đồ án kỹ thuật sấy nông sản

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SẤYNễNG SẢNSinh viờn thực hiện: Đào Văn Kiờn Lớp: CKBQ K51 Giỏo viờn hướng dẫn: Trần Như Khuyờn Biến đề 07: hệ thống sấy phun Năng suất:0,5 tấn/h Vật liệu: sữa Độ ẩm vật l

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SẤYNễNG SẢN

Sinh viờn thực hiện: Đào Văn Kiờn Lớp: CKBQ K51

Giỏo viờn hướng dẫn: Trần Như Khuyờn

Biến đề 07: hệ thống sấy phun Năng suất:0,5 tấn/h

Vật liệu: sữa

Độ ẩm vật liệu ban đầu:22%

Độ ẩm vật liệu sau khi sấy:12%

Chế độ sấy: hồi lưu khớ thải

I/ Đặc điểm, tớnh chất cơ lý của sữa

Sữa tạo ra từ máu, tiết qua các tuyến sữa Đây là sản phẩm của động vật

có vú, chủ yếu là các đại gia súc nh trâu, bò, dê, cừu, ngựa,… Sữa có màu Sữa có màu trắng hơi ngà vàng, vị hơi ngọt và có mùi thơm

Trong sữa có hai chất chính là chất khô và nớc hai chất đó về thành phần

lí hoá có liên quan chặt chẽ với nhau Nếu thay đổi một thành phần trong đó

sẽ thay đổi tính chất của sữa

Thành phần của sữa có thể thay đổi do nhiều nguyên nhân khác nhau, vì vậy mà giới hạn của sự chênh lệch về thành phần cũng rất lớn có ảnh hởng tới quá trình sơ chế và chế biến Hiện nay ngời ta đã tìm thấy trong sữa có tới gần 100 chất khác nhau trong đó có đạm, mỡ, đờng, vitamin, khoáng, men Trong sữa có đầy đủ 20 loại axit amin mà trong đó có 1112 loại axit amin không thay thế, 18 loại axit béo (mỡ thực vật chỉ có 57 loại) 25 loại muối khoáng, 12 loại vitamin, 10 loại men, 4 loại đờng và một số loại nguyên tố vi lợng Có thể nói sữa là một loại thực phẩm có đầy đủ các chất quan trọng đối với sự phát triển của cơ thể con ngời, là loại thực phẩm duy nhất có thể thay thế sữa mẹ nuôi dỡng trẻ sơ sinh trong những ngày đầu mới sinh

Dới đây là thành phần cơ bản của sữa bò và một số động vật khác:

a) Sữa bò

Trong sữa bò gồm có: nớc 85,43%, chất khô 14,57%, mỡ 4,7%, đạm 3,99%, đờng 4,75%, tro 0,77% và một số vi lợng, vitamin

- Nớc

Nớc trong sữa chia ra nớc tự do, nớc liên kết, nớc nớc trơng và nớc kết tinh Ngoài nớc kết tinh ra tất cả các loại nớc khác đều có ý nghĩa trong công nghiệp chế biến sữa

Nớc tự do chiếm 9697% trong số lợng nớc có trong sữa Nớc tự do có ý nghĩa rất quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm của sữa cũng nh đối với tính chất lí hoá và sự phát triển của vi sinh vật Khi đun sữa tới nhiệt độ

100oC nớc tự do chuyển sang thể hơi, nhờ tính chất này ngời ta có thể cô đặc

và sấy khô sữa

Nớc liên kết có rất ít 2,03,5%, vi sinh vật không thể phát triển trong nớc liên kết

Nớc trơng có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất sữa nhờ nó mà một số sản phẩm của sữa đợc biến dạng nh khi chế biến phomát cứng và mềm

Nớc kết tinh chỉ có trong đờng sữa C12H22O11H2O

- Chất khô

Chất khô trong sữa bao gồm tất cả các chất còn lại sau khi sấy sữa ở 102105oC Trong chất khô mỡ là thành phần hay thay đổi hơn cả vì vậy

ng-ời ta tính chất khô theo lợng mỡ trong sữa

- Chất đạm

Đạm trong sữa là một loại đạm hoàn thiện bao gồm hầu hết các loại axit amin nhất là các loại axit amin không thay thế Đạm cấu tạo nên các tế bào, vì thế nó giữ vai trò vô cùng quan trọng trong sự sống của cơ thể động vật Trong chất đạm gồm có: cazein, anbumin và globulin với tỉ lệ tơng ứng 82%, 12% và 6% Trong sữa non lợng anbulin và globulin rất cao nên khi gặp nhiệt độ cao dễ bị kết tủa

Cazein trong sữa thuộc nhóm phốtpho protein, khác với các loại đạm khác

là có chứa phot pho trong phân tử của nó

Cazein có màu trắng hồng không mùi vị, không hoà tan trong rợu, ete, ít hoà tan trong nớc và dễ hoà tan trong dung dịch của một số men

Anbumin trong phân tử của nó không có chất photpho Anbumin là loại

đạm hoàn thiện có đầy đủ các loại axit amin, dễ tiêu hoá gấp hai lần anbumin trong trứng gà Trong sữa anbumin ở dạng hoà tan vì phân tử của nó

có độ thẩm thấu rất cao Khi đem đun ở nhiệt độ 60oC anbumin bắt đầu kết tủa, khi tới 80100oC sẽ kết tủa hoàn toàn Khi kết tủa nó sẽ mất khả năng hoà tan trong nớc, vì vậy cần chú ý khi cô đặc, thanh trùng Anbumin đợc dùng làm một số sản phẩm nh bột đạm, bánh đạm cứng và một số loại sản phẩm khác

- Mỡ

Mỡ là hỗn hợp của glixerin và axit béo, trong mỡ có trên 20 loại axit béo khác nhau, cứ 1g mỡ sữa cho 9,3 kcal Trong sữa mỡ tồn tại dới dạng hạt nhỏ liên kết với nhau những hạt này có kích thớc 0,512m cũng có khi có hạt nhỏ tới 0,1m và lên tới 20m Khi bảo quản những hạt mỡ sẽ nổi lên nhất là

ở nhiệt độ 45 60oC, mỡ có nhiệt độ nóng chảy từ 2835oC và đông đặc ở 1823- Đờng sữa oC, trong mỡ có chứa nhiều sinh tố A, D, E, K

Đờng trong sữa chủ yếu là đờng lacto 98% dễ tiêu hoá, cứ 1g đờng cho 4,1kcal, khi phân huỷ cho 2 loại đờng gluco và galacto

Đờng lacto không ngọt bằng đờng xacaro nó thuỷ phân rất chậm và cần

có nhiệt độ cao Khi đun sữa tới nhiệt độ 100oC đờng sữa bị chuyển màu nhất

là dới tác dụng của đạm

-Vitamin trong sữa

Vitamin giữ vai trò vô cùng quan trọng trong việc nuôi dỡng cơ thể ngời

và động vật Vitamin tham gia vào quá trình đồng hoá các chất Thiếu vitamin có thể gây ra một số bệnh tê liệt, phù, mất khả năng sinh đẻ và sự

đồng hoá các chất trong cơ thể bị rối loạn

Trong sữa có hầu hết các loại vitamin nh vitamin hoà tan trong chất béo

A, D, K, E, F và hoà tan trong nớc nh B1, B2, B6, B12, C, H

- Muối và tro trong sữa

Muối trong sữa không nhiều khoảng 0,70,8% nhng nó giữ vị trí quan trọng trong sản xuất sữa và đối với cơ thể con ngời Lợng muối trong sữa bằng lợng tro nhận đợc khi đốt cháy sữa Trong tro có: K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl

và một số nguyên tố vi lợng nh: Cu, Mn, Co, I, Zn, Cr, Sn, Pb Các nguyên tố

vi lợng tuy ít nhng giữ vị trí quan trọng trong dinh dỡng và sản xuất sữa

- Men trong sữa

Trong sữa có 3 loại men: men thuỷ phân (men hidrolara), men phân giải (phốtphorilaza), men ôxi hoá và ôxi hoá khử Ngoài những chất trên trong sữa còn có hơi và hoóc môn

Một số tính chất lí học của sữa :

Độ chua mạnh: pH = 6,3  6,9

Độ chua trung hoà: 16  18oT (độ Tecne)

Tỉ trọng: 1,025  1,033

áp suất thẩm thấu: 6,6 at

Độ nhớt: 1,1  2,5 Cp (Centipuaze)

Nhiệt đóng bằng: - 0,54  - 0,58

Độ dẫn điện: 38.10- 4 60.10- 4 

Hệ số dẫn nhiệt: 0,00044 m2/g0C

b) Sữa trâu

Sữa trâu có sản lợng hàng năm khá lớn đứng thứ 2 sau sữa bò Trâu là loại gia súc dễ nuôi, thích nghi lâu với hoàn cảnh nớc ta và có thể nuôi đợc ở nhiều nơi Trâu sữa ở nớc ta nuôi nhiều ở nông trờng Ba Vì, Thanh Hà (Hà Tây), Hà Trung (Thanh Hoá), Sản lợng từ 800  1.000 lít một chu kỳ vắt sữa ở các nớc sản lợng sữa rất cao nh: Cộng hoà ả rập Thống nhất: 2.400 lít,

ấn Độ: 1.500  2.700 lít, Rumani: 1.500 lít, Bungari: 1.300 lít

Thành phần chất khô trong sữa trâu cao hơn sữa bò, lợng nớc 78,5  82,88%, chất khô 17,12  21,5%, trong đó mỡ 5,56  13,46%, đạm 3,86

7,19%, đờng sữa 4,85  5,35%, chất khoáng 0,8  0,95% Tuy nhiên, trong sữa trâu có ít nguyên tố vi lợng (khoảng 15 chất) trong khi đó ở sữa bò

có trên 30 chất Lợng axit amin không thay thế trong sữa trâu không ít hơn sữa bò chiếm 54,7% trong số axit amin nhng lại thiếu triptofan.Sữa trâu có thể dùng để chế biến : bánh đạm cứng và mềm, sữa đặc, sữa

chua, mỡ sữa đặc.

c) Sữa dê

Sữa dê cũng có thành phần lí hoá gần giống với sữa bò Nớc 85,84%, chất khô 14,16% trong đó mỡ 4,27%, đạm 4,2%, tro 0,67% Dê là loại động vật

dễ nuôi, có thể nuôi trên núi đá, hải đảo Dê nuôi năm đẻ 2 lứa, mỗi lứa 2 con Nếu là giống dê sữa, nuôi tốt mỗi ngày trung bình vắt đợc 6 lít nh ở ấn

độ, 2  3 lít ở Mông Cổ,… Sữa có màu ở nớc ta mỗi ngày vắt đợc 1  2 lít Giai đoạn vắt sữa của dê có thể kéo dài từ 8  10 tháng

Sữa dê thờng dùng để chế biến sữa thanh trùng đóng chai, các loại bánh

đạm, riêng mỡ sữa đặc làm từ sữa dê phẩm chất kém do mùi vị kém

d) Sữa cừu

Trên thế giới cừu nuôi nhiều ở Liên Xô (cũ), Hungari, Bungari, Rumani, Anh, Pháp, Mông cổ ở nớc ta có nuôi ở một số nông trờng từ năm 1954 

1965 nhng chủ yếu để lấy lông Cừu có nhiều giống, trung bình một chu kỳ nuôi cho sản lợng 550 kg sữa, cao nhất 1200 kg, chu kỳ vắt sữa từ 5  7 tháng So với sữa bò, sữa cừu có hàm lợng mỡ và đạm gấp 1,5 lần Sữa cừu dùng để chế biến nhiều loại sản phẩm sữa, đặc biệt là các loại bánh sữa đặc

e) Sữa ngựa

Ngựa có sản lợng sữa khá cao từ 1.500  3.000kg trung bình 10 lít/ngày, chu kỳ vắt sữa 10  12 tháng Khác với sữa bò sữa ngựa có màu hơi xanh vị ngọt chứa nhiều đờng, ít muối và đạm

Sữa ngựa chủ yếu để chế biến sữa chua để chữa các bệnh lao và đờng ruột

Sữa là thực phẩm chứa cỏc chất dinh dưỡng đầy đủ và cõn đối nhất Cỏc sản phẩm từ sữa bũ cũng đa dạng và phong phỳ nhất Từ nguyờn liệu sữa bũ người ta đó chế tỏc ra vụ vàn cỏc sản phẩm cú cấu trỳc, trạng thỏi và hương vị khỏc nhau

Thành phần hoỏ học cuả sữa rất đa dạng Ngoài cỏc thành phần chớnh là protein, lactoza, lipit, muối khoỏng cũn cú tất cả cỏc loại vitamin chủ yếu, cỏc enzim, cỏc nguyờn tố vi lượng khụng thể thay thế Nước là thành phần lớn nhất

và quan trọng nhất chiếm tỉ lệ 9/10 của thành phần sữa, cũn lại là tổng cỏc chất khụ

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, cú độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước,

cú vị đường nhẹ và cú mựi ớt rừ nột Độ nhớt của sữa phụ thuộc vào thành phần hoỏ học của nú , trước hết là protein cũn cỏc muối lactoza khụng ảnh hưởng tới

độ nhớt Hàm lượng chất bộo càng cao thỡ độ nhớt càng cao Nhiệt độ càng tăng thỡ độ nhớt càng giảm

Một số thụng số của sữa:

o Điểm đụng : -0,55oC

o Độ PH: 6,5 – 6,6

o Độ axit: 16- 18

o Khối lượng riờng:

II/ Một số mẫu mỏy sấy đó được chế tạo và sử dụng phổ biến trong sản xuất:

Trong sản xuất hiện nay cú rất nhiều mẫu mỏy sấy khỏc nhau, ta cú thể phõn loại chỳng theo cỏc phương phỏp sau:

Theo phương phỏp nạp nhiệt, cỏc mỏy sấy được chia ra loại đối lưu hay tiếp xỳc

Theo dạng chất tải nhiệt: khụng khi, khớ và hơi

Theo trị số áp suất trong phòng sấy: làm việc ở áp suất khí quyển hay chân không

Theo phương pháp tác động: tuần hoàn, liên tục

Theo hướng chuyển động của vật liệu và chất tải nhiệt trong các máy sấy đối lưu: cùng chiều, ngược chiều và với các dòng cắt nhau

Theo kết cấu: phòng, đường hầm, băng tải, sấy tầng sôi, sấy phun, thùng quay, tiếp xúc, thăng hoa, bức xạ nhiệt

Máy sấy phun sương

 Công dụng: Sấy và tạo hạt từ dung dịch

 Bột sấy phun được ứng dụng trong các sản phẩm của ngành dược phẩm, thực phẩm, hóa mỹ phẩm: Trà, café hòa tan, tinh bột trái cây, sữa bột, xà phòng bột…

Thông số kỹ thuật máy phun sương

Hệ số thu hồi chất rắn =>60%

Nhiệt độ sấy (trong buồng sấy) 80 - 90°C

Công suất điện trở nhiệt 9KW

Motor đĩa phun 1HP, 2800v/ph

Motor giảm tốc bơm nhu động 40W, tỉ số truyền 1/36, 3pha

Motor trục khuấy dịch thùng khuấy Motor khí nén

Tốc độ đĩa phun Vô cấp 0 - 25.000 v/ph

Tốc độ bơm nhu động Vô cấp 0 - 40 v/ph

Công suất Motor quạt hút 3HP, 2800v/ph

 Tốc độ bơm nhu động, đĩa phun điều khiển bằng biến tần

 Tốc độ trục khuấy dịch điểu chỉnh vô cấp

 Lưu lượng gió ra điều chỉnh được bằng van cánh bướm

Máy sấy phun

Máy sấy phun sương LPG

Khái quát về máy:

Máy sấy phun li tâm tốc độ cao LPG là thiết bị sấy thích hợp cho các nguyên liệu dạng dung dịch sữa, dung dịch huyền phù, dạng bột đặc, dung dịch lỏng Các chất tổng hợp và các loại nhựa keo: thuốc

nhuộm, bột màu; gốm thủy tinh, chất tẩy gỉ, thuốc trừ sâu, hợp chất hydrat cacbon, chế phẩm từ sữa; chất tẩy rửa và các loại họat động bề mặt; xà phòng; dung dịch hợp chất hữu cơ, vô cơ…đều cho kết quả xuất sắc

Nguyên lý làm việc

Không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí ở trên đỉnh thiết bị; khí nóng được đưa vào buồng sấy đều theo hình xoáy trôn ốc Nguyên liệu dạng lỏng từ máng nguyên liệu

đi qua bộ lọc được bơm lên bộ phun sương ở trên đỉnh của buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng hạt sương cực nhỏ, khi tiếp xúc với khí nóng, lượng nước có trong nguyên liệu nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu dạng lỏng được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian cực ngắn Thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ phân li gió xoáy đùn ra ngoài, phần khí thừa còn lại được quạt gió hút

và đẩy ra ngoài

Đĩa phun tạo sương mù từ dung dịch cần sấy

Thông số máy:

Tên/ký hiệu LPG-5 LPG-25 LPG-50 LPG-100 LPG-150 LPG-200 LPG-500 LPG-800-Năng suất bay hơi lớn nhất

Tốc độ vòng quay đĩa

Đường kính đĩa

Công suất gia nhiệt

điện( kw) 9 31.5 steam+18 steam+36 steam+54 by craft

Nguồn nhiệt áp dụng Điện, Hơi nước bão hòa+ điện, lò dầu, lò than khí nóng

Kích thước máy

(Dài×Rộng×Cao)m

1.6

×9.1

×1.75

4

×2.7

×4.5

4.5

×2.8

×5.5

5.2

×3.5

×6.7

7

×5.5

×7.2

7.5

×6

×8

12.5

×8

×10

theo từng trường hợp

Máy sấy phun

máy sấy phun áp lực cao

Mô tả:

　 　 Dung dịch nguyên liệu hay loại kem được phun qua vòi phun đa điểm nhờ áp lực cao của bơm tiếp liệu nguyên liệu được tạo thành dạng hạt và được sấy khô trong vòng từ 10 ~ 90 giây cuôi cùng thu được dạng sản phẩm hạt khô

Đặc tính:

　 　 ◆　 Tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các loại nguyên liệu nhạy nhiệt.

　 　 ◆　 Sản phẩm sau khi sấy có dạng hạt tròn, kích thước đồng đều, độ trơn chảy tốt sản phẩm có

độ tinh khiết và chất lượng cao

　 　 ◆　 Phạm vi ứng dụng của thiết bị rộng rãi Tùy theo tính chất của nguyên liệu mà có thể ứng dụng nhiệt nóng để sấy hay dùng khí mát để tạo hạt thiết bị thực sự hoàn hảo cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau

　 　 ◆　 Vận hành máy đơn giản, máy chạy luôn ổn định Máy vận hành tự động hóa cao

Ứng dụn thiết bị:

　 　 Thiết bị phù hợp cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, bột màu, gốm, hóa chất nông nghiệp, nhựa…

Thông số kỹ thuật cua thiết bị ( kiểu YPG-I)

Tên thiết bị\

ký hiệu máy

YPGI-12

YPGI-14

YPGI-16 YPGI-24 YPGI-28 YPGI-36 Năng suất bay

Kiểu gia nhiệt Hơi nước nóng bão hòa+ tăng cường thêm điện hoặc lòga

Đường kính

tháp sấy( mm ) 1200 1400 1600 2400 2800 3600

Kích thước

ngoài(m) 5×4×10 6×4×12 6×4×13 8×4.5×19 10×5×20 12×5×25

Thông số kỹ thuật cho kiểu máy YPG-II

Tên thiết bị\ ký hiệu

YPGII-40

YPGII-45

YPGII-50

YPGII-56

YPGII-80 Năng suất bay

Kiểu gia nhiệt Hơi nước nóng bão hòa+ tăng cường thêm điện

hoặc lò ga Đường kính tháp

sấy( mm ) 3600 4000 4500 5000 5600 8000

Kích thước

ngoài(m)

Các chỉ số kích thước được xác định khi có các

điều kiện thiết kế thực tế

Bản vẽ sơ đồ công nghệ cho hai kiểu máy trên

Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy

phun áp lực cao YPG-I

Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy phun áp

lực cao YPG-II

III/ Lựa chọn sơ đồ nguyên lý thiết kế

Máy sấy phun có đáy hình nón Sơ đồ nguyên lý như sau:

Khí s?ch

S?a b?t

Ðia phun

Calorifer

S?a

Qu?t

Sữa được cung cấp vào đĩa phun quay với tốc độ cao, các hạt sữa sẽ bị văng

ra thành các hạt nhỏ thành dạng sương mù Không khí nóng cung câp vào buồng sáy nhờ quạt gió, các hạt sữa sẽ nhận nhiệt và bốc hơi nước khô thành dạng bột và

bị cuốn theo luồng gió trong buồng sấy Dưới tác dụng của lực li tâm các hạt sữa sẽ chuyển động sát thành buồng sấy và chuyển động xuống phía dưới rồi tới bộ phận thu bột Không khí cùng một lượng nhỏ các hạt sữa có khối lượng nhỏ sẽ theo ống

3 đi vào xichclôn Tại đây thì không khí sạch và bụi sẽ được tách ra thành 2 phần riêng biệt, không khí sạch thoát lên trên còn bụi được thu dưới đáy xicclon

IV/ Tính toán nhiệt cho quá trình sấy

2.1) Tính toán quá trình sấy lý thuyết

a) Xác định lượng ẩm cần bốc hơi và lượng nguyên liệu ẩm trước khi sấy

Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1h trong quá trình sấy :

W= G2= (W1 - W2)/( 1- W1)=(100-11)(1-0,11)

b)Xác định các thông số của không khí ngoài trời

Áp suất bão hoà ứng với to = 250C là