Doc tinh toan thiet bi say nam kieu say

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN Q TRÌNH & THIẾT BỊ Đề tài: TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY KHOAI MÌ LÁT KỂU SẤY HẦM, NĂNG SUẤT NHẬ1400KG KHOAI MÌ TƯƠI/H GVHD: Đào Thanh Khuê SVTH : Nguyễn Đức Quân Lớp : 05DHHH3 TP.HCM, tháng năm 2017 Đồ án Kĩ thuật thực phẩm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu chung nấm 1.2 Nấm Linh chi 1.3 Sấy hầm 10 1.4 Kỹ thuật sấy nấm 12 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 16 2.1 Cân vật liệu 16 2.1.1 Các thông số ban đầu 16 2.1.2 Lượng ẩm cần bay 16 2.1.3 Khối lượng vật liệu sau sấy 16 2.1.4 Lượng vật lieu khô tuyệt đối 17 2.2 Tính tốn q trình sấy lý thuyết 17 2.2.1 Tính tốn trạng thái khơng khí bên ngồi 17 2.2.2 Tính tốn trạng thái khơng khí vào hầm sấy 18 2.2.3 Tính tốn trạng thái khơng khí khỏi hầm sấy 19 2.2.4 Tiêu hao khơng khí 19 2.2.5 Lượng nhiệt tổn thất cho trình sấy lý thuyết 20 2.2.6 Tính chọn thời gian sấy 20 2.3 Tính chọn số xe goong kích thước hầm sấy 22 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN NHIỆT Q TRÌNH SẤY 24 3.1 Tính tốn nhiệt hầm sấy 24 3.1.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 24 3.1.2 Tổn thất thiết bị vận chuyển 24 3.1.3 Tổn thất môi trường 25 3.2 Tính tốn q trình sấy thực tế .27 3.3 Tính lượng tác nhân sấy trình sấy thực .28 CHƯƠNG IV: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 29 GVHD: HỒ TẤN THÀNH Đồ án Kĩ thuật thực phẩm 4.1 Tính chọn quạt 29 4.2 Tính chọn calorife 30 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 GVHD: HỒ TẤN THÀNH LỜI MỞ ĐẦU Sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều ngành công nghiệp nông nghiệp khác Đối với ngành công nghệ thực phẩm, quy trình cơng nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có cơng đoạn sấy khơ để nâng cao chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm Vì nói sấy đóng vai trị quan trọng dây chuyền sản xuất Thực tế cho thấy, sấy q trình cơng nghệ phức tạp Và để thực tốt trình sấy, người ta phải tính tốn, thiết kệ hệ thống sấy cho phù hợp với loại sản phẩm khác nhau, đảm bảo đạt mục đích sấy yêu cầu Trong đồ án này, nhóm em giao nhiệm vụ “Tính tốn thiết bị sấy khoai mì lát suất 1400kg khoai mì tươi/h ” Với nhiệm vụ thế, nhóm chúng em cố gắng hồn thành cơng việc thời hạn Tuy nhiên kiến thức nguồn tài liệu cịn hạn chế nên chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế Chúng em mong nhận đóng góp thầy bạn! Xin chân thành cảm ơn thầy Đào Thanh Khuê, giáo viên môn giúp đỡ bảo tận tình thời gian chúng em thực đồ án Nhóm sinh viên thưc CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu chung nấm: Nấm hay nấm lớn, nấm thể loại khơng có hoa, có cuống hoa, khơng có khơng có chất diệp lục, sống nhờ vào ký sinh trùng thực vật hoại sinh Cấu tạo nấm có nhiều sợi xơ màu đen, xanh cây, vàng xanh dương, sợi xơ có hai phần Phần thứ phần xơ trải dài giống rễ cây, sống dựa vào chất bên mà chúng mọc lên từ Phần thứ hai giống mũ trịn, có chứa bào tử Nấm bắt đầu sinh sôi nảy nở nơi nóng ẩm thấp Đặc điểm sinh học: Nấm phân loại riêng so với thực vật động vật gọi giới nấm Đặc điểm phân loại quan trọng phân chia thành giới riêng có nhiều ngun nhân Nấm chưa cấu trúc mơ, nấm đơn bào đa bào, khơng có chất diệp lục, chất dự trữ nấm tinh bột glycogen thực vật, động vật Nấm sinh sản bào tử sinh sản sinh dưỡng (sợi nấm hay tơ nấm) Nấm sinh vật hoại sinh chúng hấp thụ dinh dưỡng từ thực vật động vật chết, số ký sinh Tơ nấm suốt không màu phát sinh bào tử có màu khác (vàng, đỏ, đen, nâu ) nên người ta dễ nhầm lẫn màu sợi nấm Với nhóm nấm lớn nấm mà ta thường gọi thực thể sợi nấm Quả thể có nhiều hình dạng màu sắc khác Một số nấm biết đến ăn được sử dụng từ lâu, nhiều loại nấm chưa xác định có độc tố mạnh nên phải thật cẩn thận sử dụng loại nấm lạ đặc biệt có màu sắc sặc sỡ Nấm sinh vật thiếu đời sống, khơng có nấm chu trình tuần hồn vật chất bị mắt xích quan trọng việc phân hủy chất bã hữu Nấm đem lại nguồn thực phẩm giàu đạm, đầy đủ acid amin thiết yếu, hàm lượng chất béo acid béo chưa bão hịa tốt cho sức khỏe, giá trị lượng cao, giàu khoáng chất vitamin Ngồi ra, nấm cịn chứa nhiều hoạt chất có tính sinh học, góp phần ngăn ngừa điều trị bệnh GVHD: HỒ TẤN THÀNH cho người, lồi nấm ăn có tác dụng phịng ngừa chống u bướu Hiện nhà khoa học nghiên cứu phát thành phần nấm có hoạt chất có dược tính mạnh với bệnh nan y viêm gan, ung thư, HIV… Việc đưa vào sử dụng rộng rãi chế phẩm tách chiết từ nấm giúp người khỏe mạnh phòng chống nhiều bạn tiềm ẩn nguy hiểm cao huyết áp Các giống nấm biết đến nhiều nhắc đến Linh Chi, nấm Lim, nấm Thượng Hồng Hàm lượng: Đạm: Nấm có hàm lượng đạm cao Hàm lượng đạm thô số loại nấm như: o Nấm mèo từ - 8% o Nấm rơm lên đến 43% o Nấm mỡ hay nấm bún 23,9 - 34,8% o Nấm đông cô 13,4 - 17,5% o Nấm bào ngư 10,5 -30,4% (bào ngư mỏng pleurotussajor-caju 9,9 26,6%) o Nấm kim châm 17,6% o Nấm hầm thủ từ 23,8 -31,7% Acid amin: Nấm có đầy đủ acid amin thiết yếu như: isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, valine, tryptophan, histidine Đặc biệt nấm giàu lysine leucine, tryptophan methionine Đối với nấm rơm non (dạng nút trịn) hàm lượng protein thơ lên đến 30%, giảm cịn 20% bung dù Ngồi ra, tùy theo chất trồng nấm mà hàm lượng đạm có thay đổi Nhìn chung, lượng đạm nấm đứng sau thịt vàsữa, cao loại rau cải, ngũ cốc khoai tây (7,6%), bắp cải (18,4%), lúa mạch (7,3%) lúa mì (13,2%) Chất béo Chất béo có loại nấm chiếm từ - 10% trọng lượng khô nấm, bao gồm acid béo tự do, monoflycerid, diglycerid triglyceride,serol, sterol GVHD: HỒ TẤN THÀNH ester, phos - phor lipid có từ 72 - 85% acid béo thiết yếu chiếm từ 54 -76% tổng lượng chất béo - - Nấm mỡ nấm rơm 69 -70% - Nấm mèo 40,39% - Bào ngư mỏng 62,94% Nấm kim châm 27,98% Chất xơ Tổng lượng Carbohydrat sợi: chiếm từ 51 - 88% nấm tươi khoảng - 20% trọng lượng nấm khô, bao gồm đường pentose, methyl pentos, hexose, disaccharide, đường amin, đường rượu, đường acid Thành phần sợi nấm ăn chitin, polymer n–acetylglucosamin, cấu tạo nên vách tế bào nấm Sợi chiếm từ 3,7% nấm kim châm 11,9 - 19,8% loại: - Nấm mèo: Từ 7,5 - 17,5% - Nấm bào ngư: -14% - Nấm mỡ: 7,3 - 8% Khoáng chất sinh tố Nấm có chứa số vitamin như: thiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), acid ascorbic (vitaminC) Khoáng chất: Nấm ăn nguồn cung cấp chất khoáng cần thiết cho thể nguồn lấy từ chất trồng nấm, thành phần chủ yếu kali, phosphor, natri, calci magnesium, nguyên tố khoáng chiếm từ 56 - 70% lượng tro Phosphor calcium nấm luôn cao số loại trái rau cải Ngồi cịn có khoáng khác sắt, đồng, kẽm, mangan, cobalt Giá trị lượng: Giá trị lượng nấm: Được tính 100 g nấm khơ - Nấm mỡ: 328 - 381Kcal - Nấm hương: 387 - 392 Kcal - Nấm bào ngư xám: 345 - 367 Kcal - Nấm bào ngư mỏng: 300 - 337 Kcal - Nấm bào ngư trắng: 265 - 336 Kcal - Nấm rơm: 254 - 374 Kcal - Nấm kim châm: 378 Kcal - Nấm mèo (Mộc nhĩ) 347 - 384 Kcal - Nấm hầm thủ: 233 Kcal Sử dụng nấm Nấm loại thực phẩm xếp vào loại rau giàu dinh dưỡng, thay thịt cá nguồn dược liệu q Nấm có cơng dụng phịng ung thư, tăng cường sức khỏe, nhiều loại nấm quý cịn vừa ăn ngon vừa mỹ phẩm thiên nhiên khơng tác dụng phụ giúp chống lão hóa, dưỡng tóc, đẹp da Theo nhà khoa học nấm chứa 0,1g chất béo, 10 calo lượng, nguồn cung cấp protein dồi dào, cân nguồn dưỡng chất Đối với người ăn chay, nấm sử dụng thường xuyên để bổ sung protein cho thể trạng Nấm xem nguyên liệu đa dạng, sử dụng nhiều ăn chứa nguồn dinh dưỡng cao dễ chế biến Không sử dụng loại nấm lạ không nắm rõ nguồn gốc tác hại chúng Người Việt Nam thường dùng nấm thực phẩm hàng ngày gồm loại nấm truyền thống như: nấm rơm, nấm mèo, nấm đông cô, nấm hương, nấm mối, nấm tràm… hay số loại nấm trồng, sử dụng như: nấm mỡ, nấm bào ngư, nấm kim châm, nấm ngân nhĩ, nấm hầm thủ, nấm cẩm thạch Đây loại thực phẩm bổ dưỡng phù hợp với lứa tuổi 1.2 Nấm Linh chi: Nấm Linh chi (tiếng Anh: Lingzhi mushroom) có tên khoa học Ganoderma Lucidum, thuộc họ Nấm Lim (Ganodermataceae) Nấm Linh chi cịn có tên khác Tiên thảo, Nấm trường thọ, Vạn niên nhung Mơ tả: Nấm hóa gỗ sống năm hay lâu năm Thế có dạng hình trịn, thận hay quạt, dày, đường kính từ 3-10cm, cuống dài hình trụ trịn hay bệt, có phân nhánh; mặt mũ có đường trịn đồng tâm, mép lượn sóng Bào tử hình bầu dục hình trứng, cụt dầu, màu gỉ sắt, có mấu lồi nhiều gai nhọn Tồn có màu nâu đỏ, màu dỏ vàng nâu đen Phân bố, sinh thái: Chi Ganoderma Karsten có khoảng vài triệu lồi giới, phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới châu Á, châu Dại Dương châu Mỹ Ở Việt Nam có 26 lồi lồi Nấm Linh chi thuộc nhóm nấm lớn, thường hoại sinh gỗ mục thuội đại diện họ, Caesalpiniaceae (lim, lim xẹt,muồng đen, me, …) Fagaceae (một số loài thuộc chi Quercus, Lythocapus,…) Mơi trường sống nấm thường rừng kín xanh ẩm, độ cao từ vài mét chục mét tới 1500 m Có thể tìm thấy nấm Linh chi hầu hết tỉnh miền núi, từ Lào Cai (Sa Pa) đến Lâm Đồng (Lang Biang), thấy nấm mọc vào mùa mưa ẩm vùng rừng thuộc Hương Sơn (Hà Tĩnh), vườn quốc gia Tam Đảo (Vĩnh Phúc)… Bộ phận sử dụng: Nấm gồm hai phần : mũ nấm cuống.mũ nấm hình bàn nguyệt hay hình thận, rộng 2-25cm, dài 3-30 cm, dày 0,5-2 cm, mặt bóng, màu nâu có vân đồng tâm, lượn sóng vân tán xạ, mặt nâu nhạt mang ống nhỏ chứa tử Cuống hình trụ trịn, nâu bóng, kích thước 1-1,5 cm × 15-20 cm (từ điển Bách khoa,1999) Thành phần tác dụng: Nấm Linh chi dược liệu mà người từ xa xưa biết dùng làm thuốc Trong "Thần nông thảo" xếp Linh chi vào loại siêu thượng phẩm nhân sâm; "Bản thảo cương mục" coi Linh chi loại thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc, cường tâm, kiện nảo (bổ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bổ dày); gần nhà khoa học Trung Quốc Nhật phát nấm linh chi cịn có tác dụng phịng chống ung thư, chống lão hóa làm tăng tuổi thọ Có nhiều cơng trình nghiên cứu giới định danh hoạt chất xác định tác dụng dược lý nấm linh chi như: Germanium, acid ganoderic, acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-D-glucan, Chiều rộng: B = Bh+ 2δ1 = 1100 + 500 = 1600 mm Chiều cao:H = Hh + δ2 + δ3 = 1750 + 70 +150 = 1970 mm CHƯƠNG III: TÍNH TỐN NHIỆT Q TRÌNH SẤY 3.1 Tính tốn nhiệt hầm sấy 3.1.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang Theo kinh nghiệm sấy nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy khỏi thiết bị sấy lấy thấp nhiệt độ tác nhân sấy từ đến 10 oC Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu sấy nên tv2 = t1 –(5÷10) Vậy tv2 = 65 – = 600C Nhiệt dung riêng nấm khỏi hầm Cv(w2)= Cvk(1-w2) + Caw2 = 1,841 kJ/kg.K (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy,NXBGD,2008 –trang 103) Tổn thất nhiệt vật liệu sấy đem đi: qv = G2 ( 2)(( 2– 1) W 188,953 1,841.(60 – 27,2) 1= 24,743 (kJ/kg ẩm) 461,047 3.1.2 Tổn thất thiết bị vận chuyển a Tổn thất xe goòng mang qx: Chọn xe goòng làm thép CT3 với khối lượng Gx = 45kg, Cx = 0,5 kJ/kg.K Do đó: n.Gx Cx.(t1 −tv1) qx = W.τ (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) 15.45.0,5.(65 −27,2) = 461,047.1,86 = 14,877kJ/kg ẩm b Tổn thất khay đựng mang qk : Khay đựng sản phẩm làm nhơm có đục lỗ với Gk = 2kg, Ck = 0,86 kJ/kg Do đó: qk = 14.n Gk Ck (t1−tv1) W.τ (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) 14.15.2.0,86.(65−27,2) = 146,047.1,86 = 50,261 kJ/kgh Vậy tổn thất thiết bị truyền tải : qtt = qx + qk = 14,877 + 50,261 = 65,138 kJ/kg ẩm 3.1.3 Tổn thất mơi trường Diện tích tự hầm sấy: Ftd = (Bh Hh – 14.Lk.Hk) = (1,1.1,75 – 14.0,9.0,05) = 1,295 m2 Tác nhân sấy vào hầm sấy có t1 = 65 0C φ1 = 11,2 % Theo phụ lục Tính tốn thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001,với thông số thể tích khơng khí ẩm chứa kh khơng khí khơ vB = 1,004 m3/kgkk Tương tự ta có tác nhân sấy t1 = 35 0C φ1 = 81,3 % => vCo = 0,937 m3/kgkk Do đó: VB =    = 38103,058 1,004 1,86  VCo = .   = 20567,457 m3/h = 38103,058 0,937 = 19104,928 m3/h 1,86  Lượng thể tích trung bình: Vo = 19836,193 m3/h = 5,51 m3/s Lưu lượng tác nhân sấy tối thiểu: wo=    = 5,5 = 4,45 m/s 1,29 Tường hầm sấy làm gạch đỏ có bề dày 0,25m hệ số dẫn nhiệt 0,7W/m2K Do lưu lượng thể tích tác nhân sấy q trình sấy thực V lớn V0 Do ta giả thiết tốc độ trình sấy thực w = 4,5 m/s - Các liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua tường bên hầm sấy: + Nhiệt độ dịch thể nóng trường hợp nhiệt độ trung bình 65+3 = 50 C  + tác nhân sấy: tf1 = = 2 + Nhiệt độ dịch thể lạnh nhiệt độ mơi trường: tf2 = 27,20C Kích thước xác định chiều cao tường hầm sấy: Hh = 1750 mm hệ số dẫn nhiệt: : λ1 = 0,77 W/mK Chúng ta em tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng với tốc độ w = 4,5 m/s, khơng khí bên ngồi chuyển động đối lưu tự nhiên chảy rối Hệ số trao đổi nhiệt tác nhân sấy tường bên ktb: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tác nhân sấy tường hầm sấy thực α1 mặt tường hầm với mơi trường α2 tính theo cơng thức sau: α1 = 6,15 + 4,17.w = 24,915 W/m2K (ct 7.46 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001) α2 =1,715(tw2 - tf2)1/3 Mặt khác ta có: qtb= α1(tf1-tw1)=(λ/δ1)(tw1+tw2)=α2(tw2-tf2) Giả sử: tw1 = 48,53 0C  q1 = 36,55 W/m2  tw2 = tw1 - 36,87 0,25  λ1 = 48,53 - 0,7 = 37 0C Chênh lệnh nhiệt độ mặt ngồi tường với mơi trường: ∆t = tw2 – t0 = 9.8 0C Nhiệt độ xác định tm = (tw2 + tf2)/2 = 32 0C Tại tm = 32,690C tra bảng (I.255 STQTTBT1 trang 318) ta λ = 2,69.10-2 W/m.độ ν = 16,19.10-6 m2 /s Pr = 0,7  Gr = g.β H h ∆t 9,81.1,75 9,8 = ν2 = 6,5.109 -6 (273 + 27,2)( 16,19.10 )  2.107