Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS 12 với năng suất 10kg nguyên liệu sữa chua mẻ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒCHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU - TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU - TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS-12 VỚI NĂNG SUẤT 10

KG NGUYÊN LIỆU SỮA CHUA/MẺ

GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: LÊ MINH TIẾN

LÝ HỮU TRÍ

SKL009151

Trang 2

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ: 2022-18116123

NGHIÊN CỨU - TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ

TẠO HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS-12 VỚI NĂNG SUẤT 10 KG NGUYÊN LIỆU SỮA

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ: 2022-18116123

NGHIÊN CỨU - TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ

TẠO HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS-12 VỚI NĂNG SUẤT 10 KG NGUYÊN LIỆU SỮA

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC

PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

1 Tên đồ án: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa

năng suất 10 kg nguyên liệu/mẻ

2 Nhiệm vụ của đồ án:

- Tính toán, thiết kế các thiết bị trong hệ thống sấy thăng hoa bao gồm tính toáncác thông số kích thước, các bộ phận phụ trợ và hệ thống mạch điện điều khiển

thông số kỹ thuật như nhiệt độ, áp suất và thời gian sấy

Đề ra các biện pháp an toàn và đảm bảo độ bền thiết bị

3 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 15/01/2022

4 Ngày hoàn thành đồ án: 09/08/2022

5 Họ và tên người hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG

Phần hướng dẫn: Toàn bộ khóa luận Nội dung và yêu cầu đồ án môn học đã được thông qua bởi

Trưởng Ngành Công nghệ Thực phẩm

Trang 5

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Tấn Dũng

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 6 tháng nỗ lực thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính toán,

thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa năng suất 10kg nguyên liệu sữa chua/mẻ” đã hoàn thành Ngoài sự cố gắng học hỏi, nghiên cứu của bản thân, chúng

tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, động viên từ phía nhà trường, thầy cô, bạn bè vàgia đình

Đầu tiên, chúng tôi xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Công nghệ Hóa học vàThực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh đã tận tình dạybảo, xây dựng những kiến thức cơ bản cần thiết trong suốt 4 năm học tập tại trường,tạo tiền đề và điều kiện thực hiện thành công đồ án tốt nghiệp này

Nhóm chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Tấn Dũng,Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình triển khai vàhoàn thành đồ án

Nhóm chúng tôi cũng không quên gửi lời cảm ơn đến các anh chị đi trước đãchỉ bảo những thiếu sót về kiến thức và kinh nghiệm thực tế để nhóm chúng tôi cóthể hoàn thành được hệ thống thiết bị sấy thăng hoa tự động điều khiển bằng IoT.Một lần nữa, chúng tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những người đã giúp đỡchúng tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Mặc dù chúng tôi đã có nhiều cố gắng để hoàn thành đồ án nhưng với thờigian, khả năng hạn chế và đây là lần đầu tiên chúng tôi bước vào nghiên cứu, tínhtoán, thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rấtmong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 08 năm 2022

Trang 6

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốtnghiệp là của riêng chúng tôi Chúng tôi xin cam đoan các nội dung tham khảotrong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

Trang 7

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Đào tạo Chất lượng cao

Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA 2018

(HƯỚNG DẪN )

năng suất 10kg nguyên liệu sữa chua/mẻ

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, tính toán và chế tạo

Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa DS-12

Chương 4: Bản vẽ thiết kế và chế tạo hệ thống sấy

Chương 5: Tính toán và thiết kế hệ thống điều khiển

Chương 6: Thử nghiệm, hiệu chỉnh và đánh giá chất lượng hệ thống sấy qua

sản phẩm

Chương 7: Tính kinh tế

Kết luận và kiến nghị

Hành văn: Trôi chảy

Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: Có sử dụng

Trang 8

phẩm có chất lượng, ứng dụng vào công nghệ sản xuất Nội dung:

- Phương pháp tham khảo tài liệu, phân tích tổng hợp của quá trình sấy thăng hoa

chất, cân bằng năng lượng

tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượngtốt Cho phép khảo nghiệm các loại nguyên liệu để xây dựng thông số công nghệ làm cơ

sở khoa học để xây dựng tự động hóa quá trình sấy thăng hoa

đáp ứng những nhu cầu trong thực tiễn sản xuất, thay thế hàng ngoại nhập, giảm vốn đầu

tư, góp phần phát triển nền kinh tế đất nước

Vì lần đầu nhóm thực hiện nghiên cứu chế tạo máy nên hệ thống sấy thăng hoa nên còn một số thiết sót

Được

Trang 9

Bổ sung thêm để được bảo vệ

giá

Giá trị khoa học (khái niệm, phạm trù, cách tiếp cận , 25

1

có hay không có sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại)

Giá trị công nghệ (công nghệ, qui trình, sản, cách tiếp 25

cận …) hoặc cách thức lựa chọn và thiết kế, phương

pháp tính cân bằng vật chất

2

Khả năng ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất ) 5

Khả năng chuyển giao công nghệ (chuyển giao quy trình 5công nghệ, chuyển giao sử dụng thiết bị…)

Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy 5

đủ/đa dạng…)

3 Sử dụng các công cụ và các phương pháp phân tích thực 10

nghiệm, phương pháp tính toán phù hợp để thu thập vàđánh giá dữ liệu thực nghiệm

Các dữ kiện nghiên cứu (độ tin cậy, cách xử lý số liệu ) 20

Trang 10

KHÓA 2018

(PHẢN BIỆN)

1 Tên khóa luận: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa

DS-12 năng suất 10kg nguyên liệu sữa chua/mẻ

Số tài liệu tham khảo: 38; Phần mềm tính toán: Microsoft Excel 2020

Bố cục: Luận văn có bố cục rõ ràng, kết cấu phù hợp Viết: viết theo đúng 7 Ưu

điểm của luận văn:

Hành văn: Hành văn phù hợp với văn phong khoa học Câu cú rõ ràng, mạch lạc

Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: thuật ngữ được sử dụng chính xác và thích hợp

7 Những ưu điểm của khóa luận:

Mục tiêu của khóa luận:

Mục tiêu của khóa luận được xác định rõ ràng, phù hợp với quy mô của khóa

luận Bao gồm

Nội dung:

Nội dung rõ ràng, mạch lạc và gắn với mục tiêu đã xác định

Nội dung luận văn được xác định phù hợp với chủ đề, có bố cục rõ ràng,

logic Bao gồm tổng quan, phương pháp, kết quả tính toán thiết kế, tính toán chi

phí và kết luận

Trang 11

Tồng quan tài liệu phù hợp với nội dung, có lượt khảo đối tượng nghiên cứu,sản phẩm liên quan và phương pháp sử dụng Đã tiến hành so sánh công nghệ

và thiết bị sấy thăng hoa trong và ngoài nước

Phương pháp:

Phương pháp được sử dụng phù hợp bao gồm phương pháp nghiên cứu tài liệu, tính toán, sử dụng các mô hình toán học và vật lý, các phương trình thông dụng được sử dụng trong thiết kế, có tiến hành thiết kế, tính toán sức bền, gia công cơ khí, bố trí các nghiệm thức để đánh giá các thông số kỹ thuật cần thiết Đặc biệt, sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả

Kết quả và biện luận:

Khóa luận đã tính toán được các thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trìnhthiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa cho cơ chất sữa chua Đồng thời tính toánthiết kế sơ đồ điện, điều khiển tự động Kết quả thực nghiệm đã tìm ra các thông

số vận hành của hệ thống để tối ưu hóa chi phí vận hành

Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn và triển vọng của đề tài:

Đề tài có ý nghĩa khoa học, là xây dựng được bộ thông số kỹ thuật cần thiết choquá trình thiết kế và chế tạo Tìm các thông số vận hành để tối ưu hóa chi phí

Khóa luận làm rõ việc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để bảo quản sảnphẩm, đồng thời cung cấp những kiến thức và kỹ năng cần thiết về công nghệ sấycho các ngành liên quan đến công nghệ thực phẩm

Kết quả của khóa luận có thể được chuyển giao, giúp các doanh nghiệp cóthêm một lựa chọn để nâng cao chất lượng sản phẩm, đa dạng hóa sản phẩm vàứng dụng công nghệ phù hợp trong sản xuất

8 Những thiếu sót của khóa luận:

Cần kiểm tra lại lỗi chính tả, lỗi đánh máy (ví dụ: xã đông ) Điều chỉnh lại chúthích Q4 ở trang 66 (lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của thành nước khôngđóng băng trong sản phẩm)

Cần bổ sunng vào mục 2.1 tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN 5603:2008 CAC/RCP

1-1969, REV.4_2003 và cần tham khảo thêm: QCVN 02-02:2009 / BNNPTNT Cơ

Trang 12

Phương pháp: Cần viết gọn lại, bỏ đi các phần mang tính chất lượt khảo.

các tài liệu nào, tra cứu như thế nào Các đoạn 1, 2, 3 mang tính chất lượt khảo nênchuyển sang chương 1 Tiến hành tương tự cho mục 2.5

+Mục 2.4.3.1 cần bổ sung phương pháp xác định mức tiêu tốn năng lượng vàcần xác định mức năng lượng cho toàn bộ quá trình sấy thăng hoa (từ làm đôngđến xả băng) Nên làm rõ chỉ tính năng lượng làm bay hơi nước trong quá trìnhsấy hay tính chi phí năng lượng cho toàn bộ mẻ sấy (từ làm lạnh sản phẩm chođến khi xả đông nước ngưng tụ - đóng băng), nếu tính năng lượng cho toàn bộ

mẻ sấy: cần tính chi phí điện năng dựa trên tổng năng cần thiết, bao gồm tích củacông suất (làm nóng, làm đông, bay hơi, hút và duy trì độ chân không, sấy nângnhiệt, hóa đá, năng lượng xả đá) và số giờ làm việc của từng loại

Mục 6.11m 6.1.2: nên chuyển sang phương pháp nghiên cứu

Cần chỉ rõ nguồn tham khảo xác định Ks trong tính toàn đọng sương cho bề mặt dày cách nhiệt ở trang 73

Cần mô tả các thông số cảm quan và hóa lý của sản phẩm sau sấy

Phụ lục 1: Tên “Đồ thị I-d cho môi chất lạnh R22”, cần điều chỉnh lại là “Đồ thị lgP-h của R22”

9 Đề nghị của người phản biện

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

vệ Bảo vệ vào đợt khác

10 Câu hỏi của người phản biện (ít nhất 02 câu hỏi)

Trình bày cơ sở lựa chọn môi chất R22 trong tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa?

Tại sao phải dùng thiết bị ngưng tụ làm đông trong quá trình sấy thăng hoa? Trình bày phương pháp tính toán giá điện và điện năng tiêu thụ cho quá trình sấy thăng hoa?

11 Đánh giá của người phản biện:

Trang 13

STT Nội dung đánh giá Điểm tối đa Điểm đánh

giá

Giá trị khoa học (khái niệm, phạm trù, cách tiếp cận ,

1

Giá trị công nghệ (công nghệ, qui trình, sản, cách tiếp

2

Khả năng ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất ) 5 4

Khả năng chuyển giao công nghệ (chuyển giao quy trình

công nghệ, chuyển giao sử dụng thiết bị…)

Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy

đủ/đa dạng…)

3 Sử dụng các công cụ và các phương pháp phân tích thực

nghiệm, phương pháp tính toán phù hợp để thu thập và 10 8đánh giá dữ liệu thực nghiệm

Các dữ kiện nghiên cứu (độ tin cậy, cách xử lý số liệu ) 20 19

Ghi chú: Xếp loại (theo điểm trung bình cuối cùng): Xuất sắc: 95-100 điểm; Tốt: 85-94 điểm; Khá: 70-84 điểm;

Đạt: 50-69 điểm; Không đạt: < 50 điểm

12 Ý kiến và kiến nghị khác:

Ngày tháng năm 2022Người phản biện

Trang 14

KHÓA 2018

(THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG)

giá

1

2

Khả năng ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất…) 5 5

Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy

3 đủ/đa dạng…)

Khả năng trình bày khóa luận trước hội đồng đánh

30

Trang 15

4 Hình thức, bố cục của powerpoint (đẹp, rõ ràng, tài liệu 5 5

tham khảo đầy đủ/đa dạng…)

Ghi chú: Xếp loại (theo điểm trung bình cuối cùng): Xuất sắc: 95-100 điểm; Tốt: 85-94 điểm; Khá: 70-84 điểm; Đạt:

50-69 điểm; Không đạt: < 50 điểm

Trang 17

KHÓA 2018

giá

1

2

Trang 18

Trang 19

6 Ý kiến và kiến nghị khác:

Ngày 20 tháng 08 năm 2022Thành viên Hội đồng

Trang 20

KHÓA 2018

giá

1

2

30

Trang 21

Trang 23

KHÓA 2018

giá

1

2

Trang 24

Trang 25

Trang 26

KHÓA 2018

giá

1

2

Trang 27

Trang 29

KHÓA 2018

giá

1

2

Trang 30

Trang 31

Trang 32

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa 1 Hình 1.2 Hệ thống sấy thăng hoa DS-9 (version 48) 9 Hình 1.3 Hệ thống sấy thăng hoa DS-10 10 Hình 1.4 Hệ thống sấy thăng hoa Ultra 35 Super ES 11 Hình 1.5 Tình hình thị trường tiêu thụ sữa chua trên toàn thế giới (2021) 15 Hình 1.6 Tình hình tiêu thụ sữa chua ở Châu Âu (2020) 16 Hình 1.7 Tình hình tiêu thụ sữa chua ở Châu Phi 17 Hình 1.8 Quy trình sản xuất sữa chua 18 Hình 1.9 Quy trình sấy thăng hoa sữa chua 22 Hình 1.10 Buồng sấy thăng hoa sữa chua 25 Hình 1.11 Thiết bị ngưng tụ - đóng băng 26 Hình 1.12 Máy bơm hút chân không 8CFM HBS RS-4-R32 27 Hình 2.1 Khu công nghiệp AMATA Đồng Nai 29 Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán sữa chua sấy thăng hoa 42 Hình 2.3 Chuyển động trong gia công phay 49 Hình 2.4 Các phương pháp ép 52 Hình 2.5 Hàn hơi gió đá 56 Hình 3.1 Cấu tạo lớp vỏ ba lớp của buồng thăng hoa 73

Hình 3.2 Chu trình lạnh hai cấp nén, bình trung gian có ống xoắn, làm mát hoàn

toàn, có hai lần tiết lưu. 76 Hình 3.3 Đồ thị nhiệt động chu trình lạnh hai cấp nén 78 Hình 3.4 Phân tích quá trình hóa tuyết trên giản đồ ba pha của nước 81 Hình 3.5 Sự biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt. 92

Trang 33

Hình 3.6 Đồ thị biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt của bình trung gian 105 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng 118 Hình 3.8 Hệ thống sấy thăng hoa DS-12 tự động điều khiển bằng IoT 127 Hình 5.1 Các mạch điện điều khiển mạch động lực của hệ thống sấy thăng hoa

C 142 Hình 6.3 Quan hệ y 1 = f (x 1 ) và y 2 = f(x 1 ) khi x 2 = 34 giờ 144 Hình 6.4 Quan hệ y 1 = f (x 2 ) và y 2 = f(x 2 ) khi x 1 = 30 o C 144 Hình 6.5 Quan hệ y 1 = f (x 1 ) và y 2 = f(x 1 ) khi x 2 = 32 giờ 146 Hình 6.6 Quan hệ y 1 = f (x 2 ) và y 2 = f(x 2 ) khi x 1 = 30 o

C 146 Hình 6.7 Màn hình cảm ứng của hệ thống sấy thăng hoa DS-12 148 Hình 6.8 Thiết bị đèn báo trong hệ thống sấy thăng hoa DS-12 149 Hình 6.9 Sản phẩm sữa chua sau khi sấy thăng hoa 150

Trang 34

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học sữa chua 12 Bảng 2.1 Thực nghiệm với x 2 , x 3 = const 46 Bảng 2.2 Thực nghiệm với x 1 1opt

, x 3 = const 46 Bảng 2.3 Thực nghiệm với x 2 , x 3 = const 46 Bảng 2.4 Thực nghiệm với x 1 1opt

, x 3 = const 47 Bảng 3.1 Các thông số trạng thái của chu trình hệ thống lạnh cần thiết kế, chế

Bảng 3.2 Kết quả tính toán kích thước buồng sấy (lạnh đông) 125 Bảng 3.3 Kết quả tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ - đóng băng 126 Bảng 6.1 Thí nghiệm với x 2 = 36 giờ 140 Bảng 6.2 Thí nghiệm với x 1 = 32 o

Trang 35

DANH MỤC KÝ HIỆU

nguyên

Trang 36

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấythăng hoa nhiệt độ thấp năng suất 10kg sữa chua/mẻ Các thông số ban đầu được sửdụng cho quá trình tính toán: độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối của nguyên liệu sữachua lần lượt là 88% và 5%, khối lượng riêng của nguyên liệu sữa chua là 1031 kg/

tr=25°C; t=23°C; d = 0,0202 kg/kgkk; h = 81,76 kJ/kgkkk Hệ thống sấy thăng hoađược chế tạo bao gồm: buồng sấy dạng hình hộp chữ nhật có kích thước 532 mm x

442 mm x 600 mm, gồm 5 tấm truyền nhiệt và 10 khay sấy, vách buồng sấy là inoxSUS304 dày 4 mm, vách ngoài làm bằng inox 201 dày 2 mm, ở giữa là lớp cáchnhiệt polyurethane foam dày 80 mm, có tất cả 6 gân chịu lực làm bằng inox 201; bộphận cấp nhiệt là điện trở tấm, có tất cả 5 tấm tạo nhiệt và 3 tấm điện trở trên 1 tấmtạo nhiệt, công suất mỗi tấm điện trở là 120W; bơm chân không có công suất 1HP;thiết bị ngưng ẩm dạng hình trụ, đường kính là 0,2 m, chiều dài là 0,41 m, và sổ ốngđồng là 27 ống; máy nén lạnh gồm 2 máy nén có công suất điện 1 HP; dàn nóng cócông suất 1/4 HP Toàn bộ hệ thống được điều khiển kết hợp bằng tay và tự động

Hệ thống cảm biến và bộ điều khiển nhiệt độ được thiết kế phù hợp có thể tự độngđóng, mở các quá trình gia nhiệt khi nhiệt độ đạt yêu cầu, tiết kiệm điện năng Sauchế tạo, chúng tôi tiến hành sấy mẫu nguyên liệu sữa chua để kiểm tra và hiệu chỉnhthiết bị, mẫu được sấy đến độ ẩm muốn, mong không bị nứt, cong, đảm bảo đượctính chất cảm quan, giữ được màu sắc và hương vị đặc trưng

Trang 37

MỤC LỤC iix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Cơ sở khoa học sấy thăng hoa 1 1.1.1 Định nghĩa sấy thăng hoa 1 1.1.2 Nguyên lí sấy thăng hoa 1 1.1.3 Ưu, nhược điểm của kĩ thuật sấy thăng hoa 3 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa 3 1.1.5 Các biến đổi vật lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến quá trình sấy

thăng hoa 6 1.1.6 Một số hệ thống sấy thăng hoa 7 1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về lĩnh vực sấy thăng hoa 7 1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước về lĩnh vực sấy thăng hoa 10

1.4 Nguyên liệu sữa chua 12

1.5 Công nghệ về sấy thăng hoa Sữa chua 22

1.5.1 Quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua 22

1.5.2 Thuyết minh quy trình 22

1.6 Thiết bị của hệ thống sấy thăng hoa sữa chua 25

1.6.1 Buồng thăng hoa 25

1.6.2 Thiết bị ngưng tụ-đóng băng 25

Trang 38

1.6.3 Bơm chân không 26

1.6.4 Hệ thống đo lường và điều khiển 27

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO 28

2.1 Quy hoạch mặt bằng xây dựng nhà xưởng và lắp đặt hệ thống 28

2.2 Đối tượng nghiên cứu và tính toán 40

2.3 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán 42

2.4 Phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống 42

2.5 Gia công chế tạo 47

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS-12 62

3.1 Tính toán hệ thống thiết bị sấy thăng hoa sữa chua 62

3.1.1 Tính toán buồng lạnh đông 62

3.1.2 Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh đông sản phẩm 90

3.1.3 Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa 110 3.1.4 Tính toán hệ bơm chân không 120 3.1.5 Xác định thời gian xả băng 122 3.1.6 Kiểm tra tính bền cho buồng sấy và thiết bị ngưng tụ - đóng băng 123 3.2 Kết quả 125 CHƯƠNG 4: BẢN VẼ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY 128

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 134

5.1 Yêu cầu của hệ thống điều khiển 134 5.2 Tự động điều khiển hệ thống sấy thăng hoa 134 CHƯƠNG 6: THỬ NGHIỆM, HIỆU CHỈNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

HỆ THỐNG SẤY QUA SẢN PHẨM 140

6.1 Thử nghiệm 140 6.2 Hiệu chỉnh thiết bị 147

Trang 39

CHƯƠNG 7: TÍNH KINH TẾ 151

7.1 Chi phí đầu tư lắp đặt hệ thống thiết bị sấy 151 7.2 Tính toán kinh tế cho sản phẩm 152 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 154

PHỤ LỤC 156

Phụ lục 1 Đồ Thị lgP - h của môi chất lạnh R22 156 Phụ lục 2 Bảng hơi ẩm R22 157 Phụ lục 3 Tính chất lý hóa của nước trên đường bão hòa 160 Phụ lục 4: Chương trình điều khiển tự động 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO 171

Trang 40

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sữa chua là một trong những chế phẩm từ sữa phổ biến nhất trên thế giới và đãđược con người tiêu thụ hàng trăm năm nay Là loại thực phẩm bổ dưỡng, sữa chua

có thể giúp tăng cường một số khía cạnh về sức khỏe của người sử dụng Một ví dụđiển hình là sữa chua đã được chứng minh có khả năng làm giảm nguy cơ mắc cácbệnh liên quan đến bệnh tim mạch chuyển hóa và loãng xương, cũng như hỗ trợtrong việc kiểm soát cân nặng Tuy nhiên, thời hạn sử dụng của sữa chua còn nhiềuhạn chế: thời gian bảo quản tối đa là 2 tháng, nên được sử dụng trong 1-2 tuần vàphải dùng hết sau khi mở bao bì Ngoài ra, việc vận chuyển và tiêu thụ sữa chuadạng lỏng trong điều kiện môi trường không kiểm soát còn nhiều bất cập Vậy nên,việc tìm ra một công nghệ chế biến bảo quản sữa chua là cần thiết

Để đáp ứng được nhu cầu bảo quản lâu, tăng tính tiện dụng và nhanh chóngkhi sử dụng, quá trình nghiên cứu và phát triển các công nghệ bảo quản sữa chua đã

ra đời: công nghệ bảo quản lạnh và các công nghệ sấy Để sữa chua giữ được cácđặc tính sinh học vốn có của nó, không bị mất đi các giá trị dinh dưỡng thì các kỹthuật sấy sử dụng nhiệt thông thường có thể làm biến tính và phá hủy các chất dinhdưỡng Chính vì thể để đáp ứng được với yêu cầu khắt khe giữ được tính toàn vẹncủa các chất dinh dưỡng trong sữa chua thì kỹ thuật sấy thăng hoa là kỹ thuật có thểđáp ứng được Tuy nhiên, công nghệ sấy thăng hoa ở VN chưa được phổ biến vàcòn nhiều hạn chế: máy móc linh kiện phải nhập ngoại, giá thành cao, đòi hỏi phải

có kĩ thuật chuyên môn

Từ những luận điểm đã nêu ở trên, chúng tôi đã tiến hành “Nghiên cứu, tính

toán, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa” với mong muốn tạo ra một hệ

thống sấy có ứng dụng thực tiễn phục vụ cho lợi ích của các doanh nghiệp

2 Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS-12 với năngsuất 10kg sữa chua/mẻ

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng của nghiên cứu: Hệ thống sấy thăng hoa DS-12 dùng để sấy các thựcphẩm tạo ra các sản phẩm chất lượng cao

Giới hạn của nghiên cứu: Đề tài tập trung tính toán thiết kế chế tạo hệ thống sấythăng hoa DS-12 với năng suất nguyên liệu sữa chua là 10kg/mẻ

4 Nội dung nghiên cứu

Tiêu đề	Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS 12 với năng suất 10kg nguyên liệu sữa chua mẻ
Tác giả	Lê Minh Tiến, Lý Lưu Trí
Người hướng dẫn	PGS. TS. Nguyễn Tấn Dũng
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Thực phẩm
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	252
Dung lượng	9,75 MB