Ứng dụng công nghệ sấy lạnh trong công nghiệp chế biến rau quả việt nam

1.2.1.2 Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0°c Với những hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không k

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệp

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÈ CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH

1 KHÁI NIỆM VỀ BƠM NHIỆT

Bơm nhiệt có quá trình phát triến lâu dài, bắt đầu từ khi Nicholas Camot đề xuất những khái niệm chung đầu tiên Một dòng nhiệt thông thường di chuyển từ một vùng nóng đến một vùng lạnh, Camot đưa ra lập luận rằng một thiết bị có thế được sử dụng để đảo ngược quá trình tự’ nhiên và bơm nhiệt sẽ điều chỉnh dòng nhiệt từ một vùng lạnh đến một vùng

Việc lắp đặt các bơm nhiệt gia tăng đáng kể sau thế chiến II, người ta nhận thấy rằng bơm

nhiệt có thế được thương mại hóa nếu hoàn tất lý thuyết và đảm bảo chất lượng sản phẩm Sản phẩm bơm nhiệt đầu tiên được bán vào năm 1952

Từ khi xẩy ra cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu thập kỉ 70, bơm nhiệt lại bước vào một bước tiến nhảy vọt mới Hàng loạt bơm nhiệt đủ mọi kích cở cho các úng dụng khác nhau được nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện và bán rộng rãi trên thị trường Ngày nay, bơm nhiệt đã trở nên rất quen thuộc trong các lĩnh vực điều hòa không khí, sấy, hút ẩm, đun nước

Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt:

Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống bơm nhiệt

1.2 HỆ THÓNG SẤY LẠNH sử DỤNG BƠM NHIỆT

1.2.1 Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt

Sự thay đổi môi trường trong những năm gần đây, đặc biệt nhũng năm cuối thế kỉ rất đáng

lo ngại Những bước tiến nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật, cùng với sự thay đổi toàn diện về lối sống của xã hội hiện đại, đã gây nên sự tổn hại to lớn đối với các nguồn tài nguyên cũng như đối với sự cân bằng sinh thái Hiện tại, những vêu cầu đặt ra đối với nền văn minh hiện đại là việc thõa mãn nhu cầu ngày càng cao đối với các nguồn năng lượng đang cạn kiệt trên trái đất Sự phát triển của kỹ thuật và nghiên cứu khoa học tự nhiên có thế sẽ mang lại câu trả lời thõa đáng nhất Trọng tâm hiện nay là sự thay đối dần dần theo hướng đòi hỏi đáp úng cả vấn đề cân bằng sinh thái và môi trường sống

Sấy là một thiết bị hoạt động chủ yếu trong ngành thực phâm - nông nghiệp, nó gây nên sự

ô nhiễm rất lớn đối với môi trường Việc khử từng phần hay toàn bộ nước từ

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệp

độ truyền nhiệt trong quá trình sấy Điều này làm tăng áp suất hơi nước bên ngoài và tốc

độ khuếch tán ấm trong trong vật liệu theo hướng thoát ra bề mặt vật liệu, tù' đó lượng ấm này sẽ khếch tán vào trong dòng tác nhân sấy Trong môi trường đối lưu, độ ấm tuyệt đối của tác nhân sấy phụ thuộc vào điều kiện môi trường Việc sử dụng bơm nhiệt để hút ẩm trong quá trình sấy hoàn toàn có thể điều khiển hoàn toàn cả thành phần ẩm và nhiệt độ tác nhân sấy, cũng như lấy lại được nhiệt ấn bay hơi của nước từ dòng thải

Bơm nhiệt có thể thay đối nhiệt độ tù’ thấp đến cao, theo yêu cầu làm việc của thiết bị, tù'

đó nó có thể cung cấp các chế độ làm việc khác nhau Loại bơm nhiệt phố biến nhất hoạt động hoạt động theo một chu trình nén - hơi bao gồm các thiết bị chính: dàn bay hơi, máy nén, dàn ngưng tụ và van giãn nở (hình 1.2)

Tấm giải nhiệt

Van giãn nở

-CXI

Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của một bơm nhiệt

Quá trình truyền nhiệt thực hiện đuợc thông qua sự thay đối pha làm việc của môi chất lạnh Môi chất lạnh trong giàn bay hơi hấp thụ nhiệt và bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp Khi hơi môi chất lạnh ngung tụ ở nhiệt độ cao, áp suất cao tại dàn ngưng tụ, nó thải nhiệt ở áp suất cao hơn Khi sử dụng trong quá trình sấy, hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt làm lạnh không khí của quá trình đến điểm bão hòa, và sau đó ngưng tụ nước (khử âm), do

đó làm tăng khả năng sây của không khí Trong quá trình này chỉ tuần hoàn mức nhiệt thấp (nhiệt hiện và nhiệt ẩn) từ không khí cấu trúc của dàn bay hơi và dàn ngưng tụ được bố trí như hình vẽ (hình 1.3)

DC: Buông sảy E: Dàn bay hoi C:

Dàn ngưng tụ

b)

Hình 1.3: Hai phương thức trao đối nhiệt thông qua buồng sấy Mũi tên lớn chi dòng

tác nhân qua buồng sấyTrong trường hợp thứ nhất (hình 1.3a), máy sấy lạnh hoạt động vừa như một máy khử âm

và một bộ gia nhiệt không khí Trong cách bố trí thứ hai, dàn bay hơi được xen vào dòng không khí ấm trong khi không khí sạch lại được đưa vào toàn bộ dàn ngưng tụ Việc sắp xếp theo kiếu này, nhiệt ân (cùng với một lượng lớn nhiệt hiện) được hồi lưu bằng cách khử ẩm của khí thải và truyền cho không khí của quá trình thông qua dàn ngưng tụ Mô hình này thích hợp khi không khí môi trường khô (độ âm tương đối thấp), nhưng nó lại không kinh tế trong quá trình sấy, bởi vì dòng khí thải tương tự như không khí bên trong Trong cả hai mô hình trên, khí thải từ buồng sấy có thế được hồi lưu lại đi đến dàn bay hơi nghĩa là không khí có thế tuần hoàn toàn bộ hay từng phần

Bơm nhiệt bước đầu được nghiên cứu với tác dụng khử ấm, nhưng sau cuộc khủng hoảng năng lượng nhừng năm 70 Khả năng ứng dụng trong việc sấy nông sản phẩm ngày càng được chú ý đến nhiều hơn ứng dụng của bơm nhiệt trong nông nghiệp bắt đầu với việc sử dụng như thiết bị gia nhiệt Những nghiên cún và phát triển sau đó đã đạt được kết quả với việc phát triển quá trình sấy sử dụng bơm nhiệt Bằng nhiều cách khác nhau, như là sử dụng một van điều chỉnh áp suất, trao đối nhiệt, điều khiến lưu lượng dòng khí, thay đổi tốc độ máy nén,vv được thực hiện tùy thuộc vào các yêu cầu thực tế, nguyên lý hoạt động máy sấy sử dụng bơm nhiệt Trong thương mại việc sử dụng các máy sấy lạnh để sấy

hỗ trợ đã được nhắc đến tại nhiều nước ở Châu Âu (NaƯy, Pháp và Hà Lan), Châu Á và Autralia, ở đây công nghệ này được ứng dụng chủ yếu trong các quy trình chế biến thực phẩm

Việc sử dụng bơm nhiệt với quy mô rộng lớn vẫn chưa được cụ thể hóa trong nông nghiệp Một trong những yếu tố cản trở việc sử dụng kỹ thuật này là chi phí đầu tư Vì chi phí đầu vào cao và thời gian sử dụng ngắn, cho nên hiện nay các loại máy sấy khác vẫn chiếm uu thế Hơn nữa, các sản phẩm ra đời phải đảm bảo tính đổi lẫn và dễ sữa chữa, kỹ thuật sấy

sử dụng bơm nhiệt có tiềm năng đáp ứng được các ứng dụng khác nhau trong môi trường sản xuất nông nghiệp

1.2.1 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG SẤY LẠNH

Khác với phương pháp sấy nóng, trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất trong tác nhân sấy nhờ giảm lượng chứa ẩm Ở phương pháp sấy lạnh, nhiệt độ bề mặt ngoài của vật nhở hơn nhiệt độ bên trong vật, đồng thời do tiếp xúc với không khí có độ ấm và phân

áp suất hơi nước nhở nên bề mặt cũng có phân áp suất hơi nước nhở hơn phía bên trong vật Nói khác đi, ở đây gradient nhiệt độ và gradient áp suất có cùng dấu nên gradient nhiệt

độ không kìm hãm quá trình dịch chuyển ẩm như khi sấy nóng mà ngược lại, nó có tác dụng tăng cường quá trình dịch chuyến ấm trong lòng vật ra ngoài đế bay hơi làm khô vật Khi đó ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thế lớn hơn

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệphoặc nhỏ hơn nhiệt độ môi trường hoặc cũng có thể nhỏ hơn 0°c.

1.2.1.1 Hệ thống sấy lạnh ỏ’ nhiệt độ nhỏ hơn 0°c

a Hệ thống sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trục tiếp tù' trạng thái rắn biến thành trạng thái hơi nhờ quá trình thăng hoa Đe tạo ra quá trình thăng hoa, vật liệu sấy phải được làm lạnh dưới điểm ba thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu t < 0°c và áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p < 620 Pa Từ đó, vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng đế âm từ trạng thái rắn thăng hoa thành thế khí và vào môi trường Như vậy, trong các hệ thống sấy thăng hoa phải tạo được chân không trong vật liệu sấy và làm lạnh vật xuống dưới 0°c

hóa học của sản phấm bao gồm: màu sắc, mùi vị, vitamin, hoạt tính,

-Chi phí đầu tư cao, phải dùng đồng thời bơm chân không và máy lạnh (để kết đông sản phấm và làm ngưng kết hơi nước)

Hình 1.5: Sơ đố hệ thống sấy lạnh

-Hệ thống cồng kềnh nên vận hành phức tạp, chi phí vận hành và bảo dưỡng lớn.Sấy thăng hoa thường được ứng dụng đế sấy sản phâm quý, dễ biến chất do nhiệt như: máu, vắc xin,

b Hệ thống sẩy chân không

Phưong pháp sấy chân không là phưong pháp tạo ra môi trường gần như chân không trong buồng sấy, nghĩa là nhiệt độ vật liệu t < 0°c, áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p > 610 Pa Khi nhận được nhiệt lượng, các phần tử nước trong vật liệu sấy ở thể rắn sẽ chuyển sang thể lỏng, sau đó mới chuyển sang thể hơi và đi vào môi trường

❖ Ưu điểm: Phương pháp này giữ được chất lượng sản phẩm, đảm bảo điều kiện vệ

sinh

❖ Nhược điểm: Hệ thống có chi phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp.

-Phương pháp sấy chân không thường chỉ sấy các loại vật liệu sấy là các sản phẩm quý, dễ biến chất

-Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy thăng hoa và hệ thống sấy chân không chỉ dùng đế sấy nhừng vật liệu quí hiếm, không chịu được nhiệt độ cao Vì vậy, các hệ thống sấy này là những hệ thống sấy chuyên dùng, không phố biến

1.2.1.2 Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0°c

Với những hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí được khử âm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ, sau đó nó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến các nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy Khi đó do phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi

đi vào tác nhân sây Như vậy, quy luật dịch chuyên âm trong lòng vật và tù' bề mặt vật vào môi trường trong các hệ thống sấy lạnh loại này hoàn toàn giống như trong các hệ thống sấy nóng Điều khác nhau ở đây là cách giảm pam bằng cách đốt nóng tác nhân sấy (d =

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpconst) để tăng áp suất bão hoà dẫn đến giảm độ ẩm tương đối cp Trong khi đó, với các hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ tác nhân sấy bằng nhiệt độ môi trường thì ta sẽ tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của tác nhân sấy pam bằng cách giảm lượng chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp thụ) hoặc đốt nóng (sau khử ấm bằng lạnh).

- Năng suất hút ẩm của phương pháp này khá lớn

-Khả năng giữ chất lượng, hàm lượng dinh dường sản phâm cũng khá tốt (phụ thuộc vào nhiệt độ sấy)

-Lắp đặt phức tạp, khó điều chỉnh các thông số để phù hợp với công nghệ

-Trong môi trường có bụi, cần dừng máy đế vệ sinh chất hấp thụ, tuối thọ thiết bị giảm

b Phương pháp dừng bơm nhiệt nhiệt độ thấp

Trong phương pháp này, người ta chỉ dùng một hệ thống bơm nhiệt đế tạo ra môi trường sấy Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều chỉnh trong giới hạn khá rộng từ nhiệt độ xấp xỉ môi trường đến nhiệt độ âm, tùy thuộc yêu cầu của vật liệu sấy Khác với các thiết bị nhiệt lạnh khác, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy khô và hút ẩm thì cả dàn nóng và dàn lạnh đều được sử dụng hữu ích nên năng suất tiêu thụ ở đây có thế được tận dụng đến mức cao nhất

mà nhiệt độ không khí lại có thế chỉ cần duy trì ở mức nhiệt độ môi trường hoặc thấp hơn

ưu điểm:

❖

-Khả năng giữ màu sắc, mùi vị và vitamin đều tốt

-Tiết kiệm năng luơng nhờ sử dụng cả năng luợng dàn nóng và dàn lạnh, hiệu quả

sử dụng nhiệt cao -Bảo vệ môi truờng, vận hành an toàn.

-Có khả năng điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy tùy thuộc vào yêu cầu và khả năng chịu nhiệt của từng loại sản phẩm nhò' thay đối công suất nhiệt của dàn ngưng trong -Công suất khá lớn

-Chi phí đầu tư hệ thống thấp hơn so với các phương pháp sấy lạnh khác -Vận hành đơn giản

-Thời gian sấy thường khá lâu do độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy

và tác nhân sấy không lớn

-Phải có giải pháp xả băng sau một thời gian làm việc

1.3 CÁC CỒNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Việc sử dụng bơm nhiệt trong công nghiệp cũng như dân dụng để sấy, sưởi, hút ẩm, điều hòa không khí, đã được nghiên cúu và ứng dụng rất nhiều trên thế giới Sau đây là tống quan một số công trình nghiên cứu:

1.3.1 Các tác giả trong nước

Tác giả Phạm Văn Tùy và các công sự đã tiến hành nghiên cứu và đã ứng dụng thành công

hệ thống bơm nhiệt đế sấy lạnh kẹo Jelly, kẹo Chew, Caramel, kẹo Cứng tại công ty bánh kẹo Hải Hà

Năm 1997, 1998 các tác giả đã thiết kế lần lượt hai hệ thống lạnh theo nguyên lý bơm nhiệt nhiệt độ thấp kiểu môđun Đe sấy kẹo Jelly với năng suất 1100 kg/ngày và 1400 kg/ngày hiện nay vẫn còn được sử dụng cho phòng sấy lạnh số 2 và số 3 Nhà máy thực phấm Việt Trì- Công ty cố phần bánh kẹo Hải Hà Thông số nhiệt độ không khí buồng sấy 22-28°C,

độ ẩm 30-40% Sơ đồ nguyên lý hệ thống như hình vẽ:

Một hệ thống máy hút ẩm hỗ trợ cho dây chuyền sản xuất kẹo Caramem của Cộng Hòa Liên Bang Đức cải tạo từ máy điều hòa không khí cũ cho phân xưởng kẹo caramem và hệ thống bơm nhiệt hút ẩm công suất lạnh 120.000 Btu/h sử dụng 4 máy lạnh Trane TTK 530

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpcông suất mỗi máy là 30.000 Btu/h hiện nay đang sử dụng cho phòng bao gói kẹo cúng thuộc Xí nghiệp Công ty CP Bánh kẹo Hải Hà đã được lắp đặt tù' năm 1999.

Qua thực tế sử dụng, thấy rằng ngoài ưu điếm rẻ tiền (giảm khoảng 50% vốn đầu tư) và tiết kiệm năng lượng (điện năng tiêu thụ giảm gần 50%) so với phương án dùng máy hút ấm, các hệ thống hút ẩm và sấy lạnh này hoạt động ổn định, liên tục và giảm chi phí bảo dưỡng Tuy nhiên, nó còn có nhược điểm là cồng kềnh, sử dụng nhiều quạt và động cơ xen

kẽ, trong hệ thống nhiều bụi bột nên phải bảo dưỡng động cơ lại phải thực hiện trong không gian hẹp, khó thao tác

Đe khắc phục nhũng nhược điểm trên năm 2005 nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo máy sấy lạnh cho phòng sấy lạnh số 1 theo nguyên lý bơm nhiệt kiếu nguyên khối BK- BSH18A

So với công nghệ dùng các bơm nhiệt kiếu mô đun thì BK-BSH18A có thiết bị xử lý không khí được chế tạo dạng tố hợp gọn có thế đặt ngoài nhà, trong nhà hay trong buồng sấy và tốc độ không khí có thế thay đối đế phù hợp với yêu cầu của vật liệu sấy khác nhau.Việc sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp đế hút ấm và sấy lạnh có nhiều ưu điếm và rất có khả năng ứng dụng rộng rãi trong điều kiện khí hậu nóng âm phù hợp với thực tế tại Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật đáng kế Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù hợp với những sản phâm cần giừ trạng thái, màu, mùi, chất dinh dường và không cho phép sấy ở nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn Các hệ thống hút ẩm và đặc biệt là các hệ thống sấy lạnh có cấu trúc luôn thay đối phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu sấy, cấu trúc của dàn lạnh sử dụng, nên không có một cấu trúc chung cho tất cả các đối tuợng sấy, tuy nhiên vẫn có chung nguyên tắc và phương pháp tính toán thiết kế Do đó, cần phải tiếp tục những nghiên cứu cơ bản, đầy đủ về các quá trình, các giới hạn kỹ thuật và các vấn đề tụ- động điều chỉnh không chế liên hoàn nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy cũng như của vật liệu sấy

1.3.2 Các tác giả nước ngoài

Macio N Kohayakawa và các công sự đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như: vận tóc gió var, chiều dày của vật liệu L đến hệ số khuếch tán quá trình sấy Def trong

hệ thống sấy xoài bằng bơm nhiệt Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống là R22

Hệ thống sấy xoài sử dụng hai dàn ngưng trong đế gia nhiệt cho không khí Nhiệt độ không khí trong quá trình thí nghiệm thay đổi tù' 40°c đến 56°c Vận tốc gió thay đổi từ 1,6 m/s đến 4,4 m/s, chiều dày vật liệu sấy thay đối từ 5,8 mm đến 14,2 mm Khối lượng vật liệu sấy ở mỗi mẽ là 300g, thời gian sấy là 8h/mẻ Dựa vào các quan hệ lý thuyết tính toán hệ

số khuếch tán, sử dụng phương pháp quy hoạch trực giao và kết hợp với số liệu thực nghiệm, các tác giả đã xây dựng được phương trình hồi qui xác định hệ số khuếch tán Def như sau:

Def=4,2625 - 0,61922.var + 0,380538.var2 + 1,012517.L - 0,90343.Var.L (1.1)

Phương trình (1.1) cho thấy rằng ảnh hưởng đồng thời của hai thông số cũng như mức độ ảnh hưởng của chúng đến hệ số khuếch tán Def Ở đây, ảnh hưởng của tốc độ gió var là lớn nhất, sau đó đến chiều dày của vật liệu sấy Phương trình (1.1) cũng cho biết ảnh hưởng lẫn nhau giữa hai thông số thông qua mối liên hệ chéo nhau giữa chúng Tuy nhiên, phương trình này không đề cập đến ảnh hưởng của nhiệt độ, độ âm sấy mặc dù ảnh hưởng của chúng là lớn đến hệ số khuếch tán Điều này cũng được chính tác giả khắng định trong nghiên cứu của mình Do vậy, cần có những nghiên cứu đánh giá về ảnh hưởng của các yếu tố này

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpPhani K.Adapa, Greg J.Schoenau và Shahab Sokhansanj đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết

và thực nghiệm quá trình sấy bằng bơm nhiệt đối với các vật liệu đặc biệt Các tác giả đã

tiến hành thiết lập các quan hệ tính toán lý thuyết quá trình sấy lớp mỏng Các tác giả đã

thiết lập phương trình cân bằng năng lượng, cân bằng chất, truyền nhiệt và truyền ẩm giừa

vật liệu và không khí cho một phân tố thể tích vật liệu sấy như sau:

Phương trình truyên âm:

(1.2)

Trong đó:

- M : độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại thời điểm t

- Me: độ ấm cân bằng của vật liệu sấy, được xác định bằng thực nghiệm

- t: thời gian sấy, s

- k : hằng số sấy [1/s], được xác định như sau: k = 0,2865.exp(0,179.7!,) (1.3)

Giải phương trình (1.2) ta xác định được độ ẩm của vật liệu khi sấy tại thời điểm t như

sau:

M = Me +(M Ữ - Me) .eK ẽ kt

(1.4)Với M0: độ ẩm của vậ liệu sấy tại thời điểm to = 0

Phương trình cân bằng chất:

ÔỈV _ Gp ÕM

Với:

w - độ chứa hơi của không khí

X - chiều dày của vật liệu sấy

- lưu lượng không khí chuyển động qua băng tải, kg/m2.s y -

quãng đường dịch chuyển của vật liệu sấy, m

Giải phương trình (1.5), thu được công thức xác định sự thay đổi của độ chứa hơi w theo chiều dày vật liệu sấy (giả thiết tính chất của vật liệu sấy là đồng đều theo phương dịch chuyển y):

(1.6)

Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:

Ta: nhiệt độ của không khí sấy, °c

Tg : nhiệt độ của vật liệu sấy, °c

hcv: hệ số truyền nhiệt thể tích, kJ/m3.ph.K

Cpa: nhiệt dung riêng của không khí khô, kJ/kgK

CpW : nhiệt dung riêng của hơi nước, kJ/kgK

Giải phương trình (1.7), xác định được nhiệt độ không khí tại đầu ra:

Với:

Ggc^+C^ỉr)

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh( ÕW} Luận văn tổt nghiệp

V àx )

Ẽí

ôy -Gp.(cpg + M.cpl)

ÕW

dx (1.9)

Trong đó:

Lg: nhiệt ẩn hóa hơi của nước trong vật liệu sấy, kJ/kg Cpg: Nhiệt dung riêng

của vật liệu sấy, kJ/kgK Cpi: nhiệt dung riêng của nước, kJ/kgK

Giải phương trình (1.9) ta sẽ tìm được sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu sấy:

T =

g

l"1) _/ (1.10)

độ và độ chứa hơi (d) nhở đảm bảo cho quá trình truyền nhiệt, truyền chất giữa vật sấy và tác nhân sấy trong buồng sấy xẩy ra ở điều kiện gradient nhiệt độ và gradient áp suất cùng chiều, không có giai đoạn nào xẩy ra hiệu ứng Luikov A.v cản trở quá trình sấy như trong phương pháp sấy nóng Vì vậy, ngoài việc tính toán, thiết kế hệ thống nói chung thì điều tối cần thiết là chế độ làm việc của dàn lạnh hay nói cách khác là khả năng tối ưu nhất của dàn lạnh có tầm quan trọng đặc biệt.

Trong kỹ thuật sấy lạnh, đế tăng cường tách ấm cho hệ thống, không khí sấy trải qua giai đoạn tách âm ở dàn lạnh, vì thê âm trong không khí có thê tôn tại ở ba dạng hơi, lỏng và rắn, với dung ẩm ở dạng hơi dh, dạng lỏng d| và dạng rắn dr, entanpi H của không khí âm:

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệp

• c - nhiệt dung riêng thê tích của không khí âm ở nhiệt độ khí quyên (c =1,23 kJ/m3K)

• r - Nhiệt ngưng tụ (r=2500 kJ/kg đối với hơi nước ở 0°C)

- ph: áp suất hơi bão hòa của hơi nước tương ứng với nhiệt độ của không khí ấm

- Hằng số R đối với hơi nước trong không khí ấm: R=8314/18=861,89 J/kgK

Mặt khác có thể tính nhiệt lượng do không khí truyền cho môi chất lạnh tương ứng với mỗi đơn vị dài của thiết bị bay hơi bơm nhiệt:

-pL = kự-ĩ(1.14)

Với Ki là hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi [W/mK]

Từ các cơ sở trên ta có quan hệ:

(1.15) với K' = -^ r [Jlm ĩ K] dV / dĩ

Là thông số đặc trung cho công suất của thiết bị bốc hơi của bơm nhiệt (thường khoảng lkJ/m3K), X[m] là chiều sâu của thiết bị bốc hơi, Xo [m] là khoảng cách từ đầu thiết bị vào thiết bị bốc hơi đến diêm xuất hiện quá trình ngưng đọng am, Ts là nhiệt độ đọng sương, các chỉ số 1 và 2 là kí hiệu đầu vào và ra của không khí qua thiết bị bốc hơi

1.5 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY RAU QUẢ VỚI PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH

Sấy là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật Tuy nhiên, sấy là một quá trình công nghệ đòi hởi sau khi sấy, vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp Có hai phương pháp sấy:

1.5.1 Phương pháp sấy nóng

Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ấm tương đối (p giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước Pam trong tác nhân sấy giảm Mặt khác do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng và phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật cũng tăng theo công thức:

(1.16)

Trong đó:

■ P r - áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/m2

■ P 0 - áp suất trên bề mặt thoáng, N/m2

N Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.

•C Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.

Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu sấy mà hiệu

số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật Phb và phân áp suất hơi nước

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệptrong tác nhân sấy ph tăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyến ấm từ trong lòng vật liệu sấy ra

bề mặt và đi vào môi trường

Do đó, hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:

❖ Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lun tù' một dịch thể

nóng mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò Hệ thống sấy đối lun gồm:

hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động

♦> Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy trong

hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp suất

hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lô, hệ

thống sấy tang

❖ Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ đế dẫn ẩm

dịch chuyển tù’ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường, ơ đây người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường bằng cách đốt nóng vật

trưòng: Khi vật liệu sấy đặt trong môi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các

dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật

> Ưu điểm của phưong pháp sấy nóng:

N Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp sấy

lạnh

V Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp

^ Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mở, than đá, rác thải, cho đến điện năng

^ Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

> Nhưọc điểm

•C Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ.

•C Sản phâm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao.

Trong đó: B - áp suất môi trường (áp suất khí trời)

Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và tù' bề mặt vào môi trường có thể trên dưới nhiệt độ môi trường (t > 0 °C) và cũng có thế nhở hơn 0 °c

1.5.3 So sánh phương pháp sấy lạnh và phưong pháp sấy nóng

Các loại rau củ thực phẩm và dược liệu như cà rốt, củ cải, hành lá, dứa, mít, nhãn, măng cụt, hành tây, hỗn hợp dịch ép gừng và bột avicel, đã được sấy thử nghiệm với khoảng thông

số nhiệt độ sấy t = 25°c đến 40°c, tốc độ gió (0 = 2,2-Am ỉs Màu sắc, mùi vị, hàm lượng chất

dinh dường và trạng thái vật sấy được bảo toàn hơn hẳn các công nghệ sấy nóng truyền thống, ngay cả khi so sánh với kỹ thuật sấy hiện đại bằng tia hồng ngoại Dưới đây là bảng

so sánh các phương pháp sấy khác nhau với phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt

độ thấp của Viện Công Nghệ Thực Phẩm, sở Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệp

Bảng LI: Đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm sẩy bằng bơm nhiệt sẩy lạnh với

phương pháp sấy nóng truyền thống và sấy hồng ngoại

1 Chất lượng sản phẩm (màu sắc,

mùi vị, vitamin)

Kém hơn rất nhiều

2 Giá thành sản phẩm Thấp hơn Đắt hơn nhiều Đắt hơn

Lớn hơn hoặc bằng

4 Chi phí đầu tư ban đầu

Thường thấp hơn

Cao hơn nhiều Cao hơn

5 Chi phí vận hành, bảo dường

Thường rẻ hơn

Đắt hơn nhiều Đắt hơn

6

Khả năng điều chỉnh nhiệt độ

tác nhân sấy theo yêu cầu công

nghệ

7 Vệ sinh an toàn thực phẩm

Thường kém hơn

8

Bảo vệ môi trường

Thường kém hơn

♦> Kết luận:

Sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp tỏ ra ưu thế vượt trội về chi phí đầu tư ban đầu, giảm tiêu hao điện năng Do vậy, với điều kiện của Việt Nam thì nên dùng phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp Trong thực tế, ở một số nhà máy nhập dây chuyền công nghệ sấy sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết họp với máy sấy không đạt hiệu quả và đã chuyến sang dùng bơm nhiệt nhiệt độ thấp

Chất lượng sản phấm của hai phương pháp này thường tốt hơn sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp nhưng các chỉ tiêu quan trong 2 và 5 lại kém hơn nên chỉ áp dụng hai phương pháp này khi yêu cầu về chất lượng sản phấm rất cao (chỉ tiêu 1, 7), còn lại nên

sử dụng phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp

Nhìn chung, có một số vật liệu sấy lạnh không có hiệu quả như sấy gỗ, các loại hoa quả

có vỏ dày thì buộc phải sử dụng sấy nóng Đối với các vật liệu còn lại, nếu vật liệu sấy nhạy cảm với nhiệt, dễ mất màu, dễ mất mùi, chất dinh dưỡng, giá thành sản phẩm được thị trường chấp nhận và thời gian sấy không đòi hỏi phải nhanh thì nên sấy bằng phương pháp sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp

Như vậy, phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp tỏ ra có hiệu quả, nhất là đối với một số sản phâm đặc thù (nhạy cảm với nhiệt độ) Do đó, tùy vào từng trường hợp

cụ thế, xem xét các chỉ tiêu trong bảng trên, chỉ tiêu nào là quan trọng thì quyết định phương pháp sấy phù hợp

1.6 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH

Ưu điểm của công nghệ sấy lạnh là có thể xây dụng được từng quy trình công nghệ sấy hợp

lý đối với từng loại rau, củ, quả Sau khi sấy, nông sản, thực phẩm giữ được nguyên màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng thất thoát không đáng kể (khoảng 5%), đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phấm của Việt Nam và các chỉ tiêu kỹ thuật, chất lượng sản phẩm tương đương một số nước khác trên thế giới

Việt Nam là một nước có khí hậu nóng ấm, vì thế máy sấy lạnh là công nghệ đặc biệt phù

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệphợp với các loại nông sản, thực phẩm, đảm bảo được chất lượng cũng như hàm lượng dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị cho sản phẩm Đối với các sản phẩm như củ cà rốt, thì là, hành hay các loại kẹo chocolate, kẹo Caramen, Jelly Môi trường chế biến những sản phẩm này yêu cầu về nhiệt độ không được quá cao và độ ẩm phải nhở hơn 45-50% Tính mới của công nghệ này là quá trình sấy được thực hiện ở nhiệt độ thấp, tạo môi trường nhiệt độ cùng chiều với môi trường độ ẩm để tăng cường độ sấy Ngoài ra, công nghệ này có nhiều ưu điếm kỹ thuật khác như: hút ấm nhưng không làm tăng nhiệt độ môi trường như máy hút ấm thông thường, sấy khô được các sản phẩm không cho phép làm khô trong môi trường nhiệt độ cao.

CHƯƠNG II: Ủ NG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH TRONG

CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN RAU QUẢ VIỆT NAM

2.1 ĐẶC TRƯNG CỦA NỀN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Việt Nam là một nước nông nghiệp có điều kiện khí hậu đa dạng với nhiều vùng tiếu khí hậu: ôn đới và nhiệt đới, có thể trồng và thu hoạch rau quả quanh năm Với việc thay đối về

tổ chức, quản lý kinh tế, trong 10 năm trở lại đây ngành nông nghiệp của Việt Nam phát triển tương đối mạnh mẽ

Song vấn đề tiêu thụ các sản phẩm rau quả hiện nay đang gặp nhiều khó khăn, trở ngại Tỷ

lệ tốn thất sau thu hoạch là rất lớn: 25 - 30% Nguyên nhân chính là do công nghệ chế biến

và bảo quản của chúng ta còn lạc hậu nên đã làm cho rau quả của Việt Nam có giá trị thấp trong thị trường trong nước cũng như xuất khấu, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của người nông dân, vì vậy việc nghiên cứu đưa ra các quy trình công nghệ cũng như ứng dụng triển khai - chuyến giao các kết quả nghiên cứu, các quy trình công nghệ bảo quản hay chế biến rau quả, đóng vai trò hết sức quan trọng trong chiến lức phát triển ngành rau quả Hiện nay, việc phố biến những kiến thức khoa học và chuyến giao các kết quả nghiên cứu chưa tương xứng với vai trò và tiềm năng của nó

Rau quả hiện nay vẫn chủ yếu được sử dụng ở dạng tươi, mà như đã biết rau quả là loại sản phấm có tính thời vụ, thời gian thu hoạch ngắn, khả năng vận chuyến và bảo quản hạn chế, trong khi kỹ thuật bảo quản rau quả tươi vẫn chỉ dựa vào các kinh nghiện cố truyền, mang tính thủ công chấp vá Các kinh nghiệm truyền thống trong bảo quản quả như dùng cát, vôi, đào hầm cũng kéo dài thời gian bảo quản, nhưng hiệu quả không cao (do thời gian bảo quản ngắn và chất lượng không đảm bảo), không giải quyết được vấn đề điều hòa việc phân phối

và tiêu thụ sản phấm cũng như chế biến Nhiều nơi người nông dân không nắm bắt được các biện pháp kỹ thuật chăm sóc, hạn chế hư hởng trong giai đoạn trước khi thu hoạch, cho nên sản phấm cho chất lượng xấu Điều này làm giảm giá trị của sản phấm cũng nhu ảnh huởng tới khả năng tồn trữ sau thu hoạch Việc xác định thời điểm thu hái, cách thu hái cũng là vấn đề quan trọng, bởi vì việc này không chỉ làm tăng giá trị thuơng phẩm trong

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpviệc tăng khả năng bảo quản rau quả sau khi thu hoạch.

Nhìn chung, công nghiệp chế biến rau quả của Việt Nam còn nhở bé, chưa tưong xứng với tiềm năng sản xuất rau quả; sức cạnh tranh còn thấp, chủng loại sản phấm còn đơn điệu, giá thành cao chưa đáp úng được nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước

2.2 CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG BẢO QUẢN RAU QUẢ

Kỹ thuật bảo quản thực phấm con người biết được bắt nguồn từ tự nhiên Trong vùng lạnh, nhiệt độ thấp giúp giữ được chất lượng trong thời gian dài cho những thực phâm dễ bị hư hỏng Không chỉ có vậy, vùng nóng ánh sáng mặt trời chiếu xuống làm khô những loại thực phẩm dễ hư hởng như các loại rau quả Các sản phẩm khô cũng có thể giữ được trong thời gian dài hơn Trong thời gần đây, có nhiều công nghệ bảo quản thực phẩm đươc đưa ra dựa trên nền tảng khoa học đúng đắn Ket quả, công nghiệp bảo quản thực phẩm ngày nay có thể là ngành công nghiệp rộng lớn nhất trên thế giới

2.2.1 Những nguyên nhân gây hư hỏng rau quả

Nói chung thực phẩm được coi như là hư hỏng khi chúng tự thối hỏng hoặc bị làm thối hỏng Thức phấm được coi là không có giá trị vì lý do vệ sinh mà không cần phân loại hư hỏng Thực phẩm bị hư hỏng có thể do một hoặc nhiều nguyên nhân

• Sự phát triên và hoạt động của vi sinh vật Thông thường, vi khuân làm cho thực phẩm hư hỏng một cách liên tục

• Côn trùng, các loài gặm nhấm hoặc các động vật khác

• Hoạt động của enzyme có sẵn trong cây, vi khuân hoặc động vật trong thực phẩm

• Các phản ứng hóa học mà không cần xúc tác của các enzyme trong mô tế bào động vật, thực vật hoặc các vi sinh vật khác

• Thay đổi tính chất vật lý do các nguyên nhân: cháy, sấy khô, áp suất, làm lạnh đông, Phân loại thực phâm dựa vào tính ôn định và mức độ thôi hỏng Các thực phâm khó hỏng (không dễ hỏng nếu được bảo quản đúng cách: đường, bột, đậu khô, ) Các thực phấm tương đối dễ hởng nếu sử dụng và bảo quản không đúng cách (khoai tây, quả có vở cứng, ) Các thực phẩm dễ hỏng (các thực phẩm này dễ hư hỏng trù' khi được bảo quản

đúng cách bằng các phương pháp đặc biệt (thịt, sữa và hầu hết các loại rau)

2.2.2 Các nguyên tắc bảo quản rau quả

Bảo quản thực phẩm bằng nhiều phương pháp khác nhau, có 3 nguyên tắc chính gồm:

N ức chế hoặc ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hỏng thực phẩm.

•C ức chế hoặc ngăn ngừa sự tự thối hỏng của thực phâm.

s Ngăn ngừa nhũng nguyên nhân gây hại như côn trùng, chuột bọ, chim, hóa

chất,

Bảng 2.1: Các nguyên tắc bảo quản thực phẩm và rau quả

1

ức chế ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hỏng thực phẩm

■ Ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hỏng thực phấm bằng cách vô trùng thực phâm

■ Ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hởng bằng cách loại bỏ vi sinh vật

■ ức chế vi sinh vật gây thối hỏng thực phâm bằng cách cản trở sự sinh trưởng

và hoạt động của chúng

■ Ngăn ngừa vi sinh vật gây thối hỏng thực phấm bằng cách tiêu diệt vi sinh vật

2

Úc chế hoặc ngăn ngừa sự tự thối hởng của thực phấm

■ ức chế hoặc ngăn ngừa thực phâm tự hỏng bằng cách phá hủy hoặc vô hoạt các enzyme có trong thực phẩm

■ Úc chế hoặc ngăn ngừa thực phấm tự hư hỏng bằng cách ức chế hoặc ngăn ngừa các phản úng hóa học trong thực phẩm

Ngăn ngừa những nguyên nhân gây hại như côn trùng, chuột bọ, chim chóc, hóa chất,

2.3CÔNG NGHỆ LÀM KHÔ NÔNG SẢN

Bất kì một loại nông sản phẩm nào, trong thành phần của nó đều có chứa các nhóm hợp chất hữu cơ như protein, gluxit, lipid, vitamin, axit hữu cơ và các chất khoáng, các sắc tố v.v với tỷ lệ khác nhau Do đó muốn bảo quản tốt tùng loại sản phẩm cần nghiên cứu kỹ thành phần hóa học và những biến đối của nó dưới tác động của các nhân tố bên ngoài Thông thường trong thành phần của chúng có chứa những hợp chất sau:

a) Nưóc

Tuyệt đại đa số nông sản phẩm đều có chứa một lượng nước nhất định, nó thay đối tùy theo hình thái giải phau và trạng thái keo ưa nước trong tế bào sản phẩm Có những loại chứa nhiều nước như rau quả tươi chứa 65-95% nước, hạt lương thực chứa tương đối ít hơn tù-

11 -20% Nhưng nhìn chung trong tế bào các loại nông sản phẩm đều có chứa các dạng nước sau đây: (theo phân loại của viện sĩ P.A Rebinde)

♦> Nước liên kết hóa học: Được đặc trưng bằng quan hệ định lượng rất chính xác giữa sản

phẩm và nước Đây là loại liên kết rất bền vững Ví dụ: Na3C03.3H20 Neu muốn tách lượng nước này phải bằng cách đem nung lên hoặc bằng các tương tác hóa học khác

♦> Nước liên kết hóa lý: Ket hợp với vật liệu không theo một tỷ lệ nhất định Nó bao gồm

có nước hấp thụ, nước thẩm thấu, nước cấu trúc Muốn tách lượng nước này ra cần tiêu hao một năng lượng để biến nó thành thể hơi Dạng nước này kém bền hơn

♦> Nước liên kết cơ học: Loại này kết hợp với sản phẩm không theo một lượng nhất định,

chính là lượng nước tự do trong sản phẩm đây là dạng kém bền vũng nhất Nó được chuyển dịch trong sản phẩm ở dạng thể lỏng Muốn tách ra phải bằng cách sấy khô ở nhiệt độ 105°c

Hàm lượng nước trong sản phẩm cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả năng bảo quản của chúng Đối với những sản phấm có hàm lượng nước cao, việc bảo quản khó khăn hơn vì nước chính là một môi trường thuận lợi để vi sinh vật hoạt động, làm cho chất lượng sản phẩm bị giảm xuống

b) Những họp chất có Nito’ và sự biến đối trong quá trình bảo quản

Protein là hợp chất chứa Nitơ chủ yếu trong nông sản phâm và nó là thành phần dinh dưỡng chủ yếu của nhừng sản phẩm có hạt Nó có giá trị dinh dưỡng cao Các loại sản phấm khác nhau, hàm lượng protein chứa trong chúng khác nhau Lúa chứa 7-10%, ngô 10-12%, cao lương 10-13%, đậu Hà Lan 22-26%, đậu tương 36-42%, càrốt 2% các loại quả chỉ dưới 1% (Tất cả tính theo % trọng lượng chất khô)

Trong thành phần protein có mặt đầy đủ các nhóm: albumin, prolamin, glutein, globulin.Trong albumin có chứa các axít amin không thay thế

Prolamin cứ nhiều trong các cây hòa thảo, đặc biệt thành phần protein chứa trong hạt ngô thì nhóm này chủ yếu chiếm tới 50% đó là zein của ngô

Globulin có chứa nhiều trong hạt có dầu, hạt cây họ đậu như đậu tương, protein trong đậu tương Protein trong đậu tương có đủ 8 axit amin không thay thế

Glutelin cũng là protein đặc trưng của hạt cây hòa thảo, đặc bệt người ta chú ý tới gluten của lúa mì

Ở rau quả hàm lượng protein rất ít, chỉ chiếm khoảng 1 -2%, thường chủ yếu ở các loại rau cao cấp như suplơ, càrốt, khoai tây tuy vậy nó có giá trị dinh dưỡng rất cao

Trong quá trình bảo quản, nói chung Nitơ tống số hầu như không thay đối hoặc thay đối rất

ít, nhưng Nitơ protein hòa tan thay đổi khá nhiều, chúng phân giải thành các axit amin làm

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpcho hàm lượng axit amin tăng lên Do đó lượng Nitơ protein giảm xuống và Nito' phiprotein trong quá trình này cũng tăng lên một cách rố rệt Trong những công trình nghiên cún của Gasiorowski về hạt lúa mì bảo quản ở trạng thái tươi âm trong các kho kín hoàn toàn, ông đã phát hiện thấy sự tăng lên của hàm lượng Nitơ phiprotein sau 15 tuần lễ bảo quản.

Theo những số liệu nghiên cún về bảo quản khoai tây khô (Trần Minh Tâm 1979- 1983) thấy rằng hàm lượng Nitơ tống số thay đối rất ít trong quá trình bảo quản, hàm lượng Nitơ protein và phiprotein biến động nhiều hơn Hàm lượng Nitơ protein giảm đi một cách rõ rệt theo thời gian bảo quản, từ đó tỉ lệ giữa Nitơ protein/Nitơ phi protein giảm xống tương ứng.)

Theo tài liệu của Mori (1944) phát hiện thấy rằng trong thời gian cất giữ, đổi với các loại cây ngũ cốc họ đậu, hạt của bong, thì Nitơ protein giảm, còn Nitơ phiprotein tăng lên, liên kết S-H giảm và có thể chuyển thành S-S Sự thay đổi này, một mặt là do hô hấp oxy và một mặt là do tác dụng của mem

Sự chuyến hóa các chất có Nitơ trong sản phấm còn phụ thuộc vào phương pháp bảo quản khác nhau

Đối với rau quả nếu dùng C2H4 đế bảo quản, có thể thúc đấy sự tăng của hàm lượng Nitơ protein, còn nếu dùng C02 đế bảo quản thì lại giảm Trong điều kiện bảo quản thoáng, quá trình phân giải Nitơ protein mạnh hơn bảo quản kín và đối với hạt giống có tinh bột thì quá trình này mạnh hơn hạt giống thường

2.3.2 Công nghệ làm khô vật liệu sấy

Với tính chất là một đối tượng sấy, ta có thế chia nông sản Việt Nam ra làm mấv dạng sau:

• Dạng hạt: lúa, ngô, các loại đậu, lạc và cà phê,

• Dạng củ: khoai lang, sắn, khoai tây, cà rốt, củ cải, Khi sấy các nông sản loại này thường tiến hành dưới dạng lát hoặc sợi

• Dạng quả: chuối, mơ, mận, Khi sấy nông sản loại này người ta thường sấy nguyên

cả quả hoặc chỉ bóc vỏ (như chuối)

• Dạng rau, lá: su hào, chè, thuốc lá, các loại rau thơm, Các dạng nông sản loại này thường được sấy nguyên dạng (thuốc lá) hoặc băm nhở (bắp cải).

• Dạng tinh bột hay nhũ tương hoặc purê Đây là những chê phâm từ nông sản Sấy các sản phẩm này thường dùng các loại sấy phun hoặc sấy tầng sôi

♦♦♦ Một số tính chất của rau quả liên quan đến quá trình sấy

Trong quá trình sấy rau quả xay ra một loạt biến đối hóa sinh, hóa lý, cấu trúc cơ học và các biến đối bất lợi khác, làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phấm Những biến đối cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xốp Sự thay đổi hệ keo do pha ran (protein, tinh bột, đường, ) bị biến tính thuộc về những biến đối hóa lý Những biến đổi hóa sinh trong quá trình sấy là những phản ứng tạo thành melanoidin, caramen, nhừng phản ứng ôxy hóa và polyme hóa các hợp chat polifenol, phân hủy vitamin và biến đổi chất màu.Hàm lượng vitamin trong rau quả sấy thường thấp hơn trong rau quả tươi vì chúng bị phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy Trong các vitamin thì axit ascobic

và caroten bị tốn thất là do quá trình ôxy hóa Riboflavin nhạy cảm với ánh sáng, còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit hóa

Duy trì màu xanh tự nhiên của clorofil liên quan trực tiếp đến sự bảo tồn magiê trong phân

tử chất màu Trong điều kiện nóng âm, nhất là có sự tham gia của môi trường axit, clorofil biến thành pheophitin có màu sẫm do mất magiê Khi sấy, caritionit bị biến đối, nhiệt độ sấy càng cao và thời gian sấy càng dài thì sắc tố này càng bị biến đối mạnh Antoxian cũng

bị biến đối trong quá trình sấy và khi xử lý S02 thì nó bị bạc màu Trong quá trình sấy, rau quả thường bị chuyến sang màu nâu đen do phản ứng giữa đường khử và các axit amin hoặc do sự khử nước của đường dưới tác dụng của nhiệt độ, do pirocatexin bị oxy hóa hay

bị trùng hợp

Đe tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều kiện đế âm thoát ra khởi rau quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích hợp cho từng loại sản phâm

Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình càng có hiệu quả cao Nhưng không thể sử dụng nhiệt độ sấy cao cho sấy rau quả vì rau quả là sản phẩm chịu nhiệt kém:

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpTrong môi trường âm, nếu nhiệt độ cao hơn 60°c thì protein đã bị biến tính; trên 90°c thì fructoza bắt đầu bị caramen hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, rau quả có thể bị cháy Vì vậy, để sấy rau quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không quá cao.

Lý thuyết sấy rau quả

❖

Sấy rau quả thông thường được thực hiện ở 3 dạng chủ yếu: dạng nguyên (hoặc miếng); dạng bản mỏng và dạng bột hoặc nhũ tương

Tuỳ theo dạng sản phẩm, công nghệ sấy rau quả có sơ đồ chung như sau:

• Rau quả tươi sau khi rửa sạch được loại bỏ phần không đủ tiêu chuẩn, được phân cỡ theo kích thước, làm sạch, cắt miếng Sau đó rau quả được chần (hấp), xử lý hoá chất Tiếp theo, các hình thức sản phẩm khác nhau được chế biến theo các sơ đồ khác nhau

• Trong khi chần (hấp), do tác dụng của nhiệt và ẩm nên tính chất hoá lý của nguyên liệu bị biến đối có lợi cho sự thoát nước khi sấy Đồng thời vi sinh vật bị tiêu diệt và hệ thống enzim trong nguyên liệu bị mất hoạt tính, hạn chế tối đa khả năng biến màu trong khi sấy rau quả và rút ngắn thời gian sấy Ngoài ra quá trình chần làm giảm độ hút ấm của rau quả khô

• Trong công nghiệp sấy rau quả, để ngăn ngừa quá trình oxy hoá làm biến màu rau quả khi sấy, người ta sử dụng các chất chống oxy hoá như axit suníurơ, axit ascobic, axit xitric và các muối natri của axit Sunfurơ (như sunfit, bisunfit, metabisunfit, ) để xử lý hoá chất cho rau quả trước khi sấy

• Yeu tố tác động nhiều đến chất lượng sản phấm rau quả khô là nhiệt độ sấy, nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình càng có hiệu quả cao, nhung không thể sử dụng nhiệt độ cao cho rau quả vì rau quả là sản phẩm chịu nhiệt kém: trong môi trường ẩm, nếu nhiệt độ cao hơn 60°c thì Protein đã bị biến tính; Trên 90°c thì fructoza bắt đầu bị caramen hoá, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hoá các chất cao phân tử xảy ra mạnh Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, rau quả có thế bị cháy Do vậy để sấy rau quả cần dùng chế độ ôn hoà, nhiệt độ sấy không quá cao

• ơ đây, bằng thiết bị sấy chân không, dưới điều kiện chân không thấp, nhiệt độ hóa

hơi của nước sẽ rất thấp, làm tăng cường quá trình thoát ẩm trong vật, do vậy phương pháp sấy chân không có thế tiến hành sấy ở nhiệt độ thấp hơn hơn nhiệt độ môi trường Vì thế sản phẩm sấy chân không không bị tác động gây biến tính của nhiệt độ cao và luôn giừ được gần như đầy đủ các tính chất đặc trưng ban đầu.

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

a) Nhiệt độ sấy

Yeu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm rau quả khô là nhiệt độ sấy Neu nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 60 °c thì prôtêin bị biến tính Neu trên 90°c thì fruetoza bắt đầu bị caramen hoá, các phản ứng tạo ra mebanoizin, polime hoá hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh và ở nhiệt độ cao hơn nữa rau quả có thể bị cháy Rau quả đòi hỏi

có chế độ sấy ôn hoà (nhiệt độ thấp) Neu loại rau quả ít thành phần protêin thì nhiệt độ đốt nóng sản phẩm có thể lên đến 80-90 °c Neu tiếp xúc nhiệt trong thời gian ngắn như sấy phun thì nhiệt độ sấy có thế lên đến 150 °c Đối với sản phấm không chần như chuối, đu đủ thì có thế sấy nhiệt độ cao, giai đoạn đầu 90-100 °c, sau đó giảm dần xuống

Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu sấy Neu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh thì bề mặt mặt quả bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ấm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

b) Độ ẩm không khí

Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tưong đối của nó xuống Có 2 cách làm giảm độ ấm tương đối của không khí:

• Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

• Giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút ấm

Thông thường khi vào lò sấy, không khí có độ ẩm 10 - 13% Neu độ ấm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhung nếu độ ẩm quá cao sẽ làm tốc độ sấy giảm Khi ra khỏi

lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ấm tăng lên (thông thường khoảng 40 - 60%) Neu không khí đi ra có độ ấm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phấm sấy Người ta điều chỉnh độ ấm

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpcủa không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy.

c) Lưu thông của không khí

Trong quá trình sấy, không khí có thế lưu thông tự nhiên hoặc cường bức Trong các lò sấy, không khí luu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vậy thời gian sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phấm sấy không cao Đe khắc phục nhược điểm này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4 - 4,0 m/s trong các thiết

bị sấy Neu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tốn thất nhiệt lượng

d) Độ dày của lóp sấy

Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lóp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất của

lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẫn đến sản phẩm bị "đố mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại Thông thường nên xếp lớp hoa quả trên các khay sấy với khối lượng 5-8 kg/m2 là phù hợp

2.4 Một số phương pháp sấy rau quả

2.4.1 Phương pháp sấy bằng không khí

Công việc này được tiến hành bằng cách trải rau quả lên các loại bề mặt ở ngoài trời để nhận ánh sang mặt trời trực tiếp Tuy nhiên, sản phẩm có chất lượng kém do đó khó kiểm soát được vấn đề vệ sinh, điều chỉnh độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ sấy

Người ta chế tạo máy sấy dung năng lượng mặt trời nhằm khắc phục những nhược điểm trên Thiết bị này sử dụng một cơ cấu rất đơn giản có tác dụng tăng cường nhiệt tù- mặt trời

và bảo vệ sản phẩm

Cần chú ỷ phân biệt giừa sấy trực tiếp và sấy gián tiếp bằng năng lượng mặt trời Đối với sấy trực tiếp, sản phấm được đặt dưới ánh nắng mặt trời và kết quả là sẽ thay đối về màu sắc, thành phầm vitamin Đối với sấy gián tiếp, nguyên liệu này được bảo vệ khởi ánh sáng trực tiếp từ mặt trời Ở phương pháp này, người ta sử dụng một phòng riêng để thu nhận nhiệt lượng từ mặt trời và tại đó, không khí được cấp nhiệt rồi thổi qua phòng chứa sản

Máy sấy cơ học dùng nhiên liệu để đốt nóng không kí một cách trực tiếp, thực phẩm được sấy bằng khí đốt, hoặc một cách gián tiếp thực phấm được sấy bằng không khí nóng do khí đốt Hai hình thức này đều có khả năng kiếm soát tốt hơn so với sấy bằng mặt trời và có thế tiến hành cả ngày lẫn đêm, không phụ thuộc vào thời tiết Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành cho thiết bị này khá cao Đối với các sản phẩm đã được lựa chọn phân loại tốt từ nguyên liệu ban đầu, công đoạn rửa và xử lý cũng quan trọng như công đoạn sấy

b) Phương pháp sấy bổ sung

Ví dụ như chuối đã được sấy trước đó nhằm loại bỏ lóp đường dính tiếp tục được sấy bố sung Việc đóng gói và bảo quản sản phấm sấy khô đòi hởi nhiều yêu cầu

Sản phâm sau khi sấy cần được bảo quản tránh ánh sáng mặt trời, độ ấm và nhiệt độ nhằm ngăn ngừa sự giảm hương vị và hư hỏng Người ta thường dùng dụng cụ chứa bằng gốm, thủy tinh, kim loại hay nhựa cho tới khi chúng được đóng hộp Giải pháp rẻ nhất là sử dụng túi màng mỏng PE với điều kiện phải được ghép mệng bằng Nơi bảo quản cần thoáng mát, tránh xa ánh sáng mặt trời, côn trùng và loài gặm nhấm Đa số, sản phẩm sấy đều ổn định chất lượng trong nhiều tuần

2.5 Vai trò của công nghệ sấy lạnh đối vói công nghiệp chế biến và bảo quản rau quả 2.5.1 Sử dụng bơm nhiệt trong bảo quản rau quả

Bơm nhiệt đã được nghiên cún sử dụng trong nông nghiệp vào những năm 1950 và đã có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như trong trại sản xuất bơ sữa, sấy ngũ cốc, gỗ xây dụng, w Hầu hết các nghiên cún trước đây chỉ phác thảo nên những lợi ích ban đầu của

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpviệc sử dụng bơm nhiệt trong việc tái sử dụng nguồn năng lượng, nhưng thực tế thấy rằng

nó không kinh tế khi so sánh với giá nhiên liệu cùng thời điếm Giá chi phí nhiên liệu tăng cao vì cuộc khủng hoảng dầu mở vào những năm 1970 bắt đầu hồi sinh lại bơm nhiệt, và người ta bắt đầu sử dụng nó đế khử ấm Việc suy giảm nguồn cung cấp nguyên liệu hóa thạch và những nhu cầu về việc bảo tồn nguồn năng lượng đã thúc đấy những nghiên cứu

về việc sử dụng nguồn nhiên liệu thay thế cho việc sấy khô ngũ cốc Từ đó, rất nhiều nghiên cúu đã được thực hiện trong lĩnh vực này, và các quy trình khác nhau được phát triển cho nhiều ứng dụng sấy khác nhau như là sấy gỗ và mạch nha ở Đức, sấy cá ở NaUy,

và điều hòa không khí, khử ấm cho các nhà kho và các nhà kính (Toel và các công sự, 1988) Ở NaUy sấy ở nhiệt độ thấp đã được nghiên cún sử dụng một máy sấy sử dụng bơm nhiệt, và các vật liệu sinh học được sấy khô tại nhiệt độ thấp khoảng -25°c (Alves-Fiho và Strommen, 1996a,b)

2.5.2 Dự đoán và mô hình hóa hệ thống sấy bơm nhiệt

Việc nghiên cứu và phân tích các chế độ trong quá trình sấy là cần thiết cho sự tối ưu hóa

và thiết kế quy mô lớn Tuy nhiên, việc mô tả cơ học rõ ràng của quá trình sấy các sản phẩm rau củ còn liên quan đến việc nghiên cứu nhừng ứng dụng trên quy mô lớn vốn cần phương pháp thiết kế và nghiên cứu Farkas (2000) đã xuất bản tác phấm mô tả phương pháp mô hình hóa Hầu hết mọi phương pháp mô hình hóa đều bám vào các khái niệm về

sự khuếch tán của nước trong phạm vi vật liệu sấy (Shenvood, 1936), một cách tiếp cận gây

sự tranh cãi với hầu hết nhũng quan niệm trước đây (Hougen, 1940) Một điều thuận lợi to lớn ở đây là việc tính toán số học được thực hiện bởi máy tính như là một công cụ giúp cho việc nghiên cứu đế có thế giải quyết các phương trình phức tạp của hệ thống trong các mô hình này Gần đây, có nhiều dấu hiệu về sự thay đối cơ bản từ độ chênh lệch tập trung đến

độ chênh lệch điện áp hóa học (Gekas, 2001).Dữ liệu độ khuếch tán ẩm từ nhũng nguồn khác nhau được biên soạn bởi Mittal (1999) và Zogas (1996)

Trong quy trình sấy sử dụng bơm nhiệt hỗ trợ, hai thành phần đó là, bơm nhiệt và vật liệu sấy thực tế, được xử lý một cách riêng rẽ Sự mô tả tống hợp có thể là quá phức tạp đế có các giá trị thực tế Các nghiên cứu trước đây về hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt chỉ chú

tâm đến phần đánh giá khả năng hoạt động Bản thân bơm nhiệt được quan tâm cả về khả năng khử ấm và gia nhiệt, và điếm đặc biệt của bơm nhiệt thường được nhắc tới mà không

đế ỷ đến giai đoạn cuối của quá trình sấy Strommen (1986) đề xuất về phần hiệu suất nhiệt,

là một thiết bị cho biết độ khử ẩm của không khí

CHƯƠNG III: XÂY DỤNG QUY TRÌNH SẤY ĐÓI VỚI MỌT

SỐ LOẠI SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP

3.1 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm

Tất cả các sản phẩm đều chịu biến đối trong quá trình sấy và bảo quản sau đó Yêu cầu đặt

ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn chế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tối un nhất

Xét về cơ bản nhũng thay đối trong quá trình sấy có thể chia ra:

• Những thay đối lý học: sứt mẻ, gãy, vỡ,

• Những thay đối hóa lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bị thay đổi

• Những thay đối hóa sinh: do sự oxi hóa của chất béo, phản ứng sẫm màu phi enzim, phản ứng enzim,

• Nhũng thay đối do vi sinh vật

Nhũng thay đổi đó làm thay đổi cấu trúc màu sắc mùi vị, giá trị dinh dưỡng và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phấm sau khi sấy Các phương pháp sấy khác nhau có nhừng un điểm và nhược điểm trong quá trình sấy các sản phẩm rau quả Trong đó, phương pháp sấy nóng đáp ứng được các yêu cầu về năng suất, thời gian sấy nhưng lại không đáp úng tốt các đòi hỏi về chất lượng sản phẩm Ngược lại, đối với các sản phẩm sấy kén nhiệt đòi hỏi phải có quy trình sấy phù hợp hơn Công nghệ sấy lạnh là một công nghệ mới được dùng đế giải quyết các vấn đề không thế giải quyết đối với công nghệ sấy nóng Từ nghiên cún thực nghiệm đã chứng minh những un điểm vượt trội của công nghệ sấy lạnh trong quá trình xây dựng quy trình sấy đối với các loại rau củ quả có giá trị kinh tế khác nhau

Ý nghĩa:

• Bảo quản hiệu quả

• Hạn chế tốn thất sau thu hoạch

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệp

• Sử dụng thuận tiện

3.2 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả

Rau quả (phải thích hợp cho quá trình sấy)

Làm sạch (khô, ướt)Lựa chọn phân loại (theo kích thước)

Gọt sửaCắt, thái (tùy theo yêu cầu)Chần, hấp (tùy theo yêu cầu)

Xử lý hóa học (nếu cần)

3.3 Các ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm

Các sản phẩm khác nhau có sự dao động về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trở lại Sấy nhanh ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp

Trong quá trình sấy, các chất hòa tan di chuyến theo nước từ bên trong ra bề mặt ngoài của sản phẩm Quá trình bay hơi làm cô đặc các chất tan ở bề mặt, kết hợp với nhiệt độ không khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt, ) gây ra các phản ứng lý hóa phức tạp của các chất tan ở bề mặt ngoài nên lớp vỏ cứng không thấm được Hiện tượng này gọi là hiện tượng cứng vỏ (case hardening), làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phấm có bề mặt khô, nhưng bên trong thì ấm Vì vậy cần kiếm soát nhiệt độ sấy đế tránh chênh lệch ẩm quá cao giừa bên trong và bề mặt sản phẩm Đối với kỵ thuật sấy lạnh, do nhiệt độ sấy tương đối thấp nên hoàn toàn có thế giải quyết được vấn đề này Hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ tương đối thấp cho nên quá trình khô của bề mặt vât liệu sẽ chậm hơn trong khi ấm được lấy ra nhiều bằng sự chệnh lệch phân áp suất hơi ngoài bề mặt và bên trong vật liệu sấy

3.3.2 Ảnh hưởng đến mùi vị

Nhiệt độ làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khởi sản phâm vì vậy phần lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị Mức độ thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của vật liệu sấy, áp suất hơi nước và độ hòa tan của các chất bay hơi trong nước

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Luận văn tôt nghiệpNhung sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhò' vào đặc tính mùi vị (như gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp Một số sản phẩm có kết cấu xốp tạo điều kiện cho oxi không khí dễ dàng tiếp xúc với sản phâm, gây ra các phản ứng oxi hóa chất tan và chất béo trong quá trình bảo quản làm thay đối mùi vị của sản phẩm.

Tốc độ của quá trình gây hư hởng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản và hoạt độ của nước Phần lớn rau quả chỉ chứa một lượng nhỏ lipit Tuy nhiên, sự oxi hóa các chất béo không

no tạo ra các hydroperoxit tham gia vào các phản ứng polime hóa, phản ứng tách nước hoặc oxi hóa đế tạo thành aldehit, Kenton và các axit gây mùi ôi thui khó chịu

3.3.3 Ảnh hưởng đến màu sắc

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đối màu trong sản phấm sây, như là:

• Sự thay đối các đặc trưng bề mặt của sản phẩm gây ra sự thay đổi độ phản xạ ánh sang và màu sắc

• Nhiệt và sự oxi hóa trong quá trình sấy gây ra những biến đổi hóa học đối với carotenoit và clorophyl, cũng như hoạt động của enzim polyphenoloxidaza gây nên

sự sấm màu trong quá trình bảo quản các sản phẩm rau quả

Có thể ngăn ngừa được nhũng thay đổi này bằng các phương pháp chần hấp hoặc xử lý trái cây bang axit ascorbic hoặc sơ2

3.3.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưõìig

Các số liệu về sự thất thoát các chất dinh dưỡng của các tác giả thường không thống nhất,

có thế do sự khác biệt đáng kế trong các quá trình chuẩn bị sấy, nhiệt độ và thời gian sấy, cũng như điều kiện bảo quản

Ở rau quả, thất thoát dinh dường trong quá trình chuẩn bị thường vượt xa quá trình sấy Ví

dụ, thất thoát vitamin c trong quá trình chuấn bị táo sấy (dạng khối) là 8% do quá trình cắt gọt, 62% do chần hấp, 10% do quá trình nghiền pu rê và 5% do quá trình

sấy

Vitamin có độ hòa tan trong nước khác nhau và khi quá trình sấy diễn ra, một vài loại (ví dụ: vitamin B2 riboflavin) đạt trạng thái bão hòa và kết tủa khởi dung dịch, nhờ vậy chúng

ít bị tổn thương Một số khác, ví dụ: axit ascorbic, hòa tan ngay cả khi độ ấm của sản phẩm

hạ xuống đến mức rất thấp, chúng phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơn trong quá trình say Vitamin c cũng rất nhạy cảm với nhiệt và oxy hóa Vì thế để tránh những thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ấm thấp và nồng độ khí oxi thấp Thiamin (Vit B1) cũng nhạy cảm với nhiệt, tuy nhiên các vitamin khác hòa tan trong nước bền với nhiệt và oxy hóa hơn và tốn thất quá trình sấy hiếm khi vượt quá 5-10%, ngoại trừ thất thoát do quá trình chần hấp

Sự tổn thất các vitamin có thể hạn chế đáng kể hoặc ngăn ngừa hoàn toàn khi sử dụng các phương pháp sấy nhanh và ôn hòa (như sấy phun), đặc biệt bằng phương pháp sấy thăng hoa đối với các nguyên liệu nghiền nát, nguyên chất dạng cắt nhỏ

Các chất dinh dưỡng như chất béo (ví dụ: các axit béo không thay thế được và các vitamin A,D,E,K) phần lớn chứa trong phần chất rắn của sản phẩm và chúng không bị cô đặc trong khi sấy Tuy nhiên nước là dung môi của các kim loại nặng, là những chất xúc tác của quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng không no Khi nước bị mất, chất xúc tác trở nên hoạt động hơn và làm tăng tốc độ oxy hóa Các vitamin tan trong chất béo bị biến đối mất đi khi tiếp xúc với peroxit được sinh ra do sự oxy hóa chất béo Đe giảm thất thoát trong quá trình bảo quản người ta hạ thấp nồng độ oxy, nhiệt độ bảo quản và loại trù' ánh sang tiếp xúc với sản phẩm

Các giá trị sinh học và độ tiêu hóa của protein trong phần lớn các sản phẩm sấy không thay đối đáng kế Tuy nhiên protein của sữa sấy bị biến tính một phần trong quá trình sấy trục lăn và gây ra việc giảm độ tan của bột sữa làm mất khả năng kết cục sấy phun không ảnh hưởng đến giá trị sinh học của protein sừa Nhiệt độ bảo quản cao và độ ẩm khoảng trên 5% làm giảm giá trị sinh học của protein sũa Nhiệt độ bảo quản cao và độ ấm khoảng trên 5% làm giám giá trị sinh học của protein sữa do phán ứng Maillard giữa lyzin và lactoza Lyzin nhạy cảm với nhiệt và thất thoát trong bột sữa nguyên kem vào khoảng 3-10% khi sấy phun

và 5-40% khi sấy bằng trục lăn

3.3.5 Ánh hưởng đến sự hồi nguyên sản phấm (rehydrarion)