(TIỂU LUẬN) THIẾT kế hệ THỐNG hầm –sấy tỏi làm VIỆC LIÊN tục NĂNG SUẤT g1= 2660 KGTUẦN THEO PHƯƠNG THỨC sấy NGƯỢC CHIỀU

Sấy bằng dòng diện cao tần : là phương pháp sấy dùng năng lượng có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệuSấy thăng hoa : là phương pháp sấy trong môi trường có nh

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC

Sinh viên : Nguyễn Thị Vân Anh

I Đầu đề thiết kế :

THIẾT KẾ HỆ THỐNG HẦM –SẤY TỎI LÀM VIỆC LIÊN TỤC NĂNG SUẤT G 1 = 2660 KG/TUẦN THEO

PHƯƠNG THỨC SẤY NGƯỢC CHIỀU

AI. Các số liệu ban đầu

1. Loại vật liệu : Tỏi

2. Năng suất : G1 = 2660 kg /tuần

3. Độ ẩm đầu W 1 ( % khối lượng vật ẩm ) : 59%

4. Độ ẩm cuối W 2 ( % khối lượng vật ẩm ) : 14 %

5. Tác nhân sấy : không khí

6. Nhiệt độ tác nhân sấy lúc vào thiết bị sấy : t1 (°C ) : 61°C

7. Địa điểm xây lắp : tỉnh Thái Bình

8. Thời gian sấy (h) : 4 h

9. Phương thức sấy : ngược chiều

10.Lượng vật liệu trong một khay sấy (kg) : ≤3 Kg

11.Nguồn năng lượng : hơi nước có áp suất p(at) :2,5 at

BI. Nội dung và các phần thuyết minh tính toán :

1. Chương 1 :Mở đầu

2. Chương 2 : Thiết kế sơ đồ hệ thống sấy

3. Chương 3 : Tính thiết bị sấy

4. Kết luận

5. Tài liệu tham khảo

IV Các bản vẽ và đồ thị

1. Bản vẽ chi tiết thiết bị sấy theo kích thước tính được : A2

2. Bản vẽ thiết bị phụ (nếu có ) : A4

V Giảng viên hướng dẫn : Th.S Mai Thị Vân Anh

VI Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : ngày 23 tháng 05 năm 2020

VII Ngày hoàn thành : ngày 13 tháng 07 năm 2020

Ngày tháng năm 2020

Th.S Mai Thị Vân Anh

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 6

1.Tổng quan về sản phẩm sấy – Tỏi 6

1.1.Đặc điểm của tỏi 6

1.2 Các loại tỏi ở Việt Nam 7

1.3.Thành phần hóa học của tỏi 8

1.4.Công dụng của tỏi 8

2 Tổng quan về tác nhân sấy 9

2.1 Định nghĩa : 9

2.2 Phân loại : 10

2.2.1 Khói lò : 10

2.2.2 Không khí ẩm : 11

3 Tổng quan về phương pháp sấy : 12

3.1 Khái niệm : 13

3.2 Mục đích : 13

2.3 Phân loại 13

3.3.1 Sấy tự nhiên 13

3.3.2 Sấy nhân tạo 13

3.3.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt : 14

3.3.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm 14 3.3.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo cách xử lý không khí .15

SVTH : Nguyễn Thị Vân Anh Trang 3

4.1.1 Phòng sấy

4.1.2 Hầm sấy :

4.1.3 Máy sấy kiểu băng tải

4.1.5 Máy sấy kiểu băng gấp khúc

4.1.6 Máy sấy thùng quay

4.2 4.2.1 Tủ sấy chân không :

4.2.2 Máy sấy chân không có cánh khuấy

4.2.3 Máy sấy 2 trục lăn :

4.3 4.3.1 Sấy bằng tia bức xạ kiểu đèn

4.3.2 Thiết bị sấy có bộ phận bức xạ bằng kim loại hay sành sứ 20 4.4 4.5 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CÓ CHỨA HỆ THỐNG SẤY

1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất

2 Thuyết minh quy trình

CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT BỊ SẤY

1 Cấu tạo hệ thống sấy hầm

2 Các bước tính toán hệ thống sấy hầm

SVTH : Nguyễn Thị Vân Anh Trang 4

2.1 Các thông số cơ bản ban đầu: 25

2.2 Tính năng suất sấy trong 1 giờ 25

2.3 Tính lượng ẩm bay hơi trong 1 giờ và lượng vật liệu đưa vào hầm sấy 25

3 Chọn chế độ sấy 26

4 Xác định thông số trước và sau Calorifer 27

4.1 Thông số của TNS trước khi vào Calorifer 27

4.2 Thông số của TNS sau khi rau khỏi Calorifer hay trước khi vào hầm sấy 28

5.Tính toán quá trình sấy lý thuyết 29

5.1 Thông số của không khí sau quá trình sấy lý thuyết 29

5.2 Lưu lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm: 30

6 Xác định các kích thước của TBS 31

6.1 Khay sấy 31

6.2 Xe goong 32

6.3 Kích thước hầm sấy 36

6.3.1 Chiều rộng hầm sấy 36

6.3.2 Chiều cao của hầm sấy 36

6.3.3 Chiều dài của hầm sấy 36

6.3.4 Tính kích thước phủ bì của hầm sấy 37

6.3.5 Tổng năng suất sấy nguyên liệu tối đa của hầm sấy: 38

7 Tính tổn thất 38

7.1 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi: 38

SVTH : Nguyễn Thị Vân Anh Trang 5

7.2.1 Tổn thất do khay sấy mang đi qk :

7.2.2 Tổn thất do xe goong mang đi:

7.3 Tổn thất ra môi trường qmt

7.3.1 Tổn thất qua 2 tường bên

7.3.2 Tổn thất qua trần :

7.3.3 Tổn thất qua hai cửa hầm sấy 7.3.4 Tổn thất qua nền buồng sấy :

8.Tính cân bằng nhiệt - ẩm cho quá trình sấy thực :

9.Thiết lập bảng cân bằng nhiệt độ và tính hiệu suất nhiệt hệ thống sấy

10.Tính và chọn các thiết bị phụ :

10.1.Tính chọn calorifer :

10.1.1 Công suất nhiệt :

10.1.2.Lưu lượng hơi cần thiết (tiêu hao hơi của calorifer ) :

10.2.Tính năng suất quạt

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

SVTH : Nguyễn Thị Vân Anh Trang 6

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.Tổng quan về sản phẩm sấy – Tỏi

1.1.Đặc điểm của tỏi

- Tỏi (danh pháp hai phần: Allium sativum) là một loài thực vật thuộc họ Hành, nghĩa là có họ hàng với hành tây, hành ta, hành tím, tỏi tây, v.v và cũng được con người sử dụng làm gia vị, thuốc, rau như những loài họ hàng của nó

- Tỏi là loài cây thân thảo căn hành sống nhiều năm Phần hay được sử dụng nhất của cây tỏi là củ tỏi Củ tỏi có nhiều tép tỏi Từng tép tỏi cũng như cả

củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ Tỏi sinh trưởng tốt trong môi trường nóng và ẩm

1.2 Các loại tỏi ở Việt Nam

- Tại Việt Nam có nhiều vùng đất trồng tỏi nổi tiếng như: Lý Sơn, Phan Rang,

và gần đây nhất là Bắc Giang

- Huyện đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi) là vùng đất nổi tiếng nhất về việc trồng tỏi Sự khác biệt về thổ nhưỡng và kinh nghiệm trồng trọt đã giúp cho vùng đất đảo nổi tiếng với loại tỏi mồ côi hay còn gọi là tỏi một Người ta gọi là tỏi mồ côi vì loại tỏi này khác với loại tỏi thường vẫn ăn Mỗi củ tỏi mồ côi chỉ có một tép và khi ăn có mùi thơm rất đặc trưng Vì số lượng không nhiềunên loại tỏi này được xem là "của hiếm" và khi bán thì có giá thành cao hơn nhiều so với loại tỏi thường

- Tỏi Phan Rang được trồng trên vùng đất cát, dưới cái nắng, cái gió tạo nên tép tỏi nhỏ, săn chắc Được sử dụng làm gia vị trong chế biến món ăn, hay làm nước mắm chấm và được dùng để ngâm rượu tỏi Bắc giang là một vùng đất trồng tỏi từ lâu Trước đây các chuyên gia của Liên Xô (cũ) và Tây Âu sang Việt nam nghiên cứu vùng đất trồng tỏi để xuất khẩu đã chọn tỉnh Hà Bắc (Nay

là Bắc Giang và Bắc Ninh) là vùng trọng điểm trồng tỏi, vì điều kiện thiên nhiên, và địa chất đặc biệt của khu vực này Sau khi trị trường này không còn, cây tỏi Bắc Giang cũng chịu nhiều thăng trầm theo Vừa qua theo chiến lược quốc gia khu vực tây Yên Tử (Bắc Giang) được phát triển thành khu du lịch Tâm Linh Khi khảo sát tại đây các chuyên gia đã phát hiện rất nhiều dòng cây dược liêu quý hiếm Như: Ba Kích, Gừng Gió, Bá Bệnh (Eurycoma

longifolia) Các loại cây như Tỏi, đinh lăng, địa liền

trồng tại đây cũng có chất lượng cao hơn hẳn các khu vực khác

1.3.Thành phần hóa học của tỏi

- Trong tỏi có khoảng 84.09% là nước, 18.38% là chất hữu cơ và 1.53% là cácchất vô cơ

- Tỏi có 3 hoạt chất chính allicin và liallyl sulfide và ajoene Allicin là hoạt chất mạnh nhất và quan trọng nhất của tỏi Allicin không hiện diện trong tỏi.Tuy nhiên, khi được cắt mỏng hoặc đập dập và dưới sự xúc tác của phân hoá

tố anilaza, chất aliin có sẳn trong tỏi biến thành allicin Do đó, càng cắt nhỏ hoặc càng đập nát, hoạt tính càng cao Một ký tỏi có thể cho ra từ 1 đến 2 gam allicin Allicin dễ biến chất sau khi được sản xuất ra Càng để lâu, càng mất bớt hoạt tính Đun nấu sẽ đẩy nhanh quá trình mất chất nầy Đun qua lò

vi sóng sẽ phá huỷ hoàn toàn chất allicin Allicin là một chất kháng sinh tự

nhiên rất mạnh, mạnh hơn cả penicillin Nước tỏi pha loãng 125.000 lần vẫn

có dấu hiệu ức chế nhiều loại vi trùng gram âm và gram dương như

saphylococcus, streptococcus, samonella, V cholerae, B dysenteriae,

mycobacterium tuberculosis

1.4.Công dụng của tỏi

- Tỏi là một gia vị rất quen thuộc Tỏi có thể sử dụng thành gia vị trong nước chấm pha chế gồm mắm, tỏi, ớt, tương, đường Hoặc tỏi được trộn đều với các món rau xào (nhất là rau muống xào ) khiến món ăn dậy mùi thơm Tỏi cũng được làm nước muối tỏi và ớt Trong nấu ăn một số món có kèm theo tỏi phi

- Phòng tránh cảm cúm: Việc bổ sung tỏi hàng ngày giúp cung cấp nhiều allicin cho cơ thể, từ đó giúp giảm 63% nguy cơ bị cảm cúm Bên cạnh

đó, ăn tỏi giúp giảm 70% thời gian bị cảm, ví dụ bạn bị cảm từ 5 ngày sẽ giảm xuống 1 5 ngày Nhờ đó sức khỏe sẽ nhanh chóng phục hồi hơn

- Trị mụn trứng cá: Tỏi là loại dược phẩm tự nhiên giúp trị mụn trứng cá mang lại hiệu quả cao Do trong tỏi có chứa hợp chất hữu cơ allicin có tác dụng cản trở hoạt động của gốc tự do đồng thời tiêu diệt vi khuẩn Khi ở dạng phân hủy, allicin sẽ chuyển hóa thành axit sulfenic tạo nên phản ứng với gốc tự do từ đó giúp phòng tránh mụn cũng như tình trạng dị ứng và các bệnh ngoài da khác

- Giảm huyết áp: Tỏi được xem là dạng thuốc kháng sinh tự nhiên có tác dụnggiảm huyết áp cao hiệu quả như một số loại thuốc chuyên dùng khác Theo ước tính của các nhà khoa học, khoảng 600 đến 1500 mg chiết xuất từ tỏi giúp mang lại hiệu quả cho giảm huyết áp cao trong 24 tuần Bên cạnh đó, chất polysulfides và các phân tử lưu huỳnh có tác dụng làm giãn cơ trơn, kích thích sản xuất xác tế bào nội mạc và giãn mạch máu từ đó kiểm soát huyết áp hiệu quả

- Phòng chống ung thư: Hợp chất allicin trong tỏi có tác dụng làm chậm hoặclàm ngừng sự phát triển của các tế báo ung thư trong cơ thể, đặc biệt là ungthư đại trực tràng và dạ dày Viện nghiên cứu Ung thư Mỹ cũng chỉ ra rằngtỏi giúp làm giảm tỷ lệ khối u ung thư

2. Tổng quan về tác nhân sấy

sấy.Các tác nhân sấy thường là các chất khí như không khí, khói, hơi quá nhiệt Chất lỏng cũng được sử dụng làm tác nhân sấy như các loại dầu, một

số loại muối nóng chảy v.v

- Trong đa số quá trình sấy, tác nhân sấy còn làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vậtliệu sấy, vừa làm nhiệm vụ tải ẩm Ở một số quá trình như sấy bức xạ, tác nhân sấy còn có nhiệm vụ bảo vệ sản phẩm sấy khỏi bị quá nhiệt

Có thể điều chỉnh nhiệt độ môi chất sấy trong một khoảng rất rộng;

có thể sấy ở nhiệt độ rất cao 900-1000°C và ở nhiệt độ thấp 70-90°C hoặc thậm chí 40-50 °C

Cấu trúc hệ thống đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt

Đầu tư vốn ít vì không phải dùng calorife.

Giảm tiêu hao điện năng, do giảm trở lực hệ thống

Nâng cao được hiệu quả sử dụng nhiệt của thiết bị

- Nhược điểm:

Gây bụi bẩn cho sản phẩm và thiết bị

Có thể gây hoả hoạn hoặc xảy ra các phản ứng hoá học không cầnthiết ảnh hưởng xu đến chất lượng sản phẩm

Trong công nghiệp thực phẩm khói lò thường ít được sử dụng Trong một số trường hợp người ta có thể dùng để sấy một số hạt nông sản Ngoài ra người ta còn có thể sử dụng khí tự nhiên làm chất đốt, vì khói tạo thành tương đối sạch, tuy nhiên do thành phần khói vẫn có hàm lượng ẩm và khí oxit nitơ cao (dễ gây ung thư), nên cần phải tiếptục được làm sạch trước khi sử dụng để sấy thực phẩm

2.2.2 Không khí ẩm :

- Trong quá trình sấy Tỏi sử dụng hệ thống hầm sấy dùng tác nhân sấy làkhông khí

- Khái niệm chung :

Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, không gây độc hại và không gây bẩn sản phẩm sấy Không khí là hỗn hợp của nhiềuchất khí khác nhau

Thành phần của không khí bao gồm các chất, chủ yếu là N2, O2, hơinước, ngoài ra còn có 1 số chất khí khác như: CO2, khí trơ, H2,O3 Không khí là một khí thực, nhưng thực tế không khí sử dụng để sấy thường ở áp suất thấp (áp suất khí quyển) và nhiệt độ không cao (từ hàng chục độ đến dưới vài trăm độ) Vì vậy, khi sử dụng có thể coikhông khí là khí lý tưởng, mặc dù trong không khí có chứa hơi nước, nhưng áp suất riêng phần của nó không lớn Trong các điều kiện như trên, khi coi không khí là khí lý tưởng thì sai số gặp phải là chấp nhậnđược (<3%)

Không khí có chứa hơi nước là không khí ẩm Khi nghiên cứu khôngkhí ẩm, người ta coi nó là hỗn hợp khí lý tưởng của 2 thành phần: không khí khô và hơi nước Ở đây không khí khô được coi như là thành phần cố định như 1 chất khí lý tưởng (M =29 và số nguyên tửkhí trong phân tử là 2) Thành phần thứ 2: hơi nước là thành phần luôn thay đổi trong không khí ẩm

Do coi không khí là hỗn hợp khí lý tưởng nên bó cũng tuân theo cáccác định luật của khí lý tưởng tức là :

 Khối lượng của không khí bằng tổng khối lượng của không khíkhô và hơi nước

 Không khí khô và hơi nước cũng phân bố đều trong tòa bộ thểtích ,tức là :

V = VK = Vh

 Nhiệt độ của không khí khô và nhiệt độ của hơi nước bằng nhau

và chính là nhiệt độ của không khí ẩm

Không khí ẩm bão hòa là không khí ẩm mà lượng hơi nước đã chứa tới mức tối đa tức là Gh = Ghmax Trong không khí ẩm bão hòa trạng thái của hơi nước là bão hòa khô ,như vậy phân áp suất của hơi nước trong không khí ẩm bão hòa bằng áp suất bão hòa của hơi nước ứng với nhiệt độ của không khí ẩm tức là

Ph= Phs

Không khí ẩm quá bão hòa là loại không khí ẩm mà lượng hơi nước

đã chưa tới mức tối đa và còn chứa thêm cả nước ngưng tụ Nếu nhiệt

độ thấp dưới 0°C sẽ có cả băng và tuyết Trạng thái của hơi nước trong không khí ẩm quá bão hòa là hơi bão hòa ẩm

3. Tổng quan về phương pháp sấy :

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

- Lấy hơi ẩm ra khỏi vật liệu và thải vào môi trường Do đó khối lượng

3.3.1 Sấy tự nhiên

- Quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị

Sấy bằng cách phơi nắng (không có sử dụng thiết bị sấy) được

sử dụng rộng rãi nhất trong chế biến nông sản

Ưu điểm:công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp,không đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn và nhân công lành nghề, có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp

Nhược điểm :kiểm soát điều kiện sấy rất kém, tốc độ sấy chậm hơn sovới với sấy bằng thiết bị, do đó chất lượng sản phẩm cũng kém và daođộng hơn.Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày,đòi hỏi nhiều nhân công

3.3.2 Sấy nhân tạo

- Quá trình cần cung cấp nhiệt ,nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy như khói

lò ,không khí nóng ,hơi quá nhiệt …và nó được hút ra khỏi thiết bị khi sấy xong

- Quá trình sấy nhanh ,dễ điều khiển ,hiệu quả năng suất cao và triệt để

hơi sấy tự nhiên

3.3.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt :

- Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại : sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở

Sấy đối lưu : là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy (không khí nóng ,khói lò …)

Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy ,mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn

Sấy bằng tia hồng ngại : là phương pháp sấy dùng năng lượng của tiahồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

Sấy bằng dòng diện cao tần : là phương pháp sấy dùng năng lượng

có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệuSấy thăng hoa : là phương pháp sấy trong môi trường có nhiệt độ chânkhông rất cao ,nhiệt độ rất thấp ,nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi không qua trạng thái lỏng

3.3.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm

- Phương pháp sấy dưới áp suất khí quyển : trong phương pháp này áp suất trong buồng sấy bằng áp suất khí quyển Việc thoát ẩm do môi chất sấy đảmnhiệm hoặc sấy ở nhiệt độ cao hơn 100°C ,ẩm tự thoát vào môi trường

- Phương pháp sấy chân không : trong phương pháp này áp suất trong buồng sấy nhỏ hơn áp suất trong khí quyển vì vậy không thể dùng môi chất sấy để thải ẩm Việc thải ẩm phải dùng máy hút chân không hoặc kết hợp với thiết

bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm Trong trường hợp này chỉ dùng máy hút chânkhông thì máy hút chân không đảm nhiệm hút toàn bộ hơi ẩm thoát ra từ vật

để thải vào môi trường Trong trường hợp dùng kết hợp máy hút chân khôngvới thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm thì máy hút chân không có nhiệm vụtạo chân không ban đầu (lúc khởi động máy ) và hút khí không ngưng khi thiết bị làm việc còn thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm làm nhiệm vụ thải

ẩm có nghĩa là toàn bộ ẩm thoát ra hay ngưng kết thành tuyết và được thải

ra ngoài dưới dạng lỏng

- Khi sấy chân không ở trạng thái dưới điểm ba thể của nước, ẩm trong vật thể rắn và ở vùng thăng hoa của chế độ nhiệt nên việc hóa hơi ẩm là quá trình thăng hoa Ẩm thoát ra sẽ ngưng thành băng tuyết trong thiết bj ngưng kết ẩm và thải ra ngoài bằng cách xả băng Trường hợp này gọi là phương pháp sấy thăng hoa

3.3.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo cách xử lý không khí

- Khi dùng không khí làm môi chaats sấy cần xử lý không khí trước khi đưa vào buồng sấy Có hai hướng xử lý không khí là gia nhiệt và khử ẩm Căn cứvào cách xử lý không khí ta có các phương pháp sấy sau

- Phương pháp sấy dùng nhiệt : phương pháp này phải ra nhiệt không khí rồi mới đưa vào buồng sấy hoặc gia nhiệt không khí ngay trong buồng sấy Khigia nhiêt cho không khí nhiệt độ không khí tăng lên độ ẩm tương đối giẩm còn độ chưa hơi không đổi Không khí khi tiếp xúc với vật sẽ truyền nhiệt cho vật để bốc hơi ,đồng thời do không khí có độ ẩm tương đối thấp nên chênh lệch phân áp suất hơi ở bề mặt vật và không khí sẽ đủ lớn làm cho

ẩm thoát ra dễ dàng.Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và vật càng lớn thì tốc độ bốc hơi ẩm càng lớn ,thời gian sấy càng nhỏ ,vật khô càng nhanh Tuy nhiên còn phụ thuộc vào quá trình truyền âm bên trong vật sấy

- Phương pháp sấy dùng xử lý ẩm (hút ẩm ) : Phương pháp này người ta xử lýkhông khí bằng cách hút ẩm Không khí được hút ẩm ,độ chưa hơi giảm làmcho độ ẩm tương đối giảm dẫn đến nhiệt độ nhiệt kế ướt giảm tức là tăng độchênh lệch ∆t Trị số ∆t tăng sẽ tăng cường truyền nhiệt từ không khí tới vậtlàm cho ẩm bốc hơi thoát vào không khí dưới tác dụng của chênh lệch phân

áp hơi nước ở bề mặt vật và không khí

- Nhược điểm : chỉ sấy được ẩm tự do ,việc sấy ẩm liên kết rất khó khăn ,thờigian sấy dài nên vật sấy dễ hỏng do vi khuẩn

- Phương pháp này chỉ dùng để sấy một số vật liệu sấy không bị ô thiu ,mốc

ở nhiệt độ môi trường

- Phương pháp kết hợp gia nhiệt và hút ẩm :

Dùng chất hút ẩm răn : không chỉ được thổi qua lớp chất hút ẩm rắn

để giảm độ chứa hơi ,sau đó calorife để gia nhiệt rồi đưa vào buồng sấy Dùng phương pháp này không khí vào buồng sấy có nhiệt độ cao

và độ ẩm tương đối thấp nên khi tiếp xúc với với vật sấy sẽ tăng đáng

kể tốc độ bốc hơi ẩm, giảm thời gian sấy Tuy vậy phương pháp này không thích hợp với vật lieu không cho phép nứt ,cong vênh và vật liệu dày

Dùng bơm nhiệt để hút ẩm và gia nhiệt : dùng bơm nhiệt trong phương pháp này rất thích hợp Không khí được đi qua giàn lạnh ,hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ và thoát ra ngoài làm cho độ chứa hơi giảm Sau đó không khí qua giàn nóng của bơm nhiệt để gia nhiệt

đẳng dung ẩm làm cho nhiệt độ tăng lên, độ ẩm tương đối giảm Dùngphương pháp này ta có thể duy trì nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí thích hợp Tuy nhiên dùng phương pháp này nhiệt độ môi chất sấy thấp thường gần nhiệt độ môi trường vì vậy chỉ thích hợp vớimột số vật liệu ,không lấy được các vật liệu dễ bị vi khuẩn làm hỏng

ở nhiệt độ môi trường : ôi, thiu, mốc …

4. Khái quát về thiết bị sấy

4.1 Thiết bị sấy đối lưu :

- Thiết bị này sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây là phương pháp phổ biếnnhất Thiết bị sấy bao gồm : thiết bị sấy buồng ,thiết bị sấy hầm ,thiết bị sấy tầng sôi ,thiết bị sấy khí động ,thiết bị sấy tháp ,thiết bị sấy thùng quay,thiết

bị sấy phun

4.1.1 Phòng sấy

- Phòng sấy thường làm việc theo phương pháp gián đoạn ở áp suất khí

quyển Thiết bị thường gồm từ một hoặc một vài phòng sấy Vật liệu đượcsắp xếp trên các giá của xe goòng ,xe goòng được đưa vào và lấy ra ở cửa phòng bằng tay hoặc bằng tời nhờ động cơ

 Nạp vật liệu vào ,tháo vật liệu ra ,tổn thất nhiệt lớn vì phải

mở cửa phòng

 Điều kiện làm việc nặng nhọc

 Không đảm bảo vệ sinh

 Khó kiểm tra quá trình

 Tổn thất nhiệt lớn vì nhiệt lượng của tác nhân sấy không được

sử dụng triệt để (đặc biệt là giai đoạn cuối của quá trình sấy)

4.1.2 Hầm sấy :

- Hầm sấy làm việc ở áp suất khí quyển ,dùng tác nhân sấy là khói lò hoặc không khí nóng ,vật liệu được xếp trên các khay của xe goòng.Xe goòng được di chuyển chậm dọc theo hầm nhờ người đẩy hoặc dùng tời đẩy một

xe vào hầm thì đầu kia có một xe ra

- Thời gian lưu của một xe trong hầm chính là thời gian sấy

Nhược điểm :

 Sấy không đồng đều giữa các lớp nguyên liệu do hiện tượngphân tầng không khí ,không được đảo vật liệu

 chi phí lao động cao , chất lượng sản phẩm chưa cao

4.1.3 Máy sấy kiểu băng tải

- Máy sấy kiểu băng tải gồm 1 phòng sấy hình khối hộp chữ nhật ,phía trong

có một hoặc một số băng vô tận chuyển động nhờ tang quay chủ động và bịđộng

- Máy sấy có một băng thì sấy không đều vì vật liệu không được đảo trộn Do

đó thiết bị có nhiều băng tải được sử dụng nhiều hơn

- Máy sấy kiểu băng tải thường dùng trong công nghệ thực phẩm để sấy cácloại rau ,quả ,sấy ngủ cốc ,sấy bánh kẹo …

4.1.5 Máy sấy kiểu băng gấp khúc

- Băng tải gấp khúc thường là tấm lưới kim loại bền hóa học Loại thiết bị này thườn sấy bột nhão Quá trình sấy xảy ra rất mãnh liệt do bề mặt bay hơi rất lớn vì không khí nóng được tiếp xúc cả 2 phía của mặt băng ,chiều dày của lớpvật liệu được đốt nóng thêm bởi các thành lưới của kim loại ,giữa vật liệu và thành băng có các khe nứt do đó bề mặt bay hơi lại càng lớn

- Trong công nghiệp hóa chất ,thực phẩm thường dùng máy sấy có băng chuyển động thẳng đứng và gấp khúc nhiều lần gọi là máy sấy liểu băng gấpkhúc

4.1.6 Máy sấy thùng quay

Ưu điểm :

 Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vậtliệu sấy và tác nhân sấy

 Cường độ sấy lớn có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi /m3.h

 Thiết bị gọn ,có thể cơ khí hóa và tự động hóa toàn bộ khấu sấy.Nhược điểm :

 Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn nên trongnhiều trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

4.2 Thiết bị sấy tiếp xúc

- Trong các máy sấy tiếp xúc nhiệt lương được truyền đến vật liệu sấy bằngcách cho vật liệu tiếp xúc trực tiếp với bề mặt được đốt nóng

4.2.1 Tủ sấy chân không :

- Là loại máy tiếp xúc đơn giản nhất, làm việc gián đoạn

4.2.2 Máy sấy chân không có cánh khuấy

- Máy sấy chân không kiếu này thường dùng để sấy các chất màu

Ưu điểm :

 Do có cánh khuấy nên quá trình sấy tăng nhanh ,dễ thao tác

 Có thể thu hồi được dung môi nếu có giá trị kinh tế hoặc gây ô nhiễm môi trường ,có thể thu hồi được sản phẩm ở dạng bột

Nhược điểm :

 Làm việc gián đoạn

 Thiết bị cồng kềnh và phúc tạp chi phí cho vận hành cao

4.2.3 Máy sấy 2 trục lăn :

- Thường dùng để sấy dung dịch huyền phù, hay bột nhão, thích hợp cho vậtliệu không cho phép sấy lâu như các chất bột màu, các chất dẻo …

4.3 Thiết bị sấy bức xạ

- Sấy bằng tia bức xạ thường được dùng để sấy bề mặt sơn, sấy vật liệu dạngsợi, sấy chất dẻo, sấy các sản phẩm bằng gỗ, sấy thực phẩm …Cơ chế của quá trình sấy bằng tia bức xạ là : các tia bức xạ xuyên sâu vào trong các vậtliệu sấy có cấu tạo mao quản xốp với độ sâu từ 0.1đến 0.2mm và được hấp thụ hoàn toàn do phản xạ vì hấp thụ nhiều lần

4.3.1 Sấy bằng tia bức xạ kiểu đèn

- Nhược điểm : hiệu suất thấp ,tiêu tốn nhiều điện năng, do đó trong sản xuất hạn chế sử dụng Nhưng trong nhiều trường hợp lại kinh tế hơn so vớisấy tiếp xúc và đối lưu vì thời gian sấy ngắn, thiết bị sấy đơn giản

4.3.2 Thiết bị sấy có bộ phận bức xạ bằng kim loại hay sành sứ

- Dùng các nhiên liệu rắn, lỏng, khí…để đốt một bộ phận kim loại hay bằng sành sứ chịu nhiệt và các bộ phận này phát ra tia bức xạ hồng ngoại, dùng

nó để sấy nhiên liệu

Ưu điểm :

 Sấy vật liệu mỏng như bề mặt sơn thì rất nhanh ,

 Thiết bị có cấu tạo rất đơn giản, dễ điều chỉnh nhiệt độ sấy

 Tổn thất nhiệt ra môi trường ítNhược điểm :

 Tiêu tốn năng lượng lớn

 Vật liệu đốt nóng không đều do sấy nhanh trên bề mặt ,nhiệtdẫn sâu vào trong bề mặt chậm

4.4 Sấy bằng dòng điện cao tần

- Nếu vật liệu sấy dược đặt giữa 2 bản điện cực với dòng điện có tần số cao thìvật liệu sẽ được đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của nó

Nhược điểm :

 Năng lượng tiêu tốn lớn do đó giá thành đắt hơn so với sấyđối lưu từ 3 đến 4 lần thiết bị phức tạp ( phải có máy tạo dòngcao tần ) nên thực tế ít dùng

4.5 Thiết bị sấy thăng hoa

- Sấy thăng hoa là tách ẩm từ vật liệu ,ẩm ở trạng thái rắn (bằng nước đá), thành hơi không qua trạng thái lỏng Muốn vậy phải sấy vật liệu ở trong môitrường có độ chân không cao nhiệt độ sấy có thể đạt -15°C

Ưu điểm

 Thu được sản phẩm có chất lượng cao

 Không làm biến chất albumin

 Không xẩy ra các quá trình vi sinh, giữ nguyên các vitamin nhưlúc còn tươi

 Giữ nguyên thể tích ban đầu của vật liệu sấy nhưng xốp hơnnên dễ hấp thụ nước để trở lại dạng ban đầu

- Sấy thăng hoa được dùng để sấy thực phẩm như : sữa, rau, quả

Nhược điểm :

 Giá thành đắt, thiết bị phức tạp, vốn đầu tư lớn nên ở nước ta mới có các máy sấy thăng hoa cỡ nhỏ được dùng trong sản xuấtdược phẩm

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN

XUẤT CÓ CHỨA HỆ THỐNG SẤY

1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất

2. Thuyết minh quy trình

- Lựa chọn và phân loại nguyên liệu: Tỏi tươi phải đồng đều về kích thước, màu sắc, độ chín sinh lý, đặc biệt không bị dập nát hay hư thối, các phần bêntrong đảm bảo chất lượng

- Làm sạch, để ráo: Rửa sạch tỏi tươi để laoji bỏ đất hay cắt bỏ lớp ngoài cùng, cắt cuống cho gọn Sau khi rửa cần để ráo ở điều kiện thường khoảng4-6 tiếng

- Lên men:

Cho tỏi vào máy, đặt nhiệt độ ở 80-100oC, độ ẩm 100% trong vòng

1-3 tiếng để giải phóng mùi hăng của tỏi, hoát hóa các enzyme, loại bỏ các vi sinh vật

Cho máy chạy ở nhiệt độ từ 72-78oC, độ ẩm 60-70% trong vòng 5-7ngày

Chuyển nhiệt độ sang 60-69oC, độ ẩm 50-60% liên tục trong

- Bảo quản: Tỏi được kiểm tra chất lượng và đem đi đóng gói, dán nhãn

- Sản phẩm: Tỏi đen thu được sẽ có vỏ màu sang, thịt tỏi chuyển sang màunâu đen đến đen, vị chua chua ngọt ngọt và có mùi thơm

CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT BỊ SẤY

1 Cấu tạo hệ thống sấy hầm

- Vật liệu

Kém chịu nhiệt và khó khô

Thường ở dạng rời xếp lớp như các loại hạt ,củ ,quả cắt lát ,chè ,rau

…Vật liệu sấy được đặt trên các giá (khay ) của xe goòng

- Cấu tạo hầm : Cấu tạo hầm rất đơn giản gồm một hoặc một số hầm sấy đặt song song liền kề nhau

Các khay được xếp trên xe goòng ,xe treo ,trên băng tải

Vật sấy cùng phương tiện vận chuyển vào ở đầu hầm và ra ở cuối hầm

Đầu và cuối hầm sấy có khoang xép để nạp và lấy từng xe một

Xe goòng được di chuyển chậm dọc theo hầm nhờ người đẩy hoặc dùng tời đẩy một xe vào đầu này hầm thì ở đầu kia hầm có một xe ra

TNS chuyển động ngược chiều hoặc cùng chiều với vật sấy

Hệ thống quạt vận chuyển tác nhân và bộ phận ra nhiệt được lắp bên ngoài hoặc ngay trên nóc hầm

Calorifer cũng có thể lắp trong hầm sấy

Một hầm sấy có thể dài từ 10-30 m (chiều dài hầm sấy gấp nhiều lầnchiều rộng và chiều cao của hầm) đặc trưng dài 20 m có 12-15 xe goòng với tổng sức chứa 5000 kg nguyên liệu Trong đó VLS và TNS thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm

- Hình thức trao đổi nhiệt : là đối lưu cưỡng bức(dòng chuyển động do ngoại lực tác dụng) vì trong hầm sấy tác nhân sấy phải lưu thông mới có thể

chuyên chở lượng ẩm và gia nhiệt cho vật liệu sấy, nếu đối lưu tự nhiên thì không thể đối lưu hết được mà cần phải có sự trao đổi nhiệt Có thể thiết kế quạt, bơm để vận chuyển tác nhân sấy cưỡng bức trao đổi nhiệt bên trong vàbên ngoài hầm sấy

- Thời gian lưu của một xe trong hầm chính là thời gian sấy

- Ở đây em chọn hệ thống sấy hầm có vật liệu sấy là tỏi – cho ẩm, còn tácnhân sấy là không khí – nhận ẩm và đi ngược chiều nhau

2. Các bước tính toán hệ thống sấy hầm

2.1 Các thông số cơ bản ban đầu:

- G1 là lượng vật liệu ẩm đi vào máy sấy 2660 kg/tuần

- Độ ẩm ban đầu: W1 = 59%

- Độ ẩm cuối: W2 = 14%

- Nhiệt độ tác nhân sấy lúc vào thiết bị sấy: t1 = 61oC

- Thời gian sấy: 4h

- Hơi nước có áp suất: p = 2.5 at

- Phương thức sấy: ngược chiều

2.2 Tính năng suất sấy trong 1 giờ

- Nguyên liệu là tỏi đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm ban đầu W1 = 59% và độ

ẩm sau khi sấy là W2 = 14%

- Gọi T là thời gian làm việc trong 1 tuần của hầm sấy (h)

P là hệ số tổn thất VLS

Khi đó giả thiết:

Thời gian làm việc trong 1 tuần là 6 ngày, mỗi ngày làm 24 giờ, P = 0%

Ta chọn chế độ sấy như sau:

- Hệ thống sấy (HTS) hầm không khí hồi lưu và tác nhân sấy (TNS) là khôngkhí nóng, đi ngược chiều với VLS

- Thời gian sấy: 4h/mẻ

- Lượng VLS trong một khay: 2kg/khay

- Nhiệt độ của TNS khi vào hầm sấy là: t1 = 61oC

- Thông số không khí ngoài trời ta lấy nhiệt độ độ ẩm trung bình cả năm tạitỉnh Thái Bình là: to = 23.3oC và φo = 86% ( Bảng VII.1/99/

- Giả sử nhiệt độ TNS lúc ra khỏi hầm là t2 Lúc đó ta có t2 ∈ ( to , t1) hay to <

t2 < t1 tức 23.3 < t2 < 61 Khi chọn t2 sao cho độ ẩm tương đối thỏa mãn 80%

< φ20 < 90%

4. Xác định thông số trước và sau Calorifer

4.1 Thông số của TNS trước khi vào Calorifer

Với thông số ngoài trời: t0 = 23.3oC ; φ = 86%

Ta xác định các thông số còn lại của không khí như sau:

- Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ to = 23.3oC là:

4.2 Thông số của TNS sau khi rau khỏi Calorifer hay trước khi vào hầm sấy

- Entanpy của không khí: