Kỹ thuật thực phẩm hệ thống sấy chuối

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................................................3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU QUẢ CHUỐI........................................................................4
1.1.

Nguồn gốc..................................................................................................................................4

1.2.

Đặc điểm cơ bản của chuối.....................................................................................................4

1.3.

Gía trị dinh dưỡng của chuối..................................................................................................5

1.4.

Công dụng của chuối...............................................................................................................5

1.5.

Tính chất vật lý cơ bản của chuối..........................................................................................5

CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY CHUỐI......................................................................6
2.1.

Định nghĩa..................................................................................................................................6

2.2.

Mục đích.....................................................................................................................................6

2.3.

Ưu điểm và nhược điểm của quá trình sấy.............................................................................6

2.4.

Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối........................................................................7

2.5.

Công nghệ sấy chuối..................................................................................................................8

2.6.

Công nghệ sấy chuối quả.........................................................................................................9

CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY..................11
3.1.

Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế.....................................................................................11

3.2.

Chọn chế độ sấy.......................................................................................................................12

CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ THỐNG SẤY.................................13
4.1.

Các thông số của không khí trong hệ thống sấy.................................................................13

4.2.

Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:..............................................................17

4.3.

Tính hiệu suất sấy:.................................................................................................................17

4.4.

Thời gian sấy...........................................................................................................................17

CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ THIẾT KẾ CALORIFER-CHỌN QUẠT.............18
5.1.
5.1.1.

Tính toán thiết kế calorifer...................................................................................................18
Tính toán thiết kế calorife.................................................................................................18

a) Tính diện tích trao đổi nhiệt F qua calorifer...............................................................................18
b) Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt và kích thước calorifer:.......................................................20
c) Trở lực qua calorifer:...................................................................................................................21
d) Tính trở lực và chọn quạt:...........................................................................................................22
KẾT LUẬN..................................................................................................................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................................................25


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta đã được nhiều thành
tựu to lớn. Ngoài việc đáp ứng nhu cầu tiêu dung nội địa, nước ta đã bắt đầu
xuất khẩu nông sản cùng với các chế phẩm của nó. Do đó việc ứng dụng các

2


công nghệ mới đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong đó, công nghệ sấy là

khâu quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản.
Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành 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 vật liệu sau
khi sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành
thấp. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết
bị như thiết bị sấy ( hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy, v.v…), thiết bị đốt nóng tác
nhân( clorifer) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm, và một số
thiết bị phụ như hầm đốt, xyclon, v.v… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực
hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy.
Hầm sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất. Nếu
hệ thống sấy hầm là hệ thống sấy từng mẻ, năng suất không lớn và có thể tổ
chức cho tác nhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức thì hệ thống sấy hầm có
năng suất lớn hơn, có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục và luôn luôn là hệ thống
sấy đối lưu cưỡng bức.
Trong quá trình hoàn thành bài tiểu luận nhóm đã tham khảo một số tài
liệu trên wed, trên sách vở, và sự góp ý của thầy và không tránh khỏi những
thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ thầy và các bạn.
Nhóm 3 chân thành cảm ơn!

Thành viên nhóm





Nguyễn Ngọc Duyên_2005170343_08DHTP6
Lữ Thị Xuân Mai_2005170447_08DHTP6
Đỗ Thị Nhung_2005170126_08DHTP6
Lê Thị Trúc Linh_2005170419_08DHTP6

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU QUẢ
CHUỐI
1.1.

Nguồn gốc
3


Hình1. Nguyên liệu chuối

Chuối là tên gọi các loài cây thuộc chi Musa; trái của nó là trái cây được ăn
rộng rãi nhất. Những cây này có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới ở Đông Nam Á và
Úc. Ngày nay, nó được trồng khắp vùng nhiệt đới.
Chuối được trồng ít nhất 107 quốc gia. Ở nhiều vùng trên thế giới và trong
thương mại, “chuối” là từ thường được dung để chỉ các loại quả chuối mềm và
ngọt. Cũng có thể cắt chuối mỏng sau đó đem chiên hay nướng để ăn giống
khoai tây. Chuối khô cũng được nghiền thành bột chuối.
Quả của những cây chuối dại(ở Việt Nam là chuối rừng) có nhiều hột lớn và
cứng. Có 2 loại chuối cơ bản: các dạng chuối tráng miệng có màu vàng và được
ăn khi chin, còn các loại chuối nấu được nấu khi còn xanh. Hầu hết chuối được
xuất khẩu thuộc về loại đầu tiên, tuy nhiên chỉ khoảng 10-15% tổng sản lượng
chuối được xuất khẩu. Hoa Kỳ và các nước trong Liên minh Châu Au6 nhập
khẩu chuối nhiều nhất.
1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối
Chuối lá một loại quả dài, vỏ nhẵn và hầu như có quanh năm. Chúng được trồng
chủ yếu phục vụ cho ẩm thực cho việc sản xuất sợi bông dùng trong ngành công
nghiệp dệt và chế tạo giấy. Chúng ta có thể thưởng thức loại quả này bằng cách
ăn trực tiếp khi quả chín hoặc chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn khác nhau
từ chuối chẳng hạn như các loại bánh chuối, món salad hoa quả, các món tráng

miệng….
Chuối có nhiều màu sắc và kích thước khác nhau. Khi chín quả chuối có thể có
màu vàng, màu đỏ sẫm hoặc màu tía (hay màu trứng quốc). Có tất cả hơn 50
loại chuối khác nhau trên thế giới. Đặc điểm chung về hình dạng của chuối là
quả chuối được gắn kết với nhau thành buồng, mỗi buồng được chia thành
nhiều nãi và trên mổi nãi có khoảng 10-20 quả. Chuối là một loại quả rất tốt và
có nhiều công dụng đặc biệt là chuối chín cây.Khi chin tinh bột chuyển hóa
thành đường tự nhiên và vì thế chuối chín thường có vị ngọt dịu và thơm.
1.3. Gía trị dinh dưỡng của chuối

4


Nướ
c

Đườn
g khử

Sacharos
e

Acid Tinh Protit Acid Lipid Tani Vitamin Tro
hữu
bột
amin
n
(mg %)
cơ
76,3 14,18 2,35

0,362 3,29 0,92 0,08 1,13 0,06 0,565
0,7
8
8
3
8
Bảng 1: Thành phần hóa học cơ bản của chuối
Chuối chứa một lượng lớn protein vả hydrat cacbon. Trong chuối còn bao gồm
một số loại đường khác nhau như glucose, maltose, galatose, sucrose, fructose
và tinh bột. Chuối cũng rất giàu các loại vitamin như: vitamin A, C,E,B2, sinh
tố R, dưỡng chất niacin, vitamin B12 và một số khoáng chất như sắt, canxi,
magie, photpho, kẽm, florua…
Ngoài ra còn có acid amin thiết yếu như chất tryptophan, lizin, leucin, glyxin,
khoáng chất aginin…cũng có trong thành phần của chuối. Trong một quả chuối
có thể chứa trung bình 100-125 calo. Có thể nói chuối là một loại quả rất tốt cho
sức khỏe và là loại thực phẩm giàu năng lượng.
1.4. Công dụng của chuối
Chuối được dùng như một phương thuốc chữa bệnh rất hiệu quả. Hơn nữa do
chúng có chứa lượng đường khá cao nên cũng được xem như một thực phẩm
giàu năng lượng. Với những giá trị dinh dưỡng thiết yếu loại quả này mang lại
một số lợi ích cho sức khỏe.
Chuối rất tốt trong việc cải thiện hệ tiêu hóa và khôi phục chức năng hoạt động
của ruột, chuối cũng giúp giảm thiểu táo bón. Trong trường hợp bị tiêu chảy cơ
thể chúng ta sẽ mất một chất điện giải quan trọng, nếu ăn chuối sẽ giúp cơ thể
khôi phục lại chất điện giải vì trong chuối có lượng kali cao.
Chất amino acid tryptophan có trong chuối sẽ được chuyển hóa thành serotonin
giúp giảm thiểu triệu chứng trầm cảm và cải thiện tâm trạng. Như vậy chuối là
một phương thức rất tốt nhằm giảm căng thẳng.
Ăn chuối thường xuyên giúp giảm nguy cơ thoái hóa điểm vàng một trong
những nguyên nhân gây giảm thị lực ở người cao tuổi.

Do chứa hàm lượng kali cao và natri thấp nên chuối chính là sự lựa chọn thích
hợp để giảm thiểu nguy cơ bị huyết áp cao và đột quỵ.
Chuối cũng rất giàu hợp chất phenolic giúp chống lão hóa vì thế ăn chuối
thường xuyên còn giúp ngăn ngừa nguy cơ ung thư thận. Do hàm lượng sắt cao
nên chuối giúp tăng thành phần haemoglobin trong máu và giảm thiểu bệnh
máu.
1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối
Khối lượng riêng: 977 kg/m3
Nhiệt dung riêng: c=1,0269 kJ/kg.độ
Hệ số dẫn nhiệt: 0,52 W/m.độ
Kích thước của quả chuối: 2-5 cm
Dài 8-20 cm
5


Khối lượng: 50-200 gr
Độ ẩm vật liệu:
- Độ ẩm của chuối trước khi đem vào sấy: ꞷ1=80%
- Độ ẩm của chuối sau sấy:ꞷ2=12%
Nhiệt độ sấy cho phép: t=(60-90)0C

CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY
CHUỐI
2.1.

Định nghĩa

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu nhằm tránh hư hỏng trong quá trình bảo
quản tăng độ bền cho sản phẩm. Dưới thời đại công nghiệp, sấy được xem là
một quá trình công nghệ được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, nông

nghiệp.
2.2.

Mục đích


Giảm trọng lượng

Giảm chi phí chuyên chở và đồng thời nó cũng làm tăng giá trị cảm quan
cho sản phẩm

Vi sinh vật( vi khuẩn, nấm mốc và nấm men) cần nước trong thực phẩm
để phát triển. Sấy hiệu quả ngăn cản chúng sống sót trong thực phẩm.

Loại bỏ phần nước tự do trong sản phẩm làm giảm hoạt độ của nước làm
chậm bớt quá trình sinh học→bảo quản sản phẩm thực phẩm
2.3.

Ưu điểm và nhược điểm của quá trình sấy



Ưu điểm
Hàm lượng nước còn lại trong sản phẩm rất ít(2-4%)
Không làm thay đổi tính chất tự nhiên của sản phẩm
Bảo quản thực phẩm sấy khô lâu

Ứng dụng rộng rãi rẻ tiền
Qúa trình sấy diễn ra nhanh
Có thể điều khiển được tỷ trọng sản phẩm

Thiết bị có năng suất cao làm việc liên tục và có thể tự động hóa hoàn toàn
Vật liệu hầu như không tiếp xúc bề mặt của thiết bị trong quá trình sấy nên
trannh1 ăn mòn
6


Bột sau khi sấy có độ hòa tan cao(90-100%) độ ẩm thấp(3-4%)
Vận hành và bảo dưỡng đơn giản


Nhược điểm

Yêu cầu kỹ thuật chế tạo máy công nghệ sấy khắc khe
Kỹ thuật đóng gói phải đảm bảo môi trường đóng gói có độ ẩm thấp(<30%) và
nhiệt độ thấp(<200C).
Bao bì phải dùng PE, bao lớp nhôm và có chứa nito
2.4.

Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối

Trong quá trình sấy chuối quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc
cơ học và các biến đổi bất lợi khác, làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm.
Những biến đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ
xốp.Sự thay đổi hệ keo do pha rắn (protein, tinh bột, đường,..) bị biến tính thuộc
về những biến đổi hóa lý.
Những biến đổi hóa sinh trong quá trình sấy là những phản ứng tạo thành
melanoidin, caramen, những phản ứng ôxy hóa và polyme hóa các hợp chất
polifenol, phân hủy vitamin và biến đổi chất màu. Hàm lượng vitamin trong
chuối quả sấy thường thấp hơn trong chuối quả tươi vì chúng bị phá hủy một
phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy. Trong các vitamin thì axit

ascobic và caroten bị tổn thất là do quá trình ôxy hóa. Riboflavin nhạy cảm với
ánh sáng, còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit hóa.
Để tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều
kiện để ẩm thoát ra khỏi chuối quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích
hợp cho từng loại sản phẩm.
Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình càng
có hiệu quả cao. Nhưng không thể sử dụng nhiệt độ sấy cao cho sấy chuối quả
vì chuối quả là sản phẩm chịu nhiệt kém. Trong môi trường ẩm, nếu nhiệt độ
cao hơn 60oC thì protein đã bị biến tính; trên 90oC thì fructoza bắt đầu bị
caramen hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao phân
tử xảy ra mạnh. Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, chuối quả có thể bị cháy
Vì vậy, để sấy chuối quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không
quá cao. Ngoài ra, độ ẩm tương đối của chuối, độ ẩm cân bằng .. ảnh hưởng trực
tiếp đến quá trình sấy.
2.5. Công nghệ sấy chuối
2.5.1. Độ chín của chuối nguyên liệu
7


Chuối khi thu hái phải đủ già nghiã là có thể tự chín. Tuy nhiên chuối tự chín thì
chuối chín chậm và không đồng đều. Dấm dú là cách để chuối chín đồng đều.
Độ chín của chuối nguyên liệu một yếu tố quyế định đến chất lượng chuối sấy.
có nhiều cách xác định độ chín trong đó cách xác định theo màu là phổ biến
nhất. Trong chế biến hoặc ăn tráng miệng chuối thường dùng theo 3 độ chín sau
đây:
- Vỏ vàng 2 đầu xanh vị ngọt đậm đà, hơi chat, hơi cứng,chưa thơm, vỏ
còn chắc chuối có hảm lượng đường acid cực đại còn có tinh bột và
vitamin
- Vỏ vàng hoàn toàn vị ngọt, độ chat giảm, thơm, dễ bóc vỏ. Đường và
acid bắt đầu giảm, tinh bột và vitamin còn ít.

- Vỏ vàng có màu chấm nâu, vị ngọt, không chat, mềm vỏ dễ gãy. Đường
acid hữu cơ giảm, tinh bột không còn, vitamin có rất thấp
2.5.2. Hỗ trợ việc rửa bột chuối bằng hóa chất
Trên bề mặt chuối có một lớp bột bao quanh nế không loại bỏ sẽ làm chuối có
màu trắng loang lỗ và xù xì. Để loại bỏ lớp bột này người ta xoa chuối bằng tay
trong chậu nước khoảng 3 kg chuối/3 lít nước, mỗi mẻ cần 2-3 phút. Việc lựa
chọn hóa chất để rửa nhằm 2 mục đích:
- Gỉam thời gian thao tác
- Cải thiện màu sản phẩm.
Hóa chất được chọn phải rẻ, không độc , không gây mùi vị cho sản phẩm không
ảnh hưởng tới người thao tác và dụng cụ, làm bong nhanh lớp bột có tính khử.
Thông thường chọn một số hóa chất như sau: hỗn hợp dung dịch(NaHSO 3 và
HCl) và hỗn hợp dung dịch (NaHSO 3và Al2(SO4)3)…Tổ hợp dung dịch hiệu quả
nhất là (HCl 0,05% và Al2(SO4)30,55). HCl ở nồng độ trên không làm ảnh
hưởng xấu đến người sản xuất và phương tiện bảo hộ lao động, dễ mua, dễ xử
lý, chi phí thấp. Có tác dụng thay đổi môi trường các phản ứng sinh hóa không
có lợi và sát trùng nhẹ. Phèn chua ở nồng độ trên cũng có tác dụng sát trùng
nhẹ, tăng cường bề mặt cấu trúc của chuối, không gây vị chat giá rẻ dễ sử dụng.
2.5.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím
Sau khi sấy khô chuối được làm nguội và phục hồi trạng thái do hút ẩm trở lại
để có độ mềm dẻo nhất định (do sấy đến độ ẩm dưới 20%) rồi mới đóng gói.
Thời gia này từ giờ đến vài ngày. Trong môi trường khí quyển thông thường và
không thực hiện nghiêm chỉnh vệ sinh công nghiệp sản phẩm dễ bị nhiễm vi
sinh vật. Nhiều cơ sở đã sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn coi đó là biện
pháp an toàn cần thiết cho vệ sinh thực phẩm.
8


2.5.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy
Độ ẩm cân bằng của chuối sấy là hàm ượng nước của nó trong môi trường xác

định mà không xảy ra quá trình nhã nước (bốc hơi) hay hút ẩm(hấp thụ) giữa nò
và môi trường.
Chuối sau khi sấy đến độ ẩm dưới độ ẩm cân bằng thường là 15-20% sau vài
giờ đến vài ngày để ngoài không hí sẽ tăng hàm lượng ẩm tới độ ẩm cân bằng.
Xác dinh965 độ ẩm cân bằng của chuối sấy nhằm chọn độ ẩm có lợi khi kết
thúc sấy và đề ra cách xử lý đóng gói và bảo quản phù hợp.
Muốn bảo quản chuối sấy tốt cần giữ độ ẩm của nó dưới 25% tốt nhất là 2022%. Do vậy sau khi sấy khô nên quạt nguội và lựa chọn đóng gói ngay, không
để ngoài không khí lau sẽ làm cho độ ẩm của chuối sấy thấp hơn độ ẩm cân
bằng. Nếu chưa lựa chọn bao gói ngay thì trữ trong bao kín nơi thoáng mát để
hôm sau xử lý. Bao bì cần làm từ vật liệu chống khong khí ẩm đi qua và dán
kín.
2.5.5. Các chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy xuất khẩu
2.5.5.1.
Chỉ tiêu cảm quan
- Trạng thái: mềm dẻo, đàn hồi không được quách, chắc cứng sượng.
- Màu sắc: từ nâu đến vàng, tương đối đồng đều trong một túi không được
thâm đen, nâu đỏ, không được loang lỗ.
- Mùi vị: vị ngọt và mùi vị đặc trưng cho chuối sấy không được chát hay
chua do lên men.
2.5.5.2.

Chỉ tiêu hóa lý

- Kích thước: loại nguyên quả không quá 7 cm.
- Độ ẩm: 20-25%.
2.5.6. Chỉ tiêu vi sinh vật-côn trùng
Lượng vi sinh vật tính bằng số tế bào/g sản phẩm
2.6. Công nghệ sấy chuối quả
Ta lựa chọn công nghệ sấy là công nghệ sấy hầm vì phù hợp với tính chất của
vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn nên lựa chọn công nghệ sấy

hầm là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy là
không khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer dạng khí – hơi không khí có nhiệt
độ vào khoảng 80 – 95oC, được quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy. Vận tốc của
dòng không khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát ra trong một đơn vị thời
gian.

9


Yêu cầu đối với chuối nhiên liệu: Chuối quả phát triển đầy đủ, tươi tốt, nguyên
vẹn, sạch sẽ. Vỏ chuối mỏng, dễ bóc, có màu từ vàng toàn trái đến vàng có
chấm nâu. Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũ, hương thơm, vị ngọt, không chát.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Chuối nguyên liệu( thu hoạch)
Phân loại
Bóc vỏ
Rửa hóa chất( lần 1)
Cắt lát
Rửa lần 2
Sấy
Phân loại
Xử lý đến tia tử ngoại (nếu có )
Đóng gói
Bảo quản
Thuyết minh quy trình:
Chuối nguyên liệu ( thu hoạch) Phân loại bóc vỏ rửa hóa chất(lần 1) cắt lát rửa
lần 2 sấy phân loại xử lý đèn tia tử ngoại (nếu có) đóng gói bảo quản Thuyết
minh quy trình: Chuối nguyên liệu đem rửa sạch, bóc vỏ, cắt đầu rồi rửa lại và
lau nhẹ để làm sạch các lớp trong vỏ quả còn dính lại và lớp ngoài ruột quả. Sau

đó đem xử lý hóa chất như ngâm vào dung dịch canxi clorua (2÷4%), natri
cacbonat (5%) nhưng hiệu quả nhất là sunfit hóa bằng phương pháp khô hoặc
bằng phương pháp ướt. Khi sunfit hóa, người ta nhúng ruột chuối vào dung dịch
có hàm lượng SO2 tự do là (0,2 ÷ 1)% trong (5÷20)phút. Sau khi xử lý bằng hóa
chất chuối được cho vào máy cắt láy rồi xếp vào các khay tre hoặc nhôm và đưa
vào thiết bị sấy hầm hoặc buồng. Sấy ở nhiệt độ 80 – 95oC cho đến khi độ ẩm
của chuối giảm xuống còn 10 – 12%. Sau khi sấy xong, cần tiến hành phân loại
để loại bỏ những cá thể không đạt chất lượng (do cháy hoặc chưa đạt độ ẩm yêu
cầu). Dạng vật liệu thường dùng để bảo vệ rau quả khô là giấy cáctông và chất
dẻo (PE, PVC, xenlophan). Bao giấy và hộp cáctông có đặc tính nhẹ, rẻ, có thể
tái sinh, nhưng thấm hơi thấm khí, không đều dưới tác dụng của nước và cơ
học. Bao túi chất dẻo có đặc tính trong suốt, đàn hồi, dể dàng kín bằng nhiệt, chi
10


phí thấp nhưng có một số bị thấm nước, thấm khí (PE), chịu nhệt kém
(PVC,PET). Bao túi chất dẻo dùng để bảo quản hoa quả khô có thể chỉ gồm
một màng chất dẻo hoặc kết hợp nhiều màng.

Hình 2. Chuối sấy thành phẩm
/>
CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP,
DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY
3.1. Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế
3.1.1. Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ
Với nguyên liệu là quả chuối đưa vào hệ thống có độ ẩm W1=50% và yêu cầu
sản phẩm đầu ra có độ ẩm là W2=10%.
Năng suất nhập liệu(VLA) tính theo giờ:
G1=G2× = 100× = 180 kg vla/h
Lượng ẩm cần bay hơi trong giờ là:

W=G1 – G2 =180 – 100 = 80 kg vla/h
3.1.2. Lựa chọn phương pháp sấy :
11


Do sản phẩm sấy là chuối quả và được dùng làm thực phẩm cho con người nên
phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh.
Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy. Với yêu
cầu và đặc tính của loại vật liệu sấy là chuối và năng suất sấy không quá lớn chỉ
dùng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng
bức dùng quạt thổi. Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí –
hơi.
Không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp
được quạt thổi vào hầm sấy. Trong không gian hầm sấy không khí khô được
thực hiện việc trao nhiệt - ẩm với vật liệu sấy là quả chuối làm cho độ ẩm tương
đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút
ra ngoài. Không khí này sau đó được thải ra ngoài môi trường.
3.2. Chọn chế độ sấy
Với hệ thống sấy là hầm và vật liệu sấy là Chuối quả. Ta sẽ gia nhiệt cho không
khí lên đến nhiệt độ t1 = 80oC (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ). Nhiệt độ của
không khí ra khỏi hầm sấy ta lựa chọn là t2 = 50oC (lựa chọn không được quá
thấp tránh hiện tượng đọng sương bên trong buồng sấy khi không khí bị quá bão
hòa).
Do yêu cầu nhiệt độ sấy không quá thấp (sấy nóng) nên ta sử dụng sơ đồ sấy
không có đốt nóng trung gian.
Trong hệ thống sấy đối lưu, tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi là rất lớn.
Đồng thời, sản phẩm sau khi sấy được dùng làm thực phẩm cho con người nên
yêu cầu chất lượng khá cao. Do vậy, không khí sử dụng làm tác nhân sấy yêu
cầu phải sạch, tránh sử dụng lượng không khí tươi ngoài trời quá lớn vừa gây
tăng chi phí vận hành và lọc bụi của hệ thống các phin lọc, ta sử dụng chế độ

sấy hồi lưu một phần tác nhân sấy. Tức là cho một phần tác nhân sấy sau khi ra
khỏi thiết bị sấy quay trở lại trước hoặc sau Calorifer để tận dụng nhiệt vật lý
của tác nhân sấy ở nhiệt độ t2. Với chế độ sấy này giúp giảm bớt chi phí về
năng lượng và tránh làm mất hương vị của chuối chín.

CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ
THỐNG SẤY
4.1. Các thông số của không khí trong hệ thống sấy
4.1.1. Các thông số tác nhân sấy
Các ký hiệu:
- G1, G2: lượng vật liệu trước và sau khi sấy (kg/h).
12


- Gk: lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h).
- W1, W2: độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy, tính trên căn bản ướt
(%).
- W: lượng ẩm được tách ra khỏi vật liệu (kg/h).
- L: lượng không khí khô (kkk) tuyệt đối qua máy sấy (kg/h).
- d0 : hàm ẩm của không khí ngoài trời (kg ẩm/kg kkk)
- d1 : hàm ẩm của không khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/ kg kkk).
- d2 : hàm ẩm cả không khí sau khi sấy ( kg ẩm/ kg kkk).
4.1.2. Các công thức sử dụng
Dùng tác nhân sấy là không khí.
-

Phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:
pb = exp(12-)
(bar)
Độ chứa ẩm:

d = 0,621
(kg/kgkkk)

Với: B : áp suất khí trời, B = 1 at = 0,981 bar.
-

Enthapy của không khí ẩm:
H = Cpk*t + d*(r + Cpa*t) = 1,004*t+d*(2500+1,842*t)
( kj/kg kkk).

Với: Cpk: nhiệt dung riêng của không khí khô Cpk=1,004 kJ/kg0K.
Cpa: nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa=1,842 kJ/kg0K.
r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r = 2500 kJ/kg.
-

Thể tích riêng của không khí ẩm:
v==
(m3/kgkkk)

Với : R hằng số khí, R = 8314 J/kmol.độ
M khối lượng không khí, M = 29kg/kmol
B, pb: áp suất khí trời và phần áp suất bão hòa của hơi nước trong không
khí, N/m2.
- Lưu lượng không khí ẩm:
V = v.L
(m3/kg)
Với: L: lưu lượng không khí khô, kg/h
v: thể tích riêng của không khí ẩm, m3/h.
Khối lượng riêng của không khí ẩm:
(kg/m3)

13


Trong đó: = 1,293 kg/m3: khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện
chuẩn.
T0 = 2730K: nhiệt độ không khí ở điều kiện chuẩn.
4.1.3. Tính các thông số của tác nhân sấy
Các thông số ngoài trời trung bình trong năm của thành phố Hồ Chí Minh là
to=27 oC, o=79% (Theo số liệu của Tổng cục du lịch Việt Nam).
Trạng thái không khí ngoài trời: được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định
bằng cặp thông số(to,o).
A:

B:

→)

- Lượng tác nhân khô cần thiết:
L=

(kg/h)

- Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
14


l = = = = 58,9692 (kgkk/kg ẩm)

15

4.2.

Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
16


QC = L(H2 – H0) = 4717,537(128,740-73,7426) = 2594510,93 (kJ/h)
qc = l(H2 – H0) = 58,9692(128,740-73,7426) = 3243,15 (kJ/kg ẩm)
4.3.

Tính hiệu suất sấy:

Gọi Qhi là nhiệt độ cần thiết để làm bay hơi ẩm vật liệu:
Qhi = W. rtvl + Ca.(t2 -tvl)
rtvl: ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ rvtl = 2500
Ca: nhiệt dung riêng của ẩm hơi nước Ca = Cpa = 1.842 (kJ/kg.K)
t2: nhiệt độ không khí ra khỏi thiết bị sấy
tvl: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường
tvl = t0 = 270C
Qhi = 80.2500+1,842.(38+27) = 201620.96 (kJ/h)
Hiệu suất sấy:
n = = = 70.64 (%)
4.4. Thời gian sấy
4.4.1. Tính cường độ sấy
 Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy:
tk = = = 59 (0C)
 Độ ẩm trung bình của tác nhân sấy:
= = = 0,42874
 Phân áp bão hòa của hơi nước trong tác nhân sấy:

k

= exp (12-) = 0.18786 (bar)

 Khối lượng riêng của tác nhân:
k

= (1- ) = ) = 1,03022 ( kg/m3)

CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ THIẾT KẾ
CALORIFER-CHỌN QUẠT
5.1.

Tính toán thiết kế calorifer
17


Với năng lượng cung cấp là hơi nước bão hòa do đó ta sẽ thiết kế một calorifer
kiểu khi hơi ống cánh. Với nước bão hòa ngưng trong ống và TNS là không khí
nóng chuyển động bên ngoài của các chùm ống nhận nhiệt để đạt được nhiệt độ
yêu cầu.
5.1.1. Tính toán thiết kế calorife
a) Tính diện tích trao đổi nhiệt F qua calorifer
∆tmax=T-t2đ=120-27=930C
∆tmin=T-t3c=120-55=650C
- Hiệu số nhiệt độ cùa 2 dòng lưu chất ở đầu và ra của calorifer.
- Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và hơi nước cấp nhiệt.
Hệ số cấp nhiệt phía không khí ngoài ống : 2
Hệ số cấp nhiệt :

- Số cánh trên 1 ống:

→ Làm tròn nc=219 (cánh)
- Diện tích phần không khí làm rảnh của 1 ống:

- Diện tích phần cánh của 1 ống:

- Đường kính tương đương của ống:

- Chuẩn số Reynolds:

- Với xếp ống so le, chuẩn số Nurselt:
18


- Hệ số cấp nhiệt của cánh:

- Hệ số cấp nhiệt tương đồng phía ống có rảnh:

＋ Chọn

- Hệ số làm sánh:
(W/m2.độ)
- Hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi nước bão hòa trên ống đứng khi màng chất
ngưng tụ chảy tầng:

Hệ số truyền nhiệt K
- Tỷ số giữa điều kiện ngoài và đường kính trong ống:

- Với thì hệ số truyền nhiệt K được tính như với rảnh phẳng:

b) Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt và kích thước calorifer:
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho calorifer:
Q=L.(H1-H2)=7691,492.(105,839-76,723)=229768,68 (kJ/h)=63824,63 (J/s)
- Diện tích bề mặt trong các ống:
＋ Chọn hiệu suất calorifer =0,75

- Tổng số ống trong calorifer:
(ống)
→ Chọn số ống n=106 ống

19


- Số ống trong 1 hàng m. Chọn số hàng z=9

- Tổng số ống trong calorifer:
N=m.z=12.9=108 (ống)
- Kích thước calorifer bố trí ống đứng:
+ Chiều dài: L=m.s1= 12.0,08=0,96≈1 (m)
+ Chiều rộng: a=z.=9.0,06928=0,62(m)
+ Chiều cao: h=1,2 (m)
c) Trở lực qua calorifer:
- Hệ số trở lực:
Tính và chọn xyclon
- Lưu lượng khí vào xyclon chính là lưu lượng tác nhân sấy ra khỏi thùng quay:
Vxyclon=V2=7349,347 (m3/h =2,0415(m3/s)
- Tốc độ quy ước của khí:

- Trở lực qua xyclon:

Chọn hệ số trở lực của xyclon là

d)

Tính trở lực và chọn quạt:

- Trở lực ∆P:

Trở lực qua xyclon
+ Theo khái niệm lấy trở lực qua xyclon ∆Px=20mmH2O trở lực cục bộ và các tổn thất
phụ được lấy thêm 5%
∆Pt=1,05.(∆P+∆P2)=1,05.(4,16+20)=25,368 (mmH2O)
20


+ Gỉa sử tốc độ tác nhân sấy ra khỏi quạt vq=8m/s

- Cột áp của quạt ∆Pq:
+ Chọn quạt:

Chọn quạt N4 có hiệu suất quạt
Số vòng quay của quạt là:

21


KẾT LUẬN
Hệ thống sấy chuối bằng phương pháp sấy hầm có năng suất không cao, nên
sau khi tính toán, kích thước thiết bị cũng như một vài thông số tính toán cũng chưa
phù hợp với các thông số thiết bị trên thực tế. Các tài liệu về sấy chuối cũng chưa thật

rõ rang để sinh viên có thể tính toán hết mọi thông số của hệ thống.
Mặc dù hệ thống sấy hầm rất phổ biến trong công nghiệp thực phẩm nhưng do
sinh viên chưa được tham gia thực tế nên đa phần các tính toán còn đôi chỗ chưa hợp
lí. Chúng em mong thầy nhận xét và hướng dẫn thêm để góp phần hoàn thiện tiểu luận
môn học cũng như rút kinh nghiệm cho những lần khác./.

22


TÀI LIỆU THAM KHẢO
-

Vũ Bá Minh, Võ Văn Bang. Quá trình và thiết bị tập3 – Truyền khối. NXB Đại
học Quốc gia TPHCM. 2008.

-

Trần Văn Phú. Kỹ thuật sấy. Nhà xuất bản giáo dục.2008.
Th.S Đào Thanh Khê. Bài giảng Kĩ thuật thực phẩm 2. Trường ĐH Công
Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM.

23


24