Nghiên cứu và phát triển hệ thống sấy hồng ngoại thông minh với năng suất 12kg nguyên liệu chuối

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại thông minh, năng suất 12kg nguyên liệu chuối mỗi mẻ, tối ưu hóa hiệu quả sấy.

• Tác giả: Hoàng Khánh Dương
• Người hướng dẫn: TS. 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, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại thông minh với năng suất 12 kg nguyên liệu chuối/mẻ
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN
• MỞ ĐẦU
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nguyên vật liệu sấy
• 1.1.1. Vật liệu ẩm
• 1.1.2. Các đặc trưng trạng thái ẩm của vật liệu sấy
• 1.1.3. Trạng thái liên kết của nước trong vật liệu ẩm
• 1.2. Các phương pháp sấy
• 1.2.1. Sấy tự nhiên
• 1.2.2. Sấy bằng thiết bị nhân tạo
• 1.3. Nguyên lý của quá trình sấy
• 1.3.1. Tĩnh học của quá trình sấy
• 1.3.2. Sấy thực tế
• 1.4. Cơ sở về sấy bằng tia hồng ngoại
• 1.4.1. Cơ sở lý thuyết về truyền nhiệt bức xạ hồng ngoại
• 1.4.2. Bản chất của bức xạ nhiệt
• 1.4.3. Sự truyền bức xạ hồng ngoại
• 1.4.4. Ưu – nhược điểm của phương pháp sấy hồng ngoại
• 1.4.5. Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình sấy hồng ngoại
• 1.4.6. Các thiết bị chính của hệ thống
• 1.5. Tổng quan về nguyên liệu chuối
• 1.5.1. Thành phần hóa học
• 1.5.2. Một số lợi ích từ chuối
• 1.5.3. Sản phẩm chuối sấy
• 1.6. Xây dựng quy trình công nghệ chuối sấy hồng ngoại
• 1.7. Kết luận tổng quan
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO
• 2.1. Sơ đồ nguyên lý tính toán, thiết kế và chế tạo
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tiếp cận hệ thống
• 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu phân tích – tổng hợp
• 2.2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng máy
• 2.3. Phương pháp tính toán và thiết kế
• 2.3.1. Các thông số cần thiết
• 2.3.2. Tính toán cân bằng vật chất
• 2.3.3. Tính toán cân bằng năng lượng
• 2.4. Phương pháp chế tạo mặt cơ khí
• 2.4.1. Các phương pháp tiện
• 2.4.2. Phương pháp phay
• 2.4.3. Phương pháp uốn
• 2.4.4. Phương pháp đánh bóng
• 2.5. Thiết bị điện, điện tử hỗ trợ tự động điều khiển
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
• 3.1. Tính toán kích thước buồng sấy
• 3.2. Tính toán nhiệt lượng cho hệ thống sấy hồng ngoại
• 3.2.1. Tính toán cân bằng vật chất
• 3.2.2. Tính toán cân bằng nhiệt lượng
• 3.3. Xây dựng bản vẽ
• 3.4. Chế tạo hệ thống sấy
• 3.5. Gia công phần điện và hệ thống tự động điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: KHẢO NGHIỆM THỰC TẾ, HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG SẤY, THẢO LUẬN
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Thiết kế hệ thống sấy

Phần này tập trung vào thiết kế hệ thống sấy hồng ngoại thông minh với năng suất 12kg nguyên liệu chuối/mẻ. Hệ thống được thiết kế dựa trên các yêu cầu kỹ thuật như độ ẩm đầu vào 77%, độ ẩm đầu ra 15%, nhiệt độ sấy 65°C, và thời gian sấy 7 giờ. Buồng sấy có kích thước 710mm x 605mm x 800mm, chứa 12 khay chia thành 6 tầng. Hệ thống sấy thông minh này sử dụng 12 bóng đèn hồng ngoại công suất 250W, quạt đối lưu 1 HP, và hệ thống điều khiển tự động để đảm bảo quá trình sấy hiệu quả.

1.1. Tính toán kích thước buồng sấy

Buồng sấy được thiết kế với kích thước 710mm x 605mm x 800mm, phù hợp để chứa 12 khay sấy. Mỗi khay có kích thước 575mm x 300mm x 20mm, được chia thành 6 tầng. Thiết kế hệ thống sấy này đảm bảo tối ưu hóa không gian và hiệu suất sấy.

1.2. Tính toán nhiệt lượng

Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy được tính toán dựa trên độ ẩm đầu vào và đầu ra, cũng như nhiệt độ sấy 65°C. Công nghệ sấy hồng ngoại được sử dụng để đảm bảo quá trình sấy nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng.

II. Chế tạo hệ thống sấy

Phần này mô tả quá trình chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại thông minh. Hệ thống bao gồm buồng sấy, đèn hồng ngoại, quạt đối lưu, và hệ thống điều khiển tự động. Các bộ phận được gia công cơ khí và lắp đặt theo thiết kế. Hệ thống sấy tự động được tích hợp các cảm biến và bảng mạch điện để điều khiển quá trình sấy một cách chính xác.

2.1. Gia công cơ khí

Các bộ phận của hệ thống sấy được gia công cơ khí, bao gồm buồng sấy, khay sấy, và vỏ máy. Chế tạo hệ thống sấy đảm bảo độ bền và độ chính xác cao.

2.2. Lắp đặt hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển tự động được lắp đặt, bao gồm các cảm biến, bảng mạch điện, và phần mềm điều khiển. Hệ thống sấy thông minh này cho phép điều chỉnh nhiệt độ và thời gian sấy một cách linh hoạt.

III. Sấy nguyên liệu chuối

Phần này tập trung vào quá trình sấy nguyên liệu chuối bằng công nghệ hồng ngoại. Chuối được sấy ở nhiệt độ 65°C trong 7 giờ, đạt độ ẩm đầu ra 15%. Quy trình sấy chuối được xây dựng để đảm bảo chất lượng sản phẩm về màu sắc, hương vị, và hình dạng.

3.1. Xây dựng quy trình sấy

Quy trình sấy chuối được xây dựng dựa trên các thông số kỹ thuật như nhiệt độ, thời gian, và độ ẩm. Sấy chuối bằng hồng ngoại giúp bảo toàn chất dinh dưỡng và màu sắc tự nhiên của chuối.

3.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm

Sản phẩm chuối sấy được đánh giá về độ ẩm, màu sắc, hương vị, và hình dạng. Sấy chuối công nghiệp bằng công nghệ hồng ngoại cho ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu thị trường.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Hệ thống sấy hồng ngoại thông minh có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Hệ thống sấy năng suất cao này có thể được sử dụng để sấy các loại nông sản khác như rau, củ, quả, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

4.1. Hiệu quả kinh tế

Hệ thống sấy hồng ngoại giúp tiết kiệm năng lượng và thời gian sấy, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Sấy nông sản thông minh là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp chế biến thực phẩm.

4.2. Mở rộng ứng dụng

Hệ thống sấy hồng ngoại có thể được mở rộng ứng dụng để sấy các loại nông sản khác, đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường. Công nghệ sấy hồng ngoại là bước tiến quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại các quốc gia có nền kinh tế khởi đầu và gắn liền với sản xuất nông nghiệp như Việt Nam, việc bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch giữ vai trò quan trọng nhằm giảm thiểu thất thoát và nâng cao giá trị thương phẩm. Bên cạnh các phương thức bảo quản truyền thống, yêu cầu tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật chế biến mới nhằm đa dạng hóa sản phẩm công nghiệp thực phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường hiện đại đang trở nên cấp thiết.

Trong các phương pháp làm khô, công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại được xác định là giải pháp kỹ thuật có khả năng tạo ra sản phẩm đạt chất lượng cao nhờ khả năng bảo toàn các đặc tính cảm quan ban đầu của nguyên liệu như màu sắc tự nhiên, hàm lượng dinh dưỡng và hạn chế tối đa các phản ứng oxy hóa. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các loại nông sản có đặc tính sấy khó, tốc độ thoát ẩm chậm. Việc áp dụng công nghệ bức xạ hồng ngoại vào chế biến sản phẩm chuối sấy dẻo là một định hướng công nghệ phù hợp.

Hệ thống sấy hồng ngoại trong công trình này được thiết kế và chế tạo nhằm giải quyết các hạn chế của các thế hệ máy sấy trước đó. Về mặt nguyên lý truyền nhiệt bức xạ (sử dụng bước sóng trong khoảng từ 700 nm đến 1 mm), thiết bị cho phép kiểm soát và điều chỉnh cường độ bức xạ $E$ ($W/m^2$). Quá trình truyền nhiệt bức xạ được thực hiện thông qua dao động nhiệt của các hạt photon va chạm và truyền động năng trực tiếp cho các electron trong vật liệu sấy cũng như môi trường buồng sấy. Cơ chế này giúp vật liệu và không khí sấy nhanh chóng đạt đến nhiệt độ công nghệ yêu cầu, thúc đẩy quá trình bốc hơi ẩm diễn ra nhanh hơn, rút ngắn chu kỳ sấy và tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

Mục tiêu tổng quát của khóa luận là: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh một hệ thống sấy hồng ngoại thông minh có năng suất đạt 12 kg nguyên liệu chuối/mẻ, đáp ứng các tiêu chuẩn công nghệ chế biến thực phẩm và có khả năng ứng dụng trực tiếp vào sản xuất thực tiễn.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định theo 8 nội dung cụ thể:

1. Tổng quan cơ sở lý thuyết về nguyên vật liệu sấy và hệ thống thiết bị sấy hồng ngoại.
2. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hồng ngoại; xác định các hàm mục tiêu và thông số công nghệ cần thiết cho quá trình sấy.
3. Tính toán và thiết kế kỹ thuật toàn bộ hệ thống sấy hồng ngoại.
4. Chế tạo các cụm kết cấu cơ khí của hệ thống sấy bằng các phương pháp gia công cơ khí.
5. Tính toán, thiết kế và lắp đặt hệ thống điện cùng mạch điều khiển tự động hóa.
6. Vận hành thử nghiệm, hiệu chỉnh và xác lập chế độ công nghệ thích hợp; đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của máy móc và thiết bị sau khi chế tạo.
7. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm chuối sấy hồng ngoại.
8. Tổng kết, đưa ra kết luận và các kiến nghị phát triển.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại tích hợp điều khiển tự động, lấy đối tượng sấy khảo nghiệm trực tiếp là quả chuối (chế biến thành chuối sấy dẻo).
• Phạm vi nghiên cứu: Tập trung vào tính toán cân bằng nhiệt - ẩm, thiết kế kỹ thuật, gia công cơ khí chế tạo buồng sấy, lắp đặt tủ điện điều khiển, và khảo nghiệm công nghệ tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh trong thời gian từ ngày 01/02/2019 đến ngày 01/08/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình áp dụng

Cơ sở lý thuyết của khóa luận dựa trên các quy luật nhiệt động lực học, quá trình truyền nhiệt - truyền khối trong công nghệ sấy và vật lý bức xạ:

• Phân loại vật liệu ẩm theo A. V. Lykov: Xác định vật liệu ẩm thuộc 3 nhóm chính gồm vật xốp mao dẫn, vật keo và vật keo xốp mao dẫn. Chuối và các loại nông sản được xếp vào nhóm keo xốp mao dẫn, mang đặc tính mao dẫn dẻo, trương nở khi hút ẩm và co ngót thể tích khi sấy khô.
• Các đặc trưng trạng thái ẩm: Sử dụng các đại lượng độ ẩm tuyệt đối ($\omega_0$), độ ẩm toàn phần hay độ ẩm tương đối ($\omega$), độ chứa ẩm ($d$), nồng độ ẩm ($N$) và độ ẩm tới hạn ($W_{th}$) để mô tả trạng thái ẩm và sự dịch chuyển ẩm từ lòng vật liệu ra bề mặt.
• Phân loại trạng thái liên kết ẩm theo P. A. Rebinder: Chia các dạng liên kết giữa nước và cốt vật liệu khô thành ba nhóm cơ bản gồm liên kết hóa học (ion, phân tử - không bị phá vỡ trong quá trình sấy thông thường), liên kết hóa lý (hấp phụ, thẩm thấu) và liên kết cơ lý (cấu trúc, mao dẫn, dính ướt). Năng lượng cấp từ bức xạ hồng ngoại cần lớn hơn hoặc bằng năng lượng liên kết để tách ẩm tự do và ẩm liên kết ra khỏi vật liệu.
• Tĩnh học và động học quá trình sấy: Phân tích quá trình sấy lý thuyết ($Q_{bs}=0, Q_{tt}=0, \Delta=0, h_2=h_3=const$) và quá trình sấy thực tế ($\Delta \ne 0$) dựa trên phương trình cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng enthalpy. Khảo sát động học sấy qua đường cong sấy $U = f(\tau)$ và đường cong tốc độ sấy $dU/d\tau = g(U)$ qua 3 giai đoạn: làm nóng vật liệu, sấy đẳng tốc và sấy giảm tốc.
• Cơ sở truyền nhiệt bức xạ và phân loại tia hồng ngoại: Áp dụng định luật bức xạ năng lượng của Max Planck, định luật dịch chuyển bước sóng Wien ($\lambda_{max} T = 2898,\mu m\cdot K$), định luật cân bằng năng lượng bức xạ bề mặt ($a + r + T = 1$, trong đó $a$ là độ hấp thụ, $r$ là độ phản xạ, $T$ là độ truyền qua). Khóa luận áp dụng phân loại phổ hồng ngoại theo tiêu chuẩn DIN 5031:

Tên gọi	Ký hiệu	Bước sóng ($\mu m$)	Nhiệt độ phân bố Wien ($K$)
Hồng ngoại gần (NIR)	IR-A	0,78 – 1,4	> 3700
Hồng ngoại giữa (MIR)	IR-B	1,4 – 3,0	1000 – 3700
Hồng ngoại xa (FIR)	IR-C	3,0 – 50 và 50 – 1000	60 – 1000 và < 60

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp tiếp cận hệ thống: Xem xét máy sấy là một hệ thống kỹ thuật hoàn chỉnh gồm cụm buồng sấy, cụm phát nhiệt bức xạ, cụm lưu chuyển không khí đối lưu và cụm điều khiển tự động, trong đó các thông số nhiệt - cơ - điện liên kết chặt chẽ với nhau.
• Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập và hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về kỹ thuật sấy hồng ngoại, công nghệ sấy rau quả và các giải pháp điều khiển nhiệt độ buồng sấy.
• Phương pháp tính toán nhiệt và cơ khí: Sử dụng các phương trình bảo toàn khối lượng (cân bằng vật chất) để tính toán lượng ẩm bốc hơi $W$, lượng vật liệu vào $G_1$, ra $G_2$; sử dụng phương trình bảo toàn năng lượng để xác định nhiệt lượng tiêu tốn $Q$, công suất bức xạ đèn hồng ngoại và công suất quạt đối lưu.
• Phương pháp chế tạo cơ khí thực nghiệm: Gia công các chi tiết kim loại bằng các kỹ thuật cơ khí gồm tiện, phay, uốn tạo hình và đánh bóng bề mặt inox.
• Phương pháp phân tích và khảo nghiệm thực nghiệm: Đo đạc độ ẩm vật liệu, theo dõi sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy $\tau$, kiểm tra nhiệt độ buồng sấy bằng hệ thống cảm biến và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng cảm quan của chuối sấy thành phẩm.

Nguồn dữ liệu

Số liệu tính toán lý thuyết được tổng hợp từ các bảng thông số vật lý nhiệt của không khí ẩm, bảng thành phần hóa học của chuối, tiêu chuẩn phân loại bước sóng DIN 5031 và các kết quả thu thập trực tiếp từ các mẻ sấy khảo nghiệm tại xưởng thực tập và phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm.

Thiết kế và chế tạo hệ thống kỹ thuật

Do bản chất của đồ án là chế tạo một hệ thống thiết bị cơ điện phục vụ chế biến thực phẩm, nhóm tác giả đã thực hiện toàn diện các bước từ tính toán thông số công nghệ, thiết kế không gian hình học, lập bản vẽ kỹ thuật đến gia công cơ khí và tích hợp hệ thống điện điều khiển.

Thông số kỹ thuật thiết kế ban đầu

Các thông số công nghệ đầu vào làm cơ sở tính toán hệ thống bao gồm:

• Năng suất sấy định mức: 12 kg nguyên liệu chuối tươi/mẻ.
• Độ ẩm ban đầu của chuối ($\omega_1$): 77%.
• Độ ẩm yêu cầu sau sấy ($\omega_2$): 15%.
• Khối lượng riêng của chuối nguyên liệu ($\rho$): $977\text{ kg/m}^3$.
• Nhiệt độ sấy thiết lập: $65^\circ\text{C}$.
• Thời gian sấy dự kiến: 7 giờ.
• Vận tốc dòng khí đối lưu trong buồng: $5\text{ m/s}$.

Kết cấu cơ khí của thiết bị

Hệ thống máy sấy được thiết kế dạng cụm thiết bị khép kín, bao gồm các thành phần cơ khí chính:

• Buồng sấy: Có dạng hình hộp chữ nhật với kích thước bao $Dài \times Rộng \times Cao = 710\text{ mm} \times 605\text{ mm} \times 800\text{ mm}$. Cấu trúc gồm vỏ máy, vách ngăn hướng dòng khí, mặt lưng buồng sấy, khung đỡ, gioăng và cánh cửa máy có lợi cửa nhằm giảm tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh. Vật liệu chế tạo được đánh bóng nhằm đảm bảo vệ sinh thực phẩm và nâng cao khả năng phản xạ bức xạ.
• Khay chứa nguyên liệu: Tổng cộng 12 khay sấy dạng hình chữ nhật với kích thước mỗi khay $575\text{ mm} \times 300\text{ mm} \times 20\text{ mm}$. Các khay được chia làm 2 dãy độc lập đặt song song (mỗi bên 6 khay), tạo thành kết cấu 6 tầng khay sấy đối xứng.
• Nguồn cấp nhiệt bức xạ: Sử dụng hệ thống đèn phát tia hồng ngoại gồm 12 bóng, công suất mỗi bóng là $250\text{ W}$ (tổng công suất nhiệt bức xạ lắp đặt là $3000\text{ W}$). Nguồn nhiệt được phân bố đồng đều với 2 bóng bố trí ở mỗi tầng khay sấy, kết hợp với các thanh điện trở nhiệt phụ trợ.
• Hệ thống thông gió và đối lưu: Trang bị 1 quạt ly tâm công suất $1\text{ HP}$ kết hợp cùng cụm cánh quạt ly tâm và bẫy thông gió điều chỉnh, có nhiệm vụ luân chuyển tác nhân sấy đối lưu cưỡng bức xuyên qua bề mặt các tầng khay, gia tốc quá trình tách và thải ẩm ra khỏi buồng sấy.
• Phương pháp gia công chế tạo: Quá trình chế tạo tại xưởng thực hiện qua các công đoạn cắt gọt kim loại, gia công tiện trục và ống gá, phay định hình, uốn kim loại tấm tạo vỏ buồng sấy, hàn ghép nối khung vỏ và đánh bóng bề mặt.

Hệ thống điện và tự động hóa

• Tủ điện điều khiển: Thiết kế tủ điện riêng biệt tích hợp bảng mạch điều khiển, thiết bị bảo vệ đóng cắt, rơ le trung gian và card giao tiếp hệ thống.
• Cảm biến và hiển thị: Lắp đặt hệ thống cảm biến nhiệt độ và các thiết bị đo kiểm môi trường sấy, truyền tín hiệu đo về bộ điều khiển trung tâm.
• Chế độ vận hành: Sau khi cài đặt các thông số ban đầu (nhiệt độ sấy, chu kỳ chạy quạt, thời gian sấy), thiết bị vận hành hoàn toàn tự động, tự động đóng ngắt và duy trì mức nhiệt ổn định trong suốt chu trình làm khô nguyên liệu.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về vật liệu sấy và các công nghệ làm khô hiện đại:

• Trình bày tính chất hóa lý của vật ẩm, phân tích bản chất liên kết ẩm mao dẫn và ẩm keo theo quan điểm nhiệt động học; định nghĩa chi tiết các đại lượng độ ẩm tương đối, độ ẩm tuyệt đối và độ chứa ẩm.
• Đánh giá tổng quan các công nghệ sấy phổ biến gồm: sấy tự nhiên bằng năng lượng mặt trời; các phương pháp sấy nhân tạo như sấy thăng hoa (dưới điểm ba thể $0,0098^\circ\text{C}$ và áp suất $4,58\text{ mmHg}$), sấy chân không, sấy bơm nhiệt ($35 - 45^\circ\text{C}$), sấy đối lưu (phòng sấy, hầm sấy, sấy thùng quay, sấy phun), sấy tiếp xúc và sấy tang trống.
• Trình bày tĩnh học và động học quá trình sấy, so sánh các trường hợp sấy lý thuyết ($h = const$) và sấy thực tế có bổ sung nhiệt trong phòng sấy, sấy có gia nhiệt giữa chừng và sấy có hoàn lưu không khí.
• Trình bày lý thuyết bức xạ hồng ngoại, định luật Planck, định luật Wien, tiêu chuẩn DIN 5031, phân tích cơ chế truyền nhiệt bức xạ sâu vào lòng vật liệu.
• Tổng quan về thành phần hóa học của chuối (độ ẩm, đường, vitamin, khoáng chất) và đề xuất sơ đồ quy trình công nghệ chế biến chuối sấy dẻo bằng bức xạ hồng ngoại.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu tính toán thiết kế chế tạo

Nội dung chương 2 tập trung xây dựng cơ sở phương pháp luận kỹ thuật cho việc chế tạo máy sấy:

• Xác lập sơ đồ nguyên lý tính toán, thiết kế và chế tạo máy sấy hồng ngoại.
• Trình bày phương pháp tiếp cận hệ thống và phương pháp tổng hợp tài liệu chuyên ngành.
• Thiết lập hệ thống công thức tính toán cân bằng vật chất: tính lượng ẩm cần tách $W = G_1(\omega_1 - \omega_2)/(100 - \omega_2)$, xác định khối lượng vật liệu khô tuyệt đối $G_k$, diện tích bề mặt tiếp xúc $F$ và thể tích chứa liệu buồng sấy.
• Thiết lập hệ thống phương trình cân bằng năng lượng: tính toán lượng nhiệt tiêu hao làm bay hơi ẩm $Q_w$, tổn thất nhiệt qua thành vỏ buồng sấy ra môi trường $Q_{tt}$, nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra và công suất nhiệt tổng thể cần cấp cho hệ thống.
• Thống kê các phương pháp gia công cơ khí (tiện, phay, uốn, đánh bóng inox) và cấu hình thiết bị điện, cảm biến và card giao tiếp phục vụ điều khiển tự động hóa.

Chương 3: Tính toán, thiết kế và chế tạo

Chương này đi vào tính toán kích thước cụ thể và quy trình lắp ráp hoàn thiện máy:

• Tính toán kích thước không gian làm việc của buồng sấy ($710\text{ mm} \times 605\text{ mm} \times 800\text{ mm}$) dựa trên thể tích của 12 kg nguyên liệu chuối rải trên 12 khay ($575\text{ mm} \times 300\text{ mm} \times 20\text{ mm}$).
• Xác định cân bằng nhiệt lượng cụ thể, tính toán công suất phát bức xạ của 12 bóng đèn hồng ngoại ($250\text{ W}$/bóng) và công suất tiêu thụ của quạt đối lưu ($1\text{ HP}$).
• Xây dựng hệ thống bản vẽ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh: bản vẽ tổng thể vỏ máy, bản vẽ bơm/quạt ly tâm, bản vẽ tấm vách ngăn dòng khí, bản vẽ vách lưng buồng sấy, bản vẽ lợi cửa và cánh cửa, bản vẽ bẫy thông gió, bản vẽ khay chứa liệu và bản vẽ tủ điện điều khiển.
• Triển khai gia công thực tế tại xưởng: hàn lắp buồng sấy, gắn quạt ly tâm, đánh bóng hoàn thiện mặt trong và ngoài buồng sấy.
• Gia công phần điện: thiết kế sơ đồ mô phỏng mạch điện, lắp đặt bảng điện, đấu nối các thiết bị bảo vệ, rơ le, hoàn thiện bảng vẽ card giao tiếp và hiệu chỉnh thiết bị tự động điều khiển trước khi thử nghiệm.

Chương 4: Khảo nghiệm thực tế, hiệu chỉnh hệ thống sấy, thảo luận

Chương cuối cùng ghi nhận các dữ liệu vận hành thực tế và tối ưu hóa chế độ sấy:

• Tiến hành các mẻ sấy thực nghiệm chuối với các chế độ nhiệt độ và thời gian khác nhau để khảo sát tốc độ thoát ẩm:
  • Mẻ thí nghiệm ở nhiệt độ $70^\circ\text{C}$.
  • Mẻ thí nghiệm với thời gian sấy kéo dài $8\text{ giờ}$.
  • Mẻ thí nghiệm ở chế độ nhiệt độ $62^\circ\text{C}$.
• Theo dõi diễn biến giảm ẩm theo thời gian, đo đạc thông số dòng khí đối lưu và công suất tiêu thụ điện của buồng sấy.
• So sánh các kết quả khảo nghiệm để hiệu chỉnh thông số điều khiển của hệ thống tự động, đưa ra chế độ sấy tối ưu nhằm thu được sản phẩm chuối sấy dẻo đạt độ ẩm cuối theo thiết kế (khoảng 15%) cùng các chỉ tiêu cảm quan tốt nhất về màu sắc, mùi vị và hình thái.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và công nghệ

• Chế tạo thành công mô hình hệ thống sấy bức xạ hồng ngoại thông minh hoàn chỉnh với năng suất định mức 12 kg nguyên liệu chuối/mẻ.
• Thiết bị vận hành ổn định với kết cấu buồng sấy kích thước $710\text{ mm} \times 605\text{ mm} \times 800\text{ mm}$, 12 khay sấy ($575\text{ mm} \times 300\text{ mm} \times 20\text{ mm}$), hệ thống 12 bóng hồng ngoại công suất $250\text{ W}$ và quạt đối lưu $1\text{ HP}$.
• Hệ thống điều khiển tự động hóa hoạt động chính xác theo các thông số cài đặt, cho phép duy trì nhiệt độ buồng sấy ổn định trong các khoảng khảo nghiệm ($62^\circ\text{C}$, $65^\circ\text{C}$, $70^\circ\text{C}$).
• Khảo nghiệm thành công quá trình chế biến chuối sấy dẻo: sản phẩm đạt độ ẩm cuối từ độ ẩm ban đầu 77% xuống xấp xỉ 15%, đảm bảo chất lượng cảm quan đồng đều giữa các tầng khay, giữ được màu sắc tự nhiên và hương thơm đặc trưng của chuối.

Đóng góp của đề tài

• Về mặt lý thuyết: Cung cấp tài liệu hoàn chỉnh về tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và truyền nhiệt bức xạ hồng ngoại áp dụng riêng cho đối tượng nguyên liệu nông sản keo xốp mao dẫn (chuối).
• Về mặt thực tiễn: Thiết kế và chế tạo thành công một mẫu máy sấy có mức độ tự động hóa cao hơn các thế hệ thiết bị trước đó, kiểm soát được thông số bức xạ $E$ ($W/m^2$), rút ngắn chu kỳ sấy, giảm chi phí năng lượng và có khả năng triển khai ứng dụng trực tiếp tại các cơ sở chế biến thực phẩm quy mô vừa và nhỏ.
• Về mặt công nghệ: Xây dựng được quy trình công nghệ sấy dẻo chuối bằng bức xạ hồng ngoại với các thông số nhiệt độ và thời gian được kiểm chứng qua số liệu thực nghiệm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của nghiên cứu:
  • Khảo nghiệm công nghệ mới chỉ được thực hiện trên một đối tượng nguyên liệu duy nhất là chuối tiêu/chuối tươi với quy mô mẻ sấy 12 kg.
  • Các chế độ khảo nghiệm thực tế chủ yếu tập trung quanh các mức nhiệt độ $62^\circ\text{C}$, $65^\circ\text{C}$ và $70^\circ\text{C}$ trong dải thời gian từ 7 đến 8 giờ.
  • Đánh giá chất lượng sản phẩm sấy mới dừng ở mức xác định độ ẩm và đánh giá cảm quan (màu sắc, cấu trúc, mùi vị), chưa có các phân tích hóa lý sâu về sự biến đổi vi chất, vitamin và hoạt độ của nước ($a_w$).
• Hướng mở rộng tiếp theo:
  • Tiếp tục thử nghiệm hệ thống trên nhiều loại nguyên vật liệu nông sản và thực phẩm khác nhau (các loại củ, quả, dược liệu).
  • Tối ưu hóa thuật toán điều khiển thông minh để tự động điều chỉnh linh hoạt công suất bức xạ theo từng giai đoạn sấy đẳng tốc và giảm tốc nhằm tiết kiệm năng lượng triệt để hơn.
  • Nghiên cứu mở rộng quy mô buồng sấy lên năng suất bán công nghiệp và công nghiệp lớn hơn.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm: Tham khảo quy trình công nghệ chế biến chuối sấy dẻo, phương pháp xác lập chế độ sấy thực nghiệm và các tính toán động học truyền ẩm trong vật liệu keo xốp mao dẫn.
• Sinh viên và kỹ sư ngành Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử: Tham khảo toàn bộ phương pháp tính toán cân bằng năng lượng buồng sấy hồng ngoại, hệ thống bản vẽ chi tiết các cụm kết cấu cơ khí (buồng sấy, cánh cửa, quạt ly tâm, bẫy thông gió) và sơ đồ đấu nối mạch điện, card giao tiếp điều khiển tự động tại Chương 2 và Chương 3.
• Các cơ sở chế biến nông sản: Tham khảo mô hình thiết bị và thông số kỹ thuật thực tế để chế tạo hoặc cải tiến các máy sấy hồng ngoại năng suất nhỏ phục vụ sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

1. Các thông số công nghệ ban đầu được xác định để tính toán thiết kế máy sấy là gì?
Các thông số thiết kế ban đầu bao gồm: năng suất 12 kg nguyên liệu chuối/mẻ, độ ẩm chuối trước sấy 77%, độ ẩm sau sấy 15%, khối lượng riêng của chuối nguyên liệu là $977\text{ kg/m}^3$, nhiệt độ sấy thiết kế $65^\circ\text{C}$, thời gian sấy tính toán 7 giờ và vận tốc đối lưu không khí trong buồng là $5\text{ m/s}$.

2. Kết cấu buồng sấy và cách bố trí hệ thống đèn hồng ngoại được thiết kế ra sao?
Buồng sấy có dạng hình hộp chữ nhật kích thước $Dài \times Rộng \times Cao = 710\text{ mm} \times 605\text{ mm} \times 800\text{ mm}$. Bên trong chứa 12 khay sấy kích thước $575\text{ mm} \times 300\text{ mm} \times 20\text{ mm}$ chia làm 2 bên (mỗi bên 6 khay tạo thành 6 tầng). Hệ thống cấp nhiệt gồm 12 bóng đèn hồng ngoại công suất $250\text{ W}$/bóng, được bố trí đều đặn với 2 bóng ở mỗi tầng khay, kết hợp quạt ly tâm đối lưu $1\text{ HP}$.

3. Khóa luận sử dụng các phương pháp gia công cơ khí nào để chế tạo máy?
Để chế tạo các chi tiết cơ khí của buồng sấy, vỏ máy, cánh quạt và khung gá, tác giả đã áp dụng 4 phương pháp gia công cơ khí chính gồm: tiện (gia công các chi tiết trục, ống lót), phay (gia công rãnh và mặt phẳng khung), uốn (tạo hình kim loại tấm cho vỏ và vách buồng sấy) và đánh bóng bề mặt kim loại.

4. Quá trình vận hành khảo nghiệm thực tế đã thử nghiệm những chế độ công nghệ nào?
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các mẻ sấy khảo nghiệm thực tế tại các mức thông số: mẻ sấy ở nhiệt độ $70^\circ\text{C}$, mẻ sấy với thời gian kéo dài 8 giờ, và mẻ sấy ở nhiệt độ $62^\circ\text{C}$. Dựa trên các dữ liệu đo đạc về tốc độ giảm ẩm và chất lượng cảm quan của chuối, nhóm đã hiệu chỉnh để xác lập chế độ sấy tối ưu.

5. Điểm cải tiến kỹ thuật của hệ thống sấy này so với các thế hệ máy sấy trước đây là gì?
Theo tác giả, hệ thống sấy được chế tạo là phiên bản thông minh và tiết kiệm năng lượng hơn nhờ khả năng kiểm soát cường độ bức xạ $E$ ($W/m^2$). Bức xạ hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp qua va chạm photon vào electron của vật liệu và môi trường sấy, giúp buồng sấy nhanh đạt nhiệt độ cài đặt, đẩy nhanh tốc độ bay hơi ẩm và rút ngắn thời gian làm khô, đồng thời hệ thống được tích hợp bảng mạch điều khiển tự động hóa hoàn toàn chu trình sấy.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Hoàng Khánh Dương và Nguyễn Phúc Quang Bảo đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu tính toán, thiết kế và chế tạo thực tế hệ thống sấy hồng ngoại thông minh năng suất 12 kg nguyên liệu/mẻ. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa tính toán lý thuyết nhiệt - ẩm, gia công cơ khí chính xác và tích hợp hệ thống điều khiển tự động hóa. Kết quả khảo nghiệm thực tế với nguyên liệu chuối cho thấy thiết bị vận hành ổn định, sản phẩm chuối sấy dẻo đạt độ ẩm theo thiết kế và đảm bảo tốt các tiêu chí cảm quan, khẳng định tính đúng đắn của phương pháp thiết kế và tiềm năng ứng dụng vào thực tế sản xuất chế biến nông sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Nguyên vật liệu sấy 1. Vật liệu ẩm Những vật liệu được sử dụng làm vật liệu sấy đều là những vật ẩm có chứa một khối lượng chất lỏng đáng kể (chủ yếu là nước) [4]. Theo quan điểm hoá lý, vật ẩm là một hệ liên kết phân tán giữa pha phân tán và môi trường phân tán.

Pha phân tán là một chất có cấu trúc mạng hay khung không gian từ chất rắn phân đều trong môi trường phân tán (là một chất khác). Có nhiều cách phân loại, phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong kỹ thuật là cách phân loại dựa vào tính chất vật lý vật thể của A. Theo cách phân loại này, vật liệu ẩm được chia thành 3 loại [4]: ❖ Vật xốp mao dẫn Những vật trong đó ẩm liên kết với vật liệu chủ yếu bằng mối liên kết mao dẫn được gọi là vật xốp mao dẫn. Chúng có khả năng hút mọi chất lỏng dính ướt không phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất lỏng.

Ở những vật liệu này, lực mao dẫn lớn hơn rất nhiều so với trọng lượng ẩm chứa trong vật và quyết định hoàn toàn sự lan truyền ẩm trong vật. Đặc điểm của những vật xốp mao dẫn sau khi sấy thì nó trở nên dòn và có thể bị vỡ vụn thành bột. Ví dụ: đường tinh thể, muối ăn v. ❖ Vật keo Vật keo là vật có tính dẻo do có cấu trúc hạt.

Trong vật keo, ẩm liên kết ở dạng hấp thụ và thẩm thấu. Các vật keo có đặc điểm chung là khi sấy bị co ngót nhiều mà vẫn giữ được tính dẻo. Ví dụ: gelatin, các sản phẩm từ bột nhào, tinh bột. ❖ Vật keo xốp mao dẫn Bao gồm tính chất của hai nhóm trên.

Về cấu trúc các vật này thuộc xốp mao dẫn, nhưng về bản chất là các vật keo, có nghĩa là thành mao dẫn của chúng có tính dẻo, khi hút ẩm các mao dẫn của chúng trương lên, khi sấy khô thì co lại. Loại vật liệu này chiếm phần lớn các vật liệu sấy. Ví dụ: ngũ cốc, các hạt họ đậu, bánh mì, rau, quả v. Các đặc trưng trạng thái ẩm của vật liệu sấy Độ ẩm tuyệt đối: Những vật đem đi sấy thường chứa một lượng ẩm nhất định.

Trong quá trình sấy ẩm, chất lỏng bay hơi, độ ẩm của nó giảm đi. Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định bởi độ ẩm và nhiệt độ của nó. 3 Độ ẩm tuyệt đối là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng vật khô tuyệt đối. Công thức xác định độ ẩm tuyệt đối là: Gn 0 = *100(%) (1.1) Gk 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 [4] Độ ẩm toàn phần là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng của vât ẩm, ký hiệu độ ẩm tương đối như sau Gn = *100(%) (1.2) G Trong đó: G là khối lượng vật ẩm: G = Gn + Gk (kg) Độ ẩm tương đối có giá trị từ 0 – 100%. Vật có độ ẩm toàn phần 0% là vật khô tuyệt đối và 100% là nước. Như vậy độ ẩm toàn phần luôn luôn nhỏ hơn 100% [4].2) Ta có quan hệ giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm toàn phần ta có: Gn G /100  0 = *100 = = (%) (1.3) Gk G − GN 1− Gn G  0 = *100% (1.4) 100 −  Muốn quan sát quá trình sấy bằng đường cong sấy một cách rõ ràng (tạo thành điểm uốn giữa hai đoạn sấy) người ta thường sử dụng độ ẩm tuyệt đối, còn với độ ẩm tương đối thường biểu thị trạng thái ẩm của nguyên vật liệu. Độ chứa ẩm (độ chứa hơi) là tỷ số giữa lượng chứa ẩm trong vật với khối lượng vật khô tuyệt đối.

Độ chứa ẩm ký hiệu là d. Ta có: Gn PNV / RnT Pn Rk d0 = = = .5) Gk PkV / Rk T Pk Rn Trong đó: 4 Rk = 8314/29 ≈ 287; Rn = 8314/18 ≈ 462; Pk = 𝛽 – Pn; Pn = 𝜑0.Phbh Áp suất khí quyển 𝛽 = 760 mmHg = 760/ (7,5.10-3) = 101333,33 (N/m2) = 1 atm 29 là phân tử lượng trung bình của không khí; 18 là phân tử lượng của nước 0 Rhbh Vậy ta có: d 0 = 0, 622.6)  − 0 Rhbh Vật liệu bị sấy là vật liệu ẩm đã bị tách một phần hay toàn bộ lượng ẩm. Thông thường vật liệu ẩm được sấy đến độ ẩm phù hợp nào đó chứ không sấy đến mức chỉ còn chất khô tuyệt đối. Độ chứa ẩm đặc trưng cho toàn bộ vật và từng vật vùng của vật thể.

Nếu độ chứa ẩm phân bố đều trong toàn bộ vật thể thì 𝜔𝑜 = 100 do% [6]. Nồng độ ẩm là khối lượng ẩm chứa trong 1m3 vật thể. Nồng độ ẩm kí hiệu N. Ta có: Gn kg N= ( ) (1.7) V m3 Trong đó V là thể tích vật Nếu gọi 𝜌𝑘 là khối lượng riêng của vật khô tuyệt đối thì từ (1.8) Độ ẩm tới hạn Wth Độ ẩm cân bằng của vật ẩm trong môi trường không khí có độ ẩm tương đối  =100% gọi là độ ẩm tới hạn Wth.

Độ ẩm này là giới hạn của quá trình hấp thụ ẩm của vật hay là giới hạn của độ ẩm liên kết. Sau đó muốn tăng độ ẩm của vật phải nhúng vật vào trong nước hoặc có nước ngưng tụ trên bề mặt vật. Ẩm thâm nhập vào vật sau này gọi là ẩm tự do (hình vẽ 1. Trên đường cong vận tốc sấy, Wth là điểm uốn giữa giai đoạn vận tốc sấy không đổi và giai đoạn vận tốc sấy thay đổi.

Độ ẩm tới hạn được xác định bằng cách đo độ ẩm cân bằng của vật liệu với không khí bao quanh vật thể đó có độ ẩm tương đối 100 %, hoặc bằng đường cong hấp thụ đẳng nhiệt của vật thể. Độ ẩm tới hạn của nguyên liệu hoặc sản phẩm càng lớn thì khả năng hút ẩm càng lớn khi bảo quản trong không khí ẩm. 5  Ẩm liên kết Ẩm tự do Vùng hấp thụ Vùng sấy Ẩm không thể thải ra Ẩm có thể thải ra 0 0 W W Hình 1. Đường cong hấp thụ 1.

Trạng thái tương tác Hình 1. đẳng nhiệt giữa ẩm và môi trường 1. Trạng thái liên kết của nước trong vật liệu ẩm Các liên kết giữa ẩm với vật khô có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy. Nó sẽ chi phối diễn biến của quá trình sấy.

Vật ẩm thường là tập hợp của ba pha: rắn, lỏng và khí (hơi). Các vật rắn đem đi sấy thường là các vật xốp mao dẫn hoặc keo xốp mao dẫn. Trong các mao dẫn có chứa ẩm lỏng cũng với hỗn hợp hơi khí có thể tích rất lớn (thể tích xốp) nhưng tỷ lệ khối lượng của nó so với phần rắn và phần ẩm lỏng có thể bỏ qua. Do vậy trong kỹ thuật sấy thường coi vật thể chỉ gồm phần rắn khô và chất lỏng.

Nước có trong vật ẩm có thể chia thành hai nhóm: nước tự do và nước liên kết. Nước tự do nằm ở bề mặt vật, có áp suất riêng bằng áp suất hơi nước bão hòa ứng với nhiệt độ hiện tại của vật ẩm. Nước liên kết tạo ra trong vật ẩm có áp suất riêng nhỏ hơn áp suất bão hòa ứng với nhiệt độ của vật. Do khả năng phản ứng hóa học và hòa tan mạnh các chất nên trong sản phẩm thực phẩm không có nước nguyên chất mà ở dạng dung dịch.

Muốn tách nước ra khỏi vật ẩm cần có năng lượng bằng hay lớn hơn năng lượng liên kết của nó với vật ẩm. Để có thể lựa chon phương pháp tách nước tốt nhất, cần phải biết các dạng liên kết của nó với vật ẩm [5]. Có nhiều cách phân loại các dạng liên kết ẩm. Trong đó phổ biến nhất là cách phân loại theo bản chất hình thành liên kết của P.

Theo cách này, 6 tất cả các dạng lên kết ẩm được chia thành ba nhóm chính: liên kết hoá học, liên kết hoá lý và liên kết cơ lý. ❖ Dạng liên kết hóa học Liên kết hóa học giữa vật ẩm và vật khô rất bền vững, trong đó, các phân tử nước đã trở thành một bộ phận trong thành phần hóa học của các phân tử vật ẩm [4]. Liên kết hóa học của nước có hai loại: liên kết ion như Ca (OH)2 và liên kết phân tử như trong muối hydrat MgCl2. Liên kết ion được hình thành bởi những phản ứng hóa học nên rất bền vững.

Muốn phá vỡ liên kết này phải dùng các phản ứng hóa học hoặc nung đến nhiệt độ rất cao [5]. Liên kết phân tử có thể quan sát qua quá trình kết tủa của các dung dịch [5] Trong quá trình sấy ẩm, liên kết hóa học không bị tách ra. Quá trình sấy yêu cầu giữ nguyên các tính chất hóa lý của vật [4]. ❖ Liên kết hóa lý Liên kết hóa lý không đòi hỏi nghiêm ngặt về tỉ lệ thành phẩn liên kết.

Liên kết hóa lý có 2 loại: liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu. Liên kết hấp phụ của nước gắn liền với các hiện tượng xảy ra trên bề mặt giới hạn của các pha (rắn hoặc lỏng). Liên kết hấp phụ: trong các vật ẩm ta gặp những vật keo. Vật keo có cấu tạo dạng hạt.

Bán kính tương đương của hạt từ 0. Do cấu tạo dạng hạt nên vật keo có bề mặt bên trong rất lớn. Vì vậy, nó có năng lượng bề mặt tự do đáng kể. Khi tiếp xúc với không khí ẩm hay trực tiếp với nước, ẩm sẽ xậm nhập vào vật theo các bề mặt tự do này tạo thành liên kết hấp phụ giữa nước và bề mặt.

Liên kết thẩm thấu: là sự liên kết hóa lý giữa nước với vật rắn khi có sự chênh lệch nồng độ các chất hòa tan ở trong và ngoài tế bào, tức là có chênh lệch áp suất hơi nước. Quá trình thẩm thấu không kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt và không làm cho vật biến dạng. Về bản chất, ẩm thẩm tháu trong các tế bào không khác với nước bình thường và không chứa các chất hòa tan vì các chất hòa tan không thể khuếch tán vào trong tế bào cùng với nước [4]. ❖ Liên kết cơ lý Đây là dạng liên kết giữa nước và vật liệu được tạo thành do sức căng bề mặt của nước trong các mao dẫn hay trên bề mặt ngoài của vật.

Liên kết cơ học bao gổm liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn vả liên kết dính ướt [4]. Các phương pháp sấy 1.