Đề tài thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với năng suất 7 tấn sản phẩmngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN CÁC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY PHUN DỊCH CHANH DÂY VỚI NĂNG SUẤT TẤN SẢN PHẨM/NGÀY GVHD: TS Nguyễn Văn Nguyện SVTH: Đặng Thị Hậu _ 14116056 TP HCM, 12/2017 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU .2 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN NỘI DUNG ĐỒ ÁN B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan chanh dây 1.1.1 Giới thiệu: 1.1.2 Đặc điểm sinh học .5 1.1.3 Thành phần hóa học: 1.2.Tổng quan phương pháp sấy .8 1.2.1 Sơ lược sấy 1.2.1.1 Khái niệm 1.2.1.2 Động lực trình sấy 1.2.1.3 Các giai đoạn trình sấy 1.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 11 1.2.2 Một số phương pháp thiết bị sấy .11 1.2.2.1 Sấy đối lưu 11 1.2.2.2 Sấy tiếp xúc (sấy rang) .12 1.2.2.3 Sấy xạ 12 1.2.2.4 Sấy thăng hoa .13 1.3.Tổng quan hệ thống thiết bị sấy phun 13 1.3.1 Nguyên lý làm việc 13 1.3.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun 14 1.3.2.1 Cơ cấu phương pháp phun sương 14 1.3.2.2 Buồng sấy 18 1.3.3 Ưu nhược điểm trình sấy phun .20 CHƯƠNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 21 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột chanh dây 21 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 22 2.2.1 Chọn lựa – phân loại: 22 2.2.2 Rửa: 23 2.2.3 Lấy ruột quả: 23 2.2.4 Chỉnh pH: .24 2.2.5 Thủy phân: .25 2.2.6 Chà: 26 2.2.7 Lọc: 26 2.2.8 Phối trộn: 27 2.2.9 Cô đặc: 27 2.2.10 Sấy phun .28 2.2.11 Hoàn thiện: 30 2.2.12 Đóng gói: .30 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 31 3.1 Tính cân vật chất 31 3.1.1 Xử lý số liệu 31 3.1.2 Tính các thông số của không khí 32 3.1.3 Tính cân vật liệu cho vật liệu sấy 35 3.1.4 Tính cân vật liệu cho khơng khí sấy 35 3.2 Tính cân lượng 37 3.2.1 Tính cân nhiệt lượng 37 3.2.2 Tổn thất nhiệt tháp sấy 39 3.2.3 Tính tốn q trình sấy thực tế 45 3.2.4 Xác định thông số tác nhân sấy q trình sấy thực 45 3.3 Tính tốn hệ thống thiết bị sấy phun dịch chanh dây .47 3.3.1 Tính tốn thiết bị 47 3.3.1.1 Kích thước thiết bị 47 3.3.1.2 Tính bền cho thiết bị 51 3.3.2 Tính tốn thiết bị phụ 52 3.3.2.1 Tính calorifer cấp nhiệt 52 3.3.2.2 Tính và chọn xyclon 57 3.3.2.3 Tính trở lực và chọn quạt 58 3.3.2.4 Tính chọn bơm cao áp 64 3.4 Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây 66 3.4.1 Thiết kế bố trí hệ thống thiết bị 66 3.4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị 66 CHƯƠNG BẢN VẼ 66 KẾT LUẬN .67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 A MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội đại ngày phát triển đời sống người ngày nâng cao, nhu cầu sản phẩm mang tính tiện lợi, đặc biệt phù hợp với công việc nhịp sống người ngày tăng cao Việc cung cấp sản phẩm thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng nhiệm vụ lớn kỹ sư công nghệ thực phẩm Bên cạnh thực phẩm chế biến sẵn, thức ăn nhanh, nước giải khát phải kể đến loại bột trái mặt hàng người tiêu dùng ưa chuộng, tính chất riêng biệt mà bột rau củ mang lại Từ thực tế nhận thấy có mặt loại bột trái ngày nhiều thị trường quốc tế nước như: bột cam, bột dứa, bột xoài, Trong đó, sản phẩm bột chanh dây với hương vị, thành phần dinh dưỡng riêng chiếm yêu thích người tiêu dùng Ở nước ta với điều kiện khí hậu nhiệt đới tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển cho chanh dây phát triển tốt sản lượng cao Từ điều kiện em nhận thấy điều kiện thuận lợi để sản xuất bột chanh dây Điều vừa tạo công việc cho nguồn lao động nước ta, tăng thu nhập cho người dân, nâng cao đẩy mạnh nông nghiệp nước nhà đảm bảo nhu cầu thị trường Để đảm bảo dinh dưỡng tính cảm quan cho bột chanh dây trình sản xuất việc chọn thiết bị phù hợp điều kiện trình sản xuất Ta thấy ưu điểm thiết bị sấy phun như: Tính chất, chất lượng sản phẩm đạt tốt hơn, sản phẩm sau sấy có dạng bột mịn đồng nhất, xốp, dễ hịa tan, khơng phải qua giai đoạn nghiền, chất lượng bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu, tiện lợi cho sử dụng chế biến; Thiết bị đơn giản, cho phép hoạt động suất cao liên tục; Sấy nguồn ngun liệu có tính nhạy cảm với nhiệt độ thấp thời gian ngắn; Khí nén thường sử dụng khí trơ khơng khí; Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị điều kiện khơ việc chọn thiết bị chống ăn mịn cho thiết bị đơn giản; Khoảng nhiệt tác nhân sấy rộng Từ ưu điểm thiết bị sấy phun em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản phẩm/ngày để thực đồ án môn học Các q trình thiết bị Cơng Nghệ Thực Phẩm MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản phẩm/ngày Nội dung đồ án gồm: - - NỘI DUNG ĐỒ ÁN Chương 1: Tổng quan + Tổng quan chanh dây + Tổng quan phương pháp sấy + Tổng quan hệ thống thiết bị sấy phun Chương 2: Quy trình sản xuất bột chanh dây phương pháp sấy phun Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống thiết bị sấy phun dịch chanh dây Chương 4: Bản vẽ + Bản vẽ tổng thể hệ thống thiết bị sấy phun + Bản vẽ chi tiết thiết bị chính, thiết bị phụ B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chanh dây 1.1.1 Giới thiệu: Chanh dây có nguồn gốc từ Nam Brazil, sau du nhập sang châu Âu châu Úc từ kỷ 19 người Pháp mang đến cao nguyên Lâm Viên từ đầu kỷ 20 [1].  Tên khoa học chanh dây Passiflora edulis, Sims; thuộc họ Passifloraceae (họ Chùm bao); Violales; chi Passiflora; có 400 lồi, có khoảng 60 lồi cho trái ăn [1]. Chanh dây có tên tiếng Việt chanh dây (chanh leo, dây mát, lạc tiên tây, mê ly), tên tiếng Anh passion fruit, passion vine, purple granadilla; tên tiếng Pháp fruit passion [1] Chanh dây chia làm dạng tùy màu vỏ trái:  - Dạng trái tím (forma eduli, lạc tiên tây): Có vỏ trái màu tím đến tím sậm Trái nhỏ (đường kính 4-5 cm), có tua dây, nhánh gân xanh Dạng phổ biến vùng khí hậu mát (cao độ 1200-2000m), có vĩ độ cao (như Đà Lạt, Tây Nguyên) cho hương vị trái ngon Trồng cao độ < 1000m, dạng trái tím khơng hoa [1].   - Dạng trái vàng (forma flavicarpa, lạc tiên trứng): Vỏ trái màu vàng chanh Trái lớn dạng trái tím (6-12 x 4-7 cm), có tua dây, nhánh gân ửng đỏ tím Hoa lớn có tràng (corona) màu tím sậm dạng trái tím, đồng thời dây mọc mạnh Đây dạng chịu nóng, thích hợp với vùng có cao độ thấp (0-800 m) Đồng Bằng Sông Cửu Long Nam Bộ [1] Trái Chanh dây lớn hẳn trái Lạc tiên (Nhãn lòng, Chùm bao) Ruột trái có mùi thơm, vị chua Chanh leo loại ăn trái lấy nước đóng hộp Về lâu dài nên phát triển để chế thuốc an thần: vừa lành, vừa rẻ, vừa có tác dụng [1] 1.1.2 Đặc điểm sinh học Chanh dây thuộc dây đa niên, nửa gỗ, dài đến 15 m Thân trịn cạnh, xanh, mang tua dài có đốt Cuống dài 2-5 cm, mang phiến có ba thùy dài, kích thước 10-15 x 12-25 cm, bìa phiến có cưa nhỏ, trịn đầu [1] Chanh dây có hoa mọc từ nách lá, đẹp, thơm, đường kính 7,5-10 cm với cuống dài 2-5 cm Năm cánh hoa năm đài hoa trắng mọc xen nhau, bên lớp tràng (corona) với sợi trắng dài 2-3 cm, có màu ửng tím gốc đẹp Mỗi hoa mang năm nhị đực với năm dính thành ống đáy tách rời phần mang bao phấn Do hoa đẹp nên nhiều nơi trồng làm kiểng [1] Trái chanh dây hình cầu đến bầu dục, kích thước 4-12 x 4-7 cm, màu tím sậm hay vàng chanh, tự rụng chín Vỏ chanh dây có ngoại bì mỏng, cứng; trung bì màu xanh; nội bì màu trắng Trái chứa nhiều hột có cơm mềm, mùi thơm quyến rũ, thêm đường, đặc chế biến làm nước giải khát, rượu hay mứt [1].  1.1.3 Thành phần hóa học: Trong dịch chanh dây chứa thành phần hóa học như:  Carbohydrat: Lượng carbohydrat dịch chanh dây khoảng 15 - 20% Trong chanh dây chứa chủ yếu đường glucose, fructose saccharose [2] Bảng Hàm lượng đường tổng lượng đường loại (%) [2] Loại chanh dây Quả tía Quả vàng Fructose 33,5 29,4 Glucose Saccharose 37,1 29,4 38,1 32,4  Acid: Hàm lượng acid hữu cao tính chất đặc trưng bên cạnh mùi vị chanh dây Chính lượng acid hữu làm cho dịch chanh dây có giá trị pH thấp vị chua gắt [2] Bảng Thành phần acid hữu có hai loại tính (%) [2] Thành phần Acid citric Acid malic Quả tía Quả vàng 13,1 3,86 55 10,55 Acid lactic Acid malonic Acid succinic Acid ascorbic 7,49 4,95 2,42 0,05 0,58 0,13 Rất 0,06 Bảng Tỉ lệ đường : acid hai loại chanh dây [2] Loại chanh dây Đỏ tía Vàng Tỉ lệ Đường Acid  Các axit amin: Năm 1963, Pruthi tìm số loại acid amin tự dịch chanh dây đỏ leucine, valine, tyrosine, proline, threonine, glycine, acid aspartic, arginine lysine [2]  Sắc tố: Năm 1972, người ta xác định sắc tố carotenoid thành phần chanh dây đỏ tía là: _carotene, _carotene, _carotene, phytofluene, _apo_12’_carotenal, _apo_8’carotenal, cryptoxanthin, auroxanthin, mutatoxanthin [2]  Alkaloid hợp chất Cyanogenic: Có bảy loại alkaloid chanh dây, bốn số xác định đặt tên harman (có nghĩa điều hoà), harmin, harmol harmalin Các thử nghiệm dược lý cho thấy chanh dây có tác dụng an thần nhẹ Hàm lượng alkaloid chanh dây 0.012-0.7% [2]  Chất dễ bay hơi: Năm 1972, 165 loại hợp chất dễ bay dịch chanh dây vàng xác định Đa số ester, acid béo có số C2-C8 Những hợp chất dễ bay khác có thành phần trái chanh dây có tác dụng làm giảm hoạt tính carotenoid, hợp chất chứa lưu huỳnh ester béo [2] Năm 1987, Casmir Whitfield cho biết ảnh hưởng mùi 300 hợp chất dễ bay tạo 22 hợp chất tạo nên mùi chanh dây [2] Bảng Hàm lượng chất gây mùi chanh dây [2] Hàm lượng có (ppm) Tỉ lệ (%) 1,1 30 - - (Z)-hex-3-enyl butanoate 0,8 10 Hexyl butanoate 4,1 Ethyl (Z)-oct-4-enoate 0,4 Beta-ionone 0,05 Edulan I 0,8 Ethyl (Z)-octa-4,7-dienoate 0,06 Linalool 0,05 Ethyl hexanoate 7,6 Heptan-2-ol 5,3 (Z)-hex-3-enol 0,3 S compounds 0,1 Hexanol/ nonan-2-one 4,0 Rose oxide 0,2 Methyl butanoate 8,3 Hợp chất 6-(but-2'-enylidene) 1,5,5-trimethylcyclohex-1-ene  Vitamin chất khống: Trong dịch chanh dây cịn chứa loại vitamin như: vitamin C, Vitamin A, ; khoáng chất Ca, P, Fe, Mg, Na, K, Zn, Cu, 10 ... kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản phẩm/ngày để thực đồ án môn học Các q trình thiết bị Cơng Nghệ Thực Phẩm MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản. .. quan chanh dây + Tổng quan phương pháp sấy + Tổng quan hệ thống thiết bị sấy phun Chương 2: Quy trình sản xuất bột chanh dây phương pháp sấy phun Chương 3: Tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị sấy. .. 64 3.4 Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây 66 3.4.1 Thiết kế bố trí hệ thống thiết bị 66 3.4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị 66 CHƯƠNG BẢN VẼ 66 KẾT LUẬN