Thiết kế hệ thống thiết bị sấy bơm nhiệt kết hợp vi sóng sấy bò khô

Đồ án tốt nghiệp_Thiết kế hệ thống sấy bơm nhiệt kết hợp vi sóng_ Đồ án quá trình thiết bị trong công nghệ thực phẩm_Đô án tốt nghiệp thực phẩm_Sấy bơm nhiệt kết hợp vi sóng_Bơm nhiệt kết hợp vi sóng_ Đồ án sấy _ Đồ án tốt nghiệp

Trường: Đại học Bách khoa Hà Nội

Nội dung đề tài

Chương 1: Tổng quan về khô cá bò

Chương 2: Tổng quan về kĩ thuật sấy

Chương 3: Quy trình công nghệ và thiết bị sấy

Chương 4: Tính toán, thiết kế thiết bị sấy bơm nhiệt

Chương 5: Tính toán, thiết kế thiết bị sấy vi sóng

Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tự cho thiết bị sấy bơm nhiệt và sấy

vi sóng

1 Các số liệu ban đầu

Năng suất: 480 kg nguyên liệu/mẻ - 2 giờ

Độ ẩm vật liệu sấy ban đầu: ω1 = 80%

Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: ω 2 = 10%

2 Các bản vẽ

Bản vẽ A0

- Bản vẽ lắp thiết bị sấy bơm nhiệt

- Sơ đồ điều khiển chức năng thiết bị sấy bơm nhiệt

- Sơ đồ mạch điện thiết bị sấy bơm nhiệt

………

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020

(ký, ghi rõ họ, tên) (ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày … tháng … năm 2020

(ký, ghi rõ họ, tên) (ký, ghi rõ họ, tên)

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế dây chuyền sấy phức hợp hai giai đoạn: bơm nhiệt – vi sóng sản phẩm cá bò khô năng suất 480 kg nguyên liệu/mẻ - 2 giờ” là do em tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo

Để hoàn thành đồ án này, em chỉ tham khảo những tài liệu trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép bất kì tài liệu nào khác Nếu có phát hiện sựsao chép em xin chịu hoàn toàn trách nghiệm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học, em may mắn được theo học những người thầy người cô đáng kính Đại Học Bách khoa Hà Nội đã cho chúng em vốn kiến thức

về công nghệ, quá trình và thiết bị, cơ khí, tự động hóa trong lĩnh vực thực phẩm

và nhất là khả năng tư duy hệ thống để thích nghi với công việc một cách dễ dàng

Năm năm có lẽ quá nhỏ bé so với cuộc đời, nhưng năm năm gắn trọn thanh xuân với Bách khoa Hà Nội sẽ luôn là điều em sẽ không bao giờ quên Từ những ngày đầu nhập học, em đã luôn nhắc nhở bản thân rằng học Bách khoa khó và vất

vả Nhưng khó khăn, vất vả đó làm nên tinh thần “Bách khoa”, chất “Bách khoa”của những con người đã, đang và sẽ cống hiến hết mình cho đất nước

Em xin được gửi lời trân trọng cảm ơn và tri ân tới các thầy cô trong Bộ môn Quá trình và thiết bị CNSH & CNTP và các thầy cô trong Viện CNSH & CNTP đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Cảm ơn những người bạn Bách khoa cùng chí hướng đã luôn sát cánh, sẻ chia biết bao kỉ niệm vui buồn trên giảng đường Sau này gặp lại nhau chúng ta vẫn luôn là một gia đình như thế nhé Luôn tự hào là một sinh viên Bách Khoa

Hà Nội, một sinh viên Máy thực phẩm dù có bước trên con đường nào đi nữa.Đại học Bách khoa Hà Nội – MTP K59 – Mãi mãi một tình yêu!!

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020 Sinh viên thực hiện

mục lục

Danh mục hình vẽ 8

Danh mục bảng biểu 9

Chương 1 Tổng quan về khô cá bò 11

1.1 Giới thiệu về sản phẩm cá khô 11

1.1.1 Nguồn lợi thủy hải sản ở Việt Nam 11

1.1.2 Một số sản phẩm cá khô 12

1.1.3 Ý nghĩa phương pháp chế biến 13

1.1.4 Nguyên liệu cho quá trình chế biến 14

1.1.5 Chỉ tiêu đánh giá sản phẩm cá khô 15

1.2 Giới thiệu về khô cá bò 16

1.2.1 Cá bò 16

1.2.2 Sản phẩm khô cá bò 17

Chương 2 Tổng quan về kỹ thuật sấy 17

2.1 Khái niệm quá trình sấy 17

2.2 Phân loại phương pháp sấy 17

2.2.1 Phương pháp sấy nóng 18

2.2.2 Phương pháp sấy lạnh 18

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 20

2.3.1 Vật liệu sấy 20

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 20

Chương 3 Quy trình công nghệ và thiết bị sấy 23

3.1 Quy trình công nghệ 23

3.1.1 Sơ chế - lóc phi lê 24

3.1.2 Rửa phi lê 24

3.1.3 Cắt miếng 24

3.1.4 Khử tanh 24

3.1.5 Tẩm gia vị 25

3.1.6 Sấy 26

3.1.7 Cán 26

3.1.8 Cân – phân loại – đóng gói 26

3.1.9 Sản phẩm 26

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy cá bò khô 27

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí 27

3.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí 27

3.2.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của không khí 27

3.2.4 Ảnh hưởng của kích thước vật liệu 27

3.2.5 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu 28

3.3 Các biến đổi trong quá trình sấy 28

3.3.1 Biến đổi vật lý 28

3.3.2 Sự biến đổi về tổ chức của nguyên liệu 28

3.3.3 Sự biến đổi về hóa học 29

3.4 Lựa chọn phương pháp và thiết bị sấy 29

3.4.1 Đặc điểm cơ bản của các phương pháp sấy khô 30

3.4.2 Lựa chọn phương pháp sấy 31

Chương 4 Tính toán, thiết kế thiết bị sấy bơm nhiệt 34

4.1 Tổng quan về thiết bị sấy bơm nhiệt 34

4.2 Chọn chế độ sấy bơm nhiệt 35

4.3 Cân bằng vật chất của thiết bị sấy 35

4.3.1 Các thông số ban đầu 35

4.3.2 Cân bằng vật chất của thiết bị sấy 36

4.4 Tính toán quá trình sấy lí thuyết 36

4.4.1 Trạng thái không khí ngoài trời 37

4.4.2 Trạng thái không khí sau dàn bay hơi (dàn lạnh) 37

4.4.3 Trạng thái không khí sau dàn ngưng tụ (dàn nóng) 37

4.4.4 Trạng thái không khí sau khi đi qua buồng sấy 38

4.4.5 Trạng thái không khí trong dàn bay hơi (dàn lạnh) 38

4.4.6 Cân bằng năng lượng trong quá trình sấy lí thuyết 39

4.5 Tính toán, lựa chọn kích thước buồng sấy 39

4.5.1 Kích thước các bộ phận vận chuyển 39

4.5.2 Tính kích thước buồng sấy 40

4.6 Tính toán quá trình sấy thực 40

4.6.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi 42

4.6.2 Tốn thất nhiệt do thiết bị vận chuyển 42

4.6.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che 43

4.6.4 Tổng tổn thất nhiệt trong quá trình sấy 45

4.6.5 Trạng thái không khí sau khi qua thiết bị sấy 46

4.6.6 Trạng thái không khí trong dàn bay hơi 46

4.6.7 Cân bằng năng lượng trong quá trình sấy thực 46

4.7 Tính toán, thiết kế hệ thống bơm nhiệt 47

4.7.1 Lựa chọn môi chất lạnh 47

4.7.2 Các thông số của môi chất 48

4.7.3 Chọn và tính toán chu trình bơm nhiệt máy lạnh 49

4.7.4 Tính toán, thiết kế dàn bay hơi của hệ thống bơm nhiệt 52

4.7.5 Tính toán, thiết kế dàn ngưng tụ của hệ thống bơm nhiệt 57

4.7.6 Lựa chọn máy nén của hệ thống bơm nhiệt 62

4.7.7 Tính toán, thiết kế thiết bị ngưng tụ ngoài 64

4.7.8 Tính trở lực và chọn quạt 68

Chương 5 Tính toán, thiết kế thiết bị sấy vi sóng 71

5.1 Tổng quan về thiết bị sấy vi sóng 72

5.1.1 Khái niệm vi sóng 72

5.1.2 Phương thức lan truyền của vi sóng trong không gian 72

5.2 Cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng 73

5.3 Thiết kế thiết bị sấy vi sóng 73

5.3.1 Thiết kế buồng sấy 74

5.3.2 Thiết kế hệ thống phát vi sóng 75

5.3.3 Thiết kế hệ truyền động 76

5.3.4 Tính trở lực và chọn quạt 83

Chương 6 Thiết kế hệ điều khiển cho thiết bị sấy bơm nhiệt và sấy vi sóng.86 6.1 Phương án điều khiển cho thiết bị sấy bơm nhiệt 86

6.1.1 Chiến lược điều khiển 86

6.1.2 Phương pháp điều khiển 88

6.2 Phương án điều khiển cho thiết bị sấy vi sóng 92

6.2.1 Chiến lược điều khiển 92

6.2.2 Pương pháp điều khiển 93

6.3 Lựa chọn khí cụ điện cho thiết bị sấy bơm nhiệt – vi sóng 95

Kết luận 101

Tài liệu tham khảo 103

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Khô cá chỉ vàng – khô cá bò 13

Hình 1.2 Cá bò một gai lưng 16

Hình 1.3 Sản phẩm khô cá bò được bao gói 17

Hình 3.1 Lưới plastic chịu nhiệt 25

Hình 3.2 Thùng ướp plastic 25

Hình 3.3 Cá bò khô sau khi nướng 27

Hình 3.4 Phương án 1 bố trí sấy bơm nhiệt với sấy vi sóng 33

Hình 3.5 Phương án 2 bố trí sấy bơm nhiệt với sấy vi sóng 33

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy bơm nhiệt 34

Hình 4.2 Đồ thị I – d của quá trình sấy lý thuyết 36

Hình 4.3 Cân bằng năng lượng cho quá trình sấy thực 41

Hình 4.4 Đồ thị I – d của quá trình sấy thực 45

Hình 4.5 Sơ đồ làm việc máy nén 1 cấp 50

Hình 4.6 Đồ thị làm việc máy nén 1 cấp 51

Hình 4.7 Đồ thị logP – h của hệ thống bơm nhiệt 1 theo CoolPack 52

Hình 4.8 Đồ thị logP – h của hệ thống bơm nhiệt 2 52

Hình 4.9 Dàn bay hơi/ngưng tụ trong hệ thống bơm nhiệt 53

Hình 4.10 Thiết bị ngưng tụ ngoài 64

Hình 4.11 Quạt hướng trục HTF – 070 cho hệ thống sấy bơm nhiệt 71

Hình 5.1 Dải tần số vi sóng và ứng dụng của sóng điện từ 72

Hình 5.3 Đầu phát vi sóng 75

Hình 5.4 Hệ truyền động cho thiết bị sấy vi sóng 76

Hình 5.5 Động cơ điện 3 pha GL80M2 – 8 vỏ nhôm 78

Hình 5.6 Hộp giảm tốc WPO 79

Hình 5.7 Gối đỡ mã UCF208 83

Hình 5.8 Quạt ly tâm BL245 – 565 85

Hình 6.1 Sơ đồ chức năng thiết bị sấy bơm nhiệt 86

Hình 6.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển On/Off bằng công tắc áp suất thấp 88

Hình 6.3 Cấu tạo của công tắc áp suất kép 89

Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng Bypass 90

Hình 6.5 Biến tần IG5A của hãng LS 90

Hình 6.6 Chế độ phát vi sóng 100% - 70% - 60% - 40% - 30% công suất 94

Hình 6.8 Điều chỉnh công suất qua số lượng đầu phát trong một thời gian 95

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam năm 2019 11

Bảng 1.2 Nhiệt độ của hỗn hợp muối đá 15

Bảng 1.3 Chỉ tiêu cảm quan 15

Bảng 1.4 Chỉ tiêu hóa học 15

Bảng 1.5 Chỉ tiêu vi sinh 16

Bảng 1.6 Thành phần hóa học của cá bò 16

Bảng 4.1 Thông số trạng thái không khí trong quá trình sấy lí thuyết 39

Bảng 4.2 Thông số trạng thái không khí trong quá trình sấy thực 46

Bảng 4.3 Thông số môi chất lạnh của hệ thống bơm nhiệt 52

Bảng 5.1 Bước xích pc theo công suất cho phép [P] 80

Bảng 5.2 Giá trị giới hạn bước xích pc theo số vòng quay n1 80

Bảng 5.3 Áp suất cho phép trong bản lề xích 81

Bảng 5.4 Thông số kích thước xích KANA 50 81

Bảng 6.1 Bảng tính toán và lựa chọn khí cụ điện trong thiết bị sấy bơm nhiệt 96

Bảng 6.2 Bảng tính toán và lựa chọn khí cụ điện trong thiết bị vi sóng 98

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHÔ CÁ BÒ

1.1 Giới thiệu về sản phẩm cá khô

1.1.1 Nguồn lợi thủy hải sản ở Việt Nam

sBiển Việt Nam nằm trong vùng có nhiều chỗ gặp nhau của các hải lưu, có khí hậu nhiệt đới, có khoảng 40000 ha eo vịnh, đầm phá, bãi triều có khả năng nuôi trồng hải sản Do điều kiện địa lý thuận lợi, điều kiện thủy văn thích hợp cho sự sinh trưởng và sinh sản bốn mùa của tôm cá, nên nước ta có nguồn lợi thủy sản đa dạng và phong phú Riêng cá có khoảng 2000 loài và hiện đã xác định được tên của 800 loài, với 40 loài có giá trị kinh tế cao

Về nuôi trồng thủy sản, Việt Nam đang nổi lên là một cường quốc về xuất khẩu thủy sản Kim ngạch do xuất khẩu thủy sản đứng hàng thứ 3 sau: dầu khí vàdệt may Mặt hàng xuất khẩu chủ yếu: tôm đông lạnh, cá ngừ đại dương, cá tra,

cá basa,… Trong tương lai, Việt Nam sẽ đa dạng hóa các mặt hàng xuất khẩu, và

đa phương hóa trong ngoại giao nhắm đến các thị trường tiềm năng: Châu Âu, Nhật, Trung Đông, Trung Quốc,… để không bị lệ thuốc quá nhiều vào thị trường Hoa Kỳ Do đó tiềm năng phát triển của ngành thủy sản Việt Nam là rất lớn.Ước tính xuất khẩu thủy sản của Việt Nam tháng 7/2019 đạt 170 nghìn tấn với trị giá đạt 740 triệu USD, giảm 1% về lượng và giảm 3,5% về giá trị so với cùng kì năm 2018 Nhóm hàng xuất khẩu chủ lực cá tra, mực, bạch tuộc, nghêu, ghẹ giảm khá mạnh so với cùng kì năm 2018 Trong khi xuất khẩu nhóm hàng tôm, cá ngừ, cá khô và cá hộp tăng mạnh, trước đó xuất khẩu mặt hàng này hàng tháng liên tục đạt kết quả tốt

Bảng 1.1 Mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam năm 2019

Lượng(tấn)

Trị giá(nghìnUSD)Tôm

157.878

1.422.532Cá

- Khô chín: có thể sử dụng trực tiếp (ăn liền) Loại này có các dạng:

o Nguyên liệu qua chần hay luộc, nướng rồi sấy khô như cá sụn, cá nhám, cá ngừ, cá thu,…

o Nguyên liệu tươi làm khô rồi nướng tẩm gia vị trước khi bao gói như mực, cá đuối khô ăn liền

o Khô chín cũng có loại mặn, nhạt, có hoặc không có gia vị

- Sản phẩm cá khô tẩm gia vị: Trên thị trường thủy sản ở miền Nam nước ta

từ hơn 20 năm qua đã có sản phẩm khô cá thiều ướp gia vị, một loại thức

ăn gia vị, ăn chơi trong các buổi tiệc rượu Khô được làm từ filet cá thiều ướp với gia vị và phụ gia khác như đường, mạch nha,… Sau khi nướng sản phẩm có màu nâu vàng nhạt, mùi thơm hấp dẫn và vị ngon, cấu trúc hơi dai, giòn, rất được ưa chuộng Vài năm gần đây mặt hàng cá khô tẩm gia vị được phát triển cho những loại cá có kích thước nhỏ hoặc có giá trị thấp, các loại kém ngon thuộc loại cá gầy như cá nhám, cá mực, cá đuối,

cá đục, cá chỉ vàng,… Sản phẩm này đang được sự chú ý của thị trường trong và ngoài nước

o Ưu điểm:

 Làm tăng giá trị sử dụng của cá khô, đáp ứng tốt về khẩu vị của người sử dụng

 Tiết kiệm thời gian cho người tiêu dùng khi chế biến để sử dụng

o Ngoài cá khô thiều, khô cá chỉ vàng tẩm gia vị, ngoài việc chọn nguyên liệu cá thích hợp, còn chú ý chọn các loại phụ gia cho vào bao gồm:

 Nhóm tạo vị: đường saccaroza, mạch nha, muối, bột ngọt,…

 Nhóm chất tạo cấu trúc: polyphosphate, sorbitol, maltodextrin,…

 Nhóm chất bảo quản chống vi sinh vật: muốn benzoate, nitrine,

…

 Chất chống oxy hóa chất béo: Na2S2O5, vitamin C,…

1.1.3 Ý nghĩa phương pháp chế biến

1.1.3.1 Về mặt bảo quản

Lượng nước của hải sản sống, tươi vào khoảng 70 – 80% là điều kiện thích hợp với sự phát triển của tất cả các loại vi sinh vật Nếu chúng ta giảm lượng nước trong sản phẩm hải sản tới mức chỉ còn 8 – 10% thì sự phát triển vi sinh vật

sẽ bị kiềm chế Sản phẩm trong chế biến khô chỉ đạt độ ẩm từ 13 – 16% (tùy theosản phẩm) nên chủ yếu chỉ khống chế được sự thối rữa do vi khuẩn gây nên

o Làm khô tự nhiên: Nguyên liệu được phơi nắng nhiệt độ khoảng

40℃, giàn phơi cao 0,8 – 1m Thời gian làm khô dài, khó điều khiển, phụ thuộc vào thời tiết…

o Làm khô nhân tạo (sấy): Sử dụng các thiết bị sấy, nhiệt độ sấy không quá 65℃, thời gian ngắn, thao tác dễ, diện tích lò ít

1.1.4 Nguyên liệu cho quá trình chế biến

1.1.4.1 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Có thể thua mua tại các tỉnh, vùng biển Sau đó, nguyên liệu được chuyên chở về phân xưởng bằng các xe hàng có kho lạnh

1.1.4.1 Kiểm tra chất lượng của cá nguyên liệu

Theo [28 TCVN 9 – 74]:

- Chỉ tiêu cảm quan: cá tươi dùng để chế biến:

o Thịt cá: dai, mềm mại, đàn hồi tốt, khó tách xương, mùi bình thường của thịt

o Thân cá: co cứng, để trên bàn tay thân cá không oằn xuống

o Mắt cá: nhãn cầu lồi và trong

o Miệng cá: ngậm cứng

o Mang cá: Dán chặt xuống hoa khế, không có nhớt

o Vây cá: dính chặt vào thân không có niêm dịch

o Vảy cá: sáng trắng dính chặt vào da Loại cá không có vảy da phải trơn bóng

o Bụng và hậu môn: Bụng không phình, hậu môn thụt sâu vào, màu trắng nhạt

- Chỉ tiêu hóa học: cá tươi dùng để chế biến:

o Hàm lượng nitơ dưới dạng NH3 (đạm thối (g)/kg thịt cá): < 0,5

o Độ pH (dùng giấy quỳ đo dung dịch ở mang hoặc ở miệng): 6,8 – 7

1.1.4.2 Bảo quản nguyên liệu trước khi chế biến

Trong khi nhập cá về xưởng để chế biến, nếu lượng cá nguyên liệu nhiều sovới kế hoạch sản xuất, ta phải làm lạnh sơ bộ để giữ chất lượng của cá Tuy nhiên, để chế biến sản phẩm khô, tốt nhất ta phải dùng nguyên liệu tươi và khôngdùng nguyên liệu cá đông lạnh

Phương pháp ướp lạnh sơ bộ có thể dùng kho lạnh hay nước đá để bảo quản Bảo quản bằng kho lạnh là một phương pháp có chi phí đầu tư và sử dụng

cao nên thường được dùng vào những tháng mà nguồn nguyên liệu không ổn định Khi vào mùa thu hoạch, nguồn nguyên liệu dồi dào và khá ổn định, phươngpháp sử dụng nước đá được ưu tiên vì nó là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất.

Tốc độ và hiệu quả làm lạnh phụ thuộc vào lượng nước đá cho vào, hình dạng, kích thước và nhiệt độ môi trường xung quanh Khi nước đá tan sẽ làm chonhiệt độ của nguyên liệu hạ xuống Nước đá tan chảy ra đồng thời tẩy đi chất nhớt nhiễm bẩn và vi sinh vật bám trên nguyên liệu Bảo quản bằng nước đá với nhiệt độ từ 0 - 2℃ có thể giữ chất lượng cá được từ 3 – 5 ngày

Để tăng khả năng làm lạnh của nước đá, có thể dùng hỗn hợp nước đá và muối ăn để bảo quản Cứ cho một lớp hỗn hợp muối đá rồi cho một lớp cá ướp vào thùng bảo quản

Nên sử dụng nước đá vảy, nước đá vụn để hạ thấp nhiệt độ của nguyên liệu xuống nhanh chóng Tùy theo tỷ lệ pha trộn giữa nước đá và muối ăn mà ta có các nhiệt độ hạ thấp khác nhau

Bảng 1.2 Nhiệt độ của hỗn hợp muối đá

Hàm lượng nước đá (%) Hàm lượng muối ăn (%) Nhiệt độ đạt được (℃)

ngoài Khô, rời, không có nột tạng

Màu sắc Màu đặc trưng

Mùi Đặc trưng cho sản phẩm, có mùi thơm

tanh tự nhiên của cá, không có mùi lạ

Vị Đặc trưng cho sản phẩm, không có vị lạ,

thường có vị ngọt không mặnTrạng thái Khô, mình còn nguyên, tỉ lệ rụng đầu

không quá 10%

Salmonela, Shigella, Vibrio

Parahaemolyticus, Vibrio cholerae,…

<10

1.2 Giới thiệu về khô cá bò

1.2.1 Cá bò

- Cá bò một gai trên lưng

- Tên tiếng anh: Unicorn leather

jacket

- Tên khoa học: Aluterus monoceros

(Linnaeus, 1758)

Cá bò sống ở biển, có quanh năm

Mình cá dẹp, thân hình thoi dài, có lớp da

dày màu xám trắng bao bọc bên ngoài Vây lưng thứ nhất ở ngay trên giữa mắt giống như một gai lớn Loài cá bò này thịt cá trắng phau, lại thơm, ngon, ngọt và dai như thịt gà, trông hấp dẫn nên được nhiều người ưa thích Đặc biệt, xương cá

là loại xương sụn, rất mềm Với những ai thiết chất canxi, nên ăn luôn xương cá

để bổ sung canxi cho cơ thể Cá bò có thể chế biến món kho, ăn dẻo rất ngon, không thua gì cá lóc kho tộ

Vùng phân bố của cá bò: Ở Việt Nam, cá bò phân bố ở cả 3 miền Bắc, Trung, và Nam Bộ nhưng tập trung nhiều nhất ở vùng biển Trung và Nam Bộ, đặc biệt là ở Phan Thiết, Côn Đảo (Vũng Tàu) và Bình Đại (Bến Tre)

Hình 1.1 Cá bò một gai lưng

Mùa vụ khai thác: cá bò có thể được khai thác quanh năm, tập trung nhiều nhất từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau.

Ngư cụ khai thác: ngư cụ thường dùng là lưới kéo đáy

Kích cỡ khai thác của cá: chiều dài của cá vào khoảng 200 – 300 mm

Cá bò có thể được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm: Chế biến tươi (đông lạnh), cá tẩm gia vị làm khô

Giá thành của cá bò tươi:

Hình 1.2 Sản phẩm khô cá bò được bao gói

Cá bò khô dai dai, thêm chút béo béo, ngọt tự nhiên, chỉ cần ăn một lần bạn

sẽ nhớ mãi không quên Cá bò không chỉ thơm ngon mà còn vô cùng bổ dưỡng,

là món ăn hấp dẫn trong mâm cơm gia đình của bạn

Trong cá bò khô có chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng tốt cho sức khỏe như: protein, chất béo, vitamin B12, D, E Thêm vào đó, cá còn chứa các chất khoáng, canxi, hỗ trợ uqas trình phát triển an toàn cơ thể

Sử dụng cá bò khô điều độ còn có tác dụng vô cùng tốt đối với những ngườimắc bệnh xương yếu, những người bệnh nằm một chỗ vừa cung cấp đủ dinh dưỡng lại hỗ trợ giảm thiểu bệnh

Giá sản phẩm khô cá bò: 500.000 đ/kg

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY

2.1 Khái niệm quá trình sấy

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch ẩm tán bên trong và cả bên ngoài vậtliệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp nhau khi bắt đầu là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quá trình sấy là sự chênh lệch phân áp suất hơi nước ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh

2.2 Phân loại phương pháp sấy

Thông thường hiện nay dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển nhiệt - ẩm, người ta phân ra thành hai phương pháp sấy, đó là phương pháp sấy lạnh và phương pháp sấy nóng

2.2.1 Phương pháp sấy nóng

2.2.1.1 Sấy đối lưu

Vật liệu sấy nhận nhiệt đối lưu từ một dịch thể nóng, thường là không khí hoặc khói lò Đây là loại hệ thống sấy phổ biến nhất trong phương pháp sấy nóng Trong hệ thống sấy đối lưu, người ta lại phân ra các loại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động,…

2.2.1.2 Sấy tiếp xúc

Vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp và nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy, trong các hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra độ chênh phân áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi nước từ bề mặt tiếp xúc với vật liệu sấy Trong số này ta thường gặp hệ thống sấy lô`, hệ thống sấy tang,

2.2.1.3 Sấy bức xạ

Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn sóng bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuyếch tán vào môi trường Rõ ràng, trong hệ thống sấy bức xạ, độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy

và môi trường được tạo ra chỉ bằng cách đốt nóng vật

2.2.2 Phương pháp sấy lạnh

Khác với phương pháp sấy nóng, trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo

ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách

giảm phân áp suất trong tác nhân sấy nhờ giảm độ chứa ẩm Phương pháp sấy lạnh có thể phân thành hai loại hệ thống sấy.

2.2.2.1 Sấy lạnh ở nhiệt độ nhỏ hơn 0°C

a) Sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp từ trạng thái rắn biến thành trạng thái hơi nhờ quá trình thăng hoa Để tạo ra quá trình thăng hoa, vật liệu sấy phải được làm lạnh dưới điểm ba thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu t < 0°C và áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p < 610 Pa Từ đó, vật liệu sấynhận được nhiệt lượng để ẩm từ trạng thái rắn thăng hoa thành thể khí và vào môitrường Như vậy, trong các hệ thống sấy thăng hoa, phải tạo được chân không xung quanh vật liệu sấy và làm lạnh vật xuống dưới 0°C

b) Sấy chân không

Phương pháp sấy chân không là phương pháp tạo ra môi trường gần như chân không trong buồng sấy, nghĩa là nhiệt độ vật liệu t < 0°C, áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p > 610Pa Khi nhận được nhiệt lượng, các phần tử nước trongvật liệu sấy ở thể rắn sẽ chuyển sang thể lỏng, sau đó mới chuyển sang thể hơi và

đi vào môi trường

Phương pháp sấy chân không thường chỉ sấy các loại vật liệu sấy là các sản phẩm quý, dễ biến chất Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy thăng hoa, hệ thống sấy chân không chỉ dùng để sấy những vật liệu sấy quí hiếm,không chịu được nhiệt độ cao Vì vậy, các hệ thống sấy này là những hệ thống sấy chuyên dùng, không phổ biến

2.2.2.1 Sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0°C

a) Phương pháp sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hợp máy lạnh

Phương pháp này sử dụng máy hút ẩm kết hợp với máy lạnh, để tạo ra một môi trường sấy có nhiệt độ khá thấp, thường có thể bằng hoặc bé hơn nhiệt độ môi trường từ 5 ÷ 15°C

Ưu điểm:

- Năng suất hút ẩm của phương pháp này khá lớn

- Khả năng giữ chất lượng, hàm lượng dinh dưỡng sản phẩm cũng khá tốt (phụ thuộc vào nhiệt độ sấy)

- Lắp đặt phức tạp, khó điều chỉnh các thông số để phù hợp với công nghệ

- Trong môi trường có bụi, cần dừng máy để vệ sinh chất hấp phụ

c) Phương pháp sấy bơm nhiệt

Trong phương pháp này, người ta chỉ dùng một hệ thống bơm nhiệt để tạo

ra môi trường sấy Nhiệt độ môi trường sấy có thể điều chỉnh trong giới hạn khá rộng từ nhiệt độ xấp xỉ môi trường đến nhiệt độ âm, tùy thuộc yêu cầu của vật liệu sấy Khác với các thiết bị nhiệt lạnh khác, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy khô

và hút ẩm thì cả dàn nóng và dàn lạnh đều được sử dụng hữu ích nên năng lượng tiêu thụ ở đây có thể được tận dụng đến mức cao nhất mà nhiệt độ không khí lại

có thể chỉ cần duy trì ở mức nhiệt độ môi trường hoặc thấp hơn

Ưu điểm:

- Khả năng giữ màu sắc, mùi vị và vitamin đều tốt;

- Tiết kiệm năng lượng nhờ sử dụng cả năng lượng dàn nóng và dàn lạnh, hiệu quả sử dụng nhiệt cao;

- Bảo vệ môi trường, tuổi thọ thiết bị cao, vận hành an toàn;

- Có khả năng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm tác nhân sấy tùy thuộc vào yêu cầu và khả năng chịu nhiệt của từng loại sản phẩm nhờ thay đổi công suất nhiệt của dàn ngưng trong và công suất máy lạnh;

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

2.3.1 Vật liệu sấy

Tất cả các sản phẩm đều chịu biến đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau

đó Yêu cầu đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạnchế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản đồng thời nâng cao hiệu quả kinh

tế một cách tối ưu nhất Xét về cơ bản những thay đổi trong quá trình sấy có thể chia ra:

-Những thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy, vỡ,…

-Những thay đổi hóa lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bị thay

Những thay đổi đó làm thay đổi cấu trúc màu sắc mùi vị, giá trị dinh dưỡng

và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy Các phương pháp sấy khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm trong quá trình sấy các sảnphẩm rau quả Trong đó, phương pháp sấy nóng đáp ứng được các yêu cầu về năng suất, thời gian sấy nhưng lại không đáp ứng tốt các đòi hỏi về chất lượng sản phẩm Ngược lại, đối với các sản phẩm sấy yêu cầu nhiệt độ thấp đòi hỏi phải

có quy trình sấy phù hợp hơn Công nghệ sấy lạnh là một công nghệ mới được dùng để giải quyết các vấn đề không thể giải quyết đối với công nghệ sấy nóng

Từ nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh những ưu điểm vượt trội của công nghệ sấy lạnh trong quá trình xây dựng quy trình sấy đối với các loại rau củ quả

có giá trị kinh tế

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Bất kì một loại nông sản phẩm nào, trong thành phần của nó đều có chứa các nhóm hợp chất hữu cơ như protein, gluxit, lipid, vitamin, axit hữu cơ và các chất khoáng,… với tỷ lệ khác nhau Do đó muốn bảo quản tốt từng loại sản phẩmcần nghiên cứu kỹ thành phần hóa học và những biến đổi của nó dưới tác động của các nhân tố bên ngoài Thông thường trong thành phần của chúng có chứa những hợp chất sau

2.3.2.1 Nước

a) Nước liên kết hóa học

Được đặc trưng bằng quan hệ định lượng rất chính xác giữa sản phẩm và nước Đây là loại liên kết rất bền vững Ví dụ: Na3CO3.3H2O Nếu muốn tách lượng nước này phải bằng cách đem nung lên hoặc bằng các tương tác hóa học khác

d) Nước liên kết hóa lý

Kết hợp với vật liệu không theo một tỷ lệ nhất định Nó bao gồm có nước hấp thụ, nước thẩm thấu, nước cấu trúc Muốn tách lượng nước này ra cần tiêu hao một năng lượng để biến nó thành thể hơi Dạng nước này kém bền hơn.Loại này kết hợp với sản phẩm không theo một lượng nhất định, chính là lượng nước tự do trong sản phẩm đây là dạng kém bền vững nhất Nó được chuyển dịch trong sản phẩm ở dạng thể lỏng Muốn tách ra phải bằng cách sấy khô ở nhiệt độ 105°C

Hàm lượng nước trong sản phẩm cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả năng bảo quản của chúng Đối với những sản phẩm có hàm lượng nước cao, việc bảo quản khó khăn hơn vì nước chính là một môi trường thuận lợi

để vi sinh vật hoạt động, làm cho chất lượng sản phẩm bị giảm xuống

2.3.2.2 Nhiệt độ sấy

Yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm rau quả khô là nhiệt độ sấy Nếu nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 60°C thì protein bị biến tính Nếu loại rau quả ít thành phần protêin thì nhiệt độ đốt nóng sản phẩm có thểlên đến 80 - 90°C Nếu tiếp xúc nhiệt trong thời gian ngắn như sấy phun thì nhiệt

độ sấy có thể lên đến 150°C Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu sấy Nếu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh thì bề mặt mặt quả bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

2.3.2.3 Độ ẩm không khí

Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của nó xuống Có 2 cách làm giảm độ ẩm tương đối của không khí:

- Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

- Giảm độ ẩm không khí bằng cách dùng máy hút ẩm

Thông thường khi vào lò sấy, không khí có độ ẩm 10 - 13% Nếu độ ẩm củakhông khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu độ ẩm quá cao sẽlàm tốc độ sấy giảm Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quảtươi nên độ ẩm tăng lên (thông thường khoảng 40 - 60%) Nếu không khí đi ra có

độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy Người ta điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và lượng rau quả tươi chứa trong lòsấy

2.3.2.4 Vận tốc tác nhân sấy

Trong quá trình sấy, người ta phải dùng 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

2.3.2.5 Độ dày của vật liệu

Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng 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, dẫn đến sản phẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại Thông thường nên xếp lớp hoa quả trên các khay sấy với khối lượng 5 – 8 kg/m2

là phù hợp

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ

SẤY 3.1 Quy trình công nghệ

3.1.1 Sơ chế - lóc phi lê

Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình chế biến

Giới thiệu: Đây là quá trình làm sạch, loại bỏ nội tạng, vây và các phần không sử dụng sau khi nguyên liệu được nhập về

Thao tác lóc phi lê:

- Công nhân giữ cá phía trước mặt, bụng cá hướng về công nhân Dao cắt từsau xương đầu cá đến xương sống lưng, từ đó cắt song song với xương sống lưng, lạng theo sát trục ống và kéo đến đuôi Lách thịt khỏi xương, phần còn lại dích sát ở xương càng ít càng tốt Cuối cùng, mũi dao cắt rời miếng phi lê khỏi thân cá và chu trình được thực hiện với mặt thân còn lại.Phải làm cẩn thận để không làm bể nội tạng cá vì nội tạng cá có chứa rất nhiều vi sinh vật

- Sau đó, miếng phi lê được đặt trên thớt, mặt da bên dưới Công nhân lách mũi dao vào giữa miếng phi lê cá ở phía cuối đuôi, giữ chặt dao và kéo miếng da vừa tách, đồng thời cạnh dao miết vào chỗ tiếp giáp giữa phi lê

và da để da dần rời ra khỏi thịt, góc cạnh dao luôn hơi xiên đối với da Miếng da cá khi lột ra phải trơn nhẵn, không xù xì

3.1.2 Rửa phi lê

Để khử tanh người ta dùng acid acetic pha với nước muối 1% và ngâm cá trong dung dịch này Nồng độ acid acetic thường dùng là 0,1%

Thời gian ngâm khoảng 20 phút ở nhiệt độ bình thường khoảng 30℃ Cứ 1

kg phi lê cá cần dùng 1,5 lít dung dịch ngâm

Sau quá trình khử tanh là quá trình rửa Quá trình này nhằm mục đích loại

bỏ hết acid acetic sau khi đã khử hết mùi tanh khai của cá

- Tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan cho sản phẩm.

- Tạo điều kiện ức chế sự phát triển hệ vi sinh vật (nhiễm và có sẵn trong cá)

Tiến hành:

- Cá sau khi rửa, để ráo ta đặt lên lưới plastic chịu nhiệt Lưới này nhỏ có khả năng chịu nhiệt được sử dụng cho cả quá trình ướp Kích thước lưới phải vừa với thùng ướp gia vị cũng bằng plastic

Hình 3.3 Lưới plastic chịu nhiệt

- Nhúng chìm lưới đã được xếp cá vào thùng ướp cá Rót dung dịch gia vị vào theo cạnh cửa thùng Sau đó, ta đậy một nắp nhỏ ở trên với đường kích nắp bé hơn đường kính thùng Có thể đặt vào thùng ướp từ 4 -5 lưới như hình minh họa

Hình 3.4 Thùng ướp plastic

Thùng ướp sẽ được duy trì nhiệt độ trong tủ lạnh ở 8 – 10℃

Thời gian ướp: 10 – 14 giờ

Trước khi lấy lưới ra, ta nghiêng thùng ướp để lấy dung dịch gia vị ra

3.1.6 Sấy

Tiêu diệt vi sinh vật trong nguyên liệu

Tách ẩm, kéo dài thời gian bảo quản

3.1.7 Cán

Cán sẽ tạo ra những miếng cá khô phẳng, không quăn mép, độ dày, độ mềm

và độ tơi thích hợp

3.1.8 Cân – phân loại – đóng gói

Sản phẩm sẽ được phân loại theo kích cỡ trước khi bao gói, miếng cá nào chưa đủ tiêu chuẩn sẽ loại ra

Sản phẩm sẽ được bao gói để bảo vệ sản phẩm bên trong, dễ vận chuyển, lưu kho

Vật liệu bao gói là bao PE, loại 200 g/bao, đóng thùng carton 100 kg

(khoảng 50 bao)

Bảo quản:

- Cá khô dễ hút ẩm nên phải đóng gói ngay sau khi chế biến càng nhanh càng tốt, sử dụng bao bì có khả năng chống thấm nước và tránh tiếp xúc với không khí

- Bảo quản trong kho thoáng mát tốt nhất bảo quản lạnh 8 – 10℃ có thể sử dụng tủ đông Kho bảo quản phải sạch sẽ, xa nơi hồ ao nước đọng

- Tránh xuất nhập hàng hóa khi thông hơi thoáng khí vào những ngày mưa,

có sương mù, làm như vậy sẽ hạn chế cá khô hút ẩm Ở nhiệt độ thường thời gian bảo quản không quá 3 tháng, còn ở 5℃ không quá 6 tháng

3.1.9 Sản phẩm

Sản phẩm có dạng cá bò tẩm gia vị cán ép mỏng hình oval sấy khô Sản phẩm được bao gói bên trong bao túi nylong, có thể có nhiều kích cỡ khác nhau Tuy nhiên, quy cách các sản phẩm có thể thay đổi tùy theo yêu cầu khách hàng.Điều kiện bảo quản sản phẩm mà nhà sản xuất đưa ra là -18℃, và hạn sử dụng của sản phẩm là 18 tháng kể từ ngày sản xuất

Cách dùng: có thể nướng hay ngâm sản phẩm với nước cho mềm rồi rán vớidầu thực vật hoặc mỡ lợn, hoặc rim sản phẩm với nước mắm, sau đó có thể dùng với cơm

Hình 3.5 Cá bò khô sau khi nướng

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy cá bò khô

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong quá trình làm khô, sự thay đổi lượng nước trong nguyên liệu phụ thuộc vào các thông số trạng thái của không khí Khi nhiệt độ không khí càng caothì lượng nước trong nguyên liệu tách ra càng nhanh, tốc độ khô sẽ nhanh

Nhưng nhiệt độ chỉ nâng cao trong giới hạn cho phép, vì nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm, dễ làm cho cá bị cháy và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp ngoài cản trở sự di chuyển của nước từ trong ra ngoài Nhưng nếu làm khô ở nhiệt độ thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại thịt cá

3.2.2 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 không khí càng lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh hiện tượng màng cứng, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng độ ẩm tương đối của không khítrong khi sấy khô cá cắt mổ nguyên con tốt nhất là 50 – 60%

3.2.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng đến quá trình làm khô Nếu tốc độ chuyển động của không khí càng lớn sẽ tốn nhiều nhiệt để giữ nhiệt

độ cần thiết trên nguyên liệu, ngược lại tốc độ gió quá nhỏ thì làm quá trình làm khô chậm lại, dẫn đến sự hư hỏng sản phẩm Vì vậy phải chọn một tốc độ gió thích hợp, giai đoạn đầu của quá trình sấy lượng ẩm thoát ra nhiều cần tốc độ gió lớn và ở giai đoạn cuối thì giảm bớt Đối với miếng cá tốc độ gió trong giới hạn 1– 2 m/s, ngoài ra hướng gió cũng ảnh hưởng tới quá trình làm khô.

3.2.4 Ảnh hưởng của kích thước vật liệu

Nguyên liệu càng nhỏ, mỏng thì tốc độ làm khô càng nhanh Tốc độ làm khô tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt và tỷ lệ nghịch với bề dày nguyên liệu Vì vậy khi làm khô cá phải chọn phương pháp cắt mổ thích hợp để làm khô được nhanh chóng

3.2.5 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu

Nguyên liệu được đưa vào làm khô phải xét đến thành phần hóa học như

mỡ, nước, protid, chất khoáng, kết cấu tổ chức rắn hay lỏng lẻo, cá tươi hay ươn, mặn hay nhạt,…

3.3 Các biến đổi trong quá trình sấy

3.3.1 Biến đổi vật lý

3.3.1.1 Về khối lượng

Do mất nước trong quá trình làm khô, làm cho khối lượng cá giảm xuống

Sự giảm này đúng ra bằng lượng nước mất đi nhưng thực tế lại nhỏ hơn, nguyên nhân là do trong quá trình làm khô một số thành phần hóa học của cá bị oxy hóa làm cho khối lượng tăng lên chút ít Hiện tượng này rõ nhất trong trường hợp phơi, quá trình sấy kéo cá

3.3.1.2 Về thể tích

Thể tích nguyên liệu co rút lại, mức độ co rút phụ thuộc phương pháp làm khô Đúng ra thể tích của nguyên liệu giảm đi bằng thể tích của nước mất đi, nhưng thực tế lại nhỏ hơn Nguyên nhân là kết cấu tổ chức của thịt cá là thể keo xốp nên khi nước mất đi, các khoảng trống của mô cơ vẫn tồn tại, hoặc chỉ co rút phần nào Đặc biệt khi sấy chân không và sấy thăng hoa thì thể tích co rút càng ít

3.3.1.3 Về màu sắc và mùi vị

Nguyên liệu bị phơi khô bị oxy hóa, các sắc tố bị khử, mặt khác là do nước mất đi làm cho nồng độ chất khô tăng lên, sản phẩm sẽ có màu đậm hơn và mùi khét hơn

3.3.1.4 Về điểm đóng băng

Quá trình làm khô càng tiến triển thì điểm đóng băng của thịt cá càng giảm,

vì nhiệt độ đóng băng phụ thuộc vào hàm lượng chất khô trong nguyên liệu

3.3.2 Sự biến đổi về tổ chức của nguyên liệu

Tùy thuộc từng phương pháp làm khô, nhưng nói chung đều làm tổ chức của nguyên liệu co rút lại chặt chẽ hơn

- Phương pháp sấy bằng không khí nóng: do quá trình làm khô chậm nên cấu trúc cơ thịt chặt chẽ, khả năng hút nước phục hồi kém, ăn cảm giác khô cứng và dai

- Phương pháp sấy chân không: quá trình khử nước nhanh chóng nên cấu trúc tương đối xốp

- Phương pháp sấy thăng hoa: do nước đông kết lại rồi thăng hoa nhanh chóng nên để lại các khoảng trống trong tổ chức cơ thịt, làm sản phẩm rất xốp, mức độ hút nước tốt và phục hồi lại được gần giống với trạng thái ban đầu

Nguyên nhân gây ra sự khác nhau về tổ chức đó là do:

- Kết cấu hiểu vi của các sợi cơ bị sắp xếp lại khác nhau và mỗi loại cấu trúc của sợi cơ có tính chất vật lí nhất định

- Trạng thái và tính chất của các chất tạo nên sợi cơ có sự biến đổi khác nhau

Khả năng hút nước của sản phẩm phụ thuộc vào cấu trúc của protein Trongquá trình làm khô bằng gia nhiệt đã làm biến tính protein và thay đổi cấu trúc, do vậy sản phẩm khô khó phục hồi được như trạng thái tươi như ban đầu

Mức độ dai của sản phẩm phụ thuộc vào sự tăng lên của số lượng liên kết trong phân tử protein bao gồm liên kết hydro, liên kết ion,…, hoặc liên kết giữa các chất dẫn xuất của protein biến tính

3.3.3 Sự biến đổi về hóa học

Các quá trình lý hóa xảy ra trong sấy:

- Khử nước

- Phân giải protid, chất béo

- Làm đông đặc và biến tính protid: sự phá vỡ màng nước bao quanh các hạt keo của protid và phá vỡ điện tích ngăn cản hạt keo tập trung lại, lúc

đó các hạt keo tụ hợp lại, gây hiện tượng đông đặc thuận nghịch Sự đông đặc sợi cơ protid bắt đầu ở 30℃, kết thúc ở 60℃ khi đã đông đặc được 95% protid hòa tan Khi protid bị biến tính không thuận nghịch sẽ làm protein đông tụ lại, mất khả năng hòa tan trong nước, dung dịch muối cũng như khả năng trương nở Màu sắc sợi cơ sẫm lại Sự đông đặc, biến tính protein xảy ra mạnh nhất ở 60℃

- Phá hủy các hợp chất hữu cơ kém bền vững (vitamin), khử hoạt tính của men: do tác dụng của không khí ở nhiệt độ cao

- Tiêu hao một phần chất béo và oxy hóa các acid béo không bão hòa: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, chất béo bị nóng chảy, oxy hóa làm chất lượng sản phẩm giảm

Do đó loại cá dùng phương pháp này phải có hàm lượng chất béo thấp hơn 3%

Nhiệt độg trong quá trình sấy ở giai đoạn đầu thì cao dần, và cuối quá trình thì hạ nhiệt độ thấp hơn, như vậy sản phẩm sẽ không bị cháy, thịt cứng, giòn, mùi

vị thơm ngon

Nếu nguyên liệu là bán thành phẩm thì sấy ở nhiệt độ cao tương đối ít biến đổi, còn nguyên liệu tươi thì biến đổi rõ rệt, đó là do men và vi sinh vật tồn tại trong nguyên liệu

Mùi thơm của sản phẩm khô chủ yếu là do thành phần của các đạm acid monoamin có trong chất ngấm ra Theo dõi lượng đạm này thì lúc đầu thấy giảm xuống, sau đó lại tăng lên so với khối lượng cá giảm đi Nhưng dù có tăng lên nữa thì cũng không khôi phục lại mùi vị tự nhiên Vì vậy ta nên làm khô với tốc

độ nhanh hơn để ít tổn thất chất ngấm ra, bảo đảm mùi vị cá khô thơm ngon

3.4 Lựa chọn phương pháp và thiết bị sấy

3.4.1 Đặc điểm cơ bản của các phương pháp sấy khô

Sấy khô có lẽ là phương pháp chế biến, bảo quản thực phẩm lâu đời nhất được thực hiện bởi nhân loại để kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm Cá bò thường được sấy khô từ độ ẩm ban đầu khoảng 80% đến 10% hoặc ít hơn để ra sản phẩm Tùy từng phương pháp khác nhau mà cho ra các sản phẩm cá bò khô khác nhau, thường tổn thất lớn về hương vị, thay đổi kết cấu và màu sắc Các phương pháp đã được áp dụng từ trước tới nay đối với các sản phẩm cá bò khô như: phới nắng, sử dụng không khi nóng, thiết bị bơm nhiệt, …

3.4.1.1 Sấy bằng năng lượng mặt trời

Phơi nắng mang lại một sản phẩm giữ được màu sắc ban đầu, nhưng nó có một số nhược điểm, ví dụ: nó là một quá trình tốn thời gian, phụ thuộc vào thời tiết, đòi hỏi lao động và nó rất dễ bị ô nhiễm bởi môi trường Các sản phẩm được sấy khô bằng máy sấy mặt trời có giá trị vệ sinh cao, màu sắc và kết cấu hấp dẫn hơn so với phơi nắng Máy sấy năng lượng mặt trời đòi hỏi ánh nắng mặt trời khá

ổn định vì thời tiết nhiều mây làm tăng thời gian sấy và nguy cơ hư hỏng Nhiệt

độ sấy không được kiểm soát gây ra thiệt hại cho hương vị, màu sắc và chất dinh dưỡng

3.4.1.2 Sấy bằng không khí nóng

Trong quá trình sấy nông sản, thủy sản, việc lựa chọn nhiệt độ sẽ được sử dụng là kết quả của sự cân đối giữa hiệu quả của quá trình, chi phí năng lượng vàchất lượng sản phẩm Tuy nhiên, nhược điểm lớn liên quan đến sấy không khí nóng là thời gian sấy dài ngay cả ở nhiệt độ gần 60°C, dẫn đến suy giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng

Quy trình sấy không khí nóng thông thường có chi phí vận hành cao bên cạnh những tổn thất về chất lượng liên quan đến màu sắc, hương vị và kết cấu Hơn nữa, tốc độ sấy chậm và điều kiện vệ sinh kém thúc đẩy sự hình thành nấm mốc thường được tìm thấy trong các sản phẩm sấy khô Vì vậy, cải tiến trong quátrình sấy mà không làm giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng là rất quan trọng

3.4.1.3 Sấy bơm nhiệt

Sấy khô là một quá trình tốn nhiều năng lượng, thường được tiến hành ở nhiệt độ cao Tuy nhiên, nhiều nguyên liệu nông nghiệp và thực phẩm rất nhạy cảm với nhiệt độ cao Các sản phẩm sấy thường chịu tổn thất rõ rệt về chất lượngtrong quá trình chế biến, tốc độ phân hủy sắc tố và vitamin tăng lên khi nhiệt độ sấy tăng Do đó, sấy khô ở nhiệt độ thấp để tăng cường chất lượng sản phẩm thựcphẩm đã được quan tâm ngày càng tăng trong những năm gần đây Mục tiêu chính của bất kỳ quy trình sấy là sản xuất một sản phẩm sấy khô có chất lượng mong muốn với chi phí tối thiểu và chất lượng tối đa Một hệ thống sấy vừa tiết kiệm năng lượng vừa bảo quản chất lượng sản phẩm là mong muốn

Bơm nhiệt đã được biết là tiết kiệm năng lượng khi được sử dụng cùng với các hoạt động sấy khô Những ưu điểm chính của máy sấy bơm nhiệt xuất hiện từkhả năng bơm nhiệt thu hồi năng lượng từ khí thải cũng như khả năng kiểm soát độc lập nhiệt độ và độ ẩm không khí sấy Trong hầu hết các nghiên cứu được thực hiện, kết luận chung là sấy bơm nhiệt cung cấp các sản phẩm có chất lượng tốt hơn với năng lượng giảm tiêu dùng Điều này đặc biệt đúng với các sản phẩm thực phẩm đòi hỏi không khí sấy được kiểm soát chính xác (nhiệt độ và độ ẩm) Các sản phẩm thực phẩm nhạy cảm với nhiệt, yêu cầu sấy ở nhiệt độ thấp, có thể tận dụng công nghệ sấy bơm nhiệt trong đó nhiệt độ sấy có thể được điều chỉnh

từ -20°C đến 60°C Ở những nước có độ ẩm không khí cao, tốc độ hư hỏng cao xảy ra trong mùa mưa khi không khí rất ẩm, máy sấy bơm nhiệt có thể làm giảm

hư hỏng sản phẩm bằng cách duy trì độ ẩm thấp của không khí sấy thông qua quyđịnh loại bỏ nhiệt ẩn ở thiết bị bay hơi

3.4.1.4 Sấy vi sóng

Sấy vi sóng hiện đang trở nên phổ biến vì những lợi thế vốn có của nó so sấy đối lưu thông thường như giảm thời gian sấy của vật liệu sấy mà không làm giảm chất lượng Máy sấy vi sóng đã được thử thành công cho các loại trái cây

và rau quả khác nhau Phương pháp sấy bao gồm việc đưa vật liệu sấy vào bức xạ

vi sóng cung cấp nhiệt hóa hơi trực tiếp cho các phân tử nước để làm bay hơi độ

ẩm từ bên trong vật liệu sấy Do đó, độ ẩm và hoạt động nước của sản phẩm bị giảm trong một khoảng thời gian ngắn Do thời gian tiếp xúc ngắn và duy trì nhiệt độ thấp, sản phẩm cuối cùng có chất lượng tốt hơn Hơn nữa, mức tiêu thụ năng lượng được báo cáo là thấp hơn so với các phương pháp sấy thông thường khác

Ứng dụng năng lượng vi sóng trong sấy thực phẩm có thể là một cách tiếp cận tốt để khắc phục các vấn đề hiện có trong các phương pháp sấy thông

thường Tuy nhiên, quy trình sấy sử dụng lò vi sóng sẽ mang lại sản phẩm chất lượng thấp nếu không được áp dụng phù hợp Do đó, sấy vi sóng thường được kết hợp với các kỹ thuật sấy khác bao gồm không khí nóng đối lưu, thẩm thấu, sấy tầng sôi, sấy chân không và sấy đông để đạt được sự đồng đều, nhanh và hiệuquả mà không làm giảm chất lượng đáng kể Những phương pháp kết hợp này đãđược quan sát thấy có tiềm năng để sấy khô tốc độ cao và chất lượng cao

3.4.2 Lựa chọn phương pháp sấy

Việc sử dụng kỹ thuật sấy nhân tạo để chế biến, bảo quản hàng hóa nông sản, thủy sản đang mở rộng, tạo ra nhu cầu về các kỹ thuật và phương pháp sấy nhanh hơn giúp giảm lượng năng lượng lớn cần thiết trong các quy trình sấy Các

kỹ thuật mới và sáng tạo làm tăng tốc độ sấy và tăng cường chất lượng cá bò khô đang được chú ý đáng kể

Làm khô thực phẩm chủ yếu nhằm mục đích giảm hoạt động của nước để kéo dài thời hạn sử dụng Thách thức lớn trong quá trình sấy nguyên liệu thực phẩm là giảm độ ẩm của nguyên liệu đến mức mong muốn mà không làm mất đáng kể hương vị, mùi vị, màu sắc và chất dinh dưỡng Vì vậy, các điều kiện sấy phải được tối ưu hóa để giữ lại chất lượng sản phẩm tối đa, bên cạnh việc xem xét tính kinh tế của quá trình

Như ta đã nói những ưu điểm chính của máy sấy bơm nhiệt xuất hiện từ khảnăng bơm nhiệt thu hồi năng lượng từ khí thải cũng như khả năng kiểm soát độc lập nhiệt độ không khí và độ ẩm không khí Máy sấy bơm nhiệt có thể làm giảm

hư hỏng sản phẩm bằng cách duy trì độ ẩm thấp của không khí sấy qua việc loại

bỏ nhiệt ẩn ở thiết bị bay hơi Ngoài ra việc sấy khô bằng vi sóng, độ ẩm và hoạt động nước của sản phẩm bị giảm trong một khoảng thời gian rất ngắn Do thời gian tiếp xúc ngắn, sản phẩm cuối cùng có chất lượng tốt hơn Hơn nữa, mức tiêuthụ năng lượng được báo cáo là thấp hơn so với các phương pháp sấy thông thường khác Kết hợp với những đặc điểm của phương pháp khác, cùng với các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy khô phân tích ở trên, em đề xuất phương pháp sử dụng kết sấy bơm nhiệt và sấy vi sóng

Ở giai đoạn đầu sấy, sấy với tốc độ không đổi, ta sử dụng phương pháp sấy bơm nhiệt, lấy được lượng lớn ẩm ra khỏi vật liệu, độ ẩm giảm từ khoảng 80% còn 30% Ở giai đoạn sau, tốc độ sấy giảm dần, để tránh hao phí năng lượng của sấy bơm nhiệt và giảm thời gian sấy ta sử dụng vi sóng, giảm độ ẩm từ khoảng 30% còn 10%, đạt độ ẩm cần thiết của sản phẩm

Với yêu cầu năng suất nguyên liệu vào là G1 = 480 kg/mẻ, ta có 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Sấy với thiết bị sấy bơm nhiệt trong 6 giờ

 Năng suất vào: G1  480 kg/mẻ

 Độ ẩm vật liệu vào: W1 = 80%

 Độ ẩm vật liệu ra: W2 = 30%

- Giai đoạn 2: Sấy với thiết bị sấy vi sóng trong 2 giờ

 Năng suất vào:

bị sấy vi sóng để tránh thiết bị sấy vi sóng không chạy trong thời gian sấy bơm nhiệt, đạt năng suất cao hơn.

- Phương án 1: sau 2 giờ ta chạy 1 thiết bị sấy bơm nhiệt, thiết bị sấy vi sóng chạy liên tục

Hình 3.6 Phương án 1 bố trí sấy bơm nhiệt với sấy vi sóng

- Phương án 2: sau 3 giờ ta chạy 1 thiết bị sấy bơm nhiệt, thiết bị sấy vi sóng sau 1 giờ chạy 1 lần

Hình 3.7 Phương án 2 bố trí sấy bơm nhiệt với sấy vi sóng

Ta thấy ở phương án 1, hệ thống sấy coi như chạy liên tục, phù hợp nhu cầucần năng suất cao, trong 1 ngày đêm ta thu được 8 mẻ, tuy nhiên, không có thời gian chuyển giao từ thiết bị sấy bơm nhiệt qua vi sóng, thiết bị sấy chạy liên tục

không ngừng nghỉ Còn ở phương án 2, ta có 1 giờ để các thiết bị sấy nghỉ ngơi, công nhân có thời gian chuyển vật liệu từ thiết bị sấy bơm nhiệt qua thiết bị sấy

vi sóng

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ

SẤY BƠM NHIỆT 4.1 Tổng quan về thiết bị sấy bơm nhiệt

Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy bơm nhiệt

Nguyên lý hoạt động: Dòng tác nhân sấy tuần hoàn kín là không khí trong

buồng sấy, mỗi chu kỳ tuần hoàn được thực hiện 2 quá trình trao đổi nhiệt ẩm vớithiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ của hệ thống bơm nhiệt Không khí ẩm khi điqua thiết bị bay hơi được làm lạnh xuống điểm đọng sương và tách ẩm, tiếp tục

đi qua thiết bị ngưng tụ được hoàn nhiệt ở trạng thái độ ẩm thấp, nhiệt độ thấp Với nguyên tắc này sấy bơm nhiệt tạo ra được tác nhân sấy là không khí khô (độ

ẩm tương đối thấp) ở nhiệt độ thấp có thể bằng hoặc dưới nhiệt độ của môi trường (trong phạm vi nhiệt độ sấy phù hợp < 600C), điều mà đối với các phươngpháp sấy bằng gia nhiệt thông thường khó tạo được độ ẩm không khí thấp ở nhiệt

độ thấp và phụ thuộc nhiều vào khí hậu môi trường

a) Ưu điểm của sấy bơm nhiệt

- Có thể sấy ở dải nhiệt độ thấp (10 - 60°C)

- Hạn chế được sự biến đổi chất lượng về màu sắc, mùi vị, thành phần vi lượng

- Hạn chế khả năng sản phẩm bị oxy hoá gây mùi lạ

- Hạn chế sự nhiễm khuẩn và tạp chất từ môi trường

- Chế độ sấy ổn định không bị thay đổi do tác động của thời tiết

- Tiết kiệm năng lượng do tận dụng triệt để năng lượng nhiệt 2 chiều của máylạnh

- Hiệu suất tách ẩm cao phụ thuộc vào trạng thái ẩm của vật sấy

e) Hạn chế của sấy bơm nhiệt

- Nhiệt độ sấy thấp trong miền nhiệt độ phù hợp cho sự hoạt động của các hệ

vi sinh vật và nấm mốc, do vậy cần kết hợp với giải pháp xử lý nguyên liệu tiền sấy

- Khả năng tách ẩm thấp với những vật có kích thước lớn, có đặc tính ẩm liên

kết cao

- Động lực tách ẩm rất yếu khi độ ẩm của vật sấy giảm vào giai đoạn cuối của

quá trình sấy (w = 10 – 20%), khó tách được ẩm có liên kết cao so với các phương pháp sấy nhiệt độ cao

4.2 Chọn chế độ sấy bơm nhiệt

Cá bò là loại thủy sản có ít mỡ, có độ ẩm khoảng 80% Khi cá chết thì với

độ ẩm cao như vậy sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển gâyhiện tượng thối rữa

Như ta đã lựa chọn chế độ sấy ở trên, trong giai đoạn sấy đầu, của chế độ sấy bơm nhiệt ta làm giảm độ ẩm xuống còn 30 – 35%, ở độ ẩm này thì sẽ ngăn cản được một số loại vi khuẩn Giai đoạn sau sấy ở chế độ vi sóng còn 10 – 12% thì hầu như vi khuẩn không còn phát triển được nữa

Trong quá trình sấy khô cá phải đảm bảo không làm mất chất dinh dưỡng, cảm quan của cá tức là sản phẩm còn nguyên hương vị, không co bóp lại Mặt khác để đảm bảo năng suất làm việc 8 giờ một ngày, ta phải lựa chọn thời gian sấy phù hợp với năng suất và thời gian làm việc

Để đáp ứng các tiêu chuẩn ta dùng sấy bơm nhiệt với nhiệt độ sấy khoảng

45 - 60℃, trong khoảng thời gian 6 giờ Để đảm bảo độ ẩm sấy của cá giảm đồng đều thì cá được xếp trên những vỉ plastic không được quá dày trước khi vàobuồng sấy

4.3 Cân bằng vật chất của thiết bị sấy

4.3.1 Các thông số ban đầu

- Năng suất tính theo nguyên liệu vào: G1 = 480 kg/mẻ

- Thời gian sấy: 6 giờ

o Không khí sau dàn lạnh: t1 = 8˚C

o Không khí vào buồng sấy: t2 = 45˚C

o Không khí ra khỏi buồng sấy: t3 = 31˚C

4.3.2 Cân bằng vật chất của thiết bị sấy

Lượng vật liệu khô trong một mẻ sấy:

W G G 480 137 343  kg/mẻLượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ:

4.4 Tính toán quá trình sấy lí thuyết

Hình 4.9 Đồ thị I – d của quá trình sấy lý thuyết

Điểm 0: Trạng thái không khí ngoài trời

Điểm 1: Trạng thái không khí sau dàn bay hơi (dàn lạnh)

Điểm 2: Trạng thái không khí sau dàn ngưng tụ (dàn nóng)

Điểm 3: Trạng thái không khí sau thiết bị sấy

Điểm 4: Trạng thái không khí trong dàn bay hơi (dàn lạnh)

Đường 1 – 2: Quá trình gia nhiệt đẳng d = const trong dàn nóng

Đường 2 – 3: Quá trình sấy đẳng Entanpi trong thiết bị sấy

Đường 3 – 4 – 1: Quá trình làm lạnh không khí và ngưng tụ ẩm trong dàn lạnh

4.4.1 Trạng thái không khí ngoài trời

Không khí ngoài trời có t0 = 25˚C, φ0 = 80%, P = 1atm = 1,013 bar (điểm 0)

Phân áp suất hơi nước bão hòa:

4026, 42exp 12

P d

4.4.2 Trạng thái không khí sau dàn bay hơi (dàn lạnh)

Vì tác nhân sấy đến dàn lạnh ngưng tụ ẩm nên tác nhân sấy ở trạng thái bão hòa, độ ẩm tương đối 1 100%, t

P d

4.4.3 Trạng thái không khí sau dàn ngưng tụ (dàn nóng)

Nhiệt độ: t2 = 45℃ trước khi vào thiết bị sấy, d2 = d1 = 0,0066 kg ẩm/kgkk (điểm 2)

Phân áp suất hơi nước bão hoà:

4.4.4 Trạng thái không khí sau khi đi qua buồng sấy

Quá trình sấy lý thuyết là quá trình chỉ có tổn thất do TNS mang đi mà không có tổn thất khác như tổn thất ra môi trường, tổn thất do VLS mang đi, tổn thất do thiết bị chuyển tải,… Do đó, nhiệt lượng mà TNS cung cấp cho VLS chỉ

để cung cấp cho ẩm bốc hơi Ẩm bốc hơi lại mang trở lại TNS toàn bộ nhiệt lượng này dưới dạng nhiệt ẩn hóa hơi r và nhiệt vật lý Cpat Như vậy, Entanpy củakhông khí ở điểm 3: I3 I2  62,33 kJ/kgkk

Nhiệt độ ra khỏi buồng sấy của TNS: t3 �31C

Phân áp suất hơi nước bão hòa:

4.4.5 Trạng thái không khí trong dàn bay hơi (dàn lạnh)

Độ ẩm tương đối của không khí: 4 100% (điểm 4)

Độ chứa ẩm của không khí: d4 d3 0,0122kg ẩm/kg kk

Phân áp suất hơi nước bão hoà:

 44 4 4

1, 013.0,

5

0122 (0, 621 0, 0122 1 ) 0, 019

P.d0,621+d φ

4.4.6 Cân bằng năng lượng trong quá trình sấy lí thuyết

Bảng 4.7 Thông số trạng thái không khí trong quá trình sấy lí thuyết

4.5 Tính toán, lựa chọn kích thước buồng sấy

4.5.1 Kích thước các bộ phận vận chuyển

4.5.1.1 Khay đựng vật liệu sấy

Khay được làm từ vật liệu inox an toàn cho thực phẩm Để thuận tiện cho công nhân thao tác khi vận chuyển các khay chứa vật liệu ta cần chọn kích thước phù hợp

Chọn kích thước mỗi khay là:

- Chiều dài khay: Lk = 1000 mm

4.5.1.2 Xe goòng chứa các khay sấy

Khối lượng vật liệu vào: 480 kg/mẻ

Khối lượng vật liệu trên mỗi khay là: 16 kg/mẻ

Số khay trên mỗi xe là: 15 khay/xe

Vậy số xe cần thiết là: 2 xe

Khoảng cách giữa 2 khay sấy liên tiếp nhau là: 150 mm

 Độ cao của xe là: Hx = 15 * 100 + 200 = 1700 mm

Vậy: kích thước xe goòng là:

- Chiều dài xe: Lx = 1100 mm

- Chiều rộng xe: Bx = 1070 mm

- Chiều cao xe: Hx = 1700 mm

4.5.2 Tính kích thước buồng sấy

Chọn khoảng cách giữa 2 xe goòng liên tiếp nhau là 150 mm, chiều dài bổ sung để bố trí tác nhân sấy vào/ra buồng sấy là 1100 mm, ta có chiều dài buồng sấy là:

Lb = 3600 mmChiều rộng buồng sấy là:

Bb = 900 + 300 = 1200 mmChiều cao buồng sấy là:

Hb = 1700 + 100 = 1800 mm

4.6 Tính toán quá trình sấy thực

Trong quá trình sấy thực tế xảy ra quá trình tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, vật liệu sấy, thiết bị vận chuyển,… Cân bằng quá trình sấy thực ta có:

Hình 4.10 Cân bằng năng lượng cho quá trình sấy thực

Phương trình cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy:

 Q – Nhiệt lượng dàn nóng cung cấp để gia nhiệt không khí

 Qbs – Nhiệt lượng bổ sung để gia nhiệt cho không khí sau dàn nóngKhông sử dụng gia nhiệt bổ sung cho không khí sau dàn nóng nên Qbs

= 0

 Q2 = L.(I3’ – I1) – Nhiệt tổn thất do tác nhân sấy

 Qm = G2Cm.(tm2 – tm1) – Nhiệt lượng tổn thất do vật liệu sấy mang ra

 Q5 – Nhiệt tổn thất ra môi trường theo kết cấu bao che

 Q1 = - WCntm1 – Nhiệt hữu ích do ẩm mang vào

 Qvc = Gvc.Cvc.(tm2 – tm1) – Nhiệt lượng tổn thất theo thiết bị vận chuyển

Chia 2 vế (*) cho W và bỏ qua Qbs ta được: q q  1 q2 q vc q5 q m

4.6.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi

Vậy nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang đi:

m m

Q q W

kJ/kg ẩm

4.6.2 Tốn thất nhiệt do thiết bị vận chuyển

Khay sấy được làm bằng Inox 304 có bề dày δ = 1 mm Ta có thông số của Inox 304 là: Nhiệt dung riêng Cinox = 0,46 kJ/kg; Khối lượng riêng ρinox = 8000 kg/m3

Số xe: nx = 2 xe; Khối lượng 1 xe: m x �20kg

Khối lượng inox để làm xe: G xe n m x. x 2.20 40 kg

Nhiệt tổn thất: Q vc G inox.C inox 2– 1  288 40 0, 46 27 – 20    1056,16kJ

Q q W

kJ/kg ẩm