đồ án môn học tính toán thiết kế hệ thống thiết bị hầm sấy nấm rơm năng suất 220 kg sản phẩm h

Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiềuthiết bị như thiết bị sấy hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…, thiết bị đốt nóngtác nhân clorifer hoặc thiết bị làm lạnh

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG HOÁ VÀ KHOA HỌC SỰ SỐNG KHOA K THUÂT THỰC PHM

1 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1 Tổng quan về phương pháp sấy

1.1 Bản chất của sấy

1.2 Phân loại

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

1.4 Nguyên lý của quá trình sấy

1.5 Các loại tác nhân sấy

2 Tổng quan về thiết bị

2.2 Thiết bị sấy bức xạ

2.3 Thiết bị sấy tiếp xúc ( sấy rang )

2.4 Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần

3 Tổng quan về nguyên liệu

3.1 Giới thiệu chung về nấm

3.2 Nấm rơm

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG HẦM SẤY

1 Tính toán các thông số cơ bản của vật liệu

2 Tính toán quá trình sấy lí thuyết

2.1 Trạng thái không khí bên ngoài (điểm A )

2.2 Trạng thái không khí vào hầm sấy ( điểm B )

2.3 Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy ( điểm C)

3 Xác định các kích thướng cơ bản của hầm sấy

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT HẦM SẤY

1 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi

2 Tổn thất do thiết bị truyền tải

3 Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh qua kết cấu bao che của hầm sấy

2.3.1 Tổn thất nhiệt qua hai tường bên tính theo công thức:

2.3.2 Tổn thất qua trần

2.3.3 Tổn thất nhiệt qua cửa hầm

2.3.4 Tổn thất qua nền hầm sấy

2.3.5 Tổng tổn thất qua kết cấu rời bao che

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC

1 Thông số trạng thái của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực:

2 Tiêu hao thực tế của không khí

3 Tính toán cân bằng nhiệt

4 Kiểm tra lại giả thiết tốc độ tác nhân sấy

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

1 Tính toán chọn caloriphe

2 Tính toán chọn quạt

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nôngnghiệp Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiềuthiết bị như thiết bị sấy (hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…), thiết bị đốt nóngtác nhân (clorifer) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm và một

số thiết bị phụ như hầm đốt, xyclon, v.v… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bịthực hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy

Hầm sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất Nếu hệ thốngsấy hầm là hệ thống sấy từng mẻ, năng suất không lớn và có thể tổ chức cho tácnhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức thì hệ thống sấy hầm có năng suất lớnhơn, có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục và luôn luôn là hệ thống sấy đối lưucưỡng bức

Sản phẩm sau quá trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảoquản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Ví dụ điểnhình là sắn (khoai mì), do ứng dụng rộng rãi của nó trong sản xuất thực phẩm,thức ăn chăn nuôi, xuất khẩu… mà khối lượng được sử dụng là rất lớn nên việcchế biến và bảo quản rất quan trọng Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thốngsấy sắn phù hợp nhằm tạo ra sản phẩm sấy có chất lượng cao với giá thành chếtạo và chi phí sấy thấp là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rất lớn và cũng là nhu cầucấp thiết để ổn định và phát triển cây vải trong giai đoạn hiện nay

Để có một cái nhìn trực quan và thực tế hơn, trong quá trình làm đồ án, em đãđược giao đề tài cụ thể là “thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy nấm rơm vớinăng suất 220kg/h”

Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đàosâu chuyên ngành, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em khôngthể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế Em xin chân thành cảm ơn sự giúp

đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS.Phạm Ngọc Hưng để em có thể hoànthành đồ án này

1.2 Phân loại

Phân loại theo tác nhân sấy

Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió, Phương pháp này thời gian sấydài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệu sấycòn khá lớn, phụ thuộc vào khí hậu

Sấy nhân tạo: quá trình cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng các tác nhân sấy nhưkhói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt, và nó được hút ra khỏi thiết bị khi sấyxong Quá trình nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên

Phân loại theo phương thức truyền nhiệt

- Phương pháp sấy đối lưu: trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt

từ một dịch thể nóng mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò Đây làloại hệ thống sấy phổ biến hơn cả Trong hệ thống này người ta lại phân ra cácloại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thốngsấy tháp, hệ thống sấy khí động,

- Phương pháp sấy bức xạ: trong phương pháp sấy này, vật liệu sấy nhậnnhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt

và từ bề mặt khuếch tán vào môi trường Rõ ràng, trong hệ thống sấy bức xạ,người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu và môi trườngchỉ bằng cách đốt nóng vật

- Phương pháp sấy tiếp xúc: vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng.Trong các hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp nhờ tăngphân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Chúng ta thường gặp hệ thống sấy

lô, hệ thống sấy tang,

- Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần: nguồn nhiệt cung cấpcho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làmvật nóng lên

- Phương pháp sấy thăng hoa: sấy trong môi trường có độ chân không rấtcao, nhiệt độ rất thấp m tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái

rắn thành trạng thái hơi không qua trạng thái lỏng

- Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổivào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định hạt khôđược tháo ra ngoài

- Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy dạng lỏng

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí: Trong các điều kiện khác nhau không đổinhư độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc

độ sấy Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sảnphẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bềngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài.Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làmkhô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Khi sấy ở những nhiệt

độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau Nếu nhiệt độ cao hơnnữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảmquan của sản phẩm

Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí: Tốc độ chuyển động của khôngkhí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đềukhông có lợi cho quá trình sấy Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khógiữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá t–nh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽlàm cho quá trình sấy chậm lại Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trìnhlàm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rấtnhanh

Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm tương đối của khôngkhí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm củakhông khí càng lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại

Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệuKích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng bé,càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá

bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy vỡ

Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người tachọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học củanguyên liệu như: nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắchay lỏng lẻo

1.4 Nguyên lý của quá trình sấy

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phứctạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắnđồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp nghĩa là quátrình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi sau đó tách pha

hơi ra khỏi vậy liệu ban đầu Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ởtrong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tan chuyển phanày chỉ xảy ra khi áp xuất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phầncủa hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốc của toàn bộ quátrình được quy định bởi giai đoạn nào là chậm nhất Ngoài ra tùy theo phươngpháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từtrong vật liệu sấy ra ngoài bề mặt vật liệu sấy.

Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rấtlớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất là thông số cơbản của quá trình sấy

Sơ đồ nguyên lý sấy của hệ thống sấy:

1.5 Các loại tác nhân sấy

Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tach ra từ vật liệu sấy.Trong quá trình sấy, môi trường hầm sấy luôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vậtliệu sấy Nếu độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối trong hầm sấytăng lên đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật liệu sấy và môitrường tromg hầm sấy, quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại

Vì vậy nhiêm vụ của tác nhân sấy :

- Gia nhiệt cho vật liệu sấy

- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường

- Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

Tùy theo phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiềucác nhiệm vụ trên Các loại tác nhân sấy:

- Không khí ẩm: là loại tác nhâm sấy thông dụng nhất, có thể dùng cho hầu hếtcác loại sản phẩm Dùng không khí ẩm sẽ có nhiều ưu điểm: không khí có sẵntrong tự nhiên, không độc, không làm sản phẩm sau khi sây ô nhiễm và thay đổimùi vị Tuy nhiên, dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gianhiệt không khí (caloripher điện, khí-hơi hay khí-khói ), nhiệt độ sấy không quácao Thường nhỏ hơn 500 C vì nếu nhiệt độ cao quá, thiết bị trao đổi nhiệt phảio

được chế tạo bằng thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt

- Khói lò: sử dụng khói lò làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùngcalorife, phạm vi nhiệt độ rộng ( có thể sấy ở nhiệt đọ rất cao 900-1000 C và ởo

nhiệt độ thấp 70-90 C hoặc thậm trí 40-50 C ) , tuy nhiên dùng khói là có nhượco o

điểm là khói có thể ô nhiễm do bụi và các chất có hại như CO , SO 2 2

Quạt Calorifer Thiết bị sấy

- Hỗn hợp không khí hơi và hơi nước: tác nhân sấy loại này dùng khi cần có độ

ẩm tương đối cao

- Hơi quá nhiệt: được dùng trong trườn hợp sản phẩm sấy là chất dễ cháy nổ vàsản phẩm chịu được nhiệt độ cao, vì sấy bằng hơi quá nhiệt nhiệt độ thường lớnhơn 100 C ( sấy ở áp suất khí quyển ).o

Buồng sấy được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến các nông, lâm,thủy hải sản và các chế biến thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi Nó có thểsấy các vật liệu các vật liệu ở bất cứ dạng nào: hạt, miếng mảnh nhỏ xếp lớp,dạng bột nhão,…Buồng sấy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt, dễ vận hành,vốn đầu tư ít

Do quá trình sấy là gián đoạn và có chu kì nên lượn nhiệt tiêu tốn để nung nóngthành và giá đỡ trong buồng sấy giữa các lần sấy là rất đáng kể

Vật liệu sấy được đặt cố định trong suốt quá trình sấy Do đó quá trình sấy khôngđồng đều Để khắc phục thì người ta bố trí cách đưa tác nhân sấy theo đườngdích dắc tạo nên sự đồng đều cho sản phẩm sấy Hệ thống sấy này chỉ phù hợpvới các vật liệu sấy mà ta khó làm cho nó bị xáo trộn được trong quá trình sấy

Tủ sấy

Tủ sấy là thiết bị buồng sấy có kích thước nhỏ Cũng như hệ thống sấy buồng, hệthống sấy tủ là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất Nhưng khácvới hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy tủ làm việc gián đoạn với năng suất trungbình và phương pháp tổ chức trao đổi nhiệt chỉ có thể đối lưu cưỡng bức, nghĩa làbắt buộc phải dùng quạt

Cấu tạo hệ thống sấy tủ bao gồm ba phần chính: tủ sấy, calorife và quạt Tùythuộc vào mục đích thiết kế mà tủ sấy có thể hồi lưu hoặc không hồi lưu Hầm sấy

Hầm sấy có cấu tạo khác buồng sấy là chiều dài có kích thước lớn hơn gấp nhiềulần chiều rộng và chiều cao Hầm sấy được dùng để sấy các vật liệu kém chịunhiệt và khó khô Vật sấy thường ở dạng rời xếp lớp như các loại hạt, củ, quả cắt

lát, rau, chè,…Các khay được xếp trên xe goong, xe treo, trên băng tải Vật sấycúng phương tiện vận chuyển đi vào đầu hầm và đi ra ở cuối hầm Để kéo các xegoong, xe treo ta dùng xích tải Tác nhân sấy chuyển động ngược chiều hoặccùng chiều với vật sấy Để tác nhân sấy không tràn ra ngoài, hay không khí ởngoài không bị hút vào hầm thì ở đầu và cuối hầm sấy có khoang xép để nạp vàlấy từng xe một Hệ thống quạt vận chuyển tác nhân và bộ phận gia nhiệt đượclắp đặt bên ngoài hoặc ngay trên nóc hầm, calorife cũng có thể lắp trong hầm.

- Hầm có xe goong

Chiều dài hầm bằng tổng chiều dài của các xe goong xếp trong hầm, cộng vớichiều dài nới nắp cửa hút, đẩy tác nhân sấy, cộng với chiều dài khoang xép ở haiđầu nếu có để nạp và lấy xe ra

Nếu hầm ngắn thì nạp và lấy xe ra có thể dùng sức người đẩy và kéo, khi hầm dàithì phải có hệ thống cơ giới như xích tải, cơ cấu thủy lực để nạp và lấy xe

- Hầm sấy có xe treo

Được dùng để sáy các loại vật liệu rời xếp lớp như hạt, mảnh cắt nhỏ Cấu tạocủa loại hầm sấy này gồm: hầm sấy có kết cấu ngắn và rộng, cao, bên trong chiathành nhiều khoang phù hợp với hệ thống xích vận chuyển các xe và chuyểnđộng của tác nhân sấy Chiều dài của xích nằm trong hầm sấy phụ thuộc vào thờigian sấy, tốc độ của xích Chiều dài tổng cộng của xích bằng chiều dài phần nằmtrong hầm sấy cộng với phần để tháo sản phẩm sấy và nạp mới sản phẩm.Nếu mỗi xe chỉ có 1 khay thì việc nạp và tháo sản phẩm sấy dễ tự động hóa, quátrình sấy liên tục Nếu mỗi xe có nhiều khay thì theo nguyên tắc sấy liên tụcnhưng các xe được treo lên xích hay lấy ra lần lượt từng chiếc một Các móc treo

xe phải có bánh trên ray treo

- Máy sấy băng tải

Nguyên tắc cấu tạo của máy sấy băng tải gồm có hầm hoặc buồng sấy, băng tảiliên tục chuyển động trong buồng Vật liệu sấy được rải đều trên băng tải nhờ cơcấu nạp liệu Sản phẩm được liên tục lấy ra ở cuối băng tải Tác nhân sấy làkhông khí nóng hay khói lò chuyển động cắt ngang qua chiều chuyển động củabăng tải Chiều dài và tốc độ của băng tải phụ thuộc vào thời gian sấy Chiềurộng bằng chiều dày lớp vật liệu và tốc độ băng phụ thuộc vào năng suất củamáy

Sấy tháp

Sấy tháp là quá trình sấy diễn ra trong buồng sấy có chiều cao lớn Quá trình sấydiễn ra trong tháp cũng là quá trình sấy đối lưu Vật sấy được gầu tải đưa lên vàrót vào đỉnh tháp rồi cháy xuống đáy tháp dưới tác dụng của trọng lực, tác nhânsấy được quạt thổi vào tháp từ dưới theo kênh dẫn đi lên Tác nhân sấy tiếp xúcvới các vật sấy và làm bay hơi ẩm từ vật sấy

Quá trình sấy trong tháp có thể là sấy không hồi lưu khí thải, sấy có hồi lưu mộtphần hay toàn bộ khí thải, sấy có đốt nóng bổ sung cho tác nhân sấy Hệ thốngsấy tháp bao gồm các bộ phận : tháp sấy, hệ thống vận chuyển hạt ( gàu tải, băng

tải, vít tải ), hệ thống đốt nóng (calorife) và vận chuyển ( hệ thống quạt ) tác nhânsấy Vật sấy chuyển động từ đỉnh xuống đáy tháp có thể đi qua các vùng sấy khácnhau, mỗi vùng có hệ thống quạt và đót nóng tác nhân sấy riêng phù hợp với chế

độ sấy của mỗi vùng Vùng đáy tháp là vùng làm nguội

Máy sấy thùng quay

Quá trình sấy trong máy sấy thùng quay cũng là sấy đối lưu Sấy thùng quayđược áp dụng rộng rãi để sấy các vật ẩm dạng hạt, mảnh vụn có kích thước nhỏnhư đậu đỗ, cà phê, ngô hạt, đường kính, muối ăn, củ cắt nhỏ, gỗ mảnh, cát,…Máy sấy thùng quay có những ưu điểm lớn như làm việc ổn định, năng suất cao,rất kinh tế

Bên trong máy sấy thùng có các cánh đảo trộn Vật liệu ẩm được nạp vào đầucao, sản phẩm lấy ra ở đầu thấp của thùng Tác nhân sấy có thể là không khíđược đốt nóng nhờ calorife, khói lò Chiều chuyển động của tác nhân sấy có thểcùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dồng vật sấy

Thiết bị sấy tầng sôi

Trong hệ thống sấy tầng sôi thiết bị sấy là một buồng sấy, trong đó người ta bố tríghi đỡ vật liệu sấy Tác nhân sấy có thông số thích hợp được đưa vào dưới ghi vàlàm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như các bọt nước sôi Vì vậy,người ta gọi là hệ thống sấy tầng sôi Đây cũng là hệ thống sấy chuyên dùng đểsấy hạt Hạt nhẹ hơn sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra khỏi thiết bị sấymột cách liên tục Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt và truyền ẩm giữa tácnhân sấy và vật liệu sấy rất tốt nên trong các hệ thống sấy hạt hiện có thì hệthống sấy tầng sôi có năng suất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệu sấy được sấyrất đều

Hệ thống sấy phun

Hệ thống sấy phun là một hệ thống sấy chuyên dùng để sáy các dung dịch huyềnphù như trong dây chuyền sản xuất sữa bột, sữa đậu nành,…Thiết bị sấy trong hệthống sấy này thường là một hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống dưới Dungdịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun hoặc trên đĩa quay ở đỉnhtháp tạo thành những hạt dung dịch bay lơ lửng trong thiết bị sấy Tác nhân sấy

có thể được đưa vào cùng chiều hay ngược chiều thực hiện quá trình truyền nhiệt

ẩm với các hạt dung dịch và thoát ra ngoài qua xyclon Vật liệu khô được thu ởđáy chóp và được lấy ra ngoài liên tục hoặc định kỳ

2.2 Thiết bị sấy bức xạ

Thiết bị sấy này sử dụng phương pháp sấu bức xạ, dùng thích hợp với một số loạisản phẩm

2.3 Thiết bị sấy tiếp xúc ( sấy rang )

Thiết bị sấy tiếp xúc với bề mặt nóng kiểu tang quay hay lô quay

Thiết bị sấy tiếp xúc trong chất lỏng.

2.4 Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần

Thiết bị sấy này dùng phương pháp sấy bằng điện trường cao tần

2.5 Thiết bị sấy thăng hoa

Thiết bị sấy này sử dụng phương pháp hóa hơi ẩm là thăng hoa Việc thải ẩmdùng máy hút chân không kết hợp bình ngưng kết ẩm

3 Tổng quan về nguyên liệu

3.1 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 Đặcđiểm phân loại quan trọng phân chia nó thành giới riêng có rất nhiều nguyênnhân Nấm chưa cấu trúc mô, nấm có thể là đơn bào hoặc đa bào, không có chấtdiệp 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 tơnấm) Nấm là sinh vật hoại sinh chúng hấp thụ dinh dưỡng từ các thực vật hoặcđộng 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 nấmlớn thì nấm mà ta thường gọi thực ra là quả thể của sợi nấm Quả thể có nhiềuhình dạng và màu sắc khác nhau Một số nấm được biết đến có thể ăn được đãđược 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 lạđặc biệt là có màu sắc sặc sỡ

Nấm là sinh vật không thể thiếu trong đời sống, không có nấm chu trình tuầnhoàn 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 thiếtyếu, hàm lượng chất béo ít và là những acid béo chưa bão hòa do đó tốt cho sứckhỏe, giá trị năng lượng cao, giàu khoáng chất và các vitamin Ngoài ra, trongnấm còn chứa nhiều hoạt chất có tính sinh học, góp phần ngăn ngừa và điều trịbệnh cho con người, vì hầu như các loài nấm ăn đều có tác dụng phòng ngừachống u bướu

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

mì (13,2%)

Chất béo:

- 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

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 chínhcủa sợi nấm ăn là chitin, một polymer của n–acetylglucosamin, cấu tạo nên váchcủa tế bào nấm Sợi chiếm từ 3,7% ở nấm kim châm cho đến 11,9 - 19,8% ởcác loại:

Giá trị năng lượng: được tính trên 100g nấm khô

- Nấm mỡ: 328 - 381Kcal

- Nấm hương: 387 - 392Kcal

- Nấm bào ngư xám: 345 - 367Kcal

- Nấm bào ngư mỏng: 300 - 337Kcal

- Nấm bào ngư trắng: 265 - 336Kcal

- Theo các nhà khoa học nấm chứa 0,1g chất béo,10 calo năng lượng, là nguồncung 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 đượcxem là nguyên liệu đa dạng, sử dụng trong nhiều món ăn vì chứa nguồn dinhdưỡng cao và dễ chế biến Không sử dụng các loại nấm lạ khi không nắm rõnguồn gốc và tác hại của chúng.

- Người Việt Nam thường dùng nấm trong thực phẩm hàng ngày gồm các loạinấm 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 làloại thực phẩm bổ dưỡng và phù hợp với mọi lứa tuổi

3.2 Nấm rơm

Nấm rơm hay nấm mũ rơm (danh pháp hai phần: Volvariella volvacea) là một loài nấm trong họ nấm lớn sinh trưởng và phát triển từ các loại rơm rạ Nấm gồm nhiều loài khác nhau, có đặc điểm hình dạng khác nhau như có loại màu xám trắng, xám, xám đen… kích thước đường kính "cây nấm" lớn, nhỏ tùy thuộctừng loại Là loại nấm giàu dinh dưỡng Nấm rơm chứa nhiều vitamin A, B1, B2,

PP, D, E, C và chứa bảy loại axit amin Nấm rơm phổ biến tại các làng quê vì thường được sử dụng làm thực phẩm

Nấm thường mọc trên rơm rạ mục nên có tên thông dụng là nấm rơm.Nấm rơm là loại nấm ưa nhiệt, nên nấm rơm được trồng chủ yếu vàomùa nắng, nóng

Nấm rơm có nhiều màu sắc khác nhau: màu xám, xám trắng, xámđen,

Nấm rơm là một loại nấm ăn rất ngon và giàu chất dinh dưỡngNấm rơm sinh trưởng và phát triển tốt ở nhiệt độ 30 – 35 oC, độ ẩmnguyên liệu 65 - 70%, độ ẩm không khí 80%, Ph = 7

Nấm rơm là loài nấm ưa thóang, sử dụng trực tiếp cellulose làm chấtdinh dưỡng

Quá trình tạo thành quả thể nấm rơm gồm 6 giai đoạn:

Đầu đinh ghim (nụ nấm)

Quả thể nấm rơm được hình thành qua các giai đoạn theo hình nhưsau:

Chu trình phát triển của nấm rơm

Chu kỳ sinh trưởng và phát triển của nấm rơm rất nhanh chóng (10-12 ngày) Những ngày đầu nấm nhỏ như hạt tấm có màu trắng (giai đoạn đinh ghim), 2-3 ngày sau lớn rất nhanh bằng hạt ngô, quả táo, quả trứng (giai đoạn hình trứng), lúc trưởng thành (giai đoạn phát tán bào tử) trông giống như một chiếc ô dù, có cấu tạo thành các phần hoàn chỉnh

Sinh trưởng:

Ở các quốc gia vùng nhiệt đới rất thích hợp về nhiệt độ để nấm rơm sinh trưởng và phát triển Nhiệt độ thích hợp để nấm phát triển từ 30-32oC; độ ẩm nguyên liệu (cơ chất) 65-70%; độ ẩm không khí 80%; pH = 7, thoáng khí Nấm rơm sử dụng dinh dưỡng cellulose trực tiếp từ nguyên liệu trồng

Nấm rơm là loại dễ trồng, mau thu hoạch, cho kinh tế cao Nấm rơm sử dụng dinh dưỡng cellulose trực tiếp từ nguyên liệu trồng chứa nhiều vitamin A, B1, B2, PP, D, E, riêng vitamin C chiếm đến 160 mg/100gr Ngoài ra, nấm rơm còn chứa bảy loại a-xít amin mà cơ thể không tổng hợp được Nhờ đó, nấm rơm

là món ăn trị nhiều bệnh Bã sau khi trồng nấm chế biến thành phân sinh học cao cấp Ngoài ra, bã nấm còn dùng để nuôi trùn đất, lấy trùn nuôi gia cầm, gia súc

và tôm, cá

Tác dụng:

Nấm rơm là loại phổ biến, nhất là các làng quê vì có nhiều rơm, nấm thường được sử dụng làm thực phẩm Là loại nấm giàu dinh dưỡng, cứ 100g nấmrơm khô chứa đạm tới 21 - 37g đạm (đặc biệt thành phần đạm chứa hàm lượng cao lại đầy đủ các amino acid cần thiết mà cơ thể không tự tổng hợp được, còn hơn cả thịt bò và đậu tương), chất béo 2,1 - 4,6g, bột đường chiếm 9,9g, chất xơ 21g, các yếu tố vi lượng là Ca, Fe, P và các vitamine A, B1, B2, C, D, PP Nhờ giàu thành phần dinh dưỡng như vậy, nên nó là nguồn sử dụng để chế biến thành thực phẩm chức năng, làm món ăn thuốc trong việc hỗ trợ trị liệu nhiều bệnh tật như các chứng rối loạn chuyển hóa, nội tiết như béo phì, rối loạn lipid máu, xơ vữa động mạch, tăng huyết áp và đái tháo đường

3.3 Kỹ thuật sấy nấm

Công nghệ chế biến nấm sấy cũng tương tự như chế biến các loại rau sấykhác, chỉ cần chú ý nấm là loại rau rất nhạy cảm với nhiệt, lại là loại rau quýnên phải chấp hành các chế độ kỹ thuật một cách nghiêm chỉnh và phải hết sứctiết kiệm Vấn đề sấy nấm là chống biến màu, chống cháy, chống tổn thất Đểchống biến màu, cần chần nấm trước khi sấy Cách chần tốt nhất là chần hơi thờigian chần 2 đến 3 phút với nhiệt độ 100 C, làm nguội nhanh qua nước sạch hoặco

quạt gió mạnh rồi xếp vào khay Lớp nấm không dày quá 3cm Nhiệt độ sấy nấmkhông được vượt quá 70oC

Thiết bị sấy thích hợp cho nấm có 2 loại Lò sấy kiểu tủ, sấy gián đoạn và sấykiểu băng tải, sấy liên tục Dù kiểu lò sấy gì cũng cần thông gió cưỡng bức Tốc

độ gió 4m/s

Nếu sấy băng tải thì cho gió nóng đi ngược chiều với sản phẩm, nhiệt độkhông khí lúc ra khỏi giàn trao đổi nhiệt là 65 C, sau đó giảm dần và không khío

được đẩy ra ngoài mang theo hơi ẩm, nhiệt độ hơi ẩm ở cửa thoát khoảng

40-45 C.o

Hàm ẩm của nấm thành phẩm là 5%, lúc này độ hút ẩm của nấm khô rất caonên cần phải bao gói kịp thời Bao bì của nấm phải đủ dày để chống ẩm, thườngđóng gói cỡ 200 - 500g cho tiêu thụ lẻ và cỡ 20 - 25 kg làm nguyên liệu chocác dây chuyền chế biến thực phẩm khác

Sản phẩm nấm khô có thể chia làm ba loại theo hình thức: loại nguyên vẹn,loại gẫy vỡ và loại bột, như vậy mức độ tận dụng rất cao Yêu cầu chất lượngquan trọng nhất của nấm khô là độ ẩm phải bảo đảm dưới 7%, màu sáng, khôngcháy, không lẫn tạp chất

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 vikhuẩn, 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 màusắc, hình dáng, cấu tạo khác nhau nên khi phơi, sấy phải đảm bảo nguyên tắcchung là: nấm giữ được mùi (hương vị) đặc trưng, màu sắc tự nhiên, độ ẩmtrong nấm từ 10- 12%, tuyệt đối không có nấm mốc, vi khuẩn và các chất độc tốtrong nấm Nấm đã phơi, sấy khô phù hợp với thị hiếu của khách hàng (ngườitiêu 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 bảoquản tốt nhất đảm bảo từ 12-24 tháng nhưng nấm vẫn giữ được chất lượngphục vụ nhu cầu tiêu dùng nội địa và xuất khẩu

3.4 Quy Trình Công Nghệ:

*Hái nấm tươi:

Nấm phải hái đúng độ tuổi, không để nấm phát tán bào tử, nấm mới thu hái,không hái nấm sau khi vừa tưới nước xong Thời gian ngừng tưới đến khi hái ítnhất phải đảm bảo trên 4 giờ để nấm không bị dập nát Các dụng cụ hái nấm phảisạch sẽ kể cả dao, kéo cắt nấm bằng inox.Trường hợp nấm bị bẩn do rơi, vãi, dínhđất, cát thì phải rửa sạch, để ráo nước.Từ lúc thu hái đến lúc chế biến khôngquá 24 giờ

* Lựa chọn, phân loại:

Nấm hái xong cần phải cắt bỏ sạch phần gốc, tách các cây nấm khỏi cụm(nếu là cây nấm mọc thành cụm).Tùy thuộc vào từng đối tượng cụ thể có thể rửahoặc không rửa khi hái xong Nấm sò không cần rửa, mộc nhĩ nếu rửa sạch thìcàng tốt, nấm rơm chỉ rửa những cây nấm bị bẩn; linh chi bắt buộc phải rửasạch Khi hái xong cần loại bỏ những nấm sâu, nở Tùy theo yêu cầu của thịtrường tiêu thụ sản phẩm mà nấm có thể được cắt to hay nhỏ hoặc để nguyên

cây nấm Thông thường nấm sò có thể xé thành 2-3 mảnh đối với những cánhnấm lớn (đường kính 4cm trở lên); linh chi có thể thái lát mỏng hoặc để nguyên,mộc nhĩ để nguyên cây.

*Nấm sấy khô:

Nếu thời tiết không có mưa hoặc có nắng, gió mạnh Đem nấm trải một lớp mỏng trên các vật liệu thông thoáng (lưới, tre mành, tấm phên thoáng…) trực tiếp trên nền sân (bê tông, gạch) hoặc để cách mặt đất 15cm trở lên càng tốt, thời gian phơi nắng, gió tự nhiên khoảng 15h trở lại

Nếu thời tiết mưa, dùng quạt gió mạnh thổi trực tiếp vào lớp nấm tươi thờigian khoảng 4-6h Trường hợp mất điện, trời mưa thì xếp nấm vào khay, đưavào lò sấy phải sấy ngay, khi nấm đã se khô tiến hành dồn khay kết hợp với việcđảo đều Nhiệt độ sấy nấm khoảng 2-3h đầu từ 40-45 C, 2-3h sau ở nhiệt độo45-50oC, thời gian tiếp theo ở nhiệt độ 50-55 C đến khi nấm đã gần khô tăngonhiệt độ tối đa lên 55-60 C (vài tiếng đầu cần phải bật cửa thông gió ở tốc độotối đa sau đó giảm dần tốc độ khi nấm đã gần khô) Thời gian từ lúc hái tươiđến khi phơi, sấy khô đảm bảo tối đa 24h (trừ Linh chi tối đa 72h) Khi sấynấm trong lò sấy phải xếp nấm khô ở tầng dưới, tầng trên cùng đựng nấm có độ

ẩm cao nhất tránh trường hợp nấm đã khô (để tầng dưới) sẽ hút ẩm trở lại, trongquá trình sấy phải tiến hành đảo khay tránh ở dưới bị cháy Không để nhiệt độtrong lò sấy quá cao (>50 C) trong 6h đầu Khi sấy nấm còn độ ẩm cao cần phảio

mở hết cỡ cửa thông gió phía đỉnh lò Nấm đạt độ khô và chất lượng tốt biểuhiện: bẻ tai nấm giòn tan, mùi thơm, vị ngọt, màu vàng sáng (gần như màu câynấm trước khi phơi, sấy)

Nấm đã sấy khô cho vào túi nilon (2 lần túi) Buộc chặt từng lớp túi (kể cảbao dứa là 3lần buộc miệng túi), quá trình thao tác nhẹ nhàng tránh để nấm vụnnát Trường hợp nấm sấy đạt đến độ ẩm tuyệt đối (hàm lượng nước trong nấmkhô bằng 0), nấm rất dễ bị vụn nát khi va đập Khi lấy nấm trong lò sấy ra nên để

ra ngoài khoảng 5-10 phút mới cho nấm vào trong bao (bản chất là để cho nấmhút ẩm trở lại đảm bảo độ ẩm từ 10-12 %) nấm sẽ không bị vụn nát

Bảo quản nấm khô:

Đối với việc bảo quản lâu dài thì xếp nấm trong các kho sạch sẽ, khô ráo, dướinền có thể lót 1lớp vôi cục để tránh hút ẩm, chống mốc Sử dụng máy hút ẩmtrong kho, đốt bột lưu huỳnh khoảng 3 tháng 1 lần để chống mốc, mối, mọt,động vật gây hại Thường xuyên kiểm tra các bao đựng nấm khô, nếu thấy nấmhút ẩm (sờ tay vào nấm không thấy sột soạt) đem sấy lại Cần kiểm tra độ ẩmtrong nấm, nếu dưới 12% thì phải sấy nấm lại ngay Đối với việc đóng gói nhỏthì tùy theo yêu cầu của khách hàng để đóng túi nấm khô theo trọng lượng khác

nhau, khi đóng gói nhỏ phải thật kín Khi sử dụng không hết phải buộc thật kínmiệng túi nilon.

4 Chọn Và Thuyết Minh Quy Trình Công Nghệ

4.1 Phương pháp và chế độ sấy

Lựa chọn phương pháp sấy: Trong mỗi phương pháp sấy sẽ có nhiều phươngthức khác nhau Ở đồ án sấy này phương pháp sấy được sử dụng là cấp nhiệt theocách đối lưu (tức là việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệtđối lưu (tự nhiên hay cưỡng bức), môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt.Chọn chế độ sấy: bán liên tục

4.2 Chọn Quy Trình Công Nghệ

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ

4.2.1 Thuyết minh qui trình sấy

Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết

bị chính và thiết bị phụ Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị như sau:

Qui trình sấy: được thuyết minh như sau

- Nguyên liệu Nấm được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào:

xe gòong Các xe gòong được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéonên việc vận chuyển xe gòong và hầm sẽ thuận tiện và dể dàng hơn), đóng cửahầm, tác nhân sấy được đưa vào hầm và quá trình sấy bắt đầu Sau mỗi 20 phút,

mở cửa vào và cửa ra của hầm sấy Dùng tời kéo xe gòong ra khỏi hầm đồng thờiđẩy một xe gòong mới vào hầm Tiếp tục tiến hành như vậy sau 4 giờ ta sấy xong

1 mẻ với năng suất 220kg sản phẩm/mẻ

- Tác nhân sấy Không khí bên ngoài được đưa vào caloriphe nhờ quạt đẩy.:Tại caloriphe không khí được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết (caloriphe dùngchất tải nhiệt là hơi nước) Sau đó không khí được dẫn vào hầm sấy Nhiệt độkhông khí tại đầu hầm sấy phải được sao cho phù hợp với vật liệu đem sấy (phảinhỏ hơn nhiệt độ cao nhất mà vật liệu có thể chịu được) Trong hầm sấy, khôngkhí nóng đi xuyên qua các lỗ lưới của khay đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vậtliệu sấy m của vật liệu sẽ bốc hơi nhờ nhiệt của dòng khí nóng trên Quạt hútđược đặt cuối hầm sấy để hút tác nhân sấy ra khỏi hầm và đưa ra ngoài.Yêu cầu:

- Vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao

- Sản phẩm thu được:

- Màu sắc: trắng đều, không có đốm nâu đen trên bề mặt

- Độ ẩm: không quá 13%, phải giòn

- Phải sạch tạp chất, không lẫn với cát, đất, bụi bẩn…

- Tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp