Đặt vấn đề Việt Nam là một trong những nƣớc có nền nông nghiệp phát triển, các sản phẩm nông sản của nƣớc ta rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên thời gian bảo quản, sử dụng của các loại nông sản này không đƣợc dài, nông sản dễ bị hƣ hỏng bởi các yếu tố bên ngoài. Do đó, vấn đề đặt ra là làm cách nào để có thể bảo quản nông sản một cách tốt nhất, và một trong những cách bảo quản hiện nay có thể đáp ứng các yêu cầu về màu sắc, chất lƣợng của sản phẩm là phƣơng pháp sấy. Bên cạnh đó, đất nƣớc ta lại nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa nên rau củ quả phát triển tƣơi tốt quanh năm.
Đây là một đặc điểm thuận lợi để phát triển ngành công nghiệp sấy các loại rau, củ, quả xuất khẩu có giá trị kinh tế cao nhƣ: mít sấy, chuối sấy, nhãn sấy. Qúa trình sấy giúp giảm sự hao hụt về số lƣợng và chất lƣợng của thực phẩm đến mức thấp nhất, trƣớc các tác nhân gây hƣ hỏng nhƣ: nấm mốc, nấm men, vi sinh vật gây hại… Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và bắt nguồn từ nhu cầu thực tế, có rất nhiều phƣơng pháp sấy khác nhau đƣợc ra đời, với mục đích cuối cùng là giúp bảo quản thực phẩm trƣớc sự tấn công của tất cả các yếu tố có khả năng làm hƣ hỏng chúng. So với nhiều phƣơng pháp sấy khác, phƣơng pháp sấy bức xạ hồng ngoại là một trong những kỹ thuật tiên tiến hiện nay. Kỹ thuật này có một số ƣu điểm nổi bật so với các kỹ thuật sấy khác nhƣ: giá trị dinh dƣỡng, giá trị cảm quan gần nhƣ vẫn còn nguyên vẹn so với ban đầu do quá trình sấy đƣợc truyền nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại.
Chính vì vậy kỹ thuật sấy hồng ngoại đƣợc ứng dụng trong bảo quản các sản phẩm thực phẩm làm tăng giá trị kinh tế. Ở Việt Nam mít là một trong những nông sản phổ biến, có giá trị dinh dƣỡng rất cao, mít tƣơi có rất nhiều vitamin, khoáng và các chất dinh dƣỡng tốt cho sức khỏe con ngƣời. Tuy nhiên, mít tƣơi lại chứa nhiều nƣớc nên thời gian bản quản không lâu và các chất dinh dƣỡng trên thƣờng rất nhạy cảm với ánh sáng, oxy và nhiệt độ. Do đó cần lựa chọn kỹ thuật sấy thích hợp.
Kỹ thuật sấy bức xạ hồng ngoại với nhiệt độ sấy thấp, khả năng tách ẩm cao sẽ giữ đƣợc tối đa những thành phần giá trị của mít. Hơn thế nữa, kỹ thuật sấy bức xạ hồng ngoại sẽ làm giảm bớt chi phí so với quá trình sấy thăng hoa mà chất xiii do an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN TẤN DŨNG lƣợng sản phẩm không thay đổi nhiều. Ngoài ra, mít sau khi sấy còn có nhiều ƣu điểm vƣợt trội so với mít tƣơi nhƣ: Hàm lƣợng chất khô cao hơn.
Hƣơng vị đậm đà tạo cảm giác mới lạ. Thời gian bảo quản dài. Nhẹ nhàng và thuận tiện khi sử dụng. Mục tiêu khóa luận Các mục tiêu cần phải đạt đƣợc trong quá trình thực hiện đồ án là: Nghiên cứu, xác định chế độ công nghệ sấy mít bằng kỹ thuật sấy hồng ngoại để tạo ra đƣợc sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao và giá trị cảm quan tốt mà chi phí năng lƣợng là thấp nhất.
Khẳng định đƣợc những tính năng ƣu việt của phƣơng pháp sấy hồng ngoại so với các phƣơng pháp sấy khác. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Sử dụng mít Thái làm nguyên liệu chính để tiến hành sấy thực nghiệm. Phạm vi nghiên cứu: xây dựng quy trình sấy bức xạ hồng ngoại. Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ, thời gian sấy và cƣờng độ bức xạ ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.
Sử dụng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa để tìm ra chế độ tối ƣu về nhiệt độ, thời gian và cƣờng độ bức xạ cho quá trình sấy. Với quy mô thực hiện đề tài là luận văn tốt nghiệp của sinh viên nên đề tài đƣợc nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung Nội dung đồ án bao gồm: Tổng quan về quá trình sấy, sấy hồng ngoại, nguyên liệu mít. Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy, các hàm mục tiêu.
Thiết lập và giải bài toán tối ƣu hóa đối với công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại. Xây dựng quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại hoàn chỉnh. Tổng kết và bàn luận về kết quả đạt đƣợc. xiv do an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.
NGUYỄN TẤN DŨNG 5. Cơ sở khoa học các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc Trong nƣớc Nghiên cứu công nghệ mít sấy Vinamit. Nghiên cứu công nghệ sản xuất nƣớc giải khát từ mít. Nghiên cứu kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm mít.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất kẹo mít. Thế giới Nghiên cứu mít để làm đồ uống, kem, mứt, halwa và thạch. Nghiên cứu dùng mít để lên men. Nghiên cứu mít làm nectar.
Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu: nghiên cứu về mít sấy bằng kỹ thuật hồng ngoại. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học Khẳng định đƣợc vai trò quan trọng của khoa học kỹ thuật nói chung và kỹ thuật sấy nói riêng trong việc thu hoạch, chế biến và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm. Tạo nền tảng cho việc nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật sấy bức xạ hồng ngoại vào các loại nông sản khác nhƣ nhãn, chuối, sầu riêng, vải…. Ý nghĩa thực tiễn Tạo ra một sản phẩm mít sấy tuyệt vời về giá trị cảm quan mà vẫn giữ đƣợc giá trị dinh dƣỡng cao, chi phí năng lƣợng thấp.
Đặc biệt mít sấy bằng bức xạ hồng ngoại không phải qua giai đoạn chiên chân không nhƣ các sản phẩm có trên thị trƣờng hiện nay nên an toàn cho ngƣời sử dụng. Giải quyết đƣợc vấn đề khi sản phẩm mít tƣơi không đƣợc tiêu thụ hết. Có thể chuyển giao công nghệ, tạo mối liên hệ giữa nhà trƣờng và doanh nghiệp. Có thể giới thiệu trái cây của Việt Nam đến với bạn bè quốc tế bằng cách xuất khẩu.
Bố cục Chƣơng một: Trình bày một cách tổng quan nhất về phƣơng pháp sấy: khái niệm, bản chất, đặc điểm, các phƣơng pháp sấy, sấy hồng ngoại. Tổng quan về nguyên liệu mít: thành phần hóa học, nguồn gốc, sinh trƣởng, các hƣ hỏng có thể xảy ra trong quá trình thu hoạch và bảo quản mít, cách xử lý… xv do an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN TẤN DŨNG Chƣơng hai: Trình bày đối tƣợng, sơ đồ và các phƣơng pháp nghiên cứu, quy trình công nghệ. Thực hiện quy hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa, giải quyết bài toán tối ƣu của sấy hồng ngoại.
Chƣơng ba: Trình bày kết quả và bàn luận, đƣa ra kết luận và kiến nghị. xvi do an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN TẤN DŨNG CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẤY 1.
Khái niệm Sấy là một phƣơng pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. Sấy làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết do đó vi khuẩn, nấm men và nấm mốc bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động đƣợc, giảm hoạt động các enzyme, giảm kích thƣớc và trọng lƣợng của sản phẩm. Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất, cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt sấy ra ngoài môi trƣờng xung quanh. Các quá trình này xảy ra đồng thời trên vật liệu sấy.
Cơ sở của quá trình sấy Sấy là quá trình công nghệ phức tạp. Về nguyên tắc, có nhiều phƣơng pháp sấy vật liệu khác nhau. Loại bỏ ẩm dựa vào năng lƣợng có hai phƣơng pháp chính: Phƣơng pháp 1: loại bỏ ẩm nƣớc ra khỏi vật liệu, không làm thay đổi trạng thái liên kết, nƣớc vẫn ở dạng lỏng. Phƣơng pháp này có thể thực hiện bằng các quá trình: ép, ly tâm, lọc.
Phƣơng pháp 2: loại bỏ ẩm khi thay đổi trạng thái liên kết: lỏng biến thành hơi. Phƣơng pháp này liên quan đến chi phí nhiệt để hâm nóng vật liệu ẩm, bốc hơi nƣớc trên bề mặt vật liệu và làm sôi lỏng trên bề mặt vật liệu và dần thoát ra ngoài. Động học của quá trình sấy Tất cả các vật liệu rắn ẩm đều có khả năng hút ẩm từ môi trƣờng xung quanh hoặc nhả ẩm ra ngoài môi trƣờng xung quanh. Sự chuyển động của hơi nƣớc theo chiều nào phụ thuộc vào trạng thái môi trƣờng xung quanh và tính chất vật liệu.
Điều kiện để nƣớc bay hơi từ vật liệu ẩm vào môi trƣờng xung quanh là PA (áp suất hơi của nƣớc trên bề mặt vật liệu) lớn hơn pA (áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong môi trƣờng xung quanh). 1 do an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN TẤN DŨNG Áp suất hơi của nƣớc trên bề mặt vật liệu PA phụ thuộc độ ẩm của vật liệu, nhiệt độ và dạng liên kết ẩm với vật liệu. khi nhiệt độ và độ ẩm vật liệu tăng thì PA tăng, lực liên kết ẩm với vật liệu càng lớn thì PA càng giảm.
Với độ ẩm tƣơng đối = 1, khi đó pA = PA = Pbão hòa (áp suất hơi bão hòa), đƣợc gọi là điểm hút nƣớc, độ ẩm vật liệu tƣơng ứng với điều kiện trên đƣợc gọi là độ ẩm hút nƣớc. Lƣợng ẩm ứng với vật liệu có độ ẩm lớn hơn độ ẩm hút nƣớc gọi là ẩm không liên kết. Qúa trình sấy thƣờng chỉ bốc hơi đƣợc ẩm không liên kết và một phần lƣợng ẩm liên kết. Lƣợng ẩm bốc hơi đƣợc gọi là ẩm tự do.
Quá trình bay hơi thƣờng có hai giai đoạn: Ẩm trên bề mặt vật liệu bay hơi vào môi trƣờng xung quanh, tốc độ quá trình phụ thuộc vào áp suất PA, pA, nhiệt độ và tốc độ chuyển động của môi trƣờng. Khi độ ẩm trên bề mặt vật liệu nhỏ hơn độ ẩm bên trong vật liệu, nó sẽ khuếch tán ẩm từ bên trong ra bề mặt vật liệu nhờ chênh lệch độ ẩm. Khi nhiệt độ trong vật liệu khác nhau thì nƣớc sẽ di chuyển từ nơi có W nhiệt độ cao về nơi có nhiệt độ thấp. A B *Trong đó: AB: giai đoạn đốt nóng BC: giai đoạn sấy K: điểm tới hạn K C Wcb Wcb: độ ẩm cân bằng Hình 1.
Động học quá trình sấy 1.