Trang 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Trang 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
Trang 1THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY
THĂNG HOA, VỚI NĂNG SUẤT G=500KG NGUYÊN LIỆU
SỮA CHUA/MẺ
GVHD: PSG.TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: PHAN THỊ NGÂN QUỲNH
S K L 0 0 9 5 8 4
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
GVHD: PSG.TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: PHAN THỊ NGÂN QUỲNH MSSV: 18116105
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Tấn Dũng – Trưởng khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Trong suốt thời gian thực hiện
đề tài khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa, với năng suất 500kg nguyên liệu sữa chua/mẻ”, thầy đã tận tâm hướng dẫn tôi để hoàn thành thật tốt khóa luận tốt nghiệp
Tôi cũng xin chân thành cám ơn quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Hóa học
và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin
Trang 5LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp
là do chính tôi thực hiện Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định
TP HCM, ngày 10 tháng 2 năm 2023
Ký tên
Trang 14MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 4
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY THĂNG HOA 4
1.1 Cơ sở khoa học 4
1.1.1 Định nghĩa 4
1.1.2 Đồ thị động học của quá trình sấy thăng hoa 4
1.1.3 Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật sấy thăng hoa với các kỹ thuật sấy khác 5
1.1.4 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa 6
1.1.5 Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình sấy thăng hoa 7
1.1.6 Một số ứng dụng của công nghệ sấy thăng hoa 9
1.2 Công nghệ sấy thăng hoa 10
1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 10
1.2.2 Thuyết minh quy trình 11
1.3 Các bộ phận chính trong hệ thống sấy thăng hoa 13
1.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ sấy thăng hoa sữa chua 13
1.4.1 Trong nước 13
1.4.2 Thế giới 16
Trang 151.5 Vật liệu: Sữa chua 20
1.5.1 Đặc điểm sinh học 20
1.5.2 Thành phần dinh dưỡng 21
1.5.3 Điểm nổi bật của sản phẩm 25
1.5.4 Các lợi ích sữa chua đến cơ thể người 26
CHƯƠNG 2 30
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TOÁN 30
2.1 Phương pháp tiếp cận và tổng hợp tài liệu 30
2.2 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán 31
2.3 Phương pháp tính toán 31
2.3.1 Các bước tính toán, thiết kế hệ thống lạnh 31
2.3.2 Các bước tính toán cho hệ thống sấy thăng hoa 32
CHƯƠNG 3 34
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 34
3.1 Những thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trình tính toán, thiết kế 34
3.2 Tính toán sơ bộ hệ thống lạnh sấy thăng hoa sữa chua năng suất 500 kg/mẻ 34
3.2.1 Xác định kích thước và thể tích của buồng thăng hoa 34
3.2.2 Tính toán phụ tải lạnh (hay năng suất) cho quá trình lạnh đông sản phẩm trước khi sấy thăng hoa 37
3.2.3 Tính toán phụ tải lạnh (hay năng suất) cho quá trình làm lạnh để ngưng tụ – đóng băng hơi ẩm thăng hoa thoát ra từ sản phẩm sấy 49
3.2.4 Tính toán cho máy nén lắp đặt cho hệ thống lạnh sấy thăng hoa 54 3.2.5 Tổng công suất tiếp điện của động cơ: 58
3.3 Tính toán hệ thống trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh sấy thăng hoa 58
Trang 163.3.1 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ 58
3.3.3 Tính toán thiết bị bình trung gian 68
4.3.4 Tính toán chọn van tiết lưu 73
3.3.5 Tính toán chọn đường ống 74
3.3.6 Tính toán kích thước và thiết kế buồng sấy trong sấy thăng hoa 76 3.3.7 Tính toán hệ bơm chân không 85
3.3.8 Xác định thời gian xả băng 86
3.3.9 Tính kiểm tra bền cho thiết bị buồng sấy thăng hoa và thiết bị ngưng tụ - đóng băng 88
CHƯƠNG 4 92
BẢN VẼ THIẾT KẾ 92
4.1 Bản vẽ thiết kế các thiết bị trong hệ thống 92
4.2 Kết luận 103
CHƯƠNG 5 104
HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KIỂN TỰ ĐỘNG 104
5.1 Yêu cầu của hệ thống điều khiển 104
5.2 Điều khiển tự động hệ thống sấy thăng hoa 106
CHƯƠNG 6 110
TÍNH KINH TẾ 110
6.1 Chi phí tạo ra một đơn vị sản phẩm 110
6.1.1 Chi phí nhiên liệu 110
6.1.2 Chi phí lao động 110
6.1.3 Chi phí khấu hao 111
6.2.Thời gian hoàn vốn 111
1 Kết luận 113
Trang 172 Kiến nghị 113
Trang 18DANH MỤC HÌNH
Hình 1 1 Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa 5
Hình 1 2.Sầu riêng sấy thăng hoa 9
Hình 1 3 Tôm sú sấy thăng hoa 10
Hình 1 4 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy thăng hoa [4] 10
Hình 2 1 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán 31
Hình 3 1 Hình mặt cắt A-A của buồng thăng hoa 35
Hình 3 2 Hai nắp chỏm cầu của bồn sấy thăng hoa 43
Hình 3 3 Cấu tạo lớp vỏ ba lớp của buồng thăng hoa 44
Hình 3 4 Chu trình lạnh hai cấp nén, bình trung gian có ống xoắn, làm mát hoàn toàn, có hai lần tiết lưu 47
Hình 3 5 Đồ thị nhiệt động chu trình lạnh hai cấp nén 49
Hình 3 6 Sự biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt 59
Hình 3 7.Cấu tạo bình trung gian 70
Hình 3 8 Đồ thị biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt bình trung gian 71
Hình 3 9 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng 83
Hình 4 1 Bản vẽ thiết bị ngưng tụ đóng băng 92
Hình 4 2 Bản vẽ buồng sấy 93
Hình 4 3 Bản vẽ thân ống hình trụ của buồng sấy 94
Hình 4 4 Bản vẽ nắp chỏm cầu của buồng sấy 95
Hình 4 5 Bản vẽ kính qua sát của buồng sấy 96
Hình 4 6 Bản vẽ khay sấy 97
Hình 4 7 Bản vẽ mặt bích (1) kết nối với chỏm cầu 98
Hình 4 8 Bản vẽ mặt bích (2) kết nối với chỏm cầu 99
Hình 4 9 Bản vẽ mặt bích (3) kết nối với chỏm cầu 100
Hình 4 10 Bản vẽ mặt bích (4) kết nối với chỏm cầu 101
Hình 4 11 Bản vẽ sơ đồ hệ thống sấy 102
Trang 19Hình 5 1 Mô tả sơ đồ khối hệ thống tự động hóa 104
Hình 5 2 Sơ đồ mô tả tín hiệu vào, ra 105
Hình 5 3 Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển thông minh 108
Hình 5 4.Sơ đồ mạch động lực 109
Trang 20DANH MỤC BẢNG
Bảng 3 1 Thành phần hoá học của sữa chua nguyên liệu 34 Bảng 3 2 Các thông số trạng thái của chu trình hệ thống lạnh cần thiết kế, chế tạo 48
Bảng 6 1 Chi phí để có 1kg sữa chua sấy thăng hoa 111
Trang 21MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề
Với xã hội ngày càng phát triển như hiện nay, nhu cầu về chất lượng các sản phẩm ngày càng cao đặt biệt là các sản phẩm thực phẩm Đặc biệt là các sản phẩm sấy, ngoài yêu cầu về độ khô nó còn phải đạt các yêu cầu về màu sắc, hình dạng hương vị và đặc biệt làm đảm bảo về mặt dinh dưỡng
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy để bảo quản thực phẩm nhưng phương pháp sấy thăng hoa là phương pháp được lựa chọn nhiều nhất Sấy thăng hoa hầu như đáp ứng được tất cả các yêu cầu của sản phẩm sấy đặc biệt là khả năng giữ lại tối đa hương vị, màu sắc và chất dinh dưỡng
Sấy thăng hoa là một trong những kỹ thuật và công nghệ sấy tiên tiến nhất hiện nay, ứng dụng trong ngành công nghệ thực phẩm Công nghê ̣này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: trong công nghệ dược phẩm để giữ gìn và bảo quản các chất có hoạt tính sinh học; trong công nghệ sinh học để bảo quản tế bào, bảo quản gen và bảo quản các chế phẩm sinh học; và trong công nghệ thực phẩm dùng để bảo quản sản phẩm không bị mất các chất có giá trị về mặt dinh dưỡng, dược phẩm
và mỹ phẩm, Nói chung, công nghệ sấy thăng hoa làm ra các sản phẩm có chất lượng tốt, giữ lại gần như nguyên vẹn những phẩm chất ban đầu của nguyên liêụ
3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Thông qua việc nghiên cứu các thành phần của sữa chua từ các tính chất nhiệt, vật lý của các thành phần hóa học của sữa chua Từ đó rút ra những thông số công nghệ phù hợp để đạt được những giá trị dinh dưỡng cao nhất có thể giúp cho sản
Trang 22phẩm sấy dù đã qua xử lý nhưng vẫn có giá trị như ban đầu Thông qua những thông
số kỹ thuật đó để ứng dụng cho việc tính toán và thiết kế một hệ thống thăng hoa
Cho ra bản vẽ mô phỏng về buồng sấy của hệ thống sấy thăng hoa kiểm tra các tính chất bền cơ và bền nhiệt cho thiết bị Tính toán và tối ưu hóa các yếu tố năng lượng
từ đó nâng cao giá trị của các sản phẩm và phù hợp với tính kinh tế
4 Nội dung nghiên cứu
Tổng quan về phương pháp sấy thăng hoa
Tổng quan những đặc điểm về nguyên liệu sữa chua
Phương pháp nghiên cứu và tính toán hệ thống sấy thăng hoa
+ Thiết lập sơ đồ nghiên cứu, tính toán
+ Các phương pháp sử dụng trong tính toán và thiết kế
Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa
Kết quả và bàn luận
5 Phương pháp nghiên cứu
Tổng hợp tài liệu đưa ra trình tự thiết kế hệ thống sấy thăng hoa với năng suất cho sẵn Sử dụng các công cụ toán học, đồ họa để tạo thuận lợi cho việc tính toán lựa chọn thiết bị phù hợp
6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Trang 23Sấy thăng hoa sữa chua giúp giữ lại tối đa màu sắc, mùi vị hình dạng cũng như chất dinh dưỡng của sản phẩm Công nghệ sấy thăng hoa hiện nay được xem là một trong những công nghệ chế biến tiên tiến nhất trong ngành công nghệ thực phẩm
Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ sấy thăng hoa vào sấy các loại thực phẩm
sẽ góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp thực phẩm của nước ta ngày càng phát triển hơn
7 Bố cục
Đồ án này được trình bày trong 6 chương:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ sấy thăng hoa
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và tính toán
Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống
Chương 4: Bản vẽ thiết kế
Chương 5: Hệ thống đo lường và điều khiển tự động
Chương 6: Tính kinh tế
Trang 24và dòng điện cao tần, sấy thăng hoa’ [1].
‘Sấy thăng hoa là quá trình tách nước ra khỏi sản phẩm từ thể rắn (lạnh đông) sang thể hơi trong điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất thấp, dưới điểm ba thể O (0,0098°C; 4,58 mmHg), tức là nhiệt độ dưới điểm kết tinh của độ ẩm trong sản phẩm (Tk <0°C, áp suất dưới 4,58 mmHg) Nhờ vậy, sản phẩm sau khi sấy gần như vẫn giữ nguyên được chất lượng tự nhiên ban đầu của nguyên liệu: protein không bị biến tính
và thủy phân, glucid không bị hồ hóa, lipid không bị oxi hóa vitamin và các hoạt chất sinh học không bị phá hủy, màu sắc và mùi vị không thay đổi, các chất xơ và chất khoáng được bảo toàn’, [21],[23]
1.1.2 Đồ thị động học của quá trình sấy thăng hoa
1.1.2.1 Giai đoạn làm lạnh đông
‘Nguyên liệu sau khi chuẩn bị xong được tiến hành lạnh đông để ẩm trong vật liệu sấy kết tinh’ [30], [34], [36] Kết thúc giai đoạn này khi nhiệt độ vật liệu sấy đạt tới nhiệt độ lạnh đông thích hợp để ẩm trong vật liệu sấy kết tinh hoàn toàn trước sấy thăng hoa
1.1.2.2 Giai đoạn thăng hoa
Trang 25‘Được tiến hành trong môi trường cónhiệt độ và áp suất thấp, dưới điểm ba thể
O (0,0098°C; 4,58 mmHg) [34] đối với nước đá, còn dưới điểm (Tkt; 4,58 mmHg) đối với ẩm kết tinh trong vật liệu sấy’ [30], [34], [36] ‘Để sản phẩm sau khi sấy có chất lượng tốt thì kết thúc giai đoạn này ẩm kết tinh đã thăng hoa hết, độ ẩm sản phẩm đạt yêu cầu và nhiệt độ sản phẩm vượt qua nhiệt độ kết tinh của ẩm trong sản phẩm (Tkt), khi đó ẩm còn lại trong sản phẩm rất ít, chủ yếu là ẩm liên kết và chỉ tồn tại ở pha lỏng’ [34], [44]
1.1.2.3 Giai đoạn sấy chân không làm bay hơi ẩm còn lại (nếu có)
Là sấy chân không nhiệt độ thấp chỉ xảy ra khi kết thúc giai đoạn sấy thăng hoa mà độ ẩm sản phẩm vẫn chưa đạt yêu cầu, lúc này tiến hành giai đoạn sấy chân không nhiệt độ thấp làm bay hơi lượng ẩm còn lại của sản phẩm Cho đến khi độ ẩm sản phẩm đạt tới độ ẩm yêu cầu (dưới 6%) thì quá trình sấy kết thúc, như vậy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, [30], [34] Sản phẩm sau khi sấy cho vào túi PE, ghép mí chân không kín rồi bảo quản ở nhiệt độ thường
Hình 1 1 Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa
Sử dụng nguồn nhiệt bức xạ, nhiệt độ lạnh đông (-35 ÷ -30)°C
1.1.3 Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật sấy thăng hoa với các kỹ thuật sấy khác
Trang 26Ưu điểm của phương pháp sấy thăng hoa là sản phẩm sau quá trình sấy có cấu trúc xốp, ít bị co rút, biến dạng, nhiệt độ cuối quá trình sấy thấp nên không làm tổn thất các cấu tử mẫn cảm nhiệt trong thực phẩm như vitamin, các cấu tử hương, các chất có hoạt tính sinh học, chất màu,… sản phẩm ít bị biến tính, giữ được chất lượng dinh dưỡng và giá trị cảm quan [1]
Nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa là chi phí thiết bị cao, tiêu thụ điện năng lớn, vận hành phức tạp và cần kỹ năng vận hành cao [3]
1.1.4 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa
1.1.4.1 Nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa
Nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa là yếu tố công nghệ tạo ra động lực cho quá trình truyền nhiệt tách ẩm trong sấy thăng hoa, nó ảnh hưởng đến các đặc tính về
độ ẩm, chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa [29], [30], [34], [35]
Theo Stawczyk [46] và Pikal [44], khi nhiệt độ môi trường sấy trăng hoa cao, trên 33°C thì động lực quá trình truyền nhiệt tách ẩm tăng, nhung đồng thời làm cho nhiệt độ của vật liệu sấy tăng nhanh, vượt qua nhiệt độ kết tinh (Tkt), làm cho ẩm chuyển sang trạng thái lỏng và kết thúc sớm giai đoạn sấy thăng hoa nhưng độ ẩm sản phẩm chưa đạt yêu cầu Do đó, cần phải tiến hành sấy chân không và thời gian sấy kéo dài, sản phẩm sau khi sấy bị biến tính, làm giảm tính hoàn nguyên của sản phẩm, chất lượng của sản phẩm giảm, chi phí năng lượng của sản phẩm tăng [34] Ngược lại, theo Krokida [42], khi nhiệt độ của môi trường sấy thăng hoa thấp hơn 17°C, động lực của quá trình truyền nhiệt khử ẩm giảm, dẫn đến thời gian thăng hoa làm tăng chi phí năng lượng, nhưng chất lượng của sản phẩm sấy được cải thiện [30], [32], [34], [35]
1.1.4.2 Ấp suất môi trường sấy thăng hoa
Áp suất môi trường sấy thăng hoa cũng là yếu tố công nghệ tạo ra động lực cho quá trình truyền nhiệt tách ẩm và ảnh hưởng đến các đặc tính về độ ẩm, chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa [29], [30], [32], [33], [34],
Trang 27[35] Do nhiệt độ của sản phẩm khi đưa vào sấy thăng hoa chính là nhiệt độ lạnh đông thích hợp TFopt, tương ứng với nhiệt độ này sẽ có một áp suất thăng hoa xác định là
Pth=f(TFopt) Vì thể, áp suất môi trường sấy thăng hoa sản phẩm cần phải chọn tương thích với Pth [29], [30], [34]
Theo Greenfield & cộng sự [39], [40], Litchfield [43], Fey & cộng sự [38] và Sharman & cộng sự [47], nếu áp suất môi trường sấy thăng hoa không phù hợp thì cần tiêu tốn một lượng nhiệt để nâng nhiệt độ của ẩm trong sản phẩm ở trạng thái rắn đến nhiệt độ thăng hoa tương ứng với áp suất môi trường, khi đó ẩm mới bắt đầu thăng hoa Như thế, dẫn đến kéo dài thời gian sấy, ảnh hưởng đến các đặc tính của sản phẩm, ảnh hưởng đến chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa [34], [35] Vì vậy, để ẩm thăng hoa ngay tại thời điểm đầu giai đoạn 2 thì áp suất môi trường sấy thăng hoa (Pbth) phải nhỏ hơn hoặc bằng áp suất thăng hoa của ẩm tương ứng với nhiệt độ lạnh đông thích hợp TFopt của sản phẩm (Pbth < Pth), [34], [35]
1.1.4.3 Thời gian của quá trình sấy thăng hoa
Thời gian của quá trình sấy thăng hoa là một trong những yếu tố công nghệ quyết định đến độ ẩm, chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa [29], [30], [32], [33], [34], [35] Khi thời gian sấy thăng hoa ngắn thì độ ẩm sản phẩm sau khi sấy không đạt yêu cầu, không đáp ứng được khả năng bảo quản [34], [35] Thời gian sấy thăng hoa kéo dài sẽ làm tăng chi phi năng lượng Nếu thời gian sấy thăng hoa ngắn, thời gian sấy chân không kéo dài thì chất lượng sản phẩm sau khi sấy giảm [29], [32], [34], [35]
Nguyên nhân là do cơ chế tách ẩm ở giai đoạn sấy thăng hoa từ pha rắn sang pha hơi ở nhiệt độ thấp (dưới Tkt) khác với cơ chế tách ẩm ở giai đoạn sấy chân không
từ pha lỏng sang pha hơi ở nhiệt độ cao (trên Tkt) [32] [34], [35], [41] [45], nên ảnh hưởng đến khả năng hoàn nguyên của sản phẩm, làm thay đổi chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa
1.1.5 Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình sấy thăng hoa
1.1.5.1 Độ ẩm của sản phẩm
Trang 28Khi độ ẩm giảm sẽ làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm từ dạng dung dịch kết tinh sang dạng bột, bột dẻo dẫn đến thay đổi các đặc tính của sản phẩm: độ tổn thất các thành phần protein, lipid, glucid, khoáng, các vitamin, các hợp chất có hoạt tính sinh học và acid béo tự do, acid amine tự do và các enzyme Tuy nhiên, khi độ ẩm giảm làm giảm hoạt độ nước trong sản phẩm, vi sinh vật mất môi trường sống dẫn đến tăng khả năng bảo quản và kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm [4]
1.1.5.2 Độ tổn thất thành phần chất lượng của sản phẩm:
Độ tổn thất protein, lipid, glucid, khoáng chất và acid béo tự do của sản phẩm sấy thăng hoa là những thông số công nghệ quan trọng để đánh giá chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm sau khi sấy Khi các phân tử nước đá thăng hoa, nó sẽ lôi cuốn một số thành phần chất khô theo, làm mất các thành phần dinh dưỡng của sản phẩm
Vì vậy, độ tổn thất các thành phần dinh dưỡng này phụ thuộc rất nhiều vào chế độ công nghệ sấy thăng hoa Theo Carslaw [25] và Taylor [23], độ tổn thất các thành phần chất khô trong sản phẩm sau khi sấy thăng hoa cho phép không vượt quá 3%, nếu vượt quá 3% xem như chế độ sấy thăng hoa không phù hợp
1.1.5.3 Độ tổn thất các hoạt chất sinh học quý hiếm và vitamin của sản phẩm:
Hoạt chất sinh học quý hiếm là những chất dễ bị phân hủy dưới tác động của nhiệt độ, áp suất, oxy từ không khí, độ ẩm và thời gian bảo quản.Do đó, khi sản phẩm được bảo quản bằng cách đông lạnh, hàm lượng của nó sẽ giảm dần theo thời gian bảo quản.Khi sấy thăng hoa ở môi trường có nhiệt độ thấp và áp suất thấp dưới điểm
ba thể thì các tính chất và hàm lượng của nó gần như được bảo toàn, đây là một trong những ưu điểm của phương pháp này.Hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm sau khi sấy thăng hoa hao hụt không được quá 3%, nếu vượt quá 3% thì được coi là sấy thăng hoa không đúng cách [26], [27]
Vitamin được biết là hợp chất kém hơn ở nhiệt độ, ở áp suất, ở khí quyển oxy, ánh sáng và thời gian lưu trữ Vì vậy, phương pháp sấy thăng hoa này sẽ giải quyết được các vấn đề về bảo quản hàm lượng vitamin ở mức ban đầu thông qua chế độ sấy nhiệt độ trong môi trường chân không Tỷ lệ hao hụt vitamin không vượt quá 3% thì được coi là đạt yêu cầu chất lượng [4]
Trang 291.1.5.4 Khả năng hoàn nguyên của sản phẩm:
Đây cũng là một trong những tính chất hóa lý quan trọng được sử dụng để đánh giá chất lượng sản phẩm Việc đánh giá này thông qua xác định độ nhớt của dung dịch ban đầu từ sản phẩm tươi và sản phẩm sau khi sấy thăng hoa Nếu độ nhớt của sản phẩm sấy khô bằng độ nhớt của sản phẩm tươi, thì chất lượng sản phẩm tốt Nếu độ nhớt của thành phẩm nhỏ hơn độ nhớt sản phẩm tươi thì chất lượng sản phẩm giảm Độ tổn thất độ nhớt dung dịch sữa ngâm nước trở lại của chúng cho phép không vượt quả 5% [26]
1.1.5.5 Chi phí năng lượng của sản phẩm:
Nếu quá trình lạnh đông nhanh, các tinh thể nước đá hình thành có kích thước nhỏ ở dạng vô định hình, khi đó khả năng thăng hoa các tinh thể nước đã xảy ra với tốc độ nhanh và rất nhanh, vì tổng diện tích thăng hoa của các tinh thể nước đã lớn, dẫn đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy thăng hoa được đảm bảo, đồng thời chỉ phí
năng lượng cho 1 kg sản phẩm giảm [4]
1.1.6 Một số ứng dụng của công nghệ sấy thăng hoa
Hình 1 2.Sầu riêng sấy thăng hoa
Trang 30Hình 1 3 Tôm sú sấy thăng hoa
1.2 Công nghệ sấy thăng hoa
1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ
Hình 1 4 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy thăng hoa [4]
Trang 311.2.2 Thuyết minh quy trình
Nguyên liệu: là các loại vật liệu sinh học (thực phẩm, dược phẩm, các chế
phẩm sinh học ) có giá trị dinh dưỡng, giá trị dược phẩm và giá trị kinh tế cao mà các giá trị này dễ dàng bị thất thoát dưới tác dụng của nhiệt và không khí [17], [21], [22] Nguyên liệu cần được tuyển lựa kĩ lưỡng, kiểm tra các chỉ tiêu cần thiết trước khi tiến hành sấy vì một nguyên liệu tốt sẽ quyết định đến chất lượng của sản phẩm sau này [4]
Chuẩn bị và sơ chế: Công đoạn chuẩn bị bao gồm làm sạch nguyên liệu để
loại bỏ được vi sinh vật có hại và các tạp chất bám trên nguyên liệu (nếu có) Sau đó, nguyên liệu sẽ được đồng nhất về kích thước, bề dày và khối lượng [1]
Ở giai đoạn này, độ dày của lớp sản phẩm trên khay là một trong những yếu
tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình cấp đông và chi phí năng lượng Dần dần khi
độ dày của sản phẩm tăng lên tốc độ lạnh đông sẽ giảm Điều này khiến dung dịch trong sản phẩm đạt đến nhiệt độ đồng lạnh thích hợp Ngược lại, giảm độ dày của lớp làm tăng tốc độ đông đặc, làm cho dung dịch nhanh chóng đạt đến nhiệt độ đông đặc thích hợp [4]
Lạnh đông: Nguyên liệu sau khi chuẩn bị xong được tiến hành lạnh đông để
ẩm trong vật liệu sấy kết tinh Kết thúc giai đoạn này khi nhiệt độ vật liệu sấy đạt tới nhiệt độ lạnh đông thích hợp để ẩm trong vật liệu sấy kết tinh hoàn toàn trước sấy thăng hoa [17], [24], [25], [26]
Nhiệt độ lạnh đông ảnh hưởng đến tốc độ làm lạnh đông của quá trình, nhiệt
độ lạnh đông của sản phẩm và sự kết tinh của ẩm trong sản phẩm, ảnh hưởng đến chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm Nhiệt độ lạnh đông thích hợp cho các loại rau củ quả là (-18 ÷ -25°C); thịt và các loại thủy hải sản là (-25 ÷ -30°C) Ở nhiệt độ này nước trong thực phẩm đóng băng gần như hoàn toàn Ứng với mỗi loại thực phẩm khác nhau sẽ có nhiệt độ lạnh đông khác nhau, nhưng phải đảm bảo cho sự kết tinh của nước bên trong sản phẩm phải đạt 100% [4]
Thời gian cấp đông ảnh hưởng đến độ kết tinh độ ẩm sản phẩm và nhiệt độ cấp đông sản phẩm, chất lượng sản phẩm và chi phí năng lượng Khi thời gian cấp đông kéo dài sẽ làm tăng chi phí năng lượng, tăng giá thành sản phẩm [4]
Trang 32Áp suất buồng sấy thăng hoa và buồng lạnh đông ở giai đoạn này hầu như không thay đổi và bằng áp suất khí quyển Lượng ẩm thoát ra rất ít, chủ yếu là sự bay hơi và thăng hoa nước trên bề mặt thực phẩm Sự thoát ẩm xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường sấy thăng hoa và lớp không khí sát bề mặt thực phẩm Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ thực phẩm lạnh đông với nhiệt độ môi trường lạnh đông cũng là nguyên nhân gây thoát ẩm để đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt [4]
Sấy thăng hoa: được tiến hành trong môi trường có nhiệt độ và áp suất thấp,
dưới điểm ba thể O (0,0098°C; 4,58 mmHg) đối với nước đá, còn dưới điểm (Tkt; 4,58 mmHg) đối với ẩm kết tinh trong vật liệu sấy Sau khi kết thúc lạnh đông, lúc này bơm hút chân không bắt đầu làm việc, áp suất buồng sấy sẽ hạ rất nhanh để tạo môi trường chân không Sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường sấy và sản phẩm không đổi dẫn đến nước trong vật liệu lạnh đông thăng hoa mãnh liệt, độ ẩm giảm rất nhanh và gần như tuyến tính Để sản phẩm sau khi sấy có chất lượng tốt thì kết thúc giai đoạn này ẩm kết tinh đã thăng hoa hết, độ ẩm sản phẩm đạt yêu cầu và nhiệt độ sản phẩm vượt qua nhiệt độ kết tỉnh của ẩm trong sản phẩm (Tkt), khi đó ẩm còn lại trong sản phẩm rất ít, chủ yếu là ẩm liên kết và chỉ tồn tại ở pha lỏng [17], [18], [19]
Nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa nằm trong khoảng (25 ÷ 45°C), trên 45°C thì động lực quá trình truyền nhiệt tách ẩm tăng, nhưng đồng thời nhiệt độ vật liệu sấy tăng nhanh, vượt qua nhiệt độ kết tinh (Tkt), làm cho ẩm chuyển sang trạng thái lỏng và kết thúc sớm giai đoạn sấy thăng hoa nhưng độ ẩm vẫn chưa đạt yêu cầu Ngược lại, khi nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa thấp dưới 25°C thì động lực quá trình truyền nhiệt tách ẩm giảm, dẫn đến thời gian sấy thăng hoa kéo dài, tăng chi phí năng lượng nhưng chất lượng sản phẩm được đảm bảo Do nhiệt độ của sản phẩm khi đưa vào sấy thăng hoa chính là nhiệt độ lạnh đông thích hợp TFot, tương ứng với nhiệt
độ này sẽ có một áp suất thăng hoa xác định Pth =f(TFot) Vì thế, áp suất cần chọn tương thích với Pth Thời gian sấy thăng hoa cũng cần phải phù hợp Nếu thời gian ngắn, độ ẩm sản phẩm không đạt Ngược lại, thời gian sấy kéo dài sẽ làm tăng chi phí năng lượng [4]
Trang 33Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển theo quá trình sấy, ban đầu có thể 45°C nhưng theo quá trình sấy nó có thể giảm theo để không làm hư sản phẩm, điều khiển như vậy sẽ tiết kiệm được năng lượng [4]
Sấy chân không nhiệt độ thấp làm bay hơi ẩm còn lại: giai đoạn này chỉ
xảy ra khi kết thúc giai đoạn sấy thăng hoa mà độ ẩm sản phẩm vẫn chưa đạt yêu cầu, lúc này tiến hành giai đoạn sấy chân không nhiệt độ thấp làm bay hơi lượng ẩm còn lại của sản phẩm Cho đến khi độ ẩm sản phẩm đạt công tới độ ẩm yêu cầu (dưới 6%) thì quá trình sấy kết thúc, như vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm [4]
Đóng gói và bảo quản: Sản phẩm sau khi sấy sẽ được cho vào túi PE chuyên
dụng và ghép mí chân không rồi bảo quản ở nhiệt độ thông thường [17], [18], [19]
1.3 Các bộ phận chính trong hệ thống sấy thăng hoa
Buồng sấy thăng hoa Nếu hệ thống tự lạnh động thì buồng sấy thăng hoa cũng
chính là buồng lạnh đông thực phẩm sấy [17], [20]
Hệ thống lạnh chạy cho buồng hóa đá và buồng cấp đông sản phẩm[17]
Hệ thống chân không kết nối với buồng hóa đá và buồng sảy[17]
Hệ thống tự động đo lường và điều khiển [17], [20]
1.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ sấy thăng hoa sữa chua 1.4.1 Trong nước
‘Ở Việt Nam, công nghệ sấy thăng hoa chỉ được quan tâm từ năm 1999 trở lại đây; đã có một số công trình nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong bảo quản dược phẩm, thực phẩm Ở Miền Bắc có tác giả Trần Như Khuyên với công trình “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa để sấy màng hạt gấc”, ở Miền Nam có tác giả Trần Đức Ba với “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa để sấy một số loại thủy sản”, tác giả Nguyễn Tấn Dũng vớ i “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa tôm sú, một số rau quả, sữa ong chúa, để bảo quản”,v.v Nhìn chung, vấn đề nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong bảo quản các sản phẩm dược, thực phẩm, chế phẩm sinh học, v.v vẫn còn rất hạn chế Nguyên nhân là do hệ thống sấy thăng hoa rất đắt, vốn đầu tư lớn nên các nhà khoa học không có khả năng đầu tư thiết bị
Trang 34nghiên cứu, ứng dụng và triển khai công nghệ này vào thực tế sản xuất Trước tình
đó, nhóm của tác giả Nguyễn Tấn Dũng, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM trong 16 năm nghiên cứu đã chế tạo thành công 7 phiên bản hệ thống sấy thăng hoa từ DS-1 đến DS-7 tại Việt Nam, từ quy mô phòng thí nghiệm cho đến quy mô công nghiệp, với giá thành giảm nhiều lần so với hệ thống sấy nhập ngoại cùng năng suất, chỉ bằng 1/7 ÷ 1/3 giá nhập ngoại vớ i chất lượng sản phẩm sau khi sấy là như nhau Đây là một tín hiệu đáng mừng cho ngành công nghiệp chế tạo hệ thống sấy thăng hoa tại Việt Nam’ [17]
1.4.1.1 Máy sấy thăng hoa DS-1 và DS-2
‘Hệ thống sấy thăng hoa DS-1 và DS-2 do Nguyễn Tấn Dũng và côṇg sự chế tạo thành công vào năm 1999-2000, với mục đích phục vụ cho nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa tại Việt Nam trong việc bảo quản các sản phẩm dược phẩm, thực phẩm, v.v có giá trị kinh tế’, [31], [32]
Các thông số kỹ thuật máy sấy thăng hoa DS-2:
+ Năng suất: (0,5 - 1) kg/mẻ (1 mẻ khoảng 12 đến 24h);
+ Nhiệt độ lạnh đông sản phẩm: -35°C đến -25°C;
+ Nhiệt độ ngưng ẩm: -35°C;
+ Áp suất buồng sấy chân không có thể đạt tới: 0,01 mmHg
1.4.1.2 Máy sấy thăng hoa DS-3
Hệ thống sấy thăng hoa DS-3 là phiên bản thứ ba của Nguyễn Tấn Dũng và côṇg sư,̣ khắc phục tất cả những nhược điểm đã tồn tại trong phiên bản hệ thống sấy thăng hoa DS-1 và DS-2, đồng thời tạo thế chủ động cho sản xuất trong nước và thay thế sản phẩm nhập ngoại Nhóm nghiên cứu của thầy Nguyễn Tấn Dũng thuộc Bộ môn Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM đã nghiên cứu cải tiến và chế tạo thành công hệ thống máy sấy thăng hoa DS-3 vào năm 2006-
2008 [28]
Các thông số kỹ thuật máy sấy thăng hoa DS-3:
Hệ thống có nhiều ưu điểm như: Dung tích sấy tối đa (8 ÷ 10) kg nguyên liệu/mẻ, nhiệt độ lạnh đông vật liệu tối đa từ (-49 ÷ -45)°C; hệ chân không đạt gần
Trang 35như tuyệt đối; hệ thống lạnh chạy cho thiết bị ngưng tụ - đóng băng có nhiệt độ bề mặt ngưng tụ đạt từ (-45 ÷ -40)°C; thời gian lạnh đông (0,5 ÷ 4) h; thời gian sấy (10
÷ 18) h; hệ thống tự động điều khiển và đo lường bằng máy tính đảm bảo đo chính xác các thông số công nghệ: nhiệt độ vật liệu sấy, nhiệt độ môi trường sấy, nhiệt độ tấm bức xạ, nhiệt độ cửa ra của buồng thăng hoa, áp suất môi trường thăng hoa, độ
ẩm vật liệu sấy, Đặc biệt, máy có giá chỉ bằng 1/3 so với máy nhập ngoại cùng công suất, [31], [32]
1.4.1.3 Máy sấy thăng hoa DS-4
Hệ thống sấy thăng hoa DS-4 (phiên bản thứ 4) được chế tạo theo hợp đồng kinh tế vào năm 2008-2009 Hệ thống tự động điều khiển của máy DS-4 bằng PLC, làm việc rất ổn định
Các thông số kỹ thuật của máy DS-4:
+ Năng suất từ (10 ÷ 12) kg/mẻ; 1 mẻ khoảng (12 ÷ 24) h tùy theo dạng sản phẩm;140
+ Nhiệt độ lạnh đông: -40°C đến -35°C;
+ Nhiệt độ ngưng ẩm: -40°C;
+ Áp suất có thể hạ xuống mức: 0,005 mmHg
1.4.1.4 Máy sấy thăng hoa DS-5
Hệ thống sấy thăng hoa DS-5 (phiên bản thứ 5) chế tạo theo yêu cầu của hợp đồng kinh tế vào năm 2009-2010
Các thông số kỹ thuật của máy DS-5:
+ Năng suất từ (15 ÷ 20) kg/mẻ; 1 mẻ khoảng (12 ÷ 24) h tùy theo dạng sản phẩm; + Nhiệt độ lạnh đông: (-45 ÷ -30)°C;
+ Nhiệt độ ngưng ẩm: -40°C;
+ Áp suất có thể hạ xuống mức: 0,005 mmHg
1.4.1.5 Máy sấy thăng hoa DS-6
Các thông số kỹ thuật của máy DS-6:
Trang 36Hệ thống sấy thăng hoa DS-6 thuôc̣ thế hệ mới, hiện đại và tiết kiệm năng lượng, sử dụng bơm nhiệt để cấp nhiệt trong quá trình sấy Chế độ làm việc và các thông số kỹ thuật của máy DS-6 như sau:
+ Làm việc ở ba chế độ: thanh trùng, sấy không làm lạnh và sấy có làm lạnh; + Năng suất từ (20 ÷ 25) kg/mẻ; 1 mẻ khoảng (12 ÷ 24) h tùy theo dạng sản phẩm; + Nhiệt độ lạnh đông: (-30 ÷ -25)°C;
+ Nhiệt độ ngưng ẩm: -35°C;
+ Nhiệt độ thanh trùng: 125°C;
+ Áp suất có thể hạ xuống mức: 0,001 mmHg;
+ Hệ thống tự động đo lường và điều khiển bằng máy tính
1.4.1.6 Máy sấy thăng hoa DS-7
Hệ thống sấy thăng hoa DS-7 (phiên bản thứ 7) đươc̣ hoàn thành vào
01-04-2015 theo yêu cầu của hợp đồng kinh tế, tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM
Các thông số kỹ thuật của máy DS-7:
Hệ thống sấy thăng hoa DS-7 là thế hệ mới, tương đối hiện đại và tiết kiệm năng lượng, nó có các chế độ làm việc khác nhau và có các thông số kỹ thuật của máy DS-7 như sau:
+ Năng suất từ (60 ÷ 80) kg/mẻ; 1 mẻ khoảng (12 ÷ 24) h tùy theo dạng sản phẩm; + Nhiệt độ vật liệu sấy lạnh đông: (-30 ÷ -18)°C;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông: (-45 ÷ -45)°C;
Trang 37sinh học, công nghệ thực phẩm, v.v đạt tới mức hoàn thiện; hệ thống đo lường và tự động điều khiển bằng máy tính rất hoàn hảo Trong cuốn sách này tác giả chỉ giới thiệu một số hệ thống sấy thăng hoa nổi tiếng trên thế giới [31]
1.4.2.1 Hệ thống sấy thăng hoa của Đức
Máy sấy thăng hoa một buồng Epsilon 2-40D của hãng Christ (Đức), là một trong hệ thống sấy có rất nhiều tính ưu việt
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 25 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-50 ÷ -45)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,001 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-50 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 320.000 USD, tương đương khoảng 6,7 tỷ đồng Việt Nam + Ngoài ra, còn các loại khác nữa như sấy thăng hoa hai buồng Epsilon 2-40D
1.4.2.2 Hệ thống sấy thăng hoa của Mỹ
Máy sấy thăng hoa hai buồng Ultra 35 Super ES của hãng Virtis (Mỹ) Đây là thế hệ máy có nhiều tính ưu việt
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 25 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-60 ÷ -55)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,002 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-60 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 280.000 USD, tương đương khoảng 5,1 tỷ đồng Việt Nam
1.4.2.3 Hệ thống sấy thăng hoa của Nhật
Máy sấy thăng hoa FD-JP với nhiều chủng loại khác nhau, có nhiều tính ưu việt
❖ Loại 1:
Trang 38Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 800 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-60 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,001 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-60 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 1,4 triệu USD, tương đương khoảng 30 tỷ đồng Việt Nam
❖ Loại 2:
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 400 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-60 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,001 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-60 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 1 triệu USD, tương đương khoảng 21 tỷ đồng Việt Nam
1.4.2.4 Hệ thống sấy thăng hoa của Pháp
❖ Loại 1:
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 600 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-65 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,005 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-65 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 1,2 triệu USD, tương đương khoảng 25 tỷ đồng Việt Nam
❖ Loại 2:
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 100 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-65 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,002 mmHg;
Trang 39+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-55 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 357.000 USD (khoảng 7,5 tỷ VND)
1.4.2.5 Hệ thống sấy thăng hoa của Anh
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 500 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-55 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,004 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-55 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 1 triệu USD, tương đương khoảng 21 tỷ đồng Việt Nam
1.4.2.6 Hệ thống sấy thăng hoa của New Zealand
Máy sấy thăng hoa FD-81 của hãng Cuddon- New Zealand, có nhiều tính ưu việt và đã đươc̣ thương mại hóa trên toàn thế giới
❖ Loại 1: FD-81
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 80 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-65 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,004 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-65 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 456.000 USD (khoảng 9,5 tỷ VND).136
❖ Loại 2: FD-80
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 80 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-65 ÷ -50)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,004 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-65 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
Trang 40+ Giá trị của máy này là: 500.000 USD (khoảng 11 tỷ VND)
1.4.2.7 Hệ thống sấy thăng hoa của Trung Quốc
Các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất thiết bị: bay hơi 25 kg nước/24 giờ;
+ Nhiệt độ môi trường lạnh đông (-45 ÷ -40)°C;
+ Áp suất môi trường sấy: có thể đạt tới 0,009 mmHg;
+ Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều khiển (-45 ÷ 45)°C;
+ Hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính;
+ Giá trị của máy này là: 1,8 tỷ VND
1.5 Vật liệu: Sữa chua
1.5.1 Đặc điểm sinh học
Sữa chua là một trong những thực phẩm được biết đến nhiều nhất trong số các loại thực phẩm chứa lợi khuẩn Vào năm 1992, sữa chua được Codex Alimentarius định nghĩa là một si 1 phẩm sữa đông tụ, là kết quả của quá trình lên men acid lactic
trong sữa bởi Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus Các loại vi
khuẩn acid lactic khác hiện nay thường được sử dụng để tạo ra các đặc tính tính độc đáo cho sản phẩm cuối cùng, là chủng giống cho quá trình sản xuất sữa chua, các loài
vi khuẩn lactic thể hiện tính cộng sinh của chúng trong quá trình phát triển của chúng trong môi trường sữa Do đó một hỗn hợp các vi khuẩn lactic được lựa chọn cẩn thận
để chúng có thể bổ sung cho nhau để đạt năng suất tạo ra acid cao nhất [5]
Để đáp ứng tiêu chỉ của National Yogurt Association, sản phẩm sữa chua thành phẩm phải chứa các vi khuẩn lactic sống với lượng nhiều hơn 10% so với lượng vi khuẩn tại thời điểm sản xuất [5]
Để thực hiện quá trình lên men yogurt người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic
đồng hình Hai loài phổ biến nhất là trực khuẩn Lactobacillus bulgaricus và cầu khuẩn
Streptococcus thermophiles Trong quá trình sinh trưởng, các loại vi khuẩn này sẽ
sinh ra lượng acid lactic làm đông tụ protein trong sữa từ đó tạo nên cấu trúc đặc