Chuyên Đề Hầm Sấy Khoai Mì

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí: Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 6

1- Tổng quan về phương pháp sấy 6

1.1 Bản chất của sấy 6

1.2 Phân loại 6

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 6

CHƯƠNG 2:CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 8

A Công Nghệ Sấy Khoai Mì 8

2.1- Tổng quan về nguyên liệu 8

2.1.1 Đặc điểm cây sắn 8

2.1.2 Tình hình trồng sắn 8

2.2 Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn 9

2.2.1 Phân loại 9

2.2.2 Cấu tạo củ 9

2.2.3 Thành phần hóa học của củ sắn 11

2.2.3.1 Chất dinh dưỡng có trong củ 11

2.2.3.2 Các hợp chất khác 13

2.3 Đánh giá chất lượng của củ sắn 16

2.3.1 Phương pháp cảm quan 16

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm để xác định hàm lượng tinh bột có trong củ 17

2.4 Vấn đề về bảo quản củ sắn 17

B Chọn Và Thuyết Minh Quy Trình Công Nghệ 18

2.5 Phương pháp và chế độ sấy 18

2.6 Chọn Quy Trình Công Nghệ 18

2.7 Thuyết minh qui trình sấy 19

Chương 3:TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 21

I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 21

1.1 Vật liệu sấy 21

1.2 Tác nhân sấy: không khí nóng 22

II- TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 24

2.1 Cân bằng vật chất 24

2.2 Thiết bị chính 24

2.2.1 Xe goòng 24

2.2.2 Hầm sấy 26

2.3 Cân bằng năng lượng 27

2.3.1 Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy 27

2.3.2 Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải 27

2.3.2.1 Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi 27

2.3.2.2 Nhiệt tổn thất do khay sấy 27

2.3.3 Nhiệt tổn thất ra môi trường qm 28

2.3.3.1 Nhiệt tổn thất ra tường qt 28

2.3.3.2 Tính nhiệt tổn thất qua trần hầm sấy 34

2.3.3.3 Nhiệt tổn thất qua nền 37

2.3.3.4 Nhiệt tổn thất qua cửa 37

2.3.3.5 Nhiệt tổn thất do mở cửa 39

III TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 40

Chương 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 43

4.1 Tính Caloripher 43

4.2 Tính và chọn quạt 49

4.2.1 Trở lực từ quạt đến caloripher 49

4.2.2 Trở lực caloripher 50

4.2.3 Trở lực caloripher đến hầm 50

4.2.4 Trở lực đột mở khi vào hầm sấy 51

4.2.5 Trở lực do áp động đầu ra của quạt 52

4.2.6 Trở lực hầm sấy 52

4.2.7 Trở lực xe goòng 53

4.2.8 Trở lực đốt thử tại hầm và ống hút 54

4.2.9 Trở lực ống cong 90o C 55

4.2.10 Trở lực áp đông đầu vào của quạt hút 55

4.2.11 Trở lực ống dẫn khí ra khỏi hầm 55

4.3 Tính và chọn động cơ kéo tời 56

KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cây sắn (Khoai mì) 8

Hình 2.2: Cấu tạo mặt cắt ngang của củ sắn 10

Hình 2.3: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét 12

Hình 2.4: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với sự xúc tác enzym tyrosinase 15

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ 18

Hình 3.1: Đồ thị H-x của không khí ẩm 22

Hình 3.2: Phân bố nhiệt độ qua tường hầm sấy 27

Hình 3.3: Đồ thị sấy thực 39

Hình 4.1: Caloripher khí-hơi 42

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc điểm một số giống sắn 9

Bảng 2.2: Tỷ lệ % (theo khối lƣợng) của các thành phần có trong củ sắn 11

Bảng 2.3: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn 13

Bảng 3.1: Bảng tóm tắt 22

Bảng 3.2 : Giá trị nội suy 36

Bảng 3.3: Bảng cân bằng nhiệt 41

Bảng 4.1: Bảng tóm tắt 48

MỞ ĐẦU

Cây sắn (hay còn gọi là cây khoai mì) là một trong những loại cây lương thực có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ) Ở nước ta cây sắn được du nhập vào khoảng thế kỷ 18 và được trồng ở khắp nơi từ Bắc đến Nam Cùng với việc trồng từ lâu nhân dân ta đã biết chế biến củ sắn làm lương thực cho người và làm thức ăn cho gia súc

Trong các loại cây lương thực, sắn là cây trồng cho nguồn nguyên liệu có khả năng chế biến sản phẩm vào loại phong phú nhất Sản phẩm từ cây sắn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế và đời sống Giá trị từ cây sắn chỉ thực sự gia tăng khi được chế biến Chính vì vậy trên thị trường giá sắn nguyên liệu mới được tăng lên gần đây, kéo theo sự quan tâm trở lại của bà con nông dân sau nhiều năm thăng trầm của việc phát triển cây sắn

Tuy nhiên, trong điều kiện quỹ đất có hạn, sự cạnh tranh giữa các loại cây trồng ngày càng gay gắt thì dù nhu cầu thị trường đối với sản phẩm của cây sắn ngày càng tăng, giá ngày càng cao thì khả năng mở rộng diện tích trồng sắn cũng không nhiều Hướng phát triển của cây sắn chủ yếu để đáp ứng nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước là thâm canh tăng năng suất để đạt giá trị tổng sản lượng ngày càng tăng Bên cạnh đó, việc đầu tư cho khâu chế biến để tăng giá trị sản phẩm cũng là công việc rất cần phải giải

quyết Đây chính là lý do chính để em lập đồ án “thiết kế thiết bị sấy khoai mì xắt lát

năng suất 2500kg nguyên liệu sấy/mẻ”

Để sấy khoai mì xắt lát ta có rất nhiều phương pháp như sấy buồng, sấy hầm… Ở

đồ án này, do yếu tố khách quan là địa điểm xây dựng được đặt tại Thành Phố Hồ Chí Minh nên việc áp dụng phương pháp sấy hầm là thích hợp nhất

độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian

1.2 Phân loại

Phân loại các phương pháp sấy theo phương thức cung cấp nhiệt:

Phương pháp sấy đối lưu

Phương pháp sấy bức xạ

Phương pháp sấy tiếp xúc

Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần

Phương pháp sấy thăng hoa

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí: Trong các điều kiện khác nhau không đổi như

độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ sấy Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng

và mất giá trị cảm quan của sản phẩm

Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí: Tốc độ chuyển động của không khí

có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá t nh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh

Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm tương đối của không khí

cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại

Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy vỡ

Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta

chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như: nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắc hay lỏng lẻo

CHƯƠNG 2:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

A Công Nghệ Sấy Khoai Mì

2.1- Tổng quan về nguyên liệu

Hình 2.1 Cây sắn (Khoai mì)

2.1.1 Đặc điểm cây sắn

Cây sắn hay còn gọi là cây khoai mì là cây lương thực ưa ấm nên được trồng nhiều ở

những nước có khí hậu nhiệt đới, có tên khoa học là Manihot esculenta Crantza

Vùng Đông Nam Bộ là địa bàn trọng điểm sản xuất sắn hàng hóa với ưu thế vốn có về khí hậu, đất đai, giao thông vận tải, cơ sở hạ tầng, số dự án đầu tư vào chế biến và tiêu thụ sắn của nước ngoài

Diện tích trồng sắn của Việt Nam trong những năm tới dự kiến sẽ không tăng nhiều Tuy nhiên, sẽ gia tăng năng suất và sản lượng do việc áp dụng trồng các giống sắn mới có năng suất củ tươi và năng suất bột cao, đồng thời với việc đẩy mạnh các biệnh pháp thâm canh như bón phân cân đối, trồng xen canh, có hệ thống canh tác thích hợp trên đất dốc

và rải vụ thu hoạch

Thời gian thu hoạch (tháng) 7 ÷ 12 6÷ 9 7 ÷ 12 6÷ 9 6÷ 9

2.2 Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn

- Giữ vai trò bảo vệ củ Có thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose

- Không có chứa tinh bột, chiếm 0,5% ÷ 2% trọng lượng củ

b Vỏ củ (Vỏ thịt)

- Dày hơn vỏ gỗ, có cấu tạo từ các lớp tế bào thành dày, thành tế bào có cấu tạo chủ yếu là cellulose, bên trong là hạt tinh bột, chất chứa Nitơ và dịch bào (nhựa) có ảnh hưởng tới màu của tinh bột khi chế biến

- Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme

- Vỏ củ có chứa từ 5% ÷ 8% hàm lượng tinh bột khi chế biến

- Ngoài các lớp tế bào nhũ mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột (cấu tạo từ cellulose) cứng như gỗ gọi là xơ Loại tế bào này thường thấy ở đầu cuống của củ sắn lưu niên và những củ biến dạng trong quá trình phát triển

Bảng 2.2: Tỷ lệ % (theo khối lượng) của các thành phần có trong củ sắn ([7])

Hàm lượng tinh bột trong củ khoai mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện khí hậu, giống, thời gian thu hoạch, bảo quản… nhưng quan trọng nhất là thời gian thu hoạch Chẳng hạn như: sắn 6 tháng thì thu hoạch khoảng từ tháng 10 ÷ 11 là tốt nhất (thời gian thu hoạch phụ thuộc vào giống sắn) sẽ cho năng suất và hàm lượng tinh bột cao nhất Còn nếu thu hoạch sớm thì năng suất củ thấp, lượng tinh bột ít, lượng chất hòa tan cao Còn thu hoạch trễ quá thì hàm lượng tinh bột sẽ giảm, thành phần xơ tăng, một phần tinh bột bị thủy phân thành đường để nuôi mầm non

Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34m Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi khi sử dụng chúng làm nguyên liệu trong chế biến thực phẩm như:

- Tinh bột khoai mì không có mùi nên rất thuận tiện khi sử dụng chúng cùng với các thành phần có mùi trong thực phẩm

- Tinh bột khoai mì trong nước sau khi được gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm có dạng sệt trong suốt nên rất thuận tiện trong việc sử dụng chúng cùng với các tác nhân tạo màu khác

- Tỉ lệ amylopectin : amylose trong tinh bột khoai mì cao (80:20) nên gel tinh bột có

độ nhớt, độ kết dính cao và khả năng gel bị thoái hóa rất thấp

Hình 2.3: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét

b Đường

- Đường trong củ chủ yếu là glucose và một ít maltose, saccharose

- Trong quá trình chế biến các đường này sẽ hòa tan trong nước và theo nước dịch

Bảng 2.3: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn ([7])

- Củ sắn có chứa nhiều Vitamin C và Canxi

- Ngoài ra trong củ sắn còn có Vitamin B và nhiều loại khoáng khác

2.2.3.2 Các hợp chất khác

Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong củ sắn còn có chứa độc tố, tanin, sắc tố và các hệ enzyme phức tạp Đây là những chất gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng tinh bột sau này (chủ yếu về màu sắc)

a Độc tố

Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng cyanogenic glucoside gồm 2 loại linamarin

- Độc tố này được phát hiện lần đầu bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin

- Dưới tác dụng của dịch vị có chứa HCl hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy

và giải phóng ra acid cyanhydric là chất độc đối với người

C10H17O6N + H2O C6H12O6 + (CH3)2O + HCN

- Lotaustralin có công thức phân tử là C11H119O6N và công thức cấu tạo là:

Sự phân bố chất độc trong củ sắn không đều: cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa

củ, lớp vỏ thịt chứa nhiều HCN hơn cả kế đến là lõi sắn, phần thịt sắn có chứa chất độc ít hơn

Các glucoside này hòa tan tốt trong nước nên trong quá trình sản xuất tinh bột, độc tố

sẽ theo nước dịch thải ra ngoài Vì vậy mặc dù sắn đắng có hàm lượng độc tố cao nhưng sản phẩm tinh bột từ sắn vẫn có thể sử dụng làm thực phẩm

Do các glucoside này tập trung nhiều ở vỏ củ do đó khi chế biến nên tách dịch bào nhanh để không ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột sau này vì HCN sẽ tác dụng với Fe cho ra muối cyanate sắt có màu xám làm đen bột

b Enzyme

Các enzyme trong sắn tới nay chưa được nghiên cứu kỹ Người ta cho rằng trong số các enzyme có trong củ sắn thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzym có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sắn trong quá trình bảo quản và chế biến

Khi chưa đào lên, các enzyme này trong củ sẽ hoạt động yếu và ổn định nhưng khi đào củ lên thì các enzyme này có điều kiện để hoạt động mạnh, khi đó enzyme polyphenoloxydase sẽ xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol tạo octorinon sau đó tổng hợp các chất không có bản chất phenol (các acid amine) tạo ra các sản phẩm có màu Trong nhóm enzyme polyphenoloxydase có những enzyme oxy hóa các monophenol

mà điển hình là tyrosinase xúc tác sự oxy hóa acid amin tyrosine tạo ra quinon tương ứng Các quinon sau một loạt chuyển hóa sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin Đây

là một trong những nguyên nhân làm cho thịt sắn có màu đen (dân gian gọi là chạy nhựa)

Hình 2.4: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với sự xúc tác của enzym tyrosinase

Ngoài tyrosinase, các enzyme oxy hóa khử khác cũng góp phần làm tổn thất chất khô

c Tanin

- Hàm lượng tanin trong sắn ít nhưng sản phẩm oxy hóa của tanin là chất flobafen

có màu đen khó tẩy

- Ngoài ra phản ứng giữa tanin với sắt tạo tanat sắt có màu đen cũng khó tẩy

2.3 Đánh giá chất lượng của củ sắn

Có hai phương pháp để đánh giá chất lượng của củ sắn

2.3.1 Phương pháp cảm quan

Xác định củ tốt xấu (có chạy nhựa hay không) và xác định tương đối hàm lượng tinh bột có trong củ

a Dùng phương pháp cảm quan để xác định củ mới và cũ

- Bẻ đôi củ sắn, nhìn vào bề mặt cắt ngang: nếu củ trắng tươi thì tốt có thể để lại sản xuất sau

- Nếu củ bị quầng đen, xám hay xanh đen tức là củ “chạy chỉ” nên đưa vào sản xuất ngay

b Dùng phương pháp cảm quan để xác định đúng tuổi sắn thu hoạch

- Chọn củ sắn trung bình trong khóm sắn rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực vừa phải để bẻ gẫy và thấy thịt sắn chắc và khô, màu thịt củ trắng đục thì có thể coi như là đã thu hoạch sắn đúng tuổi, tỷ lệ tinh bột sẽ đạt ở mức cao

- Nếu ta bẻ củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt củ sắn có màu vàng nhạt tuy chắc thịt nhưng phần giữa củ ướt và trong thì đó là sắn còn non và lượng tinh bột thu được

sẽ ít

- Nếu dùng nhiều sức mới bẻ gãy được củ hoặc củ bẻ mà không gãy đôi tức là củ thu hoạch lúc quá tuổi, lúc đó củ có xơ nhiều và lượng tinh bột cũng đã giảm

c Dùng phương pháp cảm quan thống kê trong thu mua sắn nguyên liệu

- Củ nhỏ và ngắn (chiều dài khoảng 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhất dưới 1,5cm) không quá 4%

- Củ dập nát và gẫy vụn không quá 3%

- Lượng đất và tạp chất tối đa từ 1,5% ÷ 2%

- Không có củ thối

- Củ có dấu vết chạy nhựa nhỏ hơn 5%

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm để xác định hàm lượng tinh bột có trong củ

- Dùng loại cân thực nghiệm do Thái Lan thiết kế

- Cân này hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa tinh bột và nước

- Qua nhiều lần khảo sát và từ các số liệu thu được hàm lượng tinh bột tương ứng với mỗi lần là 5kg củ

2.4 Vấn đề về bảo quản củ sắn

Trong quá trình bảo quản, sắn tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và

vi khuẩn gây nên nhất là đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát

Một số phương pháp bảo quản khoai mì tươi:

- Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là hạn chế sự hoạt động của các enzyme oxy hóa, một trong những nguyên nhân làm hư hỏng

củ Yêu cầu hầm phải kín hoàn toàn, phải có mái che để tránh nước chảy vào

- Bảo quản bằng cách phủ cát khô: chọn củ có kích thước đều, không bị dập nát xếp thành luống cao 0,5 ÷ 0,6m, rộng 1,2 ÷ 1,5m, chiều dài khoảng 4m Sau đó phủ đều cát lên, chiều dày lớp cát ít nhất là 20cm

- Bảo quản bằng cách nhúng hoặc phun dung dịch nước vôi 0,5%, sau đó dùng trấu hoặc cát phủ kín đống khoai mì, bảo quản theo phương pháp này có thể bảo quản trong 15 ÷ 25 ngày

Theo tài liệu [8] sắn mua về không nên để quá 48 giờ sau thu hoạch nên ta phải chọn chế độ thu mua thích hợp để có thể chế biến trong vòng 24 giờ nhằm tránh trường hợp hư hỏng và giảm chất lượng tinh bột của củ

B Chọn Và Thuyết Minh Quy Trình Công Nghệ

2.5 Phương pháp và chế độ sấy

 Lựa chọn phương pháp sấy: Trong mỗi phương pháp sấy sẽ có nhiều phương

thức khác nhau Ở đồ án sấy này phương pháp sấy được sử dụng là cấp nhiệt theo cách đối lưu (tức là việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự nhiên hay cưỡng bức), môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt

 Chọn chế độ sấy: liên tục

2.6 Chọn Quy Trình Công Nghệ

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ

2.7 Thuyết minh qui trình sấy

 Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị

chính và thiết bị phụ Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị như sau:

 Qui trình sấy: được thuyết minh như sau

Nguyên liệu: Khoai mì được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào xe

gòong Các xe gòong được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéo nên việc vận chuyển xe gòong và hầm sẽ thuận tiện và dể dàng hơn), đóng cửa hầm, tác nhân sấy được đưa vào hầm và quá trình sấy bắt đầu Sau mỗi 30 phút, mở cửa vào và cửa ra của hầm sấy Dùng tời kéo xe gòong ra khỏi hầm đồng thời đẩy một xe gòong mới vào hầm Tiếp tục tiến hành như vậy sau 6 giờ ta sấy xong 1 mẻ với năng suất 2,5 tấn khoai mì/mẻ

Tác nhân sấy: Không khí bên ngoài được đưa vào caloriphe nhờ quạt đẩy Tại

caloriphe không khí được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết (caloriphe dùng chất tải nhiệt là hơi nước) Sau đó không khí được dẫn vào hầm sấy Nhiệt độ không khí tại đầu hầm sấy phải được sao cho phù hợp với vật liệu đem sấy (phải nhỏ hơn nhiệt độ cao nhất

mà vật liệu có thể chịu được) Trong hầm sấy, không khí nóng đi xuyên qua các lỗ lưới của khay đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vật liệu sấy Ẩm của vật liệu sẽ bốc hơi nhờ nhiệt của dòng khí nóng trên Quạt hút được đặt cuối hầm sấy để hút tác nhân sấy ra khỏi hầm và đưa ra ngoài

 Yêu cầu:

Vật liệu phải đảm bảo chất lƣợng cao

Sản phẩm thu đƣợc:

Màu sắc: trắng đều, không có đốm nâu đen trên bề mặt

Độ ẩm: không quá 15%, phải giòn

Phải sạch tạp chất, không lẫn với cát, đất, bụi bẩn…

Tiêu tốn năng lƣợng ít và chi phí vận hành thấp

Chương 3:

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

Chọn kiểu thiết bị sấy như hình vẽ

Trong thiết bị này, quá trình sấy xảy ra ở trong hầm Kích thước cơ bản gồm chiều rộng Bh, chiều cao Hh và chiều dài Lh

I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

Độ ẩm ban đầu w1=40% (khối lượng)

Độ ẩm sau khi sấy w2=10% (khối lượng)

1.2 Tác nhân sấy: không khí nóng

-Trạng thái A: Trước khi vào Caloripher

Ở to = 27o

C có độ ẩm tương đối

Áp suất hơi bão hòa = exp{ } [3]

= exp{ } = 0.0355 bar=27mmHg

Thế P b1vào công thức [3] với  82% ta được hàm ẩm x0=0.0184(kg ẩm/kgkkk)

Áp suất hơi riêng phần: P h1 .P b1 =0,82.0,0355=0,0291 bar

Tra trên đồ thị không khí ẩm, xác định được nhiệt độ bầu ướt tư = 38,5oC

-Trạng thái C: Sau khi ra khỏi hầm sấy

Chọn t=45o

C và H1 =H2=149(kJ/kgkkk)

Ta tính được =0,0949 bar

Công thức tính hàm ẩm đƣợc rút ra từ công thức Entanpy:

II- TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

2.1 Cân bằng vật chất

Năng suất tính theo nguyên liệu vào:

Năng suất nguyên liệu cho 1 mẻ: G2 = G1 x = 3750 x 6 = 22500 (kg/mẻ) [4] Lƣợng ẩm bốc hơi: W G1G0=3750 - 2500= 1250 (kg/h) [4] Lƣợng không khí khô tổn thất:

Chiều cao toàn bộ của xe: hx=2,5m

Chiều cao làm việc của xe: h1=2,4m

Chiều dài xe: lx=2m

Chiều rộng xe: bx=1,5m

 Tính số khay trong mỗi xe goòng:

Khoảng cách giữa 2 tầng khay: h2=0,1m

(tầng khay)

Số tầng khay trong 1 xe:

Số khay trong 1 tầng: m= 1 khay

Số khay trong 1 xe goòng: S = m x n = 1 x 24 = 24 (khay)

 Lƣợng khoai mì trên mỗi xe goòng, mỗi khay chứa 50kg khoai mì:

gv = 50 x24 =1200(kg khoai mì)

= ~ 19 (xe) -Số xe goòng cần cho 1 mẻ sấy:

 Tính khối lượng xe goòng:

+ Khối lượng khung xe:

Cần 6 thanh đứng 2,6m; 4 thanh ngang 2,2m; 4 thanh dọc 1,5m Các thanh làm

Tổng khối lượng khung khay là: 0,5.(3.1,8+3.1,4)=4,8kg

Mỗi khay có tấm lưới ở đáy, kích thước lỗ 20 20 mm, làm bằng thép không gỉ, kích thước tấm lưới 1,8 1, 4  m; khối lượng 2kg/tấm

 Khối lượng 1 khay:

Gk=4,8+2=6,8 (kg)

 Tổng khối lượng khay trên 1 xe =6,8 x 24 =163,2(kg)

Khối lượng 1 xe goòng chưa chở khoai mì: 163,2 + 21,42 + 3,02 = 187,64 (kg)

Khối lượng 1 xe goòng có chở khoai mì: 187,64 + 1200=1387,64 (kg)

2.2.2 Hầm sấy

 Chiều dài hầm sấy: L h    n x l x L1 L2

Với L1 là khoảng cách 2 xe, L2 là khoảng cách 2 đầu hầm, thường lấy L1+ L2=0,5lx

 Lh = 19 x 2 + 0.5 x 2 = 39m

 Chiều rộng hầm sấy:

B h b x 2b1 1, 5 2 0, 05 1, 6    (m) [1] Với b1: khoảng trống bên hông xe tới vách tường

 Chiều cao hầm sấy:

Hh = hx + b2 = 2,5 + 0,1= 2,6 (m) Với b2: Khoảng cách từ trần hầm xuống khay xe

Chọn lại:

Chiều cao xe goong: 2,5 m

Chiều rộng xe: 1,5 (m)

Số khay chứa VLS: 24 khay

Chiều dày lớp vật liệu sấy trên khay: 0,06 (m)

Khoảng cách giữa các khay: 0,1 (m)

Chiều rộng hầm sấy: 1,6 (m)

Chiều cao hầm sấy: 2,6 (m)

 Như vậy phù hợp với giả thiết đã chọn

2.3 Cân bằng năng lượng

2.3.1 Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy

C C  u C u : nhiệt dung riêng sau khi ra khỏi hầm sấy (J/kg.độ)

CVLK =1,46 kJ/kg.độ: nhiệt dung riêng

2.3.2 Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải

2.3.2.1 Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi

C: nhiệt độ của xe khi ra khỏi hầm sấy

nx=19 xe: số xe trong hầm sấy

Gk=6,8 kg: Khối lƣợng mỗi khay

Ck=0,5kJ/kg.độ: Nhiệt dung riêng

t t tb t

d c

t t t

t t

-1: hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến tường nhám (W/m2.độ)

-2: hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài tường hầm sấy ra môi trường (W/m2.độ)

1

T h

Nu L



   : hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động cưỡng bức