Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy đối lưu thông minh tiệt trùng bằng tia cực tím, năng suất 12 kg nguyên liệu xoàimẻ

Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy Độ ẩm trong vật liệu sấy trước khi sấy Độ ẩm trong vật liệu sấy sau khi sấy Khối lượng riêng Lượng vật liệu ẩm trước khi vào máy sấy Lượng vật liệu

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG i

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 5 tháng nỗ lực thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy đối lưu thông minh tiệt trùng bằng tia cực tím, năng suất 12 kg nguyên liệu xoài/mẻ” đã hoàn thành Bên cạnh những nỗ lực cố gắng học hỏi, nghiên cứu của bản thân, chúng tôi đã nhận được nhiều sự động viên, giúp đỡ từ phía nhà trường, thầy cô, bạn bè và gia đình

Đầu tiên, chúng tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy giáo, cô giáo trong khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm luôn đặt kì vọng và tâm huyết của chính mình vào chúng tôi, vì một đất nước phát triển hơn, tiến bộ hơn

Đặc biệt, chúng tôi xin gửi những lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo

TS Nguyễn Tấn Dũng, ThS Lê Tấn Cường, Ks Lê Văn Hoàng, Các thầy đã không quản khó khăn, cực nhọc tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong thời gian qua để có thể hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình

Nhóm chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị đi trước đã chỉ dẫn những thiếu sót về kiến thực và kinh nghiệm thực tế để nhóm chúng tôi hoàn thành được hệ thống thiết bị sấy đối lưu điều khiển bằng hệ thống thông minh Mặc dù trong thời gian qua, chúng tôi đã cố gắng để hoàn thành đồ án nhưng khoảng thời gian và khả năng còn hạn chế Đây cũng là lần đầu tiên chúng tôi nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô để chúng tôi hoàn thành tốt nghiên cứu này

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 12 năm 2019

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG ii

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng chúng tôi Chúng tôi xin cam đoan các nội dung tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định

TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 12 năm 2019

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC KÝ HIỆU x

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xii

MỞ ĐẦU 1

1 Dặt vấn đề 1

2 Mục tiêu 2

3 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 2

4 Nội dung đồ án 2

5 Ý nghĩa khoa học 2

6 Ý nghĩa thực tiễn 3

1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Nguyên liệu 4

1.1.1 Giới thiệu chung về xoài 4

1.1.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng 9

1.1.3 Các phương pháp chế biến và bảo quản xoài 9

1.1.5 Tiêu chuẩn chất lượng của xoài sấy khô 11

1.2 Cơ sở khoa học về sấy 11

1.2.1 Một số khái niệm cơ bản 11

1.2.2 Quá trình sấy 13

1.2.3 Lý thuyết về khử trùng bằng tia cực tím 27

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG iv

1.3 Công nghệ sấy 28

1.3.1 Sấy tự nhiên 28

1.3.2 Sấy bằng thiết bị .29

1.4 Công nghệ sấy đối lưu kiểu buồng sấy 38

1.4.1 Nguyên lý phương pháp sấy đối lưu kiểu buồng sấy 38

1.4.2 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sấy buồng 39

1.4.3 Quy trình công nghệ sấy đối lưu xoài 40

1.5 Hệ thống thiết bị sấy đối lưu 42

1.6 Hệ thống tự động điều khiển 46

1.6.1 Thiết kế hệ thống tự động và nguyên lý hoạt động 46

1.6.2 Yêu cầu công nghệ và tự động điều khiển 47

1.6.3 Các thiết bị được sử dụng trong hệ thống 48

1.6.4 Các loại khí cụ điện được dùng trong hệ thống tự động điều khiển 51 1.7 Kêt luận phần tổng quan 53

2 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO 54

2.1 Phương pháp tiếp cận 54

2.2 Đối tượng nghiên cứu và tính toán 54

2.3 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán, xác lập chế độ công nghệ 55

2.4 Phương pháp nghiên cứu tài liệu, phân tích, tổng hợp 56

2.5 Phương pháp tính toán và thiết kế 56

2.6 Phương pháp chế tạo 57

2.6.1 Phương pháp hàn 57

2.6.2 Phương pháp uốn ống 58

2.6.3 Các phương pháp tiện và phay 59

2.7 Phương pháp tự động điều khiển 60

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG v

2.8 Phương pháp đánh giá chất lượng máy và hiệu chỉnh các thông số của

máy bằng thực nghiệm 61

2.8.1 Phương pháp xác định hàm mục tiêu độ ẩm cuối của sản phẩm sấy 61 2.8.2 Phương pháp xác định hàm mục tiêu chi phí năng lượng 62

2.8.3 Phương pháp cổ điển tối ưu hóa 62

3 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO 66

3.1 Xác định các thông số tối ưu cần thiết cho tính toán, thiết kế 66

3.2 Tính toán kích thước buồng sấy 67

3.2.1 Tính toán thể tích chứa sản phẩm 67

3.2.2 Tính toán thể tích và kích thước buồng sấy 67

3.2.3 Các thông số cần xác định cho các phép tính nhiệt lượng sấy 68

3.2.4 Tính nhiệt tải cho hệ thống sấy 69

3.2.5 Tính toán chọn điện trờ đốt nóng calorife 79

3.2.6 Chọn quạt cấp gió 79

3.2 Xây dựng bản vẽ 80

3.3 Quy trình chế tạo hệ thống sấy đối lưu 89

3.3.1 Các bước xây dựng mô hình hệ thống sấy đối lưu 89

3.3.2 Kết quả chế tạo lắp đặt hệ thống sấy đối lưu 93

3.4 Gia công hệ thống tự động điều khiển 93

3.5 Tính toán chi phí sản xuất 95

4 CHƯƠNG 4: KHẢO NGHIỆM THỰC TẾ, HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG VÀ THẢO LUẬN 98

4.1 Mục đích 98

4.2 Bố trí thí nghiệm 98

4.3 Kết quả và bàn luận 98

4.4 Hiệu chỉnh thiết bị 102

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG vi

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

KẾT LUẬN 104

KIẾN NGHỊ 104

PHỤ LỤC 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Quả xoài 4

Hình 1.2 Cấu tạo quả xoài 5

Hình 1.3 Xoài cát Hòa Lộc 7

Hình 1.4 Xoài cát chu 7

Hình 1.5 Xoài bưởi 8

Hình 1.6 Xoài thanh ca 8

Hình 1.7 Xoài lát sấy 11

Hình 1.8 Đường cong sấy W = f(τ) 15

Hình 1.9 Đường cong tốc độ sấy u = f(W) 16

Hình 1.10 Sơ đồ sấy bằng không khí 17

Hình 1.11 Mô tả quá trình sấy lý thuyết 18

Hình 1.12 Mô tả quá trình sấy thực tế 20

Hình 1.13 Sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy 20

Hình 1.14 Đồ thị sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy 21

Hình 1.15 Sơ đồ sấy có gia nhiệt giữa chừng 23

Hình 1.16 Đồ thị sấy có gia nhiệt giữa chừng 23

Hình 1.17 Sấy có không khí hoàn lưu 24

Hình 1.18 Đồ thị sấy có không khí hoàn lưu 25

Hình 1.19 AND trước và sau khi chiếu tia cực tím 28

Hình 1.20 Thiết bị sấy hầm 30

Hình 1.21 Thiết bị sấy băng tải 31

Hình 1.22 Thiết bị sấy buồng 31

Hình 1.23 Thiết bị sấy thùng quay 32

Hình 1.24 Thiết bị sấy phun 33

Hình 1.25 Hệ thống sấy hông ngoại 34

Hình 1.26 Sơ đồ hệ thống sấy chân không 35

Hình 1.27 Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa tự cấp đông DS – 7 [7] 37

Hình 1.28 Nguyên lý phương pháp sấy đối lưu kiểu buồng sấy 38

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG viii

Hình 1.29 Sơ đồ quy trình công nghệ 40

Hình 1.30 Cấu tạo quạt ly tâm điển hình 43

Hình 1.31 Buồng sấy 43

Hình 1.32 Điện trở cánh tản nhiệt 44

Hình 1.33 Đèn cực tím 45

Hình 1.34 Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển máy sấy đối lưu 46

Hình 1.35 Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động trong máy sấy đối lưu 47

Hình 1.36 Nguồn xung 48

Hình 1.37 Màn hình HMI kinco 49

Hình 1.38 Cảm biến nhiệt độ 49

Hình 1.39 Nguyên lý hoạt đọng của biến tần 50

Hình 1.40 Biến tần Toshiba 51

Hình 1.41 Circuit breaker 52

Hình 1.42 Công tắc tơ 52

Hình 1.43 Rờ le trung gian 53

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu công nghệ 55

Hình 2.2 Máy tiện 59

Hình 2.3 Máy phay 60

Hình 2.4 Đối tượng công nghệ cần nghiên cứu 63

Hình 3.1 Quá trình chế tạo và lắp ráp hệ thống sấy đối lưu 91

Hình 3.2 Thiết bị hệ thống sấy đối lưu tiệt trùng bằng tia cực tím 93

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý lắp đặt hệ thống điện cho thiết bị sấy đối lưu 94

Hình 3.4 Mạch điều khiển động lực của hệ thống sấy đối lưu DSDL - 04 94

Hình 4.1 Quan hệ giữa y1 = f (x1) và y2 = f(x1) khi x2 = 6 giờ 99

Hình 4.2 Quan hệ giữa y1 = f(x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 64oC 99

Hình 4.3 Quan hệ giữa y1 = f(x2) và y2 = f(x2) khi x2 = 5 giờ 101

Hình 4.4 Quan hệ giữa y1 = f(x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 64oC 101

Hình 4.5 Màn hình điều khiển hệ thống sấy đối lưu DSDL - 04 102

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng xoài một số tỉnh ở nước ta 6

Bảng 1.2.Thành phần hóa học của một số giống xoài 9

Bảng 2.1 Thực nghiệm với x2, …, xn = const 63

Bảng 2.2 Thực nghiệm với x11opt, …, xn = const 64

Bảng 2.3 Thực nghiệm với x11opt, …, xn-1(n-1)opt = const 64

Bảng 2.4 Thực nghiệm với x2, …, xn = const 64

Bảng 2.5 Thực nghiệm với x11opt, …, xn = const 65

Bảng 3.1 Thông số có bản cần cho thiết kế 66

Bảng 3.2 Thông số vật lý 66

Bảng 3.3 Nhiệt dung riêng của thành phần thực phẩm theo nhiệt độ 73

Bảng 3.4 Thành phần hóa học của xoài trong 100g 74

Bảng 3.5 Kích thước lớp vỏ trong 76

Bảng 3.6 Kích thước hai vách buồng cấp gió 77

Bảng 3.7 Thông số hệ thống khung 77

Bảng 3.8 Kích thước bên ngoài buồng sấy hình hộp chữ nhật 78

Bảng 3.9 Thống kê chi phí gia công cơ khí 95

Bảng 3.10 Chi phí điện và điều khiển tự động hóa 96

Bảng 4.1.Thí nghiệm với x2 = 6 giờ 98

Bảng 4.2 Thí nghiệm với x1 = 64oC 99

Bảng 4.3 Thí nghiệm với x2 = 5 giờ 100

Bảng 4.4 Thí nghiệm với x2 = 6 giờ 100

Bảng 4.5Thông số hoạt động của thiết bị sấy đối lưu 102

Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy

Độ ẩm trong vật liệu sấy trước khi sấy

Độ ẩm trong vật liệu sấy sau khi sấy Khối lượng riêng

Lượng vật liệu ẩm trước khi vào máy sấy Lượng vật liệu ẩm trước khi ra máy sấy Lượng vật liệu khô tuyệt đối

Bề dày Diện tích đáy mỗi khay sấy Diện tích mặt bên ngoài buồng sấy Khối lượng

Nhiệt dung riêng Thể tích nguyên liệu tối đa trong buồng sấy

H bar

kg/h kg/h kg/h

mm

m2

m2

kg kJ/(kg.K)

m3

Lượng chứa ẩm Lượng không khí khô tiêu tốn làm bốc hơi ẩm Công suất nhiệt

Hiệu suất

%

kJ

kJ W/m.độ kgkkk/kg ẩm kJ/kgkkk

kg ẩm/kgkkk

kg

W

-

GVHD: PGS-TS NGUYỄN TẤN DŨNG xii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Đề án tốt nghiệp lần này, chúng tôi đã tập trung nghiên cứu chế tạo hệ thống sấy đối lưu, tiệt trùng bằng tia cực tím năng suất 12 kg/mẻ và tự động điều khiển được lập trình trên máy tính Tham khảo các tài liệu tổng quan và phân tích tổng hợp các công trình nghiên cứu đã được công bố, chúng tôi có được các thông số ban đầu được sử dụng cho quá trình tính toán: độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối của nguyên liệu xoài tươi lần lượt là 85,1% và 10%, nhiệt độ sấy: 65 oC, thời gian sấy giả định: 10 giờ, thông số của không khí tại TP.HCM tmt = 30oC; φ = 74%; d

≈ 0,0202 kg/kgkkk

Hệ thống sấy đối lưu được chế tạo bao gồm: buồng sấy dạng hình hộp chữ nhật có kích thước 700mm x 600mm x 800mm, 12 khay sấy, vách buồng sấy là inox SUS304 dày 1mm, ở giữa là lớp cách nhiệt bông thủy tinh dày 40 mm; bộ phận cấp nhiệt là 4 điện trở cánh tản nhiệt, công suất mỗi điện trở là 700W; Quạt

li tâm 3 pha có công suất 1 HP, được điều khiển tốc độ bởi biến tần Đèn cực tím

UV diệt khuẩn

Chúng tôi tiến hành xây dựng hệ thống tự động điều khiển bằng chương trình lập trình trên máy tính và xây quá trình công nghệ cho hệ thống sấy đối lưu Bên cạnh đó, thiết kế quy trình hướng dẫn quá trình vận hình thiết bị cho hệ thống sấy đối lưu và tính toán giá thành thiết bị sấy

Ví dụ: sản phẩm nông sản là lúa, gạo cần phải được sấy, làm giảm độ ẩm để tránh nấm mốc phát triển cũng như hạt lúa nảy mầm Hiện nay, có rất nhiều loại nông sản bảo quản được trong thời gian dài nhờ phương pháp sấy như chuối, vải, khoai tây, cà rốt, xoài, mít,…

Việt Nam là một trong những quốc gia có sản lượng xoài lớn trên thế giới, tuy nhiên xoài chủ yếu được dùng để ăn tươi và một ít xuất khẩu nên thường bị ứ đọng vào lúc chính vụ Với sản lượng lớn do thu hoạch đồng loạt nên vấn đề đặt ra là cần phải xử lý như thế nào để giải quyết tình trạng ứ đọng trên, đồng thời đảm bảo giá trị kinh tế, chất lượng dinh dưỡng, cung cấp thường xuyên cho người tiêu dùng và giải quyết tình trạng giá cả bấp bênh cho người trồng xoài

Do điều kiện công nghệ bảo quản còn nhiều hạn chế nên để giữ được sản phẩm tươi trong thời gian dài rất khó khăn Chính vì vậy xoài cần được chế biến, đặc biệt đối với một số giống xoài có phẩm tốt như Xoài cát Hòa Lộc Xoài cát Hoà Lộc là một trong những giống xoài nổi tiếng nhất ở đồng bằng Sông Cửu Long - Việt Nam

và là một trong những loại quả được ưa chuộng bởi màu sắc hấp dẫn, mùi vị thơm ngon và có giá trị dinh dưỡng cao Những năm gần đây xoài cát Hòa Lộc đem lại giá trị kinh tế cao cho bà con nhân dân.Ngày nay, đời sống kinh tế có nhiều cải thiện nên

xu hướng sử dụng các sản phẩm trái cây ngày càng tăng Ngoài mục đích thưởng

3 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: hệ thống sấy đối lưu xoài lát năng suất 12 kg/mẻ

- Phạm vi nghiên cứu:

- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động

- Tính toán cân bằng vật chất, năng lượng

- Thiết kế hệ thống sấy theo số liệu tính toán

- Chế tạo hệ thống sấy đối lưu

- Sấy thử nghiệm và hiệu chỉnh các thông số

4 Nội dung đồ án

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu xoài, công nghệ sấy và lựa chọn công nghệ sấy

- Tìm hiểu công nghệ sấy đối lưu và thiết bị trong hệ thống sấy đối lưu thông minh

- Tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng trong quá trình sấy

- Tính toán các thông số, kích thước cho hệ thống sấy đối lưu thông minh

- Thiết kế và chế tạo hệ thống sấy đối lưu thông minh sấy xoài năng suất 12kg/mẻ

- Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều khiển tự động thông minh

- Sấy thử nghiệm, hiệu chỉnh thông số của hệ thống

- Đánh giá hệ thống sấy đối lưu thông minh và sản phẩm thu được

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 3

- Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình sấy

- Đặc biệt giúp tạo tiền đề cho việc đưa các hệ thống điều khiển tự động thông minh vào trong đời sống Thúc đẩy sự phát triển của khoa học kỹ thuật

indica Đây là loại quả nhiệt

đới rất thơm ngon, có hương

vị tổng hợp của đu đủ, dứa,

cam

Theo tài liệu của FAO,

hiện có 87 quốc gia đang

canh tác cây xoài với tổng

diện tích khoảng 1,8 - 2,3

triệu hécta,

tổng sản lượng hàng năm

khoảng 15 triệu tấn; riêng

"vương quốc xoài" Ấn Độ

có trên 1.100 loại giống,

diện tích trồng xoài với quy mô lớn trên 1 triệu hécta và sản lượng chiếm 70% của toàn thế giới Việt Nam hiện có khoảng gần 70.000ha xoài, ngoài ĐBSCL, Khánh Hòa là vựa xoài thứ hai của cả nước

Xoài thường được thu hoạch vào khoảng tháng 7 đến tháng 9, thời gian ra hoa tới khi thu hoạch kéo dài 5 – 7 tháng Số lượng quả, phẩm chất, tỷ lệ phần ăn được tùy thuộc vào từng giống xoài

Hình 1.1 Quả xoài

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 5

1.1.1.2 Cấu tạo quả xoài

Hình 1.2 Cấu tạo quả xoài

1.1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thế giới

Trên thế giới hiện nay có trên 87 nước trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu ha Vùng Châu Á chiếm khoảng 2/3 diện tích trồng xoài trên thế giới, trong đó đứng đầu là Ấn Độ ( chiếm 70% sản lượng xoài thế giới với 9,3 triệu tấn) Sau Ấn Độ

là Thái Lan, Pakistan, Philiphin, Banglades, Myanma, Indonesia, Việt Nam, Lào, Campuchia, miền Nam Trung Quốc Cũng theo FAO, sản lượng xoài hàng năm trên thế giới tăng khoảng 2%, trong đó các nước có sản lượng xoài tăng nhanh là Ấn Độ, Trung Quốc Mêhicô, Pakistan (Trần Thế Tục, 2000)

1.1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài ở Việt Nam

Ở Viêt Nam, xoài là một trong những loại cây ăn quả được trồng phổ biến từ Bắc vào Nam Diện tích trồng xoài hiện nay khoảng 70.000 ngàn ha, trong đó có khoảng 42.000 ha đang cho trái với sản lượng ước 250.000 T Các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và Đông Bắc trồng ít do khả năng đậu quả kém, hiệu quả kinh tế không cao Vùng trồng xoài tập trung từ Bình Định trở vào, nhất là các vùng đồng bằng sông Cửu Long như

25.000đ/kg Xoài cát Chu được người tiêu dùng Nga ưa thích nhưng vỏ quá mỏng, không thể vận chuyển xa Thị trường Trung Quốc hút xoài Thanh Ca, xoài Bưởi nhưng khi Trung Quốc và Thái Lan ký hiệp định thương mại song phương thì không còn ăn hàng Việt Nam nữa Xoài Cát Hoà Lộc được coi là tốt nhất để làm nước ép nhưng sản lượng không đủ qui mô công nghiệp, giá lại quá cao

Theo đánh giá của các chuyên gia, các nước sản xuất trái cây chủ yếu có khoảng 61% sản lượng được tiêu thụ nội địa ở dạng trái tươi, còn 30% là để chế biến Như vậy, ở Việt Nam nếu không chế biến các sản phẩm từ trái cây là một lãng phí lớn

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng xoài một số tỉnh ở nước ta Tỉnh Diện tích (ha) Sản lượng (tấn)

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 9

1.1.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng

Thành phần hóa học của một số giống xoài được trình bày ở bảng 1.2

Bảng 1.2.Thành phần hóa học của một số giống xoài Giống Chất

khô (%)

Đường khử (%)

Surose (%)

Protein (%)

Lipid (%)

Xơ (%)

Acid (%)

Tro (%)

( Nguồn : Quách Đỉnh và ctv, 1996)

1.1.3 Các phương pháp chế biến và bảo quản xoài

Xoài sau khi thu hoạch được bảo quản hay rấm chín liền tùy theo mục đích sử dụng Chế độ bảo quản xoài tùy thuộc vào giống, độ chín, có thể bảo quản ở nhiệt độ

5 – 100C, độ ẩm khoảng 85 – 95 %, thời gian bảo quản được từ 7 ngày đến 4 tuần, có thể rấm chín trong vòng 2 – 3 ngày ở phòng thoáng, có độ ẩm 85 – 95%, hoặc có thể rấm bằng đất đèn, etylen để rút ngắn thời gian rấm chín ( Hà Văn Thuyết – Trần Quang Bình, 2000)

Quả xoài có thể sử dụng dài suốt theo quá trình trưởng thành Quả thô có thể dùng làm các sản phẩm như tương ớt – xoài, xoài dầm dưa, các thức uống từ quả xoài xanh hoặc chín, v.v… Xoài chín được dùng làm nước xoài, mật xoài, mứt xoài dẻo,

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 10

bánh xoài, xoài xắt lát sấy khô,… Xoài sống có thể làm bột xoài tan liền, xoài dầm giấm, v.v…

Xoài dạt còn sống có thể làm giấm xoài, bột xoài tan liền, xoài dầm giấm Phần

ăn được của quả xoài chín cao trên 80%, độ đường trong thịt quả trên 19% Do đó sẽ rất kinh tế khi chế biến xoài thành các sản phẩm tiêu dùng

Vấn đề là chọn dạng sản phẩm chế biến nào thích hợp đối với người tiêu dùng,

dễ sử dụng, tồn trữ lâu, dạng bao bì gọn nhẹ và giá cả phù hợp Đây là một quá trình thử nghiệm, giới thiệu và tập xu hướng tiêu dùng Do đó chúng ta phải khởi đầu bằng việc giới thiệu ra thị trường, trước hết là thị trường nội địa

 Một số sản phẩm chế biến từ xoài quả:

 Sản phẩm chế biến từ xoài xanh:

- Xoài dầm giấm : xoài được cắt thành lát mỏng, trộn với muối, đường và một ít giấm

- Salad xoài : xoài cắt lát mỏng kết hợp với một số loại rau gia vị khá và một ít dầu thực phẩm

- Xoài xí muội: xoài được ngâm trong dung dịch nước muối 2 – 3 tháng, sau đó vớt ra cắt lát nhỏ, ngâm xả bớt muối và ngâm vào dung dịch đường, bổ xung thêm acid citric Sản phẩm xoài xí muội có vị chua ngọt, cấu trúc dòn

- Bột xoài sống, xoài xắt lát, thức uống từ xoài xanh,…

 Sản phẩm chế biến từ xoài chín:

- Xoài sấy: xoài trái cắt thành miếng, ngâm đường, rửa, sấy khô, đóng gói

- Mứt thịt quả, các thức uống (Xirô, Nectar), xoài nhão, bánh xoài,…

- Xoài sau khi thu hoạch được bảo quản hay rấm chín liền tùy theo mục đích sử dụng Chế độ bảo quản xoài tùy thuộc vào giống, độ chín, có thể bảo quản ở nhiệt độ 5 –

100C, độ ẩm khoảng 85 – 95 %, thời gian bảo quản được từ 7 ngày đến 4 tuần, có thể rấm chín trong vòng 2 – 3 ngày ở phòng thoáng, có độ ẩm 85 – 95%, hoặc có thể rấm bằng đất đèn, etylen để rút ngắn thời gian rấm chín ( Hà Văn Thuyết – Trần Quang Bình, 2000)

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 11

1.1.5 Tiêu chuẩn chất lượng của xoài sấy khô

Xoài lát sấy có dạng lát mỏng, màu vàng nhạt, vị ngọt, hương vị đặc trưng của sản phẩm Độ ẩm trong khoảng 14 – 16% Sản phẩm được chế biến nhiều ở Thái Lan,

và một số nước ở Châu Á

Hình 1.7 Xoài lát sấy

1.2 Cơ sở khoa học về sấy

1.2.1 Một số khái niệm cơ bản

1.2.1.1 Vật liệu ẩm

Vật ẩm là những vật thể có chứa một lượng chất lỏng nhất định Vật ẩm bao gồm vật khô tuyệt đối và ẩm Ẩm trong vật thường là nước, trường hợp đặc biệt là dung

môi hữu cơ Tỷ lệ ẩm dạng hơi rất nhỏ nên có thể bỏ qua

Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định bởi nhiệt độ và độ ẩm của nó Độ ẩm của vật có thể được biểu thị qua độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm toàn phần, độ chứa ẩm và

nồng độ ẩm

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 12

 Độ ẩm tuyệt đối (

Độ ẩm tuyệt đối là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng vật

khô tuyệt đối

Trong đó: Gn – khối lượng ẩm chứa trong vật liệu (kg)

Gk – khối lượng vật khô tuyệt đối (kg)

Độ ẩm tuyệt đối có giá trị từ 0 % đến Vật có độ ẩm tuyệt đối 0 % là vật khô tuyệt đối và vật có độ ẩm là nước

Trong đó: G – khối lượng vật ẩm: G = Gn + Gk (kg)

Độ ẩm toàn phần có giá trị từ 0 đến 100% Vật có độ ẩm toàn phần 0% là vật khô tuyệt đối và 100% là vật toàn nước Như vậy độ ẩm toàn phần luôn nhỏ hơn 100%

Từ độ ẩm tương đối và độ ẩm toàn phần ta có mối quan hệ giữa chúng như sau:

1.2.1.2 Tác nhân sấy

Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật sấy Các tác nhân sấy thường là các chất khí như: không khí, khói, hơi quá nhiệt Chất lỏng cũng được sử dụng làm tác nhân sấy như các loại dầu, một số loại muối nóng chảy,…

 Không khí ẩm

Không khí ẩm là loại tác nhân sấy thông dụng nhất Dùng không khí ẩm có nhiều

ưu điểm: không khí có sẵn trong tự nhiên, không độc và không làm ô nhiễm sản

phẩm

 Khói lò

Sủ dụng khói lò làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùng calorife, phạm vi nhiệt độ rộng nhưng dùng khói lò có nhược điểm là khói có thể gây ô nhiễm sản phẩm do bụi và các chất có hại như CO2, SO2

 Hơi quá nhiệt

Hơi quá nhiệt dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và sản phẩm sấy là chất dễ cháy, nổ

1.2.2 Quá trình sấy

1.2.2.1 Định nghĩa quá trình sấy

Sấy là quá trình tách một phần hay phần lớn lượng ẩm có trong vật ẩm Quá trình sấy rất phức tạp và không ổn định, trong đó đồng thời xảy ra nhiều quá trình như quá trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy cho vật liệu sấy, dẫn nhiệt trong vật liệu sấy, bay hơi của ẩm, dẫn ẩm từ trong ra bề mặt của vật sấy, truyền ẩm từ bề mặt vậy sấy vào

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 14

môi trường sấy (tác nhân sấy) Các quá trình trên đều tuân theo quá trình truyền nhiệt

và ẩm

1.2.2.2 Động lực của quá trình sấy

Quá trình sấy là quá trình tách ẩm (chủ yếu là nước và hơi nước) khỏi vật liệu sấy

để thải ra môi trường Ẩm có mặt trong vật liệu nhận được năng lượng theo một phương thức nào đó tách khỏi vật liệu sấy và dịch chuyển từ trong lòng vật liệu ra bề mặt, từ bề mặt vào môi trường xung quanh Nếu gọi pv và pbm tương ứng là phân áp suất của hơi nước trong lòng vật liệu và trên bề mặt thì động lực quá trình dịch

chuyển ẩm từ trong lòng ra bề mặt vật L1 tỷ lệ thuận với hiệu số (pv – pbm):

Nếu phân áp suất hơi nước trong không gian xung quanh vật ph nhỏ hơn pbm thì

ẩm tiếp tục dịch chuyển từ bề mặt vào môi trường xung quanh với động lực L2 Động lực L2 cũng tỷ lệ thuận với độ chênh (pbm – ph):

Như vậy quá trình sấy được đặc trưng bởi quá trình dịch chuyển ẩm trong lòng vật với động lực dịch chuyển L1 ~ (pv – pbm) và quá trình dịch chuyển ẩm từ bề mặt vào môi trường xung quanh với động lực dịch chuyển L2 ~ (pbm – ph) Do đó, nếu gọi

L là động lực quá trình sấy thì động lực này cũng tỷ lệ với độ chênh (pv – ph):

Khi vật liệu được đốt nóng thì phân áp suất của hơi nước trong vật pv tăng lên Nếu phân áp suất của môi trường xung quanh ph không đổi thì độ chênh lệch (pv – ph) tăng lên, do đó quá trình sấy được tăng cường Đây là cơ sở của các thiết bị sấy bức

xạ, thiết bị sấy bằng dòng điện cao tầng,… Trong thiết bị sấy loại này, không khí xung quanh chỉ làm nhiệm vụ mang ẩm thải vào môi trường Trong các thiết bị sấy đối lưu như thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm,… do môi trường xung quanh cũng được đốt nóng và từ đó vật liệu sấy cũng được đốt nóng, tức là chúng ta đã đồng thời tăng pv và giảm ph nên quá trình sấy càng được tăng cường

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 15

Nếu vật liệu sấy không được đốt nóng, do đó pv không đổi nhưng chúng ta tìm cách nhưng chúng ta tìm cách giảm phân áp suất hơi nước ph của môi trường xung quanh thì quá trình sấy vẫn xảy ra với động lực (pv - ph) Đây là cơ sở của phương pháp sấy đẳng nhiệt, sấy chân không hoặc sấy thăng hoa

1.2.2.3 Động học quá trình sấy

Sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ đốt nóng vật liệu ẩm theo thời gian sấy được gọi là động học của quá trình sấy

 Đường cong sấy

Đường cong sấy là đường biểu diễn mối quan hệ giữa tích phân của độ ẩm trung

bình và thời gian sấy [4]

Hình 1.8 Đường cong sấy W = f(τ)

Đường cong sấy có thể chia làm 3 phần tương ứng với 3 giai đoạn sấy:

Giai đoạn đốt nóng A – B: là giai đoạn bắt đầu quá trình sấy Ở đây nhiệt độ vật

liệu sấy tăng rất nhanh nhưng độ ẩm trung bình của vật giảm không đáng kể Giai đoạn này dường cong sấy ở dạng phi tuyến

Giai đoạn sấy đẳng tốc B – C: Trong giai đoạn này nhiệt độ vật nói chung, nhiệt

độ ở tâm và ở bề mặt vật nói riêng đạt đến một giá trị nhất định xấp xỉ nhiệt độ nhiệt

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 16

kế ướt Ẩm bay hơi mạnh Do đó bao nhiêu nhiệt lượng vật liệu ẩm nhận được chỉ để

bay hơi nên nhiệt độ vật liệu sấy hầu như không đổi và W = f(τ) gần như tuyến tính

Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần C – D: là giai đoạn cuối của quá trình sấy Khi

đó, ẩm mao dẫn đã bay hơi gần hết và trong vật liệu sấy chỉ còn lại chủ yếu là ẩm dưới dạng hơi liên kết hấp phụ với vật liệu khô Ẩm này cần nhiều năng lượng hơn để thoát khỏi vật nên độ ẩm trung bình thay đổi chậm hơn

 Đường cong tốc độ sấy

Đường cong tốc độ sấy biểu diễn mối quan hệ dω/dτ = f2(τ) Đường cong tốc độ sấy thu được từ việc đạo hàm đường cong sấy theo thời gian Trong quá trình sấy do hàm ẩm u giảm dần nên đường cong tốc độ sấy bắt đầu từ bên phải chạy sang trái Từ lúc bắt đầu sấy, tốc độ sấy tăng mạnh và rất nhanh đạt đến giá trị ổn định Trong giai đoạn sấy đăng tốc, tốc độ sấy là không đổi nên đường cong tốc độ sấy chạy song song với trục hoành từ B – C Từ sau điểm C thì tốc độ sấy giảm dần cho đến khi bằng 0, ứng với độ ẩm cân bằng của vật sấy Đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này rất phức tạp Nó phụ thuộc vào cấu trúc vật sấy, và dạng liên kết giữa ẩm với vật chất khô trong vật sấy

Hình 1.9 Đường cong tốc độ sấy u = f(W)

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 17

1.2.2.4 Tĩnh học quá trình sấy

Tĩnh học quá trình sấy sẽ xác định đuợc mối quan hệ giữa các thông số đầu và thông số cuối của vật liệu sấy và tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất – năng luợng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết [3], [4]

Trong quá trình sấy, nếu chúng ta dùng chất tải nhiệt (hay còn gọi là tác nhân sấy) là không khí thì gọi là sấy bằng không khí Khi sấy, không khí nóng có hàm ẩm thấp tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm và cung cấp năng lượng để làm bốc hơi lượng ẩm trong vật liệu sấy sau đó tạo thành hỗn hợp không khí có hàm ẩm tăng và đi ra ngoài [1], [17], [19]

Hình 1.10 Sơ đồ sấy bằng không khí Đưa vật liệu sấy ban đầu vào thiết bị sấy, lúc nào độ ẩm của vật liệu sấy cao Không khí bên ngoài được đưa qua bộ phận đốt nóng để gia nhiệt lên đến nhiệt độ sấy cần thiết, sau đó vào buồng sấy để tiếp xúc với bề mặt vật liệu, cấp nhiệt vật liệu

để làm bốc hơi ẩm (có thể thêm bộ phận đốt nóng bổ sung trong buồng sấy nếu cần thiết) Ngoài ra còn có thể dùng tác nhân sấy là khói lò Khi đó sẽ không cần bộ phận đốt nóng mà chỉ có lò đốt nhiên liệu và buồng trộn khói lò với không khí để tạo thành

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 18

môi chất sấy có nhiệt độ thích hợp Sau đó môi chất sấy được đưa vào buồng sấy để thực hiện quá trình sấy rồi thải ra ngoài [1], [17], [19]

a) Quá trình sấy lý thuyết

Trong quá trình sấy lý thuyết hay nhiệt bổ sung bằng nhiệt tổn thất

- Trong đó:

: tổng đại số của tổn thất nhiệt và gia nhiệt bổ sung (kJ/kg ẩm)

L: tiêu hao lượng không khí khô tuyệt đối cần thiết cho quá trình sấy (kg/s)

l = : tiêu hao riêng không khí trong quá trình sấy lý thuyết (kg kkk/kg ẩm)

Hình 1.11 Mô tả quá trình sấy lý thuyết

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 19

Trường hợp khi qua bộ phận đốt nóng không khí được gia nhiệt từ nhiệt độ t1 đến t2 do đó enthalpy của không khí cũng tăng từ h1 lên h2 nên qc có thể tính theo phương trình cân bằng nhiệt lượng cho bộ phận đốt nóng như sau: [1],[17],[19]

Hình 1.6 là hình mô tả sự biến đổi trạng thái của không khí Điểm A (t1, , h1, d1) biểu diễn trạng thái ban đầu của không khí, điểm B(t2, , h2, d2) biểu diễn không khí khi ra khỏi bộ phận đốt nóng và sau khi sấy biểu diễn bởi điểm C (t3, , h3, d3) Chúng ta chỉ cần biết hai trong bốn thông số trạng thái của không khí là có thể xác định được các điểm A, B, C Tóm lại, đường ABC biểu diễn quá trình sấy lý thuyết

với AB là giai đoạn đốt nóng dòng khí và BC là giai đoạn sấy lý thuyết [1], [17], [19] b) Quá trình sấy thực tế

Quá trình sấy thực tế sẽ có lượng nhiệt bổ sung chung khác với lượng nhiệt tổn thất chung, do đó

Từ đó, rút ra được:

Thực tế có thể xảy ra theo một trong ba trường hợp tùy theo giá trị của

- Nhiệt lượng bổ sung chung đủ để bù nhiệt lượng tổn thất chung nên , đây là trường hợp sấy lý thuyết h2 [1], [17], [19]

- Nhiệt lượng bổ sung chung lớn hơn nhiệt lượng tổn thất chung nên Vì l luôn

là số dương nên theo [1], [17], [19]

a) Sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy

Lượng nhiệt dung cấp cho toàn bộ quá trình sấy không những được cung cấp ở

caloriphe chính mà còn được cung cấp ở caloriphe bổ sung ngay trong buồng sấy

Hình 1.13 Sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 21

Hình 1.14 Đồ thị sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy

Không khí ban đầu có trạng thái A (hA=h0, , d0, t0) đi qua caloriphe 1 được gia nhiệt trong điều kiện x0 = x1 = const đến nhiệt độ t1 rồi đi vào buồng sấy 2, nó được cung cấp thêm nhiệt lượng bằng caloriphe bổ sung 3 Các trường hợp cho quá trình sấy lý thuyết có bổ sung nhiệt:

Trường hợp 1: Quá trình sấy (1) – (3), QK = 0 (không đốt nóng), gia nhiệt trực tiếp cho sản phẩm trong quá trình sấy

Trường hợp 2: (1) - (A) - (3), tA < t3: calorife đốt nóng không khí, nhỏ hơn nhiệt

độ của không khí sau khi sấy Vì vậy, phải cấp nhiệt bổ sung lớn Trường hợp này thích hợp sấy cho các sản phẩm có nhiệt độ thấp

Trường hợp 5: Quá trình sấy (1) – (2) – (3): trường hợp này sấy chịu được nhiệt

độ cao, hoàn toàn tương tự quá trình sấy lý thuyết và quá trình sấy thực

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 23

b) Sấy có gia nhiệt giữa chừng

Hình 1.15 Sơ đồ sấy có gia nhiệt giữa chừng

Hình 1.16 Đồ thị sấy có gia nhiệt giữa chừng Thiết bị sấy theo sơ đồ này gồm nhiều buồng sấy, trước mỗi buồng sấy người ta đặt các caloriphe bổ sung K1, K2, … Phương pháp sấy này không những giữ không giảm nhanh nhiệt độ phòng sấy mà còn giúp chế độ sấy điều hòa hơn

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 24

Để giảm nhiệt độ không khí sấy, có thể chia phòng sấy ra làm nhiều khu vực sấy

và trước mỗi khu vực có đặt một bộ phận đốt nóng Không khí ban đầu ở trạng thái (0) (ho, to, do, ), đi qua bộ phận đốt nóng 1 được gia nhiệt lên đến nhiệt độ t1, rồi

đi vào khu vực sấy 1

Sau khi sấy xong nhiệt độ không khí hạ xuống đến t2 Không khí lại tiếp tục qua

bộ phận đốt nóng 2 để được gia nhiệt lên đến t’1, rồi vào khu vực sấy 2,…Quá trình tiếp tục cho đến trạng thái (2’’) Đường gấp khúc (0)-(1)-(2)-(1’)-(2’)-(1’’)-(2’’) biểu diễn quá trình sấy có gia nhiệt giữa chừng Nếu trạng thái đầu (điểm 0) và trạng thái cuối (điểm (2’’)) đã xác định trước thì khi sấy bằng phương pháp đốt nóng dòng khí một lần ban đầu thì nhiệt độ dòng khí lên rất cao (điểm A là giao điểm của trạng thái (0)-(1) và trạng thái (1’’)-(2’’) kéo dài), nhưng khi sấy có đốt nóng dòng khí giữa

chừng nhiệt độ tối đa có thể nhỏ hơn rất nhiều tùy thuộc vào số giai đoạn đốt nóng giữa chừng

Phương án sấy có gia nhiệt giữa chừng dùng để giảm nhiệt độ tác nhân sấy trước khi đưa vào sấy nhằm giữ được chất lượng sản phẩm.Nhiệt độ không khí ẩm sau khi đốt qua mỗi calorife đều bằng nhau Nhiệt độ không khí ẩm sau khi ra khỏi mỗi

buồng sấy đều bằng nhau Vậy phương thức sấy này thích hợp để sấy các vật liệu

không chịu được nhiệt độ cao

c) Sấy có không khí hoàn lưu

Hình 1.17 Sấy có không khí hoàn lưu

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 25

Hình 1.18 Đồ thị sấy có không khí hoàn lưu

Khi sấy theo phương thức này, một phần không khí thải được quay về trộn lẫn với không khí ban đầu trước khi vào caloriphe

Ban đầu khi chưa có không khí hoàn lưu thì không khí ngoài trời ở trạng thái 0 Sau khi qua calorife thì nhiệt độ của không khí đốt nóng từ trạng thái 1 lên trạng thái 2’ và đi vào buồng sấy, nhiệt độ không khí giảm xuống t3 làm độ ẩm không khí tăng Sau đó, quá trình phối trộn hai dòng không khí nóng và lạnh sẽ xảy ra khi có không khí hoàn lưu ở trạng thái 3 Trạng thái 3 phối trộn với trạng thái 1 tạo thành trạng thái K Vì trạng thái 3 và trạng thái 1 xác định nên trạng thái K hoàn toàn được xác định bởi hệ phương trình cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng

Sau phối trộn dùng nhiệt lượng calorife để đốt nóng không khí lên trạng thái 2 Tiếp theo, chuyển vào buồng sấy và thành trạng thái 3

Quá trình sấy đi theo chu vi tam giác K23 nên được gọi là tam giác sấy Quá trình tính tương tự như việc tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng cho quá trình sấy đối lưu bởi một calorife Với 1 kg không khí khô ban đầu được trộn lẫn với

Từ đó xác định được điểm K trên đoạn (1)-(3)

Cân bằng vật chất và nhiệt lượng cho dòng không khí sẽ xác định được

- Tiêu hao riêng không khí (tương ứng trạng thái 1):

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 27

được độ ẩm của không khí nên thường ứng dụng để sấy các vật liệu không chịu được điều kiện độ ẩm không khí nhỏ, nhiệt độ cao Đồng thời, tốc độ không khí đi qua phòng sấy lớn

1.2.3 Lý thuyết về khử trùng bằng tia cực tím

1.2.3.1 Giới thiệu chung

Chiếu xạ bằng tia cực tím là phương pháp khử trùng sử dụng ánh sáng cực tím bước sóng ngắn để tiêu diệt hoặc làm bất hoạt vi sinh vật bằng cách phá hủy axit nucleic và phá vỡ ADN của chúng, khiến chúng không thể thực hiện các chức năng tế bào quan trọng Chiếu xạ bằng tia cực tím được sử dụng trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như thực phẩm, không khí và lọc nước [21]

Ánh sáng tia cực yếu ở bề mặt Trái đất vì tầng ôzôn của khí quyển ngăn chặn nó Các thiết bị chiếu xạ bằng tia cực tím có thể tạo ra ánh sáng UV-C đủ mạnh trong các

hệ thống không khí hoặc nước để tạo ra môi trường khắc nghiệt đối với các vi sinh vật như vi khuẩn, vi rút, nấm mốc và các mầm bệnh khác

Việc áp dụng chiếu xạ bằng tia cực tím để khử trùng đã được thực hiện từ giữa thế kỷ 20 Điều đó đã được sử dụng chủ yếu trong vệ sinh y tế và các cơ sở làm việc

vô trùng Ngày càng được sử dụng để khử trùng nước uống và nước thải, vì các thiết

bị giữ được bao kín và có thể được lưu thông để đảm bảo tiếp xúc với tia cực tím cao hơn Trong những năm gần đây, chiếu xạ bằng tia cực tím đã tìm thấy ứng dụng mới trong máy lọc không khí [22]

1.2.3.2 Nguyên lý duyệt khuẩn bằng tia cực tím

Ánh sáng tia cực tím là bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X UV có thể được phân tách thành nhiều phạm vi khác nhau, với

UV bước sóng ngắn (UVC) được coi là "UV diệt khuẩn" Bước sóng trong khoảng 200nm đến 300nm được hấp thụ mạnh bởi axit nucleic

Chiếu xạ bằng tia cực tím có thể ngăn chặn sự sinh sản hoặc có thể ngăn chặn sự tổng hợp của các protein cần thiết, có thể tiêu diệt hoặc bất hoạt của các vi sinh vật

GVHD: PGS Nguyễn Tấn Dũng 28

Quá trình này tương tự như ảnh hưởng của bước sóng dài hơn (UVB) tạo ra cháy nắng ở người Các vi sinh vật có ít khả năng bảo vệ chống lại tia cực tím và không thể tồn tại khi tiếp xúc trong thời gian nhất định [23]

Hình 1.19 AND trước và sau khi chiếu tia cực tím

Khi năng lượng tia cực tím được hấp thụ vào các tế bào vi khuẩn và virus, các vật liệu di truyền (ADN / ARN) được sắp xếp lại, phá vỡ cấu trúc bình thường của chúng

và làm mất khả năng sinh sản Do đó, chúng được coi là đã chết và nguy cơ mắc bệnh

- Công nghệ đơn giản

- Chi phí đầu tư và vận hành thấp

- Không đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn và công nhân lành nghề

- Có thể sấy lượng lớn mùa vụ với chi phí thấp