Đề tài Các sản phẩm sấy từ rau trái

ương pháp sấy bằng nhiệt để loại Nm trong vật liệu. Một số phương pháp sấy nhân tạo: Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 28 3.2.1. Sấy không khí nóng 3.2.1.1. Nguyên tắc − Phương pháp sấy bằng không khí được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các sản phNm sấy rau trái với ưu điểm của phương pháp này là đơn giản và hiệu quả kinh tế cao. Trong phương pháp này, không khí nóng được thổi vào tiếp xúc với vật liệu sấy để thực hiện quá trình truyền nhiệt đối lưu và truyền khối. Hai quá trình truyền khối xảy ra ở đây chính là nước di chuyển từ trong lòng ra bề mặt vật liệu và bốc hơi Nm trên bề mặt vật liệu. Có 4 yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy và tổng thời gian sấy là: kích thước và hình dáng của mẫu vật liệu; hướng đi của dòng không khí so với vật liệu (giao dòng, cùng dòng); trạng thái của dòng khí (nhiệt độ, độ Nm, vận tốc,…); hình dáng thiết bị. 3.2.1.2. Thiết bị − Phân loại thiết bị: + Gián đoạn: tủ sấy, lò sấy, thùng sấy + Liên tục: belt-trough, băng tải hơi (pneumatic conveyor) + Bán liên tục: hầm sấy • Phòng sấy: là hệ thống sấy đối lưu đơn giản nhất và chúng dùng để sấy các mẻ thực phNm nhỏ và ở dạng miếng như trái cây xắt lát hay rau, bao gồm một buồng cách nhiệt, vật liệu sấy được đặt trên các khay, không khí được quạt thổi qua bộ phận gia nhiệt và tiếp xúc với vật liệu sấy. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 29 Hình 6: Cấu tạo phòng sấy • Hầm sấy: là một dạng của sấy mâm bao gồm nhiều kệ di chuyển trong một hầm dài, tiếp xúc với khí nóng theo phương song song cùng chiều hay ngược chiều do quạt thổi vào. Khí nóng được thổi bởi quạt và được gia nhiệt bởi thiết bị gia nhiệt, hoạt động với hơi nước ở áp suất 7 bar. Lượng khí hồi lưu khoảng 50% như trong các thiết bị sấy đối lưu khác. Hệ thống sấy được bổ sung các kệ mới trong khi một số kệ đã sấy đi ra khỏi hầm sấy ở đầu bên kia. Một kệ chứa khoảng 50 mâm, thời gian sấy khoảng 6h đối với rau. Hầm sấy có thể thiết kế bằng vật liệu rẻ tiền, dễ hoạt động, kinh tế, đặt gần nông trại và phải sấy được nhiều loại sản phNm khác nhau vì nguyên liệu chỉ có theo mùa. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 30 3.2.2. Sấy tầng sôi 3.2.2.1. Nguyên tắc − Trong phương pháp sấy tầng sôi, không khí nóng nhiệt độ cao là tác nhân sấy có độ Nm tương đối bé đi qua lớp vật liệu trong buồng sấy nâng các hạt lên và làm cho lớp hạt xáo trộn bập bùng trong dòng tác nhân như hình ảnh một dịch thể đang sôi. Vì vậy, người ta gọi hệ thống sấy kiểu này là hệ thống sấy tầng sôi. Rõ ràng khi đó hệ khí-hạt có đầy đủ tính chất như một chất lỏng chẳng hạn: tính linh động, tính điền đầy, tính chảy… Quá trình sôi cũng là quá trình trao đổi nhiệt Nm mãnh liệt giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt khô hơn nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi. 3.2.2.2. Thiết bị − Nguyên lý hoạt động: Hệ thống sấy tầng sôi có thể hoạt động một hay nhiều tầng. Hệ thống sấy một tầng sôi hoạt động như sau: tác nhân sấy được quạt hút từ buồng hoà trộn nếu tác nhân sấy là khói lò hoặc hút từ calorifer nếu tác nhân sấy là không khí, thổi vào dưới ghi buồng sấy. Ghi buồng giấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác nhân sấy đi qua nhưng hạt không lọt xuống được. Vật liệu sấy được cơ cấu nạp điện đổ xuống buồng sấy. Với tốc độ đủ lớn thích hợp, tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ Nm tương đối bé đi qua lớp vật liệu trong buồng sấy nâng các hạt lện và làm cho lớp hạt xáo trộn bập bùng trong dòng tác nhân như hình ảnh một dịch thể đang sôi. Các hạt khô hơn nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi. Người ta tính toán, ở một độ cao nhất định hạt khô sẽ rơi vào buồng chứa sản phNm để lấy ra ngoài. Có thể có nhiều hạt nhỏ, nhẹ bay theo tác nhân sấy. Vì vậy người ta bố trí một cyclone trên đường thải tác nhân sấy để thu hồi sản phNm bay theo. − Với nguyên lý như vậy, hình dưới biểu diễn hệ thống sấy tầng sôi hai tầng sấy và một tầng làm mát. Vật liệu sấy từ phễu nạp liệu đi vào buồng sấy ở tầng sấy. Ở đây, tác nhân sấy cũng tạo ra chế độ sôi của hạt trên ghi và tiến hành quá trình trao đổi nhiệt Nm cho nhau. Theo tính toán, vật liệu sấy được sấy trong vùng này đến một độ Nm nhất định sẽ được đưa xuống ghi sấy của tầng sấy thứ. Trong tầng này, vật liệu sấy lại được tác nhân sấy tạo chế độ sôi và trao đổi nhiệt Nm cho nhau. Khi vật liệu sấy đạt đến một độ Nm yêu cầu w2 nào đó sẽ tự động rơi xuống buồng làm mát. Không khí ngoài trời sẽ được hạt đưa Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 31 vào dưới ghi và đi qua lớp vật liệu sấy để làm mát. Hạt trên ghi trong buồng làm mát có thể ở dạng tĩnh hoặc dạng sôi. − Sự trao đổi nhiệt trong phương pháp này có thể tăng lên bằng cách tăng vận tốc khí. Nhưng ở vận tốc cao, các cấu tử có thể bị văng ra khỏi màng và độ rỗng của màng tăng lên, giảm thể tích sấy của thiết bị. − Thiết bị ly tâm tầng sôi (CFB) được thiết kế để xử lý vấn đề giới hạn kích thước của các cấu tử và yêu cầu về nhiệt lượng khi sử dụng thiết bị sấy tầng sôi (FB) thông thường bằng cách thu thực phNm trong suốt quá trình bằng lực ly tâm lớn hơn trọng lực. Điều này làm tăng rõ rệt tỉ trọng của các cấu tử và sự đồng nhất của chất lỏng. Chất lỏng có thể đạt trạng thái tĩnh tại bất kì vận tốc khí mong muốn nào bằng cách thay đổi giá trị lực ly tâm. Những thuận lợi khác của phương pháp CFB là làm tăng vận tốc khí và có thể cung cấp nhiệt tại nhiệt độ trung bình của khí mà không gây ra tổn hại nhiệt. Vì vậy làm tăng hiệu quả cao của tốc độ sấy của các sản phNm có độ Nm cao, tỉ trọng thấp, độ nhớt cao. − Sấy tầng sôi ly tâm có đìêu chỉnh (CFBD) bao gồm 1 xy lanh với bề mặt răng cưa, quay theo chiều ngang quanh trục của nó với tốc độ cao, nhiệt được truyền qua không khí nóng. Các mNu sản phNm để sấy được cho vào cuối xy lanh quay, di chuyển dọc theo xy lanh trong phần lớn quá trình làm việc với không khí nóng, thông qua bề mặt răng cưa để trao đổi nhiệt từ phần cuối xy lanh. Dòng khí bên dưới (liên quan đến dòng không khí) trong xy lanh, thực phNm được giữ và trộn lại nhờ cọ xát với vách xy lanh bằng lực xoáy và ma sát với không khí và lực ly tâm. Với tốc độ quay cao và /hoặc vận tốc khí thấp, lực ly tâm tác động lên các cấu tử cao hơn lực kéo của dòng khí vào và các cấu tử còn lại vẫn được tiếp tục. Nếu vận tốc dòng khí tăng hoặc tốc độ quay tăng, pha lỏng dày đặc thu được sẽ ở bên ngược dòng của bề mặt vì lực kéo tác động lên các cấu tử bằng hoặc hơi lớn hơn lực ly tâm đối trọng. Nếu vận tốc khi tăng cao hơn, vận chuyển thực phNm vào xy lanh như bề mặt được phun lên. Lực ly tâm đạt được xuyên suốt trục xy lanh lên đến 3 – 15 Gs cho phép sử sụng dòng khí ở vận tốc trên 15/s, cao hơn nhiều lần so với phương pháp FBs thông thường − Cà rốt, khoai tây, táo và đậu xanh sấy bằng phương pháp điều chỉnh CBF ở vận tốc khí là 2400 feet/phút và 2400F thu kết quả là giảm 50% khối lượng và có thể hoàn tất ít hơn 6 phút cho mọi loại rau trái. So sánh với sấy hầm ở nhiệt độ 1600F và vận tốc khí là Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 32 780feet/phút, trung bình tốc độ sấy của phương pháp điều chỉnh CFB (vận tốc khí 2400 feet/phút) cao hơn 5.3 lần. Việc tăng tốc độ sấy này (3 lần so với thực tế) là vì hiệu quả cao của các cấu tử khí liên kết được giữ lại trong CFB. − Phương pháp CFBD liên tục với thiết kế tốt hơn với bề mặt sấy xấp xỉ 21 feet vuông bên trong xy lanh thép có răng cưa ( đường kính 10 feet và dài 100 feet ) với vùng mở rộng 45% và phủ teflon bên trong. Xy lanh có thể quay với vận tốc trên 350 vòng/phút (Fe = 17.4 x G) xuyên suốt dây đay và góc nghiêng từ 00 đến 160 từ rãnh ngang để giúp kiểm soát thời gian lưu trú của nguyên liệu đang sấy. Quạt ly tâm thổi nhiệt làm không khí có thể đạt nhiệt độ 1400C. − Phương pháp CFBD có thể sấy sản phNm đến bất kì độ Nm mong muốn nào, đây là cách tốt nhất để tách Nm nhanh (giảm 30 – 50 % khối lượng trong 5 phút), suốt quá trình chuNn bị sấy đến quá trình bay hơi Nm, tốc độ tách Nm được quyết định bởi sự khuếch tán Nm vào không khí và vận tốc cao của dòng khí sẽ bị giảm dần sự tác động. Tập hợp các dòng nước tách ra ngược dòng làm tăng toàn bộ sản lượng sản phNm đầu ra. − Sử dụng phương pháp hóa lỏng xoắn ốc bề mặt bao gồm các cấu tử trơ, cách này khả thi để sấy các nguyên liệu dính, nhớp và to, thô như khoai tây cắt khối hay cà rốt. Một dòng khí nóng với tốc độ cao được đưa vào buồng xử lý chính qua dao cắt để cắt nhỏ và được trục đNy không khí nén vào, quay các lớp nguyên liệu ở nhiều độ sâu khác nhau, từ vài mm đến hơn 50 mm. Nhiệt lượng cao và khá năng vận chuyển nguyên liệu tốt có thể cải thiện thêm, kết quả thu được là quá trình sấy diễn ra nhanh chóng. Phương pháp này có thể ứng dụng cho cấu tử có bề rộng lớn hoặc có hình dạng như đậu, hạt, khoai tây và cà rốt, hệ thống có thể hoạt động liên tục hoặc gián đoạn từng mẻ. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 33 Hình 7:Thiết bị sấy tầng sôi Hình 8: Sơ đồ nguyên lý sấy tầng sôi Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 34 Bảng 4:Thông số hệ thống sấy tầng sôi liên tục của 1 số loại rau Loại Tốc độ nhập liệu (kg/h) Tốc độ ra của sản phNm (kg/h) % Nm lúc vào % Nm mất đi % khối lượng giảm (%) Nhiệt độ (oC) Vận tốc khí (m/s) Ớt chuông (cắt khối) 142 71 93.4 86.1 53 71 15.3 Củ cái đường (cắt khối) 133 74 84.6 74.5 40 9 15.3 Cà rốt (cắt mỏng) 109 79 88.9 84.6 28 93 15.3 Cà rốt (cắt khối) 130 –150 _ 89.5 82.0 46 100–140 15.3 Bắp cải (xé nhỏ) 90–200 _ 93.3 88.0 44 100–140 15.3 Hành (cắt lát) 150–160 _ 87.7 82.5 35 100–140 15.3 Nấm (cắt khối) 230 _ 95.3 91.3 48 100–140 15.3 Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 35 3.2.2.3. Ưu điểm − Ưu điểm của sấy tầng sôi là khả năng sấy mãnh liệt, đồng đều và dễ dàng kiểm soát nhiệt độ, khả năng trao đổi nhiệt tốt, thời gian lưu của vật liệu sấy có thể chọn tùy ý, thời gian sấy ngắn hơn những phương pháp khác, hệ thống thiết bị đơn giản, qui trình tự động. − Như vậy, hệ thống sấy tầng sôi là một hệ thống sấy đối lưu mà đặc trưng của nó là vật liệu sấy ở thể sôi trao đổi nhiệt Nm với dòng tác nhân nhưng không bay theo tác nhân. Khi tốc độ tác nhân sấy bé , lớp hạt nằm yên. Đó là hệ thống sấy đối lưu bình thường mà ta đã giới thiệu trong hệ thống sấy buồng. Nếu tốc độ tác nhân sấy đạt được một giá trị tới hạn nào đó thì lớp hạt trên ghi buồng sấy sẽ ở chế độ sôi. Khi đó chúng ta có hệ thống sấy tầng sôi. Nếu áp lực dòng tác nhân sấy đủ lớn và cuốn toàn bộ lớp hạt trên ghi bay theo, bấy giờ chúng ta có hệ thống sấy khí động. Hình 19 cho chúng ta hình ảnh lớp hạt trên ghi. Hình sau biểu diễn hình ảnh lớp hạt trong chế độ sấy đối lưu bình thường khi tác nhân sấy đi xuyên qua vật liệu sấy mà chúng ta đã biết. Hình 19b là hình ảnh lớp hạt trong hệ thống sấy tầng sôi và hình sau là hình ảnh dòng hạt cùng chuyển động với dòng tác nhân sấy trong hệ thống sấy khí động. Hình 9: Chuyển động của dòng tác nhân sấy qua lớp hạt Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 36 3.2.3. Explosion puffing − Kĩ thuật của phương pháp này được phát triển cơ bản để đáp ứng mục đích loại bỏ nước liên kết ở trái cây và rau quả khối lớn để tránh chúng liên kết lại ngay lập tức. Nguyên liệu, được sử dụng tùy trường hợp và xem xét ứng dụng cho vài sản phNm, được xử lý qua 3 bước: dehydrat sơ bộ các phân tử trong mẫu rau trái sau đó tạo các cấu trúc xốp, tổ ong và sấy sản phNm xuống độ Nm thấp. Việc sấy sơ bộ cần thiết để giảm độ Nm tổng nhằm tránh sự rã ra của thực phNm trong suốt quá trình explosion puffing. Để giữ tính chất không đổi nhằm thu kết quả tốt nhất, nên có một giai đoạn ổn định độ Nm sau khi sấy. Như 1 bước thích nghi với không khí nóng tách nước xuống độ Nm từ 15 – 35%, explosion puffing tạo ra các lỗ xốp trong nguyên liệu và tăng tốc độ của luồng khí nóng sấy, điều chỉnh và loại bỏ sự khuếch tán kiểm soát quá trình sấy. Độ cứng của nguyên liệu được giảm tối thiểu nên quá trình này có thể sấy nguyên liệu kích thước lớn nhanh chóng trong thời gian ngắn, giảm sự hóa nâu của sản phNm. Phương pháp này cũng tăng tổng thời gian tái hút Nm của sản phNm so với sấy bằng khí nóng. − Súng phun sử dụng trong làm việc gián đoạn về bản chất là 1 xy lanh xoay tạo áp lực trong buồng chứa thích hợp để đNy nguyên liệu ra nhanh và được gia nhiệt bên ngoài. Tốc độ quay của súng được cố định để tối ưu sự nhào trộn của nguyên liệu. Tốc độ 33 vòng/phút, đạt 40% tốc độ tối đa, là tốc độ tại đó lực ly tâm và trọng lực bằng nhau và không xảy ra sự nhào trộn. Trong súng, các nguyên liệu được phun ra thành 10 – 70 hơi psig để có thể gia nhiệt nhanh chóng và phần nước còn lại của chúng được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi dưới áp suất không khí: khi nguyên liệu được phụt đột ngột ra không khí, việc giảm áp suất đột ngột làm cho nước bên trong nguyên liệu chuyển thành hơi. Hơi thóat ra tạo nên các rãnh và khe nứt, vì vậy tạo ra cấu trúc lỗ xốp cho sản phNm. Nhiều mặt hàng rau trái sấy đã khử nước thành công bằng phương pháp này bao gồm khoai tây, cà rốt, củ cải đường, bắp cải, khoai lang , táo và việt quất. − Hệ thống explosion puffing liên tục (CEPS) được thiết kế phân riêng chức năng nhiệt và chức năng phun. CEPS có quá trình được kiểm soát tốt hơn, tăng chất lượng sản phNm và giảm giá nhân công. Khi hệ thống được nhập liệu, tổng lượng Nm, áp suất bên trong, nhiệt độ bên trong và tốc độ trao đổi đạt trạng thái ổn định, nó điều hành tự động và thỉnh thoảng mới cần điều chỉnh lại. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 37 − Năng lượng sử dụng được tính dựa trên lượng hơi tiêu thụ thể hiện ở việc lượng hơi tiêu thụ giảm tới 44% khi hệ thống CEPS được sử dụng để tách nước trong các mNu táo so với phương pháp tách nước thông thường; điều đó được lý giải vì thời gian lưu sấy từ 20% giảm còn 3%. Bảng 5: Các thông số quá trính của explosive puffing 1 vài loại trái cây Loại rau trái Ẩm thoát ra (%) Áp suất hơi (kPa) Nhiệt độ (0C) Thời gian ngừng sấy (s) Thời gian tái hút nước (phút) Khoai tây Carrot Khoai mỡ Củ cải đường Tiêu Hành Càn tây Rutabaga Nấm Táo Việt quất Man việt quất Dâu Dứa Lê 25 25 25 20 – 26 19 15 25 25 20 15 18 17 - 26 25 18 18 414 275 241 276 207 414 275 241 193 117 138 138 90 83 228 176 149 160 163 149 154 149 160 121 121 204 163 177 166 154 60 49 75 120 45 30 39 60 39 35 39 64 60 60 5 5 10 5 2 5 5 6 5 5 4 3 3 1 5 Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 38 3.2.4. Sấy màng bọt 3.2.4.1. Nguyên tắc − Quá trình sấy bọt chỉ được áp dụng giới hạn cho 1 số sản phNm cụ thể, như bột trái cây, để chuNn bị cho các sản phNm thức uống nhanh. Nguyên lý tương tự với phương pháp sấy phun chân không, sấy bông và sấy phun. − Phương pháp sấy bọt là quá trình sấy bề mặt mỏng đã ổn định bọt từ thực phNm lỏng cô đặc trong khí nóng ở áp suất không khí. Bọt được chuNn bị bằng cách thêm chất ổn định và khí vào thực phNm lỏng trong quá trình đảo trộn liên tục. Có thể sấy liên tục trên khay sấy. Sản phNm bột chất lượng tốt có thể tái hòa tan vào nước được làm thực nghiệm từ khoai tây, cam, nho, táo và lê. 3.2.4.2. Cơ sở và biện pháp thực hiện − Trong kĩ thuật sấy bọt, ta cho chất nhũ tương hóa vào nước rau quả hay puree quả với tỷ lệ 0.5 – 1.0 % chất khô. Sau 5 phút đánh trộn trong khí quyển của không khí hay khí trơ bọt sẽ được tạo thành. Sau đó phết nước quả, purre rau quả vào khay có lỗ và sấy ở thiết bị sấy đặc kiểu hầm hay thiết bị sấy có miệng phun. Sản phNm thu được ở dạng bột có mùi vị tự nhiên của rau quả tươi. − Cơ sở về bọt là điều cần thiết cơ bản trong phương pháp này. Hai yếu tố cần thiết cho sự ổn định bọt là độ đặc và độ bền của chất tạo nhũ. Chất tạo nhũ hay dùng trong kĩ thuật sấy rau trái là glyceryl monostearate, protein đậu nành hòa tan và polypropylen glycol monostearate. Thời gian và nhiệt độ sấy phụ thuộc vào lọai sản phNm sấy, hầu hết các loại nước trái cây cần sấy trong 14 phút ở 1600F để giảm độ Nm xuống còn 2%. Vận tốc khí và sự Nm ướt không đánh giá được hiệu quả thời gian cần thiết. 3.2.4.3. Ưu điểm − Phương pháp sấy bọt có 2 lợi ích rõ ràng: thứ nhất, việc sử dụng bọt là tăng đáng kể độ Nm bị tách ra và cho phép sử dụng hơi nóng ở áp suất khí quyển để sấy trong thời gian Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 39 ngắn. Thứ hai, mặc dù sản phNm có thể bị dính ở nhiệt độ sấy, nhưng nó có thể đựơc làm lạnh và trở nên giòn trước khi cạo sạch bề mặt. 3.2.5. Sấy bằng vi sóng 3.2.5.1. Nguyên tắc − Trong phương pháp sấy bằng vi sóng, nhiệt được tạo ra bên trong nguyên liệu thực phNm nhờ sự tác động các phần tử hóa học thực phNm và năng lượng từ sóng ở tần số 915 – 2450 MHz. Công dụng của loại năng lượng này thể hiện khi được áp dụng trong việc sấy hoàn thiện khoai tây chiên. 3.2.5.2. Thiết bị − Máy sấy chân không vi sóng Máy sấy hút chân không kết hợp gia nhiệt bằng sóng vi ba nhằm tăng hiệu suất bay hơi. − Nguyên lý hoạt động: Dưới môi trường áp suất chân không, các khay chứa nguyên liệu được quay đảo bên trong buồng sấy nhằm tăng hiệu suất sóng cao tần. Hàm Nm trong nguyên liệu được gia nhiệt nhanh và bay hơi thoát ra ngoài bề mặt, tăng tốc độ sấy so với kiểu gia nhiệt truyền dẫn. Phương pháp gia nhiệt kiểu này tạo hiệu suất sấy cao ít hao phí năng lượng. − Đặc điểm của thiết bị: Bên cạnh sự vượt trội của gia nhiệt vi sóng như tốc độ gia nhiệt nhanh, hiệu suất gia nhiệt cao, bảo đảm 100% nguyên liệu được gia nhiệt đồng đều, ngoài ra thiết bị còn có những điểm đặc biệt như sau: nhiệt độ sấy (điểm bay hơi của nước) thấp nên phù hợp cho sấy các nguyên liệu nhạy nhiệt.Kết cấu của tủ cho phép nguyên liệu quay vòng bên trong nên năng lượng của vi sóng được tiếp xúc đồng đều với nguyên liệu nên tác động gia nhiệt sấy lên nguyên liệu đầy đủ, tránh được các hiện tượng không đồng đều Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 40 Hình 10: Thiết bị sấy vi sóng 3.2.5.3. Ưu điểm − Ưu đỉểm của việc sử dụng năng lượng sóng siêu âm là chất lượng rất tốt cả bên trong sản phNm, hiệu quả của việc gia nhiệt nguyên liệu nhờ tác động của sóng ; tính thu hút sóng của nước lỏng; và dễ kiểm soát năng suất do đó có thể gia nhiệt nhanh chóng nếu mong muốn. Phương pháp này có thể giảm thời gian, đặc biệt khi kích thước vật liệu không khả thi để sấy bằng các phương pháp khác. Dĩ nhiên, giá thành cao khi sử dụng các nguồn năng lượng thông thường và giá thành thiết bị cơ bản để sấy cũng cao. 3.2.5.4. Ứng dụng − Sấy vi sóng chân không tập trung ở một số sản phNm như cam, chanh, nho, lê, dâu ... Các thông số đầy đủ để vận hành sấy chân không của cam và nước nho sử dụng là 48 KW, 2450 MHz, sấy nước cam ở 630Brix đến độ Nm 2% trong 40 phút. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 41 3.2.6. Sấy phun 3.2.6.1. Nguyên tắc − Sấy phun là phương pháp quan trọng nhất để sấy các sản phNm thực phNm lỏng và được ứng dụng rất rộng rãi. Phương pháp này bao gồm phun chất lỏng ra thành từng giọt (bằng vòi phun), đưa tác nhân sấy vào tiếp xúc với các giọt chất lỏng và tách sản phNm sau khi sấy khỏi môi trường sấy (bằng cyclone phân riêng). Sấy phun được áp dụng rộng rãi cho nhiều loại sản phNm, nhưng không có hệ thống sấy phun chung cho các sản phNm mà mỗi sản phNm sấy sẽ được xử lý khác nhau và hệ thống sấy sẽ được thiết kế riêng theo đặc tính của sản phNm. − Phương pháp sấy phun được ứng dụng khá giới hạn trong các sản phNm rau trái. Nước trái cây, thịt quả và mứt quả có thể sấy phun với các chất độn. Đặc biệt phải quan tâm đến việc thiết kế buồng sấy vì trong suốt quá trình trước khi sấy xử lý và đóng gói sản phNm xảy ra sự hút Nm và nhiệt của sản phNm. Một số trái cây có thể sấy phun như cà chua, chuối, đào, mơ, … − Thịt quả cà chua là một loại sản phNm rất khó sấy thành bột vì độ nhớt cao và hay vón cục. Để sấy cà chua thuận lợi, người ta thiết kế chế độ sấy với buồng sấy có lớp vỏ bao bên ngoài đề cho không khí làm lạnh, đáy hình nón. Không khí lạnh đưa vào trong được kiểm tra để cho phép duy trì nhiệt độ của thành buồng trong khỏang 38 – 500C. Phần dịch quả được sấy bằng khí nóng trong buồng sấy ở nhiệt độ 138 – 1500C. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 42 3.2.6.2. Thiết bị Hình 11: Thiết bị sấy phun Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 43 Máy sấy phun có đáy phẳng: − Máy sấy có phòng sấy 3, sản phNm lỏng được phun trong phòng nhờ đĩa quay nhanh 6. Không khí nóng hay khí lò được đNy vào phòng và sản phNm chuyển động thành dòng song song với vật liệu Hình 12: Máy sấy phun có đáy − Các giọt chất lỏng khi rơi vào dòng không khí nóng, hay khi chúng bị chất tải nhiệt bao phủ lấy mọi hướng và trong một vài giây Nm bốc hết và sản phNm lắng xuống đáy phòng ở dạng bột. Sản phNm được chuyển dịch nhờ cào 5 và ra khỏi máy sấy nhờ vít tải 4 hay nhờ cơ cấu vận chuyển khác. Tác nhân sấy bị hút liên tục nhờ quạt 1. Khi đi qua bộ lọc 2 để làm lắng, những tiểu phần nhỏ của sản phNm bị dòng khí mang đi. Trong các máy sấy tương tự, các chất lỏng có thể phân tán bằng các đĩa phun, vòi cơ học, vòi khí động học. − Các máy sấy phun làm việc có đường kính từ 500 đến 15000 mm, năng suất bốc hơi Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 44 Nm từ 500 đến 15000 kg/h. − Trong các gian phòng có chiều cao giới hạn, thường người ta thiết kế các máy sấy có đáy phẳng để bố trí gọn, dễ làm sạch. Khi cần thiết để nhận các sản phNm vô trùng, người ta sử dụng các phòng sấy có đáy hình nón, vì chúng có ít khe hở hơn, không khí nhiễm bNn có thể qua các lỗ này. Các máy sấy phun có đáy hình nón: − Thiết bị có năng suất Nm bốc hơi 1500 ÷3500 kg/h. Máy sấy gồm: Vỏ trụ 9 có đáy hình nón để tháo bột khô. Dung dịch đNy vào sấy bị phun ra nhờ cơ cấu ly tâm 13 có đĩa 10. Tác nhân sấy đưa vào phần trên của thiết bị theo ống dẫn 7. Ở cuối ống dẫn 7 lắp cơ cấu phun hình nón 8. Nhờ cơ cấu 8, tạo ra dòng xoáy của khí đưa vào. Các giọt sản phNm được phun bằng đĩa bị bao phủ bởi dòng không khí và chuyển xuống dưới. Hình 13 : Máy sấy phun đáy hình nón Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 45 − Ẩm được bốc hơi, các phần tử bột nhỏ còn lại lắng xuống ở đáy hình nón và tháo đến cơ cấu 1 để chuyển sản phNm vào hệ băng tải khí động học. Để tNy sạch các tiểu phần của sản phNm bám trên tường, lắp máy rung 17. Tác nhân sấy bị thải có mang theo các tiểu phần nhỏ của sản phNm ra khỏi thiết bị sấy qua ống dẫn 2 vào xyclon để tách bột. Để khảo sát bên trong, có xe nâng 4, nguồn chiếu sáng 6 và cửa 5. Tấm ngăn máy sấy 11 có các van bảo hiểm ở dạng các đĩa chồng nhau và dạng đường ống 12 để xả khí sấy khi tăng áp suất đáng kể. − Đĩa phun 10 quay với tốc độ 10000 vòng/phút từ động cơ qua hộp giảm tốc. Để bôi trơn cơ cấu phun, ở phần trên của thiết bị có lắp cơ cấu cơ học và bộ lọc mỡ 14. Vô lăng điện 15 dùng để nâng cơ cấu phun. − Để tránh cháy sản phNm trong máy sấy, người ta đặt các cơ cấu bảo hiểm 3 và 18. − Máy sấy có thể đặt trong phòng kín hay ngoài trời. Hình 13.4 chỉ hệ thống sấy phun tổ hợp. − Bộ sấy gồm thùng chứa dung dịch chất lỏng canh trường 2, các bơm ly tâm 3 và 9, thiết bị lọc khí 1, phòng sấy 4, cơ cấu tháo dỡ để đNy bột khô vào băng tải khí động 10, các bộ lọc vi khuNn 7, quạt hai chiều 6, calorife 8, thùng chứa sản phNm khô 12, các bộ lắng bằng xyclon 11, bộ tháo dỡ xyclon 13, bộ lọc không khí 5 để đNy vào calorife 8. Các sản phNm sấy từ rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt 46 Hình 14: Hệ thống sấy phun tổ hợp − Đối với dạng máy sấy này, nhiệt độ tác nhân sấy khi vào máy được điều chỉnh trong giới hạn 135 ÷ 390oC, khi ra 60 ÷ 100oC. Độ Nm ban đầu của huyền phù 60 ÷ 100%. Năng suất tính theo Nm bốc hơi 500 ÷ 1000 kg/h. Máy sấy phun kiểu trục quay: − Máy sấy kiểu trục quay được ứng dụng để sấy nguyên liệu dạng lỏng, dạng bột nhão (bột nhão rong biển, nấm men, kháng sinh, vitamin...) ở áp suất khí quyển hay trong chân không. − Độ kín của buồng sấy có ý nghĩa quan trọng khi sấy trong các máy sấy kiểu trục quay vì ngăn ngừa được sự nhiễm bNn của sNn phNm. − Việc ứng dụng máy sấy kiểu thùng quay trong công nghiệp vi sinh rất tiện lợi, nhất là trong các xí nghiệp có năng suất nhỏ. Nhược điểm của loại này là nhiệt độ của trục quá cao (140 ÷ 1500C) ở cuối quá trình sấy làm cho protein và acid amin bị khử hoạt tính (đến 15%). Thiết bị sấy một trục ở áp suất khí quyển (hình 10) có tang quay 2 với bộ dẫn động 3. Hơi được nạp vào bên trong tang quay. Một phần tang quay nằm trong thùng 7, dung dịch được cho vào đây qua ống nối 5