CAM ĐOAN
Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không
sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó.

Người thực hiện đề tài
Phạm Đức Trung
Lê Phước Tài

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến Th.s Nghiêm Hoàng Hải, giảng viên trường Đại Học Công Nghệ TPHCM
người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận. Em cũng xin
chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại Học Công Nghệ TPHCM nói
chung, các thầy cô trong khoa Cơ Điện – Điện Tử nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức
về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết
vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng, em xin
chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động
viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Người thực hiện đề tài
Phạm Đức Trung
Lê Phước Tài

ii


MỤC LỤC

CAM ĐOAN .........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH VẼ................................................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG VẼ .................................................................................................. xii
TÓM TẮT ........................................................................................................................ xiii
Chương 1 ..............................................................................................................................1
1.1

Đặt vấn đề ...............................................................................................................1

1.2 Mục tiêu .....................................................................................................................4
1.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................................5
1.4

Giới hạn ..................................................................................................................5

1.5 Bố cục ........................................................................................................................5
Chương 2 ..............................................................................................................................6
2.1 Công nghệ sấy ............................................................................................................6
2.1.1 Phương pháp sấy .................................................................................................6
2.1.2

Thiết bị sấy ......................................................................................................9

2.1.3

Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm................................11


2.1.4

Lựa chọn thiết bị sấy .....................................................................................14

2.2

Quy trình sấy ........................................................................................................17

2.3

Giới thiệu phần cứng ............................................................................................18

2.3.2

Lò nhiệt (lò điện trở) [2] ................................................................................18

2.3.3

Cấu hình DAQ [3] .........................................................................................23

2.3.4

Cảm biến đo nhiệt độ [4] ...............................................................................25

2.3.5

Bộ điều hòa tín hiệu .......................................................................................31

2.3.6


Mạch động lực ...............................................................................................33

2.3.7

Kit Nation Instruments myDAQ chuẩn USB ................................................34

2.4

Giới thiệu phần mềm ............................................................................................38

2.4.1

Phần mềm Labview .......................................................................................38

2.4.2

Ứng dụng của Labview .................................................................................38

2.4.3

Môi trường phát triển của Labview ...............................................................39

2.4.4

Các tín hiệu đo được với Labview ................................................................39
iii


2.4.5


Hiển thị ..........................................................................................................40

2.4.6

Các khái niệm cơ bản ....................................................................................40

2.4.7

Các kỹ thuật lập trình Labview [5] ................................................................42

2.5

Các phương pháp điều khiển nhiệt độ [6] ............................................................44

2.5.1

Điều khiển ON-OFF ......................................................................................44

2.5.2

Điều khiển bằng khâu tỉ lệ P..........................................................................45

2.5.3

Điều khiển bằng khâu vi phân tỉ lệ (PD) .......................................................46

2.5.4

Điều khiển bằng khâu tích phân tỉ lệ (PI) ......................................................46


2.6

Phương pháp Ziegler-Nichols [6].........................................................................48

Chương 3 ............................................................................................................................50
3.1

Tính toán và thiết kế phần cứng ...........................................................................50

3.1.1

Yêu cầu thì thiết kế ........................................................................................50

3.1.2

Tính toán công suất lò [7] ..............................................................................50

3.1.3

Lựa chọn cấu hình hệ thống thu thập dữ liệu ................................................55

3.1.4

Thiết kế sơ đồ khối ........................................................................................56

3.1.5

Lựa chọn thiết bị thu thập dữ liệu..................................................................57

3.1.6


Lựa chọn và tính toán giá trị nhiệt độ cảm biến và bộ điều hòa tín hiệu ......58

3.1.7

Lựa chọn cảm biến cảnh báo sự cố................................................................61

3.1.8

Lựa chọn và tính toán mạch động lực ...........................................................62

3.1.9

Sơ đồ nguyên lý .............................................................................................65

3.2

Tính toán và thiết kế phần mềm ...........................................................................65

3.2.1

Yêu cầu thiết kế .............................................................................................65

3.2.2

Thiết kế giao diện ..........................................................................................66

3.2.3

Lựa chọn và tính toán thiết kế phương pháp điều khiển ...............................68


3.2.4

Lưu đồ giải thuật............................................................................................70

Chương 4 ............................................................................................................................74
4.1

Thi công mô hình hệ thống ..................................................................................74

4.1.1

Danh sách linh kiện .......................................................................................74

4.1.2

Lắp ráp và kiểm tra ........................................................................................74

4.1.3

Thi công mô hình ...........................................................................................81

4.2

Tài liệu hướng dẫn sử dụng và thao tác ...............................................................83

4.2.1

Tài liệu hướng dẫn sử dụng ...........................................................................83


4.2.2

Quy trình thao tác ..........................................................................................83

Chương 5 ............................................................................................................................87
5.1

Kết quả .................................................................................................................87
iv


5.1.1

Về phần cứng .................................................................................................87

5.1.2

Về phần mềm .................................................................................................90

5.2

Đánh giá, nhận xét ................................................................................................97

5.2.1

Phần cứng ......................................................................................................97

5.2.2

Phần mềm ......................................................................................................97


5.4 Hướng phát triển ......................................................................................................97
Tổng Quan ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................1
1.2 Mục tiêu .....................................................................................................................4
1.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................................5
1.4 Giới hạn......................................................................................................................5
1.5 Bố cục ........................................................................................................................5
Cơ Sở Lý Thuyết ...........................................................................................6
2.1 Công nghệ sấy ............................................................................................................6
2.1.1 Phương pháp sấy .................................................................................................6
2.1.2 Thiết bị sấy..........................................................................................................9
2.1.3 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm ...................................11
2.1.4 Lựa chọn thiết bị sấy .........................................................................................14
2.2 Quy trình sấy ............................................................................................................17
2.3 Giới thiệu phần cứng................................................................................................18
2.3.1 Lò nhiệt (lò điện trở) .........................................................................................18
2.3.2 Cấu hình DAQ ..................................................................................................23
2.3.3 Cảm biến đo nhiệt độ ........................................................................................25
2.3.4 Bộ điều hòa tín hiệu ..........................................................................................31
2.3.5. Mạch động lực .................................................................................................33
2.3.6. Kit Nation Instruments myDAQ chuẩn USB ..................................................34
2.4. Giới thiệu phần mềm...............................................................................................38
2.4.1. Phần mềm Labview .........................................................................................38
v


2.4.2. Ứng dụng của Labview ....................................................................................38
2.4.3 Môi trường phát triển của Labview ..................................................................39
2.4.4 Các tín hiệu đo được với Labview ....................................................................39

2.4.5. Hiển thị.............................................................................................................40
2.4.6 Các khái niệm cơ bản ........................................................................................40
2.4.7 Các kỹ thuật lập trình Labview .........................................................................42
2.5 Các phương pháp điều khiển nhiệt độ .....................................................................44
2.5.1 Điều khiển ON-OFF .........................................................................................44
2.5.2. Điều khiển bằng khâu tỉ lệ P ............................................................................45
2.5.3 Điều khiển bằng khâu vi phân tỉ lệ (PD) ..........................................................46
2.5.4 Điều khiển bằng khâu tích phân tỉ lệ (PI) .........................................................46
2.6 Phương pháp Ziegler-Nichols ..................................................................................48
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ .......................................................................50
3.1 Tính toán và thiết kế phần cứng ...............................................................................50
3.1.1 Yêu cầu thì thiết kế ...........................................................................................50
3.1.2 Tính toán công suất lò .......................................................................................50
3.1.3 Lựa chọn cấu hình hệ thống thu thập dữ liệu ...................................................55
3.1.4 Thiết kế sơ đồ khối ...........................................................................................56
3.1.5 Lựa chọn thiết bị thu thập dữ liệu .....................................................................57
3.1.6 Lựa chọn và tính toán giá trị nhiệt độ cảm biến và bộ điều hòa tín hiệu ..........58
3.1.7 Lựa chọn cảm biến cảnh báo sự cố ...................................................................61
3.1.8 Lựa chọn và tính toán mạch động lực ...............................................................62
3.1.9 Sơ đồ nguyên lý ................................................................................................65
3.2 Tính toán và thiết kế phần mềm...............................................................................65
3.2.1 Yêu cầu thiết kế ................................................................................................65
3.2.2 Thiết kế giao diện .............................................................................................66
3.2.3 Lựa chọn và tính toán thiết kế phương pháp điều khiển...................................68
vi


3.2.4 Lưu đồ giải thuật ...............................................................................................70
Thi Công Hệ Thống .....................................................................................74
4.1 Thi công mô hình hệ thống ......................................................................................74

4.1.1 Danh sách linh kiện...........................................................................................74
4.1.2 Lắp ráp và kiểm tra ...........................................................................................74
4.1.3 Thi công mô hình ..............................................................................................81
4.2 Tài liệu hướng dẫn sử dụng và thao tác ...................................................................83
4.2.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng ..............................................................................83
4.2.2 Quy trình thao tác .............................................................................................83
Kết quả_Nhận xét_Đánh giá .......................................................................87
5.1 Kết quả .................................................................... Error! Bookmark not defined.
5.1.1 Về phần cứng ....................................................................................................87
5.1.2 Về phần mềm ....................................................................................................90
5.2 Đánh giá, nhận xét ...................................................................................................97
5.2.1 Phần cứng..........................................................................................................97
5.2.2 Phần mềm..........................................................................................................97
5.3 Kết luận ....................................................................................................................97
5.4 Hướng phát triển ......................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................98
PHỤ LỤC...........................................................................................................................99

vii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Tiêu thụ vải thiều năm 2015 (Nguồn: Bản tin Chào buổi sáng, VTV1, Đài
truyền hình Việt Nam ngày 30/6/2015) ...............................................................................2
Hình 1.2: Biểu đồ về sản lượng, kim ngạch, giá trung bình của hạt điều xuất khẩu năm
2016 và 2 tháng đầu năm 2017. (Nguồn: Tổng cục Hải quan ngày 16/03/2017) ................2
Hình 2.1: Quy trình sấy nông sản ......................................................................................18
Hình 2.2: Sơ đồ cấu hình vào ra tập trung .........................................................................24
Hình 2.3: Sơ đồ cấu hình vào ra phân tán ..........................................................................25
Hình 2.4: Cấu tạo Thermocouples .....................................................................................26

Hình 2.5: Cấu tạo của nhiệt điện trở và nhiệt điện trở Pt100 loại 3 dây............................28
Hình 2.6: Đường cong đặc tuyến của RTD và Themistor ................................................29
Hình 2.7: Đặc tính và cách tuyến tính Thermistor .............................................................30
Hình 2.8: Cách kết nối cảm biến với mạch đo ...................................................................31
Hình 2.9: Bộ chuyển đổi tín hiệu Pt100.............................................................................32
Hình 2.10: Cách kết nối các loại Pt100 với bộ điều hòa tín hiệu ......................................32
Hình 2.11: Relay điện và cấu tạo .......................................................................................33
Hình 2.12: Relay bán dẫn và cấu tạo ................................................................................34
Hình 2.13: Cấu tạo contactor .............................................................................................34
Hình 2.14: Kit NI myDAQ ...............................................................................................37
Hình 2.15: Giao diện trên Front Panel ...............................................................................41
Hình 2.16: Giao diện code trên Block Diagram ...............................................................41
Hình 2.17: Controls Palette ...............................................................................................43
Hình 2.18: Sơ đồ điều khiển lò nhiệt .................................................................................44
Hình 2.19: Đặc tính điều khiển của điều khiển ON – OFF ...............................................45
Hình 2.20: Đáp ứng ra của điều khiển bằng khâu tỉ lệ (P) ................................................45
Hình 2.21: Đáp ứng ra của điều khiển bằng khâu vi phân tỉ lệ (PD) với P = 1 ................46
Hình 2.22: Sơ đồ điều khiển sử dụng bộ điều khiển PID .................................................48
viii


Hình 2.23: So sánh đáp ứng của hệ thống so với các bộ điều khiển. ...............................48
Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống ...........................................................................................56
Hình 3.2: Sơ đồ khối NI my-DAQ.....................................................................................58
Hình 3.3: Cảm biến Pt-100 loại 3 dây. ..............................................................................59
Hình 3.4: Bảng quy đổi giá trị điện trở sang nhiệt độ của Pt100.......................................60
Hình 3.5: Bộ điều hòa tín hiệu Mussen .............................................................................61
Hình 3.6: Sơ đồ khối bộ điều hòa tín hiệu .........................................................................61
Hình 3.7: Cảm biến tiệm cận công nghiệp.........................................................................62
Hình 3.8: Module chuông báo 5V .....................................................................................62

Hình 3.9: Relay bán dẫn SSR ............................................................................................64
Hình 3.10: Sơ đồ khối mạch SSR ......................................................................................64
Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý ...............................................................................................65
Hình 3.12: Giao diện lúc trước khi đăng nhập...................................................................66
Hình 3.13: Giao diện đăng nhập vào hệ thống ..................................................................66
Hình 3.14: Các giao diện báo cáo sự cố ............................................................................67
Hình 3.15: Dữ liệu trong file excel ....................................................................................68
Hình 3.16: Bảng điều khiển Gradient nhiệt .......................................................................68
Hình 3.17: Đáp ứng nấc của lò ..........................................................................................70
Hình 3.18: Lưu đồ chương trình chính và chương trình login ..........................................71
Hình 3.19: Lưu đồ chương trình xử lý nhiệt độ .................................................................72
Hình 3.20: Lưu đồ chương trình cảnh báo quá nhiệt ........................................................73
Hình 3.21: Lưu đồ chương trình cảnh báo mở lò .............................................................73
Hình 4.1: Giá trị nguồn cấp vào và ra ...............................................................................75
Hình 4.2: Kết nối nguồn với bộ điều hòa tín hiệu .............................................................76
Hình 4.3: Cảm biến đặt trong lò ........................................................................................76
Hình 4.4: Kết nối Pt-100 với bộ điều hòa tín hiệu ............................................................77
Hình 4.5: Bộ điều hòa tín hiệu kết nối với trở 250Ω và kết nối sang kit..........................77
ix


Hình 4.6: Kết nối SSR với ngõ ra AI0 của myDAQ và với tải .........................................78
Hình 4.7: Kiểm tra điện áp dẫn SSR .................................................................................79
Hình 4.8: Vị trí đặt chuông bên trong bộ thí nghiệm........................................................79
Hình 4.9: Vị trí đặt cảm biến ............................................................................................80
Hình 4.10: Đèn báo cảm biến tiệm cận hoạt động. ...........................................................80
Hình 4.11: Mô hình lò sấy ................................................................................................81
Hình 4.12: Mô hình hộp điều khiển ...................................................................................82
Hình 4.13: Bên trong hộp điều khiển .................................................................................82
Hình 4.14: Đặt nguyên liệu trong lò sấy ............................................................................83

Hình 4.15: Kết nối tải với SSR .........................................................................................84
Hình 4.16: Giao diện đăng nhập vào hệ thống ..................................................................84
Hình 4.17: Giao diện hiển thị tab điều khiển ....................................................................85
Hình 4.18: Giao diện ta hiển thị ........................................................................................85
Hình 4.19: Giao diện tab biểu đồ ......................................................................................86
Hình 5.1: Mô hình lò sấy và tủ điện. .................................................................................87
Hình 5.2: Bên trong lò sấy .................................................................................................88
Hình 5.3: Giao diện thông báo sai tài khoản hoặc mật khẩu .............................................91
Hình 5.4: Giao diện đăng nhập thành công .......................................................................92
Hình 5.5: Giao diện chế độ thủ công của lò khi hoạt động ...............................................93
Hình 5.6: Giao diện chế độ qui trình của lò khi hoạt động ................................................93
Hình 5.7: Giao diện khi có sự cố mở lò .............................................................................94
Hình 5.8: Giao diện thông báo vượt mức quá nhiệt ..........................................................94
Hình 5.9: Giao diện tab hiển thị khi lò hoạt động..............................................................95
Hình 5.10: Giao diện thông báo lỗi cảm biến và quá nhiệt ...............................................95
Hình 5.11: Giao diện biểu độ đường nhiệt độ, gradient và mức đặt..................................96
Hình 5.12: Giao diện biểu đồ thể hiện sự ổn đinh nhiệt ....................................................96

x


xi


DANH MỤC BẢNG VẼ
Bảng 1.1: Diện tích, năng suất sản lượng gạo Việt Nam tính đến tháng 3 năm 2016
(Nguồn: Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA) tháng 3/2016) ..........................................3
Bảng 2.1: So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy .......................7
Bảng 2.2: Ưu điểm và nhược điểm của sấy tiếp xúc ...........................................................7
Bảng 2.3: Ưu điểm và nhược điểm của sấy bằng tia hồng ngoại ........................................8

Bảng 2.4: Ưu điểm và nhược điểm của sấy bằng dòng điện cao tần ...................................8
Bảng 2.5: Ưu điểm và nhược điểm của sấy thăng hoa ........................................................8
Bảng 2.6: Đặc tính các loại Thermorecouple ....................................................................26
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật kit NI myDAQ .....................................................................37
Bảng 2.8: Các thông số của bộ điều khiển PID được xác định theo cách 1 ......................49
Bảng 2.9: Các thông số của bộ điều khiển PID được xác định theo cách 2 ......................49
Bảng 3.1: Kích thước dây đốt ............................................................................................54
Bảng 3.2: So sánh đặc điểm giữa 2 cấu hình vào ra tập trung và vào ra phân tán. ...........55
Bảng 3.3: So sánh giữa Arduino, myDAQ và PLC ...........................................................57
Bảng 3.4: So sánh các loại cảm biến .................................................................................58
Bảng 3.5 : So sánh SSR, relay điện và contactor ...............................................................63
Bảng 3.6: So sánh các phương pháp điều khiển ................................................................69
Bảng 4.1: Danh sách linh kiện được sử dụng trong mô hình. ...........................................74
Bảng 4.2: Kí hiệu đầu dây..................................................................................................74
Bảng 5.1: Giá trị nhiệt độ thực tế và điện áp sau khi qua bộ điều hòa tín hiệu .................88
Bảng 5.2: Giá trị nhiệt độ thực tế và nhiệt độ Pt100 thu thập được ..................................89

xii


TÓM TẮT
Đề tài “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ LÒ NHIỆT BẰNG CARD NI –
LABVIEW ”được nhóm thực hiện sử dụng mô hình lò sấy công suất 1500 W, bên trong
sử dụng dây đốt điện trở để gia nhiệt. Hệ thống sử dụng cấu hình vào ra phân tán với kit
điều khiển NI myDAQ đặt rời với máy tính, giữa máy tính và kit điều khiển được kết nối
với nhau thông qua cổng USB. Bên cạnh đó, hệ thống sử dụng cảm biến Pt100 để thu
thập nhiệt độ, cảm biến tiệm cận với chức năng phát hiện đóng mở cửa lò và van bán dẫn
(SSR) để đóng ngắt tải. Để điều khiển nhiệt độ trong lò như mong muốn của người sử
dụng, nhóm thực hiện đã sử dụng phương pháp điều khiển PID, thông số PID được tính
dựa trên phương pháp Ziegler-Nichols. Dựa trên thông số này, bộ điều khiển PID sẽ điều

khiển nhiệt độ trong lò sát với nhiệt độ mong muốn nhất.
Để đơn giản cho người sử dụng, giao diện điều khiển được thiết kế đơn giản. Trước
khi vận hành, người sử dụng phải đăng nhập vào hệ thống với tài khoản và mật khẩu
được cung cấp. Giao diện có các tab như hiển thị, điều khiển, biểu đồ. Trong tab hiển thị
sẽ hiển thị nhiệt độ, nhiệt độ đặt, các cảnh báo như cảnh báo quá nhiệt, quá mức đặt cho
phép, cảm biến hỏng. Trong tab điều khiển sẽ hiển thị hai lựa chọn là thủ công và qui
trình để người dùng lựa chọn chế độ hoạt động. Trong tab biểu đồ sẽ biểu diễn đồ thị của
nhiệt độ được thu thập từ cảm biến và mức đặt nhiệt độ. Hệ thống có phần gradient nhiệt
để đảm bảo nhiệt độ được tăng không quá nhanh. Khi có sự cố mở lò sẽ có chuông báo
hiệu cho người sử dụng. Trong quá trình vận hành, các dữ liệu như thời gian, nhiệt độ,
khối lượng sẽ được lưu trữ trong file Excel giúp người sử dụng thống kê hằng ngày, hằng
tuần hay hằng tháng.

xiii


Chương 1
Tổng Quan
1.1 Đặt vấn đề
Ngoài những thực phẩm tươi sống như thịt, cá, ... thì các loại trái cây cũng cần phải
được bảo quản lâu hơn và cũng như được chế biến để mang lại cảm giác lạ hơn khi dùng.
Hằng năm, số lượng trái cây thu hoạch ở nước tương đối lớn. Theo số liệu của Tổng cục
Thống kê, trong tháng 1/2017, kim ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Nam đạt 230 triệu
USD - tăng 14% so với cùng kỳ năm 2016. Rau quả Việt Nam đã có mặt tại hơn 60 thị
trường, với các mặt hàng chủ lực là vải thiều, chôm chôm, thanh long, xoài, nhãn... Theo
các chuyên gia, những thị trường khó tính như Mỹ, Úc, Nhật Bản, Hàn Quốc... lại có tiềm
năng rất lớn và dư địa để ngành xuất khẩu rau quả Việt Nam phát triển mạnh.
Tuy nhiên, hiện nay công nghệ bảo quản sau thu hoạch là một trở ngại trong quá
trình phát triển của ngành xuất khẩu. Các sản phẩm rau quả Việt Nam chủ yếu được sử
dụng dưới dạng tươi sống, khả năng chế biến chỉ đạt 2% sản lượng dưới các hình thức

rau quả đóng hộp, nước quả đóng lon. Tổn thất sau thu hoạch là hơn 25% đối với quả và
hơn 30% đối với rau, 15-20% đối với các loại lương thực khác. Do đó, theo TS Hà Quý
Quỳnh - Trưởng ban Ứng dụng và Triển khai công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam “Nếu làm được, nông sản Việt sẽ được nâng lên một tầng giá trị
mới, có hàm lượng gia tăng về tài chính cao hơn và bà con nông dân không còn bị ép giá
với những cây trồng có thời vụ thu hoạch ngắn”.
Theo số liệu thống kê Bộ Công Thương, sản lượng vải thiều năm 2015 đạt khoảng
200.000 tấn. Đến nay, vải thiều đã được tiêu thụ gần 80% với giá tương đối tốt, kể cả giá
xuất khẩu và giá nội địa. Thông tin được thể hiện ở Hình 1.1.
Theo thông tin mới nhất của Tổng cục Hải quan, hết tháng 2, cả nước xuất khẩu
được 31.499 tấn hạt điều, đạt trị giá kim ngạch 286,325 triệu USD, giảm 9,9% về sản
lượng, nhưng tăng 8,7% về trị giá sovới cùng kỳ năm 2016. Các thị trường xuất khẩu là
Hoa Kỳ, EU, Trung Quốc…Năm 2016, ngành điều xuất khẩu được 346.844 tấn, tổng trị
giá kim ngạch đạt 2,842 tỷ USD, tăng 5,7% về lượng và 18,5% về trị giá. Đây là nhóm
hàng nông sản xuất khẩu có kim ngạch lớn thứ hai của nước ta sau cà phê. Thông tin
được thể hiện cụ thể ở Hình 1.2.
1


Hình 0.1: Tiêu thụ vải thiều năm 2015 (Nguồn: Bản tin Chào buổi sáng, VTV1, Đài
truyền hình Việt Nam ngày 30/6/2015)

Hình 0.2: Biểu đồ về sản lượng, kim ngạch, giá trung bình của hạt điều xuất khẩu năm
2016 và 2 tháng đầu năm 2017 (Tổng cục Hải quan ngày 16/03/2017).
Với lượng lao động phục vụ sản xuất nông nghiệp ngày càng hiếm, thời tiết khí hậu
bất thường thì việc làm khô hạt lúa đối với nhà nông những năm gần đây được coi là một
khó khăn, trở ngại lớn cho đầu ra của sản phẩm đối với người sản xuất. Vì vậy, việc tiếp
cận với khoa học kỹ thuật sau thu hoạch nhất là máy sấy lúa được nông dân xem là khâu
quan trọng của lộ trình đưa hạt lúa đến với người tiêu thụ.


2


Bảng 0.1: Diện tích, năng suất sản lượng gạo Việt Nam tính đến tháng 3 năm 2016
(Nguồn: Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA) tháng 3/2016)
Niên vụ

2014/2015

2015/2016
(ước tính)

2016/2017
(dự báo)

Diện tích thu hoạch (ha)
Vụ lúa mùa (tháng 10)

1,780

1,700

1,700

Vụ Đông Xuân
Vụ Hè Thu

3,112
2,931


3,050
2,930

3,100
2,950

Tổng cộng

7,823

7,780

7,750

Năng suất (tấn/ha)
Vụ lúa mùa (tháng 10)

4.8

4.85

4.9

Vụ Đông Xuân
Vụ Hè Thu
Trung bình

6.65
5.4
5.76


6.7
5.55
5.85

6.75
5.6
5.9

Sản lượng (nghìn tấn)
Vụ lúa mùa (tháng 10)

8,544

8,245

8,33

Vụ Đông Xuân
Vụ Hè Thu

20,695
15,827

20,435
16,621

20,925
45,775


Tổng cộng

45,066

44,491

45,775

Với số lượng sản xuất cũng như xuất khẩu lớn thì việc hư hại trong quá trình thu
hoạch và bảo quản là điều không thể tránh khỏi. Để hiện thực hóa mong muốn phong phú
thêm hương vị, cũng như giảm lượng trái cây thất thoát trong quá trình bảo quản, con
người đã phát triển kỹ thuật sấy. Kỹ thuật sấy được phát triển vào những năm 50 của thế
kỷ 20 nhưng chủ yếu giải quyết các vấn đề sấy những vật liệu trong công nghiệp hay y tế.
Đến những năm 70, con người đã bắt đầu áp dụng kỹ thuật sấy vào trong nông sản với
mục đích không chỉ bảo quản thực phẩm được lâu hơn mà còn làm phong phú thêm
hương vị cho loại trái cây. Đến hiện nay, các lò sấy trên thị trường đã phát triển không
ngừng chủ yếu điều khiển trực tiếp trên hệ thống bằng nút chỉnh nhiệt độ, nút chỉnh thời
gian đặt, có đèn báo hiệu. Với loại máy sấy đắt tiền hơn thì được trang bị bộ hiển thị
LCD nhiệt độ, độ ẩm, thời gian sấy và cũng giúp người dùng dễ dàng thao tác, vận hành
cũng như kiểm soát chu trình sấy. Nếu trong một nhà máy với hàng chục lò sấy như vậy,
thì vấn đề quản lý và vận hành chúng cần nhiều thời gian và nhân lực hơn. Để khắc phục
điểm yếu đó chúng tôi đã chọn thực hiện đề tài “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ LÒ
NHIỆT BẰNG CARD NI – LABVIEW ”.
3


Đây là một hệ thống sử dụng một kit vi xử lý kết hợp với máy tính. Vấn đề thắc
mắc đối với người dùng ở đây là trong khi với nhiều lò sấy, nhiều kit nhưng chỉ lại sử
dụng một máy tính. Đơn giản vì lợi ích của máy tính trong điều khiển và giám sát là vô
cùng đa dạng:

-

Truy cập luôn sẵn sàng: Một thiết kế vững chắc và khả năng quản lí từ xa là một
điều bắt buộc nhằm giảm thiểu chi phí bảo dưỡng và đảm bảo hệ thống hoạt động
một cách tin cậy. Người quản lí của nhiều hệ thống hiện nay vẫn còn đối mặt với
việc cần phải có một kỹ sư tại hiện trường để xử lý sự cố. Sử dụng máy tính có thể
truy cập từ xa qua Ethernet hay mạng tế bào giúp người quản lý khắc phục được
vấn đề này. Ngoài ra, các công cụ quản lí thiết bị online hiệu quả có thể tiết kiệm
thời gian của các kỹ sư.

-

Lưu trữ dữ liệu: Giúp lưu dữ liệu trên máy tính để người điều hành có thể truy cập
lại dữ liệu cũ. Việc này giúp quản lí hệ thống tốt hơn, phát hiện được các sai sót của
hệ thống để có thể khắc phục.

-

Truyền thông tin cậy: Đối với các ứng dụng đòi hỏi một kiến trúc hệ thống phân tán,
đảm bảo việc sử dụng, lựa chọn các giao diện và hỗ trợ các giao thức truyền thông
bảo mật.

-

Lựa chọn và mở rộng linh hoạt: Máy tính có thể lắp nhiều khe mở rộng, nhiều lựa
chọn bộ nhớ và cổng giao tiếp, đem lại cho nhà tích hợp hệ thống nhiều sự lựa chọn
hơn khi thiết kế một hệ thống mới và khi tái sử dụng thiết bị hiện có cho các ứng
dụng khác.

-


Quản lí hiệu quả: Để giải quyết vấn đề của các hệ thống lớn, khả năng lắp đặt máy
tính nhanh chóng và dễ dàng là điều cần thiết. Bên cạn đó, khả năng quản lí từ xa
giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống và giúp dễ dàng cấu hình cũng như cập nhật
chương trình và phần mềm.

1.2 Mục tiêu
Với đề tài “ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ LÒ NHIỆT BẰNG CARD NI –
LABVIEW ” sau khi hoàn thành đồ án nhóm cần đạt các mục tiêu:
- Sấy được các loại trái cây thông thường: vải, nhãn, điều … hoặc có thể là lúa.
- Điều khiển nhiệt độ lò sấy bằng máy tính.
-

Thiết kế được giao diện người dùng.
Thực hiện sấy sản phẩm theo ba giai đoạn.

4


1.3 Nội dung nghiên cứu
-

Nội dung 1: Thu thập dữ liệu quy trình lò sấy công nghiêp.

-

Nội dung 2: Các giải pháp thiết kế hệ thống, mô hình lò sấy.
Nội dung 3: Thiết kế hệ thống điều khiển trên máy tính.
Nội dung 4: Tính toán lựa chọn thiết bị cho lò sấy công nghiệp.


-

Nội dung 5: Thiết kế mô hình.
Nội dung 6: Đánh giá kết quả thực hiện.

1.4 Giới hạn
-

Sử dụng chuẩn truyền USB khoảng cách tối đa 5m.

-

Hệ thống chỉ sử dụng trong nhà.
Điều khiển tăng giảm nhiệt độ trong lò.
Sử dụng kit myDAQ.

1.5 Bố cục
Chương 1: Tổng Quan
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.
Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết
Về lý thuyết, chương 2 trình bày về cơ sở lý thuyết về lò sấy, cảm biến, phương
pháp điều khiển nhiệt độ và phần mềm điều khiển.
Chương 3: Thiết Kế Và Tính Toán
Phần tính toán công suất lò sấy, đo đạt cảm biến và thông số PID
Chương 4: Thi Công Hệ Thống Và Kết Quả
Thi công hệ thống, kiểm tra các lỗi hệ thống phát sinh và việc thực hiện các thao tác
Chương 5: Kết Luận_Nhận xét_Đánh giá Và Hướng Phát Triển
Sau khi thi công và hoàn thành sản phẩm sẽ ghi kết quả, nhận xét, và đánh giá về
chất lượng của sản phẩm.Tổng kết lại và rút ra những kết luận sau khi hoàn thành và đưa

ra hướng phát triển cho sản phẩm.

5


Chương 2
Cơ Sở Lý Thuyết
Chương này trình bày về các phương pháp sấy bao gồm các phương pháp là sấy tự
nhiên và sấy nhân tạo. Trong sấy nhân tạo bao gồm các phương pháp sấy đối lưu, sấy tiếp
xúc, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần và sấy thăng hoa. Ngoài ra còn
trình bày về các thiết bị sấy của một số phương pháp sấy nhân tạo, sự ảnh hưởng của
nhiệt độ đến sản phẩm sấy. Về thiết bị sấy sử dụng trong đồ án, chương 2 giới thiệu lò
sấy điện trở và các đặc điểm của nó; cùng với các phần cứng khác như cảm biến nhiệt độ,
thermocouple, nhiệt điện trở, thermistor; bộ điều hòa tín hiệu; mạch động lực dùng SSR
và kit điều khiển NI my-DAQ. Ngoài ra còn giới thiệu về phần mềm điều khiển Labview
và hai phương pháp điều khiển phổ biến là ON – OFF và PID số.

2.1 Công nghệ sấy
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng.
Mục đích của quá trình này là giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng độ bền và quan trọng là
kéo dài thời gian bảo quản đối với thực phẩm.
2.1.1 Phương pháp sấy
Phương pháp sấy bao gồm hai phương pháp là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo.
a. Sấy tự nhiên
Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…còn gọi
là phơi sấy tự nhiên. Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều
chỉnh được vận tốc quá trình theo yêu cầu kỹ thuật và năng suất thấp.
Phương pháp này có chi phí vận hành thấp nhưng phụ thuộc vào thời tiết, năng suất
không ổn định…
b. Sấy nhân tạo

 Sấy đối lưu
Sấy đối lưu là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy
là không khí nóng, khói lò, …

6


Không khi sấy trong lò làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ sấy phù hợp,
chuyển động trùm lên các vật liệu sấy làm độ ẩm bay hơi theo tác nhân sấy. Không khí có
thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản
phẩm. Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ hoặc liên tục.
Bảng 0.1: So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy
Hướng
chuyển động
của tác nhân
sấy
Cùng chiều

-

Ngược chiều

-

Nhược điểm

Ưu điểm

Dòng khí thoát ở trung tâm
Dòng khí thổi cắt ngang


Tốc độ sấy ban đầu cao, sản phẩm ít hư hỏng, ít nguy cơ
hư hỏng do vi sinh vật.
Năng lượng được sử dụng kinh tế hơn, độ ẩm cuối
cùng thấp hơn.

Kết hợp ưu điểm của sấy cùng chiều và ngược chiều
nhưng không bằng sấy bằng
dòng khí thổi cắt ngang.
Kiểm soát điều kiện sấy linh hoạt bằng các vùng nhiệt
được kiểm soát riêng biệt;
tốc độ sấy cao.

Khó đạt được độ ẩm cuối
thấp vì không khí nguội và
ẩm thổi qua sản phẩm sấy.
Sản phẩm dễ bị co ngót, hư
hỏng do nhiệt. Có nguy cơ
hư hỏng vi sinh vật do
không khí ẩm (nguyên liệu
ướt).
Phức tạp và đắt tiền hơn so
với sấy một chiều.
Đầu tư trang bị, vận hành và
bảo dưỡng thiết bị phức tạp
và đắt tiền.

 Sấy tiếp xúc
Sấy tiếp xúc là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu
sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.

Bảng 0.2: Ưu điểm và nhược điểm của sấy tiếp xúc

-

-

Ưu điểm
Không cần thiết phải đun nóng lượng lớn không khí trước khi sấy do đó hiệu quả
nhiệt cao hơn.
Quá trình sấy có thể thực hiện không cần sự
có mặt của oxy nên các thành phần dễ bị
oxy hoá của nguyên liệu được bảo vệ.

 Sấy bằng tia hồng ngoại
7

Nhược điểm
Thực phẩm cần sấy phải
được thái mỏng.


Sấy bằng tia hồng ngoại phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do
nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
Bảng 0.3: Ưu điểm và nhược điểm của sấy bằng tia hồng ngoại

-

-

-


-

Ưu điểm
Quá trình trao đổi nhiệt trong sấy bức xạ có cường độ cao hơn nhiều
trong sấy đối lưu và sấy trên bề
mặt nóng.
Có khả năng tăng cường độ sấy ở
giai đoạn thứ nhất, rất hiệu quả
với lớp vật sấy mỏng.
Tuỳ trường hợp mà thời gian sấy
có thể giảm hàng chục thậm chí
cả trăm lần so với sấy đối lưu.
Chỉ làm nóng vật liệu sấy, không
ảnh hưởng đến môi trường không
khí xung quanh.

Nhược điểm
Bề mặt vật sấy nóng bị đốt nóng
nhanh, tạo ra chênh lệch nhiệt độ lớn
giữa bề mặt và lớp sâu bên dưới. Điều
này dễ dẫn tới chất lượng sản phẩm
không như ý muốn (cong vênh, nứt vỡ,
biến màu...).
Không kinh tế bằng máy sấy đối lưu
nên ít được sử dụng.

 Sấy bằng dòng điện cao tần
Sấy bằng dòng điện cao tần là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần
số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.

Bảng 0.4: Ưu điểm và nhược điểm của sấy bằng dòng điện cao tần

-

-

Ưu điểm
Tốc độ truyền nhiệt nhanh.
Ít hư hại các giá trị cảm quan và
dinh dưỡng do thời gian sấy lâu
và quá nhiệt ở bề mặt.
Không gây hiện tượng cứng vỏ.

Nhược điểm
Chi phí thiết bị lớn.

 Sấy thăng hoa
Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật sấy 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.
Bảng 0.5: Ưu điểm và nhược điểm của sấy thăng hoa
Nhược điểm

Ưu điểm
8


-


Ít làm biến đổi chất dinh dưỡng cho nguyên liệu sây.
Giữ được độ ẩm cho nguyên liệu sấy.

Giá thành đắt.
Nguyên liệu sấy bị giới hạn.

2.1.2 Thiết bị sấy
2.1.2.1 Thiết bị sấy đối lưu
 Thùng sấy
Cấu tạo: là một thùng chứa hình trụ hoặc hình hộp có đáy dạng lưới. Không khí
nóng thổi lên từ phía đáy của nguyên liệu với vận tốc tương đối thấp (khoảng 0,5 m/s).
Ứng dụng: do có sức chứa lớn, giá thành và chi phí hoạt động thấp chúng được sử
dụng chủ yếu để sấy kết thúc sau khi sản phẩm được sấy trước bằng các thiết bị sấy khác.
Chúng có thể được dùng để cân bằng ẩm sản phẩm sau khi sấy.
Yêu cầu đối với nguyên liệu: do thiết bị sấy có thể cao vài mét, yêu cầu nguyên liệu
phải đủ độ cứng cơ học để chống lại sức ép, duy trì khoảng trống giữa các hạt, giúp
không khí nóng có thể xuyên qua được.
 Buồng sấy
Cấu tạo: gồm có một buồng cách nhiệt với các khay lưới hoặc đột lỗ, mỗi khay
chứa một lớp mỏng nguyên liệu (dày 2 - 6cm). Không khí nóng thổi vào với tốc độ 0,5 5 m/s qua hệ thống ống dẫn và van đổi hướng để cung cấp không khí đồng nhất qua các
khay. Các thiết bị đun nóng phụ trợ có thể được đặt thêm ở phía trên hoặc dọc bên các
khay để tăng tốc độ sấy.
Ứng dụng: dùng trong sản xuất nhỏ (1 - 20 tấn/ngày) hoặc trong thử nghiệm. Chúng
có giá thành, chi phí bảo dưỡng thấp và có thể sử dụng linh hoạt để sấy các loại nguyên
liệu khác nhau. Tuy nhiên, điều kiện sấy tương đối khó kiểm soát và chất lượng sản phẩm
dao động do sự phân phối nhiệt đến nguyên liệu không đồng đều.
 Hầm sấy
Cấu tạo: các khay chứa nguyên liệu được chất lên các xe goòng, được lập trình để
chuyển động qua hầm cách nhiệt có tác nhân sấy chuyển động theo một hoặc nhiều
hướng khác nhau như mô tả trong Bảng 2.1. Sản phẩm sau khi ra khỏi hầm có thể được

sấy kết thúc trong các thùng sấy. Một hầm sấy tiêu biểu dài 20 m có 12-15 xe goòng với
tổng sức chứa 5000 kg nguyên liệu.
Ứng dụng: do khả năng sấy lượng lớn nguyên liệu trong một thời gian tương đối
ngắn, chúng được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, phương pháp này hiện đã bị thay thế bằng
phương pháp sấy băng chuyền và sấy tầng sôi do hiệu suất năng lượng của sấy hầm thấp

9


hơn, chi phí lao động cao hơn và chất lượng sản phẩm không tốt bằng phương pháp sấy
thăng hoa và sấy bức xạ.
2.1.2.2 Thiết bị sấy thăng hoa
Các máy sấy thăng hoa bao gồm một buồng chân không có chứa các khay đựng sản
phẩm và thiết bị đun nóng để cấp ẩm nhiệt thăng hoa. Các ống xoắn ruột gà lạnh hoặc các
bản dẹt lạnh được sử dụng để ngưng tụ hơi nước trực tiếp thành băng. Chúng được gắn
với thiết bị tự động làm tan băng để giữ cho bề mặt của các dây xoắn ruột gà được trống
tối đa cho việc ngưng tụ hơi nước. Điều này là cần thiết bởi vì phần lớn năng lượng đầu
vào được dùng làm lạnh đông ở các thiết bị ngưng tụ và vì thế tính kinh tế của sấy thăng
hoa được xác định bởi hiệu suất của thiết bị ngưng tụ:
Hiệu suất =

Nhiệt độ thăng hoa
Nhiệt độ tác nhân làm lạnh ở thiết bị ngưng tụ

Sản phẩm sấy thăng hoa lưu lại rất tốt các đặc tính cảm quan và chất lượng dinh
dưỡng và thời gian bảo quản dài khi được bao gói đúng cách. 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% mùi được giữ lại.
2.1.2.3 Thiết bị sấy bức xạ
Thông thường người ta dùng vật phát năng lượng bức xạ liên tục và cường độ cao

thuộc vùng quang phổ hồng ngoại với bước sóng λ = 0,77 - 300 µm. Để có các tia bức xạ,
ta có thể dùng nhiều loại thiết bị bức xạ khác nhau như:
- Đèn gương: dây tóc đèn là vonfram, công suất từ 150 - 500 W. Nhiệt độ đèn là 2300
± 100 0K. Hệ số hiệu dụng năng lượng là 70%. Đèn có nhược điểm dễ vỡ, quán tính
nhiệt kém, tổn thất nhiệt lớn, chiếu không đều. Tuy có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng
-

-

-

nhưng đèn ít được dùng để sấy các sản phẩm thực phẩm.
Đèn ống thạch anh: cấu tạo của loại này là dây vonfram xoắn được đặt trong tâm
của ống thạch anh hình trụ, công suất của nó từ 0,1 - 20 kW. Nhiệt độ của đèn loại
này là 28000K.
Que đốt bằng điện: cấu tạo của que đốt gồm dây hợp kim nicrôm xoắn hình lò xo
đặt trong ống kim loại, cách điện bằng ôxit magiê, oxit nhôm hoặc cát thạch anh.
Công suất của mỗi que đốt đạt đến 25 kW, nhiệt độ là 8000C. Đây là loại que đốt
thông dụng nhất.
Vật bức xạ bằng gốm: đây là loại tiện lợi trong công nghiệp chế biến thực phẩm.
Cấu tạo của nó gồm dây điện trở bằng hợp kim nicrôm được ép vào trong lòng khối
gốm. Công suất của mỗi chiếc là 1 kW với nhiệt độ làm việc từ 450 - 7000C. Để
10


đảm bảo bức xạ được đồng đều thì các thiết bị bức xạ phải có cơ cấu phản xạ như
pha đèn.
Ứng dụng: sấy sản phẩm có độ ẩm thấp (ca cao, bột mì, lúa, malt, sản phẩm bột
nhào, trà...). Sản phẩm di chuyển bằng băng chuyền qua hầm phía dưới một dãy nguồn
bức xạ. Tuy nhiên, bức xạ hồng ngoại không được sử dụng rộng rãi như là nguồn nhiệt

duy nhất để sấy những sản phẩm dạng viên lớn do nó không xâm nhập sâu vào bên trong
sản phẩm.
Năng lượng bức xạ cũng thường được dùng ở các máy sấy băng chuyền chân không
và buồng sấy chân không, trong sấy thăng hoa, trong các lò vi sóng sử dụng trong nội trợ
để làm sẩm màu thực phẩm.
2.1.3 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm
Tất cả sản phẩm đều chịu thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản. Yêu cầu
đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn chế những hư hại
trong quá trình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tốt ưu nhất.
Xét về bản chất, trong những thay đổi trong quá trình sấy có thể chia ra:
-

Những thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy vỡ...
Những thay đổi hoá lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bị thay
đổi.
Những thay đổi hoá sinh:do sự oxy hóa của chất béo, phản ứng sẩm màu phi enzim,
phản ứng enzim...
Những thay đổi do vi sinh vật.
Những thay đổi đó đã làm thay đổi cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng và
có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy.
2.1.3.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc

Thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm rắn là một trong những nguyên nhân
quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm.
Bản chất và mức độ của các biện pháp xử lý rau quả trước khi sấy đều có ảnh
hưởng đến cấu trúc của sản phẩm sau khi hồi nguyên. Nguyên nhân là do sự hồ hoá của
tinh bột, sự kết tinh của xenluloza và sự hình thành các sức căng bên trong do khác biệt
về độ ẩm ở các vị trí khác nhau. Kết quả là sự tạo thành các vết nứt, gãy, các gãy tế bào
bị nén ép và vặn vẹo vĩnh viễn, làm cho sản phẩm có bề ngoài bị co ngót và nhăn nheo.
Trong quá trình làm ướt trở lại, sản phẩm hút nước chậm và không lấy lại được cấu trúc

cứng như ban đầu. Các sản phẩm khác nhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót
11


và khả năng hấp thụ nước trở lại. Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay
đổi nhiều hơn so với sấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp. Trong quá trình sấy, các
chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt bên ngoài của sản phẩm. Quá
trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao của không
khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt) gây ra các phản ứng lý hoá phức tạp của các chất
tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm được. Hiện tượng này gọi là hiện
tượng "cứng vỏ" (case hardening), làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt
khô nhưng bên trong thì ẩm. Vì vậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm
quá cao giữa bên trong và bề mặt sản phẩm.
2.1.3.2 Ảnh hưởng đến mùi vị
Nhiệt làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậy phần lớn
các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị. Mức độ thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của
sản phẩm, áp suất hơi nước và độ hoà tan của các chất bay hơi trong hơi nước.
Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào những đặc tính mùi vị (ví dụ như
gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp. Một số sản phẩm sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện
cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc với sản phẩm, gây ra các phản ứng oxy hoá các chất
tan và chất béo trong quá trình bảo quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm.
Tốc độ của quá trình gây hỏng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản và hoạt độ nước.
Sự oxy hoá lipit của sữa sấy gây ra mùi vị ôi thiu, do sự hình thành các sản phẩm thứ cấp
như các chất δ-lacton. Phần lớn rau quả chỉ chứa một lượng nhỏ lipit, tuy nhiên sự oxy
hoá của các chất béo không no tạo ra các hydroperoxit tham gia tiếp vào các phản ứng
polyme hoá, phản ứng tách nước hoặc oxy hoá để tạo thành aldehyt, keton và các axít gây
mùi ôi thiu khó chịu. Có thể hạn chế những sự thay đổi này bằng các phương pháp sau:
- Bao gói trong môi trường chân không hoặc khí trơ ví dụ như bảo quản sữa bột trong
-


môi trường có 90 % khí N2 và 10 % CO2.
Bảo quản ở nhiệt độ thấp
Loại trừ ánh sáng và tia cực tím
Duy trì hàm ẩm thấp
Bổ sung các chất chống oxy hoá tổng hợp
Bảo quản bằng các chất chống oxy hoá tự nhiên bằng cách sử dụng chế phẩm enzim
glucoza oxidaza.
Sử dụng SO2, axit ascorbic và axit xitric để ngăn ngừa những thay đổi về mùi vị
do các enzim oxy hoá và thuỷ phân gây nên đối với trái cây.
Áp dụng phương pháp thanh trùng đối với sữa hoặc nước ép trái cây và các
phương pháp chần hấp đối với rau củ.
12