Khóa luận nghiên cứu công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Đồ án HCMUTE nghiên cứu công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại, mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng trong chế biến thực phẩm.

• Tác giả: Lê Ngọc Huyền
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tấn Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Sấy Mít Bằng Bức Xạ Hồng Ngoại
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẤY
• 1.1.1. Khái niệm
• 1.1.2. Cơ sở của quá trình sấy
• 1.1.3. Động học của quá trình sấy
• 1.1.4. Bản chất của quá trình sấy
• 1.1.5. Đặc điểm của quá trình sấy
• 1.1.6. Mục đích của quá trình sấy
• 1.1.7. Phân loại quá trình sấy
• 1.1.8. Các biến đổi xảy ra trong quá trình sấy
• 1.1.9. Phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại
• 1.1.9.1. Cơ sở khoa học của sấy hồng ngoại
• 1.1.9.2. Khái niệm về bức xạ hồng ngoại
• 1.1.9.3. Đặc điểm và tính chất của tia hồng ngoại
• 1.1.9.4. Các nguồn phát ra tia hồng ngoại
• 1.1.9.5. Ứng dụng của tia hồng ngoại
• 1.1.9.6. Khái niệm sấy bằng bức xạ hồng ngoại
• 1.1.9.7. Cơ chế sấy khô vật liệu ẩm bằng bức xạ hồng ngoại
• 1.2. Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại
• 1.2.1. Ưu, nhược điểm của sấy hồng ngoại
• 1.2.2. Những kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.2.1. Những kết quả nghiên cứu trong nước
• 1.2.2.2. Những kết quả nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.3. Đặc điểm sinh học
• 1.2.4. Thành phần hóa học, các tính chất nhiệt vật lý và dinh dưỡng của mít
• 1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sấy hồng ngoại
• 1.3. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Thiết bị và dụng cụ nghiên cứu
• 1.3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3.3. Phương pháp xác định độ ẩm
• 1.3.4. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng
• 1.3.5. Phương pháp xác định độ cứng sản phẩm
• 1.3.6. Phương pháp xác định Protein
• 1.3.7. Phương pháp xác định Lipid
• 1.3.8. Phương pháp xác định hàm lượng tro tổng
• 1.3.9. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh vật
• 1.3.10. Phương pháp tính toán chi phí năng lượng
• 1.3.11. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu
• 1.3.12. Thiết lập bài toán tối ưu các hàm mục tiêu thành phần
• 1.3.13. Thiết lập bài toán tối ưu cho đa mục tiêu
• 1.4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 1.4.1. Thành phần hóa học của mít
• 1.4.2. Kết quả thực nghiệm xác định độ ẩm, đường tổng, cấu trúc sản phẩm và chi phí năng lượng
• 1.5. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng với các hàm mục tiêu
• 1.5.1. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới hàm mục tiêu độ ẩm
• 1.5.2. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới hàm mục tiêu là đường tổng
• 1.5.3. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới hàm mục tiêu là độ cứng sản phẩm
• 1.5.4. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới hàm mục tiêu là chi phí năng lượng
• 1.5.5. Xây dựng và giải bài toán tối ưu một mục tiêu
• 1.5.6. Xây dựng và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu
• 1.5.7. Thực nghiệm kiểm chứng tối ưu
• 1.5.8. Các chỉ tiêu vi sinh trong sản phẩm mít sấy bằng bức xạ hồng ngoại ở chế độ tối ưu
• 1.5.9. Đánh giá cảm quan sản phẩm mít sấy bằng bức xạ hồng ngoại ở chế độ tối ưu
• 1.5.10. Xác lập chế độ công nghệ và xây dựng quy trình sấy
• 1.5.11. Tính kinh tế
• 1.6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ sấy mít

Công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại là một phương pháp hiện đại, giúp bảo quản và chế biến nông sản hiệu quả. Mít là một trong những nông sản phổ biến tại Việt Nam, có giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, việc bảo quản mít tươi gặp nhiều khó khăn do hàm lượng nước cao và dễ bị hư hỏng. Sấy hồng ngoại giúp giảm độ ẩm mà vẫn giữ được chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Theo nghiên cứu, quá trình sấy nông sản bằng bức xạ hồng ngoại có thể tối ưu hóa các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và cường độ bức xạ để đạt được sản phẩm có độ ẩm thấp, hương vị đậm đà và thời gian bảo quản lâu dài. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ nâng cao giá trị sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí năng lượng trong quá trình sản xuất.

1.1. Đặc điểm của mít và yêu cầu trong sấy

Mít tươi chứa nhiều nước và các chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng chất. Tuy nhiên, thời gian bảo quản ngắn khiến cho việc chế biến và tiêu thụ gặp khó khăn. Do đó, việc chế biến thực phẩm từ mít thông qua công nghệ sấy là cần thiết. Sấy hồng ngoại không chỉ giúp giảm độ ẩm mà còn bảo toàn các chất dinh dưỡng, tạo ra sản phẩm có giá trị cao. Các nghiên cứu cho thấy, việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian sấy phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sản phẩm mít sau khi sấy cần đạt tiêu chuẩn về độ ẩm, độ cứng và hàm lượng đường tổng để đảm bảo an toàn thực phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

II. Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy

Quá trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố công nghệ. Nhiệt độ sấy là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ bay hơi nước và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ sấy quá cao có thể làm mất đi các chất dinh dưỡng và hương vị của mít. Thời gian sấy cũng cần được điều chỉnh để đảm bảo sản phẩm không bị khô quá mức. Cường độ bức xạ hồng ngoại cũng là một yếu tố cần xem xét, vì nó quyết định mức độ truyền nhiệt đến sản phẩm. Việc tối ưu hóa các yếu tố này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sấy mà còn giảm thiểu chi phí năng lượng. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, việc áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm có thể giúp xác định được chế độ sấy tối ưu cho mít.

2.1. Xây dựng các hàm mục tiêu trong sấy

Trong quá trình sấy nông sản, việc xây dựng các hàm mục tiêu là rất quan trọng. Các hàm mục tiêu thường bao gồm độ ẩm, hàm lượng đường tổng, độ cứng và chi phí năng lượng. Mỗi hàm mục tiêu đều có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Để đạt được sản phẩm mít sấy có chất lượng cao, cần phải tối ưu hóa các hàm mục tiêu này. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng phương pháp tối ưu hóa một và đa mục tiêu có thể giúp xác định được các thông số sấy phù hợp. Kết quả thực nghiệm cho thấy, sản phẩm mít sấy đạt được độ ẩm 5,678%, hàm lượng đường tổng 22,249% và độ cứng 171,01 mJ, cho thấy hiệu quả của công nghệ sấy hồng ngoại trong việc bảo quản và chế biến mít.

III. Quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại

Quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại được xây dựng dựa trên các yếu tố công nghệ đã phân tích. Quy trình này bao gồm các bước chuẩn bị nguyên liệu, thiết lập chế độ sấy và kiểm tra chất lượng sản phẩm. Đầu tiên, mít tươi được chọn lọc và sơ chế để loại bỏ các phần không đạt yêu cầu. Sau đó, quá trình sấy được thực hiện với các thông số đã được tối ưu hóa. Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm sau sấy là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn về độ ẩm, độ cứng và hàm lượng dinh dưỡng. Kết quả cho thấy, sản phẩm mít sấy bằng bức xạ hồng ngoại không chỉ giữ được hương vị mà còn có thời gian bảo quản lâu dài, đáp ứng nhu cầu thị trường.

3.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm sau sấy

Sau khi hoàn thành quy trình sấy nông sản, việc đánh giá chất lượng sản phẩm là rất cần thiết. Các chỉ tiêu như độ ẩm, độ cứng và hàm lượng dinh dưỡng cần được kiểm tra để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn. Kết quả thực nghiệm cho thấy, sản phẩm mít sấy đạt được độ ẩm 5,678%, hàm lượng đường tổng 22,249% và độ cứng 171,01 mJ. Những chỉ tiêu này cho thấy sản phẩm mít sấy không chỉ có chất lượng cao mà còn an toàn cho người tiêu dùng. Việc áp dụng công nghệ sấy hồng ngoại đã chứng minh được hiệu quả trong việc bảo quản và chế biến mít, mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp chế biến nông sản tại Việt Nam.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có nền nông nghiệp nhiệt đới phát triển, sở hữu nguồn tài nguyên rau củ quả phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, nông sản tươi sau thu hoạch thường có thời gian bảo quản ngắn và dễ bị hư hỏng do tác động của môi trường, vi sinh vật, nấm men, nấm mốc cùng hoạt động của các hệ enzyme nội tại. Trong số các loại trái cây nhiệt đới, mít là nông sản phổ biến có giá trị dinh dưỡng cao, giàu đường tự nhiên, vitamin (A, B1, B2, B6, C) và các khoáng chất thiết yếu (kali, canxi, magie, sắt, photpho). Mặc dù vậy, hàm lượng ẩm cao trong thịt mít tươi (72 ÷ 94%) khiến quả rất nhạy cảm với điều kiện môi trường, dễ bị thối hỏng hoặc bị các dịch hại như ruồi đục trái tấn công.

Để kéo dài thời gian sử dụng và nâng cao giá trị thương phẩm, kỹ thuật sấy là giải pháp quan trọng giúp giảm lượng nước tự do, ức chế vi sinh vật và enzyme. Các phương pháp chế biến mít phổ biến trên thị trường hiện nay như chiên chân không thường làm sản phẩm nhiễm dầu, trong khi phương pháp sấy thăng hoa lại đòi hỏi chi phí đầu tư thiết bị và vận hành rất lớn. Kỹ thuật sấy bằng bức xạ hồng ngoại là giải pháp công nghệ tiên tiến nhờ cơ chế truyền nhiệt bức xạ trực tiếp, nhiệt độ sấy thấp, tốc độ tách ẩm cao, giữ được màu sắc tự nhiên, giá trị cảm quan và thành phần dinh dưỡng mà không cần qua công đoạn chiên dầu, đồng thời tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng.

Khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu công nghệ sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại" do sinh viên Lê Ngọc Huyền thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Tấn Dũng tại Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (hoàn thành tháng 07/2015) nhằm giải quyết bài toán tối ưu hóa quá trình sấy mít.

Các mục tiêu nghiên cứu của khóa luận bao gồm:

1. Nghiên cứu, xác định chế độ công nghệ sấy mít bằng kỹ thuật sấy hồng ngoại để tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và giá trị cảm quan tốt mà chi phí năng lượng là thấp nhất.
2. Khẳng định những tính năng ưu việt của phương pháp sấy hồng ngoại so với các phương pháp sấy khác.

Để đạt được các mục tiêu trên, khóa luận thực hiện 5 nhiệm vụ cụ thể:

1. Tổng quan về nguyên liệu mít và công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại.
2. Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại.
3. Xây dựng các hàm mục tiêu: độ ẩm, hàm lượng đường tổng, độ cứng và chi phí năng lượng trong quá trình sấy.
4. Xây dựng và giải các bài toán tối ưu một mục tiêu và đa mục tiêu của quá trình sấy mít hồng ngoại.
5. Xây dựng quy trình sấy mít bằng bức xạ hồng ngoại hoàn chỉnh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Mít Thái tươi, bảo đảm độ chín đồng đều, múi có màu vàng sáng, không dập nát hay sâu bệnh, được thu mua tại sạp chú Đức, chợ Bắc Ninh, Phường Bình Thọ, Quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.
• Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát ảnh hưởng của ba yếu tố công nghệ chính gồm nhiệt độ sấy (53 ÷ 67,07°C), thời gian sấy (11,17 ÷ 16,82 giờ) và cường độ bức xạ (1,17 ÷ 6,8 bóng đèn) ở quy mô phòng thí nghiệm. Quá trình đo đạc độ ẩm và thành phần hóa học được thực hiện tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; đo cấu trúc độ cứng tại Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM; phân tích chỉ tiêu an toàn vi sinh tại Trung tâm Sắc ký Hải Đăng (Quận 1, TP.HCM). Thời gian thực hiện từ ngày 20/01/2015 đến ngày 15/07/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết nhiệt bức xạ, động học sấy vật liệu ẩm và lý thuyết quy hoạch thực nghiệm:

• Cơ sở khoa học về bức xạ hồng ngoại: Áp dụng các quy luật bức xạ nhiệt điện từ với dải bước sóng hồng ngoại từ 0,76 đến 400 $\mu$m. Cơ sở tính toán dựa trên định luật Planck về phân bố phổ năng lượng của vật thể phát xạ, định luật Wien xác định bước sóng cực đại $\lambda_{max} T_0 = C$, và định luật bảo toàn năng lượng bức xạ $a + r + \eta = 1$ (trong đó $a$ là hệ số hấp thụ, $r$ là hệ số phản xạ, $\eta$ là hệ số xuyên qua). Cơ chế tách ẩm dựa trên hiện tượng cộng hưởng: bước sóng hồng ngoại ở mức xấp xỉ 2,5 $\mu$m kích thích các phân tử nước trong vật liệu ẩm dao động nội năng mạnh mẽ, làm tăng ma sát phân tử và hóa hơi nhanh chóng từ tâm ra bề mặt, trong khi các hợp chất hữu cơ trong thực phẩm hấp thụ bức xạ không đáng kể.
• Động học và bản chất quá trình sấy: Phân tích sự chuyển dịch ẩm do chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa bề mặt vật liệu ($P_A$) và môi trường sấy ($p_A$). Quá trình trải qua ba giai đoạn động học: giai đoạn làm nóng vật (AB), giai đoạn sấy tốc độ không đổi (BC - thoát ẩm tự do), và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần (sau điểm tới hạn K - thoát ẩm liên kết đến độ ẩm cân bằng $W_{cb}$). Các dạng liên kết ẩm được phân loại thành liên kết hóa học, liên kết hóa lý (hấp phụ, thẩm thấu) và liên kết cơ lý (mao quản, thấm ướt).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và xử lý dữ liệu:

• Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: Sử dụng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấu trúc tâm bậc hai ($2^3$ cộng 6 điểm sao và các thí nghiệm tại tâm, tổng cộng 18 thí nghiệm) để thiết lập phương trình hồi quy bậc hai mô tả mối quan hệ giữa 3 biến công nghệ độc lập với 4 hàm mục tiêu.
• Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng tiêu chuẩn Student ($t$-test) để đánh giá mức độ có ý nghĩa của các hệ số hồi quy và tiêu chuẩn Fisher ($F$-test) để kiểm định sự tương thích của mô hình toán học với thực nghiệm.
• Phương pháp phân tích hóa lý và kiểm nghiệm:
  • Độ ẩm: Xác định bằng phương pháp sấy đối lưu ở 105°C đến khối lượng không đổi theo cân điện tử và bình hút ẩm.
  • Hàm lượng đường tổng: Xác định bằng phương pháp dựng đường chuẩn quang phổ.
  • Độ cứng cấu trúc: Đo đạc trên thiết bị đo cơ tính chuyên dụng tại Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM (đơn vị năng lượng nén mJ).
  • Thành phần dinh dưỡng khác: Phương pháp xác định protein, lipid, tro tổng.
  • Chi phí năng lượng: Đo đạc thông số vôn kế, ampe kế và đồng hồ đo thời gian của hệ thống bóng đèn và quạt hút.
  • Chỉ tiêu vi sinh: Kiểm nghiệm các chủng vi sinh vật gây hại theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) tại Trung tâm Sắc ký Hải Đăng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa toàn diện các tài liệu lý thuyết và tình hình nghiên cứu liên quan đến kỹ thuật sấy bức xạ hồng ngoại và nguyên liệu mít:

• Lý thuyết sấy: Trình bày định nghĩa, bản chất truyền nhiệt - truyền khối, động học ba giai đoạn sấy, và phân loại kỹ thuật sấy (theo cách cấp nhiệt: thăng hoa, bơm nhiệt, bức xạ, tiếp xúc, điện trường cao tần, tầng sôi, sấy phun; theo cách xử lý ẩm: áp suất khí quyển, chân không; theo cách xử lý không khí: dùng nhiệt, hút ẩm, kết hợp gia nhiệt và hút ẩm).
• Kỹ thuật sấy bức xạ hồng ngoại: Phân tích cơ chế phát nhiệt của sóng điện từ, ưu điểm (tốc độ sấy nhanh do kết hợp hai tác nhân nhiệt độ và bước sóng, bảo toàn vitamin và hoạt chất hữu cơ, kiểm soát thiết bị dễ dàng, tiết kiệm diện tích) và nhược điểm (phân bố nhiệt không đều nếu bố trí đèn không chuẩn, dễ cong vênh nứt nẻ, giới hạn chiều dày lát vật liệu dưới 50 mm, tối ưu ở 10 ÷ 15 mm).
• Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước: Tổng hợp các nghiên cứu sấy rau củ quả, nông sản tại Hà Nội, nghiên cứu sấy bánh tráng (Lê Văn Hoàng), sấy mực ống (Ngô Đăng Nghĩa), sấy ớt (Phan Anh Tuấn), sấy nhãn (Phan Ngọc Duyên) cùng các công trình quốc tế của Yamazaki, Le Person, Dostie, Afzal & Abe, Sandu, Fasina về động học sấy hồng ngoại.
• Đặc điểm nguyên liệu mít: Tên khoa học Artocarpus heterophyllus, nguồn gốc từ Tây Ghats (Ấn Độ). Trình bày đặc điểm sinh trưởng, kỹ thuật thu hoạch khi gai nở và lá yếm chuyển vàng, biện pháp phòng trừ bệnh thối trái và ruồi đục quả. Bảng số liệu thành phần hóa học và dinh dưỡng của mít tươi được so sánh chi tiết với xoài và chuối sứ.

Thành phần dinh dưỡng	Mít tươi	Xoài	Chuối sứ
Năng lượng (Calo/100g)	94	62	100
Độ ẩm (%)	72,9	82,6	71,6
Protein (g/100g)	1,7	0,6	1,2
Lipid (g/100g)	0,3	0,3	0,3
Glucid (g/100g)	23,7	15,9	26,1
Xenlulose (g/100g)	0,9	0,5	0,6
Tro (g/100g)	1,4	0,6	0,8
Canxi (mg/100g)	27	10	12,0
Photpho (mg/100g)	38	15	32,0
Sắt (mg/100g)	0,6	0,3	0,8
Kali (mg/100g)	400	214	401
Carotene ($\mu$g/100g)	237	1880	255
Acid ascorbic (mg/100g)	9	36	14,0

• Phân tích bốn nhóm yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:
  1. Yếu tố công nghệ: Nhiệt độ sấy (trên 70°C protein biến tính, trên 90°C fructose bị oxy hóa mạnh tạo melanoidin), thời gian sấy (khảo sát 11,17 ÷ 16,82 h), cường độ bức xạ (số lượng bóng đèn).
  2. Yếu tố nguyên liệu: Độ ẩm ban đầu, cấu trúc liên kết ẩm, kích thước chiều dày lát mít, hàm lượng đường và hợp chất nhạy nhiệt.
  3. Yếu tố thiết bị: Cấu hình buồng sấy, công suất phát xạ, quy trình vận hành và kiểm soát thông số.
  4. Yếu tố phụ thuộc: Khối lượng riêng của mít ($1030\text{ kg/m}^3$), nhiệt dung riêng ($1,3\text{ kJ/kg.K}$), hệ số dẫn nhiệt ($0,51\text{ W/mK}$).

Chương 2: Nguyên liệu, thiết bị và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết về quy chuẩn chuẩn bị nguyên liệu, cấu tạo thiết bị thí nghiệm và quy trình công nghệ sấy mít:

• Tiêu chuẩn nguyên liệu: Mít Thái chín tới, múi vàng đồng nhất, vị ngọt thanh; cơ cấu khối lượng quả gồm 50 ÷ 65% cơm mít, 20 ÷ 25% vỏ và xơ, 10 ÷ 15% hạt.
• Thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại DNS-P-P-C-01:
  • Cấu tạo: Buồng sấy cách nhiệt gắn dàn bóng đèn hồng ngoại chuyên dụng, hệ thống quạt hút ẩm cưỡng bức, bộ rơ le nhiệt độ điện tử tích hợp cảm biến nhiệt độ hiển thị số và bộ điều khiển vòng lặp kín tác động lên công tắc tơ đóng/ngắt bóng đèn, ẩm kế điện tử điều khiển hoạt động của quạt hút ẩm.
  • Chế độ vận hành: Hoạt động ở hai chế độ gồm chế độ bằng tay (Hand - H) và chế độ tự động (Auto - A) với 3 mức công suất bức xạ (Low, Mid, High).
• Quy trình công nghệ sản xuất mít sấy hồng ngoại:
  1. Tiếp nhận và xử lý nguyên liệu: Mít chín được phân loại, bóc tách vỏ và xơ, loại bỏ hạt, thu lấy cơm mít đồng đều.
  2. Xếp khay: Cơm mít được dàn đều thành một lớp mỏng trên bề mặt khay sấy để bảo đảm phân bố nhiệt và thoát ẩm đồng đều.
  3. Sấy bức xạ hồng ngoại: Tiến hành sấy theo các thông số công nghệ được cài đặt trên tủ sấy DNS-P-P-C-01. Quá trình sấy kết thúc khi độ ẩm sản phẩm đạt mức yêu cầu (4 ÷ 10%).
  4. Làm nguội và bao gói: Sản phẩm sau sấy được làm nguội nhanh và đóng gói hút chân không trong bao bì hai lớp PE hoặc PP tối màu nhằm ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và ánh sáng, bảo quản ở nơi khô ráo.
• Thiết lập quy hoạch thực nghiệm: Bố trí 18 thí nghiệm theo ma trận trực giao cấu trúc tâm bậc hai với các biến mã hóa tương ứng các khoảng biến thiên thực: nhiệt độ $X_1$ (53 ÷ 67,07°C), thời gian $X_2$ (11,17 ÷ 16,82 h), cường độ bức xạ $X_3$ (1,17 ÷ 6,8 bóng đèn).

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm, kết quả mô hình hóa toán học và tối ưu hóa quy trình sấy:

• Thành phần nguyên liệu mít tươi ban đầu: Xác định hàm lượng ẩm ban đầu, protein, glucid và tro phục vụ việc đánh giá sự biến đổi chất lượng sau sấy.
• Xử lý phương trình hồi quy cho 4 hàm mục tiêu:
  • Hàm mục tiêu độ ẩm ($Y_1$): Xây dựng phương trình hồi quy bậc hai mô tả sự suy giảm độ ẩm theo nhiệt độ, thời gian và số bóng đèn. Kiểm định Student loại bỏ các hệ số không có ý nghĩa thống kê; kiểm định Fisher chứng minh phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm.
  • Hàm mục tiêu đường tổng ($Y_2$): Xác định phương trình hồi quy thể hiện mức độ tích tụ và bảo toàn hàm lượng đường trong sản phẩm sấy.
  • Hàm mục tiêu độ cứng ($Y_3$): Mô tả sự biến thiên cơ tính của múi mít (đo bằng công nén mJ), phản ánh trạng thái giòn dai thích hợp của sản phẩm.
  • Hàm mục tiêu chi phí năng lượng ($Y_4$): Phương trình hồi quy phản ánh điện năng tiêu thụ tổng cộng của hệ thống gia nhiệt và quạt hút ẩm trong suốt chu trình sấy.
• Giải bài toán tối ưu:
  • Thiết lập và giải bài toán tối ưu đơn mục tiêu cho từng chỉ tiêu riêng biệt.
  • Xây dựng không gian hàm mục tiêu và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu nhằm tìm ra điểm cân bằng công nghệ: độ ẩm đạt chuẩn an toàn (<10%), hàm lượng đường tổng cao, độ cứng đạt yêu cầu cảm quan và chi phí năng lượng tiêu hao thấp nhất.
• Thực nghiệm kiểm chứng: Tiến hành sấy kiểm chứng tại chế độ tối ưu đã tìm được; kết quả thực nghiệm hoàn toàn trùng khớp với giá trị dự đoán từ mô hình toán học.
• Đánh giá chất lượng và kinh tế: Phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật tại Trung tâm Sắc ký Hải Đăng chứng minh sản phẩm đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm theo TCVN; đánh giá cảm quan cho thấy mít có màu vàng sáng đẹp mắt, mùi thơm tự nhiên đặc trưng, cấu trúc đồng đều; tính toán sơ bộ chi phí năng lượng chứng minh tính khả thi kinh tế của công nghệ.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã xác lập thành công chế độ công nghệ tối ưu cho quá trình sấy mít Thái bằng bức xạ hồng ngoại trên thiết bị DNS-P-P-C-01:

Thông số công nghệ / Hàm mục tiêu	Giá trị tối ưu xác lập
Nhiệt độ môi trường sấy ($t_{sấy}$)	67,07°C
Thời gian sấy ($T$)	13,534 giờ
Độ ẩm sản phẩm cuối ($Y_1$)	5,678%
Hàm lượng đường tổng ($Y_2$)	22,249%
Độ cứng sản phẩm ($Y_3$)	171,01 mJ
Chỉ số chi phí năng lượng ($Y_4$)	6,618

Giải pháp và quy trình đề xuất:

• Hoàn thiện quy trình công nghệ sấy mít bức xạ hồng ngoại ở quy mô bán công nghiệp, xác lập chính xác các thông số vận hành tủ sấy DNS-P-P-C-01.
• Đề xuất giải pháp bao gói hút chân không sử dụng màng bao bì hai lớp PE/PP sẫm màu nhằm hạn chế tối đa quá trình oxy hóa chất béo, phân hủy đường và sẫm màu sản phẩm do ánh sáng.

Đóng góp mới của khóa luận:

• Cung cấp mô hình toán học thực nghiệm mô tả chính xác mối quan hệ phi tuyến giữa các thông số công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại với chất lượng thành phẩm mít sấy.
• Chứng minh tính ưu việt của công nghệ sấy hồng ngoại: tạo ra sản phẩm mít sấy khô có độ ẩm đạt chuẩn bảo quản (5,678%), giữ trọn vẹn hương vị và dưỡng chất tự nhiên mà không cần qua công đoạn chiên dầu (tránh hiện tượng ôi dầu và an toàn cho sức khỏe), đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tư và năng lượng so với sấy thăng hoa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Khóa luận mới dừng lại ở quy mô nghiên cứu phòng thí nghiệm với thiết bị sấy DNS-P-P-C-01 công suất nhỏ; chưa tiến hành khảo sát ở quy mô pilot hoặc dây chuyền công nghiệp liên tục.
• Đối tượng nghiên cứu mới chỉ tập trung trên giống mít Thái thu mua tại một địa bàn cụ thể (TP.HCM); chưa đánh giá sự khác biệt đối với các giống mít khác hoặc mít thu hoạch tại các vùng địa lý, mùa vụ khác nhau.
• Đề tài chưa theo dõi động học suy giảm chi tiết của từng loại vitamin nhạy cảm nhiệt độ (như vitamin C, vitamin A) trong suốt các mốc thời gian của quá trình sấy.

Hướng nghiên cứu mở rộng:

• Mở rộng quy mô thử nghiệm lên mức pilot và dây chuyền sấy hồng ngoại băng tải công nghiệp nhằm nâng cao năng suất chế biến.
• Ứng dụng quy trình và mô hình quy hoạch thực nghiệm sấy bức xạ hồng ngoại cho các loại nông sản nhiệt đới giá trị cao khác như chuối, xoài, nhãn, thanh long, sầu riêng.
• Nghiên cứu sâu hơn về thời hạn bảo quản thực tế của mít sấy hồng ngoại trong các điều kiện môi trường và các loại vật liệu bao bì cải tiến khác nhau.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học và giảng viên thuộc các chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh, và Công nghệ Sau thu hoạch.
• Các kỹ sư công nghệ, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp chế biến nông sản đang tìm kiếm giải pháp sấy khô trái cây tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường và không sử dụng dầu chiên.

Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:

• Phương pháp ứng dụng quy hoạch thực nghiệm trực giao cấu trúc tâm bậc hai ($2^3$) để xây dựng phương trình hồi quy và giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu trong công nghệ thực phẩm.
• Bộ dữ liệu thực nghiệm chi tiết về động học sấy, thành phần dinh dưỡng của mít và các bảng xử lý thống kê kiểm định Student, Fisher.
• Cấu tạo, nguyên lý thiết kế và quy trình vận hành hệ thống điều khiển hồi tiếp vòng kín nhiệt độ - độ ẩm của thiết bị sấy hồng ngoại DNS-P-P-C-01.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguyên liệu mít dùng trong nghiên cứu là loại mít gì và được thu mua ở đâu? Nguyên liệu được sử dụng là mít Thái tươi, đạt độ chín thích hợp, múi vàng sáng, không bị sâu bệnh dập nát, được thu mua tại sạp chú Đức, chợ Bắc Ninh, Phường Bình Thọ, Quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.

2. Thiết bị sấy hồng ngoại được sử dụng trong nghiên cứu có mã hiệu và đặc tính điều khiển như thế nào? Nghiên cứu sử dụng thiết bị sấy hồng ngoại DNS-P-P-C-01. Thiết bị gồm buồng sấy lắp đèn hồng ngoại, quạt hút ẩm, rơ le nhiệt độ điện tử điều khiển đóng/ngắt bóng đèn theo vòng lặp kín để duy trì nhiệt độ cài đặt, và ẩm kế điện tử điều khiển hoạt động của quạt hút ẩm. Máy có 2 chế độ vận hành là bằng tay (H) và tự động (A) cùng 3 mức cường độ bức xạ (Low, Mid, High).

3. Ma trận quy hoạch thực nghiệm được thiết kế bao gồm bao nhiêu thí nghiệm và khảo sát những yếu tố nào? Nghiên cứu sử dụng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấu trúc tâm bậc hai gồm tổng cộng 18 thí nghiệm, khảo sát 3 yếu tố công nghệ độc lập: nhiệt độ sấy (53 ÷ 67,07°C), thời gian sấy (11,17 ÷ 16,82 giờ), và cường độ bức xạ (1,17 ÷ 6,8 bóng đèn).

4. Chế độ công nghệ tối ưu và các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm đạt được sau quá trình tối ưu hóa là bao nhiêu? Chế độ công nghệ tối ưu được xác lập là: nhiệt độ sấy $t_{sấy} = 67,07^\circ\text{C}$ và thời gian sấy $T = 13,534\text{ h}$. Tại chế độ này, sản phẩm đạt độ ẩm $5,678%$, hàm lượng đường tổng $22,249%$, độ cứng cấu trúc $171,01\text{ mJ}$, và chi phí năng lượng tiêu hao là $6,618$.

5. Các phép phân tích chất lượng của sản phẩm được thực hiện tại những cơ sở nào? Độ ẩm và hàm lượng đường tổng được phân tích tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; độ cứng cấu trúc sản phẩm được đo tại Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM; các chỉ tiêu an toàn vi sinh vật được kiểm nghiệm tại Trung tâm Sắc ký Hải Đăng (Quận 1, TP.HCM).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Ngọc Huyền đã nghiên cứu và tối ưu hóa thành công công nghệ sấy mít Thái bằng bức xạ hồng ngoại trên thiết bị DNS-P-P-C-01. Thông qua phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao cấu trúc tâm bậc hai và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu, đề tài đã xác lập chế độ sấy tối ưu tại nhiệt độ 67,07°C trong thời gian 13,534 giờ, tạo ra sản phẩm đạt độ ẩm 5,678%, hàm lượng đường tổng 22,249%, độ cứng 171,01 mJ với chi phí năng lượng thấp nhất (6,618). Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi của công nghệ sấy hồng ngoại trong việc nâng cao chất lượng nông sản chế biến, giữ nguyên giá trị cảm quan và dinh dưỡng tự nhiên mà không cần qua công đoạn chiên dầu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.