ĐỒ án kỹ thuật thực phẩm

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN













TP. HCM, Tháng 05 năm 2014
GVHD
Th.S ĐÀO THANH KHÊ

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 1
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê

TP. HCM, Tháng 05 năm 2014
GVPB


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án kỹ thuật thực phẩm này em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Thầy Th.S Đào Thanh Khê đã hướng dẫn tận tình và truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quý báu giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án kỹ thuật thực phẩm này.
Chúng em cũng xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Công Nghiệp Thực
Phẩm TP.HCM, Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, quý Thầy Cô bộ môn
Công Nghệ Thực Phẩm đã giảng dạy, hướng dẫn để chúng em có được nền kiến thức như
ngày hôm nay.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 2
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
TP. HCM, Tháng 05 năm 2014
NHÓM 02ĐHLTP4
TÓM TẮT SƠ LƯỢC NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Bắp là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa gạo. Ở
các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi, người ta sử dụng bắp làm lương thực
chính cho người với phương thức rất đa dạng theo vùng địa lí và tập quán từng nơi.
Việt Nam nằm trong vùng sinh thái nhiệt đới thấp; cây bắp đã được đưa vào sản
xuất cách đây 300 năm. Cây bắp có vị trí rất quan trọng trong cơ cấu cây lương thực ở
các tỉnh trung du miền núi, do ở đây nhiều dân tộc đã sử dụng bắp như một loại lương
thực chính, diện tích trồng bắp ở Việt Nam chiếm vị trí thứ hai chỉ sau cây lúa nước.
Những năm gần đây, nhờ có các chính sách khuyến khích của Nhà nước và nhiều tiến bộ

Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 3
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
kĩ thuật, đặc biệt là về giống, cây bắp đã có những những tăng trưởng đáng kể về diện
tích, năng suất và sản lượng.
Ở Việt Nam, bắp là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay: 70% chất tinh
trong thức ăn tổng hợp của gia súc là từ bắp ; bắp còn là thức ăn xanh và ủ chua lí tưởng
cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa. Gần đây cây bắp còn là cây thực phẩm; người ta dùng
bắp bao tử làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao; bắp nếp, bắp
đường ( bắp ngọt) được dùng làm quả ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực
phẩm xuất khẩu. Bắp còn là nguyên liệu của ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm
và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucôzơ, bánh kẹo… Trong y
dược bắp được dùng để trị áp huyết, râu bắp được dùng để làm thuốc.
Cùng với tấm quan trọng của của cây bắp, thì kỹ thuật thực phẩm không kém phần
quan trọng trong đó sấy là một trong các công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu
hoạch. Thực tế cho thấy nếu phơi khô hoặc sấy không kịp nông sản có thể bị mất mát do
ẩm mốc và biến chất (chiếm 10 – 20%, đối với một vài loại có thể lên đến 40 – 50%).
Ngoài ra sấy còn là một trong những quá trình công nghệ quan trọng trong chế biến nông
sản thành thương phẩm.
Trong quá trình sấy người ta có thể sử dụng nhiều phương thức sấy khác nhau. Ở
đồ án này chúng em xin trình bày phương pháp sấy khô bắp bằng hệ thống sấy thùng
quay với tác nhân sấy là không khí.
Phương pháp sấy thùng quay với tác nhân sấy không khí là phương pháp sấy khá
phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất.
Được thầy giáo Đào Thanh Khê giao nhiệm vụ “Tính toán và thiết kế máy sấy
thùng quay dùng để sấy bắp hạt, năng suất 600kg bắp khô/h”. Dựa trên những kiến thức
đã học cùng với sự hướng dẫn của Thầy chúng em đã hoàn thành đồ án của mình.
¬ Mục tiêu của đề tài
 Tìm hiểu rõ về nguyên liệu, phương pháp sấy đối lưu thùng quay
Mai Thị Hồng Thu

Nguyễn Thị Hồng Thu Page 4
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
 Tính cân bằng vật chất nguyên liệu, nhiệt lượng được dùng cho 1giờ.
¬ Nội dung nghiên cứu chính
 Xác định nguyên liệu bắp, phương pháp sấy đối lưu thùng quay ( tác nhân sấy là
không khí) .
 Tính cân bằng vật chất nguyên liệu, nhiệt lượng được dùng cho 1giờ.
 Thiết kế máy sấy thùng quay dùng để sấy bắp hạt, năng suất 600kg bắp khô/h.
¬ Sau một thời gian khảo sát cho thấy:
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I. .GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU BẮP
Bắp là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, trên thế giới cây ngô
đứng thứ ba về diện tích, thứ hai về sản lượng và đứng thứ nhất về năng suất.
Bắp đươc đưa vào Việt Nam khoảng 300 năm trước. Mặc dù là cây lương thực thứ
hai sau lúa, song do truyền thống lúa nước, cây bắp không được chú trọng nên chưa phát
huy được tièm năng của nó ở Việt Nam. Những năm gần đây, nhờ những chính sách
khuyến nông và nhiều tiến bộ kỹ thuật, cây bắp đã có những bước tiến về năng suất , diện
tích và sản lượng.
Diện tích trồng bắp hàng năm của thế giới hiện nay khoảng 129 triệu ha, năng suât
bình quân khoảng 3.8 triệu tấn/ha, tổng sản lượng bắp trên 525 triệu tấn. Hầu như 100%
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 5
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
diện tích bắp của các nước tiên tiến đều được trồng bằng các giống bắp lai nên đạt năng
suất bình quân từ 7 – 9.4 triệu tấn.
Diện tích bắp của Việt Nam tăng dần từ 119.000 ha (1939) lên 392.000 ha (1985) và
khoảng 730.000 ha (1998).
Năng suất bắp của nước ta trong thời gian qua cũng tăng nhanh, đến năm 1998 đã
đạt được 26.7 tạ/ ha.
Bắp làm lương thực cho con người: bắp là cây lương thực nuôi sống 1/3 dân số thế

giới. Toàn thế giới sử dụng 21% sản lượng ngô làm lương thực. Chất dinh dưỡng trong
ngô phong phú hơn lúa mì và gạo.
Thành phần hoá học của hạt ngô được cho trong bảng sau:
Thành phần hoá học
( % khối lượng )
Ngô nếp Ngô đá vàng
Nước 14.67 13.65
Chất đạm 9.19 9.17
Chất béo 5.18 5.14
Tinh bột 65.34 67.02
Xơ 3.25 3.61
Chất khoáng 1.32 1.32
Sinh tố 0.08 0.05
Các chất khác 0.40 0.33
Bắp làm thức ăn cho gia súc: đây là cây thức ăn gia súc quan trọng nhất hiện nay.
Hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ bắp. Ngoái cung cấp chất tinh, cây
bắp còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò sữa.
Bắp làm thực phẩm: người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp. Bắp rau được
ưa chuộng vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao. Các loại bắp nếp, bắp đường
dùng để ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu.
Bắp cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp: ngoài cung cấp nguyên liệu chính cho
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 6
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
các nhà máy thức ăn gia súc tổng họp, bắp còn là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất
rượu cồn, tinh bột, dầu, glucoza, bánh kẹo,
Bắp còn là nguồn hàng xuất khẩu: trên thế giới hàng năm lượng bắp xuất khẩu
khoảng 70 triệu tấn. Đó là nguồn lợi lớn của các nước xuất khẩu.
Các cơ quan sinh dưỡng của bắp gồm: rễ, thân, lá, làm nhiệm vụ duy trì đời sống
của cây bắp. Phôi và hạt là khởi thuỷ của cây mầm.

Các cơ quan sinh sản đực (bông cờ) và cái (mầm bắp) khác biệt nhau nhưng nằm
trên cùng một cây, bắp giao phấn chéo nhờ gió và côn trùng.
Khi thu hoạch, con người chỉ sử dụng hạt ngô làm thực phẩm, hạt ngô thuộc loại
quả dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aleron, phôi và 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 màu vàng tuỳ thuộc vào giống.
- Lớp aleron (6 – 8 %) nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ và phôi.
- Nội nhũ (70 – 85 %) là bộ phận chính chứa đầy các chất dinh dưỡng để nuôi
phôi. Nội nhũ chứa 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 ngô.
- Phôi (8 – 15 %) bao gồm lá mầm, trụ dưới lá mầm và chồi mầm. Phôi ngô chiếm
gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh phôi có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển nước
vào phôi và ngược lại thuận lợi.
II. BẢN CHẤT VÀ MỤC ĐÍCH SẤY
Sấy là quá trình dụng năng lượng làm bay hơi nước có trong nguyên liệu, dựa trên sự
khuếch tán ẩm do sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần trên bề mặt vật liệu.
Mục đích sấy:
Chế biến trong công nghệ sản xuất thực phẩm khô.
Bảo quản sấy làm giảm nước tự do trong vật liệu hạn chế vi sinh vật phát triển, hạn chế
quá trình thuỷ phân nên quá trình sấy dùng nhiều đặc biệt trong công nghệ sau thu hoạch.
Nâng cao chất lượng sản phẩm, sản phẩm sau sấy hàm lượng nước thấp, chất khô cao.
Chuẩn bị cho quá trình tiếp theo.
Có 2 phương pháp sấy bằng nhiệt: sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên và sử dụng nguồn
năng lượng nhân tạo.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 7
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
 Sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên ( phơi nắng).
Là phương pháp sự dụng năng lượng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt, tức là phớp nắng.
Ưu điểm:

Là phương pháp không tốn kém chí phí, đơn giản, không cần thiết bị.
Nhược điểm
Không chủ đông và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn.
Tốn nhiều nhân công và không cơ giới hoá.
Dễ bị lẫn tạp chất như cát, bụi bẩn, dễ bị ẩm khi mưa.
 Sử dụng nguồn năng lượng nhân tạo (sấy).
Sấy khô nhân tạo là phương pháp sấy nhờ có tác nhân sấy đốt nóng khói lò hoặc không
khí nóng.
Ưu điểm:
Năng suất lớn.
Dễ cơ giới hoá, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn.
Không bị lẫn tạp chất.
Nhược điểm:
Vận hành phức tạp.
Là phương pháp tốn kém chí phí như năng lượng, thiết bị đắt tiền.
 Các phương pháp sấy nhân tạo:
Sấy tĩnh học
Sấy liên tục
Sấy bằng đối lưu dòng khí: phương pháp này dùng không khí nóng hoặc hỗn hợp không
khí nóng với khói lò để làm khô sản phẩm.
Sấy trực tiếp: sản phẩm ẩm tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy đã đốt nóng. Khi sấy như
vậy sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với luồng không khí. Không khí này khi hút ẩm và cấp
nhiệt được đẩy ra ngoài nhờ hệ thống quạt.
Sấy tiếp xúc
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 8
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Sấy bức xạ
Sấy trong trường hợp có dòng cao tần.
Sấy thăng hoa.

III. THIẾT BỊ SẤY
3.1. Phân loại thiết bị sấy:
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy khác nhau nên có nhiều kiểu thiết bị
sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:
 Dựa vào tác nhân sấy:
− Sấy bằng không khí hay khói lò
− 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 cung cấp nhiệt cho quá 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, tủ sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng
sôi, sấy phun
 Dựa vào phương pháp làm việc:
− Máy sấy liên tục : sản phẩm cứ đi vào một đầu và đi ra đầu bên kia liên tục
không ngừng nên giảm được thời gian sấy.
− Máy sấy gián đoạn : sản phẩm vào lò sấy khi có thời gian gián đoạn. Căn cứ
vào hướng chuyển động của vật liệu và không khí nóng.
 Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy:
− Máy sấy xuôi chiều: sản phẩm sấy chuyển động cùng chiều với luồng không
khí nóng.
− Máy sấy ngược chiều: sản phẩm sấy chuyển động ngược chiều với luồng
không khí nóng.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 9
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê

− Máy sấy chéo nhau: sản phẩm sấy và luồng không khí chuyển động chéo
nhau.
3.2. Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy:
- Yêu cầu thiết bị sấy là phải làm việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể điều chỉnh
được vật tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm
của tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng và dễ sử dụng.
- Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết sau:
+ Loại vật liệu cần sấy (rắn, nhão, lỏng), năng suất, độ ẩm đầu và cuối của vật
liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy.
+ Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ quy trình sản xuất, chọn kiểu
thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu, và điều kiện sản xuất.
Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị:
+ Tính cân bằng nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần
thiết.
+ Đối với các thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển cần phải tính độ bền.
Sau khi tính xong những vấn đề trên ta bắt đầu chọn và tính các thiết bị phụ
của hệ thống: Bộ cung cấp nhiệt (lò đốt, calorifer), bộ phận vận chuyển, bộ
phận thu hồi bụi (nếu có), quạt, công suất tiêu thụ để chọn động cơ điện.
3.3. Lựa chọn thiết bị sấy:
Thiết bị sấy làm việc gián đoạn có nhược điểm là năng suất thấp, cồng kềnh thao
tác nặng nhọc nếu không có thiết bị vận chuyển, nhiều khi không đam bảo chất lượng sản
phẩm. Thiết bị sấy làm việc gián đoạn thường được ứng dụng khi năng suất nhỏ, sấy các
loại sản phẩm hình dạng khác nhau.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 10
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Thiết bị sấy liên tục cho chất lượng sản phẩm tốt hơn, thao tác nhẹ nhàng hơn.
Yếu tố quan trọng để lựa chọn thiết bị sấy liên tục là tính chất của vật liệu sấy. Để sấy vật
liệu dạng hạt, tơi, người ta sử dụng loại thổi khí, tầng sôi, hầm và sấy thùng quay.
Sấy thùng quay là một thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt. Đây là loại thiết bị

sấy quan trọng được sử dụng rộng rãi trong cộng nghiệp hóa chất, thực phẩm để sấy một
số loại hóa chất, phân đạm, ngũ cốc, bột đường nói chung là các loại vật liệu rời có khả
năng kết dính. Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy có thể là không khí
hoặc khói lò.
Thiết bị gồm một thùng hình trụ, đặt hơi dốc so với mặt nằm ngang từ 1/15Error:
Reference source not found1/50, có hai vành đai khi thùng quay thì trượt trên các con lăn
tựa. Khoảng cách giữa các con lăn tựa này có thể điều chỉnh được để thay thế góc
nghiêng của thùng. Thùng quay được nhờ bánh răng truyền động nối với bộ phận dẫn
động từ động cơ.
Vật liệu ướt vào thùng ở đầu cao và được đảo trộn, di chuyển trong thùng nhờ
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 11
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
những cánh đảo do đó vật liệu tiếp xúc với không khí sấy tốt hơn. Vận tốc chuyển động
của tác nhân sấy trong thùng khoảng 2Error: Reference source not found3m/s, còn thùng
quay với tốc độ 1Error: Reference source not found8 vòng/phút. Vật liệu khô được tháo
ra ở các đầu thấp của thùng. Khí thải được dẫn qua cylon để thu hồi các hạt vật liệu rắn bị
dòng khí lôi cuốn theo.
Ưu nhược điểm của máy sấy thùng quay
Ưu điểm:
- Qúa trình sấy đều đặn và mãnh liệt, tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt.
- Cường độ làm việc tính theo lượng ẩm khá cao, có thể tới 100kg/m
3
h.
- Thiết bị cấu tạo gọn, chiếm mặt bằng nhỏ.
Nhược điểm : Vật liệu dễ bị vỡ vụn.
- Thiết bị gây nhiều tiếng ồn.
IV. TÁC NHÂN SẤY
4.1. Các loại tác nhân sấy:
- Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật sấy.

Trong quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn luôn được bổ sung ẩm thoát ra
từ vật sấy. Nếu lượng ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối của
buồng sấy tăng lên, đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật sấy và
môi trường trong buồng sấy và quá trình thoát ẩm từ vật sấy sẽ ngừng lại. Do
vậy, cùng với việc cung cấp nhiệt cho vật để hoá hơi ẩm lỏng, đồng thời phải tải
ẩm đã thoát ra khỏi vật ra khỏi buồng sấy. Người ta sử dụng tác nhân sấy làm
nhiệm vụ này.
- Các tác nhân sấy thường là các chất khí như các loại dầu, một số loại muối nóng
chảy… Trong đa số quá trình sấy, tác nhân sấy còn làm nhiệm vụ gia nhiệt cho
vật liệu sấy, vừa làm nhiệm vụ tải ẩm.Ở một số quá trình như sấy bức xạ, tác
nhân sấy còn có nhiệm vụ bảo vệ sản phẩm sấy khỏi bị quá nhiệt. Sau đây chúng
ta sẽ nghiên cứu tác nhân sấy thông dụng trong quá trình sấy bắp này là không
khí.
- Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, không gây độc hại và
không gây bẩn sản phẩm sấy. Không khí là loại hỗn hợp của nhiều chất khí khác
nhau. Thành phần của không khí bao gồm các chất chủ yếu là N2, O2, hơi nước,
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 12
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
ngoài ra còn có một số chất khí khác nhau như: CO2, khí trơ, H2, O3 Không
khí là một khí thực, nhưng thực tế không khí sử dụng để sấy thường ở áp suất
thấp (áp suất khí quyển) và nhiệt độ không cao (từ hàng chục độ đến dưới vài
trăm độ). Vì vậy khi sử dụng có thể coi không khí là khí lý tưởng, mặc dù trong
không khí có chứa hơi nước, nhưng áp suất riêng phần của nó không lớn. Trong
các điều kiện như trên, khi coi không khí là khí lý tưởng thì sai số gặp phải là
chấp nhận được (<3%). Không khí có chứa hơi nước là không khí ẩm, khi
nghiên cứu không khí ẩm, người ta coi nó là hỗn hợp khí lý tưởng 2 thành phần:
Không khí khô và hơi nước. Ở đây không khí khô được coi như thành phần cố
định như một chất khí lý tưởng (M=2 và số nguyên tử khí trong phân tử là 2),
thành phần thứ 2: hơi nước là thành phần luôn thay đổi trong không khí ẩm.

- Khói lò: Sử dụng làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùng calorifer phạm
vi nhiệt độ rộng nhưng dùng khói lò có nhược điểm là có thể ô nhiễm sản phẩm
do bụi và các chất có hại như CO
2
, SO
2
.
- Hỗn hợp không khí hơi và nước: Tác nhân sấy loại dùng khi cần có độ ẩm tương
đối cao.
- Hơi quá nhiệt: Dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và sản
phẩm sấy là chất dễ cháy nổ.
4.2. Nhiệm vụ của tác nhân sấy:
Tác nhân sấy có nhiệm vụ:
- Gia nhiệt cho vật sấy
- Tái ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường
- Bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm khi quá nhiệt.
Tuỳ theo phương pháp sấy, tác nhân sấy có thể thực hiện một hoặc hai trong ba
nhiệm vụ nói trên.
- Khi sấy đối lưu, tác nhân sấy làm hai nhiệm vụ gia nhiệt và tải ẩm.
- Khi sấy bức xạ, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm và bảo vệ vật sấy.
- Khi sấy tiếp xúc tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm.
- Khi sấy bằng điện trường tần số cao, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm.
- Khi sấy chân không chỉ có thể cấp nhiệt bằng bức xạ hay dẫn nhiệt hoặc kết
hợp cả hai cách cấp nhiệt này. Việc dùng bơm chân không hay kết hợp bơm
chân không và thiết bị ngưng kết ẩm (sấy thăng hoa), vì vậy phương pháp sấy
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 13
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
chân không không cần tác nhân sấy.
V. Chế độ sấy:

5.1. Khái niệm và định nghĩa:
- Chế độ sấy là một tập hợp các tác động nhiệt của môi chất sấy đến vật liệu sấy
nhằm đảm bảo chất lượng và thời gian sấy nhất định theo yêu cầu.
- Chế độ sấy thể hiện dưới dạng các thông số sau: nhiệt độ tác nhân sấy, hiệu
nhiệt độ khô ướt
5.2. Các thông số xác định chế độ sấy:
- Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy có
nghĩa là ảnh hưởng quyết định đến thời gian sấy. Nhiệt độ t
1
cũng ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm sấy. Một số sản phẩm sấy không cho phép sấy ở nhiệt
độ cao vì vậy nó không cho phép nhiệt tác nhân sấy vượt quá giá trị nhất định.
Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị càng cao, tốc độ sấy càng lớn dẫn đến thời
gian sấy giảm và giảm tiêu hao năng lượng. Tuy vậy nhiệt độ tác nhân sấy
càng cao thì tổn thất nhiệt vào môi trường càng lớn dẫn đến tăng tiêu hao năng
lượng.
- Vì vậy cần xác định giá trị t
1
tối ưu theo hàm mục tiêu là tiêu hao năng lượng.
- Trị số t, tối ưu theo tiêu chí này là khá lớn vì vậy khi sấy các vật liệu nhạy cảm
nhiệt (chất lượng sản phẩm giảm khi nhiệt độ tăng) thì nhiệt độ tác nhân sấy t
1
xác định theo điều kiện chất lượng sản phẩm.
- Ví dụ khi sấy các vật liệu dạng tinh bột nhiệt độ nhiệt độ tác nhân sấy t
1
thường
nhỏ hơn nhiệt độ hồ hoá(khoảng 60°C).
- Độ ẩm tương đối của không khí vào thiết bị φ
- Độ chênh lệch nhiệt độ khô ướt của môi chất vào thiết bị t
1

tạo nên thế sấy, nó
là động lực cho ẩm thoát ra từ vật ẩm vào môi trường. Thế sấy càng lớn thì tốc
độ thoát ẩm càng lớn. Tuy nhiên khi tốc độ thoát ẩm lớn sẽ dẫn đến vật sấy
biến dạng (vênh, nứt) vì vậy ta chọn t
1
thích hợp với từng loại sản phẩm và
từng giai đoạn của quá trình sấy.
- Nhiệt độ môi chất sấy ra khỏi thiết bị t
2
. Nhiệt độ càng lớn thì tổn thất do khí
thoát càng cao. Vì vậy theo mục tiêu tiết kiệm năng lượng thì nhiệt độ t
2
càng
nhỏ càng tốt. Tuy nhiên khi chọn t
2
phải bảo đảm Δt
2
= t
2
– t
1
để duy trì quá
trình truyền nhiệt từ môi chất sấy đến vật liệu sấy càng lớn dẫn tới tốc độ bay
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 14
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
hơi ẩm lớn, thời gian sấy giảm, tiêu hao nhiệt cao cho quá trình sấy giảm.
Đồng thời t
2
lớn sẽ dẫn tới tổn thất nhiệt do khí thoát ra và tăng tổn thất nhiệt

vào môi trường do truyền nhiệt qua thiết bị, vì vậy cần chọn Δt
2
tối ưu. Trị số
này thường chọn theo kinh nghiệm từ 10 - 15°C.
- Độ ẩm môi chất sấy ra khỏi thùng sấy
o Thông số này cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy, chọn φ
2
càng lớn thì
tiêu hao riêng không khí càng nhỏ. Tuy vậy, việc tăng φ
2
bị hạn chế bởi
độ ẩm cân bằng vật liệu tương ứng với trạng thái không khí ẩm ra khỏi
buồng sấy (t
2
,φ
2
). Khi φ
2
tăng đến giá trị nhất định φ
2k
thì độ ẩm của vật
liệu sấy ω = ω
cb
lúc này giữa vật liệu và môi chất sấy đạt đến cân bằng,
ẩm trong vật liệu không thoát ra được thậm chí nếu tăng φ
2
giá trị số φ
2k
sẽ xảy ra hiện tượng vật liệu hút ẩm từ môi chất sấy, trường hợp này có
thể xảy ra khi sấy hầm cùng chiều.

o Trị số φ
2
thường chọn nhỏ hơn trị số giới hạn φ
2k
từ 5 – 10%. Trị số φ
2
tối ưu thay đổi tuỳ thuộc vào nhiệt độ t
2
. Với nhiệt độ t
2
= 40 ÷ 60°C,
mỗi giai đoạn sấy thường chọn chế độ sấy khác nhau.
- Tốc độ tác nhân sấy:
o Tốc độ tác nhân sấy ảnh hưởng đáng kể đến sự thoát ẩm của vật liệu
sấy, tốc độ tác nhân sấy càng lớn sự thoát ẩm càng tốt. Tuy nhiên, tốc
độ tác nhân sấy càng lớn dẫn đến tăng tổn thất áp suất trong quá trình
lưu động của môi chất sấy trong hệ thống làm tăng năng lượng của quạt
gió. Vì vậy cần chọn tốc độ thích hợp.
5.3. Chọn chế độ sấy
Việc chọn chế độ sấy thường căn cứ vào hai tiêu chí: Một là sự làm việc của
thiết bị và hai là căn cứ vào vật liệu sấy.
- Căn cứ vào sự làm việc của thiết bị:
o Các thiết bị sấy liên tục như: sấy hầm, sấy khí động, sấy tầng sôi, sấy
phun các giai đoạn của quá trình sấy phân bố ổn định trên thiết bị theo
chiều chuyển động của vật liệu (ví dụ thiết bị sấy hầm, các giai đoạn sấy
phân bổ theo chiều dài hầm). Ở các thiết bị sấy này, chế độ sấy được
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 15
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
chọn cho cả hai thiết bị không phụ thuộc vào thời gian, cụ thể là chọn

trạng thái môi chất t
1,
φ
1
. Ngoài ra việc chọn chế độ sấy còn căn cứ vào
thiết bị làm việc cùng chiều hay ngược chiều.
o Thiết bị làm việc theo chu kỳ:
Ở các thiết bị sấy làm việc chu kỳ, các giai đoạn của quá trình sấy phân
bố theo thời gian sấy, vì vậy ở mỗi giai đoạn sấy cần chọn chế độ sấy
thích hợp.
- Căn cứ vào vật liệu sấy:
o Các vật liệu sấy không cho phép cong, vênh, dễ nứt như gỗ, đồ gốm,
men sứ…Khi chọn chế độ sấy cần cả hai thông số nhiệt độ và độ ẩm
tương đối
o Các vật liệu sấy không sợ nứt, cong vênh như rau quả, thực phẩm, thức
ăn gia súc, khoai sắn thái lát Khi chọn chế độ sấy chỉ cần chọn nhiêt độ
vào thiết bị t
1
, còn nhiệt độ ra khỏi thiết bị t
2
và độ ẩm tương đối φ
2
,
chọn theo các tiêu chí riêng.
 Nguyên lý sấy bằng không khí nóng
Sấy bằng không khí nóng căn cứ vào sự trao đổi nhiệt và độ ẩm giữa không khí và sản
phẩm. Nhiệt trong không khí dùng để:
Đưa sản phẩm như hạt từ nhiệt độ khởi điểm đến bốc hơi.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 16

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Cung cấp nhiệt độ cần thiết cho sự bốc hơi nước của sản phẩm.
Trong buồng sấy không khí khô: không khí đi qua lớp sản phẩm, tiếp xúc với hạt. Không
khí sẽ mang theo độ ẩm bằng hàm lượng nước cân bằng với độ ẩm ban đầu.
Sản phẩm khô dần và lớp được tiếp xúc với không khí sẽ khô hơn chỗ không khí ra. Sấy
dựng lại khi có cân bằng không khí và sản phẩm.
Các giai đoạn sấy:
Giai đoạn 1 làm (đun) nóng vật liệu: trong giai đoạn này lượng ẩm tách ra không đáng kể,
độ ẩm giảm đi không nhiều.
Giai đoạn này xảy ra nhanh với khoảng thời gian ngắn không đáng kể. Toàn nhiệt do
dòng tác nhân cấp dùng để làm nóng vậy liệu từ nhiệt độ đầu lên nhiệt bầu ướt.
Giai đoạn khuếch tán độ ẩm ( giai đoạn đẳng tốc): trong giai đoạn này, tốc độ khuếch tán
ẩm từ trong lòng vật liệu ra bệ mặt lớn hơn tốc độ bốc hơi ẩm từ bề mặt vật liệu, nên bề
mặt luôn báo hoà.
Toàn bộ năng lương cung cấp để bóc hơi ẩm bề mặt ( ẩm tự do) và bề mặt bốc hơi là bề
mặt ngoài của vật liệu không đổi. Nhiệt độ bề mật vật liệu và tốc độ sấy, và độ ẩm vật
liệu giảm nhanh.
Giai đoạn giảm tốc: do đã bốc hơi hết ẩm bề mặt chỉ còn ẩm liên kết, nên bề mặt bốc hơi
bị co hẹp lại dần đi sâu vào bề trong vật liệu. Tốc độ khuếch tán ẩm trong vật liệu chậm
làm giảm tốc độ chung.
Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ nhiệt độ bầu ướt đến nhiệt độ dòng tác nhân, trong vật
liệu xuất hiện 3 vùng: ẩm, bốc hơi và khô.
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
6.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 17
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
6.2. Thuyết minh quy trình
Vật liệu sấy là bắp hạt sau khi được rửa sạch, tuốt ra khỏi cùi, được cho vào
buồng chứa, sau đó được nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống băng tải, bắp hạt

khi vào thùng sấy có độ ẩm 30%, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy, với độ
chứ đầy là 15%.
Thùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng 1,5
0
so với mặt phẳng ngang trên hệ
thống con lăn đỡ và con lăn chặn. Tốc độ quay của thùng là 1 vòng/phút. Chuyển
động quay của thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ sang hộp
giảm tốc đến bánh răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có gắn các cánh đảo để
nâng và đảo trộn vật liệu, mục đích là làm tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu và
tác nhân sấy, tăng bề mặt trao đổi nhiệt giúp đẩy nhanh quá trình sấy, giúp quá
trình sấy diễn ra triệt để hơn.
Khi thùng quay, hạt được nâng lên cao tới góc rơi rồi được đổ xuống, trong
lúc đó tác nhân sấy được thổi qua thùng sấy nhờ hệ thống quạt đẩy đặt ở trước
thiết bị và quạt hút đặt ở cuối thiết bị, trao đổi nhiệt và làm khô hạt, vân tốc di
chuyển của dòng tác nhân sấy là 2m/s.
Nhờ có một góc nghiêng mà hạt sẽ được vận chuyển dần ra phía tháo liệu.
Thời gian lưu của vật liệu phải bằng hoặc lớn hơn thời gian sấy vật liệu. Kết thúc
quá trình sấy, bắp có độ ẩm12%, được vận chuyển ra ngoài bằng hệ thống băng
tải, đưa vào silo chứa. Không khí nóng được đưa qua cylon để lắng bớt bụi và tách
các hạt vật liệu rắn lẫn trong không khí rồi thải ra ngoài để tránh ô nhiễm môi
trường.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 18
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY
 Vật liệu sấy là bắp hạt có các thông số cơ bản như sau:
- Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: ω
1
= 30% = 0,3
- Độ ẩm cuối của vật liệu sấy: ω

2
= 12% = 0,12
- Khối lượng riêng của hạt vật liệu: ρ
v
= 1000Error: Reference source not
found1300 (kg/m
3
)
→ Chọn ρ
v
= 1250(kg/m
3
)
- Khối lượng riêng của khối hạt: ρ
k
= 600Error: Reference source not found850
(kg/m
3
)
→ Chọn ρ
k
= 850(kg/m
3
)
- Đường kính trung bình của bắp hạt: d
td
= 7,5mm
- Năng suất sản phẩm: G
2
= 400 (kg/h)

- Cường độ ẩm bay hơi: A = 32 (kg/m
3
.h)
- Hệ số điền đầy:β = 10%Error: Reference source not found25%
→ Chọn β = 15% = 0,15
I. Tính cân bằng vật chất cho quá trình sấy:
- G
1
, G
2
: khối lượng vật liệu vào và ra khỏi thiết bị sấy (kg/h).
- ω
1
, ω
2
: dộ ẩm tương đối của vật liệu sấy ở đầu vào và đầu ra của thiết bị.
- W: khối lượng ẩm bốc hơi trong một giờ (kg/h).
- G
k
: khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg/h).
Trong quá trình sấy ta xem như không có tổn thất vật liệu sấy, do đó đại lượng vật
liệu khô tuyệt đối xem như không đổi trong quá trình sấy.
• Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối là:
• Khối lượng vật liệu nhập vào thiết bị sấy:
• Lượng
ẩm
tách ra khỏi vật liệu trong suốt quá trình sấy:
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 19
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê

II. Tính lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy:
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 20
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Trạng thái không khí ngoài trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng
cặp thông số (t
0
, φ
0
).
Ta có: AError: Reference source not found
Ta hạ một đường thẳng song song với đường nhiệt độ trên đồ thị H-d của không
khí ẩm, sao cho đường thẳng này cắt nhau với đường độ ẩm tương đối φ tại điểm A. Từ
điểm A, hạ một đường song song với đường độ ẩm tuyệt đối Error: Reference source not
found, ta sẽ xác định được Error: Reference source not found, hạ đường song song với
đường H, ta cũng sẽ xác định được H
0
.
Không khí
được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (Error: Reference source not
found đến trạng thái B (Error: Reference source not found. Tương tự điểm A, ta có thể
xác định được H
1
= 33kcal/kgKKK = 138,164 (kg/kgKKK).
Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy
(H
1
=H
2
). Trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C (t

2
, φ
2
). Tương tự, ta cũng xác
định được các thông số của trạng thái C. Entanpi H
1
=H
2
=138,164 (kg/kgKKK), φ
2
=
70%, t
2
= 42
0
C, Error: Reference source not found = 0,0126 kg/kgKKK.
Trong suốt quá trình sấy xem như không có tổn thất không khí khô. Gọi L là
lượng không khí khô tuyệt đối đi qua thiết bị sấy (kg/h), khi quá trình làm việc ổn định,
lượng không khí này đi vào thùng sấy mang theo lượng ẩm là LError: Reference source
not found. Sau quá trình sấy lượng không khí này nhận thêm lượng ẩm bốc hơi là W. Và
lượng ẩm trong dòng khí ra khỏi phòng sấy là Error: Reference source not found, ta có
phương trình cân bằng ẩm cho dòng khí:
Vậy lượng không khí khô tuyệt đối qua thiết bị sấy là:
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 21
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Lượng
không khí tiêu hao riêng:
III.
Tính cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy:

3.1. Sấy lý thuyết:
Trong quá trình sấy lý thuyết thì nhiệt bổ sung bằng nhiệt tổn thất:
Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
3.2. Sấy thực tế:
Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy là 10%:
Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực tế là:
IV. Tính toán thiết bị chính:
4.1. Tính kích thước thùng quay:
- Thể tích thùng sấy:
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 22
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
- Đường kính thùng sấy:
Tỷ lệ giữa chiều dài L
t
và đường kính thùng sấy D
t
nằm trong khoảng 3,5Error:
Reference source not found7. Chọn L
t
/D
t
= 5. Vậy ta có L
t
= 5D
t
.
Ta có:
Thay L
t

= 5D
t
vào công thúc trên
ta được:
Chọn D
t
= 1m → L
t
= 5m.
Khi đó thể tích của thùng sấy là:
4.2. Tính thời
gian sấy:
Trong đó W
1
và W
2
là độ ẩm đầu và ẩm cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng
chung.
4.3. Tính thời gian lưu: thời gian vật liệu đi hết chiều dài thùng
Thỏa điều
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 23
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
kiện: Error: Reference source not found
4.4. Lựa chọn các thông số thiết bị phụ:
- Tốc độ vòng quay của thùng là 1 vòng/phút.
- Vận tốc tác nhân sấy là 2m/s.
- Quạt hút và quạt đẩy: quạt ly tâm.
- Hệ thống cánh đảo: cánh nâng
o Cánh đảo ở đầu thùng: l = 0,5m

o Cánh đảo ở thân thùng: l = 0,65m
- Hệ thống chân đỡ: h = 1,5m, Error: Reference source not found = 0,1m.
- Cửa nhập liêu: Error: Reference source not found = 0,5m.
- Cửa tháo liệu: Error: Reference source not found = 0,3m.
- Cửa vào tác nhân sấy: Error: Reference source not found = 0,4m.
- Cửa ra tác nhân sấy: Error: Reference source not found = 0,5m.
- Bồn tháo liệu: Error: Reference source not found = 0,8m, l = 1,4m.
- Băng tải nhập liệu: l = 7m.
- Băng tải tháo liệu: l = 13m.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 24
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
KẾT LUẬN
Thiết bị sấy thùng quay đã thiết kế trên có thể làm việc với các thông số kĩ thuật
trên:
- Năng suất: 400kg/h
- Độ ẩm: 30% - 12%
- Thời gian một mẻ sấy: 54,46Phút
- Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị: 27°C
- Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thiết bị: 42°C
Nhìn chung với hệ thống sấy thùng quay này, có thể đảm bảo được năng suất cũng
như độ ẩm yêu cầu với thời gian sấy phù hợp.
Để có thể thiết kế chính xác ta cần lập hệ thống hoạt động thử để kiểm tra và chọn
chế độ làm việc tối ưu. Đồng thời, việc thiết kế hệ thống sấy dựa nhiều trên nhiều tài liệu
lý thuyết chứ không có kinh nghiệm thực tế nên có nhiều chỗ chưa được hợp lý, em rất
mong được sự hướng dẫn, góp ý thêm của thầy cô để hệ thống này hoàn thiện hơn.
Mai Thị Hồng Thu
Nguyễn Thị Hồng Thu Page 25