ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU MẺ

Trong đó hạt tiêu là biểnphổ biến loại, đóng vai trò quan trọng trong ẩm thực và được đánh giá cao, chúng ta đã sử dụng hạt đen để chữa một số bệnh như lợi tiểu, giảm đầy hơi trong đường

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ

Giảng Viên Hướng Dẫn: Bùi Văn Hoài

Sinh Viên Thực Hiện:

Nguyễn Triều Tiên 2005180480

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ

ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Sinh viên thực hiện đồ án: :… Ký tên:………

… Ký tên:………

Giảng viên hướng dẫn:………

Tên đồ án: “thiết kế thiết bị sấy hầm dùng để sấy tiêu, năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/mẻ”.

01 20/10 Nhận đề tài và hướng dẫn sơ bộ

02 25/10 Viết đề cương chi tiết cho đồ án

03 27/10 Viết tổng quan cho nguyên liệu

04 3/11 Tính toán thiết bị chính và quá trình sấy thực

04 10/11 Tính toán, thiết lập các thiết bị phụ trợ

06 17/11 Tính toán kinh tế cho đồ án và kết luận

07 24/11 Hoàn thành bản vẽ và gặp GVHD

MỤC LỤC

2.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy 25

4.1.3Vận tốc khí lưu thông qua Calorife 41

36

4.2.1 Cấu tạo buồng đốt 43

Lời nói đầu

Hồ tiêu là cây thương mại được trồng ở nhiều nước nhiệt đới Ở Việt Nam, câytrồng nhiều ở các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ Trong đó hạt tiêu là biểnphổ biến loại, đóng vai trò quan trọng trong ẩm thực và được đánh giá cao, chúng ta đã

sử dụng hạt đen để chữa một số bệnh như lợi tiểu, giảm đầy hơi trong đường ruột, cảithiện tiêu hóa, Trong y học cổ đại của Ấn Độ, hạt tiêu đen được tất cả các trường phái yhọc từ Ayurveda, Siddha đến Unani dùng làm thuốc chữa nhiều bệnh như hen, đau, đau,rối, rối loạn tiết niệu, sốt, Và hiện nay, theo nhiều nghiên cứu cho thấy, hạt tiêu đen cóthể làm giảm đau, giảm viêm, chống bệnh cao huyết áp, tiểu đường, bệnh tim mạch vàđặc biệt bệnh bạch biển và ung thư vú, thành phần hóa học của hạt tiêu đen có chứa một

số alkaloid như piperine (5- 9%), piperidine, piperettine và piperanine, chavixin, tinh dầu

dễ bay hơi (1-2,5%), chất nhớt (6,0%), và sắc tố (khoảng 30%) Năm 1821, cây tiêu đen

đã được tìm thấy là do ông Piperine tại Nam Á Nước ta có diện tích gieo trồng tiêu lớn,ước tỉnh đạt khoảng 52.000 ha vào năm 2003, sản xuất khu vực hạt tiêu đen hàng nămkhoảng 85.000 tấn, rất thuận lợi trong việc phát triển kinh tế

Điểm lại thời kỳ trước 1975, diện tích tiêu cả nước chỉ có khoảng 100 ha, trồng chủyếu ở Quảng Trị, Bà Rịa và đảo Phú Quốc Sản lượng chỉ đạt gần 100 tấn/năm.Thời kỳ

2001 đến nay, đặc biệt giai đoạn 2001-2006 hồ tiêu Việt Nam tăng đột biến cả diện tích,sản lượng và số lượng xuất khẩu (do 3 năm trước đó giá tăng nên bà con nông dân giatăng trồng mới):

− Năm 2001 diện tích đạt: 31.600 ha, sản lượng: 44.400 tấn, xuất khẩu: 56.500 tấn

− Năm 2006 diện tích lên 50.000 ha (khá ổn định cho đến nay do diện tích chết được

trồng dặm và trồng mới), bình quân tăng 2.300 ha/năm (19,8 %)

− Sản lượng 3 năm 2006 - 2007- 2008 bình quân đạt: 90.000 tấn/năm, tăng bình quân:6.200 tấn/năm (35%) Số lượng xuất khẩu tăng bình quân 10.028 tấn/năm (34,4%/năm)

Về trị giá xuất khẩu năm 2001-2005 bình quân chỉ 111,9 triệu USD/năm (do giá

giảm mạnh), bình quân chỉ còn 1.346 USD/tấn Từ cuối năm 2006 đến nay giá tiêu đượcphục hồi, giá bình quân đạt: 3.300 USD/tấn nên năm 2007 xuất khẩu chỉ đạt 82.000 tấnnhưng trị giá đạt: 286 triệu USD, đạt mức cao nhất so các năm trước đó Năm 2008 dựước xuất khẩu

khoảng 80.000 tấn, nhưng trị giá có thể đạt khoảng 290 triệu USD, đạt mức kỷ lục caonhất từ trước tới nay.

Phương pháp chế biến cũng như sơ chế tiêu của Việt Nam còn nhiều hạn chế Đặcbiệt với nhu cầu cung cấp cho thị trường cao cũng như nguồn nguyên liệu dồi dào mà chỉ

ở quy mô thủ công phơi khô lợi dụng từ ánh nắng và năng lượng mặt trời thì không thểnào đem lại hiệu quả kinh tế cao

Vì vậy nhóm thực hiện đề tài “Thiết kế thiết bị sấy hầm dùng để sấy tiêu với năng suất1,5 tấn nguyên liệu/mẻ từ nguyên liệu tiêu thô có độ ẩm 45% sau sấy xuống còn 15%”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1.1 Đặc điểm sinh học và nguồn gốc cây tiêu:

Tên khoa học: Piper nigrum

Hồ tiêu còn gọi là cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt (danh pháp hóa học: Piper

nigrum) là một loài cây leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae), trồng chủ yếu để lấy

quả và hạt, thường dùng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi

Hình 1.1: Cây tiêu

Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khácbằng rễ Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuônhơn Có hai loại nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hailoại nhánh đều xuất phát từ kẽ lá Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc Khichín, rụng cả chùm.

Quả hình cầu nhỏ, quả có một hạt duy nhất chừng 20- 30 quả trên một chùm, lúc đầumàu xanh lục, sau có màu vàng, khi chín có màu đỏ Từ quả này có thể thu hoạch được

hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen Đốt cây rất dòn, khi vận chuyển nếukhông cận thận thì cây có thể chết

Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm hai lần Muốn có hồ tiêu đen, người ta hái quả vào

lúc xuất hiện một số quả đỏ hay vàng trên chùm, nghĩa là lúc quả còn xanh; những quảcòn non quá chưa có sọ rất giòn, khi phơi dễ vỡ vụn, các quả khác khi phơi vỏ quả sẽ săn

lại, ngả màu đen Muốn có hồ tiêu trắng (hay hồ tiêu sọ), người ta hái quả lúc chúng đã

thật chín, sau đó bỏ vỏ Loại này có màu trắng ngà hay xám, ít nhăn nheo và ít thơm hơn(vì lớp vỏ chứa tinh dầu đã mất) nhưng cay hơn (vì quả đã chín)

Hình 1.2 Tiêu xanh Hình 1.3 Tiêu khô đen và tiêu sọ

1.1.2 Thành phần cơ hóa lý của tiêu trái

Khối lượng của tiêu chứa chủ yếu là nước, tồn tại dạng liên kết cơ lý, hóa lý, hóa học, độ

ẩm từ 66-68% nhằm tạo ra các liên kết cơ lý là loại liên kết dễ bị loại bỏ nhất nguyên liệutrong quá trình chế biến nhờ tác động cơ học và vật lý Ngoài nước trong nguyên liệu tạosức căng cho hạt tiêu và là một dung môi hòa tan vô hạn các chất tan như vitamin, pectin,amilopectin, khoáng,…Nước trong nguyên liệu cao gây hư hỏng trong quá trình bảoquản trước sấy.

Hồ tiêu cũng rất giàu vitamin C, thậm chí còn nhiều hơn cả cà chua Một nửa cốc hồtiêu xanh, vàng hay đỏ sẽ cung cấp tới hơn 23% nhu cầu canxi 1 ngày/người

Trong tiêu có 1,2 - 2% tinh dầu, 5 - 9% piperin và 2,2 - 6% chanvixin Piperin vàchanvixin là 2 loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay Trong tiêu còn có 8%chất béo (dạng tinh dầu), 36% tinh bột và 4% tro Thường dùng hạt tiêu đã rang chín,thơm cay làm gia vị Tiêu thơm, cay nồng và kích thích tiêu hoá, có tác dụng chữa một sốbệnh

Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như Beta Carotene, giúp tăngcường hệ miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư vàtim mạch

1.1.3 Phân bố

Ở nước ta hồ tiêu được phân bố thành các vùng sản xuất chính ở Bắc Trung Bộ,Duyên hải Trung Bộ, Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long,trong đó Tây Nguyên và Đông Nam Bộ là 2 vùng sản xuất chính Sản xuất hồ tiêuthường hình thành các vùng nổi tiếng như: Tân Lâm (Quảng Trị), Lộc Ninh (BìnhPhước), Bà Rịa (Bà Rịa– Vũng Tàu), Phú Quốc (Kiên Giang), Dak R’Lắp (Đăk Nông),Chư Sê (Gia Lai), điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quy hoạch thành các vùngsản xuất hàng hóa tập trung, đạt chất lượng xuất khẩu cao

Việt Nam hiện là một nước xuất khẩu tiêu đứng hàng đầu thế giới thế nhưng chủ yếuxuất khẩu ở dạng thô Vì thế vấn đề bảo quản tiêu hạt để xuất khẩu hết sức quan trọng vàcần thiết trong nền kinh tế quốc dân

Vấn đề bảo quản tiêu sau thu hoạch và chế biến nhìn chung là nan giải và cấp bách, vì

thành phần sinh hóa trong tiêu là môi trường thuận lợi rất thích hợp cho sâu mọt và visinh vật phá

hoại Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an toàn Vìvậy, quá trình sấy khô hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng trong bảo quản, chế biếncũng như nâng cao chất lượng hạt Với phương pháp này sẽ bảo quản hạt tiêu được lâuhơn, dễ dàng trong quá trình vận chuyển, ứng dụng nhiều trong quá trình chế biến cácsản phẩm ăn liền.

1.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP

1.2.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt, là quá trìnhkhuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác dochênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

1.2.2 Phân loại quá trình sấy

Người ta phân biệt ra 2 loại:

Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chếlớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùamưa

Sấy nhân tạo: là quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dung dến tác nhân sấynhư khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt Quá trính sấy này nhân, dễ điều khiển và triệt

để hơn so với phương pháp sấy tự nhiên

Ngoài ra chúng ta cũng có nhiều cách phân loại quá trình sấy theo các lựa chọn sau:

Dựa vào tác nhân sấy:

- Sấy bằng không khí hay khói lò

- Sấy thăng hoa

- Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng

Dựa vào áp suất làm việc:

- Sấy chân không.

- Sấy ở áp suất thường

Dựa vào phương pháp làm việc:

- Máy sấy liên tục.

- Máy sấy gián đoạn

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:

- Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu

- Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng

Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy hầm, sấy

tầng sôi, sấy phun,…

Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi chiều,

ngược chiều, chéo dòng,…

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

1.2.3 Phương pháp thực hiện

Các liên kết ẩm với chất khô trong nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình sấy, chiphối đến hiệu suất của quá trình sấy Có nhiều dạng phân biệt liên kết ẩm trong nguyênliệu nhưng phổ biến nhất là phương pháp phân loại theo bản chất hình thành các liên kếtcủa nước trong nguyên liệu của P.H Robinde (Hoàng Văn Chước, 1999) Được chiathành ba nhóm chính:

− Liên kết hóa học

− Liên kết cơ lý

− Liên kết hóa lý

Để nâng cao giá trị sử dụng niều mặt của tiêu thì các công đoạn sau thu hoạch như làmkhô, bảo quản và chế biến nhằm làm giảm tổn thất cũng như duy trì chất lượng tiêu làviệc làm vô cùng quan trọng và cần thiết Khi bảo quản tiêu hạt phải đặc biệt quan tâmtới tình trạng hạt tiêu vì phôi tiêu dễ hút ẩm, có sức hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng Đặcbiệt sẽ xảy ra quá trình

hô hấp trong quá trình bảo quản.

Mục tiêu của bảo quản: giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng của đốitượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản Tiêu hạt không có vỏ như vỏ trấu, nếu điềukiện bảo quản không tốt (tiêu chưa chín già, phơi chưa thật khô, dụng cụ chứa đựngkhông kín )thì chim, chuột, mốc, mọt có thể phá hỏng hoàn toàn cả kho tiêu trong vòngvài ba tháng Vì vậy cần làm tiêu khô đến độ ẩm 12-13% để có thể bảo quản an toàn, hạnchế mức độ hư hỏng

Có thể làm khô tiêu khô bằng hai cách: Phơi nắng hoặc sấy Nhưng trong đề tài nàyyêu cầu sử dụng phương pháp sấy cho nên muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sảnphẩm chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy xuống độ ẩm bảo quản hoặc chế biến Đểthực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy,thùng sấy…Mỗi hệ thống đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau.Chế độ sấy có ảnh hưởng rất lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao đổi nhiệt vàtrao đổi chất phức tạp và không những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà còn cả thành phầnhóa học của nguyện liệu Để sấy tiêu là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bịsấy tháp hoặc sấy hầm Ở đồ án môn học này, em chọn thiết bị sấy hầm là thiết bị chuyêndụng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thuhoạch Trong thiết bị sấy hầm, vật liệu được sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đốilưu với tác nhân sấy Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tácnhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ thống sấy hầm có thể làmviệc liên tục với năng suất lớn

Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc khói lò Quátrình sấy tiêu đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh an toàn cho thực phẩm nên ở đây ta chọn tácnhân sấy là không khí, được đun nóng bởi calorêwxiphe, nhiệt cung cấp cho không khítrong caloriphe là từ khói lò Nhiệt độ tác nhân sấy phụ thuộc vào bản của hạt

Để giảm thời gian sấy ta phải tăng tốc độ tác nhân sấy bằng hệ thống quạt gió Dựavào nguyên liệu là tiêu ta chọn chế độ sấy cùng chiều vì phương pháp này có cường độcao, thời gian sấy giảm, sản phẩm ra khỏi hầm đã nguội, kinh tế hơn, áp dụng cho các sảnphẩm không cần để ý tới, nứt nẻ vỡ vụn,còn sấy ngược chiều thì thành phẩm phải có chất

lượng cao như

không được không cong vênh và nứt nẻ.

Ưu điểm:

Quá trình sấy tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy

Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h

Không tạo bụi trong sản xuất

Nhược điểm

Thiết bị chiếm diện tích lớn, khó có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn

đều đặn và mãnh liệt nhờ

1.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Thông thường tiêu được bà con thu hái khi quả to tròn một chùm có từ 20-30 trong đó

có quả đường kính trên 4.0 mm chiếm tỷ lệ 60% Nếu chỉ chế biến tiêu đen có thể hái cảchùm trái khi trên gié đã có xuất hiện quả chín hoặc chùm quả đã già, khi quả già thường

có màu vàng xanh Không hái những chùm tiêu còn xanh non trừ khi đó là đợt hái cuốicùng của vụ bởi nếu hái tiêu quá sớm hạt tiêu sẽ bị lép

Dựa theo quy mô mà chúng em xin giới thiệu về hai phương pháp sản xuất tiêu đen

phổ biến ở Việt Nam

1.3.1 Chế biến tiêu đen tại nông hộ

Chế biến tiêu đen là cách chế biến chủ yếu sau khi thu hoạch của bà con nông dân,nhất là những hộ gia đình có diện tích tiêu nhỏ Hạt tiêu chế biến đen được đánh giá đạtchất lượng khi đạt độ ẩm từ 12 đến 13%, hạt tiêu nhăn đều và có màu đen Cách sơ chếtiêu đen như sau:

► Những chùm quả tiêu sau khi chín được thu hái thì các gié được chất thành đống ủ

trong 5 giờ hoặc phơi ngay hoặc dồn khoảng 2 hoặc 3 ngày rồi phơi một lần

► Hạt tiêu nên được phơi trên sân xi măng hoặc trải bạt PP trên vùng đất bằng phẳng

để giữ vệ sinh cho hạt tiêu và tránh bị lẫn đất đá trong quá trình phơi.

► Trong thời gian phơi tiêu không nên cho súc vật hoặc người mang giày dép đi lên tiêu

► Quá trình phơi tùy theo liều lượng có thể trải tiêu với độ dày khoảng từ 2 đến 3 cm,đảo đều từ 4 đến 5 lần/ngày để tiêu khô đều Phơi tiêu như vậy khoảng 3 đến 4 ngày nắngthì tiêu khô.

Hình 1.4 Phơi tiêu nông hộNgoài ra để giảm thời gian phơi, tách hạt tiêu ra khỏi gié trước khi phơi và hạt đượcnhúng trong nước gần sôi (80 - 90oC) khoảng một phút Để ráo nước rồi trải đều ra phơi,làm như vây hạt sẽ mau khô và sẽ có màu đen bóng đẹp, 100 kg tiêu tươi cho khoảng từ

30 - 35 kg tiêu đen khô ở ẩm độ 15 %

► Sau khi phơi khô tiêu dùng máy tách tạp chất, bụi tiêu, cuống tiêu, lá, tiêu lép lầncuối rồi mới đóng vào bảo để cất giữ

Hình 1.5 Tiêu đen vào bao trữ kho

Đây là quy mô mà nhóm muốn hướng tới và đưa ra phương pháp, máy móc, côngnghệ cải tiến mang lại hiệu suất cao, đạt chuẩn cũng như mang lại vệ sinh Tiêu xanh saukhi được khô một nắng hoặc 6-12 tiếng theo khí hậu hoặc thời tiết để hạ đổ ẩm tiêu từ66-68% xuống còn 43-45% Đây được gọi là đổ ẩm của tiêu thô nguyên liệu

► Đóng bao tiêu với 2 lớp, lớp ngoài với vải sợi thông thường, lớp ni lông bêntrong để tránh tiêu bị hút ẩm trở lại dẫn tới nấm mốc

► Lưu trữ tiêu ở những vị trí thoáng mát và khô ráo Tiêu thô đi vào quá trình sảnxuất theo quy trình sau:

Do vậy, sàng tạp

chất có thể tách được khoảng 90% lượng tạp chất lẫn trong hạt tiêu gồm: Tạp chất nhỏhơn hạt tiêu, tạp chất lớn hơn hạt tiêu và tạp chất nhẹ hơn hạt tiêu (bao gồm cả bụi).

Ngoài ra, do có gắn một bộ phận từ tính nên sàng tạp chất còn có tác dụng tách sắtthép lẫn trong nguyên liệu Hạt tiêu nguyên liệu sau khi rời khỏi sàng tạp chất có kíchthước trong khoảng từ 2,5 mm đến 6,5 mm

Công đoạn 2: Phân loại theo kích cỡ

Sau khi được tách tạp chất, hạt tiêu được một gầu tải chuyển vào sàng đảo phânloại Sàng đảo phân loại bao gồm 3 lưới sàng có các kích cỡ: 4,5mm, 4,9mm và 5,5mm.Hạt tiêu sau khi làm sạch phân ra làm 4 dòng sản phẩm:

Hạt tiêu đã phân loại kích cỡ được đưa vào 4 thùng chứa Từ 4 thùng chứa này, ta

có thể phối trộn các loại hạt theo yêu cầu thành phẩm để xuất khẩu hoặc tiếp tục đưa vàochế biến

Công đoạn 3: Tách đá sạn

Hạt tiêu trước khi vào máy tách đá sạn vẫn còn lẫn những hạt sạn cùng kích cỡ vớihạt tiêu Máy tách đá sạn hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt về tỷ trọng của các hạttiêu cùng kích cỡ Hạt tiêu nhẹ hơn sẽ được một luồng khí nâng lên tạo thành một dòngchảy song song với lưới sàng để chảy ra ngoài Trong khi đó hạt đá sạn nặng hơn sẽ rơixuống va đập với các cạnh của rãnh lưới và nhảy ngược về sau để thoát ra ngoài

Công đoạn 4: Phân loại bằng khí động học

Hạt tiêu sau khi rời máy tách đá sạn vẫn còn những hạt tiêu chắc và xốp không bịloại ra do cùng kích cỡ Hạt tiêu được đưa vào một thiết bị phân loại khí động học gọi làCatador Trong thiết bị này có một dòng khí thổi từ dưới lên trên theo chiều thẳng đứng

Do vậy, các hạt tiêu xốp và nhẹ sẽ được nâng lên và thoát ra ngoài còn các hạt chắc thì lơlửng và được tách ra theo một đường khác Dòng khí trong catador được điều chỉnh lưulượng tùy theo chất lượng hạt tiêu

Công đoạn 5: Phân loại tỷ trọng xoắn ốc

Hạt tiêu sau quá trình làm sạch, phân loại theo kích cỡ, tách đá sạn và phân loạibằng khí động học vẫn còn khác nhau về hình dạng: móp méo hoặc tròn hay còn lẫnnhững cọng tiêu

Máy phân loại hình dạng kiểu xoắn ốc được cấu tạo bởi những vách ngăn xoắn ốcquanh trục thẳng đứng Hỗn hợp hạt tiêu gồm hạt tiêu biến dạng và hạt tròn được nạp vàomiệng trên của máy phân loại

Bởi vì hạt tiêu chảy xuống theo chiều xoắn ốc dưới tác động của trọng lực Cáchạt tròn xoay tròn nên gia tốc tăng dần đến một điểm mà chúng xoay tròn theo độnghiêng vách ngăn nằm rìa ngoài và được tách ra, còn những hạt biến dạng khi rơi tự dotrên máng xoắn ốc bị lực ma sát cao hơn tốc độ dòng chảy không bằng hạt tròn Do đócác hạt biến dạng chảy gần

hơn trục của máy xoắn ốc và được đưa ra ngoài.

Công đoạn 6: Rửa và xử lý vi sinh bằng hơi nước

Để khử các vi sinh vật có hại nhất là khuẩn salmonella, người ta sử dụng hơi nướcvới áp suất từ 2÷3 kg/cm2 có nhiệt độ từ 1200C – 1400C để phun vào hạt tiêu trong thờigian ngắn nhất (khoảng 20 - 40 giây) Trong quá trình hấp thụ hơi nước nóng hạt tiêuđược chuyển tải qua trống trích ly nước trước khi qua hệ thống sấy

Công đoạn 7: Sấy

Năng suất sấy hạt tiêu được điều chỉnh phù hợp với ẩm độ nguyên liệu để đạthiệu suất cao nhờ hệ thống vít xả trái khế

Công đoạn 8: Làm nguội sau sấy và phân loại

Sau khi sấy, hạt tiêu được đưa vào một thùng làm nguội và một lần nữa hạt tiêuđược đưa qua catador để tách tạp chất bao gồm bụi và vỏ hạt tiêu phát sinh sau quá trìnhsấy Sau đó hạt tiêu được đưa vào máy phân loại hình dạng kiểu xoắn ốc (lần 2)

Công đoạn 9: Cân định lượng tự động

Hạt tiêu thành phẩm được đưa vào thùng chứa để trữ hoặc được đưa vào hệ thốngcân tự động định lượng theo yêu cầu

Cân định lượng được tự động hóa điều khiển bằng hệ thống điện tử có hiển thị số từ

30-60kg sai số cho phép là ± 45g/50kg, năng suất 200 bao /giờ

1.4 CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU

Các tiêu chuẩn chất lượng tiêu xuất khẩu hiện nay Tiêu xuất khẩu của Việt Nam

hầu hết ở dạng nguyên liệu, chỉ dựa vào một số các chỉ tiêu cơ bản về ẩm độ và tạp

chất theo thỏa thuận trong các hợp đồng mua bán và thư tín dụng

- Tiêu chuẩn FAQ ( Fair Acceptable Quality ), Thường xuất khẩu các loại sau :

+ Tiêu đen FAQ 550g/lít: Dung trọng : 550g/lí ; Độ ẩm : 12,5 % ; Tạp chất : 0, %;

Không có sâu mọt, nấm mốc

+ Tiêu đen FAQ 500g/lít: Dung trọng : 500g/lít; Độ ẩm : 13 %; Tạp chất : 1%; Không

có sâu mọt, nấm mốc

- Tiêu chuẩn ASTA ( American Standards Trade Association ):

+ Dung trọng : 570g/lít cho tiêu đen và 630g/lít cho tiêu trắng;

+ Cỡ hạt trên sàng 0 5mm : 100 % bằng hơi nước nóng;

Ngoài ra một số các thị trường các nước Châu Âu và Trung Đông còn yêu cầu thêm

chỉ tiêu an toàn thực phẩm rất cao, yêu cầu không có kim loại nặng: Arsenic, Cadmium,

không có vi khuẩn E - coli, chất phóng xạ, vv Hơn 95 % sản lượng tiêu của Việt Nam

hiện nay được xuất khẩu theo tiêu chuẩn FAQ, có dung trọng từ 500-550g/lít, độ ẩm từ

13 -13,5% và tạp chất từ 0,5 -1 % Lượng xuất khẩu theo tiêu chuẩn ASTA chiếm tỷ lệ

không đáng kể

Bảng 1 - Các chỉ tiêu vật lý của hạt tiêu đen

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu

Hạt tiêu đen NP hoặc SP

Hạt tiêu đen P Loại đặc biệt Loại 1 Loại 2 Loại 3

1 Tạp chất lạ, % khối lượng,

2 Hạt lép, % khối lượng, không

3 Hạt đầu đinh hoặc hạt vỡ, %

4 Khối lượng theo thể tích, g/l,

5.2.2 Các chỉ tiêu hóa học của hạt tiêu đen, được qui định trong Bảng 2.

Bảng 2 - Các chỉ tiêu hóa học của hạt tiêu đen

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu Hạt tiêu đen

NP hoặc SP Hạt tiêu đen P Hạt tiêu bột

1 Độ ẩm, % khối lượng, không lớn

2 Tro tổng số, % khối lượng tính theo

3 Chất chiết ete không bay hơi, %

khối lượng tính theo chất khô, không

4 Dầu bay hơi, % (ml/100g) tính theo

5 Piperin, % khối lượng tính theo

6 Tro không tan trong axit, % khối

lượng tính theo chất khô, không lớn

hơn

7 Xơ thô, chỉ số không hòa tan, %

khối lượng tính theo chất khô, không

nhỏ hơn

5.3 Yêu cầu về sinh vật đối với hạt tiêu đen

Các yêu cầu về vi sinh vật đối với hạt tiêu đen được qui định trong bảng 3

Bảng 3 - Các yêu cầu về vi sinh vật đối với hạt tiêu đen

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số vi khuẩn trong 1 mg sản phẩm 104

3 E.coli, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm 3

5 Salmonella, số khuẩn lạc trong 25 mg sản phẩm Không được có

6 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm 102

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 2.1 Cân bằng vật liệu

G1,G2:Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy (kg/h)

ω1,ω2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo % khối lượng vật liệu ướtW:Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h)

Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h)

d0:Hàm ẩm của không khí ngoài trời(kg ẩm/kg kkk)

d1:Hàm ẩm của không khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk)

d2: Hàm ẩm của không khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk)

2.1.1 Các thông số ban đầu

❖ Độ ẩm ban đầu của vật liệu (tiêu thô): w1= 45%

❖ Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy: w2= 15%

❖ - Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phân xưởng

nên thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngoài

❖ Nhiệt độ sấy đầu vào: t1= 80 0C ;

❖ Nhiệt độ sấy đầu ra: t2= 36 0C ;

2.1.2 Lượng ẩm cần bay hơi

W = G 𝒘𝟏−𝒘𝟐

𝟏− 𝒘𝟐Trong đó:

● G1là khối lượng nguyên liệu trước khi sấy (kg/mẻ)

● w1,w2là độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy (%)

Trong đó :

● G1,G2là khối lượng nguyên liệu trước và sau khi sấy, kg/mẻ;

● W là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy, kg;

G2= 1500-529,41 = 970,59 kg/mẻ

2.1.4 Lượng vật liệu tuyệt đối

Gk= G1(1- w1) = G2(1-w2) = 1500.(1-0,45) = 825 kg/mẻ

2.2 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

2.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài.

❖ t0= 23,30C và W 0= 82%, áp suất khí quyển p = 757 (mmHg) là khí hậu ở Đaklac

[2] )

𝑃−𝜑0𝑝𝑏ℎ0

Trước khi sấy: cho P áp suất chung của tác nhân sấy Chọn P = 1 atm

Pbh0: áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ bầu khô (at) Tra theo bảng tính chất

lý hóa của hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ tại tkhông khí= 23,3 ℃ ([3]- bảng 28.589 trang

❖ Entalpy của không khí:

I0= Ck.t0+(r0+Cn.t0).d0(công thức VII.13- trang 95 [2])

Với :Cklà nhiệt dung riêng của không khí khô Ck= 1,kj/kg.độ (theo [3]-bảng

1.225- trang 318,tại nhiệt độ tkk= 23,3 ℃)

r0: là ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r0= 2493 kJ/kg Ch= 1,97 kj/kg.độ

I0= 1.23,3+(2493+1,97.27,2).0,0151 = 61,7534 kj/kg kkk

2.2.2 Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy

sấy vào hầm: d1 =d0=0,0151 kg ẩm/kg kkk

❖ Entalpy của tác nhân sấy vào hầm:

I1= t1+(2493+1,97.t1).d1= 80+(2493+1,97.80).0,0151 = 124,5540 kj/kgkkk

❖ Độ ẩm tác nhân sấy vào hầm:

(0,622 + 𝑑1)Tra Pbh1ở 80 ℃ ( [3]-bảng 1.250-trang 312 ) Ta được: Pbh1= 0,4736 bar

(0,622 + 𝑑1)=

1.0,01510,4736 (0,622 +0,0151)= 5%

❖ Nhiệt dung riêng của dẫn xuất:

Cx(d1) = Ck+d1.Ch= 1+0,0151.1,97 = 1,029

kj/kgkkk ([4], trang 157)

2.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy

❖ Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm:

d = d+𝐶𝑥(𝑡1−𝑡2)( [4] công thức 5.5-trang 57)

𝑟+𝐶ℎ 𝑡2

𝜑2 = 𝑝.𝑑2 𝑝𝑏ℎ2(0,622+𝑑2) = 1.0,03275

0,05973.(0,622+0,0 3275)

= 83,7%

Độ ẩm này thỏa mãn điều kiện kinh tế - kỹ thuật: 80℃ ≤ 𝜑2≤ 90℃

2.2.4 Tiêu hao không khí:

- Lượng không khí cần thiết trong quá trình sấy (Công thức VII.19.[3]):

2.2.5 Lượng nhiệt tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết

- Lượng nhiệt tiêu tốn cho cả quá trình sấy (công thức dòng 30 –

0,03275−0,0151

2.2.6 Tính chọn thời gian sấy

Ta có : t1= tk= 80 ℃, 𝜑1= 5% Tra đồ thị I-d, ta được nhiệt độ tư≈ 34℃

Cường độ bay hơi theo công thức (dòng 22- trang 32 – [1]):