TIỂU LUẬN: Thiết bị sấy băng tải

Chia sẻ: nguyenvannamnu

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt.

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: TIỂU LUẬN: Thiết bị sấy băng tải

Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




TRƯỜNG ………………….
KHOA…………………
----- ----


TIỀU LUẬN

Đề tài:



Thiết bị sấy băng tải




Trang 1/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




NỘI DUNG TIỂU LUẬN...........................................................................................4

TĨNH LỰC HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ...............................................................4

VẬT LIỆU ẨM ...........................................................................................................4

Phân loại vật liệu ẩm ...................................................................................................4

Ở điều kiện bình thường PKKK=P; t = 273oK thì ρKKK=1,29 kg/m3 ...........................10

Ở đây: Ckkk: nhiệt dung riêng của không khí khô, ở nhiệt độ t .................................10

...........................................................................................................11

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy...............................................................14

Khi đó: ........................................................................................14

Biểu đồ I – X của không khí ẩm ................................................................................15

Sơ đồ máy sấy 1 cấp và biểu diễn của quá trình sấy trên đồ thị i-X.........................16

Sơ đồ máy sấy nhiều cấp và biểu diễn của quá trình sấy trên đồ thị i-X..................16

Sơ đồ máy sấy tuần hoàn và biểu diễn quá trình sấy trên đồ thị i-X ........................17

ĐỘNG LỰC HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ...........................................................18

Wbh = r.(PM - PB).F.T (kg) .........................................................................................18

Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy: .................................................................20

Mặt khác, dQ = a.F.(tK - ts).dT ..................................................................................21

PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ SẤY .....................................................................23

Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu ........................................................................................24

Sơ đồ mấy sấy băng tải một chặng một tầng ............................................................27

Máy sấy băng tải loại một chặng. .............................................................................27

Mô hình máy sấy băng tải dạng một chặng – ba tầng. .............................................29

Sơ đồ máy sấy băng tải một chặng – hai tầng ..........................................................30

Máy sấy băng tải loại ba chặng. ...............................................................................30

Trang 2/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Sơ đồ máy sấy băng tải ba chặng..............................................................................31

Lưới băng tải có bản tựa tiếp hợp.............................................................................31

Mô tả sự quan trọng của máy tiếp liệu. ....................................................................34

Máy tiếp liệu rung .....................................................................................................34

Một loại chải băng tải. ..............................................................................................35

Q = h.A.∆T ...............................................................................................................36

∆T: chênh lệch nhiệt độ giữa dòng khí và sản phẩm ................................................36

Q = hV.V.∆T .............................................................................................................37

SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH SẤY VÀ
BẢO QUẢN..............................................................................................................42

Bảng 3 .......................................................................................................................47

Bảng 4 .......................................................................................................................48

Máy sấy băng tải với không khí nóng trong thép không rỉ .......................................52

Máy sấy băng tải thực phẩm .....................................................................................53

Máy sấy băng tải .......................................................................................................53

Mô hình máy sấy băng tải .........................................................................................54

Sơ đồ của một máy sấy băng tải................................................................................54

Loại thường dùng ......................................................................................................55




Trang 3/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




NỘI DUNG TIỂU LUẬN
♫☺♫


KHÁI NIỆM
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho
vật liệu bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần số cao.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo
quản được tốt.
Trong quá trình sấy nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do quá trình
khuếch tán bởi sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và sự chênh lệch
áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường chung quanh. Sấy
là một quá trình không ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời
gian.
Quá trình sấy được khảo sát về hai mặt: tĩnh lực học và động lực học:
- Trong tĩnh lực học, sẽ xác định được mối quan hệ giữa các thông số đầu và
cuối của vật liệu sấy và các tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất –
năng lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng
nhiệt cần thiết.
- Trong động lực học, sẽ khảo sát mối liên hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm
vật liệu với thời gian và các thông số của quá trình. Ví dụ như tính chất và cấu trúc
của vật liệu, kích thước vật liệu, các điều kiện thủy động lực học của tác nhân
sấy…Từ đó xác định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp.


TĨNH LỰC HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SẤY
VẬT LIỆU ẨM
Phân loại vật liệu ẩm

Trang 4/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


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).
Dựa theo tính chất lý học, người ta có thể chia vật ẩm ra thành ba loại:
- Vật liệu keo đặc trưng: là vật có tính dẻo do có cấu trúc hạt. Nước hoặc ẩm
ở dạng liên kết hấp thụ và thẩm thấu. Các vật keo có đặc điểm chung là khi sấy bị
co ngót khá nhiều, nhưng vẫn giữ được tính dẻo. Ví dụ: gelatin, các sản phẩm từ bột
nhào, tinh bột...
- Vật liệu mao dẫn xốp: nước hoặc ẩm ở dạng liên kết cơ học do áp lực mao
quản hay còn gọi là lực mao dẫn. Vật liệu này thường dòn hầu như không co lại và
dễ dàng làm nhỏ (vỡ vụn) sau khi làm khô. Ví dụ: đường tinh thể, muối ăn, v.v...
- Vật liệu 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.v...
1.1.1. Các dạng liên kết 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.
Dựa vào bản chất của liện kết người ta xếp thành ba nhóm liên kết chính:
liên kết hoá học, liên kết hoá lý và liên kết cơ lý.
1.1.1.1. Liên kết hoá học
Liên kết hoá học giữa ẩm và vật khô rất bền vững trong đó, các phân tử nước
đã trở thành một bộ phận trong thành phần hoá học của phân tử vật ẩm. Loại ẩm
này gọi là ẩm liên kết chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hoá học và thường phải
nung nóng đến nhiệt độ cao. Sau khi tách ẩm tính chất hoá lý của vật thay đổi. Ẩm

Trang 5/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


này có thể tồn tại ở dạng liên kết phân tử như trong muối hydrat MgCl2.6H2O hoặc
ở dạng liên kết ion như Ca(OH)2.
Trong quá trình sấy (nhiệt độ 120 – 150oC) không tách được ẩm liên kết hóa
học.
1.1.1.2. Liên kết hoá lý
Liên kết hoá lý không đòi hỏi nghiêm ngặt về tỷ lệ thành phần liên kết. Có
hai loại: liên kết hấp phụ (hấp thụ) và liên kết thẩm thấu. Liên kết hấp phụ của nước
có gắn liền với các hiện tượng xảy ra trên bề mặt giới hạn của các pha (rắn hoặc
lỏng). Các vật ẩm thường là những vật keo, có cất tạo hạt. Bán kính tương đương
của hạt từ 10-9 - 10-7 m. Do cấu tạo 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 ẩm, ẩm sẽ xâm nhập vào các bề mặt tự do này tạo thành liên kết hấp phụ
giữa ẩm và bề mặt.
Liên kết thẩm thấu là sự liên kết hoá lý giữa nước và vật rắn khi có sự chênh
lệch nồng độ các chất hoà tan ở trong và ngoài tế bào. Khi nước ở bề mặt vật thể
bay hơi thì nồng độ của dung dịch ở đó tăng lên và nước ở sâu bên trong sẽ thấm ra
ngoài. Ngược lại, khi ta đặt vật thể vào trong nước thì nước sẽ thấm vào trong.
1.1.1.3. Liên kết cơ lý
Đây là dạng liên kết giữa ẩm và vật liệu được tạo thành do sức căng bề mặt
của ẩm trong các mao dẫn hay trên bề mặt ngoài của vật. Liên kết cơ học bao gồm
liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và liên kết dính ướt.
- Liên kết cấu trúc: là liên kết giữa ẩm và vật liệu hình thành trong quá trình
hình thành vật. Ví dụ: nước ở trong các tế bào động vật, do vật đông đặc khi nó có
chứa sẵn nước. Để tách ẩm trong trường hợp liên kết cấu trúc ta có thể làm cho ẩm
bay hơi, nén ép vật hoặc phá vỡ cấu trúc vật,... Sau khi tách ẩm, vật bị biến dạng
nhiều, có thể thay đổi tính chất và thậm chí thay đổi cả trạng thái pha.
- Liên kết mao dẫn: nhiều vật ẩm có cấu tạo mao quản. Trong các vật thể này
có vô số các mao quản. Các vật thể này khi để trong nước, nước sẽ theo các mao
quản xâm nhập vào vật thể. Khi vật thể này để trong môi trường không khí ẩm thì
hơi nước sẽ ngưng tụ trên bề mặt mao quản và theo các mao quản xâm nhập vào
trong vật thể.

Trang 6/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


- Liên kết dính ướt: là liên kết do nước bám dính vào bề mặt vật. Ẩm liên kết
dính ướt dễ tách khỏi vật bằng phương pháp bay hơi đồng thời có thể tách ra bằng
các phương pháp cơ học như: lau, thấm, thổi, vắt.
1.1.2. Các đặc trưng trạng thái ẩm của vật liệu
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.
1.1.2.1. Độ ẩm tuyệt đối
Bỏ qua khối lượng khí và hơi không đáng kể, người ta có thể coi vật liệu ẩm
là hỗn hợp cơ học giữa chất khô tuyệt đối và ẩm.
m = mo + W
Ở đây: m: khối lượng nguyên vật liệu ẩm.
mo: khối lượng chất khô tuyệt đối.
W (hoặc mn): khối lượng ẩm.
Độ ẩm tuyệt đối: là tỷ số giữa khối lượng ẩm W và khối lượng chất khô tuyệt
đối mo của nguyên vật liệu:

(%)



X thay đổi từ 0 đến h.
Giữa khối lượng chất khô m0, khối lượng chung m và độ ẩm tuyệt đối X có
mối quan hệ:



1.1.2.2. Độ ẩm tương đối
Là tỷ số giữa khối lượng ẩm W trên khối lượng chung của nguyên vật liệu:
100(%)



w độ ẩm tương đối của nguyên liệu ẩm thay đổi từ 0 đến 1. Với w = 0 nghĩa
là vật liệu khô tuyệt đối; với m0=0, nghĩa là chỉ có ẩm thì w=1.



Trang 7/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Trước khi sấy khối lượng của nguyên liệu ẩm là m1 và độ ẩm tương đối là w1,
sau khi sấy là m2 và w2. Biết rằng trong khi sấy khối lượng chất khô mo không thay
đổi nên ta có:
mo = m1(1-w1) = m2(1-w2)
Từ đó ta có:



Trong biểu thức trên có 4 đại lượng, nhưng nếu 3 đại lượng đã biết thì từ đó
ta có thể tính được đại lượng thứ tư.
Năng suất của một máy sấy có thể xác định theo khối lượng ẩm (W tách ra từ
nguyên vật liệu trong quá trình sấy): ΔW = m1 - m2




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 X, còn
với độ ẩm tương đối w thường biểu thị trạng thái ẩm của nguyên vật liệu.
1.2. MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ ẨM
Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, không gây độc hại và
không gây bẩn sản phẩm sấy. Không khí là hỗn hợp của nhiều chất khí khác nhau.
Thành phần của không khí bao gồm các chất, chủ yếu là N2, O2, hơi nước, ngoài ra
còn có 1 số chất khí khác như: CO2, khí trơ, H2, O3...Không khí là một khí thực,
nhưng thực tế không khí sử dụng để sấy thường ở áp suất thấp (áp suất khí quyển)
và nhiệt độ không cao (từ hàng chục độ đến dưới vài trăm độ). Vì vậy, khi sử dụng
có thể coi không khí là khí lý tưởng, mặc dù trong không khí có chứa hơi nước,
nhưng áp suất riêng phần của nó không lớn. Trong các điều kiện như trên, khi coi
không khí là khí lý tưởng thì sai số gặp phải là chấp nhận được ( t2) và nhu cầu nhiệt q cũng
phải lớn hơn tức là đoạn thẳng 1-3’.
1.5.3. Máy sấy nhiều cấp




Sơ đồ máy sấy nhiều cấp và biểu diễn của quá trình sấy trên đồ thị i-X
Nhu cầu nhiệt riêng sẽ được tính theo công thức:



Trang 16/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




So sánh với máy sấy một cấp:
- Nhu cầu nhiệt bằng nhau nếu độ ẩm ban cuối của không khí sấy giống
nhau, trong khi nhiệt độ đun nóng không khí thấp hơn nhiều.
- Nhu cầu nhiệt nhỏ hơn nếu nhiệt độ đun nóng không khí sấy giống nhau,
trong đó sự thay đổi di/dx xảy ra tương tự như máy sấy một cấp.
1.5.4. Máy sấy tuần hoàn




Sơ đồ máy sấy tuần hoàn và biểu diễn quá trình sấy trên đồ thị i-X
- Máy sấy tuần hoàn được sử dụng với những sản phẩm nhạy cảm với nhiệt
độ sấy và không khí sấy đi vào cần được giữ ở trạng thái ít bị thay đổi, tức là ít phụ
thuộc vào điều kiện thời tiết bên ngoài, khi đó không khí mới (không khí bên ngoài)
được hỗn hợp với một phần không khí sấy đi ra khỏi máy sấy.
- Cân bằng hỗn hợp:
Đối với lượng không khí sấy: mKKm + mth = mKK
Đối với hàm ẩm: mKKm.X1 + mth.X4 = mKK.X2
Đối với năng lượng: mKKm.i1 + mth.i4 = mKKm.X2
- Cân bằng nhiệt lượng:
mKKm.i1 + Q = (mKK - mth).i4 = mKKm.i4
Q = mKKm.(i4 - i1)




Trang 17/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


1.5.5. Máy sấy thực tế



hoặc q = l.(i3-i1) - qbs + qG - iWv + qtt
Đối với máy sấy lý thuyết ta có:
q = l.(i3-i1), tức là qbs + iWv = qG + qtt
I II
Nếu bỏ qua nhiệt liên kết của nước trong sản phẩm sấy:
- Nếu tổn thất nhiệt qtt và tổn thất nhiệt do sản phẩm trang bị vận chuyển
mang ra cân bằng với nhiệt đung nóng bổ sung, quá trình sấy xảy ra theo đường
hàm nhiệt không đổi nghĩa là I = II.
- Nếu qbs=0, thì III).


ĐỘNG LỰC HỌC CỦA QUÁ TRÌNH
SẤY
1.6. CHUYỂN ĐỘNG CỦA ẨM TRONG SẢN PHẨM SẤY
Quá trình chuyển ẩm trong vật liệu sấy bao gồm: chuyển dời ẩm từ bên trong
vật liệu ẩm tới bề mặt của nó, ẩm bay hơi ở bề mặt, chuyển dời ẩm ở dạng hơi từ bề
mặt vật liệu đến luồng không khí sấy bao quanh vật liệu sấy.
Ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu sấy ra môi trường sấy chung quanh, cần
được đền bù bằng cách chuyển ẩm từ bên trong vật liệu sấy ra đến bề mặt của nó.
Lượng ẩm bay hơi và chuyển từ bề mặt vật liệu ra môi trường xung quanh có
thể tính theo phương trình:
Wbh = r.(PM - PB).F.T (kg)
Trong đó:
PM: áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy (N/m2)
PB: áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (N/m2)


Trang 18/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


T: thời gian sấy (s;h)
r: hệ số bốc hơi (kg/N.s hoặc kg/m2.h)
Độ dẫn ẩm: là quá trình chuyển dời ẩm bên trong sản phẩm sấy do sự chênh
lệch ẩm giữa các lớp bề mặt và các lớp bên trong của vật liệu sấy, được thực hiện
nhờ lực khuếch tán, thẩm thấu, lực mao quản, ...
Do có độ dẫn ẩm mà ẩm chuyển dời ở thể lỏng khi độ ẩm lớn hoặc ở thể hơi
khi độ ẩm bé, theo hướng từ trung tâm ra đến bề mặt của nó.
Trong giai đoạn vận tốc sấy không đổi, ẩm chỉ bốc hơi ở bề mặt vật liệu sấy.
Sau điểm tới hạn thứ I, quá trình bốc ẩm xuất hiện ở bên trong các mao quản.
Trong giai đoạn vận tốc sấy giảm, ẩm được chuyển từ bên trong vật liệu ra
đến bề mặt thường ở thể hơi, mà hơi này được tạo ra ở “lớp bay hơi” hay còn gọi là
“màng sấy” ở sâu trong vật liệu và kèm theo sự khuếch tán ở thể lỏng.
Sau điểm tới hạn thứ II sự chuyển dời ẩm trong sản phẩm sấy hầu như chỉ ở
thể hơi.
Lượng ẩm chuyển dời do độ ẩm dẫn ẩm qua bề mặt F, sau thời gian T, từ một
điểm của vật liệu có độ ẩm W1 đến điểm khác có độ ẩm W2 (nếu W1>W2), có thể
xác định theo biểu thức sau:

(kg)

Trong đó:
Kw: hệ số dẫn ẩm, phụ thuộc vào lực liên kết ẩm trong vật liệu sấy và
tính chất của vật liệu (m2/s).
W: độ ẩm của vật liệu sấy kg/kg chất khô.
b: khoảng cách giữa hai điểm có nồng độ ẩm khác nhau (m)
Ngoài ra, ẩm còn có thể chuyển dời nhờ hiện tượng dẫn nhiệt ẩm. Quá trình
này được thực hiện dưới tác dụng của nhiệt khuếch tán và sự co dãn của không khí
trong các mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có
nhiệt độ thấp hơn, nghĩa là từ bề mặt nóng nhất phía ngoài vào sâu trong vật liệu (từ
ngoài vào trong) và kèm theo ẩm.
Lượng ẩm chuyển dời qua bề mặt F và sau thời gian T từ điểm có nhiệt độ t1
đến điểm có nhiệt độ t2 (với t1>t2) có thể xác định theo biểu thức sau:


Trang 19/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Trong đó:
Kt: hệ số dẫn nhiệt ẩm [kg/m.s.độ]
b: khoảng cách giữa 2 điểm trong vật liệu có nhiệt độ khác nhau t1 và
t2 [m].
Hiện tượng dẫn nhiệt ẩm làm cản trở chuyển động của ẩm từ bên trong ra đến
bề mặt vật liệu sấy, rõ nhất là bắt đầu giai đoạn tách ẩm liên kết hấp phụ và thẩm
thấu.
Tổng kết quá trình chuyển dời ẩm trong quá trình sấy sẽ là: mw = mΔw - mΔt
1.7. VẬN TỐC SẤY
1.7.1. Khái niệm về vận tốc sấy

(kg/m2.h)

Trong đó:
W: lượng ẩm bay hơi trong thời gian sấy (kg/h)
F: tổng bề mặt bay hơi của sản phẩm sấy (m2)
T: thời gian sấy (h)
Nếu vận tốc sấy không đổi, khi biết vận tốc sấy, thời gian sấy có thể được
tính theo công thức:

(h)

Trong đó:
Gk: khối lượng vật liệu sấy tính theo khối lượng khô tuyệt đối (kg/h)
W1, W2: độ ẩm ban đầu và ban cuối của sản phẩm sấy tính bằng kg/kg
sản phẩm khô tuyệt đối.
Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy:
- Bản chất của sản phẩm sấy: cấu trúc, thành phần hoá học, đặc tính của liên
kết ẩm...
- Hình dáng và trạng thái của sản phẩm sấy.
- Độ ẩm ban đầu, ban cuối và độ ẩm tới hạn của sản phẩm sấy.
- Nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc của tác nhân sấy.
- Chênh lệch nhiệt độ ban đầu và ban cuối của tác nhân sấy.
- Cấu tạo của máy sấy, phương thức sấy và chế độ sấy.

Trang 20/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


1.7.2. Các giai đoạn vận tốc sấy
Đường cong vận tốc sấy: biểu thị quan hệ giữa vận tốc sấy và độ ẩm của sản
phẩm sấy, được xác định bằng thực nghiệm.




Quá trình sấy đến độ ẩm cân bằng gồm các giai đoạn chính:
- Giai đoạn đốt nóng sản phẩm sấy, tương ứng với đoạn AB.
- Giai đoạn vận tốc sấy không đổi (đẳng tốc), đoạn BK1 .
- Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần, tương ứng với đoạn K1C.
- Điểm K1 gọi là điểm tới hạn, tương ứng với độ ẩm tới hạn Wth, tại đó xuất
hiện ẩm tự do.
Việc xác định hai giai đoạn sấy có ý nghĩa quan trọng để thiết lập chế độ sấy
phù hợp với từng giai đoạn sấy và từng loại sản phẩm sấy.
1.7.3. Tính toán vận tốc sấy
1.7.3.1. Giai đoạn vận tốc sấy không đổi
Ẩm được tách ra chủ yếu là do bốc hơi từ bề mặt của sản phẩm sấy, do đó:
dW=b.dQ, trong đó b: hệ số tỉ lệ.
Mặt khác, dQ = a.F.(tK - ts).dT
Trong đó:
a: hệ số cấp nhiệt (kcal/m2.độ)
F: bề mặt trao đổi nhiệt (m2)
tK: nhiệt độ của không khí sấy (oC)
ts: nhiệt độ của sản phẩm sấy (oC)
T: thời gian sấy trong giai đoạn vận tốc sấy không đổi (s)

Trang 21/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


dW = b.a.F. (tK - ts).dT
dW = kt.F. (tK - ts).dT
Trong đó : kt [kg/m2.s.độ] = b.a, là hệ số chuyển khối phụ thuộc vào nhiệt độ.
Phương trình tính vận tốc sấy trong giai đoạn đẳng tốc sẽ là:

(kg/m2.s)

Động lực của quá trình sấy không chỉ được biểu thị bằng sự chênh lệch độ
ẩm, mà còn bằng sự chênh lệch nhiệt độ giữa tác nhân sấy và bề mặt sản phẩm sấy.
Ngoài ra nó còn được biểu diễn bằng hiệu số áp suất riêng phần của hơi nước bão
hoà của không khí Pbh tương ứng với nhiệt độ bay hơi ở bề mặt sản phẩm sấy và áp
suất riêng phần trong không khí Ph, hoặc bằng hiệu số của hàm ẩm không khí trên
bề mặt vật liệu sấy Xbh (có thể coi như hàm ẩm này tương ứng với trạng thái bão
hoà) và hàm ẩm của không khí sấy Xh.
1.7.3.2. Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần (thay đổi)
Quá trình sấy xảy ra là phức tạp. Đường cong sấy có thể cong đều hoặc có
điểm uốn. Để đơn giản hoá và với mức độ gần đúng, người ta có thể coi như vận tốc
sấy giảm theo đường thẳng.
Động lực của quá trình sấy là hiệu số giữa độ ẩm của sản phẩm sấy và độ ẩm
cân bằng của nó và phương trình có dạng:

(kg/m2.h)

Trong đó:
W: độ ẩm của sản phẩm sấy (kg/kg chất khô)
Wcb: độ ẩm cân bằng của sản phẩm sấy (kg/kg chất khô)
kw: hệ số chuyển khối (kg/m2.h)
1.8. THỜI GIAN SẤY
1.8.1. Tính toán thời gian sấy
Thời gian sấy là một thông số đặc biệt quan trọng được sử dụng trong tính
toán thiết kế và vận hành thiết bị sấy.
Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại vật liệu sấy, hình dáng,
kích thước hình học của vật liệu, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, loại thiết bị sấy,



Trang 22/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


phương pháp cấp nhiệt, chế độ sấy. Do đó việc xác định thời gian sấy bằng giải tích
gặp nhiều khó khăn.
Vì vậy trong tính toán thực tế các thiết bị sấy thời gian được xác định theo
thực nghiệm và cả theo kinh nghiệm vận hành.
Tuy nhiên trong nghiên cứu các thiết bị sấy mới và để sấy các vật liệu khi
chưa có kinh nghiệm người ta phải dựa vào lý thuyết giải tích hoặc nửa giải tích nửa
thực nghiệm để tính toán thời gian sấy.
1.8.2. Nguyên tắc xác định thời gian sấy bằng giải tích
1- Xây dựng mô hình vật lý phù hợp với vật liệu cần sấy và với một thiết bị
sấy nào đó phù hợp với phương pháp cấp nhiệt và chế độ sấy.
2- Từ mô hình vật lý thiết lập mô hình toán học của bài toán truyền nhiệt
truyền chất, nghĩa là viết hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất cùng với các điều
kiện đơn trị tương ứng. Trong hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất phải thể
hiện mô hình vật lý một cách toàn diện, chính xác nhưng cũng lược bỏ những nhân
tố phụ để mô hình toán học đơn giản và có thể giải được.
3- Giải mô hình toán học để xác định thời gian sấy: Do trong mô hình vật lý
và cả mô hình toán học đã được bỏ đi một số những yếu tố vì vậy thời gian sấy xác
định bằng giải tích sẽ sai khác với thực tế, cho nên cần phải trải qua thực nghiệm để
chỉnh lý cho phù hợp.


PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ SẤY
Sấy có thể được chia ra hai loại: sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị (sấy nhân
tạo).
Sấy tự nhiên: quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị.
Các phương pháp sấy nhân tạo thực hiện trong các thiết bị sấy.
Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau. Căn cứ vào phương pháp
cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy
thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở...
Thiết bị sấy băng tải là thiết bị hoạt động dựa trên phương pháp sấy đối lưu.
Vì vậy, tiểu luận chỉ đề cập đến phương pháp sấy đối lưu.


Trang 23/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


1.9. THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU
Nguyên lý hoạt động:
- Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ
ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy
bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy.
- Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang
dòng chuyển động của sản phẩm. Bảng 2.1 so sánh các phương pháp chuyển động
khác nhau của tác nhân sấy.
- Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục. Trên hình vẽ
dưới là sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng.




Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu
1 – quạt, 2 – caloriphe, 3 – buồng sấy
- Sản phẩm sấy có thể lấy ra khỏi buồng sấy theo mẻ hoặc liên tục tương ứng
với nạp vào. Caloriphe 2 đốt nóng không khí có thể là loại caloriphe điện, caloriphe
hơi nước v.v...
- Kết cấu thực của hệ thống rất đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chế
độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển
động của tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy...
Bảng 1 :So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy.




Trang 24/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Hướng chuyển
Ưu điểm Nhược điểm
động tác nhân sấy
Tốc độ sấy ban đầu cao, ít khó đạt được độ ẩm cuối
bị co ngót, tỷ trọng thấp, thấp vì không khí nguội
Cùng chiều
sản phẩm ít hư hỏng, ít và ẩm thổi qua sản phẩm
nguy cơ hư hỏng do VSV sấy.
Năng lượng được sử dụng Sản phẩm dễ bị co ngót,
kinh tế hơn, độ ẩm cuối hư hỏng do nhiệt. Có nguy
Ngược chiều cùng thấp hơn. cơ hư hỏng VSV do
không khí ẩm, ấm gặp
nguyên liệu ướt.
Kết hợp ưu điểm của sấy Phức tạp và đắt tiền hơn
cùng chiều và ngược so với sấy một chiều.
Dòng khí thoát ở trung
chiều nhưng không bằng
tâm
sấy bằng dòng khí thổi cắt
ngang.
Kiểm soát điều kiện sấy Đầu tư trang bị, vận hành
linh hoạt bằng các vùng và bảo dưỡng thiết bị
Dòng khí thổi cắt ngang
nhiệt được kiểm soát riêng phức tạp và đắt tiền.
biệt; tốc độ sấy cao.


Đối với quá trình sấy chi phí năng lượng là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu
quả kinh tế sản xuất, vì vậy khi thiết kế, cần chú ý đến các biện pháp làm giảm sự
thất thoát nhiệt, tiết kiệm năng lượng. Ví dụ:
- Cách nhiệt buồng sấy và hệ thống ống dẫn.
- Tuần hoàn khí thải qua buồng sấy
- Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt từ không khí thoát ra để đung
nóng không khí hoặc nguyên liệu vào.
- Sử dụng nhiệt trực tiếp từ lửa đốt khí tự nhiên và từ các lò đốt có cơ cấu
làm giảm nồng độ khí oxit nitơ.

Trang 25/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


- Sấy thành nhiều giai đoạn (ví dụ: kết hợp sấy tầng sôi với sấy thùng hoặc
sấy phun kết hợp với sấy tầng sôi).
- Cô đặc trước nguyên liệu lỏng đến nồng độ chất rắn cao nhất có thể.
- Kiểm soát tự động độ ẩm không khí bằng máy tính.
1.10. THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI
1.10.1.Giới thiệu về máy sấy băng tải
Máy sấy băng tải là máy sấy đa năng nhất được sử dụng để sấy nhiều loại sản
phẩm với kích cỡ, cấu tạo và hình dạng khác nhau. Ví dụ: hạnh nhân, thức ăn gia
súc, than, cao su…Việc hiểu sai về quá trình truyền nhiệt truyền khối trong máy sấy
sẽ dẫn đến giảm năng suất, tiêu hao năng lượng và chất lượng sấy không đồng đều.
1.10.2.Cấu tạo máy sấy băng tải
Nhìn chung loại máy sấy này thích hợp để sấy vật liệu dạng hạt có đường
kính từ 1 – 50mm, không thích hợp để sấy vật liệu màng và huyền phù đặc.
Quá trình sấy lý tưởng khi các sản phẩm xếp chồng lên nhau nhưng không
quá dính vào nhau. Sự xếp chồng lên nhau của sản phẩm sẽ giảm được kích thước
thiết bị với một thời gian sấy cho trước.
Những sản phẩm nhỏ và nhẹ khó gia công có thể được sấy trong máy sấy
băng tải nếu máy sấy được thiết kế đúng. Ví dụ: thiết kế một máy sấy băng tải có
chiều dòng khí từ trên hướng xuống sẽ giữ được sản phẩm trên băng tải. Thời gian
sấy mất khoảng 5 – 240 phút. Thời gian sấy có thể dài hơn đáng kể trong những
máy sấy băng tải rất lớn.
Các máy sấy băng tải có cấu hình dựa trên sự sắp xếp băng tải và chiều dòng
khí.
1.10.2.1. Máy sấy dạng một chặng – một tầng




Trang 26/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Sơ đồ mấy sấy băng tải một chặng một tầng




Máy sấy băng tải loại một chặng.
Là loại máy sấy băng tải đơn giản nhất chỉ có một băng tải đơn để vận
chuyển sản phẩm. Sản phẩm được phân phối trên băng tải ở phía cấp liệu và được
băng tải vận chuyển qua suốt máy sấy. Trong khi đó, những quạt thổi khí gắn trên
vỏ máy thổi không khí đi từ trên xuống xuyên qua nó được sử dụng như môi trường
làm lạnh.
Buồng khí thường đặt bên cạnh băng tải có tác dụng cung cấp không khí
nóng và thu khí thải ra khỏi máy sấy. Một số máy sấy loại này có đến hai buồng khí
cho phép điều chỉnh dòng khí linh hoạt và sấy đều hơn.
Phía cuối máy sấy có bộ phận để làm lạnh những sản phẩm bị đặc lại trước
khi đóng gói. Nếu nhiệt độ làm lạnh lớn hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, thì
không khí trong môi trường sẽ được đưa vào làm lạnh trực tiếp trong máy sấy,
ngược lại thì phải được làm lạnh trước.


Trang 27/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Quá trình dòng khí chuyển động trong máy sấy một chặng – một tầng với một
buồng khí đơn.
ƯU ĐIỂM
Máy sấy được chia thành nhiều khu vực sấy độc lập, ở đó có nguồn nhiệt và
quạt tuần hoàn riêng nên sấy đồng đều hơn.
Nhiệt độ, tốc độ của dòng khí có thể được điều chỉnh khi vật liệu đi qua máy
sấy.
Sự tuần hoàn của băng tải cho phép chải sạch băng khi sấy và tạo điều kiện
cho bộ phận làm sạch hoạt động dễ dàng.
Máy sấy một chặng – một tầng thích hợp sấy những sản phẩm không dính
với nhau và không bám lên băng tải. Đặc biệt, đối với những vật liệu giòn không thể
vận chuyển từ băng tải trên xuống băng tải dưới.
NHƯỢC ĐIỂM
Dòng khí phải xuyên qua hết chiều dày của lớp vật liệu quá trình sấy mới
được hoàn thành.
Các sản phẩm có thể sấy trên loại máy sấy này: những sản phẩm bị giãn nở
vì nhiệt, hạnh nhân, gỗ, than, các sợi tổng hợp và các polyme siêu hấp phụ…
1.10.2.2. Máy sấy dạng một chặng – nhiều tầng




Trang 28/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Khắc phục được nhược điểm của máy sấy một chặng – một tầng là dòng
không khí không cần phải xuyên qua hết bề dày lớp vật liệu trên một băng.




Mô hình máy sấy băng tải dạng một chặng – ba tầng.
Nhiều sản phẩm có thể xếp chồng lên nhau dày hơn sau khi chúng được sấy
riêng từng phần.
Máy sấy một chặng – nhiều tầng cho phép điều khiển những băng tải chạy
với tốc độ khác nhau. Bằng cách cho tầng sau chạy chậm hơn tầng trước, người ta
có thể tăng chiều dày của lớp vật liệu. Phương pháp này làm giảm kích thước thiết
bị so với máy một chặng – một tầng với cùng một thời gian sấy xác định. Sự di
chuyển của sản phẩm từ tầng trên xuống tầng dưới làm bẻ gãy những khối sản phẩm
đã kết dính tạo điều kiện để sấy đồng đều.
Máy sấy một chặng – nhiều tầng là máy sấy đa năng nhất trong các loại máy
sấy băng tải. Không chỉ điểu chỉnh được nhiệt độ và vận tốc dòng khí qua lớp sản
phẩm mà còn đều chỉnh được bề dày của nó.
Loại máy sấy này có một hạn chế là giá thành cao và đòi hỏi không gian lắp
đặt lớn.
Các sản phẩm có thể sấy bằng loại máy sấy này là: ngũ cốc, hạnh nhân, rau
quả, sợi tổng hợp…




Trang 29/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Sơ đồ máy sấy băng tải một chặng – hai tầng
1.10.2.3. Máy sấy dạng nhiều chặng
Có nhiều ưu điểm như máy sấy một chặng – nhiều tầng. Những băng tải
được xếp chồng lên nhau và chuyển động ngược chiều nhau. Vật liệu đưa vào máy
ở băng trên cùng và di chuyển xuống những băng phía dưới. Cấu hình máy sấy kiểu
này thường có 2 hoặc 3 chặng, số chặng nhiều hơn 3 hiếm thấy. Máy sấy loại này
cho phép điều chỉnh bề dày sản phẩm một cách linh động. Nhưng do khó chia vùng
sấy nên không điều chỉnh được nhiệt độ và tốc độ dòng khí. Để có thể chia vùng thì
cần bố trí dòng khí liên hợp trong buồng khí và khu vực nguồn nhiệt.




Máy sấy băng tải loại ba chặng.
Việc bố trí nhiều lớp băng tải dạng này sẽ làm cho việc làm sạch băng tải gặp
khó khăn hơn so với máy một chặng – nhiều tầng. Mặc dù có những nhược điểm đó
nhưng máy sấy băng tải nhiều tầng là máy sấy băng tải thông dụng nhất trong nhiều



Trang 30/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


ngành công nghiệp. Giá và không gian lắp tương đối nhỏ, khả năng điều chỉnh bề
dày sản phẩm khiến nó trở thành máy sấy lý tưởng cho nhiều quá trình sấy.
Một số loại sản phẩm được sấy bằng máy sấy này: thức ăn gia súc, ngũ cốc,
các vật liệu dạng paste…




Sơ đồ máy sấy băng tải ba chặng
1.10.3. Các bộ phận máy sấy băng tải
1.10.3.1. Hệ thống băng tải
Hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm qua máy sấy. Chúng được lắp đặt
chắc chắn để chịu sức nặng của sản phẩm và có thể vận chuyển sản phẩm liên tục
hàng năm mà ít khi hư hỏng. Chúng thường được làm từ lưới kim loại hoặc tấm kim
loại được đục lỗ, những lỗ đó thường có dạng lỗ tròn hay rãnh tròn, những rãnh tròn
có khả năng giữ sản phẩm kém hơn lỗ tròn ngoại trừ sản phẩm dẹt.




Lưới băng tải có bản tựa tiếp hợp.
Việc lựa chọn chính xác kích thước lỗ và phần trăm kích thước lỗ hoặc kích
thước lưới có tính quyết định đến hoạt động chính xác của máy sấy, nó phải đủ lớn
để dòng khí có thể đi xuyên qua sấy sản phẩm nhưng phải đủ nhỏ để giữ sản phẩm
không rớt xuống băng dưới. Nhưng lỗ nhỏ thường bị hút bởi sản phẩm nhỏ, mịn hay


Trang 31/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


dạng vật liệu màng làm cho dòng khí không đi qua được nên tốc độ sấy và sự đồng
đều bị giảm.
Băng tải được cố định bởi những con chạy hoặc bởi khung chịu lực di động
nhằm chịu sức nặng của sản phẩm. Bản tựa để cố định tấm kim loại đục lỗ bao gồm
toàn bộ gân chịu lực được thiết kế để chịu sức nặng của sản phẩm mà không cần
con chạy hoặc kết cấu chịu lực khác. Nó thường rộng 100 – 300 mm theo hướng
chuyển động và 1 – 4m theo chiều ngang của máy.
Băng tải được truyền động trực tiếp bởi băng tải khác hoặc bởi dây đai được
gắn liền với hai bên con chạy của băng. Truyền động bằng con chạy thường gặp
hơn trong sản xuất.
Kết cấu của băng tải phụ thuộc vào vật liệu được sấy. Sản phẩm được tính
toán trước mức tiêu thụ của con người hoặc có tính chất ăn mòn đòi hỏi băng tải
bằng thép không gỉ, thường dùng AISI 300. Ví dụ như 304 hay 316 là thông dụng
nhất. Tuy nhiên một số loại AISI 400 như 409 cũng được sử dụng. Những sản phẩm
khác được sấy bằng thép cacbon. Miễn là sự đông dặc trên băng tải được tránh khi
máy sấy ngừng hoạt động thì băng tải làm bằng thép cacbon cũng bền như băng tải
làm bằng thép không gỉ.
Khi sản phẩm được xếp chồng lên từ 25mm đến 1m trên băng tải thì một số
phương pháp giữ sản phẩm ở hai bên của băng phải được hợp nhất vào trong thiết
kế. Việc này được hoàn thành bởi rãnh dẫn hướng ở hai bên. Rãnh động được nối
liền với bản tựa để cố định phần dưới của băng tải và rãnh tĩnh được gắn với khung
của máy sấy. Khe hở giữa thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh phải không rò rỉ sản
phẩm và hạn chế tối đa sự chuyển dòng của không khí. Trong một số trường hợp
thanh dẫn tĩnh có thể được đệm kín trực tiếp với băng tải để di chuyển mà không
cần sử dụng thanh dẫn động.
1.10.3.2. Vỏ máy sấy
Vỏ máy sấy được thiết kế bằng một khung thép với bản cách âm và cửa giữ
nhiệt. Vỏ máy phải chứa được không khí nóng và chống lại sự ăn mòn. Những máy
sấy dùng để sấy thực phẩm, sấy những sản phẩm ăn mòn hoặc được vệ sinh bằng
nước thì có vỏ được làm bằng thép không gỉ. Vỏ máy được thiết kế đúng sẽ dễ dàng
vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng.

Trang 32/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


1.10.3.3. Quạt khí
Quạt sử dụng trong máy sấy có thể được gắn trong hoặc ngoài máy. Có hai
loại: quạt tuần hoàn không khí qua các băng tải và quạt xả khí ra từ máy sấy. Quạt
tuần hoàn được gắn vào trong vỏ máy là quạt ly tâm, cánh quạt không nằm trong
“scroll fan”, nó làm tăng áp lực ở ngăn mà nó được gắn. Quạt được thiết kế đúng và
đặc điểm của quạt quyết định đến hoạt động của băng tải. Hầu hết máy sấy băng tải
có thể sấy được nhiều loại sản phẩm ở nhiều lưu lượng khác nhau. Nên quạt được
chọn không nhạy với sự thay đổi về sản phẩm sấy hay lưu lượng sấy. Đa số quạt
được sử dụng là loại quạt ly tâm có cánh nghiêng về phía sau. Quạt này được chọn
vì lưu lượng lớn, hiệu suất cao, ít tiếng ồn và giá tương đối thấp.
.




Một loại “scroll fan” Quạt ly tâm có cánh nghiêng
ra sau

1.10.3.4. Nguồn nhiệt
Nhiệt trong máy sấy băng tải thường được cung cấp trực tiếp do đốt cháy khí
thiên nhiên hoặc gián tiếp do hơi nóng trong óng xoắn. Tuy nhiên một số nguồn
nhiệt khác cũng được sử dụng như: khí LB, dầu mazut, nhiên liệu lỏng hoặc lò nung
điện. Nguồn nhiệt được lắp đặt ngay sau quạt tuần hoàn. Trong một số trường hợp
như: khi sử dụng dầu mazut với thực phẩm cho người hoặc khi một lượng bụi lớn bị
lôi cuốn theo dòng khí nhiệt được truyền không trực tiếp qua thiết bị trao đổi nhiệt
gió – gió. Một số trường hợp khác như tận dụng nguồn khí thải có độ ẩm thấp
nhưng nhiệt độ cao từ những quá trình khác hoặc việc đốt nóng trực tiếp trong quá
trình tuần hoàn khí không thực hiện được, người ta có thể sử dụng không khí nóng
để bổ sung một phần nhiệt lượng cho máy sấy.
1.10.3.5. Tiếp liệu

Trang 33/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Máy tiếp liệu là một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy sấy băng
tải. Trong các hệ thống sấy đối lưu bắt buộc dòng khí qua sản phẩm phải đồng đều.
Quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong hệ thống này tỉ lệ với vận tốc dòng khí
qua vật liệu.




Mô tả sự quan trọng của máy tiếp liệu.
Dòng khí sẽ ưu tiên qua những khu vực có lớp vật liệu mỏng hơn do trở lực
nhỏ hơn. Nên lớp vật liệu khô hơn phần còn lại. Sản phẩm có thể được tải lên băng
tải theo một số cách. Người ta có thể sử dụng loại máy tiếp liệu có máng rung hoặc
băng tải rung để rải đều sản phẩm trên băng tải.




Máy tiếp liệu rung
1.10.3.6. Các bộ phận khác
Những sản phẩm như ngũ cốc có khung hướng dính lại với nhau hoặc bám
lên băng tải. Khối sản phẩm bám lên băng tải là một vấn đề trong quá trình sấy khi
không khí không xuyên qua được. Sự dính của sản phẩm lên băng tải cũng là một
vấn đề làm cho sản phẩm không di chuyển xuống băng tải kế tiếp hoặc đổ ra ngoài.

Trang 34/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Một số phụ kiện có thể giúp giải quyết vấn đề này. Máy ghè đục hoặc máy khoan,
bao gồm một trục quay có những đinh lớn. Những cái đinh này xuyên qua và bẻ gãy
khối sản phẩm hoặc giúp gỡ bỏ chúng ra khỏi băng tải. Những phụ kiện này phải
được đặt vào đúng vị trí cần thiết, nếu đặt sai vị trí các sản phẩm sẽ dính lại với
nhau hoặc sẽ gây hư hỏng sản phẩm. Những bàn chải cũng có thể được sử dụng để
làm sạch băng tải.




Một loại chải băng tải.
Những phụ kiện khác có thể được thêm vào máy sấy băng tải như hệ thống
CIP (Clean – In – Place), hệ thống thu hồi nhiệt, hệ thống xả khí thải, hệ thống điều
khiển tự động.
1.10.4.Sự lựa chọn máy sấy và kích thước
Bước đầu tiên trong việc lựa chọn máy sấy băng tải là chọn cấu hình chính
xác phù hợp với vật liệu được sấy. Trong một số trường hợp cấu hình máy sấy
không chỉ được quyết định bởi sản phẩm mà còn bởi giá thành và không gian lắp
đặt. Máy sấy kiểu một chặng – nhiều tầng là loại máy sấy đa năng nhất. Tuy nhiên,
nó đòi hỏi vốn đầu tư và không gian lắp đặt lớn.
Một khi đã xác định được cấu hình máy sấy thì kích thước máy sấy có thể
được chọn sao cho phù hợp. Sự định cỡ máy sấy có thể dựa trên mô hình lý thuyết,
thử trong phòng thí nghiệm hoặc kinh nghiệm sản xuất trước đây đối với từng loại
sản phẩm. Mặc dù, phương pháp sử dụng mô hình lý thuyết phù hợp để phát triển
một mô hình chung cho tất cả các sản phẩm nhưng nó không bao giờ thay thế được


Trang 35/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


các phương pháp như kiểm tra trong phòng thí nghiệm hoặc dựa trên kinh nghiệm
trong sản xuất. Hầu hết những kinh nghiệm trong quá trình sấy băng tải rất khó dự
đoán trên lý thuyết. Ví dụ như tính thấm của băng tải sản phẩm sẽ thường không
tuyến tính với sự tăng chiều dày của lớp vật liệu. Với một số sản phẩm ẩm ướt, tính
thấm của lớp sản phẩm sẽ giảm khi những hạt vật liệu ép chặt lại với nhau và lắp
kín lên băng tải. Những ảnh hưởng khác như trường hợp sự đông cứng, sản phẩm sẽ
kết lại thành khối và chất lượng sản phẩm cũng khó được dự đoán theo mô hình lý
thuyết. Cần phải thực hiện việc kiểm tra trong phòng thí nghiệm để xác định giới
hạn nhiệt độ cho chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu. Ví dụ: mùi vị của nhiều sản
phẩm sẽ giảm bớt nếu nhiệt độ quá cao.
Những thí nghiệm đối với mẫu sản phẩm nhỏ đóng vai trò quyết định đến
việc lực chọn kích cỡ của máy sấy băng tải. Quá trình hoạt động liên tục của máy
sấy có thể được mô hình hóa trong phòng thí nghiệm bằng những tủ sấy hoạt động
ổn định, riêng lẻ. Trong tủ sấy, nhiệt độ và chiều hướng dòng khí tác động lên sản
phẩm thay đổi sao cho phù hợp với quá trình sấy bằng băng tải.
Tuy nhiên, quá trình sấy thử nghiệm bằng tủ sấy không thể mô tả đúng được
quy trình sấy băng tải trong thực tế. Vì lý do đó các sản phẩm đã được chạy thử trên
máy sấy băng tải hoạt động liên tục trong phòng thí nghiệm. Việc sấy thử nghiệm
bằng băng tải có ý nghĩa hơn so với việc kiểm tra bằng tủ sấy, tuy nhiên mô hình
sấy thử nghiệm bằng băng tải vẫn còn có nhiều hạn chế so với quá trình sấy bằng
băng tải trong thực tế. Thế nhưng kết quả của quá trình sấy thử nghiệm bằng băng
tải cũng đáng tin cậy.
Khi sản phẩm sấy được xếp chồng lên nhau thì rất khó để xác định diện tích
bề mặt được sấy. Đây là một đại lượng cần thiết để xác định lượng nhiệt trao đổi
bằng công thức:
Q = h.A.∆T
Trong đó:
h: hệ số truyền nhiệt (kW/m2.0C)
∆T: chênh lệch nhiệt độ giữa dòng khí và sản phẩm
Q: nhiệt trao đổi (kW)
A: diện tích bề mặt trao đổi (m2)

Trang 36/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Nhưng diện tích bề mặt là một thông số khó xác định được khi sấy sản phẩm
xếp chồng lên nhau. Vì vậy, ta thường xác định nhiệt trao đổi theo công thức:
Q = hV.V.∆T
Trong đó:
V: thể tích khối sản phẩm cần sấy (m3)
hV: hệ số truyền nhiệt qua một đơn vị thể tích (kW/m3.0C)
Thể tích của lớp vật liệu thì dễ xác định hơn nhiều so với diện tích bề mặt
sấy. Khi xác định được giá trị hV cho mỗi sản phẩm tại một tốc độ dòng xác định thì
ta có thể tính toán được năng suất máy sấy đối với từng nhiệt độ dòng khí khác
nhau và chế độ hoạt động khác nhau. Khi sử dụng công thức Q = hV.V.∆T thì ta
phải xác định rõ ∆T được tính trong điều kiện như thế nào. Khi dòng khí đi qua lớp
sản phẩm nhiệt độ của nó có thể thay đổi đột ngột. Tốt nhất là xác định giá trị ∆T
trung bình qua lớp băng tải sản phẩm. Thông thường ta xác định kích thước một
máy sấy dựa trên những kinh nghiệm sản xuất trước. Hầu hết các hãng sản xuất có
những kho dữ liệu lớn từ thực nghiệm nên có thể xác định kích thước của máy sấy.
Thông số xác định kích thước là thời gian sấy, đối với mỗi chế độ hoạt động khác
nhau thì thời gian sấy là khác nhau. Bảng 1 cho biết thời gian sấy ứng với một số
loại sản phẩm. Một khi kích thước và cấu hình của máy sấy được xác định thì ta có
thể tính toán được kích thước của các bộ phận dựa trên phương trình cân bằng vật
liệu và cân bằng nhiệt lượng.
Bảng 1:




Ta tính cân bằng nhiệt lượng, cân bằng vật chất đối với nước; cân bằng vật
chất đối với cấu tử khô, và cân bằng vật chất đối với một số cấu tử dễ bay hơi khác.


Trang 37/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Bảng 2 trình bày các kết quả tính được từ cân bằng nhiệt lượng cho một máy sấy có
4 khu vực sấy và 2 tầng sấy. Khu vực sấy 1, 2 cho tầng đầu tiên và khu vực sấy 3, 4
cho tầng thứ 2. Sản phẩm được sấy là ngũ cốc.
Bảng 2:




• Nhiệt cung cấp cho sản phẩm: Nhiệt cung cấp cho sản phẩm được tính dựa
trên nhiệt dung riêng của sản phẩm và độ thay đổi nhiệt độ. Tổng lượng nhiệt trao
đổi để làm tăng nhiệt độ cho sản phẩm là:
Qp = m.Cp.∆T = 5000 (kg/h).1/3600(h/s).1,9(kJ/kg.oC).(80 – 25)(oC) = 145 (kW)
• Nhiệt làm bốc hơi nước có thể được tính dựa trên sự thay đổi entanpi của
nước. Ở ví dụ trên, nước trong vật liệu ở dạng lỏng tại 250C có entanpi bằng 105
kJ/kg và khi ra khỏi máy sấy ở dạng hơi tại nhiệt độ trung bình là 83oC có entanpi
bằng 2650 kJ/kg. Tổng lượng nhiệt bốc hơi nước là:
QE = m.(hv – hw) = 1786 (kg/h). 1/3600(h/s).(2650 – 105) (kJ/kg) = 1263 (kW)
hv: entanpi của hơi nước ở 83oC
hw: entanpi của nước ở 25oC




Trang 38/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


• Khí bổ sung đưa vào máy sấy ở 25oC và ra khỏi máy sấy ở nhiệt độ trung
bình là 83oC. Tổng lượng nhiệt cấp cho khí thải là:
QA = mA.CpA.∆TA = 20500 (nm3/h).1,29 (kg/m3) .1/3600 (h/s) .0,9 (kJ/kg.oC)
.(83 – 25) (oC) = 383 (kW)
• Mất mát: tất các bị mất mát nhiệt. Mức độ mất mát này phụ thuộc vào độ
chênh lệch nhiệt độ giữa dòng khí và môi trường xung quanh, sự cách nhiệt giữa
thiết bị và môi trường có tốt hay không. Việc tính toán lượng nhiệt mất mát này rất
phức tạp. Thông thường người ta coi lượng nhiệt mất mát bằng 7% tổng lượng nhiệt
cung cấp.
1.10.5.Hoạt động và vận hành của máy sấy băng tải
1.10.5.1. Nhiệt độ dòng khí
Sự biến đổi nhiệt độ của không khí trong máy sấy thường được sử dụng để
điều khiển tốc độ sấy. Nếu nhiệt độ không khí tăng, tốc độ sấy tăng và ngược lại.
Nếu sản phẩm ra khỏi máy sấy quá ẩm, người ta cần tăng nhiệt độ dòng khí để giảm
độ ẩm của sản phẩm đến giá trị cần thiết.
Đa số sản phẩm có giới hạn nhiệt độ cao nhất hoặc thấp nhất. Mặc dù, nhiệt
độ của sản phẩm trong máy sấy được quyết định bởi nhiệt độ dòng khí, nhưng phải
hiểu rằng nhiệt độ của sản phẩm trong máy sấy lúc nào cũng nhỏ hơn nhiệt độ của
dòng khí do sự tự bay hơi làm mát. Tuy nhiên, nếu sản phẩm được sấy đến độ ẩm
quá thấp, gần như là khô hoàn toàn thì tốc độ bay hơi giảm và nhiệt độ của sản
phẩm gần như bằng nhiệt độ dòng khí.
Trong một số quá trình, nhiệt độ của dòng khí có thể được điều chỉnh một
cách tự động. Nếu máy đo độ ẩm được gắn trong máy sấy thì nó có thể được sử
dụng trong hệ thống điều khiển để điều chỉnh tự động nhiệt độ dòng không khí. Bởi
vì thời gian sản phẩm qua máy sấy rất dài, kiểu điều chỉnh độ ẩm này sẽ hiệu quả
nếu độ ẩm của vật liệu đưa vào máy sấy được đo và vòng điều khiển nhập liệu để
thiết lập nhiệt độ dòng khí. Những phương pháp điều chỉnh độ ẩm khác sử dụng
một bộ cảm biến nhiệt để lắp vào máy sấy băng tải. Độ giảm nhiệt độ qua lớp sản
phẩm có thể được sử dụng để tính lượng nhiệt trao đổi trong quá trình sấy. Ví dụ:
nếu độ ẩm của sản phẩm trong máy sấy giảm thì lượng nhiệt trao đổi sẽ giảm. Một



Trang 39/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


bộ cảm biến nhiệt sẽ nhận ra điều này qua sự tăng nhiệt độ dòng khí khi ra khỏi máy
sấy và điều chỉnh lại cho đúng.
1.10.5.2. Thời gian lưu và chiều dày lớp vật liệu trên băng tải
Thời gian lưu của sản phẩm trong máy sấy là một thông số quan trọng được
sử dụng để điều chỉnh quá trình sấy. Đại lượng này phụ thuộc vào tốc độ chuyển
động của băng tải. Nếu băng tải chuyển động chậm, sản phẩm sẽ được sấy lâu hơn
nhưng chiều dày sản phẩm sẽ tăng. Để quá trình sản xuất tốt nhất tại một nhiệt độ
khí thấp nhất có thể, băng tải phải chuyển động thật chậm và lớp vật liệu không
được quá dày, nếu quá dày thì dòng không khí khó thể xuyên qua lớp vật liệu.Với
một số sản phẩm khác nếu chúng quá dày sẽ gây ra hiện tượng sản phẩm kết lại
thành khối hoặc gây hại cho sản phẩm. Đối với mỗi loại sản phẩm và mỗi loại băng
tải có một chiều dày tối ưu riêng. Đối với băng tải đầu tiên trong máy sấy băng tải
nhiều chặng hoặc máy sấy băng tải một chặng – nhiều tầng, lớp vật liệu thường
mỏng hơn so với các băng tải tiếp theo. Một khi bề mặt của lớp vật liệu được sấy
từng phần, các vật liệu có thể được xếp chồng lên nhau mà không dính vào nhau
hoặc bị biến dạng.
1.10.5.3. Tốc độ dòng khí
Tốc độ dòng khí qua băng tải thường được cài đặt trong giai đoạn thiết kế và
không phải là một thông số có thể được điều chỉnh. Trong một số trường hợp khi
mà máy sấy băng tải được dùng để sấy những sản phẩm có mật độ thể tích lớn thì
những phương pháp điều chỉnh tốc độ dòng khí cũng được thiết kế tương ứng.
Người ta đặt một bộ giảm tốc vào trong quạt tuần hoàn hoặc điều khiển tốc độ của
quạt. Bộ phận này có thể giảm tốc độ dòng khí đối với sản phẩm nhỏ và nhẹ để
giảm sự lôi cuốn sản phẩm theo dòng khí.
1.10.5.4. Độ ẩm của dòng khí
Độ ẩm của dòng khí vào trong máy sấy là một thông số quan trọng. Nếu độ
ẩm cùa không khí quá cao sẽ làm giảm khả năng sấy và ăn mòn kim loại, ngược lại
sẽ tiêu hao nhiều năng lượng và đối với một số sản phẩm bề mặt sẽ bị cứng lại.
Chính vì sự quan trọng đó nên hầu hết các máy sấy sử dụng bộ cảm biến ẩm đặt
trong những khu vực sấy. Bộ phần này thường được gắn với bộ phận điều chỉnh khí



Trang 40/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


xả hoặc gắn với quạt xả khí để điều chỉnh lượng khí xả dựa trên lượng ẩm trong
máy sấy.
1.10.6.Sự thu hồi nhiệt
Mặc dù phần lớn năng lượng tiêu hao cho việc bốc hơi nước nhưng vẫn có
một phần đáng kể năng lượng bị mất mát. Cách đơn giản nhất để giảm mất mát là
sử dụng khí bổ sung đã được làm nóng sơ bộ. Phương pháp này làm lượng nhiệt
được sử dụng trong máy sấy đạt giá trị nhỏ nhất. Trong nhiều trường hợp một máy
sấy băng tải được lắp nối tiếp với máy làm lạnh, nếu máy làm lạnh sử dụng không
khí trong môi trường làm môi chất lạnh thì nó có thể sử dụng làm khí bổ sung cho
máy sấy.
Nếu không có nguồn nhiệt đun nóng không khí trước thì entanpi của khí thải
có thể được sử dụng để đun nóng khia bỏ sung qua một thiết bị trao đổi nhiệt. Thiết
bị trao đổi nhiệt gió – gió thường được sử dụng. Mặc dù hệ thống thu hồi nhiệt có
thể giảm nhiệt độ tiêu hao xuống khoảng 10%, nhưng chi phí tiết kiệm được phải
lớn hơn chi phí cho sự hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt. Hệ thống này nên được
kiểm tra và làm sạch định kỳ.
1.10.7.Vệ sinh máy sấy
Việc thiết kế bộ phận vệ sinh cho máy sấy băng tải rất quan trọng, đặc biệt là
trong lĩnh vật thực phẩm. Phải vệ sinh máy thường xuyên để ngăn chặn sự phát triển
của vi sinh vật trong máy sấy. Những vết nứt trên vỏ máy sấy là nơi có nhiều hạt
nhỏ, bột thực phẩm, nó thì rất khó để làm sạch nên tạo điều kiện cho vi sinh vật phát
triển. Ở những nơi rửa bằng nước càng làm tăng khả năng phát triển của vi sinh vật.
Nếu bột ẩm còn lại trong khe nứt không được gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết để giết
chết vi sinh vật thì một tình trạng nguy hiểm có thể xảy ra. Tất cả các hệ thống xử lý
thực phẩm đều có khả năng giải quyết mối nguy hại đến từ vi sinh vật.
Việc thiết kế hệ thống vệ sinh máy sấy bao gồm ba bước. Đầu tiên sản phẩm
phải được giữ lại tốt trên băng tải. Phương pháp này không chỉ loại trừ những khu
vực sản phẩm có thể rò rỉ qua băng tải mà còn điều khiển đúng tốc độ dòng khí
trong máy sấy để hạn chế tối đa sự lôi cuốn những vật liệu nhỏ theo dòng khí.
Những khu vực này có khuynh hướng chứa nhiều hạt vật liệu nhỏ bị lôi cuốn bởi



Trang 41/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


dòng khí. Cuối cùng, việc thiết kế được xem là thành công khi máy sấy cho phép vệ
sinh dễ dàng tất cả mọi vị trí bên trong.


SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG THỰC
PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH SẤY VÀ
BẢO QUẢN
1.11. TRÁI CÂY VÀ RAU QUẢ
Hầu hết các loại trái cây và rau quả đều được sấy bằng công nghệ sấy khí
nóng. Đây là công nghệ sấy đơn giản nhất và tiết kiệm nhất so với các phương pháp
khác.
Trong phương pháp sấy bằng khí nóng, khí sẽ được đưa vào tiếp xúc với
nguyên liệu ẩm cần được làm khô tới độ nóng và độ chuyển chất nhất định. Có hai
vần đề quan trọng, trong quá trình chuyển khối là lượng nước tới bề mặt của nguyên
liệu cần sấy và sự loại bỏ hơi nước khỏi bề mặt nguyên liệu.
Để có được sản phẩm sấy có giá trị dinh dưỡng cao thì quá trình loại nước
phải xảy ra nhanh chóng. Có bốn thông số chính ảnh hưởng đến vận tốc và tổng
thời gian sấy lý tính của thực phẩm, đặc biệt là hình dáng và kích thước các hạt .
Các thông số vật lý như nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc dòng khí và chỉ số thiết kế thiết bị
…Việc lựa chọn phương pháp sấy đới với từng loại thực phẩm được quyết định bởi
yêu cầu về chất lượng, nguyên liệu và vấn đề kinh tế.
1.11.1.Sự mất mát hàm lượng vitamin A và vitamin C
Trái cây và rau quả ngoài hàm lượng chất khoáng còn chứa một hàm lượng
lớn vitamin C và tiền vitamin A. Vì vậy, nó cũng có tác động nhất định đến hiệu
suất của quá trình tách nước. Các nhà khoa học đã có nhiều nghiên cứu về ảnh
hưởng của các kỹ thuật công nghệ lên các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm. Sự
tác động của khâu xử lý nguyên liệu, sấy sơ bộ, quá trình tách nước, bảo quản…có
thể làm mất đi một lượng đáng kể vitamin C và carotene. Ví dụ: Carotene hoàn toàn
được giữ lại trong hạt tiêu xanh. Đối với quả đào, 72.7% lượng carotene vẫn còn
được giữa lại trong quá trình xử lý sơ bộ. Sau quá trình sấy, lượng carotene giảm đi
37.7%...


Trang 42/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Việc giữ lại hàm lượng vitamin C trong suốt quá trình sấy sơ bộ và khử
nước, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu tự nhiên.Vì vậy, đối với hồ tiêu xanh hầu
hết lượng giảm vitamin C xảy ra trong suốt quá trình bảo quản. Trong khi đó, quá
trình khử nước lại làm mất một lượng đáng kể vitamin C trong quả đào.
Nhìn chung, quá trình sấy nhanh sẽ giữ lại được hàm lượng vitamin C nhiều
hơn với quá trình sấy chậm. Do đó, lượng vitamin C có trong mô của rau quả bị
mất đi khá nhiều khi sấy khô bằng năng lượng ánh sáng mặt trời (quá trình phơi khô
sản phẩm). Trong khi đó, quá trình tách nước đặc biệt là bằng phương pháp sấy
phun, phương pháp sấy thăng hoa… sẽ giảm sự mất mát dưỡng chất có trong thực
phẩm. Sự tác động của việc sấy bằng năng lượng ánh sáng mặt trời lên vitamin C
làm lượng vitamin giảm đi 21-58%. Lượng giảm này phụ thuộc vào bản chất của
rau quả.
Một cuộc nghiên cứu về sự thay đổi chất lượng của cà rốt trong quá trình sấy
thăng hoa và sấy bằng khí nóng đã chỉ ra rằng giá trị của axit ascorbic sẽ biến đổi từ
15.97 mg/100g đối với mẫu sấy bằng khí nóng tới 33.39 mg/ 100g đối với mẫu sấy
thăng hoa.
Tổng độ giảm α- và β- carotene trong quá trình sấy bằng khí nóng là 19.2% .
Đối với quá trình sấy bằng vi sóng, lượng chất trên giảm 3.2%. Sự giảm hàm lượng
vitamin C thực chất là do chất tẩy trắng.
Nhìn chung, thật khó để so sánh sự mất hàm lượng các vitamin trong quá
trình khử nước. Vì việc bảo tồn được hàm lượng vitamin trong quá trình khử nước
phụ thuộc rất nhiều vào bản chất thực phẩm, quá trình xử lý mẫu, quá trình sấy sơ
bộ và điều kiện sấy như kỹ thuật sấy, thời gian, nhiệt độ…
1.11.2.Giảm sắc tố tự nhiên của rau quả
Màu sắc vốn là một yếu tố rất đặc trưng của thực phẩm. Sản phẩm thực phẩm
sản xuất ra có hấp dẫn và thu hút người tiêu dùng hay không, còn do màu sắc của
thực phẩm quyết định. Chính vì thế, các chỉ số được đưa ra đặc trưng cho từng loại
thực phẩm khác nhau ngày càng nhiều và càng được chú trọng nhiều hơn trong quá
trình sản xuất thực phẩm.
Trong số những chất màu có trong rau quả thì carotenoid và chlorophyl
chiếm một hàm lượng đáng kể. Vì vậy, việc bảo quản những sắc tố này trong suốt

Trang 43/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


quá trình sấy là một vấn rất quan trọng giúp cho sản phẩm vừa thơm ngon, vừa hấp
dẫn người tiêu dùng.
Carotenoid dễ bị phân hủy trong bởi sự oxi hóa trong suốt quá trình khử nước
vì mức độ không bão hòa cao trong cấu trúc hóa học của chúng. Phần lớn
carotenoid tồn tại trong thực phẩm dưới dạng carotene và xanthophyl.
Việc tách các tạp chất trong suốt quá trình tẩy trắng thực phẩm cũng làm ảnh
hưởng đến độ bền của carotenoid trong suốt quá trình sấy và bảo quản. Sự phá hủy
cấu trúc của carotenoid sẽ tăng theo sự chiết tách các tạp chất là ít hay nhiều.
Việc theo dõi sự ảnh hưởng của hoạt độ nước, muối, metabisulfite và
embanox - 6 trong độ bền của carotenoid trong việc sấy khô cà rốt đã cho thấy rằng
hàm lượng sắc tố carotenoid bền nhất ở 0.43 aw, và nếu có thêm muối, metabisulfite
và embanox - 6 sẽ giúp giữ lại độ bền cho carotenoid khi sấy cà rốt.
Tầm quan trọng của chlorophyl trong chế biến thực phẩm được gắn liền với
sự thể hiện của sắc tố đó trên rau quả. Tuy nhiên, lại có rất ít khảo sát được thực
hiện để kiểm tra hàm lượng chất này trong rau quả sau khi đã khử nước trong suốt
quá trình sấy.
Người ta nhận thấy rằng, chlorophyl khá bền trong thực phẩm có độ ẩm thấp.
Sự biến đổi chlorophyl phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, thời gian, độ hoạt động của
enzyme và độ sáng…Chlorophyl thường biến đổi thành pheophytin trong môi
trường bảo quản là axit.
1.11.3.Quá trình oxi hóa và độ giảm hương vị trong thực phẩm
Đặc điểm hương vị sản phẩm đã được sấy khô là một yếu tố quyết định đến
khả năng tiêu thụ của sản phẩm trên thị trường. Hương vị của thực phẩm có thể bị
biến chất rất nhiều trong khâu chuẩn bị nguyên liệu trước khi sấy, trong suốt quá
trình sấy và bảo quản…
Hương vị tự nhiên của thực phẩm có thể bị phá hủy do những nguyên nhân
sau: quá trình vận chuyển, việc trì hoãn quá trình sản xuất, bị chiếu sáng ở nhiệt độ
cao và cả sự tác động của hóa chất. Sự duy trì hương vị là đặc biệt quan trọng đối
với thực phẩm có hương vị được cấu tạo có tính chất dễ bay hơi, chẳng hạn như củ
hành. Sự biến đổi hương vị xảy ra trong quá trình tách ẩm nguyên liệu. Tuy nhiên,
ngoài quá trình tách ẩm các phản ửng hóa học đặc biệt là phản ứng oxi hóa và phản

Trang 44/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


ứng NEB (phản ứng sẫm màu phi enzyme) cũng góp một phần không nhỏ làm giảm
hương vị thực phẩm.
Nhìn chung, thực phẩm được sấy thăng hoa nhiều hơn so với sấy bằng khí
nóng, ngoại trừ trường hợp sấy hành. Đối với sản phẩm được sấy bằng khí nóng sẽ
có hương vị nồng hơn do các cấu tử hương dễ bay hơi sẽ được giữ lại trong thực
phẩm bởi sự co ngót.
Đối với các sản phẩm được sấy bằng khí nóng hay sấy thăng hoa thì sự ôi
thiu vẫn luôn diễn ra trong suốt quá trình bảo quản. Mức độ biến đổi của thực phẩm
thì liên quan đến nhiệt độ bảo quản và hàm lượng ẩm của rau quả được sấy.
Sấy bằng khí nóng lượng hơi ẩm vào khoảng 6 – 7 %, hương vị giảm ở 150C
sau 15 - 18 tháng. Ở 200C sản phẩm chỉ có thể được sử dụng trong khoảng từ 9 -
12 tháng, ở 370C thì thời gian sử dụng chỉ còn lại 2 - 3 tháng. Qua so sánh ta thấy,
rau quả được sấy thăng hoa sẽ rất nhạy cảm hơn với điều kiện bảo quản, vì cấu trúc
xốp của sản phẩm sẽ cho phép không khí có thể dễ dàng xâm nhập vào bên trong và
mùi hương có thể dễ dàng bay ra bên ngoài. Ví dụ: cà rốt được sấy thăng hoa để
trong không khí ở nhiệt độ 200C sẽ mất hương vị sau một tháng…
1.11.4.Ảnh hưởng của hoạt độ nước
Trong suốt ba thập kỷ vừa qua, hoạt độ nước aw đóng một vai trò chính trong
nhiều khía cạnh của bảo quản và chế biến thực phẩm. aw được xác định bằng tỷ số
giữa áp suất hơi bão hòa của dung dịch P trong thực phẩm và áp suất hơi bão hào
của dung môi nguyên chất Po tại cùng một nhiệt độ (aw = P/Po). Bên cạnh nhiệt độ,
nó còn là thông số quan trọng nhất ảnh hưởng mạnh đến những phản ứng gây hại.
Sự ảnh hưởng của hoạt độ nước được nghiên cứu không chỉ dựa trên việc xác định
độ bền vi sinh của sản phẩm mà còn dựa trên các phản ứng hóa sinh trong thực
phẩm và mối quan hệ của nó với độ bền của sản phẩm.
Vi sinh vật không thể phát triển trong hệ thống tách ẩm của thực phẩm khi
aw ≤ 0,6–0,7. Nhưng với các phản ứng phụ khác, enzyme và phi enzyme (VD: sự
oxi hóa chất béo, NEB – phản ứng sẫm màu phi enzyme, …) làm thay đổi màu sắc,
mùi vị và độ bền trong suốt quá trình chế biến và lưu trữ. Hoạt độ nước là một
thông số hữu dụng có thể dự đoán sự hư hỏng của thực phẩm hay xác định điểm
cuối của quá trình sấy để đảm bảo sản phẩm sấy đạt chất lượng ổn định (SSP).

Trang 45/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Mối quan hệ giữa độ ẩm cân bằng và hoạt độ nước được biểu thị bằng đường
đẳng nhiệt hấp phụ, là một đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của
quá trình tách ẩm và lưu trữ. Nó có thể được vẽ bằng đồ họa hoặc được suy ra từ
toán học. Một cách tổng quát, hình dạng của đường đẳng nhiệt xác định độ bền lưu
trữ của sản phẩm được tách ẩm. Quan điểm này dùng để xác định các thông số của
sản phẩm cho quá trình sấy, đóng gói, và lưu trữ thực phẩm được hiệu quả.
Đường đẳng nhiệt hấp phụ của khoai tây có dạng hình sigmoid và bị ảnh
hưởng bởi phương pháp sấy, nhiệt độ và sự tăng hàm lượng đường. Sản phẩm được
sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa hấp thụ nhiều hơi nước hơn so với sản phẩm
sấy chân không. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của quá trình sấy thăng hoa và sấy tươi
của quả nho không hạt….Đường đẳng nhiệt của quả nho được sấy tự nhiên thì thấp
hơn rất nhiều so với quả nho sấy chân không.
Quá trình oxi hóa chất béo và NEB bị ảnh hưởng rất lớn bởi aw. Sự tự oxi hóa
chất béo xảy ra nhanh tại aw thấp, tốc độ phản ứng giảm khi aw tăng trong khoảng
0,3 – 0,5 và tăng khi aw tăng quá 0,5. Hầu hết những phản ứng sẫm màu có thể được
mong đợi xảy ra trong khoảng aw trung bình 0,4 – 0,6. Dù tốc độ phản ứng có thấp
nhất khi aw nằm ngoài khoảng 0,4 – 0,6 hay không thì vẫn phụ thuộc đáng kể vào
chất hòa tan đặc trưng để làm cân bằng độ ẩm, bản chất của thực phẩm (đặc biệt là
các hợp chất amine, các đường đơn trong thực phẩm), cũng như là pH và aw của
thực phẩm. Thật thú vị khi tại những giá trị aw mà phản ứng sẫm màu xảy ra chậm
nhất thì phản ứng tự oxi hóa chất béo lại xảy ra nhanh nhất.
Động học của quá trình biến đổi chlorophyll –a được nghiên cứu như một
hàm số của thời gian tại những giá trị aw khác nhau ở nhiệt độ 38,6oC.
Khi aw > 0,32, cơ chế quan trọng nhất của chlorophyll là sự chuyển thành
pheophytin. Sự biến đổi này phụ thuộc bậc nhất vào pH, aw và nồng độ của các các
sắc tố.
Các carotenoid có trong carot được sấy thăng hoa có tính ổn định tương đối
trong khoảng aw từ 0,32 – 0,57, ổn định tối đa tại aw gần bằng 0,43 (tương ứng với
độ ẩm cân bằng từ 8,8 – 10 %). Phản ứng phá hủy carotenoid xảy ra nhanh tại pH
thấp và pH cao.



Trang 46/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Động học về sự giảm giá trị thực phẩm trong củ hành được sấy (NEB và sự
mất mát thiosunfinate) và hạt đậu xanh được sấy (mất mát chlorophyll – a) được
nghiên cứu như một hàm số của hoạt độ và nhiệt độ. Những mô hình toán học và
phương trình thực nghiệm được phát triển như một hàm số của nhiệt độ và hoạt độ
đã dự đoán thành công hạn sử dụng của sản phẩm sấy (bảng 3 và bảng 4).
Trên một lớp củ hành (aw trong khoảng 0,32 – 0,43) sự gia tăng độ ẩm làm
tăng tốc độ các phản ứng sẫm màu và sự mất mát thiosulfinate. Rất ít những phản
ứng sẫm màu xảy ra tại nhiệt độ 20oC và hoạt độ aw = 0,33. Ở điều điều kiện này,
sản phẩm có thể được bảo quản đến 631 ngày. Nhưng ngược lại, trong khoảng thời
gian này, sản phẩm bị hư hỏng đến mức không thể chấp nhận được tại nhiệt độ 30 –
40oC và hoạt độ aw từ 0,43 – 0,59. Tương tự như trong trường hợp của những hạt
đậu xanh, sự phá hủy cấu trúc của chlorophyll –a (do sự pheophytin hóa) xảy ra
nhiều nhất. Các hạt đậu xanh sấy khô được xem là không dùng được khi mất mát
hơn 30% chlorophyll –a. Hiện tượng này được nhận biết khi thấy màu lục vàng
olive trở nên đục hơn. Vì phản ứng chuyển chlorophyll – α thành pheophytin là
phản ứng xúc tác acid nên hoạt độ của nước ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
Bảng 3




Trang 47/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


Bảng 4




1.11.5.Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh
Sự chuyển pha thủy tinh là sự chuyển pha thứ hai xảy ra trên một khoảng
nhiệt độ mà tại đó những chất rắn vô định hình được chuyển thành dạng chất lỏng
sền sệt. Trạng thái vô định hình của thực phẩm là kết quả của sự loại nước nhanh từ
thực phẩm ở trạng thái rắn. Sự loại nước nhanh xảy ra trong suốt những quá trình
như quá trình đúc ép, quá trình sấy và quá trình lạnh đông thực phẩm. Nhiệt độ,
hàm lượng nước và những biến đổi hàm lượng chất phụ thuộc vào thời gian là một
vấn đề trong sản xuất và bảo quản thực phẩm ở dạng bột và những thực phẩm có độ
ẩm thấp khác. Các yếu tố trên có thể giảm không vượt quá giá trị tới hạn. Những giá
trị tới hạn này được xác định dựa vào Tg, Tg có thể được ứng dụng trong việc ước
tính nhiệt độ riêng, trạng thái độ ẩm của sự kết tụ, và làm giảm sự thay đổi chất
lượng xảy ra trong quá trình tách ẩm. Sự mất ổn định của quá trình tách ẩm thục
phẩm trong suốt quá trình sấy thăng hoa, độ nhớt của sản phẩm trong suốt quá trình
sấy phun sương, sự đóng bánh và kết tụ của bột trong suốt quá trình chế biến và bảo
quản là những đặc tính liên quan tới nhiệt độ chuyển pha thủy tinh .
Del Valte et al đã nghiên cứu mối quan hệ giữa sự co lại trong suốt quá trình
sấy và “glass rubber transitions of apple tissue”. Những nghiên cứu đó đã chứng

Trang 48/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


minh được rằng việc thêm hàm lượng đường trong suốt quá trình đường thẩm thấu
vào trong nguyên liệu tại nồng độ hòa tan cao, đã chống lại hiện tượng co ngót.
Điều này đã được phản ánh trong thực tế sản xuất, mẫu được xử lý bằng 50% đường
sucrose và đường maltose sẽ làm tăng từ 20-65% thể tích mẫu. Tuy nhiên, tài liệu
nghiên cứu này đã không đề cập đến sự mất ổn định của cấu trúc, sự mất ổn định
này có thể giảm bớt do việc thu nhỏ sự khác nhau giữa nhiệt độ sấy và nhiệt độ
chuyển pha thủy tinh. Trong suốt quá trình bảo quản, mẫu được sấy giữa nguyên
trạng thái dẻo và sẽ tiếp tục bị co ngót.
1.12. TRÀ
Có hơn 1500 loại trà để lựa chọn, có nguồn gốc từ hơn 29 quốc gia khác
nhau. Đa số trà có thể phân loại thành trà xanh, trà ô long, trà đen. Mỗi loại cần có
một quy trình sản xuất khác nhau, do đó đòi hỏi 1 hệ thống sấy khác nhau. Chất
lượng của việc sấy trà phụ thuộc vào quy mô của hệ thống sấy và điều kiện hoạt
động được sử dụng.
5.2.1. Trà xanh
Hàm lượng nước ban đầu của lá trà tươi sau khi hái là khoảng 75 – 78% (độ
ẩm cơ bản) vào mùa xuân và 65 – 70% (độ ẩm chuẩn) vào mùa thu. Đầu tiên lá trà
được làm héo bằng cách đặt lá trà lên mâm hoặc giá dưới bóng mát ở nhiệt độ 20 –
300C trong vài giờ phụ thuộc vào độ ẩm của lá trà. Quá trình trên chuẩn bị lá trà
cho quá trình cán mà không mất đi dịch trà. Trong khi đó hàm lượng nước giảm
khoảng 50% (độ ẩm chuẩn). Có thể kết thúc quá trình băng cách rán, chưng hoặc
sấy. Quá trình này được thiết kế để kiềm hãm các enzym phản ứng, oxi hóa riêng
biệt. Chảo rán thường là 1 cái chảo có nhiệt độ bề mặt 400 – 4700C (ưu tiên 430 –
4600C) để giảm 10 – 15% độ ẩm của lá trà. Quá trình sấy bắt đầu với việc sử dụng
không khí nóng ở 110 – 1200C để làm bay hơi lớp nước bề mặt lá trà dày khoảng
20mm. Trong thực tế, nhiệt độ không khí tối đa có thể sử dụng là 1500C để tránh
cho mép lá bị “giòn”. Tiếp tục quá trình sấy nhiệt độ chảo được tăng lên đến 150 –
1600C và thời gian sấy là 30 – 40ph đến khi độ ẩm trong khoảng 20%. Về sau, nhiệt
độ bề mặt của chảo giảm xuống đến 80 – 1000C và quá trình sấy tiếp tục trong 60 –
90ph để hạ độ ẩm xuống 9 – 10%. Cuối cùng, nhiệt độ bề mặt chảo hạ xuống 600C



Trang 49/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


và quá trình sấy tiếp tục trong 60 – 90ph cho đến khi độ ẩm cuối cùng vào khoảng 4
– 5%.
5.2.2. Trà ô long
Những đọt non được cắt ra từ hoa trà được trải ra trên 1 tấm đệm hay 1 cái
khăn đặt trên một bãi đất bằng phẳng dưới ánh nắng trong 30 – 60ph, phụ thuộc vào
nhiệt độ. Sau đó, những lá trà được mang vào nhà để làm khô ở nhiệt độ phòng
trong vài giờ. Quá trình làm khô này còn được hỗ trợ bởi không khí nóng ở nhiệt độ
dưới 400C để rút ngắn thời gian. Trong suốt quá trình này, lá trà được trộn từ từ
bằng tay mỗi giờ, mép lá trà chuyển sang màu đỏ và độ ẩm thì giảm khoảng 20%.
Quá trình này được kéo theo bởi sự lên men hoặc sấy khô để tạo ra mùi thơm đặc
trưng và màu gốc của trà ô long. Kèm hãm enzym phản ứng để dừng việc làm sậm
màu lá trà, lá trà được sấy trong 5 – 7ph dưới nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ yêu cầu
khi kết thúc quá trình sản xuất trà xanh. Về sau, trong một vài giai đoạn lá trà đã
cán được sấy ở không khí nóng giữa các bước sấy. Đầu tiên không khí nóng trong
băng tải hoặc buồng sấy thường ở 1250C với chiều dày của lá khoảng 10 – 20mm
trong 7 – 10ph. Cuối cùng độ ẩm vào khoảng 40 – 45% (độ ẩm cơ bản). Giai đoạn
sấy thứ được hoàn tất với nhiệt độ không khí là 90 – 1000C trong 7 – 10ph cho đến
khi độ ẩm gần khoảng mức cân bằng. Giai đoạn sấy thứ 3 có thể sử dụng không khí
khoảng 80 – 900C. Chiều dày lá có thể cao hơn 1 bit phụ thuộc vào tiêu chuẩn của
cây trà.
5.2.3. Trà đen
Những chồi non được chọn lọc từ hoa trà. Lớp nước bề mặt trên lá hoặc chồi
non được phân tán ra khi sấy trên các giá đỡ trong 10 – 20h nhằm hạ độ ẩm bên
trong để các chiếc lá mềm hơn cho giai đoạn tiếp theo. Việc làm khô ít, trung bình
hay nhiều có thể được chấp nhận với độ ẩm giảm tương ứng là 10, 15, 20% (độ ẩm
cơ bản). Sự lựa chọn độ khô phụ thuộc vào quá trình cho ra sản phẩm và tiêu chuẩn
sản xuất cuối cùng. Lá trà được ghiền sơ trước khi bắt đầu quá trình lên men, cắt
nhỏ những mãnh này nếu cần thiết. Quá trình cán sẽ kết thúc cho tới khi lá trà
chuyển sang màu đỏ sậm giống như màu của đồng xu. Lá trà được trải thành một
lớp mỏng trên khay đặt trong bóng mát 2 – 3 ngày để lên men trước khi sấy. Nếu
thùng lên men được sử dụng để cắt lá trà thì nên điều chỉnh nhiệt độ dao động trong

Trang 50/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


khoảng 320C và thời gian la khoảng 90ph. Khi không khí ẩm ở 20 – 260C được thổi
xuyên qua những chiếc lá, thời gian lên men nên dưới 60ph. Quá trình sấy có thể
được hoàn thành vơi một hệ thống buồng sấy ở 110 – 1200C trong 12 – 16ph để thu
được những lá trà dày từ 15 – 20mm có hàm lượng nước từ 18 – 25%. Quá trình
sấy tiếp tục với nhiệt độ buồng sấy khoảng 90 – 95% và sấy trong 12 – 16ph để
hàm lượng ẩm cuối cùng vao khoảng 5 – 6% (độ ẩm cơ bản). Mức nhiệt độ cao hơn
là cần thiết để ngừng enzym lên men phụ và giữ lại mùi thơm trong lá trà.
5.2.4. Ứng dung máy sấy băng tải để sấy trà
Hơi hóa nhiệt được sử dụng như tác nhân sấy. Diện tích sấy có thể là 20m2.
Máy sấy này tốt cho việc sấy những phần nhỏ của dược thảo và rau cải. Nhiệt
lượng của dòng điện còn được sử dụng như một nguồn năng lượng nhiệt hỗ trợ.




Trang 51/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Máy sấy băng tải dạng hai tầng đặc biệt với hệ thống đường ống không khí
tươi và quạt tuần hoàn khí.




Máy sấy băng tải với không khí nóng trong thép không rỉ




Trang 52/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Máy sấy băng tải thực phẩm




Máy sấy băng tải




Trang 53/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Mô hình máy sấy băng tải




Sơ đồ của một máy sấy băng tải




Trang 54/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




Loại thường dùng




Loại tiêu chuẩn




Trang 55/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải




1. Giáo Trình Kỹ Thuật Sấy Nông Sản Thực Phẩm, Nguyễn Văn May, Nxb
KHKT, 6-2007
2. http://etd.lib.ttu.edu/theses/available/etd-01072009-
31295011710091/unrestricted/31295011710091.pdf
3. http://www.huber.de/fileadmin/01_Produkte/04_Schlammbehandlung/04_Tr
ocknung/02_KULT_Mitteltemperaturtrockner_BTplus/Prospekte//bt_plus_e
n.pdf
4. http://www.ela-vt.de/belt-drier/download/beltdrier.pdf
5. http://www.google.com.vn/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=1&url=http%
3A%2F%2Fen.jian-da.com%2Fxing%2FDW.pdf&ei=0Ag7Srq8D4-
IkQXS1-mvDg&usg=AFQjCNE-
yPijJjrd2FYrQaR1nMfUvBrFqQ&sig2=GHLKlDYp8ouy4qEEvWI5Qw
6. Chemical process equipment: selection and design, Stanley M. Walas –
Technology & Engineering.

7. Handbook of industrial drying , A. S. Mujumdar - Technology &
Engineering, 1995
http://books.google.com/books?id=HyxmLC1lHK8C&printsec=frontcover&
dq=Handbook+of+Industrial+Drying&ei=GQw7SvicApzwkQSWp5C6BQ

8. Handbook of food engineering practice , Kenneth J. Valentas, Enrique
Rotstein, R. Paul Singh - Technology & Engineering - 1997
http://books.google.com/books?id=tX7NXLH4oyAC&pg=PP1&dq=Handbo
ok+of+food+engineering+practice&ei=cww7StPyNYuIkATx8ZC6BQ




Trang 56/57
Nhóm 2-ĐHTP3 Thiết bị sấy băng tải


9. Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 4,
Nguyễn Bin, NXB KHKT, 2005.


Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa
chất và thực phẩm, tập3, Vũ Bá Minh, NXB
ĐHQG TP.HCM, 2007.




Trang 57/57
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản