TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu quá trình sấy phức hợp sử dụng sấy
đối lưu khí nóng – sấy vi sóng nhằm nâng cao
hiệu quả q trình sấy bảo quản vỏ quế
NGUYỄN NĂNG CHẤT

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Nguyễn Đức Trung

Viện:

Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm

HÀ NỘI, 12/2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu quá trình sấy phức hợp sử dụng sấy
đối lưu khí nóng – sấy vi sóng nhằm nâng cao
hiệu quả q trình sấy bảo quản vỏ quế
NGUYỄN NĂNG CHẤT

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Nguyễn Đức Trung

Viện:

Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm

HÀ NỘI, 12/2021

Chữ ký của GVHD


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Năng Chất
Đề tài luận văn: Nghiên cứu quá trình sấy phức hợp sử dụng sấy đối lưu
khí nóng – sấy vi sóng nhằm nâng cao hiệu quả q trình sấy bảo quản vỏ quế.
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số học viên: 20202919M
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
17/1/2022 với các nội dung sau:
-

Làm rõ hơn phần tổng quan.

-


Làm nổi bật động lực của quá trình sấy

-

Làm rõ hơn các giải pháp có thể làm khơ, giải pháp sấy và tại sao phải

sấy kết hợp
Ngày 10 tháng 2 năm 2022
Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

TS. Nguyễn Đức Trung

Nguyễn Năng Chất

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

GS.TS. Hồng Đình Hịa


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn tất một luận văn thạc sĩ yêu cầu sự tập trung, sự cố gắng và độc
lập nghiên cứu. Bản thân tôi sau những năm tháng học tập vất vả và nghiên cứu
cũng đã cố gắng để hồn thành được luận văn này. Tơi ln ghi nhận những sự
đóng góp giúp đỡ, sự ủng hộ, sự hỗ trợ nhiệt tình của những người bên cạnh
mình, nhân đây tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới họ.
Lời cảm ơn đầu tiên tôi muốn dành tới Thầy giáo TS. Nguyễn Đức Trung,
người đã dìu dắt và hướng dẫn tơi trong suốt q trình làm luận văn, sự chỉ bảo

và định hướng của thầy giúp tôi tự tin nghiên cứu những vấn đề mới và giải
quyết bài toán một cách khoa học.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Bộ phận sau Đại học, Phòng
đào tạo, phòng khảo thí Đại học Bách khoa Hà Nội, đã tạo các điều kiện cho tơi
được học tập và làm khóa luận một cách thuận lợi.
Những nội dung công việc được thực hiện trong hạng mục “Hạng mục
công việc nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng vỏ quế”
đạt kết quả tốt và vượt mức đã đăng ký và được giao dưới sự phối hợp của tích
cực với cơ sở sản xuất, đơn vị phối hợp thực hiện dưới sự ủng hộ của cơ quan
chủ trì cũng như cơ quan quản lý Đề tài “Nghiên cứu chọn giống Quế có năng
suất vỏ, hàm lượng và chất lượng tinh dầu cao phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu
cho vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ”.
Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể lớp 20BCNTP đã cùng
tôi đi qua những tháng ngày miệt mài học tập, cùng chia sẻ những niềm vui nỗi
buồn, động viên tơi đi qua những khó khăn, để tơi vững bước vượt qua những vất
vả, quyết tâm hoàn thành luận văn này.
Tơi xin trân trọng cảm ơn gia đình đã mang tới tất cả niềm tin, định hướng
và theo dõi tôi suốt chặng đường đời. Nâng đỡ và đến bên tơi những giây phút
khó khăn nhất của cuộc sống, tạo điểu kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình
thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!


TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
Đề tài: Nghiên cứu quá trình sấy phức hợp sử dụng sấy đối lưu khí nóng –
sấy vi sóng nhằm nâng cao hiệu quả quá trình sấy bảo quản vỏ quế.
Tác giả luận văn: Nguyễn Năng Chất
Khóa: 2020B
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Trung
Từ khóa (Keyword): chế độ sấy tối ưu, chế độ sấy đối lưu, chế độ sấy vi

sóng, sấy vỏ quế, điểm chuyển
Nội dung tóm tắt:
a) Lý do chọn đề tài:
Chế biến là một trong những khâu quan trọng trong chuỗi thương phẩm
quế nhằm nâng cao giá trị cho sản phẩm. Dòng sản phẩm vỏ quế của nước ta
được đánh giá cao về chất lượng thô, tuy nhiên sản phẩm chế biến gặp nhiều hạn
chế do công nghệ chế biến ở mức độ kỹ thuật còn thấp kém so với thế giới và
khơng đảm bảo an tồn vệ sinh mơi trường. Ngun nhân chính là do các sản
phẩm vỏ quế khơ thường chỉ được phơi nắng nên tính lệ thuộc vào điều kiện thời
tiết cao. Một số thiết bị sấy bảo quản sử dụng cơng nghệ sấy khói lị truyền thống
kết hợp với diêm sinh làm cho sản phẩm bị kém chất lượng. Để khắc phục tình
trạng trên, các thiết bị sấy sử dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại cần được ứng
dụng để thay thế các phương pháp truyền thống – dùng chất bảo quản. Mặc dù đã
có một số kết quả nghiên cứu về khai thác, sơ chế và bảo quản sản phẩm quế đáp
ứng được yêu cầu của thị trường, nhưng các kết quả nghiên cứu này không nhiều,
được nghiên cứu hàng chục năm về trước, trên cơ sở các kinh nghiệm trong nhân
dân đã trở nên lạc hậu, không đáp ứng được các yêu cầu tiêu chuẩn sản phẩm
nông lâm sản ngày càng khắt khe của thị trường thế giới. Trong khi đó, với sự
bùng nổ của cách mạng khoa học công nghệ, nhiều phát minh công nghệ mới có
liên quan đến khai thác, sơ chế và bảo quản sản phẩm nông lâm sản ra đời đã
phần nào giải quyết được những vấn đề đặt ra đối với các tiêu chuẩn sản phẩm
nông lâm sản hiện nay trong đó có sản phẩm quế.


Việc lựa chọn phương pháp sơ chế bảo quản phù hợp trong đó có phương
pháp sấy và tìm ra chế độ công nghệ sấy phù hợp là những khâu then chốt vì đặc
tính của vỏ quế chứa tinh dầu nên khi sấy ở nhiệt độ cao thì khả năng giữ được
những hợp chất hữu cơ nhạy cảm với nhiệt giảm xuống đáng kể. Như vậy, nhiệt
độ sấy là một yếu tố quan trọng để xác định chất lượng vỏ quế sau chế biến.
Nhưng với các giải pháp sấy đang được áp dụng phổ biến hiện nay tại Việt Nam

đều đang vướng mắc chung một vấn đề đó là hiệu suất sử dụng năng lượng rất
thấp, từ đó dẫn đến giảm hiệu suất của q trình sấy, ảnh hưởng khơng tốt đến
chất lượng sản phẩm do thời gian sấy kéo dài, tăng chi phí năng lượng, chi phí
vận hành cũng như tăng giá thành sản phẩm. Từ thực tiễn đó, việc nghiên cứu
quy trình cơng nghệ nâng cao hiệu quả q trình sấy bảo quản vỏ quế, nhằm
mang lại năng suất cao, chất lượng tốt và có hiệu quả kinh tế cao hơn với thực tế
sản xuất hiện nay là việc làm cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Chính vì vậy, tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quá trình sấy phức
hợp sử dụng sấy đối lưu khí nóng – sấy vi sóng nhằm nâng cao hiệu quả quá
trình sấy bảo quản vỏ quế.’’
b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu:
- Xác định được dải tham số công nghệ sấy phù hợp cho mỗi phương pháp
sấy: sấy đối lưu khí nóng và sấy vi sóng nhằm bảo đảm được yêu cầu chất lượng.
- Xác định sự phụ thuộc năng lượng tiêu hao, thời gian sấy của từng phân
đoạn cũng như tồn bộ q trình sấy trên hệ thống sấy phức hợp theo độ ẩm vỏ
quế tại thời điểm chuyển (Điểm chuyển) từ thiết bị sấy đối lưu khí nóng sang
thiết bị sấy vi sóng.
- Đánh giá và lựa chọn giá trị phù hợp của độ ẩm vỏ quế sấy tại thời điểm
chuyển từ thiết bị sấy đối lưu khí nóng sang thiết bị sấy vi sóng nhằm tiết giảm:
năng lượng tiêu hao, thời gian sấy cũng như chi phí năng lượng tiêu hao theo
phương pháp tối ưu đa mục tiêu.
c) Tóm tắt cơ đọng các nội dung và phương pháp nghiên cứu:
- Tổng quan về đối tượng sấy, phương pháp sấy và giải pháp sấy phức hợp
– dây chuyền sấy hai loại thiết bị sấy.


- Khảo sát một số chế độ công nghệ theo hai phương pháp sấy bảo quản
vỏ quế: đối lưu khí nóng và vi sóng, từ đó lựa chọn được chế độ sấy phù hợp
theo hai phương pháp nhằm bảo đảm được các yếu tố công nghệ đặt ra: độ ẩm và
hàm lượng tinh dầu.

- Xây dựng các hàm mục tiêu: năng lượng tiêu hao, thời gian sấy của từng
phân đoạn cũng như tồn bộ q trình sấy trên hệ thống sấy phức hợp và xác
định giá trị của chúng theo giá trị độ ẩm vỏ quế sấy tại thời điểm chuyển từ thiết
bị sấy đối lưu khí nóng sang thiết bị sấy vi sóng
- Đánh giá và lựa chọn giá trị phù hợp của độ ẩm vỏ quế sấy tại thời điểm
chuyển giữa hai thiết bị sấy.
- Đề xuất phương án đánh giá về sự tương quan giữa đầu tư và hiệu quả
của sấy bảo quản (năng lượng, chi phí năng lượng, thời gian sấy) với các cấu
hình hệ thống sấy phức hợp.
Tác giả mong muốn để nghiên cứu có thể hoàn thiện hơn nữa, các hướng
phát triển kế tiếp của đề tài được đặt ra như sau:
• Nghiên cứu các yếu tố công nghệ khác ảnh hưởng tới quá trình sấy phức
hợp sử dụng sấy đối lưu khí nóng – sấy vi sóng là: độ dày lớp sấy, độ dày vỏ quế
tươi, độ tối ưu khi kết hợp với các phương pháp sấy khác, …
• Xây dựng những hàm mục tiêu khác để tiến tới khảo sát toàn diện và kỹ
lưỡng đối với sản phẩm sấy.
• Dựa trên lý thuyết đồng dạng và các lý thuyết nghiên cứu tương quan để
hướng tới ứng dụng triển khai giải pháp sấy phức hợp sử dụng sấy đối lưu khí
nóng – sấy vi sóng ở quy mơ cơng nghiệp.
HỌC VIÊN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Năng Chất


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .............................................................................. 1
1.1 Tổng quan về Quế ......................................................................................... 1
1.1.1 Nguồn lợi và đặc điểm hình thái ................................................................. 1
1.1.2 Phân bố quế ở trên thế giới và Việt Nam .................................................... 2

1.1.3 Hợp chất chính chứa trong tinh dầu quế ..................................................... 3
1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quế hiện nay ................................................ 5
1.1.5 Các ứng dụng và sản phẩm chế biến quế hiện nay ...................................... 6
1.2 Tiêu chuẩn chất lượng vỏ quế ....................................................................... 7
1.3 Cở sở lý thuyết của q trình sấy................................................................. 10
1.3.1 Mục đích của q trình sấy........................................................................ 10
1.3.2 Phương pháp sấy ....................................................................................... 11
1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần tinh dầu, công nghệ
sấy bảo quản vỏ quế và thực trạng kỹ thuật sấy trong nước ............................... 15
1.5 Nhận xét chung ........................................................................................... 22
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 23
2.1 Nguyên liệu ................................................................................................. 23
2.2 Dụng cụ thí nghiệm được dùng trong một lượt thí nghiệm .......................... 23
2.3 Thiết bị thí nghiệm ...................................................................................... 24
2.3.1 Thiết bị sấy đối lưu khí nóng ..................................................................... 24
2.3.1 Thiết bị sấy vi sóng ................................................................................... 25
2.4 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 26
2.4.1 Phân tích độ ẩm vỏ quế ............................................................................. 26
2.4.2 Phân tích hàm lượng tinh dầu .................................................................... 29
2.5 Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu ............................................................ 30
2.6 Tổ chức thí nghiệm sấy ............................................................................... 31
2.7 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm....................................................... 32
i


2.7.1 Sấy đối lưu khí nóng................................................................................. 32
2.7.2 Sấy vi sóng ............................................................................................... 33
2.7.3 Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu ......................................................... 33
2.7.4 Phương pháp tối ưu số lượng thiết bị trên hai phân đoạn .......................... 35
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 36

3.1 Đánh giá độ ẩm và hàm lượng tinh dầu của nguyên liệu vỏ quế .................. 36
3.2 Phương pháp sấy đối lưu bằng khơng khí nóng ........................................... 37
3.2.1 Lựa chọn vùng khảo sát tối ưu .................................................................. 37
3.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tinh dầu ........................ 39
3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm vỏ quế ....................... 40
3.3 Phương pháp sấy vi sóng ............................................................................ 42
3.3.1 Giới hạn vùng khảo sát của hai phương pháp sấy sấy vi sóng .................. 42
3.3.2 Ảnh hưởng của cơng suất vi sóng riêng phần đến hàm lượng tinh dầu ..... 44
3.3.3 Đánh giá ảnh hưởng của cơng suất vi sóng riêng phần đến độ ẩm vỏ quế
khô .................................................................................................................... 45
3.4 Nghiên cứu tối ưu đa mục tiêu .................................................................... 46
3.4.1 Phân đoạn sấy đối lưu ............................................................................... 46
3.4.2 Phân đoạn sấy vi sóng .............................................................................. 49
3.4.3 Kết quả nghiên cứu tối ưu hóa đa mục tiêu ............................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 56
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 59
Phụ lục 1. Số liệu chi tiết khảo sát biến thiên các thành phần tinh dầu phụ thuộc
nhiệt độ (Kumarage) ......................................................................................... 59
Phụ lục 2. Kết quả thí nghiệm sấy đối lưu ......................................................... 63
Phụ lục 3. Kết quả thí nghiệm sấy vi sóng ......................................................... 70
Phụ lục 4. Một số hệ thống sấy phức hợp gồm 2 chủng loại thiết bị sấy với năng
suất tương thích ................................................................................................ 75
ii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cấu trúc phân tử Cinnamaldehyde ........................................................ 4
Hình 1.2 Đồ thị đường cong sấy ........................................................................ 12
Hình 2.1 Vỏ quế nguyên liệu ............................................................................. 23
Hình 2.2 Thiết bị sấy đối lưu khí nóng............................................................... 25

Hình 2.3 Thiết bị sấy vi sóng ............................................................................. 26
Hình 2.4 Sinh hàn .............................................................................................. 27
Hình 2.5 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sấy vỏ quế ................................................. 30
Hình 3.1 Biến thiên độ ẩm quế khi sấy đối lưu bằng khơng khí nóng................. 38
Hình 3.2 Biến thiên độ ẩm quế khi sấy đối lưu bằng khơng khí nóng ở tốc độ gió
khác nhau .......................................................................................................... 39
Hình 3.3 Biến thiên độ ẩm quế khi sấy đối lưu bằng khơng khí nóng ở nhiệt độ
khác nhau .......................................................................................................... 41
Hình 3.4 Biến thiên độ ẩm quế khi sấy vi sóng với trị số công suất riêng phần 2,5
W/g, vận tốc tác nhân sấy 2 m/s......................................................................... 42
Hình 3.5 Biến thiên độ ẩm quế khi sấy vi sóng với trị số cơng suất riêng phần 3,0
W/g, vận tốc tác nhân sấy 2 m/s......................................................................... 43
Hình 3.6 Biến thiên độ ẩm tương đối (%) của quế khi sấy vi sóng theo thời gian
sấy (phút) ở cùng vận tốc tác nhân sấy 2m/s với trị số công suất riêng phần khác
nhau: 1,0 W/g; 0,75 W/g; 0,5 W/g ..................................................................... 45
Hình 3.7 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ tác nhân sấy (oC) và độ ẩm vật liệu
sấy (%) đến năng lượng sấy đối lưu khí nóng (kJ) ............................................. 47
Hình 3.8 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ tác nhấn sấy (oC) và độ ẩm vật liệu
sấy (%) đến chi phí năng lượng sấy đối lưu khí nóng (VND) (Nhiên liệu: củi) .. 48
Hình 3.9 Ảnh hưởng của cặp yếu tố nhiệt độ tác nhấn sấy (oC) và độ ẩm vật liệu
sấy (%) đến chi phí năng lượng sấy đối lưu khí nóng (VND) (Nhiên liệu: than)
.......................................................................................................................... 48
Hình 3.10 Ảnh hưởng của cặp yếu tố công suất vi sóng riêng phần (W/g) và độ
ẩm vật liệu sấy (%) đến năng lượng sấy vi sóng (kW) ....................................... 49
Hình 3.11 Ảnh hưởng của cặp yếu tố cơng suất vi sóng riêng phần (W/g) và độ
ẩm vật liệu sấy (%) đến chi phí năng lượng sấy vi sóng (VND) ......................... 50

iii



DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Tính chất hóa lý tinh dầu quế ............................................................... 3
Bảng 1.2 Phân loại vỏ quế xuất khẩu................................................................... 8
Bảng 1.3 Yêu cầu kỹ thuật chất lượng vỏ quế xuất khẩu ..................................... 9
Bảng 1.4 Đặc tính các hợp chất dễ bay hơi trong tinh dầu vỏ quế ...................... 17
Bảng 1.5 Hàm lượng tinh dầu trung bình trong vỏ quế sấy khô ở các mức nhiệt
độ khác nhau ..................................................................................................... 19
Bảng 1.6 Lượng tinh dầu tương đối còn lại sau sấy ........................................... 20
Bảng 2.1 Các dụng cụ thí nghiệm...................................................................... 24
Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy tới hàm lượng tinh dầu của sản
phẩm quế sấy .................................................................................................... 40
Bảng 3.2. Thời gian sấy và độ ẩm của vỏ quế ở các nhiệt độ sấy vỏ quế ........... 41
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của cơng suất vi sóng riêng phần tới sự biến thiên hàm
lượng tinh dầu (ml/100gCK) ............................................................................. 44
Bảng 3.4 Độ ẩm vỏ quế ứng với từng cơng suất vi sóng riêng phần .................. 45

iv


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về Quế
1.1.1 Nguồn lợi và đặc điểm hình thái
Quế là tên gọi của nhiều loài trong chi Cinnamomum thuộc họ Lauraceae,
lớp Hai lá mầm, ngành Hạt kín, với đặc trưng là vỏ có dầu thơm, cay nồng, dùng
làm thuốc, hương liệu hay gia vị [5].
Là một lồi cây có nhiều cơng dụng, trong những năm gần đây cây quế đã
được gây trồng rộng rãi ở nhiều địa phương trong cả nước. Với giá trị kinh tế
cao, dễ gây trồng và chu kỳ kinh doanh khơng q dài như một số lồi cây gỗ
khác, cây quế có thể tổ chức sản xuất thành nguồn hàng lớn, ổn định lâu dài và
có giá trị, nhất là giá trị xuất khẩu. Tất cả các bộ phận của cây quế như: vỏ, thân

gỗ, lá, rễ đều có giá trị sử dụng trong một số ngành sản xuất và đời sống nên đều
trở thành hàng hố. Sản phẩm chính của cây quế là vỏ quế và tinh dầu quế được
sử dụng nhiều trong công nghiệp y dược, công nghiệp chế biến thực phẩm,
hương liệu và chăn ni. Ngồi lợi ích về mặt kinh tế, y học, cây quế còn đóng
góp vào bảo vệ mơi trường sinh thái, làm tăng độ che phủ rừng, giữ đất, giữ nước
ở các vùng đất đồi núi dốc, bảo tồn và phát triển sự đa dạng các nguồn gen quý.
Tuy nhiên, quế là một loài cây đặc sản riêng của vùng nhiệt đới, chỉ thích ứng
trong một số điều kiện khí hậu cũng như thổ nhưỡng nhất định, trong khi nhu cầu
tiêu thụ quế lại khá phổ biến trên thế giới.
Cây quế thân cây gỗ, thường xanh, cao từ 10 – 20 m, đường kính thân đạt
từ 25 – 40 cm, có vỏ dày, nhẵn ở cây non, sần sùi ở cây già và có màu nâu xám.
Các chồi non có lơng màu nâu, lá mọc so le hoặc gân như đối, phiến lá đơn
ngun, hình xoan thn, dài, gốc thn, đầu nhọn, mặt trên màu xanh lục sẫm,
nhẵn, bóng, mặt dưới màu xám tro, hơi có lơng mịn lúc cịn non, cuống là to dài
từ 1,5 – 2 cm, mặt trên có rãnh lòng máng. Cụm hoa dạng chùy, mọc ở kẽ lá gần
đầu cành. Hoa nhỏ, có lơng mịn màu trắng hoặc vàng nhạt. Quả hạch hình trái
xoan hay hình trứng, dài từ 1 – 1,5 cm, khi chín màu đen hoặc tím đậm. Hạt hình
trứng, dài 1 cm, màu nâu đậm và có những sọc nhạt [15].

1


1.1.2 Phân bố quế ở trên thế giới và Việt Nam
1.1.2.1. Phân bố cây quế trên thế giới
Trên thế giới quế phân bố tự nhiên và được gây trồng trở thành hàng hóa ở
một số nước Châu Á và Châu Phi
Quế được trồng với số lượng lớn nhất ở Xrilanca với sản lượng chiếm
75% tổng sản lượng quế trên khắp thế giới. Ngồi ra, các lồi quế có giá trị được
trồng nhiều ở Trung Quốc, Nhật Bản, Malagary Republic, vùng Padang của quần
đảo Indonesian của Sumatra [16].

1.1.2.2. Phân bố cây quế ở Việt Nam
Ở Việt Nam cây quế tự nhiên mọc hỗn giao trong các khu rừng tự nhiên
nhiệt đới ẩm từ Bắc vào Nam nhưng đến nay quế tự nhiên đã được thuần hóa
thành cây trồng mang những bản sắc thái riêng của các vùng miền [17].
Hiện nay, nước ta tập trung 4 vùng trồng quế lớn đó là:
Vùng quế Yên Bái: tập trung ở các huyện Văn Yên, Văn Chấn, Văn Bàn và
Trấn Yên tỉnh Yên Bái. Các khu vực có quế nhiều như Đại Sơn, Viễn Sơn, Châu
Quế, Phong Dụ, Xn Tầm, … có diện tích trồng quế và sản lượng vỏ quế chiếm
khoảng 70% của cả vùng. Sinh sống trên vùng quế Yên Bái chủ yếu là đồng bào
Dao, có nghề trồng quế từ lâu đời. Vùng quế n Bái là vùng quế có diện tích và
sản lượng lớn nhất cả nước.
Vùng quế Trà My, Trà Bồng: các huyện Trà My (tỉnh Quảng Nam) và Trà
Bồng (tỉnh Quảng Ngãi) cùng nằm về phía Đơng của dãy Trường Sơn. Quế là
nguồn lợi và gắn bó với đồng bào các dân tộc ít người như Kor, Cà tu, Cà toong,
Bu từ bao đời nay. Các xã như Trà Sơn, Trà Hiệp, Trà Thủy (Trà Bồng), Trà
Giác, Trà Long, Trà Mai (Trà My) là các xã có nhiều quế nhất trong vùng. Vùng
quế Trà Bồng, Trà My đến nay đã được mở rộng ra các huyện xung quanh như
Quế Sơn, Phước Sơn, Sơn Tây, Sơn Hà.
Vùng quế Quế Phong, Thường Xuân: các huyện Quế Phong, Quỳ Châu
(tỉnh Nghệ An) và Thường Xuân, Ngọc Lạc (tỉnh Thanh Hóa) là một vùng liền
dải nằm về phía Đơng dãy Trường Sơn. Quế Thanh và quế Quỳ là quế tốt vì hàm
lượng và chất lượng tinh dầu cao nổi tiếng trên cả nước, đồng bào các dân tộc
Thái, Mường, Mán sinh sống trong vùng có nghề trồng và khai thác sử dụng quế
2


từ lâu đời. Những vườn quế, đồi quế ở Châu Kim, Thơng Thụ, Thái Vạn Trình,
Thắng Lộc đã đem lại nguồn lợi kinh tế cho khu vực.
Vùng quế Quảng Ninh: các huyện Hải Ninh, Hà Cối, Đầm Hòa, Tiên Yên
và Bình Liêu (Quảng Ninh) là vùng đồi núi san sát nhau thuộc cánh cung Đơng

Bắc kéo dài về phía biển. Quế Quảng Ninh là nguồn lợi đáng kể của đồng bào
Thanh Y, Thanh Phán sinh sống trong vùng. Các vườn đồi quế ở Quảng Lâm,
Hồng Mơ, Pị Hèm, Lục Phủ, Quất Động đã nhiều năm cung cấp sản phẩm cho
thị trường trong nước và xuất khẩu [17].
1.1.3 Hợp chất chính chứa trong tinh dầu quế
Trong các bộ phận của cây quế như vỏ, lá, hoa, gỗ, rễ… đều có chứa tinh
dầu. Eeugenol, safrol, furfurol có nhiều trong lá và vỏ của rễ quế được ứng dụng
làm nhiều dược liệu để chữa một số bệnh nguy hiểm. Việc nghiên cứu chiết tách
tinh dầu ở các bộ phận khác ngoài vỏ quế cũng được một số nhà khoa học tiến
hành như khảo sát ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng cinnamaldehyde
trong q trình tách chiết lơi cuốn hơi nước cành và vỏ quế tại Trà My – Quảng
Nam được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Vũ Hồng Ý (2011). Tuy nhiên,
vỏ quế vẫn là phần có lượng tinh dầu nhiều nhất. Thành phần tinh dầu chủ yếu là
cinnamaldehyde. Chính vì thế, chất lượng và giá trị của vỏ quế khơng chỉ phụ
thuộc vào hàm lượng tinh dầu có trong một đơn vị sản phẩm mà còn phụ thuộc
vào hàm lượng cinnamaldehyde trong tinh dầu. Tính đến nay, vẫn chưa có tiêu
chuẩn quốc tế nào về hàm lượng tinh dầu vỏ quế. Tại Hoa Kỳ, tiêu chuẩn EOA
cho rằng hàm lượng aldehyde là từ 55 – 78%. Cinnamaldehyde là một thành phần
của tinh dầu lá, chiếm khoảng 5%, giúp tạo nên hương vị và những đặc điểm đặc
trưng của tinh dầu lá. Các tính chất hóa lý được đưa trong Bảng 1.1
Bảng 1.1 Tính chất hóa lý tinh dầu quế
Tinh dầu vỏ quế

Tinh dầu lá quế

Trọng lượng riêng

1,021 – 1,070 (ở 20oC)

1,044 – 1,062 (ở 30oC)


Chỉ số khúc xạ

1,567 – 1,614 (ở 20oC)

1,522 – 1,53 (ở 30oC)

-1o – 0o (ở 20oC)

3,6o (ở 30oC)

Quay quang học (°)
Hàm lượng Eugenol (%)

65 – 87,2

3


Tinh dầu vỏ quế có hàm lượng cinamaldehyde dao động từ 65 – 80% [21].
Cinamaldehyde thu được từ quá trình chưng cất tinh dầu của vỏ cây quế được
ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm, nông nghiệp, công nghiệp và y học. Tinh
dầu quế đem lại nhiều lợi ích đối với con người, chính vì vậy nghiên cứu về tinh
dầu quế cũng là một trong những đề tài rất được các nhà khoa học trong nước và
quốc tế quan tâm.
Tính chất cơ bản của Cinnamaldehyde:
Tính chất vật lý: Cinnamaldehyde có dạng lỏng ở nhiệt độ thường, màu
vàng nhạt, điểm nóng chảy -7,5oC, sơi 248oC, có tỷ trọng 1,05 g/ml ở 25oC, có
mùi thơm đặc trưng của quế, vị ngọt, hơi cay và nồng, tan ít trong nước, tan tốt
trong cồn, ete, chloroform, dầu béo hay trong các dung môi hữu cơ khác, tan một

phần trong các dung dịch kiềm [20].
Tính chất hóa học: Cinnamaldehyde cịn có tên là Trans –
Cinnamaldehyde, Cinnamic aldehyde với công thức là C6H5CH = CHCHO (dạng
liên kết được biểu diễn ở hình 1.1). Cinnamaldehyde có chứa nhân thơm và
aldehyde chưa bão hòa nên dễ tham gia các phản ứng hóa học làm thay đổi tính
chất ban đầu. Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, oxy khơng khí,
cinnamaldehyde rất dễ bị biến đổi. Các dạng phản ứng khác nhau tùy theo điều
kiện phản ứng, xúc tác, nhiệt độ… tạo thành những sản phẩm khác nhau [20].

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử Cinnamaldehyde
Hoạt tính sinh học: Cinnamaldehyde có hoạt tính kháng khuẩn ngay cả ở
nồng độ thấp, có tính kháng oxy hóa nhẹ (ORAC khoảng 267 μmol TE/100g) so
với những thành phần khác trong tinh dầu quế.

4


1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quế hiện nay
Quế là cây công nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế khá lớn, giúp xóa đói
giảm nghèo. Chính vì vậy những vùng được coi là thủ phủ của quế ở các miền
đều coi đây là cây kinh tế trọng điểm cần đẩy mạnh bảo vệ và phát triển.
Việt Nam là quốc gia sản xuất và xuất khẩu quế đứng thứ ba theo sản
lượng trên tồn thế giới. Với diện tích hơn 150000 ha, trồng quế hiện đang là
sinh kế cho hàng trăm nghìn hộ dân tộc thiểu số tại các tỉnh vùng sâu, vùng xa,
đóng góp cho phát triển kinh tế xã hội của nhiều địa phương.
Quế tại huyện Văn Yên, Yên Bái được coi là bộ phận quan trọng trong
việc thúc đẩy phát triển kinh tế – xã hội, giúp cho địa phương thực hiện thắng lợi.
Mỗi năm, huyện Văn Yên xuất ra thị trường khoảng 6000 tấn vỏ quế khô các
loại, sản lượng cành lá quế đạt khoảng 63000 tấn/năm, sản lượng tinh dầu đạt
khoảng 300 tấn/năm, sản lượng gỗ quế đạt gần 51000 m3/năm. Nguồn thu từ cây

quế mang lại cho người dân Văn Yên mỗi năm trên 600 tỷ đồng.
Tại vùng quế Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi thì tồn tỉnh hiện có gần 6000 ha
quế các huyện miền núi, chủ yếu là ở vùng cao Trà Bồng, năng suất bình quân
9,5 tấn/ha. Mỗi năm huyện Trà Bồng xuất khẩu từ 300 – 600 tấn quế tươi. Tất cả
sản lượng thu mua tại vùng nguyên liệu được các doanh nghiệp cung ứng cho
một phần thị trường trong nước để chế biến tinh dầu, thực phẩm, hàng thủ công
mỹ nghệ… và phần lớn xuất khẩu sang thị trường Mỹ, Trung Đông, Ấn Độ…
Tổng sản lượng quế của Việt Nam năm 2019 đạt 41,408 tấn, chiếm 17%
sản lượng toàn cầu. Nhu cầu về quế tăng nhanh hơn mức tăng nguồn cung tồn
cầu ước tính từ 8 – 12%. Sự mất cân đối giữa cung và cầu đã khiến giá quế ngày
càng tăng, nhất là từ năm 2016 đến nay.
Việt Nam có trên 600 cơng ty hoạt động trong lĩnh vực gia vị. Tuy nhiên,
đa phần trong số đó là các công ty thương mại, chỉ quan tâm đến việc mua bán
mà không quan tâm đến việc xây dựng mối liên kết với người nông dân trồng
nguyên liệu. Các công ty hợp tác với nông dân theo chuỗi giá trị rất ít. Chính vì
vậy, người nơng dân thường gặp tình trạng giá cả bấp bênh, được mùa mất giá
tương tự các sản phẩm nơng sản khác. Ngồi ra, với đặc thù của ngành quế, đa số
các đơn vị hoạt động theo mơ hình gia đình, sản xuất nhỏ, chưa có sự gắn kết và
5


chia sẻ thơng tin với nhau, nhiều trường hợp cịn cạnh tranh không lành mạnh,
tranh mua tranh bán làm yếu đi sức cạnh tranh của ngành quế Việt Nam.
Do đó ngồi việc phát triển các hoạt động sản xuất thì cũng gia tăng các
hoạt động liên quan đến thu mua, chế biến và xuất khẩu quế giữa các doanh
nghiệp trong nước và nước ngồi. Nếu khơng có những định hướng quản lý và
phát triển ngành quế một cách chiến lược, kịp thời và bền vững thì có thể sẽ đưa
đến những lúng túng cho các cơ quan quản lý ở địa phương, khó khăn trong việc
đáp ứng được các rào cản chất lượng, rủi ro về giá cả, về thị trường đầu ra và có
thể sẽ đưa đến hậu quả và tác động tiêu cực cho người dân trồng quế và các

doanh nghiệp liên quan đến chế biến và xuất khẩu quế ở Việt Nam.
1.1.5 Các ứng dụng và sản phẩm chế biến quế hiện nay
Trong thực phẩm: Quế được sử dụng nhiều cho các món ngọt và món
mặn. Vị thơm, cay và ngọt của quế giúp khử bớt mùi tanh, gây của cá, thịt, làm
cho món ăn có hương vị hấp dẫn hơn, kích thích hệ tiêu hóa. Với trẻ nhỏ, các
món ăn có mùi từ quế cũng rất được khuyến khích để bé tập làm quen với gia vị.
Khi nấu súp, cháo thịt gà, có thể thêm một miếng quế nhỏ hoặc bột quế vừa để
thay đổi khẩu vị cho bé vừa giúp trẻ phòng tránh tiêu chảy và chống vi khuẩn.
Ngồi ra cịn rất nhiều món ăn mang đậm hương vị của quế như: cháo thục địa
nhục quế, gà tần nhục quế, canh thịt dê gừng quế, canh heo nấu quế… [14].
Trong công nghiệp: dầu quế được dùng để sản xuất hương liệu tổng hợp,
bổ sung vào các sản phẩm như: xà phòng, nước hoa, dầu chả, phấn sáp. Quế vốn
là thân gỗ sống lâu năm, các bộ phận của quế đều chứa tỉnh dầu, nên gỗ quế cũng
mang mùi hương đặc trưng. Những sản phẩm được làm từ gỗ quế bao gồm bàn
ghế, tủ, đồng hồ, đèn ngủ, hộp tăm, lọ hoa, dép quế,… được thiết kế tinh xảo,
mang tính nghệ thuật cao. Nhiều sản phẩm được lựa chọn để trưng bảy tại hội
chợ, triển lãm trong nước và thế giới [13].
Trong nông nghiệp: Tinh dầu quế có khả năng đuổi cơn trùng và động vật.
Phương pháp hay được sử dụng đó là nhỏ vài giọt tinh dầu quế nguyên chất vào
đèn xông tinh dầu để có thể khuếch tán mùi hương của tinh dầu quế. Ngồi ra có
thể pha lỗng tinh dầu quế rồi cho vào bình xịt, tiến hành xịt để đuổi cơn trùng.

6


Trong y học: làm thuốc chữa bệnh trong Đông y và Tây y, làm cao, dầu
xoa cảm mạo, dùng uống giúp bổ mật, thông huyết mạch, chữa chứng chân tay
co quắp, đau bụng do khí lạnh, chữa phong hàn, viêm khớp, chữa các bệnh về
tiêu hóa, hơ hấp, kích thích sự tuần hoàn máu, chống lại giá lạnh [12].
1.2 Tiêu chuẩn chất lượng vỏ quế

TCVN 3230:1990 về Quế xuất khẩu do Hội đồng Khoa học Kỹ thuật - Bộ
Lâm nghiệp biên soạn, Bộ Lâm nghiệp đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường
Chất lượng trình duyệt, Uỷ ban Khoa học Nhà nước (nay là Bộ Khoa học và
Công nghệ) ban hành. Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn
Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1
Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6
Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết
thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
Sản phẩm quế vỏ xuất khẩu được chia thành các nhóm và các loại theo
bảng 1.2. Tiêu chuẩn vỏ quế xuất khẩu được tóm lược trong bảng 1.3. Dựa vào
các tiêu chí trong bảng phân loại và tiêu chuẩn, tác giả đã tiếp cận để đánh giá
chất lượng sản phẩm sấy từ đó lựa chọn chế độ sấy phù hợp.
Với chế độ sấy ở nhiệt độ cao, tính co ngót vật liệu thường thể hiện mạnh
nên khả năng xuất hiện vết nứt, mắt thủng sẽ cao hơn đồng thời chiều dài, chiều
dày thường bị giảm, khả năng bị gia nhiệt cục bộ xuất hiện cao hơn cũng khiến
cho một số đốm đen có thể bị xuất hiện nhiều hơn. Các tiêu chuẩn về độ ẩm và
hàm lượng tinh đầu được xác định thơng qua các phương pháp phân tích. Đối
với đa số vật liệu sấy, độ ẩm sản phẩm cũng như hàm lượng tinh dầu thường
giảm khi nhiệt độ sấy tăng lên.

7


Bảng 1.2 Phân loại vỏ quế xuất khẩu
Hình dạng và kích thước quế vỏ

Nhóm

I


II

Hình
dạng
bên
ngồi

Quế
đơi,
thanh
quế
thẳng,
hình
lịng
máng
hoặc
số 3
cưa
vát
hoặc
cưa
bằng 2
đầu

Quế
thơng:
thanh
quế
thẳng,
lượng

một
chiều
cuộn
sóng
hoặc

Chiều
dài
(mm)

300 500

200 500

Chiều
dày,
khơng
nhỏ
hơn
(mm)

3

2.5

Tỷ lệ
lớp
dầu so
với
chiều

dày,
khơng
lớn
hơn

1/3

1/3

Phân loại quế vỏ theo đặc điểm riêng biệt
Đặc điểm riêng biệt
Vết nứt
2 đầu
không
lớn hơn
(mm)

Mắt
thủng
(mm)

Đốm đen

Miền Nam
kẹp loại I

50

Không
cho phép


Không
cho phép

Miền Nam
kẹp loại II

100

Khơng
cho phép

Khơng
cho phép

150

2 mắt
tổng
đường
kính lớn
khơng
q 100

Khơng
cho phép

Tên quế

Miền Nam

kẹp loại III

Miền Nam
kẹp vỡ

Không
cho phép

Miền Nam
ngang

Không
cho phép

Thông Yên
Bái loại I

Khơng
cho phép

Thơng miền
Nam loại I

Khơng
cho phép

Thơng n
Bái loại II

Có rải

rác

Thơng miền
Nam loại II

Có rải
rác

8


cong
hai
mép,
cưa
bằng
hoặc
cưa
vát hai
đầu

Thơng
Quảng Ninh
loại II
Thơng n
Bái loại III

Có rải
rác


Thơng miền
Nam loại III

Có rải
rác

Có rải
rác

Vụn Yên
Bái loại tốt
III

Quế
vỡ vụn

10 200

Vụn Yên
Bái loại xấu

2

Vụn Quảng
Ninh loại tốt
Bảng 1.3 Yêu cầu kỹ thuật chất lượng vỏ quế xuất khẩu
Tên chỉ tiêu

STT


Mức yêu cầu
Cay đặc trưng
của quế

1

Vị

2

Mùi

3

Độ ẩm vỏ quế tính theo %, khơng lớn hơn

14

4

Hàm lượng tro, tính theo chất khơ, %, khơng lớn hơn

6

5

Hàm lượng tinh dầu, tính ml/100g

6


Đất cát bám dính bên ngồi

Khơng cho phép

7

Rêu, mốc, sâu bệnh

Khơng cho phép

8

Các tạp chất bám dính trên vỏ tính theo % khối lượng,
khơng lớn hơn

Thơm đặc trưng

2 đến 3.5

1

9


1.3 Cở sở lý thuyết của quá trình sấy
Trong quy trình sấy vỏ quế, tác giả tiến hành khảo sát các phương pháp
sấy khác nhau để xác định các yêu tố ảnh hưởng, phương pháp và chế độ sấy phù
hợp nhằm tạo ra sản phẩm vỏ quế sấy khơ có chất lượng đạt yêu cầu, đủ tiêu
chuẩn xuất khẩu.
1.3.1 Mục đích của q trình sấy

Sấy là q trình nhằm làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu sấy khi có sự thay
đổi trạng thái của nước bằng cách sử dụng nhiệt hoặc chênh lệch độ ẩm giữa vật
liệu sấy và tác nhân sấy nhằm mục đích:
- Làm giảm khối lượng vật liệu sấy
- Tăng thời gian bảo quản sản phẩm
- Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và các q trình sinh lý, sinh hóa
của sản phẩm
- Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm (hình dạng, màu sắc) [11].
Q trình sấy có 3 giai đoạn:
- Giai đoạn làm nóng vật: ở giai đoạn này vật liệu sấy được gia nhiệt để
đạt đến nhiệt độ sấy. Đồng thời, ẩm di chuyển từ bên trong ra bề mặt vật liệu sấy,
một phần ẩm thốt ra mơi trường bên ngồi. Quá trình này diễn ra nhanh hay
chậm phụ thuộc vào bản chất của vật liện sấy.
- Giai đoạn tốc độ sấy không đổi: giai đoạn này nhiệt độ vật liệu sấy
khơng thay đổi. Trong q trình này, ẩm liên tục được chuyển từ bên trong vật
liệu sấy ra phía bề mặt và thốt ra mơi trường cho đến khi có sự cân bằng về độ
ẩm giữa vật liệu sấy và mơi trường bên ngồi. Đồng thời, chuyển qua giai đoạn
tốc độ sấy giảm dần.
- Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần: lúc này ẩm tự do đã tách hết, lượng ẩm
cịn lại là lượng ẩm liên kết rất khó tách ra. Ở giai đoạn này, nhiệt độ của vật liệu
sấy tăng dần dến nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ của vật liệu sấy bằng nhiệt độ
môi trường, độ ẩm của vật liệu sấy bằng độ ẩm mơi trường thì diễn ra sự cân
bằng, quá trình sấy kết thúc [10].

10


Quá trình sấy phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ sấy, thời gian sấy, hình
dáng và kích thước hình học của vật liệu sấy, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu sấy,
chế độ sấy.

1.3.2 Phương pháp sấy
1.3.2.1. Sấy tự nhiên (phơi)
Là phương pháp mà vật liệu sấy được làm khô bằng năng lượng mặt trời.
Các vật sấy được trải đều trên các khay và tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt
trời. Các khay có thể được làm từ nhựa, gỗ… đặt trên đất hoặc một bề mặt
phẳng. Nếu cần thiết có thể bảo vệ khay phơi bằng một lớp màng phủ trên bề mặt
của khay [9], [10].
Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém, vật liệu sấy được khô một
cách tự nhiên.
Nhược điểm: bị ảnh hưởng bởi thời tiết (mưa, nắng thất thường), cần diện
tích lớn để phơi, sử dụng nhiều nhân công, thời gian phơi lâu, khơng kiểm sốt
được chất lượng sản phẩm dễ bị ảnh hưởng bởi bụi và các tác nhân khác như ruồi
nhặng, côn trùng, … Năng suất thấp, không tiệt trùng, dễ nhiễm khuẩn, nấm độc.
Không thể tham gia chuỗi tự động hóa, năng suất thấp, khơng tiệt trùng. Khơng
đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm (đặc biệt là sản phẩm xuất khẩu).
1.3.2.2. Sấy nhân tạo
Là quá trình sấy có sử dụng thiết bị để tiến hành tách ẩm từ vật liệu sấy ra
ngoài. Bản chất của sấy nhân tạo là do sự chênh lệch độ ẩm giữa vật liệu sấy và
môi trường xung quanh [8].
Một số phương pháp sấy nhân tạo:
- Sấy đối lưu: sấy đối lưu hoạt động theo ngun tắc khơng khí nóng hoặc
khói lị được dùng để làm tác nhân sấy, có thể chuyển động cùng chiều, ngược
chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm. Nguyên liệu sẽ được tiếp
xúc trực tiếp với tác nhân sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi.
Thiết bị sử dụng phương pháp sấy đối lưu: thùng sấy, buồng sấy, lò sấy, hầm sấy,
sấy tầng sôi, sấy thùng quay…[10].

11



Hình 1.2 Đồ thị đường cong sấy
Quá trình sấy đối lưu khí nóng ở giai đoạn 1, giai đoạn 2 có tốc độ sấy
cao, ổn định, nhiệt độ vật liệu sấy còn thấp. Khi đến giai đoạn 3 tốc độ sấy giảm
dần mà nhiệt độ vật liệu sấy lại tăng cao. Như vậy tổn thất năng lượng khá lớn để
tách ẩm trong giai đoạn 3 của quá trình sấy đối lưu.
Ưu điểm: tốc độ sấy khá cao, hệ thống đơn giản, chi phí đầu tư, vận hành
thấp hơn các phương pháp sấy khác, dải nhiệt độ sấy rộng hơn các phương
phương pháp sấy khác, nguồn nhiên liệu đa dạng: than, củi, điện …
Nhược điểm: Hiệu quả tách ẩm giai đoạn cuối không cao, muốn tách được
ẩm giai đoạn cuối cần thời gian dài hoặc cần tăng nhiệt độ mà điều này sẽ dẫn
đến ảnh hưởng chất lượng sản phẩm sau sấy. Thời gian sấy dài, nhiệt độ cao gây
ảnh hưởng chất lượng sản phẩm.
- Sấy bơm nhiệt: là phương pháp sấy với tác nhân sấy có độ ẩm thấp. Tác
nhân sấy được quạt đưa vào dàn lạnh và được làm lạnh dưới nhiệt độ đọng sương
nên ẩm sẽ ngưng tụ và tách ra khỏi tác nhân sấy. Khơng khí lúc nay trở thành
khơng khí khơ, khơng khí khơ được thực hiện một trong hai quy trình sau:

12


+ Khơng khí khơ (tác nhân sấy) tiếp tục được quạt đưa vào dàn nóng và
được gia nhiệt đến nhiệt độ sấy sau đó khơng khí khơ sẽ được đưa vào buồng
sấy, hấp thụ ẩm của vật liệu sấy, độ ẩm của tác nhân sấy tăng lên và được quạt
hút về dàn lạnh tiếp tục chu trình.
+ Tác nhân sấy đi thẳng vào buồng sấy, do độ chênh áp của ẩm độ trong
vật sấy và tác nhân sấy cao, ẩm sẽ chuyển dịch từ trong vật ra bề mặt và hóa hơi
vào tác nhân sấy, độ ẩm tác nhân sấy tăng lên và được hút về dàn lạnh, tiếp tục
chu trình [7].
- Sấy vi sóng: thiết bị sấy vi sóng hoạt động theo nguyên tắc khi vật liệu
sấy được đặt trong trường điện từ thay đổi với tần số của vi sóng, làm cho các

phần tử nước dao động. Sự dao động của các phân tử nước sẽ tạo ra va chạm và
gây ra ma sát giữa các phần tử chuyển động, từ đó sinh ra nhiệt và làm nóng vật
liệu sấy.
Ưu điểm: thời gian sấy nhanh, nhiệt được thâm nhập bằng những tia sóng
siêu nhỏ khiến cho tất cả các thành phần trong sản phẩm đều được làm khô trong
thời gian rất ngắn. Độ ẩm trên sản phẩm sau sấy tương đối đều, không xảy ra
hiện tượng khô bề mặt như một số phương pháp sấy khác. Phương pháp này giúp
tiết kiệm điện năng và giữ lại hầu hết các chất dinh dưỡng và màu sắc ban đầu
của nông sản, thực phẩm.
Nhược điểm: Sản phẩm sau khi sấy có độ cứng lớn hơn các phương pháp
sấy khác. Chi phí đầu tư ban đầu lớn hơn và đòi hỏi kĩ năng vận hành cao hơn so
với các phương pháp sấy khác.
Ứng dụng năng lượng vi sóng trong sấy thực phẩm có thể là một cách tiếp
cận tốt để khắc phục các vấn đề hiện có trong các phương pháp sấy thơng
thường. Tuy nhiên, quy trình sấy sử dụng cơng nghệ sấy vi sóng sẽ dẫn đến sản
phẩm chất lượng thấp nếu khơng được áp dụng phù hợp. Do đó, sấy vi sóng
thường được kết hợp với các kỹ thuật sấy khác bao gồm sấy đối lưu khí nóng,
sấy tầng sơi, sấy chân không và sấy bơm nhiệt để đạt được sự đồng đều, nhanh
và hiệu quả mà không làm giảm chất lượng đáng kể. Những phương pháp kết
hợp này đã được quan sát thấy có tiềm năng để sấy khơ tốc độ cao và sản phẩm
sấy đạt chất lượng cao.
13


1.3.2.3. Sấy phức hợp
Quá trình sấy là một trong những quá trình tiêu hao năng lượng nhiều nhất
trong lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản. Có thể xem, tiết
kiệm năng lượng trong q trình sấy là một trong những giải pháp có thể góp
phần tăng lợi nhuận đáng kể nhất. Theo tính tốn, trung bình tăng hiệu quả sử
dụng năng lượng 1% trong quá trình sấy có thể tăng lên đến 10% lợi nhuận trong

quá trình sản xuất. Cùng với sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên hóa thạch, những
yêu cầu đặt ra cho việc phát triển bền vững. Năng lượng trở thành một trong
những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong quá trình sấy nơng sản. Để có một
đánh giá đầy đủ về hiệu quả sử dụng năng lượng, cần có một kế hoạch khảo sát
tổng thể về quá trình sấy và các hoạt động có sử dụng năng lượng liên quan đến
quá trình sấy chứ khơng thể chỉ đơn giản dựa trên năng lượng tách ẩm. Liên quan
đến tổn thất năng lượng trong q trình sấy, có thể có các tổn thất sau: tổn thất
trong dịng khí thải, tổn thất trong ngun liệu, tổn thất do rò tác nhân sấy và tổn
thất do sấy quá mức yêu cầu.
Các phương thức phơi sấy tự nhiên tận dụng bức xạ năng lượng mặt trời
hoặc sấy đối lưu khí nóng thơng thường (dạng: tủ, buồng hầm, …) có suất đầu tư
ban đầu cho thiết bị sấy tính theo năng suất tách ẩm thấp. Tuy nhiên, các phương
thức sấy nêu trên đều có những hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy
và quá trình sấy:
- Thời gian sấy ở giai đoạn cuối khi vật liệu sấy có độ ẩm trung bình thấp
(20 – 30%) bị kéo dài đến khi đạt giá trị độ ẩm cuối dẫn đến suất tiêu hao năng
lượng theo đơn vị khối lượng ẩm tách được rất lớn, do vậy chi phí vận hành bị
đẩy lên rất cao, hiệu quả khai thác thiết bị và hiệu quả sử dụng lao động rất thấp.
- Giá trị độ ẩm cuối khi sử dụng phương thức sấy đối lưu khí nóng thường
vẫn cao hơn giá trị mong muốn theo yêu cầu nhằm bảo quản lâu dài được đối với
một số loại nông sản, thực phẩm, thảo dược … nên chất lượng sản phẩm nhanh
chóng bị suy giảm. Để khắc phục hiệu ứng trên, nhiệt độ sấy ở giai đoạn cuối có
thể được tăng cao. Biện pháp kỹ thuật này không phù hợp với đối tượng vật liệu
sấy có giá trị cao thường khá nhạy với nhiệt độ sấy cao nên gây ra sự tổn thất

14