Tính Toán Thiết Kế Buồng Sấy để Sấy Quả Vải, Năng Suất 300kg-mẻ

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (59 trang)

Trang chủ

Luận Văn - Báo Cáo

Công nghệ - Môi trường

đồ án- tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, năng suất 300kg-mẻ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (983.96 KB, 59 trang )

Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1 CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SẤY……………………………………………………………………………………3 1.1 Nguyên liệu…………………………………………………………….3 1.2 Lựa chọn nguyên liệu cho quy trình……………………………………10 1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả…………………………………11 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP SẤY……… …12 2.1 Bản chất của quá trình sấy……………………………………………12. 2.2 Phân loại quá trình sấy……………………………………………… 12 2.3 Phƣơng pháp thực hiện quá trình sấy…………………………………13 2.4 Chọn loại máy sấy…………………………………………………… 14 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ……………………………16 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ…………………………………………… 16 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ………………………………………16 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BUỒNG…………………………………………………………………………21 4.1 Tính toán các thông số vật liệu………………………………………….21 4.2 Tính toán quá trình sấy lý thuyết……………………………………… 23 4.2.1 Giai đoạn I………………………………………………………….23 4.2.2 Giai đoạn II…………………………………………………………27 4.2.3 Giai đoạn III……………………………………………………… 31 Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 2 4.3 Xác định các kích thƣớc cơ bản của thiết bị………………………… 34 4.4 Tính toán quá trình sấy thực tế……………………………………… 37 4.4.1 Giai đoạn I…………………………………………………………37 4.4.2 Giai đoạn II……………………………………………………… 40 4.4.3 Giai đoạn III……………………………………………………….45 4.5 Tính toán chọn calorife……………………………………………… 49 4.5.1 Công suất nhiệt của calorife……………………………………… 49 4.5.2 Tiêu hao hơi nƣớc ở calorife……………………………………… 49 4.5.3 Xác định bề mặt truyền nhiệt của calorife………………………… 50 4.5.4 Kích thƣớc calorife…………………………………………………… 53 4.6 Tính toán khí động, chọn quạt gió…………………………………….51 KẾT LUẬN…………………………………………………………………….54 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 55 Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 1 LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển từ những năm 50 đến 60 ở các Viện và các trƣờng Đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹ thuật sấy các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp. Trong những năm 70 trở lại đây ngƣời ta đã đƣa kỹ nghệ sấy nông sản thành những sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú thêm các mặt hàng sản phẩm nhƣ: trái cây, cà phê, sữa, bột, cá khô, thịt khô. Đối với nƣớc ta là nƣớc nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng lƣợng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt đƣợc chất lƣợng cao nhất, đặc biệt là sấy vải. Vải thiều là loại cây ăn quả quý có giá trị kinh tế và giá trị dinh dƣỡng cao, đƣợc coi là vua trái cây ở các nƣớc nhiệt đới. Ở nƣớc ta cây vải đƣợc coi là cây chủ lực trong vƣờn và vải quả đƣợc xếp vào danh mục đặc sản thiên nhiên nổi tiếng của Việt Nam. Sản phẩm vải quả của nƣớc ta đƣợc tiêu thụ dƣới dạng quả tƣơi và vải sấy khô là chủ yếu. Vải là loại quả có thời gian thu hoạch rất ngắn (35-40 ngày), dễ bị hƣ hỏng bởi thời tiết nắng nóng trong vụ thu hoạch đã tạo ra áp lực tiêu thụ rất lớn đặc biệt vào đỉnh vụ, khối lƣợng sản phẩm lớn, gây ứ đọng, giá bán rất thấp đã gây thiệt hại nhiều cho nông dân. Một số vùng trồng vải nhƣ Bắc Giang, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Hòa Bình… nhất là các địa phƣơng vùng cao đã xuất hiện tình trạng vải quả không tiêu thụ đƣợc, để rụng thối quanh gốc cây, gây lãng phí rất lớn. Vì vậy, để giảm tổn thất vải quả sau thu hoạch, một trong những biện pháp có hiệu quả mà các hộ nông dân vùng trồng vải đã và đang thực hiện là sấy khô để kéo dài thời gian bảo quản, sau đó lựa chọn thời điểm và thị trƣờng thích hợp để tiêu thụ. Thực tế hiện nay, phần lớn vải quả vẫn đƣợc làm khô trong hang ngàn lò sấy thủ công do các hộ nông dân tự xây dựng nên chất lƣợng sản phẩm không cao và không ổn định, nhiều mẻ sấy có chất lƣợng rất kém không tiêu thụ đƣợc và cũng có nhiều lô hàng xuất khẩu do không đạt tiêu chuẩn chất lƣợng phải trả về hoặc chịu chấp nhận giá bán thấp gây thiệt hại rất lớn cho ngƣời sản xuất. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy vải quả phù hợp nhằm tạo ra sản phẩm sấy có chất lƣợng cao với giá thành chế tạo và chi phí sấy thấp là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rất lớn và cũng là nhu cầu cấp thiết để ổn định và phát triển cây vải trong giai đoạn hiện nay. Trong đồ án này em có nhiệm vụ “Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, năng suất 300kg/mẻ”. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 2 Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của cô giáo Ths. Phạm Thanh Hƣơng để em có thể hoàn thành tốt đồ án này. Hà Nội, ngày 27/09/2013 Sinh viên thiết kế Bùi Thị Lan Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 3 Chƣơng 1: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SẤY 1.1. Nguyên liệu 1.1.1. Tổng quan về quả vải: Bảng 1.1: Giới (Regnum): Thực vật (Plantae) Ngành (Divisio): Thực vật có hoa (Magnoliophyta) Lớp (Class): Thực vật một lá mầm (Liliopsida) Bộ (Ordor): Cau (Arecales) Họ (Familia): Cau (Arecaceae) Chi (Genus): Cocos Loài (Species): C. nucifera 1.1.2. Đặc điểm: Vải là loại trái cây danh tiếng nhất trong nhóm quả mọng thuộc họ bồ hòn. Cây vải có dáng đẹp, tán dày và tròn, cành to, thân nhẵn và màu xám, cao từ 9 đến 30m. Lá vải (kể cả cuống) dài từ 12,5 – 20cm, hình nhọn nhƣ lông nhím hoặc hình elip, mỗi cành thƣờng gồm 4 đến 8 lá xen kẽ nhau. Lá non thƣờng dai, trơn láng, màu xanh đậm phía trên và xanh xám phía dƣới, dài từ 5-7,5cm. Hoa có cánh nhỏ, màu thay đổi từ trắng xanh đến vàng. Vào mùa xuân, cây vải trông khá nổi bật khi những cụm hoa lớn nở rộ trên cây. Sự ra hoa thƣờng bắt đầu trƣớc khi quả chin khoảng 140 ngày. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 4 Mỗi chum vải có thể gồm từ 2 đến 30 quả. Quả vải thƣờng có hình oval, hình tim hay hình tròn, đƣợc bao bọ bởi một lớp vỏ mỏng, dai, sần sùi nhƣng mềm nên dễ lột nếu còn tƣơi. Vỏ thƣờng có màu đỏ hồng của dâu, đôi khi hồng nhạt hay hổ phách, một số loài thậm chí nhuốm màu xanh lục. Đƣờng kính của quả khoảng 2.5cm. Phần thịt quả thƣờng dày, trơn láng, mọng nƣớc, màu từ trắng đục đến xám hoặc đôi khi hồng nhạt. Thịt quả rất thơm, có vị ngọt xen lẫn vị chua nhẹ rất đặc trƣng. Hạt vải có kích thƣớc và hình dạng thay đổi tùy thuộc vào giống. Thông thƣờng hạt có hình oval, dài đến 20mm, cứng, vỏ ngoài màu đen bong và bên trong màu trắng. 1.1.3. Nguồn gốc và phân bố: Cây vải có nguồn gốc từ miền Nam Trung Quốc. Hiện nay trên thế giới có trên 20 nƣớc trồng vải nhƣng chỉ ở một số nƣớc nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Australia, Mỹ thì vải mới đƣợc sản xuất với quy mô công nghiệp. Ở nƣớc ta vùng trồng vải chủ yếu là đồng bằng sông Hồng, trung du, miền núi Bắc Bộ và một phần khu 4 cũ. Những nơi trồng nhiều nhƣ tình Hải Dƣơng, Bắc Giang, Phú Thọ, nông trƣờng Đông Triều, vƣờn quốc gia Cát Bà… Ngoài ra còn có vƣờn vải giống chín sớm dọc sông Đáy. 1.1.4. Các giống vải: Trong sản xuất hiện nay thƣờng gặp 3 nhóm chính: - Vải chua: cây mọc khỏe, quả to, khối lƣợng trung bình 20-50g, hạt to. Tỉ lệ ăn đƣợc chiếm 50-60%, là loại chín sớm. Cách nhận biết vải chua là chum hoa vải chua từ cuống đến các nụ hoa có phủ một lớp lông màu đen. Vải chua ra hoa đậu quả đều và năng suất ổn định hơn vải thiều. Ở vùng Thanh Oai, giống vải này nổi tiếng với ƣu điểm màu đẹp, quả to, cùi dày - Vải nhỡ: là giống lai giữa vải chua với vải thiều. Cây to hoặc trung bình, tán cây dựng đứng, lá to. Chùm hoa có độ dài và lớn trung gian giữa vải chua và vải thiều, có lông màu đen nhƣng thƣa hơn vải chua, trong số đó cũng có cây chùm hoa có lông màu trắng. Quả bằng quả vải chua loại nhỏ, hạt to, phẩm chất quả kém hơn vải thiều. Khi chín vỏ quả vẫn có màu xanh, ở đỉnh quả có màu tím đỏ, ăn ngọt, ít chua. - Vải thiều: còn gọi là vải Tàu. Nhân giống bằng chiết cành nên các đặc tính về sinh học, kinh tế tƣơng đối ổn định, có độ đồng đều cao, dễ nhận dạng. Tán cây hình tròn bán cầu, lá nhỏ, phiến lá dày, bóng phản quang. Vải thiều chỉ có thể ra hoa vào mùa đông khi nhiệt độ xuống thấp. Chùm hoa và nụ có màu trắng, quả nhỏ hơn vải chua, khối lƣợng trung bình khoảng 25-30g, hạt nhỏ hơn vải chua. Tỉ lệ ăn Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 5 đƣợc cao 70-80%. Vải thiều chín muộn hơn vải chua. Quả chín vào đầu tháng 6, cũng có khi chín muộn hơn, khoảng đầu tháng 7. Ngoài ra, có những giống vải đặc trƣng cho các vùng:  Giống vải Hùng Long: - Đây là giống vải đột biến tự nhiên, đƣợc các cán bộ khoa học Viện Nghiên cứu rau quả phát hiện và chọn lọc thành công tại xã Hùng Long, huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ. - Đặc điểm về giống: Cây sinh trƣởng tốt, tán cây hình bán cầu. Chùm hoa to theo kiểu hình tháp, cuống hoa có màu nâu đen. Quả hình tròn, hơi dài, khi chín có màu đỏ thẫm, gai thƣa, nổi. - Khối lƣợng quả trung bình 23,5g (40-45 quả/kg), tỷ lệ phần ăn đƣợc trung bình 72%, độ Brix 17-20%, vị ngọt, hơi chua nhẹ, đƣợc nhiều ngƣời ƣa chuộng. - Năng suất trung bình cây 8-10 tuổi đạt 80 kg/cây (10-15 tấn/ha). - Đây là giống chín sớm, thời gian cho thu hoạch từ 10/5 đến 20/5.  Giống vải lai Bình Khê: - Đây là giống vải lai tự nhiên có nguồn gốc tại xã Bình Khê, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh. - Đặc điểm về giống: Cây sinh trƣởng tốt, tán cây hình bán cầu dẹt, lá có màu xanh tối. Chùm hoa to, phân nhánh thƣa, dài, cuống hoa có màu nâu đen. Quả to, hình trứng, khi chín có màu đỏ thẫm, mỏng vỏ, gai thƣa, ngắn. - Khối lƣợng quả trung bình đạt 33.5g (28-35 quả/kg), tỷ lệ phần ăn đƣợc trung bình 71.5%, độ Brix 17-20%, vị ngọt thanh. - Năng suất trung bình cây 30 tuổi đạt 94,2 kg/cây (12-15 tấn/ha). Đây là giống chín sớm, thời gian cho thu hoạch từ 5/5 đến 15/5.  Giống vải lai Yên Hƣng: - Đây cũng là một giống vải lai tự nhiên, có nguồn gốc tại xã Đông Mai, huyện Yên Hƣng, tỉnh Quảng Ninh. - Đặc điểm về giống: Cây sinh trƣởng khỏe, tán cây hình bán cầu, lá có màu xanh hơi vàng. Chùm hoa to trung bình, phân nhánh dài, cuống hoa có màu nâu đen. Quả hình tim, khi chín có màu đỏ vàng rất đẹp. - Khối lƣợng quả trung bình đạt 30,1g/quả (30-35 quả/kg), tỷ lệ phần ăn đƣợc trung bình 73,2%, độ Brix 18-20%, vị ngọt, hơi chua nhẹ. - Năng suất trung bình cây 20 tuổi đạt 89,8kg/cây (12-16 tấn/ha). - Đây là giống chín sớm, thời gian cho thu hoạch từ 10/5 đến 20/5.  Giống vải thiều Thanh Hà: Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 6 - Vải thiều Thanh Hà đƣợc nhân giống từ cây vải tổ ở thôn Thúy Lâm, xã Thanh Sơn, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dƣơng. - Đặc điểm về giống: Cây sinh trƣởng tốt, tán hình bán cầu cân đối. Quả hình cầu, khi chín có màu đỏ tƣơi, gai thƣa, ngắn. Khối lƣợng quả trung bình 20,7g (45-55 quả/kg), tỷ lệ phần ăn đƣợc trung bình 75%, độ Brix 18-21%, thịt quả chắc, vị ngọt đậm, thơm. Năng suất trung bình cây 8-10 tuổi đạt 55kg/cây (8-10 tấn/ha). Đây là giống chính vụ, thời gian cho thu hoạch từ 5/6 đến 25/6. - Vải thiều Thanh Hà là giống đƣợc trồng phổ biến từ lâu ở các tỉnh miền Bắc nƣớc ta, các giống vải mới khác nhƣ Hùng Long, Bình Khê và Yên Hƣng cũng đƣợc nông dân ƣa chuộng, trồng rộng rãi nhiều nơi, cho kết quả rất tốt. - Giống vải đƣợc ƣa chuộng nhất Việt Nam là vải thiều trồng tại khu vực huyện Thanh hà, tỉnh Hải Dƣơng. Quả thu hoạch từ các cây vải trồng trong khu vực này thông thƣờng có hƣơng vị thơm và ngọt hơn vải trồng ở các khu vực khác (mặc dù cũng lầy giống từ đây). Gần đây có nhập một số giống vải Trung Quốc: quế vị, hoài chi, hắc điệp, tam nguyệt hồng, phi tử tiếu, đại tạo. 1.1.5. Điều kiện sinh trƣởng: Nhiệt độ có ảnh hƣởng lớn đến việc ra hoa của vải. Hoa vải nở trong điều kiện nhiệt độ >10oC; 18-24oC hoa nở rộ. Trên 29oC hoa nở giảm. Cây vải có yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ. Trong năm phải có một thời kì nhiệt độ hạ thấp tạo điều kiện ức chế mầm mùa đông, làm cho cành sung sức, tích lũy đƣợc nhiều dinh dƣỡng giúp xúc tiến quá trình phân hóa mầm hoa. Ánh sáng đầy đủ làm tăng khả năng đồng hóa của cây, xúc tiến quá trình phân hóa mầm hoa, làm tăng màu sắc của vỏ quả và làm tăng phẩm chất quả, gió nhẹ có lợi cho cây trong vƣờn. Vải là loại cây không kén đất lắm, đất nào cũng trồng đƣợc vải miễn là đủ phân bón và nƣớc cho cây. 1.1.6. Thu hoạch: - Từ 3,4 đến 5 tháng sau khi hoa nở thì vải chín. Ở miền Bắc Việt Nam vải chín từ hạ tuần tháng 4 đến trung tuần tháng 6, chín sớm nhất là các giống vải chua, sau đó là vải nhỡ và cuối cùng là các giống vải thiều, không nên thu hoạch quá sớm vì những ngày gần chín quả lớn rất nhanh, thu sớm 3-5 ngày có khi giảm sản lƣợng 10-20%. Hơn nữa vải không chín thêm sau thu hoạch, hái sớm vải thƣờng có độ Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 7 chua cao. Để muộn không thu hoạch kịp thì thiệt hại do sâu bọ, dơi, chuột, chim tăng lên, gặp mƣa, quả nứt… nên mùa thu hoạch vải thƣờng rất khẩn trƣơng. - Tổ chức việc thu hoạch và vận chuyển đến nơi tiêu thụ càng phải chu đáo vì vải rất dễ thối dập, chỉ một ngày không che đậy, hoặc vận chuyển không nhẹ tay là vỏ quả đã thâm lại, màu đỏ của quả và màu xanh của lá mất đi khi bán. - Bản thân việc thu hoạch vải cũng phải cẩn thận hơn các loại quả khác vì vỏ quả không chịu cọ xát, chùm quả phải kèm theo lá già để độn, sọt, bồ, thúng, rổ phải chắc… Chọn ngày nắng ráo để hái quả và hái vào buổi sáng. Không nên hái quả sớm khi quả còn xanh ảnh hƣởng đến sản lƣợng và phẩm chất quả. Nếu phải vận chuyển đi xa nên hái quả vào lúc vỏ quả màu xanh vàng bắt đầu chuyển sang màu đỏ thẫm, lúc này phẩm chất quả cao nhất. - Khi thu hoạch chỉ nên bẻ cành mang quả, không kèm theo lá vì khoảng cách giữa các cành với phần lá dƣới cành quả có các mầm ngủ. Sau hái quả, các mầm này sẽ nảy mầm, đó là đợt cành thu có chức năng làm cành mẹ sau này trên đó sẽ mọc ra các cành quả. - Khả năng xuất khẩu vải đi xa ngày càng tăng nên ngƣời ta nghiên cứu nhiều biện pháp xử lý để kéo dài thời gian bảo quản của vải sau thu hoạch. 1.1.7. Bảo quản vải: Vải tƣơi có thể giữ đƣợc màu sắc và chất lƣợng chỉ trong 3-5 ngày ở nhiệt độ phòng. Nếu xử lý trƣớc với đồng sunfat nồng độ 0,5% và giữ trong túi polyethylene, có thể tăng thời gian bảo quản tƣơi lên 7-10 ngày. Để dự trữ đƣa vào chế biến, vải phải đƣợc bảo quản kỹ lƣỡng. Bảo quản vải tốt nhất là ở nhiệt độ 1-2oC kéo dài trong khoảng 23-26 ngày. Nếu ta bảo quản ở 5oC thì chỉ đƣợc 3-4 tuần. Trƣớc khi bảo quản, vải có thể đƣợc xử lý bằng các phƣơng pháp sau: + Sunfit hóa: Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi sunfit hóa (xông lƣu huỳnh) vải tƣơi để hàm lƣợng SO2 trong cùi đạt 10-20 ppm thì có thể đảm bảo giữ màu của vỏ và có thể sát trùng quả. + Chất metabisunfit đƣợc dùng để sát trùng và chống biến màu vỏ vải. Nếu kết hợp xử lý hóa chất trên nhúng trong HCl loãng thì kết quả càng khả quan. Hiệu quả sử dụng SO2 còn phụ thuộc vào độ già của quả. Quả càng già thì biến màu càng ít. Ngƣợc lại, khi sử dụng SO2 nhƣ chất sát trùng cho vải xanh thì màu quả sẽ không tốt. + Các biện pháp khác: Vải đƣợc bọc màng mỏng rồi đƣợc chiếu xạ với liều lƣợng 0,75-1,5 Kgy nên rất nhạy cảm với sự hƣ hỏng khi bảo quản so với mẫu không xử lý. Nhƣng Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 8 nếu nhúng vải vào nƣớc nóng trƣớc, sau đó mới bọc bằng màng mỏng rồi chiếu xạ thì không thấy hiện tƣợng gì. Điều đó có thể là do nƣớc nóng khử đƣợc vi sinh vật trên bề mặt quả, hạn chế sinh bệnh khi bảo quản. + Vải có thể bảo quản đƣợc 28 ngày ở nhiệt độ 1oC khi đựng trong túi màng mỏng, nhƣng khi đƣa ra khỏi buồng lạnh để ở môi trƣờng khí quyển bình thƣờng thì chỉ khoảng sau 30 phút vỏ quả sẽ nâu dần. 1.1.8. Thành phần hóa học: Thành phần hóa học của quả vải đƣợc tóm tắt trong bảng sau: Bảng 1.2. Thành phần dinh dƣỡng của quả vải: Thành phần dinh dƣỡng Đơn vị Giá trị trên 100g ăn đƣợc Nƣớc g 81.76 Năng lƣợng kcal 66 Năng lƣợng Kj 276 Protein g 0.83 Lipit tổng g 0.44 Cacbohydrat g 16.53 Xơ tổng g 1.3 Tro g 0.44 Khoáng Canxi mg 5 Sắt mg 0.31 Magie mg 10 Photpho mg 31 Kali mg 171 Natri mg 1 Kẽm mg 0.07 Đồng mg 0.148 Mangan mg 0.055 Selen mcg 0.6 Vitamins Vitamin C mg 71.5 Thiamin mg 0.011 Riboflavin mg 0.065 Niacin mg 0.603 Vitamin B6 mg 0.100 Folate, total mcg 14 Folic acid mcg 0 Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 9 Folate, food mcg 14 Folate, DFE mcg_DFE 14 Vitamin B12 mcg 0.00 Vitamin A, IU IU 0 Vitamin A, RE mcg_RE 0 Vitamin E mg 0.700 Lipids Acid béo no g 0.099 14:0 g 0.002 16:0 g 0.070 18:0 g 0.024 Acid béo có một nối đôi g 0.120 16:1 g 0.001 18:1 g 0.119 Acid béo nhiều nối đôi g 0.132 18:2 g 0.067 18:3 g 0.065 Amino acids g Tryptophan g 0.007 Lysine g 0.041 Methinonin g 0.009 1.1.9. Các sản phẩm từ vải: - Vải ngâm nƣớc đƣờng: Vải tƣơi sau khi phân loại, rửa sạch, lột vỏ, bỏ hột và đóng vào hộp chung với nƣớc siro. Để ngăn thịt quả chuyển màu nâu hay mất màu hồng tƣơi, ngƣời ta cho thêm vào một ít acid tartaric 4% hoặc sử dụng dịch siro 30 độ Bx có chứa acid citric 0.1-0.15% để đạt đến độ pH khoảng 4.5, đun hộp trong nƣớc sôi trong tối đa 10 phút sau đó làm lạnh ngay lập tức. - Mứt vải: Trộn thịt quả đã đƣợc xay nhỏ cùng với dịch quả, thêm 1% pectin, hỗn hợp acid phosphoride và acid citric để làm tăng hƣơng vị. - Rƣợu vải: Thịt quả đƣợc bổ sung them đƣờng, cho lên men trong điều kiện yếm khí cho đến lúc đạt đƣợc nồng độ cồn thích hợp. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 10 - Vải lạnh đông: Vải sau khi phân loại, rửa sạch, đem tách vỏ, bỏ hạt rồi đem lạnh đông. Khi sử dụng phải cho rã đông trong nƣớc ấm, đồng thời phải sử dụng ngay vì nó sẽ mất màu và rất nhanh hƣ. - Vải khô: Vải sấy có dạng nguyên quả (còn vỏ) và dạng chỉ có thịt quả (long vải). Vải sấy có hƣơng vị thơm ngọt, đƣợc sử dụng rộng rãi trong cả đời sống và trong cả y học cổ truyền. Vải khi đem sấy có dạng nguyên quả, không bóc vỏ. Thƣờng dùng nguyên liệu vải thiều. Nhiệt độ sấy trong khoảng 70-80oC, độ ẩm của sản phẩm trung bình là 18%. Để sản phẩm có màu đẹp, vải thƣờng đƣợc sunfit hóa trƣớc khi sấy. Để có cùi vải, sau khi sấy quả đem bóc vỏ, bỏ hạt rồi sấy lại trong khoảng 2-4 giờ, đến khi độ ẩm sản phẩm đạt 14-16%. - Các sản phẩm liên quan: Với hƣơng vị đặc biệt của mình, vải còn đƣợc sử dụng nhƣ một nguyên liệu phụ trong các sản phẩm nhƣ: trà, sữa, kẹo, bánh, kem… 1.1.10 Tính chất dƣợc lý của vải khô: Lê Quý Đôn, nhà bác học lớn thế kỷ 18 của nƣớc ta đã viết: “ giống quả vải của làng Thịnh Quang có vị ngọt đậm, ăn vào thấy hƣơng thơm tƣởng chừng nhƣ rƣợu tiên trên đời. Vải chữa bệnh yếu tim, lại then trí nhớ, bổ dạ dày lá lách, yên thần kinh nên dễ ngủ…” (Sách Thƣợng kinh phong vật chí). Ngày nay vải khô là một trong những thành phần quan trọng trong các bài thuốc dân gian chữa bệnh mất ngủ, tăng cƣờng trí nhớ. 1.2. Lựa chọn nguyên liệu cho quy trình: Trong quy trình sản xuất vải sấy, nguyên liệu thƣờng đƣợc sử dụng là vải thiều do những tính chất nổi trội của nó nhƣ: vỏ mỏng, cùi dày, vị ngọt thanh, thơm… Tiêu chí lựa chọn vải tƣơi: - Vải đem đi sấy phải thu đúng độ chín kỹ thuật. Vỏ quả có màu hồng đến đỏ, nếu xử lý sau thu hoạch bằng SO2 sẽ có màu vàng nhạt đến hồng. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 11 - Quả vải phải nguyên vẹn, lành lặn, sạch, không có sâu bệnh, vết nâu, vật lạ bám vào, không bị giập nát thối rữa, vỏ quả khô không có nƣớc (ngoại trừ trƣờng hợp vừa lấy ở kho lạnh ra). - Ngoài giống vải thiều, ta có thể sử dụng loại vải chua hoặc vải nhỡ để sấy nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu, nâng cao năng suất hoạt động của phân xƣởng. - Vải đem sấy phải là vải chín mới thu hoạch. Thời gian từ lúc sấy đến lúc hái càng ngắn càng tốt. Kính cỡ vải trong một mẻ phải đồng đều, không có sâu bệnh. 1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả: 1.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải quả trên thế giới: Hiện nay vải đƣợc trồng chủ yếu ở các nƣớc nhiệt đới, á nhiệt đới nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Úc, Mỹ và Nam Phi. Sản xuất ở châu Á chiếm hơn 95% các vùng canh tác trên thế giới (khoảng 2 triệu tấn), tập trung chủ yếu ở Trung Quốc (1.300.000 tấn), Ấn Độ (430.000 tấn), Thái Lan (80.000 tấn)… Tại Trung Quốc, vải sấy khô chủ yếu đƣợc bán tại đại phƣơng, còn lại xuất khẩu sang các nơi khác nhƣ Hồng Kông, Nhật Bản và Singapore. Trong khi đó vải quả sấy khô của Thái Lan đã có mặt ở hầu hết thị trƣờng các châu lục trên thế giới với tổng sản lƣợng xuất khẩu là 6.770 tấn gấp 4.5 lần sản lƣợng vải xuất khẩu của Việt Nam. 1.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải ở trong nƣớc: Ở nƣớc ta cây vải đƣợc trồng cách đây 2000 năm và đƣợc thƣơng mại hóa ở Việt Nam từ năm 1980. Cây vải đƣợc trồng chủ yếu ở các tỉnh phía bắc nhƣ Lục Ngạn (Bắc Giang), Chí Linh, Thanh Hà (Hải Dƣơng)… Đây là một trong những cây ăn quả có giá trị kinh tế cao, giúp nông dân xóa đói giảm nghèo, do đó diện tích trồng vải và sản lƣợng của nƣớc ta không ngừng tăng lên hàng năm, khoảng 70-75% sản lƣợng vải đƣợc tiêu thụ dƣới dạng quả tƣơi, 25-30% còn lại đƣợc sấy khô và đƣa vào chế biến ở các dạng nƣớc quả, vải hộp. Giá vải giữa vụ thu hoạch thƣờng chỉ bằng 1/3 so với giá đầu và cuối vụ. Thị trƣờng xuất khẩu: Hiện nay, tỷ trọng xuất khẩu của vải quả chƣa lớn (chiếm khoảng gần 30% sản lƣợng), trong đó phần lớn là xuất khẩu ở dạng sấy khô. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 12 Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP SẤY 2.1. Bản chất của quá trình sấy: Sấy là sự bốc hơi nƣớc 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 trƣờng xung quanh. 2.2. Phân loại quá trình sấy: Ngƣời ta phân biệt ra 2 loại:  Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió… Phƣơng pháp này thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu.  Sấy nhân tạo: quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy nhƣ khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt… và nó đƣợc hút ra khỏi thiết bị khi sấy xong. Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên. Nếu phân loại phƣơng pháp sấy nhân tạo, ta có: - Phân loại theo phƣơng thức truyền nhiệt:  Phƣơng pháp sấy đối lƣu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lƣu. Đây là phƣơng pháp đƣợc dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt.  Phƣơng 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 thƣờng, bức xạ hồng ngoại.  Phƣơng pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt.  Phƣơng pháp sấy bằng điện trƣờng dòng cao tần: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trƣờng cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên.  Phƣơng pháp sấy thăng hoa: đƣợc thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không để cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nƣớc, nƣớc thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 13  Phƣơng pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô đƣợc tháo ra ngoài.  Phƣơng pháp sấy phun: đƣợc dung để sấy các sản phẩm dạng lỏng.  Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm. - 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 sẽ đƣợc tháo ra.  Sấy liên tục: vật liệu đƣợc cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật liệu ẩm qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục. - Phân loại theo sự chuyển động tƣơng đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm:  Loại thổi qua bề mặt.  Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu. 2.3. Phƣơng pháp thực hiện quá trình sấy: Để đảm bảo đƣợc hoặc dung để chế biến các sản phẩm có chất lƣợng cao, các loại nông sản cần đƣợc sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến. Để thực hiện quá trình sấy, có thể dùng nhiều hệ thống sấy khác nhau: buồng sấy, hầm sấy, sấy chân không, sấy lạnh… Mỗi chế độ công nghệ sấy khác nhau sẽ có ảnh hƣởng khác nhau đến chất lƣợng của sản phẩm.  Thiết bị sấy hầm: đƣợc dùng khá rộng rãi trong công nghiệp, dùng để sấy các vật liệu dạng hạt, cục, lát… với năng suất cao, dễ dàng cơ giới hóa, vật liệu đƣợc đƣa vào liên tục.(hình vẽ) Hầm sấy thƣờng dài 10-15m hoặc lớn hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào xe goòng và khay tải vật liệu sấy.  Thiết bị sấy băng tải: dùng để sấy các vật liệu nhƣ rau quả, ngũ cốc, than đá,… Cấu tạo gồm một phòng hình chữ nhật, trong đó có một vài băng tải chuyển động nhờ tay quay, các băng tải này tựa trên các con lăn để không bị võng xuống.(hình vẽ)  Thiết bị sấy buồng: dùng sấy các vật liệu dạng hạt, cục, tấm,… Cấu tạo chủ yếu của hệ thống là buồng sấy, trong buồng sấy có bố trí các thiết bị giá đỡ gọi chung là thiết bị chuyên tải. Nhƣợc điểm là năng suất nhỏ.(hình vẽ)  Thiết bị sấy tháp: là thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng nhƣ thóc, ngô, đậu,… có độ ẩm không lớn lắm và có thể tự dịch chuyển từ trên đỉnh tháp xuống dƣới nhờ trọng lƣợng của chúng. Đặc điểm của thiết bị là có kênh gió nóng và kênh gió thải ẩm đƣợc bố trí xen kẽ ngay trong lớp vật liệu. Tác nhân sấy đi qua Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 14 kênh gió nóng thực hiện quá trình sấy rồi nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải và đi ra ngoài.  Thiết bị sấy thùng quay: là thiết bị chuyên dụng để sấy các vật liệu có dạng hạt hoặc bột nhão, cục có độ ẩm ban đầu lớn.(hình vẽ) Phần chính của thiết bị là một trụ tròn đặt nằm nghiêng với mặt phẳng một góc nào đó cố định hoặc biến đổi.  Thiết bị sấy khí động: dùng để sấy các vật liệu dạng hạt bé, nhẹ xốp, các tinh thể,…(hình vẽ) Phần chính của thiết bị là một ống thẳng đứng, trong đó vật liệu đƣợc không khí nóng hoặc khói lò cuốn đi từ dƣới lên trên và dọc theo ống.  Thiết bị sấy tầng sôi: dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt. Cũng nhƣ thiết bị sấy khí động, sấy tầng sôi có ƣu điểm là cƣờng độ sấy rất lớn, dễ điều chỉnh nhiệt độ sấy và vật liệu sấy khô khá đồng đều.(hình vẽ)  Thiết bị sấy phun: chuyên dùng để sấy các dịch thể. Sản phẩm sấy dạng bột hòa tan nhƣ sữa bò, sữa đậu nành, bột trứng, café tan,…(hình vẽ) Bộ phận cơ bản của thiết bị sấy phun là buồng sấy, thƣờng là tháp hình trụ, trong đó dịch thể đƣợc nén bởi một bơm cao áp đƣa qua vòi phun cùng với tác nhân sấy tạo thành dạng nhƣ sƣơng mù và quá trình sấy đƣợc thực hiện. 2.4. Chọn loại máy sấy: Để sấy vải quả ngƣời ngƣời ta có thể dùng thiết bị sấy chân không, hầm sấy, buồng sấy,… Ở đây em dùng thiết bị sấy buồng, là thiết bị chuyên dụng để sấy các vật liệu có dạng cục, hạt hoặc lát với năng suất không lớn lắm và thích hợp cho các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, phân tán. Thiết bị sấy buồng là thiết bị làm việc theo chu kỳ. Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp giữa có cách nhiệt hoặc đơn giản xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không. Do yêu cầu về an toàn thực phẩm, ta chọn buồng sấy làm bằng thép có cách nhiệt.(hình vẽ) Tác nhân trong thiết bị buồng sấy ta dùng không khí nóng, không khí đƣợc đốt nóng nhờ calorifer khí- khói, khói đƣợc tạo từ lò đốt than đá. Trong thiết bị buồng ta tổ chức cho tác nhân sấy lƣu động cƣỡng bức nhờ hệ thống quạt gió. Buồng sấy cần bố trí giá đỡ, khay,… Sao cho tác nhân có thể dễ dàng đi qua vật liệu sấy để truyền nhiệt cho vật liệu và nhận thêm ẩm thải ra ngoài. Vì vậy mật độ vật liệu sấy trên khay, khe hở giữa thành khay với tƣờng thiết bị sấy, kích thƣớc và vị trí lỗ Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 15 thoát ẩm có ý nghĩa đặc biệt trong thiết bị sấy buồng. Khe hở giữa thành khay và tƣờng thiết bị đƣợc bố trí đủ cho thao tác đƣợc dễ dàng. Mật độ vật liệu sấy trên khay cũng có một ý nghĩa đặc biệt. Nếu vật liệu có mật độ quá lớn thì tác nhân sấy khó lƣu chuyển dẫn đến thời gian sấy lớn và vật liệu khô không đều, do đó chất lƣợng và năng suất có thể giảm. Ngƣợc lại nếu mật độ vật liệu trên khay quá bé, điều kiện truyền nhiệt truyền chất đƣợc tăng cƣờng thì thời gian sấy sẽ giảm, chất lƣợng sản phẩm sấy cao nhƣng năng suất thiết bị không lớn. Do đó mật độ vật liệu trên khay có một giá trị tối ƣu. Giá trị tối ƣu này phụ thuộc vào từng loại vật liệu và thƣờng đƣợc xác định bằng thực nghiệm. Về kết cấu, phần trên của thiết bị sấy buồng đƣợc bố trí dạng chóp, đỉnh chóp là lỗ thoát ẩm, kích thƣớc lỗ thoát ẩm cân xứng với thiết bị và có cơ cấu điều chỉnh lƣợng tác nhân thoát ra bằng van con bƣớm. Thiết bị sấy buồng có kết cấu đơn giản, dễ vận hành, không yêu cầu mặt bằng lớn nhƣng năng suất không cao, khó cơ giới hóa, vốn đầu tƣ không đáng kể. Do đó thiết bị buồng sấy thích hợp cho các xí nghiệp vừa và nhỏ, lao động thủ công là chính. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 16 Chƣơng 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 3.2. Thuyết minh quá trình công nghệ: 3.2.1. Lựa chọn, phân loại: Vải quả Lựa chọn, phân loại Rửa Xử lý hóa chất Sấy Phân loại Bao gói Bóc vỏ, bỏ hạt Bao gói Phân loại Sấy 2 Vải sấy Vỏ, hạt Vải sấy Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 17 - Mục đích: Ta tiến hành ngắt bỏ cành cuống, loại trừ các quả không đạt tiêu chuẩn nhƣ sâu bệnh, mốc, hƣ hỏng… Phân loại nhằm mục đích phân chia nguyên liệu thành các cỡ đồng đều về kích thƣớc, hình dạng, màu sắc hoặc độ chín. Nguyên liệu đồng đều thì phẩm chất đồ hộp mới tốt, các quá trình chế biến tiếp sau dễ thực hiện hơn. - Phƣơng pháp thực hiện: Lựa chọn thủ công trên băng tải theo phƣơng pháp cảm quan. Lựa chọn nguyên liệu theo chỉ tiêu đã đặt ra. Ngƣời ta có thể lựa chọn bằng cách cho nguyên liệu lên băng tải có chiều rộng 60-80 cm, băng tải chạy với tốc độ 0.12-0.15 m/s, bố trí công nhân làm việc hai bên băng tải. Công nhân dùng tay lựa ra những nguyên liệu không đủ quy cách. - Yêu cầu của quá trình: Quả phải giữ đƣợc hình dạng tự nhiên, vỏ quả không bị rách. 3.2.2. Rửa: - Mục đích: nhằm loại trừ các tạp chất cơ học nhƣ: đất, cát, bụi và còn làm giảm lƣợng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên liệu. - Biến đổi: + Vật lý: giảm khối lƣợng. + Giảm số lƣợng vi sinh vật trên vỏ quả. + Cảm quan: quả sạch hơn, ít tạp chất. - Phƣơng pháp thực hiện: Dùng nƣớc rửa sạch dƣ lƣợng thuốc trừ sâu, hóa chất đƣợc dùng trong kĩ thuật nông nghiệp, vi sinh vật theo bùn đất bám vào quả. - Yêu cầu của quá trình rửa: + Nguyên liệu sau khi rửa xong phải sạch và không bị dập nát, các chất dinh dƣỡng ít bị tổn thất. + Thực hiện quá trình rửa phải nhanh để vừa tiết kiệm thời gian và lƣợng nƣớc rửa, vừa giảm tổn thất chất dinh dƣỡng của nguyên liệu. + Nƣớc rửa phải đạt những chỉ tiêu do Bộ Y Tế quy định. Sử dụng nƣớc có độ cứng 20 mg/l. Nƣớc có độ cứng cao làm cho quả vải sau sấy giòn và cứng hơn. + Khi dùng nƣớc để rửa nguyên liệu, ta phải khử các hợp chất của sắt trƣớc để tránh phản ứng của sắt và tanin trong rau quả làm sẫm màu sắc của quả. - Thiết bị: Dùng máy ngâm rửa xối tƣới. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 18 3.2.3. Xử lý hóa chất: - Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật, hạn chế sự biến màu không mong muốn của quả trong quá trình sấy. SO2 có tính khử mạnh, ngăn cản sự oxi hóa các thành phần hóa học của quả vải, kìm hãm enzyme polyphenoloxydase, enzyme pectinase nhƣng không làm ảnh hƣởng đến thành phần các chất pectin. SO2 làm đông tụ chất nguyên sinh của tế bào, một phần dịch quả chảy ra ngoài nên các mô quả bị mềm đi. SO2 tác dụng liên kết với các hợp chất màu trong vải, làm vải bị mất màu. - Phƣơng pháp thực hiện: Sunfit hóa bằng phƣơng pháp khô ( xông khí SO2). Sử dụng SO2 nén sẵn trong bình. Quả vải đƣợc xông hơi trong kho kín. Quá trình xử lý hóa chất kết thúc khi nguyên liệu mất màu và mềm ra, hàm lƣợng SO2 trong quả khi đó đạt tới 0,06 -0,12%. Trƣớc khi lấy nguyên liệu ra khỏi buồng xông lƣu huỳnh, tiến hành quạt gió trong buồng với thời gian 1,5 đến 2 giờ. 3.2.4. Sấy - Mục đích: + Chế biến: tăng độ giòn của vỏ quả, thịt quả dai, mang tính chất đặc trƣng của sản phẩm. + Bảo quản: vi sinh vật bị tiêu diệt. - Các biến đổi + Biến đổi vật lý: sự tạo thành gradient nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong vật liệu. Biến đổi tính chất cơ lý: nhƣ sự biến dạng, hiện tƣợng co, hiện tƣơng tăng độ giòn của vỏ. + Biến đổi hóa lý: Khuếch tán ẩm: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ lớp ngoài vào trong vật liệu do giãn nở vì nhiệt. Đây là sự dời ẩm gây nên do sự chênh lệch nhiệt độ các phần khác nhau của vật liệu sấy. Chuyển pha giữa lỏng sang hơi của ẩm. + Biến đổi hóa học: Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 19 Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng nhƣ phản ứng oxi hóa khử, phản ứng Maillard là phản ứng tạo màu không enzyme của protein và đƣờng khử; phản ứng phân hủy protein làm giảm khả năng thích nghi với sự tách nƣớc. + Biến đổi hóa sinh: Giai đoạn đầu: nhiệt độ nguyên liệu tăng dần và chậm tạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất là các enzyme oxi hóa khử, gây ảnh hƣởng xấu đến sản phẩm. Giai đoạn sau: enzyme bị vô hoạt. + Biến đổi sinh học: tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu. + Biến đổi cảm quan: Màu sắc: màu đỏ tự nhiên bị mất đi do tác dụng của nhiệt độ. Sản phẩm có màu thẫm, màu nâu do phản ứng caramen hóa, phản ứng tạo melanoidin và oxi hóa các polyphenol… Mùi: một số chất thơm bay theo hơi ẩm và do nhiệt độ bị phân hủy gây tổn thất chất thơm. Một số mùi thơm đƣợc tạo thành tạo mùi đặc trƣng của vải sấy. Vị: cƣờng độ vị ngọt tăng lên. Vị chua giảm đi một cách tƣơng đối do sự bay hơi của các axit. - Các yếu tố ảnh hƣởng: + Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ và tốc độ sấy cao thì sản phẩm khô nhanh nhƣng nhiệt độ cao hơn nữa, vải có thể bị cháy. + Tốc độ sấy: Nếu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh làm cho tốc độ bốc hơi bề mặt vật liệu lớn hơn tốc độ chuyển dịch chất ẩm từ các lớp bên trong ra, thì bề mặt quả bị rắn lại và ngăn cản quá trình thoát ẩm. Ngƣợc lại, nếu tốc độ tăng nhiệt chậm, thì cƣờng độ thoát ẩm yếu. + Độ ẩm của không khí: Độ ẩm không khí càng thấp thì khả năng hút ẩm càng cao. Nếu độ ẩm của không khí đi vào thiết bị thấp quá sẽ làm quả bị nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, nhƣng nếu cao quá sẽ làm tốc độ sấy giảm đi. Ngƣợc lại, nếu không khí đi ra khỏi thiết bị có độ ẩm thấp quá thì sẽ tốn năng lƣợng nhiều. Ngoài ra còn kéo dài thời gian sấy, làm giảm màu sắc sản phẩm do hiện tƣợng quả bị thâm đen. Điều chỉnh độ ẩm của không khí bằng cách điều chỉnh nhiệt độ của không khí vào, tốc độ lƣu thông của nó và lƣợng vật liệu ẩm chứa trong thiết bị sấy. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 20 Ngoài 3 thông số cơ bản trên, độ dày của lớp sản phẩm sấy cũng ảnh hƣởng đến quá trình sấy. Lớp sản phẩm càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhƣng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất của thiết bị sấy. - Thiết bị sấy: sử dụng thiết bị sấy buồng sấy. Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 21 Chƣơng IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BUỒNG Điều kiện thiết kế: Vải chín có độ ẩm ban đầu ω1 = 80%, độ ẩm cuối ω2 = 25%. Tác nhân sấy là không khí. Thời gian sấy: 32 giờ. Chế độ sấy có 3 giai đoạn: GĐ I: Nhiệt độ tác nhân sấy: t1 = 100oC Độ ẩm của vải quả: ω11 = 80%, ω12 Thời gian sấy: τ = 2h GĐ II: Nhiệt độ tác nhân sấy: t2 = 90oC Độ ẩm của vải quả: ω21, ω22 Thời gian sấy: τ = 6h GĐ III: Nhiệt độ tác nhân sấy: t3 = 70oC Độ ẩm vải quả: ω31, ω32 = 25% Thời gian sấy: τ = 24h Tốc độ sấy của cả 3 giai đoạn là v = 2 ÷ 3 m/s. Trạng thái không khí bên ngoài to = 20oC, φo = 80%. 4.1. Tính toán các thông số vật liệu Xác định lƣợng ẩm bốc hơi: W = G2 ω1 - ω2100 - ω1 = 300× 80 - 25100 - 80 = 825 kg Lƣợng vật liệu đƣa vào là: G1 = W + G2 = 825 + 300 = 1125 kg Chia ẩm bốc hơi theo các giai đoạn nhƣ sau: W1 = 375 kg, W2 = 300 kg, W3 = 150 kg Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 22 4.1.1. Giai đoạn I: W1 = 375 kg, ω1 = 80% Vì W1 = G1ω1 - ω12100 - ω12 suy ra W1 × 100 – W1 × ω12 = G1 × ω1 – G1 × ω12 = > ω12 = G1 × ω1 - W1 × 100G1 - W1 = 1125 × 80 - 375 × 1001125 - 375 = 70% Lƣợng vật liệu ra khỏi giai đoạn I là: G12 = G1 – W1 = 1125 – 375 = 750 kg Các đại lƣợng trên đƣợc tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn I là: W1h = W1τ1 = 3752 = 187.5 kg/h G12h = G12τ1 = 7502 = 375 kg/h 4.1.2. Giai đoạn II: W2 = 300 kg, G21 = G12 = 750 kg Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn II là: ω22 = G21 × ω21 - W2 × 100G21 - W2 = 750 × 70 - 300 × 100750 - 300 = 50% Lƣợng vật liệu ra khỏi giai đoạn II là: G22 = G21 – W2 = 750 – 300 = 450 kg Các đại lƣợng trên tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn II là: W2h = W2τ2 = 3006 = 50 kg/h G22h = G22τ2 = 4506 = 75 kg/h 4.1.3. Giai đoạn III: W3 = 150 kg, G31 = G22 = 450 kg Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn III là: ω32 = G31 × ω31 - W3 × 100G31 - W3 = 450 × 50 - 150 × 100450 - 150 = 25% Tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ GVHD: ThS. PHẠM THANH HƢƠNG 23 Lƣợng vật liệu ra khỏi giai đoạn III chính là sản phẩm, tức là: G32 = G2 = G31 – W3 = 450 -150 = 300 kg Các đại lƣợng tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn III là: G2h = G2τ3 = 30024 = 12.5 kg/h W3h = W3τ3 = 15024 = 6.25 kg/h 4.2. Tính toán quá trình sấy lý thuyết: 4.2.1. Giai đoạn I: Giai đoạn này năng suất bốc hơi ẩm lớn nhất, ẩm bốc hơi nhiều nên nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy thấp. Vì vậy không cần hồi lƣu. Trạng thái không khí bên ngoài: to = 20oC, φo = 80%. Từ đó ta xác định đƣợc: Phân áp suất bão hòa hơi nƣớc Pb bằng: Pb = exp( 12 - 4026.42235.5 + to ) = exp( 12 - 4026.42235.5 + 20 ) = 0.0233 bar Lƣợng chứa ẩm do: do = 0.621 × φo × PbB - φo × Pb = 0.621 × 0.80 × 0.0233745750 - 0.80 × 0.0233 = 0.01188 kg ẩm/kgkk Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx: Cdx(do) = Cpk + Cpado = 1.004 + 1.82 × 0.01188 = 1.0256 kJ/kgkk Entanpy: Io = 1.004to + do(2500 + 1.842to) = 1.004 × 20 + 0.01188( 2500 + 1.842 × 20)

Tài liệu liên quan

Đồ án Tính toán, thiết kế HTXLNT Nhà máy TBS Hải Lăng LỜI CẢM ƠN ---o0o--Sản xuất công nghiệp bên cạnh việc tạo ra nghiều của cải vật chất đồng thời cũng tạo ra nhiều chất thải .Nếu không có biện pháp quản lí và xử lí tốt thì xem như sản xuất khô ppt
- 43
- 729
- 0
Đồ án tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối
- 55
- 4
- 30
Đồ án “ tính toán – thiết kế hệ thống xữ lí khí bụi bằng phương pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h” pptx
- 44
- 973
- 1
Đồ án: Tính toán thiết kế cơ nâng hạ cầu trục
- 71
- 803
- 3
Đồ án tính toán, thiết kế hoán cải, lập quy trình lắp dựng, thử nghiệm cổng trục di chuyển trên rail RMG tại tổng công ty tân cảng sài gòn
- 4
- 782
- 1
đồ án tính toán thiết kế robot
- 77
- 842
- 1
đồ án- tính toán thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, năng suất 300kg-mẻ
- 59
- 1
- 14
Đồ án tính toán thiết kế máy sấy xoài lát
- 138
- 1
- 34
Đồ án: Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát
- 89
- 1
- 5
đồ án tính toán thiết kế kết cấu cầu nhịp bản cong liên tục
- 68
- 558
- 0