Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta phát triển và đạt được rất nhiều thành tựu đáng kể. Không những đáp ứng đủ nhu cầu tiệu dùng nội địa mà còn bắt đầu xuất khẩu các mặt hàng nông sản cùng các chế phẩm của chúng. Đi cùng với sự phát triển ấy là sự ứng dụng các công nghệ mới đóng vai trò vô cùng quan trọng. Trong đó, công nghệ sấy là khâu quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản. Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó yêu cầu thiết bị sấy phải làm việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể điều chỉnh được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu và năng lượng, dễ sử dụng. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấy (hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy,…), thiết bị đốt nóng tác nhân (calorife) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân như quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt, Cyclon,.. Các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể được gọi là một hệ thống sấy. Hầm sấy là một hệ thống sấy đối lưu có cấu tạo đơn giản và thông dụng nhất. Đây là loại thiết bị dễ sử dụng các phương thức khác nhau như : sấy có tuần hoàn một phần khí thải, sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy, sấy có đốt nóng giữa chừng và sấy bằng khói lò trực tiếp. Sấy nông sản là một quy trình công nghệ phức tạp. Nó có thể thực hiện trên những thiết bị sấy khác nhau. Tùy loại nông sản mà ta có sự lựa chọn chế độ sấy thích hợp mang lại chất lượng sản phẩm sấy tốt, năng suất cao và tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng. Trong đồ án này, nhóm em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy chuối. Với nhiệm vụ này, nhóm em lựa chọn thiết bị sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào. Hệ thống này được lắp đặt tại tỉnh Bình Dương với nhiệt độ không khí và độ ẩm trung bình là t = 27oC ; φ = 83%. Đây là lần đầu thực hiện đồ án thiết kế thiết bị sấy đầu tiên nên trong quá trình thực hiện còn nhiều vấn đề bất cập, hạn chế về mặt kiến thức,
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM - KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy khoai mì lát, suất 530 kg/h GVHD: Phan Thế Duy SVTH: Nhóm 14 NGUYỄN THỊ KIM HOA MSSV: 2005202040 NGUYỄN NGỌC THANH TÂN MSSV: 2005203013 LỚP: 11DHTP12 TP.HCM, 11/2022 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM - KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy khoai mì lát, suất 530 kg/h GVHD: Phan Thế Duy SVTH: Nhóm 14 NGUYỄN THỊ KIM HOA MSSV: 2005202040 NGUYỄN NGỌC THANH TÂN MSSV: 2005203013 LỚP: 11DHTP12 TP.HCM, 11/2022 MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH i MỤC LỤC BẢNG BIỂU ii LỜI CẢM ƠN iii LỜI MỞ ĐẦU iv CHƯƠNG - TỔNG QUAN Mục tiêu đề tài Nhiệm vụ đồ án Tổng quan nguyên liệu khoai mì Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học khoai mì Tổng quan trình sấy 11 Giới thiệu thiết bị sấy hầm 16 CHƯƠNG - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 21 Phân tích lựa chọn quy trình cơng nghệ 21 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 23 CHƯƠNG - TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ 32 Tính tốn thơng số ban đầu trình sấy 32 Tính cân vật chất cho q trình sấy 35 Tính chọn thời gian sấy 37 CHƯƠNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 39 Tính tốn kích thước thiết bị sấy 39 Sấy lí thuyết 43 Vân tốc chế độ chuyển động khơng khí hầm sấy 43 Tính tổn thất nhiệt lượng 44 Các thông số trình sấy thực 51 Tính cân nhiệt lượng 52 CHƯƠNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ 55 Tính toán thiết kế Calorifer 55 Cyclon 60 Quạt 62 Gầu tải nhập liệu 73 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 75 Kết luận 75 Ý nghĩa đề tài 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Bảng 3.1: Các thông số tác nhân sấy 35 Bảng 3.2: Bảng thông số cân vật chất 38 Bảng 4.1: Tính tốn băng tải hầm sấy 43 Bảng 4.2: Các thông số khơng khí tính theo thực tế 52 Bảng 4.3: Cân nhiệt lượng 54 Bảng 5.1: Bảng thơng số kích thước ống truyền nhiệt 56 Bảng 5.2: Các thông số vật lý Calorifer 60 Bảng 5.3: Kích thước Cyclon đơn loại LIH-24 (Bảng III.4/P524 [14]) 62 Bảng 5.4: Kết trở lực 70 Bảng 5.5: Các thông số quạt 73 i MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Các thông số tác nhân sấy 35 Bảng 3.2: Bảng thông số cân vật chất 38 Bảng 4.1: Tính tốn băng tải hầm sấy 43 Bảng 4.2: Các thơng số khơng khí tính theo thực tế 52 Bảng 4.3: Cân nhiệt lượng 54 Bảng 5.1: Bảng thông số kích thước ống truyền nhiệt 56 Bảng 5.2: Các thông số vật lý Calorifer 60 Bảng 5.3: Kích thước Cyclon đơn loại LIH-24 (Bảng III.4/P524 [14]) 62 Bảng 5.4: Kết trở lực 70 Bảng 5.5: Các thông số quạt 73 ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho chúng em học tập học phần “Đồ án Kĩ Thuật Thực phẩm” Nhờ mà chúng em trau dồi kiến thức liên quan đến nhu cầu thực tế mang lại nhiều hiểu biết Tuy nhiên, lượng kiến thức khả tiếp thu thực tế chúng em nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót Vì thế, chúng em mong nhận đóng góp quý báu thầy để rút kinh nghiệm sửa chữa để hoàn thiện Trong thời gian học tập trường em tiếp thu nhiều kiến thức báo cáo kết trình học tập rèn luyện dạy bảo quý thầy cô Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Phan Thế Duy, người tận tình hướng dẫn góp ý kỹ lưỡng thời gian qua giúp em hoàn thành báo cáo cách tốt Đồng thời kinh nghiệm thực tế hạn chế kiến thức hạn hẹp nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt đồ án sau Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn tất thầy cô giảng viên khoa Công nghệ Thực Phẩm, đặc biệt thầy Phan Thế Duy hướng dẫn tận tình giúp đỡ tụi em suốt thời gian thực học phần đồ án dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Chúng em xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2022 iii LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung việc bảo quản chất lượng sản phẩm quan trọng Để chất lượng sản phẩm tốt ta cần có phương pháp bảo quản tốt phù hợp, việc tiến hành sấy để tách ẩm phương pháp phổ biến Vật liệu sau sấy có khối lượng giảm lên, thời gian bảo quản kéo dài Người ta dùng phương pháp sấy nhân tạo công nghiệp, tức phải cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Phương pháp cung cấp nhiệt dẫn nhiệt, đối lưu xạ lượng điện trường có tần số cao Để thực trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị như: thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, máy sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sơi, ), thiết bị đốt nóng tác nhân, quạt, bơm số thiết bị phụ khác Trong đồ án chúng em trình bày tính tốn thiết kế hệ thống sấy hầm dạng băng tải dùng để sấy khoai mì lát, sử dụng caloriphe nước bão hịa gia nhiệt tác nhân sấy (khơng khí) Thơng qua đó, có hội tiếp cận, hiểu rõ ngun lí hoạt động, thơng số thiết bị sấy thiết bị sấy hầm kiểu băng tải Do trình độ kiến thức, hiểu biết cịn chưa sâu nên có nhiều thiếu sót, chúng em mong nhận bảo giúp đỡ lời nhận xét thầy cô môn để sửa chửa, khắc phục kiến thức cịn thiếu giúp trở nên hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô! iv CHƯƠNG - TỔNG QUAN Mục tiêu đề tài Đề tài nhằm mục đích Tính tốn Thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy khoai mì lát, đảm bảo suất đầu 530 kg/h theo khối lượng sản phẩm khô với thơng số, số liệu, kích thước q trình thiết bị để đáp ứng chuẩn đầu trình tốt Nhiệm vụ đồ án Dưới nội dung yêu cầu số liệu ban đầu: - Độ ẩm khoai mì lát ban đầu 35% - Độ ẩm sau sấy 7% - Các thơng số liên quan đến đặc tính vật liệu, tự chọn theo điều kiện thực tế tham khảo - Sử dụng caloriphe nước bão hòa gia nhiệt tác nhân sấy (khơng khí) - Địa điểm sấy: tỉnh Bình Phước Tổng quan nguyên liệu khoai mì Khoai mì (miền Bắc gọi sắn) có tên khoa học Manihot esculenta, thuộc họ Thầu dầu: Euphorbiaceae Là lương thực chủ đạo nước ta Khoai mì có thân nhỏ, cao khoảng 1,5 đến 3m, tồn có nhựa trắng thân có u nần cuống để lại Lá khoai mì thuộc dạng đơn, mọc so le với cuống dài, phiến xẻ thành – thùy, hình chân vịt Hoa khoai mì mọc thành cụm ngọn, hình trứng, có cánh Rễ khoai mì thuộc dạng rễ củ, phình to dài đến 60 cm với lớp vỏ dày, lớp vỏ tróc màu vàng nâu, lớp vỏ màu hồng tím, chứa nhiều tinh bột bên có sợi trục tim nến lõi Nó xem lồi cứu đói nước phát triển thời kỳ khó khăn Sau khoai mỳ cịn trở thành công nghiệp quan trọng Ở nước ta, loại khoai mì trồng rộng khắp để lấy củ làm thức ăn cho người, gia súc sản xuất sản phẩm nơng nghiệp (như tinh bột) Hình 1.1: Hình dạng khoai mì Hiện phát triển ngành công nghiệp, đặc biệt hết ngành cơng nghiệp thực phẩm khoai mì sấy thành lát cách bảo quản chúng khỏi hư hỏng, sử dụng phổ biến để sản xuất tinh bột, nghiên cứu chế tạo màng bọc thực phẩm từ tinh bột khoai mì có bổ sung tanin [2] Ngồi khoai mì cịn có số công dụng như: - Làm thực phẩm cho người: chủ yếu từ củ khoai mỳ, luộc hấp trực tiếp để ăn mài nhuyễn thành bột để chế biến loại bánh, nước giải khát Người ta cịn dùng đọt non khoai mì dùng làm rau - Dùng làm thức ăn gia súc - Dùng công nghiệp (chủ yếu tinh bột khoai mỳ) - Là trồng cung cấp nhiên liệu sinh học: sản xuất nhiên liệu ethanol - Một số phận khoai mì dùng làm thuốc: lá, chất gluten tinh bột khoai mỳ Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học khoai mì