Đồ án tốt nghiệp đề tài nghiên cứu tính toán, thiết kế máy chiên dùng điện với nguyên liệu khoai tây năng suất 6kgmẻ

    HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM   KHOA CƠ - ĐIỆN - - PHẠM MINH ĐỨC NGUYỄN VĂN TRỌNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIÊN DÙNG ĐIỆN VỚI NGUYÊN LIỆU KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 6KG/MẺ HÀ NỘI - 2022   HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  KHOA CƠ - ĐIỆN - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIÊN DÙNG ĐIỆN VỚI NGUYÊN LIỆU KHOAI TÂY  NĂNG SUẤT 6KG/MẺ Người thực : Pham Minh Đức (622356)   Nguyễn Văn Trọng (622324) Khoá : 62 Ngành : Kỹ thuật khí   Người hướng dẫn : TS NGUYỄN THANH HẢI HÀ NỘI - 2022   LỜI CÁM ƠN Đề tài “Nghiên cứu tính tốn, thiết kế máy chiên dùng điện với nguyên liệu khoai tây suất 6kg/mẻ” thực phịng thí nghiệm  bộ môn Thiết bị BQ&CBNSTP, Khoa Cơ – Điện, Học Viện Nơng Nghiệp Việt  Nam Để hồn thành đề tài này, ngồi nỗ lực thân, tơi cịn nhận giúp đỡ tận tình thầy bạn bè Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Thanh  Hải , Phó trưởng khoa Cơ – Điện, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam thầy giáo Lê Huy Thương  cùng thầy cô giáo khác khoa Cơ Điện người tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài bao gồm báo cáo qua trình nghiên cứu, thực nghiệm đề tài Tơi xin thành gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo khoa Cơ Điện giảng dạy giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè người thân động viên giúp đỡ chúng tơi suốt q trình nghiên cứu hoàn thành đề tài   Hà Nội, ngày 13 tháng 06 năm 2022 i   MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu khoai tây 1.2 Nguồn gốc lịch sử khoai tây 1.3 Cấu tạo khoai tây 1.4 Thành phần hoá học thành phần dinh dưỡng khoai tây 1.4.1 Thành phần hoá học khoai tây 1.4.2 Thành phần dinh dưỡng khoai tây 14 1.5 Sản Lượng diện tích trồng khoai tây giới nước 17 1.5.1 Sản lượng diện tích trồng khoai tây giới .17 1.5.2 Sản lượng diện tích trồng khoai tây Việt Nam 19 1.6 Các phương pháp máy móc chế biến khoai tây .20 1.6.1 Một số sản phẩm chế biến từ khoai tây 20 1.6.2 Một số quy trình cơng nghệ chế biến từ khoai tây 27 1.6.3 Một số thiết bị chế biến khoai tây 32 1.6.4 Giới thiệu trình máy chiên đôi sử dụng điện 40 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHIÊN 45 2.1 Mục đích q trình chiên .45 2.2 Cơ sở vật lý trình chiên 45 2.3 Cơ sở khoa học 45 2.4 Các biến đổi diễn trình chiên 46 2.4.1 Biến đổi vật lý 46 2.4.2 Biến đổi hoá học 47 ii   2.4.3 Biến đổi hoá lý 47 2.4.4 Biến đổi dầu 47 2.5 Một số ảnh hưởng đến trình chiên .49 2.5.1 Nhiệt độ sôi dầu chiên 49 2.5.2 Ảnh hưởng áp suất chiên 49 2.5.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến sản phẩm chiên 50 2.5.4 Chất lượng dầu chiên 50 2.6 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu .51 2.6.1 Mục đích nghiên cứu .51 2.6.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 51 CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP .52  NGHIÊN CỨU 52 3.1 Đối tượng nghiên cứu 52 3.2 Nội dung nghiên cứu 53 3.3 Phương pháp nghiên cứu 54 3.3.1 Địa điểm nghiên cứu .54 3.3.2 Dụng cụ thí nghiệm 54 3.3.3 Nguyên liệu, gia vị 54 3.3.4 Phương pháp thu nhập xử lý số liệu 54 3.3.5 Quy trình cơng nghệ chiên khoai tây qua thực nghiệm 58 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 4.1 Kết nghiên cứu thực nghiệm 63 4.1.1 Kết thực nghiệm .63 4.2 Tính tốn số phận máy chiên 67 4.2.1 Kich thước khoang chứa dầu giỏ chiên 67 4.2.2 Một số thiết bị khác 68 4.3 Cơ sở lý thuyết tính tốn trình chiên .69 4.3.1 Cân khối lượng .70 iii   4.3.2 Tính nhiệt 70 4.3.3 Độ chiên 75 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1 Kết luận 76 5.2 Kiến nghị 76 DANH MỤC THAM KHẢO 77 iv   DANH MỤC BẢNG Bảng 1.4a: Sự phân bố chất củ khoai tây (%) .9 Bảng 1.4b: Thành phần hố học trung bình khoai tây (%) Bảng 1.4c: Thành phần chất khoáng khoai tây 12 Bảng 1.4d: Giá trị dinh dưỡng Khoai tây, sống, nguyên vỏ (100g) 15 Bảng 1.5: Sản lượng khoai tây năm số nước giới (tấn/năm) 18 Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật máy làm khoai tây lốc xoáy 3A90 35 Bảng 2.1: Chất chống oxy hóa cho phép sử dụng .48 Bảng 2.2: Nhiệt độ sôi số loại dầu ăn 49 Bảng 3.1 : Cơ sở xây dựng thang điểm đánh giá theo Tiêu chuẩn Việt Nam 56 Bảng 3.2: Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm khoai tây chiên chì thái lát .57 Bảng 4.1a: Đánh giá kết thí nghiệm chiên khoai tây hình dạng chì, suất 1kg/mẻ 63 v   DANH MỤC HÌNH Hình 1.1a: Củ khoai tây .3 Hình 1.1b: Cây khoai tây .4 Hình 1.1c: Thời kỳ hoa khoai tây .5 Hình 1.3: Cấu tạo củ khoai tây Đồ thị 1.5: Sản lượng diện tích khoai tây trồng Việt Nam 20 Hình1.6a: Tinh bột làm từ khoai tây 22 Hình 1.6b: Quy trình chiên khoai tây 27 Hình 1.6c: Quy trình cơng nghệ sản xuất bột khoai tây 30 Hình 1.6d: Máy cắt khoai tây vng 32 Hình 1.6e: Cấu tạo máy thái khoai tây vuông 33 Hình 1.6f: Máy làm khoai tây lốc xoáy .34 Hình 1.6g: Cấu tạo máy làm lốc xốy khoai tây .35 Hình 1.6h: Thiết bị chiên chân không gián đoạn TWIN-100 36 Hình 1.6i: Thiết bị chiên liên tục .37 Hình 1.6k: Chảo chiên dầu công nghiệp điện 39 Hình 1.6l Thiết bị chiên nhúng điện đơi SDF 12D 41 Hình 2.4 : A : Sơ đồ mặt cắt ngang phần thực phẩm 46 trình chiên bề sâu 46 B Một mặt cắt ngang lớp vỏ củ khoai tây chiên 46 Hình 2.5 : Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian chiên lên hình thành acrylamid bề mặt chíp khoai tây 50 Hình 2.6: Máy chiên đơi dùng điện 51 Hình 3.1: Nguyên lý cấu tạo nguyên lý hoạt hoạt động máy chiên đôi sử dụng điện 52 Hình 3.2a: Quy trình chiên khoai tây thực nghiệm 58 Hình 3.2b: Nguyên liệu khoai tây .59 Hình 3.2c:Khoai tây rửa gọt 60 vi   Hình 3.2d: Khoai thái tạo hình 60 Hình 3.2e: Khoai đem chần 61 Hình 3.2f: Khoai tẩm gia vị .61 Hình 3.1g: Khoai đem chiên 62 Hình 4.1: Thành phẩm khoai tây chiên qua thực nghiệm 66 Hình 4.2: Bảng điều khiển máy chiên đôi dùng điện 69 Hình 4.2a: Nắp đậy máy chiên 69 vii   MỞ ĐẦU  Nông nghiệp ngành trọng điểm nước ta từ xưa đến nay, với xu cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước việc phát triển nông nghiệp đưa khoa học kỹ thuật vào ứng dụng nông nghiệp ngày phổ biến Nhờ áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật công nghệ sinh học, kỹ thuật canh tác, chuyển dịch cấu kinh tế nông nghiệp mà tốc độ tăng trưởng kinh tế lĩnh vực nông nghiệp đạt cao Các sản phẩm nơng nghiệp ngồi sử dụng sản phẩm tươi cịn áp dụng công nghệ chế biến vào để nâng cao chất lượng tăng thời gian bảo quản Có nhiều phương pháp chế biến loại rau, củ, như: Phơi, sấy khô, nghiền thành bột, nước hoa Cùng với tăng trưởng, phát triển kinh tế mà nhu cầu sử dụng thức ăn nhanh người ngày cao, giúp người tiết kiệm thời gian, sử dụng thực phẩm tươi ngon hơn, kéo dài thời gian sử dụng Một số sản phẩm đồ ăn nhanh sử dụng như: Rau trái chiên, sấy, Về nông sản, khoai tây loại lương thực có sản lượng tương đối lớn ngành nông nghiệp Việt Nam thích hợp với thời tiết ở  Việt Nam cho suất cao Vì việc để tiêu thụ sử dụng khoai tây cần thực tốt để nâng cao chất lượng cho người tiêu dùng nâng cao giá trị sản phẩm Một số sản phẩm chế biến từ khoai tây sau thu hoạch chế biến khoai tây để làm bánh khoai hay ăn nhanh khoai tây cần phải chiên rán để tăng chất lượng, giúp sản phẩm thơm, giòn, tăng giá trị cảm quản khoai tây.  Hiện khoai tây chiên sử dụng nhiều ăn  phương chiên bếp lửa, chiên liên tục,…  Tuy nhiên phương pháp chiên cho sản phẩm không tốt màu sắc không đẹp, cháy khét,… Gần đây, việc đưa công nghệ chiên điện vào công nghệ chế  biến khoai tây sản phẩm rau trái dần trở thành phổ biến, giúp   CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết nghiên cứu thực nghiệm 4.1.1 Kết thực nghiệm Sau làm làm thực nghiệm số mẫu khoai tây chiên tơi thu kết sau: Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng thời gian đến chất lượng sản phẩm khoai tây chiên dạng chì - Ở 150 độ C thời gian chiên phút, 10 phút 15 phút - Ở 200 độ C thời gian chiên phút, 10 phút 15 phút Bảng 4.1a: Đánh giá kết thí nghiệm chiên khoai tây hình dạng chì, suất 1kg/mẻ  Nhiệt độ (độ C) Thời gian (phút) Màu sắc Mùi Vị Hình dạng Tổng điểm Xếp loại Vàng (3) Thơm nhẹ (3) Bùi nhẹ (3)  Nguyên vẹn, đẹp, chín (5) 14,4 Trung  bình 10 Cam nhạt (4) Thơm Bùi nhẹ  Nguyên vẹn, nhẹ (3) (3) đẹp, chín (5) 15,6 Khá 20 Tốt 18,4 Khá 3,2 Hỏng 150 15 200 10 Cam đậm (5) Cam đậm (5) Đỏ Thơm đặc trưng (5) Thơm (4) Không Đặc trưng khoai tây chiên (5)  Nguyên vẹn, đẹp, chín (5)  Ngọt,  Nguyên vẹn,  bùi (4) đẹp, chín (5 Hơi 62 Cháy (1)   15 nâu (1) Đỏ đen (0) rõ (1) Khét (0) đắng (0) Đắng (0) Cháy khét (0) Hỏng Nhận xét: Ở bảng 4.1a: qua trình thực nghiệm chiên khoai tây hình dạng chì phịng thí nghiệm có nhiệt độ phịng 25 ℃, nhìn chung khoai tây chiên chiên với nhiệt độ từ 150 - 200℃ ở mức thời gian – 15 phút Tuy nhiên, thời gian nhiệt độ phải phụ thuộc vào khối lượng chiên, hình dạng, kích thước khoai tây Nhưng với thời gian 15 phút nhiệt độ 150 ℃ cho sản phẩm tất khoảng thời gian – 10 phút cho sản phẩm trung  bình Với thời gian phút nhiệt độ 200℃, sản phẩm thu lại từ phút trở lên sản phẩm chiên bị cháy, hỏng Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng thời gian đến chất lượng sản phẩm khoai tây chiên dạng thái lát - - Ở 150 độ C thời gian chiên phút, 10 phút 15 phút Ở 200 độ C thời gian chiên phút, 10 phút 15 phút 63   Bảng 4.1b: Đánh giá kết thí nghiệm chiên khoai tây hình dạng thái lát suất 1kg/mẻ  Nhiệt Thời độ (độ gian C) (phút) Màu sắc Vàng (3) Cam 10 150 nhạt (4) Mùi Thơm nhẹ (3) Vị Trạng thái Tổng Xếp điểm loại  Nguyên Bùi nhẹ vẹn, chín, (3) đẹp 14,4 Trung  bình (5) Thơm Bùi nhẹ nhẹ (3) (3)  Nguyên vẹn, đẹp, 15,6 chín (5) Trung  bình Đặc Cam 15 đậm (5) Thơm trưng đặc  Nguyên trưng khoai vẹn (5) (5) tây chiên 20 Tốt 18,4 Khá 3,2 Hỏng Hỏng (5) Cam đậm (5) 200 10 15 Thơm  Ngọt, (4)  bùi (4) Đỏ nâu Không (1) rõ (1) Đỏ đen Khét (0) (0) Đắng nhẹ (0) Đắng (0) 64  Nguyên vẹn, đẹp, chín (5 Cháy (1) Cháy khét (0)   Nhận xét:  Nhìn chung qua trình thực nghiệm bảng 4.1b khoai tây chiên thái lát thể chiên khoảng nhiệt độ từ 150-200 oC Ở nhiệt độ 150 ℃  với thời gian 15 phút cho sản phẩm tốt lại khoảng thời gian từ – 10 phút cho sản phẩm trung bình Khoai tây chiên nhiệt độ 150 ℃ là ổn Còn nhiêht độ 200 ℃, khoai tây chiên mức thời gian  phút cho sản phẩm lại khoảng 10 – 15 phút cho sản phẩm bị hỏng, Một số hình ảnh khoai tây chiên qua thực nghiệm: Hình 4.1: Thành phẩm khoai tây chiên qua thực nghiệm 65   4.2 Tính tốn số phận máy chiên Đi vào thực tế, tính tốn thiết kế phận máy chiên đơi sử dụng điện với suất 6kg/ mẻ Qua thực tế sau thực thí nghiệm qua tham khảo cấu trúc khoai tây thấy cần phải dựa vào suất yêu cầu đề tài từ xác định độ bung nở sản phẩm sau chiên trước chiên sau tính tốn kích thước cần thiết cho thùng chiên lồng chiên phù hợp với yêu cầu đề tài Với suất 6kg khoai tây / mẻ, sau chiên độ tăng thể tích khoai tây sau chiên 20-30 % thể tích chứa so với thể tích khoai tây ban đầu 4.2.1 Kich thước khoang chứa dầu giỏ chiên Giỏ chiên thiết kế dựa suất máy kg/mẻ nên suy giỏ chứa kg khối lượng riêng khoai tây 1034 kg/m 3 ta tính thể tích ly thuyết giỏ khoai là: V ¿ = 1034   = 0,003 (m ¿  (1.1) Giỏ chiên làm vật liệu inox chống gỉ , xung quanh có lỗ thủng để dầu chiên ngầm vào chảy cách dễ dàng Thực tế chiên khoai cần có khoảng khơng gian trống để đảo trộn đưa vào khoang chiên với dầu khơng bị tràn ngồi nên thể tích thực tế giỏ đựng lớn tính toán 60% V Thực = V ¿ +60%V ¿ = 0,003+60%.0,003= 0,0048 (m ¿  (1.2) Ta chọn chiều cao giỏ chiên dầu 100 mm ta tính kích thước cịn lại Chiều dài (l): 240mm Chiều rộng (w): 200mm Chiều cao (h): 100mm Vậy thể tích giỏ chiên khoai tây là: V g= l.w.h = 240.200.100 = 4800000 (mm3 ¿ = 0,0048 (m3 ¿  66 (1.3)   Để chứa giỏ chiên khoai vừa di chuyển dễ dàng bên lòng khoang chứa dầu nên ta tăng chiều dài chiều rộng khoang chiên dầu 33% 20%, ta có kích thước sau: Chiều dài (l): 320mm Chiều rộng (w): 240mm Để chứa đực lượng khoai lượng dầu l/mẻ ta tính thể tính lý thuyết ta tính thể tích lý thuyết để chứa tồn nguyên liệu Vlt = Vd + Vgiỏ = 0.009+0,0048 = 0.0138 (m3) V    0,0138 Chiều cao lý thuyết h = S = 0,32.0,24  = 0,18 (m) (1.4) (1.5) Ta chọn chiều cao khoang dầu cao để vừa đảo trộn nguyên liệu khoảng cách mặt dầu nắp khoảng 10 cm tránh dầu sôi bắn sử dụng nên ta chọn chiều cao (h) = 420 mm Kích thước khoang dầu: Chiều dài (l): 320mm Chiều rộng (w): 240mm Chiều cao (h): 420mm 4.2.2 Một số thiết bị khác  Ngoài phận chủ yếu thiết kế máy cịn có số  phận sau thiết kế để hoàn thiện máy chiên -  Bảng điều khiển Gồm hộp làm tơn nhựa có cách điện an tồn, bảng điều khiển có đèn cảnh báo vào núm điều chỉnh nhiệt độ, thiết kế nhỏ gọn dễ sử dụng Kích thước bảng điều khiển là: Chiều dài (l): 300mm Chiều rộng (w): 35mm Chiều cao (h1): 50mm (h2): 30mm 67   Hình 4.2: Bảng điều khiển máy chiên đôi dùng điện - Nắp đậy  Nắp đậy làm inox trống gỉ, có núm cầm làm nhựa cứng để ngăn cách nhiệt độ cầm, nắm Nắp có tác dụng đậy kín khoang chiên tránh dầu ăn bắn chiên nấu Hình 4.2a: Nắp đậy máy chiên 4.3 Cơ sở lý thuyết tính tốn q trình chiên Trong nội dung giới thiệu sở lý thuyết tính tốn q trình chiên sử dụng điện làm sở để tính tốn thơng số thiết bị chiên việc thiết kế máy chiên đôi 4.3.1 Cân khối lượng  68   a) Lượng nước dung dịch cần bay Giả thiết: G d là khối lượng nguyên liệu đưa vào thiết chiên (kg),G c là khối lượng sản phẩm thu sau chiên, x d là tỉ trọng dầu chiên ban đầu (%), xc là tỉ trọng dầu sau chiên (%), W lượng dầu chiên bốc Gd = kg; xd = 0,8  xc = 0,9 Lượng chất khơ có nồi chiên trước sau chiên khơng đổi, phương trình cân khối lượng là: (2.1) Từ ta tính lượng dầu cần bốc hơi: W  G = (  )  x đ  1−  x c  = 0,11 kg (2.2)  b) Khối lượng sản phẩm có sau chiên: (2.3)  Vậy Gc = 0,89 kg; 4.3.2 Tính nhiệt  Cân nhiệt thiết bị chiên dầu đôi  Thông số thiết bị: - Vật liệu: Thép không gỉ SUS 304    Nhiệt dung riêng: 500 (J/kg) Hệ số dẫn nhiệt: 16,3 (W/m k) - Độ dày thành vật liệu: 60mm - Diện tích giỏ chiên DxRxC: 200x240x100 (mm) - Kích thước khoang dầu: 320x240x420 (mm)  Thơng số phịng thí nghiệm 69   -  Nhiệt độ phòng: 25℃ - Độ ẩm phịng: 70% - Tốc độ gió phịng: ≤ m/s  Thơng số ngun liệu: - Độ ẩm khoai tây trước chiên: 75% - Độ ẩm khoai tây sau chiên: 22,5% -  Nhiệt độ dầu: 150℃ -  Nhiệt độ khoai tây trước chiên: 25℃ -  Nhiệt độ khoai tây sau chiên: 130℃ Theo phương trình cân nhiệt lượng với nguyên tắc chung tổng nhiệt lượng vào thiết bị hệ thống với tổng nhiệt lượng khỏi hệ thống ( kể mát mơi trường bên ngồi)  Ta có nhiệt vào thiết bị chiên -  Nhiệt điện trở: Q1= U   R   t -  Nhiệt lượng nguyên liệu: Q2 = G1  C VL  t VL -  Nhiệt lượng giỏ: Q3 = G2  C giỏ  ∆t  Ta có nhiệt thiết bị chiên - Do dầu mang đi: Q7 - Do thất thoát cấu bao che: Q4 - Do thiết bị vận chuyển: Q5 - Do nguyên liệu mang ra: Q6   Nhiệt lượng điện trở là: Q1 = U   . t  R = 380  R   600 (2.4) ¿  86,64 10  (J)  R 70   U: Hiệu điện (V) t: Thời gian chiên (s) R: Điện trở (Ω)  Nhiệt lượng nguyên liệu mang vào: Q 2 = G 1  C VL = G2  C VL  t + W.C.t ¿1,5 3,8 (25+273) + 4,5   4200 10 (2.5)   (25+273) ¿7330,8 (kJ) = 7,33 106  (J) G1: Khối lượng nguyên liệu (kg) G2: Khối lượng thô nguyên liệu  Nhiệt (kg) lượng mà giỏ mang vào: Q3 = Ggiỏ  .C giỏ.t giỏ  (2.6) ¿1,2 500 (25+273) = 0,18 106 (J) Trong q trình chiên khối lượng thơ ngn liệu khơng thay đổi có lượng nước nguyên liệu bị bay gây giảm khối lượng nguyên liệu  Nhiệt lượng nguyên liệu mang ra: Q6 = G2  C VL  t VL  (2.7) ¿1,5 3,8 (130+273) ¿ 2,3 106  (J)  Lượng  Vì nước bay nguyên liệu là: ( 75− 25) 100  = (kg) nhiệt độ cần hoá 100℃ ở nhiệt độ phịng atm nên ta có nhiệt lượng bốc 3kg nước là: Q ' 5  = W C ∆t + L W ¿ 3 4200 (100 – 25) + 2.3 ¿7,845 106 (J) 71 (2.8) 10      Thể tích dầu mẻ /1 nồi là: V dầu = 10 (l) = 0,01 (m )  Thể tích mẻ khoai là: V khoai  = 0,003 (m )  Thể tích khối nguyên liệu là: V  NL =  Diện 0,014 (m ) tích đáy nồi là: 0,32 0,24 = 0,0768 (m )  Chiều cao khối nguyên liệu nồi là: h= → Diện tích bao che là: Sbc  = 0,014 0,0768  = 0,18 (m) (2 0,18 (0,32 + 0,24 ) + 0,32 0,24) = 0,55 (m )  Nhiệt độ bề mặt thiết bị:  t mt  = t tb1  t mt :  K  ⍺  ( t tb - t k ) (2.9) ta coi lớp dầu khơng thất nhiệy khoảng - 10 ℃ so với nguồn nhiệt → t mt  = 140℃ t 1  = tb 150℃ K= 0,9 W/m   k  t k = ⸰ 25℃ → 140 = 150 -  0,9 ⍺   (150 – 25) → Do thiết bị đặt nhà nên ta có → Chọn ⍺ ⍺  = 11,25 ⍺  = ÷ 10,5 (W/m ˚k)  = (W/m ˚k) Hệ số dẫn nhiệt Inox 16,3 (W/m.k) Chiều dày thành Inox 0,5 (mm) → Hệ số truyền nhiệt K = ⍺1 +  Sn  λn + (2.10) 72  1 ⍺2  = 11,25 −3 + 0.5 10 16,3 + 1    K = 4,67 (W/m ˚k)  Nhiệt lượng thất thoát:  q bc  = K F ∆t = 4,67 0,55 (140 – 25) (2.11) ¿295,38 (W) q bc : Nhiệt lượng bao che (W) K: Hệ số truyền nhiệt F: Tiết diện bao che (m ) ∆t: Thay đổi nhiệt Q  = q bc   t = 295,38 600 = 0,18 10  (J) (2.12)  Nhiệt lượng giỏ mang ra: Q  = C giỏ  Ggiỏ T giỏ   = 500 1,2 (150 + 273) = 0,25 10  (J)  Nhiệt lượng dầu lấy để tăng lên 150℃ là  Q  = C dầu  Gdầu   ∆t ¿ 1670 20 800(150 – 25) 10 ¿3,34 10  (J) Theo phương trình cân nhiệt ta có:  Qvào = Qra Q  + Q  + Q  = Q  + Q  + Q  + Q    (2.13) (2.14) − 6 86,64 10  R (2.15)  + 7,33.10  + 0,18.10  = 0,18.10  + 2,3.10  + 7,845.10  + 6 6 0,25.10  + 3,31.10 → R= 13,5 (ꭥ) Điện trở làm từ Nichrome ( 80% Niken, 20% Crom) có điện trở suất r 1,1.10  (μm) Tiết diện lõi mm −6  Ta có cơng thức: R = −6 r l 1,1 10 l  =   S 10 73 (2.16)   → Tổng chiều dài dây điện trở là: l= 12,27 (m) 4.3.3 Độ chiên  Người ta xác định chất lượng chiên thời điểm ngừng chiên hình thức bên ngồi, mùi vị sản phẩm độ chiên Trong đánh giá độ chiên, người ta đánh giá độ chiên: Độ chiên biểu kiến độ chiên thực tế - Độ chiên biểu kiến: Chỉ tỉ lệ nguyên liệu giảm sau chiên, so với nguyên liệu trước chiên Được xác định theo công thức:  A −B  X = 100%  A   (2.17) Với A : Trọng lượng nguyên liệu trước chiên (kg) A = 1kg   B : Trọng lượng nguyên liệu sau chiên (kg) B = 0,82 kg Độ chiên biểu kiến dùng để kiểm tra hay tính tốn tiêu, định mức kinh tế kỹ thuật tính suất thiết bị - Độ chiên thực tế : Chỉ lượng nước bay nguyên liệu sau chiên Độ chiên thực tế tổng độ chiên biểu kiến với lượng dầu thấm vào nguyên liệu  X 1 =  A − B  A 100 + B.m  A %= −0 , 82 100 + , 82.10 =26 ,2   (2.18) Với m : Tỉ lệ dầu hút vào sản phẩm m =10 %; Độ chiên thực tế sử dụng q trình tính nhiệt Độ chiên biểu kiến ln thấp độ chiên thực tế, rán  phần nước bốc nguyên liệu lại hút phần dầu chiên vào Độ chiên biểu kiến ln thấp độ chiên thức tế, chiên phần nước bốc nguyên liệu lại hút phần dầu chiên vào Lượng dầu thấm vào sản phẩm trung bình – 13% Độ chiên biểu kiến trung bình 30 – 53% 74   Độ chiên thực tế trung bình 41 – 64%   CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Trong q trình nghiên cứu em có số kết luận sau: - Lựa chọn quy trình cơng nghệ sản xuất khoai tây chiên - Lựa chọn mức thời gian nhiệt độ thích hợp để chế biến khoai tây: thời gian từ – 10 phút nhiệt độ 150 ℃ - Tính tốn thể tích thực khoang chứa dầu: V= 0,117 (m ) - Tính tốn thể tích giỏ chiên: V g= 0,0048 (m ) - Lựa chọn vật liệu làm máy chiên đôi: thép không gỉ SUS 304 - Tính điện trở mayso: R= 13,5 (Ω) - Điện trở làm từ Nichrome ( 80% Niken, 20% Crom) có điện trở  suất r 1,1.10  (μm) Tiết diện lõi mm −6 - Tính tổng chiều dài dây điện trở là: l= 12,27 (m) - Các kết nghiên cứu sở để hoàn thiện, chế tạo máy chiên đơi sử dụng điện cho phịng thí nghiệm, sản xuất quy trình cơng nghệ sản xuất chế biến khoai tây chiên 5.2 Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu hồn thiện quy trình cơng nghệ sản xuất khoai tây chiên để triển khai ứng dụng cho sở sản xuất khoai tây nước - Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế, chế tạo máy máy chiên đơi sử dụng điện để đưa máy vào phục vụ cho phịng thí nghiệm sở sản xuất 75   DANH MỤC THAM KHẢO Kỹ thuật kiểm tra chất lượng sản phẩm – Ngô Anh Tuấn Công nghệ chế biến thực phẩm – Trần Như Khuyên Công nghệ chế tạo máy – Trần Văn Địch Thiết bị chế biến thực phẩm - Trần Như Khuyên 76