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 LIỆU H

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

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 LIỆU/H Nhóm thực hiện : 6B Lớp : K64CNTPB Khóa : 64 Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Thị Thu Hằng Hà Nội – 2021 STT 1 2 3 4 5 6 Họ và tên Nguyễn Thu Hằng Nguyễn Thu Hằng Lê Thị Hiền Trần Minh Hiếu Vũ Thị Diệu Linh Trương Thị Lộc Mã sinh viên 645308 645538 645257 645685 642181 641190 Danh sách thành viên nhóm 6B Ghi chú Nhóm trưởng LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nên có điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của các loại cây lương thực cũng như các loại cây hoa màu, cây ăn trái khác Khoai lang là cây lương thực được trồng lâu đời ở Việt Nam, xếp thứ 3 sau cây lúa, cây ngô và khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp chế biến với tốc độ phát triển cao ở những năm đầu thế kỷ XXI Khoai lang chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như protid, lipid, glucid, vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng rất cần cho cơ thể con người Ngày nay có rất nhiều sản phẩm được chế biến từ khoai lang để tạo ra nhiều hương vị khác nhau và tăng thời gian bảo quản cũng như dễ dàng hơn trong quá trình vận chuyển và chế biến Do đó, nhóm em đã chọn đề tài “Quá trình và thiết bị sấy khoai lang để sản xuất bột khoai lang tím năng suất 500kg nguyên liệu/h” với đề tài này nhóm em sẽ làm về nguyên liệu, sản phẩm, quá trình sấy, quy trình công nghệ, tính toán năng lượng cho quá trình sấy, thiết kế thiết bị sấy Mục lục LỜI MỞ ĐẦU 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .8 1.1 Nguyên liệu khoai lang 8 1.1.1 Tổng quan về khoai lang 8 1.1.2 Cấu tạo của khoai lang 9 1.1.3 Khoai lang tím Nhật Bản 10 1.1.3.1 Tổng quan 10 1.1.3.2 Thành phần hóa học 11 1.1.3.3 Anthocyanin và các tính chất 13 1.1.4 Bột khoai lang tím Nhật Bản 14 1.1.4.1 Khái quát chung 14 1.1.4.2 Ứng dụng 15 1.2 Tìm hiểu về quá trình sấy .16 1.2.1 Quá trình sấy 16 1.2.2 Phân loại 16 1.2.3 Ưu và nhược điểm của sấy đối lưu 17 1.2.4 Các khái niệm liên qua đến sấy đối lưu 18 1.2.4.1 Độ ẩm tuyệt đối của không khí 18 1.2.4.2 Độ ẩm tương đối của không khí .18 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 19 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 19 2.2 Thuyết minh quy trình 21 2.2.1 Nguyên liệu: .21 2.2.2 Phân loại 21 2.2.3 Rửa sạch 21 2.2.4 Gọt vỏ .22 2.2.5 Thái lát 22 2.2.6 Xử lý màu 23 2.2.7 Sấy .23 2.2.8 Nghiền .24 2.2.9 Rây (sàng) 24 2.2.10 Bao gói 24 PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 24 3.1 Cơ sở tính toán .25 3.2 Tính toán các quá trình 26 3.2.1 Phân loại 26 3.2.2 Rửa sạch 27 3.2.3 Gọt vỏ .27 3.2.4 Thái lát 28 3.2.5 Xử lí màu 29 3.2.6 Sấy .29 3.2.7 Nghiền .30 3.2.8 Rây (sàng) 30 3.2.9 Bao gói 31 CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG .33 4.1 Các thông số ban đầu 33 4.2 Xử lí số liệu .33 4.3 Không khí trước khi đi vào calorifer 34 4.4 Không khí sau khi đi qua calorifer 35 4.5 Không khí ra khỏi phòng sấy .35 4.6 Cân bằng cho không khí sấy 36 4.7 Thể tích của không khí 37 4.8 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy .38 4.8.1 Nhiệt lượng vào 39 4.8.2 Nhiệt lượng ra 40 CHƯƠNG V: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN 41 5.1 Lựa chọn thiết bị 41 5.2 Sơ đồ hệ thống sấy hầm 41 5.3 Tính toán thiết kế 42 5.3.1 Khay sấy 42 5.3.2 Kích thước của xe goòng 42 5.3.3 Kích thước hầm sấy 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguyên liệu khoai lang 1.1.1 Tổng quan về khoai lang Khoai lang (Ipomea batatas, là một loại cây thuộc họ bìm bìm Convolvulacae), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ, nó được con người trồng cách đây trên 5.000 năm Đây là loại cây trồng có tiềm năng và có năng suất sinh học cao, địa bàn phát triển rộng, thích hợp cho nhiều loại đất Khoai lang là loại cây đa dụng, củ được sử dụng như một loại rau, thân lá rất giàu vitamin A và C đồng thời có chứa một hàm lượng protein tương đối cao (25-30% chất khô) so với các lá cây trồng khác 1.1.2 Cấu tạo của khoai lang Khoai lang là một loại rễ củ, rễ bên đã biến đổi, phình to ra với chức năng của một cơ quan lưu trữ các chất dinh dưỡng Vì thế, về nguồn gốc khoai lang khác với thân củ, nhưng chức năng và bề ngoài thì tương tự và gần giống với thân củ Về mặt cấu tạo, khoai lang tím gồm 3 phần: Vỏ ngoài, vỏ cùi và thịt củ Vỏ ngoài: Mỏng, chiếm 2% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose có tác dụng: Làm giảm các tác động từ bên ngoài, hạn chế sự bay hơi nước của khoai lang trong quá trình bảo quản Vỏ cùi: Chiếm 5 - 12%, gồm những tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn ở thịt củ Thịt củ: Gồm các tế bào nhu mô chứa chủ yếu là tinh bột và các hợp chất chứa nitơ (Võ Văn Chi,2005) Phân loại khoai lang: Khoai lang trắng: loại to, vỏ trắng, ruột trắng giàu tinh bột Khoai lang vàng: củ dài, vỏ đỏ, ruột vàng hay vàng tươi có lượng đường cao và giàu carotenoid Khoai lang tím: vỏ tím, ruột tím chứa hàm lượng chất chống oxy hóa anthocyanin cao Ở đây nhóm 6B chọn khoai lang tím để sản xuất bột khoai lang vì trong khoai lang tím chứa hàm lượng chất chống oxy hóa anthocyanin cao 1.1.3 Khoai lang tím Nhật Bản 1.1.3.1 Tổng quan Khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari - Nhật tím 1) là một loại khoai lang được nghiên cứu đưa vào sản xuất bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật Bản có tên là Okinawan Đây là một nguồn chất màu tím tốt và ổn định vì nó có sản lượng lớn với hàm lượng anthocyanin cao (Ikuo và cs., 2003) Thời gian sinh trưởng 105 - 110 ngày với năng suất củ tươi đạt 10 - 22 tấn/ha, hàm lượng chất khô 27 – 30oBrix, vỏ củ màu tím sẫm, thịt củ màu tím đậm, dạng củ đều đẹp, có thể trồng quanh năm và cho thu nhập cao, gấp đôi các loại khoai khác Đây là giống khoai dễ trồng, bình quân mỗi dây khoai cho từ 3 - 7 củ, ít bị sùng ăn Mặt khác, khoai lang tím chỉ có nhiều vào mùa vụ nhất định chứ không có quanh năm Do khoai lang tím Nhật Bản có chất lượng cao nên ngoài tỷ lệ củ dùng để ăn tươi còn được chế biến ra nhiều sản phẩm khác như sấy khô, chế biến bánh kẹo, mứt đóng hộp, nhờ vậy có thể tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới như: Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Hàn Quốc mang lại giá trị kinh tế cao (Nguyễn Văn Tuất, 2008) Hình 1.1: Khoai lang tím Nhật Bản 1.1.3.2 Thành phần hóa học Về thành phần hóa học, trong 100g củ khoai lang tím tươi có 68% là nước còn lại 32% là chất khô trong đó glucid là thành phần chủ yếu chiếm 28.5% (chủ yếu là tinh bột 24.5% và 4% là đường) và cung cấp năng lượng là 119 kcal Khi phơi khô, rút gần hết nước, giá trị dinh dưỡng của khoai tăng hơn nhiều Trong 100g khoai lang khô có 11% nước còn lại 89% chất khô trong đó glucid là thành phần chủ yếu chiếm 83% và cung cấp năng lượng là 342 kcal Bảng 1.1: Thành phần hóa học của khoai lang tím (tính cho 100g sản phẩm) Sản phẩm Củ tươi Thành phần khô Nước (g) Lipid (g) Đạm (g) Gluxit (g) Khoai lang Tổng Đường Tinh bột Xơ (g) Ca Khoáng (mg) P Fe 68 0.2 0.8 28.5 4.0 24.5 1.3 34.0 49.4 1.0 11.0 0.5 2.2 83.0 3.6 Caroten B1 B2 Vitamin (mg) PP C 0.3 0.05 0.05 0.6 23.0 (Viện dược liệu, 2004) Trong khoai lang hàm lượng protid không cao, trung bình khoảng 5% chất khô Tuy nhiên, thành phần các acid amin trong khoai khá cân đối, nhất là các acid amin không thể thay thế Bảng 1.2: Các acid amin có trong protein toàn phần (tính theo 16g N) Thành phần Arginin Histidin Lysine Trytophan Phenylalanin Hàm lượng(%) 2,9 1,4 1,3 1,8 4,33 Thành phần Hàm lượng(%) Methionin 1,7 Threonin 3,8 Leucin 4,8 Isoleucin 3,6 Valin 5,6 (Nguồn: Viện Dược Liệu, 2004) Ngoài giá trị cung cấp năng lượng với nhiều loại vitamin B 1, B2, PP, C và các chất khoáng Ca, P, Fe giàu chất xơ thực phẩm thì khoai lang tím Nhật Bản còn có những ưu điểm vượt trội so với các giống khoai lang khác Những nghiên cứu gần đây cho thấy giống khoai lang tím có chứa một lượng anthocyanin đáng kể với tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh, có khả năng kiềm chế đột biến của tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch Bảng 1.3: Hàm lượng các chất chống oxy hóa trong các loại khoai lang khác nhau Thành phần màu Hợp chất Phenolic (%) Anthocyanins (%) Carotenoids (%) Tổng số chất chống oxy hóa (µg trolox equiv/g) Trắng 0,55-1,36 0-0,08 0,40-14,75 809-2979 Màu sắc củ Vàng 0,77-1,16 0,01-0,13 0,33-56,93 1424-3047 Tím 0,02-3,04 0,23-1,82 0,37-4,32 1751-5600 Tổn thất 0.2% = 4.37kg 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 Khối lượng đầu vào (kg) ra (kg) 1 Phân loại 2 4000 3920 2 Rửa 1 3 Gọt vỏ 10 3920 3880.8 3880.8 3492.72 4 Cắt lát 0,5 3492.72 3475.22 5 Xử lí màu 0,5 3475.22 3457.82 6 Sấy 0,5 3457.82 2203.48 7 Nghiền 0,5 2203.48 2192.47 8 Rây 0,5 2192.47 2181.50 9 Bao gói 0,2 2181.50 2177.13 => Vậy với 4000kg nguyên liệu khoai lang tím sau quy trình sản xuất thu được 2177.13kg bột khoai lang tím CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 4.1 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% Tác nhân sấy: Không khí đi vào calorifer ở Hà Nội vào tháng 6 nên ta chọn t0 = 300C, (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 – 90oC) (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 4.2 Xử lí số liệu Trong quá trình sấy ta xem như không có hiện tượng mất mát vật liệu, lượng không khí khô tuyệt đối coi như không bị biến đổi trong suốt quá trình sấy 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: 100  W1 100  W2 Gk = G1 100 = G2 100 (CT 7.17/ 203 – [6]) Trong đó: W1 = 68%, G1 = 4000 kg/mẻ  Gk =4000 = 1280 (kg/mẻ) Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy là: W W = G1 =4000= 2561.80(kg/mẻ)(CT 7.20/204 – [6]) Lượng vật liệu sau khi ra khỏi phòng sấy là:  Bảng tổng kết: Đại lượng Giá trị G1 4000 kg/mẻ G2 1438.20 kg/mẻ Gk 1280 kg/mẻ W 2561.80kg/mẻ 4.3 Không khí trước khi đi vào calorifer Từ bảng 3 (Giáo trình KTN trang 182) t0 = 300C => P0bh = 0,04241 bar Hàm ẩm của không khí: Ta có: t0 = 30˚C ;  do= 0,622= 0,02154 Nhiệt dung riêng của không khí trước khi đi vào calorifer: ) Trong đó Cpk :là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 30oC, Cpk = 1.013 kJ/kgK Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 30oC, r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, (Bảng A.4.1 và A.4.4 introductiontofoodengineering)   4.4 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 = 600C => P1bh = 0,19917 bar Khi đi qua clorife không khí chỉ thay đổi nhiệt độ còn hàm ẩm không thay đổi Do đó do = d1 0,02154 = 0,622 0,02154 = 0,622  Nhiệt dung riêng của không khí sau khi đi qua calorifer: Cpk: là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 60oC, Cpk = 1.017 kJ/kgK Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 60oC, r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, 4.5 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) Xác định nhiệt độ bầu ướt tư để chọn nhiệt độ sấy thích hợp Xác định tư của không khí theo đường I = const cắt đường = 100%, đường nhiệt dộ qua giao điểm này là nhiệt độ bầu ướt Từ đồ thị I – d, I = const, xác định được tư = 34C (Giáo trình KTN trang 206)  Nhiệt độ không khí sau khi ra phòng sấy là: 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 39,1oC, Cpk 1.014 kJ/kgK Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước ở 39,10oC, r: nhiệt ẩn hóa hơi của nước,   d2 = 0,0301 Hàm ẩm của không khí sau khi ra khỏi phòng sấy  0.6342 = 63,42% 4.6 Cân bằng cho không khí sấy Cũng như vật liệu khô, coi như lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy không bị mất mát trong suốt quá trình sấy.khi quá trình làm việc ổn định lượng không khí đi vào mang theo một lượng ẩm là Ld1 Sau khi sấy xong, lượng ẩm bóc ra khỏi vật liệu là W nên không khí có thêm một lượng ẩm là W Nếu lượng ẩm trong không khí ra khỏi mấy sấy là Ld 2 thì ta có phương trình: (CT 7.19-287[6]) Với L: Là lượng không khí khô tối thiểu cần thiết để làm bốc hơi W(kg) ẩm trong vật liệu Vậy: Tại nhiệt độ t0 = 300C => 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: Khi đi qua calorifer không khí chỉ thay đổi nhệt đầu nhưng không thay đổi hàm ẩm, nên d0 = d1 (vì không có thêm hơi nước vào không khí mà chỉ có thêm nhiệt lượng nên độ chứa ẩm không đổi) 4.7 Thể tích của không khí Thể tích riêng của không khí vào thiết bị chính: Với: R: hằng số đối khí, R= 287 J/Kg.K T1= 60+273=333oK P = 1.0133 bar Thay số vào ta có: Thể tích không khí vào phòng sấy Thể tích riêng không khí ra khỏi sấy băng tải Thể tích không khí ra khỏi sấy băng tải Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy: 4.8 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy Trong sấy nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi thiết bị sấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tương ứng từ 5-10.Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều nên Vì vậy ta lấy Do đó nhiệt dung riêng của khoai lang ra khỏi phòng sấy: Trong đó: : nhiệt dung riêng của khoai lang = 3,14 (kJ/kgK) Cn : nhiệt dung riêng của nước ở 50oC = 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: (W) - Nhiệt do không khí ẩm mang vào: (J/s) - Nhiệt do vật liệu ẩm mang vào: (W) (sách QTTB II_Trang 103) Lượng nhiệt mang ra khỏi mấy sấy: - Nhiệt do không khí ẩm mang ra: (J/s) - Nhiệt do vật liệu sấy mang ra: (W) - Nhiệt mất mát ra môi trường: (J/s) Phương trình cân bằng nhiệt lượng chung của mấy sấy: = Nhiệt lượng tiêu hao chung cho quá trình sấy: 4.8.1 Nhiệt lượng vào Nhiệt lượng do calorife cung cấp: Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào: Vậy tổng nhiệt lượng vào: 4.8.2 Nhiệt lượng ra Lượng nhiệt do vật liệu sấy mang ra: Tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển chiếm khoảng 2% qs qvc = 2%qo = 0,02 = 74.531 kJ/kg ẩm Nhiệt lượng do không khí mang ra: Vậy tổng nhiệt lượng ra: So sánh tổng nhiệt lượng vào và tổng nhiệt lượng ra: Vậy các giả thuyết và các quá trình tính toán trên có thể chấp nhận được CHƯƠNG V: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN 5.1 Lựa chọn thiết bị Trong công nghệ sản xuất bột khoai lang thì sấy khoai lang là một khâu rất quan trọng, khoai lang sau khi sấy phải đạt được độ tơi và độ khô nhất định theo yêu cầu để đảm bảo chất lượng và thời gian bảo quản Vậy, nhóm 6B chọn thiết bị sấy là thiết bị hầm sấy và tác nhân sấy là không khí nóng Hầm sấy phù hợp với các nguyên liệu sấy như khoai, sắn, Ưu điểm của hệ thống sấy hầm; - Có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền - Dễ dàng sử dụng và bảo quản - Hiệu quả sấy cao - Có thể kiểm soát dòng khí nóng trong hầm sấy 5.2 Sơ đồ hệ thống sấy hầm Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị chính và thiết bị phụ Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị trong bảng như sau : Bảng 5.1 Các thiết bị chính và thiết bị phụ trong hầm sấy Thiết bị chính Thiết bị Thiết bị phụ Hầm sấy Xe gòong Caloriphe Quạt đẩy Thiết bị lọc bụi Lò hơi Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy Hơi nước bão hòa ngoài trời Hầm sấy Quạt thổi không khí Vật liệu ẩm (t0;φ0) ra ngoài (t2,φ2) (t1;φ1) t0=30oC; φ0=80% Lọc bụi Calorifer khí thải 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 – hơi Không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào hầm sấy Trong không gian hầm sấy không khí khô được thực hiện việc trao nhiệt - ẩm với vật liệu sấy là khoai lang làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài Không khí này sau đó được thải ra ngoài môi trường 5.3 Tính toán thiết kế 5.3.1 Khay sấy 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: N= = 2000 khay 5.3.2 Kích thước của xe goòng Xe goòng được chế tạo từ khung inox không gỉ, các thanh inox được hàn lại với nhau Trên mỗi xe đặt 40 khay, mỗi khay chứa được 16 kg vật liệu sấy , các khay được xếp trên mỗi tầng khay đặt cách nhau với khoảng cách là 50mm để đảm bảo lưu thông của tác nhân sấy (không khí nóng) được dễ dàng, dưới các chân của xe có bố trí các bánh xe để có thể trượt được trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy Tính toán kích thước xe gòong (LxWxH(dài x rộng x Cao)) : - Chiều dài xe: L = 2.1 + 2.0,02 = 2,04 m - Chiều rộng xe: W = 1 + 2.0,02 = 1,04 m - Chiều cao xe: chọn H = 2,5 m 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 = = = 50 xe 5.3.3 Kích thước hầm sấy Hầm sấy được xây dựng theo kích thước đảm bảo thuận lợi việc di chuyển của các xe goòng, thuận tiện cho việc đẩy xe vào cũng như kéo xe ra khỏi hầm sấy Hầm sấy được xây dựng theo các kích thước sơ bộ sau: a) Chiều rộng của hầm sấy Chiều rộng của hầm phụ thuộc vào chiều rộng của xe goòng Ta lấy dư ra 2 phía mép trái và mép phải của xe là 100mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng: Bh  Bx  2.1000  1050  2.100  1250mm b) Chiều cao của hầm sấy Chiều cao của hầm phụ thuộc vào chiều cao của xe goong Ta lấy dư ra phía mép trên của xe là 150mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng: H h  H x  150  2500  150  2650mm c) Chiều dài của hầm sấy : Chiều dài của hầm phụ thuộc vào chiều dài và số lượng của xe goòng làm việc trong hầm Ta lấy dư ra phía cửa vào và cửa ra mỗi phía là 1000mm giúp cho việc đẩy xe goong cũng như kéo ra khỏi hầm được thuận lợi: Lh  n.Lxe  2.1000  50.2050  2.1000  104500mm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: 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 4”, NXB KHKT 8 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB GD 9 Nguyễn Văn Tuất (2008), Nghiên cứu chọn lọc và phát triển các giống cây có củ có chất lượng hàng hoá cao sử dụng cho mục đích chế biến tại Miền Bắc và Miền Trung Việt Nam Dự án 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 11 PGS TS Nguyễn Công Khẩn PGS TS Hà Thị Anh Đào, Bộ y tế viện dinh dưỡng- bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, NXB Y học 2007 12 Phạm Văn Trí, Dương Đức Hồng, Nguyễn Công Cẩn, “Lò công nghiệp”, NXB KHKT Hà Nội 1999 Thái Thị Ánh Ngọc (2011), Nghiên cứu thành phần của chất màu anthocyanin chiết từ khoai lang tím, N07, tr: 155-157 13 Trần Văn Phú, “Kỹ thuật sấy”, NXB GD 14 Trần Văn Phú, “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy”, NXB GD 15 Viện dược liệu (2004), Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam - tập II, NXB Khoa học và kỹ thuật 16 Võ Văn Chi (2005), Cây rau trái đậu dùng để ăn và trị bệnh, NXB KHKT Hà Nội Tài liệu tiếng anh 1 Ikuo SUDA, Tomoyuki OKI, Mami MASUDA, Mio KOBAYASHI, Yoichi NISHIBA, Shu FURUTA (2003), “Physiological Funtionality of PurlpleFleshed Sweet Potatoes Containing Anthocyanin and Their Utilization in Foods”, JARQ (Vol 37 No 3) ... chọn đề tài ? ?Quá trình thiết bị sấy khoai lang để sản xuất bột khoai lang tím suất 500kg nguyên liệu/ h? ?? với đề tài nhóm em làm nguyên liệu, sản phẩm, trình sấy, quy trình cơng nghệ, tính tốn... dụng h? ?? thống gồm nhiều thiết bị thiết bị phụ Trong đồ án ta sử dụng loại thiết bị bảng sau : Bảng 5.1 Các thiết bị thiết bị phụ h? ??m sấy Thiết bị Thiết bị Thiết bị phụ H? ??m sấy Xe gịong Caloriphe... giả thuyết q trình tính tốn chấp nhận CHƯƠNG V: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TỐN 5.1 Lựa chọn thiết bị Trong cơng nghệ sản xuất bột khoai lang sấy khoai lang khâu quan trọng, khoai lang sau sấy phải