ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY NẤM

Giới thiệu nguyên liệu

Giới thiệu chung về nấm

Nấm hay nấm lớn, nấm quả thể là loại cây không có hoa, có cuống hoa, không có lá và không có chất diệp lục, sống nhờ vào các ký sinh trùng hoặc thực vật hoại sinh Cấu tạo của nấm có nhiều sợi xơ màu đen, xanh lá cây, vàng hoặc xanh dương, những sợi xơ này có hai phần Phần thứ nhất là phần xơ trải dài giống như rễ cây, sống dựa vào chất ở bên dưới mà chúng mọc lên từ đó Phần thứ hai giống như cái mũ tròn, có chứa bào tử. Nấm bắt đầu sinh sôi nảy nở ở những nơi nóng và ẩm thấp. Đặc điểm sinh học:

Nấm được phân loại riêng so với thực vật và động vật được gọi giới nấm Đặc điểm phân loại quan trọng phân chia nó thành giới riêng có rất nhiều nguyên nhân Nấm chưa cấu trúc mô, nấm có thể là đơn bào hoặc đa bào, không có chất diệp lục, chất dự trữ trong nấm không phải là tinh bột và glycogen như thực vật, động vật Nấm sinh sản bằng bào tử hoặc sinh sản sinh dưỡng (sợi nấm hay tơ nấm) Nấm là sinh vật hoại sinh chúng hấp thụ dinh dưỡng từ các thực vật hoặc động vật chết, một số ký sinh

Tơ nấm trong suốt không màu nhưng khi phát sinh bào tử có màu khác nhau (vàng, đỏ, đen, nâu ) nên người ta dễ nhầm lẫn màu của sợi nấm Với nhóm nấm lớn thì nấm mà ta thường gọi thực ra là quả thể của sợi nấm Quả thể có nhiều hình dạng và màu sắc khác nhau Một số nấm được biết đến có thể ăn được đã được chúng ta sử dụng từ lâu, nhưng vẫn còn rất nhiều loại nấm chưa xác định có độc tố rất mạnh nên chúng ta phải thật cẩn thận khi sử dụng những loại nấm lạ đặc biệt là có màu sắc sặc sỡ

Nấm là sinh vật không thể thiếu trong đời sống, không có nấm chu trình tuần hoàn vật chất sẽ bị mất một mắt xích quan trọng trong việc phân hủy chất bã hữu cơ Nấm còn đem lại nguồn thực phẩm giàu đạm, đầy đủ các acid amin thiết yếu, hàm lượng chất béo ít và là những acid béo chưa bão hòa do đó tốt cho sức khỏe, giá trị năng lượng cao, giàu khoáng chất và các vitamin Ngoài ra, trong nấm còn chứa nhiều hoạt chất có tính sinh học, góp phần ngăn ngừa và điều trị bệnh cho con người, vì hầu như các loài nấm ăn đều có tác dụng phòng ngừa chống u bướu

Hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu và phát hiện ra trong thành phần của nấm có những hoạt chất có dược tính rất mạnh với các căn bệnh nan y hiện nay như viêm gan, ung thư, HIV… Việc đưa vào sử dụng rộng rãi các chế phẩm được tách chiết từ nấm sẽ giúp con người khỏe mạnh và phòng chống được nhiều căn bạn tiềm ẩn nguy hiểm như cao huyết áp Các giống nấm được biết đến nhiều có thể nhắc đến như Linh Chi, nấm Lim, nấm Thượng Hoàng.

Nấm có hàm lượng đạm cao Hàm lượng đạm thô ở một số loại nấm như:

 Nấm mỡ hay nấm bún là 23,9 - 34,8%

 Nấm bào ngư là 10,5 - 30,4% (bào ngư mỏng pleurotussajor – caju là 9,9 – 26,6%)

Nấm có đầy đủ các acid amin thiết yếu như: isoleucine, leucine,lysine, methionine, phenylalanine, threonine, valine, tryptophan, histidine. Đặc biệt nấm giàu lysine và leucine, ít tryptophan và methionine Đối với nấm rơm khi còn non (dạng nút tròn) hàm lượng protein thô lên đến 30%, giảm chỉ còn 20% và bung dù Ngoài ra, tùy theo cơ chất trồng nấm mà hàm lượng đạm có thay đổi Nhìn chung, lượng đạm của nấm chỉ đứng sau thịt vàsữa, cao hơn các loại rau cải, ngũ cốc như khoai tây (7,6%), bắp cải (18,4%), lúa mạch (7,3%) và lúa mì (13,2%).

Chất béo có trong các loại nấm chiếm từ 1 - 10% trọng lượng khô của nấm, bao gồm các acid béo tự do, monoflycerid, diglycerid và triglyceride,serol,sterol ester, phos - phor lipid và có từ 72 - 85% acid béo thiết yếu chiếm từ 54 -76% tổng lượng chất béo.

- Nấm mỡ và nấm rơm là 69 -70%

Tổng lượng Carbohydrat và sợi: chiếm từ 51 - 88% trong nấm tươi và khoảng 4 - 20% trên trọng lượng nấm khô, bao gồm các đường pentose, methyl pentos, hexose, disaccharide, đường amin, đường rượu, đường acid. Thành phần chính của sợi nấm ăn là chitin, một polymer của n– acetylglucosamin, cấu tạo nên vách của tế bào nấm Sợi chiếm từ 3,7% ở nấm kim châm cho đến 11,9 - 19,8% ở các loại:

Khoáng chất và sinh tố:

Nấm cũng có chứa một số vitamin như: thiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), acid ascorbic (vitaminC)

Khoáng chất: Nấm ăn là nguồn cung cấp chất khoáng cần thiết cho cơ thể nguồn này lấy từ cơ chất trồng nấm, thành phần chủ yếu là kali, kế đến là phosphor, natri, calci và magnesium, các nguyên tố khoáng này chiếm từ

56 - 70% lượng tro Phosphor và calcium trong nấm luôn luôn cao hơn một số loại trái cây và rau cải Ngoài ra còn có các khoáng khác như sắt, đồng, kẽm, mangan, cobalt…

Giá trị năng lượng của nấm: Được tính trên 100 g nấm khô

- Nấm bào ngư xám: 345 - 367 Kcal

- Nấm bào ngư mỏng: 300 - 337 Kcal

- Nấm bào ngư trắng: 265 - 336 Kcal

- Nấm mèo (Mộc nhĩ) 347 - 384 Kcal

Nấm là loại thực phẩm được xếp vào loại rau sạch rất giàu dinh dưỡng, có thể thay thế thịt cá và là nguồn dược liệu quý Nấm có công dụng phòng ung thư, tăng cường sức khỏe, nhiều loại nấm quý còn vừa là món ăn ngon vừa là mỹ phẩm thiên nhiên không tác dụng phụ giúp chống lão hóa, dưỡng tóc, đẹp da

Theo các nhà khoa học nấm chứa 0,1g chất béo, 10 calo năng lượng, là nguồn cung cấp protein dồi dào, cân bằng nguồn dưỡng chất Đối với người ăn chay, nấm được sử dụng thường xuyên để bổ sung protein cho thể trạng Nấm được xem là nguyên liệu đa dạng, sử dụng trong nhiều món ăn vì chứa nguồn dinh dưỡng cao và dễ chế biến Không sử dụng các loại nấm lạ khi không nắm rõ nguồn gốc và tác hại của chúng.

Người Việt Nam thường dùng nấm trong thực phẩm hàng ngày gồm các loại nấm truyền thống như: nấm rơm, nấm mèo, nấm đông cô, nấm hương,nấm mối, nấm tràm… hay một số loại nấm được trồng, hoặc được sử dụng như: nấm mỡ, nấm bào ngư, nấm kim châm, nấm ngân nhĩ, nấm hầm thủ, nấm cẩm thạch Đây là loại thực phẩm bổ dưỡng và phù hợp với mọi lứa tuổi.

Nấm linh chi

Nấm Linh chi (tiếng Anh: Lingzhi mushroom) có tên khoa học là

Ganoderma Lucidum, thuộc họ Nấm Lim (Ganodermataceae) Nấm Linh chi còn có những tên khác như Tiên thảo, Nấm trường thọ, Vạn niên nhung

Nấm hóa gỗ sống một năm hay lâu năm Thế quả có dạng hình tròn, thận hay quạt, dày, đường kính từ 3-10cm, cuống dài hình trụ tròn hay bệt, có khi phân nhánh; mặt trên mũ có đường tròn đồng tâm, mép lượn sóng Bào tử hình bầu dục hoặc hình trứng, cụt dầu, màu gỉ sắt, có một mấu lồi và nhiều gai nhọn Toàn cây có màu nâu đỏ, màu dỏ vàng hoặc nâu đen

Chi Ganoderma Karsten có khoảng vài triệu loài trên thế giới, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á, châu Dại Dương và châu Mỹ Ở Việt Nam có 26 loài và một dưới loài

Nấm Linh chi thuộc nhóm nấm lớn, thường hoại sinh trên gỗ mục thuội đại diện của các họ, Caesalpiniaceae (lim, lim xẹt,muồng đen, me, …) và Fagaceae (một số loài thuộc các chi Quercus, Lythocapus,…) Môi trường sống của nấm thường ở rừng kín xanh ẩm, độ cao từ vài mét chục mét tới

Có thể tìm thấy nấm Linh chi ở hầu hết các tỉnh miền núi, từ Lào Cai (Sa Pa) đến Lâm Đồng (Lang Biang), có thể thấy nấm này mọc vào mùa mưa ẩm như vùng rừng thuộc Hương Sơn (Hà Tĩnh), vườn quốc gia Tam Đảo (Vĩnh Phúc)…

Nấm gồm hai phần : mũ nấm và cuống.mũ nấm hình bàn nguyệt hay hình thận, rộng 2-25cm, dài 3-30 cm, dày 0,5-2 cm, mặt trên bóng, màu nâu có vân đồng tâm, lượn sóng và vân tán xạ, mặt dưới nâu nhạt mang các ống rất nhỏ chứa bài tử Cuống hình trụ tròn, nâu bóng, kích thước 1-1,5 cm  15-20 cm (từ điển Bách khoa,1999)

1.2.4 Thành phần và tác dụng:

Nấm Linh chi là một dược liệu mà con người từ xa xưa đã biết dùng làm thuốc Trong "Thần nông bản thảo" xếp Linh chi vào loại siêu thượng phẩm hơn cả nhân sâm; trong "Bản thảo cương mục" coi Linh chi là loại thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc, cường tâm, kiện nảo (bổ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bổ dạ dày); gần đây các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật phát hiện nấm linh chi còn có tác dụng phòng và chống ung thư, chống lão hóa làm tăng tuổi thọ

Có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã định danh được các hoạt chất và xác định tác dụng dược lý của nấm linh chi như: Germanium, acid ganoderic, acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-D-glucan, (đặc biệt trong nấm Linh chi, có hàm lượng germanium cao hơn trong nhân sâm đến 5 - 8 lần) Các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy trong nấm Linh chi có chứa 21 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận hành và chuyển hóa của cơ thể như: đồng, sắt, kalium, magnesium, natrium, calcium

Theo y học cổ truyền, nấm linh chi có vị nhạt, tính ấm, có tác dụng tư bổ cường tráng, bổ can chí, an thần, tăng trí nhớ

Ngày nay người ta biết trong nấm Linh chi có germanium giúp tế bào hấp thụ oxy tốt hơn; polysaccharit làm tăng sự miễn dịch trong cơ thể, làm mạnh gan, diệt tế bào ung thư; acid ganodermic chống dị ứng, chống viêm

Các loại nấm Linh chi:

- Thanh chi (xanh) vị toan bình Giúp cho sáng mắt, giúp cho an thần , bổ can khí, nhân thứ, dùng lâu sẽ thấy thân thể nhẹ nhàng và thoải mái

- Xích chi (đỏ), có vị đắng, ích tâm khí, chủ vị, tăng trí tuệ

- Hắc chi (đen) ích thận khí, khiến cho đầu óc sản khoái và tinh tường

- Bạch chi (trắng) ích phế khí, làm trí nhớ dai

- Hoàng chi (vàng) ích tì khí, trung hòa, an thần

- Tử chi (tím đỏ) bảo thần, làm cứng gân cốt, ích tinh, da tươi đẹp.

Tiềm năng kinh tế

Ngành sản xuất nấm ăn đã hình thành và phát triển trên thế giới từ hàng trăm năm nay Hiện nay, người ta đã biết có khoảng 2.000 loài nấm ăn được, trong đó có 80 loại nấm ăn ngon và được nghiên cứu nuôi trồng nhân tạo Ở Việt Nam, tổng sản lượng các loài nấm ăn và dược liệu năm 2009 đạt trên 250.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 60 triệu USD chủ yếu là mộc nhĩ, nấm rơm, nấm mỡ Ngược lại, chúng ta nhập khẩu khá nhiều loại nấm như: nấm đùi gà, nấm kim châm, trân châu, ngọc châm, linh chi, nấm hương, đông trùng hạ thảo… từ Trung Quốc, Đài Loan

Những năm gần đây, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ NN-PTNT đã giao cho Trung tâm Công nghệ sinh học thực vật thuộc Viện Di truyền nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu phát triển sản xuất các loại nấm ăn và nấm dược liệu. Theo đánh giá của Trung tâm, Việt Nam là quốc gia có nhiều điều kiện để phát triển ngành sản xuất nấm

Thực tế là nước ta có nguồn nguyên liệu trồng nấm rất sẵn như: rơm rạ, mùn cưa, thân cây gỗ, thân lõi ngô, bông phế loại của các nhà máy dệt, bã mía của các nhà máy đường… Ước tính cả nước có trên 40 triệu tấn nguyên liệu và nếu chỉ cần sử dụng khoảng 10-15% lượng nguyên liệu này để nuôi trồng nấm đã có thể tạo ra trên 1 triệu tấn nấm/năm và hàng trăm ngàn tấn phân hữu cơ Thế nhưng ở Việt Nam, phần lớn rơm rạ sau khi thu hoạch lúa đều bị đốt bỏ ngoài đồng ruộng hoặc ném xuống kênh, rạch, sông ngòi Vì thế, phát triển nghề sản xuất nấm ăn, nấm dược liệu còn có ý nghĩa lớn trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường

Qua quá trình nghiên cứu, nhiều viện, trường, trung tâm đã chọn, tạo được một số giống nấm ăn, nấm dược liệu có khả năng thích ứng với môi trường Việt Nam, cho năng suất khá cao Đồng thời các tiến bộ kỹ thuật về nuôi trồng, chăm sóc, bảo quản và chế biến nấm ngày càng được hoàn thiện. Trình độ và kinh nghiệm của người nông dân cũng không ngừng được nâng lên nên năng suất trung bình của các loài nấm đang nuôi trồng ở nước ta đã cao gấp 1,5-3 lần so với 10 năm về trước Hơn nữa, vốn đầu tư để trồng nấm so với các ngành sản xuất khác không lớn, vì đầu vào chủ yếu là rơm rạ và công lao động (chiếm khoảng 70-80% giá thành một đơn vị sản phẩm) Nếu tính trung bình để giải quyết việc làm cho một lao động chuyên trồng nấm ở nông thôn hiện nay có mức thu nhập từ 2,5-3 triệu đồng/tháng chỉ cần số vốn đầu tư ban đầu khoảng 30 triệu đồng và 100m 2 diện tích nhà xưởng

Một điểm thuận lợi khác là thị trường tiêu thụ nấm trong nước và xuất khẩu ngày càng được mở rộng Giá bán buôn nấm tươi tại các tỉnh, thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Lạng Sơn khá cao ( dao động từ 20.000-40.000đ/ kg tuỳ từng loại) Ngoài giá trị dinh dưỡng (giàu protein, glucid, lipid, các axit amin, vitamin, khoáng chất… trong nấm còn có các hoạt tính sinh học (các chất đa đường, axit nucleic ) nên nấm được coi là “rau sạch”, “thịt sạch” và là

“thực phẩm thuốc” Vì lẽ đó, nhu cầu ăn nấm của nhân dân đang ngày càng tăng Trên thị trường quốc tế, sản phẩm nấm mỡ, nấm rơm muối, sấy khô,đóng hộp của Việt Nam chưa cung ứng đủ.

Nhu cầu sấy khô

Hầu hết các loại nấm sau khi thu hoạch muốn được bảo quản lâu và vận chuyển đi xa dễ dàng đều phải sấy khô

Nấm sấy dùng làm thực phẩm ăn hàng ngày: hiện nay trên thị trường có rất nhiều mặt hàng nấm sấy như: nấm đông cô sấy, nấm rơm, nấm đùi gà sấy, nấm mỡ sấy, nấm hương Nấm sấy nói chung cũng được chia thành rất nhiều loại như nấm sấy dẻo, nấm sấy giòn Nấm sấy dẻo có thể được dùng để chiên, xào, nấu canh làm thành các món chay hay món mặn phong phú đa dạng

Nấm sấy dùng làm dược liệu như: nấm linh chi, đông trùng hạ thảo,nấm hương…

Có lẽ cách phổ biến nhất để sử dụng nấm dược liệu là hãm thành trà hoặc sắc thuốc Ngoài ra, nấm có thể được ngâm rượu, ngâm mật ong để sử dụng

Nấm dược liệu còn được chiết xuất và là thành phần của các sản phẩm chăm sóc sức khỏe như viên nang, thực phẩm bổ sung, trà công thức…

Ngoài ra, chúng còn được đưa vào ẩm thực (nấm tươi hoặc khô), việc sử dụng nấm góp phần xây dựng chế độ ăn lành mạnh, có lợi cho sức khỏe.

Quy trình công nghệ sấy nấm

1.5.1 Vị trí địa lý, điều kiện đất đai, khí hậu khu vực thực hiện. a) Vị trí địa lý: An Giang

 Thuộc vùng ĐBSCL có sông Tiền và sông Hậu chảy qua Phía đông Bắc giáp tỉnh Đồng Tháp, tây giáp Campuchia dài 100km biên giới, tây nam giáp Kiên Giang và đông giáp Cần Thơ.

 Là trùng tâm kinh tế thương mại giữa 3 thành phố lớn Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Phnompenh, là cửa ngõ giao thương có từ lâu đời vùng ĐBSCL, TP HCM với các nước tiểu vùng sông Mê kong b) Khí hậu, thủy văn:

 Có 2 mùa: mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

 Nhiệt độ trung bình 27 ℃ cao nhất 35 – 36 ℃ vào tháng 4-5, nhiệt độ thấp nhất 20 - 21 ℃ vào tháng 12 – 1 năm sau

 Có số giờ nắng trong năm kỉ lục cả nước

1.5.2 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. Để bảo được hoặc dùng để chế biến các sản phẩm có chất lượng cao, các loại nông sản cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến. Để thực hiện quá trình sấy, có thể dùng nhiều hệ thống sấy khác nhau : hầm sấy, buồng sấy, sấy chân không, sấy lạnh,…Mỗi chế độ công nghệ sấy khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của sản phẩm.

Dưới đây là một số hệ thống sấy phù hợp nhất cho việc sấy nấm

 Thiết bị sấy hầm: được dung khá rộng rãi trong công nghiệp, dung để sấy các vật liệu dạng hạt, cục, lát,…với năng suất cao, dễ dàng cơ giới hóa, vật liệu được đưa vào liên tục d c

Hình 1.1 Hệ thống sấy hầm

Hầm sấy thường dài 10 – 15m hoặc lớn hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào xe goong và khay tải vật liệu sấy.

 Thiết bị sấy băng tải: dung để sấy các vật liệu như rau quả, ngũ cốc, than đá,…Cấu tạo gồm một phòng hình chữ nhật, trong đó có một vài băng tải chuyển động nhờ tay quay, các băng tải này tựa trên các con lăn để không bị võng xuống.

Hình 1.2 Hệ thống sấy băng tải

 Thiết bị sấy buồng: dung sấy các vật liệu dạng hạt, cục, tấm,… Cấu tạo chủ yếu của hệ thống là buồng sấy, trong buồng sấy có bố trí các thiết bị giá đỡ gọi chung là thiết bị chuyên tải Nhược điểm là năng xuất nhỏ.

Hình 1.3 Hệ thống sấy buồng

Chọn dùng thiết bị sấy buồng, là thiết bị chuyên dụng để sấy các vật liệu có dạng cục, hạt hoặc lát với năng xuất không lớn lắm Thiết bị sấy buồng là thiết bị làm việc theo chu kỳ Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp giữa có cách nhiệt hoặc đơn giản xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không Do yêu cầu về an toàn thực phẩm, ta chọn buồng sấy làm bằng thép có cách nhiệt.

Kỹ thuật sấy nấm

Phương pháp sấy Nấm Rơm khô thông thường sẽ được dùng cách sấy nóng để đảm bảo giá thành tốt nhất và sấy nhanh nhất, hàm lượng dinh dưỡng chỉ mất đi một phần nhỏ

Nguyên tắc căn bản của việc phơi sấy nấm khô

– Kỹ thuật sấy nấm không sấy khô kiệt mà vẫn giữ lại độ ẩm từ 12 – 14%

– Khi sấy nấm phải theo nguyên tắc hơi nóng đi qua nấm hoặc nấm chuyển động trong không khí nóng để rút nước ở nấm

– Người ta đã thấy rằng:

1 m 3 không khí 15 ℃ có thể khử được 12g hơi nước

Vì vậy ta có thể tính được lượng không khí nóng cần cung cấp để điều chỉnh tốc độ gió và thiết kế dung tích lò

– Sự chuyển vận của hơi nóng quanh nấm phải được lưu thông tốt Vì hơi nóng hút ẩm từ nấm và nhanh chóng trở nên no nước Nếu không được lưu thông hơi nóng này không hút thêm được nước nữa và có thể làm ướt, thậm chí có hiện tượng đọng nước làm nấm bị mốc ngay trong lò sấy

– Hơi nóng bao giờ cũng đi lên trên hoặc đi về phía lạnh vừa chuyển động vừa lấy nước ở nấm trở thành lạnh và nặng hơn do đó có chiều hướng đi xuống Để cho khí lạnh ẩm này dễ lưu thông, khi phơi nấm ngoài trời không nên đặt trực tiếp xuống đất Cần phơi trên khay thưa đặt cách mặt sân ít nhất

10 – 15cm Dùng khay có lỗ hoặc có nan thưa để đựng nấm đưa vào sấy

Các loại nấm ăn và nấm dược liệu giàu chất đạm (protein chiếm tới 25-40% chất khô), các acide amin, vitamin, chất khoáng và các chất có hoạt tính sinh học Trung bình 1kg nấm tươi có 0,8-0,9kg nước, nấm rất nhanh chóng bị các loại vi khuẩn, nấm mốc phân hủy.Vì vậy, kể từ khi hái đến quá trình bảo quản, sơ chế, tiêu thụ phải thực hiện theo một quy trình nghiêm ngặt Mỗi loại nấm có màu sắc, hình dáng, cấu tạo khác nhau nên khi phơi, sấy phải đảm bảo nguyên tắc chung là: nấm giữ được mùi (hương vị) đặc trưng, màu sắc tự nhiên, độ ẩm trong nấm từ 10- 12%, tuyệt đối không có nấm mốc, vi khuẩn và các chất độc tố trong nấm Nấm đã phơi, sấy khô phù hợp với thị hiếu của khách hàng (người tiêu dùng) Sau khi đã phơi, sấy nấm khô phải được bảo quản tốt để nấm không bị hư hỏng do vi khuẩn, nấm mốc, động vật, côn trùng… gây hại Thời gian bảo quản tốt nhất đảm bảo từ 12-24 tháng nhưng nấm vẫn giữ được chất lượng phục vụ nhu cầu tiêu dùng nội địa và xuất khẩu.

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

Chọn chế độ sấy

- Nhiệt độ TNS vào, ra: t 1 I

- Nhiệt độ TNS vào, ra: t 1 II

- Nhiệt độ TNS vào, ra: t 1 III e ℃ , t 2 III

Tính cân bằng ẩm

Lượng ẩm bốc hơi của 1 mẻ :

Lưu lượng vật liệu sấy đi vào: G1 =G2 + W = 100 kg/mẻ

Lưu lượng vật liệu sấy đi vào: G1 =G2 + W = 30,31 kg/mẻ

Lưu lượng vật liệu sấy đi vào: G1 =G2 + W = 11,828 kg/mẻ

Thông số TNS trước quá trình sấy

- Nhiệt độ không khí vào calorifer: t 0 ' ℃

- Độ ẩm không khí φ 0 % Áp suất bão hoà:

P 0max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 ¿ ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 27 ) =0,0355 ¯ ¿ Độ chứa hơi: d 0 =0,621 φ 0 P omax

Xây dựng quá trình sấy lý thuyết

Đồ thị quá trình sấy lý thuyết

+ Điểm 1: Độ chứa hơi: d 1 = d 0 =0,0182 kgam/ kg Áp suất bão hoà:

P 1max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 1 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 40 ) =0,0732 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối:

Enthanpy: I 2 = I 1 kJ / kg Độ chứa hơi: d 2 = I 2 −1,004 t 2

2500+1,842.33,5 =0,0209 kgam /kg Áp suất bão hoà:

P 2max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 2 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 33,5 ) = 0,0732 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối: φ 2 = d 2

287.(273+t 2 ) =1,0998 kg / m 3 t ( ℃ ¿ d ( kgam /kg ¿ I ( kJ / kg ¿ φ % ρ ( kg / m 3 ¿ Điểm 1 40 0,0182 87 38,89 1,1129 Điểm 2 33,5 0,0209 87 64,34 1,0998

P 1max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 1 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 55 ) =0,1557 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối:

Enthanpy: I 2 = I 1 2,546 kJ / kg Độ chứa hơi: d 2 = I 2 −1,004 t 2

2500+1,842.43 =0,0231 kgam/ kg Áp suất bão hoà:

P 2max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 2 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 43 ) =0,08565 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối: φ 2 = d 2

287.(273+t 2 ) =1,0631 kg / m 3 t ( ℃ ¿ d ( kgam /kg ¿ I ( kJ / kg ¿ φ % ρ ( kg / m 3 ¿ Điểm 1 55 0,0182 102,546 18,289 1,062 Điểm 2 43 0,0231 102,546 41,88 1,0631

P 1max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 1 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 65 ) = 0,2469 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối:

Enthanpy: I 2 = I 1 2,939 kJ / kg Độ chứa hơi: d 2 = I 2 −1,004 t 2

2500+1,842.45 =0,0263 kgam/ kg Áp suất bão hoà:

P 2max =exp ( 12− 235,5+ 4026,42 t 2 ) = ex p ( 12− 235,5+ 4026,42 45 ) =0,09495 ¯ ¿ Độ ẩm tương đối: φ 2 = d 2

287.(273+t 2 ) =1,0512 kg / m 3 t ( ℃ ¿ d ( kgam /kg ¿ I ( kJ / kg ¿ φ % ρ ( kg / m 3 ¿ Điểm 1 65 0,0182 112,939 11,53 1,0306 Điểm 2 45 0,0263 112,939 42,8 1,0512

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC

Kích thước cơ bản của buồng sấy

Khối lượng riêng của nấm là: ρ = 200 kg / m 3

Khối lượng sản phẩm sấy: G = 100 kg

Tổng diện tích lý thuyết:

Tổng diện tích sử dụng thực tế là :

Khay sấy làm bằng inox 304 dày 0,6mm và lưới đan inox 304

- Chiều rộng khay R= 600 mm Khối lượng khay sấy: 2,26 kg

Số khay cần dùng là: F F T k = 27,78 0,48 = = 57,875 vậy cần khoảng 58 khay sấy

 Vậy chọn tổng số khay là 60 khay

- Tủ sấy được thiết kế và xây dựng:

Các khay sấy được bố trí trên khung đỡ khay sấy Kích thước khung được tính toán thiết kế trên cơ sở số khay sấy và kích thước khay sấy.

Chọn khoảng cách giữa 2 khay sấy là 80mm

Vật liệu chế tạo khung đỡ khay sấy là thép không gỉ loại hộp vuông 30 mm x 30 mm Như vậy khung đỡ khay có kích thước: dài x rộng x cao = 862 x

Khay sấy có 4 bánh xe với phi bằng 100mm

- Kích thước buồng sấy Theo thực nghiệm, với khối lượng nấm ban đầu là 100Kg/mẻ thì ta chọn hệ thống sấy với kích thước như sau:

- Kích thước khung chứa khay: 1400x862x660

- Số khung đỡ khay sấy: 4 ( mỗi khung 15 khay sấy )

- Khối lượng khung đỡ 9,3 kg

Tổng diện tích xung quanh buồng sấy là :

- Chiều dày tấm inox làm vỏ tủ là 0,6mm

- Chiều dày lớp bảo ôn là 20mm

Tính lượng nhiệt tiêu tốn qua quá trình sấy

Lượng không khí tiêu hao lý thuyết: l 0 = 1 d 2 − d 0 = 1

Lưu lượng không khí lý thuyết:

Tiêu hao nhiệt lý thuyết:

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

Lưu lượng thể tích không khí khô vào: V1= 2,148 m 3 /s

Tiết diện thông gió của tủ là:

Tốc độ tối thiểu của TNS v= V1/ Ftg = 1,35 m/s

Hình 3.3 Sơ bộ kết cấu vách a) Tổn thất qua vách buồng sấy.

Chọn vật liệu mặt trong và ngoài của vách là inox 304 với độ dày σ=0,0006m và hệ số dẫn nhiệt λinox = 16,2 W/ inox = 16,2 W/ m 2 k

Với lớp cách nhiệt làm bằng sợi thủy tinh với độ dày

soi  và hệ số dẫn nhiệt soi 0,051 /W m K2 Vận tốc TNS: v=1,35 m/s

Hệ số dẫn nhiệt theo thực nghiệm: α 1=6,15 +4,17 v=6,15 +4,17 x 1,708,27 W / m2 K

Diện tích vách buồng sấy:

Tổn thất nhiệt qua vách được tính theo CT:

Ta có t f 1là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: tf 1=0,5 (t 1+t 2)=0,5(40+ 35)6,75° C

Có t f 2 là nhiệt độ môi trường t f 2 = t 0 = 27 °C

Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và mặt trong của tường bằng: ( chọn tw1 = 33,51 °C ) q 1 =1,715(tf 1−tw 1) 1,333 =1,715 x (36,75−34,04) 1,333 =8,219 w/ m 2

- Mật độ dòng nhiệt q2: q 2= ∑ t=0 n λ δ (tw 1−tw 2) ta có: ∑ t =0 n λ δ = 0,0006

0,05 =0,4 ionx 304 với σ =0,0006m và hệ số dẫn nhiệt λ inox = 16,2 W/ m 2 k

Với lớp cách nhiệt làm bằng sợi thủy tinh với độ dày:

soi  và hệ số dẫn nhiệt soi 0,051 /W m K2

- Mật độ dòng nhiệt đối lưu tự nhiên của ngoài tường với không khí xung quanh q 3: q3 = 1,715(tw 2−tf 2) 1,333 = 1,715(30,2224−27) 1,333 = 8,1595 w/ m 2

- Độ sai lệch ∆ q= q 1−q 3=8,219−8,1595=0,0595hợp lý α 2=(30,2224−27) 0,333 1,715 = 2,532 (W/ m 2 k )

- Vậy tổn thất qua vách:

Q v = 3,6 K F V ( t f 2 −t f 1 )=3,6.1,1365 8,16 (36,75− 27)25,532 KJ /h b) Tổn thất qua trần.

- Hệ số truyền nhiệt a tr =1,3 α 2=1,3.2,532 =3,2918 (W/ m 2 k )

- Hệ số truyền nhiệt k tr =

1 1 α 1 +2 σinox λinox + αsoi λsoi + 1 α tr

- Tổn thất qua trần là :

Qtr=3,6 Ktr Ftr ( tf 1 – tf 2)=3,6.1,269.3,564 (36,75−27)8,606 KJ /h c) Tổn thất qua cửa.

- Hệ số truyền nhiệt: Kcua= K =1,1365 (W/ m 2 k )

- Tổn thất qua cửa là :

Qcua=3,6 Fcua Kcua [(t 1 – t 0)+(t 2 – t 0)]=3,6.3,3 1,1365 [(40−27)+(35 – 27)] ¿ 263,291 KJ /h d) Tổn thất qua nền bằng tổn thất qua trần

Qtr=Qnen8,606 KJ / h e) Tổng tổn thất qua kết cấu bao che.

Qbc=Qv +Qtr +Qcua +Qnen25,532+ 158,606+ 263,291+158,606 ¿ 906,035 KJ /h

Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy

QV =G 2Cv (tv 2−tv 1)0.3,2372 (38,5 – 27)28 kJ

CV =CVK ( 1−2)+Ca 2=1,32 (1− 0,67 )+ 4,1816.0 67=3,2372 KJ / KgK tv 1=¿' tv 2=t 2−(5−10)3,5+ 58,5 ℃

Nhiệt do tác nhân sấy mang đi

3.6 Tổn thất qua thiết bị chuyền tải

Qct =Gct Cct ( tct 2−tct 1)= (9,3.4 +2,26.60).460.( 33,5 – 27)

3.7 Tổng nhiệt tiêu tốn trong quá trình sấy

3.8 Cân bằng nhiệt ẩm cho quá trình sấy thực

3.8.1 Delta của quá trình sấy thực

3.8.2 Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực

Cân bằng nhiệt ẩm cho quá trình sấy thực

3.8.1 Delta của quá trình sấy thực

3.8.2 Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực

3.8.3 Lượng không khí khô thực tế. l= d 1

Do giai đoạn II và III có tổn thất nhỏ nên ta dùng giai đoạn I để tính toán chính và điều chỉnh cho giai đoạn II, III.

Hình 3.4 Đồ thị không khí biểu diễn quá trình sấy

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ

Tính toán thiết kế calorifer

- Sử dụng hơi ở áp suất P N =¿5 bar có nhiệt độ ngưng tụ t N 2℃ , nhiệt ẩn ngưng tụ của hơi nước là r = 2109 KJ/Kg.

4.1.1 Công suất nhiệt của calorife: Q cal = Q s n cal = Q I n cal

4.1.2 Tiêu hao hơi nước ở calorife

D= Q cal i h −i ' kg/s i h là entanpi của hơi nước vào calorife Đây là hơi bão hòa khô ở 5 bar vậy i h =i ' ' '49 KJ / Kg i ' là entanpi của hơi nước bão hòa, i ' d0 KJ / Kg

4.1.3 Tính diện tích trao đổi nhiệt của calorifer

- Chọn ống thép dẫn hơi có d d 2

= 23 17,46 mm , độ dày ống 2,77mm ống xếp so le với nước ống ngang S1=1,8.d2Bmm, bước ống dọc S2 1,6.d2= 37mm.

- Chọn cánh được làm bằng đồng có hệ số dấn nhiệt λ c 0 w mk

Chiều dày cánh δ c =1 mm Đường kính cánh là dc8mm Bước cánh là Sc 3,5mm.

Xác định diện tích bề mặt ngoài của các ống có cánh là:

∆ t 2 =t N −t 1 2− 402 k Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình Logarith:

Hệ số trao đổi nhiệt vưới diện tích mặt ngoài có cánh F2 được tính khi bỏ qua điện trở dẫn nhiệt vách ống k F2 =

Trong đó: ε c là hệ số làm cánh, với cánh tròn thì xác định như sau: ε c =1+ d 2 c −d 2 2

2.17,46 3,5 =7,49 α 1 là hệ số trao dổi nhiệt đối lưu của hơi ngưng với bề mặt trong của ống : α 1 =1,2 α n =1,2.¿

Với hơi nước bão hòa ngưng ở 152 ℃ ta có: ρ hơi = 915 kg/ m 3 λh,4 10 −2 w/ mk r !09 KJ / Kg μ= 183,84.10 −6 Ns/ m 2

H: chiều cao ống, chọn calorifer có chiều cao ống 0,75mu0mm

Số cánh trên chiều dài 1m ống là: n c = l

∆ t N = t N −t w là độ chênh lệch giữa hơi ngưng với nhiệt độ vách trong của ống

Ta giả thiết ∆ t N =2,6 K α 1 =1,2 α n =1,2.¿ W/ m 2 k α 2 : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài ống được tính qua α 2 =α c n s

Với α c là hệ số tỏa nhiệt của không khí với cánh, được xác định:

Do ống bố trí so le nên hệ số C= 45

Tốc độ không khí tại khe hẹp của cánh là : ω= ω 0

Tốc độ của TNS (không khí ) đi vào calorifer là: 1,35 m/s ω= ω 0

Nhiệt độ trung bình của không khí qua calorifer t tb = t 0 −t 1

Dựa vào bảng ta có thông số vật lý của không khí như sau : ρ kk =1,152 kg/m 3

F 02 là diện tích bề mặt ống trơn không cánh với chiều dài 1m :

Diện tích phần ống trơn không phủ cánh là:

Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của ống với dòng khí chuyển động cắt ngang qua là :

Vì vậy hệ số tỏa nhiệt của không khí với cánh là: α c =C λ kk d 2

ℜ 0.625 ¿W/ m 2 k ƞ s là hệ số hiệu quả làm cánh ƞ s =1−(1−ƞ c ) F C

Hiệu suất cánh ƞ c được tra trên đồ thị theo dc/d2=1,65 và tích số β h= √ λ 2.α C δ c C h= √ 110.0.001 2.54,48 0,0085=0,267

Hệ số trao đổi nhiệt với diện tích mặt ngoài có cánh F 2 được tính khi bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt qua vách ống ( δ λ ¿ là: k F2 = 1 ε c α 1 + 1 α 2

Khi kể tới bám bụi bẩn ở cánh cũng như đóng cặn của hơi nước bên trong ống ta có hệ số trao đổi nhiệt tính với hệ số bán bẩn φ =0,85 k F2 t =k F2 φF,59.0,859,6 W /m 2 k

Do vậy diện tích trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của cánh là:

Diện tích trao đổi nhiệt bề mặt trong của các ống là:

4.1.4 Tính thiết kế kích thước hình học của calorifer:

Tổng số ống n với l=1m là: n= π d F 1

Chọn số hàng ống là z = 5

Số ống trong 1 dãy là : m= n z = 52 4 Ở phía 2 đầu của chùm ống có đặt các ống góp hơi vào ống góp lỏng Ta lựa chọn đường kính của 2 ống góp này có d1/d0= 70/75 mm

4.1.5 Tính toán tổn thất áp suất của dòng không khí (TNS) chuyển động cắt ngang qua calorifer:

Trở lực của không khí bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ được tính gần đúng theo:

Z: số dãy ống, ở đây Z=5 ω tốc độ của dòng khí qua khe hẹp của calorifer, ω=4,2 m /s ρ =1,06 kg/ m 3 khối lượng riêng của không khí ξ hệ số trở lực, với trùm ống so le được xác định: ξ= 0,72 ℜ −0.245 ¿

4.2 Tính toán trở lực và chọn quạt

Lưu lượng không khí tính toán là lưu lượng thể tích lớn nhất V = 6988 m 3 /h.

Tốc độ không khí tại các tiết diện tương ứng được xác định theo công thức quen thuộc sau:

V kk = V 1 f ở đây f là diện tích tiết diện tính toán tương ứng Hệ số trở lực ma sát khi không khí chuyển động trên bề mặt vật liệu sấy được lấy theo kinh nghiệm λinox = 16,2 W/ 0,05.

Tổn thất áp suất do ma sát của không khí chuyển động trên bề mặt vật vật liệu sấy là:

Thứ tự Vị trí tính toán

Chiều dài L(m) Đường kính dtd

Hệ số trở lực ma sát

Hệ số trở lực Tổn thất áp suất

L - chiều dài xếp vật liệu ;

 - khối lượng riêng của không khí trong buồng sấy;

W - tốc độ của không khí trong buồng sấy.

Tổn thất áp suất cục bộ được xác định theo công thức: ∆ p c = ∑ ξ ρ ω

 là tổng các hệ số trở lực cục bộ. Ở đây: quạt được nối trực tiếp với động cơ nên  td = 1 Hệ số dự phòng φ 1,3.

 là tổng các hệ số trở lực cục bộ.

Các kết quả tính toán được đưa ra trong bảng Kết quả ta được tổng tổn thất áp suất thực tế ∆ P g,13 N / m 2

Chế độ làm việc có hiệu suất  = 0,8

Công suất động cơ chạy quạt là:

Chọn quạt bằng ứng dựng Fantech ta được:

KẾT LUẬN Để hoàn thành đồ án “Thiết kế hệ thống sấy buồng gia nhiệt bằng calorifer”, trước hết em tìm hiểu về vật liệu sấy – Nấm, bao gồm nguồn gốc, đặc điểm, tính chất, thành phần, sau đó tìm hiểu về những công nghệ sấy có thể sử dụng trong công nghệ sấy thực phẩm Thông qua phân tích ưu điểm, nhược điểm của các hệ thống sấy, có thể thấy hệ thống sấy buồng dùng calorifer phù hợp với sấy nấm Từ đó em đã tiến hành tính toán, xây dựng hệ thống sấy với năng suất 100 kg/mẻ.

Trong thực tế đã có những thử nghiệm với hệ thống sấy này cho ra kết quả rất khả quan, dùng cách sấy nóng để đảm bảo giá thành tốt nhất và sấy nhanh nhất, hàm lượng dinh dưỡng chỉ mất đi một phần nhỏ.

Trong tương lai, có thể tiếp tục phát triển mô hình sấy này với quy mô rộng hơn, nhiều tính năng mới vượt trội hơn, đặc biệt nghiên cứu hoàn thiện công nghệ, nâng cao khả năng tự động hóa.

Dưới sự hướng dẫn tận tình của TS Lê Kiều hiệp, đồ án thiết kế hệ thống sấy của em đã được hoàn thành Trong quá trình hoàn thành đồ án, em đã tiếp thu được thêm nhiều kiến thức mới về nấm và các hệ thống sấy Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đồ án có hạn và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những sai sót, em mong thầy cô sẽ góp ý, chỉ bảo thêm để em có thêm kiến thức và nắm vững chuyên ngành.

Em xin chân thành cảm ơn

Tính trở lực và chọn quạt

[1] PGS.TS Đặng Trần Thọ, (2022), Slide bài giảng môn Truyền chất và cơ sở kỹ thuật sấy.

[2] PGS.TS Hoàng Văn Chước, (2006), Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

[3] PGS.TS Trần Văn Phú, (2009), Tính toán thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục.

[4] P.B.Hai, Thiết bị trao đổi nhiệt, NXB khoa học và kỹ thuật.

[5] TS Lê Kiều Hiệp, (2019), Slide bài giảng môn truyền nhiệt.

[6] https://maysaylosay.com/ky-thuat-say-nam/

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	743,17 KB