Xu hướng ứng dụng công nghệ sấy tiên tiến trong bảo quản và chế biến nông sản, thủy sản

-1- 
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM 
TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THỐNG KÊ KH&CN 
    
BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ 
Chuyên đề: 
XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY TIÊN TIẾN 
TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN 
NÔNG SẢN, THỦY SẢN 
Biên soạn: Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ 
 Với sự cộng tác của: 
- TS. Lại Quốc Đạt_Phó Trưởng Khoa, Khoa Kỹ thuật Hóa học, 
Trường Đại học Bách Khoa TPHCM 
- Ông Nguyễn Cửu Khuê_ Đại diện Công ty TNHH Bắc Nam 
TP.Hồ Chí Minh, 11/2016 
-2- 
MỤC LỤC 
I. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY TIÊN TIẾN TRONG BẢO QUẢN 
VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN, THỦY SẢN SAU THU HOẠCH TRÊN THẾ GIỚI................ 3 
1. Khái niệm quá trình sấy ........................................................................................................... 3 
2. Sự biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy ...................................................................... 3 
3. Vấn đề năng lượng trong quá trình sấy .................................................................................... 5 
4. Các vấn đề đặt ra đối với việc ứng dụng kỹ thuật sấy hiện nay trên thế giới và Việt Nam ..... 6 
5. Các giải pháp cải thiện và nâng cao hiệu quả quá trình sấy nông sản hiện nay trên thế giới ... 7 
II. XU HƢỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY NÔNG THỦY SẢN 
TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ ...................................................................... 9 
1. Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế về nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ sấy sản phẩm 
nông thủy sản theo thời gian ......................................................................................................... 11 
2. Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế về nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ sấy sản phẩm 
nông thủy sản ở các quốc gia ........................................................................................................ 12 
3. Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế về nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ sấy sản phẩm 
nông thủy sản theo chỉ số phân loại sáng chế quốc tế IPC ............................................................ 14 
4. Sáng chế về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy sản phẩm nông thủy sản đã nộp đơn bảo 
hộ tại Việt Nam ............................................................................................................................. 16 
III. PHƢƠNG PHÁP SẤY NHIỆT ĐỘ THẤP CÓ HỖ TRỢ BƠM NHIỆT ........................ 18 
1. Giới thiệu về phương pháp sấy nhiệt độ thấp có hỗ trợ bơm nhiệt và năng lượng mặt trời .. 18 
2. Hệ thống máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt và sự hỗ trợ năng lượng mặt trời được thiết kế và 
chế tạo tại trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM .......................................... 19 
3. Kết quả sấy khảo nghiệm một số loại nông sản ..................................................................... 22 
4. Một số sản phẩm nông sản được sấy bằng kỹ thuật sấy lạnh dùng bơm nhiệt kết hợp dùng 
năng lượng mặt trời của Công ty TNHH Bắc Nam ....................................................................... 26 
IV. PHƢƠNG PHÁP SẤY BẰNG HƠI QUÁ NHIỆT ............................................................ 26 
1. Giới thiệu phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt .................................................................... 27 
2. Nguyên lý sấy bằng hơi quá nhiệt .......................................................................................... 27 
3. Kết quả ứng dụng hơi quá nhiệt để sấy một số loại nông sản đã thực hiện ........................... 29 
4. Các hướng nghiên cứu và chuyển giao công nghệ về sấy trong chế biến nông sản và thủy sản 
tại trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM ...................................................... 31 
-3- 
 XU HƢỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY TIÊN TIẾN 
TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN, THỦY SẢN 
 ************************** 
I. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY TIÊN TIẾN TRONG 
BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN, THỦY SẢN SAU THU HOẠCH 
TRÊN THẾ GIỚI 
1. Khái niệm quá trình sấy: 
Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để làm giảm hàm lượng ẩm có trong nguyên 
liệu dựa trên động lực của quá trình là sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của 
nước trên bề mặt nguyên liệu và môi trường xung quanh. Trong quá trình sấy, nước 
di chuyển từ nguyên liệu ra môi trường xung quanh được chia ra làm hai quá trình: 
nước khuếch tán từ bên trong nguyên liệu ra bề mặt của nguyên liệu do sự chênh 
lệch về hàm lượng ẩm bên trong và bề mặt; và sự khuếch tán của nước từ bề mặt 
nguyên liệu ra môi trường xung quanh do sự chênh lệch về áp suất hơi riêng phần 
của hơi nước. 
Quá trình sấy được chia ra làm hai giai đoạn: 
 - Giai đoạn đẳng tốc: tốc độ bay hơi ẩm không thay đổi. Trong giai đoạn này, 
lượng ẩm mất đi chủ yếu là ẩm tự do. 
- Giai đoạn giảm tốc: tốc độ bay hơi ẩm giảm dần theo thời gian. Trong giai 
đoạn này, ẩm mất đi chủ yếu là ẩm liên kết. 
Trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản, sấy là một trong những 
phương pháp có lịch sử lâu đời nhất và được sử dụng phổ biến nhất. Mục đích công 
nghệ của quá trình sấy trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản là giảm 
hàm lượng ẩm có trong nguyên liệu; từ đó, làm giảm hoạt độ của nước, ức chế các 
biến đổi do có sự hiện diện của nước như: sự phát triển của vi sinh vật, sự xúc tác 
của các enzyme. Bên cạnh đó, mục đích công nghệ của quá trình sấy còn góp phần 
tạo những biến đổi về mặt hóa học và cảm quan; từ đó tạo ra những thuộc tính đáp 
ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Nói cách khác, mục đích của quá trình sấy là để 
kéo dài thời gian bảo quản nông sản, góp phần chế biến nông sản thành sản phẩm 
có giá trị gia tăng cao. 
2. Sự biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy: 
 Đối với nông sản sấy, các đặc trưng liên quan đến chất lượng sau đây thường 
được quan tâm: 
-4- 
Bảng: Các đặc trƣng liên quan đến chất lƣợng nông sản sấy 
Vi sinh vật Hóa học Vật lý Dinh dƣỡng 
- Các độc tố do vi 
sinh vật gây ra 
- Các vi sinh vật 
gây bệnh 
- Các vi sinh gây 
hư hỏng thực 
phẩm (hư hỏng về 
cấu trúc, tổn thất 
dinh dưỡng, mùi 
vị xấu) 
- Các phản ứng 
tạo màu 
(Maillard, 
caramel) 
- Các phản ứng 
oxi hóa 
- Sự thay đổi các 
thành phần tạo 
mùi 
- Sự thay đổi 
thành phần tạo 
màu 
- Sự biến đổi về 
thành phần của 
một chất không 
mong muốn (độc 
tố) 
- Khả năng tái hút 
ẩm 
- Khả năng hòa 
tan 
- Sự thay đổi cấu 
trúc 
- Sự co lại của 
nguyên liệu 
- Độ xốp của 
nguyên liệu 
- Sự thay đổi cấu 
trúc của các lỗ 
xốp trong nguyên 
liệu. 
- Sự tạo thành lớp 
vỏ cứng trên bề 
mặt nguyên liệu 
- Sự tổn thất 
vitamin 
- Sự biến tính 
protein, làm giảm 
khả năng tiêu hóa 
- Sự tổn thất các 
thành phần có 
hoạt tính sinh học 
(khả năng chống 
oxi hóa). 
 - Vi sinh vật trong quá trình sấy: Bản chất của quá trình sấy là làm giảm hoạt 
độ nước, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Quá trình sấy không tiêu diệt vi 
sinh vật như các quá trình tiệt trùng hay thanh trùng. Do đó, vi sinh vật không hoàn 
toàn bị tiêu diệt như các sản phẩm vô trùng. Tuy nhiên, thông qua quá trình sấy, 
dưới tác dụng của nhiệt độ cũng như việc giảm hoạt độ của nước, khả năng kháng 
nhiệt của vi sinh vật sẽ giảm đi đáng kể. Và do vi sinh vật bị ức chế, nên các độc tố 
cũng như các hư hỏng do quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tạo ra 
cũng được ức chế. Tuy nhiên, trong trường hợp với những loại nông sản có mật độ 
vi sinh vật ban đầu cao, quá trình hư hỏng do vi sinh vật cũng như độc tố có thể 
sinh ra trong giai đoạn đầu của quá trình sấy. Khi đó, các quá trình tiền xử lý cần 
được thực hiện để khắc phục hiện tượng này. 
 - Các phản ứng tạo màu: Phản ứng tạo màu phổ biến trong quá trình sấy các 
loại nông sản là phản ứng Maillard. Đây là phản ứng đặc trưng đối với việc sấy các 
loại nguyên liệu có sự hiện diện đồng thời các axit amin tự do và đường khử. Phản 
ứng này phụ thuộc vào nhiệt độ, để hạn chế phản ứng này, có thể sử dụng các 
phương pháp sấy có nhiệt độ của quá trình sấy thấp. 
 - Các phản ứng oxi hóa: Trong quá trình sấy, một trong những phản ứng oxi 
hóa có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nông sản là phản ứng oxi hóa chất béo. 
-5- 
Quá trình oxi hóa chất béo dẫn đến việc hình thành các hợp chất có khả năng tạo 
mùi xấu (thường gọi là ôi dầu). Đặc biệt, khi trong nguyên liệu có các enzyme 
lipase, quá trình oxi hóa này diễn ra càng mạnh. Để khắc phục hiện tượng này, có 
thể thực hiện quá trình sấy ở nhiệt độ thấp hoặc trong điều kiện càng ít sự hiện diện 
oxy càng tốt. 
 - Sự thay đổi về tính chất vật lý của nguyên liệu: Quá trình sấy thường tạo ra 
những biến đổi đáng kể về cấu trúc. Một trong những biến đổi quan trong nhất là 
hiện tượng co lại của nguyên liệu (shrinkage). Nguyên nhân của hiện tượng này là 
do khi mất nước, các mô có xu hướng co lại, dẫn đến sự co lại của cả nguyên liệu. 
Cùng với hiện tượng co lại, khả năng tái hút ẩm (hoàn nguyên) cũng là một thuộc 
tính quan trọng. Khả năng tái hút ẩm thường tỷ lệ nghịch với sự co lại của nguyên 
liệu. Sự thay đổi của hai thuộc tính này quyết định đến các tính chất vật lý còn lại 
như độ xốp, cấu trúc lỗ xốp, độ giòn Sự thay đổi về tính chất vật lý phụ thuộc 
vào nhiệt độ, tốc độ bay hơi nước và thành phần hóa học của nguyên liệu. 
 - Sự biến đổi của các thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu: Trong các 
loại nguyên liệu giàu vitamin và các hoạt chất sinh học như trái cây, dưới tác dụng 
của nhiệt độ, các thành phần này dễ bị tổn thất, từ đó, làm giảm giá trị dinh dưỡng 
của nguyên liệu. Ví dụ, khi sấy trái cây, vitamin C bị tổn thất gần như hoàn toàn 
trong điều kiện không khí nóng. Hay khi sấy dâu tây bằng không khí nóng ở điều 
kiện 60oC, hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxi hóa giảm đến 80%. Để 
hạn chế tổn thất này, cần thực hiện quá trình sấy ở điều kiện nhiệt độ thấp và ít sự 
hiện diện của oxi. 
3. Vấn đề năng lƣợng trong quá trình sấy: 
Quá trình sấy là một trong những quá trình tiêu hao năng lượng nhiều nhất 
trong lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản. Có thể xem, tiết kiệm 
năng lượng trong quá trình sấy là một trong những giải pháp có thể góp phần tăng 
lợi nhuận đáng kể nhất. Theo tính toán, trung bình tăng hiệu quả sử dụng năng 
lượng 1% trong quá trình sấy có thể tăng lên đến 10% lợi nhuận trong quá trình sản 
xuất. Cùng với sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên hóa thạch, những yêu cầu đặt ra 
cho việc phát triển bền vững. Năng lượng trở thành một trong những vấn đề được 
quan tâm nhiều nhất trong quá trình sấy nông sản. Để có một đánh giá đầy đủ về 
hiệu quả sử dụng năng lượng, cần có một kế hoạch khảo sát tổng thể về quá trình 
sấy và các hoạt động có sử dụng năng lượng liên quan đến quá trình sấy chứ không 
thể chỉ đơn giản dựa trên năng lượng tách ẩm. 
 Liên quan đến tổn thất năng lượng trong quá trình sấy, có thể có các tổn thất 
sau: tổn thất trong dòng khí thải, tổn thất trong nguyên liệu, tổn thất do rò tác nhân 
-6- 
sấy và tổn thất do sấy quá mức yêu cầu. Theo thống kê, các giải pháp sau đây có 
thể tiết kiệm đáng kể nguyên liệu: 
 - Kiểm soát tốt quá trình sấy để tránh sấy quá mức: có thể tiết kiệm 25 – 35% 
năng lượng. 
 - Hồi lưu tác nhân sấy hoặc sử dụng nhiệt này cho mục đích hữu ích khác: có 
thể tiết kiệm 25% năng lượng. 
 - Kiểm soát lưu lượng tác nhân sấy phù hợp: có thể tiết kiệm 25% năng 
lượng. 
 - Thiết kế và vận hành lò hơi phù hợp: có thể tiết kiệm 10% năng lượng. 
 - Cách nhiệt tốt trong hệ thống sấy: có thể tiết kiệm 5% năng lượng. 
4. Các vấn đề đặt ra đối với việc ứng dụng kỹ thuật sấy hiện nay trên thế giới 
và Việt Nam: 
Trong điều kiện phát triển của ngành nông nghiệp và chế biến nông sản hiện 
nay, những yêu cầu sau đây đang được quan tâm để có thể nâng cao hiệu quả kinh 
tế của việc ứng dụng các phương pháp sấy trong công nghệ sau thu hoạch và chế 
biến nông sản: 
- Phát triển phương pháp sấy một số loại nguyên liệu để tạo sản phẩm có các 
tính chất đặc trưng mà nó không thể được tạo ra khi thực hiện theo các theo phương 
pháp sấy truyền thống. 
- Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong quá trình sấy. 
- Cải thiện chất lượng sản phẩm và quản lý chất lượng sản phẩm trong quá 
trình sấy tốt hơn. 
- Tìm kiếm các giải pháp để thực hiện quá trình sấy an toàn hơn: giảm nguy 
cơ cháy nổ, giảm các mối nguy liên quan tác nhân sấy, vận hành an toàn. 
- Nâng cao hiệu quả kinh tế thông qua việc giảm chi phí thực hiện quá trình 
sấy. 
- Sử dụng năng lượng tái tạo. 
- Tối ưu hóa tốc độ bốc hơi ẩm dựa trên đường cong sấy, giảm hiện tượng 
sấy quá mức (overdrying). 
- Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thân thiện với môi trường. 
-7- 
5. Các giải pháp cải thiện và nâng cao hiệu quả quá trình sấy nông sản hiện 
nay trên thế giới 
a) Thực hiện các quá trình tiền xử lý: 
Trước khi đưa nguyên liệu vào thực hiện quá trình sấy, một số biện pháp xử lý 
hóa học hoặc vật lý được áp dụng để nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như hiệu 
quả năng lượng quá trình sấy. Ví dụ, khi sấy một số loại trái cây, giải pháp tách 
nước dựa trên chênh lệch áp suất thẩm thấu (osmotic dehydration) được áp dụng. 
Theo đó, trái cây sẽ được ngâm trong một dung dịch có áp suất thẩm thấu cao như 
dịch đường saccharose, dung dịch CaCl2 bão hòa để tách sơ bộ một lượng ẩm đáng 
kể nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong quá trình sấy. Một số giải 
pháp để hỗ trợ quá trình này như tiền xử lý nguyên liệu bằng sóng microwave, 
trường xung điện, sóng siêu âm, chầncũng được quan tâm nghiên cứu và ứng 
dụng. 
Bên cạnh đó, các giải pháp tiền xử lý khác như gia nhiệt trước bằng 
microwave; phương pháp lạnh đông nhanh; xử lý nguyên liệu bằng nước nóng, hơi 
hoặc SO2; xử lý bằng điện trường có hiệu điện thế cao cũng được áp dụng để 
nâng cao tốc độ bốc hơi ẩm trong quá trình sấy. 
b) Cải tiến các hệ thống sấy: 
Các giải pháp cải tiến hệ thống sấy có thể được tóm tắt trong bảng sau: 
Bảng: Các giải pháp cải tiến hệ thống sấy 
đang đƣợc quan tâm thực hiện hiện nay 
STT Hệ thống sấy Giải pháp 
1 Sấy khay tĩnh - Thiết kế hệ thống phân phối khí để đảm bảo đồng 
nhất về nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy 
- Cải thiện hiệu quả truyền nhiệt 
- Tách ẩm tác nhân sấy 
2 Sấy tầng sôi - Cải thiện chất lượng tạo trạng thái tầng sôi bằng 
các phương pháp cơ học như khuấy đảo, tạo các dao 
động, tạo các xung động 
- Cải thiện hệ thống phân phối tác nhân sấy 
- Sử dụng các giải pháp truyền nhiệt trực tiếp 
- Kết hợp với các giải pháp như sử dụng bơm nhiệt, 
hơi quá nhiệt, tạo chân không 
3 Sấy phun - Cải tiến thiết kế buồng sấy để cực tiểu hóa hiện 
-8- 
tượng dính vào thành buồng sấy 
- Cải tiến cơ cấu phun sương để đảm bảo sự đồng 
đều về kích thước hạt 
- Sử dụng cơ cấu tạo sương bằng sóng siêu âm 
- Bổ sung khí để tránh hiện tượng dính thành 
- Sử dụng hơi quá nhiệt 
- Ứng dụng CFD để tính toán cải tiến buồng sấy 
nhằm nâng cao hiệu quả quá trình sấy 
4 Sấy thùng quay - Cải tiến hệ thống nạp tác nhân sấy 
- Kiểm soát chặt ... hình như: 
 Hệ thống sấy khô hạt lương thực 
Số đơn: 1-2005-01119 
Ngày nộp đơn: 08/08/2005 
Người nộp đơn: Peng - Ta Yang _No. 30-1, Tung-Chih Lane, Hsi - Tun Dist., 
Taichung City, Taiwan 
 Phương pháp chế biến cơm alfa sấy khô bằng quy trình sấy chân không 
Số đơn: 1-2005-00230 
Ngày nộp đơn: 24/02/2005 
Người nộp đơn: Bulro Corp _ 746 Pukchon-Dong, Haman-Myeon, Haman-
Gun, Gyeongsangnamdo 687-820, Republic of Korea 
 Phương pháp sấy lạnh chuối tươi và sản phẩm chuối sấy 
Số đơn: 1-2012-00073 
Ngày nộp đơn: 10/01/2012 
Thiết bị sấy 
ở trạng thái 
tĩnh hoặc 
đảo trộn 
từng phần
Thiết bị sấy 
đƣợc đảo 
trộn không 
bằng cách 
tịnh tiến
Thiết bị sấy 
đƣợc dịch 
chuyển liên 
tiếp
Thiết bị sấy 
đƣợc dịch 
chuyển tịnh 
tiến
Thiết bị sấy 
hoạt động 
dựa trên 
nguyên lý 
khác
4,1%
1,5% 1,0%
17,3%
0,3%
Hƣớng nghiên cứu cơ cấu, nguyên lý hoạt động thiết bị sấy 
nông thủy sản theo chỉ số IPC
-17- 
Người nộp đơn: Phạm Mạnh Bình (VN) _Số 9, ngách 79/17 phố Triều Khúc, 
phường Thanh Xuân Nam, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội 
 Thiết bị sấy thăng hoa 
Số đơn: 1-2014-04029 
Ngày nộp đơn: 03/12/2014 
Người nộp đơn :Trường đại học Bách Khoa _Đại học quốc gia thành phố Hồ 
Chí Minh_268 Lý Thường Kiệt, phường 14, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh 
 Tháp sấy ngô hạt 
Số đơn: 1-2014-03808 
Ngày nộp đơn: 17/11/2014 
Người nộp đơn : Công ty TNHH Công nghệ và thiết bị Toàn Cầu 
km 26+300 thôn Khê Than, xã Phú Nghĩa, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội 
 Hệ thống sấy mật ong 
 Số đơn: 2-2010-00266 
Ngày nộp đơn: 09/12/2010 
Người nộp đơn: Trường đại học Nông Lâm Tp.HCM_Khu phố 6, phường 
Linh Trung, quận Thủ Đức thành phố Hồ Chí Minh 
 Máy sấy hút chân không đa năng 
Số đơn: 2-2013-00282 
Ngày nộp đơn: 18/11/2013 
Người nộp đơn: Dương Chí Cường (VN)_47 Nguyễn Văn Trỗi, khóm I, thị 
trấn Tiểu Cần, huyện Tiểu Cần, tỉnh Trà Vinh 
-18- 
III. PHƢƠNG PHÁP SẤY NHIỆT ĐỘ THẤP CÓ HỖ TRỢ BƠM NHIỆT 
1. Giới thiệu về phƣơng pháp sấy nhiệt độ thấp có hỗ trợ bơm nhiệt và năng 
lƣợng mặt trời: 
Phương pháp sấy có hỗ trợ bơm nhiệt là phương pháp sấy mà quá trình sấy 
được tích hợp với chu trình lạnh mà trong đó, ẩm có trong tác nhân sấy được ngưng 
tụ tại hệ thống bốc hơi của chu trình lạnh. Khi ẩm được tách ra, áp suất hơi nước 
riêng phần của quá trình sấy có thể giảm sâu, từ đó, tăng cường tốc độ bay hơi ẩm, 
thậm chí ở điều kiện nhiệt độ thấp. Do đó, phương pháp sấy này có thể được ứng 
dụng để thực hiện quá trình sấy các nguyên liệu có các thành phần nhạy cảm với 
nhiệt độ. Đồng thời, để tận dụng năng lượng thải ra từ chu trình lạnh, tác nhân sấy 
(sau khi được hạ nhiệt tách ẩm ở bộ phận bốc hơi) sẽ được đưa đi gia nhiệt trở lại 
tại hệ thống ngưng tụ của chu trình lạnh. Như vậy, hệ thống bơm nhiệt sẽ tận dụng 
cả ẩm nhiệt và entapi của phần ẩm hóa hơi trong hệ thống sấy bằng cách sử dụng 
năng lượng này để gia nhiệt trở lại tác nhân sấy chứ không thải bỏ ra môi trường 
như các phương pháp sấy truyền thống. 
Phương pháp sấy có hỗ trợ bơm nhiệt có ưu điểm là có thể thực hiện quá trình 
sấy trong khoảng nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy rộng, có thể thực hiện quá 
trình sấy ở nhiệt độ thấp hơn các phương pháp sấy truyền thống (có thể thấp đến 
10
o
C) và có hiệu quả sử dụng năng lượng cao. Đồng thời, hệ thống sấy có hỗ trợ 
bơm nhiệt là một hệ thống kín, nên khả năng giữ mùi tốt, giúp hạn chế tổn các 
thành phần tạo mùi của nguyên liệu, điều rất khó thực hiện trong các phương pháp 
sấy truyền thống khác. Điều này góp phần làm nâng cao chất lượng của sản phẩm 
sau khi sấy. Vì vậy, phương pháp sấy có hỗ trợ bơm nhiệt đang rất được quan tâm 
đầu tư thiết kế và chế tạo cho các công ty chế biến nông sản và áp dụng cho rất 
nhiều sản phẩm như: trái cây, rau củ, hải sản (mực, cá, các loại sò.), gia vị (hành, 
ngò), hạt sen Ở Việt Nam, phương pháp sấy này bước đầu áp dụng cho việc 
sấy các sản phẩm mực sấy và dược liệu. 
Tuy nhiên, phương pháp sấy có hỗ trợ của bơm nhiệt cũng tồn tại một số 
nhược điểm là chi phí đầu tư cao, quá trình vận hành và bảo trì phức tạp và hiện 
vẫn còn sử dụng một số chất tải lạnh không thân thiện với môi trường như R22. 
Do giới hạn của nhiệt độ tác nhân lạnh tại bộ phận ngưng tụ của hệ thống bơm 
nhiệt (theo chu trình Carnot), nên trong nhiều trường hợp, không thể gia nhiệt tác 
nhân sấy bằng lên cao hơn nhiệt độ giới hạn này. Do đó, hệ thống gia nhiệt hỗ trợ 
cần được lắp đặt thêm. Một trong những giải pháp hiệu quả là sử dụng năng lượng 
mặt trời để gia nhiệt thêm cho tác nhân sấy. 
-19- 
2. Hệ thống máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt và sự hỗ trợ năng lƣợng mặt 
trời đƣợc thiết kế và chế tạo tại trƣờng Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc 
Gia TP.HCM: 
 Hệ thống máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt với sự hỗ trợ của năng lượng mặt 
trời sau khi được tính toán, thiết kế và chế tạo có cấu hình như sau: 
Bảng: Danh mục các thiết bị của hệ thống sấy lạnh 
STT Thiết bị Đặc tính kỹ thuật Đơn vị Số lƣợng 
1 Máy nén 4,5 kW 1 
2 Giàn bay hơi 66536 BTU/h 1 
3 Giàn ngưng tụ chính 90421 BTU/h 1 
4 Giàn ngưng tụ phụ 2 HP 1 
5 Thiết bị gia nhiệt không khí 66391 BTU/h 1 
6 Thiết bị gia nhiệt phụ 12000 BTU/h 1 
7 Thiết bị làm lạnh không khí 66536 BTU/hr 1 
9 Quạt 150 W 2 
10 Giàn thu năng lượng mặt 
trời 
600 L/ngày 1 
11 Tank chứa nước 100 L 2 
12 Tank chứa nước nóng 300 L 1 
13 Buồng sấy 1742x1240x1760 mm 1 
14 Bơm 0,4 HP 2 
15 Bơm nước nóng 300 W 1 
Bảng: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt 
STT Thông số Giá trị Đơn vị đo 
1 
dàn lạnh 
11,5 m
2
2 
dàn nóng 
11,44 m
2
-20- 
Thông số đặc trƣng hệ thống bơm nhiệt 
STT Thông số Giá trị Đơn vị đo 
1 Công suất nhiệt dàn nóng Qk 12,44 kW 
2 Công suất nhiệt dàn lạnh Q0 12,55 kW 
3 
G
0
 0,01 kg/s 
4 
k
 0,012 kg/s 
5 k’
 16,05 kW 
6 3,48 kW 
7 h
 0,004 m
3
/s 
8 φ 7,17 - 
Hệ thống bơm nhiệt 
STT Thông số Giá trị Đơn vị đo 
1 
dàn ngưng 
1,6 m
2
2 
dàn bay hơi 
2 m
2
3 Máy nén 
3.1 Thể tích hút lý thuyết 0,006 m
3
/s 
3.2 Công suất động cơ 10,1 kW 
Thiết bị phụ 
STT Thông số Giá trị Đơn vị đo 
1 Công suất quạt (2 cái) 0,8 kW 
2 Bơm 
2.1 Bơm cho dàn ngưng tụ 
 - Năng suất bơm 
- Cột áp bơm 
0,11.10
-3
2,14 
m
3
/s 
mH
2
O 
2.2 Bơm cho dàn bay hơi 
 - Năng suất bơm 
- Cột áp bơm 
0,25.10
-3
0,33 
m
3
/s 
mH
2
O 
-21- 
3 Đường kính ống hút tại bình tách 
lỏng 
22 mm 
4 Hệ thống trao đổi năng lượng 
mặt trời 
4.1 Kích thước ống 58x1800 Mm 
4.2 Bình chứa nước 200 Lít 
4.3 Nhiệt độ trung bình bồn nước 90 
o
C 
Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Tác nhân sấy là không khí được tuần hoàn 
kín trong hệ thống sấy, không khí sau khi được quạt (1) hút vào sẽ đi qua thiết bị 
làm lạnh tách ẩm (2). Sau khi được tách bớt ẩm, không khí tiếp tục được thổi qua 
thiết bị gia nhiệt chính (3) và phụ (4). Ở giai đoạn này, không khí sẽ được gia nhiệt, 
làm giảm phần áp suất hơi nước và trở thành tác nhân sấy. Tác nhân sấy tiếp tục 
được lưu thông qua buồng sấy, nhận hơi nước bay hơi từ nguyên liệu sấy và được 
quạt hút (1) hút vào vòng tuần hoàn mới. Nguồn nước nóng và lạnh của hệ thống 
được cung cấp bởi hệ thống máy nén và các thiết bị phụ trợ. 
Hình: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 
với sự hỗ trợ của năng lƣợng mặt trời. 
-22- 
 (1 – quạt; 2 – thiết bị làm lạnh; 3 – thiết bị gia nhiệt; 4 – thiết bị gia nhiệt phụ; 
5 – buồng sấy; 6 – thiết bị thu năng lượng mặt trời; 7 – tank chứa nước lạnh; 8 – 
bơm nước lạnh; 9 – tank chứa nước nóng 1 ; 10 – bơm nước nóng 1; 11 – tank 
chứa nước nóng 2; 12 – bơm nước nóng 2) 
3. Kết quả sấy khảo nghiệm một số loại nông sản 
3.1. Sấy mực: 
Hình: Sự biến đổi ẩm của mực trong quá trình sấy ở điều kiện 35oC 
Bảng: Các đặc trƣng của quá trình sấy mực ở điều kiện 35oC 
-23- 
3.2. Sấy dâu tây: 
Hình: Sự biến đổi ẩm của quả dâu tây 
trong quá trình sấy ở điều kiện 30oC 
Bảng: Các đặc trƣng của quá trình sấy quả dâu tây ở điều kiện 30oC 
-24- 
3.3. Sấy củ dền đỏ: 
Hình: Sự biến đổi ẩm của củ dền đỏ 
trong quá trình sấy ở điều kiện 30oC 
Bảng: Các đặc trƣng của quá trình sấy củ dền đỏ ở điều kiện 30oC 
Như vậy, kết quả thu được cho thấy, phương pháp sấy nhiệt độ thấp có hỗ trợ 
bơm nhiệt và năng lượng mặt trời có hiệu quả sử dụng năng lượng (hệ số COP) cao 
hơn rất nhiều so với việc sấy bằng không khí nóng thông thường. Đồng thời, sản 
phẩm thu được có tính chất cảm quan tốt hơn, chất lượng sản phẩm tốt hơn. 
-25- 
4. Một số sản phẩm nông sản đƣợc sấy bằng kỹ thuật sấy lạnh dùng bơm 
nhiệt kết hợp dùng năng lƣợng mặt trời của Công ty TNHH Bắc Nam 
 Mít sấy: 
Mít sấy ở nhiệt độ 400C, thời gian sấy là 11h, độ ẩm sau sấy là 18% 
 Sen sấy: 
 Mực sấy, tôm sấy: 
-26- 
 Hành lá sấy: 
Hành lá sấy 4h, nhiệt độ sấy 35oC 
-27- 
IV. PHƢƠNG PHÁP SẤY BẰNG HƠI QUÁ NHIỆT 
1. Giới thiệu phƣơng pháp sấy bằng hơi quá nhiệt: 
Sấy bằng hơi quá nhiệt là phương pháp sấy mà tác nhân sấy được sử dụng là 
hơi quá nhiệt thay vì không khí khô. Đây là phương pháp sấy hiện đang được quan 
tâm rất nhiều, đặc biệt, trong trường hợp tác nhân sấy sau khi ra khỏi buồng sấy có 
thể được tận dụng để khai thác nguồn năng lượng thải ra này. Đồng thời, trong tác 
nhân sấy, do không có sự hiện diện của oxy, nên dù quá trình được tiến hành ở điều 
kiện nhiệt độ cao, vẫn hạn chế được hiện tượng oxy hóa diễn ra, do đó, chất lượng 
của sản phẩm sau khi sấy tốt hơn so với trường hợp sấy bằng không khí nóng. Bên 
cạnh đó, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các vi sinh vật (đặc biệt là vi sinh vật gây 
bệnh) bị tiêu diệt, các enzyme sẽ bị vô hoạt; đây là ưu điểm mà các phương pháp 
sấy khác không có. Dưới tác dụng của hơi quá nhiệt, các thành phần mùi xấu cũng 
sẽ bị lôi cuốn theo tác nhân sấy thải ra ngoài và có thể ngưng tụ ở dòng thải của tác 
nhân sấy, tránh thải ra môi trường, vừa góp phần cải thiện chất lượng mùi của sản 
phẩm sấy. Bên cạnh đó, trong điều kiện hơi quá nhiệt, tốc độ sấy diễn ra nhanh 
hơn. Với những ưu điểm vượt trội như trên, hiện nay, phương pháp sấy này được 
áp dụng để sấy các sản phẩm như trái cây, các loại hạt ngũ cốc, hải sản, gỗ, dược 
liệu 
Tuy nhiên, phương pháp sấy này vẫn còn một số nhược điểm, cụ thể là: 
- Hệ thống thiết bị phức tạp, dẫn đến việc lắp đặt, vận hành và bảo trì phức 
tạp. 
- Vốn đầu tư ban đầu lớn hơn sơn với các phương pháp sấy truyền thống. 
- Do trong giai đoạn đầu, ẩm trong nguyên liệu còn cao, dẫn đến nhiệt của tác 
nhân sấy giảm, gây ra hiện tượng ngưng tụ trong giai đoạn này. 
- Một số loại nguyên liệu trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ bị tan chảy, nên 
không thể ứng dụng phương pháp sấy này. 
2. Nguyên lý sấy bằng hơi quá nhiệt: 
 Nguyên lý của hệ thống sấy bằng hơi quá nhiệt đang được triển khai thiết kế 
được trình bày như hình dưới: 
-28- 
Hình: Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy bằng hơi quá nhiệt 
-29- 
 Ƣu điểm: 
- Tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy là hơi, có thể tái sử dụng nguồn năng lượng 
này vào mục đích khác 
- Do trong tác nhân sấy bị thiếu oxy, nên hạn chế được hiện tượng oxi hóa, 
giữ được tính chất của sản phẩm sấy. 
- Tác độ sấy nhanh hơn sấy bằng không khí nóng 
- Sản phẩm sấy thường có độ xốp cao hơn so với khi sấy bằng không khí 
nóng, do đó, khi hoàn nguyên sản phẩm tốt hơn. 
- Có thể thực hiện đồng thời quá trình xử lý nhiệt (chần, tiệt trùng, vô hoạt 
enzyme) 
 Nhƣợc điểm: 
- Hệ thống có cấu tạo, lắp đặt, vận hành phức tạp 
- Đòi hỏi phải có phương án tái sử dụng năng lượng để nâng cao hiệu quả sử 
dụng năng lượng. 
- Có một số loại vật liệu bị biến tính ở nhiệt độ cao (protein). 
- Những loại nguyên liệu tan chảy ở nhiệt độ cao 
3. Kết quả ứng dụng hơi quá nhiệt để sấy một số loại nông sản đã thực hiện 
3.1. Sấy bơ: 
 Bơ là một loại nguyên liệu rất khó sấy. Hiện nay, khi sấy bơ bằng không khí 
nóng, dưới tác dụng của nhiệt độ và sự hiện diện của oxi, polyphenol trong bơ bị 
oxi hóa làm thịt quả bơ bị hóa đen. Để khắc phục hiện tượng này, quả bơ sẽ được 
sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa. Tuy nhiên, phương pháp sấy thăng hoa lại có 
tiêu hao năng lượng cao và chi phí đầu tư thiết bị rất tốn kém mà năng suất sấy lại 
thấp. Khi ứng dụng kết quả sấy bằng hơi quá nhiệt, kết quả thu được cho thấy, thời 
gian sấy ngắn hơn rất nhiều, đồng thời, quả bơ ít bị tổn hao chất oxi hóa và vẫn giữ 
được màu xanh đặc trưng của thịt quả bơ. Đây là một giải pháp rất tiềm năng để 
ứng dụng trong quá trình sấy thịt quả bơ để ép dầu hoặc làm bột bơ nguyên béo 
dùng trong thực phẩm và mỹ phẩm. 
-30- 
Bảng: Các đặc trƣng của quá trình sấy thịt quả bơ 
3.2. Sấy cám: 
 Cám sau khi xay xát thường có độ ẩm khoảng 10 -13%. Với độ ẩm này, cám 
rất dễ bị ôi hóa do enzyme lipase bên trong cám vẫn còn hoạt động và gây ra hiện 
tượng thủy phân và oxi hóa chất béo, tạo mùi xấu, tăng chỉ số acid và chỉ số 
peroxide, làm giảm chất lượng của cám. Nếu thực hiện quá trình sấy bằng không 
khí nóng, với điều kiện nhiệt độ cao có thể làm tổn thất các vitamin và các hoạt 
chất có trong cám. Để khắc phục hiện tượng này, việc sấy bằng hơi quá nhiệt là một 
giải pháp thích hợp. Kết quả nghiên cứu cho thấy, so với sấy đối lưu, quá trình sấy 
bằng hơi quá nhiệt có thời gian sấy ngắn hơn rất nhiều, đồng thời, vô hoạt đến 90% 
hoạt tính của enzyme lipase, trong khi đó, sấy đối lưu chỉ vô hoạt 12%. Tiêu hao 
năng lượng tính theo lượng ẩm bay hơi thì phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt chỉ 
tiêu hao khoảng 60% năng lượng so với phương pháp sấy đối lưu. Điều này chứng 
tỏ phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt là một giải pháp phù hợp để sấy cám. 
Bảng: Các đặc trƣng của quá trình sấy cám gạo 
-31- 
4. Các hƣớng nghiên cứu và chuyển giao công nghệ về sấy trong chế biến 
nông sản và thủy sản tại trƣờng Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia 
TP.HCM: 
 Hiện nay, tại Khoa Kỹ thuật Hóa học, trường Đại học Bách Khoa – Đại học 
Quốc Gia TP. HCM, các nội dung nghiên cứu và chuyển giao công nghệ sấy nông 
thủy sản được thực hiện bao gồm: 
 - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt cho các sản 
phẩm rau củ, trái cây, hải sản, cám gạo, cám lúa mì, gạch tôm 
 - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sấy nhiệt độ thấp có hỗ trợ bơm nhiệt để 
sấy các sản phẩm: rau củ, trái cây, rau mùi, hải sản, bột ngũ cốc, dược liệu 
 - Chuyển giao công nghệ sản xuất các sản phẩm nông sản và thủy sản sấy. 
 - Thiết kế, chế tạo các hệ thống sấy theo các phương pháp sấy khác nhau: 
tĩnh, đối lưu, 
 - Tư vấn các giải pháp kỹ thuật liên quan đến sấy nông và thủy sản: nâng cao 
chất lượng sản phẩm, sử dụng hiệu quả năng lượng, xử lý các vấn đề phát sinh 
-32- 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. CSDL về sáng chế Thomson Innovation. 
2. Tài liệu từ chương trình báo cáo Phân tích xu hướng công nghệ “Xu hướng 
ứng dụng công nghệ sấy tiên tiến trong bảo quản và chế biến nông thủy sản”; 
11/2016. 
3. Nghị quyết 48/NQ-CP về cơ chế, chính sách giảm tổn thất sau thu hoạch đối 
với nông sản, thủy sản do Chính phủ ban hành 
4. Các đề tài nghiên cứu về công nghệ sấy nông sản của Sở Khoa học và Công 
nghệ TP. HCM