Tài liệu Quá trình và thiết bị - thiết kế hệ thống sấy chuối bằng hầm sấy

  • Số trang: 57 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 228 |
  • Lượt tải: 2
tranphuong

Đã đăng 59174 tài liệu

Mô tả:

Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CHUỐI BẰNG HẦM SẤY Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ THU HIỀN Bộ Môn: Công Nghệ Sinh Học Giáo viên hướng dẫn: KS. Nguyễn Thị Xuân Mai Tháng 5 năm 2012 GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 1 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Dung MSSV: 108002516 Nguyễn Thị Hiền MSSV: 108002343 Trần Thu Thu Hiền MSSV: 108003357 Khóa: 2008 Khoa: CNSH-MT Ngành: Công Nghệ Sinh Học 1. Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống sấy chuối 2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:  Độ ẩm ban đầu 80%, độ ẩm sản phẩm khô 12%  Năng suất nhập liệu: 4tấn /20h  Không khí bên ngoài: 27oC và độ ẩm 79%  Chế độ sấy: nhiệt độ tác nhân vào 80 oC, thời gian sấy trong 8 giờ  Nguồn cung cấp năng lượng: Hơi nước bão hòa 3. Nội dung thuyết minh và tính toán:  Tổng quan  Quy trình công nghệ  Tính toán sơ bộ  Thiết kế chế tạo hầm sấy  Tính thiết bị phụ 4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):  Bản vẽ quy trình công nghệ.  Các bản vẽ chi tiết. 5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Xuân Mai 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 15/3/2012 7. Ngày hoàn thành đồ án: 18/5/2012 Biên Hòa, ngày 18 tháng 5 năm 2012 Chủ nhiệm bộ môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đã hoàn thành đồ án và nộp đồ án QT-TB ngày…….tháng……năm 2012 Cán bộ phản biện GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 2 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ............................................................................................................................ ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ............................................................................................................................ ..................................................................................................................................... GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 3 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta đã đạt được nhiều thành tựu to lớn. Ngoài việc đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa, nước ta đã bắt đầu xuất khẩu nông sản cùng với các chế phẩm của nó. Do đó việc ứng dụng các công nghệ mới đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong đó, công nghệ sấy là khâu quan trong trọng trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản. Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông nghiệp. Quá trình sấy không chi là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấy (hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…), thiết bị đốt nóng tác nhân (clorifer) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt, xyclon, v.v… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy. Hầm sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất. Nếu hệ thống sấy hầm là hệ thống sấy từng mẻ, năng suất không lớn và có thể tổ chức cho tác nhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức thì hệ thống sấy hầm có năng suất lớn hơn, có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục và luôn luôn là hệ thống sấy đối lưu cưỡng bức. Sấy nông sản là một quy trình công nghệ phức tạp. Nó có thể thực hiện trên những thiết bị sấy khác nhau. Ứng với một loại nông sản ta cần chọn chế độ sấy thích hợp nhằm đạt năng suất cao, chất lượng sản phẩm sấy tốt và tiết kiệm năng lượng. Trong đồ án này, em được giao nhiệm vụ thiết kế một hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm là quả chuối chín. Với nhiệm vụ đó, em lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào. Hệ thống nàu được lắp đặt tại thành phố Biên Hòa với nhiệt độ không khí và độ ẩm trung bình trong năm là t = 27,3oC; φ = 79%[10]. Đây là lần thiết kế đồ án sấy đầu tiên nên trong quá trình thiết kế còn nhiều bất cập lý thuyết, và kiến thức còn hạn chế, kính mong quý thầy cô thông cảm và tận GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 4 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối tình giúp đỡ. Nhân tiện đây em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Xuân Mai đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này. Biên Hòa, ngày 18 tháng 5 năm 2012 Người thiết kế GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 5 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH .........................................................................................9 DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................9 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU QUẢ CHUỐI ...........................10 1.1. Các loại chuối chính ở Việt Nam ..........................................................10 1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối ...................................................................10 1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả chuối ..........................................................11 1.4. Công dụng của chuối .............................................................................11 1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối..........................................................12 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY CHUỐI ..........................13 2.1. Bản chất của quá trình sấy.....................................................................13 2.2. Phân loại quá trình sấy ..........................................................................13 2.3. Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối .........................................14 2.4. Công nghệ sấy chuối .............................................................................15 2.4.1 Độ chính của chuối nguyên liệu ..............................................................15 2.4.2. Hỗ trở việc rửa bột chuối bằng hoá chất ................................................16 2.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím .......................................................16 2.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy ................................................16 2.4.5. Các chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy xuất khẩu ...................................17 2.5 Công nghệ sấy chuối quả........................................................................17 CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY ...........................................................................................................................20 3.1. Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế ......................................................20 3.1.1. Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ ......................................................20 3.1.2. Lựa chọn phương pháp sấy ....................................................................20 3.2. Chọn chế độ sấy ........................................................................................20 GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 6 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối 3.3. Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy ............................................................21 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ THỐNG SẤY ....22 4.1 Các thông số của không khí trong hệ thống sấy.....................................22 4.1.1 Thông số của không khí ngoài trời ..........................................................22 4.1.2 Thông số của không khí sau thiết bị sấy ................................................22 4.1.3 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn ...........................................24 4.1.4 Thông số của không khí sau Calorifer ....................................................25 4.2 Lưu lượng không khí khô lý thuyết ........................................................25 4.2.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy ................25 4.2.2 Lưu lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào thiết bị sấy ........26 4.3. Các thông sô trạng thái của tác nhân sấy ..............................................26 4.4 Xác định kích thước của thiết bị sấy .....................................................26 4.4.1 Kích thước của khay sấy .........................................................................27 4.4.2 Kích thước của xe goòng .........................................................................27 4.4.3 Kích thước của hầm sấy ......................................................................28 4.5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy ............................................29 4.5.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi ....................................................29 3.5.2 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải .........................................................29 4.5.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che .........................................................30 4.6 Tính toán quá trình sấy thực ...................................................................34 4.6.1 Thông số của không khí sau thiết bị sấy ................................................35 4.6.2 Thông số của không khí sau buồng trộn .................................................35 4.6.3 Thông số không khí sau khi ra khỏi Calorifer ........................................36 4.7 Lưu lượng không khí khô thực tế cần dùng ...........................................37 4.7.1 Lượng không khí khô thực tế lưu chuyển trong thiết bị sấy ...................37 GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 7 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối 4.7.2 Lượng không khí khô ngoài trời thực tế cấp vào cần thiết .....................37 4.8 Nhiệt lượng cần cung cấp cho tác nhân sấy từ Calorifer .......................38 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ THIẾT KẾ CALORIFER CHỌN QUẠT ...........................................................................................................40 5.1. Tính toán thiết kế calorifer ....................................................................40 5.1.1 Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế calorifer ...................................41 5.1.2 Tính toán thiết kế calorifer: .....................................................................41 5.2. Quạt .......................................................................................................48 5.2.1. Tính trở lực: ............................................................................................48 5.2.2. Tính chọn quạt: .......................................................................................54 KẾT LUẬN ...............................................................................................................55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................56 GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 8 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1. Hình dạng quả chuối.........................................................................10 Hình 2.1. Chuối sấy thành phẩm ......................................................................19 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ của hệ thống ......................................................... 21 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của chuối ............................................ 11 Bảng 5.1 Cân bằng nhiệt của hệ thống sấy...................................................... 39 GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 9 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU QUẢ CHUỐI 1.1. Các loại chuối chính ở Việt Nam Chuối có nhiều loại nhưng có 3 loại chính: - Chuối tiêu ( còn gọi là chuối già ) - Chuối goòng ( còn gọi là chuối tây, chuối sứ, chuối Xiêm ) - Chuối bom Hình 1.1. Hình dạng quả chuối http://amthucbonmua.vn/nhung-thong-tin-thu-vi-vequa-chuoi-366.html 1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối Chuối là một loại quả dài, vỏ nhẵn và hầu như có quanh năm. Chuối có nguồn gốc từ khu vực Malaysia. Loại trái cây này bắt đầu trở nên phổ biến trên thế giới từ thế kỉ 20 và phát triển tốt nhất ở những nơi có khí hậu nhiệt đới. Chúng được trồng chủ yếu phục vụ cho ẩm thực, cho việc sản xuất sợi bông, dùng trong ngành công nghiệp dệt và chế tạo giấy. Chúng ta có thể thưởng thức loại quả này bằng cách ăn trực tiếp quả khi chín, hoặc có thể chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn khác nhau từ chuối, chẳng hạn như các loại bãnh chuối, các món salad hoa quả, bánh nướng, các món tráng miệng,... Chuối cũng có nhiều màu sắc và kích cỡ khác nhau. Khi chín, quả chuối có thể có màu vàng, màu đỏ sẫm, hoặc màu tía (hay màu trứng quốc). Có tất cả hơn 50 loại chuối khác nhau trên thế giới. Đặc điểm chung về hình dạng của chuối là quả chuối được gắn kết với nhau thành buồng, mỗi buồng được chia thành nhiều nải, và trên mỗi nải có khoảng từ 10 đến 20 quả . Chuối là một trong những quả rất tốt và GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 10 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối có nhiều công dụng, đặc biệt là chuối chín cây. Khi chín, tinh bột có trong chuối sẽ được chuyển hóa thành đường tự nhiên, và vì thế chuối chín thường có vị ngọt dịu và thơm. 1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả chuối Thành phần hóa học cơ bản của quả chuối Gồm các chất: Nước Đường Sacaroza Axit Tinh hữu bột khử Prôtit Axit Lipit Tanin Vitamin Tro amin (mg %) cơ 76,38 14,18 2,35 0,326 3,298 0,92 0,083 1,13 0,068 0,565 0,7 Bảng 2.1. Thành phần hóa học cơ bản của chuối Chuối chứa một lượng lớn protein và hyđrat-cacbon. Trong chuối còn bao một số loại đường khác nhau như đường glucozo, đường lactoza, đường mantoza, đường galactoze, đường sucrôza (đường mía), đường fructoza, và tinh bột. Chuối cũng rất giàu các loại vitamin như Vitamin A, C,E, Vitamin B2, sinh tố R, dưỡng chất niacin, Vitamin B12 và một số khoáng chất như sắt, canxi, magiê, photpho, kẽm và florua. Ngoài ra còn có các axit amin thiết yếu như chất tryptophan, lizin, leuxin, glyxin, khoáng chất acginin… cũng có trong thành phần của chuối. Trong một quả chuối, nó có thể chứa trung bình một lượng calo là 100 đến 125 calo. Có thể nói, chuối là một loại quả rất tốt cho sức khỏe và là một loại thực phẩm rất giàu năng lượng. 1.4. Công dụng của chuối Chuối được dùng như một phương thuốc chữa bệnh rất hiệu quả. Hơn nữa, do chúng có chứa lượng đường khá cao nên cũng được xem như một loại thực phẩm giàu năng lượng. Với những giá trị dinh dưỡng thiết yếu, loại hoa quả này mang lại một số lợi ích cho sức khỏe. - Chuối rất tốt trong việc cải thiện hệ tiêu hóa và khôi phục chức năng hoạt động của ruột. Chuối cũng giúp ích giảm thiểu bị táo bón. Trong trường hợp bị tiêu chảy, cơ thể chúng ta sẽ mất một lượng chất điện giải quan trọng, nếu ăn chuối sẽ giúp cơ thể khôi phục lại chất điện giải, vì trong chuối có chứa lượng kali cao. GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 11 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối - Axit béo có trong chuối xanh giúp nuôi dưỡng các tế bào niêm mạc dạ dày. Những tế bào này rất có hữu ích trong việc hấp thụ canxi một cách hiệu quả, rất cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của hệ xương. - Chất amino acid tryptphan có trong chuối sẽ được chuyển đổi thành chất serotonin, giúp giảm thiểu các triệu chứng trầm cảm và cải thiện tâm trạng. Như vậy, chuối là một phương thuốc rất tốt nhằm giàm căng thẳng và tình trạng bị stress. - Ăn chuối thường xuyên giúp giảm nguy cơ thoái hóa điểm vàng, một trong những nguyên nhân gây giảm thị lực ở người cao tuổi. - Do chứa hàm lượng kali cao và lượng natri thấp, nên chuối chính là sự lựa chọn thích hợp để giảm thiểu nguy cơ bị huyết áp cao và đột quỵ. - Chuối cũng rất giàu các hợp chất phenolic giúp chống lão hóa, vì thế ăn chuối thường xuyên còn giúp ngăn ngừa nguy cơ ung thư thận. - Do hàm lượng sắt cao nên chuối giúp tăng thành phần hemoglobin trong máu và giảm thiểu bệnh thiếu máu. 1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối - Khối lượng riêng:  = 977 kg/m3 - Nhiệt dung riêng: c = 1,0269 kJ/kg.độ - Hệ số dẫn nhiệt :  = 0,52 W/m.độ - Kích thước của quả chuối: Đường kính: 2 – 5 cm - Dài :8 – 20 cm - Khối lượng : 50 – 200 gr - Độ ẩm vật liệu sấy: - + Độ ẩm của chuối trước khi đưa vào sấy: 1 = 75 – 80 % + Độ ẩm của chuối sau khi sấy : 2 =15 – 20 % Nhiệt độ sấy cho phép: t = (60 ÷ 90) 0C GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 12 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY CHUỐI 2.1. Bản chất của quá trình sấy Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. 2.2. Phân loại quá trình sấy Người ta phân biệt ra 2 loại:  Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió... Phương pháp này thời gian sấy dài, 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 như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt…và nó được 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 phương pháp sấy nhân tạo, ta có: Phân loại theo phương thức truyền nhiệt:  Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu. Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt.  Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể dùng bức xạ thường, bức xạ hồng ngoại.  Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt.  Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên. GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 13 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối  Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không để cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước, nước thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa.  Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô và được tháo ra ngoài.  Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng.  Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm. 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 được tháo ra.  Sấy liên tục: vật liệu được 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 tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm:  Loại thổi qua bề mặt.  Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu. 2.3. Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối Trong quá trình sấy chuối quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc cơ học và các biến đổi bất lợi khác, làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Những biến đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xốp ... Sự thay đổi hệ keo do pha rắn (protein, tinh bột, đường,..) bị biến tính thuộc về những biến đổi hóa lý. Những biến đổi hóa sinh trong quá trình sấy là những phản ứng tạo thành melanoidin, caramen, những phản ứng ôxy hóa và polyme hóa các hợp chất polifenol, phân hủy vitamin và biến đổi chất màu. Hàm lượng vitamin trong chuối quả sấy thường thấp hơn trong chuối quả tươi vì chúng bị phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy. Trong các vitamin thì axit ascobic và caroten bị tổn thất là do quá trình ôxy hóa. Riboflavin nhạy cảm với ánh sáng, còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit hóa. GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 14 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối Để tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều kiện để ẩm thoát ra khỏi chuối quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích hợp cho từng loại sản phẩm. Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình càng có hiệu quả cao. Nhưng không thể sử dụng nhiệt độ sấy cao cho sấy chuối quả vì chuối quả là sản phẩm chịu nhiệt kém. Trong môi trường ẩm, nếu nhiệt độ cao hơn 60oC thì protein đã bị biến tính; trên 90oC thì fructoza bắt đầu bị caramen hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh. Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, chuối quả có thể bị cháy Vì vậy, để sấy chuối quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không quá cao. Ngoài ra, độ ẩm tương đối của chuối, độ ẩm cân bằng ….. ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sấy. 2.4. Công nghệ sấy chuối 2.4.1 Độ chính của chuối nguyên liệu Chuối khi thu hái phải đủ già nghĩa, là có thể tự chín. Tuy nhiên để chuối tự chín thì chuối chín chậm và không đồng loạt. Dấm dú là cách để chuối chín đều và nhanh. Độ chín của chuối nguyên liệu là một yếu tố quyết định đến chất lượng chuối sấy. Có nhiều cách xác định độ chín, trong đó cách xác định theo màu vỏ là phổ biến nhất. Trong chế biến hoặc ăn tráng miệng chuối thường được dùng theo 3 độ chín sau đây: - Vỏ vàng hai đầu xanh vị ngọt đậm đà, hơi chát, hơi cứng, chưa thật thơm, vỏ còn chắc, chuối có hàm lượng đường axit cực đại, còn có tinh bột và tanin. - Vỏ vàng hoàn toàn vị ngọt, độ chát giảm, thơm,vỏ dễ bóc. Đường và axit bắt đầu giảm, tinh bột và tamin còn ít. - Vỏ vàng có màu chấm nâu vị ngọt, thơm, không chát, mềm vỏ dễ gãy. Đường, axit hữu cơ giảm, tinh bột hầu như không còn, tamin còn rất thấp. GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 15 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối 2.4.2. Hỗ trở việc rửa bột chuối bằng hoá chất Trên bề mặt chuối có một lớp bột bao quanh nếu không được loại bỏ sẽ làm chuối có màu trắng loang lỗ và xù xì. Để loại bỏ lớp bột này người ta xoa chuối bằng tay trong chậu nước chứa khoảng 3kg chuối/3 lít nước, mỗi mẻ cần 2 – 3 phút.Việc chọn hoá chất để họ trở công việc này nhằm 2 mục đích: - Giảm thời gian thao tác. - Cải thiện màu sản phẩm. Hoá chất được chọn phải rẽ, không độc, không gây mùi vị cho sản phẩm, không ảnh hưởng tới người thao tác và dụng cụ, làm bong nhanh lớp bột, có tính khử. Thông thường chọn một số hoá chất phổ biến sau:hỗn hợp dung dịch (NaHSO3 và HCl) hoặc hỗn hợp dung dịch (NaHSO3 và Al2(SO4)3)…. Tổ hợp dung dịch hiệu quả nhất là (HCl 0,05 % + Al2(SO4)3) 0,5 % . HCl ở nồng độ trên không ảnh hưởng xấu đến người sản xuất và phương tiện bảo hộ lao động, dễ mua, dễ xử lý, chi phí thấp. Có tác dụng thay đổi môi trường các phản ứng hoá sinh không có lợi và sát trùng nhẹ. Phèn chua ở nồng độ trên cũng có tác dụng sát trùng nhẹ, tăng cường bề mặt cấu trúc cho chuối, không gây vị chát, giá rẽ, dễ sử dụng. 2.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím Sau khi sấy khô chuối được làm nguội và phục hồi trạng thái do hút ẩm trở lại để có độ mềm dẻo nhất định (do sấy đến độ ẩm dưới 20%) rồi mới đóng gói. Thời gian này thường từ vài giờ đến vài ngày. Trong môi trường khí quyển thông thường và không thực hiện nghiêm chỉnh vệ sinh công nghiệp, sản phẩm dễ bị nhiễm vi sinh vật. Nhiều cơ sở đã sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn coi đó là biện pháp an toàn cần thiết cho vệ sinh thực phẩm. 2.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy Độ ẩm cân bằng của chuối sấy là hàm lượng nước của nó trong môi trưòng xác định (t và φ xác định của không khí) mà không xẩy ra quá trình nhã nước (bốc hơi) hay hút nước (hấp thụ) giữa nó và môi trường. Chuối sau khi sấy đến độ ẩm dưới độ ẩm cân bằng thường là 15 ÷ 20% sau vài giờ đến vài ngày để ngoài không khí sẽ tăng hàm lượng ẩm tới độ ẩm cân bằng. Xác GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 16 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối định độ ẩm cân bằng của chuối sấy nhằm chọn độ ẩm có lợi khi kết thúc sấy và đề ra cách xử lý đóng gói, bảo quản phù hợp. Muốn bảo quản chuối sấy tốt cần giữ độ ẩm của nó dưới 25 % tốt nhất là 20 ÷ 22 %. Do vậy sau khi sấy khô nên quạt nguội và lựa chọn đóng gói ngay, không nên để ngoài không khí lâu sẽ làm cho độ ẩm của chuối sấy thấp hơn độ ẩm cân bằng. Nếu chưa lựa chọn bao gói ngay thì trữ trong bao kín để nơi khô mát để hôm sau xử lý. Bao bì cần làm từ vật liệu chống không khí ẩm đi qua và dán kín. 2.4.5. Các chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy xuất khẩu 2.4.5.1. Chỉ têu cảm quan - Trạng thái : Mềm dẽo, đàn hồi, không được quánh, chắc, cứng, sượng. - Màu sắc : Từ nâu đến vàng , tương đối đồng đều trong một túi, không được thâm đen, nâu xỉn, nâu đỏ, không được loang lổ. - Mùi vị :Vị ngọt và mùi đặc trưng của chuối sấy, không được chát hay chua do lên men. 2.4.5.2. Chỉ tiêu lý hoá - Kích thước : Loại nguyên quả dài không quá 7 cm - Độ ẩm : 20 ÷ 22 % 2.4.5.3. Chỉ tiêu vi sinh vật - côn trùng Lượng vi sinh vật tính bằng số tế bào/g sản phẩm 2.5 Công nghệ sấy chuối quả Ta lựa chọn công nghệ sấy là công nghệ sấy hầm vì phù hợp với tính chất của vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn nên lựa chọn công nghệ sấy hầm là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer dạng khí – hơi không khí có nhiệt độ vào khoảng 80 – 95oC, được quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy. Vận tốc của dòng không khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát ra trong một đơn vị thời gian. Yêu cầu đối với chuối nhiên liệu: Chuối quả phát triển đầy đủ, tươi tốt, nguyên vẹn, sạch sẽ. Vỏ chuối mỏng, dễ bóc, có màu từ vàng toàn trái đến vàng có chấm nâu. Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũ, hương thơm, vị ngọt, không chát. GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 17 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Chuối nguyên liệu ( thu hoạch) Phân loại bóc vỏ rửa hóa chất(lần 1) cắt lát rửa lần2 sấy phân loại xử lý đèn tia tử ngoại (nếu có) đóng gói bảo quản Thuyết minh quy trình: Chuối nguyên liệu đem rửa sạch, bóc vỏ, cắt đầu rồi rửa lại và lau nhẹ để làm sạch các lớp trong vỏ quả còn dính lại và lớp ngoài ruột quả. Sau đó đem xử lý hóa chất như ngâm vào dung dịch canxi clorua (2÷4%), natri cacbonat (5%) nhưng hiệu quả nhất là sunfit hóa bằng phương pháp khô hoặc bằng phương pháp ướt. Khi sunfit hóa, người ta nhúng ruột chuối vào dung dịch có hàm lượng SO2 tự do là (0,2 ÷ 1)% trong (5÷20)phút. Sau khi xử lý bằng hóa chất chuối được cho vào máy cắt láy rồi xếp vào các khay tre hoặc nhôm và đưa vào thiết bị sấy hầm hoặc buồng. Sấy ở nhiệt độ 80 – 95oC cho đến khi độ ẩm của chuối giảm xuống còn 10 – 12%. Sau khi sấy xong, cần tiến hành phân loại để loại bỏ những cá thể không đạt chất lượng (do cháy hoặc chưa đạt độ ẩm yêu cầu). Dạng vật liệu GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 18 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối thường dùng để bảo vệ rau quả khô là giấy cáctông và chất dẻo (PE, PVC, xenlophan…). Bao giấy và hộp cáctông có đặc tính nhẹ, rẻ, có thể tái sinh, nhưng thấm hơi thấm khí, không đều dưới tác dụng của nước và cơ học. Bao túi chất dẻo có đặc tính trong suốt, đàn hồi, dể dàng kín bằng nhiệt, chi phí thấp nhưng có một số bị thấm nước, thấm khí (PE), chịu nhệt kém (PVC,PET). Bao túi chất dẻo dùng để bảo quản hoa quả khô có thể chỉ gồm một màng chất dẻo hoặc kết hợp nhiều màng. Hình 2.1. Chuối sấy thành phẩm (http://www.hoaphatfood.vn/13-chuoi-say.html) GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 19 Đồ án quá trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống sấy chuối CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY 3.1. Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế 3.1.1. Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ Với nguyên liệu là quả chuối đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm W1 = 80% và yêu cầu của sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là W2 = 12%. Với thời lượng làm việc của một ngày là 20 tiếng (bao gồm tất cả các việc như (tháo và chất tải…). Do đó trong 1h thì lượng nguyên liệu đưa vào là: 𝐺1 = 4tấn/20h= 4000𝑘𝑔/20ℎ = 200𝑘𝑔_𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 ẩ𝑚/ℎ Do vậy năng suất sản phẩm (VLK) tính theo giờ là: 𝐺2 = 𝐺1 . 1 − 𝑊1 1 − 0.8 = 200. ≈ 45,45 𝑘𝑔_𝑉𝐿𝐾/ℎ 1 − 𝑊2 1 − 0,12 Lượng ẩm cần bay hơi trong giờ là: 𝑊 = 𝐺1 − 𝐺2 = 200 (𝑘𝑔_𝑉𝐿Â/ℎ) − 45,45 (𝑘𝑔_𝑉𝐿𝐾/ℎ) = 145,55 𝑘𝑔_ Â/ℎ 3.1.2. Lựa chọn phương pháp sấy Do sản phẩm sấy là chuối quả và được dùng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy. Với yêu cầu và đặc tính của loại vật liệu sấy là chuối và năng suất sấy không quá lớn chỉ dùng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức dùng quạt thổi. Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí – hơi. Không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào hầm sấy. Trong không gian hầm sấy không khí khô được thực hiện việc trao nhiệt - ẩm với vật liệu sấy là quả chuối làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài. Không khí này sau đó được thải ra ngoài môi trường. 3.2. Chọn chế độ sấy Với hệ thống sấy là hầm và vật liệu sấy là Chuối quả. Ta sẽ gia nhiệt cho không khí lên đến nhiệt độ t1 = 80oC (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ). Nhiệt độ của GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai Trang 20
- Xem thêm -