ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM HẦM SẤY TIÊU NĂNG SUẤT 1500KG/MẺ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG
SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ

Giảng Viên Hướng Dẫn: Bùi Văn Hoài

Sinh Viên Thực Hiện:
Huỳnh Tấn Phú

2005181215

Nguyễn Triều Tiên

2005180480

TP. HỜ CHÍ MINH, NĂM 2020


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT

1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ

Giảng Viên Hướng Dẫn: Bùi Văn Hoài

Sinh Viên Thực Hiện:
Huỳnh Tấn Phú

2005181215

Nguyễn Triều Tiên

2005180480


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
ĐƠN VỊ : KHOA CNTP – BÔ MÔN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
MÔN HỌC: KỸ THUẬT THỰC PHẨM
Sinh viên thực hiện đồ án:…......................................................... Ký tên:………………
Giảng viên hướng dẫn:…………………………………………………………………
Tên đồ án:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
STT

Ngày

Nội dung hướng dẫn

01

20/10

Nhận đề tài và hướng dẫn sơ bộ

02

25/10

Viết đề cương chi tiết cho đồ án

03

27/10

Viết tổng quan cho ngun liệu

04

3/11

Tính tốn thiết bị chính và q trình sấy

CBHD ký tên

thực
04

10/11

Tính tốn, thiết lập các thiết bị phụ trợ.

06

17/11

Tính tốn kinh tế cho đồ án và kết luận

07

24/11

Hoàn thành bản vẽ và gặp GVHD

08

24/11

Nộp đề tài

MỤC LỤC
Lời nói đầu ........................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................................8


1.1 Tổng quan về nguyên liệu................................................................................................8
1.1.1 Đặc điểm sinh học và nguồn gốc cây tiêu ....................................................................8
1.1.1 Tthành phần cơ hóa lý của tiêu trái ...............................................................................9
1.1.2 Phân bố ....................................................................................................................... 10

1.2 Tổng quan về phương pháp............................................................................................11
1.2.1 Bản chất của quá trình sấy...............................................................................................................11
1.2.2 Phân loại quá trình sấy................................................................................................11
1.2.3 Phương pháp thực hiện ...............................................................................................12
1.3 Quy trình sản xuất .........................................................................................................13
1.3.1 Chế biến tiêu đen tại nông hộ....................................................................................................13
1.3.2 Quy mô lớn dạng công nghiệp ...................................................................................15
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH .............................................................23
2.1 Cân bằng vật liệu............................................................................................................ 23
2.1.1 Các thông số ban đầu .................................................................................................23
2.1.2 Lượng ẩm cần bay hơi ................................................................................................24
2.1.3 Khối lượng vật liệu sau sấy ........................................................................................24
2.1.4 Lượng vật liệu tuyệt đối .............................................................................................24
2.2 Tính tốn q trình sấy lý thuyết....................................................................................24
2.2.1 Tính tốn trạng thái khơng khí bên ngồi....................................................................24
2.2.2Tính tốn trạng thái khơng khí vào hầm sấy.................................................................25
2.2.3 Tính tốn trạng thái khơng khí ra khỏi hầm sấy..........................................................25
2.2.4 Tiêu hao khơng khí .....................................................................................................25
2.2.5 Lượng nhiệt tổn thất cho q trình sấy lý thuyết.........................................................26
2.2.6 Tính chọn thời gian sấy...............................................................................................26
2.3 Tính chọn số xe goong và kích thước của hầm sấy .......................................................28
2.4 Kích thước hầm sấy .......................................................................................................29
2.5 Kích thước phủ bì của hầm ............................................................................................30
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NHIỆT Q TRÌNH SẤY (SẤY THỰC)..........................31
3.1 Mục đích tính tốn nhiệt:................................................................................................31
3.2 Tính tổn thất nhiệt..........................................................................................................31
3.2.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra ngoài...............................................................32


3.2.2 Tổn thất ra mơi trường ...............................................................................................32

3.3 Tính tốn q trình sấy thực...........................................................................................35
CHƯƠNG 4. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ ...............................................39
4.1 Tính chọn caloripher .....................................................................................................39
4.2 Buồng đốt ...................................................................................................................... 43
4.3 Xyclon ........................................................................................................................... 47
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN TÀI CHÍNH- KINH TẾ.......................................................52
5.1 Chi phí xây dựng hầm sấy .............................................................................................52
5.2 Chi phí xây dựng , lắp đặt thiết bị .................................................................................52
5.3 Chi phí thuê nhận cơng lao động vận hạnh ....................................................................53
5.4 Chi phí tiêu thụ điện năng, nhiên liệu.............................................................................53
5.5 Khả năng thu hồi vốn ....................................................................................................55
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN .................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................58
PHỤ LỤC BẢNG...............................................................................................................59
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH......................................................................................................60
THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ..........................................................................61


Lời nói đầu
Hồ tiêu là cây thương mại được trồng ở nhiều nước nhiệt đới. Ở Việt Nam, cây trồng
nhiều ở các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ. Trong đó hạt tiêu là biển phổ biến loại,
đóng vai trò quan trọng trong ẩm thực và được đánh giá cao, chúng ta đã sử dụng hạt đen để
chữa một số bệnh như lợi tiểu, giảm đầy hơi trong đường ruột, cải thiện tiêu hóa,... Trong y học
cổ đại của Ấn Độ, hạt tiêu đen được tất cả các trường phái y học từ Ayurveda, Siddha đến
Unani dùng làm thuốc chữa nhiều bệnh như hen, đau, đau, rối, rối loạn tiết niệu, mô tả, sốt kỳ,
tiêu,...Và hiện nay, theo nhiều nghiên cứu cho thấy, hạt tiêu đen có thể làm giảm đau, giảm
viêm, viêm khớp, chống bệnh cao huyết áp, tiểu đường, bệnh tim mạch và đặc biệt bệnh bạch
biển và ung thư vũ, thành phần hóa học của hạt tiêu đen có chứa một số alkaloid như piperine
(5- 9%), piperidine, piperettine và piperanine, chavixin, tinh dầu dễ bay hơi (1-2,5%), chất nhớt
(6,0%), và sắc tố (khoảng 30%). Năm 1821, cây tiêu đen đã được tìm thấy là do piperine. Nước

ta có diện tích gieo trồng tiêu lớn, ước tỉnh đạt khoảng 52.000 ha vào năm 2003, sản xuất khu
vực hạt tiêu đen hàng năm khoảng 85.000 tấn, rất thuận lợi trong việc phát triển kinh tế.
Các tỉnh trồng tiêu trọng điểm chiếm tới 80% về diện tích và 75 % về sản lượng tiêu cả
nước. Điều này có lợi thế đặc biệt về vùng nguyên liệu tập trung cho chỉ đạo sản xuất lớn,
chun mơn hóa, phát triển cơ sở hạ tầng cho thu mua, chế biến, tạo chân hàng tại vùng nguyên
liẹu, giảm chi phí cho xuất khẩu. Một số vùng ở Tây Nguyên có nhiều hộ canh tác: 5 - 7 ha tiêu.
Năng suất nhiều hộ đạt 4 - 5 tấn/ha, cá biệt có hộ đạt 15 tấn/ha/vụ. Hai năm qua do giá hồ tiêu
đạt mức cao, người trồng tiêu thu lãi từ 50-70% so/ chi phí sản xuất xuất/vụ. Đã có hàng 100 hộ
nơng dân là tỷ phú nhờ trồng tiêu.
Điểm lại thời kỳ trước 1975, diện tích tiêu cả nước chỉ có khoảng 100 ha, trồng chủ yếu ở
Quảng Trị, Bà Rịa và đảo Phú Quốc. Sản lượng chỉ đạt gần 100 tấn/năm.
Thời kỳ 2001 đến nay, đặc biệt giai đoạn 2001-2006 hồ tiêu Việt Nam tăng đột biến cả
diện tích, sản lượng và số lượng xuất khẩu (do 3 năm trước đó giá tăng nên bà con nông dân gia
tăng trồng mới):
Năm 2001 diện tích đạt: 31.600 ha, sản lượng: 44.400 tấn, xuất khẩu: 56.500 tấn.
Năm 2006 diện tích lên 50.000 ha (khá ổn định cho đến nay do diện tích chết được trồng
dặm và trồng mới), bình quân tăng 2.300 ha/năm (19,8 %).
Sản lượng 3 năm 2006 - 2007- 2008 bình quân đạt: 90.000 tấn/năm, tăng bình quân: 6.200
tấn/năm (35%). Số lượng xuất khẩu tăng bình quân 10.028 tấn/năm (34,4%/năm).


Về trị giá xuất khẩu năm 2001-2005 bình quân chỉ 111,9 triệu USD/năm (do giá giảm
mạnh), bình qn chỉ cịn 1.346 USD/tấn. Từ cuối năm 2006 đến nay giá tiêu được phục hồi, giá
bình quân đạt: 3.300 USD/tấn nên năm 2007 xuất khẩu chỉ đạt 82.000 tấn nhưng trị giá đạt: 286
triệu USD, đạt mức cao nhất so các năm trước đó. Năm 2008 dự ước xuất khẩu khoảng 80.000
tấn, nhưng trị giá có thể đạt khoảng 290 triệu USD, đạt mức kỷ lục cao nhất từ trước tới nay.
Phương pháp chế biến cũng như sơ chế tiêu của Việt Nam còn nhiều hạn chế. Đặc biệt với
nhu cầu cung cấp cho thị trường cao cũng như nguồn nguyên liệu dồi dào mà chỉ ở quy mô thủ
công phơi khô lợi dụng từ ánh nắng và năng lượng mặt trời thì khơng thể nào đem lại hiệu quả
kinh tế cao.

Vì vậy nhóm thực hiện đề tài “thiết kế thiết bị sấy hầm dùng để sấy tiêu với năng suất 1,5 tấn
ngun liệu/mẻ từ ngun liệu tiêu thơ có độ ẩm 45% sau sấy xuống còn 15%”.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1.1 Đặc điểm sinh học và nguồn gốc cây tiêu:
Tên khoa học: Piper nigrum
 Giới: Plantae


Ngành: Angiospermae



Lớp: Magnoliidae



Phân lớp: Rosidae



Bộ: Piperales



Họ: Piperaceae



Chi: Piper



Lồi: P.nigrum

Hồ tiêu cịn gọi là cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt (danh pháp hóa học: Piper
nigrum) là một lồi cây leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae), trồng chủ yếu để lấy quả và
hạt, thường dùng làm gia vị dưới dạng khơ hoặc tươi.

Hình 1.1: Cây tiêu
Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ.
Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách. Lá như lá trầu khơng, nhưng dài và thn hơn. Có hai loại
nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuất phát


từ kẽ lá. Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đi sóc. Khi chín, rụng cả chùm.
Quả hình cầu nhỏ, chừng 20- 30 quả trên một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu vàng,
khi chín có màu đỏ. Từ quả này có thể thu hoạch được hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và
hồ tiêu đen.
Đốt cây rất dịn, khi vận chuyển nếu khơng cận thận thì cây có thể chết. Quả có một hạt duy
nhất.
Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm hai lần. Muốn có hồ tiêu đen, người ta hái quả vào lúc xuất
hiện một số quả đỏ hay vàng trên chùm, nghĩa là lúc quả còn xanh; những quả còn non q chưa
có sọ rất giịn, khi phơi dễ vỡ vụn, các quả khác khi phơi vỏ quả sẽ săn lại, ngả màu đen. Muốn
có hồ tiêu trắng (hay hồ tiêu sọ), người ta hái quả lúc chúng đã thật chín, sau đó bỏ vỏ. Loại
này có màu trắng ngà hay xám, ít nhăn nheo và ít thơm hơn (vì lớp vỏ chứa tinh dầu đã mất)
nhưng cay hơn (vì quả đã chín).

Hình 1.2. Tiêu xanh

Hình 1.3. Tiêu khơ đen và tiêu sọ

1.1.2 Thành phần cơ hóa lý của tiêu trái
Khối lượng của tiêu chứa chủ yếu là nước , tồn tại dạng liên kết cơ lý, hóa lý, hóa học, độ ẩm
từ 66-68%, liên kết cơ lý dễ loại bỏ nhất nguyên liệu, nước trong nguyên liệu tạo sức căng cho
hạt tiêu, là dung mơi hịa tan các chất tan như vitamin, pectin, amilopectin,khoáng,…Nước trong
nguyên liệu cao gây hư hỏng trong quá trình bảo quản trước sấy.
Hồ tiêu cũng rất giàu vitamin C, thậm chí cịn nhiều hơn cả cà chua. Một nửa cốc hồ tiêu
xanh, vàng hay đỏ sẽ cung cấp tới hơn 23% nhu cầu canxi 1 ngày/1 người.
Trong tiêu có 1,2- 2% tinh dầu, 5- 9% piperin và 2,2- 6% chanvixin. Piperin và chanvixin là 2


loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay. Trong tiêu cịn có 8% chất béo, 36% tinh bột
và 4% tro. Thường dùng hạt tiêu đã rang chín, thơm cay làm gia vị. Tiêu thơm, cay nồng và kích
thích tiêu hố, có tác dụng chữa một số bệnh.
Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như beta carotene, giúp tăng cường hệ
miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư và tim mạch.
1.1.3 Phân bố
Ở nước ta hồ tiêu được phân bố thành các vùng sản xuất chính ở Bắc Trung Bộ, Duyên hải
Trung Bộ, Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, trong đó Tây
Ngun và Đơng Nam Bộ là 2 vùng sản xuất chính. Sản xuất hồ tiêu thường hình thành các
vùng nổi tiếng như: Tân Lâm (Quảng Trị), Lộc Ninh (Bình Phước), Bà Rịa (Bà Rịa– Vũng Tàu),
Phú Quốc (Kiên Giang), Dak R’Lắp (Đăk Nông), Chư Sê (Gia Lai), điều này tạo điều kiện
thuận lợi cho việc quy hoạch thành các vùng sản xuất hàng hóa tập trung, đạt chất lượng xuất
khẩu cao.
Việt Nam hiện là một nước xuất khẩu tiêu đứng hàng đầu thế giới thế nhưng chủ yếu xuất
khẩu ở dạng thơ. Vì thế vấn đề bảo quản tiêu hạt để xuất khẩu hết sức quan trọng và cần thiết
trong nền kinh tế quốc dân.

Vấn đề bảo quản tiêu nhìn chung là khó, vì tiêu là mơi trường thuận lợi rất thích hợp cho sâu
mọt phá hoại. Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an tồn.
Vì vậy, q trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như
nâng cao chất lượng hạt. Với phương pháp này sẽ bảo quản hạt tiêu được lâu hơn, dễ dàng trong
quá trình vận chuyển, ứng dụng nhiều trong quá trình chế biến các sản phẩm ăn liền.
1.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP
1.2.1 Bản chất của quá trình sấy
Sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt, là quá trình khuếch
tán do sự 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.
1.2.2 Phân loại quá trình sấy
Người ta phân biệt ra 2 loại:


 Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió ... Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là
cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa .
 Sấy nhân tạo: là quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dung dến tác nhân sấy như
khói lị, khơng khí nóng, hơi q nhiệt.Q trính sấy này nhân, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy
tự nhiên.
Ngoài ra chúng ta cũng có nhiều cách phân loại q trình sấy theo các lựa chọn sau:
 Dựa vào tác nhân sấy:
-

Sấy bằng khơng khí hay khói lị.

-

Sấy thăng hoa.

-

Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng.

 Dựa vào áp suất làm việc:
-

Sấy chân không.

-

Sấy ở áp suất thường.

 Dựa vào phương pháp làm việc:
-

Máy sấy liên tục.

-

Máy sấy gián đoạn.

 Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:
-

Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu.

-

Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng.

 Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy hầm, sấy tầng
sôi, sấy phun,…
 Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược
chiều, chéo dòng,…
 Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dịng khí và vật liệu ẩm:


Loại thổi qua bề mặt.



Loại thổi xun vng góc với vật liệu.

1.2.3 Phương pháp thực hiện
Các liên kết ẩm với chất khô trong nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình sấy, chi phối đến
hiệu suất của q trình sấy. Có nhiều dạng phân biệt liên kết ẩm trong nguyên liệu,, nhưng phổ
biến nhất là phân loại theo bản chất hình thành liên kết của P.H. Robinde (Hoàng Văn Chước,


1999). Được chia thành ba nhóm chính:


Liên kết hóa học



Liên kết cơ lý



Liên kết hóa lý

Để nâng cao giá trị sử dụng niều mặt của tiêu thì các cơng đoạn sau thu hoạch như làm khô,
bảo quản và chế biến nhằm làm giảm tổn thất cũng như duy trì chất lượng tiêu là việc làm vô
cùng quan trọng và cần thiết. Khi bảo quản tiêu hạt phải đặc biệt quan tâm tới tình trạng hạt tiêu
vì phơi tiêu dễ hút ẩm, có sức hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng. Đặc biệt sẽ xảy ra q trình hơ hấp
trong q trình bảo quản.
Mục tiêu của bảo quản: giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng của đối tượng bảo
quản trong suốt quá trình bảo quản. Tiêu hạt khơng có vỏ như vỏ trấu, nếu điều kiện bảo quản
khơng tốt (tiêu chưa chín già, phơi chưa thật khơ, dụng cụ chứa đựng khơng kín...)thì chim,
chuột, mốc, mọt có thể phá hỏng hồn tồn cả kho tiêu trong vịng vài ba tháng. Vì vậy cần làm
tiêu khơ đến độ ẩm 12-13% để có thể bảo quản an tồn, hạn chế mức độ hư hỏng.
Có thể làm khơ tiêu khơ bằng hai cách: Phơi nắng hoặc sấy. Nhưng trong đề tài này yêu cầu
sử dụng phương pháp sấy cho nên muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sản phẩm chất
lượng cao, các loại hạt cần được sấy xuống độ ẩm bảo quản hoặc chế biến. Để thực hiện quá
trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ
thống đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy có ảnh hưởng
rất lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất phức tạp và không
những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà còn cả thành phần hóa học của nguyện liệu. Để sấy tiêu là
nơng sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bị sấy tháp hoặc sấy hầm. Ở đồ án môn học này,
em chọn thiết bị sấy hầm là thiết bị chuyên dụng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được dùng
rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch. Trong thiết bị sấy hầm, vật liệu được sấy ở trạng thái
xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh
và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ thống sấy
hầm có thể làm việc liên tục với năng suất lớn.
Tác nhân sấy sử dụng cho q trình sấy có thể là khơng khí nóng hoặc khói lị. Q trình sấy
tiêu địi hỏi đảm bảo tính vệ sinh an tồn cho thực phẩm nên ở đây ta chọn tác nhân sấy là
khơng khí, được đun nóng bởi calorêwxiphe, nhiệt cung cấp cho khơng khí trong caloriphe là từ
khói lị. Nhiệt độ tác nhân sấy phụ thuộc vào bản của hạt.
Để giảm thời gian sấy ta phải tăng tốc độ tác nhân sấy bằng hệ thống quạt gió .Dựa vào

nguyên liệu là tiêu ta chọn chế độ sấy cùng chiều vì phương pháp này có cường độ cao, thời
gian sấy giảm, sản phẩm ra khỏi hầm đã nguội, kinh tế hơn, áp dụng cho các sản phẩm không


cần để ý tới, nứt nẻ vỡ vụn,còn sấy ngược chiều thì thành phẩm phải có chất lương cao như
khơng được khơng cong vênh và nứt nẻ.
Ưu điểm:
 Q trình sấy tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy.
 Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.
 Không tạo bụi trong sản xuất
Nhược điểm
 Thiết bị chiếm diện tích lớn, khó có thể cơ khí và tự động hóa hồn tồn.
 đều đặn và mãnh liệt nhờ
1.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT
Thơng thường tiêu được bà con thu hái khi quả to tròn một chùm có từ 20-30 quả đường kính
trên 4.0 mm. Nếu chỉ chế biến tiêu đen có thể hái cả chùm trái khi trên gié đã có xuất hiện quả
chín hoặc chùm quả đã già, khi quả già thường có màu vàng xanh. Khơng hái những chùm tiêu
cịn xanh non trừ khi đó là đợt hái cuối cùng của vụ bởi nếu hái tiêu quá sớm hạt tiêu sẽ bị lép.
Dựa theo quy mô mà chúng tôi xin giới thiệu về hai phương pháp sản xuất tiêu đen phổ biến
ở Việt Nam
1.3.1

Chế biến tiêu đen tại nông hộ

Chế biến tiêu đen là cách chế biến chủ yếu sau khi thu hoạch của bà con nơng dân, nhất là
những hộ gia đình có diện tích tiêu nhỏ. Hạt tiêu chế biến đen được đánh giá đạt chất lượng khi
đạt độ ẩm từ 12 đến 13%, hạt tiêu nhăn đều và có màu đen. Cách sơ chế tiêu đen như sau:
► Những chùm quả tiêu sau khi chín được thu hái thì các gié được chất thành đống ủ trong 5
giờ hoặc phơi ngay hoặc dồn khoảng 2 hoặc 3 ngày rồi phơi một lần.
► Hạt tiêu nên được phơi trên sân xi măng hoặc trải bạt PP trên vùng đất bằng phẳng để giữ

vệ sinh cho hạt tiêu và tránh bị lẫn đất đá trong quá trình phơi.
► Trong thời gian phơi tiêu không nên cho súc vật hoặc người mang giày dép đi lên tiêu.
► Quá trình phơi tùy theo liều lượng có thể trải tiêu với độ dày khoảng từ 2 đến 3 cm, đảo
đều từ 4 đến 5 lần/ngày để tiêu khô đều. Phơi tiêu như vậy khoảng 3 đến 4 ngày nắng thì tiêu


khơ.

Hình 1.4. Phơi tiêu nơng hộ
Ngồi ra để giảm thời gian phơi, tách hạt tiêu ra khỏi gié trước khi phơi và hạt được nhúng
trong nước gần sôi (80 - 90 oC) khoảng một phút. Để ráo nước rồi trải đều ra phơi, làm như vây
hạt sẽ mau khô và sẽ có màu đen bóng đẹp. 100 kg tiêu tươi cho khoảng từ 30 - 35 kg tiêu đen
khô ở ẩm độ 15 %.
► Sau khi phơi khô tiêu dùng máy tách tạp chất, bụi tiêu, cuống tiêu, lá, tiêu lép... lần cuối
rồi mới đóng vào bảo để cất giữ.


1.3.2

Hình 1.5. Tiêu đen vào bao trữ kho
Quy mơ lớn dạng cơng nghiệp

Đây là quy mơ mà nhóm muốn hướng tới và đưa ra phương pháp, máy móc, cơng nghệ cải
tiến mang lại hiệu suất cao, đạt chuẩn cũng như mang lại vệ sinh. Tiêu xanh sau khi được khô
một nắng hoặc 6-12 tiếng theo khí hậu hoặc thời tiết để hạ đổ ẩm tiêu từ 66-68% xuống còn 4345%. Đây được gọi là đổ ẩm của tiêu thô nguyên liệu.
► Đóng bao tiêu với 2 lớp, lớp ngồi với vải sợi thông thường, lớp ni lông bên trong để
tránh tiêu bị hút ẩm trở lại dẫn tới nấm mốc.
► Lưu trữ tiêu ở những vị trí thống mát và khơ ráo. Tiêu thơ đi vào q trình sản xuất theo
quy trình sau:

Hình 1.6. Quy trình cơng nghệ
 Mơ tả hoạt động:
Cơng đoạn 1: Làm sạch


Hạt tiêu nguyên liệu được đưa vào một hộc nạp liệu xây chìm dưới đất và được chuyển
vào sàng tạp chất thông qua một gầu tải.Sàng tạp chất hoạt động dựa trên nguyên lý khí động
học, nguyên lý phân cách về trọng lượng và nguyên lý phân cách về thể tích. Do vậy, sàng tạp
chất có thể tách được khoảng 90% lượng tạp chất lẫn trong hạt tiêu gồm: Tạp chất nhỏ hơn hạt
tiêu, tạp chất lớn hơn hạt tiêu và tạp chất nhẹ hơn hạt tiêu (bao gồm cả bụi).
Ngồi ra, do có gắn một bộ phận từ tính nên sàng tạp chất cịn có tác dụng tách sắt thép
lẫn trong nguyên liệu. Hạt tiêu nguyên liệu sau khi rời khỏi sàng tạp chất có kích thước trong
khoảng từ 2,5 mm đến 6,5 mm.
Công đoạn 2: Phân loại theo kích cỡ
Sau khi được tách tạp chất, hạt tiêu được một gầu tải chuyển vào sàng đảo phân loại.
Sàng đảo phân loại bao gồm 3 lưới sàng có các kích cỡ: 4,5mm, 4,9mm và 5,5mm. Hạt tiêu sau
khi làm sạch phân ra làm 4 dịng sản phẩm:
• Hạt có kích thước từ F2,5mm - F4,5mm
• Hạt có kích thước từ F4,5mm - F4,9mm
• Hạt có kích thước từ F4,9mm - F5,5mm
• Và hạt có kích thước lớn hơn F5,5mm

Hình 7. Sàng tiêu
Hạt tiêu đã phân loại kích cỡ được đưa vào 4 thùng chứa. Từ 4 thùng chứa này, ta có thể
phối trộn các loại hạt theo yêu cầu thành phẩm để xuất khẩu hoặc tiếp tục đưa vào chế biến.


Công đoạn 3: Tách đá sạn
Hạt tiêu trước khi vào máy tách đá sạn vẫn còn lẫn những hạt sạn cùng kích cỡ với hạt

tiêu. Máy tách đá sạn hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt về tỷ trọng của các hạt tiêu cùng
kích cỡ. Hạt tiêu nhẹ hơn sẽ được một luồng khí nâng lên tạo thành một dịng chảy song song
với lưới sàng để chảy ra ngồi. Trong khi đó hạt đá sạn nặng hơn sẽ rơi xuống va đập với các
cạnh của rãnh lưới và nhảy ngược về sau để thốt ra ngồi.
Cơng đoạn 4: Phân loại bằng khí động học
Hạt tiêu sau khi rời máy tách đá sạn vẫn còn những hạt tiêu chắc và xốp khơng bị loại ra
do cùng kích cỡ. Hạt tiêu được đưa vào một thiết bị phân loại khí động học gọi là Catador.
Trong thiết bị này có một dịng khí thổi từ dưới lên trên theo chiều thẳng đứng. Do vậy, các hạt
tiêu xốp và nhẹ sẽ được nâng lên và thốt ra ngồi cịn các hạt chắc thì lơ lửng và được tách ra
theo một đường khác. Dòng khí trong catador được điều chỉnh lưu lượng tùy theo chất lượng hạt
tiêu.
Công đoạn 5: Phân loại tỷ trọng xoắn ốc
Hạt tiêu sau quá trình làm sạch, phân loại theo kích cỡ, tách đá sạn và phân loại bằng khí
động học vẫn cịn khác nhau về hình dạng: móp méo hoặc tròn hay còn lẫn những cọng tiêu.
Máy phân loại hình dạng kiểu xoắn ốc được cấu tạo bởi những vách ngăn xoắn ốc quanh
trục thẳng đứng. Hỗn hợp hạt tiêu gồm hạt tiêu biến dạng và hạt tròn được nạp vào miệng trên
của máy phân loại.
Bởi vì hạt tiêu chảy xuống theo chiều xoắn ốc dưới tác động của trọng lực. Các hạt tròn
xoay tròn nên gia tốc tăng dần đến một điểm mà chúng xoay tròn theo độ nghiêng vách ngăn
nằm rìa ngồi và được tách ra, cịn những hạt biến dạng khi rơi tự do trên máng xoắn ốc bị lực
ma sát cao hơn tốc độ dòng chảy khơng bằng hạt trịn. Do đó các hạt biến dạng chảy gần hơn
trục của máy xoắn ốc và được đưa ra ngồi.
Cơng đoạn 6: Rửa và xử lý vi sinh bằng hơi nước
Để khử các vi sinh vật có hại nhất là khuẩn salmonella, người ta sử dụng hơi nước với áp
suất từ 2÷3kg/cm2 có nhiệt độ từ 1200C – 1400C để phun vào hạt tiêu trong thời gian ngắn nhất
(khoảng 20 - 40 giây). Trong quá trình hấp thụ hơi nước nóng hạt tiêu được chuyển tải qua trống
trích ly nước trước khi qua hệ thống sấy.
Cơng đoạn 7: Sấy
Năng suất sấy hạt tiêu được điều chỉnh phù hợp với ẩm độ nguyên liệu để đạt hiệu suất
cao nhờ hệ thống vít xả trái khế.

Cơng đoạn 8: Làm nguội sau sấy và phân loại
Sau khi sấy, hạt tiêu được đưa vào một thùng làm nguội và một lần nữa hạt tiêu được đưa
qua catador để tách tạp chất bao gồm bụi và vỏ hạt tiêu phát sinh sau q trình sấy. Sau đó hạt
tiêu được đưa vào máy phân loại hình dạng kiểu xoắn ốc (lần 2)
Cơng đoạn 9: Cân định lượng tự động


Hạt tiêu thành phẩm được đưa vào thùng chứa để trữ hoặc được đưa vào hệ thống cân tự
động định lượng theo yêu cầu.
Cân định lượng được tự động hóa điều khiển bằng hệ thống điện tử có hiển thị số từ 30-60kg sai
số cho phép là ± 45g/50kg, năng suất 200bao /giờ.
1.4 CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU
Các tiêu chuẩn chất lượng tiêu xuất khẩu hiện nay Tiêu xuất khẩu của Việt Nam hầu hết ở
dạng nguyên liệu , chỉ dựa vào một số các chỉ tiêu cơ bản về ẩm độ và tạp chất theo thỏa thuận
trong các hợp đồng mua bán và thư tín dụng .
-

Tiêu chuẩn FAQ ( Fair Acceptable Quality ), Thường xuất khẩu các loại sau :

+ Tiêu đen FAQ 550g/lít: Dung trọng : 550g/lí ; Độ ẩm : 12,5 % ; Tạp chất : 0, %; Khơng có sâu
mọt , nấm mốc.
+ Tiêu đen FAQ 500g/lít: Dung trọng : 500g/lít; Độ ẩm : 13 %; Tạp chất : 1%; Khơng có sâu
mọt , nấm mốc .
-

Tiêu chuẩn ASTA ( American Standards Trade Association ):

+ Dung trọng : 570g/lít cho tiêu đen và 630g/lít cho tiêu trắng
+ Độ ẩm : < 12,5 %
+ Chất thải động vật : < img/lb ( 454g )

+ Tạp chất : < 1 %
+ Chất thải khác : < 5mg/lb
+ Hạt nhẹ : < 2 %
+ Sâu mọt : < 2 con/lb
+ Hạt mốc : < 1%
+ Salmonella : Khơng có
+ Tiêu được làm sạch
+ Cỡ hạt trên sàng 0 5mm : 100 % bằng hơi nước nóng
- Ngồi ra một số các thị trường các nước Châu Âu và Trung Đơng cịn u cầu thêm chỉ
tiêu an tồn thực phẩm rất cao, u cầu khơng có kim loại nặng: Arsenic, Cadmium, khơng có vi


khuẩn E - coli, chất phóng xạ, vv... Hơn 95 % sản lượng tiêu của Việt Nam hiện nay được xuất
khẩu theo tiêu chuẩn FAQ, có dung trọng từ 500-550g/lít, độ ẩm từ 13 -13,5% và tạp chất từ 0,5
-1 %. Lượng xuất khẩu theo tiêu chuẩn ASTA chiếm tỷ lệ không đáng kể.

Bảng 1 - Các chỉ tiêu vật lý của hạt tiêu đen
Mức yêu cầu
Tên chỉ tiêu

Hạt tiêu đen NP hoặc SP
Hạt tiêu
đen P

Loại đặc
biệt

Loại
1

Loại
2

Loại
3

1. Tạp chất lạ, % khối lượng, không lớn
hơn

0,2

0,5

1,0

1,0

0,2

2. Hạt lép, % khối lượng, không lớn hơn

2

6

10

18

2,0

3. Hạt đầu đinh hoặc hạt vỡ, % khối
lượng, khơng lớn hơn

2,0

2,0

4,0

4,0

1,0

4. Khối lượng theo thể tích, g/l, khơng
nhỏ hơn

600

550

500

450

600

5.2.2. Các chỉ tiêu hóa học của hạt tiêu đen, được qui định trong Bảng 2.
Bảng 2 - Các chỉ tiêu hóa học của hạt tiêu đen
Mức yêu cầu

Tên chỉ tiêu

1. Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn

Hạt tiêu đen
NP hoặc SP

Hạt tiêu đen
P

Hạt tiêu bột

13,0

12,5

12,5


2. Tro tổng số, % khối lượng tính theo
chất khơ, không lớn hơn

7,0

6,0

6,0

3. Chất chiết ete không bay hơi, % khối
lượng tính theo chất khơ, khơng nhỏ

hơn

6,0

6,0

6,0

4. Dầu bay hơi, % (ml/100g) tính theo
chất khơ, khơng nhỏ hơn

2,0

2,0

1,0

5. Piperin, % khối lượng tính theo chất
khơ, khơng nhỏ hơn

4,0

4,0

4,0

6. Tro khơng tan trong axit, % khối
lượng tính theo chất khơ, khơng lớn hơn

-

-

1,2

7. Xơ thơ, chỉ số khơng hịa tan, % khối
lượng tính theo chất khơ, khơng nhỏ
hơn

-

-

17,5

5.3. u cầu về sinh vật đối với hạt tiêu đen
Các yêu cầu về vi sinh vật đối với hạt tiêu đen được qui định trong bảng 3.
Bảng 3 - Các yêu cầu về vi sinh vật đối với hạt tiêu đen
Tên chỉ tiêu

Mức tối đa

1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số vi khuẩn trong 1 mg sản phẩm

104

2. Coliforms, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm

102

3. E.coli, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm
4. S.aureus, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm
5. Salmonella, số khuẩn lạc trong 25 mg sản phẩm

3
102
Khơng được có


6. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm

102


CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
2.1 Cân bằng vật liệu
G1,G2:Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy (kg/h).


1,2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo % khối lượng vật liệu ướt



W:Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h).



Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h)



d0:Hàm ẩm của khơng khí ngồi trời(kg ẩm/kg kkk)



d1:Hàm ẩm của khơng khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk)



d2: Hàm ẩm của khơng khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk)

2.1.1 Các thông số ban đầu




Độ ẩm ban đầu của vật liệu (tiêu thô) w1 = 45%.
Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy w2 = 15%.
- Vì khơng khí bên ngồi lấy vào thiết bị sấy là khơng khí trong phân xưởng nên

thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngồi,ncó thể chọn

t1 = 80 0C (nhiệt độ sấy đầu vào )

t2 = 36 0C (nhiệt độ sấy đầu ra)
2.1.2 Lượng ẩm cần bay hơi
W = G1
Trong đó:
 G1 là khối lượng nguyên liệu trước khi sấy (kg/mẻ)
 w1,w2 là độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy (%)



W = G1 = 1500* = 529,41 kg/mẻ

2.1.3 Khối lượng vật liệu sau sấy
G2 = G1-W
Trong đó :


 G1,G2 là khối lượng nguyên liệu trước và sau khi sấy, kg/mẻ
 W là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy, kg
G2 = 1500-529,41 = 970,59 kg/mẻ
2.1.4 Lượng vật liệu tuyệt đối
Gk = G1 (1- w1) = G2(1-w2) = 1500.(1-0,45) = 825 kg/mẻ
2.2 Tính tốn q trình sấy lý thuyết
2.2.1 Tính tốn trạng thái khơng khí bên ngồi.



t0 = 23,3 0C và  = 82%, áp suất khí quyển p = 757 (mmHg) là khí hậu ở Đaklac.
Độ chứa ẩm: d0 = 0,622 , kg ẩm/kg kk ( trang 150, [2] )

Trước khi sấy :chon P áp suất chung của tác nhân sấy .Chọn P = 1 atm.
Pbh0:áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ bầu khơ (at) .Tra theo bảng Tính chất lý hóa
của hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ tại tkhơng khí = 23,3 ([3]- bảng 28.589 trang 312)
Ta có
Pbh0 = 0,02884 (bar)
d0 = 0,622 = 0,622, kg ẩm/kg kk


Entalpy của khơng khí :
I0 = Ck.t0+(r0+Cn.t0).d0

(công thức VII.13- TRANG 95 [2])
Với :Ck là nhiệt dung riêng của khơng khí khơ .Ck = 1 ,kj/kg.độ ([3]-bảng 1.225-trang
318 ,tại nhiệt độ tkk = 23,3 )
r0 : là ẩn nhiệt hóa hơi của nước , r0 = 2493 kJ /kg
Ch = 1,97 kj/kg.độ
I0 = 1.23,3+(2493+1,97.27,2).0,0151 = 61,7534 kj/kg kkk
2.2.2.

Tính tốn trạng thái khơng khí vào hầm sấy


Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm



d1 = d0 = 0,0151 kg ẩm/kg kkk
Entalpy của tác nhân sấy vào hầm



I1 = t1 +(2493+1,97.t1).d1 = 80+(2493+1,97.80).0,0151 = 124,5540 kj/kgkkk


Độ ẩm tác nhân sấy vào hầm

Tra Pbh1 ở 80 ( [3]-bảng 1.250-trang 312 )
Ta được

Pbh1 = 0,4736 bar



Nhiệt dung riêng của dẫn xuất :
Cx(d1) = Ck +d1.Ch = 1+0,0151.1,97 = 1,029 kj/kgkkk
([4], trang 157)

2.2.3


Tính tốn trạng thái khơng khí ra khỏi hầm sấy
Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm:
d2 = d1
( [4] công thức 5.5-trang 57)
d2 = d1 = 0,0151+ = 0,03275 kgh/kkk



Entalpy cuả tác nhân sấy ra khỏi hầm:
I2 = I1 = 124,5540 kj/kgkkk



Độ ẩm tác nhân sấy ra khỏi hầm:
=