THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY BẮP HẠT VỚI NĂNG XUẤT 1.5 TẤN NGUYÊN LIỆU/H.Docx

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
-----o0o----

ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY
SẤY BẮP HẠT VỚI NĂNG SUẤT
1.5 TẤN NGUYÊN LIỆU/H
NHÓM ĐỒ ÁN : 22


Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2023


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY
SẤY BẮP HẠT VỚI NĂNG SUẤT
1.5 TẤN NGUYÊN LIỆU/H

Nhóm ĐỒ ÁN: 22
Thành viên:

Giảng viên hướng dẫn:

Tiền Tiến Nam

Võ Thị Ngọc Anh – 2005200407
Mai Thảo Ngân – 2005200355

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2023


LỜI CAM ĐOAN
Em/ chúng em xin cam đoan đồ án quá trình và thiết bị: ‘’ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP HẠT VỚI NĂNG SUẤT 1.5 TẤN NGUYÊN LIỆU/H
’’ do cá nhân Võ Thị Ngọc Anh & Mai Thảo Ngân nghiên cứu và thực hiện.
Em/ chúng em đã kiểm tra dữ liệu theo quy định hiện hành.
Kết quả nghiên cứu đồ án quá trình và thiết bị của đề tài: ‘’ THIẾT KẾ HỆ
THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP HẠT VỚI NĂNG SUẤT 1.5 TẤN NGUYÊN
LIỆU/H’’ là trung thực và không sao chép từ bất kỳ bài tập của nhóm khác.
Các tài liệu được sử dụng trong tiểu luận có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.

Sinh viên thực hiện
Võ Thị Ngọc Anh & Mai Thảo Ngân

4


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được tốt đồ án quá trình và thiết bị, nhóm chúng em xin gửi lời cảm
ơn chân thành đến:
Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh vì
đã ln tạo điều kiện cơ sở vật chất với hệ thống thư viện hiện đại, tài nguyên trực tuyến đa
dạng các tài liệu để thuận lợi cho chúng em trong việc tìm kiếm và nghiên cứu thơng tin.

Chúng em xin cảm ơn giảng viên hướng dẫn môn Đồ án kỹ thuật thực phẩm – Thầy
Tiền Tiến Nam đã giảng dạy tận tình, chi tiết để chúng em có đủ kiến thức và vận dụng
chúng vào đồ án quá trình và thiết bị này.
Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm đề tài cũng như hạn chế về kiến thức, trong bài
tập chắc chắn nhóm chúng em sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong
nhận được sự nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy Cơ để chúng em đúc rút
kinh nghiệm và đồ án quá trình và thiết bị được hoàn thiện hơn.
Lời cuối cùng, chúng em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe và thành công trên sự
nghiệp giảng dạy.

TP.HCM, ngày 4 tháng 1 năm 2023
Sinh viên thực hiện
Võ Thị Ngọc Anh & Mai Thảo Ngân

5


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN..........................................................................................................3
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................4
MỤC LỤC.....................................................................................................................5
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.........................................................................................9
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU............................................................9

1.1.1. Nguồn gốc.................................................................................................9
1.1.2. Phân loại..................................................................................................10

1.1.3. Đặc điểm nơng sinh học..........................................................................15
1.1.4. Thành phần hóa học................................................................................17
1.1.5. Phân bố....................................................................................................18
1.2.

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP.........................................................20

1.2.1. Bản chất...................................................................................................20
1.2.2. Phân loại..................................................................................................20
1.2.3. Phương pháp thực hiện :.........................................................................21
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ................................................................25
2.1.

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẤY BẮP HẠT...........................................25

2.2.

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ................................................................................26

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT.....................................................................28
3.1.

CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG.................................................................28
6


3.2.

TÍNH CÁC THƠNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY.....................................30

3.2.1. Thơng số trạng thái của khơng khí ngồi trời ( A ).................................30
3.2.2. Thơng số trạng thái khơng khí sau khi đi qua calorifer ( B )..................31
3.3.3. Thơng số trạng thái khơng khí ra khỏi thiết bị sấy ( C ).........................32
3.3. TÍNH VẬT CHẤT CÂN BẰNG...............................................................33
3.4. CÂN BẰNG NÂNG LƯỢNG CHO THUYẾT BỊ SẤY LÝ THUYẾT:. .34
3.5. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC:..................35
3.6.

TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH................................................................40

3.6.1. Đường kính của thùng sấy......................................................................40
3.6.2. Chiều dài thùng sấy:................................................................................41
3.6.3. Thể tích thùng sấy:..................................................................................41
3.6.4. Cường độ bay hơi ẩm:.............................................................................41
3.6.5. Thời gian sấy:..........................................................................................41
3.6.6. Thời gian lưu của vật liệu:......................................................................42
3.6.7. Số vịng quay của thùng..........................................................................42
3.6.8. Tính bề dày cách nhiệt của thùng............................................................43
3.6.9. Kiểm tra bề dày thùng:............................................................................50
3.6.10. Trở lực qua thùng sấy:..........................................................................52
3.6.11. Chọn kích thước cánh đảo trong thùng.................................................53
3.6.12. Chiều cao lớp vật liệu chứa trong thùng...............................................55
3.7.

TÍNH THIẾT BỊ PHỤ................................................................................56

3.7.1. Tính Calorifer............................................................................................56
3.7.2. Thiết kế bộ phận truyền động....................................................................58
7

3.7.3. Tính vành đai.............................................................................................65
3.7.3. Tính tải trọng thùng...................................................................................66
3.7.4. Tính con lăn đỡ..........................................................................................67
3.7.5. Tính con lăn chặn......................................................................................68
3.7.6. Tính Xyclon...............................................................................................69
3.7.7. Tính cơng suất và chọn quạt......................................................................71
KẾT LUẬN.................................................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................75
PHỤ LỤC....................................................................................................................77
Phụ lục 1. Phụ lục BẢNG........................................................................................77
Phụ lục 2. Phụ lục HÌNH ẢNH...............................................................................78
Phụ lục 2. Phụ lục SƠ ĐỒ.......................................................................................79

8


MỞ ĐẦU
Trong ngành cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng… thì sấy là vấn đề
rất quan trọng. Trong ngành hóa chất vật liệu q trình sấy dùng để tách nước và hơi nước
ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. Trong ngành công nghiệp và thực phẩm, sấy là công đoạn
quan trọng sau thu hoạch.
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng các thiết bị sấy như:buồng sấy, thùng
sấy, hầm sấy…
Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thùng
quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy là bắp. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều
song vẫn cịn rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ án nên cũng chưa có kinh
nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả năng tư duy còn bị giới hạn, nên đồ án
của em khơng thể tránh nhiều thiếu sót. Qua lần làm đồ án này em kính mong thầy cơ giáo
chỉ bảo đề em có thể hồn thiện tốt hơn đồ án cũng như bài tập lớn mà thầy cô giáo giao cho

em vào những lần sau.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Tiền Tiến Nam, cùng với
các thầy cơ và bạn bè đã giúp em hồn thành đồ án đúng hạn.

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1.1. Nguồn gốc
‒ Giới: Plantae.
‒ Ngành: Magnoliophyta.
‒ Lớp: Liliopsida (Monocotyledones).
‒ Bộ: Poales (bộ Hòa thảo, bộ cỏ, bộ lúa).
‒ Họ: Gramineae (họ Hòa thảo), Poaceae.
‒ Chi: Maydeae
‒ Loài: Zea mays L, Z.mexicana, Z.perrenis L
Cây ngơ có tên khoa học là Zea mays L. thuộc chi Maydeae, họ hịa thảo Gramineae,
có nguồn gốc từ Trung Mỹ. Ngơ có bộ nhiễm sắc thể (2n=20). Có nhiều cách để người ta
phân loại ngô, một trong các cách đó là dựa vào cấu trúc nội nhũ của hạt và hình thái bên
ngồi của hạt. Ngơ được phân thành các lồi phụ: ngơ đá rắn, ngơ răng ngựa, ngô nếp, ngô
đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa răng ngựa. Từ các loài phụ dựa vào màu hạt và màu lõi
ngơ được phân chia thành các thứ. Ngồi ra ngơ cịn được phân loại theo sinh thái học, nơng
học, thời gian sinh trưởng và thương phẩm.
Có rất nhiều giả thuyết về nguồn gốc của ngô tại châu Mỹ như ngô là sản phẩm thuầ
n dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp. parviglumis) một năm ở Trung Mỹ, có nguồn
gốc từ khu vực thung lũng sơng Balsas ở miền nam Mexico. Cũng có giả thuyết khác cho

rằng ngơ sinh ra từ q trình lai ghép giữa ngơ đã thuần hóa nhỏ (dạng thay đổi khơng đáng
kể của ngơ dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes. Song điều quan trọng nhất nó đã hình
thành vơ số lồi phụ, các thứ và nguồn dị hợp thể của cây ngô , các dạng cây và biến dạng
của chúng đã tạo cho nhân loại một lồi ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì và lúa nước.

10


Ngơ là cây lương thực quan trọng trên tồn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa gạo.
Ở các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi, Người ta sử dụng ngơ làm lương thực
chính cho người với phưương thức rất đa dạng theo vùng địa lý và tập quán từng nơi.
Ngô là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay: 70% chất tinh trong thức
ăn tổng hợp của gia súc từ ngơ. Ngơ cịn là thức ăn xanh và và ủ chua lý tưởng cho đại gia
súc đặc biệt là bị sữa. Gần đây ngơ cịn là cây thực phẩm. Người ta dùng bắp ngô bao tử
làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao. Ngô nếp, ngô đường được
dùng làm quả ăn tươi hoặc đống hộp làm thực phẩm xuất khẩu. Ngơ cịn là ngun liệu của
ngành cơng nghiệp lương thực – thực phẩm và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh
bột, dầu, glucose, bánh kẹo…
Chính vì tầm quan trọng của nó trong neeng kinh tế như vậy, cho nên cây ngơ
được tồn thế giới gieo trồng và hình thành 4 vùng sinh thái cây ngơ chính là: vùng ôn đới,
vùng cận nhiệ đới, vùng nhiệt đới cao và vùng nhiệt đới thấp. Việt Nam nằm trong vùng
nhiệt đới thấp. Cây ngô đã được đưa vào sản xuất cách đây 300 năm. Những năm gần đây,
nhờ có các chính sách khuyến khích của nhà nước và có nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật,
đặc biệt là về giống, cây ngơ đã có những tăng trưởng đáng kể về diện tích, năng xuất và sản
lượng, đơng thời đã hình thành 8 vùng trồng ngơ chính trong cả nước.
1.1.2. Phân loại
Từ loài Zea mays L, dựa vào cấu trúc nội nhũ của hạt, ngô được phân loại thành:

11

‒ Ngơ đá (Zea mays L. subsp. Indurata sturt)

Hình 1.1: Ngô đá
‒ Ngô răng ngựa ( Zea mays L. subsp. indentata sturt)

Hình 1.2: Ngơ răng ngựa
12


‒ Ngơ nếp ( Zea mays L. subsp. ceratina kulesh)

Hình 1.3: Ngô nếp
‒ Ngô đường ( Zea mays L. subsp. saccharata sturt)

13


Hình 1.4: Ngơ đường
‒ Ngơ nổ ( Zea mays L. subsp. everta sturt)

Hình 1.5: Ngơ nổ
‒ Ngơ bột ( Zea mays L. subsp. amylacea sturt)
14


Hình 1.6: Ngơ bột
‒ Ngơ bọc ( Zea mays l. subsp. tunecata sturt)

Hình 1.7: Ngơ bọc

15


1.1.3. Đặc điểm nông sinh học
Các cơ quan sinh dưỡng của bắp gồm: rễ, thân, lá làm nhiệm vụ duy trì đời sống
của cây bắp. Phơi và hạt là khởi thủy của cây mầm.
Các cơ quan sinh sản đực (bông cờ) và cái (mầm bắp) khác biệt nhau nhưng nằm
trên cùng một cây. Ngơ giao phấn chéo nhờ gió và côn trùng.
Khi thu hoạch, con người sử dụng hạt ngô làm thực phẩm. Hạt ngô thuộc loại quả
dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aleron, phơi, nội nhũ.
‒

Vỏ hạt (chiếm 6–9% khối lượng hạt ngô): là một màng nhẵn bao bọc xung

quanh hạt có màu trắng, màu tím hoặc vàng tùy thuộc vào giống.
‒

Lớp aleron (6–8%): nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ và phôi.

‒

Nội nhũ (70–78%): là bộ phận chính chứa đầy các chất dinh dưỡng để nuôi

phôi. Nội nhũ chứa thành phần chủ yếu là tinh bột. Tinh bột nội nhũ gồm 3 loại: bột, sừng
và pha lê. Đặc điểm và màu sắc nội nhũ là căn cứ để phân loại ngơ. Ngồi ra cịn có
protein, lipid, vitamin, khống và enzyme để ni phơi phát triển
‒

Phôi (8–15%): bao gồm lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm, và chồi mầm. Phôi

ngô chiếm gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh phơi có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển
nước vào phôi và ngược lại thuận lợi.

16


Hình 1.8: Hạt ngơ
‒ 1 và 2: Hạt ngơ bổ dọc theo 2 mặt:
a.Vết sẹo râu ngô, b.Vỏ hạt, c.Lớp aleron, d.Nội nhũ, e.Thuần (ngù),
f.Lớp tuyến ngài, g.Bao lá mầm, h.Chồi mầm, i.Lóng đầu tiên,
j.Rễ mầm thứ sinh, k.Đốt ngù, l.Rễ mầm, m.Bao mầm,
n.Tế bào đáy nội nhũ, o.Lớp đen, p.Chân hạt
‒ 3: Lát cắt qua vỏ hạt và nội nhũ:
a.Vỏ hạt, b.Màng phơi, c.Lớp aleron, d.tế bào ngồi của nội nhũ
17


e.Tế bào trong nội nhũ
‒ 4: Lát cắt qua ngù: a.Lớp tuyến ngù, b.Tế bào trong
‒ 5: Lát cắt dọc vùng đáy nội nhũ:
a.Tế bào nội nhũ thường, b.Tế bào nội nhũ màng đáy, c.Lớp đen

1.1.4. Thành phần hóa học
Bảng 1.1: Thành phần hóa học gần đúng các thành phần chính của hạt ngơ (%)
Thành phần hóa học

Vỏ hạt

Nội nhũ

Mầm

Protein

3.7

8.0

18.4

Chất béo

1.0

0.8

33.2

Chất xơ thô

86.7

2.7

8.8

Tro

0.8

0.3

10.5

Tinh bột

7.3

87.6

8.3

Đường

0.34

0.62

10.8

Theo nguồn: Watson, 1987 (theo Ngô – Nguồn dinh dưỡng của loài người, FAO, 1995)
Các chất trong hạt ngơ dễ bị đồng hóa nên có giá trị dinh dưỡng cao. Hạt ngô chứa
tinh bột, lipid, protein, đường (chiếm khoảng 3,5%), chất khoáng (chiếm khoảng 1– 2,4%),
vitamin (gồm vitamin A, B1, B2, B6, C và một lượng rất nhỏ xenlulo (2,2%) . Hạt ngô chứa
phần lớn tinh bột, hàm lượng tinh bột trong hạt thay đổi trong giới hạn 60 - 70%. Hàm
lượng lipid cao thứ hai trong các loại ngũ cốc sau lúa mạch, nó chiếm khoả ng (3,5 – 7%).
Hàm lượng protein dao động từ 4,8 đến 16,6,% tùy vào mỗi giống.

18

Bảng 1.2: Thành phần hố học của hạt ngơ và gạo (Phân tích trên 100g)
Thành phần hóa học

Gạo trắng

Ngơ vàng

Tinh bột (g)

65,00

68,20

Protein (g)

8,00

9,60

Lipid (g)

2,50

5,20

Vitamin A (mg)

0

0,03

Vitamin B1 (mg)

0,20

0,28

Vitamin B2 (mg)

0

0,08

Vitamin C (mg)

0

7,70

Nhiệt lượng (Kalo)

340

350

(Cao Đắc Điểm, 1988)
1.1.5. Phân bố
Trên thế giới, ngô là một trong những cây ngũ cốc quan trọng trong nền kinh kế tồn

cầu, diện tích đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nước; sản lượng thứ hai và năng suất cao nhất
trong các cây ngũ cốc. Một số nước như Trung Quốc, Mỹ, Braxin chủ yếu là sử dụng ngô
lai trong gieo trồng và cũng là những nước có diện tích trồng ngơ lớn.Tình hình sản xuất
ngô của một số quốc gia trên thế giới được thể hiện qua bảng 1.2

Tên nước

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(Triệu ha)

(Tạ/ha)

(triệu tấn)

Italy

1,06

93,15

10,62

Mỹ

30,08

100,64

280,22

19


Hy lạp

0,84

80,95

6,80

Canada

1,08

77,43

8,39

Trung Quốc

26,22

50,01

131,15

Ấn Độ

7,40

19,60

14,50

Bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngơ của một số quốc gia trên thế giới năm 2007
(Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2008)
Qua bảng 1.2 cho thấy, Mỹ là nước có diện tích, năng suất, sản lượng lớn nhất đạt
30,08 triệu ha, với tổng sản lượng đạt 280,22 triệu tấn, năng suất bình quân đạt 100,64 tạ/ha.
Cây ngô đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm.Ở Việt Nam, ngô là cây lương
thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng
sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Ngày nay ngô
được trồng ở tất cả các vùng và các tỉnh ở nước ta, song do yếu tố đất đai, thời tiết khí hậu
chi phối nên năng suất có sự khác biệt rõ rệt, ở hầu hết các địa phương có đất cao dễ thốt
hơi nước. Những vùng trồng ngô lớn là Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía Bắc,
Trung du đồng bằng Sơng Hồng, Dun hải Miền Trung
Bảng 1.4: Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006
Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(1000 ha)

(Tạ/ha)

(1000 tấn)

2004

991,10

34,6171

343,09

2005

1052,60

35,6859

375,63

2006

1031,60

37,024

381,94

Vấn đề bảo quản ngơ nhìn chung là khó khăn vì ngơ 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 trị quan trọng trong bảo quản,

20