TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÀI BÁO CÁO
GVHD: Th.s ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG
SVTH : NHÓM 4
1. HỒ THỊ HÀ TRANG
2. TRẦN THỊ TRÚC GIANG
3. MÔNG THỊ NGA
4. NGUYỄN MINH SƠN
5. LUYỆN VĂN KHÁNH
TP HỒ CHÍ MINH
5/2013
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

Sấy cà chua bằng các phương pháp khác nhau: So sánh động học quá
trình khử nước và hấp thu nước TP.HCM, ngày… tháng… năm……

Lời cảm ơn 20
Tài liệu tham khảo 20
4
SẤY CÀ CHUA BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU: SO SÁNH
ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH KHỬ NƯỚC VÀ HẤP THU NƯỚC.
TÓM TẮT
Có 5 phương pháp để sấy khô cà chua, đó là: sấy không khí nóng (HAD), sấy
năng lượng mặt trời (SCD),sấy bơm nhiệt (HPD), sấy chân không vi sóng (MVD),
và sấy lạnh khô (FD). Sấy khô bằng không khí nóng, năng lượng mặt trời, bơm
nhiệt chỉ chỉ xảy ra giai đoạn sấy tốc độ giảm dần, trong khi đó quá trình sấy chân
không vi sóng và sấy lạnh đông thì xảy ra cả giai đoạn sấy tốc độ không đổi và giai
đoạn sấy tốc độ giảm dần. Hằng số mô hình Page, độ khuếch tán độ ẩm và hằng số
mô hình Peleg được ước tính để so sánh động học quá trình khử nước và hấp thu
nước. Hằng sồ tốc độ và độ khuếch tán độ ẩm của mô hình Page đạt giá trị cao nhất
khi cà chua được sấy khô bằng phương pháp sấy chân không bằng vi sóng, ngược
lại sấy khô bằng phương pháp lạnh đông thì đạt giá trị thấp nhất. Trong nghiên cứu
sự hấp thu nước, các lát cà chua được sấy khô bằng phương pháp bơm nhiệt và chân
không vi sóng có tỷ lệ hấp thu nước cao hơn sấy khô bằng phương pháp không khí
nóng và năng lượng mặt trời. Các mẫu được sấy khô bằng phương pháp đông lạnh
có tỉ lệ hấp thu nước cao nhất. Hằng số mô hình Peleg cũng được ước lượng.
GIỚI THIỆU
Về phương diện thương mại cà chua (Lycopersicon esculentum) là loại rau quả
được sản xuất nhiều nhất. Ấn độ nằm trong top 5 các thành phố sản xuất cà chua
trên thế giới. Sản lượng cà chua ở Ấn Độ năm 1990 là 4,6 triệu tấn, năm 2006 là 8,6
triệu tấn. Trong thời gian thu hoạch cà chua bị mất mát và hao hụt đáng kể do đó
cần phải giảm đến mức tối thiểu sự mất mát và hao hụt này. Cà chua là nguồn chủ
yếu của chất chống oxi hoá lycopene. Lycopene có tác dụng giúp ngăn chặn nhiều
bệnh mãn tính như bệnh tim và bệnh ung thư do nó có khả năng bảo vệ các thành
phần tế bào khỏi sự phá hủy sự oxi hoá. Ngoài lycopene, cà chua cũng chứa nhiều
chất chống oxi hoá cung cấp dinh dưỡng (vitamin A,C,E) và không cung cấp dinh

được giữ ở môi trường xung quanh khoảng 2 giờ. Sau đó rửa sạch cà chua bằng
nước máy và cắt thành từng lát mỏng dày khoảng 6mm bằng máy cắt lát. Hàm
lượng ẩm ban đầu thì được xác định bằng phương pháp lò chân không.
Sấy khô cà chua
Sấybằng không khí nóng
Máy sấy khô không khí nóng ( M/s S. B. Panchal and Company, Mumbai,
India) trong phòng thí nghiệm và sử dụng trong nghiên cứu hiện nay được trang bị
một vài thiết bị hỗ trợ như quạt gió, bộ điều chỉnh tốc độ, bộ điều khiển nhiệt độ, bộ
phận truyền nhiệt, thiết bị cảm biến độ ẩm tương đối, và một ống pitot để đo tốc độ
chuyển động của không khí. Độ ẩm và nhiệt độ tương đối của không khí xung
quanh lần lượt là 60-65% và 30
0
C. Các lát cà chua được trải trên một cái khay đã
đục lỗ và quá trình sấy được thực hiện ở nhiệt độ không khí 40
0
C với tốc độ chuyển
động của không khí 1m/s. Kết cấu điển hình của thiết bị HAD thì được thể hiện ở
hình 1.
Hình 1: Sơ đồ máy sấy khô không khí nóng ( HAD).
Sấy bằng cách bơm nhiệt
Máy sấy khô bơm nhiệt ( M/s Pan-Asia, Mumbai, India) để khử nước trong cà
chua có thể tạo ra độ ẩm tương đối thấp ( 0-50% RH) và nhiệt độ biến thiên trong
khoảng từ dưới 0 đến 50
0
C hoặc cao hơn. Như ta thấy ở hình 2, máy sấy khô gồm
có một cuộn dây cách nhiệt có tác dụng cải thiện hiệu suất của máy sấy bơm nhiệt
và tách riêng hơi ẩm. Hệ thống bơm nhiệt bao gồm một tải nhiệt 1,5Kh cung cấp
không khí tách ẩm trong khoảng 100-175 Nm
3
/h với độ ẩm tương đối 10-20% và

thép không gỉ có chiều dài 0,4m và đường kính 0,4m, ba tấm kim loại đốt nóng có
tổng diện tích bề mặt đốt nóng 0,25m
2
, một bình ngưng tụ ( sức chứa băng tối đa là
1,8kg và diện tích bề mặt 0,25m
2
) hoạt động ở -35
0
C, một bơm chân không ( tốc độ
di chuyển của không khí 16m
3
/h). Bình ngưng tụ được nối với buồng sấy bằng một
ông dẫn. Một cân điện tử ( M/s. Tapsons Weighing Systems, Munbai, India) có giá
trị tối thiểu 0,1, được đặc bên trong buồng sấy để đo khối lượng mẫu một cách liên
tục, và được quan sát qua một cửa sổ trong suốt. Thực hiện một số cài đặc để kiểm
soát toàn diện số đo, ghi nhận áp suất và nhiệt độ bên trong buồng sấy. Áp suất bên
trong buồng sấy được đo bằng áp kế Pirani và được điều chỉnh bằng một van điện
từ. Có 3 tấm kim loại đốt nóng, nhiệt độ của 3 tấm kim loại đốt nóng và mẫu được
đo bằng cặp nhiệt điện 1000 PT và được điều khiển bằng bếp kháng điện. Sơ dồ
máy sấy khô được thể hiện ở hình 4. Các lát cà chua dày 6mm được đông lạnh bằng
máy đông lạnh nhanh ( Blue Star, Mumbai, India) ở -20
0
C đến -22
0
C khoảng 6 giờ.
Trong lúc đó, máy sấy lạnh đông bắt đầu hoạt động và nhiệt độ ngưng tụ trung bình
đạt mức tối thiểu -35
0
C. Sau đó, đặt các lát cà chua đã được đông lạnh trên cân đo
khối lượng được đặt trong buồng sấy và bơm chân không bắt đầu hoạt động. Nhiệt

[8]
và được sử dụng rộng rãi để mô tả các đặc điểm
sấycủa nhiều loại trái cây và rau quả sấy khô như mơ, ớt đỏ, cà tím và cây rau sam.
Mô hình này được cho như sau:
MR = exp(-kt
n
)
Trong đó, MR là tỷ lệ độ ẩm (không thứ nguyên), k là hằng số tốc độ sấy (min
-
1
), n là hằng số mô hình. Mô hình Page được trang bị để xác định các dữ liệu sấy và
thông số mô hình bằng cách phân tích hồi quy phi tuyến tính.
Độ khuếch tán của ẩm trong chất khô là hàm số của cả nhiệt độ lẫn hàm lượng
ẩm. Đối với vật liệu có độ co rút cao thì mô hình toán học mà được sử dụng để xác
định D
L
cần phải giải thích tốt được sự thay đổi trong con đường khuếch tán. Nhìn
chung, độ khuếch tán ẩm tăng khi hàm lượng ẩm tăng. Nhiệt độ có tác động tích
cực,nó phụ thuộc mạnh vào chất liệu thực phẩm. Nhìnchung nhiệt độ ảnh hưởng
đến độ khuếch tán trong chất lỏng và chất rắn mạnh hơn ở trạng thái khí. Các hệ số
khuếch tán được tính toán bằng cách vẽ đồ thị dữ liệu thí nghiệm sấy dưới dạng
ln(MR) đối với thời gian và đặt các giá trị trong mô hình khuếch tán chất lỏng bằng
phương trình cân bằng sau đây:
Hệ số hấp thu nước (Rehydration ratio).
Đánh giá tỉ lệ hấp thu nước của lát cà chua đã được khử nước bằng cách ngâm
lát cà chua đã được sấy trong nước ở 25°C và 100°C. Mẫu được làm ráo và được
cân ở những khoảng thời gian đã lựa chọn cho đến khối lượng không đổi. Hệ số hấp
thu nước là tỉ số giữa lượng nước hấp thu (g) và trọng lượng mẫu ban đầu (g).
Ngoài ra mô hình được đề xuất bởi Peleg được dùng đê mô tả động học hấp thu
nước trong quá trình hấp thu nước, được cho bởi phương trình sau đây:

hình mất ẩm đã có được với năm máy sấy khác nhau.
Hình 8 cho thấy sự thay đổi của hàm lượng ẩm có liên quan đến thời gian
được dự đoán bằng mô hình Page và so sánh với hàm lượng ẩm thực nghiệm. Hẳng
số tốc độ (k) được tìm thấy trong khoảng 0.00382 đến 0.02151 min
-1
(Table 1).
Ngoài ra, quá trình MVD có giá trị hằng số tốc độ cao hơn vì mức năng lượng vi
sóng làm tăng tốc độ sấy khô bằng cách tạo ra lượng nhiệt lớn hơn bên trong sản
phẩm.
Thực nghiệm đã xác định được hệ số khuếch tán hiệu nghiệm của những lát cà
chua ở các máy sấy khác nhau được thể hiện ở bảng 1. Các hệ số khuếch tán hiệu
nghiệm của HAD, SCD, HPD, MVD và FD đã được tìm thấy tương ứng là 5.90 ×
10
-9
, 3.86 × 10
-9
, 3.61 × 10
-9
, 1.85 × 10
-8
, và 1.04 × 10
-9
m
2
/s, trong tất cả các quá
trình thì MVD có hệ số khuếch tán cao nhất, tiếp theo là HAD, SCD, và HPD. Các
giá trị khuếch tán được so sánh với các giá trị của những lát nho khô và táo.
Govanelli cùng các cộng sự đã cho rằng các giá trị khuếch tán thay đổi từ 2.26 ×
10
-9

các quá trình khác nhau. Hệ số hấp thu nước của các lát cà chua sấy bằng các
phương pháp khác nhau được cho trong bảng 2.
Các lát cà chua thu được bằng phương pháp FD có hệ số hấp thu nước cao
nhất, tiếp theo là HPD và MVD. Trong trường hợp SCD, có hệ số hấp thu nước
thấp hơn. Tương tự như vậy, Lin và các cộng sự cũng đã kết luận rằng các lát cà rốt
được sấy khô chân không vi sóng có hệ số hấp thu nước cao hơn so với các lát cà
rốt được sấy khô bằng không khí. Ngoài ra, ta còn quan sát được rằng hệ số hấp thu
nước của cà chua giảm nhẹ ở 100°C so với ở 25°C. Điều này có thể là do mất các
chất khô trong quá trình đun sôi nước. Các giá trị tham số k
1
, k
2
và hệ số xác định
của mô hình Page được cho ở bảng 3
Giá trị của hệ số xác định ( R
2
> 0.98) chỉ ra rằng mô hình của Peleg đề xuất
thích hợp để mô tả động học quá trình hấp thu nước của cà chua lát trong phạm vi
thí nghiệm ( hình 11 và 12). Giá trị k1 giảm theo thứ tự FD> MVD> HPD> SCD>
HAD, cho thấy rằng sản phẩm FD có khả năng hút nước cao nhất so với các quá
trình khác.
KẾT LUẬN.
KẾT LUẬN.
Sấy khô cà chua có cả giai đoạn sấy tốc độ không đổi và giai đoạn sấy tốc độ
giảm dần khi sấy bằng các kỹ thuật sấy khác nhau.MVD là phương pháp sấy khô
nhanh nhất, trong khi FD là chậm nhất. Hằng số tốc độ sấy của mô hình Page trong
khoảng 0.00382 đến 0.01006 đối với các phương pháp sấy khác nhau. MVD có độ
khuếch tán ẩm cao nhất 1.84752 × 10
-8
so với các máy sấy khác có thể nhờ vào

= X
c
sàn khuếch tán một chiều bay hơi trên bề mặt tại X
LỜI CẢM ƠN
Các tác giả chân thành cảm ơn Ủy ban Khoa học và Công Rajiv
Gandhi(RGC), chính phủ bang Maharashtra,Ấn Độ, đã hỗ trợ tài chính cho công
trình nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Food and Agriculture Organization of United Nations. FAOSTAT database.
Available at: htpp://faostat.fao.org (accessed June 15, 2008).
2. Akanbi, C.T.; Adeyemi, R.S.; Ojo, A. Drying characteristics and sorption
isotherm of tomato slices. Journal of Food Engineering 2006, 73(2), 157–163.
3. Yaping, Z.; Suping, Q.; Wenli, Y.; Zheng, X.; Hong, S.; Side, Y.; Dapu, W.
Antioxidant activity of lycopene extracted from tomato paste towards
trichloromethyl peroxyl radical CCl3O2. Food Chemis-try2002, 77, 209–212.
4. Chang, C.H.; Lin, H.Y.; Chang, C.Y.; Liu, Y.C. Comparisons on the antioxidant
properties of fresh, freeze-dried and hot air dried tomatoes. Journal of Food
Engineering2006, 77(3), 478–485.
5. Athanasia, M.G.; Adamopoulos, G.K.; Chatzitakis, P.C.; Nikas, V.A. Prediction
of lycopene degradation during a drying process of tomato pulp. Journal of Food
Engineering2006, 74(1), 37–46.
6. Chen, R.Y.; Wu, J.J.; Tsai, M.J.; Liu, M.S. Effect of storage and thermal treatment
on the antioxidant activity of tomato fruits. Journal of Chinese Agricultural
Chemical Society2002, 38, 353–360.
7. Association of Official Analytical Chemists. Official Methods of Analysis;
AOAC: Washington, DC, 1980.
8. Page, C.Factors Influencing the Maximum Rates of Air Drying of Shelled Corn
in Thin Layer; Unpublished M.S. thesis, Purdue University, Lafayette, IN,1949.
9. Akpinar, E.K.; Bicer, Y. Modelling of the drying of eggplants in thin-layers.
International Journal of Food Science and Technology 2004, 39, 1–9.