng mít còn được mở rộng tại các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, Bình Phước, các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long, cao nguyên Đắc Lắc
1.1.3 Thành phần hóa học, hóa lý
Mít là loại quả chứa lượng đường cao và năng lượng lớn Trong múi mít chín có protein khoảng 0,6–1,5% (tùy loại mít), glucid 11–14% gồm nhiều đường đơn như fructose và glucose dễ hấp thu; 1–2% muối khoáng gồm canxi 18 mg%, sắt (Fe) 25 mg%, β-caroten 0,14 mg%, vitamin C 4 mg% và vitamin B2 0,04 mg%, cùng các khoáng chất như phosphor.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong 100g thịt mít tươi [1], [2]
Thành phần Nước Protein Glucid Tro
Bảng 1.2 Thành phần Vitamin trong cơm mít tươi [8]
Thành phần Khối lƣợng Thành phần Khối lƣợng
Vitamin A (IU) 175,0 ÷ 540,0 Vitamin C (mg) 7,0 ÷ 10,0 Vitamin B1 (mg) 0,03 ÷ 0,09 Folate, total (mcg) 14
Vitamin B2 (mg) 0,05 ÷ 0,4 Folate, food (mcg) 14
Vitamin B12 (mg) 24 Folate, DFE (mcg) 14
Bảng 1.3 Thành phần chất khoáng có trong thịt mít tươi [8]
Thành phần Giá trị Thành phần Giá trị
Mít còn là loại quả có độ ẩm cao, có chứa lượng nước dưới dạng liên kết hóa lý Nước trong mít được liên kết dưới các dạng:
- Liên kết cơ học : chủ yếu là nước tự do trong mít và dễ dàng bị tách ra trong quá trình sấy
Liên kết cơ lý tồn tại dưới dạng hấp thụ, khi lượng ẩm và hơi ẩm gắn kết với mít Lượng ẩm này được gọi là ẩm liên kết Để tách ẩm liên kết ra khỏi vật liệu sấy, cần cung cấp một mức năng lượng cao để phá vỡ các liên kết này và đảm bảo quá trình sấy hiệu quả.
Liên kết hóa học giữa hơi nước và vật liệu sấy tồn tại ở các dạng như liên kết hydro, liên kết tương tác điện tử và liên kết ion Việc tách lượng ẩm ở dạng này ra khỏi vật liệu sấy rất khó khăn Nếu tách chúng ra khỏi vật liệu sấy thì dinh dưỡng sẽ bị biến đổi theo chiều hướng giảm nhanh, dẫn tới phá vỡ cấu trúc và làm suy giảm tính chất của vật liệu sấy.
Ngoài ra, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt và khối lƣợng riêng [1], [2], [3]
Bảng 1.4 Thông số hóa lý của mít
Tính chất hóa lý Thông số Độ ẩm (W) 76,08 %
Nhiệt dung riêng (Cck) 1,3 (kJ/kg.K)
Quả mít chứa nhiều chất phytonutrient như lignans, isoflavones và saponins, mang lại lợi ích sức khỏe đáng kể như chống ung thư, hỗ trợ điều hòa huyết áp, giảm viêm loét dạ dày và làm chậm quá trình lão hóa tế bào, đồng thời tăng cường sức sống cho làn da Đây cũng là nguồn vitamin C và các chất chống oxy hóa dồi dào, giúp củng cố hệ miễn dịch và tăng cường chức năng hoạt động của tế bào bạch cầu Thêm vào đó, mít chứa nhiều vitamin A giúp duy trì thị lực tốt.
Mít là nguồn kali phong phú, có tác dụng điều hòa huyết áp và từ đó giúp giảm nguy cơ đột quỵ và mắc bệnh tim mạch Kali đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng chất điện giải trong cơ thể, từ đó hỗ trợ hoạt động của tế bào, hệ thần kinh và cơ bắp, góp phần vào sức khỏe tổng thể.
Mít chứa nhiều chất xơ giúp giảm táo bón và hỗ trợ tiêu hóa Chất xơ trong mít còn giúp tống khứ các hóa chất gây ung thư ở ruột Đường tự nhiên như sucrose và fructose trong mít cung cấp năng lượng cho cơ thể và hỗ trợ tiêu hóa dễ dàng hơn Mít là trái cây giàu năng lượng nhưng không chứa chất béo bão hòa hay cholesterol, nên là một lựa chọn rất tốt cho sức khỏe.
Mít còn chứa nhiều khoáng chất khác nhƣ mangan, sắt, vitamin B6, niacin, axit folic cần thiết cho việc duy trì hoạt động của cơ thể
Mít chứa nhiều magie (magnesium), dưỡng chất thiết yếu giúp hấp thụ canxi và tăng cường sức khỏe xương, đồng thời hỗ trợ ngăn ngừa các rối loạn xương như bệnh viêm khớp mãn tính Bên cạnh đó, múi mít còn chứa sắt, giúp ngăn ngừa thiếu máu và cải thiện tuần hoàn máu trong cơ thể.
Khoáng chất đồng trong mít đóng vai trò thiết yếu trong quá trình trao đổi chất của tuyến giáp, đặc biệt là ở việc sản xuất và hấp thụ hooc môn Nghiên cứu cho thấy ăn mít đều đặn có thể giúp tuyến giáp khỏe mạnh hơn so với những người không ăn Ngoài ra, mít còn giàu các vi khoáng chất tốt cho tuyến giáp, hỗ trợ chức năng tuyến giáp một cách toàn diện.
Bảng 1.5 Giá trị dinh dưỡng mít (100g thịt mít tươi) [9]
Dinh dƣỡng Giá trị Dinh dƣỡng Giá trị
Năng lƣợng (kcal) 95,0 Vitamin E (mg) 0,34
Hạt mít có giá trị lương thực tương tự các loại hạt và củ khác, được người dân dùng để chống đói trong những ngày giáp hạt Hạt mít có thể phơi khô làm lương thực dự trữ và chứa các thành phần dinh dưỡng thiết yếu, giúp bổ sung nguồn dinh dưỡng khi nguồn thực phẩm khan hiếm.
Bảng 1.6 Thành phần dinh dƣỡng trong hạt mít
Một số kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan về sấy hồng ngoại
Theo tổng quan tài liệu, nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước khẳng định công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ vật phát xạ thành nhiệt để làm nóng vật liệu sấy đến nhiệt độ bay hơi nước Năng lượng này làm cho vật liệu sấy nóng dần và quá trình bay hơi được thực hiện nhờ sự hấp thụ năng lượng từ các tia bức xạ Do đó, cường độ và đặc tính của quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong sấy bức xạ được xác định bởi quang phổ bức xạ của vật phát ra và khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu sấy [1].
Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật sấy ra bề mặt rồi khuếch tán ra môi trường Quá trình làm nóng được thực hiện bằng cách chiếu tia hồng ngoại lên sản phẩm, nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn đặc biệt có bộ phận phản xạ định hướng tia vào sản phẩm sấy Phương pháp này dễ gặp hiện tượng quá nhiệt ở bề mặt nóng nhanh hơn bên trong, nên không phù hợp để sấy vật liệu có bề dày Ưu điểm của sấy bằng bức xạ là cho chất lượng sản phẩm tốt, có tác dụng diệt trùng và rút ngắn thời gian sấy, thiết bị có cấu tạo đơn giản.
1.2.1 Các nghiên cứu trong nước
Một số nghiên cứu ở Việt Nam dùng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại để sấy
15 các sản phẩm nông sản nhƣ lúa, trái cây đã cho kết quả khá tốt nhƣ:
Nghiên cứu “Sử dụng bức xạ hồng ngoại trong sấy bánh tráng” của Lê Văn Hoàng (ĐHBK Đà Nẵng, 2010) cho thấy sấy bằng bức xạ hồng ngoại rút ngắn thời gian sấy so với các phương pháp sấy khác Kết quả này khẳng định ưu thế của công nghệ sấy hồng ngoại trong quá trình chế biến bánh tráng.
Nghiên cứu của Trần Đại Tiến (ĐH Nha Trang, 2011) cho thấy sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh cho mực ống khô lột da cho chất lượng vượt trội so với sấy bức xạ kết hợp đối lưu Chế độ sấy tối ưu được xác định là nhiệt độ 35°C, vận tốc gió 2 m/s và khoảng cách nguồn bức xạ 40 cm, nhằm đạt hiệu quả sấy cao và chất lượng mực khô tối ưu.
Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh để sấy mực ống lột da xuất khẩu (Ngô Đăng Nghĩa, ĐH Nha Trang, 2007) Kết quả thời gian sấy 10 ÷ 12 giờ, màu sắc trắng trong, khô đều, phẳng, hầu nhƣ không có nấm mốc, hàm lượng NH 3 sau khi sấy tăng lên không đáng kể so với trước khi sấy;
Nghiên cứu quá trình sấy khô một số nguyên liệu nông sản có độ ẩm cao bằng bức xạ hồng ngoại (Nguyễn Thị Bích Thủy) Kết quả nghiên cứu tìm ra chế độ sấy thóc, lạc tối ƣu bằng máy sấy băng truyền dùng đèn hồng ngoại với vận tốc băng tải 7mm/s, khoảng cách bức xạ 45cm, quá trình ủ ẩm là 3 phút Ứng dụng công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp chọn lọc kết hợp với không khí có nhiệt độ thấp để sấy cá cơm săng xuất khẩu (Đào Trọng Hiếu) Kết quả nghiên cứu tìm ra đƣợc chế độ tối ƣu với nhiệt độ không khí trong buồng sấy là 45 0 C, vận tốc gió 1,2m/s Sản phẩm có màu sáng đẹp, thân thẳng và khô đều
Nghiên cứu của Lê Như Chính (ĐH Nha Trang, 2013) về tối ưu hóa quy trình sấy thịt cá sấu tẩm gia vị bằng bơm nhiệt máy nén kết hợp với bức xạ hồng ngoại cho thấy thời gian sấy được rút ngắn so với các phương pháp sấy khác và chất lượng sản phẩm được cải thiện rõ rệt.
Nghiên cứu chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại năng suất nhỏ phục vụ cho chế biến thực phẩm do Nguyễn Tấn Dũng, Phạm Ngọc Cảnh và Nguyễn Thanh Phương thực hiện tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (2012) giới thiệu một giải pháp công nghệ sấy hồng ngoại cho quy trình chế biến thực phẩm Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian sấy được rút ngắn và chất lượng sản phẩm được đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đề ra.
1.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước
Phương pháp sấy bằng bức xạ được Theo Jones [54] cho là có thể rút ngắn thời gian sấy và giảm chi phí nhiệt Năng lượng sấy được truyền trực tiếp vào nguyên liệu thay vì làm nóng không khí, nên quá trình sấy trở nên hiệu quả hơn và tiêu thụ năng lượng ít đi.
Theo Navaii [59], phương pháp sấy bằng bức xạ mang lại nhiều ưu điểm nổi bật như tốc độ truyền nhiệt lớn và khả năng điều chỉnh nguồn nhiệt cũng như nhiệt độ ở bề mặt nguyên liệu sấy Điều này cho phép rút ngắn thời gian sấy và tối ưu hóa quá trình sấy, đồng thời nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
Paakomen [55] nhận thấy sấy bằng bức xạ hồng ngoại cải thiện đƣợc chất lƣợng sản phẩm các loại rau quả và đặc biệt là các loại thảo dƣợc
Trong nghiên cứu của Zbinciski [56], phương pháp kết hợp giữa sấy đối lưu và sấy bằng bức xạ được chứng minh mang lại chất lượng sản phẩm tốt và vận hành thiết bị sấy hiệu quả cao Sự kết hợp này tận dụng đồng thời cơ chế trao đổi nhiệt đối lưu và phát xạ, giúp tăng độ đồng đều của quá trình sấy, rút ngắn thời gian sấy và giảm tiêu thụ năng lượng Nhờ đó, ứng dụng của phương pháp này có tiềm năng nâng cao hiệu suất trong công nghiệp thực phẩm và vật liệu, đồng thời tối ưu chi phí vận hành và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Nghiên cứu của Yamada và Wada về sấy cá thu bằng tia hồng ngoại cho thấy khoảng cách giữa nguồn bức xạ từ các tấm gốm hồng ngoại và bề mặt cá là 200 mm Kết quả cho thấy quá trình sấy có chi phí nhiệt thấp hơn và giảm thiểu ô nhiễm dầu chảy ra từ cá Đồng thời, nhiệt độ của cơ thịt cá trong quá trình sấy được duy trì không vượt quá 35°C, giúp đảm bảo chất lượng rất tốt của sản phẩm.
Nghiên cứu của Matsuura [58] cho thấy sấy bằng bức xạ cho các sản phẩm cá đã được luộc hoặc chần giúp thời gian sấy giảm một nửa so với sấy đối lưu bằng không khí nóng, đồng thời chi phí cho giá thành sản phẩm giảm từ 30% đến 50%.
Nghiên cứu của Adisak Nathakaranakule và cộng sự (2010) cho thấy khi kết hợp bức xạ hồng ngoại với sấy không khí nóng và sấy bằng bơm nhiệt, quá trình sấy nhãn được tăng tốc, rút ngắn thời gian sấy đáng kể Nhãn sấy có cấu trúc xốp hơn, ít co ngót hơn, tỷ lệ bù nước cao hơn, độ cứng thấp và độ dẻo dai thấp hơn so với các mẫu sấy khác Ngoài ra, màu nhãn khô trở nên đỏ đậm và sẫm màu hơn so với phương pháp sấy truyền thống.
H Umesh Hebbar cùng với cộng sự (2004) nghiên sấy kết hợp hồng ngoại với máy sấy không khí nóng cho sấy cà rốt và khoai tây Kết quả sấy kết hợp hồng ngoại và không khí nóng của cà rốt và khoai tây với thời gian sấy giảm 48%, bên cạnh đó tiêu thụ năng lƣợng ít hơn 63% so với sấy không khí nóng
D.G Praveen Kumar cùng cộng sự (2005) nghiên cứu sấy hành tây lát mỏng (2mm) kết hợp hồng ngoại và không khí nóng Kết quả sấy kết hợp hồng ngoại với
17 không khí nóng rút ngắn thời gian sấy và cho chất lƣợng lát hành tây tốt hơn so với sấy hồng ngoại và không khí nóng
1.2.3 Thảo luận và đề xuất mô hình sấy
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ SẤY HỒNG NGOẠI
Sấy vật liệu ẩm
Sấy là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu ẩm bằng phương pháp nhiệt tại một nhiệt độ và áp suất xác định, nhằm mục đích sau:
Giảm khối lƣợng, giảm công chuyên trở và chi phí vận chuyển
Giảm độ ẩm, giảm hoạt độ của nước trong vật liệu ẩm, làm tăng khả năng bảo quản
Làm thay đổi các đặc tính lưu biến của vật liệu ẩm về độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai, …, làm tăng độ bền cho sản phẩm
Làm thay đổi giá trị cảm quan, tiện lợi trong việc sử dụng, v.v
Sấy là một quá trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi kiểm soát nhiều yếu tố để loại bỏ nước khỏi vật liệu một cách hiệu quả Về nguyên tắc, có nhiều phương pháp sấy vật liệu khác nhau được áp dụng trong sản xuất Theo dấu hiệu về năng lượng, ta có hai phương pháp chính được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp để thực hiện quá trình sấy.
- Loại bỏ ẩm nước ra khỏi vật liệu, không làm thay đổi trạng thái liên kết: vẫn ở dạng lỏng
- Loại bỏ ẩm khi thay đổi trạng thái liên kết: lỏng biến thành hơi
Có hai loại quá trình được nhắc đến: Loại thứ nhất có thể được thể hiện bằng các phương pháp cơ học như ép, ly tâm và lọc để tách nước khỏi vật liệu; Loại thứ hai liên quan đến chi phí nhiệt để hâm nóng vật liệu ẩm, bốc hơi nước trên bề mặt vật liệu và làm sôi lỏng trên bề mặt vật liệu, từ đó nước dần thoát ra ngoài [10].
Các phương pháp sấy vật liệu ẩm
Dựa vào trạng thái của tác nhân sấy hoặc cách tạo động lực cho quá trình dịch chuyển ẩm, người ta phân chia thành hai phương pháp sấy chính: phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy lạnh.
Trong phương pháp sấy nóng, sự chênh lệch thế sấy được tạo ra bằng cách cung cấp nhiệt để làm nóng tác nhân sấy và vật liệu sấy Vì vậy, hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt, ví dụ một nhóm phổ biến là hệ thống sấy đối lưu.
Trong hệ thống sấy đối lưu, vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng, thường là không khí nóng hoặc khói lò Đây là loại hệ thống sấy phổ biến nhất hiện nay, và trong hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra các loại khác nhau dựa trên nguồn nhiệt, điều kiện luồng khí và cấu hình buồng sấy.
Hệ thống sấy thùng quay
Hệ thống sấy khí động b Hệ thống sấy tiếp xúc
Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng, đặc trưng cho hệ thống sấy tiếp xúc Trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất bằng cách tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy so với phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy, nhờ đó quá trình sấy diễn ra hiệu quả hơn Trong thực tế, chúng ta thường gặp các hệ thống sấy như hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang, và cả hệ thống sấy bức xạ.
VLS nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ bên trong vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào tác nhân sấy Ở hệ thống sấy bức xạ, người ta tạo ra sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy chỉ bằng cách đốt nóng vật liệu sấy Các hệ thống sấy khác được xem xét để so sánh về cơ chế và hiệu quả.
Ngoài các phương pháp sấy đã đề cập, hệ thống sấy nóng còn tích hợp công nghệ sấy bằng dòng điện cao tần (RF) và công nghệ sấy dựa trên năng lượng của trường điện từ để đốt nóng vật liệu, nhằm tăng hiệu quả sấy và mở rộng phạm vi ứng dụng trong các ngành công nghiệp.
Nhận xét ưu, nhược điểm của phương pháp sấy nóng: Ưu điểm:
Phương pháp sấy nóng phổ biến và hệ thống sấy đa dạng, áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy
Dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh cho mỗi loại vật liệu sấy
Nguồn nhiệt cung cấp phong phú
Chi phí đầu tƣ thiết bị không cao
Không thích hợp cho một số loại vật liệu có đặc tính nhạy cảm với nhiệt độ
Chất lƣợng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm dễ biến đổi
Chi phí năng lƣợng cao
Trong các hệ thống sấy lạnh (HTS lạnh), nhiệt độ của VLS có thể ở trên hoặc ở dưới nhiệt độ môi trường (t > 0°C) và thậm chí có thể xuống dưới 0°C Sấy lạnh mang lại chất lượng sản phẩm tốt nhất, nhưng HTS lạnh rất phức tạp, đòi hỏi vốn đầu tư lớn và chi phí năng lượng cho một đơn vị sản phẩm cao Vì vậy HTS lạnh chỉ được sử dụng khi VLS không chịu được nhiệt độ cao và đòi hỏi nghiêm ngặt về chất lượng sản phẩm như màu sắc, hương vị, v.v Có thể phân loại HTS lạnh theo các dạng sau đây: a Hệ thống lạnh ở nhiệt độ trên 0°C.
Trong HTS này, không khí được khử ẩm trước bằng hai phương pháp: làm lạnh hoặc hấp phụ; sau đó không khí được đốt nóng (nếu khử ẩm bằng làm lạnh) hoặc được làm lạnh (nếu khử ẩm bằng hấp phụ) đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho qua VLS Khi đó, do phân áp suất hơi nước trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật pbm nên ẩm từ dạng lỏng trên bề mặt VLS bay hơi vào TNS, kéo theo sự dịch chuyển ẩm trong lòng vật ra bề mặt Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong các HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0 hoàn toàn giống như trong các HTS đối lưu nói chung Điều khác biệt ở đây chỉ là cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS.
Trong HTS này, nước ở dưới điểm ba thể, nghĩa là T < 273K, p < 610Pa nhận được nhiệt lượng (thường là do dẫn nhiệt và bức xạ) thực hiện quá trình thăng hoa để nước chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi và đi vào TNS Như vậy, trong các HTS thăng hoa, một mặt ta phải làm lạnh VLS xuống dưới 0°C trong các kho lạnh và sau đó đưa VLS với ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa Ở đây, VLS được đốt nóng và đồng thời tạo chân không trong không gian xung quanh bằng bơm hút chân không Ưu điểm:
- Phương pháp sấy này gần như bảo toàn được chất lượng sản phẩm bao gồm màu sắc, mùi vị và thành phần hóa học
- Chi phí đầu tƣ ban đầu lớn nhƣ phải dùng bơm chân không và máy lạnh để cấp đông sản phẩm trước khi đưa vào sấy
Trong công nghiệp sấy, hệ thống sấy thông thường thường cồng kềnh, vận hành phức tạp và đi kèm chi phí bảo dưỡng cao Sấy thăng hoa được ứng dụng để xử lý những sản phẩm có giá trị kinh tế cao hoặc những sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ, giúp bảo toàn chất lượng và hạn chế biến đổi do nhiệt Hệ thống sấy chân không là một lựa chọn phổ biến để kiểm soát áp suất và nhiệt độ trong quá trình sấy, mang lại hiệu quả cao và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc đối với các loại sản phẩm dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
Trong trường hợp nhiệt độ của VLS vẫn dưới 273 K và áp suất xung quanh lớn hơn 610 Pa, khi VLS nhận nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắn sẽ chuyển sang thể lỏng trước, sau đó mới chuyển thành hơi Quá trình chuyển pha này làm hơi nước dễ dàng xâm nhập vào TNS.
Do tính phức tạp và không kinh tế, các hệ thống sấy chân không và sấy thăng hoa chỉ được dùng cho những sản phẩm quý hiếm không chịu được nhiệt độ cao, nên chúng là hệ thống sấy chuyên dụng và không phổ biến Một phương pháp được ứng dụng là kết hợp máy hút ẩm chuyên dụng với máy lạnh để tối ưu quá trình sấy.
Trong sấy thông thường, tác nhân sấy là không khí và được khử ẩm trước bằng hai phương pháp phổ biến là làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ Sau đó được nung nóng đến nhiệt độ công nghệ yêu cầu và cho qua vật liệu sấy Lúc này phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy lớn hơn phân áp suất của tác nhân sấy, khiến ẩm từ bề mặt và từ bên trong vật liệu sấy bay hơi vào tác nhân sấy và kéo theo sự di chuyển ẩm từ bên trong vật liệu ra bề mặt.
- Năng suất hút ẩm khá lớn
- Khả năng giữ chất lƣợng, hàm lƣợng chất dinh dƣỡng của sản phẩm tốt (phụ thuộc vào nhiệt độ sấy)
Để tạo ra Ph trong tác nhân sấy bé, trước đây thường dùng sự kết hợp giữa máy hút ẩm hấp phụ và máy lạnh để hạ nhiệt độ của tác nhân sấy Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm đáng kể là tốn năng lượng, vận hành phức tạp và khó duy trì ổn định nhiệt độ – độ ẩm, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của quá trình sấy.
- Chi phí đầu tƣ ban đầu lớn do phải sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng và máy lạnh
- Chất hút ẩm phải thay thế theo định kỳ
- Điện năng tiêu thụ lớn do cần cho chạy máy lạnh để tách ẩm và điện trở để hoàn nguyên chất hấp phụ
- Lắp đặt, vận hành phức tạp
Trong môi trường có bụi, việc dừng máy nhiều lần để vệ sinh chất hấp phụ gây khó khăn, tốn kém và hiệu suất xử lý thấp Để khắc phục vấn đề này, phương pháp dùng bơm nhiệt ở nhiệt độ thấp được xem là giải pháp hiệu quả, giúp cải thiện hiệu suất thu hồi chất hấp phụ, giảm chi phí vận hành và giảm thời gian dừng máy, từ đó nâng cao độ bền và ổn định của hệ thống.
Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại
2.3.1 Đặc điểm bức xạ hồng ngoại
2.3.1.1 Khái niệm về bức xạ hồng ngoại
Tia hồng ngoại là loại ánh sáng đỏ không trông thấy, có bản chất là sóng điện từ, với bước sóng điện từ dao động từ (0,76 ÷ 1000) μm
Nguồn bức xạ hồng ngoại có hiệu quả cao trong kỹ thuật sấy các vật liệu mỏng như bánh tráng và các loại củ được xắt lát Sự phân bố nhiệt không đồng đều của một đèn có thể gây cong vênh vật liệu, vì vậy để sấy đều cần bố trí khoảng cách hợp lý giữa các nguồn đèn Để tăng hiệu suất chiếu và tiết kiệm nhiên liệu, cần xác định khoảng cách tối ưu từ nguồn đến vật liệu và chọn vật liệu làm tường ngăn cho máy sấy hồng ngoại Tất cả những yếu tố trên có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa việc sử dụng bức xạ hồng ngoại đối với vật liệu.
2.3.1.2 Đặc điểm và tính chất của tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại phát ra từ nguồn và truyền theo đường thẳng, di chuyển với vận tốc ánh sáng Khi đi qua không khí, tia hồng ngoại không làm nóng không khí mà nó đi qua.
Khi một vật phát ra bức xạ hồng ngoại, chỉ một phần rất nhỏ các tia hồng ngoại bị CO2, hơi nước và một số hạt khác có trong không khí hấp thụ.
Cường độ bức xạ hồng ngoại giảm dần theo khoảng cách từ nguồn phát đến vật nhận bức xạ Nhiệt độ của nguồn và các thuộc tính vật lý của vật nhận bức xạ quyết định hiệu quả truyền nhiệt và bước sóng phát ra, từ đó ảnh hưởng đến khả năng sưởi ấm và ứng dụng cảm biến hồng ngoại.
Khi năng lượng hồng ngoại tác động lên một đối tượng nào đó, nó sẽ làm cho các điện tử bị kích thích và dao động Sự dao động này sinh nhiệt và làm nước bốc hơi nhanh.
2.3.1.3 Các nguồn phát ra tia hồng ngoại
Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 0 K đều phát ra tia hồng ngoại
2.3.1.4 Ứng dụng của tia hồng ngoại
Dựa vào tính chất phát nhiệt của tia hồng ngoại, ta có thể dùng nguồn năng lượng từ tia này để làm bay hơi nước trong thực phẩm, từ đó tối ưu hóa quá trình sấy và bảo quản Bên cạnh đó, tia hồng ngoại còn được ứng dụng trong y tế để điều trị các bệnh liên quan tới xương khớp Trong lĩnh vực truyền thông, nó được sử dụng để truyền tải thông tin trong mạng nội bộ giữa các thiết bị như từ máy tính sang máy tính, máy tính sang điện thoại hoặc giữa điện thoại với điện thoại Trong đo lường, tia hồng ngoại cho phép đo nhiệt độ của vật từ xa một cách nhanh chóng và chính xác.
2.3.2 Sấy bằng bức xạ hồng ngoại
Sấy bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy vật liệu ẩm sử dụng nguồn phát ra tia hồng ngoại là tác nhân chính để làm bay hơi nước có trong thực phẩm
2.3.3 Cơ chế sấy khô vật liệu ẩm bằng bức xạ hồng ngoại
Nguyên nhân vì sao mà năng lƣợng của bóng đèn hồng ngoại lại có thể làm bay hơi nước có trong vật liệu ẩm, từ đó làm khô được các vật liệu đó Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu sâu về cơ chế làm khô của bức xạ hồng ngoại, khi chúng tác dụng tới các loại vật liệu ẩm
Như chúng ta đã biết, hầu hết các loại vật liệu ẩm đều chứa nước và các hợp chất hữu cơ Khi ở cùng điều kiện, nước và các hợp chất hữu cơ này hấp thụ năng lượng tối đa từ bức xạ hồng ngoại do nguồn phát ra ở các bước sóng khác nhau Đây là đặc điểm quan trọng để chúng ta có thể điều chỉnh năng lượng bức xạ về bước sóng phù hợp, nhằm kích thích nước trong vật liệu ẩm bay hơi càng nhiều càng tốt Khi cấp điện cho bóng đèn hồng ngoại, đèn sẽ phát sáng và sinh ra tia hồng ngoại chiếu tới vật liệu ẩm trong phòng sấy Nhờ vậy, nguồn năng lượng được chuyển hóa và quá trình sấy diễn ra hiệu quả.
Khi vật liệu ẩm bị chiếu bức xạ hồng ngoại, nội năng của nước bên trong tăng lên nhanh khiến các phân tử nước va chạm nhiều hơn và nhiệt độ nước lên gần mức sôi, từ đó nước dần bay hơi ra ngoài môi trường xung quanh Trong khi đó các hợp chất hữu cơ cấu thành vật liệu ẩm như thực phẩm phần lớn tương đối trong suốt và hấp thụ bức xạ hồng ngoại rất ít, nên chúng không bị ảnh hưởng đáng kể bởi cùng một bước sóng hồng ngoại mà nước trong vật liệu ẩm hấp thụ Thực tế, việc điều chỉnh năng lượng và bước sóng của tia hồng ngoại sao cho nước tự do trong vật liệu ẩm hấp thụ tối đa là hoàn toàn khả thi, dựa trên mối liên hệ giữa bước sóng và nhiệt độ của bóng đèn hồng ngoại theo định luật Wien: λmax · T = b, tức là λmax = b / T.
Theo định luật Wien, ta có thể chủ động điều khiển nhiệt độ bóng đèn hồng ngoại để thu được bước sóng phù hợp với đặc tính hấp thụ của nước ở khoảng 2,5–3,5 μm, đây chính là mức bước sóng nước hấp thụ cực đại Ngoài ra, việc làm bay hơi nước tự do phụ thuộc vào bước sóng và nhiệt độ do tia hồng ngoại phát ra; hai yếu tố này là hai tác nhân chính để làm khô vật liệu ẩm Nhờ sự kết hợp của bước sóng hồng ngoại phù hợp và nhiệt độ tối ưu, quá trình sấy được đẩy nhanh, giảm đáng kể thời gian sấy và tăng hiệu quả của quá trình sấy.
2.3.4 Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại
Công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại sử dụng năng lượng từ các tia bức xạ phát ra bởi vật sấy để làm nóng vật liệu đến nhiệt độ cần thiết để bay hơi ẩm Năng lượng từ các tia bức xạ làm cho vật liệu sấy nóng lên và thúc đẩy quá trình bay hơi nước, với sự hấp thụ năng lượng của vật liệu sấy quyết định tốc độ sấy Do đó, cường độ và đặc tính của quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong sấy bức xạ được xác định bởi quang phổ phát xạ của nguồn bức xạ và khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu sấy.
Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ làm ẩm dịch chuyển từ bên trong ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán ra môi trường Quá trình làm nóng diễn ra bằng cách chiếu tia hồng ngoại lên sản phẩm, với nguồn tia hồng ngoại là các đèn được trang bị bộ phận phản xạ để định hướng tia vào vật liệu sấy Phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại có hiện tượng quá nhiệt do lớp bề mặt nóng lên nhanh hơn bên trong, nên không phù hợp để sấy các vật liệu có bề dày Trong công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại, quá trình sấy thường trải qua ba giai đoạn.
Giai đoạn làm nóng vật bắt đầu khi đưa vật vào buồng sấy để tiếp xúc với môi trường sấy và kết thúc khi nhiệt độ môi trường đạt nhiệt độ kế ướt Trong suốt quá trình gia nhiệt, toàn bộ vật được làm nóng đồng đều; độ ẩm của vật giảm xuống nhưng vẫn ở mức thấp cho đến khi đạt trạng thái sấy mong muốn.
Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi, sau khi kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ môi trường sấy được xác định bằng nhiệt kế ướt Khi tiếp tục cấp nhiệt, độ ẩm bên trong vật sẽ bay hơi Độ ẩm này là nước tự do bên trong vật di chuyển ra lớp vật liệu sát bề mặt để bay hơi tại bề mặt đang được sấy.
Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình sấy
Trong quá trình sấy vật liệu ẩm, một chuỗi biến đổi vật lý và biến đổi ở cấu trúc cơ học diễn ra, kèm theo các biến đổi bất lợi khác làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Các biến đổi này có thể gây co ngót, nứt nẻ và thay đổi độ xốp, từ đó ảnh hưởng đến khả năng đồng đều và độ bền của sản phẩm Việc kiểm soát nhiệt độ, thời gian sấy và điều kiện cấp ẩm là các yếu tố then chốt nhằm giảm thiểu biến động và bảo toàn chất lượng của vật liệu sau sấy Vì vậy, việc thiết kế quy trình sấy tối ưu và giám sát chặt chẽ các tham số quá trình là cách hiệu quả để đạt được sản phẩm cuối cùng có chất lượng mong muốn.
Trong quá trình sấy, một lượng nước tương đối lớn di chuyển từ nguyên liệu ra môi trường bên ngoài, khiến cấu trúc tế bào và hình dạng vật liệu thay đổi và xuất hiện các hiện tượng như biến dạng, co rút và biến đổi độ xốp Quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính và chất lượng của sản phẩm sau sấy.
Thay đổi nồng độ chất khô: tăng lên
Phản ứng thủy phân và hồ hóa glucid
Các phản ứng tạo melanoidin, caramel
Phản ứng oxy hóa và polyme hóa các hợp chất polyphenol
Phân hủy vitamin và biến đổi chất màu, các hợp chất có hoạt chất sinh học
Biến đổi màu của sản phẩm khiến màu trở nên sẫm hơn và việc duy trì màu xanh tự nhiên liên quan trực tiếp đến bảo tồn Mg trong phân tử diệp lục tố; ở điều kiện nóng ẩm, đặc biệt khi có môi trường axit, diệp lục tố chuyển thành pheophytin có màu sẫm do Mg bị mất Nếu môi trường kiềm nhẹ thì quá trình chuyển đổi Mg được kiểm soát tốt hơn Chỉ tiêu màu sắc của sản phẩm sấy là một trong những chỉ tiêu quan trọng; chọn được chế độ sấy phù hợp sẽ cố định màu sắc, tạo hình dáng đẹp, làm màu sản phẩm sáng và bóng, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng.
Mùi của thực phẩm phụ thuộc vào các hợp chất bay hơi nhạy cảm với độ ẩm và nhiệt độ Quá trình bảo quản không phù hợp có thể làm mất hoặc biến đổi các chất thơm, đặc biệt là ở các thực phẩm có nguồn gốc sinh học Do đó, kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ là yếu tố then chốt để giữ lại hương tự nhiên và chất thơm của thực phẩm.
Vị: do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên, cường độ vị tăng
Khi sấy carotenoit bị biến đổi, nhiệt độ sấy càng cao và thời gian sấy càng dài thì sắc tố này càng biến đổi mạnh
Antoxian cũng bị biến đổi trong quá trình sấy và xử lý bằng SO2, khiến nó sẫm màu Trong quá trình sấy rau quả, màu sắc thường chuyển sang đen hoặc nâu do phản ứng giữa đường khử và axit amin hoặc do sự khử nước của đường dưới tác dụng của nhiệt độ, khi pirocatexin bị oxy hóa hoặc bị hư hỏng.
2.4.3 Biến đổi sinh học và hóa sinh
Ở nhiệt độ sấy cao, quá trình tách nước diễn ra nhanh khiến độ hoạt động nước (a_w) giảm, làm mất môi trường sống của vi sinh vật và ức chế sự phát triển của chúng Đồng thời, nhiệt độ cao gây biến tính protein, làm bất hoạt trung tâm hoạt động của các enzym và làm giảm hiệu quả các phản ứng sinh hóa Do đó, sấy ở nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự tồn tại của vi sinh vật và chức năng sinh học của protein, nên cần cân nhắc giữa tốc độ sấy và bảo toàn hoạt tính sinh học để duy trì chất lượng sản phẩm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hồng ngoại
Giống nguyên liệu Độ chín của nguyên liệu: phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch
Hàm lượng nước trong nguyên liệu: Thực phẩm ít nước thì thời gian sấy ngắn hơn thực phẩm chứa nhiều nước
Hình dạng nguyên liệu: Thực phẩm có bề dày mỏng thì sấy sẽ nhanh hơn
Các mối liên kết trong vật liệu bao gồm:
- Liên kết hóa học: Thể hiện dưới dạng liên kết ion hay liên kết phân tử
Lượng ẩm trong liên kết hóa học chiếm một tỷ lệ nhất định và ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu sau khi được tách ẩm Vật liệu sau khi tách ẩm liên kết hóa học sẽ có sự thay đổi về đặc tính và hiệu suất sử dụng Thông thường ở nhiệt độ 120–150°C, ẩm liên kết trong liên kết hóa học không bị tách ra hoàn toàn trong quá trình sấy, nên quá trình sấy không đạt được sự khô tuyệt đối và ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu.
Liên kết hóa lý là tập hợp các liên kết của ẩm dưới dạng liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu; lượng ẩm liên quan đến liên kết hóa lý không tuân theo một tỷ lệ cố định nào Trong quá trình sấy, thường chỉ tách được một phần ẩm hấp phụ ra khỏi vật liệu.
Liên kết cơ lý bao gồm ba dạng chính: liên kết cấu trúc, liên kết mao quản và liên kết thấm ướt Vì các liên kết này có kích thước nhỏ, chúng dễ dàng tách ra.
Như vậy, quá trình sấy loại bỏ toàn bộ ẩm liên kết ở ba nhóm chính: ẩm liên kết cơ lý, ẩm liên kết thẩm thấu và một phần ẩm liên kết hấp phụ đa phân tử Phần ẩm tách ra trong quá trình sấy được gọi là ẩm tự do.
2.5.2 Yếu tố tác nhân sấy
Nhiệt độ sấy ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sấy và hiệu quả của quá trình: nhiệt độ càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh và hiệu quả sấy càng được cải thiện, nhưng với rau quả do khả năng chịu nhiệt kém nên không thể sử dụng nhiệt quá cao để tránh làm hỏng cấu trúc và giảm chất lượng sản phẩm.
Trong môi trường ẩm nếu nhiệt độ cao hơn 70 0 C thì protein bị biến tính, trên 90 0 C
Ở khoảng 40 độ C, fructose bắt đầu bị oxy hóa, các phản ứng tạo melanoidin và polymer hóa các hợp chất cao phân tử diễn ra mạnh; ở nhiệt độ cao hơn nữa, rau quả có thể bị cháy Do đó, thường dùng chế độ sấy ôn hòa với nhiệt độ sấy không quá cao để bảo quản chất dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm.
Thời gian sấy, vận tốc của tác nhân sấy
Tốc độ gia nhiệt của tác nhân sấy và vật liệu sấy quyết định hiệu quả của quá trình sấy Nếu tốc độ gia nhiệt quá nhanh, tốc độ bay hơi của vật liệu vượt quá tốc độ di chuyển chất ẩm từ các lớp bên trong ra bề mặt, khiến bề mặt rau quả bị rắn lại và ngăn cản thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ gia nhiệt quá chậm, cường độ thoát ẩm yếu, làm giảm hiệu suất và năng suất sấy.
Vận tốc lưu thông của không khí trong thiết bị sấy ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình sấy Dòng khí có thể lưu thông song song hoặc ngược chiều với chuyển động của sản phẩm ẩm, hoặc theo hướng vuông góc và lưu thông trên bề mặt của sản phẩm sấy đứng yên Việc điều chỉnh hướng và tốc độ của luồng khí giúp tăng trao đổi nhiệt và điều tiết độ ẩm, từ đó tối ưu hóa hiệu quả sấy và chất lượng sản phẩm.
2.5.3 Yếu tố thiết bị sấy
Thiết bị đóng vai trò quyết định trong quá trình sấy và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Yếu tố thiết bị được xác định bởi cấu hình và năng suất làm việc, hai tham số cốt lõi quyết định hiệu quả sấy và sự đồng đều của sản phẩm Các tham số cấu hình như nhiệt độ, luồng khí, thời gian sấy và khả năng điều khiển sẽ tác động mạnh tới chất lượng cuối cùng của sản phẩm [1], [2], [3] Vì vậy, tối ưu hóa cấu hình thiết bị và nâng cao năng suất là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả của quá trình sấy.
Quy trình công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại cần nghiên cứu
Nguyên liệu Đóng gói, Bảo quản
Xử lý, tách vỏ, hạt
Xếp khuôn, đặt vào buồng sấy
Cơm mít (sản phẩm mít)
Nghiên cứu chế độ công nghệ sấy
Hình 2.5 Quy trình công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại
Mít sau khi thu mua đƣợc phân loại để phù hợp với độ chín của từng trái Mít
Để đảm bảo chất lượng, chọn mít chín có gai to, có mùi thơm, không bị dập hay hỏng; ấn nhẹ thấy mềm và bề mặt không có vết thâm đen Nguyên liệu phải đạt các chỉ tiêu về chất lượng như dư lượng thuốc trừ sâu và hàm lượng kim loại trong nguyên liệu nằm trong phạm vi cho phép Thường thu hoạch mít già và để ở nhiệt độ phòng 2–3 ngày cho mít tự chín, có thể dùng theo độ chín mong muốn Tránh để mít chín trên cây vì sẽ thu hút côn trùng gây hư hỏng nguyên liệu.
Sau khi mít đạt độ chín thích hợp, quả được rửa sạch để loại bỏ cặn bẩn bên ngoài Tiếp tục cắt đôi quả mít để lấy phần cơm mít, sau đó loại bỏ lõi, hạt và vỏ mít Quá trình này được thực hiện nhanh nhằm tránh biến đổi các thành phần của nguyên liệu Sau khi thu được cơm mít, sản phẩm được chuẩn bị làm bán thành phẩm cho quá trình sấy.
Sau khi thu nhận được cơm mít, ta xếp vào khay và đưa vào buồng sấy Khi xếp khuôn cần lưu ý độ dày của lớp sấy, vì độ dày của lớp nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy diễn ra nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, lớp sấy quá dày sẽ cản trở luồng không khí và khiến sản phẩm dễ bị đổ mồ hôi do hơi ẩm đọng lại Thông thường nên xếp lớp nguyên liệu với khối lượng vừa phải lên các thiết bị sấy để tối ưu hiệu quả sấy.
Quy trình sấy được tiến hành sau khi đưa sản phẩm vào khuôn, dựa trên các chế độ công nghệ sấy đã được nghiên cứu Sau khi sấy xong, cần phân loại để loại bỏ các cá thể không đạt chất lượng do cháy hoặc chưa đạt độ ẩm yêu cầu Các mẫu khô đạt chuẩn được đổ vào khay hoặc chậu lớn để điều hòa độ ẩm, sau đó quạt làm mát cho đến khi nguội hẳn rồi mới đóng gói nhằm tránh hiện tượng đổ mồ hôi và bảo đảm chất lượng bảo quản.
Quy cách đóng gói được xác định dựa trên mặt hàng, thời gian bảo quản và đối tượng sử dụng, nên mỗi sản phẩm sẽ có quy cách đóng gói phù hợp để đảm bảo chất lượng và tính tiện dụng cho người dùng Bên cạnh đó, điều kiện vận chuyển và bảo quản sản phẩm cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn bao bì, giúp bảo vệ chất lượng, tối ưu chi phí và đáp ứng yêu cầu của thị trường.