HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY KHOAI LANG ĐỂ SẢN XUẤT BỘT KHOAI LANG NĂNG SUẤT 500KG NGUYÊN LIỆUH Nhóm thực hiện 6B Khóa 64 Chuyên ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giáo viên hướng dẫn TS Trần Thị Thu Hằng Hà Nội – 2021
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Sơ đồ quy trình công nghệ
Khoai lang tím Nhật Bản
Củ không đạt Phân loại
Hình 2.1: Quy trình công nghệ chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản
Thuyết minh quy trình
Khoai lang tím được thu hoạch sau 105 - 110 ngày, cần chọn lọc những củ có chất lượng cao, không bị dập nát, thối hỏng, không sâu bệnh và chưa mọc mầm để đảm bảo chất lượng bột thành phẩm tốt nhất.
Xử lí màu (hấp) Sấy
Khoai lang tím được phân loại theo kích cỡ, đồng đều và loại bỏ các củ không đủ tiêu chuẩn (khoảng 2%):
Bảng 2.1: Kích thước phân loại khoai lang tím Kích thước
Loại củ Đường kính trung bình
(cm) Độ dài trung bình (cm)
(Hà Văn Thuyết, 2005) Để đạt được độ chính xác cao nhất có thể phân loại một cách thủ công
Mục đích: làm sạch nguyên liệu, làm giảm sự nhiễm bẩn vi sinh vật, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu.
Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa sàng lắc.
Nguyên liệu được nạp vào máy qua cửa nạp liệu và chảy xuống sàng rửa, nơi sàng chuyển động tịnh tiến liên tục nhờ tay quay và thanh treo, với độ nghiêng 6 – 8 độ giúp nguyên liệu dễ dàng di chuyển đến cửa thoát liệu Vòi nước được đặt song song với sàng rửa, phun liên tục lên nguyên liệu trong quá trình di chuyển, đảm bảo nguyên liệu được rửa sạch trước khi đến cửa thoát liệu.
Mục đích: loại bỏ lớp vỏ, những khuyết tật, làm sạch nguyên liệu hơn.
Cách tiến hành: Sử dụng máy gọt vỏ dạng mài mòn.
Sau khi khoai được rửa sạch được đưa vào ống xoáy đưa nguyên liệu vào.
Các thanh cuộn chuyển động ngược chiều vào liên tục vối vận tốc không giống nhau.
Sự chà sát liên tục giữa thanh cuộn và khoai lang giúp vỏ khoai dễ dàng bị tróc ra, mang lại hiệu quả bóc vỏ cao Vòi nước phun xả cũng giúp loại bỏ sạch vỏ khoai và nước bẩn Thiết bị này có nhiều ưu điểm như đơn giản, chắc chắn, giá thành rẻ, và không làm thay đổi tính chất hóa học của bề mặt củ khoai lang Tuy nhiên, khoảng 10% trọng lượng củ khoai có thể bị mất trong quá trình mài mòn.
Những củ khoai lang được cắt thành những lát mỏng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy.
Miếng khoai lang sau khi cắt đạt tiêu chuẩn là những miếng mỏng, sạch và dễ dàng trong hấp thu nhiệt trong quá trình sấy.
Cách tiến hành: Sử dụng máy cát lát kiểu đĩa.
Máy được cấu tạo bởi một khung chắc chắn, trên đó lắp đặt trục thẳng đứng có khả năng quay, đi kèm với gối đỡ và ổ chắn Sự chuyển động quay của trục được thực hiện nhờ động cơ điện thông qua hệ thống puli và cặp bánh răng hình nón.
Ở phần trên của trục thẳng đứng, một đĩa gang được lắp chặt với các cửa khoét để lắp dao Trên đĩa, thùng cung cấp được đặt, bên trong có các bộ phận đặc biệt như hốc sâu hoặc hộp nhằm ngăn chặn khoai không quay theo đĩa.
Khoai lang được chất vào thùng, nhờ trọng lượng bản thân mà ép vào đĩa, đảm bảo hiệu suất làm việc liên tục của từng dao Hệ số sử dụng dao đạt từ 0,8 đến 0,9, cho thấy năng suất cao của máy với kích thước bộ phận làm việc tương đối nhỏ.
Vật lý: khoai bị cắt thành lát dày 3 – 4 mm.
Hóa học: các chất dinh dưỡng trong khoai bị thoát ra, xảy ra hiện tượng oxy hóa các hoạt chất màu như polyphenol.
Khoai lang tím chứa nhiều enzyme nội sinh có khả năng làm mất màu, vì vậy việc xử lý nguyên liệu nhằm vô hoạt enzyme oxy hóa là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sấy và giảm thiểu tổn thất hàm lượng anthocyanin trong sản phẩm Sau khi cắt thái, các lát khoai lang tím được đưa ngay vào nồi hấp Dưới tác dụng của nhiệt độ, trạng thái keo biến đổi, mô thực vật trở nên mềm, không khí được thoát ra, tế bào trương nở, và chất nguyên sinh tách ra khỏi màng tế bào, giúp bảo vệ anthocyanin trong cấu trúc tinh bột Nguyên liệu sau khi hấp cần đảm bảo không mất nhiều chất màu, không bị oxy hóa và không bị vỡ vụn.
Thời gian hấp để hạn chế tổn thất anthocyanin trong khoai lang tím là 4 phút.
Giảm độ ẩm của các lát khoai đến độ ẩm yêu cầu đi vào công đoạn tiếp theo
Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt chủ yếu được sử dụng để làm nóng sản phẩm Khi nhiệt độ bề mặt lát khoai tăng lên đến mức bay hơi, lượng hơi ẩm từ bề mặt thoát ra mạnh mẽ Quá trình bay hơi diễn ra đồng thời với việc ẩm trong lòng vật liệu di chuyển ra bề mặt, làm tăng nhiệt độ bên trong lát khoai và thúc đẩy thêm sự chuyển dịch ẩm ra ngoài.
Các thông số quá trình sấy: Độ ẩm ban đầu của khoai là 68%, sản phẩm sau khi sấy là 11%.
Sau khi sấy khô khoai lang tím được nghiền đến độ mịn đạt yêu cầu về kích thước, màu sắc, hương vị
Cách tiến hành: Sử dụng máy nghiền búa
Cho khoai đã sấy để nguội vào cửa nạp của máy.
Quá trình nghiền khoai diễn ra khi khoai va chạm với búa và thành máy, khiến các miếng khoai bị vỡ nhỏ lại Sự va đập này liên tục diễn ra cho đến khi các phần tử nhỏ hơn lọt qua lỗ dưới của máy và thoát ra ngoài.
Các biến đổi: Các miếng khoai được nghiền thành dạng bột mịn
2.2.9 Rây (sàng) Để làm cho bột khoai lang tím có kích thước đồng đều, thuận tiện cho quá trình phối trộn với các nguyên liệu khác sau này, dùng rây thủ công để rây bột Bột có kích thước đồng đều, không bị sạn hay tạp chất.
Bột được bảo quản trong túi polyetylen để ở nơi khô ráo thoáng mát, vì bột khoai lang rất dễ hút ẩm và mốc.
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Cơ sở tính toán
Để tính khối lượng nguyên liệu cho từng công đoạn trong quy trình sản xuất bột khoai lang với công suất 4000kg/h, chúng ta áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và công thức cân bằng vật chất.
Bảng 3.1: Tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu trong quá trình sản xuất
STT Các quá trình Tỷ lệ tổn thất Nguyên nhân
1 Phân loại 2 Loại bỏ các củ hỏng, không đạt tiêu chuẩn.
2 Rửa 1 Bụi bẩn, tạp chất và lượng VSV bị loại bỏ trên bề mặt của nguyên liệu.
3 Gọt vỏ 10 Phần vỏ củ và một phần thịt củ bị tách ra khỏi củ làm khối lượng giảm.
4 Thái lát 0,5 Một phần thịt củ bị dính vào thiết bị.
5 Xử lí màu 0,5 Một phần bị dính vào thiết bị, một phần bị rơi vãi.
6 Sấy 0,5 Một phần bị dính vào thiết bị, một phần bị rơi vãi.
7 Nghiền 0,5 Do dính thiết bị, hiệu suất máy.
8 Rây 0,5 Một phần bị dính vào thiết bị, một phần bị rơi vãi.
9 Bao gói 0,2 Do rơi vãi
Tính toán các quá trình
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m v = m r + m hp
Trong đó: mv: Khối lượng nguyên liệu vào mr: Khối lượng sản phẩm ra mhp: Khối lượng nguyên liệu hao phí, tổn thất
Trong quá trình sản xuất, khối lượng nguyên liệu đầu vào tại công đoạn i được ký hiệu là mvi, trong khi khối lượng sản phẩm đầu ra tại cùng công đoạn được biểu thị là mri Bên cạnh đó, phần trăm khối lượng nguyên liệu hao phí và tổn thất tại công đoạn i được ghi nhận là xhpi.
=> Khối lượng sản phẩm ra tại công đoạn i: mri = mvi × (1 – xi)
Có 4000kg khoai lang tím mang đi phân loại:
Sau khi phân loại khối lượng khoai lang tím là: mr1 = mv1 × (1 – x1) = 4000 × (1 – 2%) = 3920kg
3920kg khoai lang tím đã phân loại tiếp tục được rửa sạch:
Khoai lang tím đã phân loại: 3920kg
Khoai bỏ không sản xuất 2% = 80kg
Khoai lang tím đã phân loại: 3920kg
Khoai lang tím đã phân loại và rửa sạch: 3880.8kg
Sau khi rửa sạch khối lượng khoai lang tím là: mr2 = mv2 × (1 – x2) = 3920 × (1 – 1%) = 3880.8kg
3880.8kg khoai lang tím đã phân loại và rửa sạch đem đi gọt vỏ:
Sau khi gọt vỏ khối lượng khoai lang tím là: mr3 = mv3 × (1 – x3) = 3880.8 × (1 – 10%) = 3492.72kg
3492.72kg khoai lang tím đã gọt vỏ đem đi thái lát:
Gọt vỏ Đất cát, tạp chất bẩn 1% = 39.2kg
Khoai lang tím đã phân loại và rửa sạch: 3880.8kg
Khoai lang tím đã gọt vỏ: 3492.72kg
Khối lượng khoai lang tím thu được sau khi thái lát là: mr4 = mv4 × (1 – x4) = 3492.72 × (1 – 0.5%) = 3475.22kg
3475.22kg lát khoai lang tím đem đi xử lí màu (hấp):
Khối lượng khoai lang tím sau khi hấp là: mr5 = mv5 × (1 – x5) = 3475.22 × (1 – 0.5%) = 3457.82kg
3457.82kg khoai lang tím có độ ẩm là 68% được sấy thăng hoa đến độ ẩm là 14%:
Các lát khoai lang tím:
Khoai lang tím đã gọt vỏ:
Các lát khoai lang tím:
Các lát khoai lang tím đã xử lí màu: 3457.82kg
Khoai lang tím ướt chứa 68% nước => % chất khô 32%
Khoai lang tím khô chứa 11% nước => % chất khô = 89%
Bảo toàn chất khô ta có: mfxf = mpxp => mp = mfxf xp = 3457.82× 89 % 32 % = 1243.26kg
Lượng nước đã thoát ra khỏi thực phẩm là mw = mf – mp = 3457.82 – 1243.26 = 2214.56kg
Khối lượng khoai lang tím khô sau quá trình sấy là mr6 = mp × (1-0.5%) = 2214.56 × (1-0.5%) = 2203.48kg
2203.48kg khoai lang khô tiếp tục mang đi nghiền
Khoai lang tím khô chứa 11% nước: 1243.26kg
Khoai lang tím đã hấp chứa
2192.47kg Khoai lang tím khô:
Khối lượng bột khoai lang tím thu được là: mr7 = mv7 × (1 – x7) = 2203.48 × (1 – 0.5%) = 2192.47kg
2192.47kg bột khoai lang tím đem đi rây
Khối lượng bột mịn thu được là: mr8 = mv8 × (1 – x8) = 2192.47 × (1 – 0.5%) = 2181.50kg
Khối lượng sản phẩm cuối cùng là: mr9 = mv9 × (1 – x9) = 2181.50 × (1 – 0.2%) = 2177.13kg
Bảng 3.2: Cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất STT Các quá trình Tổn thất (%) Khối lượng đầu vào (kg)
Khối lượng đầu ra (kg)
Bột khoai lang tím đã bao gói: 2177.13kg
=> Vậy với 4000kg nguyên liệu khoai lang tím sau quy trình sản xuất thu được 2177.13kg bột khoai lang tím
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
Các thông số ban đầu
Năng suất: G1 = 4000kg/mẻ Độ ẩm vật liệu ướt đi vào: W1 = 68% Độ ẩm vật liệu ướt ra: W2 = 11%
Không khí đi vào calorifer ở Hà Nội vào tháng 6 nên ta chọn t0 = 30 0 C, φ 0 % (Bảng VII.I II trang 97 [6])
Với áp suất khí quyển Pkq = 1atm = 1.0133 bar
Nhiệt độ không khí sau khi qua calorifer là: đối với rau củ nhiệt độ sấy thường dao động từ (60˚C – 90 o C) (Hà Văn Thuyết)
=> Nhóm 6B chọn nhiệt độ t1 = 60˚C để phù hợp tính chất nhạy cảm với nhiệt của thành phần anthocyanin trong khoai lang tím
Xử lí số liệu
Trong quá trình sấy, không xảy ra hiện tượng mất mát vật liệu, và lượng không khí khô tuyệt đối giữ nguyên suốt quá trình này.
G1: lượng vật liệu trước khi sấy (kg/mẻ)
G2: lượng vật liệu sau khi sấy (kg/mẻ)
Gk: lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg/mẻ)
Lượng vật liệu khô tuyệt đối Gk là:
(CT 7.17/ 203 – [6]) Trong đó: W1 = 68%, G1 = 4000 kg/mẻ
100 = 1280 (kg/mẻ) Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy là: W
Lượng vật liệu sau khi ra khỏi phòng sấy là:
Bảng tổng kết: Đại lượng Giá trị
Không khí trước khi đi vào calorifer
Từ bảng 3 (Giáo trình KTN trang 182) t0 = 30 0 C => P0bh = 0,04241 bar
Hàm ẩm của không khí:
P− φ 0 P bh , kg ẩm/ kgkkk (CT 1.10 −16 [10])
Nhiệt dung riêng của không khí trước khi đi vào calorifer:
Trong đó Cpk :là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 30 o C, Cpk = 1.013 kJ/kgK
Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 30 o C, C h =1,97 kJ /kgK r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, r $93 kJ /kg
Không khí sau khi đi qua calorifer
Từ bảng 3 (Giáo trình KTN trang 182)
Chọn nhiệt độ không khí sau khi qua calorifer là: t1 = 60˚C t1 = 60 0 C => P1bh = 0,19917 bar
Khi đi qua clorife không khí chỉ thay đổi nhiệt độ còn hàm ẩm không thay đổi.
Nhiệt dung riêng của không khí sau khi đi qua calorifer:
Cpk: là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 60 o C, Cpk = 1.017 kJ/kgK
Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 60 o C, C h =1,97 kJ / kgK r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, r $93 kJ / kg
Không khí ra khỏi phòng sấy
Nhiệt độ của không khí khi ra khỏi phòng sấy t2
Enthalpy: I2 = I1 = 117.26 kJ/kgkkk (vì phần nhiệt lượng mà không khí truyền cho vật sấy lại được hơi nước mang trở về không khí)
Để chọn nhiệt độ sấy phù hợp, cần xác định nhiệt độ bầu ướt t Điều này được thực hiện bằng cách xác định t ư của không khí theo đường I = const, cắt đường φ = 100% Nhiệt độ bầu ướt sẽ được xác định qua giao điểm của các đường này.
Từ đồ thị I – d, I = const, xác định được t ư = 34 ° C (Giáo trình KTN trang 206)
Nhiệt độ không khí sau khi ra phòng sấy là: t 2 =t ư 1,154 x 1,159,1°C
Nhiệt độ t2 = 39.1°C nên áp suất hơi nước bão hòa là P2 ≈ 0,07375 bar
Enthalpy của không khí sau khi đi ra khỏi phòng sấy
Cpk: là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 39,1 o C, Cpk ≈ 1.014 kJ/kgK
Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 39,10 o C, C h ≈ 1,97 kJ /kgK r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, r $93 kJ / kg
Hàm ẩm của không khí sau khi ra khỏi phòng sấy d 2 = 0,622 φ 2 P bh
Cân bằng cho không khí sấy
Trong quá trình sấy, lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy không bị mất mát, và khi hoạt động ổn định, không khí vào sẽ mang theo một lượng ẩm nhất định, được ký hiệu là Ld1.
Sau khi quá trình sấy hoàn tất, lượng ẩm được tách ra khỏi vật liệu là W, dẫn đến việc không khí xung quanh tăng thêm một lượng ẩm tương ứng Nếu lượng ẩm trong không khí thoát ra khỏi máy sấy là Ld2, chúng ta có thể thiết lập phương trình liên quan.
Với L: Là lượng không khí khô tối thiểu cần thiết để làm bốc hơi W(kg) ẩm trong vật liệu.
Tại nhiệt độ t0 = 30 0 C => ρ 0 =1,165 kg/ m 3 ở Pkq = 1atm
(bảng I.255/318[5]) Nên lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trước khi vào calorifer:
Vậy lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm trong vật liệu là: l= L
Khi không khí đi qua calorifer, nhiệt độ của nó tăng lên nhưng độ ẩm không thay đổi, tức là d0 = d1 Điều này xảy ra vì không có thêm hơi nước vào không khí, chỉ có nhiệt lượng được cung cấp Do đó, công thức l = 1/(d2 - d1) = 1/(d2 - d0) = 1 vẫn giữ nguyên giá trị.
Thể tích của không khí
Thể tích riêng của không khí vào thiết bị chính: v 1 = R T 1
Với: R: hằng số đối khí, R= 287 J/Kg.K
Thay số vào ta có: v 1 = 287 × 333
Thể tích không khí vào phòng sấy
Thể tích riêng không khí ra khỏi sấy băng tải v 2 = RT 2
Thể tích không khí ra khỏi sấy băng tải
Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy:
Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy
Trong quá trình sấy nông sản, nhiệt độ của vật liệu sấy thường thấp hơn nhiệt độ của tác nhân sấy từ 5-10 ℃ Hệ thống sấy này hoạt động với sự chuyển động đồng chiều giữa vật liệu và tác nhân sấy, dẫn đến việc nhiệt độ cuối cùng của vật liệu (t V 2) sẽ được tính bằng nhiệt độ ban đầu (t 1) trừ đi khoảng chênh lệch 5-10 ℃.
Do đó nhiệt dung riêng của khoai lang ra khỏi phòng sấy:
C vl : nhiệt dung riêng của khoai lang = 3,14 (kJ/kgK)
Cn : nhiệt dung riêng của nước ở 50 o C = 4,178 (kJ/kgK)
W2 : độ ẩm của nguyên liệu sau sấy = 11%
Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:
Nhiệt lượng mang vào thiết bị sấy
- Nhiệt do calorife cung cấp: Q s (W)
- Nhiệt do không khí ẩm mang vào: L I 0 (J/s)
- Nhiệt do vật liệu ẩm mang vào: G 1 C vl t vl1 (W)
G 1 C vl t vl1 =G 2 C vl t vl1 + W C n t vl1
Lượng nhiệt mang ra khỏi mấy sấy:
- Nhiệt do không khí ẩm mang ra: L I 2 (J/s)
- Nhiệt do vật liệu sấy mang ra: G 2 C vl t vl2 (W)
- Nhiệt mất mát ra môi trường: Q m (J/s)
Phương trình cân bằng nhiệt lượng chung của mấy sấy:
Q s + L I 0 + G 2 C vl t vl 1 + W C n t vl 1 +G tb C tb t tb1 = L I 2 +G 2 C vl t vl 2 +G tb C tb t tb 2 +Q m
Nhiệt lượng tiêu hao chung cho quá trình sấy:
Q s =L ( I 2 − I 0 ) +G 2 C vl ( t vl 2 −t vl1 ) + G tb C tb ( t tb2 −t tb 1 ) +Q m −W C n t vl 1
Nhiệt lượng do calorife cung cấp: q s =l ( I 2 − I 0 ) 6.82( 117.26−85.36 )726,55 kJ /kg(CT 7.35−292[2])
Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: q vl = G 1 C vl t vl1
Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào: q kkv =l I 0 6.82× 85.3671.7552 kJ / kg
Vậy tổng nhiệt lượng vào:
Lượng nhiệt do vật liệu sấy mang ra: q vlr =q vlv 6,50 kJ / kg
Tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển chiếm khoảng 2% qs qvc = 2% × qo = 0,02 × 3726,55 = 74.531 kJ/kg ẩm.
Nhiệt lượng do không khí mang ra: q kkr =l I 2 6.82 × 117.26698.3132 kJ /kg
Vậy tổng nhiệt lượng ra:
∑ q r =q vlr +q mt + q kkr 6,50+74.531+13698.3132809.3442 kJ / kg
So sánh tổng nhiệt lượng vào và tổng nhiệt lượng ra: ε =| q v −q r | q max
Vậy các giả thuyết và các quá trình tính toán trên có thể chấp nhận được
LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN
Lựa chọn thiết bị
Trong quy trình sản xuất bột khoai lang, sấy khoai lang đóng vai trò quan trọng, vì khoai lang sau khi sấy cần đạt độ tơi và độ khô nhất định để đảm bảo chất lượng sản phẩm và thời gian bảo quản tối ưu.
Nhóm 6B đã chọn thiết bị sấy hầm với tác nhân sấy là không khí nóng, phù hợp cho các nguyên liệu như khoai và sắn Hệ thống sấy hầm mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, giúp tối ưu hóa quá trình sấy và nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền
- Dễ dàng sử dụng và bảo quản.
- Có thể kiểm soát dòng khí nóng trong hầm sấy.
Sơ đồ hệ thống sấy hầm
Để tiến hành quá trình sấy, cần sử dụng một hệ thống bao gồm nhiều thiết bị chính và thiết bị phụ Trong đồ án này, chúng tôi sẽ áp dụng các loại thiết bị được liệt kê trong bảng dưới đây.
Bảng 5.1 Các thiết bị chính và thiết bị phụ trong hầm sấy
Thiết bị phụ Quạt đẩy
Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy
Hơi nước bão hòa Vật liệu ẩm không khí Quạt thổi khí thải ngoài trời (t 0 ;φ 0 ) (t 1 ;φ 1 ) ra ngoài (t 2, φ 2 ) t 0 0 o C; φ 0 %
Lọc bụi Calorifer Vật liệu khô
Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ của hệ thống
Thuyết minh quy trình : Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí
Không khí được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp sẽ được quạt thổi vào hầm sấy Trong hầm sấy, không khí khô thực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm với khoai lang, làm tăng độ ẩm tương đối của không khí và đồng thời rút hơi nước ra khỏi vật liệu sấy Cuối cùng, không khí này sẽ được thải ra ngoài môi trường.
Tính toán thiết kế
Chọn kích thước khay sấy 1.2m x 1.2m , chiều cao khay Hk = 50mm , đây là kích thước phù hợp cho người công nhân thao tác, khay được chế tạo bằng nhôm
Mỗi khay chứa 16 kg nguyên liệu
Yêu cầu năng suất sấy là G1 = 4000 kgVLK/h trên tổng thời gian làm việc là 8h trên mỗi ngày nên số khay cần được chế tạo là:
5.3.2 Kích thước của xe goòng
Xe goòng được thiết kế từ khung inox không gỉ, với các thanh inox hàn chắc chắn Mỗi xe có khả năng chứa 40 khay, mỗi khay có thể đựng 16 kg vật liệu sấy Các khay được xếp cách nhau 50mm, giúp cho không khí nóng lưu thông dễ dàng trong quá trình sấy Ngoài ra, xe còn được trang bị bánh xe dưới chân, cho phép di chuyển trơn tru trên 2 thanh ray bên trong hầm sấy.
Tính toán kích thước xe gòong (LxWxH(dài x rộng x Cao)) :
Vậy ta chọn kích thước xe LxWxH = 2,05 x 1,05 x 2,5 m
Trên mỗi xe goòng cho phép đặt 40 khay sấy, mỗi khay chứa được 16 kg Do đó khối lượng VLS trên mỗi xe là:Gx = 40 × 16 = 640 kgVLS/xe
Với thời gian để sấy là 8h.Do đó để sấy hết được G1 = 4000 kgVLS thì số xe goòng cần thiết là : n = G G 1 ×t x = 4000 640 ×8 = 50 xe
Hầm sấy được thiết kế với kích thước tối ưu, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển của các xe goòng, giúp dễ dàng đẩy vào và kéo ra Các kích thước sơ bộ của hầm sấy bao gồm chiều rộng B h.
Chiều rộng của hầm sấy được xác định dựa trên chiều rộng của xe goòng, với việc cộng thêm 100mm ở mỗi bên để đảm bảo xe di chuyển dễ dàng trong hầm Công thức tính chiều rộng hầm là B h = B x + 2 * 100mm, trong đó B x là chiều rộng của xe goòng Kết quả tính toán cho thấy chiều rộng hầm sấy cần thiết là 1250mm.
Chiều cao của hầm sấy được xác định dựa trên chiều cao của xe goong, với một khoảng dư 150mm ở mép trên để đảm bảo xe có thể di chuyển dễ dàng trong hầm.
H H mm c) Chiều dài của hầm sấy L h :
Chiều dài của hầm được xác định dựa trên chiều dài và số lượng xe goòng hoạt động bên trong Để đảm bảo việc đẩy và kéo xe goòng vào và ra khỏi hầm thuận lợi, cần thêm 1000mm ở mỗi cửa vào và cửa ra.
1 Ths Trương Thị Toàn, Giáo trình kĩ thuật nhiệt Học viện nông nghiệp Việt Nam
2 GS.TSKH Nguyễn Bin, “Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 4”, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2013
3 Hà Văn Thuyết, Cao Hoàng Lan – Nguyễn Thị Hạnh, Công nghệ rau quả, NXB Bách Khoa – Hà Nội
4 Hoàng Thị Kim Cúc (2004) Nghiên cứu thu nhận và ứng dụng anthocyanin trong thực phẩm Trường Cao đẳng lương thực - thực phẩm Đà Nẵng.
5 Nguyễn Bin và cộng sự, “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1”, NXB KHKT Hà Nội.
6 Nguyễn Bin và cộng sự, “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2”, NXB KHKT Hà Nội.
7 Nguyễn Bin, “Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm tập
8 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB GD.
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Tuất (2008) tập trung vào việc chọn lọc và phát triển các giống cây có củ chất lượng cao phục vụ cho chế biến tại Miền Bắc và Miền Trung Việt Nam Dự án này thuộc chương trình AusAID CARD 008/07VIE.
10 PGS TS Hoàng Văn Chước, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội 2006
