ĐỒ án môn học kỹ THUẬT THỰC PHẨM đề tài THIẾT kế hệ THỐNG sấy hầm KHOAI mì NĂNG SUẤT 800KGMẺ

Để thựchiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấyhầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…, thiết bị đốt nóng tác nhân sấy caloriphe hoặcthiết bị làm l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY HẦM

KHOAI MÌ NĂNG SUẤT 800KG/MẺ

GVHD: BÙI VĂN HOÀI Nhóm thực hiện: Nhóm 9 Phan Thị Thuận MSSV: 2005181287

Lê Huỳnh Anh Thư MSSV: 2005181283

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Tính toán, thiết kế hệ thống sấy hầm khoai mì, năng suất 800 kg/mẻ

(Giấy giao đồ án và phiếu theo dõi tiến độ được đóng vào trang 1,2,3 quyển

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

ii

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ i

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

MỞ ĐẦU viii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Tổng quan về sấy 1

1.1.1 Bản chất của quá trình sấy 1

1.1.2 Các phương pháp sấy 1

1.1.3 Phân loại các hệ thống sấy 3

1.1.4 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy: 5

1.1.5 Một số ảnh hưởng của tốc độ sấy 6

1.1.6 Thiết bị sấy (hầm sấy) 7

1.1.7 Chọn tác nhân sấy và chất tải nhiệt 7

1.2 Tổng quan về nguyên liệu 9

1.2.1 Khoai mì 9

1.2.2 Cấu tạo 9

1.2.3 Phân loại 10

1.2.4 Giá trị dinh dưỡng: 10

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG SẤY HẦM VÀ MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12

2.1 Lựa chọn phương pháp sấy 12

2.2 Sơ đồ hệ thống 13

2.3 Nguyên lý hoạt động: 13

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 14

3.1 Quy trình công nghệ 14

3.2 Thuyết minh quy trình 14

3.2.1 Ngâm 14

3.2.2 Bóc vỏ và rửa 14

3.2.3 Cắt lát 17

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 18

4.1 Các thông số ban đầu 18

4.1.1 Vật liệu sấy 18

4.1.2 Tác nhân sấy 18

4.2 Tính thời gian sấy 20

4.3 Cân bằng vật chất 21

4.4 Tính thiết bị chính 21

4.4.1 Tính khay 21

4.4.2 Tính xe goòng 22

4.5 Hầm sấy 23

CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 24

5.1 Tổng tổn thất nhiệt trong hệ thống 24

5.1.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi 24

5.1.2 Tổn thất nhiệt do xe goòng và khay mang đi 24

5.1.3 Tổn thất nhiệt ra môi trường 24

5.2 Quá trình sấy thực 26

5.3 Cân băng nhiệt và hiệu suất hệ thống sấy 27

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 28

6.1 Tính calorifer 28

6.2 Tính toán thiết kế quạt 31

6.3 Chọn nồi hơi 35

CHƯƠNG 7 TÍNH KINH TẾ 36

CHƯƠNG 8 KẾT LUẬN 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Cấu tạo cây khoai mì 9

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống hầm sấy 13

Hình 3.1: Dao tách vỏ thịt của củ khoai mì 15

Hình 3.2: Thiết bị rửa củ khoai mì 16

Hình 3.3 : Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thô 16

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn các trạng thái của quá trình sấy lý thuyết 19

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Ưu nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên 1

Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của sấy nhân tạo 2

Bảng 1.3: Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy 5

Bảng 1.4: Bảng giá trị dinh dưỡng của khoai mì 10

Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của 2 phương pháp sấy đối lưu 12

Bảng 4.1: Các thông số ban đầu 18

Bảng 4.2: Bảng tổng hợp 19

Bảng 5.1; Bảng cân bằng nhiệt 27

Bảng 6.1: Các thông số nồi hơi 35

Bảng 7.1: Kinh phí chế tạo và lắp đặt hệ thống: 36

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta đã đạt được nhiều thành tựu tolớn Ngoài việc đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa, nước ta đã bắt đầu xuất khẩu nôngsản cùng với các chế phẩm của nó Do đó việc ứng dụng các công nghệ mới đóng mộtvai trò hết sức quan trọng Trong đó, công nghệ sấy là khâu quan trong trọng trongcông nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nôngnghiệp Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệumột cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệuphải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp Để thựchiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấy(hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…), thiết bị đốt nóng tác nhân sấy (caloriphe) hoặcthiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt,cyclon, v.v… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thểnào đó là một hệ thống sấy

Hầm sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất Nếu hệ thốngsấy buồng là hệ thống sấy từng mẻ, năng suất không lớn và có thể tổ chức cho tácnhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức thì hệ thống sấy hầm có năng suất lớn hơn,

có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục và luôn luôn là hệ thống sấy đối lưu cưỡng bức Sấy nông sản là một quy trình công nghệ phức tạp Nó có thể thực hiện bằng nhữngthiết bị sấy khác nhau Ứng với mỗi loại nông sản và các điều kiện cần đáp ứng mà tacần chọn chế độ sấy thích hợp nhằm đạt năng suất cao, chất lượng sản phẩm sấy tốt vàtiết kiệm năng lượng

Trong Đồ án kĩ thuật thực phẩm này, với nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống sấyhầm sấy khoai mì, năng suất 800kg/mẻ”, nhóm em lựa chọn hệ thống sấy hầm với tácnhân sấy là không khí được gia nhiệt bởi Caloriphe bằng hơi nước bão hòa Hệ thốngnày được lắp đặt tại Thành phố Hồ Chí Minh với độ ẩm không khí và nhiệt độ trungbình trong năm là t = 27℃, φ = 80% , φ = 80%

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về sấy

1.1.1 Bản chất của quá trình sấy

- Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quátrình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cáchkhác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xungquanh

- Đối tượng của quá trình sấy là các vật ẩm, là những vật thể có chứa một lượngchất lỏng nhất định Chất lỏng chứa trong vật liệu ẩm thường là nước

- Quá trình sấy tác động cơ bản đến vật ẩm là:

 Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hóa hơi

 Lấy hơi ẩm ra khỏi vật và thải ra môi trường

-Mục đích:

+ Giảm khối lượng vật liệu

+ Giảm chi phí vận chuyển vật liệu

+ Tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan cho thực phẩm

+ Tăng thời gian bảo quản

+ Ngăn chặn vi sinh vật xâm nhiễm

Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu theo nguyên tắc bốc hơi(evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation) Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn

Bảng 1.1: Ưu nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên

- Đơn giản

- Đầu tư vốn ít

- Bề mặt trao đổi nhiệt lớn

- Tiết kiệm nhiên liệu

- Khó thực hiện việc cơ giới hoá, chi phí lao động nhiều

- Chiếm diện tích mặt bằng sản xuất lớn

- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không chủ động kiểm soát vận tốc sấy theo yêu cầu được

- Vì phơi ngoài trời nên vật liệu đặt biệt

là thực phẩm dễ bị nhiễm bẩn, bụi, bị

ẩm lại khi có mưa

b) Sấy nhân tạo

Sấy nhân tạo là phương pháp thường sử dụng nhiệt làm tác nhân sấy như không khínóng, khói lò,…tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp vật liệu sấy

Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của sấy nhân tạo

- Có thể chủ động điều khiển vận

tốc sấy

- Sấy một lượng lớn vật liệu sấy

trong một thời gian ngắn mà không

phụ thuộc vào thời tiết

- Không cần nhiều nhân công

nhưng năng suất vẫn cao

- Khó thực hiện việc cơ giới hoá, chi phí lao động nhiều

- Chiếm diện tích mặt bằng sản xuất lớn

- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không chủ động kiểm soát vận tốc sấy theo yêu cầu được

- Vì phơi ngoài trời nên vật liệu đặt biệt là thực phẩm dễ bị nhiễm bẩn, bụi, bị ẩm lại khi có mưa

Phân loại theo phương pháp sấy nhân tạo

Phân loại theo phương thức truyền nhiệt:

- Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt

truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu Đây làphương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt

- Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá 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

vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vậtnóng lên

- Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời

hút chân không để cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước, nướcthoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa

- Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào

buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô vàđược tháo ra ngoài

- 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 yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến khi

hoàn 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 xuyên vuông góc với vật liệu

1.1.3 Phân loại các hệ thống sấy

Một hệ thống sấy (HTS) được phân loại theo tác nhân sấy: sấy lạnh và sấy nóng - VớiHTS hoạt động theo phương pháp nóng thì hệ thống sấy gồm: thiết bị sấy, bộ đốtnóng (gọi là calorifer), các loại quạt và thiết bị phụ khác như buồng đốt, xyclon đểthu hồi VLS

- Với HTS lạnh gồm: TBS, máy lạnh, máy hút chân không, các bình ngưng đóngbăng

a) Các hệ thống sấy nóng:

Các HTS nóng phổ biến có thể phân làm ba loại theo ba phương pháp đốt nóng vật:HTS đối lưu, HTS tiếp xúc và HTS trong các trường năng lượng

- HTS tiếp xúc:

 VLS nhận nhiệt từ một bể mặt nóng bằng dẫn nhiệt HTS tiếp xúc được chia làmhai loại:

• HTS lỏ: là HTS chuyên dụng dùng để sấy các VLS dạng tấm phẳng cóthể uốn cong được như giấy, vải

• HTS tang: cũng là HTS chuyên dụng để sấy các VLS dạng bột nhão

- HTS đối lưu:

Đây là HTS phổ biến nhất, được phân loại theo cấu tạo

 HTS buồng (HTSB): Cấu tạo chủ yếu của HTSB là buồng sấy Trong buồng sấy

bố trí các thiết bị đỡ vật liệu gọi chung là thiet bị truyền tải (TBTT) Nếu dunglượng của buồng sấy bé và TBTT là các khay sấy thì được gọi là tủ sấy HTSB

có thể sấy nhiều dạng VLS khác nhau từ dạng cục, hạt như các loại nông sảnđến các vật liệu dạng thanh, tấm như gỗ, thuốc lá v.v

 HTS hầm (HTSH): TBS là một hầm sấy dài, VLS vào đầu này và ra đầu kia củahẩm TBTT trong HTSH thường là các xe goòng với các khay chứa VLS hoặcbằng tải

 HTS tháp: Chuyên dùng để sấy VTBS LS dạng hạt như thóc, ngô, lúa mỳ HTSnày có thể hoạt động liên tục hoặc bán liên tục HTS này là một tháp sấy, trong

đó người ta đặt một loạt các kênh dẫn xen kẽ với một loạt các kênh thải

 HTS thùng quay là một HTS chuyên dụng để sấy các VLS dạng cục, hạt TBS ởđây là một hình trụ tròn đặt nghiêng một góc nào đó Trong thùng sấy có thể bốtrí các cánh xáo trộn hoặc không

 HTS khí động: TBS trong HTS này có thể là một ống tròn hoặc phễu, trong đóTNS có nhiệt độ thích hợp với tốc độ cao VLS trong HTS này thường là dạnghạt hoặc các mänh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi thường là ẩm bề mặt

 HTS tầng sôi: HTS chuyên dụng để sấy hạt TBS là một buồng sấy, TNS có nhiệt

độ và tốc độ thích hợp đi xuyên qua ghi và làm cho VLS chuyển động bậpbùng trên mặt ghi

 HTS phun: dùng để sấy các dung dịch huyền phù như trong công nghệ sản xuấtsữa bột

b) Các hệ thống sấy lạnh:

Trong các hệ thống sấy lạnh, nhiệt độ vật liệu sấy có thể trên dưới nhiệt độ môitrường (t > 0) và cũng có thể nhỏ hơn 0°C Sấy lạnh có ưu điểm là chất lượng sản

phẩm sấy tốt nhất nhưng HTS phức tạp, vốn đầu tư lớn và chi phí năng lượng cho mộtđơn vị sản phẩm cao

- HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0

TNS thông thường là không khí trước hết được khử ẩm bằng làm lạnh hoặc hấpphụ, sau đó được đốt nóng (nếu khứ ẩm bằng phương pháp làm lạnh) hoặcđược làm lạnh (nếu khử ẩm bằng phương pháp hấp phụ) đến nhiệt độ mà côngnghệ yêu cầu rồi cho đi qua VLS

- HTS thăng hoa:

Trong các HTS thăng hoa, một mặt ta phải làm lạnh VLS xuống dưới 0"C trongcác kho lạnh và sau đó đưa VLS với ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa Ởđây, VLS được đốt nóng và đồng thời tạo chân không trong không gian xungquanh bằng bơm hút chân không

- HTS chân không:

Nếu nhiệt độ VLS vẫn nhỏ hơn 273K nhưng áp suất xung quanh p > 610Pa thìkhi VLS nhận được nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắn chuyển thành thểlỏng và sau đó mới chuyển thành thể hơi để đi vào TNS

1.1.4 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy:

Bảng 1.3: Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

Biến đổi vật lý Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên

liệu Nhiệt độ sẽ tăng cao tại vùng bề mặt của nguyên liệu và

sẽ giảm dần tại vùng tâm

Sự khuếch tán ẩm sẽ xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùngkhác nhau ở bên trong mẫu nguyên liệu Trong giai đoạn sấyđẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm của nguyênliệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên

Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hìnhdạng, kích thước, tỉ trọng, độ giòn Tuỳ thuộc vào bản chấtnguyên liệu và các thông số công nghệ trong quá trình sấy mànhững biến đổi nói trên sẽ diễn ra theo những quy luật và mức

độ khác nhau Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉtiêu cảm quan của sản phẩm sấy

Biến đổi hóa học Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của phản ứng hoá học sẽ tăng

theo Do đó, trong quá trình sấy sẽ xảy ra nhiều phản ứng hoáhọc khác nhau trong nguyên liệu Những biến đổi hoá học cóthể ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chất lượng của sảnphẩm sấy Dưới đây là một số phản ứng thường gặp:

+ Phản ứng oxy hoá:

• Một số vitamin trong nguyên liệu rất dễ bị oxy hoátrong quá trình sấy Kết quả là hàm lượng một số vitamintrong nguyên liệu sau sấy sẽ giảm so với trong nguyên liệuban đầu

• Các hợp chất màu cũng bị oxy hoá và làm cho sảnphẩm bị nhạt màu hoặc mất màu

• Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxyhoá trong quá trình sấy và làm cho sản phẩm sấy hoá nâu

• Các hợp chất lipid, đặc biệt là các acid béo tự do khitham gia

phản ứng oxy hoá sẽ hình thành nên các peroxyde và nhiềuloại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm

+ Phản ứng thuỷ phân: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy,nếu nguyên liệu có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thuỷphân các hợp chất có trong nguyên liệu

+ Phản ứng Maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấynguyên liệu có chứa đường khử và các hợp chất có nhóm −

NH2 tự do Phản ứng sẽ tạo ra các hợp chất Melanoidine vàlàm cho các sản phẩm sấy bị sẫm màu

Biến đổi hóa lý

Biến đổi hoá lý quan trọng nhất trong quá trình sấy là sựchuyển pha của nước từ lỏng thành hơi Các hợp chất dễ bayhơi có trong nguyên liệu cần sấy cũng sẽ thoát ra môi trườngbên ngoài, kết quả là mùi của sản phẩm sấy sẽ giảm đi so vớinguyên liệu ban đầu Một số hợp chất khác trong nguyên liệucũng có thể thay đổi pha trong quá trình sấy, như tinh bột cóthể bị hồ hoá, protein bị đông tụ bất thuận nghịch, chất béo từtrạng thái rắn sẽ hoá lỏng

Biến đổi sinh học

Trong quá trình sấy, sự trao đổi chất của các tế bào và mônguyên liệu động thực vật sẽ ngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăngcao Nguyên nhân chính là do hệ enzyme trong tế bào bị vôhoạt bất thuận nghịch Ngoài ra các thành phần khác trong tếbào như ADN cũng có thể bi biến tính nhiệt Các vi sinh vậttrong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt trong quátrình sấy do tác dụng nhiệt và do hoạt độ nước giảm đi

Biến đổi hoá sinh Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của

nguyên liệu chưa tăng cao, các phản ứng enzyme trongnguyên liệu tiếp tục diễn ra mạnh mẽ Khi nhiệt độ tăng cao,các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hoá sinh sẽ ngừng lại

1.1.5 Một số ảnh hưởng của tốc độ sấy

a) Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy Nhiệt độ tác nhân sấy càng cao thìthời gian sấy càng ngắn và tốc độ sấy càng tăng Vì do sự chênh lệch nhiệt độ giữatác nhân sấy và nhiệt độ bề mặt vật sấy tăng nhanh, làm thúc đẩy quá trình truyềnnhiệt từ bên trong vật liệu

b) Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của tác nhân sấy

Tốc độ tác nhân sấy càng lớn, thì thời gian sấy càng nhanh Vì khi tốc độ của tácnhân sấy tăng thì sự thoát nước trên bề mặt của vật liệu sấy càng nhanh Tuy nhiên,nếu tốc độ chuyển động của tác nhân sấy quá lớn thì sẽ khó giữ nhiệt trên bề mặtnguyên liệu và ngược lại sẽ làm chậm quá trình sấy

c) Ảnh hưởng của hình dạng nguyên liệu

Hình dạng nguyên liệu bao gồm: kích thước vật liệu, bề dày của vật liệu,….Vật liệucàng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh Tuy nhiên, nếu vật liệu quá mỏng hoặc quá nhỏ sẽ làm cho thành phẩm dễ bị cong mất thẩm mỹ, dễ bị vỡ vụn

d) Ảnh hưởng của bản chất nguyên liệu

Bản chất nguyên liệu là bao gồm về cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kếtẩm,….Tùy vào bản chất của nguyên liệu mà phải chọn một phương pháp sấy cho phùhợp

1.1.6 Thiết bị sấy (hầm sấy)

Hệ thống sấy hầm là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất Nếu hệthống sấy buồng là sấy từng mẻ với năng suất bé thì hệ thống sấy hầm có thể sấy liêntục hoạc bán liên tục với năng suất lớn Hầm sấy được dùng để sấy các vật liệu sấykém chịu nhiệt và khó khô Vật liệu sấy thường ở dạng rời xếp lớp Tuy nhiên, khácvới hệ thống sấy buồng có tổ chức trao đổi nhiệt - ẩm đối lưu tự nhiên, trong hệ thốngsẩy hầm chỉ có thể là đối lưu cường bức, nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt

TBTT trong hệ thống sấy có thể là băng tải hoặc nhiều xe goòng, có xe treo Các khay

sẽ được xếp trên xe goòng, xe treo, trên băng tải

Do sản phẩm sấy được dùng làm thực phẩm cho cả người nên để đảm bảo về yêucầu vệ sinh Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy Vớiyêu cầu về đặc tính của loại vật liệu sấy là khoai mì, và năng suất sấy không quá lớnchỉ dừng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bứcdùng quạt thổi

1.1.7 Chọn tác nhân sấy và chất tải nhiệt

a) Chọn tác nhân sấy:

- Khói lò: Dùng khói lò làm tác nhân sấy có ưu điểm là phạm vi nhiệt độ rộng từhàng chục độ đến 1000 ° C , không cần calorife Tuy vậy dùng khói có nhượcđiểm là khói có thể làm ô nhiểm sản phẩm sáy Vì vậy khói chỉ dùng cho cácvật liệu không sợ ô nhiễm như gỗ , đồ gốm , một số loại hạt có vỏ

- Hơi quá nhiệt: Dùng hơi quá nhiệt làm tác nhân sấy trong trường hợp sản phẩmsấy để cháy nổ và sản phẩm chịu được nhiệt độ cao vì sấy bằng hơi quá nhiệtnhiệt độ thường lớn hơn 100°C ( sấy ở áp suất khí quyển )

- Không khí ẩm: Không khí ẩm là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùngcho hầu hết các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm không sợ ô nhiểm sảnphẩm sấy Tuy vậy không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ phậngia nhiệt không khí ( calorife khí - hơi hay khí - khói ) Nhiệt độ không khí đểsấy không

thể quá cao , thường nhỏ hơn 500°C vì nếu nhiệt độ cao hơn thiết bị trao đổinhiệt phải sử dụng thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao

b) Chọn chất tải nhiệt:

Chất tải nhiệt có nhiệm vụ cấp nhiệt cho tác nhân sấy Chất tải nhiệt thông thường

là hơi nước , nước nóng , chất lỏng hữu cơ , khói , điện

- Hơi nước: Là chất tải nhiệt thông dụng nhất

Ưu điểm:

 Nhiệt độ ổn định

 Dễ điều chỉnh nhiệt độ

 Hơi nước ngưng tụ tỏa nhiệt lớn nên hệ số tỏa nhiệt khi hơi ngưng tụ lớn nên

bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ

Nhược điểm: khi dùng hơi nước là phải trang bị lò hơi

-Nước nóng:

Ưu điểm:

 Áp suất sử dụng thấp hơn khi dùng hơi

 Lò nước nóng có cấu tọa đơn giản hơn , giá thành rẻ hơn

 Nhiệt dung riêng của nước lớn nên thiết bị gọn Nhược

 Nhiệt độ có thể tăng lên vài trăm độ ở áp suất khí quyển

 Không có hiện thượng đóng cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt

 Lò gia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi  Lògia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi

 Thiết bị đơn giản , hiệu suất cao

 Dễ điều chỉnh nhiệt độ  Không

gây ô nhiễm môi trường

Nhược điểm: khi dùng điện là giá thành năng lượng cao

-Khói lò:

Ưu điểm : Không phải trang bị lò hơi nên vốn đầu tư thấp

Nhược điểm

 Calorife khí – khói làm việc ở nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt

 Khói có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn sovới dùng hơi nước hay chất lỏng

 Khói làm bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt

 Điều chỉnh độ khó khăn hơn khi dùng hơi hay chất lỏng

1.2 Tổng quan về nguyên liệu

1.2.1 Khoai mì

Khoai mì (miền Bắc gọi là sắn) có tên khoa học là Manihot esculenta, thuộc họ Thầu dầu: Euphorbiaceae Là một trong các cây lương thực chủ đạo của nước ta.

Khoai mì có thân nhỏ, cao khoảng 1, 5 đến 3 m, toàn cây có nhựa trắng và thân có các

u nần do cuống lá để lại Lá khoai mì thuộc dạng lá đơn, mọc so le với các cuống ládài, phiến lá xẻ thành 5 – 8 thùy, hình chân vịt Hoa khoai mì mọc thành cụm ở ngọn,quả hình trứng, có cánh Rễ khoai mì thuộc dạng rễ củ, phình to và có thể dài đến 60

cm với lớp vỏ dày, lớp vỏ tróc màu vàng nâu, lớp vỏ giữa màu hồng tím, chứa nhiềutinh bột bên trong và có sợi trục như tim nến ở lõi

Ở nước ta, các loại khoai mì được trồng rộng khắp để lấy củ làm thức ăn cho người,gia súc và sản xuất các sản phẩm nông nghiệp (như tinh bột)

Hình 1.1: Cấu tạo cây khoai mì

1.2.2 Cấu tạo

Hình gậy 2 đầu vuốt nhỏ lại (cuống và đuôi) tùy theo giống và điều kiện canh tác,

độ màu mỡ của đất mà chiều dài của củ dao động khoảng 300-400mm, đường kính củ4060mm

Gồm 4 phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt khoai mì và lõi

- Vỏ gỗ: la phần bao ngoài, mỏng, 0,5 – 3% khối lượng toàn củ, thành phần chủyếu là xenluloza, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động từ bênngoài

- Vỏ cùi: chiếm 8 – 15% khối lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là tinh bột,xenluloza, hemixenluloza Nhựa khoai mì gồm polyphenoltanin, độc tố

- Thịt khoai mì: là thành phần chủ yếu của củ chiếm 77 – 94% khối lượng toàn

củ, thành phần chủ yếu là tinh bột, xenluloza, protein và một số chất khác

- Lõi: chiếm 0,3 – 0,4% khối lượng toàn củ ở trung tâm, dọc suốt từ cuống đếnchuôi củ

1.2.3 Phân loại

Phân loại khoai mì theo hàm lượng độc tố trong khoai mì:

- Khoai mì đắng: có hàm lượng HCN lớn hơn 50mg/kg, củ thườg có 7 cánh mũi

mác, cây thấp và nhỏ

- Khoai mì ngọt (M.Dulcis): có hàm lượng HCN dưới 50mg/kg, củ thường có 5

mũi mác, cây cao và thân to

- Khoai mì tươi: chứa một lượng độc tổ dạng glucoxit có công thức hóa học là

C10H17O6N gọi là manihotoxin, dưới tác động của dịch vị chứa acid clohydric

hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric làchất độc đối với con người:

C10H17O6N + H2O = C6H12O(CH3)2O + HCN Hàm lượng độc tố trong khoai mì trong

khoảng 0,001-0,04% chủ yếu tập trung chủ yếu

ở vỏ cùi Khi sử dụng khoai mì bóc vỏ là đã loại

được phần lớn độc tố Liều gây độc cho người

lớn là 20mg HCN Liều gây chết người là 1mg

HCN/kg thể trọng Khoai mì được sơ chế thành

các dạng sẵn lát khô, sợi khô hoặc bột khoai mì

thì chất độc trong củ khoai mì đã được loại đi

rất nhiều

1.2.4 Giá trị dinh dưỡng:

Bảng 1.4: Bảng giá trị dinh dưỡng của khoai mì

Khoai mì giàu chất bột, năng lượng, khoáng, vitamin C, hạt bột khoai mì nhỏ mịn,

độ dính cao nhưng nghèo chất béo và nhất là nghèo đạm, hàm lượng các acid aminkhông cân đối, thừa arginin nhưng thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh Tùy theogiống khoai mì, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau trồng và kỹ thuật phân tích mà tổng

số vật chất khô và hàm lượng đạm, béo, khoáng, xơ, đường, bột có sự thay đổi

Khoai mì lát khô thường có hai loại: có vỏ và không vỏ Khoai mì lát khô có vỏ

bao gồm: vỏ thịt, thịt, lõi và có thể là một phần vỏ gỗ Khoai mì lát khô không vỏ chỉbao gồm thịt và lõi Số liệu phân chất về khoai mì lát khô không vỏ của Việt Nambình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%,

khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25% Khoai mìlát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%,khoáng tổng số

2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50%

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG SẤY HẦM VÀ MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

2.1 Lựa chọn phương pháp sấy

Có nhiều phương pháp sấy để sấy vật liệu, mỗi phương pháp đề có ưu nhược điểmriêng:

Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của 2 phương pháp sấy đối lưu

Vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng

chiều Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn

tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ cao,

độ ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh Càng về

cuối hầm sấy tốc độ sấy và nhiệt độ vật

liệu sấy càng giảm

Vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngượcchiều nhau Tác nhân sấy ban đầu cónhiệt độ cao và độ ẩm thấp tiếp xúc vớivật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệusấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy)

Nhiệt độ cuối của vật liệu sấy thấp Thiết

bị đơn giản hơn so với sấy ngược chiều

Vật liệu ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độthấp Thiết bị phức tạp

Với yêu câu cầu và đặc tính của loại vật liệu la khoai mì và năng suất không quálớn nên chọn phương pháp sấy đối lưu cùng chiều và Hệ thống sấy hầm kiểu đối lưucưỡng bức dùng quạt thổi

Do sản phẩm sấy là Mít được dùng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảoyêu cầu vệ sinh Do đó, trong quá trình sấy yêu cầu sạch, không bị ô nhiễm, bám bụi

và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

Sử dụng Calorifer gia nhiệt không khí bằng hơi nước bão hòa (sử dụng hơi nướcbão hòa làm chất tải nhiệt) lên đến nhiệt độ và độ ẩm tương thích hợp ▪

Vật liệu sấy để trên các khay đặt thành tầng trên xe goòng, các xe này vào hầm sấyđầu bên này và ra ở đầu bên kia

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

- Thời gian: 4 ÷ 8 giờ tùy theo loại nguyên liệu và mức độ nhiễm bẩn từ củ

- Hóa chất sử dụng: cho CaO vào nước ngâm với khối lượng 1,5 kg/m3 để ức chế

sự hoạt đông của vi sinh vật đồng thời làm tăng độ hòa tan của một số chất màusinh ra do phản ứng oxy hóa