Thiết kế hầm sấy hành lá năng suất 200kgh

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU……………………………………………………………
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG SẤY………..
I.Tổng quan về công nghệ sấy……………………………………
II. Tổng quan về thiết bị sấy………………………………………
CHƯƠNG II: TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ
SẤY…………………………………………………………………
I.Giới thiệu chung về hành………………………………………
II. Thành phần hóa học…………………………………………..
III. Dinh dưỡng và trị liệu…………………………………………
IV. Công nghệ sấy hành………………………………………….
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ…………………………
I.Tính toán quá trình sấy lý thuyết……………………………..
II.Tinh kích thước hầm sấy……………………………………..
III. Qus trình sấy thực…………………………………………..
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC THIÊT BỊ PHỤ……………
1.Tính toán thiết kế Caloriphe………………………………….
2. Chọn quạt…………………………………………………….
LỜI KẾT…………………………………………………………..


MỞ ĐẦU
Thực phẩm đối với con người chúng ta là vô cùng quan trọng. Con người
cần có thực phẩm để sống, tồn tại và phát triển. Trong nền công nghiệp thực
phẩm thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã và đang phát triển để
dần hoàn thiện về chất lượng cũng như mẫu mã. Để cho thực phẩm đạt được
chất lượng tốt, an toàn đối với sức khỏe con người thì một trong những biện
pháp đó là chế biến và bảo quản. Trong đó sấy là một trong các quá trình chế
biến và bảo quản nông sản mà sử dụng nhiệt độ cao để làm giảm lượng nước
trong sản phẩm, làm giảm sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy sấy là một quá
trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông nghiệp. Quá

trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách
đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải
đảm bảo chất lương cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Để
thực hiện môt quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị
sấy như: hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, tủ sấy…, thiết bị phụ trợ như quạt,
calorife,xyclon… Sấy nông sản là một quy trình phức tạp, nó có thể thực hiện
trên những thiết bị sấy khác nhau. Trong đồ án này em được nhận đề tài: “
Thiết kế hệ thống sấy hành lá năng suất 200kg/h ”. Đây là lần đầu em được
nhận đề tài thiết kế nên kiến thức cũng như kĩ năng còn nhiều hạn chế, kính
mong thầy cô thông cảm và giúp đỡ. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê
Nguyên Đương đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.


CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG SẤY
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY
1. Khái niệm về sấy:

I.

Sấy là quá trình tách một phần hay phần lớn lượng ẩm có trong vật ẩm.
Quá trình sấy rất phức tạp và không ổn định, trong đó đồng thời xảy ra
nhiều quá trình như quá trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy cho vật sấy, dẫn
nhiệt trong vật sấy, bay hơi của ẩm, dẫn ẩm từ trong ra bề mặt của vật sấy,
truyền ẩm từ bề mặt sấy vào môi trường sấy.
2.

Mục đích:

Với mục đích bảo quản tốt vật liệu hoặc để giảm năng lượng tiêu tốn trong

quá trình vận chuyển, hoặc để đảm bảo các thông số kĩ thuật cho các quá trình
gia công vật liệu tiếp theo. Vậy sấy có mục đích chính là:
-

Giảm trọng lượng.
Giảm chi phí chuyên chở và đồng thời nó cũng làm tăng giá trị cảm
quan cho sản phẩm.
Ngăn cản vi sinh vật như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn phát triển.
Loại bỏ phần nước tự do trong sản phẩm, làm giảm hoạt độ của
nước, chậm bớt các quá trình sinh học giúp bảo quản thực phẩm
được lâu hơn.

Các phương pháp tách ẩm
Tùy theo tính chất và độ ẩm, tùy theo yêu cầu và mức độ làm khô của vật
liệu mà người ta tiến hành các phương pháp tách ẩm ra khỏi vật liệu theo các
cách sau:
3.

• Phương

pháp cơ học: Dùng máy ép, máy lọc, máy li tâm,… để tách nước.
Dùng khi không cần tách triệt để mà chỉ tách sơ bộ một lượng nước ra khỏi
vật liệu.
• Phương pháp hóa lý: Dùng một hóa chất có tính hút nước cao để tách ẩm ra
khỏi vật liệu như CaCl2 khan, H2SO4 đậm đặc,… Phương pháp này đắt và
phức tạp nên dung chủ yếu để hút ẩm trong một hỗn hợp khí để bảo quản máy
và thiết bị.


• Phương

pháp nhiệt: Dùng nhiệt năng làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu, được

sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp và trong đời sống.
4. Phân loại sấy:
Quá trình sấy có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng mặt trời,
năng lượng gió,…gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên. Dùng phương pháp
này thì đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của
quá trình theo yêu cầu kĩ thuật và năng suất thấp. Bởi vậy trong các ngành
công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo và tùy từng kiểu
vật liệu mà ta có những cách sấy khác nhau, vì thế trong kĩ thuật sấy cũng
chia ra:
Sấy nóng:
- Sấy

đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không
khí nóng, khói lò,… hay còn gọi là tác nhân sấy.
- Sấy tiếp xúc : là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với
vật liệu sấy, tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách
ngăn.
- Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng
ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
- Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường
có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
Sấy lạnh:
Trong phương pháp này người ta tạo sự chênh áp giữa vật liệu sấy và tác
nhân sấy. Thực hiện bằng cách làm giảm độ chứa ẩm của không khí nhờ tách
ẩm ở dàn lạnh. Khi đó ẩm dịch chuyển từ bề mặt vào môi trường xung quanh
có thể thực hiện ở nhiệt độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn 0˚C. Phương pháp sấy lạnh
bao gồm các hệ thống sau: hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0˚C, hệ thống

sấy chân không thăng hoa, hệ thống sấy chân không.


Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không
rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay
hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.
5. Nguyên tắc sấy:

Đa số các máy sấy trực tiếp (hoặc đối lưu) không khí nóng được sử dụng để
cung cấp nhiệt cho sự bốc hơi và mang đi hơi ẩm bốc ra từ sản phẩm.


SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG SẤY:
Ta chọn sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy như hình vẽ:

1: Quạt


2: Calorifer

3: buồng sấy.

Nguyên tắc hoạt động:
Khi hoạt động, lúc tác nhân được quạt đưa vào calorife khi đó tác nhân sẽ
được làm nóng dần (nhờ những dây may so có trong calorife). Nhiệt độ tăng,
tốc độ truyền nhiệt cũng tăng theo. Dòng tác nhân đi theo cút cong rồi đến cút
thẳng, sau đó xuống tủ để sấy. Lúc này, tốc độ của dòng tác nhân khá lớn, do
đó khi được đưa vào tủ, dòng tác nhân sẽ đi thẳng xuống và phân phối đều
trên các khay sấy.
Bên trong tủ thực hiện quá trình trao đổi nhiệt, lượng hành ướt sẽ mất nước

dần do tác nhân sấy mang đi. Khí thải sẽ được thải đi. Qúa trình cứ lặp lại
như thế cho tới khi hết mẻ sấy.
Ưu và nhược điểm của quá trình sấy:
Ưu điểm
- Hàm lượng nước còn lại trong sản phẩm còn rất ít (2 – 4%).
- Không làm thay đổi các tố chất tự nhiên của sản phẩm.
- Bảo quản thực phẩm sấy khô lâu.
- Ứng dụng rộng rãi, rẻ tiền.
- Áp dụng cho nhiều vật liệu sấy,dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh
cho mỗi loại vật liệu sấy.nguồn nhiệt phong phú và chi phí cho thiết
bị không cao.
Nhược điểm
- Yêu cầu kĩ thuật chế tạo máy, công nghệ sấy khắt khe.
- Kĩ thuật đóng gói phải đảm bảo môi trường đóng gói có độ ẩm thấp
(< 30%) và nhiệt độ thấp (< 200C).
- Bao bì phải dùng là polyetylen, bao lớp nhôm và có chứa nitơ.
Không thích hợp cho một số loại vật liệu,chất lượng sản phẩm không
cao,màu sắc sản phẩm dễ biến đổi và chi phí năng lượng cao.
6.





-


II.

TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY:

1 Thiết bị sấy đối lưu:

Buồng sấy:
Buồng sấy có hình dạng khối lập phương, khối hộp chữ nhật đứng hay
nằm, hình trụ đứng hoặc nằm. Thành buống sấy được bọc cách nhiệt và cách
ẩm, có cửa để nạp và lấy sản phẩm. Vật sấy được rải đểu thành lớp trên các tầng
khay đặt gác lên khung giá trong buồng sấy. Bộ phận gia nhiệt cho tác nhân sấy
có thể đặt trong hoặc ngoài buồng sấy. Tác nhân sấy được đối lưu tự nhiên hay
cưỡng bức nhờ hệ thống quạt. Quá tình sấy là gián đoạn hoặc theo chu kì. Nạp
và tháo sản phẩm bằng thủ công hay cơ giới.
a.

Buồng sấy được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến các
nông, lâm, thủy hải sản và các chế biến thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn
nuôi. Nó có thể sấy các vật liệu ở bất cứ dạng nào: hạt, miếng mảnh nhỏ xếp
lớp, dạng bột nhão,… Buồng sấy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt, dễ vận
hành, vốn đầu tư ít.
Do quá trình sấy là gián đoạn và có chu kì nên lượng nhiệt tiêu tốn để
nung nóng thành và giá đỡ trong buồng sấy giữa các lần sấy rất đáng kể.
Tủ sấy:
Tủ sấy là thiết bị buồng sấy có kích thước nhỏ. Cũng như hệ thống sấy
buồng, hệ thống sấy tủ là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến
nhất. Nhưng khác với hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy tủ làm việc gián đoạn
với năng suất trung bình và phương pháp tổ chức trao đổi nhiệt chỉ có thểđối
lưu cưỡng bức, nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt.
b.

Cấu tạo của hệ thống sấy tủ bao gồm ba phần chính: tủ sấy, calorifer và
quạt. tùy thuộc vào mục đích thiết kế mà tủ sấy có thể hồi lưu hoặc không hồi
lưu.

Hầm sấy:
Hầm sấy có cấu tạo khác với buồng sấy là chiều dài có kích thước lớn gấp
nhiều lần chiều rộng và chiều cao. Hầm sấy được dùng để sấy các vật liệu kém
chịu nhiệt và khó khô.Vật sấy thường ở dạng rời xếp lớp như các loại hạt, củ,
quả cắt lát, rau, chè,… Các khay được xếp trên xe goong, xe treo, trên băng tải.
Vật sấy cùng phương tiện vận chuyển đi vào đầu hầm và đi ra ở cuối hầm. Để
kéo các xe goong, xe treo ta dùng xích tải. Tác nhân sấy chuyển động ngược
c.


chiều hoặc cùng chiều với vật sấy. Để tác nhân sấy không tràn ra ngoài, hay
không khí ở ngoài không bị hút vào hầm thì ở đầu và cuối hầm sấy có khoang
xép để nạp và lấy từng xe một. Hệ thống quạt vận chuyển tác nhân và bộ phận
gia nhiệt được lắp bên ngoài hoăc ngay trên nóc hầm, calorife cũng có thể lắp
trong hầm.


Hầm sấy có xe goong:

Chiều dài của hầm bằng tổng chiều dài của các xe goong xếp trong hầm,cộng
với chiều dài nơi nắp cửa hút, đấy tác nhân sấy, cộng với chiều dài khoang xép
ở 2 đầu nếu có để nạp và lấy xe ra.
Nếu hầm ngắn thì nạp và lấy xe ra có thể dùng sức người đẩy và kéo, khi
hầm dài thì phải có hệ thống cơ giới như xích tải, cơ cấu thủy lực để nạp và lấy
xe.


Hầm sấy có xe treo

Được dùng để sấy các loại vật liệu rời xếp lớp như hạt, mảnh cắt nhỏ. Cấu tạo

của loại hầm sấy này gồm: hầm sấy có kết cấu ngắn và rộng, cao, bên trong chia
thành nhiều khoang phù hợp với hệ thống xích vận chuyển các xe và chuyển
động của tác nhân sấy. Chiều dài của xích nằm trong buồng sấy phụ thuộc vào
thời gian sấy, tốc độ của xích. Chiều dài tổng cộng của xích bằng chiều dài phần
nằm trong hầm sấy cộng với phần để tháo sản phẩm sấy và nạp mới sản phẩm.
Nếu mỗi xe chỉ có 1 khay thì việc nạp và tháo sản phẩm sấy dễ tự động hóa, quá
trình sấy là lien tục. Nếu mỗi xe có nhiều khay thì theo nguyên tắc sấy lien tục
nhưng các xe được treo lên xích hay lấy ra lần lượt từng chiếc một. Các móc
treo xe phải có bánh lăn trên ray treo.


Máy sấy băng tải

Nguyên tắc cấu tạo của máy sấy băng tải gồm có hầm hoặc buồng sấy,
băng tải liên tục chuyển động trong buồng. Vật sấy được rải đều trên băng tải
nhờ cơ cấu nạp liệu. Sản phẩm lien tục được lấy ra ở cuối băng tải. Tác nhân
sấy là không khí nóng hay khói lò chuyển động cắt ngang qua chiều chuyển
động của băng tải. Chiều dài và tốc độ của băng tải phụ thuộc vào thời gian sấy.
Chiều rộng băng, chiều dày lớp vật liệu và tốc độ băng phụ thuộc vào năng suất
của máy.


Băng tải có cấu tạo rất da dạng: có thể là băng được chế tạo từ hang dệt, lưới
thép, băng thép đục lỗ, các khay đục lỗ hoặc không, lắp trên trục quay, hai đầu
trục lắp vào xích tải. Hai đầu khay về phía xích được kéo trượt trên lòng thanh
thép góc. Đến vị trí thanh thép góc đỡ không còn, đó là lúc khay xoay và đổ vật
sấy xuống các khay dưới. Đây cũng là biện pháp đảo trộn vật sấy
Hệ thống sấy hầm có năng suất lớn hơn nhiều so với hệ thống sấy buồng. Quá
trình sấy không theo chu kì như hệ thống sấy buồng mà nó hoạt động liên tục.
Do vậy hệ thống này rất phù hợp để sấy hành với năng suất lớn.

d.

Tháp sấy:

Sấy tháp là quá trình sấy diễn ra trong buồng sấy có chiều cao lớn. Quá trình
sấy diễn ra trong tháp cũng là quá trình sấy đối lưu. Vật sấy được gầu tải đưa
lên và rót vào đỉnh tháp rồi chảy xuống đáy tháp dưới tác dụng của trọng lực,
tác nhân sấy được quạt thổi vào tháp từ dưới theo kênh dẫn đi lên. Tác nhân sấy
tiếp xúc với các vật sấy và làm bay hơi ẩm từ vật sấy.
Quá trình sấy trong tháp có thể là sấy không hồi lưu khí thải, sấy có hồi lưu một
phần hay toàn bộ khí thải, sấy có đốt nóng bổ sung cho tác nhân sấy. Hệ thống
sấy tháp bao gồm các bộ phận: tháp sấy, hệ thống vận chuyển hạt ( gàu tải, băng
tải, vít tải ), hệ thống đốt nóng ( calorife ) và vận chuyển ( hệ thống quạt ) tác
nhân sấy. Vật sấy chuyển động từ đỉnh xuống đáy tháp có thể đi qua các vùng
sấy khác nhau, mỗi vùng có hệ thống quạt và đốt nóng tác nhân sấy riêng phù
hợp với chế độ sấy của mỗi vùng. Vùng đáy tháp là vùng làm nguội.
Hệ thống sấy tháp có thể sấy liên tục với năng suất cao. Vật liệu chảy liên tục
từ trên xuống dưới tác dụng của trọng lực bản thân. Vì vậy trong quá trình sấy
vật liệu sấy được xáo chộn đều cùng với tác nhân sấy nên sản phẩm được sấy
đồng đều.Nhưng thiết bị này chỉ phù hợp sấy các loại vật liệu dạng hạt nên
không dùng để sấy hành.
Máy sấy thùng quay
Quá trình sấy trong máy sấy thùng quay cũng là sấy đối lưu. Sấy thùng quay
được áp dụng rộng rãi để sấy các vật ẩm dạng hạt,mảnh vụn có kích thước nhỏ
như đậu đỗ, cà phê, ngô hạt, đường kính, muối ăn, củ cắt nhỏ, gỗ mảnh,
cát,...Máy sấy thùng quay có những ưu điểm lớn như làm việc ổn định, năng
suất cao, rất kinh tế.
e.

Hệ thống sấy thùng quay xáo chộn đồng đều hơn nhiều so với hệ thống sấy

tháp do có cánh đảo trộn được dẫn động nhờ một động cơ quay. Nhưng cũng


điều này mà nó chỉ hiệu quả khi sấy với năng suất trung bình còn khi sấy với
năng suất lớn thì việc dẫn động cho thùng quay cũng đòi hỏi tốn kém và phức
tap.
Thiết bị sấy tầng sôi:
Máy sấy tầng sôi được áp dụng rất rộng rãi để sấy các vật sấy dạng hạt, bột
nhão, dung dich,…Các hệ thống máy sấy tầng sôi có cấu tạo đơn giản, làm việc
lien tục hoặc gián đoạn, cường độ sấy cao hơn hẳn so với sấy tháp và sấy thùng
quay, thời gian sấy ngắn, sản phẩm khô đều và chất lượng tốt.
f.

Nhược điểm của máy sấy tầng sôi là phải tạo ra tốc độ tác nhân sấy đủ lớn để
duy trì quá trình sôi làm tăng chi phí năng lượng cho quạt. Tác nhân sấy phải
được cấp đều trên toàn diện tích lưới (ghi ), nếu không thì chế độ sôi bị phá vỡ.


Trong hệ thống sấy tầng sôi vật liệu sấy luôn được xáo chộn. Quá trình
sấy liên tục do vật liệu khô nhẹ sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra
khỏi thiết bị sấy. Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt và ẩm giữa tác
nhân sấy và vật liệu sấy rất tốt nên trong các hệ thống sấy hiên có thì sấy
tầng sôi có năng suất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệu sấy được rất đều
nhưng chi phí sử dụng cao.

Hệ thống sấy phun:
Hệ thống sấy phun dùng để sấy các dung dịch, huyền phù, kem phân tán. Trong
công nghiệp thực phẩm, hệ thống sấy phun dùng để sấy dung dịch sữa đã tách
bơ thành sữa bột, lòng đỏ trứng gà, cà phê hòa tan, nước quả ép, nấm men,
vitamin,…

g.

Hệ thống sấy phun gồm có buồng sấy phun, bộ phận nạp liệu là những vòi hoặc
cơ cấu phun, hệ thống quạt, calorife để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, bộ phận thu
hồi sản phẩm. Nhờ các bộ phận phun mà nguyên liệu sấy được phun thành
những hạt rất nhỏ vào dòng tác nhân sấy đi trong buồng sấy làm tăng sự tiếp
xúc giữa 2 pha. Nhờ vậy mà cường độ sấy rất cao, thời gian sấy ngắn, sử dụng
tác nhân sấy có nhiệt độ cao. Sản phẩm sấy phun có chất lượng cao.
Hệ thống sấy phun có những nhược điểm: lưu lượng tác nhân lớn, tốn kém
trong khâu chuẩn bị dung dịch, hệ thống sấy phun có giá thành cao, hệ thống
kích thước lớn.


Hoàn toàn không thể sử dụng để sấy hành.


Thiết bị sấy bức xạ:
Thiết bị này sử dụng phương pháp sấy bức xạ, dùng thích hợp với một số loại
sản phẩm.
2.

3.
-

Thiết bị sấy tiếp xúc ( sấy rang ):
Thiết bị sấy tiếp xúc với bề mặt nóng kiểu tang quay hay lô quay.
Thiết bị sấy tiếp xúc trong chất lỏng.

Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần:
Thiết bị sấy này dùng phương pháp sấy bằng điện trường cao tần.

4.

Thiết bị sấy thăng hoa:
Thiết bị này sử dụng phương pháp hóa hơi ẩm là thăng hoa. Việc thải ẩm
dùng máy hút chân không kết hợp bình ngưng kết ẩm.
5.

CHƯƠNG II:
TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẤY
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀNH:
Hành đôi khi được gọi là hành ta để phân biệt với Hành Tây tức Allium
cepa, có danh pháp khoa học là Allium fistulosum thuộc họ Hành (Alliaceae).
Tên tiếng anh là Welsh onion.
I.

Hành lá được biết đến trong lĩnh vực trồng trọt và có thể có nguồn gốc ở
miền tây bắc Trung Quốc.
Hành ta là một loại cỏ sống nhiều năm, cao khoảng 50cm, có mùi đặc biệt.
Tép hành màu trắng hoặc hơi nâu nâu, không phình lớn. Lá gồm 5 - 6 lá, 3
cạnh phái dưới, hình trụ, phần trên, rỗng, dài 30 - 50cm đường kính 4 – 8mm,
phía giữa phình lên, đầu thuôn nhọn. Trục phát hoa cao bằng lá. Tán hình cầu,
1 – 2 lá hoa, trắng, mỏng. Phiến hoa trắng, 5mm, có sọc xanh, quả nang, hình
tròn, đường kính chứng 6mm. Hạt hình 3 cạnh màu đen.
Hành được trồng khắp nơi ở Việt Nam, chủ yếu trồng ở miền Bắc vào
tháng 9 đến tháng 12. Hành được trồng bằng củ, 3 tháng sau có thể thu hoạch
để ăn luôn, 4 tháng sau để làm dưa, 5 tháng sau sử dụng ở dạng khô.
II.

THÀNH PHẦN HÓA HỌC:

Tinh dầu có mùi đặc biệt. Không như hành tây và tỏi, thành phần hóa học
của hành ta ít được nghiên cứu sâu rộng. Trong hành ta có lẽ có Alliin
(allylcystein sulfoxide) giống như trong tỏi, nhưng ít hơn. Alliin khi bị thủy giải
bằng điều tố alliinnase clora Allicin, acid pyruvic và amonia (xem thành phần
hóa học của tỏi). Allicin là một chất không an định nên dễ bị thủy giải và phóng
thích allyl bisulfide, có mùi đặc biệt. Hàm lượng nước của hành rất cao chiếm
từ 80-90% trọng lượng.

III.


DINH DƯỠNG VÀ TRỊ LIỆU:

Giá trị dinh dưỡng của hành:

Trong tiếng Nhật, hành có lá có tên là negi – một thành phấn quan trọng
trong nghệ thuật ẩm thự truyền thống Nhật Bản.
Hành là món gia vị yêu thích của nhiều người. Thành phần chủ yếu trong
hành là nước, chiếm khoảng 86,8%. Ngoài ra trong hành chứa một lượng vừa
phải các chất protein, chất béo, chất xơ cùng với một lượng đáng kể canxi, phốt
pho và kali. Tuy vậy, hành chứa rất ít calo (50calo/100 gr hành). Thân hành
chứa một lượng đáng kể caorene và chất sắt rất tốt cho cơ thể.


Tác dụng chữa bệnh kì diệu của hành ta

Thành phần dinh dưỡng không phái là nguyên nhân chủ yếu khiến hành được sử
dụng rộng rãi trong thực phẩm; mà điều đặc biệt hơn đó là khả năng chữa bệnh
của hành. Trong hành có rất nhiều thành phần hóa học như: acid malic, phytin

và alysufit; tinh dầu: chủ yếu có chất kháng sinh alicine hòa tan trong nước, có
tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với một số bệnh như thương hàn, lỵ, vi trùng
tả, trực khuẩn, bệnh bạch hầu.
Chất alicine trong hành lá có khả năng diệt khuẩn rất mạnh nhưng lại dễ mất tác
dụng bởi nhiệt, kiềm. Vì vậy, trong khi nấu ăn, hành là gia vị cho vào cuối cùng
để tranhs mất chất alicine trong hành.
Hành có chứ hàm lượng chất sulfur làm hành có vị cay đặc trưng. Nhưng chất
này dễ bay hơi. Vì vậy, khi cắt hành tươi thường cay mắt.
Trong hành có chứa nhiều chất kháng sinh nên tinh dầu hành có tác dụng kháng
khuẩn mạnh, dùng thoa bên ngoài chữa mụn nhọt mưng mủ. Vì hành có thể kích
thích được tuyến mồ hôi nên còn được sử dụng như một thức ăn giải độc. Người


ta vẫn thường nấu cháo hành để chữa cảm mạo, phong hàn, nhức đầu ăn chóa
hành nóng, chữa đau lưng, kiết lỵ là vì vậy.
Chất fitoncidi trong hành có tác dụng diệt khuẩn. Khi có dịch bệnh lây nhiễm
qua đường hô hấp, nên ăn hành sống để dự phòng.
Ngoài ra hành có tác dụng tăng cường hoạt tính hòa tan fibrin và hạ thấp mỡ
trong máu, có hiệu quả trị liệu nhất định đối với bệnh tim mạnh. Nước ép từ
thân hành rất tốt cho việc điều trị bệnh thiếu máu. Hợp chất lưu huỳnh có trong
hành còn giúp cho việc ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư.
Theo Đông y, hành làm thông khí, khí đẩy huyết, huyết đẩy khí… điều hòa kinh
mạch và tạng phủ nên không bệnh.
IV.

CÔNG NGHỆ SẤY HÀNH:

Tinh dầu có trong hành rất có vai trò trong dinh dưỡng và trị liệu. Đặc biệt
trong hành khô tinh dầu chiếm khoảng 0,033 – 0,055%.
Hành lá thường được sấy để sử dụng làm phụ gia cho các ngành chế biến

tiếp theo nên cần phải có chế độ sấy phù hợp và đạt độ ẩm yêu cầu để bảo quản
được lâu.
Hành sau khi cắt bỏ rễ , lá , được đem đi rửa sạch rồi thái lát mỏng 3-5 mm.
Để tránh bị tổn thất lượng tinh dầu nên ta sẽ không trần.
Yêu cầu khi sấy hành không sấy ở nhiêt độ quá cao vì sẽ làm cho caramen
hóa đường, sự hoạt động của ác enzym làm tối màu sản phẩm, đối với hành lá
có thể bị cháy hay mát mùi.

Ta có sơ đồ công nghệ sấy hành như sau:

Hành tươi đầu vào (độ ẩm 80%)

Rửa sạch và để ráo nước


Phân loại hành

Thái mỏng theo yêu cầu

Xếp hành vào thành từng khay

Sấy (ở nhiệt độ 90 độ C)

Đến độ ẩm yêu cầu 4%

Đóng gói bảo quản



Lựa chọn phương pháp và chế độ sấy

Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu. Mỗi phương án sấy đều có ưu khuyết
điểm riêng của nó, trong trường hợp sấy hành chọn phương án sấy đối lưu. Có
thể cho tác nhân sấy thổi xuyên qua khay lỗ hay thổi bề mặt.

- Chọn cách cho tác nhân sấy thổi xuyên qua khay lỗ thì thiết kế thiết bị sấy
phức tạp và tốn nhiều nguyên liệu làm thiết bị,tốn kinh phí hơn.
- Chọn cách cho tác nhân sấy thổi lướt thì thiết kế thiết bị sẽ đơn giản hơn và
tiết kiệm kinh phí.
Vậy trong đồ án này em chọn tác nhân sấy đi qua bề mặt khay để vật liệu.
- Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm được tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng
tác nhân sấy là không khí nóng.
- Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho không khí nóng trong tủ là calorifer khí – điện vì
điện là nguồn nguyên liệu sạch dễ sử dụng, nhược điểm là phải phụ thuộc vào
nguồn điện.
- Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường


CHƯƠNG III:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Thiết kế hệ thống sấy hành lá năng suất 200kg/mẻ
Chọn phương pháp sấy:
-

-

Chọn thiết bị sấy : Chọn thiết bị sấy hầm vì vận hành đơn giản, năng
suất cao và sấy liên tục.
Chọn tác nhân sấy: không khí nóng đi ngược chiều với vật liệu sấy.
Chọn chế độ sấy:

Thông số tác nhân sấy: Nhiệt độ vào t1 = 80˚C
Nhiệt độ ra t2 = 40˚C
Thông số vật liệu sấy: Nhiệt độ vật liệu vào tv1 = t0 = 20˚C

-

-

Độ ẩm ban đầu w1 = 90%
Độ ẩm sau khi sấy w2 = 10%
Nhiệt độ vật liệu ra tv2 = t1 – (5÷10)˚C
= 80 – 10 = 70˚C
Chọn cách sắp xếp vật liệu: vật liệu để trên các khay đặt thành tầng trên
các xe goong. Các xe này đi vào hầm sấy ở đầu này và đi ra ở đầu kia.
Chọn thời gian sấy: t = 5h

Các thông số cơ bản:
G1: khối lượng của vật liệu sấy đi vào thiết bị sấy (kg)
G2: khối lượng sản phẩm sau khi sấy (kg), G2 = 200kg
w1: độ ẩm của vật liệu trước khi sấy (%), w1 = 90%
w2: độ ẩm của vật liệu khô sau khi sấy (%), w2 = 10%
d1: hàm ẩm của không khí khô trước khi vào sấy
d2: hàm ẩm của không khí khô sau khi vào sấy
W: lượng ẩm bay hơi (kg)


L: lượng không khí khô cần thiết
l: lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm ra khỏi vật liệu

Lượng ẩm bay hơi

Nếu xem khối lượng chất khô tuyệt đối trong hành trước và sau quá trình
sấy là không đổi và bằng nhau thì ta có: G = G1(1 – w1) = G2(1 − w2)
Lượng hơi ẩm cần bốc trong quá trình sấy là là:

= G2 ⋅

W

w1 − w2
90 − 10
= 200 ⋅
= 1600 (kg )
100 − w1
100 − 90

Khối lượng vật liệu cần đưa vào là:

G1 = G2+W = 200+1600 = 1800 (kg/h)
Khối lượng ẩm bốc hơi trong 1h là :
W1h = W/t = 1600/5 = 320 (kg/h)
Khối lượng vật liệu đưa vào trong 1h là
G1h = G1/t = 360 (kg/h)

I.

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT:

-

Theo thống kê về khí hậu việt nam ta lấy thông số không khí ngoài trời

biểu diễn điểm A(,) =(20,85%). Nhờ đồ thị I-d ta tìm được lượng chứa ẩm
=0,0125kg/kgkkk và I0 = 51,92kJ/kgkk

-

Ta có thể chọn thông số của tác nhân sấy khi vào tủ sấy tương ứng điểm B
có =80 ; ==0,0125 kg/kgkkk và =112,63 kJ/kgkk .

- Nhiệt độ ra khỏi tủ sấy của tác nhân sấy càng thấp càng kinh tế nhưng không
được không được quá thấp để tránh hiện tượng đọng sương nên chọn =40 suy ra
= =112,63kJ/kgkk và d2= 0,028kg/kgkkk.


Nhiệt độ [oC]

Độ ẩm [%]

Độ chứa hơi [kg/kgkkk]

Entanpy [kJ/kg]

A

20

90

0,0125

51,92

B

80

4

0,0125

112,63

C

40

57,8

0,028

112,63

Quá trình sấy lí thuyết được biểu diễn bằng đương B
I(kj/kgkk)
I1
I2

B

t1

C0

I0
t2

C
f =100

A

t0
0
d0 = d1

1.

d2

d(g/kgkk)

Lượng không khí khô lí thuyết

Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm:
lo = 1/(d2 - d0) = 1/(0,028 - 0,0125) = 64,52 (kgkk/kg ẩm)
Lượng không khí bay hơi trong 1h là:
L0 = l0.W1h = 64,52 .320 = 20646,4 (kg/h)
2.

Tiêu hao nhiệt lí thuyết :

qlt = llt .( I1 − I 0 ) = 64,52.(112,63 − 51,92) = 3917[kJ / kg ]
⇒ Qlt = W .qlt = 320.3917 = 1253440 [kJ / h]


II.
1.

TÍNH KÍCH THƯỚC HẦM SẤY:
Lựa chọn loại khay:

Ta lựa chọn loại khay bằng nhôm: ρAl = 2700kg/m3 có kích thước
600x500x50mm. Trên bề mặt khay có đột lỗ nhỏ để tăng cường khả năng
trao đổi nhiệt với tác nhân sấy, tăng hiệu suất sấy và giảm bớt khối
lượng vật liệu làm khay. Mỗi khay chứa được 5 kg vật liệu.
Chiều dày thành khay: 2mm
Chiều dày đáy khay: 2mm
Đưỡng kính lỗ: Φ = 4mm
Khoảng cách 2 lỗ = 6mm
Tâm lỗ cách thành khay = 6mm
Chọn chiều dày lớp hành là H K=3cm
Gọi là x là số lỗ trong 1 hàng ngang ta có:
600= 1,5.2 + 4.x + (x – 1).2 + 4.2


x = 98

y là số lỗ hàng dọc ta có:
500 = 1,5.2 + 4.y + (y-1).2 +4.2
y = 82 lỗ
Số lỗ trong khay là: x.y = 98.82 = 8036 (lỗ)





Tổng thể tích 1 khay là : V= 0.6.0,5.0,05 = 0,015 (m3)
Thể tích làm việc của 1 khay là :
V1 = (0,6 - 0,002.2)(0,5- 0,002.2)(0,05 - 0,002) = 0,014 (m 3)
Thể tích phần khung khay: Vk = V - V1 = 0,001 (m3)
Thể tích của các lỗ trên khay là:
Vlỗ = (8036.0,0042.3,14.0,002)/4 = 2,02.10-4 (m3)
Thể tích phần nhôm là: VAl = Vk – Vlỗ = 7,98.10-4 (m3)
Khối lượng nhôm cần làm 1 khay là: mk = VAl.ρAl = 2,15 (kg)
2.

Tính toán xe goòng:


+ Dựa vào kích thước khay đã chọn ta chọn loại xe goòng có tay đẩy với
kích thước 700 X 600 X 1250 được chế tạo bằng thép CT3:
= 7850 kg/m3 , Gt = 1,9 kg/m Ct = 0,5 kJ/kg.K
Thép làm khung là thép góc L đều cạnh có kích thước 40 × 40 mm. độ
dày d = 4 mm
Khung xe được hàn bởi
+ 4 thanh thép góc L dài 0,7 m
+ 4 thanh thép góc L dài 0,6 m
+ 4 thanh thép góc L dài 1,3 m
Vậy khối lượng khung là
mkhung = (4 . 0,7 + 4 . 0,6 + 4 . 1,3) . 1,9 = 19,76kg
Chiều cao sàn xe: 0,15 m
Chiều cao chứa khay : h = 1,25 - 0,15 = 1,1 m

Khoảng cách 2 khay : T = 0,1 m
Số tầng khay trên xe: k = h/T – 1 = 10 (tầng)
 Tính khối lượng giàn đỡ: Các khay được giữ trên xe bằng các miếng
thép chữ L kéo dài : chiều dài 0,6m , chiều rộng 0,04m , dày 0,02m
Khối lượng khoảng: (0,6.0,04.0,02+0,6.0,02.0,02).7850 = 5,652 (kg)
 Bánh xe goòng
Chiều cao của phần bánh xe là 0,08 m
- Mỗi xe goòng gồm 4 bánh xe làm bằng thép tròn đặc có bán kính r =
0,04 m và chiều dày l = 0,05m
Khối lượng 4 bánh xe là:
mbx = 4 . 0,042 . π . 0,05 . 7850 = 7,89kg
Vậy khối lượng một xe goòng là:


mxe = mkhung + mg + mbx = 19,76 + 5,652 + 7,89 = 33,3 kg
Chọn khối lượng vật liệu trên khay là 5kg và trên mỗi tầng xe đặt
1khay


Khối lượng vật liệu trên 1 xe là 5 .10 = 50kg

3. Tính kích thước hầm:
Quá trình sấy của ta chia làm 2 giai đoạn được diễn ra trong 2 hầm
khác nhau nhưng 2 hầm có kích thước như nhau
+ Số xe luôn trong hầm bằng:

n=
Trong đó

G1.τ

Gxe

[ xe]

n :là số xe trong hầm
G1:là khối lượng vật liệu vào
Gxe:là khối lượng của 1 xe
Τ : là thời gian sấy

⇒ n1 =

360.5
= 36 [ xe]
50

Vậy số xe trong 1 hầm là 36/2 = 18(xe)
Khi đã xác định được số xe trong hầm ta có thể dễ dàng tính được kích
thước của hầm:

+ Chiều dài của hầm:

Lh1 = Lxe .n1 + Lbs
Trong đó Lbs là chiều dài bổ sung thêm để xe di chuyển dễ dàng


⇒ Lh1 = 600.18 + 100.17 + 2.500 = 13500mm
+ Chiều rộng của hầm:
Để đảm bảo cho xe goòng chuyển động dễ dàng từ đầu này đến đầu
kia của hầm sấy.Đồng thời để TNS phân bố đều trong tiết diện của hầm
sấy ta nên để khe hở giữa tường hầm sấy và xe goòng (hay khay sấy)

một khoảng bằng 100mm. Do đó chiều rộng của hầm 1 là:

Bh1 = Bxe + 2.100 = 700 + 2.100 = 900
+ Chiều cao của hầm sấy Hh1:
Giống như đối với chiều rộng ta cũng nên thiết kế chiều cao của hầm
thêm 1 khoảng 150 mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng

H h1 = H xe + 150
⇒ H h1 = 1250 + 150 = 1400
•

Kết cấu của tường bao : Tường hầm sấy được xây bằng gạch với bề dầy
δ1=250 mm .

•

Trần hầm sấy được làm bằng bê tông tấm đan với chiều dầy δ 2=70mm
được phủ 1 lớp cách nhiệt δ3=150mm.

•

Cửa hầm sấy làm bằng inox với bề dầy 30 mm

•

Nền của hầm sấy được lát xi măng.

- Kích thước phủ bì của hầm 1 bằng:
+Chiều rộng B1:

B1 = Bh1 + 2.δ1 = Bh1 + 2.200 = Bh1 + 400
⇒ B1 = 900 + 400 = 1300
+Chiều cao của hầm H1:


H 1 = H h1 + δ 2 + δ 3 = 1400 + 70 + 150
⇒ H 1 = 1620mm

III.
1

QUÁ TRÌNH SẤY THỰC:
Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy:
1.1

Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi qv[kJ/kg ẩm]

Để tính toán tổn thất do VLS mang đi trước hết phải biết nhiệt độ VLS ra
khỏi hấm và nhiệt dung riêng của nó . Trong hệ thống sấy, VLS và TNS
chuyển động ngược chiều nên = – C nên = 80 – 10 = C
Nhiệt độ VLS đi vào đúng bằng nhiệt môi trường t v1=20oC.
Nhiệt dung riêng của Hành là CVk=3,820 kJ/kg.K, nhiệt dung riêng của
nước là 4,18 kJ/kg.K với sản phẩm đầu ra là Hành khô có độ ẩm W 2=10%,
do đó nhiệt dung riêng của Hành đi ra khỏi hầm sấy là:
CV2= CVk(1–W2)+Ca.W2= 3,820(1- 0,1)+4,18.0,1 3,856 kJ/kg.K
Do vậy, tổn thất nhiệt do sản phẩm sấy mang đi là:
QVL=G2.CV2.(tv2–tv1)=200.3,856.(70–20) = 38560 kJ

1.2
•

Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải qTBTT [kJ/kg_ẩm]

Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi là: khay làm bằng nhôm và có trọng
lượng mỗi khay là 2,15 Kg.

Với số lượng khay là Nkh= 10 khay; Thời gian sấy là

= = = 24,96 kJ/Kg_ẩm


•

Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi là:

Nhiệt dung của thép là = 0,5 kJ/Kg_K
Với số lượng xe là Nx = 36 xe. Thời gian sấy là Ta có:

= = 22,48 KJ/Kg_ẩm
Do vậy tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi là:

qTBTT= qk + qx = 24,96 + 22,48= 47,44 kJ/kg ẩm

1.3



Tổn thất ra môi trường:

Tổn thất qua tường bao: Kết cấu của tường bao: tường hầm sấy

được xây bằng gạch đỏ dày 0,25m. trong đó kết cấu cụ thể như sau:

o

+ lớp vữa mặt trong và mặt ngoài có cùng độ dày = = 0,015 [m]
+ Lớp gạch dày: = 0,22[ m]
- Tra phụ lục 2 – trang 347- tính toán và thiết kế hệ thống sấy – PGS.TS
Trần Văn Phú:


= = 0,93 [W/m.K]
= 0,77 [W/m.K]

- Mật độ dòng nhiệt q [W/m2] truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt
nhiệt có thể tính bằng một trong các công thức sau:

q = k .∆t = k .( t f 1 − t f 2 ) = α1.( t f 1 − t w 2 ) = α 2 .( t w 4 − t f 2 )
=

t w1 − t w 4
δ1 δ 2 δ 3
+ +
λ1 λ2 λ3

[W / m 2 ]

- Trong kỹ thuật sấy, nhiệt độ bề mặt vách sẽ không biết được, ta chỉ
biết được nhiệt độ dịch thể nóng tf1 (là nhiệt độ trung bình của tác nhân
sấy) và nhiệt độ dịch thể lạnh tf2 (là nhiệt độ không gian bao quanh buồng
sấy)

t1 + t2 80 + 40
=
= 60 [o C ]
2
2
= to = 20 [o C ]

⇒ tf1 =
tf 2

- Như vậy ta phải đi tìm hệ số truyền nhiệt k, tức là phải đi tìm hệ số
trao đổi nhiệt, . Việc xác định 2 thông số này là khá phức tạp vì ta phải tính
vòng lặp cho đến khi có được kết quả hợp lý mới thôi. Do đó, ta sẽ tính mật
độ dòng điện q (W/m2) theo một phương pháp khác cũng cho kết quả
tương đối cao.
- Cách tính như sau
Nếu xem không khí phía ngoài và phía trong đều là chảy rối
Theo công thức 7.43 – Trang 143 – tính toán và thiết kế hệ thống sấy
– Trần Văn Phú ta có:
q 1 = .(tf1 – tw1)
Mặt khác


= 1,715 . ∆t 0,333 = 1,715 . (tf1 – tw1)0,333 (*)
Do đó:
q 1 = 1,715 . (tf1 – tw1)1,333

(1)

Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt q2 bằng:
q 2 = . (tw1 – tw2)

(2)

Mật độ dòng nhiệt do đối lưu tự nhiên từ mặt ngoài của tường với
không khí xung quanh q3 bằng:
q 3 = 1,715 . (tw2 – tf2)1,333

(3)

Như vậy cả 3 công thức trên đều có ẩn số là t w1, tw2. Để tính toán theo
phương pháp này thì ta phải giả thiết tw1 rồi từ đó tìm các thông số còn lại.
+ Giả thiết: tw1 = 47,4oC thay vào (1)
→ q1 = 1,715 . (tf1 – tw1)1,333 = 1,715 . (60 – 47,4)1,333
= 50,24 W/m 2
Do quá trình truyền nhiệt là ổn định nên: q1 = q2
Từ công thức (2):

tw 2 = tw1 − q1

δ2
0.22
= 47,4 − 50,24
= 33,05 [o C ]
λ2
0.77

Vậy ta có:
q3 = 1,715 . (tw2 – tf2)1,333 = 1,715 . (33,05 – 20)1,333

= 52,65 [W/m 2]
Từ công thức (*) ta tìm được :
= 1,715 . (tf1 – tw1)0,333 = 1,715 . (60 – 47.4)0,333
= 3,99 [W/m 2.K]
Và
= 1,715 . (tw2 – tf2)0,333 = 1,715 . (33,05 – 20)0,333


= 4,03 [W/m2.K]

Kiểm tra kết quả tính toán bằng cách tính sai số:

⇒ε =

| q1 − q3 | 50,24 − 52,65
=
= 0.0048 = 4,8% < 5%
q1
50,24

Với sai số thỏa mãn nên kết quả tính toán trên hoàn toàn có thể chấp
nhận được. Như vậy, mật độ dòng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích
tường bao là: qt = q1=50,24 [W/m2] = 180,864 [kJ/m2h]
Vậy tổn thất qua tường bao là:
Q t = qt . F t
Trong đó Ftr = 2.Lh.Hh = 2. 13,5.1,4= 37,8 [m2]

⇒ Qt = 180 ,864 .37,8 = 6836 ,66[kJ / h]



Tổn thất nhiệt qua trần

Theo giáo trình truyền nhiệt, với bề mặt nóng quay lên như trần hầm
sấy thì hệ số trao đổi nhiệt đối lưu = 1,3. = 1,3 . 4,03 = 5,239 [W/m 2.K] . Do
đó hệ số truyền nhiệt tính cho trần bằng:

K tr =

1
1 δ2 δ3
1
+
+
+
α 1 λ 2 λ3 α 2

Trong đó và tương ứng là hệ số dẫn nhiệt của bê tông và bông thủy
tinh cách nhiệt. Theo phụ lục 2 (tính toán và thiết kế hệ thống sấy – PGS.TS
Trần Văn Phú) ta lấy