Sấy buồng thanh long

Sản phẩm khô: Thanh long được chế biến thành các sản phẩm khô bằng cácphương pháp sấy khác nhau như thanh long sấy khô.. Ưu điểm của thanh long sấy khô: Các sản phẩm sấy có nhiều ưu điểm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH

PBL5 SẤY

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ

SẤY THANH LONG

Người hướng dẫn: PGS TS TRẦN VĂN VANG

ThS BÙI THỊ HƯƠNG LAN

Nhóm sinh viên thực hiện:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH

PBL5 SẤY

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ

SẤY THANH LONG Người hướng dẫn: PGS TS TRẦN VĂN VANG

ThS BÙI THỊ HƯƠNG LAN

MỤC LỤC i

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ iii

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT iv

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu dự án 2

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THANH LONG 3

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ THANH LONG 3

1.1.1 Tình hình sản xuất quả thanh long 3

1.1.2 Tình hình tiêu thụ quả thanh long 4

1.2 PHÂN LOẠI 4

1.3 CẤU TẠO 5

1.4 CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ QUẢ THANH LONG 6

1.4.1 Thanh long sấy dẻo 6

1.4.2 Thanh long sấy khô 7

1.5 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THANH LONG SẤY KHÔ 7

1.6 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QTS THANH LONG 9

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY THANH LONG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY BUỒNG CHO THANH LONG 10

2.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY THANH LONG 10

2.1.1 Máy sấy thăng hoa 10

2.1.2 Máy sấy lạnh (dùng để sấy khô quả thanh long) 11

2.1.3 Thiết bị sấy buồng 13

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY BUỒNG CHO THANH LONG 16

2.2.1 Năng suất và thời gian sấy của thiết bị sấy 16

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy 17

2.2.3 Xác định kích thước thiết bị vận chuyển và buồng sấy 17

3.2 QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 20

3.2.1 Thông số vật lí của không khí ở các trạng thái trong quá trình sấy 21

3.2.2 Lưu lượng không khí khô lý thuyết vào buồng sấy 24

3.3 TỔN THẤT NHIỆT CỦA HỆ THỐNG SẤY 24

3.3.1 Tổn thất nhiệt của thiết bị truyền tải mang đi 24

3.3.2 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi 25

3.3.3 Tổn thất qua kết cấu bao che 26

3.4 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ 29

3.4.1 Xác định các thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy thực 29

3.4.2 Lưu lượng không khí khô thực tế vào buồng sấy 31

3.4.3 Tính toán nhiệt quá trình sấy thực tế 31

Chương 4: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 33

4.1 TÍNH CHỌN CALORIFER 33

4.1.1 Các thông số cơ bản thiết kế calorifer 33

4.1.2 Tính thiết kế calorifer 34

4.2 TÍNH CHỌN QUẠT GIÓ 38

4.2.1 Tính toán trở lực trong thiết bị sấy 39

4.2.2 Tính công suất và chọn quạt 40

Chương 5: TỔ CHỨC VẬN HÀNH THIẾT BỊ SẤY 43

5.1 KIỂM TRA THIẾT BỊ SẤY 43

5.1.1 Kiểm tra độ cách nhiệt, cách ẩm thiết bị sấy 43

5.1.2 Kiểm tra các thiết bị sấy 43

5.2 TỔ CHỨC VẬN HÀNH THIẾT BỊ SẤY 44

5.2.1 Công tác chuẩn bị 44

5.2.2 Tổ chức vận hành thiết bị sấy 45

Chương 6: LẬP DỰ TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ THIẾT BỊ 47

6.1 BÓC TÁCH 47

6.1.1 Phần xây dựng thiết bị buồng sấy 47

6.1.2 Phần thiết bị buồng sấy 47

6.2 BÓC TÁCH KHỐI LƯỢNG 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

Bảng 1 1: Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long 6Y

Bảng 3 1: Cân bằng nhiệt 3

Bảng 4 1: Thông số kỹ thuật của quạt 41

Bảng 4 2: Thông số kích thước của quạt 4 Bảng 5 1: Chế độ sấy thanh long 4 Bảng 6 1: Bảng bóc tách khối lượng 5 Hình 1 1: Quả thanh long 3

Hình 1 2: Những loại thanh long hiện nay 5

Hình 1 3: Thanh long sấy dẻo 6

Hình 1 4: Thanh long sấy khô 7

Hình 1 5: Quy trình chế biến thanh long sấy Hình 2 1: Máy sấy thăng hoa 10

Hình 2 2: Thiết bị sấy lạnh 12

Hình 2 3: Sơ đồ nguyên lý máy sấy lạnh 13

Hình 2 4: Thiết bị sấy buồng 14

Hình 2 5: Sơ đồ nguyên lý buồng sấy có hồi lưu 1 Hình 3 1: Sơ đồ nguyên lý buồng sấy có hồi lưu 20

Hình 3 2: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy lý thyết (đường I = const) 21

Hình 3 3: Kết cấu của tường bao che 26

Hình 3 4: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy thực với (<0)) 2 Hình 4 1: Một loại Calorifer khí - hơi 33

Hình 4 2: Cấu tạo ống có cánh 34

Hình 4 3: Khoảng cách bước ống dọc và ngang 35

Hình 4 4: Kích thước của Calorifer 38

Hình 4 5: Quạt hướng trục AFA.POG.028 41

Hình 5 2: Tủ điều khiển buồng sấy 4

Hình 6 1: Thép tấm mạ kẽm 48Hình 6 2: Ống thép CT10 48Hình 6 3: Quạt hướng trục AFA.POG.028 49

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:

to - Nhiệt độ không khí trung bình thấp nhất của tháng trong năm tại Bình Thuận [oC]

φo - Độ ẩm thấp nhất tại Bình Thuận [%]

ω1 - Độ ẩm của thanh long đưa vào sấy [%]

ω2 - Độ ẩm của thanh long sau khi sấy xong [%]

G1 - Khối lượng thanh long đưa vào sấy [kg ướt/mẻ]

G2 - Khối lượng thanh long sau khi sấy xong [kg khô/mẻ]

t - Thời gian sấy [h]

W - Khối lượng ẩm thoát ra trong mỗi giờ [kg ẩm/h]

Stl - Diện tích một lát thanh long [m2]

r - Bán kính của lát cắt thanh long [mm]

δ - Độ dày lát cắt thanh long [mm]

ρ - Khối lượng riêng của thanh long [m3/kg]

Gtl - Khối lượng của một lát thanh long [kg]

M - Số lượng thanh long đem vào sấy [lát]

n - Số lát thanh long trên một khay [lát/khay]

r - Chiều rộng của buồng sấy [mm]

d - Chiều dài của buồng sấy [mm]

V - Thể tích của buồng sấy [m3]

Pbh0 - Phân áp suât bão hòa của hơi nước [bar]

d0 - Độ chứa hơi của không khí [kga/kgkkk]

I0 - Entanpy của không khí [kJ/kgkkk]

n - Tỉ lệ hòa trộn

t1’ - Nhiệt độ [oC]

d1’ = dM’ - Độ chưa ẩm [kga/kgkkk]

I1’ - Entanpi của không khí sau calorifer [kJ/kgkkk]

φ1’ - Độ ẩm tương đối của không khí sau calorifer [%]

t2’ - Nhiệt độ của không khí khi ra khỏi buồng sấy [oC]

d2’ - Độ chứa ẩm của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết [kga/kgkkk]

φ2’ - Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy [%]

tM - Nhiệt độ không khí sau hòa trộn [oC]

φM’ - Độ ẩm tương đối của không khí tại M [%]

llt - Lưu lượng không khí khô lý thuyết cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm [kgkkk/kg]

Llt - Lưu lượng không khí khô lý thuyết để làm bay hơi ẩm trong một giờ [kgkkk/h]

ttb - Nhiệt độ trung bình của dòng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy [oC]

Vlt - Lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy [m3/h]

tx1 - Nhiệt độ vào xe goong [oC]

τ - Thời gian sấy [h]

Qx - Tổn thất do xe goong mang đi [kJ/h]

Ck - Nhiệt dung riêng của vật liệu làm khay sấy [kJ/kg.K]

Qk - Tổn thất do khay sấy mang đi [kJ/h]

qk - Tổn thất do khay sấy mang đi [kJ/kg ẩm]

QTBTT - Tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi [kJ/h]

qTBTT - Tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi [kJ/kg ẩm]

Qv - Tổn thất do vật liệu sấy mang đi [kJ/h]

qv - Tổn thất do vật liệu sấy mang đi [kJ/kg ẩm]

G2 - Khối lượng vật liệu sấy ra [kg]

Cv2 - Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy [kJ/kgK]

tv1 - Nhiệt độ vào của VLS [oC]

tv2 - Nhiệt độ ra của vật liệu sấy [oC]

qn - Tổn thất qua nền buồng sấy [W/m2]

Qn - Tổn thất qua nền buồng sấy [KJ/h]

δ1= δ3 - Độ dày lớp vữa mặt trong và mặt ngoài [m]

tf1 - Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy [oC]

Ft - Diện tích tường bao [m2]

Qt - Tổn thất qua tường bao [kJ/h]

qtr - Tổn thất qua trần [W/m2]

Q - Tổn thất qua trần [kJ/h]

 - Hệ số dẫn nhiệt [W/mK]

kc - Hệ số truyền nhiệt [W/m2K]

Fc - Diện tích cửa trước [m2]

Qc - Tổn thất qua cửa [kJ/h]

Qbc - Tổng tổn thất qua kết cấu bao che [kW]

qbc - Tổng tổn thất qua kết cấu bao che [kJ/kg ẩm]

Δ - Tổng tổn thất [kJ/kg ẩm]

ltt - Lượng không khí khô thực tế cần để bốc hơi 1 kg ẩm [kgkkk/kg]

Ltt - Lưu lượng không khí khô lý thuyết để làm bay hơi ẩm trong một giờ [kgkkk/h]

Vlt - Lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy [m3/h]

q - Nhiệt lượng tiêu hao để bay hơi 1 kg ẩm [kJ/kga]

q1 - Nhiệt lượng có ích làm bay hơi 1 kg ẩm [kJ/kga]

Ca - Nhiệt dung riêng của hơi nước [kJ/kgK]

q2 - Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi [kJ/kga]

q’ - Tổng lượng nhiệt có ích và các tổn thất [kJ/kga]

q - Sai số tuyệt đối

ε - Sai số tương đối [%]

η - Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy [%]

Q - Nhiệt lượng tiêu hao để sấy một mẻ [kJ]

tN - Nhiệt độ bão hòa [oC]

pN - Áp suất ngưng tụ [bar]

∑Q Cal - công suất nhiệt của calorifer [kW]

r - Nhiệt ẩn ngưng tụ của hơi nước [kJ/kg]

Gh - Lượng hơi vào calorifer yêu cầu [kg/h]

d1 - Đường kính ngoài của ống nhiệt [mm]

d2 - Đường kính trong của ống nhiệt [mm]

sc - Bước cánh của ống nhiệt [m]

δc - Chiều dày cánh của ống nhiệt [m]

h - Chiều cao cánh của ống nhiệt [m]

dc - Đường kính cánh của ống nhiệt [m]

λ thép - Hệ số dẫn nhiệt của thép [W/mK]

ωmax - Tốc độ không khí lớn nhất khi qua khe hẹp của cánh [m/s]

nc - Số cánh trên chiều dài phần ngưng của ống nhiệt [cánh]

F0 - Diện tích phần không làm cánh của ống nhiệt [m2]

Fc - Diện tích phần làm cánh của ống nhiệt [m2]

Fz - Diện tích mặt ngoài phần ngưng của một ống nhiệt [m2]

λ - Hệ số dẫn nhiệt của hơi nước bão hòa [W/mK]

ρ - Khối lượng riêng của nước trên đường bão hòa [kg/m3]

r - Nhiệt ẩn hóa hơi của nước [kJ/kg]

μ - Độ nhớt động lực học N.s/m2]

tbh - Nhiệt độ bão hòa của hơi nước [oC]

tw - Nhiệt độ bề mặt vách ống [oC]

d - Đường kính ngoài của ống trao đổi nhiệt [m]

ω max- Tốc độ không khí chuyển động qua khe hẹp [m/s]

ω - Tốc độ của không khí chuyển động qua calorifer [m/s]

L ks - Chiều dài khay sấy [m]

λ - Hệ số ma sát [W/mK]

υ o - Vận tốc không khí qua khay sấy [m/s]

k - Hệ số dự phòng [%]

Llt - Lượng không khí khô cần thiết [kgkkk/h]

η q- Hiệu suất của quạt [%]

Hh - Chiều cao của hầm sấy [m]

Bh - Chiều rộng của hầm sấy [m]

Sh – Diện tích bao quanh hầm sấy [m2]

n - Số gạch cần để xây tường [viên]

Fc - Diện tích cửa trước [m2]

Lcalorifer - Chiều dài của Calorifer [m]

hcalorifer - Chiều cao của Calorifer [m]

bcalorifer - Chiều rộng của Calorifer [m]

Scalorifer - Diện tích bao quanh Calorifer [m2]

n - Số tấm mạ kẽm bao quanh calorifer [tấm]

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cây thanh long thời gian gần đây trồng đạt năng suất cao, mang lại thu nhậpcho người dân Đặc biệt, trong tiến bộ kỹ thuật hiện nay, thanh long cho quả quanhnăm (giá thường cao hơn từ 3.000đ đến 5.000đ/kg so với chính vụ) rất thuận lợi choviệc xuất khẩu Do đó, cây thanh long thực sự trở thành cây có hiệu quả kinh tế và cólợi thế cạnh tranh cao so với một số cây trồng khác

Trong tình hình dịch bệnh Covid đang diễn biến rất phức tạp gây ra rất nhiềukhó khăn khi tiêu thụ thanh long tươi,đặc biệt là trong việc suất khẩu và bảo quản nênviệc chuyển hướng tiêu thụ và bảo quản là cần thiết.Trong đó tối ưu nhất là sử dụngcác phương pháp bảo quản chế biến từ sấy

*Các thị trường tiêu thụ thanh long:

Thị trường trong nước: Trái thanh long đã có mặt trên hầu hết thị trường trongnước trong đó tập trung nhiều tại khu vực phía Bắc, thành phố Hồ Chí Minh và cáctỉnh duyên hải miền Trung Đặc biệt sản lượng thanh long tại tỉnh Bình Thuận đangnăm vai trò trọng điểm tại VN

Thị trường quốc tế: Thanh long được xuất khẩu sang khoảng 40 quốc gia vàvùng lãnh thổ khác nhau Ngoài các thị trường truyền thống xuất khẩu thanh long cònđược xuất khẩu sang các thị khu vực bắc mỹ, châu âu và 1 vài nước châu á đạc biệt làTrung Quốc

Sản phẩm khô: Thanh long được chế biến thành các sản phẩm khô bằng cácphương pháp sấy khác nhau như thanh long sấy khô thanh long sấy lạnh, thanh longsấy dẻo,

Ưu điểm của thanh long sấy khô: Các sản phẩm sấy có nhiều ưu điểm hơn cácsản phẩm tiêu thụ thông thường như bảo quản lâu, chi phí rẻ, có tính ứng dụngcao.Đặc biệt có thể chuyển hương tiêu thụ từ thanh long tươi sản rất nhiều sản phẩmkhác để khác phục tình hình tồn đọng thanh long hiện nay, ngoài ra thanh long sau sấy

có thể giảm được tối đa chi phí vận chuyển Cho nên việc ứng dụng sấy vào tiêu thụthanh long là rất cần thiết

Các hệ thống sấy thanh long phổ biến hiện nay:

HTS Kiểu buồng – Kiểu tủ - Sử dụng phương pháp sấy đối lưu hoặc bơm nhiệt

HTS Kiểu buồng – Kiểu xe gòong – Sử dụng phương pháp sấy đối lưu hoặc bơm nhiệt

HTS thanh long và trái cây thường được chọn kiểu buồng đối lưu tự nhiên hoặccưỡng bức vì có thể sấy đa dạng nhiều VLS khác nhau, kích thước khác nhau từ cục,hạt đến các vật liệu dạng thanh tấm (rất phù hợp sấy các sản phẩm trái cây)

Vào thời gian vụ mùa của thanh long sản lượng thanh long tăng từ 1,5-2 lần nênsản lượng trái thanh long lớn dẫn đến trường hợp cung lớn hơn cầu, lương thanh long

dư thừa nhiều,bị hỏng nếu không bảo quản tốt

Chính vì thế nên nhóm chúng em với sự hướng dẫn của thầy PGS.TS.Trần VănVang quyết định chọn nghiên cứu thiết kế một hệ thống sấy thanh long kiểu buồng ápdụng phương pháp sấy đối lưu

2 Mục tiêu dự án

- Nghiên cứu Hệ thống sấy thanh long kiểu Buồng áp dụng phương pháp sấy đối lưu

và tính toán thiết kế thiết bị sấy thanh long phù hợp với đặc điểm khí hậu, môi trường,địa hình của Việt Nam

- Giúp cho sinh viên tìm hiểu và phân tích sâu hơn về kiến thức sấy, nâng cao kỹ nănglàm dự án, làm nhóm, qua đó biết cách vận dụng kiến thức đã học vào nghiên cứu

- Tập luyện, học hỏi, trau dồi kỹ năng, phương pháp giải quyết các vấn đề làm việcnhóm và kinh nghiệm để xử lý các dự án khác

3 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành dự án thì sinh viên sẽ phải tự tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu liênquan và có thể trao đổi với giáo viên hướng dẫn để giải quyết các yêu cầu đặt ra củagiáo viên trong quá trình thực hiện đề tài này

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THANH LONG

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ THANH LONG

Thanh long là một loài cây được trồng chủ yếu để lấy quả vàcũng là tên của một vài chi của họ xương rồng Thanh long là loàithực vật bản địa tại Mexico, các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ Hiệnnay, loài cây này cũng được trồng ở các nước trong khu vực ĐôngNam Á như Việt Nam, Malaysia, Thái Lan, Philippines, Indonesia (đặcbiệt là ở miền tây đảo Java) miền nam Trung Quốc, Đài Loan và một

số khu vực khác

Tại Việt Nam là thanh long được trồng tương đối tập trung trênquy mô thương mại với diện tích khoảng 2000 ha trong đó BìnhThuận chiếm 1.000 ha Cây thanh long chịu hạn giỏi nên được trồng

ở những vùng nóng

Hình 1 1: Quả thanh long

Thanh long hiện được trồng ở 30 tỉnh thành, nhưng phát triểnmạnh thành các vùng chuyên canh quy mô lớn tập trung ở các tỉnhBình Thuận (29.000 ha), Long An (11.000 ha) và Tiền Giang (8.000ha) chiếm 93,6% diện tích và 95,5% sản lượng cả nước Phần diệntích thanh long còn lại phân bố ở một số tỉnh miền Nam như Vĩnh

Long, Trà Vinh, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu và một số tỉnh Miền Bắcnhư Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Quảng Ninh, Thanh Hóa và HàNội.

Gần đây vì thanh long là quả có rất nhiều lợi ích nên được trồng

và phổ biến rộng rãi hơn ở rất nhiều nơi đặc biệt là vùng tây nguyên,Gia lai, Đắc lắc, Phan Thiết …Nhưng theo báo cáo trước đây và hiệnnay thì Bình Thuận là thủ phủ cây thanh long với diện tích trên22.000 ha, tổng sản lượng khoảng 400.000 tấn, chiếm 65,1% diệntích và 70% sản lượng cả nước Bình Thuận cũng là địa phương đẩymạnh sản xuất thanh long theo tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP vớidiện tích đạt trên 7.300 ha Tiếp theo là Long An (chiếm 16,6% diệntích và 12,8% sản lượng) và đứng thứ ba là Tiền Giang (chiếm 11,4%diện tích và 12,2% sản lượng)

Sản phẩm thanh long lưu thông trên thị trường chủ yếu ở dạngtrái tươi trong đó, thị trường nội địa chiếm khoảng 15 – 20% sảnlượng; 80 – 85% sản lượng còn lại được xuất khẩu mà chủ yếu theophương thức mua bán biên mậu với thương nhân Trung Quốc

* Tiêu thụ trong nước

Trái thanh long đã có mặt trên hầu hết thị trường trong nướctrong đó tập trung nhiều tại khu vực phía Bắc, thành phố Hồ ChíMinh và các tỉnh duyên hải miền Trung Hoạt động mua bán thanhlong do các doanh nghiệp, các cơ sở thu mua, đóng gói thanh longthực hiện thông qua các kênh phân phối, chợ đầu mối ở các tỉnh,thành phố như Trung tâm kinh doanh Chợ đầu mối phía Nam – HàNội, Chợ đầu mối Long Biên – Hà Nội, chợ đầu mối chuyên kinhdoanh phân phối rau quả tại thành phố Hồ Chí Minh Thanh Longcũng có mặt trong hều hết hệ thống siêu thị trong nước như TổngCông ty Thương mại Hà Nội, Tổng Công ty TNHH Một thành viên HàNội, Tổng Công ty Thương mại Sài Gòn, CoopMart, Lotte Mart, Big C,CitiMart… Tuy nhiên, do trên thị trường Việt Nam có nhiều loại tráicây nên Thanh long phải chịu sự cạnh tranh rất lớn trên thị trườngtiêu thụ trong nước Theo ước tính, lượng thanh long tiêu thụ tại thịtrường nội địa chỉ đạt khoảng 15 – 20% tổng sản lượng

* Thị trường xuất khẩu

Thanh long được xuất khẩu sang khoảng 40 quốc gia và vùnglãnh thổ khác nhau Ngoài các thị trường truyền thống xuất khẩuthanh long như Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Hà Lan vàĐài Loan, Thanh long còn được xuất sang các thị trường khó tính như

Mỹ, Ý, Nhật, Singapore và đang thâm nhập một số thị trường mớinhư Ấn Độ, New Zealand, Úc và Chi Lê.

Theo số liệu thống kê, năm 2015, Việt Nam xuất khẩu khoảng900.000 tấn thanh long Trong 8 tháng đầu năm 2016, xuất khẩuthanh long chiếm 49,8% tổng kim ngạch xuất khẩu nhóm trái cây,đạt 567,88 triệu USD, tăng 123% so với cùng kỳ năm ngoái Tínhriêng tháng 8/2016 đạt 86,15 triệu USD, tăng 18,3% so với thángtrước và tăng 200,5% so với tháng 8/2015

- Thanh long ruột trắng vỏ vàng: Cũng có đặc điểm sinh học giốngthanh long ruột trắng thông thường, tuy nhiên giống thanh long vỏvàng thay cho các tai trái là những cục gù có gai, ruột màu trắng,hạt to nhỏ không đều Các chuyên gia cho rằng giống thanh long vỏxanh và vỏ vàng còn biểu hiện nhiều tính hoang dã nhưng là nguồngen quý trong nghiên cứu tạo giống thanh long mới

- Thanh long ruột đỏ: loại này hiện nay được trồng ở một vài nơi ởBình Thuận, có yêu cầu về sinh trưởng và dinh dưỡng cao, vì vậy nênloại này rất khó trồng

Hình 1 2: Những loại thanh long hiện nay

1.3 CẤU TẠO

Quả thanh long là loại quả mọng, hình bầu dục có nhiều tai láxanh (do phiến hoa còn lại), đầu quả lõm sâu thành một hốc Khi cònnon vỏ quả màu xanh, khi chín chuyển màu đỏ hồng Thịt quả phầnlớn màu trắng, một số ít giống có ruột vàng hoặc đỏ vỏ có thể bóckhá dễ dàng khỏi ruột Trong ruột quả có rất nhiều hạt nhỏ màu đennhư hạt mè khi ăn không phải bỏ hạt Kích thước quả dài phổ biến từ12,5 – 16,0 cm, đường kính 10 – 13 cm, trọng lượng từ 300 – 500 g

Để đạt tiêu chuẩn xuất khẩu quả phải đồng đều, không lớn hoặc nhỏquá, tai quả phải cứng màu xanh, vỏ quả bóng, màu đỏ đẹp, không

có vết côn trùng cắn phá, đặc biệt không được nứt vỏ, không có dưlượng thuốc bảo vệ thực vật

Giá trị dinh dưỡng trong 100g quả thanh long (trong đó có 55g ănđược) như sau:

Bảng 1 1: Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long

*Tính chất

Thanh long có vỏ quả dày, khi chín màu đỏ có độ bóng cao, taiquả dày, cứng, chân tai rộng; thịt quả chắc giòn, có vị ngọt chua;mùi thơm đặc trưng, hạt nhỏ và ít Thanh long là loại quả tươi, mát

và sảng khoái; có tác dụng giải khát, giải nhiệt nhanh; bảo vệ vàtăng cường sức khỏe.

Các món ăn sáng tạo từ quả thanh long mang nét độc đáoriêng và còn là thực đơn rất hợp lý dành cho người muốn giảm cân

1.4 CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ QUẢ THANH LONG

1.4.1 Thanh long sấy dẻo

Hình 1 3: Thanh long sấy dẻo

Thanh long sấy dẻo được sản xuất từ 100% quả thanh longtươi, hoàn toàn không thêm phụ gia, không chất bảo quản, rất tốtcho sức khỏe Sản phẩm được chế biến từ nguồn thanh long tươiBình Thuận, ngon ngọt, đậm đà, vị chua ngọt tự nhiên rất ngon, giàuchất xơ, vitamin và khoáng chất

*Lợi ích:

- Cung cấp nhiều năng lượng cho cơ thể

- Tốt cho hệ xương khớp

- Tăng cường hệ miễn dịch

- Cung cấp nhiều chất xơ

- Nguồn bổ sung sắt rất tốt cho cơ thể

- Ngăn ngừa ung thư

1.4.2 Thanh long sấy khô

Hình 1 4: Thanh long sấy khô

*Công dụng:

- Thanh long sấy giòn tốt cho tim mạch

- Thanh long sấy giúp cải thiện hệ tiêu hóa

- Thanh long sấy giòn phòng chống ung thư

- Thanh long tốt cho xương

- Hỗ trợ giảm cân

1.5 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THANH LONG SẤY KHÔ

Thanh long sau khi thu hoạch được vận chuyển về khu sơ chế,tại đây người ta tiến hành rửa sạch, phân loại và làm khô cơ học, khửtrùng rồi cắt lát đem bỏ vào các khay lưới rồi đưa vào sấy

+ Tiêu chuẩn chọn thanh long:

Thanh long phải tươi tốt, thịt cứng

Thanh long còn nguyên vẹn không bị dập nát

Thanh long không bị sâu, không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trongkhoảng thời gian sắp thu hoạch

* Mô tả quy trình

Hình 1 5: Quy trình chế biến thanh long sấy1/ Nguyên liệu: quả thanh long

Chọn lựa từ những trái thanh long to khối lượng khoảng 1kg, màu sắctươi, trái đẹp, không bị sâu bệnh

2/ Phân loại

Tiến hành phân loại về độ chín, kích cỡ của thanh long tạo độ đồngđều cho nguyên liệu Sản phẩm không nên quá chín hoặc quá sống.Nếu sản phẩm quá sống sẽ tạo độ chua nhiều cho sản phẩm làmgiảm hương vị sản phẩm

3/ Rửa

Loại bỏ tạp chất bụi bẩn, vi sinh vật còn bám trên thanh long

7/ Đóng gói

Sản phẩm có thể sử dụng phương pháp hút chân không hoặc hủ thủytinh, còn có thể chứa trong bao bì bằng nhôm hạn chế quá trình oxyhóa gây hư hỏng sản phẩm

8/ Dán nhãn

Sau khi đóng gói, ta tiến hành dán logo nơi sản xuất và hạn sử dụng

1.6 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QTS THANH LONG

Trong quá trình sấy thanh long tất nhiên sẽ có nhiều yếu tố làmảnh hưởng đến chất lượng thanh long sau sấy:

Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy không nên đặt cao bởi dễ gây giònthanh long sấy

+ Thái lát thanh long từ 2 – 5mm trước khi sấy để đảm bảo yêu cầusấy

+ Có thể cắt đôi lát thanh long ra để lát không quá to khi sấy vàtrong quá trình sấy không bị vỡ vụn

+ Nhiệt độ yêu cầu từ 55 – 70℃ là đảm bảo chất lượng sấy

Tốc độ: Trong quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăngnhiệt độ của vật liệu sấy, nếu tốc độ quá nhanh thì bề mặt thanhlong sẽ bị rắn và ngăn quá trình thoát ẩm, Ngược lại nếu tốc độchậm thì cường độ thoát ẩm yếu

Độ ẩm: không khí có độ ẩm 10 – 13% Nếu độ ẩm của khôngkhí quá thấp sẽ làm rau quả nức hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt,

làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu

độ ẩm quá cao sẽ làm tốc độ sấy giảm

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY THANH LONG VÀ TÍNH

TOÁN THIẾT BỊ SẤY BUỒNG CHO THANH LONG

2.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY THANH LONG

Thiết bị sấy là thiết bị nhằm thực hiện quá trình làm khô vậtliệu sấy hay các sản phẩm nhất định, làm cho nó khô và đạt đến một

độ ẩm nhất định theo yêu cầu người sử dụng hoặc công nghệ sảnxuất và bằng quá trình sấy

Hiện nay cơ bản có 2 loại máy sấy thực phẩm: loại thứ nhất đểphục vụ cho nhu cầu kinh doanh nên kích thước lớn, chất liệu máy vàcông suất của máy cũng lớn hơn rất nhiều so với loại máy sấy thựcphẩm gia đình công suất nhỏ

Đối với hệ thống sấy thì hiện nay có rất nhiều kiểu hệ thốngsấy như: HTS buồng, HTS hầm, HTS tháp, HTS thùng quay, HTS khíđộng, HTS tầng sôi và HTS phun Tuy nhiên để sấy thanh long nóichung và hoa quả nói riêng thì những thiết bị sấy phải đảm bảo chothanh long sau khi sấy không bị nát, hư hỏng,…

2.1.1 Máy sấy thăng hoa

Hình 2 1: Máy sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa có tên tiếng Anh là Freeze Dry, là quá trình màdung môi (thường là nước) hoặc môi trường huyền phù được kết tinh

ở nhiệt độ thấp, sau đó được loại bỏ bằng cách thăng hoa Sự thănghoa ở đây được hiểu là sự chuyển trực tiếp của nước từ trạng thái rắnsang trạng thái khí mà không qua trạng thái hóa lỏng

Máy sấy thăng hoa HT-FD 10 (dùng để sấy thanh long) sử dụngcông nghệ sấy thăng hoa là sản phẩm của công ty Hai Tấn Là côngnghệ sấy tiên tiến nhất hiện nay Thăng hoa là quá trình chuyển hóanước trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi của sản phẩm Mà không phảitrải qua quá trình tan chảy Sấy thăng hoa (hay còn gọi là sấy đôngkhô) là quá trình thăng hoa Nước đóng băng trong trái thanh longđông lạnh ở áp suất rất thấp Sau khi sấy Cấu trúc của trái thanhđược giữ vững, màu sắc, mùi hương hay chất dinh dưỡng còn đượcgiữ nguyên

*Nguyên lý:

Giai đoạn 1: Cấp đông sản phẩm sấy Ở giai đoạn này, chỉ có máynén lạnh hoạt động Trong sản xuất, khuyến cáo nên cấp đông sảnphẩm trước ở bên ngoài Công tác này giúp tiết kiệm từ 8 – 10h sấy Giai đoạn 2: Khi sản phẩm được cấp đông tới nhiệt độ -30℃, bơmchân không hoạt động nhằm tạo môi trường chân không

Giai đoạn 3: Khi đạt áp suất dưới 600mTorr, sản phẩm sấy sẽ đượcgia nhiệt Thời điểm này, quá trình thăng hoa xảy ra

Giai đoạn 4: Sản phẩm khi đã tới độ khô yêu cầu Máy sẽ tự độngngắt và có thông báo đã hoàn thành xong quá trình sấy

*Ưu điểm:

- Thực phẩm giữ được hàm lượng dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị, hìnhdạng như ban đầu: Sấy thăng hoa giúp hạn chế sự thất thoát hàmlượng dinh dưỡng tự nhiên của sản phẩm

- Giúp sản phẩm có thành phần dinh dưỡng (protein, lipit, gluxit),vitamin, enzyme và hoạt chất sinh học, màu sắc, mùi, vị …v.v, gầnnhư được bảo toàn không bị phá hủy

- Giúp sản phẩm giữ được cấu trúc vật lý, hóa học

*Nhược điểm:

- Giá thành máy cao

- Thời gian sấy lâu kéo dài 30 - 40 tiếng, đây là yếu tố làm tiêu tốntiền điện, công suất máy lớn hay nhỏ dù cho là sấy sản phẩm mỏnghay dày cũng không thể nhanh hơn được

- Sấy thăng hoa quy mô công nghiệp đòi hỏi sự đầu tư lớn cả về hệthống máy sấy hiện đại, nhân công vận hành trình độ kỹ thuật cao,quy trình vận hành, bảo trì đúng lúc, đúng cách Bên cạnh đó, đicùng với chất lượng sản phẩm, chi phí sản xuất sản phẩm sấy thănghoa khá cao so với các phương pháp sấy khác.

2.1.2 Máy sấy lạnh (dùng để sấy khô quả thanh long)

Sấy lạnh hay còn được gọi với cái tên là làm đông khô, đây làmột quá trình nhằm loại bỏ nước thường được sử dụng để bảo quảncác loại thực phẩm dễ bị hư hỏng Việc sấy lạnh với mục đích kéo dàithời gian sử dụng cũng như giúp thuận tiện hơn trong việc vậnchuyển và bảo quản

Hình 2 2: Thiết bị sấy lạnh

Máy sấy lạnh MSL500 là máy sấy tầm trung của hãng Mactech,cho phép sấy lạnh sản phẩm với khối lượng sấy dưới 50 kg sản phẩmcác loại, tùy theo sản phẩm khác nhau mà khối lượng sấy khác nhauđôi chút Dải nhiệt độ sấy thấp từ 10 – 60°C phù hợp với sấy khô sảnphẩm cần giữ gần như nguyên vẹn tính chất tự nhiên là thanh long

Khi sấy ở nhiệt độ thấp, sấy lạnh sẽ giúp các sản phẩm giữnguyên được màu sắc, hương vị cũng như các chất dinh dưỡng cầnthiết của sản phẩm sấy Đây là một trong những phương pháp màkhi sấy rất cần thiết phải có

*Nguyên lý máy sấy lạnh:

Quá trình sấy lạnh diễn ra liên tục và theo tuần hoàn khép kín

Cụ thể:

-Không khí có độ ẩm cao (từ buồng sấy) sẽ được hút qua ốngcủa dàn lạnh ngưng tụ Tại đây, không khí sẽ được làm lạnh đếnnhiệt độ ngưng tụ để tách hơi nước từ trong không khí, trở thànhluồng không khí khô lạnh.

-Sau đó, luồng không khí khô lạnh này sẽ được dẫn qua buồngnóng với nhiệt độ trong khoảng 35 - 60℃ để đốt nóng Chúng tiếptục dẫn vào buồng sấy chứa thực phẩm để tiến hành sấy lạnh thựcphẩm theo ý muốn của nhà sản xuất

-Chính vì thế, luồng không khí khô lạnh này sẽ trở thành luồngkhí nóng ẩm (sau khi sấy) và được lưu thông qua các khay của thựcphẩm cần sấy để tiếp tục tuần hoàn

Hình 2 3: Sơ đồ nguyên lý máy sấy lạnh

2.1.3 Thiết bị sấy buồng

Hình 2 4: Thiết bị sấy buồng

Buồng sấy thường có 2 kiểu là buồng sấy cố định và buồng sấylắp ghép Buồng sấy cố định là buồng sấy được xây dựng cố định nhưmột căn nhà sau đó lắp thiết bị sấy vào trong Vì thế, buồng sấy cốđịnh còn được gọi là phòng sấy (giống như một căn phòng)

*Nguyên lý thiết bị sấy buồng:

Khí ngoài trời nhận nhiệt tại bộ gia nhiệt và hòa trộn với khí tươi đểđạt nhiệt độ cài đặt Quạt hướng trục đưa tác nhân sấy vào buồngsấy nhờ áp và lưu lượng của quạt

+ Giai đoạn 1: Tác nhân sấy từ bộ phân phân phối được cấp qua lớpvật liệu theo chiều từ dưới lên Vật liệu sẽ được làm khô theo chiềutác nhân sấy mang hơi ẩm thoát ra ngoài.

+ Giai đoạn 2: Đảo gió, tác nhân sấy xuyên qua lớp vật liệu từ trênxuống dưới, làm khô đều vật liệu sấy với độ đồng đều cao so với cácphương pháp đảo thông thường

*Cấu tạo:

- Buồng sấy: chứa vật liệu sấy, sàng buồn sấy thường làm bằng tônhoặc inox đục lỗ 2 đến 4 mm tùy thuộc vào kích thước vật liệu

- Bộ phân phối gió: đảo chiều gió cho máy

- Bộ gia nhiệt: có thể là lò đốt than, củi, trấu hoặc bộ gia nhiệt bằngđiện

- Quạt: thường là quạt hướng trục nhằm cung cấp lưu lượng và ápcần thiết cho máy sấy vĩ ngang

*Đặc điểm

- Chế độ làm việc có chu kỳ (mẻ)

- Sử dụng phương pháp sấy đối lưu

- Tác nhân sấy chuyển động cưỡng bức hoặc đối lưu tự nhiên

- Vật liệu được để vào khay hoặc treo trên khung

- Trong quá trình sấy, tác nhân sấy đi qua bề mặt ngoài của lớp vậtliệu

- Trong quá trình sấy, vật liệu ở trạng thái tĩnh so với thiết bị chứanó

- Chế độ nhiệt không ổn định: thông số của tác nhân sấy, vật liệu tạimọi điểm trong không gian sấy thay đổi theo thời gian

*Nhược điểm:

- Không sấy được các vật liệu có kích thước lớn

- Chi phí đầu tư ban đầu khá lớn, vì có rất nhiều thiết bị.

- Người vận hành phải có kiến thức về sấy và đặc điểm của từng loạivật liệu để điều chỉnh cho phù hợp

Ở đây, nguyên liệu sấy là thanh long có yêu cầu không quá

khắt khe nên ta chọn phương án thiết bị sấy buồng với phương pháp sấy đối lưu để có lợi nhất về mặt kinh tế (rẻ hơn so với máy

sấy lạnh, kèm với thời gian sấy không quá dài như sấy thăng hoa

mà vẫn đảm bảo tốt yêu cầu chất lượng sấy Đặc điểm của hệ thốngsấy buồng là có chu kỳ từng mẻ một, do đó mà năng suất không lớn.Tuy nhiên nó có thể sấy nhiều loại vật liệu có hình dáng khác nhau

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY BUỒNG CHO THANH LONG

2.2.1 Năng suất và thời gian sấy của thiết bị sấy

a) Năng suất của thiết bị sấy

(Chọn tác nhân sấy là không khí, vị trí nghiên cứu tại Bình Thuận)

- Theo quy trình công nghệ, ta có:

+ Nhiệt độ không khí trung bình thấp nhất của tháng trong năm tạiBình Thuận to= 16oC

+ Độ ẩm thấp nhất tại Bình Thuận φ= 75%

về độ ẩm sau khi sấy của sản phẩm sấy khô với trái cây có lượngđường cao như thanh long)

http://vn.jimdryer.com/heat-pump-dryer/fruit-dryer/dragon-fruit-dryer.html

1−0,16

ướt/mẻ)

b) Thời gian sấy

- Theo quy trình công nghệ sản xuất thanh long sấy khô trên thực tế,thời gian sấy là từ 6-8 giờ mỗi mẻ Đối với đề tài này ta chọn thờigian sấy là t = 7 giờ

- Bao gồm 2 giai đoạn

=> Khối lượng ẩm thoát ra trong mỗi giờ:

W = G1−G2

t =

210−50

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy

2.2.3 Xác định kích thước thiết bị vận chuyển và buồng sấy

a) Tính toán thiết bị vận chuyển thanh long

- Trong thực tế người ta thường sử dụng loại xe goòng với có cácthông số sau để sấy các loại trái cây:

+ Chiều dài, chiều rộng, chiều cao: 1000x1000x1500 mm

+ Khay để thanh long là khay lưới: 1000x1000x20 mm

+ Khoảng cách giữa các khay là 70 mm

+ Khay dưới cùng cách mặt đáy 150 mm

+ Số khay trên một xe là 1500−15070+20 =15(khay)

Bài toán đặt ra là tìm trong mỗi xe goong đặt bao nhiêu khay

và mỗi khay chứa bao nhiêu kg thanh long để từ đó xác định được số

xe vận chuyển thanh long là bao nhiêu xe trong một mẻ sấy, và từ

đó có thể định được kích thước cơ bản của buồng

* Xác định số khay chứa thanh long

- Độ dày lát cắt thanh long 6 mm

- Đường kính của lát cắt thanh long 60 – 70 mm (ta chọn trung bình

= 65 mm)

m3

=> Số lát thanh long trên một khay là: n = 14 x 14 = 196 (lát/khay)

- Khối lượng thanh long trên một khay: = 196*0,025= 4,9 kg

- Chiều cao xe là 150cm ta chọn số khay trên một xe là 15 khay

- Số lát thanh long xếp trên mỗi xe là 15x196 = 2940 lát

- Khối lượng thanh long trên một xe: = 2940*0,025= 73,5 kg

- Số xe cần dùng là X = 8400/2940 = 2,8 xe ta chọn 3 xe goong

b) Xác định kích thước buồng sấy

- Chiều cao h: chọn khoảng cách từ xe goong lên trần buồng sấy là

1100 mm Chiều cao của buồng sấy là h = 1500 + 1100 = 2600 mm

- Chiều rộng r: chọn khoảng cách từ xe goong đến 2 mép bên củatường là 400 mm

- Chiều rộng của buồng là r = 1000 + 2x400 = 1800 m

- Chiều dài d: lấy khoảng cách giữa xe goong với cửa và tường sau làbằng 300 mm và khoảng cách giữa các xe goong theo chiều dài 350mm

=> Vậy d = 3x1000 + 2x300 + 2x350 = 4300 mm

Chương 3: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY

Mục đích: Tính toán quá trình nhiệt khi sấy lý thuyết, tính toán cáctổn thất trong buồng sấy và từ đó tính sấy thực tế để xác định nhiệt

lượng cấp cho quá trình sấy và lưu lượng không khí cần thiết và hiệusuất của hệ thống sấy.

3.1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TBS

3.2 QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT