Tải bản đầy đủ (.docx) (52 trang)

ĐỒ án môn học kỹ THUẬT THỰC PHẨM đề tài THIẾT kế hệ THỐNG sấy hầm KHOAI mì NĂNG SUẤT 800KGMẺ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.14 MB, 52 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY HẦM
KHOAI MÌ NĂNG SUẤT 800KG/MẺ

GVHD: BÙI VĂN HỒI
Nhóm thực hiện: Nhóm 9
Phan Thị Thuận

MSSV: 2005181287

Lê Huỳnh Anh Thư

MSSV: 2005181283

T

20
P HỒ CHÍ MINH, 20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY HẦM KHOAI
MÌ NĂNG SUẤT 800KG/MẺ



GVHD: BÙI VĂN HỒI Nhóm thực hiện: Nhóm 9
Phan Thị Thuận

MSSV: 2005181287

Lê Huỳnh Anh Thư

MSSV: 2005181283

TP HỒ CHÍ MINH, 2020


PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

3


i
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:
SV2:

SV1:


Ký tên:
Ký tên:

Giảng viên hướng dẫn: Bùi Văn Hồi
Tên đồ án:

Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy hầm khoai mì, năng suất 800 kg/mẻ
STT

Ngày

Nội dung hướng dẫn

CBHD ký tên

01
02
03
04
04
06
07
08
09
10
11
12
13
14

(Giấy giao đồ án và phiếu theo dõi tiến độ được đóng vào trang 1,2,3 quyển


BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

ii
5


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu tạo cây khoai mì .................................................................................. 9
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống hầm sấy ............................................................................ 13
Hình 3.1: Dao tách vỏ thịt của củ khoai mì .............................................................. 15
Hình 3.2: Thiết bị rửa củ khoai mì ........................................................................... 16
Hình 3.3 : Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thô. .................................................... 16


Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn các trạng thái của quá trình sấy lý thuyết ........................ 19
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Ưu nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên .......................................... 1
Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của sấy nhân tạo........................................................... 2
Bảng 1.3: Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy ....................................... 5
Bảng 1.4: Bảng giá trị dinh dưỡng của khoai mì ...................................................... 10
Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của 2 phương pháp sấy đối lưu ....................................... 12
Bảng 4.1: Các thông số ban đầu ............................................................................... 18
Bảng 4.2: Bảng tổng hợp ......................................................................................... 19
Bảng 5.1; Bảng cân bằng nhiệt ................................................................................ 27
Bảng 6.1: Các thông số nồi hơi ................................................................................ 35

Bảng 7.1: Kinh phí chế tạo và lắp đặt hệ thống: ....................................................... 36

7


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 cơng nghệ mới đóng một
vai trị hết sức quan trọng. Trong đó, cơng nghệ sấy là khâu quan trong trọng trong
cơng nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản.
Sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành cơng nơng
nghiệp. Q trình sấy khơng chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu
một cách đơn thuần mà là một quá trình cơng nghệ. Nó địi 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 sấy (caloriphe) hoặc
thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt,
cyclon, v.v… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một q 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 buồng 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 cơng nghệ phức tạp. Nó có thể thực hiện bằng những
thiết bị sấy khác nhau. Ứng với mỗi loại nông sản và các điều kiện cần đáp ứng mà 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 kĩ thuật thực phẩm này, với nhiệm vụ “Tính tốn thiết kế hệ thống sấy
hầm sấy khoai mì, năng suất 800kg/mẻ”, nhóm em lựa chọn hệ thống sấy hầm với tác

nhân sấy là khơng khí được gia nhiệt bởi Caloriphe bằng hơi nước bão hòa. Hệ thống
này được lắp đặt tại Thành phố Hồ Chí Minh với độ ẩm khơng khí và nhiệt độ trung
bình trong năm là t = 27℃, φ = 80%.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sấy
1.1.1. 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 mơi trường xung
quanh.

-

Đối tượng của q trình sấy là các vật ẩm, là những vật thể có chứa một lượng
chất lỏng nhất định. Chất lỏng chứa trong vật liệu ẩm thường là nước.
Quá trình sấy tác động cơ bản đến vật ẩm là:

-

 Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hóa hơi.
 Lấy hơi ẩm ra khỏi vật và thải ra mơi trường Mục đích:
+ Giảm khối lượng vật liệu
+ Giảm chi phí vận chuyển vật liệu
+ Tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan cho thực phẩm
+ Tăng thời gian bảo quản
+ Ngăn chặn vi sinh vật xâm nhiễm

Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu theo nguyên tắc bốc hơi
(evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation). Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn
ở dạng rắn và dạng bột.
1.1.2. Các phương pháp sấy
Có 2 loại sấy là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo
a) Sấy tự nhiên
Sấy tự nhiên hay còn gọi là phơi nắng, là lợi dụng nhiệt từ ánh nắng mặt trời đề làm
bốc hơi nước trong vật liệu.
Bảng 1.1: Ưu nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên

Ưu điểm

Nhược điểm

9


- Khó thực hiện việc cơ giới hố, chi phí
lao động nhiều

-

Đơn giản

-

Đầu tư vốn ít

-


Bề mặt trao đổi nhiệt lớn

-

Tiết kiệm nhiên liệu

- Chiếm diện tích mặt bằng sản xuất lớn

- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không
chủ động kiểm sốt vận tốc sấy theo
u cầu được
- Vì phơi ngoài trời nên vật liệu đặt biệt
là thực phẩm dễ bị nhiễm bẩn, bụi, bị
ẩm lại khi có mưa.

b) Sấy nhân tạo
Sấy nhân tạo là phương pháp thường sử dụng nhiệt làm tác nhân sấy như khơng khí
nóng, khói lị,…tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp vật liệu sấy.
Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của sấy nhân tạo

Ưu điểm

Nhược điểm

- Có thể chủ động điều khiển vận
tốc sấy.

- Khó thực hiện việc cơ giới hố, chi
phí lao động nhiều
- Chiếm diện tích mặt bằng sản xuất

lớn

- Sấy một lượng lớn vật liệu sấy
trong một thời gian ngắn mà không
phụ thuộc vào thời tiết
- Không cần nhiều nhân công
nhưng năng suất vẫn cao.

- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết,
không chủ động kiểm sốt vận tốc
sấy theo u cầu được
- Vì phơi ngoài trời nên vật liệu đặt
biệt là thực phẩm dễ bị nhiễm bẩn,
bụi, bị ẩm lại khi có mưa.

Phân loại theo phương pháp sấy nhân tạo
Phân loại theo phương thức truyền nhiệt:

10


-

Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho q trình sấy là nhiệt
truyền từ mơi 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.

-

-

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 sơi: nguồn nhiệt từ khơng khí nóng nhờ quạt thổi vào
buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khơ và
được tháo ra ngồi.

-

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 dịng khí và vật liệu ẩm:
-

Loại thổi qua bề mặt.

-

Loại thổi xuyên vng góc với vật liệu

1.1.3. Phân loại các hệ thống sấy
Một hệ thống sấy (HTS) được phân loại theo tác nhân sấy: sấy lạnh và sấy nóng - Với
HTS hoạt động theo phương pháp nóng thì hệ thống sấy gồm: thiết bị sấy, bộ đốt
nóng (gọi là calorifer), các loại quạt và thiết bị phụ khác như buồng đốt, xyclon để
thu hồi VLS...
- Với HTS lạnh gồm: TBS, máy lạnh, máy hút chân khơng, các bình ngưng đóng
băng


11


a) Các hệ thống sấy nóng:
Các HTS nóng phổ biến có thể phân làm ba loại theo ba phương pháp đốt nóng vật:
HTS đối lưu, HTS tiếp xúc và HTS trong các trường năng lượng.
-

HTS tiếp xúc:

 VLS nhận nhiệt từ một bể mặt nóng bằng dẫn nhiệt. HTS tiếp xúc được chia làm
hai loại:

-



HTS lỏ: là HTS chuyên dụng dùng để sấy các VLS dạng tấm phẳng có
thể uốn cong được như giấy, vải



HTS tang: cũng là HTS chuyên dụng để sấy các VLS dạng bột nhão.

HTS đối lưu:

Đây là HTS phổ biến nhất, được phân loại theo cấu tạo.
 HTS buồng (HTSB): Cấu tạo chủ yếu của HTSB là buồng sấy. Trong buồng sấy
bố trí các thiết bị đỡ vật liệu gọi chung là thiet bị truyền tải (TBTT). Nếu dung

lượng của buồng sấy bé và TBTT là các khay sấy thì được gọi là tủ sấy. HTSB
có thể sấy nhiều dạng VLS khác nhau từ dạng cục, hạt như các loại nông sản
đến các vật liệu dạng thanh, tấm như gỗ, thuốc lá v.v...
 HTS hầm (HTSH): TBS là một hầm sấy dài, VLS vào đầu này và ra đầu kia của
hẩm. TBTT trong HTSH thường là các xe goòng với các khay chứa VLS hoặc
bằng tải.
 HTS tháp: Chuyên dùng để sấy VTBS LS dạng hạt như thóc, ngơ, lúa mỳ... HTS
này có thể hoạt động liên tục hoặc bán liên tục. HTS này là một tháp sấy, trong
đó người ta đặt một loạt các kênh dẫn xen kẽ với một loạt các kênh thải.
 HTS thùng quay là một HTS chuyên dụng để sấy các VLS dạng cục, hạt. TBS ở
đây là một hình trụ trịn đặt nghiêng một góc nào đó. Trong thùng sấy có thể bố
trí các cánh xáo trộn hoặc khơng
 HTS khí động: TBS trong HTS này có thể là một ống trịn hoặc phễu, trong đó
TNS có nhiệt độ thích hợp với tốc độ cao. VLS trong HTS này thường là dạng
hạt hoặc các mänh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi thường là ẩm bề mặt.
 HTS tầng sôi: HTS chuyên dụng để sấy hạt. TBS là một buồng sấy, TNS có
nhiệt độ và tốc độ thích hợp đi xuyên qua ghi và làm cho VLS chuyển động bập
bùng trên mặt ghi
 HTS phun: dùng để sấy các dung dịch huyền phù như trong công nghệ sản xuất
sữa bột
b) Các hệ thống sấy lạnh:
Trong các hệ thống sấy lạnh, nhiệt độ vật liệu sấy có thể trên dưới nhiệt độ mơi
trường (t > 0) và cũng có thể nhỏ hơn 0°C. Sấy lạnh có ưu điểm là chất lượng sản

12


phẩm sấy tốt nhất nhưng HTS phức tạp, vốn đầu tư lớn và chi phí năng lượng cho một
đơn vị sản phẩm cao
-


HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0
TNS thơng thường là khơng khí trước hết được khử ẩm bằng làm lạnh hoặc hấp
phụ, sau đó được đốt nóng (nếu khứ ẩm bằng phương pháp làm lạnh) hoặc
được làm lạnh (nếu khử ẩm bằng phương pháp hấp phụ) đến nhiệt độ mà công
nghệ yêu cầu rồi cho đi qua VLS.

-

HTS thăng hoa:
Trong các HTS thăng hoa, một mặt ta phải làm lạnh VLS xuống dưới 0"C trong
các kho lạnh và sau đó đưa VLS với ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa. Ở
đây, VLS được đốt nóng và đồng thời tạo chân không trong không gian xung
quanh bằng bơm hút chân không.

-

HTS chân không:
Nếu nhiệt độ VLS vẫn nhỏ hơn 273K nhưng áp suất xung quanh p > 610Pa thì
khi VLS nhận được nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắn chuyển thành thể
lỏng và sau đó mới chuyển thành thể hơi để đi vào TNS.

1.1.4. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy:
Bảng 1.3: Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

Biến đổi vật lý

Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên
liệu. Nhiệt độ sẽ tăng cao tại vùng bề mặt của nguyên liệu và
sẽ giảm dần tại vùng tâm.

Sự khuếch tán ẩm sẽ xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùng
khác nhau ở bên trong mẫu nguyên liệu. Trong giai đoạn sấy
đẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm của nguyên
liệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên.
Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hình
dạng, kích thước, tỉ trọng, độ giịn.... Tuỳ thuộc vào bản chất
ngun liệu và các thơng số cơng nghệ trong q trình sấy mà
những biến đổi nói trên sẽ diễn ra theo những quy luật và mức
độ khác nhau. Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉ
tiêu cảm quan của sản phẩm sấy

13


Biến đổi hóa học

Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của phản ứng hố học sẽ tăng
theo. Do đó, trong q trình sấy sẽ xảy ra nhiều phản ứng hố
học khác nhau trong nguyên liệu. Những biến đổi hoá học có
thể ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chất lượng của sản
phẩm sấy. Dưới đây là một số phản ứng thường gặp:
+ Phản ứng oxy hoá:
Một số vitamin trong ngun liệu rất dễ bị oxy hố trong q
trình sấy. Kết quả là hàm lượng một số vitamin trong nguyên
liệu sau sấy sẽ giảm so với trong nguyên liệu ban đầu.
Các hợp chất màu cũng bị oxy hoá và làm cho sản phẩm bị
nhạt màu hoặc mất màu.
Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hoá trong
quá trình sấy và làm cho sản phẩm sấy hố nâu.
Các hợp chất lipid, đặc biệt là các acid béo tự do khi tham gia

phản ứng oxy hố sẽ hình thành nên các peroxyde và nhiều
loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm.
+ Phản ứng thuỷ phân: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy,
nếu nguyên liệu có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thuỷ
phân các hợp chất có trong nguyên liệu.
+ Phản ứng Maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấy
nguyên liệu có chứa đường khử và các hợp chất có nhóm −
NH2 tự do. Phản ứng sẽ tạo ra các hợp chất Melanoidine và
làm cho các sản phẩm sấy bị sẫm màu.

Biến đổi hóa lý

Biến đổi hố lý quan trọng nhất trong quá trình sấy là sự
chuyển pha của nước từ lỏng thành hơi. Các hợp chất dễ bay
hơi có trong ngun liệu cần sấy cũng sẽ thốt ra mơi trường
bên ngoài, kết quả là mùi của sản phẩm sấy sẽ giảm đi so với
nguyên liệu ban đầu. Một số hợp chất khác trong nguyên liệu
cũng có thể thay đổi pha trong q trình sấy, như tinh bột có
thể bị hồ hố, protein bị đơng tụ bất thuận nghịch, chất béo từ
trạng thái rắn sẽ hoá lỏng.

14


Biến đổi sinh học

Biến đổi hố sinh

Trong q trình sấy, sự trao đổi chất của các tế bào và mô
nguyên liệu động thực vật sẽ ngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăng

cao. Nguyên nhân chính là do hệ enzyme trong tế bào bị vơ
hoạt bất thuận nghịch. Ngồi ra các thành phần khác trong tế
bào như ADN cũng có thể bi biến tính nhiệt. Các vi sinh vật
trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt trong quá
trình sấy do tác dụng nhiệt và do hoạt độ nước giảm đi.
Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên
liệu chưa tăng cao, các phản ứng enzyme trong nguyên liệu
tiếp tục diễn ra mạnh mẽ. Khi nhiệt độ tăng cao, các enzyme
bị vô hoạt và các phản ứng hoá sinh sẽ ngừng lại.

1.1.5. Một số ảnh hưởng của tốc độ sấy
a) Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy Nhiệt độ tác nhân sấy càng cao thì thời gian
sấy càng ngắn và tốc độ sấy càng tăng. Vì do sự chênh lệch nhiệt độ giữa tác nhân
sấy và nhiệt độ bề mặt vật sấy tăng nhanh, làm thúc đẩy quá trình truyền nhiệt từ
bên trong vật liệu.
b) Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của tác nhân sấy
Tốc độ tác nhân sấy càng lớn, thì thời gian sấy càng nhanh. Vì khi tốc độ của tác
nhân sấy tăng thì sự thốt nước trên bề mặt của vật liệu sấy càng nhanh. Tuy nhiên,
nếu tốc độ chuyển động của tác nhân sấy q lớn thì sẽ khó giữ nhiệt trên bề mặt
nguyên liệu và ngược lại sẽ làm chậm quá trình sấy.
c) Ảnh hưởng của hình dạng nguyên liệu
Hình dạng ngun liệu bao gồm: kích thước vật liệu, bề dày của vật liệu,….Vật liệu
càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh. Tuy nhiên, nếu vật liệu quá mỏng hoặc
quá nhỏ sẽ làm cho thành phẩm dễ bị cong mất thẩm mỹ, dễ bị vỡ vụn.
d) Ảnh hưởng của bản chất nguyên liệu
Bản chất nguyên liệu là bao gồm về cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết
ẩm,….Tùy vào bản chất của nguyên liệu mà phải chọn một phương pháp sấy cho phù
hợp.
1.1.6. Thiết bị sấy (hầm sấy)
Hệ thống sấy hầm là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất. Nếu hệ

thống sấy buồng là sấy từng mẻ với năng suất bé thì hệ thống sấy hầm có thể sấy liên
tục hoạc bán liên tục với năng suất lớn. Hầm sấy được dùng để sấy các vật liệu sấy
kém chịu nhiệt và khó khơ. Vật liệu sấy thường ở dạng rời xếp lớp. Tuy nhiên, khác

15


với hệ thống sấy buồng có tổ chức trao đổi nhiệt - ẩm đối lưu tự nhiên, trong hệ thống
sẩy hầm chỉ có thể là đối lưu cường bức, nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt.
TBTT trong hệ thống sấy có thể là băng tải hoặc nhiều xe gng, có xe treo. Các khay
sẽ được xếp trên xe goòng, xe treo, trên băng tải.
Do sản phẩm sấy được dùng làm thực phẩm cho cả người nên để đảm bảo về yêu
cầu vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng khơng khí làm tác nhân sấy. Với
u cầu về đặc tính của loại vật liệu sấy là khoai mì, và năng suất sấy khơng q lớn
chỉ dừng ở mức trung bình nên ta lựa chọn cơng nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức
dùng quạt thổi .
1.1.7. Chọn tác nhân sấy và chất tải nhiệt
a) Chọn tác nhân sấy:
- Khói lị: Dùng khói lị làm tác nhân sấy có ưu điểm là phạm vi nhiệt độ rộng từ
hàng chục độ đến 1000 ° C , không cần calorife . Tuy vậy dùng khói có nhược
điểm là khói có thể làm ơ nhiểm sản phẩm sáy . Vì vậy khói chỉ dùng cho các
vật liệu khơng sợ ơ nhiễm như gỗ , đồ gốm , một số loại hạt có vỏ .
- Hơi quá nhiệt: Dùng hơi quá nhiệt làm tác nhân sấy trong trường hợp sản phẩm
sấy để cháy nổ và sản phẩm chịu được nhiệt độ cao vì sấy bằng hơi quá nhiệt
nhiệt độ thường lớn hơn 100°C ( sấy ở áp suất khí quyển ) .
-

Khơng khí ẩm: Khơng khí ẩm là loại tác nhân sấy thơng dụng nhất có thể dùng
cho hầu hết các loại sản phẩm . Dùng khơng khí ẩm khơng sợ ơ nhiểm sản
phẩm sấy . Tuy vậy khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ phận

gia nhiệt khơng khí ( calorife khí - hơi hay khí - khói ) . Nhiệt độ khơng khí để
sấy khơng
thể q cao , thường nhỏ hơn 500°C vì nếu nhiệt độ cao hơn thiết bị trao đổi
nhiệt phải sử dụng thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao .
b) Chọn chất tải nhiệt:
Chất tải nhiệt có nhiệm vụ cấp nhiệt cho tác nhân sấy . Chất tải nhiệt thông thường
là hơi nước , nước nóng , chất lỏng hữu cơ , khói , điện .
- Hơi nước: Là chất tải nhiệt thông dụng nhất .
Ưu điểm:
 Nhiệt độ ổn định
 Dễ điều chỉnh nhiệt độ
 Hơi nước ngưng tụ tỏa nhiệt lớn nên hệ số tỏa nhiệt khi hơi ngưng tụ lớn nên
bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ .
Nhược điểm: khi dùng hơi nước là phải trang bị lò hơi . Nước nóng:
Ưu điểm:
 Áp suất sử dụng thấp hơn khi dùng hơi .

16


 Lị nước nóng có cấu tọa đơn giản hơn , giá thành rẻ hơn.
 Nhiệt dung riêng của nước lớn nên thiết bị gọn Nhược
điểm:
 Nhiệt độ bị hạn chế ( thường < 100 ° C ) nếu dùng nhiệt độ cao hơn phải
dùng nước áp suất cao.
 Cần sử lý nước để chống đóng cặn .
- Chất lỏng hữu cơ:
Ưu điểm:
 Nhiệt độ có thể tăng lên vài trăm độ ở áp suất khí quyển .
 Khơng có hiện thượng đóng cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt

 Lị gia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi . 
Lò gia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi.
Nhược điểm:
 Nhiệt dung riêng bé hơn nước nên lưu lượng lớn hơn so với nước khi cùng
công suất
 Giá thành đắt hơn nước Điện:
Ưu điểm:
 Thiết bị đơn giản , hiệu suất cao
 Dễ điều chỉnh nhiệt độ 
Không gây ô nhiễm môi trường
Nhược điểm: khi dùng điện là giá thành năng lượng cao . Khói lị:
Ưu điểm : Khơng phải trang bị lị hơi nên vốn đầu tư thấp .
Nhược điểm
 Calorife khí – khói làm việc ở nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt
 Khói có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so
với dùng hơi nước hay chất lỏng .



Khói làm bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt .
Điều chỉnh độ khó khăn hơn khi dùng hơi hay chất lỏng .

1.2. Tổng quan về nguyên liệu
1.2.1. Khoai mì
Khoai mì (miền Bắc gọi là sắn) có tên khoa học là Manihot esculenta, thuộc họ
Thầu dầu: Euphorbiaceae. Là một trong các cây lương thực chủ đạo của nước ta.
Khoai mì có thân nhỏ, cao khoảng 1, 5 đến 3 m, tồn cây có nhựa trắng và thân có các
u nần do cuống lá để lại. Lá khoai mì thuộc dạng lá đơn, mọc so le với các cuống lá

17



dài, phiến lá xẻ thành 5 – 8 thùy, hình chân vịt. Hoa khoai mì mọc thành cụm ở ngọn,
quả hình trứng, có cánh. Rễ khoai mì thuộc dạng rễ củ, phình to và có thể dài đến 60
cm với lớp vỏ dày, lớp vỏ tróc màu vàng nâu, lớp vỏ giữa màu hồng tím, chứa nhiều
tinh bột bên trong và có sợi trục như tim nến ở lõi.
Ở nước ta, các loại khoai mì được trồng rộng khắp để lấy củ làm thức ăn cho người,
gia súc và sản xuất các sản phẩm nơng nghiệp (như tinh bột).

Hình 1.1: Cấu tạo cây khoai mì

1.2.2. Cấu tạo
Hình gậy 2 đầu vuốt nhỏ lại (cuống và đuôi) tùy theo giống và điều kiện canh tác,
độ màu mỡ của đất mà chiều dài của củ dao động khoảng 300-400mm, đường kính củ
4060mm.
Gồm 4 phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt khoai mì và lõi
- Vỏ gỗ: la phần bao ngoài, mỏng, 0,5 – 3% khối lượng toàn củ, thành phần chủ
yếu là xenluloza, khơng có tinh bột, giữ vai trị bảo vệ củ khỏi tác động từ bên
ngoài.
-

Vỏ cùi: chiếm 8 – 15% khối lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là tinh bột,
xenluloza, hemixenluloza. Nhựa khoai mì gồm polyphenoltanin, độc tố.
Thịt khoai mì: là thành phần chủ yếu của củ chiếm 77 – 94% khối lượng toàn
củ, thành phần chủ yếu là tinh bột, xenluloza, protein và một số chất khác.
Lõi: chiếm 0,3 – 0,4% khối lượng toàn củ ở trung tâm, dọc suốt từ cuống đến
chuôi củ

1.2.3. Phân loại
Phân loại khoai mì theo hàm lượng độc tố trong khoai mì:


18


-

Khoai mì đắng: có hàm lượng HCN lớn hơn 50mg/kg, củ thườg có 7 cánh mũi
mác, cây thấp và nhỏ.
- Khoai mì ngọt (M.Dulcis): có hàm lượng HCN dưới 50mg/kg, củ thường có 5
mũi mác, cây cao và thân to.
- Khoai mì tươi: chứa một lượng độc tổ dạng glucoxit có cơng thức hóa học là
C10H17O6N gọi là manihotoxin, dưới tác động của dịch vị chứa acid clohydric
hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric là
chất độc đối với con người:
C10H17O6N + H2O = C6H12O(CH3)2O + HCN
Hàm lượng độc tố trong khoai mì trong
khoảng 0,001-0,04% chủ yếu tập trung chủ yếu
ở vỏ cùi. Khi sử dụng khoai mì bóc vỏ là đã loại
được phần lớn độc tố. Liều gây độc cho người
lớn là 20mg HCN. Liều gây chết người là 1mg
HCN/kg thể trọng. Khoai mì được sơ chế thành
các dạng sẵn lát khơ, sợi khơ hoặc bột khoai mì
thì chất độc trong củ khoai mì đã được loại đi
rất nhiều.
1.2.4. Giá trị dinh dưỡng:
Bảng 1.4: Bảng giá trị dinh dưỡng của khoai mì

Thành phần
Sắn
Tỷ lệ chất khô (%)

30-40
Hàm lượng tinh bột (%)
27- 36
Đường tổng số (% FW)
0,5-2,5
Đạm tổng số (%FW)
0,5-2,0
Chất xơ (%FW)
1,0
Chất béo (%FW)
0,5
Chất khoáng (%FW)
0,5-1,5
Vitamin A (mg/100gFW)
17
Vitamin C (mg/100gFW)
50
Năng lượng (KJ/100g)
607
Yếu tố hạn chế dinh dưỡng
Cyanogenes
Tỷ lệ trích tinh bột (%)
22-25
Kích thước hạt bột (micron)
5-50
Amylose (%)
15-29
Độ dính tối đa (BU)
700-1100
Nhiệt độ hồ hóa (OC)

49-73
Khoai mì giàu chất bột, năng lượng, khống, vitamin C, hạt bột khoai mì nhỏ mịn,
độ dính cao nhưng nghèo chất béo và nhất là nghèo đạm, hàm lượng các acid amin

19


không cân đối, thừa arginin nhưng thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Tùy theo
giống khoai mì, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau trồng và kỹ thuật phân tích mà tổng
số vật chất khô và hàm lượng đạm, béo, khống, xơ, đường, bột có sự thay đổi.
Khoai mì lát khơ thường có hai loại: có vỏ và khơng vỏ. Khoai mì lát khơ có vỏ
bao gồm: vỏ thịt, thịt, lõi và có thể là một phần vỏ gỗ. Khoai mì lát khơ khơng vỏ chỉ
bao gồm thịt và lõi . Số liệu phân chất về khoai mì lát khơ khơng vỏ của Việt Nam
bình qn: đạt vật chất khơ 90,01%, đạm thơ 2,48%, béo thơ 1,40%, xơ thơ 3,72%,
khống tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25% . Khoai mì
lát khơ có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%,
khống tổng số
2,22%, dẫn xuất khơng đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50%.

CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG SẤY HẦM VÀ MƠ TẢ NGUN LÝ
HOẠT ĐỘNG
2.1. Lựa chọn phương pháp sấy
Có nhiều phương pháp sấy để sấy vật liệu, mỗi phương pháp đề có ưu nhược điểm
riêng:
Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của 2 phương pháp sấy đối lưu

Sấy đối lưu cùng chiều
Vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng
chiều. Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn
tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ cao,

độ ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh. Càng về
cuối hầm sấy tốc độ sấy và nhiệt độ vật
liệu sấy càng giảm.

Sấy đối lưu ngược chiều
Vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược
chiều nhau. Tác nhân sấy ban đầu có
nhiệt độ cao và độ ẩm thấp tiếp xúc với
vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu
sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy).

Nhiệt độ cuối của vật liệu sấy thấp Thiết Vật liệu ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ
bị đơn giản hơn so với sấy ngược chiều
thấp Thiết bị phức tạp.
Với yêu câu cầu và đặc tính của loại vật liệu la khoai mì và năng suất khơng q
lớn nên chọn phương pháp sấy đối lưu cùng chiều và Hệ thống sấy hầm kiểu đối lưu
cưỡng bức dùng quạt thổi.
Do sản phẩm sấy là Mít được dùng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảo
yêu cầu vệ sinh. Do đó, trong q trình sấy u cầu sạch, khơng bị ô nhiễm, bám bụi
và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên ta chọn tác nhân sấy là khơng khí nóng.

20


Sử dụng Calorifer gia nhiệt khơng khí bằng hơi nước bão hòa (sử dụng hơi nước
bão hòa làm chất tải nhiệt) lên đến nhiệt độ và độ ẩm tương thích hợp. ▪
Vật liệu sấy để trên các khay đặt thành tầng trên xe goòng, các xe này vào hầm sấy
đầu bên này và ra ở đầu bên kia.
2.2. Sơ đồ hệ thống


Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống hầm sấy

Chú thích: (1) Hầm sấy ; (2) Calorifer ; (3) Quạt ly tâm ; (4) Nồi hơi ; (5) Buồng
đốt (6) Áp kế ; (7) Lưu lượng kế ; (8) Van
2.3. Nguyên lý hoạt động:
Khơng khí ngồi trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer (gia nhiệt bằng hơi nước bão
hòa) lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào hầm
sấy. Trong không gian hầm sấy, khơng khí khơ thực hiện việc trao đổi nhiệt - ẩm với
vật liệu sấy (khoai mì cắt lát) làm cho độ ẩm tương đối của khơng khí tăng lên, đồng
thời làm cho hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngồi. Khơng khí này sau đó được
thải ra môi trường.

21


CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT
3.1. Quy trình cơng nghệ

3.2. Thuyết minh quy trình
3.2.1. Ngâm
Mục đích
Q trình ngâm nhằm mục đích tách bớt một lượng chất hịa tan trong ngun liệu,
làm bở đất cát để nâng cao hiệu suất quá trình rửa sau này.
Thơng số kỹ thuật
- Thời gian: 4 ÷ 8 giờ tùy theo loại nguyên liệu và mức độ nhiễm bẩn từ củ.
- Hóa chất sử dụng: cho CaO vào nước ngâm với khối lượng 1,5 kg/m3 để ức chế
sự hoạt đông của vi sinh vật đồng thời làm tăng độ hòa tan của một số chất màu
sinh ra do phản ứng oxy hóa.

22



3.2.2. Bóc vỏ và rửa
Mục đích
-

Ngun liệu sau khi ngâm thì được đem đi rửa và bóc vỏ. Mục đích của q
trình rửa và bóc vỏ là làm sạch ngun liệu và tách bỏ phần vỏ gỗ của củ vì nếu
rửa khơng sạch thì đất cát bám trên củ sẽ làm mòn răng máy nghiền và làm
giảm hiệu suất nghiền.

-

Mặt khác, nếu tạp chất lẫn vào tinh bột sẽ làm tăng độ tro, độ màu thành phẩm,
tinh bột sẽ không có chất lượng cao.

Các biến đổi trong q trình rửa và bóc vỏ
- Biến đổi vật lý
Sau khi rửa sẽ tách được 94 ÷ 97% tạp chất ra khỏi củ, khối lượng củ giảm cịn
93 ÷ 94,5%.
- Biến đổi hóa lý
Có sự tách một số chất hồ tan trong ngun liệu như độc tố, sắc tố, tannin…
vào trong nước rửa. - Biến đổi hóa sinh
Sự hoạt động của các enzyme oxy hóa làm đen củ khoai mì ở những chỗ bị trầy
xước.
Phương pháp rửa và bóc vỏ
- Phương pháp thủ công
Ở những nhà máy vừa và nhỏ, người ta tách bỏ nguyên phần vỏ (gồm phần vỏ lụa
và vỏ thịt) và chỉ dùng phần lõi của củ – phần có cấu trúc mềm xốp để sản xuất tinh
bột.

Với những thiết bị đơn giản có sẵn và nguồn năng lượng hạn chế của các nhà máy,
việc dùng nguyên củ để sản xuất sẽ gặp khó khăn trong khâu nghiền cũng như trong
khâu rửa đất cát, gọt vỏ… trong khi lượng tinh bột thu được là không cao (do nghiền
không hiệu quả).
Người ta có thể tách vỏ củ bằng tay. Củ được khía ngang, dọc đến một độ sâu nhất
định tùy vào bề dày của vỏ, sau đó dễ dàng được lột ra. Bụi bẩn, đất cát… còn vương
lại trên bề mặt lõi của củ bây giờ có thể được rửa sạch một cách dễ dàng và những củ
đã được lột vỏ được đẩy vào bồn ximăng, ngâm trong nước cho đến khi được lấy ra để
nghiền. Thỉnh thoảng dùng chân đạp nhẹ cũng rửa được những chất bẩn còn bám.

23


Hình 3.1: Dao tách vỏ thịt của củ khoai mì

- Phương pháp cơ giới
Ở những nhà máy lớn, người ta sử dụng nguyên củ để sản xuất. Việc rửa củ ở đây
khơng chỉ để rửa sạch củ mà cịn để tách lớp vỏ lụa bên ngồi của vỏ. Vì chỉ có lớp vỏ
lụa bị tách nên ta sẽ thu được tinh bột trong phần vỏ cùi, như vậy tính kinh tế sẽ cao
hơn. Phần vỏ cùi chiếm đến 8,5% khối lượng toàn củ.
Nguyên tắc: sự ma sát giữa các củ cũng như ma sát giữa củ với thành thiết bị, với cánh
quay sẽ làm tróc lớp vỏ lụa và dưới áp lực của nước sẽ rửa sạch lớp vỏ lụa này cũng
như đất cát bám bên ngoài củ.
Thiết bị
Thiết bị rửa củ thường dùng trong sản xuất tinh bột khoai mì là thiết bị thùng hình
trụ có đục lỗ, để ngập trong nước.
Nguyên tắc hoạt động:
-

Một bàn chải trục vít sẽ vừa đảo trộn mạnh củ vừa đẩy củ về phía trước.


-

Một bơm ly tâm được lắp ở một đầu của thùng và được nối với một loạt các cánh
quay sắp xếp dọc theo thùng. Những cánh quay này sẽ tạo ra dòng nước ngược với
hướng chuyển động của củ, đảm bảo cho củ được rửa sạch.
Khi củ được đẩy ra đến đầu bên kia, chúng đã được rửa sạch đất cát và được lột vỏ
một phần.
Tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên theo nước ra ngoài, tạp chất nặng, đất cát… lắng xuống
và được tháo theo chu kỳ qua lỗ của bồn ximăng.

-

Hình 3.2: Thiết bị rửa củ khoai mì

Để tăng hiệu quả của quá trình rửa, sau giai đoạn ngâm người ta cho củ khoai mì đi
qua thiết bị bóc vỏ gỗ và tách đất cát lớn bám trên củ. Thiết bị này dạng thùng quay
với ống bên trong để xịt nước rửa củ. Thùng có thể làm bằng gỗ hay bằng lưới kim
loại, chiều dài 3 ÷ 4 m, đường kính 1m, được lắp vào bệ ximăng, cánh quay được lắp
dọc theo thùng.

24


Hình 3.3 : Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thơ.

Tùy thuộc mức độ và đặc tính tạp chất của nguyên liệu mà thới gian rửa có thể từ 8
÷15 phút, chi phí nước rửa từ 2 ÷ 4 tấn /1 tấn nguyên liệu.
3.2.3. Cắt lát
Mục đích

Nguyên liệu sau khi được rửa sạch và bóc vỏ thì được đưa vào thiết bị cắt lát. Mục
đích của q trình cắt lát là cắt mỏng nguyên liệu để quá trình sấy tiếp theo đạt hiệu
quả cao hơn.
Các biến đổi trong quá trình cắt khúc
- Biến đổi vật lý
Củ khoai mì ban đầu có kích thước 15 ÷ 20cm được cắt thành những lát nhỏ hơn có
kích thước ÷ cm.
- Biến đổi hóa sinh
Sự hoạt động của các enzyme oxy hóa làm biến màu củ khoai mì ở những chỗ bị cắt.
Thiết bị cắt khúc
- Cấu tạo
Thiết bị cắt khúc có dạng hình hộp chữ nhật thơng hai đầu. Một đầu cho nguyên
liệu đi vào, một đầu để tháo nguyên liệu ra sau khi lát. Thực hiện chức năng cắt lát là
hệ thống dao cắt được bố trí xung quanh một trục chuyển động nhờ động
- Nguyên tắc hoạt động

25


×