TIỂU LUẬN môn THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp NHIỆT đề tài THIẾT kế hệ THỐNG sấy TRÀ NĂNG SUẤT 150KGMẺ BẰNG NĂNG LƯỢNG mặt TRỜI

Bằng phương pháp điều tra khảo sát và phân tích lýthuyết, các thành viên trong nhóm đã tiến hành điều tra, khảo sát một số thiết bị sấy tràxanh hiện có tại khu vực Thái Nguyên, và trên c

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

-BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY TRÀ NĂNG SUẤT 150KG/MẺ BẰNG

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

GVHD: Th.S LÊ ĐÌNH NHẬT HOÀI Lớp học phần: DHNL15B

Nhóm thực hiện: NHÓM 5

SVTH:

Trịnh Nguyễn Hùng Duy

Hà Ngọc Khương Duy Nguyễn Bảo Duy Nguyễn Thái Đô

Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 20 tháng 3 năm 202

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Độc Lập – Tự Do- Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT

Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh Năm học: 2021-2022

Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY TRÀ NĂNG SUẤT 150KG/MẺ BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Thông tin thực hiện đề tài

Bản vẽ mặt bằng, mặt đứng

Các yêu cầu thiết kế

Phân chia công việc

thành

góp

Tham gia đầy đủcác buổi họp, hỗtrợ các bạn khác

tích cực hỗ trợcác bạn khác

4 Nguyễn Thái Đô 19486261 Hoàn thành tốt,

tích cực đónggóp

Giao nhiệm vụ: Tháng 1/2022

Hoàn thành nhiệm vụ:

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

c Tình hình sản xuất trà Thái Nguyên d Công dụng của trà Thái

Nguyên e Các sản phẩm được chế biến từ trà

2.2 Sơ lược về lý thuyết sấy

2.3 Quy trình chế biến chè và kỹ thuật sấy chè thường gặp

a Quy trình chế biến trà xanh

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu

3.2 Địa điểm nghiên cứu

3.3 Thời gian nghiên cứu

3.4 Phương pháp nghiên cứu

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Điều tra, khảo sát tình hình chế biến chè tại TP Bảo Lộc

4.1.1 Nhà máy chế biến chè xanh

4.2 Tính toán, thiết kế máy sấy năng lượng mặt trời sấy chè xanh năng suất 150kg/mẻ

4.2.1 Chọn chế độ sấy 4.2.2 Thông số TNS trước quá trình sấy 4.2.3 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 4.2.4 Tính toán buồng sấy

4.2.5 Tính toán tổn thất nhiệt 4.2.6 Cân bằng nhiệt ẩm của quá trình sấy thực 4.3 Tính toán thiết kế thiệt bị phụ

4.3.1 Thiết kế bộ gia nhiệt 4.3.2 Thiết kế buồng đốt 4.3.3 Tính toán chọn quạt 4.3.4 Bộ phận cấp và thoát liệu Chương 5

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

5.1 KẾT LUẬN

5.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÓM TẮT

 Đề tài “Thiết kế hệ thống sấy trà năng suất 150kg/mẻ bằng năng lượng mặt trời”,thời gian từ … đến … năm 2022 Bằng phương pháp điều tra khảo sát và phân tích lýthuyết, các thành viên trong nhóm đã tiến hành điều tra, khảo sát một số thiết bị sấy tràxanh hiện có tại khu vực Thái Nguyên, và trên cơ sở đó, để tiến hành tính toán, thiết kế hệthống sấy trà năng suất 150kg/mẻ bằng năng lượng mặt trời Kết quả thuđược:

 Đề tài đã điều tra, khảo sát các loại máy sấy chè ở khu vực Thái Nguyên với các

cỡ công suất khác nhau

 Tính toán, thiết kế máy sấy băng tải dùng để sấy chè xanh năng suất 150 kg/mẻ

 Hệ thống có các thông số cơ bản như sau:

 Năng suất: 150 kg/mẻ

 Sử dụng bộ gia nhiệt khí – khí để gia nhiệt cho không khí sấy

 Độ ẩm ban đầu: 60%

 Nhiệt độ sấy đầu vào: t1 = 110oC

 Nhiệt độ không khí ra: t2 = 60oC

 Công suất quạt: N = 15HP

Q: Lưu lượng quạt

GH2O: Lượng nước cần tách (kg/h)

A: Cường độ bốc ẩm

G1: Năng suất tính theo vật liệu khô (kg/h)

G2: Năng suất thành phần (kg/h)

F1: Diện tích 2 vách buồng sấy (m2)

DANH SÁCH CÁC HÌNH

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề.

a Năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng mặt trời (NLMT) là nguồn năng lượng thiên nhiên quý giá và vôtận Khai thác tối đa nguồn NLMT là một mắt xích quan trọng trong chiến lượccủa thế giới hiện nay với những định hướng: Phát triển các nguồn năng lượngnhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng tăng Đồng thời nỗ lực giảmmạnh sự phát thải khí "nhà kính" CO2 nhằm ngăn chặn mối hiểm họa biến đổi khíhậu toàn cầu.Vì vậy, việc tìm kiếm một nguồn năng lượng sạch, dễ sử dụng, nhằmcung cấp nước nóng, phục vụ cho các mục đích công nghiệp, sinh hoạt và dịch vụtrong xã hội hiện đại là hết sức cấp bách

Nguồn năng lượng này cần đáp ứng các đòi hỏi:

Có thể thay thế các nguồn năng lượng hiện sử dụng - Là nguồn năng lượngsẵn có và giàu tiềm năng ở Việt Nam - Là nguồn năng lượng sạch, không gây ônhiễm môi trường - Dễ sử dụng và khai thác

b Trà là gì?

Trà (tea) tên khoa học là Camellia sinensis Trà là một thức uống có tính giải

khát phổ thông trong nhân dân đặc biệt là nhân dân vùng châu Á Trà khôngnhững có tác dụng giải khát mà còn có tác dụng chữa bệnh vì trong trà có nhữngdưỡng chất: vit C, B, PP, cafein, muối Trà làm cho tinh thần sảng khối, tỉnh táo,

đỡ mệt mỏi…

Sự biến đổi của Nitơ hòa tan và Cafein trong khi sấy:

Giai đoạn chế biến Nitơ hòa tan,mg Cafein, mg Nitơ amonic, mg

 Nhóm chất hydratcacbon có những biến đổi như sau:

 Giảm một ít hàm lượng glucose, saccharose, tinh bột

 Giảm mạnh hàm lượng hidropectin (lá trà lên men chứa 2,73% so với 1,74% của trà đen bán thành phẩm)

 Lượng protein cũng giảm đi trong thời gian sấy này

 Lượng vitamin C giảm mạnh: từ 2,64 g/kg chất khô trước khi sấy còn lại 1,81 g/kg sau khi sấy

 Trong khi sấy trà cần chú ý:

- Tốc độ không khí nóng thổi vào buồng sấy quá nhỏ sẽ gây ra tình trạng ứ đọng hơi ẩm làm giảm chất lượng trà rõ rệt

- Nhiệt độ sấy quá cao & không khí thổi vào quá lớn sẽ làm cho trà bị cháyvụn, nhiệt độ càng cao sẽ làm giảm hương thơm của càng mạnh Nhiệt độ quá cao sẽ gây

ra hiện tượng tạo trên bề mặt lá trà một lớp màng cứng, ngăn cản ẩm từ bên trong thoát rangoài, kết quả không tiêu diệt được men triệt để & trà vẫn chứa nhiều ẩm bên trong làmcho chất lượng của trà nhanh chóng xuống cấp trong thời gian bảo quản

Các phương pháp sấy:

- Sấy thăng hoa

- Sấy bơm nhiệt

- Sấy lạnh

- Sấy bằng năng lượng mặt trời

Trong đồ án này ta chọn phương thức sấy bằng năng lượng mặt trời vì khôngyêu cầu phải giảm nhiệt độ của tác nhân sấy Mặt khác nếu dùng các phươngpháp khác sẽ phức tạp về kết cấu thiết bị dẫn đến không hiệu quả về mặt kinh tế

Thiết bị sấy có nhiều loại: buồng sấy, hầm sấy, máy sấy thùng quay, máy sấy tầng sôi, máy sấy phun, máy sấy thổi khí…

2 Mục đích.

 Tìm hiểu việc sản xuất và chế biến trà tại Thái Nguyên

Điều tra, khảo sát một số máy sấy trà tại khu vực Thái Nguyên nhằm làm cơ

sở cho việc tính toán, thiết kế máy sấy bằng năng lượng mặt trời (MSNLMT)dùng để sấy chè xanh năng suất 150 kg/mẻ

Tính toán, thiết kế MSNLMT dùng để sấy chè xanh năng suất 150 kg/mẻ

 Tinh dầu: Đây là thành phần chính quyết định mùi vị và hương thơm của

trà

 Polyphenols: Hoạt chất này tạo ra vị chát trong miệng và mang lại nhiều

lợi ích cho sức khỏe

 Caffeine: Caffeine cũng là một trong những hoạt chất có trong trà Thành

phần này giúp cung cấp năng lượng, mang lại sự tỉnh táo và gây nghiện

 Trên thế giới:

 Top các nước có sản lượng trà lớn nhất trên thế giới:

 Đứng đầu là Trung Quốc với sản lượng 2.400.000 tấn/năm, Trung Quốcđứng đầu thế giới về sản xuất chè và chiếm gần 30% sản lượng trà của toàn thế giới

 Đứng thứ hai là Ấn Độ với sản lượng trà bình quân 900.000 tấn/năm

 Đứng thứ ba là Kenya với sản lượng đạt 305.000 tấn/năm

 Và Việt Nam xếp ở vị trí thứ bảy với sản lượng đạt 117.000 tấn/năm

 Các vùng trồng trà nổi tiếng ở Việt Nam:

Tại Việt Nam, trà được bắt nguồn từ những địa phương phía Bắc giáp vớiTrung Quốc Tuy nhiên, nhờ vào việc phát triển có quy hoạch, hiện nay đã có hơnmột nửa số tỉnh trên cả nước trồng và khai thác Các vùng như Tây Bắc và ĐôngBắc của Việt Nam là nơi tập trung trồng nhiều nhất, ngoài ra khu vực Tây Nguyên

và Lâm Đồng cũng nổi tiếng với các loại trà ngon Bên cạnh những địa phươngđược quy hoạch phát triển thành vùng nguyên liệu, thì cũng có những nơi mà cây

chè được người dân trồng hoang vẫn rất nổi tiếng nhờ vào hương vị trà độc đáo tạicác tỉnh như: Điện Biên, Sơn La, Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái và Hà Giang.

 Khi nói về trà thì chẳng nơi đâu có thể qua nổi được mảnh đất TháiNguyên, nói không ngoa thì “Đệ nhất danh trà” là cái tên xứng đáng được đặt cho nơiđây Với tổng diện tích trồng và khai thác khoảng 20.000 ha, Thái Nguyên là nơi cungcấp nguồn trà lớn nhất của Việt Nam, từ sản lượng cho đến chất lượng Ở đây, cây chèđược trồng, chăm sóc theo phương thức cổ truyền, cùng với quy trình thu hoạch và chếbiến theo cách thức truyền thống đảm bảo giữ được mùi vị, màu sắc đặc trưng của từng lá

tà Trà xanh truyền thống Thái Nguyên nổi tiếng có hương vị thơm, vị đầu lưỡi đắng, hậu

vị ngọt, mà sắc đẹp được nhiều người yêu thích Đây cũng là nơi mà Garden Việt lựachọn phát triển vùng nguyên liệu, mong muốn đem lại nguồn trà tốt nhất ở địa phươngcho khách hàng của mình

 Vùng trồng trà ở Mộc Châu – Sơn La, là một tỉnh thuộc khu vực TâyBắc, Việt Nam Mộc Châu có đặc trưng khí hậu và thời tiết mát mẻ, nguồn đất đai thổnhưỡng màu mỡ phù hợp với giống chè truyền thống, cũng như những loại được nhập từNhật Bản Nhờ vào điều kiện môi trường như vậy, Mộc Châu – Sơn La nổi tiếng vớinhững loại trà ngon, cũng như là nơi cung cấp nguyên liệu để sản xuất các loại Matchachất lượng cao

 Khu vực trồng trà ở Suối Giàng – Yên Bái, nơi đây có độ cao hơn1.400m, khí hậu đặc trưng ôn hòa, mát mẻ Tại vùng Suối Giàng – Yên Bái nổi tiếng vớiloại trà được thu hái từ những cây chè cổ thụ tự nhiên lâu đời Nổi tiếng với thương hiệuchè Shan Tuyết với đặc trưng lá trà phủ lông trắng, là loại trà được ưa chuộng trên thếgiới Những cây chè ở đây đều có độ tuổi trên 100 năm, đặc biệt có những cây có tuổi thọlên đến 300 năm Chính điều này đã mang lại sự nổi tiếng về chất lượng, cũng như đặctrưng riêng của trà Shan Tuyết mà chỉ nơi này mới có Khu vực trồng chè ở Tuyên QuangVới diện tích trồng và khai thác hiện có vào khoảng 8.000 ha được quy hoạch tập trung ởcác vùng như Sơn Dương, Yên Sơn, Hàm Yên Tuyên Quang cũng được biết đến là vùngnguyên liệu

nổi tiếng với những loại trà ngon của Việt Nam Trong đó bao gồm những loại trà nổi tiếng như:

và nhiều ngày có sương mù, cường độ mưa lớn Những trang trại trồng chè nổi tiếng nhưTâm Châu, Phương Nam là nơi nổi tiếng với các loại trà xanh, trà Ô Long, trầ Atiso vàTrà Hoa Lài

Tình hình xuất khẩu trả của Việt Nam: Hiện nay, tình hình tiêu thụ trà Việt Namchủ yếu vẫn laftrong nước và xuất khẩu đến các thị trường nước ngoài dễ tính nhưPakistan, Trung Quốc, Nga và Indonesia…

Ta có thể thấy trà là một trong những loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, cungcấp nhiều khoáng chất và vitamin thiết yếu có lợi cho sức khỏe con người TháiNguyên là vùng đất rất thuận lợi để phát triển một số cây công nghiệp có hiệu quảkinh tế cao, trong đó cây trà được xác định là một trong những cây chủ lực Nóiđến Thái Nguyên là nói đến trà Đinh Ngọc, trà Nõn Tôm, v.v, với lịch sử pháttriển hàng trăm năm Tuy nhiên trong những năm gần đây việc tìm đầu ra cho sảnphẩm trà tương đối khó khăn trong đó có nguyên nhân của việc chế biến và đadạng hóa sản phẩm Chất lượng sản phẩm trà phụ thuộc rất lớn vào quá trình chếbiến, trong đó sấy trà là khâu đóng vai trò chính, quyết định chất lượng và giáthành sản phẩm Mặt khác trong thời vụ thu hoạch chính của trà tươi, rất nhiều hộkinh doanh và gia đình tham gia vào chế biến trà với các công cụ bán cơ giới, hoặcchỉ sấy theo mẻ với năng suất thấp, chất lượng trà chưa đạt yêu cầu cho tiêu dùngtrong nước và xuất khẩu Từ những tồn tại trong thực tế sản xuất trà theo quy mô

hộ gia đình và nhóm hộ kinh doanh sản xuất trà, và nhằm giải quyết đầu ra trongmùa vụ, cần có các thiết bị chế biến trà quy mô vừa và nhỏ, trong đó sấy khô trà làkhâu rất quan trọng Được sự đồng ý của bộ môn “Thiết kế hệ thống cung cấpnhiệt” của trường đại học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh , chúng em đã

thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy trà năng suất 150kg/mẻ bằng năng lượng mặt trời” dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S Lê Đình Nhật Hoài.

Hình 2.1 Búp chè Hình 2.2 Nông dân thu hoạch chè

"Thoang thoảng hương cốm bayBúp xanh non như ngọcChè Thái Nguyên ngọt giọng

Ấm lòng khách tri âm"

Nếu được một lần đặt chân lên miền núi phía Bắc, thì bạn không nên bỏ lỡ

một chuyến tham quan vùng trà Thái Nguyên, vùng đất trải dài với những nương

trồng chè bao la, bát ngát và xanh mướt Khi đi qua những cánh đồng bất tận ta bắtgặp những nghệ nhân đang lom khom hái trà, thoang thoảng hương cốm phảngphất hòa quyện trong làng gió dịu mát

Hình 2.3 Đồi chè Thái Nguyên

Ở Việt Nam thì không có nhiều tài liệu ghi nhận về sự phát triển của văn hoátrà của nước ta Nhưng theo Văn Minh Trà Việt viết bởi tác giả Trịnh Quang Dũng; thìkhông ai khác đó là mẫu nhi thiên hạ – vợ của vua Hùng, người đã dạy cho người dâncách tìm kiếm và thuần hoá những cây trà hoang đem về để trồng Tuy đây chỉ là truyềnthuyết nhưng phần nào cũng góp phần vào nhận định của một số chuyên gia là cây tràvườn xuất hiện đầu tiên ở Phú Thọ Và Phú Thọ cũng chính là quê hương của cây tràThái Nguyên

Theo tương truyền người đã có công mang giống trà đầu tiên từ vùng PhúThọ về Thái Nguyên để trồng là ông Vũ Văn Hiệt (1883 - 1945) Như được ghi lạiông đã cống hiến nhiều trong thời kì đó cho đất nước nên ông được giao quyền caiquản đất ở vùng Tân Cương (xã Tân Cương, TP Thái Nguyên ngày nay) để ôngkhai phá Sau nhiều năm, nghề trồng trà lan rộng và phát triển phồn thịnh, pháttriển nhanh chóng ở vùng đất này, giúp cho nền kinh tế ngày càng vượt trội Chođến ngày nay thì vẫn là một hình thức phát triển kinh tế từ khi cha ông để lại mãicho đời sau, được người dân đúc kết, học hỏi và luôn đổi mới hàng ngày.

Vùng trà Thái Nguyên lại có điều kiện tự nhiên và đất trồng trọt rất tốt tạo điềukiện cho cây trà phát triển và làm tiền đề quảng bá sản phẩm không chỉ trong nước

mà còn lan rộng ra thế giới Trải qua hàng trăm năm, vị thế của trà Thái Nguyên

đã thực sự đạt được lòng tin và có chỗ đứng trong sự lựa chọn của hầu hết ngườitiêu dùng

c Tình hình sản xuất trà ở Thái Nguyên:

Sau 3 năm triển khai thực hiện Đề án Nâng cao giá trị gia tăng, phát triển bềnvững cây chè và thương hiệu sản phẩm trà Thái Nguyên giai đoạn 2017-2020,ngành chè đã đã đạt được nhiều kết quả trong sản xuất, chế biến và kinh doanh sảnphẩm Tính hết năm 2020, diện tích chè toàn tỉnh đạt hơn 22.400ha, sản lượng đạttrên 244.500 tấn năm (tăng bình quân 3,86%/năm)

Giá trị sản phẩm thu được bình quân trên 1ha chè đạt 270 triệu đồng/ha,vượt 100 triệu đồng/ha so với chỉ tiêu Đề án Cùng với chú trọng chuyển đổi cơcấu giống, các địa phương và bà con nông dân cũng đẩy mạnh ứng dụng tiến bộkhoa học kỹ thuật trong sản xuất, cải thiện bao bì mẫu mã, nâng cao chất lượngsản phẩm

d Công dụng của trà Thái Nguyên:

Trong trà xanh thái nguyên có chứa hơn 500 thành phần dinh dưỡng có lợi, trong đó:

o Hàm lượng phenol: chiếm 20 - 30% (là một loại oxi tự do phổ biến

nhất của hợp chất, có tác dụng giảm lượng mỡ trong máu, giảm huyết áp, giảm lượngđường trong máu, phòng trừ lão hóa, chống phóng xạ, diệt khuẩn, tiêu đờm)

o Hàm lượng chất lipopolysacchrides trong lá trà vào khoảng 3%,

nó có thể làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể và còn có tác dụng cải thiện chức năngtạo máu, chống phóng xạ, trị những bệnh liên quan đến phóng xạ

o 25 loại axit amin trong đó có isoleucine, leucine, lysine,

phenylalanine, threonine, axit methyl butyric là sáu trong tám loại axit amin cầnthiết cho cơ thể

o Hơn 30 loại nguyên tố đại lượng khác gồm chất đạm, natri, kali,

canxi, photpho, magie, lưu huỳnh, nhôm, sắt, clo; Nguyên tố vi lượng gồm đồng,mangan, kẽm, borum, silic, molypden, coban, iot, flo, selen, crom, thiếc v.v đều lànhững nguyên tố cần thiết cho cơ thể

o Hàm lượng vitamin B có khoảng 100-150 ppm và khoảng 10-20 mg

lactoflavin (vitamin B2) Hàm lượng axit folic (vitamin B11) rất cao, vào khoảng0,5-0, 7 ppm

o Hàm lượng vitamin C có trong lá trà cũng rất cao có thể đạt tới

0,5%, có tác dụng phòng tránh bệnh xấu máu, tăng sức đề kháng cho cơ thể, thúc đẩy quá trình làm liền vết thương.

o Hàm lượng vitamin E (tocopherols) trong lá trà chiếm từ 300-800

ppm trọng lượng tịnh của lá trà, vitamin E là một loại thuốc chống oxi hóa, có thể ngăntrở quá trình oxi hóa của chất béo trong cơ thể, vì thể nó có công dụng trong việc chốnglão hóa

o Hàm lượng vitamin K có trong lá trà cũng rất cao, mỗi ngày uống

năm cốc trà có thể đáp ứng đủ nhu cầu của cơ thể Vitamin K có thể thúc đẩy gan hợpthành chất làm đông máu