TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY NẤM BÀO NGƯ NĂNG SUẤT 300 KG NẤM KHÔMẺ

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

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY
NẤM BÀO NGƯ NĂNG SUẤT 300 KG NẤM
KHÔ/MẺ

GVHD: PHAN THẾ DUY
SVTH:
TÂN THỊ MỸ LINH

MSSV: 2005160115

LỚP: 07DHTP4

THỊ HƯƠNG

MSSV: 2005160405

LỚP: 07DHTP2

TP HỒ CHÍ MINH, 2019


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

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY
NẤM BÀO NGƯ NĂNG SUẤT 300 KG NẤM KHÔ/MẺ

GVHD: PHAN THẾ DUY
SVTH:
TÂN THỊ MỸ LINH

MSSV: 2005160115

LỚP: 07DHTP4

THỊ HƯƠNG

MSSV: 2005160405

LỚP: 07DHTP2

TP HỒ CHÍ MINH, 2019


PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
Trang này đính kèm phiếu giao nhiệm vụ của GVHD


BẢN NHẬN XÉT CỦA GVHD
Trang này đính kèm bản nhận xét của GVHD


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài Đồ Án Kỹ Thuật Thực Phẩm này, trước hết chúng em xin gửi lời

cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ thực phẩm trường Đại
học Công nghiệp thực phẩm Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm
quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường.
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em đã gặp khơng ít khó khăn. Nhưng với sự
động viên giúp đỡ của quý thầy cô, người thân và bạn bè, chúng em cũng đã hồn
thành tốt đề đồ án của mình và có được những kinh nghiệm, kiến thức hữu ích cho bản
thân..
Đặc biệt chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Thế Duy người đã trực
tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự thơng cảm và
đóng góp ý kiến của q thầy cơ và hội đồng
Cuối cùng, xin kính chúc q thầy cơ sức khỏe, luôn thành công trong công việc và
cuộc sống.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
TP Hồ Chí Minh, tháng 11, năm 2019

SVTH

i


MỤC LỤ
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ......................................................................................iii
BẢN NHẬN XÉT CỦA GVHD................................................................................iv
LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................i
MỤC LỤC..................................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................vi
KÝ HIỆU CÁC ĐẠI LƯỢNG................................................................................vii

MỞ ĐẦU...................................................................................................................11
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY..................................................13
1.1
Giới thiệu chung về phương pháp sấy và thiết bị sấy hầm.........................13
1.1.1 Phương pháp sấy:...................................................................................13
1.2

Thiết bị sấy hầm.........................................................................................14

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.................................................16
2.1. Giới thiệu về nấm bào ngư:............................................................................16
2.2. Quy trình sấy nấm..........................................................................................18
2.2.1. Sơ đồ quy trình........................................................................................18
2.2.2. Thuyết mình qui trình:.............................................................................18
2.2.3. Phương pháp và chế độ sấy.....................................................................19
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHÍNH...20
3.1. Tính cân bằng vật chất:...................................................................................20
3.1.1. Thơng số ban đầu....................................................................................20
3.1.2. Khối lượng nấm đưa vào đưa vào hầm sấy:............................................21
3.1.3. Khối lượng nguyên liệu cho 1 mẻ:..........................................................21
3.1.4. Lượng ẩm bốc hơi...................................................................................21
3.2. Tính tốn q trình sấy lý thuyết....................................................................21
3.2.1. Trạng thái A: khơng khí trước khi vào calorife.......................................22
3.2.2. Trạng thái B: khơng khí sau khi qua calorife, trước khi vào hầm sấy......23
3.2.3. Trạng thái C: Sau khi ra khỏi hầm sấy....................................................24
3.3. Tiêu hao khơng khí.........................................................................................25
W :.......................................................................................................................... 25

3.4. Lượng nhiệt tổn thất cho q trình sấy lý thuyết............................................26
3.5. Tính tốn thiết bị chính:..................................................................................26

ii


3.5.1. Khay sấy:.................................................................................................26
3.5.2. Xe gng:................................................................................................27
3.5.3. Hầm sấy:.................................................................................................28
CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG................................................30
4.1. Tính tốn nhiệt hầm sấy..................................................................................30
4.1.1. Tổn thất do vật liệu sấy (VLS) mang đi:................................................30
4.1.2. Tổn thất do thiết bị chuyền tải:................................................................30
4.1.3. Tổn thất ra mơi trường:...........................................................................31
4.2. Tính tốn q trình sấy thực...........................................................................34
4.3. Thiết lập bảng cân bằng nhiệt:........................................................................35
CHƯƠNG 5. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ...................................................37
5.1. Tính Caloripher..............................................................................................37
5.1.1. Tính diện tích bề mặt caloripher..............................................................37
5.1.2. Tính kích thước hình học của caloripher.................................................41
5.2. Tính và chọn quạt...........................................................................................42
5.2.1. Tính trở lực..............................................................................................43
5.2.2. Chọn quạt................................................................................................48
5.3. Cyclon............................................................................................................48
5.4. Tính tốn túi lọc..............................................................................................49
5.4.1. Diện tích bề mặt lọc................................................................................50
5.4.2. Số túi lọc cần thiết...................................................................................50
5.4.3. Kích thước của thiết bị............................................................................51
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN........................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................53

iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ ngun lý hoạt động của thiết bị sấy hầm........................................15
Hình 2.1: Nấm bào ngư..............................................................................................16
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống sấy nấm.............................................................................18
Hình 3.1: Lưu đồ thuật toán xác định I và d khi biết (t,φ )..........................................21
Hình 3.2: Lưu đồ xác định quá trình sấy lý thuyết.....................................................22
Hình 3.3: Đồ thị I-d của quá trình sấy lý thuyết.........................................................25
Hình 5.1 Calorifer khí - hơi.......................................................................................37

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong nấm bào ngư..............................................17
Bảng 3.1: Thông số ban đầu......................................................................................20
Bảng 3.2: Các thông số trạng thái..............................................................................24
Bảng 4.1: Bảng cân bằng nhiệt..................................................................................35
Bảng 5.1:Một số thơng số của trạng thái khơng khí...................................................43

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TP.HCM:

Thành phố Hồ Chí Minh

VLS:

Vật liệu sấy

TNS:

Tác nhân sấy

vi


KÝ HIỆU CÁC ĐẠI LƯỢNG
STT

1
2
3

Đại lượng
Kí hiệu
Thơng số áp suất bão hịa của khơng khí
Áp suất bão hịa khơng khí ngồi
Pb0
trời
Áp suất bão hịa khơng khí sau
Pb1
calorifer
Áp suất bão hịa khơng khí ra
Pb2
khỏi hầm sấy
Thơng số cân bằng vật chất

Đơn vị

mmHg
mmHg
mmHg

1

Khối lượng vật liệu vào

G1

kg/h

2

Năng suất nguyên liệu cho 1 mẻ

G2

kg/mẻ

3

Độ ẩm ban đầu của vật liệu

x1

%

4

Độ ẩm sau sấy của vật liệu

x2

%

5

Lượng ẩm bay hơi trong 1 giờ

W

kg ẩm/h

6

Lượng khơng khí khơ cần thiết
Lượng khơng khí khơ làm bay

L

kgkkk /h

l

kgkkk/kgẩm

g BCo

kg ẩm/kgkk

7
8

hơi 1 kg kk ẩm
Lượng ẩm mà TNS nhận thêm từ

VLS
Thông số tác nhân sấy trước khi vào calorifer

1

Nhiệt độ khơng khí

to

o

2

Độ ẩm khơng khí

φ0

%

3

Hàm lượng hơi ẩm

d0

kg/kgkkk

4

Entanpy của khơng khí

I0

kJ/kg kkk

C

Thơng số tác nhân sấy sau khi vào calorifer
1

Nhiệt độ khơng khí

t1

o

2

Độ ẩm khơng khí

φ1

%

3

Hàm lượng hơi ẩm

d1

kg/kgkkk

4

Entanpy của khơng khí

I1

kJ/kgkkk

C

Thơng số tác nhân sấy sau khi ra khỏi hầm
1

Nhiệt độ khơng khí

t2

2

Độ ẩm khơng khí

φ 20

vii

o

C

%


STT
3

Đại lượng
Hàm lượng hơi ẩm

Kí hiệu
d 20

Đơn vị
kg/kg kkk 

4

Entanpy của khơng khí

I2

kJ/kg kkk  

Hầm sấy
1

Chiều cao hầm

Hh

mm

2

Chiều rộng hầm

Bh

mm

3

Chiều dài hầm

Lh

mm

4

Chiều cao phủ bì của hầm

H

mm

5

Chiều rộng phủ bì của hầm

B

mm

6

Thời gian sấy

τ

Giờ

B k x L k x Hk

mm

Khay, xe gịong
1

Kích thước khay

2

Kích thước lỗ khay

3

Chiều rộng xe

Bx

mm

4

Chiều dài xe

Lx

mm

5

Chiều cao làm việc của xe

Hx

mm

6

Số khay trong một xe

nk

Khay

7

Số xe goòng

nx

Xe

8

Tổng số khay cần chế tạo

∑nkh

Khay

9

Khoảng cách giữa các tầng khay

rk

mm

10

Bánh xe gng

1
2
3

mm

mm

Calorifer
Độ chênh lệch nhiệt độ trung
bình
Vận tốc hơi nước trong ống
Nhiệt lượng cần cung cấp cho

∆tbh

o

C

ω

m/s

Qcc

kJ/s

F

m2

4

calorifer
Diện tích bề mặt truyền nhiệt

5

Số hàng ống

z

Hàng

6

Số ống mỗi hàng

m

ống

7

Tổng số ống

N

ống

8

Chiều cao calorifer

h

mm

9

Chiều rộng calorifer

a

mm

10

Chiều dài calorifer

b

mm

11

Số cánh trên mặt ống

nc

Cánh

viii


STT
12

Đại lượng
Đường kính trong

Kí hiệu
d1

Đơn vị
mm

13

Đường kính ngồi

d2

mm

14

Bước ống ngang

s1

mm

15

Bước ống dọc

s2

mm

16

Bề dày vách

δ

mm

17

Đường kính cánh

dc

mm

18

Bề dày mỗi cánh

δc

mm

19

Khoảng cách giữa hai cánh

t

mm

20

Bước cánh

sc

mm

21

Chiều cao cánh

hc

mm

∆PmsA

N/m2

∆Pc

N/m2

∆PmsB

N/m2

Quạt
1

Trở lực quạt đến calorifer

2

Trở lực calorifer

3

Trở lực calorifer đến hầm

4

Trở lực áp động đầu ra của quạt

∆Pr

N/m2

5

Trở lực hầm sấy
Trở lực ống cong 900 từ hầm đến

∆ Ph

N/m2

∆PcbC

N/m2

∆ Pv

N/m2

6
7

cyclon
Trở lực áp động đầu vào quạt hút

8

Trở lực ống dẫn khí ra khỏi hầm

∆PmsC

N/m2

9

Tổng trở lực quạt

Σ∆P

N/m2

10

Trở lực cần khắc phục của quạt

11

Năng suất quạt

12

Công suất động cơ quạt

N/m2

Qquạt

m3/h

Nq

kW

Vcyclon

m3/h

Cyclone
1

Thể tích cyclon

2

Đường kính

D

mm

3

Chiều rộng tiết diện kênh dẫn

a

mm

4

Chiều dài tiết diện kênh dẫn
Đường kính phần bé nhất của

b

mm

5

d

mm

6

phễu
Chiều dài phần ống trung tâm

h1

mm

7

Chiều cao phần hình trụ

h2

mm

ix


STT
8
9

Đại lượng
Chiều cao phễu

Kí hiệu

Đường kính ống trung tâm

h3

Đơn vị
mm

D1

mm

Lọc túi vải
m3/s

1

Năng suất

2

Diện tích bề mặt lọc

F

m2

3

Số ống túi vải

n

ống

4

Chiều rộng thiết bị lọc túi vải

B

m

5

Chiều dài thiết bị lọc túi vải

L

m

MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
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 công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nơng sản.
Sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông
nghiệp. Quá trình sấy khơng chi là q trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu
một cách đơn thuần mà là một q trình cơng nghệ. Nó địi hỏi sau khi sấy vậ t 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.
Trong đồ án này, chúng em được giao nhiệm vụ “ Tính tốn thiết kế máy hầm dùng
để sấy nấm bào ngư” với năng suất 300kg/mẻ và 4h/mẻ. Với nhiệm vụ đó chúng em
lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là khơng khí nóng.
x


Hầm sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất. Nếu hệ thống

sấyhầm là hệ thống sấy từng mẻ, năng suất khơng 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 nơng sản là một quy trình cơng 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.
Là một kỹ sư công nghệ thực phẩm sắp ra trường, thông qua môn học đồ án kỹ thuật
thực phẩm chúng em có thể có một cái nhìn trực quan hơn về các hệ thống và thiết bị
ứng dụng trong chuyên ngành, cụ thể là hệ thống hầm sấy.
Với sự hướng dẫn của thầy Phan Thế Duy, đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án
này. Tuy nhiên, với vốn kiến thức còn hạn chế và nguồn tài liệu tham khảo chưa thật
sự đầy đủ, trong q trình tính tốn có sai số nên khơng tránh khỏi những sai sót. Vì
thế, chúng em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy để đồ án này hoàn chỉnh
tốt hơn.
Mục tiêu của đề tài
Thiết kế hệ thống sấy hầm theo năng suất phù hợp với đề tài được giao.
Hiểu rõ nguyên lí hoạt động, cấu tạo, chức năng của thiết bị sấy hầm.
Đặc điểm nguyên liệu và toàn bộ hệ thống sấy hầm.
Bố cục đồ án gồm có 6 chương chính:
Chương 1: Tổng quan về thiết bị sấy
Chương 2: Tổng quan về ngun liệu
Chương 3: Tính tốn cân bằng vật chất và tính tốn thiết bị chính
Chương 4: Tính cân bằng năng lượng
Chương 5: Tính và chọn thiết bị phụ trợ
Chương 6: Kết luận

xi


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY

1.1 Giới thiệu chung về phương pháp sấy và thiết bị sấy hầm
1.1.1 Phương pháp sấy:
a) Bản chất của sấy
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Mục đích của q trình
sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt.
Trong quá trình sấy nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường chung quanh. Sấy là q trình khơng
ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian.
b) Mục đích của q trình sấy
Chế biến: có thể dùng phương pháp sấy để sản xuất các mặt hàng ăn liền.
Vận chuyển: do khi ta tách bớt ẩm ra khỏi vật liệu thì khối lượng của nó giảm rất nhiều
nên quá trình vận chuyển đơn giản và giảm chi phí.
Kéo dài thời gian bảo quản: lượng nước tự do trong thực phẩm là môi trường cần thiết
cho vi sinh vật và enzyme hoạt động. Do đó sấy làm giảm lượng ẩm có trong vật liệu
nên kéo dài thời gian bảo quản, làm cho chất lượng sản phẩm sấy ít bị thay đổi trong
thời gian bảo quản với điều kiện bảo quản tốt
Q trình sấy là q trình làm khơ các vật liệu bằng phương pháp bay hơi nước. Như
vậy q trình sấy khơ một vật liệu diễn biến như sau: vật liệu được gia nhiệt để đưa
nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân với phân áp suất của hơi nước trên bề
mặt vật liệu. Vật liệu được cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm.
c) Phân loại:
 Phân loại các phương pháp sấy theo phương thức cung cấp nhiệt:
-

Phương pháp sấy đối lưu.

-

Phương pháp sấy bức xạ.

-

Phương pháp sấy tiếp xúc.

 Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần.
-

Phương pháp sấy thăng hoa.

xii


d) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:
Ảnh hưởng của nhiệt độ khơng khí: Trong các điều kiện khác nhau khơng đổi như độ
ẩm khơng khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ sấy.
Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm
cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự
chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài.Nhưng với nhiệt độ làm khô
quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì q trình làm khơ sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa,
hủy hoại nguyên liệu.Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì ngun liệu có những
biến đổi khác nhau. Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất
giá trị dinh dưỡngvà mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động khơng khí: Tốc độ chuyển động của khơng khí có
ảnh hưởng lớn đến q trình sấy, tốc độ gió q lớn hoặc q nhỏ đều khơng có lợi
cho q trình sấy. Vì tốc độ chuyển động của khơng khí q lớn khó giữ nhiệt lượng
trên ngun liệu để cân bằng q trình sấy, cịn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình
sấy chậm lại. Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến q trình làm khơ, khi hướng gió
song song với bề mặt ngun liệu thì tốc độ làm khơ rất nhanh. Ảnh hưởng của độ ẩm
tương đối của khơng khí. Độ ẩm tương đối của khơng khí cũng là nhân tố ảnh hưởng

quyết định đến q trình làm khơ, độ ẩm của khơng khí càng lớn thì q trình làm khơ
sẽ chậm lại.
Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến
quá trình sấy. Nguyên liệu càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu
nguyên liệu có kích thước q bé và q mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy
vỡ.
Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn
chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học củanguyên liệu như:
nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắc hay lỏng lẻo...
1.2 Thiết bị sấy hầm
Cũng như các loại hệ thống sấy khác, thì máy sấy hầm là một trong những hệ thống
sấy đối lưu phổ biến nhất. Nhưng khác với các hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm
có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục với năng suất lớn và phương pháp tổ chức trao đổi
nhiệt chỉ có thể đối lưu cưỡng bức, nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt.
Thiết bị truyền tải trong hệ thống sấy hầm có thể là băng tải hoặc gồm nhiều xe goong.
xiii


Nếu là băng tải trong hệ thống sấy hầm thì băng tải có dạng xích kim loại có nhiệm vụ
chứa và và vận chuyển vật liệu sấy, đồng thời cho tác nhân sấy đi qua băng tải để
xuyên qua vật liệu sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm.
Cấu tạo của hệ thống sấy hầm bao gồm ba phần chính: hầm sấy, calorifer và quạt.
Hầm sấy là hầm dài từ 10m đến 30m. Trong đó vật liệu sấy và tác nhân sấy thực hiện
quá trình trao đổi nhiệt ẩm. Các hệ thống sấy hầm có thể tổ chức cho tác nhân sấy và
vật liệu sấy đi cùng chiều hoặc là ngược chiều, hoặc zich zắc, hồi lưu hay không hồi
lưu tùy thuộc vào mục đích thiết kế.

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy hầm

Nguyên lí hoạt động: vật liệu sấy được đặt trên các giá của xe goong, xe goong được

đặt trên đường ray. Khơng khí được quạt thổi qua buồng đốt, tại đây buồng đốt được
gia nhiệt lên lên đến nhiệt độ sấy và vào dọc theo hầm sấy (cùng chiều hay ngược
chiều ). Vận tốc tác nhân sấy đi trong hầm thường từ 2- 5 (m/s).
Lý do nhóm chọn thiết bị sấy hầm vì có nhiều ưu điểm như: Cấu tạo và vận hành đơn
giản, hệ thống sấy hầm có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục với năng suất lớn. Cơng
suất có thể điều chỉnh linh hoạt theo u cầu sấy thực tế của doanh nghiệp.Sử dụng hơi
để tạo nguồn nhiệt cung cấp cho q trình sấy nên tính ổn định cao, chất lượng sản
phẩm sấy đảm bảo đồng đều và đạt u cầu. Cơng nghệ hồn tồn được nghiên cứu,
tích hợp và chế tạo trong nước nên chủ động trong sử dụng, phù hợp với điều kiện khí
hậu của Việt Nam.

xiv


CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1. Giới thiệu về nấm bào ngư:
Nguồn gốc nấm bào ngư:
Nấm bào ngư (danh pháp:Pleurotus ostreatus) là một loài nấm ăn được thuộc họ
Pleurotaceae. Nấm bào ngư cịn có tên là nấm sị, nấm hương trắng, nấm dai... và có 2
nhóm lớn: nhóm chịu nhiệt (20oC – 30oC) và nhóm chịu lạnh (15oC – 25oC).

Hình 2.2: Nấm bào ngư

Nó được trồng lần đầu ở Đức để ăn trong thế chiến 1 nhưng mãi cho đến năm 1970
nấm bào ngư mới được nuôi trồng đại trà khắp thế giới, tuy nhiên việc trồng được ghi
chép trong tài liệu đầu tiên là bởi Kaufert. Loài nấm này mọc trên các thân cây khô
hoặc suy yếu, thành những tai nấm xen kẽ nhau như hình bậc thang.Có 3 loại nấm bào
ngư chủ yếu:Nấm bào ngư trắng, nấm bào ngư xám, nấm bào ngư Nhật.
Thành phần:
Các loài nấm bào ngư pleurotus là nguồn thực phẩm bổ dưỡng quý giá với hàm lượng

protein cao tới 33 - 43% sinh khối khơ, thành phần acid amin phong phú, có đủ các
acid amin khơng thay thế, bên cạnh đó là các thành phần gluxid, vitamin, khoáng chất,
acid béo (chủ yếu là acid không no, acid hữu cơ)…
Theo Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng quốc gia để phát hành di sản chuẩn thuộc Bộ Nông
xv


nghiệp Hoa Kỳ USDA
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong nấm bào ngư

Thành phần dinh dưỡng trong 100g nấm bào ngư
Năng lượng
33 calo
Chất xơ
6%
Vitamin B1
10%
Vitamin B2
27%
Vitamin B3
31%
Vitamin B5
26%
Vitamin B6
8%
Vitamin D
7%
Vitamin kali
9%
Cu

27%
Kẽm
7%
Selen
5%
Cấu tạo:
Cơ quan sinh sản có cấu tạo đặc biệt gọi là tai nấm. Tai nấm chủ yếu gồm mũ và
cuống. Mũ thường có dạng nón hay phễu, với cuống dính ở giữa hay bên. Mặt dưới
mũ của nhóm này cấu tạo bởi các phiến mỏng xếp sát vào nhau như hình nan quạt. Ở
một số trường hợp, phiến cịn kéo dài từ mũ xuống cuống.Bào tử tập chung ở phía
dưới cấu trúc đặc biệt gọi là mũ nấm hay tai nấm. Mũ nấm thường có cuống nâng lên
cao để có thể nhờ gió đưa bào tử bay xa.Bào tử nảy mầm lại cho hệ sợi mới.
Đời sống của nấm ra 2 giai đoạn là: giai đoạn tăng trưởng (hay sinh dưỡng) là tản dinh
dưỡng, và giai đoạn quả thể (hay cơ quan sinh bào tử hữu tính của nấm, giai đoạn sinh
thực) là tản nấm sinh sản.
Lợi ích của nấm bào ngư:
Bào tử tập chung ở phía dưới cấu trúc đặc biệt gọi là mũ nấm hay tai nấm. Mũ nấm
thường có cuống nâng lên cao để có thể nhờ gió đưa bào tử bay xa.Bào tử nảy mầm lại
cho hệ sợi mới.

xvi


2.2. Quy trình sấy nấm
2.2.1. Sơ đồ quy trình

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống sấy nấm

2.2.2. Thuyết mình qui trình:
a) Nguyên liệu:

Nấm bào ngư được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào xe gòong. Các xe
gòong được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéo nên việc vận chuyển xe
gòong vào hầm sẽ thuận tiện và dể dàng hơn), đóng cửa hầm, tác nhân sấy được đưa
vào hầm và quá trình sấy bắt đầu.
Sau 4 giờ, mở cửa vào và cửa ra của hầm sấy dùng tời kéo kéo xe goòng ra khỏi hầm,
ta sấy xong 1 mẻ với năng suất kg nấm/mẻ, mỗi mẻ sấy trong 4 giờ.
e) Tác nhân sấy:
Khơng khí bên ngoài được đưa vào caloriphe nhờ quạt đẩy. Tại caloriphe khơng khí
được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết (caloriphe dùng chất tải nhiệt là (hơi
nước).Sau đó khơng khí được dẫn vào hầm sấy.
Nhiệt độ khơng khí tại đầu hầm sấy sao cho phù hợp với vật liệu đem sấy (phảinhỏ
hơn nhiệt độ cao nhất mà vật liệu có thể chịu được).Trong hầm sấy, khơng khí nóng đi
xun qua các lỗ lưới của khay đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vật liệu sấy.
Ẩm của vật liệu sẽ bốc hơi nhờ nhiệt của dịng khí nóng trên.Quạt hút được đặt cuối
xvii


hầm sấy để hút tác nhân sấy ra khỏi hầm và đưa vào cylone lắng bụi sau đó thảy ra
ngồi.
f) Yêu cầu:
Vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao.
Sản phẩm thu được:Màu sắc: trắng đều, khơng có đốm nâu đen trên bề mặt.
Độ ẩm: không quá 5%
Tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp
2.2.3. Phương pháp và chế độ sấy
Lựa chọn phương pháp sấy: Trong mỗi phương pháp sấy sẽ có nhiều phương thức
khác nhau. Ở đồ án sấy này phương pháp sấy được sử dụng là cấp nhiệt theo cách đối
lưu (tức là việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự
nhiên hay cưỡng bức), môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt.
Chọn chế độ sấy: bán liên tục

xviii


CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ THIẾT BỊ
CHÍNH
3.1. Tính cân bằng vật chất:
3.1.1. Thơng số ban đầu
Chọn các thông số ban đầu: địa điểm sấy tại TP Hồ Chí Minh
Tác nhân sấy: Tác nhận sấy là khơng khí nóng.
Với ngun liệu là nấm bào ngư đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm x 1 = 90% và yêu cầu
của sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là x 2= 6%. Năng suất sau sấy G2 = 75 kg nấm khô/h.
Thời gian sấy một mẻ là 4 giờ.
Các thông số ứng với các trạng thái trong quá trình sấy là:Theo giáo trình Kỹ thuật sấy
(NXB Giáo dục 2009) của tác giả Nguyễn Văn Phú thì nhóm em lựa chọn với t0 = 27oC
có độ ẩm tương đối φ 0= 83% (chọn theo điều kiện khí hậu tại TP.HCM), t1=70 oC vì đặc
tính của nấm chỉ phù hợp sấy trong khoảng 4 oC -70oC trong đó cần chú ý đến nhiệt độ
ra là t2= 36oC vì t2 khi ra khỏi hầm sấy phải đảm bảo đủ xa trạng thái khơng khí ẩm bão
hịa để tránh hiện tượng động sương trên bề mặt vật liệu khô sau khi đã sấy.
Bảng 3.2: Thông số ban đầu

Nhiệt độ sấy nấm bào ngư trước khi

t0= 27oC

vào hầm
Nhiệt độ nấm bào ngư vào hầm

t1 =70oC

Nhiệt độ nấm bào ngư ra khỏi hầm
Khối lượng riêng nấm

t2 =36oC
ρ=¿771(kg/m3)

Nhiệt dung riêng nấm

C=1,46(kJ/kgK)
x1 = 90% (khối lượng)
x2 = 6% (khối lượng)
Khơng khí nóng
τ = 4h/mẻ
300kg/mẻ

Độ ẩm ban đầu
Độ ẩm sau khi sấy
Tác nhân sấy
Thời gian sấy
Năng suất

3.1.2. Khối lượng nấm đưa vào đưa vào hầm sấy:
G1 = G2

100- x2
100-6
= = 75
= 705(kg/h)
100- x1
100-90

[7.1,P.78, 5]

xix


3.1.3. Khối lượng nguyên liệu cho 1 mẻ:
G 0 = G 1 . τ = 705 .4 = 2820(kg/mẻ)

[9.1, P.189, 3]

3.1.4. Lượng ẩm bốc hơi
W= G1 - G 2 = 705-75 = 630 (kg ẩm/h)

[CT 9.5,P.191, 6]

Trong đó:
G1 là khối lượng nguyên liệu trước khi sấy, kg/h
G2 là khối lượng nguyên liệu sau khi sấy, kg/h
W là lượng ẩm bốc hơi , kg ẩm/h
τ là thời gian sấy, (h/mẻ)
x2 là độ ẩm sau khi sấy (%)
x1 là độ ẩm sau khi sấy (%)

3.2. Tính tốn q trình sấy lý thuyết
Bắt đầu
Đọc t0, ,t1,t2, B
Pb
d= f(P,φ, Pb)
I)

ln d,I

Kết thúc

Bắt đầu
1.1. Hình 3.4: Lưu đồ thuật toán xác định I và d khi biết (t,φ )
Đọc t0, ,t1,t2, B
xx


d1=f(P,φ0,Pb0)
3.2.1. Trạng thái A: khơng khí trước khi vào calorife
Với to = 27℃ có độ ẩm tương đối φ 0 = 83%
Pb)(chọn theo điều kiện khí hậu tại TP.HCM)

{

P b = exp 12-

Áp suất hơi bão hòa:

0

4026,42
235,5 + t 0

}

[CT 2.31,P.30,6]

)

{

P b = exp 120

-

}
)

Hàm ẩm khơng khí

d 0 = 0,621.

4026,42
= 0,0355 bar = 27 (mmHg)
235,5+27

φ0 . Pb0
0,83.0,0355
= 0,621 .
= 0,019
ẩm/kgkkk)
ln gBCo(kg
,
P- P b0
1- 0,0355

[CT 7.3,P.98, 5]

(Với P là áp suất khí quyển)
-

Entanpi của khơng khí:
I 0 = 1,004t 0 + ( 2500 +1,842. t 0 ) . d0 =1,004.27+ (2500+1,842.27 ) .0,019
= 75,44 ( kJ/ kgkkk )

-

Kết thúc

[CT 2.25,P.29,6]

Áp suất hơi riêng phần của khơng khí:
Hình 3.2: Lưu đồ xác định quá trình sấy lý thuyết
P0 = φ0 Pb0 = 0,83.0,0355 = 0,0291 (bar) =22,12 (mmHg)

3.2.2. Trạng thái B: khơng khí sau khi qua calorife, trước khi vào hầm sấy
Chọn nhiệt độ tác nhân sấy trước khi vào hầm sấy t 1 = 70℃, d 0 = d 1 = 0,019 (kg
ẩm/kgkkk)
Thay vào:

{

P b =exp 121

4026,42
4026,42
=exp 12=0,307 ( bar ) = 233,6(mmHg)

235,5 + t 1
235,5 + 70

} {

}

[CT 2.31,P.30, 6]
Độ ẩm tương đối :
φ1 =

d1 . p
0,019
=
=9,6 %
Pb .(0, 621+ d1 ) 0,307.(0,621+0,019)
1

-

Entanpi của khơng khí:

I 1 =1,004 t 1 + ( 2500+ 1,842. t 1 ) . d1 =1,004.70+ ( 2500 +1,842.70 ) .0,019

[CT 2.25,P.29,6]

= 119,95(kJ/kgkkk)

xxi