Đồ án thiết kế phân xưởng sấy lúa mì

Đối với Việt Nam Hiện nay diện tích gieo trồng lúa mì ở việt nam còn rất thấp , một phần do nước ta quen với cây lúa nước là cây lương thực chính , một phần do điều điện đất đai, khí hậ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẤY LÚA MÌ NĂNG XUẤT

2000KG NGUYÊN LIỆU/CA

Chương 1 Lập luận kinh tế kĩ thuật

1.1 Lập luận kinh tế kĩ thuật

1.1.1 Tình hình thu hoạch lúa mì của Thế Giới và Việt Nam

1.1.1.1 Đối với Thế Giới

Trong năm 2014 sản lượng thu hoạch lúa mì toàn cầu giảm nhẹ - Theo dự đoán mớinhất của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), sản lượng lúa mìtoàn cầu năm 2014 sẽ đạt mức 702 triệu tấn, giảm 13,4 triệu tấn (tương đương 1,9%) sovới năm 2013 nhưng vẫn là mùa vụ lớn thứ hai từ trước đến nay Nguyên nhân chủ yếu là

do Canada, quốc gia được dự báo có diện tích gieo trồng bị thu hẹp do giá lúa mì trong

nước giảm và năng suất quay lại mức trung bình sau khi đạt mức cao kỉ lục năm 2013

EU, khu vực có diện tích lúa mì lớn nhất thế giới, đã trải qua thời tiết ấm áp trái mùa

trong suốt vụ đông Tổng sản lượng lúa mì của khu vực này năm 2014 dự đoán sẽ đạt143,7 triệu tấn, tương đương với mức sản lượng của năm 2013 Tại Hoa Kỳ,dự báo tổngsản lượng lúa mì của Hoa Kỳ năm 2014 sẽ đạt 57 triệu tấn

Ở châu Á, việc thu hoạch lúa mì năm 2014 tại khu vực tiểu vùng Đông Á đã đượctiến hành và có những triển vọng vô cùng lạc quan tại các khu vực chính nhờ có điều kiệnthời tiết tương đối thuận lợi Ở Trung Quốc, sau các đợt khô hạn kéo dài suốt tháng 3,những cơn mưa đến vào tháng 4 đã giúp cải thiện tình hình gieo trồng Báo cáo mới nhấtcủa tổ chức FAO cho biết tổng sản lượng lúa mì năm 2014 (cả vụ đông và vụ xuân) làkhoảng 122 triệu tấn, tương đương mức sản lượng năm ngoái

1.1.1.2 Đối với Việt Nam

Hiện nay diện tích gieo trồng lúa mì ở việt nam còn rất thấp , một phần do nước ta

quen với cây lúa nước là cây lương thực chính , một phần do điều điện đất đai, khí hậu.Theo báo cáo mới nhất của chính phủ năm 2014 sẽ có đề cương chuyển đổi 1 phầnđất trồng lúa nước ở khu vưc đồng bằng sông Hồng thành đất trồng lúa mì Giảm bớt

gánh nặng cho việc hằng năm nước ta phải nhập 1 lượng lớn sản lượng lúa mì trong khixuất khẩu lúa nước đứng nhì Thế Giới Đây là một điều nghịch lý trong bối cảnh kinh tếkhó khăn hiện nay

1.1.2 Tình hình tiêu thụ sản phẩm lúa mì

1.1.2.1 Đối với thế giới

Trong năm 2014 lượng tiêu thụ lúa mì thế giới bình quân đầu người giữ nguyên ở mức

hơn 67kg/năm Trong đó, các nước đang phát triển tiêu thụ khoảng 350 triệu tấn, tăng1,3% so với mùa vụ 2013/14, với mức tiêu thụ bình quân đầu người là 60kg/năm.Trong

số các quốc gia đông dân nhất trên thế giới, Trung Quốc được dự báo có mức tiêu thụbình quân đầu người là 64kg/năm, trong khi đó Ấn Độ có sự tăng nhẹ lên 61,5kg/năm dotình hình sản xuất trong nước có sự tăng trưởng

Tổng lượng lúa mì được dùng làm thức ăn chăn nuôi mùa vụ 2014/15 được dự đoánđạt 133,5 triệu tấn, tăng khoảng 3,7% so với mùa vụ 2013/14; trong đó chủ yếu tăng tạicác nước EU, vốn là thị trường tiêu thụ lúa mì làm thức ăn chăn nuôi lớn nhất thế giới,ước tính đạt 50 triệu tấn, tăng 8% so với năm trước

1.1.2.2 Đối với Việt Nam

Năm 2012 chỉ trong 6 tháng đầu năm nhập khẩu lúa mì của Việt Nam niên vụ

2012/13 đạt 2,4 triệu tấn, dự báo niên vụ 2013/14 nhập khẩu sẽ tăng lên đến 2,7 triệu tấn

do nhu cầu tiêu thụ và dự trữ tăng Nhập khẩu lúa mì từ Mỹ niên vụ 2012/13 đạt 120.000tấn và niên vụ 2013/14 dự kiến đạt 150.000 tấn

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa tăng vọt, các công nhân làm việc nhiều giờ liền, số bếp ăn ở nhà máy phát triển theo Kết quả là người tiêu dùng Việt Nam có xu thế quay về với thức ăn nhanh để tiết kiệm thời gian Hơn nữa, việc quảng bá nếp sống phương tây đã khiến thực phẩm của người phương tây ngày càng tiêu thụ mạnh Tiêu thụ các sản phẩm chế biến từ lúa mì tăng trưởng mạnh từng bước thay thế lúa gạo vốn chiếm

ưu tế trong các bửa ăn Việt Nam

Bảng 1.1 Số lượng các loại thực phẩm từ lúa mì (tấn)

1.2.2 Lý do

+ Thái Bình là nơi không giáp núi thuận lợi cho giao thông đi lại cũng như vận chuyểnnguyên liệu lúa mì từ nơi thu hoạch về nhà máy

+ Giáp với đồng bằng sông Hồng đây là vựa lúa lớn thứ hai của nước ta

+ Có nguồn lao động dồi dào, nguồn lao động này có nhiều kinh nghiệm và truyền thốngtrong sản xuất, chất lượng lao động cao

+ Đồng bằng sông Hồng là nơi tập trung của nhiều nghành công nghiệp chế biến các sảnphẩm từ lúa mì, cũng như thức ăn chăn nuôi

Chương 2 Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

2.1 Tổng quan về nguyên liệu lúa mì

2.1.1 Phân loại lúa mì

+ Lúa mì là loài cây không ưa nóng và chịu lạnh nên được trồng nhiều hơn cả ở cácnước khí hậu lạnh như Nga, Mỹ, Úc, Canada

+ Lúa mì rất đa dạng và phong phú, khoảng 20 dạng Chúng khác nhau về cấu tạo bông,hoa, hạt và một số đặc tính khác Dựa vào độ cứng của hạt chia lúa mì thành: Lúa mìmềm (Triticum aeam) và lúa mì cứng (Triticum durum)

a)Lúa mì mềm (Triticum aestivum)

Hình 2.1 Lúa mì mềm (Triticum aestivum)

Là dạng trồng nhiều nhất Chiếm khoảng 86-89% diện tích lúa mì trên thế giới

Nó gồm cả loại có râu và không râu Râu lúa mì mềm không hoàn toàn xuôi theobông mà hơi ria ra xung quanh bông Hạt dạng gần bầu dục, màu trắng ngà hay hơi

Hình 2.2 Lúa mì cứng (Triticum durum).

Nó được trồng ít hơn mì mềm Bông dày hạt hơn Hầu hết các loại mì cứng đều córâu Râu dài và ngược lên dọc theo trục của bông Hạt mì cứng thuôn dài, màu vàngđôi khi hơi đỏ Nội nhũ trắng trong Độ trắng trong thường khoảng 95 - 100%

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo và thành phần hóa học của hạt lúa mì

2.1.2.1 Đặc điểm cấu tạo

Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phía lưng và phía bụng Phía lưng là phíaphẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt

Hình 2.3 Hạt lúa mì

Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nộinhũ và phôi

Bảng 2.1 Bảng phân bố các thành phần có trong hạt lúa mì

Vỏ là một bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóahọc từ bên ngoài Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose, licnhin,không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quátrình chế biến bột mì càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt

+ Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 4 - 6% khối lượng toàn hạt Lớp vỏ quả của

hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trìnhđập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt

+ Vỏ hạt: Chiếm 2-2,5% khối lượng hạt, gồm ba lớp tế bào, một lớp biểu bì dày bênngoài, một lớp chứa các sắc tố, lớp biểu bì mỏng bên trong.Vỏ hạt có cấu tạo rất bền

và dai

b)Lớp alơrông

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn cóthành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2,PP

c) Nội nhũ

Nằm sát lớp alơrông Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủyếu để sản xuất ra bột mì Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứađầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muốikhoáng và vitamin

Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alơrôngthì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản

d) Phôi

Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khánhiều chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 25% protein,18% các gluxit hoà tan, 16% chất béo Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đềutập trung ở phôi Phôi chiếm khoảng 2.53.5% khối lượng hạt.

2.1.2.2 Thành phần hóa học của hạt lúa mì

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của hạt lúa mì

a) Glucid -Tinh bột: chiếm từ 50-73%.

+ Dextrin: chiếm từ 1-5% Glucid bột mì.

Dextrin ít liên kết với nước nên bột làm bánh mì có hàm lượng dextrin cao sẽ làm ruộtbánh mì ướt và kém đàn hồi

+ Pentozan: chiếm từ 1,2-3,5% Glucid bột mì.

Pentozan tan hấp thu lượng nước lớn làm tăng độ dính độ nhớt của bột ảnh hưởng xấuđến chất lượng bánh mì.Pentozan không tan, trương nở trong nước tạo thành dịch keo.+ Ngoài ra glucid của tinh bột còn có 0,1-2,3% là cellulose, 2-8% hemicellulose và một

số loại đường như glucose,fructose,maltose

b) Protein

+ Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6-25,8% Ngoàiprotein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033-0,061%

+ Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gliadin

và glutenin Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì Haiprotein này không hòa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành mộtkhối dẻo đàn hồi gọi là gluten Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau Đối

với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20 ^ 25% khối lượng hạt.Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ giãn đứt cao.

c) Chất béo

+ Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo Theo Ivanop thì sự phân bố chất béo trong

hạt chủ yếu tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít Thành phần chất béo của lúa

mì bao gồm axit béo no và không no

+Chất béo chia thành lipid có cực và lipid không cực

Lipid có cực: tập trung ở lớp biên giới khí/lỏng khi nhào bột,có khả năng giữ lại bọtkhí,chống lại sự hợp bọt,làm tăng thể tích bánh,tạo cấu trúc lỗ đều hơn cho bánh mì Lipid không cực bao phủ protein,hạn chế quá trình tiếp xúc giữa protein và nước, hạnchế sự hình thành mạng gluten,giảm thể tích bánh

f) Các enzyme

Trong lúa mì còn có một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men oxyhóa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza a-amylases và P-amylases

2.1.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của nguyên liệu lúa mì đưa về sản xuất

Lúa mì khi nhập về nhà máy phải qua công đoạn kiểm tra xác định độ ẩm, màu sắc

trạng thái hạt, thành phần tạp chất có trong khối hạt lúa mì:

+ Trạng thái hạt: hạt to, có màu đặc trưng, hạt không bị nảy mầm

+ Độ ẩm : thường vào khoảng 30-35%

+ Hàm lượng tạp chất không được quá 4%

2.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm lúa mì

+ Mùi vị: mùi bình thường.

+ Màu sắc: sáng tự nhiên.

+ Độ ẩm: độ ẩm của hạt lúa mì thông thường từ 10 - 14% Độ ẩm hạt luá ảnh hưởng rất

lớn đến quá trình bảo quản hạt Thông thường để tồn trữ hạt tốt độ ẩm phải đạt < 14%

+ Tạp chất: tạp chất trong lúa mì thông thường chiếm khoảng 2 - 6%, bao gồm các tạp

chất vô cơ và hữu cơ như rơm, rác, cát đá, sạn, kim loại, hạt các loại khác không phải làhạt lúa mì, mảnh hạt lúa vỡ, hạt lép Các tạp chất này phải được tách ra trước khi đưalúa vào nghiền

+Dung trọng: là khối lượng của khối hạt có thể tích bằng 1m3 Đây là chỉ tiêu cần thiếtcho việc tính toán đến năng suất và chất lượng làm việc của hệ thống thiết bị cũng nhưquá trình bảo quản hạt Dung trọng càng cao chất lượng khối hạt càng tốt: hạt chắc, ít tạpchất dẫn đến hiệu suất thu hồi bột cao, chất lượng tốt Khối lượng riêng của lúa mì trongkhoảng 730 - 840 kg/m3

+ Độ trắng trong: hạt lúa mì thường có màu sắc trắng trong và trắng đục Hạt trắng

trong thường cấu tạo cứng hơn và hạt trắng đục có cấu tạo xốp hơn Hạt có độ trắngtrong cao thì chứa nhiều protein quyết định đến chất lượng bột mì Thông thường hạttrắng trong chiếm > 40% Độ trắng trong càng cao thì tính chất công nghệ của hạt càngtốt Trong quá trình nghiền thô ta thu được nhiều tấm để nghiền thành bột

Trong chế biến người ta chia mức độ trắng trong của khối hạt thành ba loại:

- Độ trắng trong thấp: < 40%

- Độ trắng trong trung bình: 40 - 60%

- Độ trắng trong cao: > 60%

+ Hàm lượng gluten ướt: là khôi lượng khối dẻo đàn hồi do lượng protein hút nước nở

ra tạo thành Hàm lượng gluten ướt quyết định độ dẻo dai của bột mì Chất lượng của cácsản phẩm làm từ bột phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng này

Chương 3 Chọn và thuyết minh dây chuyền sản xuất

Lúa mì tươi

Kiểm tra cỡ hạt

Sàng-phân loại

Sấy Làm nguội

3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất

Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền sấy lúa mì

3.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

a) Cấu tạo

Sàng tạp chất gồm 2 tầng sàng có kích thước lỗ khác nhau:

+Tầng (1) nghiêng 180 so với mặt phẳng nằm ngang, đường kính lỗ

sàng=8mm

+ Tầng (2) nghiêng 80 so với mặt phẳng nằm ngang, đường kính lỗ sàng = 2 mm

Trên hai mặt sàng có bi cao su, hỗ trợ cho việc ma sát mặt sàng tốt, đat hiệu suất cao

Bộ truyền động dây đai và bánh đà được đặt dưới tầng sàng 2

b) Nguyên tắc hoạt động

Sàng chuyển động xoay tròn, bộ phận truyền động bằng dây cura

Nguyên liệu rơi tự do vào ngõ nhập liệu (6) đi vào tầng trên (1) sàng thô, mặt sàng giữlại các tạp chất thô như rơm, dây nilon, đá có kích thước lớn hơn hạt lúa mì Sau đó,hạt sẽ rơi xuống tầng sàng (2), tại đây các tạp chất mịn và nhỏ hơn hạt lúa mì sẽ lọt qua

lỗ sàng và đi xuống đáy sàng, các tạp chất nhẹ còn lẫn trong hạt lúa mì sẽ được húttheo đường máy hút (8), phần hạt sạch di chuyển ra ngõ

thoát liệu (7)

c) Thông số kĩ thuật của máy tách tạp chất

- Chiều cao: 1.2 m

- Diện tích bề mặt sang : 1 m X 1.4 m

- Công suất : 1.1 kw

- Năng suất : 2.5 tấn/giờ

- Vận tốc 600 vòng/phút

Hình 3.3 Mấy tách tạp chất

d) Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và hiệu suất sàng

- Diện tích bề mặt của sàng là một yếu tố quan trọng, lỗ sàng bị bít, nguyên liệukhó lọt được qua lưới sàng, chuyển động xoay tròn của các sàng, vận tốc phải xoayphải phù hợp với lượng lúa trên mặt sàng, thì nguyên liệu mới lọt qua sàng, đạt hiệusuất cao Ngoài ra, độ nghiêng của sàng cũng phải thích hợp để vật liệu trượt trênmặt sàng và lượng gió hút tạp chất phải điều chỉnh vừa đủ để không hút lúa theochiều gió

- Biên pháp khắc phục

Bề mặt sàng luôn được vệ sinh

Kiểm tra tốc độ quay của sàng

Lưu lượng lúa đưa lên sàng phải ổn định, không gây nghẹt đường ống cũng như mặtsàng

3.2.2 Làm sạch kim loại

3.2.2.1 Mục đích

Nhằm tách kim loại còn lẫn ra khỏi khối hạt lúa mì giúp:

+ Loại bỏ mối nguy vật lý khi sản xuất bột mì, tăng chất lượng bột thành phẩm

+ Tránh làm mòn trục nghiền làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của máy nghiền

(3) Nam châm điện

(4) Trống quay

(5) Máng hứng tạp chất sắt

(6) Bộ phận thu hồi hạt lúa mì

Hình 3.4 Máy phân loại bằng từ tính

b) Nguyên tắc hoạt động của máy

Khi máy làm việc, động cơ hoạt động sẽ kéo theo trống quay (4) quay tròn quanh namchâm (3) Nguyên liệu được cho vào mấy phân loại thông qua bộ phận tiếp liệu (1) Chảytừng lớp mỏng trên bề mặt trống quay Tạp chất sắt sẽ bị nam châm (3) hút và di chuyển

về cuối bộ phận máng hứng tạp chất sắt (5) Hạt lúa mì sạch không bị hút bởi nam châmtrượt dài trên bề mặt trống quay rơi ra ngoài và được thu hồi tại bộ phận thu hồi (6) Bụitrong quá trình phân loại sẽ được thoát ra ngoài theo ống thoát bụi (2)

c) Các biến đổi

+ Vật lý: Sắt bị hút bởi nam châm và tách ra khỏi khối lúa mì.

+ Hóa học: Làm giảm lượng kim loại có trong khối hạt.

a) Cấu tạo của máy

Thùng sàng dạng hình nón cụt (đường sinh 10-150), hình trụ, hay lăng trụ lục giác (đặtnghiêng 4-70 so với phương ngang) Lưới sàng dạng đan, thanh ghi hay được đột lỗ.Chiều dài thùng L được xác định theo công thức:

Trong đó: Hệ số k=8-10

H: là chiều cao lớp vật liệu trong thùng (m)

Trong thùng sàng người ta bố trí các lưới sàng theo vòng tròn đồng tâm hay xếp lưới kếtiếp nhau để tăng hiệu quả của quá trình phân loại

Bao gồm 3 tầng sàng có kích thước lỗ khác nhau:

+ Lớp trong cùng với đường kính lỗ sàng =3.5 mm

+ Lớp giữa với đường kính lỗ sàng =2 mm

+ Lớp ngoài cùng với đường kính lỗ sàng= 1.5 mm