ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 1
LỜI MỞ ĐẦU
Từ xưa, nhu cầu dinh dưỡng luôn là một vấn đề được sự quan tâm của toàn nhân loại.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế toàn cầu, đòi hỏi dinh dưỡng của người dân ngày
một đa dạng, cao cấp hơn. Người dân bây giờ không chỉ đòi hỏi được “ ăn no, mặc ấm’’ mà
phải là “ ăn ngon, mặc đẹp’’.
Cùng với việc đáp ứng được “ ăn ngon’’ thì vấn đề bảo quản, chế biến và giữ gìn vệ sinh
thực phẩm cũng phải đặt ra những yêu cầu khắc khe nhất do thực phẩm sau chế biến cần giữ
nguyên được những tính chất tươi sống cũng như chất lượng và hương vị của sản phẩm. Đồng
thời sản phẩm sau chế biến phải đảm bảo khả năng bảo quản lâu nhất trong những điều kiện
hàng ngày để đáp ứng nhu cầu của nhân dân cũng như xuất khẩu sang các nước khác. Điều đó
đặt ra cho ngành công nghệ sấy một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất và chế biến
thực phẩm.
Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công-nông nghiệp.
Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trọng của quá trình xử lý sau thu
hoạch. Trong công nghiệp như công nghiệp chế biến nông-hải sản, công nghiệp chế biến gỗ,
công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng v v. kỹ thuật sấy cũng đóng một vai trò quan trọng
trong dây chuyền sản xuất.
Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi VLS một cách đơn
thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng
cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Chẳng hạn trong chế biến gỗ, sản xuất
vật liệu xây dựng, sản phẩm sau khi sấy không được nứt nẻ cong vênh. Trong chế biến nông-
hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo duy trì màu sắc, hưong vị, các vị lượng. Trong sấy thóc
phải đảm bảo thóc sau khi sấy có tỉ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất v v.
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như : thiết bị
sấy (buồng sấy, hầm sấy, ) calorifer hoặc thiết bị lạnh để làm khô tác nhân, bơm, quạt, và
một số thiết bị phụ khác như buồng đốt, xyclon. Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện
một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy.
Trong các HTS thì sấy bằng phương pháp thăng hoa có các ưu điểm là sấy ở nhiệt độ thấp

nên giữ được các tính chất tươi sống của sản phẩm, dùng để sấy thực phẩm sẽ giữ được chất
lượng và hương vị của sản phẩm, không bị mất các vitamin. Tuy vậy, sấy thăng hoa có nhược
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 2
điểm là giá thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao,
tiêu hao điện năng lớn.
Tuy vậy do có những ưu điểm trên nên HTS thăng hoa được dùng khá phổ biến trong
những ngành công nghiệp có đòi hỏi những nhu cầu nghiêm ngặt về chất lượng sản phẩm như
công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược cũng như công nghiệp hoá học nói chung.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 3
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, yêu cầu về chất lượng các sản phẩm sấy ngày càng cao, ngoài yêu cầu về độ
khô, một số sản phẩm đòi hỏi phải đảm bảo về màu sắc, hương vị, chất dinh dưỡng và toàn bộ
trạng thái của sản phẩm. Các phương pháp sấy thông thường tuy đảm bảo yêu cầu về độ ẩm
nhưng có thể phá hủy các hoạt chất sinh học như hoocmon, màu sắc, mùi vị, vitamin,
protein…làm thay đổi chất lượng của thực phẩm. Vì vậy, để đáp ứng các yêu cầu đó, người ta
đã áp dụng hệ thống sấy thăng hoa vào sấy các loại thực phẩm, đặc biệt là các loại thực phẩm
cần giữ lại tối đa hương vị, màu sắc cũng như chất dinh dưỡng.
Hiện nay nhu cầ
u về thức ăn nhanh ngày càng tăng nhanh về số lượng lẩn chất
lượng.Trong đó, gói rau gia vị mang lại hương vị cho sản phẩm, việc sử dụng phương pháp
sấy thăng hoa để giữ lại tối đa màu sắc và mùi vị của chúng sau khi sấy là hết sức cần thiết.
2.Mục tiêu của đồ án
Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa dựa trên phương pháp nghiên c
ứu

lý thuyết.
Khẳng định tính ưu việt của phương pháp sấy thăng hoa, là một trong những phương
pháp sấy hiện đại nhất, giữ được hầu như nguyên vẹn bản chất tươi sống của thực phẩm và là
khuynh hương của tương lai.
3. Nội dung của đổ án
Tổng quan về phương pháp sấy thăng hoa.
Tổng quan về thức ăn nhanh và gia vị.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán hệ thống sấy thăng hoa.
Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa.
Kết quả và bàn luận
4. Gới hạn nghiên cứu của đồ án
Với quy mô đồ án môn học của sinh viên nên hệ thống sấy thăng hoa chỉ được tính toán,
thiết kế theo lý thuyết bằng kiến thức đã được học.


ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 4
5. Phương pháp nghiên cứu
Tổng hợp tài liệu đưa ra trình tự thiết kế hệ thống sấy thăng hoa có năng suất cho sẵn.
Sử dụng các công cụ toán học, đồ họa để hổ trợ tính toán lựa chọn thiết bị phù hợp.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
6.1. Ý nghĩa khoa học
Việc xác lập các thông số kỹ thuật trong qua trình sấy làm cơ sở khoa học để xác định chế độ
công nghệ sấy thăng hoa cho các rau gia vị nói riêng và cho thực phẩm nói chung.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đây là hệ thống sấy giúp giữ lại tối đa màu sắc, mùi vị của rau gia vị cho thức ăn nhanh
nói riêng và cho thực phẩm nói chung. Công nghệ sấy thăng hoa hiện nay được xem là một
trong những công nghệ chế biến tiên tiến nhất trong ngành công nghệ thực phẩm.
Việc ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa vào sấy các loại gia vị cho thức ăn nhanh sẽ thúc

đẩy ngành chế biến thức ăn nhanh của nước ta phát triển.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sấy thăng hoa
1.1.1. Định nghĩa :
- Sấy : là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu nhằm tránh hư hỏng trong quá trình bảo quản,
tăng độ bền cho sản phẩm, giảm trọng lượng, giảm chi phí chuyên chở và đồng thời nó cũng
làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.
- Sấy thăng hoa : Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng sự thăng hoa
của nước. Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi. Ở điều
kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng, nên để thăng hoa chúng cần được chuyển
sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Chính vì vậy nên còn gọi là phương pháp sấy lạnh
đông (Freeze Drying hay Lyophillisation).
Phương pháp sấy thăng hoa do kĩ sư G.I.Lappa Stajenhexki phát minh 1921, được ứng
dụng lần đầu tiên ở Nga.
1.1.2. Ưu nhược điểm của phương pháp Sấy Thăng Hoa :
1.1.2.1. So với các phương pháp bảo quản khác
Trong kỹ thuật sấy, nhiệt là nguyên nhân gây tổn thất về hương thơm và chất lượng dinh
dưỡng. Tuy nhiên, sấy thăng hoa làm giảm hoạt độ của nước mà không dùng nhiệt tác động
lên thực phẩm, kết quả là vẫn giữ được hương thơm và chất lượng sản phẩm tốt hơn. Trong
sấy thăng hoa chi phí cho hệ thống tạo áp suất chân không và làm lạnh rất lớn. Vấn đề này
cùng với vốn đầu tư ban đầu làm cho chi phí sấy thăng hoa và cô đặc thực phẩm tăng cao.
Nên cần xem xét lại chi phí liên quan trong quá trình sấy thăng hoa và tỷ lệ làm khô. Tuy
nhiên người tiêu dùng vẫn sẽ chấp nhận những sản phẩm có giá thành cao mà chất lượng tốt
hơn vẫn giữ được hương vị và cấu trúc của sản phẩm tươi (ví dụ: như cà phê, nấm có mũ, thảo
mộc và gia vị, nước trái cây, thịt, hải sản, rau và khẩu phần ăn đủ dinh dưỡng trong quân đội
hoặc tiêu dùng hàng ngày)
Ngoài ra, canh trường vi sinh dùng trong chế biến thực phẩm được sấy thăng hoa để kéo

dài thời gian lưu trữ lâu hơn.


ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 6
1.1.2.2. Ưu nhược điểm của phương pháp Sấy thăng hoa với các phương pháp sấy khác
Ưu điểm : sấy thăng hoa có ưu điểm rất lớn so với các phương pháp sấy khác đó là : sản
phẩm có chất lượng cao (giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính thủy hóa), giữ gìn hoạt
tính sinh học, không làm mất các vitamin. Tiêu hao năng lượng để bay hơi hàm ẩm thấp.
Nhược điểm : giá thành thiết bị cao, vận hành cần có trình độ kỹ thuật kỹ thuật cao; tiêu
thụ điện năng lớn
Bảng 1.1: So sánh phương pháp sấy thăng hoa và sấy truyền thống
Sấy khô truyền thống Sấy thăng hoa
-Thực phẩm sấy khô dễ dàng( rau, ngũ
cốc).
-Khoảng nhiệt độ từ 39- 93
0
C
-Áp suất khí quyển
-Bốc hơi nước từ bề mặt thực phẩm
-Làm tổn thất chất hòa tan, có khi làm
cứng sản phẩm
-Ứng suất tác động trên thực phẩm rắn
là nguyên nhân ảnh hưởng đến cấu trúc và
làm co sản phẩm.
-Sự khử nước chậm và không hoàn
toàn.
-Tổn thất hương vị.
-Sản phẩm thường sẫm màu.

-Giá trị dinh dưỡng giảm.
-Giá sản phẩm thấp.
-Sấy được hầu hết các loại thực phẩm mà các
phương pháp khác không thực hiện được.
- Nhiệt độ dưới điểm đông lạnh
-Áp suất thấp hơn áp suất khí quyển
-Thăng hoa nước từ mặt nước đá
-Sự tổn thất là tối thiểu.

-Ít gây thay đổi cấu trúc và làm co sản
phẩm.

-Khử nước rất nhanh.

-Hương vị được giữ lại bình thường.
-Màu bình thường.
-Giữ được dinh dưỡng.
-Giá sản phẩm nói chung cao, có thể gấp 4
lần sấy khô thông thường.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 7
1.2. Cơ sở khoa học của sấy thăng hoa.
1.2.1 Các giai đoạn sấy thăng hoa
Quá trình sấy thăng hoa trải qua 3 giai đoạn chính : giai đoạn làm lạnh, giai đoạn thăng
hoa và giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại.











Hình 1.1 : Đồ thị biểu hiện trạng thái thăng hoa ở điểm ba thể.
Nếu ẩm trong vật liệu sấy có trạng thái đóng băng được gia nhiệt đẳng áp đến nhiệt độ
nhất định thì nước ở thể rắn sẽ thực hiện quá trình thăng hoa. Từ đồ thị cho thấy áp suất càng
thấp thì nhiệt độ thăng hoa của nước càng giảm do đó khi cấp nhiệt cho vật liệu sấy ở áp suất
càng thấp thì độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và vật liệu sấy càng tăng.
1.2.1.1 Giai đoạn làm lạnh (giai đoạn lạnh đông)
Trong giai đoạn này, vật liệu sấy được làm lạnh từ nhiệt độ môi trường khoảng (20 ÷
25)
0
C xuống nhiệt độ (-10 ÷ -15)
0
C, ở nhiệt độ này nước trong thực phẩm đóng băng hầu
như hoàn toàn. Mỗi thực phẩm khác nhau sẽ có nhiệt độ lạnh đông khác nhau, nhưng phải
đảm bảo cho sự đông kết của nước bên trong nó phải đạt (85 ÷ 92)% . Ở giai đoạn này, lượng
ẩm thoát ra rất ít, chủ yếu là sự bay hơi và thăng hoa nước trên bề mặt thực phẩm. Sự thiát ẩm
này là do chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí không gian sấy và lớp
không khí sát bề mặt thực phẩm. Ngoài ra còn sự chênh lệch nhiệt độ thực phảm lạnh đông
với nhiệt độ môi trường lạnh đông. Đây cũng là nguyên nhân làm bay hơi ẩm để có xu hướng
P(mnHg)
4.58mmHg
0,0098
0
C

Lỏng
t(
0
C)
Rắn
Khí
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 8
đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt. Lượng ẩm thoát ra trong giai đoạn này khoảng (4 ÷ 10)%.
Tuy nhiên trong giai đoạn này co hút chân không thì chênh lệch áp suất riêng phần hơi nước ở
thực phẩm và môi trường sấy lớn hơn, nhiệt độ thực phẩm và môi trường lớn hơn, dẫn đến
lượng ẩm tách ra nhiều hơn, khoảng (10 ÷ 15)%. Có 2 cách làm lạnh đông vật liệu sấy: Cách
thứ nhất sử dụng thiết bị làm lạnh đông thông thường hoặc nitơ lỏng để làm lạnh đông sản
phẩm bên ngoài buồng sấy thăng hoa. Cách thứ hai là vật sấy tự lạnh đông ngay trong buồng
sấy thăng hoa khi buồng sấy được hút chân không.
Trong giai đoạn này sản phẩm cần được làm lạnh đông rất nhanh để hình thành các tinh
thể băng nhỏ ít gây hư hại đến cấu trúc tế bào của sản phẩm. Đối với sản phẩm dạng lỏng,
phương pháp làm lạnh đông chậm được sử dụng để băng tạo thành từng lớp, các lớp này tạo
nên các kênh giúp cho hơi nước dịch chuyển dễ dàng.
1.2.1.2. Giai đoạn thăng hoa
Giai đoạn này là giai đoạn tách ẩm chính của phương pháp sấy thăng hoa. Khi nhiệt độ
sản phẩm đạt nhiệt độ cấp đông, ngừng quá trình cấp đông, lúc này bơm chân không bắt đầu
hoạt động làm áp suất buồng sấy hạ xuống rất nhanh tạo môi trường sấy là môi trường chân
không, có áp suất ít thay đổi (0,1÷1)mmHg. Do sự chênh lệch áp suất riêng phần hơi nước ở
thực phẩm và áp suất hơi nước trong môi trường sấy quá lớn. Đồng thời dòng nhiệt bức xạ từ
các tấm kim loại phát ra để đốt nóng là cho sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và thực
phẩm khá lớn. Do đó nước trong thực phẩm đông lạnh bắt đầu thăng hoa mãnh liệt. Hơi nước
tiếp tục được tách ra khỏi sản phẩm bằng cách giữ cho áp suất trong buồng sấy thăng hoa thấp
hơn áp suất hơi nước trên bề mặt của băng, đồng thời tách hơi nước bằng máy bơm chân

không và ngưng tụ nó bằng các ố
ng xoắn ruột gà lạnh, các bản dẹt lạnh hoặc bằng hoá chất.
Khi quá trình sấy tiếp diễn, bề mặt thăng hoa di chuyển vào bên trong sản phẩm đông lạnh,
làm sản phẩm được sấy khô. Nhiệt lượng cần thiết để dịch chuyển bề mặt thăng hoa (ẩn nhiệt
thăng hoa) được truyền đến sản phẩm do truyền nhiệt bức xạ. Hơi nước di chuyể
n ra khỏi sản
phẩm qua các kênh và đến bình ngưng, sau đó thành băng bám trên bề mặt ống. Độ ẩm giảm
nhanh và gần như tuyến tính, có thể xem là giai doạn có tốc độ sấy không đổi. Ở thời gian
cuối của giai đoạn nhiệt độ sản phẩm sấy tăng dần từ (- 30 ÷ -25)
0
C đến 0
0
C (chính xác
0,00098
0
C), tại đây kết thúc giai đoạn thăng hoa.
Trong giai đoạn thăng hoa, nhiệt độ môi trường ở lối ra buồng thăng hoa hầu như không
đổi, dẩn đến nhiệt độ ở thiết bị ngưng tụ - đóng băng hầu như củng không đổi trong suốt quá
trình thăng hoa. Nhiệt độ tấm gia nhiệt và nhiệt độ môi trường giữa các tấm gia nhiệt hầu như
ĐỒ
Á
SV
T
khô
n
nhiệ
t
bức
x
hợp.

Đ
K
buồ
n
mạn
h
xuố
n
đườ
n
có t
o
lên
m
ẩm
d
(tốc
đ
độ t
ă
Điề
u
1.2.
1
L
trạn
g
lỏng
,
đổi

v
tron
g
D
b
ơm
ngừ
n
về
bì
sây
c
lệch
G
nhiệ
t
Á
N MÔN
H
T
H: Đặn
g

T
n
g đổi tron
g
t
độ tấm gi
a

xạ gia nhi
ệ
Đư
ờn
g
co
n
K
hi hút c
n
g sấy giả
m
h
làm giả
m
n
g đến nhi
ệ
n
g A-B ).
Q
o
ả nhiệt n
ê
m
ột chút(
B
d
iễn ra khá
c

đ
ộ không đ
ă
ng lên một
u
đó được g
i
1
.3 Giai đo
ạ
L
à giai đo
ạ
g
thái của
n
,
nhiệt độ
v
v
à vẫn dao
đ
g
thực phẩ
m
D
o áp suất
chân khô
n
n

g bién đổi
ì
nh ngưng
t
c
hân không
áp suât riê
n
G
iai đoạn
b
t
, môi trườ
n
H
ỌC
T
hanh Tâ
m
g
suốt quá t
r
a
nhiệt phả
i
ệ
t hay nhiệ
t
ng
sấy

hân khôn
g
m
xuống, ẩ
m
m
nhanh
n
ệ
t độ đóng
b
Q
uá trình đ
ó
ê
n nhiệt độ
B
– C). Qu
á
c
với quá t
r
ổi) trong s
ấ
ít theo thờ
i
i
ải thích là
ở
ạ

n bốc hơi
ạ
n làm bay
n
ước trong
v
v
ật liệu sấy
t
đ
ộng trong
m
lớn hơn 4
,
không gia
n
n
g. Vật liệu
pha từ lỏn
g
t
ụ đóng bă
n
bình thườ
n
n
g phần củ
a
b
ốc hơi ẩm

n
g không
g

m

r
ình thăng
h
i
duy trì tro
n
t
độ môi tr
ư
g
, áp suất
m
tự do b
a
n
hiệt độ c
ủ
b
ăng t
B
củ
a
ó
ng băng c

ủ
của vật sấ
y
á
trình thă
n
r
ình sấy th
ứ
ấ
y đối lưu l
à
gian sấy (
đ
ở
lớp sâu b
ê
ẩm còn lại
.
h
ơ
i ẩm cò
n
v
ật liệu sấ
y
t
ăng lên và
khoảng (0,
,

58 mmHg.
n
sấy là áp
s
sấy vẩn đ
ư
g
sang hơi
k
n
g. Như vậ
y
n
g. động lự
a
hơi nước,
n
c
òn lại tro
n
g
ian sấy và


h
oa và sấy
n
ng khoảng
ư
ờng sấy

d
trong
a
y h
ơ
i
ủ
a nó
a
ẩm (
ủa ẩm
y
tăng
n
g hoa
ứ
nhất
à
nhiệt
đ
oạn C-D
d
ê
n trong vậ
t
.

n
lại trong
v

y
nằm trên
đạt 0
0
C, á
p
,
1 ÷ 2)mm
H
s
uất chân k
h
ư
ợc tiếp tụ
c
k
huyếch tá
n
y
giai đọn l
à
ự
c cho quá
t
n
hiệt độ gi
ữ
n
g vật liệu
s

vật liệu sấ
y
G
V

n
hiệt. Tron
g
tử (38 ÷ 4
5
d
ao động tr
d
ốc lên).
t
sấy còn c
ó
v
ật liệu sấ
y
đ
iểm 3 thể
p
suất môi
t
H
g, nhưng
á
h
ông (0,1

÷
c
gia nhiệt
b
n
hoặc bay
à
bay hơi l
ư
t
rình bay h
ơ
ữ
a thực phẩ
m
s
ấy kết thú
c
y
bằng nh
a
H
V
HD: Th.
s
g
công ngh
ệ
5
)

0
C để nhi
ệ
o
ng khoản
g
ó
ẩm đang đ
y
. Ở cuối q
u
nên ẩm tr
ê
t
rường sấy
c
á
p suất riê
n
÷
2)mmHg,
v
b
ằng bức
x
h
ơi vào m
ô
ư
ợng ẩm cò

n
ơ
i - khuyế
c
m
và môi t
r
khi nhiệt
đ
u
. Tại điể
m
H
ình 1.2 Đ
ư
s
.N
g
u
y
ễn
T
ệ
sấy thăng
ệt độ giữa
c
g
(30 ÷ 40
)
đ

óng băng.
u
á trình th
ă
ê
n vật liệu
t
c
hân khôn
g
n
g phần củ
a
và nó đượ
c
x
ạ nhiệt nê
n
ô
i trường s
ấ
n
lại chính
l
c
h tán vẩn
l
r
ường sấy.
đ

ộ giữa các
m
này xảy
r
ư
ờng cong
s
T
ấn Dũng
Trang 9
hoa này th
ì
c
ác các tấ
m
)
0
C là thíc
h

ă
ng hoa, d
o
tr
ở về dạn
g
g
vẫn khôn
g
a

ẩm còn lạ
i
c
duy trì bỡ
i
n
ẩm khôn
g
ấ
y trước kh
i
l
à giai đoạ
n
l
à sự chên
h
tấm bức x
ạ
r
a cân bằn
g
s
ấy
ì

m

h


o

g

g

i

i

g

i

n

h

ạ

g

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 10
nhiệt và cân bằng ẩm, lượng ẩm trong vật liệu sấy không thể bốc hơi được nửa và gần cuối
giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại này hầu như lượng ẩm trong vật liệu sấy hầu như không đổi.
Quá trình dịch chuyển ẩm trong sấy thăng hoa khác với quá trình dịch chuyển ẩm trong
hệ thống sấy khác làm việc ở áp suất khí quyển( P = 760 mmHg = 1at). Khi thăng hoa các
phân tử nước không va chạm nhau bỡi vì môi trường chân không không tồn tại trường lực đàn

hồi của hệ thống khí các phân tử nước tương tác với nhau bỡi lực đẩy ra xa nên không thể va
chạm. Nhờ đó mà sấy thăng hoa có một ưu điểm lớn là bảo toàn được chất lượng sinh học của
sản phẩm sấy. một ưu điểm nửa là trong môi truờng chân không các sản phả
m sấy không bị
oxy hóa.
1.2.2. Biến đổi nguyên liệu :
Sản phẩm sấy thăng hoa có thời hạn sử dụng rất lâu trong điều kiện bao gói phù hợp và
có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng. Bởi vì hoạt độ nước trong sản phẩm thường rất thấp
(dưới 0,3). Với hoạt độ của nước thấp như vậy, các enzyme và vi sinh vật gần như bị ứ
c chế
hoàn toàn. Thời gian bảo quản của một số sản phẩm sấy thăng hoa đã được công bố trên thị
trường có thể lên đến vài chục năm. Cá biệt có sản phẩm được báo cáo có thời hạn sử dụng
lên đến 50 năm (như thịt heo sấy thăng hoa ở Mỹ, được sử dụng trong quân đội). Các sản
phẩm cuối cùng giữ lại 98% chất dinh dưỡng và cân nặng ít hơn nhiều so với trước khi sấy.
Thực phẩm sấy thăng hoa gần như giữ lại được các đặc tính của nguyên liệu ban đầu đồng
thời sự tổn thất về mặt chất lượng thường ở mức thấp nhất. Sản phẩm chẳng những giữ lại tối
đa các đặc tính về chất lượng (màu sắc, mùi vị, trạng thái) mà các hợp chất có hoạ
t tính sinh
học (vitamin, enzyme, omage-3 axít) cũng được bảo vệ một cách tôt nhất (tất nhiên không
phải 100%).
Nghiên cứu trên sản phẩm cá hồi sấy thăng hoa chỉ ra rằng sản phẩm có tỷ lệ co rút thể
tích dưới 10% (chấp nhận được), màu sắc có giảm sau sấy thăng hoa nhưng sau khi hút nước
có sự phục hồi lại màu sắc đáng kể, sản phẩm có tốc độ hút nước cực nhanh chỉ trong khoảng
5-10 giây
để đạt được tỷ lệ hút nước tối đa ở nhiệt độ 80
0
C (điều này rất thuận lợi khi sử dụng
như là một thành phần thực phẩm dạng soup). Có cấu trúc xốp, dòn phù hợp với sản phẩm
snack ăn liền. Ở những sản phẩm phải có độ khô cao và cần độ hòa tan tốt như sữa bột thì với
phương pháp sấy thăng hoa, độ ẩm sản phẩm còn lại 4 - 6%, và hình dạng ban đầu vẫn được

giữ nguyên, không có sự thay đổi về kích thước rõ rệt. Sản phẩm sấy thăng hoa lưu lại rất tốt
các đặc tính cảm quan và chất lượng dinh dưỡng. Các chất dễ bay hơi không bị cuốn vào hơi
nước sinh ra trong quá trình thăng hoa mà bị mắc lại trong khung sản phẩm. Kết quả là 80-90
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 11
% mùi được giữ lại. Kết cấu của sản phẩm tốt : ít bị co ngót và không bị hiện tượng cứng vỏ.
Cấu trúc xốp cho phép quá trình làm ướt trở lại nhanh chóng và hoàn toàn, nhưng nó dễ vỡ và
cần bảo vệ tránh bị hư hại cơ học. Chỉ có những thay đổi nhỏ về chất lượng protein, tinh bột
và các hydrocacbon khác. Tuy nhiên cấu trúc xốp của sản phẩm có thể để cho oxy xâm nhập
và gây oxy hoá lipit. Vì vậy, sản phẩm cần được bao gói trong khí trơ. Những thay đổi của
thiamin và axit ascorbic trong quá trình sấy thăng hoa ở mức vừa phải và sự thất thoát của các
vitamin khác không đáng kể (xem bảng). Tuy nhiên, sự thất thoát các chất dinh dưỡng do các
quá trình chuẩn bị trước khi sấy, đặc biệt là chần hấp rau có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất
lượng dinh dưỡng của sản phẩm sấy thăng hoa.
Bảng 1.2 : Tổn thất vitamin trong quá trình sấy thăng hoa
Thực
phẩm
% thất thoát
Vitamin
C
Vitamin
A
Thiamin Riboflavin Acid
folic
Niacin Acid
Pantothnic
Đậu xanh 20-26 0-24 - 0 - 10 -
Đậu hà lan 8-30 5 0 - - 0 10
Nước cam 3 3-5 - - - - -

Thịt bò - - 2 0 - 0 13
Thịt heo - - <10 0 - 0 56
1.2.3. Ứng dụng của Sấy thăng hoa:
Hiện nay, sấy thăng hoa được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, công nghiêp
dược, công nghiệp hóa học và một số ngành khác…
Sấy thăng hoa, nhất là phương pháp sấy nhanh (AFD : accelerated freeze drying) được áp
dụng rộng rãi ở Mỹ để sấy các loại nguyên liệu đắt tiền như thịt gia súc, gia cầm Ngoài ra nó
còn được sử dụng để sấy các sản phẩm khác như : cà phê, gia vị
, trong dược phẩm v.v
1.2.3.1. Dược phẩm và công nghệ sinh học :
Các công ty dược phẩm thường sử dụng sấy thăng hoa để tăng thời gian bảo quản và chất
lượng của sản phẩm như vacxin và các loại thuốc khác :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 12
1.2.3.1.1. Các loại vacxin :
Do giữ được các tính chất tươi sống, các hoạt tính sinh học, đặc hiệu vv . nên kỹ thuật
sấy thăng hoa được sử dụng để sản xuất các loại vắc xin đông khô cho người và gia súc. Hiện
nay ở nước ta người ta đã sử dụng rất phổ biến kỹ thuật này như ở Viện vệ sinh và dịch tể Hà
Nội, Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, Viện sản xuất sinh vật phẩm Đà Lạt – Nha
Trang…
1.2.3.1.2. Huyết tương :
Huyết tương sấy thăng hoa là sản phẩm được sản xuất từ máu tươi, là một trong những
vật phẩm rất quý báu, dùng để điều trị cấp cứu. Trong quá trình sản xuất huyết tương khô
người ta làm lạnh và sấy thăng hoa để đạt được huyết tương có độ ẩm 1%.
1.2.3.2. Công nghệ thực phẩm :
1.2.3.2.1 Mật ong
Như chúng ta đã biết, thực chất của đông khô (sấy thăng hoa) là đông lạnh cộng thêm giai
đoạn sấy khô ở áp suất chân không (P < 4,58 mm Hg) để thăng hoa nước đá từ sản phẩm đông
lạnh. Do vậy mà chi phí năng lượng và giá thành ban đầu (giá thành xuất xưởng) của sản

phẩm đông khô cao hơn nhiều so với thực phẩm đông lạnh. Tuy nhiên, quá trình bảo quản,
vận chuyển tiếp theo của thực phẩm đông khô đơn giản, ít chi phí do không cần hệ thống khép
kín liên tục trong môi trường lạnh đông (-18 đến -25
0
C) như đối với thực phẩm đông lạnh,
cho nên nếu ta bảo quản thực phẩm quá 6 tháng cộng thêm chi phí vận chuyển (xa quá 300
Km) thì tổng giá thành của thực phẩm đông lạnh sẽ cao hơn tổng giá thành của thực phẩm
đông khô từ 5 đến 16%. Mật ong sau khi thu hoạch phải đạt tiêu chuẩn tối thiểu 1,3 kg/lít.
Nếu mật có trọng lượng riêng thấp hơn giá trị trên mật sẽ rất loãng, trong điề
u kiện khí hậu
nóng ẩm, loại mật này dễ bị các vi sinh vật lên men làm giảm phẩm chất. Hơn nữa, nếu mật
quá loãng, chi phí để sấy sẽ cao hơn mật đặc có cùng trọng lượng. Nếu mật có trọng lượng
riêng = 1,3 kg/lít, chi phí cho chế biến sẽ giảm đáng kể.
ĐỒ
Á
SV
T
1.2.
3
T
quất
,
vùn
g
cây
s
dạn
g
D
Có

n
độ c
ủ
đạt
đ
loại
h
xuất
dạn
g
dầu.
sát c
ó
1.2.
3
T
xuất
lạnh
,
S
chất
hoa.
tron
g
Á
N MÔN
H
T
H: Đặn
g


T
3
.2.2. Trái
c
T
hực tế bấ
t
,
cam, chan
h
g
nhiệt đới
c
s
ấy thăng
h
g
bột.
D
âu cũng
đ
n
ghĩa là bổ
s
ủ
a nước th
ấ
đ
ộ hương c

a
h
ư
ơ
ng thơ
m
ra hư
ơ
ng
c
g
bột để tạo
Tinh
d
ầu
n
ó
thể chế
bi
3
.2.3. Ứn
g

d
T
rong sấy
t
ra
m
ột sả

n
,
mà vẫn gi
ữ
S
ấy thăng
h
tự nhiên c
ủ
Tuy nhiên
,
g
thực phẩ
m
H
ỌC
T
hanh Tâ
m
c
â
y

t

k
ỳ loại trá
h
, táo, nho,
c

ó thể chế
b
h
oa có thể
c
đ
ược sử dụ
n
s
ung thêm
h
ấ
p. Bằng cá
c
a
o hơn. N
ư
m
. Nước tr
á
c
am quýt
k
mùi hư
ơ
n
g
n
ày của vỏ
c

i
ến thành n
h
d
ụng của t
r
t
hăng hoa,
ẩ
n
phẩm với
ữ
được hươ
n
h
oa là công
ủ
a sấy thăn
g
,
hầu hết
m
m
ở trạng t
h

m

Hình
i

cây nào c
ũ
kiwi, ổi, đ
u
b
iến để dùn
g
c
hế biến th
à
n
g để sản x
u
h
àm ẩm th
í
c
h này có t
h
ớ
c chanh
h
á
i cây gồm
k
hác. Chính
g
. Nguyên l
i
c

am và cha
n
h
iều hình d
ạ
r
ái câ
y
sấ
y

ẩ
m được t
h
ẩm độ có
t
n
g vị, màu
đoạn khá
đ
g
hoa và m
ộ
m
ọi người k
h
h
ái lỏng, v
à



1.3: Mật
o
ũ
ng có thể
s
u
đủ, chuối
g
sẵn, cung
à
nh các hìn
h
u
ất. Sản ph
ẩ
í
ch hợp để
k
h
ể ứng dụn
g
h
oặc nước
c
cả vỏ có t
h
h
vỏ của ch
ú

i
ệu sẵn có
m
a
nh
r
ất thôn
ạ
ng hoặc n
g
thăn
g
hoa
h
ăng hoa t
r
ự
thể kiểm s
o
sắc.
đ
ặc biệt tro
n
ộ
t số người
h
ông quen
v
à
khi sấy c

h
G
V

o
ng sấy thă
n
s
ấy thăng
h
và nho. Tr
á
cấp nguồn
h

d
ạng kh
á
ẩ
m này có t
h
k
ích thích
k
g
để làm y
o
c
am có thể
s

h
ể sấy thăn
g
ú
ng có thể
m
ùi trên vỏ
g
d
ụng và
m
g
hiền thành
tron
g
côn
g
ự
c tiếp từ t
r
o
át được,
k
n
g ngành th
ự
quen với v
i
v
ới phươn

g
h
uyển sang
V
HD: Th.
s

n
g hoa
h
oa như dâ
u
á
i cây nhập
nguyên liệ
u
c nhau nh
ư
h
ể được ch
ế
k
hứu giác,
n
o
gurt trái c
â
s
ấy thăng
h

g
hoa và n
g
sấy thăng
nơi tập tru
n
m
ùi th
ơ
m r
i
bột.
g
n
g
hệ sản
x
r
ạng thái rắ
k
hông cần
q
ự
c phẩm. C
ó
i
ệc lựa chọ
n
g
pháp sấy

t
t
r
ạng thái
h
s
.N
g
u
y
ễn
T
u
, lê, mâm
s
ngoại và ít
u
cho địa p
h
ư
: lát mỏng
,
ế
biến thàn
h
n
hưng vẫn
d
â
y. Sản phẩ

m
h
oa để sản
x
g
hiền thàn
h
hoa và tin
h
u
ng hầu hết
iêng biệt.
V
xuất mứt
ắ
n sang hơi
,
q
ua chế biế
ó nhiều ng
ừ
n
thực phẩ
m
t
hăng hoa
n
h
ơ
i. Nếu l

ấ
T
ấn Dũng
Trang 13
s
ôi, quả việ
t
được biết
ở
h
ư
ơ
ng. Trá
i
,
hạt lựu v
à
h

d
ạng siro
.
d
uy trì hoạ
t
m
cam quý
t
x
uất ra mộ

t
h
bột để sả
n
h
chế thàn
h
các túi tin
h
V
ỏ được cắ
t
,
vì vậy sả
n
n
hoặc là
m
ừ
ơi biết bả
n
m
sấy thăn
g
n
ày. Độ ẩ
m
ấ
y đá, trạn
g

t

ở

i

à

.

t

t

t

n

h

h

t

n

m

n


g

m

g

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 14
thái rắn của nước, đặt ở nơi có áp suất chân không cực kỳ thấp và tăng nhiệt nhẹ để kích thích
quá trình, lượng ẩm từ trạng thái rắn sẽ thăng hoa trực tiếp thành trạng thái hơi và bỏ qua giai
đoạn chuyển thành lỏng. Thuật ngữ cho quá trình trên gọi là quá trình sấy thăng hoa. Khi
nước thăng hoa từ thực phẩm ra ngoài, cấu trúc tế bào không bị co lại, vẫn giữ được lỗ xốp.
Vì thế thực phẩm được hồi phục lại nhanh chóng, khi thêm nước. Không có mặt hàng thực
phẩm đơn lẻ hay thành phần của chúng là câu trả lời cho tất cả mọi vấn đề do chuyên gia bánh
kẹo đưa ra nhằm phát triển mặt hàng mới. Nhưng trái cây sấy thăng hoa là một giải pháp. Loại
trái cây này có nhiều ưu điểm và cần tìm thấy những ứng dụng chuyên biệt cho chúng. Nói
chung vì chi phí và bản chất tự nhiên trong thành phần, trái cây sấy thăng hoa đang được sử
dụng phổ biến trong trung tâm sản suất kem, kẹo mềm, kẹo hỗn hợp socola. Chúng phù hợp
với lời quảng cáo tuyệt vời, vì chúng không làm tăng độ ẩm và vẫn giữ được hương vị và màu
sắc tự nhiên. Các chuyên gia phải tìm ra công thức riêng cho chính họ nhưng điểm khởi đầu
sẽ sử dụng bột trái cây sấy thăng hoa trong khoảng3-5%. Khi một người sử dụng sản phẩm
sấy thăng hoa thì hương vị chưa thể biểu hiện đến khi chúng được nhai trong miệng và được
nước bọt chuyển hóa. Độ ẩm là yếu tố cần thiết để kích thích vị giác cho phép chúng ta nhận
biết được hương vị. Tương tự bổ sung trái cây sấy thăng hoa vào kẹo có chứa hàm ẩm cực kỳ
thấp có thể không có lợi. Ví du: kẹo cứng nói chung có giá thấp. Chỉ có thể sử dụng bột trái
cây sấy thăng hoa kết hợp với chất tạo áo tạo thành hệ đồng nhất về màu và mùi vị. Tuy nhiên
độ ẩm không đáng kể trong hỗn hợp chất tạo áo và cũng cần thiết có trong thành phần để tạo
hương khi nhai. Yogurt và trái cây là sự kết hợp tự nhiên, chỉ có vấn đề thời gian đến khi mọi
người chấp nhận sử dụng hương này trong sản phẩm kẹo. Yogurt sấy thăng hoa cũng sẵn có

để dùng.
1.3. Nhu cầu thức ăn nhanh
1.3.1. Nhu cầu trên thế giới
Ăn là một nhu cầu cơ bản của con người, nó cũng là nhu cầu cơ bản của con người( khoái
khẩu) nhưng vì không có thời gian nên người ta chọn cách ăn nhanh để với mục đích duy nhất
là đủ no và đủ sức làm việc.
Với cái tên ăn nhanh nên mọi thứ cần thỏa mãn mhu cầu “nhanh” này để tiết kiệm thời
gian. Người ăn phần lớn đứng để ăn chứ không ngồi vào bàn, thức ăn được gói trong túi giấy,
ăn xong vứt bỏ bao bì, không cần chén bát muỗng nĩa.
Thức ăn nhanh cần phải nhỏ gọn để khỏi mất thời gian nhai nuốt tức khối lượng thức ăn
càng nhỏ càng tốt( giống như thức ăn cho các nhà vũ trụ, càng nhỏ càng tiện lợi) nhưng nếu
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 15
muốn đủ năng lượng để khỏi mau đói thì thức ăn nhanh phải giàu năng lượng. đôi khi chúng
ta phải giật mình khi biết rằng một phần thức ăn Hambuger cung cấp năng lượng đủ cho một
ngày.
Để thức ăn nhanh giàu năng lượng thì thành phần thực phẩm của chúng ta phải chứa các
chất giàu năng lượng, các chất đó không gì khác là chất béo( mỗi gam chấy béo cung cấp 9
kCal trong khi bột , đường, thịt thì chỉ 4 kCal).
Tùy theo khu vực hay các nước khác nhau mà thực phảm ăn nhanh của mỗi nơi cũng
khác nhau, ví dụ như ở Mỹ đang nổi bật hơn cả là những cửa hàng thức ăn nhanh nổi tiếng
trên thế giới như: KFC “Kentucky Fried Chicken”; Manhttan; Chicken Town; Hollywood…
1.3.2. Nhu cầu tại Việt Nam
Bên cạch các thương hiệu thức ăn nhanh ( fastfood) nổi tiếng du nhập vào Việt Nam và
gia tăng nhanh trong thời gian gần đây như: KFC; Manhttan; Chicken Town; Hollywood…
với các món ăn đặc trưng như: Pizza, Salad trộn, mì Ý, Hambuger…hàng loạt các cửa hành,
cửa hiệu, quán ăn phục vụ các món ăn nhanh kiểu Việt Nam cũng nhanh chóng chiếm lĩnh thị
trường.
Dù con số còn khá khiêm tốn (chưa đến 10% dân số Việt Nam) có thói quen sử dụng thức

ăn nhanh nhưng với tốc độ phát triển của ngành kinh tế và nhu cầu gia tăng trong cuộc sống
hiện đại, thị trường thức ăn nhanh Việt Nam thực sự là một tiềm năng cho các nhà đầu tư.
Cung cấp nguồn thực phẩm dành cho chế biến thức ăn nhanh chiếm thị trường đáng kể tai
Việt Nam phải kể đến các loại xúc xích, patê, giò lụa, các mặt hàng thủy hải sản chế biến của
Vissan, Cầu Tre, Kinh Đô…; các loại mì, phở, cháo, bún, hủ tiếu ăn liền… của VINA
Acecook …Những nhãn hiệu thực phẩm của dioanh nghiệp này không nhử
ng chiếm ưu thế
trong thị trường trong nước mà còn trở nên quen thuộc với người tiêu dùng một số nước nổi
tiếng khắc khe về quy chế nhập khẩu các mặt hành thực phẩm chế biến như: Mỹ, Úc, Nhật…
Cùng với chuỗi cửa hàng thức ăn nhanh nổi tiếng của các tập đoàn lớn đã vào Việt Nam
càng nhiều công ty đang tìm cách thâm nhập thị trường, các thương hiệu
ăn nhanh kiểu Việt
Nam hay pha trộn phong cách Á-Âu-Mỹ do người Việt Nam gây dựng nên cũng đang dần
hình thành và phát triển. Nguồn cung cấp thực phẩm, đồ ăn khá an toàn hiệu quả này sẽ dần
dần thay thế thói quen sử dụng thức ăn đường phố của đại đa số dân cư. Không nhửng là giải
pháp an toàn và hiệu quả cho cuọc sống hiện đại, thị trường thức ăn nhanh Việt Nam còn là sự
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 16
lựa chọn tất yếu của người dân trong tuơng lai không xa vì những lợi ích tích cực cho cuộc
sống và là giải pháp giải phóng sức lao động của người nội trợ.
Ngành công nghiêp thực phẩm là một trong những ngành phát triển mạnh nhất ở thành
phố Hồ Chí Minh. Với khoảng 5000 doanh nghiệp chế biến lương thực thực phẩm đóng trên
địa bàn. Năm 2003 đã tạo ra giá trị sản xuất 36200 tỉ đồng, chiếm hơn 23% cơ cấu toàn ngành
công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh. Các loại thực phảm chế biến sẵn, nguyên liệu làm sẵn
khá đa dạng, thường xuyên có các chủng loại sản phẩm mới tung ra thị trường.
Tuy nhiên, nhìn chung tại thành phố Hồ Chí Minh ( và Việt Nam) vẫn chưa có những
thương hiệu thực phẩm chế biến và nguyên liệu làm sẵn thật sự mạnh. Về thức ăn nhanh,
chúng ta đang dừng bước lại ở mức thu nhập kiểu chế biến và chủng loại thực phẩm từ nước
ngoài, dù tiện lợi nhưng chưa hẳn phù hợp với khẩu vị người Việt Nam, dễ gây béo phì. Các

loại thực phẩm chế biến khác dù đã có khá nhiều chủng loại nhưng hầu hết các sự cải tiến chỉ
thiên về hình thức bao bì, cách thứ chế biến, chủng loại nguyên liệu chưa có những nghiên
cứu sâu về chất lượng và đặc tính dinh dưỡng để tạo ra những sản phẩm phù hợp với khẩu vị,
tiện sử dụng và có chất hơn.
1.4. Tổng quan về gia vị cho thực phẩm ăn nhanh
Đối tượng nghiên cứu tính toán là gói rau gia vị cho các sản phâm ăn liền như: mì, phở,
hủ tiếu, bún, miến, cháo ăn liền…
1.4.1.Thành phần trong gói rau gia vị:
Thành phần
Tùy từng loại sản phẩn mà gói rau gia vị này thay đổi khác nhau. Người ta thường cho
các loại rau thông dụng như: hành lá, cà rốt, nấm, ớt, bắp, ngò gai…tất cả đều được sấy khô.
1.5. Tổng quan về vật liệu sấy
Cà rốt:
Cà rốt – Daucus carota L., ssp sativus Hayek., thuộc họ hoa tán – Apiaceae.
Cà rốt là một loại thực phẩm có giá trị cao về dinh dưỡng và có khả năng chữa bệnh cho
con người. Cà rốt giàu về hàm lượng đường, vitamin và năng lượng, các dạnh đường tập trung
ở phần vỏ và thịt nạt củ; phần lõi rất ít. Vì vậy cà rốt có lớp vỏ dày, lõi nhỏ là những củ có
hàm lượng dinh dưỡng cao nhất.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 17
Thành phần hóa học
Trong 100g cà rốt, theo tỷ lệ phần trăm:
Bảng 1.3: thành phần hóa học của cà rốt
Thành phần Tỷ lệ (%)
Nước 88,7
Protid 1,5
Glucid 8,8
Cellulose 1,2

Tro 0,8
Ngoài ra trong cà rốt còn có: K, Ca, Fe, P, Cu, Bo, Br, Mn, Mg…
Đường trong cà rốt chủ yếu là đường đơn (fructose, glucose) chiếm tới 50% tổng lượng
đường có trong củ, là loại đường dễ bị oxy hóa dưới tác dụng của enzyme trong cơ thể, các
loại đường như levulose và dextrose được hấp thụ trực tiếp.
Trong cà rốt có rất nhiều vitamin C, D, E và các vitamin nhóm B, ngoài ra cà rốt còn
chứa rất nhiều caroten ( cao hơn cà chua); sau khi vào cơ thể, chất này sẽ chuyển hóa dần
thành vitamin A, là loại vitamin vo cùng thiết yếu.
Hi
ện nay, cà rốt không những được sử dụng tươi sống, chế biến mà còn được sử dụng là
thực phẩm sấy khô bổ sung vào các gói gia vị của thực phẩm ăn liền. Tuy nhiên công nghệ
sấy nóng cà rốt như hiện nay thì không những riêng cà rốt mà các loại rau củ quả khác đều
giảm chất lượng của sản phẩm. Cùng với các loại rau gia vị khác, cả rốt được sử dụng công
nghệ
sấy thăng hoa sẽ giảm tối thiểu tổn thất chất dinh dưỡng, vitamin cũng như màu sắc.


ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 18
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng hợp tài liệu.
- Xem xét tình hình nghiên cứu lĩnh vực này trên thế giới, ứng dụng những thành tựu khoa
học mới của thế giới.
- Tìm hiểu cơ sở khoa học của phương pháp sấy thăng hoa.
- Tìm hiểu các thiết bị cơ bản trong hệ thống sấy thăng hoa.
- Tìm hiểu đặc tính của vật liệu sấy.
2.2. Các bước tính toán thiết kế
.
2.2.1. Tính toán cho hệ thống lạnh.

2.2.1.1. Xác định những thông số yêu cầu ban đầu khi tính toán thiết kế.
- Năng xuất nhập liệu G [kg/mẻ].
- Hệ thống sử dụng môi chất gì ?
- Nhiệt độ yêu cầu trong cấp đông phải đạt ở nhiệt độ bao nhiêu.
- Máy nén sử dụng máy nén một cấp hay hai cấp.
- Hệ thống được lắp đặt trong vùng miền khí hậu có nhiệt độ trung bình của môi trường trong
nh
ững ngày nóng nhất của năm là bao nhiêu.
- Thiết bị ngưng tụ của hệ thống làm mát bằng không khí hay bằng nước.
Đây là những thông số cơ bản cho việc tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông.
2.2.1.2. Các bước tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông.
-Xác định thông số kỹ thuật của buồng cấp đông, cũng chính là buồng thăng hoa
- Xác định nhiệt tải của quá trình cấp đông vật liệu sấy.
- Xây dựng chu trình nhiệt động học làm việc của hệ thống lạnh.
- Xác định năng suất lạnh riêng của quy trình, lưu lượng khối lượng, lưu lượng thể tích môi
chất lạnh tuần hoàn qua hệ thống lạnh.
- Xác định hệ số cấp( năng suất hút) của máy nén và chọn máy nén.
- Xác định công suất nén đoạn nhiệt của máy nén, công suất nén chỉ thị của máy nén, công
suất ma sát, công hữu ích của máy nén, công suất tiết diện trên động cơ.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 19
- Xác định công suất động cơ cho máy nén và chọn động cơ.
- Xác định các thông số tính toán các thiết bị trao đổi nhiệt và các thiết bị phụ.
2.2.2. Các bước tính toán cho hệ thống sấy thăng hoa.
2.2.2.1. Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa trong quá trình sấy.
Để xác định các thông số kỹ thuật cho buồng thăng hoa thì phải xác định các đại lượng:
- Xác định lượng nước đóng băng của thực phẩm cần sấy.
- Xác định nhiệt lượng cần thiết trong quá trình sấy thăng hoa.
- Xác định diện tích truyền nhiệt trong quá trình sấy.

2.2.2.2. Tính toán nhiệt cho thiét bị ngưng tụ - đóng băng.
Nhiệt tỏa ra ở thiết bị ngưng tụ - đóng băng cũng chính là nhiệt tải của hệ thống lạnh. Vì vậy
khi tính toán nhiệt cho thiết bị ngưng tụ - đóng băng ta phải tính được các thông số kỹ thuật
của hệ thống lạnh chạy cho thiết bị ngưng tụ - đóng băng.
Để xác định các thông số kỹ thuật cho thiết bị ngưng tụ - đóng băng thì cần phải xác định các
đại lượng sau:
- Xác định nhiệt lượng tỏa ra ở thiết bị hóa đá.
- Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị hóa đá.
- Xác định thời gian xả băng và thời gian đu
ổi khí trong buồng thăng hoa.
2.2.2.3. Tính toán bơm chân không.
Để xác định các thông số kỹ thuật cho bơm chân không, tùy thuộc vào dung tích của buồng
thăng hoa hay năng suất sấy mà có thể cho sơ đồ bơm chân không mắc nối tiếp hay song song
hoặc chỉ dùng bơm chân không là đủ. Muốn xác định công suất của bơm chân không thì phải
xác định các thông số:
-Xác định áp suất chân không của môi trường sấy.
- Xác định áp suất chân không giới hạn mà bơm có thể tạ
o ra.
- Xác định năng suất hút của bơm chân không.
- Cuối cùng xác định công suất động cơ điện chạy cho bơm chân không.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 20
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
3.1.Những thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trình tính toán, thiết kế.
Vật liệu sấy là cà rốt.
• Độ ẩm vật liệu sấy: W
1
= 88,7 [%]
• Độ ẩm sản phẩm: W

2
= 14 [%]
• Khối lượng riêng: =1035 [Kg/m
3
].
• Nhiệt dung riêng: C = 3,87 [KJ/KgK].
Năng xuất nhập liệu: G
sp
= 500 [Kg/mẻ], 1 mẻ từ 12 – 16 [h], chọn 1 mẻ 12 [h].
Thời gian, nhiệt độ và khối lượng ẩm bốc hơi trong từng giai đoạn:
9 Ở giai đoạn lạnh đông:
• Thời gian lạnh đông là: 
đ
= 1 [h].
• Phần trăm lượng ẩm bốc hơi là : W
a1
= 10 [%].
• Nhiệt độ buồng lạnh đông của tủ cấp đông: t
bl
= – 40 [
0
C].
• Nhiệt độ trung bình của sản phẩm khi cấp đông là: – 18 [
0
C].
9 Ở giai đoạn thăng hoa:
• Thời gian thăng hoa là: 

= 7,5 [h].
• Phần trăm lượng ẩm bốc hơi là: W

a2
= 80 [%].
9 Ở giai đoạn sấy chân không.
• Thời gian sấy chân không là:


= 3,5 [h].
• Phần trăm lượng ẩm bốc hơi là: W
a3
= 10 [%].
• Nhiệt độ tấm đốt nóng bức xạ: t
đn
= 35 [
0
C].
Môi chất lạnh sử dụng là: R22.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 21
3.2.Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông sản phẩm.
3.2.1 Tính toán kích thước tủ cấp đông.
3.2.1.1. Thể tích chứa sản phẩm.
Thể tích chứa sản phẩm được tính theo công thức:
V
sp
=





Trong đó : G
1
- Khối lượng sản phảm chứa trong tủ sấy [kg].
V
sp
- Thể tích nguyên liệu chứa tối đa trong tủ sấy [m
3
].
 -Khối lượng riêng trung bình sản phẩm chứa trong tủ sấy [kg/m
3
].
Như vậy: V
sp
=



=


= 0,483 [m
3
].
3.2.1.2. Thể tích buồng lạnh của tủ cấp đông.
Thể tích chứa của buồng lạnh được tính theo công thức sau:
V
bl
= ξ.





Trong đó: V
bl
- Thể tích của buồng lạnh [m
3
].
V
sp
– Thể tích nguyên liệu chứa tối đa trong tủ sấy [m
3
].

 – Hệ số tính không gian không chứa sản phẩm,  = 7,5 – 8, chọn  = 7,8.
 – Hệ số lấp đầy của sản phẩm,  = 0,65 – 0,95, chọn  = 0,66.
Như vậy: V
bl
= ξ.



= 7,8 .
0,483
0,66
= 5,7 [m
3
].
3.2.1.3. Kích thước tủ cấp đông cần thiết chế tạo.
Kích thước tủ cấp đông được tính theo công thức:

V
bl
= a . b . h [m
3
]
Trong đó: a – Kích thước chiều rộng của tủ [m].
b – Kích thước chiều dài của tủ [m].
h – Kích thước chiều cao của tủ [m].
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 22
Ta chọn: a = 1,5 [m]; b = 2 [m].
Suy ra: h =


.
=
,
,.
= 1,9 [m].
Như vậy kích thước bên trong tủ sẻ là:
a = 1,5 [m]; b = 2 [m]; h = 1,9 [m].
3.2.2.Tính toán nhiệt tải cho tủ cấp đông.
Nhiệt lượng cấp cho tủ cấp đông phải bảo đảm công suất lạnh của hệ thống lạnh sao cho tải
hết lượng nhiệt Q [kW] tỏa ra từ sản phẩm trong quá trình cấp đông thải ra ngoài môi trường.
Q = β.









+Q

+Q

 [kW]
Trong đó: - Hệ số kể đến tăng nhiệt độ ban đàu của sản phẩm.
t – Thời gian một mẻ cấp đông [s].
Q
sp
– Chi phí lạnh cho quá trình cấp đông [kW].
Q
k
– Nhiệt lượng lấy ra từ khuôn [kJ].
Q
kk
– Nhiệt lượng lấy ra làm lạnh không khí [kJ].
Q
mt
– Nhiệt lượng từ môi trường xâm nhập qua vách và cửa tủ [kW].
Q
qn
– Nhiệt lượng môi trường xâm nhập đường ống làm quá nhiệt hơi về máy nén
[kW].
3.2.2.1. Chi phí lạnh cho quá trình cấp đông.
Q
sp

= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5

Trong đó: Q
1
– Lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến
nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm [kJ].
Q
2
– Lượng nhiệt lấy ra để toàn bộ nước trong sản phẩm đóng băng [kJ].
Q
3
– Lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của băng đến nhiệt độ cuối cùng của
quá trình cấp đông [kJ].
Q
4
– Lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành nước không đóng băng
trong sản phẩm [kJ].
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 23
Q

5
– Lượng nhiệt cần thiết lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành phần chất khô
[kJ].
Ta có:
t
1 :
Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, lấy ở nhiệt độ phòng t
1
= 25
0
C.
t
2
: Nhiệt độ sản phẩm cuối quá trình cấp đông.
t
2
=






Trong đó: t
c
: Nhiệt độ trung tâm sản phẩm, thực tế thường chọn t
c
= - 18 đến -12
0
C,

chọn t
c
= -14
0
C
t
w
: Nhiệt độ bề mặt sản phẩm, t
w
= - 20
0
C.
Như vậy : t
2
=
()

= -18
0
C
3.2.2.1.1. Tính Q
1
.
Q
1
được tính theo công thức:
Q
1
= C
1

. G
sp
.(t
1
– t
đb
) [kJ]
Trong đó:
C
1
= C
’
.  + C
’’
. (1-): nhiệt dung của sản phẩm trước khi đóng băng [kJ/kgK].
C
’
= 4,19 [(kJ/kg
0
C)]: nhiệt dung riên của nước.
C
’’
= 1,3 [(kJ/kg
0
C)]:nhiệt dung riêng của chất khô
 = 0,887: hàm lượng nước trung bình của sản phẩm thực phẩm.
G
sp
= 500 [kg]: khối lượng của sản phẩm
t

1
= 25
0
C: Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm.
t
đb
= - 1,2 [
0
C]: Nhiệt độ trung bình của nước trong thực phẩm đóng băng.
Suy ra: C
1
= 4,19 . 0.887 + 1,3.(1 – 0,887) = 3,863 [kJ/kg
0
C].
Như vậy Q
1
tính được là: Q
1
= 3,863.500.[25 – (-1,2)] = 50605,3 [kJ].
3.2.2.1.2. Tính Q
2
.
Q
2
được tính theo công thức:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 24
Q
2

= L.G
sp
.. [kJ]
Trong đó:
L = 355 [kJ/kg]: Nhiệt đóng băng của nước ( ẩn nhiệt nước đóng băng).
G
sp
= 500 [kg]: Khối lượng sản phẩm cấp đông.
 = 0,887: Hàm lượng nước trung bình trong sản phẩm thực phẩm.
 = 0,95: Hàm lượng nước đóng băng trong sản phẩm so với lượng nước ban đầu.
Như vậy Q
2
tính được là: Q
2
= 355.500.0,887.0,95 = 149570,4 [kJ].
3.2.2.1.3. Tính Q
3
.
Q
3
được tính theo công thức:
Q
3
= C
3
.G...(t
đb
– t
2
) [kJ].

Trong đó:
C
3
= 2,1 [kJ/(kg
0
C)]: Nhiệt dung riên của băng.
t
2
= -18
0
C: Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình cấp đông.
t
đb
= - 1,2 [
0
C]: Nhiệt độ trung bình của nước trong thực phẩm đóng băng.
 = 0,887: Hàm lượng nước trung bình trong sản phẩm thực phẩm.
 = 0,95: Hàm lượng nước đóng băng trong sản phẩm so với lượng nước ban
đầu.
Như vậy ta tính được: Q
3
= 2,1.500.0,887.0,95[(-1,2) – (-18)] = 14864,35 [kJ].
3.2.2.2.4. Tính Q
4
.
Q
4
được tính theo công thức:
Q
4

= C
4
.G
sp
..(1 – ).( t
đb
– t
2
) [kJ].
Trong đó:
C
4
= 2.9 [kJ/(kg
0
C)]: Nhiệt dung riêng của phần nước không đóng băng.
Các thông số khác giống như trên.
Như vậy ta tính được: Q
4
= 2,9.500.0,887.(1 - 0,95).[(-1,2) – (-18)] = 1080,4 [kJ].
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Th.s.Nguyễn Tấn Dũng
SVTH: Đặng Thanh Tâm
Trang 25
3.2.2.1.5. Tính Q
5
.
Q
5
được tính theo công thức:
Q
5

= C
’’
.G.(1 – ).( t
đb
– t
2
) [kJ].
Trong đó:
C
’’
= 1,3 [kJ/(kg
0
C)]: Nhiệt dung riêng của phần chất khô trong sản phẩm.
Các thông số còn lại như trên.
Như vậy ta tính được: Q
5
= 1,3.500.(1 – 0,887).[(-1,2) – (-18)] = 1234 [kJ].
Như vậy chi phí lạnh cho quá trình cấp đông sản phẩm là:
Q
sp
= 50605,3 + 149570,4 + 14864,35 + 1080,4 + 1234 = 217354,45 [kJ].
3.2.2.2. Nhiệt lấy ra từ khuôn hoặc khay chứa sản phẩm.
Số lượng khay chứa 500kg sản phẩm là 20 khay.
Mỗi khay nặng 10 [kg].
Như vậy khối lượng khay chứa sản phẩm là: G
k
= 10.20 = 200 [kg].
Xem nhiệt độ của khay khi vào tủ đông bằng nhiệt độ phòng t
k
1

= 25
0
C
Nhiệt độ khay cuối quá trình cấp đông bằng nhiệt độ không khí trong tủ dao động trong
khoảng ( -45 đến – 40) [
0
C], ta chọn t
2
2
= - 40
0
C.
Nhiệt dung riêng của tôn thép làm khuôn: C
k
= 0,49 [kJ/(kg
0
C)].
Như vầy nhiệt lấy ra từ khay được tính theo công thức:
Q
k
= G
k
.C
k
.(t
k
1
– t
k
2

) [kJ].
Q
k
= 200.0,49.[25 – (-40)] = 6370 [kJ].
3.2.2.3. Nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ.
Dòng nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ cấp đông được tính theo công thức:
Q
kk
= 2.G
kk
. (h
1
– h
2
) [kJ].
Trong đó:
G
kk
[kg]: Lượng không khí khô ứng với lượng không khí trong thể tích tủ.
h
1
[kJ/kg]: Entalpi của không khí lúc bắt đầu quá trình cấp đông sản phẩm.