TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY SẤY THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 300KG HẠT TIÊU ẨMH

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM VỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY SẤY THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 300KG HẠT TIÊU ẨMH DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC MÔN ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

HỆ THỐNG MÁY SẤY THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 300KG HẠT TIÊU ẨM/H

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7

1.1 Tổng quan về nguyên liệu hạt tiêu: 7

1.1.1 Tên gọi và phân loại khoa học 7

1.1.2 Màu sắc của hạt tiêu 8

1.1.3 Thành phần hóa học 9

1.1.4 Phân bố 9

1.2 Không khí và thời tiết của TP Hồ Chí Minh 10

1.2.1 Giới thiệu 10

1.2.2 Khí hậu, thời tiết 10

1.3 Tổng Quan Về Phương Pháp 12

1.3.1 Bản chất của quá trình sấy 12

1.3.2 Phân loại quá trình sấy 12

1.3.2.1 Phân loại theo phương thức truyền nhiệt 12

1.3.2.2 Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy 13

1.3.2.3 Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm 13

1.3.2.4 Thiết bị sấy thùng quay 13

1.4 Quy trình công nghệ sấy tiêu 15

1.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 15

1.4.2 Giải thích quy trình 16

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT-NĂNG LƯỢNG 20

2.1 Tính cân bằng vật chất 20

2.2 Tính cân bằng năng lượng 21

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 24

3.1 Tính các thông số của thiết bị chính 24

3.2 Tính bề dày cách nhiệt của thùng 25

3.3 Hệ số cấp nhiệt chung 29

3.3.1 Hệ số truyền nhiệt K 29

3.3.2 Tính bề mặt truyền nhiệt F 29

3.4 Tính trở lực qua thùng sấy 30

3.5 Chọn kích thước cánh đảo trong thùng 31

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 32

4.1 Tính caloriphe 32

4.1.1 Chuẩn số dòng nóng 33

4.1.2 Chuẩn số dòng lạnh 33

4.1.3 Hệ số truyền nhiệt của ống 36

4.1.4 Số ống trong caloriphe 36

4.1.5 Trở lực qua calorifer 36

4.2 Tính và chọn xyclon 37

4.3 Lọc túi vải 40

4.4 Tính trở lực và chọn quạt 41

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Cây tiêu 7

Hình 2: Hạt tiêu 8

Hình 4: Máy sấy thùng quay 12

Hình 5: Sơ đồ sấy nguyên liệu 16

Hình 7: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng 26

Hình 8: Diện tích phần chứa vật liệu trong thùng 30

Hình 9: Xyclon đơn 36

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2: Ký hiệu một số đại lượng 19

Bảng 3: Thông số tra từ đồ thị Ramzimd qua 3 điểm A, B, C 21

Bảng 4: Chọn các thông số sau: 22

Bảng 5: M theo d 23

Bảng 6: Các thông số của tác nhân sấy trong thùng sấy 24

Bảng 7: L/D theo chuẩn số Reynolds 25

Bảng 8: Các thông số của không khí bên ngoài thùng sấy 26

Bảng 9: Các bề dày thùng và vật liệu 27

Bảng 10: Các thông số dùng để tính kích thước cánh đảo trong thùng 30

Bảng 11: chọn các thông số ban đầu 31

Bảng 12: Kích thước cơ bản của xyclon đơn (đơn vị mm) 35

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một trong các nước có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời trên thế giới Hiện nay,nông nghiệp vẫn còn chiếm tỉ trọng khá cao trong cơ cấu kinh tế nước ta Mặc dù vậy, ngànhnông nghiệp vẫn chưa đem lại hiệu quả tương xứng với vị trí của nó trong nền kinh tế Nguyênnhân chủ yếu hiện nay là do các khâu thu hoạch, bảo quản và chế biến nông sản tại Việt Namthực hiện chưa khoa học Điều đó làm giảm giá trị các sản phẩm khi đưa ra thị trường tiêu thụ

Để cải thiện vấn đề này có rất nhiều phương pháp được đưa ra, trong đó sấy là một trongnhững phương pháp thông dụng nhất hiện nay Sản phẩm sau quá trình sấy có độ ẩm thích hợp,thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm,tăng cảm quan cũng như giá trị kinh tế

Trong công nghiệp thực phẩm, sấy bằng thùng quay là một trong các phương pháp khá phổbiến do mang lại hiệu quả kinh tế cao, thuận tiện khi vận hành và tiết kiệm thời gian Do đó,người ta thường chọn thiết bị sấy thùng quay trong việc sấy các sản phẩm lương thực, hạt, quả,

…

Trong phạm vi đồ án môn học này, chúng em sẽ trình bày về quy trình công nghệ và thiết bịsấy thùng quay để sấy hạt tiêu, năng suất 300kg hạt tiêu ẩm/h

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng vẫn còn rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ

án nên chưa có kinh nghiệm Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả năng tư duy còn giớihạn nên đồ án của nhóm không thể tránh nhiều thiếu sót Qua đồ án này, chúng em kính mongquý thầy cô chỉ bảo để có thể hoàn thiện tốt hơn đồ án cũng như bài tập lớn mà thầy cô giaocho chúng em vào những lần sau

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô

và bạn bè đã giúp đỡ chúng em hoàn thiện đồ án đúng thời hạn

Xin cảm ơn.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nguyên liệu hạt tiêu:

Cho đến nay, không ai trong giới kinh doanh gia vị và nông sản trên khắp thế giới khôngbiết đến Hồ tiêu Việt Nam Người ta biết đến Hồ tiêu Việt Nam như là một nhà sản xuất vàxuất khẩu số 1 thế giới Người ta biết đến Hồ tiêu Việt Nam như là một ngành hàng uy tín

và chất lượng Hơn thế nữa, Hồ tiêu Việt Nam còn là một thị trường đầy tiềm năng và triểnvọng

Được khai sinh từ thế kỷ XVII như là một loại cây công nghiệp lâu năm của nông nghiệpViệt Nam, Hồ tiêu Việt Nam đã vươn mình thành một người khổng lồ không những củanông nghiệp Việt Nam mà của cả thế giới

1.1.1 Tên gọi và phân loại khoa học

 Tên khoa học: Piper nigrum

Hình 1: Cây tiêu

Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ.Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuôn hơn Có hai loạinhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuấtphát từ kẽ lá Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc Khi chín, rụng cả chùm

Quả hình cầu nhỏ, chừng 20- 30 quả trên một chùm, lúc đầu màu 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 giòn, khi vận chuyển nếu không cận thận thì cây có thể chết Quả có một hạt duynhất

1.1.2 Màu sắc của hạt tiêu

Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm hai lần

 Hồ tiêu đen: người ta hái quả vào lúc xuất hiện một số quả đỏ hay vàng trênchùm, nghĩa là lúc quả còn xanh; những quả còn 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

 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 tinhdầu đã mất) nhưng cay hơn (vì quả đã chín)

Hình 3: Biểu đồ dự báo sản lượng hạt tiêu thế giới năm 2011

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 và cầnthiết trong nền kinh tế quốc dân

Vấn đề bảo quản tiêu nhìn chung là khó, vì tiêu là môi trường thuận lợi rất thích hợp chosâu mọt phá hoại Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm antoàn Vì vậy, quá trình sấy 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 lâu hơn,

dễ dàng trong quá trình vận chuyển, ứng dụng nhiều trong quá trình chế biến các sản phẩm ănliền

1.2 Không khí và thời tiết của TP Hồ Chí Minh

1.2.1 Giới thiệu

Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ, Thành phố Hồ ChíMinh ngày nay bao gồm 19 quận và 5 huyện, tổng diện tích 2.095,06 km²

1.2.2 Khí hậu, thời tiết

Nằm trong vùng nhiệt đới xavan, cũng như một số tỉnh Nam bộ khác Thành phố Hồ ChíMình không có bốn mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt, nhiệt độ cao đều và mưa quanh năm (mùakhô ít mưa) Trong năm Thành phố Hồ Chí Minh có 2 mùa là biến thể của mùa hè: mùa mưa –khô rõ rệt Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới tháng 11 (khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao mưanhiều), còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau (khí hậu khô mát, nhiệt độ cao vừa mưaít)

Trung bình, Thành phố Hồ Chí Minh có 160 tới 270 giờ nắng một tháng, nhiệt độ trung bình

27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt

độ trung bình 25 tới 28 °C Lượng mưa trung bình của thành phố đạt 1.949 mm/năm, trong đónăm 1908 đạt cao nhất 2.718 mm, thấp nhất xuống 1.392 mm vào năm 1958 Một năm, ở thànhphố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều nhất vào các tháng từ 5 tới 11, chiếm khoảng90%, đặc biệt hai tháng 6 và 9 Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố khôngđều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quận nội thành và các huyện phíabắc có lượng mưa cao hơn khu vực còn lại

Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây Nam

và Bắc – Ðông Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùamưa Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô Ngoài racòn có gió mậu dịch theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tớitháng 5, trung bình3,7 m/s Có thể nói Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng không có gió bão

Cũng như lượng mưa, độ ẩm không khí ở thành phố lên cao vào mùa mưa (80%), và xuốngthấp vào mùa khô (74,5%) Bình quân độ ẩm không khí đạt 79,5%/năm

Bảng 1: Dữ liệu khí hậu của Thành phố Hồ Chí Minh

1.3 Tổng Quan Về Phương Pháp

1.3.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

1.3.2 Phân loại quá trình sấy

- Người ta phân biệt ra 2 loại:

+ Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió, Phương pháp này thời gian sấy dài, tốndiện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vàođiều kiện thời tiết khí hậu.

+ 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 sấynhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên

- Nếu phân loại phương pháp sấy nhân tạo, ta có:

1.3.2.1 Phân loại theo phương thức truyền nhiệt

+ Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môichất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu Đây là phương pháp được dùng rộngrãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt

+ Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực hiện bằng bức xạ

từ một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể dùng bức xạ thường, bức xạ hồng ngoại

+ Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trựctiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt

+ Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờdòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên

+ Phương pháp sấy thăng hoa: thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không đểvật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước, nước thoát khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa + Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủmạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô và được tháo ra ngoài

+ Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng

+ Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm

1.3.2.2 Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy

+ Sấy mẻ: vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến khi hoàn tất sẽđược tháo ra

+ Sấy liên tục: vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật liệu ẩm qua buồngsấy cũng xảy ra liên tục.

1.3.2.3 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

1.3.3 Thiết bị sấy thùng quay

Hình 4: Máy sấy thùng quay

Hệ thống sấy thùng quay là một hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệuhạt, cục nhỏ như lúa, ngô (bắp), hạt đậu xanh, hạt tiêu,

Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1– 6o, có 2 vành đai đỡ, vành đai này tỳvào con lăn đỡ khi thùng quay Vật liệu vào sấy qua phễu nạp vật liệu Vật liệu trong thùngkhông quá 20- 25% thể tích thùng Sau khi sấy xong, thành phẩm qua bộ phận tháo sản phẩm rangoài

Bên trong thùng có lắp các cánh đảo để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy đạt được caohơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cấm vào lò đốt hoặc nối với ống tạotác nhân sấy Giữa thùng quay, hộp tháo và lò có cơ cấu bịt kín để không khí và khói lò khôngthoát ra ngoài Ngoài ra còn có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo khí và thải khí sạch ramôi trường.

Khí nóng và vật liệu có thể đi cùng chiều hay ngược chiều ở bên trong thùng Phía đầu chỗnạp liệu bên trong thùng sấy có lắp cánh xoắn 1 đoạn khoảng 700- 1000mm, chiều dài của đoạnnày phụ thuộc vào đường kính của thùng

Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không quá 3 m/s để tránh vật liệu bịcuốn nhanh ra khỏi thiết thùng Vận tốc quay của thùng là 5– 8 vòng/phút

Các đệm ngăn trong thùng chứa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng phân phối đều chovật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy vàtác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn (cánh trộn) phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩmcủa nó

Các loại đệm ngăn dùng phổ biến là:

- Đệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: dùng khi sấy những vật liệu cực to, ẩm, Loạinày có hệ số chất đầy vật liệu không quá 0,1– 0,2

- Đệm ngăn hình quạt có những khoảng thông với nhau

- Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết diện củathùng được dùng để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu đảo trộn nhiềulần, bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy lớn

- Đệm ngăn kiểu phân khu: để sấy các vật liệu đã được đạp nhỏ, bụi Loại này chỉ cho phép

hệ số điền đầy khoảng 0,15– 0,25

- Nếu nhiệt độ sấy cần lớn hơn 2000C thì dùng khói lò nhưng không dùng cho nhiệt độ >

8000C

 Ưu điểm:

+ Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ sự tiếp xúc tốt giữa vật liệu 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 và tự động hóa hoàn toàn.

 Nhược điểm: vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ bị tạo bụi, vỡ vụn Do đó nhiều trườnghợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy

1.4 Quy trình công nghệ sấy tiêu

1.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Nguyên liệu

Sàng tạp chấtSàng đá

Phân loại tỉ trọng xoắn ốc

Xử lý vi sinhSấy

Làm nguội

CânĐóng bao

Bảo quản

Tiêu đen

1.4.2 Giải thích quy trình

 Công đoạn 1: Làm sạch

Để chế biến tiêu đen, tiêu được hái cả chùm quả khi thấy chùm có lác đác quả chín hoặc quả

đã chuyển sang vàng Dùng máy tách hạt để tách hạt ra khỏi chùm ngay hay có thể để dồn 2– 3ngày mới tách hạt tùy theo khối lượng tiêu thu hái được Để việc tách hạt được dễ dàng người

ta thường ủ quả trong bao hay dồn đống lại rồi lấy bạt phủ lên trong vòng 12– 24 giờ, sau đómới đem tách hạt

Hạt tiêu nguyên liệu được đưa vào một hộp nạp liệu xây chìm dưới đất sau đó được chuyểnvào sang tạp chất thông qua một gầu tải Sàng tạp chất hoạt động dựa trên nguyên lý khí độnghọc, nguyên lý phân cách về trọng lượng và nguyên lý phân cách về thể tích Do vậy, sàng tạpchất có thể tách được khoảng 90% lượng tạp chất lẫn trong hạt tiêu gồm: tạp chất nhỏ hơn hạttiêu, 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 sắt thép lẫntrong nguyên liệu

Hạt tiêu nguyên liệu sau khi rời khỏi sàng tạp chất có kích thước trong khoảng từ 2,5 mmđến 6,5 mm

 Công đoạn 2: Tách đá sạn

Hạt tiêu trước khi vào máy tách đá sạn vẫn còn lẫn những hạt sạn kích cỡ với hạt tiêu.Máytách đá sạn hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt về tỷ trọng của hạt tiêu cùng kích cỡ Hạttiêu nhẹ hơn sẽ được một luồng khí nâng lên tạo thành một dòng chảy song song với lưới sàng

để chảy ra ngoài Trong khi đó hạt sạn nặng hơn sẽ rơi xuống va đập với các hạt của rãnh lưới

và chảy ngược về sau để thoát ra ngoài

 Công đoạn 3: Phân loại tỷ trọng xoắn ốc

Hạt tiêu sau quá trình làm sạch, phân loại kích cỡ, tách đá sạn và phân loại bằng khí độnghọc vẫn còn khác nhau về hình dạng: móp méo hoặc tròn hay còn lẫn những cọng tiêu

Máy phân loại hình dạng kiểu oắn ốc được cấu tạo bởi những vách ngăn xoắn ốc quanh trụcthẳng đứng Hỗn hợp hạt tiêu gồm hạt tiêu biến dạng và hạt tròn được nạp vào miệng trên củamáy phân loại Bởi vì hạt tiêu chảy xuống theo chiều xoắn ốc dưới tác động của trọng lực Các

hạt tròn xoay tròn trên gia tốc tăng dần đến một điểm mà chúng xoay tròn theo độ nghiêng váchngăn nằm rìa ngoài và được tách ra, còn những hạt biến dạng khi rơi tự do trên máng xoắn ốc bịlực ma xát cao hơn tốc độ dòng chảy không bằng hạt tròn Do đó các hạt biến dạng chảy gầnhơn trục của máy xoắn ốc và được đưa ra ngoài.

 Công đoạn 4: Rửa và xử lí vi sinh bằng hơi nước

Để khử các vi sinh vật có hại nhất là khuẩn Salmonella, người ta sử dụng hơi nước với ápsuất từ 2– 3 kg/cm2 có nhiệt độ từ 120– 1400C để phun vào hạt tiêu trong thời gian ngắn nhất(khoảng 20– 40 giây) Trong quá trình hấp thụ hơi nước nóng hạt tiêu được chuyển qua trốngtrích ly nước trước khi qua hệ thống sấy

Đối với các nguyên liệu hạt, người ta thường áp dụng phương pháp sấy đối lưu Không khínóng được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùmlên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy ra ngoài Không khí có thểchuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm Sấy đối

lưu có thể thực hiện theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:

Hình 5: Sơ đồ sấy nguyên liệu

- Nhiệt độ sấy:

Rau quả, hạt là sản phẩm chịu nhiệt kém: trên 900C thì đường fructose bắt đầu bị caramelhoá, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hoá các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh Còn ởnhiệt độ cao hơn nữa, nó có thể bị cháy Do vậy, để sấy hạt nông sản thường dùng chế độ sấy

ôn hoà Tuỳ theo loại nguyên liệu, nhiệt độ sấy không quá 80- 900C

Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu sấy Nếu tốc độ tăng nhiệt quánhanh thì bề mặt mặt quả bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậmthì cường độ thoát ẩm yếu

Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ẩm tăng lên (thôngthường khoảng 40- 60%) Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng.Ngượclại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy.Người ta điều chỉnh độ ẩm củakhông khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và lượng rau quả tươi chứa trong lòsấy

- Lưu thông của không khí:

Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong các lò sấy,không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4 m/s), do vậy thời gian sấy thườngkéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm này, người ta phảidùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4- 4,0 m/s trong các thiết bị sấy.Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất nhiệt lượng

- Độ dày của lớp sấy:

Độ dày của lớp hạt nông sản sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy.Lớp nguyên liệu càngmỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất

của lò sấy.Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẩn đến sảnphẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại.

Thông thường nên xếp lớp rau quả trên các thiết bị sấy với khối lượng 5– 8 kg/m2 là phùhợp.Đối với nguyên liệu hạt tiêu, ta chọn chế độ sấy ở 50– 600C trong thời gian 2 giờ cho thiết

bị sấy thùng quay

 Công đoạn 6: Làm nguội sau sấy và phân loại

Sau khi sấy, hạt tiêu được đưa vào một thùng làm nguội và một lần nữa hạt tiêu được táchtạp chất gồm bụi vỏ hạt tiêu phát sinh sau quá trình sấy.Sau đó hạt tiêu được đưa vào máy phânloại hình dạng kiểu xoắn ốc (lần 2)

 Công đoạn 7: Cân định lượng tự động

Hạt tiêu thành phẩm được đưa vào thùng chứa

để trữ hoặc được đưa vào hệ thống cân 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 với giai bậc từ 30– 60kg mà sai số cho phép

là ± 45g/50kg năng suất 200bao/giờ

- Sản phẩm thu được: tiêu đen sạch đạt tiêu chuẩn

ASTA Hình 6: Hạt tiêu sấy thành phẩm

- Công suất: 4000 tấn/ năm

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT-NĂNG LƯỢNG

2.1 Tính cân bằng vật chất

Bảng 2: Ký hiệu một số đại lượng

STT Đại lượng Ký hiệu

1 Khối lượng VLS đi vào TBS (Kg/h) G1

2 Khối lượng VLS đi ra TBS (Kg/h) G2

3 Độ ẩm tương đối trước khi sấy của VLS (%) ω1

4 Độ ẩm tương đối sau khi sấy của VLS (%) ω2

5 Lượng ẩm bay hơi trong 1 giờ (Kg/h) W

6 Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (Kg/h) Gk

7 Lượng không khí khô (kkk) tuyệt đối qua máy sấy (kg/h) L

8 Hàm ẩm của không khí ngoài trời (kg ẩm/kg kkk) do

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

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

* Phương trình cân bằng vật chất

W = G1 – G2 = G1ω1 – G2ω2

- Lượng ẩm cần tách trong 1 giờ:

1 2 1

2

0,32 0,08 300 78, 261 /

- Lượng vật liệu khô tuyệt đối: Gk = G2.(1-ω2) = G1.(1-ω1) = 300.(1 – 0,32) = 204kg/h

- Lượng tác nhân khô cần thiết làm bay hơi 1kg không khí ẩm:

3

2 1

78, 261

4119 /(41 22).10

2.2 Tính cân bằng năng lượng

Chọn nhiệt độ ở Thành phố Hồ Chí Minh có giá trị: t0 = 300C và φ0 = 80%

=> Ta được Điểm A trên đồ thị RamzimdChọn nhiệt độ sấy vật liệu ở t1 = 900C

=> Ta được điểm B trên đồ thị RamzimdChọn độ ẩm sau sấy của vật liệu ở φ2 = 70%

=> Ta được điểm C trên đồ thị Ramzimd

Từ 3 điểm A, B, C trên đồ thị Ramzimd ta được bảng số liệu sau:

Bảng 3: Thông số tra từ đồ thị Ramzimd qua 3 điểm A, B, C

STT Đại lượng Điểm A Điểm B Điểm C