Đồ án: Quá trình và thiết bị thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái

31 161 0
Đồ án: Quá trình và thiết bị thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Với kết cấu nội dung gồm 5 phần, đồ án Quá trình và thiết bị thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái giới thiệu đến các bạn những nội dung về thuyết minh quy trình công nghệ, tính cân bằng vật chất và năng lượng, tính kích thước thiết bị sấy, tính toán và chọn thiết bị phụ,... Với các bạn đang học và nghiên cứu Công nghệ môi trường thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái                            ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BĂNG TẢI CHUỐI NGUYÊN TRÁI Sinh viên thực hiện: Trần Thị Diễm Thúy MSSV: 61103515 GVHD: Tạ Đăng Khoa TP.HCM, tháng 12/2014 ­ 1 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái  ­ 2 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái  MỤC LỤC      Phần 1: Tổng Quan……………………………………………………………     Giới thiệu nguyên vật liệu………………………………………………………       Giới   thiệu     trình  sấy………………………………………………………      Phần 2: Thuyết minh quy trình cơng nghệ………………………………… 10           Phần   3:   Tính   cân     vật   chất     năng  lượng 11      Các thơng số của từng trạng thái khí………………………………….……… 11        Tính cân bẳng vật chất……………….……………………………………… 13       I   Tính   cân     năng  lượng………………………………………………… 13    Phần 4: Tính kích thước thiết bị sấy…………………………….………… 18    I Băng  tải……………………………………………………………………… 18    II Kích thước thân thiết  bị 19    III Động cơ băng tải……………………………….…………………………… 19    Phần 5 : Tính tốn và chọn thiết bị phụ…………………………………… 22 I Calorifer……………………………………………………………………….22 II Cyclon………………………………………………….…………………….28 ­ 3 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  III Quạt…………………………….…………………………………………… 29   PHẦN 1 TỔNG QUAN I  GIỚI THIỆU NGUN LIỆU:  1.1. Các loại chuối chính ở Việt Nam      Chuối có nhiều loại nhưng có 3 loại chính:       ­ Chuối tiêu ( còn gọi là chuối già )       ­ Chuối gng ( còn gọi là chuối tây, chuối sứ, chuối Xiêm )       ­ Chuối bom ­ 4 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối Chuối là một loại quả dài, vỏ nhẵn và hầu như có quanh năm. Chuối có nguồn  gốc từ khu vực Malaysia. Loại trái cây này bắt đầu trở nên phổ biến trên thế giới từ  thế kỉ 20 và phát triển tốt nhất ở những nơi có khí hậu nhiệt đới. Chúng được trồng  chủ yếu phục vụ cho ẩm thực, cho việc sản xuất sợi bơng, dùng trong ngành cơng  nghiệp dệt và chế tạo giấy. Chúng ta có thể thưởng thức loại quả này bằng cách ăn  trực tiếp quả khi chín, hoặc có thể chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn khác nhau từ  chuối, chẳng hạn như các loại bãnh chuối, các món salad hoa quả, bánh nướng, các  món tráng miệng, Chuối cũng có nhiều màu sắc và kích cỡ khác nhau. Khi chín, quả chuối có thể  có màu vàng, màu đỏ sẫm, hoặc màu tía (hay màu trứng quốc). Có tất cả hơn 50 loại  chuối khác nhau trên thế giới. Đặc điểm chung về hình dạng của chuối là quả chuối  được gắn kết với nhau thành buồng, mỗi buồng được chia thành nhiều nải, và trên  mỗi nải có khoảng từ 10 đến 20 quả . Chuối là một trong những quả rất tốt và có  nhiều cơng dụng, đặc biệt là chuối chín cây. Khi chín, tinh bột có trong chuối sẽ được  chuyển hóa thành đường tự nhiên, và vì thế chuối chín thường có vị ngọt dịu và thơm 1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả chuối Thành phần hóa học cơ bản của quả chuối Nướ c Đườn g khử 76,38 14,18 Saccaroz a 2,35 Axit  hữu  0,32 Tinh  bột Proti t Axit  amin Lipi t Tani n Vitami n 3,29 0,92 0,08 1,13 0,068 0,565 Tro 0,7 Bang: Thành ph ̉ ần hóa học cơ bản của chuối Chuối chứa một lượng lớn protein và hyđrat­cacbon. Trong chuối còn bao  một số loại đường khác nhau như đường glucozo, đường lactoza, đường  mantoza, đường galactoze, đường sucrơza (đường mía), đường fructoza, và tinh  bột. Chuối cũng rất giàu các loại vitamin như Vitamin A, C,E, Vitamin B2, sinh  tố R, dưỡng chất niacin, Vitamin B12 và một số khống chất như sắt, canxi,  ­ 5 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  magiê, photpho, kẽm và florua. Ngồi ra còn có các axit amin thiết yếu như chất  tryptophan, lizin, leuxin, glyxin, khống chất acginin… cũng có trong thành phần  của chuối. Trong một quả chuối, nó có thể chứa trung bình một lượng calo là  100 đến 125 calo. Có thể nói, chuối là một loại quả rất tốt cho sức khỏe và là  một loại thực phẩm rất giàu năng lượng 1.4. Cơng dụng của chuối Chuối được dùng như  một phương thuốc chữa bệnh rất hiệu quả. Hơn   nữa, do chúng có chứa lượng đường khá cao nên cũng được xem như  một loại  thực phẩm giàu năng lượng. Với những giá trị  dinh dưỡng thiết yếu, loại hoa   quả này mang lại một số lợi ích cho sức khỏe ­ Chuối rất tốt trong việc cải thiện hệ tiêu hóa và khơi phục chức năng   hoạt động của ruột. Chuối cũng giúp ích giảm thiểu bị  táo bón. Trong trường   hợp bị tiêu chảy, cơ thể chúng ta sẽ mất một lượng chất điện giải quan trọng,  nếu ăn chuối sẽ  giúp cơ  thể  khơi phục lại chất điện giải, vì trong chuối có   chứa lượng kali cao ­ Axit béo có trong chuối xanh giúp ni dưỡng các tế  bào niêm mạc dạ  dày. Những tế  bào này rất có hữu ích trong việc hấp thụ  canxi một cách hiệu   quả, rất cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của hệ xương ­ Chất amino acid tryptphan có trong chuối sẽ  được chuyển đổi thành  chất serotonin, giúp giảm thiểu các triệu chứng trầm cảm và cải thiện tâm  trạng. Như  vậy, chuối là một phương thuốc rất tốt nhằm giàm căng thẳng và   tình trạng bị stress ­ Ăn chuối thường xun giúp giảm nguy cơ  thối hóa điểm vàng, một  trong những ngun nhân gây giảm thị lực ở người cao tuổi ­ Do chứa hàm lượng kali cao và lượng natri thấp, nên chuối chính là sự  lựa chọn thích hợp để giảm thiểu nguy cơ bị huyết áp cao và đột quỵ ­ Chuối cũng rất giàu các hợp chất phenolic giúp chống lão hóa, vì thế ăn   chuối thường xun còn giúp ngăn ngừa nguy cơ ung thư thận ­ Do hàm lượng sắt cao nên chuối giúp tăng thành phần hemoglobin trong   máu và giảm thiểu bệnh thiếu máu 1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối - Khối lượng riêng:   = 977 kg/m3 Nhiệt dung riêng:  c = 1,0269 kJ/kg.độ Hệ số dẫn nhiệt :   = 0,52 W/m.độ Kích thước của quả chuối: Đường kính: 2 – 5 cm Dài :8 – 20 cm Khối lượng : 50 – 200 gr Độ ẩm vật liệu sấy: ­ 6 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  - II + Độ ẩm của chuối trước khi đưa vào sấy:  ω1 = 75 – 80 %   + Độ ẩm của chuối sau khi sấy :                  ω2  =15 – 20 % Nhiệt độ sấy cho phép: t = (60 ÷ 90) 0C  GIỚI THIỆU VỀ Q TRÌNH SẤY:  2.1. Bản chất của q trình sấy Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là q trình  khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do  chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và mơi trường xung quanh.  2.2. Phân loại q trình sấy Người ta phân biệt ra 2 loại: Sấy tự  nhiên: nhờ  tác nhân chính là nắng, gió  Phương pháp này thời  gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ  ẩm cuối cùng   của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu Sấy nhân tạo: q trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác  nhân sấy như khói lò, khơng khí nóng, hơi q nhiệt…và nó được hút ra   khỏi thiết bị khi sấy xong. Q trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để  hơn sấy tự nhiên Nếu phân loại phương pháp sấy nhân tạo, ta có: Phân loại theo phương thức truyền nhiệt:   Phương pháp sấy đối lưu:  nguồn nhiệt cung cấp cho q trình sấy là   nhiệt truyền từ  mơi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt   đối lưu. Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả  và sấy hạt  Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho q trình sấy là thực   hiện bằng bức xạ  từ  một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể  dùng bức   xạ thường, bức xạ hồng ngoại  Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách  cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt  Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp  cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật   sấy làm vật nóng lên ­ 7 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái   Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng  thời hút chân khơng để  cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của   nước, nước thốt ra khỏi vật sấy nhờ q trình thăng hoa.   Phương pháp sấy tầng sơi: nguồn nhiệt từ khơng khí nóng nhờ quạt thổi   vào buồng sấy đủ  mạnh và làm sơi lớp hạt, sau một thời gian nhất định,   hạt khơ và được tháo ra ngồi  Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng  Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy:  Sấy mẻ: vật liệu đứng n hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần,  đến khi hồn tất sẽ được tháo ra  Sấy liên tục: vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật  liệu ẩm qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm:  Loại thổi qua bề mặt  Loại thổi xun vng góc với vật liệu 2.3.  Nhân tố ảnh hưởng đến q trình sấy chuối Trong q trình sấy chuối quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu   trúc cơ  học và các biến đổi bất lợi khác, làm  ảnh hưởng tới chất lượng sản  phẩm. Những biến đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi   độ  xốp    Sự  thay đổi hệ  keo do pha rắn (protein, tinh bột, đường, ) bị  biến  tính thuộc về  những biến đổi hóa lý. Những biến đổi hóa sinh trong q trình  sấy là những phản ứng tạo thành melanoidin, caramen, những phản ứng ơxy hóa  và polyme hóa các hợp chất polifenol, phân hủy vitamin và biến đổi chất màu Hàm lượng vitamin trong chuối quả sấy thường thấp hơn trong chuối quả  tươi vì chúng bị  phá hủy một phần trong q trình sấy và xử  lý trước khi sấy.  Trong các vitamin thì axit ascobic và caroten bị tổn thất là do q trình ơxy hóa.  Riboflavin nhạy cảm với ánh sáng, còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit  hóa  Để  tránh hoặc làm chậm các biến đổi khơng thuận nghịch  ấy, cũng như  tạo điều kiện để ẩm thốt ra khỏi chuối quả một cách dễ dàng, cần có chế độ  sấy thích hợp cho từng loại sản phẩm Nhiệt độ  sấy: Nhiệt độ  sấy càng cao thì tốc độ  sấy càng nhanh, q trình   càng có hiệu quả  cao. Nhưng khơng thể  sử  dụng nhiệt độ  sấy cao cho sấy   chuối quả vì chuối quả là sản phẩm chịu nhiệt kém. Trong mơi trường ẩm, nếu   ­ 8 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  nhiệt độ cao hơn 60oC thì protein đã bị biến tính; trên 90oC thì fructoza bắt đầu  bị  caramen hóa, các phản  ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao   phân tử xảy ra mạnh. Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, chuối quả có thể bị cháy Vì  vậy, để sấy chuối quả thường dùng chế độ sấy ơn hòa, nhiệt độ sấy khơng q  cao Ngồi ra, độ ẩm tương đối của chuối, độ ẩm cân bằng …  ảnh hưởng trực   tiếp đến q trình sấy 2.4. Cơng nghệ sấy chuối 2.4.1 Độ chính của chuối ngun liệu Chuối khi thu hái phải đủ già nghĩa, là có thể  tự chín. Tuy nhiên để chuối tự  chín thì chuối chín chậm và khơng đồng loạt. Dấm dú là cách để chuối chín đều  và nhanh  Độ chín của chuối ngun liệu là một yếu tố quyết định đến chất lượng  chuối sấy. Có nhiều cách xác định độ chín, trong đó cách xác định theo màu vỏ  là phổ biến nhất. Trong chế biến hoặc ăn tráng miệng chuối thường được dùng  theo 3 độ chín sau đây: ­ Vỏ vàng hai đầu xanh vị ngọt đậm đà, hơi chát, hơi cứng, chưa thật thơm,  vỏ còn chắc, chuối có hàm lượng đường axit cực đại, còn có tinh bột và tanin ­ Vỏ vàng hồn tồn vị ngọt, độ chát giảm, thơm,vỏ dễ bóc. Đường và axit  bắt đầu giảm, tinh bột và tamin còn ít ­ Vỏ vàng có màu chấm nâu vị ngọt, thơm, khơng chát, mềm vỏ dễ gãy.  Đường, axit hữu cơ giảm, tinh bột hầu như khơng còn, tamin còn rất thấp 2.4.2. Hỗ trở việc rửa bột chuối bằng hố chất Trên bề mặt chuối có một lớp bột bao quanh nếu khơng được loại bỏ sẽ  làm chuối có màu trắng loang lỗ và xù xì. Để loại bỏ lớp bột này người ta xoa  chuối bằng tay trong chậu nước chứa khoảng 3kg chuối/3 lít nước, mỗi mẻ cần  2 – 3 phút.Việc chọn hố chất để họ trở cơng việc này nhằm 2 mục đích:      ­  Giảm thời gian thao tác      ­  Cải thiện màu sản phẩm Hố chất được chọn phải rẽ, khơng độc, khơng gây mùi vị cho sản  phẩm, khơng ảnh hưởng tới người thao tác và dụng cụ, làm bong nhanh lớp bột,  có tính khử. Thơng thường chọn một số hố chất phổ biến sau:hỗn hợp dung  dịch (NaHSO3 và HCl) hoặc hỗn hợp dung dịch (NaHSO3 và Al2(SO4)3)…. Tổ  hợp dung dịch hiệu quả nhất là (HCl 0,05 % + Al2(SO4)3) 0,5 % . HCl ở nồng độ  trên khơng ảnh hưởng xấu đến người sản xuất và phương tiện bảo hộ lao  động, dễ mua, dễ xử lý, chi phí thấp. Có tác dụng thay đổi mơi trường các phản  ứng hố sinh khơng có lợi và sát trùng nhẹ. Phèn chua ở nồng độ trên cũng có tác  ­ 9 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái  dụng sát trùng nhẹ, tăng cường bề mặt cấu trúc cho chuối, khơng gây vị chát,  giá rẽ, dễ sử dụng 2.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím Sau khi sấy khơ chuối được làm nguội và phục hồi trạng thái do hút ẩm trở  lại để có độ mềm dẻo nhất định (do sấy đến độ ẩm dưới 20%) rồi mới đóng  gói. Thời gian này thường từ vài giờ đến vài ngày. Trong mơi trường khí quyển  thơng thường và khơng thực hiện nghiêm chỉnh vệ sinh cơng nghiệp, sản phẩm  dễ bị nhiễm vi sinh vật. Nhiều cơ sở đã sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn  coi đó là biện pháp an tồn cần thiết cho vệ sinh thực phẩm 2.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy Độ ẩm cân bằng của chuối sấy là hàm lượng nước của nó trong mơi trưòng  xác định (t và φ xác định của khơng khí) mà khơng xẩy ra q trình nhã nước  (bốc hơi) hay hút nước (hấp thụ) giữa nó và mơi trường Chuối sau khi sấy đến độ ẩm dưới độ ẩm cân bằng thường là 15 ÷ 20% sau  vài giờ đến vài ngày để ngồi khơng khí sẽ tăng hàm lượng ẩm tới độ ẩm cân  bằng. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy nhằm chọn độ ẩm có lợi khi kết  thúc sấy và đề ra cách xử lý đóng gói, bảo quản phù hợp Muốn bảo quản chuối sấy tốt cần giữ độ ẩm của nó dưới 25 % tốt nhất 22  %. Do vậy sau khi sấy khơ nên quạt nguội và lựa chọn đóng gói ngay, khơng  nên để ngồi khơng khí lâu sẽ làm cho độ ẩm của chuối sấy thấp hơn độ ẩm  cân bằng. Nếu chưa lựa chọn bao gói ngay thì trữ trong bao kín để nơi khơ mát  để hơm sau xử lý. Bao bì cần làm từ vật liệu chống khơng khí ẩm đi qua và dán  kín.  2.5 Cơng nghệ sấy chuối quả Ta lựa chọn cơng nghệ sấy là cơng nghệ sấy băng tải. Tác nhân nhiệt là  khơng khí nóng được gia nhiệt bằng calorife u cầu đối với chuối nhiên liệu: Chuối quả phát triển đầy đủ, tươi tốt,  ngun vẹn, sạch sẽ. Vỏ chuối mỏng, dễ bóc, có màu từ vàng tồn trái đến  vàng có chấm nâu. Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũ, hương thơm, vị ngọt,  khơng chát Nhiệt độ sấy lựa chọn là 800C, do sản phẩm chuối chỉ sấy được ở khoảng  nhiệt độ từ 60­900C vì để tránh tổn thất vitamin Chọn chế độ sấy: Khi sấy ngược chiều, vật liệu sẽ  tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ  cao, dễ gây biến tính sản phẩm. Do đó sấy ngược chiều thường chỉ  thích hợp   với vật liệu sấy có nhiệt độ  cao cao. Đối với sấy chuối, là loại vật liệu có   nhiệt độ thấp, nên chọn chế độ sấy cùng chiều ­ 10 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái   Tính kích thước thiết bị:      Chiều rộng băng tải:  B=4.5m ­   Chiều dày lớp vật liệu:     h=0,05m ­   Năng suất khối lượng:       hay:                                                      PHẦN 4            TÍNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ SẤY I . Băng tải:  Số lượng băng tải : ­ 17 ­ ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái     Thể tích vật liệu chứa trong thiết bị:  V=V1 =                                                                                       ([2])  V1, G1,  1: thể tích, khối lượng và khối lượng riêng của vật liệu vào thiết bị:                   : thời gian sấy V1= = = 4,2m3/h=1,167x10­3  m3/s Năng suất của thiết bị sấy băng tải:  V1=                                                                                                  ([2]) : chiều dày lớp vật liệu trên băng tải, m  = 0,1m B: chiều rộng băng, m Lb: chiều dày băng, m Chọn B = 4,5 m. Thay số vào phương trình trên ta được:           Lb =  =  = 90m Ta chia băng tải thành nhiều băng tản ngắn.  Số tầng băng tải chọn là: i = 3 Chiều dài của mỗi băng tải là: lb =   = 30 m Kích thước con lăn:  Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh có tải: lt = A – 0,625B                                                                                (5.8[2]) A: hằng số phụ thuộc khối lượng riêng của vật liệu  = 977

Ngày đăng: 09/01/2020, 12:04

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.1. Các loại chuối chính ở Việt Nam

  • 1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối

  • 1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả chuối

  • 1.4. Công dụng của chuối

  • 1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối

  • 2.1. Bản chất của quá trình sấy

  • 2.2. Phân loại quá trình sấy

  • 2.3. Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối

    • 2.4.2. Hỗ trở việc rửa bột chuối bằng hoá chất

    • 2.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím

    • 2.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy

    • 2.5 Công nghệ sấy chuối quả

    • STT

      • III ĐỘNG CƠ BĂNG TẢI:

      • TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

      • Đường kính

      • Vậy  =ABC = 0,21x1x1 = 0,21

      • N/m2

      • N/m2

        • Tổng

        • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan