Tính toán thiết bị sấy nấm kiểu sấy hầm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY NẤM KỂU SẤY HẦM, NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 650KG/MẺ GVHD: HỒ TẤN THÀNH LỚP: SVTH: TP.HCM, tháng năm 2013 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu chung nấm: 1.2 Nấm Linh chi: 1.3 Sấy hầm: 10 1.4 Kỹ thuật sấy nấm 12 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 16 2.1 Cân vật liệu 16 2.1.1 Các thông số ban đầu 16 2.1.2 Lượng ẩm cần bay 16 2.1.3 Khối lượng vật liệu sau sấy 16 2.1.4 Lượng vật lieu khô tuyệt đối 17 2.2 Tính toán trình sấy lý thuyết 17 2.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên 17 2.2.2 Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy 18 2.2.3 Tính toán trạng thái không khí khỏi hầm sấy 19 2.2.4 Tiêu hao không khí 19 2.2.5 Lượng nhiệt tổn thất cho trình sấy lý thuyết 20 2.2.6 Tính chọn thời gian sấy 20 2.3 Tính chọn số xe goong kích thước hầm sấy 22 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY 24 3.1 Tính toán nhiệt hầm sấy 24 3.1.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 24 3.1.2 Tổn thất thiết bị vận chuyển 24 3.1.3 Tổn thất môi trường 25 3.2 Tính toán trình sấy thực tế 27 3.3 Tính lượng tác nhân sấy trình sấy thực 28 CHƯƠNG IV: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 29 GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm 4.1 Tính chọn quạt 29 4.2 Tính chọn calorife 30 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình công nghệ sử dụng nhiều ngành công nghiệp nông nghiệp khác Đối với ngành công nghệ thực phẩm, quy trình công nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có công đoạn sấy khô để nâng cao chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm Vì nói sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất Thực tế cho thấy, sấy trình công nghệ phức tạp Và để thực tốt trình sấy, người ta phải tính toán, thiết kệ hệ thống sấy cho phù hợp với loại sản phẩm khác nhau, đảm bảo đạt mục đích sấy yêu cầu Trong đồ án này, nhóm em giao nhiệm vụ “Tính toán thiết bị sấy nấm kiếu sấy hầm với suất nhập liệu 650kg/mẻ” Với nhiệm vụ thế, nhóm chúng em cố gắng hoàn thành công việc thời hạn Tuy nhiên kiến thức nguồn tài liệu hạn chế nên chúng em tránh khỏi sai sót trình thiết kế Chúng em mong nhận đóng góp thầy cô bạn! Xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Tấn Thành, giáo viên môn giúp đỡ bảo tận tình thời gian chúng em thực đồ án Nhóm sinh viên thưc GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu chung nấm: Nấm hay nấm lớn, nấm thể loại hoa, có cuống hoa, chất diệp lục, sống nhờ vào ký sinh trùng thực vật hoại sinh Cấu tạo nấm có nhiều sợi xơ màu đen, xanh cây, vàng xanh dương, sợi xơ có hai phần Phần thứ phần xơ trải dài giống rễ cây, sống dựa vào chất bên mà chúng mọc lên từ Phần thứ hai giống mũ tròn, có chứa bào tử Nấm bắt đầu sinh sôi nảy nở nơi nóng ẩm thấp Đặc điểm sinh học: Nấm phân loại riêng so với thực vật động vật gọi giới nấm Đặc điểm phân loại quan trọng phân chia thành giới riêng có nhiều nguyên nhân Nấm chưa cấu trúc mô, nấm đơn bào đa bào, chất diệp lục, chất dự trữ nấm tinh bột glycogen thực vật, động vật Nấm sinh sản bào tử sinh sản sinh dưỡng (sợi nấm hay tơ nấm) Nấm sinh vật hoại sinh chúng hấp thụ dinh dưỡng từ thực vật động vật chết, số ký sinh Tơ nấm suốt không màu phát sinh bào tử có màu khác (vàng, đỏ, đen, nâu ) nên người ta dễ nhầm lẫn màu sợi nấm Với nhóm nấm lớn nấm mà ta thường gọi thực thể sợi nấm Quả thể có nhiều hình dạng màu sắc khác Một số nấm biết đến ăn được sử dụng từ lâu, nhiều loại nấm chưa xác định có độc tố mạnh nên phải thật cẩn thận sử dụng loại nấm lạ đặc biệt có màu sắc sặc sỡ Nấm sinh vật thiếu đời sống, nấm chu trình tuần hoàn vật chất bị mắt xích quan trọng việc phân hủy chất bã hữu Nấm đem lại nguồn thực phẩm giàu đạm, đầy đủ acid amin thiết yếu, hàm lượng chất béo acid béo chưa bão hòa tốt cho sức khỏe, giá trị lượng cao, giàu khoáng chất vitamin Ngoài ra, nấm chứa nhiều hoạt chất có tính sinh học, góp phần ngăn ngừa điều trị bệnh GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm cho người, loài nấm ăn có tác dụng phòng ngừa chống u bướu Hiện nhà khoa học nghiên cứu phát thành phần nấm có hoạt chất có dược tính mạnh với bệnh nan y viêm gan, ung thư, HIV… Việc đưa vào sử dụng rộng rãi chế phẩm tách chiết từ nấm giúp người khỏe mạnh phòng chống nhiều bạn tiềm ẩn nguy hiểm cao huyết áp Các giống nấm biết đến nhiều nhắc đến Linh Chi, nấm Lim, nấm Thượng Hoàng Hàm lượng: Đạm: Nấm có hàm lượng đạm cao Hàm lượng đạm thô số loại nấm như: o Nấm mèo từ - 8% o Nấm rơm lên đến 43% o Nấm mỡ hay nấm bún 23,9 - 34,8% o Nấm đông cô 13,4 - 17,5% o Nấm bào ngư 10,5 -30,4% (bào ngư mỏng pleurotussajor-caju 9,9 26,6%) o Nấm kim châm 17,6% o Nấm hầm thủ từ 23,8 -31,7% Acid amin: Nấm có đầy đủ acid amin thiết yếu như: isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, valine, tryptophan, histidine Đặc biệt nấm giàu lysine leucine, tryptophan methionine Đối với nấm rơm non (dạng nút tròn) hàm lượng protein thô lên đến 30%, giảm 20% bung dù Ngoài ra, tùy theo chất trồng nấm mà hàm lượng đạm có thay đổi Nhìn chung, lượng đạm nấm đứng sau thịt vàsữa, cao loại rau cải, ngũ cốc khoai tây (7,6%), bắp cải (18,4%), lúa mạch (7,3%) lúa mì (13,2%) Chất béo Chất béo có loại nấm chiếm từ - 10% trọng lượng khô nấm, bao gồm acid béo tự do, monoflycerid, diglycerid triglyceride,serol, sterol GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm ester, phos - phor lipid có từ 72 - 85% acid béo thiết yếu chiếm từ 54 -76% tổng lượng chất béo - Nấm mỡ nấm rơm 69 -70% - Nấm mèo 40,39% - Bào ngư mỏng 62,94% - Nấm kim châm 27,98% Chất xơ Tổng lượng Carbohydrat sợi: chiếm từ 51 - 88% nấm tươi khoảng - 20% trọng lượng nấm khô, bao gồm đường pentose, methyl pentos, hexose, disaccharide, đường amin, đường rượu, đường acid Thành phần sợi nấm ăn chitin, polymer n–acetylglucosamin, cấu tạo nên vách tế bào nấm Sợi chiếm từ 3,7% nấm kim châm 11,9 - 19,8% loại: - Nấm mèo: Từ 7,5 - 17,5% - Nấm bào ngư: -14% - Nấm mỡ: 7,3 - 8% Khoáng chất sinh tố Nấm có chứa số vitamin như: thiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), acid ascorbic (vitaminC) Khoáng chất: Nấm ăn nguồn cung cấp chất khoáng cần thiết cho thể nguồn lấy từ chất trồng nấm, thành phần chủ yếu kali, phosphor, natri, calci magnesium, nguyên tố khoáng chiếm từ 56 - 70% lượng tro Phosphor calcium nấm luôn cao số loại trái rau cải Ngoài có khoáng khác sắt, đồng, kẽm, mangan, cobalt Giá trị lượng: Giá trị lượng nấm: Được tính 100 g nấm khô - Nấm mỡ: 328 - 381Kcal - Nấm hương: 387 - 392 Kcal - Nấm bào ngư xám: 345 - 367 Kcal - Nấm bào ngư mỏng: 300 - 337 Kcal - Nấm bào ngư trắng: 265 - 336 Kcal GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm - Nấm rơm: 254 - 374 Kcal - Nấm kim châm: 378 Kcal - Nấm mèo (Mộc nhĩ) 347 - 384 Kcal - Nấm hầm thủ: 233 Kcal Sử dụng nấm Nấm loại thực phẩm xếp vào loại rau giàu dinh dưỡng, thay thịt cá nguồn dược liệu quý Nấm có công dụng phòng ung thư, tăng cường sức khỏe, nhiều loại nấm quý vừa ăn ngon vừa mỹ phẩm thiên nhiên không tác dụng phụ giúp chống lão hóa, dưỡng tóc, đẹp da Theo nhà khoa học nấm chứa 0,1g chất béo, 10 calo lượng, nguồn cung cấp protein dồi dào, cân nguồn dưỡng chất Đối với người ăn chay, nấm sử dụng thường xuyên để bổ sung protein cho thể trạng Nấm xem nguyên liệu đa dạng, sử dụng nhiều ăn chứa nguồn dinh dưỡng cao dễ chế biến Không sử dụng loại nấm lạ không nắm rõ nguồn gốc tác hại chúng Người Việt Nam thường dùng nấm thực phẩm hàng ngày gồm loại nấm truyền thống như: nấm rơm, nấm mèo, nấm đông cô, nấm hương, nấm mối, nấm tràm… hay số loại nấm trồng, sử dụng như: nấm mỡ, nấm bào ngư, nấm kim châm, nấm ngân nhĩ, nấm hầm thủ, nấm cẩm thạch Đây loại thực phẩm bổ dưỡng phù hợp với lứa tuổi 1.2 Nấm Linh chi: Nấm Linh chi (tiếng Anh: Lingzhi mushroom) có tên khoa học Ganoderma Lucidum, thuộc họ Nấm Lim (Ganodermataceae) Nấm Linh chi có tên khác Tiên thảo, Nấm trường thọ, Vạn niên nhung Mô tả: Nấm hóa gỗ sống năm hay lâu năm Thế có dạng hình tròn, thận hay quạt, dày, đường kính từ 3-10cm, cuống dài hình trụ tròn hay bệt, có phân nhánh; mặt mũ có đường tròn đồng tâm, mép lượn sóng Bào tử hình bầu dục GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm hình trứng, cụt dầu, màu gỉ sắt, có mấu lồi nhiều gai nhọn Toàn có màu nâu đỏ, màu dỏ vàng nâu đen Phân bố, sinh thái: Chi Ganoderma Karsten có khoảng vài triệu loài giới, phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới châu Á, châu Dại Dương châu Mỹ Ở Việt Nam có 26 loài loài Nấm Linh chi thuộc nhóm nấm lớn, thường hoại sinh gỗ mục thuội đại diện họ, Caesalpiniaceae (lim, lim xẹt,muồng đen, me, …) Fagaceae (một số loài thuộc chi Quercus, Lythocapus,…) Môi trường sống nấm thường rừng kín xanh ẩm, độ cao từ vài mét chục mét tới 1500 m Có thể tìm thấy nấm Linh chi hầu hết tỉnh miền núi, từ Lào Cai (Sa Pa) đến Lâm Đồng (Lang Biang), thấy nấm mọc vào mùa mưa ẩm vùng rừng thuộc Hương Sơn (Hà Tĩnh), vườn quốc gia Tam Đảo (Vĩnh Phúc)… Bộ phận sử dụng: Nấm gồm hai phần : mũ nấm cuống.mũ nấm hình bàn nguyệt hay hình thận, rộng 2-25cm, dài 3-30 cm, dày 0,5-2 cm, mặt bóng, màu nâu có vân đồng tâm, lượn sóng vân tán xạ, mặt nâu nhạt mang ống nhỏ chứa tử Cuống hình trụ tròn, nâu bóng, kích thước 1-1,5 cm  15-20 cm (từ điển Bách khoa,1999) Thành phần tác dụng: Nấm Linh chi dược liệu mà người từ xa xưa biết dùng làm thuốc Trong "Thần nông thảo" xếp Linh chi vào loại siêu thượng phẩm nhân sâm; "Bản thảo cương mục" coi Linh chi 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 dày); gần nhà khoa học Trung Quốc Nhật phát nấm linh chi có tác dụng phòng chống ung thư, chống lão hóa làm tăng tuổi thọ Có nhiều công trình nghiên cứu giới định danh hoạt chất xác định tác dụng dược lý nấm linh chi như: Germanium, acid ganoderic, acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-D-glucan, GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm (đặc biệt nấm Linh chi, có hàm lượng germanium cao nhân sâm đến - lần) Các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy nấm Linh chi có chứa 21 nguyên tố vi lượng cần thiết cho vận hành chuyển hóa 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 người ta biết nấm Linh chi có germanium giúp tế bào hấp thụ oxy tốt hơn; polysaccharit làm tăng miễn dịch thể, làm mạnh gan, diệt tế bào ung thư; acid ganodermic chống dị ứng, chống viêm Phân loại: 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 thấy thân thể nhẹ nhàng 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 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 1.3 Sấy hầm: Giới thiệu chung sấy: Sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Kết trình sấy hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng nhiều mặt: nông sản thực phẩm nhằm tăng khả bảo quản; gốm sứ làm tăng độ bền học, than củi làm tăng khả đốt cháy… Các vật liệu sau sấy giảm khối lượng thể tích nên giảm giá thành vận chuyển Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha lỏng vật liệu thành Cơ chế trình diễn tả trình sau: GVHD: HỒ TẤN THÀNH 10 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm I0 = Ck t0 + (r0 + Cn.t0).d0 (công thức VII.13-trang 95 Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa học tập NXB KH-KT,2006) Với : Ck nhiệt dung riêng không khí khô Ck = 1, kj/kg.độ (tra Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa học tập NXB KH-KT,2006bảng 1.255-trang 318, nhiệt độ t không khí = 27,2 C) r0 ẩn nhiệt hoá nước, r = 2493 kJ/kg Ch = 1,97 kj/kg.độ  I0 = x 27,2 + (2493+ 1,97 x 27,2) x 0,0183 = 73,8025 kJ/kgkkk 2.2.2 Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy - Độ chứa ẩm tác nhân sấy vào hầm: d1 = d0 = 0,0183 kg ẩm/ kgkkk -Entalpy tác nhân sấy vào hầm: I1 = t1 + (2493 + 1,97.t 1) d1 = 65 + (2493 + 1,97 x 65) x 0,0183 = 112,9652 kJ/kgkkk - Độ ẩm tác nhân sấy vào hầm φ1 = P.d P bh1(0,622+d 1) Tra P bh1 65 0C theo Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa học tập NXB KH-KT,2006- bảng 1.250-trang 312 ta được: P bh1 = 0,255 at  φ1 = 1x0,0183 0,255x (0,622+0,0183) GVHD: HỒ TẤN THÀNH ≈ 11,2 % 18 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm -Nhiệt dung riêng dẫn xuất: Cx(d1) = Ck + d1 x Ch = + 0,0183 x 1,97 = 1,036 kJ/kgkkk (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy,NXBGD,2008 - trang 157) 2.2.3 Tính toán trạng thái không khí khỏi hầm sấy - Độ chứa ẩm tác nhân sấy vào hầm d20 = d1 + C x (t1−t2) r+C ht2 (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy,NXBGD,2008-công thức 5.5-trang 57) => d20 = 0,0183 + 1,036x(65−35) 2493+1,97x35 = 0,0304 kgh/khk - Entalpy tác nhân sấy khỏi hầm: I20 = I1 = 112,9652 kJ/kgkkk - Độ ẩm tác nhân sấy khỏi hầm φ20 = P.d 20 P bh2 (0,622+d 20) tra P bh2 35 0C theo Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa học tập NXB KH-KT,2006 - bảng 1.250-trang 312 P bh2 = 0,0573 at  φ20 = 1x0,0304 0,0573x(0,622+0,0304) =81,3% Độ ẩm thoả mãn điều kiện kinh tế-kỹ thuật: 80 0C ≤φ20 ≤90 0C 2.2.4 Tiêu hao không khí GVHD: HỒ TẤN THÀNH 19 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm - Lượng không khí cần thiết trình sấy: (công thức VII.19 Sổ tay QT TB CNHH tập NXB KH-KT,2006) 𝐿= = 𝑊 𝑑20 − 𝑑1 461,047 0,0304 − 0,0183 = 38103,058 (kg/mẻ) - Lượng không khí cần làm bay kg ẩm: : (công thức VII.18 Sổ tay QT TB CNHH tập NXB KH-KT,2006) 𝑙= = 𝑑20 − 𝑑1 0,0304− 0,0183 = 82,64 ( kgkkk/kg ẩm) 2.2.5 Lượng nhiệt tổn thất cho trình sấy lý thuyết - Lượng nhiệt tiêu tốn cho trình sấy: Q = L (I1 - I0) = 38103,058 (112,9652 - 73,8025) = 1873249,21 (kJ/mẻ) (công thức dòng 30-trang 103, Sổ tay QT TB CNHH tập 2, NXB KHKT,2006) - Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay kg ẩm: q= I20 −I0 d 20−d = 112,9652 −73,8025 0,0304−0,0183 = 3236,5868 (kJ/kg ẩm) (công thức VII.22a-trang 103, Sổ tay QT TB CNHH tập 2, NXB KH-KT,2006) 2.2.6 Tính chọn thời gian sấy Ta có: t1 = tk = 65 0C, φ1 ≈ 11,2 % Tra đồ thị I-d, ta nhiệt độ t ≈ 32 C Cường độ bay hơi: 760 Jm = am (P m - P a) 𝑩 , kg/m2.h (công thức dòng 22-trang 32-Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001) Với B: áp suất khí trời, B = 760 mmHg am: hệ số bay hơi, kg/m2.h GVHD: HỒ TẤN THÀNH 20 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm mà ta có J m r = α (tk -tư) với r: ẩn nhiệt hoá hơi, kJ/kg α: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (W/m2.K) (suy từ công thức 2.32, 2.33, 2.34-trang 31 Tính toán thiết kế hệ thống sấyTrần Văn Phú, NXBGD,2001)  Pm - Pa = 𝛼 𝑎 𝑚.𝑟 (tk -tư) = A (tk -tư) Với A hệ số ẩm kế.A= 𝛼 𝑎 𝑚.𝑟 Chọn vận tốc tác nhân hầm sấy v = 0,5 m/s (theo chế độ sấy nấm-trang 109, Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy,NXBGD,2008) Vì v ≥ 0,5 m/s nên theo thực nghiệm: A = (65 + 6,75 𝑣 ).10 -5 (công thức 2.37b- trang 32 Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001)  A = (65 + 6,75 0,5.3600 ).10 -5 = 65 10 -5 Khi tốc độ dòng khí v ≤ m/s: α = 6,15 + 4,17 v, W/m2.K (công thức 7.46-trang 144 Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001)  α = 6,15 + 4,17 x 0,5.3600 = 7512,15 (W/m2.K) Từ A, α suy ra: am =  𝛼 𝐴 𝑟 = 7512,15 65.10−5 2493 = 4635,842 kg/m2.h Jm = am (P m - P a) = am A (tk -tư) = 4635,842 65 10 -5.(65-32) = 99,439 (kg/m2.h) - Tốc độ sấy đẳng tốc N =100 𝐽𝑚 𝑓 (%/h) Gk : khối lượng vật liệu khô tuyệt đối, kg/mẻ f: diện tích bề mặt vật liệu, m2.Chọn đường kính nấm Lính Chi d =10cm Chiều dày nấm h = cm.(trang 140 Nuôi trồng sử dụng Nấm ăn, Nấm GVHD: HỒ TẤN THÀNH 21 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm dược liệu-Trần Hữu Đống,NXB Nghệ An) Xem mũ Nấm linh chi có dạng hình tròn phần cuống bị cắt bỏ ta có diện tích bề mặt riêng: f=2 𝜋 𝑑2 +2 𝜋𝑑 h =2 𝜋 0,12 +2 𝜋 0,1 0,01 ≈ 0,019 m2  N =100 99,439 0,019 = 188,934 (%/h) - Độ ẩm cân wcb = 12,983 % - Độ ẩn tới hạn: wth = wcb + 𝜔1 1,8 ( theo công thức 5.26-trang 103 Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001)  wth = 12,983 + - 75 1,8 = 54,65 % Thời gian sấy τ = τ1 + τ2 = w1 − wth N − w0 1,8 N ln[ 1,8 w0 ( w2 − wcb )], h ( thay ct 5.25 vào ct 5.31 Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001)  τ= 75 − 54,65 188,934 − 75 1,8 188,934 ln[ 1,8 75 (14 − 12,983 ) ] = 0,93 h Thực tế không khí chuyển động trêm vật liệu không đồng đều, thời gian sấy lý thuyết cần phải tang lên từ 1,5 đếm lần  Chọn thời gian sấy : τ = 2.0,93 = 1,86 2.3 Tính chọn số xe goong kích thước hầm sấy Chọn khay sấy làm nhôm kích thước (BkLkHk) = (900  900  50 ) mm Khay có chừa mép để thuận tiện cho việc di chuyển khay, mép khay 20 mm Trên khay có đục lỗ phía đáy để nâng cao hiệu suất sấy, lỗ có đường kính ∅ = mm Khoảng cách hai lỗ mm Khoảng cách tâm lỗ với thành khay mm Ta có: - Diện tích khay: (0,9 – 0,02.2).(0,9 – 0,02.2) = 0,7396 m2 - Gọi x số lỗ hàng 0,9 = 0,02.2 + 0,005.2 + 0,005.x +0,005 (x-1)  x ≈ 86 lỗ GVHD: HỒ TẤN THÀNH 22 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm  Số lỗ khay: x.x = 86.86 = 7396 lỗ  Tính chọn xe goòng Chọn xe goòng có kích thước (BxLxHx) = ( 1000  1000  1700)mm - Thép làm khung thép góc L - Khung xe hàn + thép L dài 1000 mm + thép L dài 1000 mm + thép dài 1600 mm - Chiều cao khung 1600 mm + Chiều cao khay 50 mm + Hai giàn đỡ cách 100 mm + Chiều cao sàn xe : 200mm  Số khay xe: [(1,7 - 0,2) : 0,1] – = 14 khay - Chọn khối lượng vật liệu m2 10 kg/m2 + Diện tích khay sấy xe: 0,7396.14 = 10,3544 m + Khối lượng vật liệu sấy xe: Gvlsx = 10,3544 = 82,8352 kg Số xe goòng cần thiết là: N= 𝐺1 𝜏 𝐺𝑣𝑙𝑠𝑥 = 650.1,86 82,8352 ≈ 15 xe Kích thước hầm sấy Chiều rộng: Bh = Bx+2.50=1100mm Chiều dài: Lh = n.Lk+2.Lbs = 15.1000 + 2.1000 = 17000 mm Chiều cao: Hh = Hx+50 = 1700+50 = 1750mm Kích thước phủ bì hầm sấy Hầm sấy xây gạch có bề dày  250mm Nền hầm sấy sau dặt đường ray (sắt chữ L) láng ximăng, trần hầm sấy đổ bêtông xốp, nhẹ, có chiều dày 2=70mm có rải lớp cách nhiệt thủy tinh có chiều dày  = 150mm Như vậy, kích thước phủ bì hầm sấy bằng: GVHD: HỒ TẤN THÀNH 23 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm Chiều rộng: B = Bh + 2 = 1100 + 500 = 1600 mm Chiều cao: H = Hh +  +  = 1750 + 70 +150 = 1970 mm CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY 3.1 Tính toán nhiệt hầm sấy 3.1.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang Theo kinh nghiệm sấy nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy khỏi thiết bị sấy lấy thấp nhiệt độ tác nhân sấy từ đến 10 oC Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu sấy nên tv2 = t1 –(5÷10) Vậy tv2 = 65 – = 60 C Nhiệt dung riêng nấm khỏi hầm Cv(w2)= Cvk(1-w2) + Caw2 = 1,841 kJ/kg.K (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy,NXBGD,2008 –trang 103) Tổn thất nhiệt vật liệu sấy đem đi: G2 𝐶𝑣 (𝑤2) (𝑡𝑣2 – 𝑡𝑣1) qv = W = 188,953 1,841.(60 – 27,2) 461,047 1= 24,743 (kJ/kg ẩm) 3.1.2 Tổn thất thiết bị vận chuyển a Tổn thất xe goòng mang qx : Chọn xe goòng làm thép CT3 với khối lượng G x = 45kg, Cx = 0,5 kJ/kg.K Do đó: qx = n.Gx C x.(t1 −tv1) W.τ (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) = 15.45.0,5.(65 −27,2) 461,047.1,86 = 14,877kJ/kg ẩm b Tổn thất khay đựng mang qk : Khay đựng sản phẩm làm nhôm có đục lỗ với Gk = 2kg, Ck = 0,86 kJ/kg Do đó: GVHD: HỒ TẤN THÀNH 24 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm 14.n.Gk C k.(t1−tv1) qk = W.τ (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) = 14.15.2.0,86.(65−27,2) 146,047.1,86 = 50,261 kJ/kgh Vậy tổn thất thiết bị truyền tải : qtt = qx + qk = 14,877 + 50,261 = 65,138 kJ/kg ẩm 3.1.3 Tổn thất môi trường Diện tích tự hầm sấy: Ftd = (Bh Hh – 14.Lk.Hk) = (1,1.1,75 – 14.0,9.0,05) = 1,295 m2 Tác nhân sấy vào hầm sấy có t = 65 0C φ1 = 11,2 % Theo phụ lục Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001,với thông số thể tích không khí ẩm chứa kh không khí khô vB = 1,004 m3/kgkk Tương tự ta có tác nhân sấy t = 35 0C φ1 = 81,3 % => vCo = 0,937 m3 /kgkk Do đó: VB = 𝐿.𝑣𝐵 𝜏 VCo = = 𝐿.𝑣𝐶𝑜 𝜏 38103,058 1,004 1,86 = = 20567,457 m3/h 38103,058 0,937 1,86 = 19104,928 m3/h  Lượng thể tích trung bình: Vo = 19836,193 m3/h = 5,51 m3/s Lưu lượng tác nhân sấy tối thiểu: 𝑉𝑜 wo= 𝐹𝑡𝑑 = 5,51 1,295 = 4,45 m/s Tường hầm sấy làm gạch đỏ có bề dày 0,25m hệ số dẫn nhiệt 0,7W/m2K Do lưu lượng thể tích tác nhân sấy trình sấy thực V lớn V0 Do ta giả thiết tốc độ trình sấy thực w = 4,5 m/s - Các liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua tường bên hầm sấy: GVHD: HỒ TẤN THÀNH 25 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm + Nhiệt độ dịch thể nóng trường hợp nhiệt độ trung bình tác nhân sấy: tf1 = 𝑡1 + 𝑡2 = 65+35 = 50 0C + Nhiệt độ dịch thể lạnh nhiệt độ môi trường: tf2 = 27,2 0C Kích thước xác định chiều cao tường hầm sấy: Hh = 1750 mm hệ số dẫn nhiệt: : 1 = 0,77 W/mK Chúng ta em tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng với tốc độ w = 4,5 m/s, không khí bên chuyển động đối lưu tự nhiên chảy rối Hệ số trao đổi nhiệt tác nhân sấy tường bên ktb: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tác nhân sấy tường hầm sấy thực α1 mặt tường hầm với môi trường α2 tính theo công thức sau: α1 = 6,15 + 4,17.w = 24,915 W/m2K (ct 7.46 Tính toán thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001) α2 =1,715(t w2 - tf2)1/3 Mặt khác ta có: qtb= α1(tf1-tw1)=(/ 1)(tw1 +tw2)=α2 (tw2-tf2) Giả sử: tw1 = 48,53 0C  q1 = 36,55 W/m2  tw2 = tw1 - 𝑞 𝛿1 1 = 48,53 - 36,87 0,25 0,77 = 37 0C Chênh lệnh nhiệt độ mặt tường với môi trường: ∆t = tw2 – t0 = 9.8 0C Nhiệt độ xác định t m = (tw2 + tf2)/2 = 32 0C Tại tm = 32,69 0C tra bảng (I.255 STQTTBT1 trang 318) ta  = 2,69.10 -2 W/m.độ  = 16,19.10 -6 m2 /s Pr = 0,7 GVHD: HỒ TẤN THÀNH 26 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm g. H h t  Gr = 9,81.1,75 3.9,8 = = 6,5.10 (273  27,2)( 16,19.10 -6 ) 2  2.10 7[...]... 1970 mm CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY 3.1 Tính toán nhiệt hầm sấy 3.1.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi Theo kinh nghiệm sấy nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi thiết bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy từ 5 đến 10 oC Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu sấy nên tv2 = t1 –(5÷10) Vậy tv2 = 65 – 5 = 60 0 C Nhiệt dung riêng của nấm ra khỏi hầm Cv(w2)= Cvk(1-w2)... độ 100 0 C, làm nguội nhanh qua nước sạch hoặc quạt gió mạnh rồi xếp vào khay Lớp nấm không dày quá 3 cm Nhiệt độ sấy nấm không được vượt quá 700 C Thiết bị sấy thích hợp cho nấm có 2 loại Lò sấy kiểu tủ, sấy gián đoạn và sấy kiểu 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 độ không khí lúc... cho vật liệu người ta chia thiết bị sấy ra 3 nhóm chính: + Sấy đối lưu + Sấy tiếp xúc + Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoa Cấu tạo sấy hầm: Hầm sấy là một hầm làm bằng bêtông, gạch bên trong có các xe chứa vật liệu sấy Các khay chứa vật liệu được chất lên xe goòng, được lập trình để đi qua hầm cách nhiệt có tác nhân sấy chuyển động một hoặc nhiều chiều khác nhau Một hầm sấy đặc trưng có chiều dài... tác nhẹ nhàng tránh để nấm vụn nát Trường hợp nấm sấy đạt đến độ ẩm tuyệt đối (hàm lượng nước trong nấm khô 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 nấm hút 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... 2.34-trang 31 Tính toán và thiết kế hệ thống sấyTrần Văn Phú, NXBGD,2001)  Pm - Pa = 𝛼 𝑎 𝑚.𝑟 (tk -tư) = A (tk -tư) Với A là hệ số ẩm kế.A= 𝛼 𝑎 𝑚.𝑟 Chọn vận tốc tác nhân trong hầm sấy là v = 0,5 m/s (theo chế độ sấy nấm- trang 109, Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD,2008) Vì v ≥ 0,5 m/s nên theo thực nghiệm: A = (65 + 6,75 𝑣 ).10 -5 (công thức 2.37b- trang 32 Tính toán và thiết kế hệ thống sấy- Trần Văn... liệu Nguyên lý hoạt động sấy hầm: Vật liệu sấy thường được xếp trên các khay chứa nguyên liệu và các khay này được chất trên các xe goòng Các xe goòng được di chuyển vào đầu hầm sấy và ra ở cuối hầm sấy nhờ hệ thống xích tải Tác nhân sấy chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều với vật liệu sấy để tác nhân sấy không bị tràn ra ngoài hoặc không khí ở ngoài tràn vào thì ở hai dầu hầm sấy có gắn khoang xép... khi nấm đã gần khô) Thời gian từ lúc hái tươi đến khi phơi, sấy khô đảm bảo tối đa 24h (trừ Linh chi tối đa 72h) Khi sấy nấm 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, trong quá trình sấy phải tiến hành đảo khay tránh ở dưới bị cháy Không để nhiệt độ trong lò sấy quá cao (>50 o C) trong 6h đầu Khi sấy. .. Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD,2008 - trang 157) 2.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy - Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm d20 = d1 + C x (t1−t2) r+C ht2 (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD,2008-công thức 5.5-trang 57) => d20 = 0,0183 + 1,036x(65−35) 2493+1,97x35 = 0,0304 kgh/khk - Entalpy của tác nhân sấy ra khỏi hầm: I20 = I1 = 112,9652 kJ/kgkkk - Độ ẩm tác nhân sấy ra khỏi hầm φ20 = P.d... thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) = 14.15.2.0,86.(65−27,2) 146,047.1,86 = 50,261 kJ/kgh Vậy tổn thất do thiết bị truyền tải : qtt = qx + qk = 14,877 + 50,261 = 65,138 kJ/kg ẩm 3.1.3 Tổn thất ra môi trường Diện tích tự do của hầm sấy: Ftd = (Bh Hh – 14.Lk.Hk) = (1,1.1,75 – 14.0,9.0,05) = 1,295 m2 Tác nhân sấy khi vào hầm sấy có t 1 = 65 0C và φ1 = 11,2 % Theo phụ lục 5 Tính toán và thiết kế hệ thống sấy- Trần... phẩm chưa cao 1.4 Kỹ thuật sấy nấm Công nghệ chế biến nấm sấy cũng tương tự như chế biến các loại rau sấy khác, chỉ cần chú ý nấm là loại rau rất nhạy cảm với nhiệt, lại là loại rau quý nên phải chấp hành các chế độ kỹ thuật một cách nghiêm chỉnh và phải hết sức tiết kiệm Vấn đề sấy nấm là chống biến màu, chống cháy, chống tổn thất Để chống biến màu, cần chần nấm trước khi sấy Cách chần tốt nhất là