TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY MĂNG TRE NĂNG SUẤT 400 KGMẺ

Từ những tồn tại thực tế sản xuất chế biến măng và nhằm nâng cao chất lượng cho sản phẩm măng khô cần phải có thiết bị chế biến để đa dạng hóa sản phẩm và giảm bớt nhân công, thời gian,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY MĂNG TRE NĂNG SUẤT

400 KG/MẺ

Họ và tên sinh viên: TRẦN QUANG HUY

LẠI THANH HÙNG Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên Khoá: 2008 - 2012

Tháng 6 năm 2012

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn:

Tiến sĩ Nguyễn Huy Bích Thạc sĩ Lê Quang Giảng

Tháng 06/2012

iii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình từ khi bắt đầu làm đề tài đến kết thúc thực hiện đề tài, chúng tôi

đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ phía gia đình, thầy cô và bạn bè

Để hoàn thành luận văn này chúng em xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:

 Đấng sinh thành đã dạy dỗ dưỡng dục cho sự trưởng thành như ngày hôm nay

đã cổ vũ cho con về mặt tinh thần

 Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh, Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, trung tâm Công Nghệ Nhiệt Lạnh, trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài này

 Thầy TS Nguyễn Huy Bích, thầy Th.S Lê Quang Giảng, đã tận tâm nhiệt tình hướng dẫn chỉ bảo chúng em

 Thầy TS Lê Anh Đức – Giám đốc trung tâm Nhiệt Lạnh, trường trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và các anh tại trung tâm đã giúp đỡ chúng em

 Cuối cùng không thể thiếu là các bạn DH08NL đã chia sẽ giúp đỡ chúng tôi Trong quá trình làm đề tài chúng em đã rất cố gắng nỗ lực tìm kiếm tài liệu và trao đổi kiến thức với bạn bè Nhưng vì đây là lần đầu tiên bước vào tính toán hệ thống thiết bị chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong nhận được

sự chỉ bảo của thầy cô cũng như ý kiến đóng góp của các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

iv

TÓM TẮT

Đề tài “Tính toán thiết kế máy sấy măng năng suất 400 kg/mẻ” được tiến hành tại Bộ môn Công nghệ Nhiệt lạnh, Khoa Cơ khí- Công nghệ trường Đại Học Nông Lâm TP HCM, thời gian từ 14/3 đến 11/6 năm 2012 Bằng phương pháp điều tra khảo nghiệm và phân tích lý thuyết, đề tài đã tiến hành điều tra, khảo nghiệm Trên mô hình máy sấy buồng hiện có tại trung tâm Nhiệt Lạnh trường Đại Học Nông Lâm TP HCM

và trên cơ sở đó, đề tài tiến hành tính toán, thiết kế máy sấy măng tre năng suất 400 kg/mẻ

Kết quả thu được:

Đề tài đã tiến hành chế tạo mô hình máy sấy nóng phương pháp sấy đối lưu Tiến hành khảo nghiệm trên mô hình máy sấy nóng với 2 phương pháp sấy treo và sấy khay cho măng tre

Dựa vào khảo nghiệm trên mô hình máy sấy thử ta được các thông số sau: năng suất 10 kg/mẻ, quạt hướng trục có công suất 0,1kW, 50Hz, 220V

Dựa trên số liệu khảo nghiệm ,tính toán thiết kế máy sấy măng tre năng suất

400 kg/mẻ Hệ thống có các thông số như sau:

 Điện áp sử dụng: 220/380 V, 3 pha

 Năng suất: 400 kg/mẻ

 Thời gian sấy: 10 giờ

 Kích thước buồng sấy: 2 x 2,1 x 1,8 m

 Công suất quạt: 3 HP

 Độ ẩm sản phẩm: 20%

 Nhiệt độ đầu vào: t1= 80oC

 Nhiệt độ đầu ra: t2= 65oC

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1.Đặt vấn đề 1

1.2.Mục đích đề tài 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tìm hiểu vật liệu sấy ( măng tre) 3

2.1.1 Giới thiệu chung 3

2.1.1.1 Tình hình trồng măng tre trong và ngoài nước 4

2.1.1.2 Thành phần hóa sinh măng tre 9

2.1.2 Phương pháp chế biến măng tre hiện nay 10

2.1.2.1 Chế biến măng tươi 11

2.1.2.2 Chế biến măng khô 11

2.1.2.3 Tình hình trồng và chế biến măng nội tiêu tại Gia Lai 13

2.2 Sấy và các phương pháp sấy 15

2.2.1 Khái niệm sấy 15

2.2.2 Phân loại phương pháp sấy 15

2.2.3 Cách xác định ẩm độ bằng phương pháp tủ sấy 15

2.2.4 Tổng quan về sấy đối lưu 16

vi

2.2.4.1 Sấy đối lưu 16

2.2.4.2 Thiết bị sấy đối lưu 18

2.3.Một số máy sấy dạng sấy đối lưu 19

2.3.1.Máy sấy khay 19

2.3.2.Máy sấy buồng 20

2.3.3.Chọn phương án sấy 22

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 24

3.1 Nội dung nghiên cứu 24

3.2 Thời gian nghiên cứu 24

3.3 Phương pháp tiến hành nghiên cứu 24

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

4.1 Tính toán thiết kế mô hình máy sấy 25

4.1.1.Mục đích thiết kế 25

4.1.2 Tính toán thiết kế mô hình 25

4.1.2.1 Tính toán sơ bộ 25

4.1.2.2.Cấu tạo mô hình 31

4.1.2.3 Nguyên lý hoạt động 33

4.1.2.4 Một vài hình ảnh về dụng cụ, vật liệu và thiết bị khảo nghiệm 34

4.1.3 Sấy khảo nghiệm với mô hình 34

4.1.3.1.Cách tiến hành khảo nghiệm 34

4.1.3.2.Kết quả thí nghiệm 35

4.1.3.3.So sánh các nhiệt độ sấy 37

4.2.Tính toán thiết kế hệ thống sấy măng tre 400kg/mẻ 39

4.2.1 Cơ sở tính toán 39

4.2.2 Tính toán lựa chọn nhiên liệu 40

4.2.3 Tính toán quá trình sấy 44

4.2.4 Tính tổn thất nhiệt sấy không hồi lưu 45

vii

4.2.4.1 Lượng nhiệt để nung nóng tác nhân sấy 46

4.2.4.2 Lượng nhiệt mất mát qua kết cấu bao che 46

4.2.4.3 Lượng nhiệt để nung nóng VLS 50

4.2.4.4 Lượng nhiệt dùng để làm nóng khay sấy 51

4.2.4.5 Lượng nhiệt do sản phẩm cháy mang ra 51

4.2.4.6 Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn hóa học 52

4.2.4.7 Nhiệt lượng mất mát do cháy không hoàn toàn cơ học 52

4.2.5 Tính tổn thất nhiệt sấy có hồi lưu 54

4.2.6 Tính toán thiết kế buồng đốt 56

4.2.6.1 Xác định kích thước buồng đốt 56

4.2.6.2 Lựa chọn vật liệu xây lò 57

4.2.7 Tính toán bộ trao đổi nhiệt 58

4.2.7.1 Cơ sở tính toán 58

4.2.7.2 Tính toán kích thước bộ trao đổi nhiệt 58

4.2.8 Tính chiều cao ống khói 63

4.2.9 Tính toán chọn quạt 68

4.2.9.1 Cơ sở tính toán 68

4.2.9.2 Tính toán chọn quạt 68

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 72

5.1 Kết luận 72

5.2 Đề nghị 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

ω1: Ẩm độ đầu của vật liệu sấy (%)

ω2: Ẩm độ sau khi sấy của vật liệu sấy (%)

G1: Khối lượng ban đầu của vật liệu sấy (kg)

G2: Khối lượng sau khi sấy của vật liệu sấy (kg)

GH2O: Lượng nước lấy đi trong vật liệu sấy (kg)

G0: Lượng không khí cần thiết để bốc hơi 1kg nước trong vật liệu sấy (kg kkk/kgH2O)

Gk: Lượng không khí cần thiết để bốc hơi hoàn toàn m kg nước trong vật liệu sấy (kg kkk/kg H2O)

Vkkk: Tổng thể tích không khí khô cần cho quá trình sấy (m3)

Gkk: Lượng không khí khô cần cho quá trình sấy (m3/s)

Qsấy: Tổng lượng nhiệt cần cho quá trình sấy (kJ)

L: Chiều dài buồng sấy (m)

H: Chiều cao buồng sấy (m)

B: Chiều rộng buồng sấy (m)

Q: Lưu lượng của quạt (m3/s)

η: Hệ số hiệu dụng của quạt

N: Công suất đặt lên trục quạt (kW)

Nd: Công suất động cơ quạt (kW)

a: Hệ số

Qtd: Nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kJ/kg)

Qcd: Nhiệt trị cao của nhiên liệu (kJ/kg)

Lα: Lượng không khí thực tế cần thiết (n.m3/kg)

Vα: Lượng sản phẩm cháy (n.m3/kg)

ix

Tlt: Nhiệt độ cháy lý thuyết (oC)

tw1: nhiệt độ tường phía nóng (oC)

tw2: Nhiệt độ mặt ngoài của vách (oC)

tf1: Nhiệt độ trung bình của nhiệt độ sấy và nhiệt độ ra (oC)

tf2: Nhiệt độ môi trường (oC)

: Thời gian sấy (s)

Gv: Khối lượng vật liệu (kg)

Cmang: Nhiệt dung riêng của măng (kJ/kg.độ)

Cvk: Nhiệt dung riêng của vật liệu trước khi sấy (kJ/kg.độ)

Ca: Nhiệt dung riêng của nước (kJ/kg)

Cpk – nhiệt dung riêng của không khí khô (kJ/kg.K)

Cpa – nhiệt dung riêng của hơi nước (kJ/kg.K)

ro – nhiệt ẩn hóa hơi (kJ/kg)

Ck: Nhiệt dung riêng của khay (kJ/kg.độ)

x

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2-1 Măng tre 3 

Hình 2-2 Phân bố măng tre ở Việt Nam 5 

Hình 2-3 Qui trình chế biến măng khô 12 

Hình 2-4 Phơi măng 13 

Hình 2-5 Hệ thống sấy đối lưu 16 

Hình 2-6 Máy sấy khay 19 

Hình 2-7 Hệ thống máy sấy buồng 20 

Hình 2-8 HTS buồng đối lưu tự nhiên 22 

Hình 2-9 HTS buồng đối lưu cưỡng bức 22 

Hình 4-1 Các điểm nút quá trình 25 

Hình 4-2 Tổng quan mô hình máy sấy thí nghiệm 31 

Hình 4-3 Bộ điện trở đốt nóng 32 

Hình 4-4 Buồng sấy và bảng điều khiển 32 

Hình 4-5 Thiết kế tổng quan và nguyên lý họat động của mô hình 33 

Hình 4-6 Các dụng cụ thiết bị đo 34 

Hình 4-7 Các bước tiến hành thí nghiệm 35 

Hình 4-8 Đồ thị giảm ẩm với nhiệt độ sấy 80oC 35 

Hình 4-9 Đồ thị giảm ẩm với nhiệt độ sấy 80oC 36 

Hình 4-10 Đồ thị giảm ẩm phơi nắng 37 

Hình 4-11 Sản phẩm sau khi sấy 38 

xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1 Thành phần dinh dưởng măng tre mùa xuân lòai Moso tại Huyện Anji, tỉnh

Zhejiang, Trung Quốc 9 

Bảng 2-2 So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy 17 

Bảng 4-1 Thông số không khí tại các điểm nút 28 

Bảng 4-2 So sánh các nhiệt độ sấy 38 

Bảng 4-3 Thành phần sử dụng nhiên liệu của than đá 40 

Bảng 4-4 Các thông số điểm nút 44 

Bảng 4-5 Tính nhiệt lượng không hồi lưu 53 

Bảng 4-6 Tổn thất nhiệt sấy hồi lưu 56 

và sử dụng với nhiều hình thức khác nhau

Gia Lai là vùng đất rất thuận lợi để phát triển một số cây đặc thù có hiệu quả kinh tế cao trong đó măng là thực phẩm nổi bật Tuy nhiên trong những năm gần đây việc tìm đầu ra cho măng là rất khó khăn, nhất là thời điểm chính vụ sản lượng măng nhiều nhưng không tiêu thụ hết Mặt khác người dân trồng măng ở vùng núi cao sau khi thu hoạch đã phơi khô dựa vào kinh nghiệm và thói quen đã có từ lâu đời với những kỹ thuật không phù hợp đặc biệc và việc phơi măng không đảm bào vệ sinh cho măng, đồng thời người dân sẽ phụ thuộc nhiều vào thời tiết dẫn đến việc giảm chất lượng

Từ những tồn tại thực tế sản xuất chế biến măng và nhằm nâng cao chất lượng cho sản phẩm măng khô cần phải có thiết bị chế biến để đa dạng hóa sản phẩm và giảm bớt nhân công, thời gian, không phụ thuộc vào thời tiết và nâng cao chất lượng sản phẩm

Công nghệ sấy đối lưu là một công nghệ sấy với chi phí thấp và giá trị đầu tư không cao Ưu điểm của sấy đối lưu là tiết kiệm được năng lượng chất lượng được đảm bảo Chọn sấy đối lưu là phương pháp giải quyết bài toán mùa vụ và tiêu thụ sản phẩm măng, sẽ là hướng đi tích cực cho măng khô Gia Lai Vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp sấy trong sản xuất măng khô có ý nghĩa vô cùng quan trọng cho chiến lược phát triển qui mô mở rộng diện tích trồng măng, nâng cao thu nhập cho

bà con vùng cao và tạo ra mặt hàng măng khô chất lượng để xuất khẩu

2

Được sự đồng ý của bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh-Khoa Cơ Khí Công Nghệ

trường Đại Học Nông Lâm TP HCM, chúng em đã thực hiện đề tài “Tính toán thiết

kế máy sấy măng tre năng suất 400 kg/mẻ” dưới sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn

Huy Bích, thầy Th.S Lê quang Giảng

1.2.Mục đích đề tài

 Tìm hiểu việc sản xuất chế biến măng tre trong và ngoài nước

 Tính toán thiết kế chế tạo mô hình máy sấy nóng 10 kg/mẻ bằng phương pháp sấy đối lưu

 Khảo nghiệm sấy măng tre trên mô hình chế tạo

 Tính toán, thiết kế máy sấy măng tre năng suất 400 kg/mẻ

3

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tìm hiểu vật liệu sấy ( măng tre)

2.1.1 Giới thiệu chung

Hình 2-1 Măng tre

( http://bioted.vn/biofeed/?mode=news&id=367)

Cây tre nói chung và cây tre lấy măng nói riêng đều là một loài cây trồng rừng

ở nhiều nơi trên đất nước ta, gắn bó rất thân thiết với người Việt và các dân tộc ở châu

Á Ngoài việc tre được trồng để giữ đất, chống xói mòn, phủ xanh đất trống đồi trọc, được dùng để chế tác thành nhiều vật dụng thiết yếu trong sinh hoạt, nông cụ sản xuất, được dùng làm nguyên liệu sản xuất giấy và làm hàng thủ công mỹ nghệ, tre còn được biết đến là cây trồng cung cấp măng như một nguồn thực phẩm cho con người, đặc biệt là các dân tộc Á châu như Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông, Singapore, Việt Nam….Măng tre đã trở thành món ăn không thể thiếu, là thực phẩm “sạch”, làm gia tăng khẩu vị cho các dân tộc Á châu, và có tác dụng chữa

ta có thể khái quát như sau:

Theo tổng hợp tài liệu từ Tổng Cục Lâm nghiệp-Bộ NN&PTNT, tre nhập nội đang được coi là một trong số đối tượng chính cần phát triển và phù hợp với mục đích của nhiều dự án, chương trình Ở nhiều nơi, tre nhập nội lấy măng đã góp phần đáng

kể trong việc tăng thu nhập cho người dân và được coi là một trong những "cây xoá đói, giảm nghèo" có hiệu quả Đến năm 2003, chương trình khuyến lâm đã đầu tư trồng khoảng gần 1.500 ha, chia ra cho trên 3.000 hộ dân Công ty đầu tư xuất nhập khẩu Nông lâm sản chế biến thuộc Tổng Công ty Rau Quả - Nông sản đã cung cấp 191.000 cây giống cho 28 Trung tâm khuyến nông - khuyến lâm của một số tỉnh để trồng trên tổng diện tích khoảng 2.700ha trong giai đọan từ 2001 đến 2003 Bên cạnh các chương trình, dự án trồng tre lấy măng có yếu tố Nhà nước, còn có một số dự án của nước ngoài, một số địa phương, và cá nhân cũng đầu tư cho phát triển tre măng

5

Hình 2-2 Phân bố măng tre ở Việt Nam

Kết quả điều tra khảo sát năm 2004 trên 21 tỉnh thành về tình hình gây trồng và kinh doanh tre nhập nội lấy măng đã chỉ ra rằng:

1 Tre Mạnh tông chủ yếu được trồng ở một số nơi ở miền Nam và hiện nay chủ yếu được trồng rải rác Qua một số điểm khảo sát tại Cà Mau, Cần Thơ, Bến Tre, Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước cho thấy tre Mạnh tông đã không còn được trồng tập trung với mục đích chuyên măng mà chỉ còn thấy rải rác và không được chăm sóc Măng loài tre này cũng không được ưa chuộng và tương lai có thể bị một số loài tre chuyên măng khác thay thế

2 Tre Lục trúc hầu như ít được ưa chông vì măng nhỏ, năng suất thấp Mô hình của Công Ty Đầu Tư Xuất Nhập Khẩu Nông Lâm Sản - Chế Biến với diện tích khoảng

20 ha (giống từ Đài Loan), được trồng từ năm 1997 tại Tân Yên – Bắc Giang là mô hình tập trung lớn nhất trong các điểm được điều tra khảo sát Cho đến thời điểm này chưa thấy có mô hình nào kể cả mô hình nói trên được đưa vào để sản xuất măng đại trà Các đơn vị, cá nhân trồng Lục trúc mới chỉ tập trung vào để sản xuất giống để bán

6

3 Loài tre được chú ý nhiều nhất và được phát triển mạnh là loài Bát độ và Điềm trúc Một số mô hình điển hình cho việc kinh doanh tre lấy măng có hiệu quả với diện tích trồng tập trung lớn như Công ty TNHH Nuôi Trồng Thuỷ Hải Sản Đông Thành (Bình Phước): 247ha Điềm trúc, trồng từ 1993; Công ty Fang Fuh (Đồng Nai):

180 ha (1999) và năm 2004 lên đến 300 ha cũng là loài tre Điềm trúc Đây là hai cơ sở

đã và đang sản xuất măng chủ yếu để chế biến xuất khẩu với hai dạng sản phẩm: măng muối chua và muối dòn Giá măng dòn: 12.000đ/kg (chế biến từ cây măng cao từ 0,8 đến 1,2m so với mặt đất) và măng chua: 8000đ/kg (chế biến măng củ cao chừng 30cm

so với mặt đất) Thân tre già được lấy ra để bán cho nhà máy giấy với giá: 400đ/kg (thời điểm giá năm 2004)

Các mô hình còn lại, nhất là các mô hình thuộc chương trình khuyến lâm, khuyến nông hầu như có quy mô nhỏ theo hộ gia đình, lớn nhất chỉ vài ha và phân bố rải rác Hầu hết mô hình đều mới được trồng và lợi nhuận trước mắt mà mô hình mang lại chỉ sau 1 đến 2 năm trồng là tiền bán giống Với việc phát triển tre lấy măng quy

mô nhỏ theo hộ gia đình và phân tán như thực tế hiện nay khó có thể quy hoạch thành vùng nguyên liệu sản xuất măng sau này

4 Một số địa phương như Bình Dương, Thanh Hoá, Lạng Sơn, Lào Cai, đang có kế hoạch phát triển mở rộng diện tích trồng tre lấy măng với quy mô lớn và đầu tư xây dựng nhà máy chế biến măng để xuất khẩu Việc đầu tư xây dựng nhà máy chế biến chính là cơ sở quan trọng, có tính quyết định đến việc phát triển tre nhập nội lấy măng lâu bền Tại tỉnh Lâm Đồng, bà con nông dân đã tiến hành trồng các lọai tre lấy măng như: Tre Điềm trúc, Bát độ, Tre tàu, luồng Thanh Hóa với tổng diện tích gần 80ha; trong đó một số diện tích đã cho thu hoạch mỗi năm trên 100 tấn măng tươi, nhưng khả năng tiêu thụ sản phẩm của bà con nông dân trồng tre lấy măng còn nhiều hạn chế do chưa chú trọng đầu tư công tác chế biến Tại Quảng Trị, Trung tâm Khuyến nông tỉnh đã xây dựng mô hình trồng tre lấy măng đạt hiệu quả kinh tế cao tại các huyện Triệu Phong, Cam Lộ, Vĩnh Linh, Gio linh Tre điềm trúc dễ trồng, thích nghi với điều kiện kiện đất đai thời tiết ở địa phương, lại cho măng trong thời gian dài từ tháng 3 đến tháng 11 hàng năm Tại Gio Linh, năm 2007, Trung tâm đã triển khai

1.Trung Quốc: là quốc gia rất giầu tiềm năng về tre Riêng về tre cho măng ăn được có trên 50 loài, nhưng chủ yếu có 30 loài chính như: Phyllostachys edulis, Ph Praecox, Ph.Vivax, Ph Iridenscens, Dendrocalamus latiflorus, D oldhamii, D giganteus, D beecheynus var pubescens,…Diện tích trồng tre chuyên măng có khoảng 100.000 ha với năng suất trung bình từ 10 đến 20 tấn/ha.năm Năng suất măng ở một

số diện tích có thể lên đến 30-35 tấn/ha.năm Trung Quốc có khoảng trên 3 triệu ha tre

để sản xuất thân tre kết hợp với thu hoạch măng

2.Thái Lan cũng là nước sản xuất măng lớn trên Thế giới Một số loài cho măng như: Dendrocalamus asper (Pai Tong), D brandisii (Pai Bongyai), D strictus (Pai sang doi), Bambltsa blumenana (Pai Seesuk), Thyrsostachys siamensis (Pai Ruak), T oliveni (Pai Ruakdum) và Gigantochloa albociliata (Pai Rai) Trong số đó, loài D asper là loài chủ lực trồng để sản xuất măng Năm 1994, D asper được trồng ở 67 trong tổng số 76 tỉnh, với diện tích 424.169 (1 rai = 1600 m2) Trong giai đoạn 1996 đến 1997, Thái Lan đã chế biến xuất khẩu măng D asper với tổng giá trị, trên nghìn triệu bat Các loại sản phẩm măng chế biến gồm: măng đóng hộp, măng tươi, và măng khô (Tài liệu: Rungnapar Pattanavibool, 1998)

8

3 Đài Loan có ít nhất 9.000ha tre D latiflorus được trồng để lấy măng và chế biến xuất khẩu hàng năm trên 40.000 tấn măng Tại Đài Loan chính phủ đã có chính sách phát triển trồng tre lấy măng và xem đây là nghề mang lại thu nhập chính cho một

số làng nông thôn, vùng núi, vùng sâu vùng xa Một ví dụ điển hình như làng Lijan ở vùng Nam Đài Loan, hàng năm sản xuất hơn 1.700 tấn măng, mang về thu nhập hơn

40 triệu NTD (hơn 1.3 triệu đô la Mỹ) Măng sản xuất tại Đài Loan được tiêu thụ trong nước và xuất sang hai thị trường chính là Nhật Bản và Singapore

4 Ấn Độ diện tích tre vào khoản 100.000 km2, tương đương 10 triệu ha, chiếm 12,8% diện tích rừng của cả nước Tre Ấn Độ có 28 lòai trong đó hơn 50 loài tập trung chủ yếu ở vùng Đông Bắc Có một số loài có thể khai thác lấy măng ăn gồm Bambusa balcooa Roxb., B polymorpha Munro in Trans., B tulda Roxb., Dendrocalamus giganteus Munro inTrans., D hamiltonii Nees et Arn, D.hookerii Munro in Trans.,

D longispathusKurz, D membranaceus Munro inTrans., D sikkimensis Gamble, Gigantochloarostrata Wong in Malay., Melocanna baccifera (Roxb.) Kurz, Phyllostachys bambusoides Sieb., Schizostachyumdullooa Gamble, Teinostachyumwightii Beddome và hai loài chưa xác định Chingwa and Khupri Thời

vụ khai thác măng là từ tháng 6 đến tháng 10 và giá bán một kg măng tươi dao động từ

15 đến 20 Rupees (0.4 USD)

5 Một số quốc gia khác như Nhật Bản, Myanma, Úc và một vài nước khác cũng là những nước đã và đang đẩy mạnh việc phát triển tre lấy măng đáp ứng nhu cầu trong nước và phát triển công nghiệp chế biến thực phẩm xuất khẩu.[12]

Về thị trường tiêu thụ măng tre:

Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc, Thái Lan, Malaysia và Singapore

là những nước tiêu thụ lớn về măng tươi, măng ướp lạnh, măng muối Sản phẩm măng hộp hầu như có mặt trên khắp thị trường thế giới Riêng một tỉnh ở Thái Lan chế biến khoảng 68.000 tấn măng mỗi năm và xuất khẩu trên 40.000 tấn/năm Nhật Bản tung ra thị trường khoảng 90.000 tấn măng Moso và nhập khẩu khoảng 100.000 tấn măng từ Thái Lan, Đài Loan và Trung Quốc Đài Loan hàng năm xuất sang Nhật Bản khoảng 40.000 tấn măng Dendrocalamus latiflorus Trung Quốc xuất khẩu khoảng 140.000 tấn măng D latiflonus và lượng lớn măng Moso (Victor cusack, 2000) Ngày nay không

9

những các quốc gia Á châu tiêu thụ măng tre mà một bộ phận khá lớn cư dân gốc Á châu ở Úc, Hoa Kỳ…cũng tiêu thụ và vì vậy nhu cầu nhập khẩu măng tre tại những nước nầy cũng khá lớn Một ví dụ tại Úc có khoản 1,5 triệu người (chiếm 8% dân số)

là gốc Á châu và hàng năm nhập khẩu vào khoản 12.000 tấn Như vậy, sản phẩm măng tre ngày nay được rất nhiều nước trên Thế giới biết đến Nhiều quốc gia đã và đang đầu tư mạnh vào việc gây trồng, kinh doanh măng tre để tạo ra hàng hoá đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu[12]

2.1.1.2 Thành phần hóa sinh măng tre

Có rất nhiều loài tre có thể trồng lấy măng Theo Victor cusack (2000) tre có hơn 150 loài khác nhau, trong đó có hơn 40 loài có thể trồng lấy măng Thành phần các chất dinh dưỡng trong măng tre được phân tích như sau:

Trong 100g măng tre tươi, măng ngâm chua: Carbohydrate 4.2g (6.1%), Protein 2.6g (4%), Fat 0.3g (0.5 %), Ash 0.8g (1.3%), Fibre 0.5g (0.9 %), Glucose 1.8g (4.1%), nước 89g (93%), Calories 118 – 197 Joules, Thiamine và niacin (Vi tamin B1, B2 complex) 0.7g (1.4 %), Calcium 81 - 86 mg, Phosphorus 42-59mg, Iran 0.5 1.7mg, Magnesium 32 mg, Sodium 91 mg, Chlorine 76 mg, Copper 0.19mg,Thiamine 0.08

mg, Rhiboflavin 0.19 mg, Niacin 0.2 mg, Vitamin C5 3.2 - 5.7 mg, Choline 8 mg, Oxalic acid 2 mg.[11]

Theo Xiao JiangHua và Yang QingPing, thành phần dinh dưỡng của măng tre được cho trong bảng 1 dưới đây:

Bảng 2-1 Thành phần dinh dưỡng măng tre mùa xuân lòai Moso tại Huyện Anji, tỉnh Zhejiang, Trung Quốc

Thành phần dinh dưỡng Măng tre mùa xuân

Ẩm độ (%)

Protein (g)

Chất béo (g)

92 2.15 0.5 Carbohydrate Tổng cộng Carbohydrate

10

Sucrose 18.36 Glucose 0.07 Fructose 0.09 Các nguyên tố

Fu Maoyi (1999) so sánh kết quả phân tích về hàm lượng dinh dưỡng của

27 loài măng tre với trên 10 loài rau, đã đánh giá: trong măng tre có 2,65g protein

(đứng thứ hai trong 12 loại rau được phân tích về protein), 0,49g lipid (cao nhất),

0,58g fibre (trung bình), 2,50g sugar (thấp) Ngoài ra, trong măng còn chứa hơn 17

axit amin, hàm lượng phosphor cao, sắt và can xi thấp.[12]

Nghiên cứu từ Trường Đại Học Nông Nghiệp Tamil Nadu (TNAU), Ấn

Độ (Tamil Nadu Agricultural University) đã chỉ ra rằng măng tre có tác dụng chữa trị

bệnh cao huyết áp và cholesterol và gia tăng sự ngon miệng bởi vì sự hiện diện của

phytosterols

2.1.2 Phương pháp chế biến măng tre hiện nay

Tùy theo thị hiếu của người tiêu dùng mà măng sẽ được khai thác ở các chiều

cao khác nhau, nhưng thường có 3 loại: Măng nanh có chiều cao khai thác thấp hơn 25

cm, măng củ có chiều cao khai thác từ 25-50 cm, măng ống cao khai thác từ 50-100

Một vấn đề hết sức lưu ý khi chế biến măng là tránh ngộ độc Măng tre khi còn tươi

11

trong thành phần có chứa glucozit, khi ăn vào dưới tác động của dịch vị (HCl) và hệ enzym trong ruột sẽ phân hủy ra a-xít xyanhydric (HCN), đây là chất độc rất mạnh, có thể dẫn đến chết người, liều gây tử vong qua đường tiêu hóa là 1 mg/kg trọng lượng cơ thể Cụ thể, một người nặng 50 kg, chỉ cần ăn phải 50 mg HCN là có thể tử vong Qua phân tích cho thấy, trong 1 kg măng củ còn tươi có tới 230 mg HCN, có nghĩa chỉ cần 200-250g măng tươi là có thể dẫn tới chết người Trong cơ thể, HCN tác động lên chuỗi hô hấp tế bào bằng cách làm bất hoạt các enzym sắt của cytocromoxydase hoặc warburgase, là nguyên nhân gây tình trạng thiếu ô-xy tế bào và toan chuyển hóa nặng Một số cách chế biến măng tươi để không gây ngộ độc như sau: măng tươi mới cắt về bóc vỏ, đem luộc qua vài lần, và mỗi lần luộc phải xả lại bằng nước sạch Khi thử thấy măng mềm, bớt đắng thì dùng chế biến món ăn Để giữ măng được lâu, tùy theo yêu cầu của thị trường măng có thể đượ chế biến thành nhiều lọai sản phẩm khác nhau như: Măng tươi, măng chua, măng khô, măng muối.[14]

2.1.2.1 Chế biến măng tươi

Măng củ (măng muối): Sau khi khai thác trong vòng 2-3 giờ phải tiến hành rửa sạch, luộc sôi từ 30-40 phút rồi vớt ra để nguội, bóc bẹ măng sau đó chuyển đến nơi chế biến Để tiêu thu tươi, chúng ta đem xếp khoảng 2 lớp măng trong chum ( vại) rồi dùng nilon đen phủ kín miệng chum Sau đó đem xếp chum vại vào trong chỗ bóng râm, hoặc chỗ ẩm, làm như vậy có thể bảo quản măng tre tối thiểu được 20 ngày để tiêu thụ

2.1.2.2 Chế biến măng khô

Măng ống (măng khô): Sau khi khai thác măng được bóc bỏ bẹ rồi mang về cắt khoanh từ 3-6cm (dùng móng tay bấm vào măng, nếu thấy chỗ nào cứng, già thì vứt bỏ) Cho các khoanh măng đã ủ kỹ ra nong, nia để phơi trong bóng râm, nơi thoáng cho đến khi khô hẳn

12

Hình 2-3 Qui trình chế biến măng khô

Trong trường hợp khai thác măng để chế biến măng khô theo cách của Trung Quốc thì đợi măng mọc cao khỏi mặt đất khoảng 0,8 - 1 m mới thu hái Thời gian thu hái măng thích hợp nhất là vào buổi sáng sớm khi chưa có ánh sáng mặt trời chiếu hoặc vào những ngày mưa Măng mang về cắt khoanh dài khoảng 3 - 6 cm (dùng móng tay bấm nếu chỗ nào già thì vứt bỏ) Cho các khoanh măng vào nồi luộc trong 2 giờ, vớt ra để cho ráo nước, rồi cho vào túi nilon ủ kín trong 15 ngày cho lên men Tãi măng đã ủ kỹ ra nong nia để phơi nắng cho đến khô

13

(http://www.flickr.com/photos/maihuonglt/2531145192/)

Hình 2-4 Phơi măng 2.1.2.3 Tình hình trồng và chế biến măng nội tiêu tại Gia Lai

Theo khảo sát sơ bộ của chúng tôi, tại tỉnh Gia Lai cho đến thời điểm hiện tại, việc trồng tre lấy măng còn tự phát nhỏ lẻ, chủ yếu tập trung theo hộ gia đình Măng rừng và măng trồng đều được sơ chế phơi khô hoặc bán tươi ngay sau khi thu hoạch cho lái buôn

Măng rừng: Thông thường măng rừng thường thu hoạch vào mùa mưa, chủ yếu

là do đồng bào dân tộc thiểu số thu hái và bán lại cho các thương lái, hoặc ở các chợ nhỏ Giá cả trung bình là 9.000đ/kg tươi, có khi lên đến 12.000 – 13.000/kg

Măng trồng: giống măng trồng tại tỉnh Gia Lai, chủ yếu là lấy từ Bình Phước Hiện nay tại Chư Pảh (Yali) có 5-6 ha măng trồng; tại Kong Chro rải rác các hộ dân có trồng khoảng 20 -30 gốc/hộ Rải rác một số hộ trên các khu vực trong tỉnh chỉ có 4-10 gốc dùng ăn trong gia đình, thỉnh thoảng bán ngoài chợ

Sản lượng măng trồng cứ 3 ngày thu 2 măng/gốc với trọng lượng mỗi măng khoản 2kg Một gốc cho khai thác được khoản 20 măng /tháng (20x2kg =40kg/ tháng) Với giá măng trồng hiện nay khoản 12.000/kg tươi và năng suất khoản 10 tấn /ha

Theo phân tích và tài liệu nghiên cứu trong và ngòai nước, trồng tre lấy măng hứa hẹn mang lại hiệu quả kinh tế khá cao, đặc biệt là những vùng đồi núi như tỉnh Gia Lai Việc phát triển và đưa cây tre lấy măng vào cơ cấu cây trồng tại Gia Lai đòi hỏi nhiều biện pháp đồng bộ từ chọn giống, trồng, chăm sóc và đặc biệt là chế biến bảo quản nhằm nâng cao giá trị sản phẩm, giải quyết tính mùa vụ, bảo đảm vệ sinh an tòan thực phẩm, và giảm lao động nặng nhọc Tuy nhiên, theo khảo sát sơ bộ chúng tôi nhận thấy rằng việc chế biến măng tre phục vụ tiêu dùng trong nước hiện nay tại Gia Lai còn nhỏ lẽ, tự phát, thủ công cụ thể là phơi nắng dài ngày khi chế biến khô hoặc dùng chum vại, thùng phuy muối để sử dụng trong mùa khô Quá trình làm khô măng theo phương pháp phơi nắng là công việc hết sức nặng nhọc, đòi hỏi nhiều công lao động và phụ thuộc vào thời tiết Thu hoạch măng thường vào mùa mưa và mưa tại tây nguyên thường kéo dài nhiều ngày trong khi măng cần được chế biến khô tại thời điểm nầy, do đó phương pháp phơi nắng gặp rất nhiều khó khăn Đồng thời phương pháp phơi nắng sẽ làm cho măng khô khó bảo đảm vệ sinh, và đạt yêu cầu về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm Quá trình chế biến măng tươi theo phương pháp ủ muối nên

dễ phát sinh vi sinh, mốc, lên men trong điều kiện ôxy hóa…và do đó chất lượng sản phẩm khó đạt được yêu cầu vệ sinh an tòan thực phẩm Cả hai phương pháp chế biến măng như thực trạng mang tính tự cung tự cấp và khó bảo đảm chất lượng thực phẩm đồng thời khó tạo ra gía trị hàng hóa cao kéo theo hiệu quả kinh tế thấp trong việc trồng tre lấy măng

Từ thực tế sản xuất măng tre và tính hiệu quả của việc trồng tre lấy măng đã được tham khảo và chứng minh trong và ngoài nước, chúng tôi nhận thấy rằng cho đến hiện nay chưa có một mẫu máy hay mô hình chế biến măng tre (cả tươi và khô) nào

15

được đưa vào ứng dụng ở Gia Lai nhằm nâng cao giá trị kinh tế của măng tre Vì vậy chúng tôi đề xuất đề tài “Tính toán thiết kế máy sấy măng tre năng suất 400 kg/mẻ “

2.2 Sấy và các phương pháp sấy

2.2.1 Khái niệm sấy

Sấy là quá trình trao đổi nhiệt và khối lượng khá phức tạp giữa sản phẩm sấy và tác nhân sấy Nhằm làm bốc hơi lượng ẩm trong sản phẩm, chuyển nước trong sản phẩm từ dạng lỏng sang dạng hơi và đưa ra ngoài Nghĩa là làm giảm khối lượng của sản phẩm

Mục đích là làm giảm lượng nước trong sản phẩm tới mức cần thiết nhằm tăng

độ bền vững cơ học và sinh học, tăng thời gian bảo quản, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển.[4]

2.2.2 Phân loại phương pháp sấy

Sấy có thể được chia ra hai loại: sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị (sấy nhân tạo) Sấy tự nhiên: quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị Các phương pháp sấy nhân tạo thực hiện trong các thiết bị sấy

Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở [1]

2.2.3 Cách xác định ẩm độ bằng phương pháp tủ sấy

Tiến hành: sấy cốc cân sạch trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC đến trọng lượng không đổi, dùng cân phân tích cân xác định trọng lượng cốc cân mo (g) Bỏ vật liệu cần xác định ẩm độ vào, đem cân phân tích, ghi nhận khối lượng cốc cân và mẫu là m1(g)

Đặt cốc vào tủ sấy đang ở nhiệt độ khoảng 105oC, sấy khoảng 10 giờ thì lấy cốc mẫu ra để nguội 15 phút trong bình hút ẩm có chất hút ẩm Cân cốc mẫu đã sấy Cân xong để cốc vào sấy tiếp khoảng 2 giờ thì cân lại lần nữa cho đến khi trọng lượng cốc mẫu giữa hai lần liên tiếp cân cuối không thay đổi Ghi nhận khối lượng m2

16

Kết quả tính độ ẩm: ( W)

W = (m1 – m2).100/(m1 – m0) %

Trong đó:

m0: khối lượng cốc sau khi sấy đến khối lượng không đổi

m1: khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy

m2: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy đến khối lượng không đổi

2.2.4 Tổng quan về sấy đối lưu

2.2.4.1 Sấy đối lưu

Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp được dùng khá phổ biến trong sản xuất, sử dụng tác nhân sấy là khí nóng vừa làm nhiệm vụ truyền nhiệt và lấy ẩm ra khỏi vật liệu sấy

Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy

Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ ( gián đoạn) hay liên tục Trên hình vẽ dưới là sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng

Hình 2-5 Hệ thống sấy đối lưu

Sản phẩm sấy có thể lấy ra khỏi buồng sấy theo mẻ hoặc liên tục tương ứng với nạp vào Caloriphe 2 đốt nóng không khí có thể là loại caloriphe điện, caloriphe hơi nước v.v

17

Kết cấu thực của hệ thống rất đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chế độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển động của tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy

Bảng 2-2 So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy Hướng chuyển

động TNS

Ưu điểm Nhược điểm

Cùng chiều Tốc độ sấy ban đầu cao, ít

bị co ngót, tỷ trọng thấp, sản phẩm ít hư hỏng, ít nguy cơ hư hỏng do VSV

Khó đạt được độ

ẩm cuối thấp vì không khí nguội và ẩm thổi qua sản phẩm sấy

Ngược chiều Năng lượng được sử dụng

kinh tế hơn, độ ẩm cuối cùng thấp hơn

Sản phẩm dễ bị co ngót, hư hỏng do nhiệt

Có nguy cơ hư hỏng VSV

do không khí ẩm, ấm gặp nguyên liệu ướt

Dòng khí thoát

ở trung tâm

Kết hợp ưu điểm của sấy cùng chiều và ngược chiều nhưng không bằng sấy bằng dòng khí thổi cắt ngang

Phức tạp và đắt tiền hơn so với sấy một chiều

Dòng khí thổi

cắt ngang

Kiểm soát điều kiện sấy linh hoạt bằng các vùng nhiệt được kiểm soát riêng biệt; tốc độ sấy cao

Đầu tư trang bị, vận hành và bảo dưỡng thiết bị phức tạp và đắt tiền

Đối với quá trình sấy chi phí năng lượng là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế sản xuất, vì vậy khi thiết kế, cần chú ý đến các biện pháp làm giảm sự thất thoát nhiệt, tiết kiệm năng lượng Ví dụ:

Cách nhiệt buồng sấy và hệ thống ống dẫn

Tuần hoàn khí thải qua buồng sấy

Cô đặc trước nguyên liệu lỏng đến nồng độ chất rắn cao nhất có thể.[1]

2.2.4.2 Thiết bị sấy đối lưu

 Thùng sấy (bin dryer)

Cấu tạo: là một thùng chứa hình trụ hoặc hình hộp có đáy dạng lưới Không khí nóng thổi lên từ phía đáy của nguyên liệu với vận tốc tương đối thấp (ví dụ: 0,5 m/s) Ứng dụng: do có sức chứa lớn, giá thành và chi phí hoạt động thấp chúng được

sử dụng chủ yếu để sấy kết thúc sau khi sản phẩm được sấy trước bằng các thiết bị sấy khác Chúng có thể được dùng để cân bằng ẩm sản phẩm sau khi sấy

Yêu cầu đối với nguyên liệu: do thiết bị sấy có thể cao vài mét, yêu cầu nguyên liệu phải đủ độ cứng cơ học để chống lại sức ép, duy trì khoảng trống giữa các hạt, giúp không khí nóng có thể xuyên qua được

Ứng dụng: dùng trong sản xuất nhỏ (1-20 tấn/ngày) hoặc trong thử nghiệm Chúng có giá thành, chi phí bảo dưỡng thấp và có thể sử dụng linh hoạt để sấy các loại nguyên liệu khác nhau Tuy nhiên, điều kiện sấy tương đối khó kiểm soát và chất lượng sản phẩm dao động do sự phân phối nhiệt đến nguyên liệu không đồng đều

 Lò sấy

Đây là những tòa nhà 2 tầng trong đó sàn nhà có giát gỗ mỏng được đặt phía trên lò đốt Không khí nóng và sản phẩm cháy từ lò đốt xuyên qua lớp nguyên liệu có

19

độ dày đến 20 cm Chúng được sử dụng theo truyền thống để sấy táo ở Mỹ hoặc hoa hớp-lông ở châu Âu, tuy nhiên việc kiểm soát điều kiện sấy rất khó khăn và thời gian sấy tương đối lâu

Do yêu cầu phải đảo sản phẩm thường xuyên, việc chất nguyên liệu và tháo dỡ sản phẩm được thực hiện bằng thủ công nên chi phí nhân công cao Tuy vậy, chúng có

ưu điểm là sức chứa lớn, dễ xây dựng và bảo dưỡng với chi phí thấp.[1]

2.3.Một số máy sấy dạng sấy đối lưu

2.3.1.Máy sấy khay

Cấu tạo: gồm có một buồng cách nhiệt với các khay lưới hoặc đột lỗ, mỗi khay chứa một lớp mỏng nguyên liệu (dày 2-6cm) Không khí nóng thổi vào với tốc độ 0,5-

5 m/s qua hệ thống ống dẫn và van đổi hướng để cung cấp không khí đồng nhất qua các khay Các thiết bị đun nóng phụ trợ có thể được đặt thêm ở phía trên hoặc dọc bên các khay để tăng tốc độ sấy

Hình 2-6 Máy sấy khay

http://fme.hcmuaf.edu.vn/data/image/BMCNNL/May%20say%20khay%20say

%20carot.jpg Nguyên lý hoạt động: không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí, không khí nóng được quạt hút đưa vào buồng sấy thổi đều qua các khay, các khay đựơc đặt sao cho khe hở giữa các khay được đồng đều, không khí nóng sẽ đi đều qua các khay từ đầu này sang đầu kia Sau khi không khí nóng đi qua vật liệu sấy sẽ mang lượng hơi nước đi ra ngoài theo ống thải.[1]

Hình 2-7 Hệ thống máy sấy buồng

Hệ thống máy sấy buồng gồm có buồng sấy, calorifer ( bộ cấp nhiệt), quạt, siclon… Trong buồng sấy cần có một hoặc hai xe goòng hoặc các giá đỡ cố định để chứa vật liệu sấy Buồng sấy làm việc theo chu kì ( sấy theo mẻ) Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm hai lớp giữa có cách nhiệt hoặc xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không Thiết bị sấy buồng có dung lượng nhỏ, còn gọi là tủ sấy, tác nhân trong thiết bị sấy buồng thường là không khí hoặc khói lò Không khí được đốt nóng nhờ calorifer điện hoặc calorifer khí-khói Calorifer có thể bố trí ngoài buồng sấy hoặc phía sau buồng sấy

Trong thiết bị sấy buồng người ta người ta có thể tổ chức cho tác nhân sấy lưu động tự nhiên (không có quạt) hoặc cưỡng bức nhờ một hệ thống quạt gió Về phần kết cấu, phần trên của thiết bị sấy buồng nên bố trí dạng chóp, đỉnh chóp là lổ thoát

21

ẩm Kích thước của lổ thoát ẩm cần cân xứng với thiết bị và có cơ cấu điều chỉnh lượng tác nhân thoát ra ngoài bằng van bướm Để giảm thời gian đốt nóng và tiết kiệm năng lượng cần hạn chế lượng tác nhân thải ra ngoài nhờ cơ cấu điều chỉnh ở lỗ thoát

ẩm Lượng tác nhân thải ra môi trường ở giai đoạn đốt nóng vật liệu sấy trong thiết bị sấy buồng đối lưu tự nhiên về mặt lí luận cũng như thực tiển cho thấy có một giá trị tối

ưu

Nguyên lý hoạt động:

Không khí được quạt hút đi qua bộ lọc, bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí, không khí nóng được đưa vào buồng sấy ( phía dưới) không khí nóng được phân bố đều dưới buồng sấy, không khí nóng sẽ có chiều hướng đi lên, VLS được treo

lơ lửng bên trong buồng sấy không khí nóng sẽ đi xuyên qua VLS và mang hơi nước

đi ra ngoài qua ống dẫn không khí thải ra ngoài để thoát ẩm Khi không khí ẩm đã thoát một lượng lớn không khí ẩm ta có thể sử dụng không khí nóng hồi lưu để giảm chi phí chất đốt

Phân loại hệ thống sấy buồng:

Theo tính chất chuyển động của tác nhân sấy có thể phân ra 2 loại:

+ HTS buồng đối lưu tự nhiên

+ HTS buồng đối lưu cưỡng bức

Thiết bị sấy buồng đối lưu tự nhiên điển hình là kiểu buồng sấy của giáo sư Grum-Grêmal

Nhược điểm của thiết bị sấy đối lưu tự nhiên là vật liệu khô không đều, các khay ở trên vật liệu khô nhanh hơn vật liệu ở các khay dưới Không khí nóng tập trung

ở phía trên nên ở đây vật liệu hay hay bị ẩm để cho vật liệu sấy khô đều thường phải định kỳ đảo khay

22

Hình 2-8 HTS buồng đối lưu tự nhiên

Hình 2-9 HTS buồng đối lưu cưỡng bức 2.3.3.Chọn phương án sấy

Có nhiều phương án sấy vật liệu Mỗi phương thức sấy đều có ưu khuyết điểm riêng của nó

Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất dọc theo buồng sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần

 Ưu điểm thiết bị đơn giản hơn so với sấy ngược chiều

 Nhược điểm độ ẩm còn cao hơn sấy ngược chiều

Vậy trong trường hợp sấy măng thì phương pháp sấy cùng chiều hiệu quả nhất Chọn tác nhân sấy để sản phẩm được tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sấy là không khí nóng được dẫn qua calorife để lọc bụi bà khói

24

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về hình thức sấy măng hiện nay

- Nghiên cứu lý thuyết về máy sấy

- Tiến hành khảo nghiệm thực tế mô hình khảo nghiệm mấy sấy măng

- Tính toán thiết kế hệ thống sấy măng tre 400kg/mẻ

3.2 Thời gian nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ tháng 3 năm 2012 đến tháng 6 năm 2012, tại Trung tâm Công Nghệ Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM

3.3 Phương pháp tiến hành nghiên cứu

Phương pháp kế thừa: kế thừa các thành tựu nghiên cứu về máy sấy, các đặc tính của quá trình sấy v.v… của tác giả trong và ngoài nước nhằm tiết kiệm thời gian

và chi phí nghiên cứu

Phương pháp thiết kế mô hình: tính toán và thiết kế mô hình thí nghiệm, trên cơ

sở mô hình tiến hành các thí nghiệm tìm ra các thông số, số liệu, chế độ để tiến hành

bổ sung và hoàn chỉnh thiết bị theo yêu cầu nghiên cứu thực tế

Phương pháp giải tích toán học: được sử dụng để giải quyết các bài toán giải tích trong quá trình nghiên cứu tính toán thiết kế…, các quan hệ truyền nhiệt trao đổi nhiệt và bốc ẩm…

Phương pháp thực nghiệm: các cách sử dụng, dụng cụ đo và các thiết bị đo Ngoài các phương pháp trên, nhằm đáp ứng yêu cầu nghiên cứu, trong quá trình nghiên cứu sẽ sử dụng các phương pháp khác như: phương pháp phân tích, phương pháp đồng dạng

25

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tính toán thiết kế mô hình máy sấy

4.1.1.Mục đích thiết kế

Hiện nay theo điều tra khảo sát trên nước ta măng tre đa phần được thu hoạch nhiều vào mùa mưa khoảng từ tháng 5-6 đến tháng 10-11 Lượng măng tre thu hoạch được tương đối nhiều tuy nhiên để chế biến khô vào mùa mưa rất khó khăn do đó đa phần người dân phơi nắng là chủ yếu Công nghệ sấy măng hiện nay còn rất mới nên

để tiến hành tính toán thiết kế máy sấy măng tre ta phải tiến hành chế tạo mô hình máy sấy nóng để khảo nghiệm tìm ra các thông số, chế độ sấy, thời gian sấy phù hợp và hợp lí, đồng thời tính toán chi phí và năng suất để phù hợp cho người dân Tính an toàn vệ sinh cũng cần phải được chú trọng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm để có thể nâng cao giá thành và xuất khẩu

Với những yêu cầu đặt ra chúng tôi tiến hành chế tạo mô hình khảo nghiệm tại Trung tâm Nhiệt Lạnh Trường Đại học Nông lâm TPHCM dưới sự hướng dẫn của thầy và sự giúp đỡ của các anh nhân viên kỹ thuật của trung tâm

4.1.2 Tính toán thiết kế mô hình

4.1.2.1 Tính toán sơ bộ

Hình 4-1 Các điểm nút quá trình

26

 Trạng thái 1 điểm A ( to ; o ) Các thông số không khí ngoài trời:

Từ thông số đo được to = 28oC; o = 75% Chúng ta xác định được các thông số

còn lại như sau:

Phân áp suất bão hòa hơi nước ở nhiệt độ to:

(4.1) 

Độ chứa hơi do:

(4.2)

 Entanpi:

(4.3) Trong đó:

Cpk – nhiệt dung riêng của không khí khô Cpk= 1,004 kJ/kg.K

Cpa – nhiệt dung riêng của hơi nước Cpa =1,842 kJ/kg.K

ro – nhiệt ẩn hóa hơi ro = 2500 kJ/kg

28

 

Độ ẩm tương đối

Tra giản đồ trắc ẩm ta được thể tích riêng ν2 = 0,94m3/kgkkk

Bảng 4-1 Thông số không khí tại các điểm nút

Thể tích riêng của không khí ν( m3/kgkk) 0,88 1,03 0,94

Mô hình sấy măng tre 10kg với yêu cầu giảm ẩm độ từ 90% xuống 20% ta xác

định được lượng măng tre sau khi sấy:

kg G

G 1 , 25

2 , 0 1

9 , 0 1 10 1

1 2

1 1

ω1: là ẩm độ ban đầu của măng tre (%)

ω2: là ẩm độ sau khi sấy của măng tre (%)

G1: là khối lượng ban đầu của măng tre (kg)

G2: là khối lượng sau khi sấy của măng tre (kg)

29

Lượng nước phải lấy đi trong 10 kg măng là:

kg G

G

G H2O  1 2 101,258,75

Lượng không khí cần thiết để bốc hơi 1kg nước là:

O kgH kgkkk d

d G

0 2 0

018 , 0 0239 , 0

kgkkk kg l

G

G k  H2O.0 169,5.8,751483,12 /

Tổng thể tích không khí khô cần cho cả quá trình sấy:

kkk m k

G kkk

V 1 1,03.1483,121527,6 3

Lưu lượng không khí khô cần cho cả quá trình sấy

(4.7) 1kg không khí khô cung cấp được một lượng nhiệt là:

kgkkk kJ

I I

I 1 0 1287454 /



Tổng lượng nhiệt cần cho quá trình sấy là:

QsấyI.G k 54.1483,1280088,48kJ (4.8)

Với yêu cầu sấy 10kg măng tre tươi và mật độ phân bố măng ta chọn:

 Buồng sấy: với khối lượng măng cần sấy là 10 kg ta chọn mô hình sấy

có kích thước:

- Chiều dài L = 600 mm

- Chiều cao H = 1000mm

- Chiều rộng B = 500 mm

- Chọn 3 khay với kích thước 490×590 mm

Vách bên ngoài bọc tôn tráng kẽm dày 0,4 mm, để tránh tổn thất nhiệt quá nhiều ra

môi trường bên ngoài phủ foam cách nhiệt Bên trên buồng sấy có 1 lỗ thoát nhiệt

đường kính 260 mm Trong buồng có các ngăn để khay và cảm biến nhiệt

 Buồng đốt (khung điện trở): với tổng nhiệt lượng cần cho quá trình sấy

Qsay = 80088,48 kJ thì cần tổng nhiệt lượng cho cả quá trình sấy là:

Chọn thời gian sấy măng là 10h