Thiết kế hệ thống sấy con ruốc bằng băng tải tầng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY KHÔ CON RUỐC. Tài liệu về công nghệ mới nhất Tài liệu được áp dụng thực tế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY KHÔ CON RUỐC Mục lục Danh sách bảng Tên Bảng Bảng 1.1 Các đặc trung nông sản Bảng 1.2: Các phương án sấy ruốc: Bảng 1.3: Theo dõi quản lý dự án Bảng 2.1: Thơng số q trình sấy thực Bảng 2.2: Các thông số nồi Bảng 3.1: Giá trị trở lực cục Bảng 3.2: Giá trị trở lực hình học Bảng 3.3: Giá trị trở lực ma sát Bảng 3.4: Thông số truyền đai Trang 12 19 23 30 36 40 40 41 45 Bảng 3.5: Thơng số truyền xích động băng tải 1-3 Bảng 3.6: Thông số cộ truyền xích băng tải 2-4 Bảng 4.1: Bảng thiết bị ngõ vào/ 54 57 72 Danh sách hình Tên Hình Hình 1.1: Con Ruốc tươi Hình 1.2: Đường cong sấy Hình 1.3: Đường cong tốc độ sấy Hình 1.4: Sơ đồ ngun lí máy sấy Hình 3.1 Thơng số quạt ly tâm Hình 3.2: Bảng tra đai thang theo tiêu chuẩn Hình 3.3: Bảng tra thơng số quạt hút Hình 3.4: Vật liệu làm khung hầm sấy Hình 3.5: Băng tải teflon Hình 3.6: Bảng tra động băng tải GM-SHYP Hình 3.7 Sơ đồ bố trí trục rulo băng tải Hình 3.8 Sơ đồ bố trí lực trục rulo băng tải Hình 3.9: Biểu đồ moment trục rulo băng tải theo trục Oyz Hình 3.10: Biểu đồ moment trục rulo băng tải theo trục Oxz Hình 3.11: Biểu đồ moment trục rulo băng tải Hình 3.12: Ổ lăn UCP 206 Hình 3.13: Ổ lăn UCT 206 Trang 10 13 13 22 42 43 46 47 49 50 57 58 58 59 60 63 63 Hình 4.1 Bộ điều khiển PLC mitsubishi Hình 4.2 Sơ đồ Mơđun FX 4AD Hình 4.3 Mơđun FX 4AD Hình 4.4: Van điều khiển Hình 4.5: Lưu đồ giải thuật PLC Hình 4.6: Sơ đồ đấu dây PLC Hình 4.7: Mạch động lực van điều khiển Hình 4.8: Mạch điều khiển chương trình khởi động Hình 4.9: Mạch động lực động máy sấy Hình 4.10: Mạch so sánh giá trị trung bình kênh Hình 4.11: Mạch lập trình hệ thống Hình 5.1: Mơ hình buồng sấy Hình 5.2: Mơ hình buồng sấy sau chia lưới Hình 5.3: Thiết lặp Object sau chia lưới Hình 5.4: Thiết lập điều kiện Hình 5.5: Thiết lập điều kiện Hình 5.6: Thiết lập điều kiện Hình 5.7: Thiết lập mơ hình tính tốn Hình 5.8: Thiết lập mơ hình tính tốn Hình 5.9: Mơ hình k-ε Hình 5.10: Mơ phịng dịng khơng khí buồng sấy Hình 5.12: Lập mơ hình tính tốn giàn sấy Hình 5.13: Lập mơ hình tính tốn giàn sấy Hình 5.14: Đặt điều kiện biên cho mơ hình tính tốn giàn sấy Hình 5.15: Kết chuyển vị kết cấu Hình 5.16: Kết ứng suất kết cấu Hình 5.17: Biểu đồ ứng suất chịu lực kết cấu Hình 5.18: Mơ hình ống gia nhiệt Hình 5.19: Khối tác nhân sấy qua Hình 5.20: Tiến hành chia lưới cho ống gia nhiệt Hình 5.21: Tiến hành thiết lập Object cho ống gia nhiệt Hình 5.22: Tiến hành chọn điều kiện biên cho ống gia nhiệt Hình 5.23: Tiến hành thiết lập loại lưu chất cho ống gia nhiệt Hình 5.24: Tiến hành thiết lập loại lưu chất cho ống gia nhiệt Hình 5.25: Tiến hành thiết lập thông số vận tốc, nhiệt độ cho ống gia nhiệt Hình 5.26: Tiến hành thiết lập thơng số vận tốc nhiệt độ cho ống gia nhiệt Hình 5.27: Tiến hành thiết lập mơ hình tính tốn cho ống gia nhiệt Hình 5.28: Tiến hành thiết lập mơ hình tính tốn cho ống gia nhiệt Hình 5.29: Vận tốc khơng khí ống gia nhiệt Hình 5.30: Nhiệt độ ống gia nhiệt Hình 5.31: Nhiệt độ tác nhân sấy ống gia nhiệt 63 68 69 70 70 73 74 75 76 77 78 79 80 80 81 81 82 83 83 85 85 86 87 87 88 88 89 90 90 91 92 92 93 93 94 94 95 96 96 97 97 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1) Tổng quan nguyên liệu sấy: 1.1) Tổng quan Ruốc: Hình 1.1: Ruốc tươi Con Ruốc cịn gọi tơm trắng nhỏ, tơm nước, da tơm Nó lồi giáp xác, decapoda , họ tơm anh đào Cơ thể nhỏ phẳng, dài đến cm Cơ thể khơng màu suốt ó có giá trị kinh tế lớn Phân bố rộng rãi Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Đại Tây Dương - Thành phần dinh dưỡng ruốc tươi Cung cấp protein dồi dào: Ruốc chứa calo lại chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng Trước hết phải kể đến nguồn protetin gần tinh khiết có tơm Theo phân tích, 100g nguồn dinh dưỡng Ruốc tươi có đến 18,4g protein Cùng với trứng, thịt, cá Ruốc nguồn cung cấp đạm quan trọng phần ăn người Việt Bổ sung vitamin B12: Vitamin B12 (Cobalamin) loại vitamin phức tạp tham gia vào q trình sinh hóa chuyển hóa lượng thể người Vitamin B12 giữ vai trò quan trọng tổng hợp nucleotic, protein, biến dưỡng Carbohydrat chất béo Nếu thể thiếu hụt loại vitamin dẫn đến mệt mỏi, chóng mặt, bắp trở nên yếu ớt Trường hợp nặng bị tổn hại thần kinh, dễ mắc bệnh thiếu máu trí Ruốc xem thực phẩm tuyệt vời thể cần bổ sung vitamin B12 Theo phân tích, 100g Ruốc chứa 11.5μg vitamin B12 Trong loại tôm Ruốc, tôm hùm đất giàu lượng vitamin B12 Bổ sung chất sắt: Sắt thành phần dinh dưỡng thiết yếu cần có cho tất quan mô thể Nếu thiếu sắt, thể dễ gặp tình trạng thiếu máu, mệt lả khó thở Để giải vấn đề sức khỏe đó, hấp thu dinh dưỡng Ruốclà cách tốt Vì Ruốc thực phẩm cung cấp nhiều chất sắt Chứa dồi lượng selen – ngừa ung thư: Cứ 100g Ruốc tươi cung cấp 1/3 lượng selen cần thiết hàng ngày Các bác sĩ khuyên nên thường xuyên ăn tôm để ngăn chặn phát triển tế bào ung thư Bởi dưỡng chất selen có Ruốc xem “anh hùng” chuyên loại bỏ thải trừ kim loại nặng khỏi thể Cung cấp canxi: Khơng có ngạc nhiên người ta thường chọn Ruốc ( tôm) bữa ăn hàng ngày để bổ sung lượng canxi cần thiết cho thể Vì 100g Ruốc có đến 2000 mg canxi Khoa học chứng minh canxi yếu tố thiết yếu cấu tạo mơ xương, góp phần hệ xương khỏe mạnh Chứa nhiều omega – 3: Dinh dưỡng Ruốc chứa nhiều omega – 3, chất có tác dụng chống lại cảm giác mệt mỏi, buồn chán trầm cảm Ngoài axit béo omega-3 cịn giúp chống oxy hóa, đẩy lùi q trình lão hóa Hiện ruốc biển sử dụng nhiều vai trò khác nhau: Cung cấp nguồn thực phẩm dinh dưỡng, chế tạo nước mắm, mắm ruốc, sử dụng làm thức ăn cho vật nuôi thủy sản Cung cấp nguồn thực phẩm dinh dưỡng cho người: Ruốc đánh bắt nhiều vùng biển nơng lẫn khởi, đa số có người dân địa phương, khu vực ven biển sử dụng ruốc nhiều Còn người dân thành phố khách du lịch thưởng thức ruốc tươi đánh bắt Chế tạo nước chấm, gia vị: Ruốc nguyên liệu làm nên nước mắm ngon nay, nước chấm cho bữa cơm gia đình Nước mắm ruốc đặc sản ba miền bạn thưởng thức chưa? Nguồn thức ăn cho vật nuôi thủy sản: Nhờ hàm lượng dinh dưỡng cao kich thước nhỏ ruốc tươi trở thành nguồn thức ăn cho số loại giống như: ốc hương, baba, tôm hùm, tôm, cá giống… Tốc độ phát triễn vật nuôi lớn nhanh, giảm số bệnh hay mắc phải từ tức ăn công nghiệp… Tóm lại: Ruốc có số lượng lớn theo mùa đồng thời mang lại nguồn lợi kinh tế lớn nên công tác vận chuyển bảo quản nguyên liệu quan trọng Vấn đề đặt vừa bảo quản lâu vừa giữ lại giá trị dinh dưỡng quan trọng tiêu chuẩn chất lượng để xuất cạnh tranh 1.2) Tổng quan trình Sấy 1.2.1) Khái niệm Sấy: _Tách nước khỏi vật liệu rắn hay dung dịch trình kĩ thuật phổ biến quan trọng nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp hóa chất thực phẩm Như vậy, sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu nhằm tránh hư hỏng tăng độ bền cho sản phẩm trình bảo quản Quá trình sấy chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn đẳng tốc: tốc độ bay ẩm không thay đổi Trong giai đoạn này, lượng ẩm chủ yếu ẩm tự - Giai đoạn giảm tốc: tốc độ bay ẩm giảm dần theo thời gian Trong giai đoạn này, ẩm chủ yếu ẩm liên kết Trong công nghệ sau thu hoạch chế biến nơng sản, sấy phương pháp có lịch sử lâu đời sử dụng phổ biến Mục đích cơng nghệ q trình sấy công nghệ sau thu hoạch chế biến nông sản giảm hàm lượng ẩm có nguyên liệu; từ đó, làm giảm hoạt độ nước, ức chế biến đổi có diện nước như: phát triển vi sinh vật, xúc tác enzyme Bên cạnh đó, mục đích cơng nghệ q trình sấy cịn góp phần tạo biến đổi mặt hóa học cảm quan; từ tạo thuộc tính đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Nói cách khác, mục đích trình sấy để kéo dài thời gian bảo quản nơng sản, góp phần chế biến nơng sản thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao _Sự biến đổi nguyên liệu trình sấy: _Đối với nông sản sấy, đặc trưng liên quan đến chất lượng sau thường quan tâm Vi sinh vật Hóa học Vật lý Dinh dưỡng - Các độc tố vi - Các phản ứng tạo Khả tái hút ẩm Sự tổn thất vitamin sinh vật gây Các vi sinh vật gây bệnh - Các vi sinh gây hư hỏng thực phẩm (hư hỏng cấu trúc, tổn thất dinh dưỡng, mùi vị xấu…) màu (Maillard, caramel…) - Các phản ứng oxi hóa Sự thay đổi thành phần tạo mùi - Sự thay đổi thành phần tạo màu - Sự biến đổi thành phần chất không mong muốn (độc tố…) - Khả hòa tan - Sự thay đổi cấu trúc - Sự co lại nguyên liệu - Độ xốp nguyên liệu - Sự thay đổi cấu trúc lỗ xốp nguyên liệu Sự tạo thành lớp vỏ cứng bề mặt nguyên liệu - Sự biến tính protein, làm giảm khả tiêu hóa Sự tổn thất thành phần có hoạt tính sinh học (khả chống oxi hóa) Bảng 1.1 đặc trung nơng sản 1.2.2) Động học q trình sấy _Động học trình sấy khảo sát thay đổi thông số đặc trưng vật sấy trình sấy Khi nghiên cứu động học trình sấy, thông số thường lấy giá trị trung bình độ chứa ẩm U, độ ẩm W, nhiệt độ sấy, tốc độ sấy Trong trình sấy, thông số thay đổi theo thời gian Trong phần động học nghiên cứu quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian thơng số q trình, ví dụ tính chất cấu trúc vật liệu, kích thước vật liệu, điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy…từ xác định chế độ sấy, tốc độ sấy thời gian sấy thích hợp 1.2.3) Quy luật trình sấy _Trong kỹ thuật sấy, chế độ sấy tương đối dịu, tức nhiệt độ tốc độ tác nhân sấy không lớn, đồng thời vật có độ ẩm tương đối cao trình xảy giai đoạn: giai đoạn làm nóng vật liệu, giai đoạn tốc độ sấy khơng đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần Như biết, sấy lượng ẩm bốc giảm dần theo thời gian tốc độ sấy biến đổi theo thời gian, tức biến đổi theo độ ẩm vật liệu Hình 1.2: Đường cong sấy w wA Hình 1.3: Đường cong tốc độ sấy dw/d A B A wB wA B wB    wc Wđ w 1.2.4) Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy _Tốc độ sấy phụ thuộc vào nhiều nhân tố như: vật liệu sấy, tác nhân sấy, chế độ sấy thiết bị sấy Các nhân tố chủ yếu là: _Loại vật liệu sấy: vật liệu có cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết ẩm khác nên có tốc độ sấy khác _Hình dạng vật liệu sấy: kích thước, chiều dày lớp vật liệu (chủ yếu bề mặt F thoát ẩm tự vật liệu) F tỷ lệ thuận với tốc độ ẩm thoát khỏi vật liệu, bề mặt F lớn, sấy nhanh _Độ ẩm đầu cuối vật liệu sấy _Ảnh hưởng nhiệt độ, độ ẩm vận tốc tác nhân sấy ảnh hưởng nhiệt độ tác nhân: Nhiệt độ cao thời gian sấy giảm tốc độ sấy tang, hàm ẩm lúc kết thúc giai đoạn thứ cao Đó lý chênh lệch nhiệt độ tác nhân sấy vật liệu sấy tăng thúc đẩy trình bốc _Ảnh hưởng tốc độ tác nhân sấy: Tốc độ tác nhân sấy lớn thời gian sấy giảm, cường độ sấy giai đoạn thứ tăng Hàm ẩm vật sấy lúc kết thúc giai đoạn thứ lớn _Trong giai đoạn trình sấy phụ thuộc vào cấu trúc vật sấy, liên kết ẩm với vật liệu sấy _Ảnh hưởng loại tác nhân sấy gió nóng, khói lị… _Chênh lệch nhiệt đầu cuối tác nhân sấy _Loại máy sấy phương pháp sấy 1.2.5) Thời gian sấy _Quá trình sấy tối ưu trình đảm bảo yêu cầu chất lượng sản phẩm không bị nứt nẻ, không cong vênh, giữ vi lượng, giữ nguyên màu sắc mùi vị, chi phí lượng thời gian sấy ngắn Như thời gian sấy thông số công nghệ quan trọng Thông thường thời gian sấy xác định theo ba phương pháp: giải tích, thực nghiệm, giải tích-thực nghiệm _Do vật liệu sấy có nhiều loại khác Liên kết ẩm với vật liệu khác nhau, chế độ sấy khác nên việc tính thời gian sấy dù phương pháp khó khan để đảm bảo tính xác _Hiện người ta sử dụng số phương pháp sau để tính thời gian sấy: phương pháp Luikov, phương pháp G.K.Phylonhenko số công thức khác 1.2.6) Mục đích q trình sấy Q trình sấy có mục đích là: 10 ... nhỏ 0oC Phương pháp sấy lạnh bao gồm hệ thống: hệ thống sấy lạnh nhiệt độ lớn 0oC, hệ thống sấy chân không thăng hoa, hệ thống sấy chân không _Sấy thăng hoa: phương pháp sấy môi trường có độ... áp suất thiết bị sấy cao + Sấy theo mẻ: Sấy mẻ lấy + Sấy theo mẻ: Sấy mẻ lấy cho vào mẻ mởi đợt cho vào mẻ mởi đợt + Sấy liên tục: Sấy băng tải cho + Sấy liên tục: Sấy băng tải sản phẩm đầu vô... 6500 _Tổn thất thiết bị truyền tải: Do thiết bị truyển tải băng tải, nằm vùng sấy nên tổn thất truyền tải coi khơng có _Tổn thất môi trường: α1 hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tác nhân sấy phía khơng