Đang tải... (xem toàn văn)
Ở nước ta nhịp độ phát triển của các ngành nônglâmhải sản ngày càng tăng. Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền chế biến và bảo quản sản phẩm với mục đích tăng thời gian bảo quản sản phẩm, sản phẩm sẽ được sấy khô với chất lượng tốt trong điều kiện tiêu tốn năng lượng ít nhất.
ĐỒ ÁN SẤY LẠNH LỜI NĨI ĐẦU Ở nước ta nhịp độ phát triển ngành nơng-lâm-hải sản ngày tăng Sấy khâu quan trọng dây chuyền chế biến bảo quản sản phẩm với mục đích tăng thời gian bảo quản sản phẩm, sản phẩm sấy khơ với chất lượng tốt điều kiện tiêu tốn lượng Sấy khơng đơn tách nước nước khỏi vật liệu sấy mà q trình cơng nghệ phức tạp.Trong q trình sấy người ta ln ý đến chất lượng sản phẩm giảm chi phí lượng, tùy theo loại vật liệu sấy mà người ta chọn phương pháp sấy hệ thống sấy khác Người ta chia hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng phương pháp sấy lạnh Để thực q trình sấy người ta sử dụng hệ thống thiết bị gồm thiết bị sấy buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy… Tùy thuộc vào loại vật liệu mà ta chọn phương pháp sấy thiết bị sấy khác Trong tìm hiểu bốn chương MỤC LỤC Chương I : TÌM HIỂU CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SẤY ……………… Chương II: CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY ĐỐI LƯU ……………… Chương III : Q TRÌNH SẤY NẤM …………………………… Chương IV : CHỌN VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY ………… CHƯƠNG I TÌM HIỂU CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SẤY I ĐỊNH NGHĨA : Sấy q trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu người ta phân chia thiết bị sấy ra: sấy đối lưu, sấy tiếp xúc, sấy xạ, nhằm tránh hư hỏng q trình bảo quản , tăng độ bền cho sản phẩm , thời đại sấy ứng dụng rộng rãi cơng , nơng nghiệp Sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều thực tế, sản xuất đời sống Trong cơng nghiệp chế biến nơng sản-hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất Trong cơng nghiệp, sấy cơng đoạn quan trọng cơng nghệ sau thu hoạch…Sản phẩm sau q trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm II MỤC ĐÍCH : • làm giảm trọng lượng vật liệu • Vận chuyển vật liệu dễ dàng • làm chậm bớt q trình sinh học để bảo quản lâu III PHƯƠNG PHÁP SẤY Tác nhân sấy : Để trì động lực q trính sấy cần mơi chất mang ẩm từ bể mặt vật liệu sấy thải vào mơi trường Mơi trường làm nhiệm vụ nhận ẩm từ bề mặt vật liệu để thải vào mơi trường gọi chung tác nhân sấy Tác nhân sấy khói lò , khơng khí số chất lỏng dầu mỏ …… IV.PHÂN LOẠI : HỆ THỐNG SẤY LẠNH • Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ t >0 • Hệ thống sấy thăng hoa • Hệ thống sấy chân khơng HỆ THỐNG SẤY NĨNG • Hệ thống sấy tiêp xúc • Hệ thống sấy đối lưu V ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH SẤY ƯU ĐIỂM : • • • • Hàm lượng nước lại sản phẩm rât ( - % ) Khơng làm thay đổi tố chất tự nhiên sản phẩm Bảo quản thực phẩm sấy khơ lâu ứng dụng rộng rãi rẻ tiền NHƯỢC ĐIỂM : • u cầu chế tạo máy khắt khe kỹ thuật cao • Đóng gói sản phẩm nhiệt độ có độ ẩm thấp < 30 % < 20% VI NGUN TẮC SẤY Đa số máy sấy trực tiếp đối lưu , khơng khí nóng sử dụng để cung cấp nhiệt cho bốc mang ẩm bốc từ sản phẩm VII GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP SẤY BUỒNG Phương pháp sấy buồng dùng để sấy sản phẩm nơng nghiệp mà giữ chất dinh dưỡng màu sắc sản phẩm Bộ phận phương pháp sấy buồng buồng sấy (tủ sấy) Tủ sấy phù hợp cho nhiều loại ngun liệu dạng định hình, dạng hạt, dạng cục… Tủ sấy khối hình chữ nhật hình vng tương ứng với thể tích sản phẩm Ngun lý làm việc: tác nhân khơng khí ẩm làm lạnh từ trạng thái ban đầu đến trạng thái 1, q trình làm lạnh có < ứng với trạng thái khơng khí ẩm, phần lớn lượng nước khơng khí ẩm tách giai đoạn Ở trạng thái khơng khí có độ ẩm =100% nhiệt độ thấp Do ta phải gia nhiệt cho khơng khí điện trở hay dàn nóng máy lạnh đến nhiệt độ (ứng với độ ẩm tương đối nhỏ đến giá trị cần thiết) Sau khơng khí trạng thái đưa vào buồng sấy Do trạng thái khơng khí có độ ẩm tương đối nhỏ nên hấp thụ nước từ vật sấy đưa khỏi buồng sấy trạng thái Tái tuần hoàn toàn tác nhân sấy Dàn lạnh T.B gia nhiệt Buồng sấy Nước ngưng tụ thải Máy nén lạnh I =100% d1 d3 d CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY SẤY ĐỐI LƯU : I ĐỊNH NGHĨA:Sấy đối lưu dùng khơng khí nóng khói lò làm tác nhân sấy có nhiệt độ , độ ẩm, tốc độ phù hợp , chuyển động chảy chùm lên vật sấy làm cho ẩm (nước)trong vật sấy bay theo TNS, sau thời gian sấy ta sản phẩm sấy có độ ẩm theo u cầu II ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM Ưu điểm: Đơn giản , dễ chế tạo ,dễ vận hành, việc nạp ngun liệu lấy sản phẩm theo mẻ ,vật sấy phân bố đặt tĩnh khơng gian buồng sấy dễ dàng ,có thể sấy vật liệu khác giá thành hạ Nhược điểm: Năng suất thấp ,tốn nhiều lượng , mức độ giới hóa tự động hóa thấp ,q trình sấy khơng đồng Dựa vào hai phương pháp tạo động lực q trình sấy người ta chia hai phương pháp sấy: Phương pháp sấy nóng phương pháp sấy lạnh Một số đặc tính chủ yếu thiết bị sấy đối lưu thơng dụng III CÁC KIỂU THIẾT BỊ SẤY Kiểu thiết bị sấy Cách làm việc Sản phẩm sấy Chế độ sấy tiêu hao nhiệt riêng Buồng sấy với tuần hồn tự nhiên hay cưỡng Theo chu kỳ Các mảng Nhiệt độ mơi chất sấy gỗ nhỏ, rau 60÷250oC Tiêu hao nhiệt riêng quả,nấm, q=6000÷10.000 kJ/kg ẩm gạch, chất cách nhiệt… Hầm sấy Liên tục Nhiều loại sản phẩm kiểu buồng sấy Nhiệt độ mơi chất sấy 50÷130oC Tiêu hao nhiệt riêng q=5000÷8000 kJ/kg ẩm Hầm sấy Liên tục dùng băng tải (mơi chất sấy đa số dùng khơng khí) Tre, len, dạ, rau, quả, diêm… Nhiệt độ mơi chất sấy 60÷170oC Hầm sấy dùng băng truyền Liên tục, vật liệu sấy nằm băng treo Các chi tiết kim loại sơn, hộp đựng… Nhiệt độ mơi chất sấy 120÷300oC Tháp sấy Liên tục, vật Muối Nhiệt độ mơi chất sấy liệu rơi quặng, ngũ 60÷180oC tháp cốc Tiêu hao nhiệt riêng q=5000÷6500 kJ/kg ẩm Thiết bị sấy thùng quay Liên tục hay chu kỳ, thùng quay Vật liệu dạng hạt, than, Tiêu hao nhiệt riêng q=5000÷7500 kJ/kg ẩm Tiêu hao nhiệt riêng q=5000÷8500 kJ/kg ẩm Nhiệt độ mơi chất sấy: sấy than quặng 60÷250oC, sấy ngũ cốc 60÷120oC tiêu hao với vòng quay n =0,5÷8 v/ph quặng, cát nhiệt riêng q=3500÷5000 kJ/kg cơng nghệ, ẩm Năng suất bốc hơi ẩm ngũ cốc A=50÷150 kg ẩm/m3h Sấy khí động Liên tục Vật liệu Tốc độ khí 10÷40 m/s dạng hạt Tiêu hao nhiệt riêng (ẩm tự do), q=4200÷6700 kJ/kg ẩm than, cám, chất kết tinh, Sấy phun Sữa, trứng, Khi t = 130÷150oC A = 2÷4 kg loại ẩm/m3h dung dịch Khi t = 300÷400oC A = 8÷12 khác kg ẩm/m3h Liên tục Khi t = 500÷700oC A = 15÷25 kg ẩm/m3h Sấy tầng sơi Liên tục hay chu kỳ Vật liệu có độ ẩm cao: bột nhão, hạt kết tinh, loại hạt khác Cường độ bay ẩm A = 100÷300 kg ẩm/m3h Tiêu hao nhiệt riêng q=6000÷10.000 kJ/kg ẩm Hình chng (kéo dài) Trưởng thành (nở xòe) Chu kỳ sinh trưởng phát triển nấm rơm nhanh chóng (10-12 ngày) Những ngày đầu nấm nhỏ hạt có màu trắng (giai đoạn đinh ghim), 2-3 ngày sau lớn nhanh hạt ngơ, táo, trứng (giai đoạn hình trứng), lúc trưởng thành (giai đoạn phát tán bào tử) trơng giống dù, có cấu tạo thành phần hồn chỉnh III NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH SẤY Trong q trinh sấy sảy loạt biến đổi sinh lý , hóa , học , q trình biến đổi khác làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm IV NHỮNG BIẾN ĐỔI CƠ HỌC Vật liệu sau sấy bị biến dạng : cong queo , biến đổi độ xơp ………… V BIẾN ĐỔI VỀ MÀU SẮC Trong q trình làm khơ màu sắc mùi vị sản phẩm bị biến đổi Ngun nhân ngun liệu bị nước thể tích co rút, bị ơxy hố hay sắc tố bị khử VI.TÍNH CHẤT CỦA NẤM Đặc điểm cấu tạo nấm Cơ quan sinh sản có cấu tạo đặc biệt gọi tai nấm Tai nấm chủ yếu gồm mũ cuống Mũ thường có dạng nón hay phễu, với cuống dính hay bên Mặt mũ nhóm cấu tạo phiến mỏng xếp sát vào hình nan quạt Ở số trường hợp, phiến kéo dài từ mũ xuống cuống nấm sò Bào tử tập chung phía cấu trúc đặc biệt gọi mũ nấm hay tai nấm Mũ nấm thường có cuống nâng lên cao để nhờ gió đưa bào tử bay xa Bào tử nảy mầm lại cho hệ sợi Người ta chia đời sống nấm trồng giai đoạn là: giai đoạn tăng trưởng (hay sinh dưỡng) tản dinh dưỡng, giai đoạn thể (hay quan sinh bào tử hữu tính nấm, giai đoạn sinh thực) tản nấm sinh sản Đa số nấm trồng sinh sản bào tử VII Q TRÌNH BẢO QUẢN NẤM Hái nấm tươi: Nấm phải hái độ tuổi, khơng để nấm phát tán bào tử, nấm thu hái, khơng hái nấm sau vừa tưới nước xong Thời gian ngừng tưới đến hái phải đảm bảo để nấm khơng bị dập nát Các dụng cụ hái nấm phải kể dao, kéo cắt nấm inox Trường hợp nấm bị bẩn rơi, vãi, dính đất, cát phải rửa sạch, để nước Từ lúc thu hái đến lúc chế biến khơng q 24 Lựa chọn, phân loại: Nấm hái xong cần phải cắt bỏ phần gốc, tách nấm khỏi cụm (nếu nấm mọc thành cụm).Tùy thuộc vào đối tượng cụ thể rửa khơng rửa hái xong.Nấm sò khơng cần rửa, mộc nhĩ rửa tốt, nấm rơm rửa nấm bị bẩn; linh chi bắt buộc phải rửa sạch.Khi hái xong cần loại bỏ nấm sâu, nở Tùy theo u cầu thị trường tiêu thụ sản phẩm mà nấm cắt to hay nhỏ để ngun nấm Thơng thường nấm sò xé thành 2-3 mảnh cánh nấm lớn (đường kính 4cm trở lên); linh chi thái lát mỏng để ngun, mộc nhĩ để ngun Sấy khơ nấm : Nhiệt độ sấy nấm khoảng 2-3h đầu từ 40-45oC, 2-3h sau nhiệt độ 45-50oC, thời gian nhiệt độ 50-55oC đến nấm gần khơ tăng nhiệt độ tối đa lên 55-60oC Thời gian từ lúc hái tươi đến phơi, sấy khơ đảm bảo tối đa 24h (trừ mộc nhĩ, linh chi tối đa 72h) Hiện cơng nghệ áp dụng sản xuất bảo quản nấm Việt Nam hạn chế Một phương pháp hiệu ứng dụng rộng rãi khơng sản xuất nấm bảo quản nơng sản đắt tiền khác phương pháp sấy lạnh *Hình ảnh nấm rơm IX QUY TRÌNH SẤY NẤM u cầu với nấm :Nấm phát triển đầy đủ, tươi tốt, ngun vẹn, Nấm ngun liệu (thu hoạch) lựa chọn rửa làm góc nước xếp vĩ sấy đối lưu khơng khí thành phẩm đóng gói bảo quản CHƯƠNG IV CHỌN VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY I THIẾT BỊ SẤY Ta biết để sấy khơ vật cần tác động : gia nhiệt cho vật làm cho ẩm vật hóa hơi, hai làm cho ẩm khỏi vật thải vào mơi trường Để làm cho ẩm khỏi vật ta phải chọn phương pháp sấy phù hợp Chế độ sấy tốt tùy thuộc vào loại sản phẩm sấy cụ thể mà chọn phương pháp sấy phù hợp Chọn thiết bị sấy Dựa vào đặc điểm cấu tạo nấm đảm bảo thơng số chế độ sấy u cầu tiêu kinh tế ,kỹ thuật cao tiêu tốn nhiên liệu ,năng lượng điện ,giá thành hạ ,lắp đặt vận hành dễ dàng ,sữa chữa dễ,tuổi thọ cao ,có thể sấy nhiều vật liệu khác có kích thước tính chất gần nên ta chọn thiết bị sấy buồng Buồng sấy buồng hình lăng trụ tiết diện hình chữ nhật ,vật liệu sấy khay ,chất xe gng ,mơi chất sấy khơng khí chuyển động buồng sấy đối lưu cưỡng nhờ quạt gió Ta chọn sấy buồng lẽ sấy buồng làm việc theo chu kỳ vật liệu đưa vào buồng sấy mẻ ,độ ẩm ,nhiệt độ thay đổi theo thời gian sấy ,chế độ nhiệt độ khơng ổn định Ta chọn thiết bị sấy buồng dùng quạt ly tâm có gia nhiệt trung gian hồi lưu ,mơi chất sấy vào phần xe vật liệu gia nhiệt bổ sung đo chế độ nhiệt độ điều hòa theo chiều cao vật liệu , cần hồi lưu điều chỉnh cửa gió II Chọn tác nhân sấy : Ta biết sấy q trình bốc ẩm từ VLS đốt nóng Như q trình sấy gồm q trình: -Q trình đốt nóng vật ẩm -Q trình thải ẩm vào mơi trường Đối với TBS đối lưu ta chọn TNS khí nóng ,nguồn lượng để gia nhiệt cho TNS nước , thiết bị đốt nóng calorife khí Ưu điểm : Sạch sẽ,dễ điều chỉnh chế độ sấy tiết kiệm điện ,kinh tế calorife in Nhược điểm: Nằm khu cơng nghiệp có lò riêng Nếu dùng TNS khó lò thường thích hợp dạng VLS dạng hạt ,đồng thời TNS khói lò có chứa lượng nhỏ khí CO nên dễ cháy nổ ,mặt khác khói lò co chứa khí SO2 nên dễ gây ăn mòn thiết bị Nhiệm vụ tác nhân sấy : - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng q nhiệt III Giới thiệu phương pháp sấy lạnh: Phương pháp sấy lạnh thực cách giảm độ ẩm tương đối khơng khí để tạo chênh lệch áp suất nước khơng khí nước nơng sản, thực phẩm Bằng cách độ ẩm tách khỏi nơng sản, thực phẩm, vào khơng khí Khi làm lạnh khơng khí thiết bị trao đổi nhiệt xuống thấp nhiệt độ đọng sương, khơng khí bão hồ ẩm ngưng đọng tách khỏi khơng khí Khơng khí sau qua dàn nóng sấy khơ nơng sản, thực phẩm Ưu điểm phương pháp sấy lạnh Ưu điểm cơng nghệ sấy lạnh xây dựng quy trình cơng nghệ sấy hợp lý loại rau, củ, Sau sấy, nơng sản, thực phẩm giữ ngun màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng thất khơng đáng kể (khoảng 5%) Nhược điểm Giá thành cao, thời gian sấy dài, số lượng sấy/ mẻ bị hạn chế III THỜI GIAN SẤY 1.Định nghĩa :Thời gian sấy đại lượng đặc trưng tổng hợp q trình sấy ,nó có ý nghĩa đặc biệt quan trọng qua trình thiết kế vận hành thiết bị sấy Thời gian sấy phụ thuộc vào đặc trưng VLS chủng loại hình dáng kích thước ,độ ẩm ban đầu độ ẩm sản phẩm sau sấy ,các đặc trưng thiết bị ,phương pháp sấy , chế độ sấy ,cách bố trí vật liệu 2.Phương pháp xác định thời gian sấy: Đối với sấy nấm để xác định thời gian sấy ta lấy theo kinh nghiệm,ta chia giai đoạn giai đoạn thời gian sấy 8h IV TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY Thiết kế buồng sấy nấm với thơng số sau Khối lượng vật liệu sấy với G1= 30kg -Độ ẩm vls vào = 80% ,vls 14% -Thời gian sấy =10h -Nhiệt độ vào dàn lạnh (nhiệt độ mơi trường) t0= 37oC ,độ ẩm -Nhiệt độ khỏi dàn lạnh t1=100C, độ ẩm -Nhiệt độ sấy t2=500C - Nhiệt độ khỏi buồng sấy t3= 250C = 99% 70% BÀI LÀM - Kl vật liệu sấy là: G2 = G1.= 6,98 KG/h Lượng ẩm cần bốc q trình sấy: W = G1 –G2 = 30- 6,98 = 23,02 kG/h Áp suất bão hòa với t0 =37oC - Po = exp.(12- ) exp.(12- )= 0,062 bar - Lượng ẩm chứa do = 0,621.= 0,621 - Enthalpy: - Io = to +do(2500 + 2to) = 0.029 kg ẩm/ kg kkk = 37 + 0.029*(2500 + 2*37) = 111.646 kJ/kgkkk Áp suất bão hòa với t1 = 10oC, φ1 =99% P1 = exp.(12- ) = exp= 0.0122 bar d1 =0.621 = 0,621 = 7.74*10-3 kg ẩm/kgkk I1 = t1 + d1(2500 + 2t1) = 10 + 7.71*10-3(2500 +2*10) = 29.5 kJ/kgkkk Áp suất bão hòa với t2 =50oC, d1 = d2 = 7.74*10-3 kg ẩm/ kg kk khơ P2 = exp.(12- ) = exp.(12- ) = 0.122 bar I2 = t2 +d2(2500 + 2t2) = 50 + 7.74*10-3(2500 + 2*50) = 70.124 kJ/kgkkk φ = = 0.098 áp suất bão hòa với t3 = 25oC, I3 =I2 = 70.124 kJ/kgkkk p3 =exp.(12- ) = exp.(12- ) = 0.031 bar d3 = = 0.0177 kg ẩm/ kgkkk φ3 = = 0.87 lượng khơng khí khơ q trình sấy 10h: L== = 2485,97 kg/h lượng ẩm cần bốc 1h: l== kg/h Nhiệt lượng cần gia cho dàn nóng: Q = l*(I2 – I1) = 248,97*(70.124 – 29.5) = 10114,2 kJ/h = 2.8kW Xác định kính thước buồng sấy : Khối lượng thể tích nấm 771 kg/m3 Thể tích vật liệu sấy chiếm chỗ : V= =0,039 m3 Vì thể tích thực buồng gấp lần thể tích lớp vật liệu sấy Vt = 0,039 =0,156 m3 Chọn chiều cao buồng sấy h= 0,7m Diên tích sàn buồng sấy F= = = 0,22 m2 Vậy chiều rộng = 0,4 m , chiều dài = 0,56 m TÀI LIỆU THAM KHẢO : • Tai lieu.vn • Kỹ thuật sấy ( GS.TSKH Trần Văn Phú ) Chương V Kết Luận Ở nước ta nhịp độ phát triển ngành Nơng – lâm – ngư nghiệp ngày tăng Nên nhu cầu bảo quản, sấy khơ vật liệu ngày trọng Tuy nhiên, với điều kiện khí hậu khơng thuận lợi nước ta việc bảo quản sản phẩm sau thu hoạch gặp nhiều khó khăn Với mơ hình sấy lạnh nhóm sấy phù hợp với nhu cầu, tài nhiều hộ dân Việt Nam Trong thời gian khơng xa mơ hình nâng lên( khối lượng sản phẩm/mẻ) sử dụng phổ biến việc chế biến bảo quản sản phẩm sau thu hoạch ... buồng sấy trạng thái Tái tuần hoàn toàn tác nhân sấy Dàn lạnh T.B gia nhiệt Buồng sấy Nước ngưng tụ thải Máy nén lạnh I =100% d1 d3 d CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY SẤY ĐỐI LƯU : I ĐỊNH NGHĨA :Sấy. .. nhân sấy Tác nhân sấy khói lò , khơng khí số chất lỏng dầu mỏ …… IV.PHÂN LOẠI : HỆ THỐNG SẤY LẠNH • Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ t >0 • Hệ thống sấy thăng hoa • Hệ thống sấy chân khơng HỆ THỐNG SẤY... I : TÌM HIỂU CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SẤY ……………… Chương II: CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY ĐỐI LƯU ……………… Chương III : Q TRÌNH SẤY NẤM …………………………… Chương IV : CHỌN VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY ………… CHƯƠNG I TÌM HIỂU