THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY NHÂN HẠT ĐIỀU NĂNG XUẤT 1000KG MẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
YZ

NGUYỄN ĐĂNG QUÝ
LÊ TẤT TỐ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY
NHÂN HẠT ĐIỀU NĂNG XUẤT 1000KG/ MẺ

Thành phố hồ chí minh
Tháng 9-2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
YZ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY
NHÂN HẠT ĐIỀU NĂNG XUẤT 1000KG/ MẺ

Chuyên Ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo Viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện

ThS. NGUYÊN VĂN CÔNG CHÍNH

Nguyễn Đăng Quý
Lê Tất Tố

Thành phố hồ chí minh
Tháng 9-2007


MINISWTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY

DESIGNING, MANUFACTUNING AND TESTING
CASHEW – NUT DRYER WITH CAPACITY
1000KG/BATCH

Profession : Engineering – Agricurure

Supervisor

student

MSC. NGUYEN VAN CONG CHINH

Nguyen Đang Quy
Le Tat To

Ho Chi Minh City
September, 2007

CẢM TẠ
•

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu trường ĐẠI HỌC NÔNG LÂM Thành Phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí- Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí
Minh cùng tất cả Qúi Thầy Cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tại
trường.
•

Lòng biết ơn sâu sắc xin gửi đến :
Thầy Nguyễn Văn Công Chính đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận
văn này.

•

Xin chân thành cảm tạ Quí Thầy Cô trong khoa Cơ Khí- Công Nghệ đã đóng góp
nhiều ý kiến giúp tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

•

Chân thành cảm ơn cơ sở chế biến hạt điều Ngân Tâm xã suối Nho, Định Quán,
tỉnh Đồng Nai đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình khảo nghiệm và khảo sát thực tế

•

Gia đình đã động viên và tạo mọi điều kiện thật tốt để tôi học tập

• Mặc dù tôi đã cố gắng nhưng luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong

đón nhận những đóng góp, bổ sung của Quí Thấy Cô vá các các bạn để đề tài được
hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn.

i


BẢNG TÓM TẮT
Tên đề tài
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY NHÂN HẠT ĐIỀU
NĂNG SUẤT 1000 KG/MẺ.
Sinh viên thực hiện :Nguyễn Đăng Qúy
Lê Tất Tố
Chuyên nghành : cơ khí nông lâm
* Mụch đích đề tài
- Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy nhân hạt điều năng suất
1000kg/mẻ đạt được các tiêu chí sau:
- Không đảo khay, đảo hạt trong quá trình sấy.
- Giảm thời gian sấy so với các máy hiện tại.
- Giữ màu hạt không thay đổi, đạt độ ẩm theo yêu cầu
* Nội dung thực hiện
- Nghiên cứu về quy trình chế biến nhân hạt điều xuất khẩu.
- Nghiên cứu công đoạn sấy trong quy trình công nghệ, thiết bị.
- Nghiên cứu lý thuyết sấy.
- Trên cơ sở lý thuyết và thực t ế khảo sát chọn nguyên lý sấy.
- Tính toán thiết kế máy.
- Tiến hành chế tạo.
- Lắp đặt và khảo nghiệm.
- Thu thập số liệu, xử lý, đánh giá.
* Thời gian thực hiện
-Đề tài được thực hiện từ tháng 5 năm 2007 đến tháng 8 năm 2007 tại khoa

Cơ khí Công nghệ trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh và cơ sở chế
biến hạt điều Ngân Tâm thuộc xã Suối Nho, huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai.
* Phương pháp nghiên cứu :
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Phương pháp thiết kế máy
- Phương pháp chế tạo
- Phương pháp khảo nghiệm
ii


* Kết quả của đề tài
-

Đã thiết kế chế tạo và đưa vào sản xuất một máy sấy nhân điều năng suất 1000
kg/mẻ tại. Theo kết quả khảo nghiệm có thể rút ra những nhận xét :
- Không cần phải đảo khay, đảo xe, đảo hạt trong quá trình sấy, mà sản phẩm

nhân điều vẫn đảm bảo khô đều trong toàn máy, điều này đã giảm chi phí lao động cho
cơ sở, giảm cường độ lao động nặng nhọc cho công nhân.
- Thời gian sấy rút ngắn hơn hẳn so với các máy đang sử dụng (từ 9-10 giờ
xuống 6,5 - 7giờ)
- Chất lượng sản phẩm được cơ sở chấp nhận, được các cán bộ kỹ thuật đánh
giá là tương đương với máy đang sử dụng.
- Riêng về độ vỡ hạt, do điều kiện không cho phép chúng tôi không khảo sát
trong quá trình thực hiện.
- Vấn đề cần quan tâm giải quyết tiếp của máy là lượng khói lò rất hôi, gây ô
nhiễm môi trường. Mặc dù đã khắc phục bằng cách tạo quĩ đạo xoáy trong buồng đốt,
tuy nhiên vẫn còn lượng khói tương đối lớn thoát ra ống khói. Hiện nay, tại cơ sở sản
xuất, ống khói được nâng lên đến 8 mét để tránh bớt khói.
* Kết luận :

- Đề tài đã thực hiện được mục đích ban đầu đặt ra là thiết kế, chế tạo và khảo
nghiệm một máy sấy nhân hạt điều năng suất 1000 kg/mẻ.
- Sản phẩm của đề tài là máy sấy đã đạt được những tiêu chí ban đầu đặt ra là khắc
phục những nhược điểm của dạng máy sấy đang sử dụng phổ biến tập trung vào các
vấn đề :
+ Không đảo xe, đảo khay, đảo hạt mà sản phẩm vẫn khô đều trong toàn mẻ sấy
+ Thời gian sấy rút ngắn hơn từ 2 đến 2,5 giờ cho một mẻ.
- Máy sấy đã được lắp đặt, vận hành và đưa vào sản xuất tại thực tế tại cơ sở sản xuất.
* Đề nghị
- Tiếp tục khảo nghiệm để đánh giá máy chính xác hơn
- Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường khi đốt vỏ hạt điều.

iii


ABSTRACT
Design, manufacture and test on cashew- nut dryer with capacity 1000 kg/batch
Done by

: Nguyen Đang Quy
Le Tat To

Profession

: Engineering- Agriculture

1. Purposes
- Design, manufacture and test on cashew- nut dryer with capacity
1000kg/batch
- Do not change tray, change nuts in drying process

- Reduce drying-time in comparison with used-dryer.
- Keep color of product do not change, achieve moisture according to ask.
2. Contents
- Research on export cashew- nuts manufacturing process.
- Research on dry step in process.
- Research on drying theory.
- Choose drying principle base on theory and in reality test
- Calculation, design cashew- nuts dryer
- Carry out manufacturing.
- Assemble and test
- Collect, data- processing and evaluate.
3. A period of researching thesis
- The theme was researched from 05/ 2007 to 08 /2007 at Agricultural
engineering Faculty, Nong Lam university and Ngâm Tâm manufactory, Suối Nho
village, Định Quán Dist, Đồng Nai Province.
4. The methods of researching
- Research on theory
- Design of machine
- Manufacture of machine
- Test method

iv


5. The thesis’s results
- Design,manufacture and had started operations a cashew- nut dryer capacity
1000 kg/batch
According to the results, we have some comments:
- Do not change tray, change transport, change nuts in drying process, but
product is still equal dry in machine. Reduce working expenditure, working power.

- Drying – time is shorten than used machine ( from 9-10 hour down 6,5-7
hour)
- Quality products were accepted by technical cadre at manufactory.
- We were not allowed to research on brokend nuts
- A matter should be solved: smokes had a bad smell, cause pollution of
environment. Although we create trajectory in burning bin, however still remain
amount of smoke.
- Nowadays at basic produce chimney to be 8 meter to put avoid smokes.
6.Conclusion
- To achieve thesis`s purpose: Design, manufacture and test on cashew- nut
dryer with capacity 1000 kg/batch.
- Thesis`s product: this cashew-nuts dryer surmounted weakness of used dryer
+ Do not change tray, change transport, change nuts but product is still
equal dry whole the batch
+ Drying-time is shorter, from 2 to 2,5 hours/ batch
- The cashew-nut drying was assembled, operated, produced.
.
7. Suggestion
- Continue to test, evaluate this drying more exactly.
- Researching on solution to minimize enviromental pollution when burning
cashew- nut peel.

v


Mục lục
Chương 1 .............................................. .................................................................. 1
MỞ ĐẦU .............................................. .................................................................. 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI............................................................................................. 2

1.3 NỘI DUNG TH ỰC HI ỆN ................................................................................... 2
1.4. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ......................................................... 2
Chương 2 .............................................. .................................................................. 3
TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI ......................................................... 3
2.1. Giới thiệu chung về cây điều ................................................................................ 3
2.1.1. Cấu tạo hạt điều thô ....................................................................................... 3
2.1.2. Nhân điều ....................................................................................................... 4
2.1.3. Dầu vỏ điều .................................................................................................... 5
2.1.4. Công nghệ chế biến nhân hạt điều ................................................................. 6
2.2. Tổng quan về sấy ................................................................................................10
2.2.1. Sơ lược về sấy ..............................................................................................10
2.2.2. Bản chất của quá trình sấy đối lưu ...............................................................11
2.2.3. Mối liên kết ẩm của vật liệu sấy ..................................................................11
2.2.4. Nguyên lý thoát ẩm ......................................................................................11
2.2.5. Đường cong sấy ...........................................................................................12
2.2.6. Ẩm độ vật liệu ..............................................................................................13
2.2.7. Giới thiệu một số kiểu máy sấy không đảo trộn vật liệu thông dụng .........13
2.2.8. Tính toán chi phí nhiệt và chi phí tác nhân sấy............................................15
2.3. Nhiên liệu ............................................................................................................18
2.3.1. Khái niệm .....................................................................................................18
2.3.2. Nhiệt trị của nhiên liệu rắn ..........................................................................18
2.3.3. Các phương trình của phản ứng cháy...........................................................19
2.3.4. Tính toán kỹ thuật nhiệt buồng đốt ..............................................................23
2.4. Truyền nhiệt qua tường phẳng một lớp và nhiều lớp .........................................25
Chương 3
................................................................28
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
................................................................28
3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .....................................................................28
3.2. Phương pháp thiết kế máy ..................................................................................28

3.3. Phương pháp chế tạo ...........................................................................................28
3.4. Phương pháp khảo nghiệm .................................................................................29
3.5. Nội dung thực hiện .............................................................................................29
3.6. Phương tiện phục vụ đề tài: ................................................................................29
Chương 4 .............................................. ................................................................30
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............. ................................................................30
4.1. Tổng hợp các số liệu thiết kế ban đầu : ..............................................................30
4.2. Lựa chọn mô hình máy thiết kế ..........................................................................30
4.3. Thiết kế khay sấy ................................................................................................32
vi


4.4. Thiết kế xe goòng ...............................................................................................33
4.5. Thiết kế khung máy : ..........................................................................................34
4.6. Thiết kế vách buồng sấy .....................................................................................36
4.7. Tính toán chi phí tác nhân sấy và chi phí nhiệt ..................................................37
4.8. Xác định lượng nhiên liệu cần thiết ....................................................................40
4.9. Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt ..........................................................................41
4.10. Chọn quạt cho máy sấy : ...................................................................................45
4.11. Thiết kế khung trên của máy.............................................................................46
4.12. Thiết kế mạch điều khiển đảo chiều động cơ ...................................................47
4.13. Thiết kế lò đốt ...................................................................................................48
4.12. Xây dựng bản vẽ lắp toàn máy .........................................................................50
4.14. Chế tạo máy : ....................................................................................................51
4.15. Khảo nghiệm máy .............................................................................................52
4.15.1. Khảo nghiệm sơ bộ ....................................................................................52
4.15.2. Khảo nghiệm có tải ....................................................................................52
4.15.3. Thảo luận :..................................................................................................53
Chương 5 .............................................. ................................................................55
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................. ................................................................55

5.1. Kết luận : .............................................................................................................55
5.2. Đề nghị ................................................................................................................55
Chương 6. ............................................. ................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................... ................................................................56
PHỤ LỤC ............................................. ................................................................57

vii


DANH SÁCH CÁC CHŨ VIẾT TẮT
ASEA :

Hiệp Hội Kỹ Sư Nông Nghiệp Hoa Kỳ

EMC (MC) :

Ẩm độ can bằng

ERH :

Ẩm độ tương đối cân bằng của không khí

L:

Bề dày lớp hạt

MC :

Ẩm độ hạt

MR :

Tỷ số giảm ẩm

P:

Tĩnh áp

RH :

Ẩm độ tương đối của không khí

T:

Nhiệt độ

Tmt :

Nhiệt độ môi trường

Ts :

Nhiệt độ sấy

Db (dry basis) :

Cơ sở khô

t:

Thời gian sấy

v :

Vận tốc gió

wb (wet basis ) :

Cơ sở ướt

viii


DANG SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 kích thước và trọng lượng hạt điều thô………………………………4
Bảng 2.2 Giá nhân và lạc nhân xuất khẩu từ 19-15/03/2007…………………..6
Bảng 2.3 Phân loại tổng quát về nhiên liệu ……………………………………18
Bảng 2.4 Công thức tính đổi giữa nhiệt trị cao và nhiệt trị của than…………..19
Bảng 2.5 Lượng không khí lý thuyết gần đúng ……………………………….21
Bảng 2.6 Bảng mật độ nhiệt thể tích của buồng đốt kgcal/m3h ( W/m3)………24
Bảng 2.7 Cường độ cháy và cường độ nhiệt của ghi lò khi đốt cháy hoàn toàn 24
Bảng 2.8 Tiết diện sống của ghi………………………………………………...24

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH 1. Trái điều………………………………………………………………3
Hình 2. Cấu tạo hạt điều thô……………………………………………………3
Hình 3. Một số sản phẩm nhân điều……………………………………………5

Hình 4. Sơ đồ công nghệ chế biến hạt điều theo phương pháp hấp……………7
Hình 6. Máy phân cỡ hạt điều thô……………………………………………...8
Hình 7: Máy hấp hạt điều………………………………………………………8
Hình 8: Máy sấy nhân điều phổ biến hiện nay…………………………………10
Hình 9: Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy……………………………12
Hình 10: Nguyên lý sấy theo kiểu gió thổi ngang………………………………14
Hình 11: Nguyên lý sấy khay kiểu gió thổi xuyên khay………………………..14
Hình 12. Nguyên lý sấy hầm……………………………………………………15
Hình 13. Biểu diễn quá trình sấy không hồi lưu trên giản đồ…………………...17
Hình 14. Biểu diễn quá trình sấy có hồi lưu trên giản đồ……………………….17
Hình 15. Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi truyền nhiệt qua tường phẳng……….25
Hình 4.1.Mô hình máy thiết kế………………………………………………….31
Hình 4.2. Cấu tạo khay sấy……………………………………………………...33
Hình 4.3. bản vẽ xe goong………………………………………………………33
Hình 4.4. xe goong sau khi chế tạo……………………………………………...34
Hình 4.5. Bố trí vị trí xe goong …………………………………………………34
Hình 4.6. Kết cấu khung dưới của máy sấy……………………………………..35
Hình 4.7. Bố trí cánh chỉnh gió………………………………………………….36
Hình 4.8. Kết cấu vách buồng sấy…………………………………………….....36
Hình 4.9. Biểu diễn quá trình sấy trên giản đồ I-d………………………………37
Hình 4.10. Biểu đố tra hệ số ảnh hưởng nhiệt …………………………………..44
Hình 4.11. Bộ trao đổi nhiệt……………………………………………………..45
Hình 4.12. Khung trên của máy sấy …………………………………………….46
Hình 4.13. Bố trí quạt và cánh hướng dòng trong khung trên…………………..47
Hình 4.14. Bố trí bộ trao đổi nhiệt trong khung trên……………………………47
Hình 4.15. Mạch điện điều khiển tự động đảo chiều quay động cơ 3 pha……...48
x


Hình 4.16. Cấu tạo lò đốt ……………………………………………………….49

Hình 4.17 Cấu tạo ghi lò………………………………………………………...49
Hình 4.19. Băng tải vỏ điều tự động…………………………………………….50
Hình 4.20. Bảng vẽ lắp toàn máy sấy nhân điều 1000 kg/mẻ…………………..50
Hình 4.21. Máy sau khi được chế tạo và lắp ghép tại cơ sở sản xuất…………..51
Hình 4.22. Nhân sau khi sấy……………………………………………………54
Hình 4.23. Nhân sau khi tách vỏ lụa……………………………………………54

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay điều không còn là cây xóa đói giảm nghèo mà đã thực sự mang lại
hiệu quả kinh tế to lớn. Rất nhiều nơi, người dân đã làm giàu từ cây điều, đặc biệt là
những vùng sâu, vùng xa. Ngành sản xuất điều hàng năm đạt kim ngạch xuất khẩu
145 triệu USD, khoảng 3.000 tỉ đồng và đã giải quyết công việc làm cho hơn 70.000
công nhân. Ngoài ra cây điều còn mang lại nhiều lợi ích cho môi trường thiên
nhiên, cải tạo những vùng đất không hiệu quả cho các loại cây trồng khác.
Do hiệu quả kinh tế nhiều mặt từ cây điều, Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn vừa phê duyệt “Chiến lược phát triển ngành Điều đến năm 2010”. Về
phát triển diện tích trồng điều, Bộ chủ trương phát triển diện tích cây điều trên
những địa bàn có điều kiện, nhất là các vùng đất xám ở Tây Nguyên, Đông Nam
Bộ, Duyên hải nam Trung Bộ; tập trung thâm canh và thay thế giống điều cũ bằng
giống mới có năng suất, chất lượng cao nhằm đưa diện tích trồng điều cả nước từ
350.000 ha lên 450.000 ha vào năm 2010. Bộ cũng đề ra những giải pháp để xây
dựng thương hiệu cho ngành điều Việt Nam trong tương lai thông qua các giải pháp
đổi mới thiết bị và công nghệ chế biến hạt điều theo hướng hiện đại hoá để nâng cao
giá trị và hiệu quả sản xuất.
Cho đến nay, sản lượng điều thô trung bình năm của Việt Nam khoảng

150.000 tấn, cả nước có khoảng 80 nhà máy chế biến hạt điều xuất khẩu với năng
suất chế biến khoảng 250 tấn thô/năm. Vấn đề cần đặt ra ở đây là tất cả các nhà máy
hạt điều hiện nay và cả các cơ sở chế biến nhỏ đều sử dụng một loại máy sấy khay
do trường đại học Bách Khoa chế tạo theo mẫu của Ấn Độ. Nhìn chung máy đạt
được yêu cầu đặt ra là sấy khô hạt điều đến ẩm độ dưới 5% tuy nhiên trong quá
1


trình sấy, công nhân vận hành phải thực hiện động tác đảo xe, đảo khay và đảo hạt
trên từng khay. Đây là công việc hết sức nặng nhọc vì nhiệt độ sấy trong máy từ 70
– 80oC, hơn nữa việc mở cửa trong thời gian dài lúc đang sấy làm tổn thất nhiệt,
tăng chi phí sấy, tăng thời gian sấy lên rất nhiều.
Nhằm góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, được sự cho phép của Khoa Cơ
khí – Công nghệ, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Công Chính, chúng tôi
thực hiện đề tài : “Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy nhân hạt điều năng
suất 1000 kg/mẻ”.
Đây là lần đầu tiến hành nghiên cứu khoa học cùng với khả năng và kinh
nghiệm có hạn, chắc chắn đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được
sự đóng góp ý kiến của quí Thầy Cô và các bạn để đề tài được tốt hơn.
1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy nhân hạt điều năng suất
1000kg/mẻ đạt được các tiêu chí sau:
- Không đảo khay, đảo hạt trong quá trình sấy.
- Giảm thời gian sấy so với các máy hiện tại.
- Gi ữ màu hạt không thay đ ổi, đạt độ ẩm theo yêu cầu.
1.3 NỘI DUNG TH ỰC HI ỆN
- Nghiên cứu về quy trình chế biến nhân hạt điều xuất khẩu.
- Nghiên cứu công đoạn sấy trong quy trình công nghệ, thiết bị.
- Nghiên cứu lý thuyết sấy.
- Trên cơ sở lý thuyết và thực t ế khảo sát chọn nguyên lý sấy.

- Tính toán thiết kế máy.
- Tiến hành chế tạo.
- Lắp đặt và khảo nghiệm.
- Thu thập số liệu, xử lý, đánh giá.
1.4. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN
Đề tài được thực hiện từ tháng 5 năm 2007 đến tháng 8 năm 2007 tại khoa
Cơ khí Công nghệ trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh và cơ sở chế
biến hạt điều Ngân Tâm thuộc xã Suối Nho, huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai.
2


Chương 2
TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI
2.1. Giới thiệu chung về cây điều
Điều là cây ăn quả lâu năm, tên khoa học là Anacardium occidentale, thuộc họ
Anacardiceae, tên tiếng Anh là cashew-nut, ngoài ra còn có tên là “đào lộn hột” vì
quả điều có hạt lộn ra ngoài. Thật ra về phương diện thực vật học, hạt điều chính là
quả điều, còn phần có hình dạng giống như quả lê mà ta thường gọi là quả chỉ là
quả giả (false fruit) do cuốn quả phình to mà thành. Cây điều có nguồn gốc từ
Braxil, Nam Mỹ được đưa vào vùng bờ tây của Ấn Độ bởi các nhà thương gia Bồ
Đào Nha và được trồng ở nước ta từ sau khi thế kỷ 16-17. Cho đến nay, sản xuất hạt
điều nước ta xếp vào hang thứ ba sau Braxil và Ấn Độ.
2.1.1. Cấu tạo hạt điều thô

Hình 1. Trái điều

Hình 2. Cấu tạo hạt điều thô

- Hạt điều thô có hình quả thận, cấu tạo gồm có lớp vỏ dày cứng bao bọc nhân bên
trong. Phần vỏ hạt cấu tạo gồm 3 lớp (hình 2.1b)

- Lớp ngoài cùng là lớp vỏ dai, nhẵn.
- Lớp giữa là lớp vỏ xốp có nhiều nang nhỏ chứa dầu.
- Lớp trong cùng là lớp vỏ mịn tiếp xúc với nhân hạt điều.
3


Thông thường hạt điều có kích thước: dài 2,5-3,5 cm, rộng 1,8-2,0 cm, dày 13
1,5cm, nặng 5-6gram, khi tươi có màu
xanh nhạt khi khô có màu nâu xám. Trọng

lượng thể tích trung bình của hạt điều thô từ 590-650 kg/ m 3 .
- Góc ma sát với thép trung bình 35oC (với độ ẩm trung bình của hạt 20%).
- Độ cầu của hạt từ 68 đến 70%.
- Độ rỗng trung bình của khối hạt điều 0,42.
Tùy theo từng vùng trên thế giới mà kích thước cũng như trọng lượng của
hạt điều khác nhau rất nhiều. Braxil là nước tập trung nghiên cứu cải tạo giống điều
rất tốt nên hạt điều tại đây có kích thước lớn hơn các vùng khác. Hạt điều trồng ở
châu Á thường có kích thước trung bình (150-200 hạt/kg).
Bảng 2.1. Kích thước và trọng lượng hạt điều thô.
Quốc gia

Braxil

Đặc tính

Đông

Srilanka

Philippin

Phi

Dài (cm)

3,7 - 4,3

1,5 – 2,8

2,8 – 3,5

3,0 – 3,3

Rộng (cm)

2,3 - 3,2

1,6 – 1,8

2,3 – 2,6

2,1 – 2,2

Dày (cm)

1,7 – 2,5

1,5 – 1,6

1,6 – 2,0

1,7 – 2,0

Trọng lượng (g)

5,8 – 15,3

3,9 – 4,1

5,3 – 8,0

6,0 – 7,2

(nguồn: Phạm Văn Nguyên, “Cây đào lộn hột”,1990).
Thành phần cấu tạo của hạt điều thông thường hiện nay như sau:
- Nhân : 20 - 25%, dầu vỏ : 18 - 23%, vỏ lụa : 2 - 5%, Vỏ (bã) : 45 - 50%.
Một tấn hạt điều thô thường chế biến được 220 kg nhân và 80 – 200 kg dầu vỏ điều
( tùy theo công nghệ trích ly ), trung bình là 120 kg.
2.1.2. Nhân điều

4


Hình 3. Một số sản phẩm nhân điều
Nhân điều là sản phẩm được giao dịch chủ yếu trên thị trường quốc tế. Nhân
điều có giá trị dinh dưỡng cao. Thành phần chủ yếu : 45 – 46% chất béo, 15 – 20%
chất đạm và 20 – 25 % chất đường bột. Tuy tỉ lệ chất béo, đạm và đường bột của
nhân điều gần giống với nhân đậu phộng nhưng chất lượng của chúng khác nhau :
nhân điều chứa nhiều chất béo không no và giàu axit amin hơn nhân đậu phộng.
Nhân điều giàu đạm, Ca, P hữu cơ, các axit béo không no, các vitamin B1,

B2, D, E, PP vì vậy nhân điều giàu dinh dưỡng nhưng dễ tiêu, thích hợp ngay với cả
chế độ ăn kiêng.
Trong thành phần chất đạm của nhân điều hầu như có đầy đủ các axit amin
không thể thay thế được với con người tương tự như trứng, thịt, sữa.Về mặt cung
cấp năng lượng, nhân điều vượt xa so với ngũ cốc, thịt và hoa quả : Nhân điều :
6.000Kcal/kg, ngũ cốc : 3.600Kcal/kg, thịt : 1.800Kcal/kg, quả : 650Kcal/kg.
2.1.3. Dầu vỏ điều: (Tên viết tắt quốc tế là CNSL: Cashew nut shell liquid).
Dầu vỏ điều có màu nâu, rất đặc, dính, mùi rất hăng. Thành phần hóa học
của dầu vỏ thay đổi theo phương pháp chiết xuất và nhiệt độ sử dụng. Hai thành
phần chính là axit anacardic (khoảng 90%) và cardol, là một dẫn xuất của phênol.
Công dụng của dầu vỏ điều rất nhiều và có giá trị cao.
Polime hóa có hoặc thêm phênol để chế vecni, sơn chống thấm, làm thuốc
nhuộm, cách điện, nhựa ép má phanh ô tô và bộ ly hợp trong các động cơ.
Polime với furfurol để làm sơn chống ăn mòn hóa học, sơn chịu nhiệt.
Thêm các este để chế các chất cố định mùi, làm hương liệu, mỹ phẩm, làm
dung môi đặc biệt, thuốc trừ sâu.
Thêm phênolic chế xi măng đặc biệt, làm ruy băng, sơn cách điện.

5


Nhiều tác giả cho rằng cho đến nay chưa có dầu thực vật nào so được với dầu vỏ
điều về phương diện nhiều công dụng và những ứng dụng có tầm quan trọng đặc
biệt là trong công nghiệp.
Nair (1979) cho biết khối lượng dầu vỏ điều được ứng dụng trong công
nghiệp ngày càng tăng. Đến giữa thập kỷ 80 nhu cầu vỏ điều trên thế giới đã lên tới
trên 100.000 tấn. Nước ta đã chế biến thành công dầu vỏ điều để làm sơn mài, sơn
cách điện, keo dán… nhưng chỉ mới là quy mô nhỏ. Bộ môn Công nghệ sinh học
(Đại học Bách khoa TP.HCM) đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất rượu
vang từ trái điều. Với công nghệ này có thể làm ra hai loại rượu vang ngọt và chát.

1kg trái điều, qua xử lý, lên men bằng nấm men saccharomyses cerevisiae, điều
chỉnh nồng độ cồn... sẽ được 1,5 lít rượu vang có mùi thơm nhẹ và hương vị đặc
trưng của trái điều.
Bảng 2.2. Giá điều nhân và lạc nhân xuất khẩu tuần từ 9-15/03/2007
Đơn vị tính: USD/kg
Điều kiện
Nước
Chủng loại
ĐVT
Đơn giá
giao hàng
Nhân điều W320

Kg

4,56

FOB

Hà Lan

Pound

2,53

FOB

Mỹ

Lạc nhân Việt Nam

Tấn

969,00

CANDF

Inđônêxia

Hạt điều nhân sấy khô

Kg

3,44

FOB

Mỹ

Kg

4,52

FOB

Thái Lan

Nhân hạt điều Việt Nam
(Cashewnut Kernels-W240)

Nhân hạt điều sơ chế
WhiteWhole320

2.1.4. Công nghệ chế biến nhân hạt điều
Trong qui trình chế biến hạt điều thì khâu xử lý nhiệt cho vỏ hạt điều trước
khi đem tách vỏ cứng là quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản
phẩm nhân điều. Chính vì thế, người ta thường căn cứ trên khâu xử lý nhiệt để phân
loại phương pháp chế biến. Hiện nay, có hai phương pháp chủ yếu ứng dụng tại
Việt Nam là : chao dầu và hấp hạt. Phương pháp chao dầu xuất hiện trước và được
các cơ sở sử dụng từ những năm 80 của thế kỷ trước. Tuy nhiên phương pháp này
gây ô nhiễm môi trường rất nhiều cả về lượng khí thải trong quá trình chao dầu
6


cũng như lượng nước thải trong quá trình xử lý ẩm cho hạt trước khi chao. Chính vì
thế sau năm 2000, các công ty chế biến hạt điều đã bắt đầu chuyển sang sử dụng
công nghệ hấp hạt điều bằng hơi bảo hòa. Đây là công nghệ được Ấn Độ nghiên
cứu và ứng dụng từ những năm 60 của thế kỷ trước. Phương pháp chế biến theo
công nghệ hấp đã chứng tỏ được nhiều ưu điểm trong quá trình sản xuất nhất là
giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Chính vì thế, hầu hết các công ty chế biến hạt điều
đã ứng dụng công nghệ hấp này cho qui trình chế biến nhân điều xuất khẩu.
Qui trình chế biến nhân hạt điều theo công nghệ hấp gồm các khâu chính :
Hạt điều thô
Làm sạch
Phân cỡ
Hấp
Tách vỏ cứng

Vỏ cứng

Sấy nhân
Bóc vỏ lụa

Vỏ lụa

Phân cấp
Đóng gói
Hình 4. Sơ đồ công nghệ chế biến hạt điều theo phương pháp hấp
* Nguyên liệu hạt điều thô : hạt điều thô sau khi được phơi nắng đạt ẩm độ từ 9 10% sẽ được lưu kho ít nhất là 20 ngày mới đem ra chế biến. Quá trình lưu kho với
thời gian khá lâu để cho ẩm độ từ trong nhân hạt điều có đủ thời gian để thoát ra
ngoài lớp vỏ cứng, như thế nhân hạt điều sẽ ít bị bể hơn trong quá trình chế biến.

7


* Phân cỡ : trước khi chế biến, hạt điều thô được phân thành 6 cỡ, để thuận lợi
trong quá trình hấp đặc biệt là quá trình tách vỏ cứng. Máy phân cỡ hạt điều htông
hiện nay được dùng phổ biến là trống phân loại dạng lục giác, dạng lỗ tròn, với kích
thước lỗ phân ly là 19, 20, 21, 22 và 23 mm.

Hình 6. Máy phân cỡ hạt điều thô
* Hấp : là công đoạn hết sức quan trọng. Hạt điều sau khi phân cỡ tiếp tục được
chuyển đến khâu hấp hạt. Mục đích khâu hấp là làm cho lớp vỏ cứng của hạt điều
nóng lên, mềm ra, lượng dầu trong vỏ cũng nóng lên, giãn nở làm căng phồng lớp
vỏ cứng, tạo khoảng trống giữa lớp vỏ này với nhân bên trong. Sau khi làm nguội,
vỏ cứng này lại trở nên cứng, giòn, thuận lợi cho khâu tách vỏ.

Hình 7. Máy hấp hạt điều
8

* Sấy khô nhân điều : Hạt điều thô khi lưu trữ, ẩm độ khoảng 9 - 10%, nhưng sau
khi qua quá trình hấp, ẩm độ nhân có thể tăng lên hơn 10%. Để xuất khẩu, nhân
điều phải đạt ẩm độ trong khoảng từ 4 - 5% (cơ sở ướt). Chính vì thế nhân điều sau
tách vỏ cứng phải được sấy khô. Ngoài nhiệm vụ làm khô, khâu sấy còn có thể tác
động đến cơ lý tính của lớp vỏ lụa. Nhiệm vụ là làm sao cho lớp vỏ lụa giòn, dễ tróc
ra khỏi nhân. Hơn thế nữa, quá trình sấy hạt điều kết hợp với cả quá trình tiệt trùng.
Chính vì thế nhiệt độ sấy nhân hạt điều thường từ 70 - 80oC.
Hiện nay, hầu hết các cơ sở chế biến trong cả nước đều sử dụng máy sấy
buồng, vật liệu đặt trên khay, gió thổi ngang khay, đảo gió và có hồi lưu. Dạng máy
này được chế tạo theo kiểu của Ấn Độ. Đánh giá chung : máy đáp ứng được yêu cầu
về ẩm độ sản phẩm sau cùng (4-5%), với thời gian sấy từ 9 - 10 giờ. Tuy nhiên, để
có được điều này, công nhân vận hành phải thực hiện các thao tác phụ trợ là đảo xe,
đảo khay và đảo hạt. Việc đảo khay được thực hiện theo gian cách là 1-2 giờ một
lần, đảo càng nhiều thì độ ẩm cuối cáng đồng đều. Khi đảo khay, công nhân phải
kéo tất cả 4 xe goòng ra ngoài, đảo 6 khay trên xuống dưới và ngược lại, đồng thời
phải xoa đều đểđảo lớp hạt trên từng khay. Việc đảo xe được thực hiện 2 lần trong
một mẻ sấy theo gian cách 4 giờ. Khi đảo xe, công nhân kéo hết 4 xe goòng ra
ngoài, đổi vị trí xe trong ra ngoài, ngoài vào trong, trái qua phải và phải qua trái. Tất
cả những công việc vừa mô tả đều rất khó khăn vì nhiệt độ buồng sấy cao (70-80%)
và tốn nhân công rất nhiều.
Về kết cấu, thường máy sấy này được thiết kế gồm 4 xe goòng, trên mỗi xe
có 18 tầng khay, khoảng cách mỗi tầng 0,1m, mỗi tầng có 4 khay. Như vậy chiều
cao buồng sấy (phần chứa xe goòng) là 1,9m. Tuy nhiên kênh cấp gió cho buồng
sấy là kênh đứng với bề rộng chỉ 0,2m. Đây chính là nguyên nhân chính tạo ra sự
không đồng đều gió và dẫn đến không đồng đều nhiệt trong buồng sấy. Đây là một
nhược điểm cần phải khắc phục để nâng cao hiệu quả khâu sấy nhân hạt điều.

9

Hình 8. Máy sấy nhân điều phổ biến hiện nay
* Bóc vỏ lụa : khâu bóc vỏ lụa được thực hiện hoàn toàn bằng tay. Công nhân dùng
một lưỡi dao nhỏ cạo lớp vỏ lụa trên từng hạt. Công việc này đòi hỏi rất nhiều thời
gian công sức. Tuy nhiên choi tới giờ này, vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào
thành công để thay thế cho lao động thủ công.
* Phân cấp : nhân hạt điều sau khi bóc vỏ lụa sẽ được công nhân tiếp tục lựa bằng
tay để phân loại hạt nguyên, hạt bể và những hạt bị biến màu. Sau đó các máy sàng
phân cấp sẽ phân cấp hạt nguyên thành nhiều cấp tuỳ theo kích thước của hạt (phụ
lục 3).
2.2. Tổng quan về sấy
2.2.1. Sơ lược về sấy
Sấy là một công đoạn phức tạp liên quan đến truyền nhiệt truyền chất không ổn
định và các qui trình có tốc độ. Công đoạn sấy biến đổi một nguyên liệu rắn, nửa lỏng,
hoặc lỏng thành sản phẩn dạng rắn bằng cách bốc hơi chất lỏng thông qua sử dụng
nhiệt. Nhiệt lượng cung cấp có thể bằng đối lưu, dẫn truyền, bức xạ hoặc theo thể tích
khi vật liệu sấy được đặt trong trường vi ba hoặc điện từ trường. Tất cả (chỉ trừ sóng vi
ba và điện từ) cung cấp nhiệt ở mặt bên vật liệu sấy, và nhiệt phải khuếch tán vào phía
trong nhờ dẫn truyền. Chất lỏng phải di chuyển từ trong ra lớp mặt ngoài của vật liệu
trước khi được khí tác nhân sấy mang đi.

10


2.2.2. Bản chất của quá trình sấy đối lưu
Trong hệ thống sấy đối lưu, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một lưu chất nóng mà thông
thường là không khí nóng hoặc khói lò, đây là hệ thống sấy phổ biến nhất. Độ khuếch
tán nước từ vật liệu vào tác nhân sấy phụ thuộc vào hình dạng của vật liệu chế độ sấy.
Hệ số khuếch tán hữu hiệu được coi là một tính chất gộp, không phân biệt được sự di
chuyển nước bằng khuếch tán thể lỏng hay thể hơi, mao dẫn hay bằng dòng chảy thủy

động xảy ra trong quá trình sấy.
2.2.3. Mối liên kết ẩm của vật liệu sấy
Ẩm trong vật liệu hình thành nhiều mối liên kết khác nhau. Dựa vào bản chất của
lực liên kết, người ta xếp thành 3 nhóm: liên kết hóa học, liên kết lý hóa và liên kết cơ lý.
Liên kết hóa học: thể hiện dưới dạng liên kết ion hay là liên kết phân tử. Lượng
ẩm trong liên kết hóa học chiếm tỉ lệ nhất định. Vật liệu khi bị tách ẩm hóa học thì tính
chất của nó bị thay đổi. Nói chung trong quá trình sấy (nhiệt độ nhỏ hơn 1200C –
1500C) không thể tách ẩm liên kết hóa học.
Liên kết hóa lý: thể hiện dưới dạng liên kết hấp thụ và liên kết thẩm thấu. Liên
kết hấp thụ bao gồm liên kết hấp thụ đơn phân tử và liên kết hấp thụ đa phân tử. Ẩm
hấp thụ trong vật liệu có tính chất đặc biệt, không có khả năng hòa tan các chất, khối
lượng riêng lớn, điện trở và nhiệt trở lớn, nghĩa là ẩm hấp thụ mang tính chất của vật
rắn đàn hồi. Trong quá trình sấy khô thường chỉ tách một phần ẩm hấp thụ. Còn ẩm
liên kết thẩm thấu thì tính chất của nước không khác nước tự do, có thể tách khỏi vật
liệu hoàn toàn trong quá trình sấy.
Liên kết cơ lý: thể hiên dưới dạng liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và liên kết
thấm ướt. Liên kết cơ lý được đặc trưng bằng sức căng bề mặt của nước, nó thay đổi
tuyến tính với nhiệt độ. Lực liên kết ẩm cơ lý không lớn nên dễ dàng tách khỏi vật liệu
trong quá trình sấy.
2.2.4. Nguyên lý thoát ẩm
Quá trình tách ra khỏi vật liệu khi sấy diễn tiến theo các quá trình chủ yếu sau:
sự di chuyển ẩm bên trong vật liệu, sự tạo hơi và sự di chuyển ẩm từ bề mặt vật liệu
vào môi trường. Trong quá trình sấy, vật liệu nhận được sự di chuyển liên tục của
dòng ẩm từ bên trong ra bên ngoài rồi khếch tán vào môi trường. Trong suốt tiến trình
này, nước thoát ra sẽ bị cản trở theo mức độ nào đó, điều này tùy thuộc vào từng vật
11