(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu khoai tây.mẻ
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Mã số đề tài: 2020 - 16116205 NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG NĂNG SUẤT 20KG NGUYÊN LIỆU KHOAI TÂY/MẺ PGS TS Nguyễn Tấn Dũng GVHD: Ths Đỗ Thuỳ Khánh Linh SVTH: MSSV: Phạm Thị Quỳnh Anh Tp Hồ Chí Minh, 09/2020 16116205 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Thị Quỳnh Anh MSSV: 16116205 Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Nghiên cứu tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống chiên chân không suất 20kg nguyên liệu khoai tây/mẻ Nhiệm vụ khóa luận: Thực tồn bộ: - Tổng quan tài liệu nguyên liệu công nghệ chiên chân không - Xác định thông số công nghệ cần thiết cho tính tốn thiết kế - Tính tốn thiết kế hệ thống chiên chân khơng dựa phương trình cân vật chất lượng - Chế tạo hệ thống chiên chân khơng phương pháp khí - Tính tốn thiết kế hệ thống tự động điều khiển - Vận hành khảo nghiệm hệ thống chiên chân khơng để xác lập chế độ chiên thích hợp - Xây dựng quy trình chiên chân khơng cho sản phẩm khoai tây chiên - Tính kinh tế hệ thống chiên chân không sản phẩm - Kết luận kiến nghị Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/03/2020 Ngày hồn thành khóa luận: 22/01/2021 Họ tên người hướng dẫn 1: PGS TS Nguyễn Tấn Dũng Phần hướng dẫn: tồn khóa luận Họ tên người hướng dẫn 2: Ths Đỗ Thuỳ Khánh Linh Phần hướng dẫn: nội dung trình bày luận văn khố luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày 25 tháng 01 năm 2020 Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian miệt mài, cố gắng nghiên cứu, chúng tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo hệ thống chiên chân không với suất 20kg nguyên liệu khoai tây/mẻ” Ngoài kiến thức trang bị, nỗ lực, tìm tịi nghiên cứu, học hỏi thân, thật trân q chúng tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ, động viên từ phía nhà trường, thầy cơ, bạn bè gia đình Đầu tiên, xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Công nghệ Hóa học & Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh tận tình, ân cần hướng dẫn, dạy dỗ hỗ trợ, xây dựng, cung cấp cho tảng kiến thức cần thiết suốt khoảng thời gian học tập trường Chúng xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Tấn Dũng – người thầy kính yêu, chị Ths Đỗ Thuỳ Khánh Linh hướng dẫn thực đồ án này, KS Lê Văn Hoàng Thầy/ Cơ tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực đồ án Chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đến anh kỹ thuật xưởng khí Khang Thịnh xưởng điện, nhiệt tình hỗ trợ phần không thuộc chuyên môn khắc phục hồn thiện hệ thống khí điện tử Và lần nữa, không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh chị trước hướng dẫn thiếu sót kiến thức kinh nghiệm thực tế để chúng tơi hồn thành hệ thống chiên chân không Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất người giúp đỡ hồn thành đồ án Mặc dù chúng tơi cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án với thời gian ngắn, khả hạn chế, thực lần tơi bước vào nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị tránh khỏi thiếu sót, sai phạm Vì chúng tơi mong nhận đóng góp để hồn thiện đồ án Chúng tơi xin chân thành cảm ơn! TP, Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Chúng xin cam đoan tồn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Chúng t ôi xin cam đoan toàn nội dung tham khảo khóa luận tốt nghiệp trích dẫn xác tài liệu tham khảo TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2020 Ký tên Phạm Thị Quỳnh Anh TĨM TẮT Trong nghiên cứu này, chúng tơi tính tốn, thiết kế chế tạo hệ thống chiên chân không suất 20 kg nguyên liệu khoai tây/mẻ Với số liệu tóm tắt sau: Chi tiết Buồng chiên Lớp cách nhiệt Khung nhập liệu Cửa nhập liệu Giỏ nhập liệu Ống dẫn khí Bơm chân khơng Máy nén Dàn nóng Hệ thống ngưng tụ ẩm Bình tách lỏng Thơng số - Đường kính trong: 560 mm - Chiều cao: 1150 mm - Độ dày: mm - Bề dày: mm - Đường kính trong: 560 mm - Chiều cao: 700 mm - Hình vng có cạnh 350 mm - Đường kính x chiều cao: 540 x 240 mm - Độ dày: mm - Đường kính: 20 mm - N= 2Hp/3 pha/220V/f = 50 Hz - Công suất điện HP - Công suất điện HP - Đường kính trong: 270 mm - Chiều dài: 380 mm - Số lượng ống: 209 ống - Chiều cao thân trụ: 300 mm - Đường kính 170 mm - Chiều cao phễu: 99 mm - Góc nghiêng nón: 45o Các thơng số ban đầu sử dụng cho q trình tính tốn: độ ẩm ban đầu độ ẩm cuối nguyên liệu khoai tây 89% 5%, khối lượng riêng nguyên liệu khoai tây 1034 kg/m3, nhiệt độ chiên: khảo sát 80°C, 90°C, 100°C thời gian chiên giả định phút, 10 phút, 12 phút , áp suất chân không buồng chiên 680 mmHg, thơng số khơng khí TP.HCM tmt = 30°C; w = 74%; d ≈ 0,0202 kg/kgkk; h = 81,76 kJ/kgkkk Toàn hệ thống điều khiển tự động Hệ thống cảm biến điều khiển nhiệt độ thiết kế phù hợp tự động đóng, mở q trình gia nhiệt nhiệt độ đạt yêu cầu, tiết kiệm điện Sau chế tạo, tiến hành chiên mẫu nguyên liệu khoai tây để kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị, mẫu chiên theo chế độ phù hợp, đảm bảo tính chất cảm quan, màu sắc phù hợp hương vị đặc trưng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC Ý NGHĨA THỰC TIỄN BỐ CỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ CHIÊN CHÂN KHÔNG 1.1 Tổng quan chiên 1.1.1 Cơ sở khoa học chiên 1.1.2 Phân loại phương pháp chiên 1.1.2.1 Chiên bề mặt (Pan frying) 1.1.2.3 Chiên bề sâu (Deep frying) 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chiên 1.1.4 Một số thiết bị chiên thị trường 1.1.4.1 Thiết bị chiên theo mẻ 1.1.4.2 Thiết bị chiên liên tục 10 1.2 Các biến đổi nguyên vật liệu diễn trình chiên 14 1.2.1 Biến đổi vật lý 14 1.2.2 Biến đổi hoá lý 15 1.2.3 Biến đổi hoá học 16 1.2.4 Biến đổi sinh học hoá sinh 19 1.3 Phân tích lựa chọn phương pháp chiên 20 1.4 Công nghệ chiên chân không 22 1.4.1 Giới thiệu chiên chân không 22 1.4.1.1 Định nghĩa 22 1.4.1.2 Nguyên lý hoạt động q trình chiên chân khơng 22 1.4.1.3 Các giai đoạn kỹ thuật chiên chân khơng 23 1.4.1.4 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ chiên chân khơng 26 1.4.1.4.1 Tình hình nghiên cứu nước 27 1.4.1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 29 1.4.2 Ứng dụng chiên chân không sản xuất thực phẩm 29 1.5 Ưu nhược điểm công nghệ chiên chân không 32 1.5.1 Ưu điểm chiên chân không 32 1.5.1.1 Bảo tồn hợp chất có lợi 32 1.5.1.2 Giảm thiểu tạo hợp chất độc hại 34 1.5.1.3 Bảo toàn chất lượng dầu 35 1.5.1.4 Giảm hấp thụ dầu thực phẩm chiên chân không 35 1.5.2 Nhược điểm chiên chân không 36 1.6 Hệ thống thiết bị chiên chân không 36 NGUYÊN LIỆU CHIÊN – KHOAI TÂY 39 2.1 Tổng quan khoai tây 39 2.1.1 Giới thiệu khoai tây 39 2.1.2 Tình hình trồng trọt phân bố sản lượng khoai tây 40 2.1.3 Phân loại 42 2.1.4 Đặc điểm sinh học, thích nghi khoai tây 47 2.1.5 Thành phần hoá học củ khoai tây 49 2.1.5.1 Chất khô 50 2.1.5.2 Tinh bột 51 2.1.5.3 Đường 51 2.1.5.4 Pectin 52 2.1.5.5 Cellulose 52 2.1.5.6 Hemicellulose 52 2.1.5.7 Protein hợp chất chứa nitơ 52 2.1.5.8 Lipid 53 2.1.5.9 Vitamin 53 2.1.5.10 Chất khoáng 53 2.1.5.11 Acid hữu 54 2.1.5.12 Các glycosid (chất đắng) 54 2.1.5.13 Các chất màu 55 2.1.6 Độc tính khoai tây 55 2.1.7 Công dụng khoai tây 56 2.1.7.1 Lợi ích sức khoẻ khoai tây 56 2.1.7.2 Khoai tây với dinh dưỡng học 57 2.1.7.3 Công dụng khác 59 2.2 Khoai tây chiên 60 2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất khoai tây chiên 61 2.2.1.1 Giống khoai tây 61 2.2.1.2 Độ trưởng thành 62 2.2.1.3 Nhân tố trồng trọt 62 2.2.1.4 Hàm lượng đường khử thành phần khác 62 2.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng khoai tây chiên 63 2.2.2.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu khoai tây 63 2.2.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng khoai tây chiên 63 2.3 Quy trình chế biến khoai tây chiên chân khơng 64 2.3.1 Sơ đồ quy trình 64 2.3.2 Thuyết minh quy trình 65 2.3.2.3 Gọt vỏ 66 2.3.2.6 Làm dầu 70 2.3.2.7 Đóng gói 71 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ 73 SƠ ĐỒ NGUN LÍ VÀ CÁC U CẦU TÍNH TỐN CỦA HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG 73 1.1 Sơ đồ nguyên lý 73 1.2 Các yêu cầu tính tốn 75 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 76 2.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống 76 2.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu phân tích tổng hợp 78 2.3 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm hiệu chỉnh thông số máy thực nghiệm 79 2.3.1 Đánh giá dựa số peroxide 79 2.3.2 Đánh giá cảm quan sản phẩm 81 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ .84 TÍNH TỐN THIẾT BỊ 84 1.1 Các thông số nguyên liệu 84 1.2 Thực nghiệm 84 1.3 Tính tốn cân vật chất 85 1.4 Tính tốn cân lượng 86 1.5 Tính tốn thiết bị 87 1.5.1 Thiết kế buồng chiên 87 1.5.2 Thiết kế khoang nhập liệu 88 1.5.3 Thiết kế cửa nhập liệu 88 1.5.4 Thiết kế nắp thiết bị 88 1.5.5 Thiết kế khung đặt giỏ nguyên liệu 88 1.5.6 Tính tốn bề dày thiết bị chiên 89 1.5.7 Tính tốn bề dày lớp cách nhiệt thân thiết bị 90 1.5.8 Tính tốn đường kính ống dẫn khí 91 1.6 Tính tốn lựa chọn bơm chân khơng 92 1.7 Tính tốn phụ tải lạnh 93 1.8 Tính toán hệ thống ngưng tụ ẩm 94 1.9 Tính tốn chọn chu trình lạnh 98 1.10 Tính tốn chọn máy nén lạnh 100 1.11 Tính tốn diện tích trao đổi nhiệt dàn nóng 102 1.12 Tính tốn chọn thiết bị phụ 103 1.13 Bình tách lỏng 103 XÂY DỰNG BẢN VẼ 105 2.1 Bản vẽ thiết kế máy chiên hệ thống chiên chân không 105 2.2 Bản vẽ thiết kế cụm trục visme hệ thống chiên chân không 105 2.3 Bản vẽ thiết kế chi tiết nồi chiên hệ thống chiên chân không 105 2.2 Bản vẽ thiết kế thân ống buồng chiên hệ thống chiên chân không 105 2.5 Bản vẽ thiết kế cụm chi tiết buồng chiên hệ thống chiên chân không 105 2.6 Bản vẽ thiết kế cửa buồng chiên hệ thống chiên chân không 105 2.7 Bản vẽ thiết kế thiết bị tách lỏng hệ thống chiên chân không 105 2.8 Bản vẽ thiết kế thiết bị ly tâm hệ thống chiên chân không 105 2.9 Bản vẽ thiết kế thiết bị ngưng tụ hệ thống chiên chân không 106 2.10 Bản vẽ thiết kế thiết bị ngưng tụ hệ thống chiên chân không 106 CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG 106 3.1 Quy trình chế tạo mơ hình hệ thống chiên chân không 106 3.2 Hệ thống chế tạo hoàn chỉnh 110 3.2.1 Hệ thống nồi chiên chân không 111 3.2.2 Hệ thống làm lạnh 112 3.2.2.1 Bình ngưng ẩm cho nồi chiên 112 3.2.2.2 Hệ thống máy nén dàn nóng 112 3.2.3 Hệ thống tách dầu 113 3.2.4 Hệ thống bơm chân không 114 3.2.5 Thiết bị ly tâm 115 3.2.6 Tủ điện 115 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 117 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG 117 1.1 Nguyên tắc 117 1.2 Thiết kế phần động lực hệ thống chiên chân không 118 1.3 Thiết kế phần điều khiển hệ thống chiên chân không 119 CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG 120 CHƯƠNG KHẢO NGHIỆM THỰC TẾ, HIỆU CHỈNH THIẾT BỊ CHIÊN CHÂN KHÔNG 121 Khảo nghiệm thực tế 121 1.1 Mục đích 121 1.2 Bố trí thí nghiệm 121 1.2.1 Đánh giá cảm quan 121 1.2.2 Đánh giá dựa số Peroxide 123 1.3 Kết bàn luận 123 1.3.1 Kết thí nghiệm cảm quan 123 1.3.2 Đánh giá số peroxide 129 HIỆU CHỈNH THIẾT BỊ 129 CHƯƠNG TÍNH TỐN KINH TẾ 136 TÍNH TỐN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG VÀ SẢN PHẨM 136 1.1 Chi phí chế tạo hệ thống chiên chân khơng: 136 1.2 Tính toán kinh tế cho sản phẩm 137 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 139 PHỤ LỤC .141 PHỤ LỤC ĐỒ THỊ P-H CỦA R22 141 PHỤ LỤC BẢNG GIÁ TRỊ TỚI HAN STUDENT TΑ(N) 142 PHỤ LỤC KHOẢNG CÁCH CÓ NGHĨA CỦA CHUẨN TSTUDENT Ở MỨC Ý NGHĨA Α=5% 143 PHỤ LỤC ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC VÀ HƠI NƯỚC Ở TRẠNG THÁI BÃO HÒA (THEO ÁP SUẤT) 144 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM PEROXIDE MẪU KHOAI TÂY CHIÊN THƯỜNG 145 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM PEROXIDE MẪU KHOAI TÂY CHIÊN CHÂN KHÔNG 146 PHỤ LỤC 7: BẢN VẼ MÁY CHIÊN CHÂN KHÔNG 147 PHỤ LỤC 8: BẢN VẼ CHI TIẾT CỤM TRỤC VISME 148 PHỤ LỤC 9: BẢN VẼ CHI TIẾT NỒI CHIÊN 149 PHỤ LỤC 10: BẢN VẼ CHI TIẾT THÂN ỐNG BUỒNG CHIÊN 150 PHỤ LỤC 11: BẢN VẼ CỤM CHI TIẾT BUỒNG CHIÊN 151 PHỤ LỤC 12: BẢN VẼ CHI TIẾT CỬA BUỒNG CHIÊN 152 PHỤ LỤC 13: BẢN VẼ THIẾT BỊ TÁCH LỎNG 153 PHỤ LỤC 14: BẢN VẼ THIẾT BỊ LY TÂM 154 PHỤ LỤC 15: BẢN VẼ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 155 PHỤ LỤC 16: BẢN VẼ MẶT CẮT THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 156 PHỤ LỤC 17 CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHIÊN CHÂN KHÔNG 157 TÀI LIỆU THAM KHẢO .164 tempus = millis() + 100; pinMode(7,OUTPUT); PID_en = 0; } void hmi_poll() { temper_setting = au16data[1]; ap_suat_setting = au16data[2]; time_setting = au16data[3]; time_dc_setting = au16data[9]; au16data[2] = temper_dau_display*10; au16data[5] = temper_ngungtu_display*10; au16data[6] = Pres*10; au16data[7] = (time_display/60); type_s = 1; break; case 0x28: //Serial.println(" Chip = DS18B20"); type_s = 0; break; case 0x22: //Serial.println(" Chip = DS1822"); type_s = 0; break; default: //Serial.println("Device is not a DS18x20 family device."); return; } 159 ds1.reset(); ds1.select(addr); ds1.write(0x22, 1); delay(750); // start conversion, with parasite power on at the end // maybe 750ms is enough, maybe not // we might a ds.depower() here, but the reset will take care of it present = ds1.reset(); ds1.select(addr); ds1.write(0xBE); // Read Scratchpad for ( i = 0; i < 9; i++) { // we need bytes data[i] = ds1.read(); } int16_t raw = (data[1]