Tính toán và thiết kế hệ thống sấy khô rau công suất 1000kgh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TS Trần Lệ Thu (GVHD) BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống sấy khơ rau công suất 1000kg/h (Hệ: Đại Học) Tên sinh viên Lớp Mã sinh viên Phan Thị Hoàng Xuân 05DHTP6 2005140743 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2017 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TS Trần Lệ Thu (GVHD) BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ TḤT THỰC PHẨM Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống sấy khô rau công suất 1000kg/h (Hệ: Đại Học) Tên sinh viên Lớp Mã sinh viên Phan Thị Hồng Xn 05DHTP6 2005140743 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2017 MỤC LỤC Lời nói đầu PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lý thuyết của thiết bị 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình 13 1.3 Các thiết bị mô tả đặc tính của thiết bị 14 1.4 Các hãng có thiết bị tương ứng (nếu có) .16 1.5 Ứng dụng chế biến thực phẩm 18 1.6 Các tài liệu tham khảo website 19 PHẦN TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ 20 2.1 Các thông số ban đầu lựa chọn tiêu chuẩn 20 2.1.1 Tính tốn lượng ẩm cần thiết cho giai đoạn sấy 20 2.1.2 Tính tốn lượng nhiệt cho trình sấy .21 2.1.3 Tính tốn nhiệt tỏa bình ngưng đóng băng 22 2.1.4 Tính tốn chọn máy lạnh cho hệ thống sấy .23 2.2 Sơ đồ cơng nghệ giải thích cơng nghệ 30 2.3 Tính tốn cho thiết bị 31 2.3.1 Tính tốn bình thăng hoa .31 2.3.2 Tính tốn cho bình ngưng – đóng băng 36 2.4 Sơ đồ thiết bị giải thích thiết bị 42 2.5 Sơ đồ bố trí mặt diễn giải 44 2.6 Tài liệu tham khảo 46 PHỤ LỤC BẢN VẼ THIẾT BỊ CHÍNH (Bản in A3 - Autocad kèm theo tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật) 47 Lời nói đầu Nước ta nước có nơng nghiệp phát triển với sản lượng xuất nông sản lớn với mặt hàng phong phú, trải dài từ loại hạt ngũ cốc đến rau củ Để đạt đến phát triển nông nghiệp vậy, cần phải đảm bảo công đoạn quan trọng khâu bảo quản sau thu hoạch, sấy quy trình cơng nghệ đóng góp nhiều vào khâu Đồng thời, công nghệ sấy ngày phát triển giúp tạo nhiều loại sản phẩm hơn, phong phú chủng loại, cách sấy ngày nâng cao chất lượng thực phẩm Vì thiết yếu công nghệ sấy sản phẩm nông sản nên chúng em xin chọn đề tài sấy thăng hoa rau để giúp người có nhìn khái quát công nghệ sấy thăng hoa Tuy sấy thăng hoa có giá thành cao khơng thể phủ nhận thành phẩm trình sấy hẳn loại sấy khác Trong trình thu thập tài liêu, nghiên cứu biên soạn siếu sai sót, mong người thơng cảm hân hạnh nhận đóng góp chân thành từ người Xin chân thành cảm ơn Danh mục bảng Bảng 1.1 So sánh sấy truyền thống sấy thăng hoa Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy sấy thăng hoa 120kg/mẻ 17 Bảng 2.1 Thông số chu trình lạnh 26 Danh mục hình Hình 1.1 Mít sấy lạnh Hình 1.2 Giản đồ trạng thái nước Hình 1.3 Biểu đồ giai đoạn điển hình .11 Hình 1.4 Cấu tạo bình thăng hoa 18 Hình 1.5 Cấu tạo bình ngưng đóng băng 16 Hình 1.6 Máy sấy thăng hoa công ty Nhất Phú Thái .16 Hình 1.7 Máy sấy sầu riêng, trái đơng khơ chân khơng 18 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống lạnh .24 Hình 2.2 Chu trình máy lạnh đồ thị lgh-p 25 Hình 2.3 Hình mơ tả khay bình thăng hoa 34 Hình 2.4 Hình đáy nắp 36 Hình 2.5 Hình đáy nắp .41 Hình 2.6 Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa 42 PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lý thuyết của thiết bị 1.1.1 Giới thiệu chung sấy đông khô Sấy đông khô (sấy thăng hoa) kỹ thuật gọi làm khơ lạnh hay gọi kỹ thuật khử nước dung môi khác từ sản phẩm đông lạnh trình thăng hoa Sự thăng hoa xảy chất lỏng đông lạnh thể rắn chuyển trực tiếp sang thể mà bỏ qua pha lỏng Ngược lại với trình sấy truyền thống từ pha lỏng thường làm thay đổi chất lượng sản phẩm phương pháp áp dụng với số vật liệu sấy dễ dàng Và sấy thăng hoa vật liệu sấy không qua giai đoạn pha lỏng, sản phẩm sau sấy ổn định, dễ sử dụng có tính mỹ quan cao Hình 1.1 Mít sấy lạnh Thường sử dụng để bảo quản loại vật liệu chung thực phẩm nói riêng, giúp thuận tiện cho vận tải, giữ phẩm chất sản phẩm ban đầu Ngồi có nhiều lĩnh vực khác như: điều chế mẫu cảm ứng nhiệt, nghiên cứu tiêu thực vật, ổn định vật liệu sống nuôi cấy vi khuẩn, lưu trữ lâu dài mẫu HPLC, bảo quản tiêu động vật cho trưng bảo tàng, So với phương pháp bảo quản khác: Trong q trình sấy thơng thường, nhiệt ngun nhân gây tổn thấy hương thơm chất lượng dinh dưỡng Tuy vậy, sấy thăng hoa làm giảm hoạt độ nước không dùng nhiệt tác động lên thực phẩm, nên giữ hương thơm chất lượng sản phẩm tốt Trong trình sấy thăng hoa, chi phí cho hệ thống tạo áp suất chân không làm lạnh lớn Cùng với vốn đầu tư ban đầu làm cho chi phí sấy thăng hoa cô đặc thực phẩm tăng cao Ưu điểm: sấy thăng hoa có ưu điểm lớn so với phương pháp sấy khác sản phẩm có chất lượng cao (giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính thủy hóa), giữ gìn hoạt tính sinh học, khơng làm vitamin Tiêu hao lượng để bay hàm ẩm thấp Nhược điểm: giá thành thiết bị cao, vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao, tiêu thụ điện lớn Bảng 1.1 So sánh sấy truyền thống sấy thăng hoa Sấy truyền thống Sấy thăng hoa - Thực phẩm sấy dễ dàng (rau, ngũ - Sấy hầu hết loại thực phẩm cốc) mà phương pháp khác không thực hiện - Hiệu với thịt - Tốt cho chế biển thị chín sống - Nhiệt độ từ 39-93 C - Nhiệt độ điểm đông lạnh - Dùng áp suất khí - Áp suất thấp - Bốc nước từ bề mặt thực phẩm - Thăng hoa nước từ mặt nước đá - Làm tổn thất chất hòa tan, vài trường - Tổn thất tối thiểu hợp làm cứng sản phẩm - Ít gây thay đổi cấu trúc làm co sản - Ứng suất tác động thực phẩm phẩm rắn nguyên nhân ảnh hưởng đến cấu - Khư nước nhanh trúc làm co sản phẩm - Những phẩn sấy khô xốp có - Khử nước chậm khơng hồn tồn mật độ thấp nguyên liệu - Những phần sấy khô rắn hay lỗ - Hương vị giữ lại bình thường xốp thường có mật độ cao nguyên - Màu bình thường liệu - Giữ dinh dưỡng - Tổn thất hương vị - Giá sản phẩm cao, gấp lần - Sản phẩm thường sẫm màu sấy khô thông thường - Giá trị dinh dưỡng giảm - Giá sản phẩm thấp 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 1.1.2.1 Các trình chuyển pha nước Hiểu trình chuyển pha nước q trình sấy đơng khơ rau điều cần thiết Quá trình chuyển pha nước lỏng – rắn – mô tả “Giản đồ trạng thái nước” Hình 1.2 Giản đồ trạng thái nước - Ở điều kiện áp suất không đổi (tại M), cấp nhiệt để nhiệt độ nước tăng từ TM đến TG trạng thái nước diễn theo M – G, tức lỏng Hiện tượng thường xảy trình sấy vật liệu ẩm - Trường hợp áp suất giảm xuống 760mmHg, trình diễn theo đường M – L, hiện tượng xuất hiện q trình sấy chân khơng - Ở điều kiện áp suất M không đổi, nhiệt độ nước giảm từ T M xuống TN = TR = TH trạng thái pha nước diễn theo M –N (tức lỏng sang rắn) Hiện tượng thường xảy q trình lạnh đơng - Ở điều kiện áp suất PR = const < PO =4,58mmHg, R nước trạng thái rắn có nhiệt độ TH=TR Ứng với giá trị nhiệt độ nước đá TH có giá trị áp suất thăng hoa tương ứng P H ngược lại Nếu đặt nước đá mơi trường có áp suất PR, PH < PR < 4,58mmHg, tương ứng nhiệt độ thăng hoa nước đá Tth = TF > TH Khi nước đá chưa thể thăng hoa (R) mà phải thực hiện giai đoạn truyền nhiệt đốt nóng (RF), để nâng nhiệt độ T R = TH lên đến TF, lúc nước đá bắt đầu thăng hoa, trình theo đường R-Q cần lượng nhiệt cấp vào Q, tiêu tón lượng thời gian để nâng nhiệt trước thăng hoa Nếu đặt nước đá môi trường có áp suất P D, PD