Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh

Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong luận văn này, chúng tôi tìm hiểu và nghiên cứu về sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh với mục đích nghiên cứu xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh để khi tiến hành quá trình sấy rau má tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất, độ

ẩm đạt yêu cầu, chi phí năng lượng đạt tới ngưỡng cực tiểu Từ đó ứng dụng vào công nghiệp sản xuất sản phẩm bột rau má tại Việt Nam

Để đạt được các mục tiêu đã đề ra, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các hàm mục tiêu như: độ ẩm của sản phẩm sau sấy thấp nhất, hàm lượng chất tan giữ lại sau sấy là cao nhất, chi phí năng lượng thấp nhất và màu sắc của rau má sau khi sấy ít bị thay đổi Các hàm mục tiêu này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó 3 yếu tố cần quan tâm nhất là: nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân sấy và thời gian sấy

Bằng việc tham khảo, nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm với sự hỗ trợ của các phần mềm toán học, tin học, phương pháp quy hoạch và tối ưu hóa thực nghiệm, phương pháp sấy, cân, tính toán…chúng tôi đã hoàn thành luận văn này, tạo ra sản phẩm bột rau

má sấy lạnh với các thông số công nghệ như sau: độ ẩm cuối của nguyên liệu rau má là 3,65 %, nhiệt độ sấy là 44,24 ⁰C, thời gian sấy là 14,12 giờ và vận tốc tác nhân sấy là 12,83 m/s

Với các thông số công nghệ trên, sản phẩm bột rau má được tạo ra có màu sắc ít

bị thay đổi, hàm lượng chất tan đạt 11,31%

THE ABSTRACT Topic: Study on technology for producing gotu kola powder products by cold drying

method

Major: Food Technology Major code: 60540101

Author: ĐANG THI CUONG

Supervisor: Associate Professor Ph.D: NGUYEN TAN DUNG

Educational institution: Ho Chi Minh University of Technology and Education,

Faculty of Chemical and Food Technology

Content of summary information:

In this thesis, we learn and research on the production of pennywort powder by drying method to establishing a refrigeration technology regime that produce the best quality products, satisfactory humidity with minimum energy costs which can be applied

in the industry scale in Vietnam In order to achieve the set goals, we conduct research

on the objective functions such as: lowest moisture content of the product, lowest solubility content retained, lowest energy costs and the color of the pennywort after drying is less changed These objective functions are influenced by many factors, of which three factors need to be considered: drying temperature, drying agent velocity and drying time

By theoretical and experimental research methods with the support of mathematical software, information technology, planning and experimental optimization methods, drying, weighing, calculating methods we have completed this thesis and created a product of pennywort powder with the following technology parameters: the final moisture is 3.65%, drying temperature is 44,24 ⁰C, drying time is 14,12 hours and the drying agent’s velocity is 12,83 m/ s

With the above technological parameters, the pennywort powder product is created with little color change, the solubility content reaches 11,31%

MỤC LỤC

LÝ LỊCH KHOA HỌC i

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iiv

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

MỤC LỤC iv

DANH MỤC KÝ HIỆU xi

DANH SÁCH CÁC HÌNH xii

DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv

DANH SÁCH BIỂU ĐỒ xvi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu đề tài 2

3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa khoa học 3

7 Ý nghĩa thực tiễn 4

8 Bố cục 4

Chương 1: TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về nguyên liệu rau má 5

1.1.1 Đặc điểm sinh học của rau má 5

1.1.2 Phân loại 5

1.1.3 Thành phần hóa học 7

1.1.4 Một số tác dụng về y học của rau má 9

1.1.5 Hoạt chất sinh học saponi trong rau má 11

1.2 Cơ sở khoa học về sấy vật liệu ẩm 15

1.2.1 Định nghĩa 15

1.2.2 Phân loại 16

1.2.2.1 Sấy tự nhiên 16

1.2.2.2 Sấy nhân tạo 17

1.2.3 Tĩnh học quá trình sấy 18

1.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống sấy 18

1.2.3.2 Sấy lý thuyết và sấy thực tế 19

1.2.3.3 Các phương thức sấy 21

1.2.4 Động học quá trình sấy 27

1.2.4.1 Vật liệu ẩm 27

1.2.4.2 Quá trình bay hơi ẩm 32

1.2.4.3 Vận tốc sấy và các giai đoạn sấy vật liệu ẩm 33

1.2.5 Lựa chọn phương pháp sấy 35

1.2.6 Công nghệ và thiết bị sấy lạnh 36

1.2.6.1 Sơ đồ thiết bị bơm nhiệt 36

1.2.6.2 Các quá trình trong sấy bằng phương pháp bơm nhiệt 38

1.2.6.3 Ưu và nhược điểm của sấy lạnh 40

1.2.7 Quy trình về công nghệ sấy lạnh 41

1.3 Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến kỹ thuật sấy lạnh 42

1.4 Phân tích các hàm mục tiêu của sản phẩm cần quan tâm trong kỹ thuật sấy lạnh rau má 44

1.5 Bài toán tối ưu trong kỹ thuật sấy lạnh 45

1.6 Kết luận về phương pháp sấy 46

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.1 Đối tượng nghiên cứu 47

2.1.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu 47

2.1.2 Một số hóa chât và vật liệu nghiên cứu 49

2.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 49

2.2.1 Dụng cụ 49

2.2.2 Thiết bị 53

2.3 Sơ đồ nghiên cứu 56

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 56

2.3.2 Quy trình sấy rau má thực nghiệm 57

2.4 Phương pháp nghiên cứu 58

2.4.1 Phương pháp xác định các thông số công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy 58

2.4.2 Phương pháp xác định các hàm mục tiêu của sản phẩm 59

2.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 66

2.5.1 Phương pháp chung 66

2.5.2 Phân tích các đối tượng công nghệ của quá trình sấy lạnh rau má 69

2.5.3 Xây dựng bảng các yếu tố ảnh hưởng đến đối tượng công nghệ sấy lạnh 70 2.5.4 Xây dựng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2, ba yếu tố 71

2.5.5 Phương pháp xây dựng bài toán tối ưu một mục tiêu 72

2.5.6 Phương pháp xây dựng bài toán tối ưu đa mục tiêu 76

2.6 Các công nghệ toán học và công nghệ thông tin 78

2.7 Kết luận về phương pháp nghiên cứu 78

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 79

3.1 Thành phần hóa học của rau má nguyên liệu và rau má sau sấy lạnh 79

3.1.1 Xác định hàm lượng Vitamin C trong rau má tươi 79

3.1.2 Xác định hàm lượng Vitamin C trong bột rau má sấy lạnh 80

3.1.3 Xác định hàm lượng Saponin trong rau má trước và sau sấy lạnh 82

3.1.4 Xác định hàm lượng một số thành phần hóa học khác trong rau má trước và sau sấy lạnh 83

3.1.5 Xác định sự thay đổi khối lượng trước và sau sấy lạnh 84

3.1.6 Thành phần hóa học của rau má tươi và rau má sau sấy lạnh 85

3.1.7 So màu sắc của rau má tươi và các mẫu rau má sau sấy lạnh 87

3.2 Xác định bảng các yếu tố ảnh hưởng 88

3.2.1 Xác định nhiệt độ môi trường sấy ảnh hưởng đến hàm lượng chất tan 88

3.2.2 Xác định vận tốc tác nhân sấy ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm 89

3.2.3 Xác định thời gian sấy ảnh hưởng đến chi phí năng lượng 90

3.2.4 Bảng các yếu tố ảnh hưởng 92

3.3 Xây dựng mô hình toán mô tả cho quá trình sấy lạnh rau má 93

3.3.1 Tiến hành thực nghiệm theo các yếu tố ảnh hưởng và ma trận của phương án trực giao cấp 2 93

3.3.2 Xây dựng mô hình toán xácđịnh màu sắc của sản phẩm rau má sau sấy lạnh 95

3.3.3 Xây dựng mô hình toán mô tả mối quan hệ giữa hàm lượng chất tan với các yếu tố ảnh hưởng 99

3.3.4 Xây dựng mô hình toán mô tả mối quan hệ giữa chi phí năng lượng với các yếu tố ảnh hưởng 103

3.3.5 Xây dựng mô hình toán xác định độ ẩm 107

3.4 Xây dựng và giải bài toán tối ưu một mục tiêu 111

3.5 Xây dựng và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu 113

3.6 Thực nghiệm kiểm chứng 115

3.7 Xây dựng quy trình công nghệ sấy lạnh sản phẩm rau má 117

3.7.1 Sơ đồ quy trình 117

3.7.2 Thuyết minh quy trình 117

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

PHỤ LỤC 126

DANH MỤC KÝ HIỆU

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1.Một số hình ảnh về cây rau má 6

Hình 1.2 Cấu tạo của Bacoside B 9

Hình 1.3 Cấu tạo của Bacoside A 10

Hình 1.4 Một số chế phẩm từ rau má 10

Hình 1.5 Sơ đồ sấy bằng không khí 19

Hình 1.6 Sơ đồ sấy bằng không khí 20

Hình 1.7 Mô tả quá trình sấy lý thuyết 21

Hình 1.8.Mô tả quá trình sấy thực tế 21

Hình 1.9 Sơ đồ sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy 22

Hình 1.10 Sơ đồ sấy có gia nhiệt giữa chừng 23

Hình 1.11 Quá trình sấy có gia nhiệt giữa chừng 24

Hình 1.12 Sơ đồ sấy có không khí hoàn lưu 25

Hình 1.13.Quá trình sấy có không khí hoàn lưu 26

Hình 1.14 Sự thay đổi độ ẩm của vật liệu trong quá trình sấy 30

Hình 1.15 Đường cong sấy 34

Hình 1.16 Đường cong tốc độ sấy 35

Hình 1.17 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy lạnh DSL-v2 37

Hình 1.18 Đồ thị nhiệt động của quá trình sấy lạnh 38

Hình 1.19 Quá trình làm lạnh TNS 38

Hình 1.20 Quá trình làm nóng TNS 39

Hình 1.21 Qúa trình hấp thụ ẩm của TNS trong quá trình sấy 40

Hình 1.22 Quy trình công nghệ sấy lạnh 41

Hình 1.23 Đối tượng công nghệ tác động đến quá trình sấy lạnh rau má 42

Hình 2.1 Quy trình xử lý nguyên liệu 47

Hình 2.2 Rau má thìa 48

Hình 2.4 Máy nghiền khô A11 basic 51

Hình 2.5 Cân sấy ẩm hồng ngoại 51

Hình 2.6 Máy so màu cầm tay CR-400 52

Hình 2.7 Cân kỹ thuật 2 số lẻ và 4 số lẻ 52

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống DSL-v2 54

Hình 2.9 Giao diện làm việc của hệ thống sấy lạnh DSL – v2 55

Hình 2.10 Sơ đồ nghiên cứu công nghệ sấy lạnh 56

Hình 2.11 Quy trình sấy rau má cần nghiên cứu 57

Hình 2.12 Sơ đồ tách chiết định lượng Saponin thô trong rau má tươi 66

Hình 2.13 Sơ đồ tách chiết, định lượng Saponin thô trong bột rau má 67

Hình 2.14 Đối tượng sấy lạnh rau má 70

Hình 2.15 Giao diện làm việc của hàm Solver 76

Hình 3.1 Màu sắc của rau má trước khi sấy 87

Hình 3.2 Màu sắc rau má sau khi sấy 87

Hình 3.3 Rau má tươi trước khi sấy và bột rau má sau khi sấy 116

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học các hợp chất có trong rau má Việt Nam 7

Bảng 1.2 Thành phần các hợp chất hữu cơ có trong rau má Ấn Độ 8

Bảng 1.3.Công thức cấu tạo của các hợp chất Saponin triterpen trong rau má 13

Bảng 1.4 Hàm lượng chất tan và Saponin trong một số rau má 14

Bảng 1.5 Hàm lượng chất tan và hàm lượng Saponin trong các bộ phận của rau má thìa 15

Bảng 1.6 Ưu và nhược điểm của sấy tự nhiên 16

Bảng 2.1 Bảng các mức yếu tố ảnh hưởng 70

Bảng 2.2 Giá trị các hàm mục tiêu 72

Bảng 3.1 Kết quả thực nghiệm xác định hàm lượng Vitamin C 81

Bảng 3.2 Hàm lượng Saponin thô trong rau má trước và sau sấy lạnh 83

Bảng 3.3 Khối lượng rau má trước và sau sấy lạnh 85

Bảng 3.4 Hàm lượng một số thành phần hóa học trong rau má (% khối lượng) 85

Bảng 3.5 Hàm lượng một số thành phần hóa học trong rau má tươi (% chất khô) 86

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng chất tan 89

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy đến độ ẩm sản phẩm 90

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của thời gian sấy đến chi phí năng lượng 91

Bảng 3.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 92

Bảng 3.10 Giá trị các hàm mục tiêu 93

Bảng 3.11 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp so màu 94

Bảng 3.12 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp so màu 95

Bảng 3.13 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp so màu 96

Bảng 3.14 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp so màu 97

Bảng 3.15 Hệ số bj và bjk của phương trình so màu sản phẩm 98

Bảng 3.16 Phương sai hệ số bj và tj của phương pháp so màu 98

Bảng 3.18 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp xác định chất tan 101

Bảng 3.19 Hệ số bj và bjk của phương trình xác định chất tan 102

Bảng 3.20 Phương sai hệ số bj và tj của phương pháp xác định chất tan 102

Bảng 3.21 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp tính toán chi phí năng lượng 103

Bảng 3.22 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp tính toán chi phí năng lượng 105

Bảng 3.23 Hệ số bj và bjk của phương trình xác định chi phí năng lượng 105

Bảng 3.24 Phương sai hệ số bj và tj của phương pháp xác định chi phí năng lượng 106 Bảng 3.25 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp xác định độ ẩm 108

Bảng 3.26 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp xác định độ ẩm 109

Bảng 3.27 Hệ số bj và bjk của phương trình xác định độ ẩm 110

Bảng 3.28 Phương sai hệ số bj và tj của phương pháp xác định độ ẩm 110

Bảng 3.29 Các giá trị tối ưu của bài toán công nghệ 112

Bảng 3.30 Độ ẩm và hàm lượng chất tan của mẫu tối ưu 116

Bảng 3.31 Thành phần của rau má sau khi sấy 116

DANH SÁCH BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng chất tan 89 Biểu đồ 3.2 Ảnh hưởng của vận tốc TNS đến độ ẩm sản phẩm 91 Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của thời gian sấy đến chi phí năng lượng 91

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rau má là một loại rau thân quen với mỗi người dân Việt Nam Từ một loài rau dại, hiện nay rau má được trồng rộng rãi ở nhiều địa phương khác nhau trên cả nước Vì những đặc điểm ưu việt, công dụng của rau má đối với sức khỏe con người như chữa bệnh, uống giải khát hoặc bổ sung vào các sản phẩm y dược…Về thành phần hóa học, rau má chứa khá nhiều hợp chấp có hoạt tính sinh học như các saponin triterpen, các phytosterol, tinh dầu (vallerrin, camphor, cineol), các khoáng chất (Ca, Fe, Mg, Mn, P, Zn…), các loại Vitamin (B1, B2, B3, C và K), amino axit cần thiết (glutamic, serin, threonin, alanin, lysin, histidin), tanin và alkaloid có tên là hydrocotylin [1]

Là một loài rau dễ trồng, mỗi năm thu hoạch được từ 3-5 vụ nên khối lượng rau má thu hoạch là rất lớn và đặc điểm của rau là mềm, dễ bị dập nát sau thu hoạch [2] Từ thực

tế này, cần có phương pháp bảo quản rau má hợp lý để tránh các tổn thất không đáng có Sau khi thu hoạch, rau má có thể được chế biến tươi thành các dạng nước uống giải khát hay làm rau nấu canh, tuy nhiên lượng tiêu thụ này không đáng kể Có thể sấy rau má thành dạng rau má khô, từ dạng rau má khô này có thể để nguyên hoặc nghiền thành bột rau má Hiện nay ở nước ta rau má cũng đã được một số doanh nghiệp chế biến thành dạng trà rau má như rau má Quảng Thọ, rau má Quảng Thanh…Nhưng vấn đề sau khi sấy rau má bằng các phương pháp sấy thông thường thì liệu các chất dinh dưỡng, các chất có hoạt tính sinh học quan trọng trong rau má còn nhiều hay ít và các thực phẩm chế biến từ rau má chủ yếu mang tính thủ công, nhỏ lẻ hộ gia đình và không được kiểm duyệt về vấn đề vệ sinh và an toàn thưc phẩm Vấn đề này chưa được đề cập đến

Do vậy, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu, dùng phương pháp sấy lạnh để sấy lạnh rau má với mục đích tạo ra được sản phẩm rau má đạt chất lượng tốt như: giá trị dinh dưỡng gần như được bảo toàn sau khi sấy, độ ẩm đạt yêu cầu, giúp thời gian bảo

quản rau má được lâu hơn, đồng thời chi phí năng lượng ở mức tối thiểu, làm giá thành sản phẩm sau má sau sấy thấp hơn Vì thế, bước đầu chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh”

2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu, tìm kiếm, xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh

để khi tiến hành quá trình sấy rau má tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất, độ ẩm đạt yêu cầu, chi phí năng lượng đạt tới ngưỡng cực tiểu Từ đó ứng dụng vào công nghiệp sản xuất sản phẩm bột rau má tại Việt Nam Đồng thời giúp người sử dụng sản phẩm từ bột rau má được dễ dàng, tiện lợi hơn, phù hợp với nhịp sống hiện đại hơn, tiết kiệm được thời gian hơn mà vẫn giữ gần như toàn bộ chất dinh dưỡng quan trọng như có trong rau má tươi

3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu là sản phẩm bột rau má sấy lạnh (sấy bơm nhiệt)

 Phạm vi nghiên cứu là chỉ sấy lạnh trên đối tượng rau má, rau má được mua ở siêu thị Co.opmart Thủ Đức, rau má chủ yếu được thu mua từ các nhà vườn Củ Chi

4 Nội dung nghiên cứu

Để hoàn thành các mục tiêu của đề tài đặt ra thì nội dung cần thực hiện như sau:

 Tổng quan về nguyên liệu rau má, cơ sở khoa học của quá trình sấy lạnh, công nghệ và thiết bị của quá trình sấy lạnh

 Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy lạnh

 Phân tích các hàm mục tiêu của quá trình sấy lạnh sản phẩm cần quan tâm

 Phân tích các thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu

 Thiết lập bài toán tối ưu một mục tiêu và đa mục tiêu của quá trình sấy lạnh rau

má

 Tối ưu hóa (giải bài toán tối ưu) để xác định chế độ công nghệ của quá trình sấy lạnh rau má

 Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh

 Triển vọng về phát triển sản phẩm

 Kết luận, kiến nghị

5 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện tất cả các nội dung trên, chúng tôi sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

 Phương pháp tham khảo tài liệu, phân tích, tổng hợp các công trình nghiên cứu

đã được công bố

 Phương pháp phân tích hóa học để xác định các thành phần nguyên liệu

 Phương pháp tiếp cận hệ thống để xác định các yếu tố đầu vào và đại lượng đầu

ra

 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm, phương pháp thực nghiệm

 Phương pháp mô hình hóa, tối ưu hóa bài toán một mục tiêu và đa mục tiêu

 Có sự hỗ trợ các công cụ toán học, công nghệ thông tin

6 Ý nghĩa khoa học

 Mô hình hóa quá trình sấy lạnh sản phẩm bột rau má để xây dựng các mô hình toán mô tả cho đối tượng công nghệ làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh sản phẩm rau má nói riêng và sản phẩm thực phẩm nói chung

 Việc xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh sản phẩm bột rau má làm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực sấy sản phẩm thực phẩm khác

7 Ý nghĩa thực tiễn

 Kết quả nghiên cứu của đề tài này giúp xây dựng quy trình công nghệ để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, tạo ra được sản phẩm thực phẩm có chất lượng tốt, đảm bảo giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan như nước uống, một loại trà từ bột rau má ở quy mô công ghiệp mà sản phẩm này hầu như vẫn giữ được các đặc tính quan trọng, có lợi cho sức khỏe con người Điều này phù hợp với cuộc sống hiện đại, khi mà hầu như mọi người không có nhiều thời gian để chuẩn bị một loại nước uống nấu theo kiểu truyền thống

 Góp phần đưa rau má thành sản phẩm công nghiệp, đa dạng hóa sản phẩm từ rau má mà vẫn giữ được tối đa các chất dinh dưỡng, giá trị cảm quan bằng phương pháp sấy lạnh

 Tăng nguồn lợi cho người trồng rau má và đưa ra nguồn thực phẩm chức năng

hỗ trợ sức khỏe cho người sử dụng

 Kết quả nghiên cứu của đề tài này hoàn toàn đủ độ tin cậy để áp dụng vào thực tiễn sản xuất

8 Bố cục

Luận văn này được trình bày trong 3 chương:

 Chương 1: Tổng quan

 Chương 2: Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị và phương pháp nghiên cứu

 Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Ngoài ra có thêm các phần: mở đầu, kết luận và kiến nghị, mục lục, phụ lục, danh sách hình, danh sách bảng, danh sách biểu đồ, ký hiệu

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nguyên liệu rau má

1.1.1 Đặc điểm sinh học của rau má

Cây rau má là loại cây thảo nhỏ, cao 7-10 cm, thân mảnh, mọc bò, hơi có lông khi còn non, bén rễ ở các mấu Lá mọc so le nhưng thường tụ họp 2-5 cái ở một mấu, phiến

lá nhẵn, hình thận hoặc gần tròn, mép khía tai bèo, cuống lá mảnh, dài 3-5 cm, có khi đến 7-8 cm Nó có tên như sau:

 Tên tiếng việt: cây rau má

 Tên khoa học: Centella asiatica (L.) Urb., thuộc họ hoa tán (Apiaceae)

 Tên khác: Tích huyết thảo, Liên tiền thảo

Rau má thường mọc ở những nơi ẩm ướt, thung lũng, bờ mương vùng nhiệt đới như: Việt Nam, Lào, Campuchia, Indonesia, Malaysia, Srilanka, Ấn Độ, Pakistan, và Madagascar Ở nước ta, rau má được trồng từ Bắc vào Nam, đặc biệt là các tỉnh duyên hải miền Trung, nơi khí hậu có độ ẩm cao và có loại đất sét pha cát rất thích hợp cho loại cây này phát triển [1], [2], [3]

Rau má thường được dùng để ăn sống, nấu canh hoặc làm khô bằng cách phơi nắng, nấu nước uống Hiện nay có một số loại trà làm từ rau má được sấy khô bằng phương pháp sấy đối lưu, sấy hồng ngoại, sấy lạnh….nhưng chưa có các thông số công nghệ sấy

cụ thể, do vậy các thành phần hóa học quý có thể không đảm bảo được sau sấy khô [5]

1.1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại rau má, cụ thể như sau:

 Phân loại theo vùng sẽ có 2 loại : rau má vùng đồi (loại lá nhỏ, thân nhỏ cứng

bò sát mặt đất) và rau má vùng đồng bằng (loại lá to, thân to)

 Phân loại theo đặc điểm thực vật sẽ có 03 loại: rau má cọng tím (thân tím, phiến

là hình răng cưa), rau má mèo (cây thấp, lá nhỏ bò sát mặt đất) và rau má mỡ (thân to, lá to xanh mướt và cây cao)

 Phân loại theo nguồn gốc sẽ có 02 loại: rau má ta (có nguồn gốc ở Việt Nam từ rất lâu đời với lá nhỏ, thân bò sát mặt đất) và rau má Tây Phi (có nguồn gốc từ Tây Phi, do nước ta mới nhập về: lá to xanh mướt, cuống lá dài, thân to mượt, mịn và trơn, thường nhiều thân ít lá [5]

Hình 1.1.Một số hình ảnh về cây rau má

1.1.3 Thành phần hóa học

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, thành phần hóa học của rau má rất phong phú như: Vitamin C, B, canxi, saponin,sterol, alkaloid, flavnol, saccharide, …Tùy theo khu vực trồng và mùa vụ thu hoạch mà tỷ lệ các hoạt chất trong rau má có thể sai khác nhau [ 3] Ngoài ra, theo công trình nghiên cứu của [4] trên rau má Việt Nam có kết quả như sau:

Bảng 1.1 Thành phần hóa học các hợp chất có trong rau má Việt Nam [4]

Glucid (g/100 g khối lượng)

Cellulose (g/100 g khối lượng)

Tro (g/100 g khối lượng)

lượng)

Phosphor (mg/100 g khối lượng)

Sắt (mg/100 g khối lượng)

VTM B1 (mg/100 g khối lượng)

VTM B2 (mg/100 g khối lượng)

6 Canxi mg/100 g khối lượng 224

Nhận xét: Qua bảng 1.1 và 1.2 chúng ta thấy: Thành phần hóa học trong rau má Việt Nam và rau má Ấn Độ rất phong phú Hàm lượng của các thành phần hóa học giữa rau má rừng, rau má mỡ khác nhau và cũng có sự khác nhau giữa rau má Việt Nam và rau má Ấn Độ Tuy nhiên, các thành phần này rất dễ bị mất đi hoặc thất thoát sau thu hoạch khi bảo quản không đúng cách hoặc dùng phương pháp bảo quản không phù hợp Vậy cần nghiên cứu chế độ sấy rau má để sản phẩm bột rau má sau khi sấy giữ được hầu hết các thành phần hóa học quan trọng này

1.1.4 Một số tác dụng về y học của rau má

 Đối với thần kinh

Người ta nhận thấy rằng một số hoạt chất trong rau má như Bacoside B có tác dụng lên hệ thần kinh trung ương, tăng cường các chất chuyển hóa (neurotransmitters), làm giảm căng thẳng tâm lý, tăng cường khả năng tập trung tư tưởng và giúp cải thiện trí nhớ của người già [8],[9]

Hình 1.2 Cấu tạo của Bacoside B

 Đối với tim mạch

Hoạt chất Bacoside A kích thích sự bài tiết nitric oxide của mô để làm dãn nở vi động mạch cùng mao quản, lượng máu di chuyển trong các mô được nhiều hơn nên có khả năng chấm dứt được các cơn đau tim, đồng thời các chất độc dễ được đào thải giúp

tế bào sống trong một môi trường lành mạnh[5],[9]

Hình 1.3 Cấu tạo của Bacoside A

Trong tuần hoàn huyết, những hoạt chất của rau má có tác dụng cải thiện vi tuần hoàn ở các tĩnh mạch, mao mạch, bảo vệ lớp áo trong của thành mạch và làm gia tăng tính đàn hồi của mạch máu Do đó, rau má cũng thường được dùng trong các chứng tăng

áp lực tĩnh mạch ở các chi dưới Trong thực tế, người ta thường uống dịch rau má để trị các bệnh về tĩnh mạch như sa tĩnh mạch hoặc sưng phù ở chân [9]

 Đối với bệnh ung thư

Hình 1.4 Một số chế phẩm từ rau má

Phần dịch chiết chứa các triterpenoid của rau má được chứng minh là có khả năng tiêu diệt được tế bào ung thư loại lymphoma Daltan và Ehrlich, nhưng vẫn chưa xác định chính xác là loại triterpenoid nào [7] Ngoài tác dụng về mặt y học, rau má còn được dùng làm thực phẩm hàng ngày hoặc làm dược phẩm

 Đối với da

Do tác dụng vào tuần hoàn và làm tế bào da vững mạnh nên rau má cũng được ứng dụng làm kem mỡ bôi mặt ở Pháp để giảm bớt những nếp nhăn [8] Nhiều công trình nghiên cứu và kết quả lâm sàng đều cho thấy dịch chiết rau má có khả năng kích hoạt các tiến trình sinh học trong việc phân chia tế bào và tái tạo mô liên kết giúp vết thương mau lành và mau lên da non Hiện nay các chế phẩm từ rau má đã được sử dụng rất đa dạng dưới nhiều hình thức: thuốc tiêm, thuốc bột, thuốc mỡ để điều trị các chứng bệnh

về da như vết bỏng, vết thương do chấn thương, do giải phẫu, cấy ghép da, những vết lở loét lâu lành, vết lở do ung thư, bệnh phong, vẩy nến… [8]

1.1.5 Hoạt chất sinh học saponin trong rau má

a) Tính chất hóa học của saponin

Saponin là một glycoside tự nhiên thường gặp trong nhiều loài thực vật và có trong một số động vật như hải sâm, cá sao Saponin được cấu tạo từ sapogenin và phần đường Phần đường có thể gồm một hay một số phân tử monose (thường là D-Glucoza, D-Galactoza, L-Arabioza, L-Rammoza) thông qua liên kết glucosid

Các saponin triterpen trong rau má thường chiếm tỷ lệ từ 1% đến 8 % tùy nơi trồng

và mùa thu hái, trong đó bao gồm các chất như: Asiaticoside, centelloside, madecassoside, brahmo-side, brahminoside, thankuniside, sceffoleoside, centellose, and asiatic, brahmic, centellic and madecasic acids Nhưng chiếm tỉ lệ lớn nhất vẫn là 04 loại

asiatic acid, madecassic acid, asiaticoside và madecassoside [47]

Khi tan vào nước có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch, tạo nhiều bọt, gây tiêu huyết, ly giải hồng huyết cầu do làm tăng độ thấm qua màng plasma, do vậy chúng có độc tính cao khi tiêm vào mạch máu Nhưng một số Saponin không độc hại có trong một số thực phẩm giá trị như đậu nành, đậu xanh, rau chân vịt, kiểu mạch…

Đa số các hoạt chất saponin có liên quan đến vị đắng, dễ gây kích ứng niêm mạc, tan trong nước, trong ethanol, methanol loãng, rất ít tan trong aceton, hexan Các saponin đều là chất hoạt quang, điểm nóng chảy của các saponin thường rất cao (khoảng 2000C) Tính tan là nhân tố quan trọng đối với hoạt tính sinh học và quá trình tách chiết của saponin Tính tan phụ thuộc vào cấu trúc của monose của saponin và tỷ lệ thành phần, nồng độ của bidesmosit saponin Dạng monodesmosid bản thân ít tan trong nước (dạng tinh chế) và có thể được tách chiết dễ hơn do tác động lên tính tan của các hoạt chất đi kèm

Ngoài ra, tính tan của saponin cũng bị ảnh hưởng bởi đặc tính của dung môi chiết tách, nhiệt độ, pH, nước Ví dụ: với nồng độ ethanol từ 30 %-100 %, tính tan của soyasaponin Bb đạt giá trị cực đại (tại ethanol 60 %)

Các Saponin triterpenoid khi tác dụng với antimoin triclorua trong dung dịch chloroform phát huỳnh quang màu xanh dưới tia UV Trong quá trình chế biến, cấu trúc phức tạp của saponin có thể có sự biến đổi hóa học, nó thậm chí còn có thể biến đổi một

số đặc tính Do dưới tác dụng của nhiệt độ kiên kết glycosid bị đứt tạo thành các aglycone

và glycone, các mạch đường oligo hay đường đơn tùy thuộc vào phương pháp thủy phân hay điều kiện thủy phân Dưới tác dụng của enzim có trong thực vật hay vi khuẩn hoặc

do axit loãng, Saponin bị thủy phân tạo thành genin (sapogenin) và phần đường gồm một hoặc nhiều phân tử đường…Phần genin có thể có cấu trúc như sapogenin steroid hoặc sapogenin triterpenoid dạng β-amirin (acid olenoic), dạng α-amirin (acid asiatic), dạng lupol (acid buletinie) hoặc triterpen bốn vòng Saponin có loại axit, kiềm hoặc trung tính [ 46]

Trong rau má các Saponin triterpen chiếm chủ yếu là: Asiaticoside, Madecassoside, Asiatic axit và Madecassic acid [8],[9]

Bảng 1.3 Công thức cấu tạo của các hợp chất Saponin triterpen trong rau má

1 ASIATICOSIDE

 Tên hóa học:

Urs-12-en-28-oic acid, 2, 3, 23-trihydroxy, deoxy-.alpha.-L-mannopyranosyl-(1.fwdarw.4)-O-.beta.-D-glucopy ranosyl-( 1.fwdarw.6 )- beta.-D-glucopyranosyl ester, (2.alpha., 3.beta.,

O-6-4 alpha.)

 Công thức: C48H78O19

 Trọng lượng phân tử: 959.12

2 MADECASSOSIDE

 Tên hóa học:

beta-D-glucopyranosyl-(1.6)-beta-D-

O-6-Deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1.4)-O-glucopyranosyl (2alpha, 3beta, 4alpha, 6beta) 2,

10, 11, 12, 13, 14b-tetradecahydro-1H-picene 4a- carboxylic acid

 Công thức: C30H48O6

 Trọng lượng phân tử: 504.70

Bảng 1.4 Hàm lượng chất tan và Saponin trong một số rau má [8]

Loại rau má Hàm lượng chất tan (%) Hàm lượng saponin

Trên thị trường hiện có bán thực phẩm chức năng Cao rau má, chứa 5% saponin, cốm rau má Dùng để bồi bổ cơ thể, giúp chống oxy hóa, cải thiện trí nhớ, làm chậm sự lão hóa, lợi tiểu, thanh nhiệt, mát gan, giải độc, hỗ trợ điều trị mụn nhọt, mẩn ngứa.

1.2 Cơ sở khoa học về sấy vật liệu ẩm

1.2.1 Định nghĩa

Sấy là một quá trình tách nước tại một nhiệt độ và áp suất xác định bằng phương pháp nhiệt, nhằm vào các mục đích sau:

 Giảm khối lượng,giảm công chuyên chở, giảm chi phí vận chuyển

 Giảm độ ẩm, hoạt độ của nước,làm tăng khả năng bảo quản

 Làm thay đổi tính chất lưu biến về độ cứng, giòn,dẻo,dai của sản phẩm

 Làm thay đổi giá trị cảm quan của sản phẩm

Tuy nhiên, sấy ở nhiệt độ cao,chất lượng dinh dưỡng của chúng bị tổn thất, do vậy

để giữ được chất lượng sản phẩm, thành phần dinh dưỡng ít bị tổn thất, thường sấy ở nhiệt độ thấp hơn Đồng thời phải khảo sát, xác định chế độ sấy thích hợp thì mới tạo

Bảng 1.6 Ưu và nhược điểm của sấy tự nhiên

- Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và vận

- Kiểm soát điều kiện sấy rất kém

- Tốc độ sấy chậm hơn rất nhiều so với sấy bằng thiết bị, do đó chất lượng sản phẩm kém

- Tốn nhiều nhân công

1.2.2.2 Sấy nhân tạo

Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể được phân loại như sau [11]:

 Sấy đối lưu (nhiệt nóng): là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy

với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,…

 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

 Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng

ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

 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

 Sấy lạnh: là phương pháp sấy trong điều kiện nhiệt độ và ẩm của tác nhân sấy

thấp hơn nhiều so với môi trường Nhiệt độ thấp để đảm bảo đặc tính cảm quan của sản phẩm, còn ẩm thấp để tạo ra chênh lệch ẩm, do đó ẩm trong vật liệu sẽ thoát ra ngoài dễ dàng Ở đây ta có sấy lạnh nhiệt độ từ 0oC trở lên và sấy lạnh đông sâu hay còn gọi là sấy thăng hoa

 Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có độ chân

không cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi

từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

 Sấy chân không: Là phương pháp sấy được vật liệu không chịu được nhiệt độ

cao hay dễ bị oxy hoá, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thoát ra dung môi quý cần thu hồi và vật liệu dễ nổ

Ngoài ra còn có các phương pháp như sấy bằng vi sóng, sấy phun tầng sôi… và một vài phương pháp khác

- Kiểm soát được nhiệt độ

- Tốc độ sấy nhanh hơn phơi nắng

- Tốn ít nhân công

- Sản phẩm giữ được màu sắc và mùi vị như

ban đầu, đảm bảo vệ sinh

- Chi phí đầu tư cao so với phương pháp phơi nắng

- Không sấy được với số lượng lớn

- Chất lượng sản phẩm thấp

1.2.3 Tĩnh học quá trình sấy

Tĩnh học quá trình sấy sẽ xác định được mối quan hệ giữa các thông số đầu và thông số cuối của vật liệu sấy và tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất – năng lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết [11]

1.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống sấy

Trong quá trình sấy, nếu dùng chất tải nhiệt là không khí thì gọi là sấy bằng không khí Khi sấy không khí nóng có hàm ẩm thấp tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm và cung cấp năng lượng để bốc hơi trong vật liệu ẩm và dòng khí, hỗn hợp không khí ẩm

Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy bằng không khí được mô tả như sau [10],[11]: Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm cao được đưa vào thiết bị sấy, được sấy khô trong phòng sấy rồi đi ra ngoài Không khí bên ngoài được đưa qua bộ phận đốt nóng để gia nhiệt lên đến nhiệt độ sấy cần thiết, sau đó vào phòng sấy để tiếp xúc với vật liệu, cấp nhiệt cho nước trong vật liệu để bốc hơi Trong quá trình sấy, nếu cần thiết sẽ có thêm bộ phận đốt nóng bổ sung trong phòng sấy Trong trường hợp vật liệu không sợ bẩn, không yêu cầu về hình thức và màu sắc thì có thể dùng tác nhân sấy là khói lò Khi

đó không cần bộ phận đốt nóng mà chỉ có lò đốt nhiên liệu và phòng trộn khói lò với không khí lạnh để giảm nhiệt độ khói lò trước khi vào phòng sấy [10],[11]

Hình 1.5 Sơ đồ sấy bằng không khí [10]

1.2.3.2 Sấy lý thuyết và sấy thực tế

Trong quá trình sấy lý thuyết ∆ = 0 hay nhiệt bổ sung bằng nhiệt tổn thất

qc = h3− h1

Mặt khác khi qua bộ phận đốt nóng không khí được gia nhiệt từ nhiệt độ t1 đến t2

do đó enthalpy của không khí cũng tăng từ h1 lên h2 nên qc có thể tính theo phương trình cân bằng nhiệt lượng cho bộ phận đốt nóng [38],[40],[42]

Từ đó, rút ra được: h2 = h3 Vậy trong suốt quá trình sấy lý thuyết enthalpy của không khí không thay đổi trong suốt quá trình h = const Hay nói cách khác, quá trình sấy lý thuyết, một phần nhiệt lượng của không khí có bị mất đi cũng chỉ để làm bốc hơi nước vật liệu, hơi nước mang nhiệt lượng đó sau đó nhập lại vào dòng khí [10],[11]

Sự biến đổi trạng thái của không khí được mô tả như hình trên Trạng thái ban đầu được biểu diễn bởi điểm A (t1, φ1, h1, d1) khi ra khỏi bộ phận đốt nóng biểu diễn bởi điểm B (t2, φ2, h2, d2) và sau khi sấy biểu diễn bởi điểm C (t3, φ3, h3, d3) Để xác định các điểm A, B, C chỉ cần biết hai trong bốn thông số trạng thái của không khí Tóm lại, đường ABC biểu diễn quá trình sấy lý thuyết với AB là giai đoạn đốt nóng dòng khí và

BC là giai đoạn sấy lý thuyết [10],[11]

Hình 1.6 Mô tả quá trình sấy lý thuyết

Trong quá trình sấy thực tế, do lượng nhiệt bổ sung chung khác với lượng nhiệt tổn thất chung, do đó ∆ ≠ 0

Hình 1.7 Mô tả qúa trình sấy thực tế

Theo hình 1.5, quá trình sấy thực tế được mô tả:

 Đường ABC: Quá trình sấy lý thuyết

 Đường ABC1: Quá trình sấy thực tế với h3 > h2

 Đường ABC2: Quá trình sấy thực tế với h3 < h2

1.2.3.3 Các phương thức sấy

a) Sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy

Hình 1.8 Sơ đồ sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy[10]

Hình 1.9 Qúa trình sấy lý thuyết có bổ sung nhiệt [10]

Trường hợp 1: Quá trình sấy (1) – (3), QK = 0 (không đốt nóng), gia nhiệt trực tiếp cho sản phẩm trong quá trình sấy

Trường hợp 2: (1) - (A) - (3), tA< t3: calorife đốt nóng không khí, nhỏ hơn nhiệt

độ của không khí sau khi sấy Vì vậy, phải cấp nhiệt bổ sung lớn Trường hợp này thích hợp sấy cho các sản phẩm có nhiệt độ thấp

ít thay đổi

Trường hợp 5: Quá trình sấy (1) – (2) – (3): trường hợp này sấy chịu được nhiệt

độ cao, hoàn toàn tương tự quá trình sấy lý thuyết và quá trình sấy thực

b) Sấy có gia nhiệt giữa chừng

Hình 1.10 Sơ đồ sấy có gia nhiệt giữa chừng [10]

Hình 1.11 Quá trình sấy có gia nhiệt giữa chừng [10]

Để giảm nhiệt độ không khí sấy, có thể chia phòng sấy ra làm nhiều khu vực sấy

và trước mỗi khu vực có đặt một bộ phận đốt nóng Theo hình 1.8 thì không khí ban đầu

ở trạng thái (0) (ho, to, do, φo), đi qua bộ phận đốt nóng 1 được gia nhiệt lên đến nhiệt độ

t1, rồi đi vào khu vực sấy (1) Sau khi sấy xong nhiệt độ không khí hạ xuống đến t2 Không khí lại tiếp tục qua bộ phận đốt nóng (2) để được gia nhiệt lên đến t’1, rồi vào khu vực sấy (2’),…Quá trình tiếp tục cho đến trạng thái (2’’) Đường gấp khúc (0)-(1)-(2)-(1’)-(2’)-(1’’)-(2’’) biểu diễn quá trình sấy có gia nhiệt giữa chừng Nếu trạng thái đầu (điểm (0)) và trạng thái cuối (điểm (2’’)) đã xác định trước thì khi sấy bằng phương pháp đốt nóng dòng khí một lần ban đầu thì nhiệt độ dòng khí lên rất cao (điểm A là giao điểm của trạng thái (0)-(1) và trạng thái (1’’)-(2’’) kéo dài), nhưng khi sấy có đốt nóng dòng khí giữa chừng nhiệt độ tối đa có thể nhỏ hơn rất nhiều tùy thuộc vào số giai đoạn đốt nóng giữa chừng Phương án sấy có gia nhiệt giữa chừng dùng để giảm nhiệt độ tác nhân sấy trước khi đưa vào sấy nhằm giữ được chất lượng sản phẩm Nhiệt độ không khí ẩm sau khi đốt qua mỗi calorife đều bằng nhau Nhiệt độ không khí ẩm sau khi ra khỏi mỗi buồng sấy đều bằng nhau Vậy phương thức sấy này thích hợp để sấy các vật liệu không chịu được nhiệt độ cao

c) Sấy có không khí hoàn lưu

Hình 1.12 Sơ đồ sấy có không khí hoàn lưu [10]

Lúc đầu khi chưa có không khí hoàn lưu thì không khí ngoài trời ở trạng thái 0 Sau khi đi qua calorife thì nhiệt độ của không khí được đốt nóng từ trạng thái 1 lên trạng thái 2’ và đưa vào buồng sấy, nhiệt độ không khí giảm xuống t3 dẫn đến độ ẩm không khí tăng Sau đó, khi có không khí hoàn lưu ở trạng thái 3 thì quá trình phối trộn hai dòng không khí nóng và lạnh sẽ xảy ra Trạng thái 3 phối trộn với trạng thái 1 tạo trạng thái

K Vì trạng thái 3 và trạng thái 1 xác định nên trạng thái K hoàn toàn được xác định bởi

hệ phương trình cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng Sau phối trộn nó được đốt nóng lên trạng thái 2 bởi nhiệt lượng calorife Sau đó chuyển vào buồng sấy và thành trạng thái 3 Quá trình sấy đi theo chu vi tam giác K23 nên được gọi là tam giác sấy Quá trình tính tương tự như việc tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng cho quá trình sấy đối lưu bởi một calorife

Đồ thị nhiệt động của quá trình sấy:

Hình 1.13.Quá trình sấy có không khí hoàn lưu [10]

Trên căn bản,1kg không khí khô ban đầu được trộn lẫn với n kg không khí khô tuần hoàn thì enthalpy của hỗn hợp tại K được tính theo biểu thức sau được rút ra từ cân bằng nhiệt lượng:

Từ đó xác định được điểm K trên đoạn (1)-(3)

Cân bằng vật chất và nhiệt lượng cho dòng không khí sẽ xác định được các thông

Phương thức sấy có không khí hoàn lưu có những ưu điểm: có thể điều chỉnh độ

ẩm của không khí do đó thường ứng dụng để sấy các vật liệu không chịu được điều kiện

độ ẩm không khí nhỏ, nhiệt độ cao Đồng thời, tốc độ không khí đi qua phòng sấy lớn