nhiệm vụ đồ án thiết kế một hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm là cá tươi với năng suất sản lượng đầu vào là1500kgmẻ. Với sự hướng dẫn của PGS.TS Mai Thanh Phong, bộ môn qttb, trường ĐH Bách Khoa tphcm
ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong LỜI NÓI ĐẦU Sấy trình công nghệ sử dụng nhiều ngành công nghiệp nông nghiệp khác Trong nông nghiệp sấy công đoạn quan trọng công nghệ sau thu hoạch Trong công nghiệp nông nghiệp chế biến nông- hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng dây truyền sản xuất Thực tế cho thấy trình truyền nhiệt nói chung trình sấy nói riêng trình công nghệ phức tạp Để thực tốt trình sấy người ta sử dụng hệ thống bao gồm thiết bị như: Thiết bị sấy ( Hầm, buồng sấy…), Calorifer, Quạt số thiết bị khác… Trong đồ án em giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm cá tươi với suất sản lượng đầu vào là1500kg/mẻ Hệ thống lắp đặt tỉnh Trà Vinh với nhiệt độ không khí độ ẩm trung bình năm t=27 0C ,ϕ=82%.Với nhiệm vụ em lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy không khí gia nhiệt khói lò nhờ quạt thổi vào Với hướng dẫn PGS.TS Mai Thanh Phong đến em hoàn thành đồ án Tuy nhiên với kiến thức hạn chế nguồn tài liệu tham khảo không đầy đủ, trình tính toán có sai số nên không tránh khỏi sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn đọc quan tâm Em xin chân thành cảm ơn! ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong MỤC LỤC ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong TỔNG QUAN VỀ CÁ LÓC 1.1 Giới thiệu phân loại Cá lóc sống nước ngọt, sống nước lợ có nồng độ muối nhỏ 15 phần ngàn, chúng sống sông suối, ao hồ đồng ruộng Vùng phân bố rộng từ Trung Quốc đến Việt Nam, Campuchia, Lào, Thái Lan Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long loại cá lóc phát : Cá lóc thường (Ophicephalus striatus Bloch ) Cá lóc ( Ophicephalus micropeltes Cuvler Valenciennes) Cá lóc dục ( Ophicephalus gachua Hanmilton) Cá lóc dày (Ophicephalus luccius Cuvler Valenciennes) Đồng Bằng Sông Cửu Long vùng sông nước với nguồn thủy hải sản phong phú Đặc biệt cá lóc – loại cá nước ngọt, tập trung với số lượng lớn, lại dễ nuôi sinh trưởng nhanh nên nguồn nguyên liệu cung ứng quanh năm 1.2 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng cá lóc Thành phần dinh dưỡng số phận cá: 1.2.1 Protein Protein thịt cá thường liên kết với hợp chất hữu khác lipid, glycogen… tạo hợp chất phức tạp có tính chất sinh học đặc trưng khác Protein thịt cá trung bình 17-21%, trứng cá cao 27-28% ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Về giá trị dinh dưỡng giá trị sinh vật học thịt cá ngang với thịt động vật khác như: lợn, gà , bò… 1.2.2 Chất béo Chất béo cá không màu có màu vàng nhạt, số có màu đỏ chứa nhiều caroten Chất béo cá chiếm tỷ lệ cao (0.7_ 20 %) Những giống cá có gan nhỏ chất béo lại tích lũy thịt ( cá mòi 8- 21%, cá ngừ 23%, cá trích 7- 30%) Mỡ cá động vật sống nước có thành phần tương tự mỡ động vật sống cạn.Chúng chứa chủ yếu glyceride Thành phần acid béo dầu cá khác xa so với dầu động vật cạn.Tỉ lệ acid béo không no cao ( khoảng 84%) dầu cá dễ bị oxi hóa dẫn đến bị chua thối, sản sinh nhiều aldehyde va ceton Hàm lượng acid béo có mạch Cacbon từ 14 đến 16 thấp, acid béo có mạch Cacbon từ 18 đến 28 nhiều Trong dầu mỡ cá có chứa sterol, vitamin đặc biệt nhóm A D dầu cá có giá trị dược phẩm nguồn thực phẩm có giá trị lượng giá trị sinh học cao Trong trình bảo quản, chế biến, dầu cá bị biến màu từ màu đỏ sang màu thẫm Nhiệt độ thường chúng tồn dạng lỏng, nhiệt độ thấp đông đặc lại Chỉ số xà phòng hóa dầu cá 180- 200; tỉ trọng 0.92 – 0.93 Chỉ số Iot khoảng 200 1.2.3 Chất khoáng Thịt cá chứa hầu hết chất khoáng đa lượng vi lượng như: K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, I, S…Hàm lượng khoáng loại cá khác khác Nói chung, thịt cá màu đỏ sẫm giàu nguyên tố vi lượng kim loại thịt cá màu trắng Ví dụ: Fe thịt cá biển nhiều cá nước ngọt, I cá động vật không xương sống Thịt cá nhiều mỡ hàm lượng I có xu cao Tỉ lệ thành phần nguyên tố sau (mg%): S 100-300g; I2 0.5; K60-125; Fe 0.4-5; Na 30-150; Mg 20-40; P 100-400 1.2.4 Vitamin Thịt cá chứa hầu hết vitamin thịt động vật máu nóng Đáng ý dầu cá chứa nhiều vitamin A, D Vitamin A tích lũy chủ yếu từ nội tạng, gan, não , tim, trứng Vitamin D có nhiều dầu cá Các Vitamin khác phân bố ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong thịt cá dạng hợp chất đơn giản với protid với hợp chất protid acid phosphoric 1.3 Đặc điểm hình thái Cá lóc có đầu lớn, đỉnh đầu rộng, dẹp bằng, mõm ngắn, miệng to, hướng lên, rạch miệng xiên kéo dài qua đường thẳng đứng kể từ bờ sau mắt Răng bén nhọn, cá râu, mắt lớn, lỗ mang lớn Thân dài, hình trụ, tròn phần trước dẹp bên phần sau Vây lược lớn, phủ khắp thân đầu Đường bên hòan toàn gãy khúc hai nơi khoảng vảy 15-20 thụt xuống hàng vảy, phần sau đường bên chạy liên tục khoảng thân Cá sống có màu xanh đen, nâu đen đến đên phần lưng nhạt dàn xuống bụng, bụng cá có màu trắng sữa Ở cá nhỏ hai bên hông có từ 10-14 sọc đen vắt xéo ngang thân, sọc lượt dần hẳn cá lớn 1.4 Cấu trúc thịt cá Về bản, cấu trúc thịt cá gần giống với cấu trúc động vật khác Thịt cá chiếm phần lớn thể cá ( 40 – 60% ) xem hệ thống keo, cấu tạo từ sợi cơ, vách ngăn nội mạc cơ.Sợi đơn vị cấu tạo thành thịt Mỗi sợi tế bào có đường kính từ 10 – 100 µm, chiều dài từ 8.25 – 14 mm Sợi gồm có chất cơ, tơ màng ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Chất dung dịch nhớt, có cấu tạo không bền Cơ thể động vật sau chết tác dụng muối vô nhân tố khác làm protein chất bị đông đặc, cấu trúc chất chặt chẽ hơn.Tơ có cấu trúc lưới Chất tạo nên cáu trúc lưới chuỗi protein có mạch ngắn hai bên gốc R Màng protein hình sợi cấu tạo thành, có vai trò quan trọng việc phát sinh dẫn truyền hưng phấn, kích thích Protein hình sợi loại keo đặc biệt có kết cấu hình lưới chặt chẽ Nhờ có cấu trúc hình lưới vững làm cho cấu tạo tổ chức thịt cá có độ bền đàn hồi định Tuy nhiên, hình thành nên độ vững thịt cá không màng định mà quan hệ tương hỗ thành phần số lượng sợi cơ, tơ cơ, chất cơ, màng cơ, vách ngăn nội mạc Ngoài phụ thuộc vào thành phần hóa học thịt cá kết hợp chúng.Vách ngăn cấu tạo chủ yếu chất keo chất sinh keo Vách ngăn chia thịt cá thành phần Nội mạc mô liên kết mềm, liên kết sợi cơ.Những loài cá có tổ chức liên kết phát triển kết cấu vững chắc, ví dụ : cá thu, cá ngừ có thịt chặt chẽ cá chim, cá mối…Tổ chức lien kết thịt cá động vật cạn nên độ chặt chẽ chúng thịt gia súc gia cầm.Cá xử lý nhiệt đem ăn, ta có cảm giác nhiều nước, mềm mại, tính chất đàn hồi, điều xử lý nhiệt protein bị khử nước biến tính, lượng nước tách thành nước tự cảm giác mềm mại collagen, eslatin bị thủy phân làm tính dai cứng Collagen eslatin bị gia nhiệt biến thành gelatin làm cho thịt cá mềm mại dính ướt 1.5 Phân loại chất lượng cá Có nhiều phương pháp phân loại khác nhau: phân loại theo trọng lượng, phân loại theo mùa vụ khai thác phân loại theo chất lượng Thông thường người ta phân loại cá theo chất lượng: dựa vào biểu bên phận bên miệng, thân, mắt, mang,… ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong TỔNG QUAN VỀ SẤY 2.1 Bản chất sấy Sấy trình làm bốc nước khỏi vật liệu nhiệt Mục đích trình sấy giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền tăng thời gian bảo quản vật liệu Trong trình sấy nước cho bay nhiệt độ khuếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt bên vật liệu, chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu môi trường xung quanh Sấy trình không ổn đinh, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian thời gian 2.2 Thiết bị sấy ( hầm sấy ) Hệ thống sấy hầm hệ thống sấy đối lưu phổ biến Nếu hệ thống sấy buồng sấy mẻ với suất bé hệ thống sấy hầm sấy liên tục hoạc bán liên tục với suất lớn Hầm sấy dùng để sấy vật liệu sấy chiệu nhiệt khó khô Vật liệu sấy thường dạng rời xếp lớp Tuy nhiên, khác với hệ thống sấy buồng có tổ chức trao đổi nhiệt - ẩm đối lưu tự nhiên, hệ thống sấy hầm đối lưu cưỡng bức, nghĩa bắt buộc phải dùng quạt TBTT hệ thống sấy băng tải nhiều xe goòng, có xe treo Các khay xếp xe goòng, xe treo, băng tải Do sản phẩm sấy cá tươi dùng làm thực phẩm cho người nên để đảm bảo yêu cầu vệ sinh Do ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy Với yêu cầu đặc tính loại vật liệu sấy Cá, suất sấy không lớn dừng mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng dùng quạt thổi 2.3 Chọn tác nhân sấy chất tải nhiệt 2.3.1 Chọn tác nhân sấy Khói lò Dùng khói lò làm tác nhân sấy có ưu điểm phạm vi nhiệt độ rộng từ hàng chục độ đến 1000 0C, không cần calorife Tuy dùng khói có nhược điểm khói làm ô nhiểm sản phẩm sáy Vì khói dùng cho vật liệu không sợ ô nhiễm gỗ, đồ gốm, số loại hạt có vỏ Hơi nhiệt ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Dùng nhiệt làm tác nhân sấy trường hợp sản phẩm sấy dể cháy nổ sản phẩm chịu nhiệt độ cao sấy nhiệt nhiệt độ thường lớn 100 0C ( sấy áp suất khí quyển) Không khí ẩm Không khí ẩm loại tác nhân sấy thông dụng dùng cho hầu hết loại sản phẩm Dùng không khí ẩm không sợ ô nhiểm sản phẩm sấy Tuy không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm phận gia nhiệt không khí (calorife khíhơi hay khí-khói) Nhiệt độ không khí để sấy cao, thường nhỏ 500 C nhiệt đọ cao thiết bị trao đổi nhiệt phải sử dụng thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao 2.3.2 Chọn chất tải nhiệt Chất tải nhiệt có nhiệm vụ cấp nhiệt cho môi chất sấy Chất tải nhiệt thông thường nước, nước nóng, chất lỏng hữu cơ, khói, điện Hơi nước Hơi nước chất tải nhiệt thông dụng Dùng nước có ưu điểm là: Nhiệt độ ổn định Dễ điều chỉnh nhiệt độ Hơi nước ngưng tụ tỏa nhiệt lớn nên hệ số tỏa nhiệt ngưng tụ lớn nên bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ Nhược điểm dùng nước phải trang bị lò Nước nóng Dùng nước nóng làm chất tải nhiệt có ưu điểm: Áp suất sử dụng thấp dùng Lò nước nóng có cấu tọa đơn giản hơn, giá thành rẻ Nhiệt dung riêng nước lớn nên thiết bị gọn Nhược điểm Nhiệt độ bị hạn chế ( thường [...]... khỏi hầm sấy qua hệ thống ống thoát khí phía trên hầm Do nhiệt độ sấy không quá cao nên ta sẽ chọn cách thải tác nhân sau khi sấy ra môi trường 11 ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong 4 TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH Thông số vật liệu sấy: Độ ẩm ban đầu Độ ẩm sau khi sấy Nhiệt dung riêng của cá Khối lượng riêng cá Nhiệt độ cá vào sấy Nhiệt độ cá khi ra khỏi hầm sấy Chiều dài miếng file cá lóc Chiều... trong hệ thống sấy 5.1.1 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi Nhiệt độ vật liệu sấy đi ra khỏi hệ thống hầm sấy: tvl=t2-(5÷10) 0C Chọn nhiệt độ của file cá lóc sau khi ra khỏi hệ thông sấy là tvl=55-10=45 0C 20 ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị qVL = GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong G2 CVL (tVL − tVL ) W CVL = CVLK (1 − U '2 ) + CH 2O U '2 (kJ/kg.K) Trong đó: CVL : nhiệt dung riêng của cá lóc sau khi ra khỏi hệ thống. .. dụng Các bao được xếp vô thùng caton đem vô kho bảo quản Bảo quản: Kho bảo quản phải đảm bảo thoáng mát, chống ẩm tốt, thường xuyên kiểm tra để quyết định thời gian bảo quản 3.3 Hệ thống hầm sấy File cá lóc có độ ẩm ban đầu 72%, cá được xếp lên khay để phục vụ công tác sấy Khi đã nạp liệu đầy vào các khay chưá thì lần lượt được đặt lên xe goòng và đưa vào hầm sấy Khi tất cả các xe được đưa vào hầm sấy, ... 11,17 ∆P 13, 6269 ln ln 1 ∆P2 9, 0298 Cường độ sấy: J m = α p ∆P = 0, 04204.11,17 = 0, 4696 kg/m2.h Tốc độ sấy: N = 100 J m f = 100.J m 1 ρ0 Rv Trong đó: f: bề mặt riêng khối lượng vật liệu ρ:khối lượng riêng của cá lóc Rv = V0 F kích thước đặc trưng cảu vật liệu sấy V0 : thể tích của file cá lóc F : diện tích file cá lóc Diện tích miếng file cá lóc: Fca = 2.d r + 2.d h + 2.h.r = 2.0, 2.0,1... khỏi hệ thống hầm sấy của quá trình sấy thực: H '2 = t2 + (2493 + 1,97.t2 ).x '2 = 45 + (2493 + 1,97.45).0, 022589 = 103,3168 (kJ/kg) Độ ẩm tương đối của không khí sau khi ra khỏi hệ thống hầm sấy của quá trình sấy thực : ϕ2 = x2 P 0, 022589.1, 01325 100 = 100 = 37,398% 0, 622.Pbh 2 + x2 Pbh 2 0, 622.0, 0949 + 0, 022589.0, 0949 Áp suất hơi riêng phần của không khí sau khi ra khỏi hệ thống hầm sấy của... 568(kg/ h) qtrau 11720 Gtrau = 6.2 Quạt và cách chọn quạt 6.2.1 Quạt Để vận chuyển tác nhân sấy trong các hệ thống sấy thường dùng hai loại quạt : quạt ly tâm và quạt hướng trục Chọn loại quạt nào số hiệu bao nhiêu phụ thuộc vào đặc trưng của hệ thống sấy, trở lực mà quạt phải khác phục ∆p , năng suất mà quạt cần tải V cũng như nhiệt độ và độ ẩm tác nhân sấy Khi chọn quạt, giá trị cần phải xác định... và đưa vào hầm sấy Khi tất cả các xe được đưa vào hầm sấy thì quá trình sấy bắt đầu Sau khi lấy sản phẩm sấy, xe goong theo đường vòng bên ngoải hầm đi quay lại phía đầu hầm Kiểm tra chất lượng sản phẩm: Phi lê cá sấy sau khi được lấy ra được chuyển qua bàn kiểm tra chất lượng sản phẩm Tại đây sản phảm được phân loại thêm lần nữa để chuẩn bị cho công đoạn đóng gói Đóng gói: Sản phẩm cá sấy khô được để...ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Phân Tẩm gia vị: Trong trường hợp cá đơn hàng yêu cầu sản phẩm khô cá được ướp gia vị thì ta thêm công đoạn tẩm gia vị Cân: Theo yêu cầu khách hàng, đúng theo loại, cỡ Xếp khay: Sau khi cân xong, cá được xếp lên khay để phục vụ công tác sấy Sấy: File cá lóc được xếp vào khay Khi đã nạp liệu đầy vào các khay chưa thì lần lượt được... tích miếng file cá lóc: 15 ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Vca = d r.h = 0, 2.0,1.0, 007 = 0, 00014 (m3) Kích thước đặc trưng của miếng file cá lóc: Vca 0, 00014 = = 0, 003167421 Fca 0, 0442 Rv = (m3/m2) Tốc độ sấy: N = 100.J m 1 1 = 100.0, 4696 = 17, 49 ρ 0 Rv 847, 66.0, 003167421 %/h Độ ẩm cuối của vật liệu sấy: U2=U*+(2÷3 %) Độ ẩm cân bằng của miếng file cá lóc: U*= 10% Độ... khay Khối lượng file cá lóc trên 1 xe: g1 = g file n file 30 = 0,1187.34,125.30 = 121, 49( kg ) Số xe đưa vào sấy trong 1 mẻ: nx = G1 1500 = = 12,35 ≈ 13( xe) g1 121, 49 Khoảng cách giữa 2 tầng khay là 0,1 m 18 ĐAMH Quá Trình & Thiết Bị GVHD : PGS.TS Mai Thanh Phong Chiều cao của xe goòng đưa vật liệu vào sấy: ( khoảng cách khay trên cùng đến khung thép phía trên là 0,08 m, khoảng cách khay dưới cùng