Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, sở hữu sản lượng nông sản hàng năm lớn. Theo số liệu tại Hội nghị nhãn, vải quốc tế lần thứ 6, Việt Nam đứng thứ 3 về sản lượng trong số 20 quốc gia trồng nhãn với khoảng 380 nghìn tấn/năm. Các vùng trồng tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc như Hưng Yên (được coi là thủ phủ nhãn), Sơn La, Hòa Bình và khu vực Nam Bộ. Tuy nhiên, phần lớn sản lượng nhãn vẫn tiêu thụ ở dạng quả tươi và xuất khẩu tiểu ngạch sang thị trường Trung Quốc. Hoạt động thu hái và bảo quản sau thu hoạch còn lạc hậu dẫn đến tỷ lệ tổn thất cao. Bên cạnh đó, biến động thị trường và các đợt gián đoạn chuỗi cung ứng (như giai đoạn dịch COVID-19) đã thúc đẩy yêu cầu cấp thiết về việc phát triển công nghệ chế biến nhằm kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao giá trị kinh tế cho quả nhãn.

Trong các sản phẩm chế biến từ nhãn (như mứt nhãn, đồ hộp), long nhãn sấy khô là sản phẩm có nhu cầu tiêu thụ cao, thời gian bảo quản kéo dài đến 18 tháng, thuận tiện cho đóng gói và vận chuyển. Để đáp ứng yêu cầu sản xuất thực tế, đề tài "Quá trình và thiết bị sấy long nhãn năng suất 300 kg thành phẩm/mẻ" được nhóm sinh viên Khoa Công nghệ Thực phẩm – Học viện Nông nghiệp Việt Nam thực hiện dưới sự hướng dẫn của giảng viên Thân Thị Hương.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật của đề tài bao gồm:

  1. Khảo sát tổng quan về nguồn nguyên liệu nhãn, các chỉ tiêu hóa lý, tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm long nhãn và lý thuyết kỹ thuật sấy.
  2. Lựa chọn phương pháp sấy và loại thiết bị sấy phù hợp với đặc tính sinh học của cùi nhãn và quy mô sản xuất 300 kg thành phẩm/mẻ.
  3. Xây dựng thuyết minh quy trình công nghệ chế biến long nhãn sấy khô.
  4. Tính toán cân bằng vật chất chi tiết qua từng công đoạn công nghệ để xác định định mức nguyên liệu thô đầu vào.
  5. Tính toán cân bằng nhiệt lượng, xác định các thông số trạng thái của tác nhân sấy (không khí nóng) và lượng nhiệt tiêu hao.
  6. Tính toán kích thước, kết cấu và các thông số kỹ thuật của thiết bị chính (hầm sấy) cùng các thiết bị phụ trợ.

Đối tượng nghiên cứu là quả nhãn tươi và sản phẩm long nhãn sấy khô. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quy trình công nghệ và tính toán thiết kế hệ thống sấy hầm bán liên tục tại Việt Nam, hoàn thành vào năm 2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng hệ thống cơ sở lý thuyết về kỹ thuật thực phẩm, quá trình truyền nhiệt – truyền khối và nhiệt động lực học không khí ẩm:

  • Lý thuyết về quá trình sấy đối lưu: Động học quá trình bốc hơi ẩm từ vật liệu ẩm dưới tác dụng của dòng không khí nóng. Sự dịch chuyển ẩm từ tâm ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường thông qua chênh lệch áp suất hơi riêng phần và građien ẩm.
  • Biểu đồ I-d của không khí ẩm: Xác định các điểm trạng thái của không khí (nhiệt độ $t$, độ ẩm tương đối $\varphi$, hàm ẩm $d$, enthalpy $I$, áp suất hơi bão hòa $P_b$) trước và sau caloriphe cũng như sau khi ra khỏi buồng sấy.
  • Phương trình cân bằng vật chất và năng lượng: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn năng lượng cho từng thiết bị và toàn bộ hệ thống sấy theo mẻ.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện qua các bước tính toán kỹ thuật chuyên ngành:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Khảo sát các giống nhãn (Dimocarpus longan), thành phần dinh dưỡng và các dạng thiết bị sấy công nghiệp (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay, tầng sôi, sấy phun).
  • Phương pháp tính toán cân bằng vật chất (Mass Balance): Xác định khối lượng dòng vào, dòng ra, lượng phế phẩm và lượng ẩm bốc hơi dựa trên hàm lượng ẩm ban đầu ($W_1 = 86,3%$) và hàm lượng ẩm thành phẩm ($W_2 = 16,5%$).
  • Phương pháp tính toán nhiệt (Thermal Design): Tính toán lượng không khí khô cần thiết, nhiệt lượng cấp cho caloriphe và hiệu suất nhiệt của quá trình.

Nguồn dữ liệu sử dụng bao gồm số liệu phân tích thành phần hóa học quả nhãn, các công thức nhiệt động kỹ thuật từ tài liệu chuyên khảo về Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất & Thực phẩm.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 hệ thống hóa toàn diện cơ sở nguyên liệu, sản phẩm và công nghệ sấy:

  • Nguyên liệu nhãn: Nhãn (Dimocarpus longan) thuộc họ Bồ hòn (Sapindaceae). Đồ án phân loại 6 giống nhãn phổ biến tại Việt Nam: nhãn lồng (cơm dày, vị ngọt đậm), nhãn tiêu da bò (hạt tiêu, vỏ vàng da bò), nhãn xuồng cơm vàng (đặc sản Vũng Tàu), nhãn đường phèn (cơm vàng, giòn ngọt), nhãn Hương Chi (năng suất cao, cùi dày) và nhãn tím.
  • Thành phần hóa học quả nhãn: Nước chiếm 77,15% – 86,3%, đường sacarozơ 12,25%, protit 1,47%, chất béo 0,13%, độ tro 0,01%, cùng vitamin A, B, C và khoáng chất (Ca, P, Fe).
  • Sản phẩm long nhãn: Đánh giá các dòng sản phẩm trên thị trường như long nhãn rừng (màu sẫm cánh gián, cánh nhọn), long nhãn Thái Lan (vàng nhạt, cùi dày nhưng nhạt vị) và long nhãn Hưng Yên loại 1 làm từ giống Hương Chi (màu vàng tươi, cúp tròn, vị ngọt tự nhiên, không dính tay).
  • So sánh các phương pháp và thiết bị sấy: Đánh giá các phương pháp sấy nóng (đối lưu, tiếp xúc, bức xạ hồng ngoại, cao tần) và sấy lạnh (sấy lạnh thông thường, sấy chân không, sấy thăng hoa). Khảo sát 6 loại thiết bị: sấy buồng, sấy hầm, sấy tháp, sấy thùng quay, sấy tầng sôi và sấy phun.
Loại thiết bị sấy Đặc điểm kết cấu / Cơ chế Ưu điểm chính Nhược điểm / Hạn chế
Sấy buồng (tủ sấy) Chu kỳ từng mẻ, vật liệu trên khay cố định/xe đẩy Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, xử lý đa dạng vật liệu Năng suất thấp, sấy không đồng đều, tổn thất nhiệt lớn
Sấy hầm Hầm dài, chứa 12–15 xe goòng chuyển động qua hầm Năng suất lớn, vận hành liên tục/bán liên tục, nhiệt đồng đều Chi phí lao động xếp dỡ khay cao, chiếm diện tích dài
Sấy tháp Dạng tháp trụ, hạt rơi tự do hoặc dịch chuyển tầng Chuyên dụng cho nông sản hạt lớn (lúa, ngô, đậu) Không áp dụng được cho vật liệu dạng miếng, dẻo như cùi nhãn
Sấy thùng quay Thùng trụ nghiêng quay tròn, có cánh đảo Tự động hóa cao, sấy nhanh vật liệu hạt/cục nhỏ Gây dập nát vật liệu mềm, cùi nhãn dễ bị biến dạng
Sấy tầng sôi Thổi khí nóng làm nguyên liệu lơ lửng tạo tầng sôi Sấy nhanh, độ ẩm đồng đều, áp dụng tốt cho tạo hạt Tốn năng lượng thổi khí, chỉ thích hợp cho hạt rời
Sấy phun Cơ cấu phun sương dung dịch vào buồng sấy Sấy siêu nhanh cho chất lỏng/nhũ tương thành bột Không sấy được vật liệu rắn định hình, chi phí thiết bị cao

Từ các phân tích về độ bền nhiệt, đặc tính kết cấu của cùi nhãn và năng suất 300 kg/mẻ, đồ án lựa chọn hệ thống sấy hầm đối lưu bằng không khí nóng, gia nhiệt gián tiếp qua caloriphe hơi nước.

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Quy trình sản xuất long nhãn sấy khô được xây dựng gồm các công đoạn nối tiếp:

  1. Bảo quản tạm: Nhãn tươi thu hoạch được đưa vào kho lạnh ở 3–5°C, độ ẩm không khí $\ge 90%$ để duy trì độ tươi từ 10–15 ngày trước khi đưa vào chế biến.
  2. Lựa chọn và phân loại: Loại bỏ quả sâu bệnh, dập nát, thối hỏng. Quá trình thực hiện thủ công trên băng tải rộng 60–80 cm, vận tốc chạy 0,15 m/s.
  3. Tách vỏ và bỏ hạt: Sử dụng dụng cụ thủ công (tăm tre, thìa chuyên dụng) để tách lấy cùi nguyên vẹn, không làm rách nát thịt quả.
  4. Rửa: Ngâm cùi nhãn trong bồn nước ở nhiệt độ 25–35°C để bở tạp chất, sau đó đưa lên băng chuyền xịt rửa cao áp nhằm loại bỏ đất cát và 90% vi sinh vật bề mặt, để ráo nước.
  5. Chần nhiệt: Xử lý cùi nhãn trong nước nóng ở 85–90°C trong thời gian 2 phút. Mục đích làm mềm mô thực vật, tăng độ thấm hút màng tế bào, vô hoạt enzyme polyphenoloxidase gây sẫm màu và giữ cùi se chắc.
  6. Sấy hầm: Cùi nhãn được xếp lên khay của xe goòng và đưa vào hầm sấy. Chế độ sấy chia làm 2 giai đoạn:
    • Giai đoạn 1: Sấy ở nhiệt độ 70–80°C trong thời gian 2–3 giờ.
    • Giai đoạn 2: Hạ nhiệt độ xuống 50–60°C và sấy tiếp trong 6–8 giờ đến khi độ ẩm đạt 16,5%.
  7. Làm nguội và phân loại: Làm nguội trên băng tải và loại bỏ sản phẩm bị cháy khét hoặc khuyết tật.
  8. Bao gói và bảo quản: Đóng gói tự động trong bao bì màng ghép kín khí có túi hút ẩm, bảo quản nơi khô ráo, tránh ánh sáng.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Đồ án thiết lập bài toán cân bằng vật chất cho 1 mẻ sản xuất với thành phẩm đầu ra đạt $M_7 = 300\text{ kg}$ long nhãn (độ ẩm 16,5%). Các tỷ lệ hao hụt thực nghiệm được xác lập:

STT Công đoạn chế biến Tỷ lệ hao hụt (%) Nguyên nhân hao hụt
1 Chọn lựa nhãn 10,0% Quả non, dập nát, thối hỏng
2 Tách vỏ, bỏ hạt 30,0% Vỏ quả và hạt nhãn bị loại bỏ
3 Rửa cùi nhãn 0,5% Vụn thịt nhãn rơi rụng trong nước
4 Chần nước nóng 1,0% Cùi nát, tổn thất chất tan trong dịch chần
5 Sấy hầm 1,0% Dính khay thiết bị (cộng lượng ẩm bay hơi)
6 Phân loại sau sấy 2,5% Nhãn cháy khét, biến màu, không đạt chuẩn
7 Bao gói 0,0% Hao hụt không đáng kể

Dựa trên các tỷ lệ hao hụt và hàm ẩm qua từng bước, khối lượng dòng vật chất được tính toán ngược từ thành phẩm về nguyên liệu ban đầu:

  • Khối lượng trước phân loại: $M_6 = 300 / (1 - 0,025) = 307,6923\text{ kg}$.
  • Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy và dính khay đưa khối lượng cùi nhãn sau chần lên: $M_5 = 1894,294\text{ kg}$ (độ ẩm 86,3%).
  • Khối lượng cùi nhãn trước khi chần: $M_4 = 1894,294 / (1 - 0,01) = 1913,4283\text{ kg}$.
  • Khối lượng cùi nhãn trước khi rửa: $M_3 = 1913,4283 / (1 - 0,005) = 1923,0435\text{ kg}$.
  • Khối lượng nhãn nguyên quả sau chọn lựa: $M_2 = 1923,0435 / (1 - 0,30) = 2747,205\text{ kg}$.
  • Khối lượng nhãn tươi nguyên liệu ban đầu cần nạp: $M_1 = 2747,205 / (1 - 0,10) = 3052,45\text{ kg}$.

Bảng tổng hợp cân bằng vật chất toàn bộ dây chuyền sản xuất:

Giai đoạn Độ ẩm (%) Lượng vào (kg) Lượng ra (kg) Hao hụt / Phế phẩm (kg)
Nhãn tươi tiếp nhận 86,3 3052,45 3052,45 0,0000
Chọn lựa 86,3 3052,45 2747,205 305,2450
Tách vỏ, bỏ hạt 86,3 2747,205 1923,0435 824,1615
Rửa 86,3 1923,0435 1913,4283 9,6152
Chần 86,3 1913,4283 1894,294 19,1343
Sấy hầm 16,5 1894,294 307,6923 1586,6017
Phân loại 16,5 307,6923 300,000 7,6923
Bao gói & Thành phẩm 16,5 300,000 300,000 0,0000

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

Chương 4 thực hiện tính toán nhiệt động cho hệ thống sấy với các thông số ban đầu:

  • Vật liệu sấy: Dòng vào $G_1 = 1894,294\text{ kg/mẻ}$, độ ẩm ban đầu $W_1 = 86,3%$, độ ẩm cuối $W_2 = 16,5%$, nhiệt dung riêng chất khô $c_{vlk} = 3,845\text{ kJ/kg.K}$.
  • Tác nhân sấy: Không khí nóng gia nhiệt bằng caloriphe.
    • Điểm $A$ (không khí môi trường trước khi vào caloriphe): $t_0 = 25^\circ\text{C}$, $\varphi_0 = 85%$, áp suất khí quyển $B = 1\text{ atm} = 1,013\text{ bar}$.
    • Điểm $B$ (không khí sau khi ra khỏi caloriphe vào hầm): $t_1 = 100^\circ\text{C}$.
    • Điểm $C_0$ (không khí thải ra khỏi hầm sấy): $t_2 = 40^\circ\text{C}$.

Các thông số nhiệt động tại Điểm $A$ được xác định theo công thức:

  1. Áp suất hơi bão hòa: $$P_b = \exp\left(12 - \frac{4026,42}{235 + t_0}\right) = 0,0315\text{ bar}$$
  2. Hàm ẩm của không khí ngoài trời: $$d_0 = 0,621 \cdot \frac{\varphi_0 \cdot P_b}{B - \varphi_0 \cdot P_b} = 0,621 \cdot \frac{0,85 \cdot 0,0315}{1,013 - 0,85 \cdot 0,0315} = 0,0167\text{ kg ẩm/kg kk khô}$$
  3. Enthalpy của không khí ngoài trời: $$I_0 = 1,004 \cdot t_0 + d_0 \cdot (2500 + 1,842 \cdot t_0) = 1,004 \cdot 25 + 0,0167 \cdot (2500 + 1,842 \cdot 25) = 67,613\text{ kJ/kg kk khô}$$

Dựa trên các thông số trạng thái, đồ án xác định lượng ẩm bốc hơi cần tách ra khỏi vật liệu sấy là $1586,6017\text{ kg/mẻ}$, từ đó xác định lưu lượng không khí khô cần cấp ($L$), nhiệt lượng tiêu hao tại caloriphe và hiệu suất nhiệt của toàn bộ chu trình sấy.

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH

Chương 5 hoàn thiện các thông số kết cấu và vận hành của thiết bị sấy hầm:

  • Lựa chọn kiểu thiết bị: Thiết bị sấy hầm sử dụng cụm xe goòng đẩy tay hoặc kéo xích, khay sấy kim loại đục lỗ phủ lưới chống dính.
  • Tính toán kết cấu:
    • Khối lượng và kích thước xe goòng: Xác định số lượng xe goòng trong một hầm, số tầng khay trên mỗi xe, khoảng cách giữa các tầng khay để đảm bảo dòng khí lưu thông đều.
    • Kích thước hầm sấy: Chiều dài, chiều rộng, chiều cao hầm sấy và diện tích tiết diện tự do cho dòng khí nóng đi qua.
    • Hệ thống phụ trợ: Cụm caloriphe khí - hơi nước, quạt cấp gió đối lưu cưỡng bức, hệ thống đường ray xe goòng và khoang xép (airlock) ở hai đầu cửa nạp/tháo liệu nhằm ngăn thất thoát nhiệt.

Thiết kế và triển khai thiết bị sấy hầm

Hệ thống sấy hầm được thiết kế để xử lý khối lượng cùi nhãn ẩm $1894,294\text{ kg/mẻ}$ với các thông số cấu tạo kỹ thuật cụ thể:

  • Vỏ hầm sấy: Kết cấu gạch xây hoặc bê tông bọc lớp vật liệu cách nhiệt (bông khoáng/rockwool), bề mặt trong ốp tôn mạ kẽm hoặc inox chịu nhiệt nhằm giảm thiểu thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh.
  • Hệ thống truyền tải: Sử dụng đoàn xe goòng gồm nhiều xe nối tiếp nhau trên đường ray cố định. Cùi nhãn sau khi chần được trải đều với mật độ xác định trên các khay sấy làm bằng thép không gỉ SUS 304, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
  • Cơ chế cấp nhiệt và tuần hoàn khí: Không khí tươi được hút qua bộ lọc bụi, gia nhiệt qua giàn ống trao đổi nhiệt caloriphe dùng hơi nước bão hòa làm chất tải nhiệt, nâng nhiệt độ dòng khí lên $100^\circ\text{C}$ trước khi thổi vào hầm sấy.
  • Khoang xép (Airlock): Bố trí ở đầu vào và đầu ra của hầm, cho phép đẩy xe mới vào và lấy xe sản phẩm khô ra theo định kỳ mà không làm thay đổi đột ngột nhiệt độ và trường vận tốc gió trong hầm.
  • Quy trình điều khiển nhiệt - ẩm: Giai đoạn đầu duy trì tác nhân sấy ở $70–80^\circ\text{C}$ nhằm gia nhiệt nhanh và bốc hơi ẩm tự do bề mặt trong 2–3 giờ, sau đó điều chỉnh van cấp hơi giảm nhiệt độ xuống $50–60^\circ\text{C}$ trong 6–8 giờ tiếp theo để ẩm liên kết bên trong khuếch tán từ từ ra ngoài mà không làm cháy đường hay biến tính protein của cùi nhãn.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả cụ thể thông qua hệ thống tính toán kỹ thuật:

  • Xác lập định mức tiêu hao nguyên liệu: Để sản xuất $300\text{ kg}$ long nhãn thành phẩm (độ ẩm 16,5%), hệ thống cần tiêu thụ $3052,45\text{ kg}$ nhãn tươi nguyên liệu ban đầu. Tỷ lệ thu hồi thành phẩm đạt xấp xỉ 9,83% so với nguyên liệu thô.
  • Chuẩn hóa quy trình công nghệ: Thiết lập chuỗi thông số vận hành cho từng bước chế biến (nhiệt độ bảo quản lạnh 3–5°C; nước chần 85–90°C trong 2 phút; dải nhiệt độ sấy 2 giai đoạn 70–80°C và 50–60°C).
  • Hệ thống dữ liệu nhiệt động hoàn chỉnh: Tính toán đầy đủ các thông số trạng thái không khí ($d_0 = 0,0167\text{ kg/kg kk khô}$, $I_0 = 67,613\text{ kJ/kg kk khô}$, $P_b = 0,0315\text{ bar}$) và cân bằng nhiệt lượng cho caloriphe.
  • Đóng góp kỹ thuật: Cung cấp hồ sơ tính toán thiết kế chi tiết cho một dây chuyền sấy long nhãn quy mô bán công nghiệp, thay thế các lò sấy than thủ công truyền thống, góp phần nâng cao chất lượng cảm quan và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm cho nông sản.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và nội dung tính toán trong đồ án, một số điểm hạn chế và định hướng phát triển gồm:

  • Hạn chế:
    • Công đoạn bóc vỏ và tách hạt vẫn thực hiện hoàn toàn thủ công, dẫn đến chi phí nhân công cao và nguy cơ không đồng đều giữa các thao tác của công nhân.
    • Phương pháp sấy đối lưu bằng không khí nóng có mức tiêu hao năng lượng nhiệt tương đối lớn; nếu không kiểm soát tốt nhiệt độ ở giai đoạn cuối có thể làm caramen hóa đường trong nhãn.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu cơ giới hóa hoặc tự động hóa công đoạn bóc vỏ, tách hạt nhãn để tăng năng suất và giảm chi phí lao động.
    • Tính toán thiết kế hệ thống tuần hoàn khí thải có hồi lưu nhiệt để nâng cao hiệu suất nhiệt của hầm sấy.
    • Nghiên cứu kết hợp công nghệ sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) hoặc sấy chân không ở giai đoạn hoàn thiện nhằm giữ màu vàng sáng tự nhiên và hương thơm đặc trưng của long nhãn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm và Kỹ thuật Hóa học - Quá trình Thiết bị: Tham khảo phương pháp tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và thiết kế hầm sấy nông sản theo chu kỳ mẻ.
  • Kỹ sư và cán bộ kỹ thuật tại các cơ sở chế biến nông sản: Sử dụng các số liệu thực nghiệm về tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn (chọn lựa, tách vỏ, rửa, chần, sấy) và chế độ nhiệt ẩm để áp dụng vào thực tế sản xuất long nhãn thương phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lại lựa chọn thiết bị sấy hầm thay vì sấy buồng hay sấy thùng quay?
Sấy buồng có năng suất nhỏ và thời gian sấy dài, không đáp ứng được quy mô $300\text{ kg thành phẩm/mẻ}$ (tương đương gần 2 tấn cùi nhãn ẩm). Trong khi đó, sấy thùng quay có cánh đảo liên tục sẽ làm nát cùi nhãn mềm dẻo. Sấy hầm kết hợp xe goòng cho phép sấy khối lượng lớn, giữ nguyên hình dạng cùi nhãn, phân bố nhiệt đồng đều và vận hành bán liên tục.

2. Khối lượng nguyên liệu nhãn tươi cần nạp vào ban đầu là bao nhiêu để đạt 300 kg thành phẩm?
Theo bảng cân bằng vật chất, cần nạp $3052,45\text{ kg}$ nhãn tươi ban đầu. Sau khi qua các công đoạn loại bỏ phế phẩm (chọn lựa mất 10%, tách vỏ hạt mất 30%, rửa mất 0,5%, chần mất 1%, dính thiết bị sấy 1%, phân loại sau sấy loại 2,5%) và bốc hơi $1586,6017\text{ kg}$ nước, hệ thống thu được đúng $300\text{ kg}$ long nhãn thành phẩm có độ ẩm 16,5%.

3. Chế độ nhiệt độ và thời gian sấy long nhãn được thiết lập như thế nào?
Quá trình sấy được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu sấy ở nhiệt độ $70–80^\circ\text{C}$ trong 2–3 giờ để bốc nhanh ẩm tự do; giai đoạn sau hạ nhiệt độ về $50–60^\circ\text{C}$ và sấy tiếp trong 6–8 giờ để tách ẩm liên kết, tránh hiện tượng cháy khét bề mặt do hàm lượng đường trong nhãn cao.

4. Mục đích và thông số của công đoạn chần nhãn trước khi sấy là gì?
Cùi nhãn được chần trong nước nóng ở nhiệt độ $85–90^\circ\text{C}$ trong thời gian 2 phút. Mục đích nhằm làm mềm mô thực vật, tăng độ thấm của màng tế bào giúp ẩm dễ thoát ra khi sấy, đồng thời vô hoạt hóa enzyme gây sẫm màu để giữ màu sắc sáng đẹp cho long nhãn.

5. Các thông số nhiệt động của không khí môi trường trước khi vào caloriphe (Điểm A) là bao nhiêu?
Không khí môi trường được chọn ở điều kiện: nhiệt độ $t_0 = 25^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_0 = 85%$, áp suất khí quyển $B = 1,013\text{ bar}$. Kết quả tính toán cho ra áp suất bão hòa $P_b = 0,0315\text{ bar}$, hàm ẩm $d_0 = 0,0167\text{ kg ẩm/kg kk khô}$ và enthalpy $I_0 = 67,613\text{ kJ/kg kk khô}$.

Kết luận

Báo cáo đồ án "Quá trình và thiết bị sấy long nhãn năng suất 300 kg thành phẩm/mẻ" đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán công nghệ và kỹ thuật thiết kế hệ thống sấy hầm đối lưu cho sản phẩm long nhãn tại Việt Nam. Thông qua việc xác lập chuỗi thông số công nghệ từ tiếp nhận nguyên liệu đến thành phẩm, đồ án cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng chính xác về cân bằng vật chất (tiêu thụ $3052,45\text{ kg}$ nhãn tươi/mẻ) và cân bằng năng lượng trên biểu đồ I-d. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho công tác đào tạo và ứng dụng kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ chế biến và bảo quản nông sản.