Đồ án thiết kế tháp sấy thóc (full cad)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
--------------------

ĐỒ ÁN MƠN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
THÁP SẤY THĨC NĂNG SUẤT
1800KG KHƠ/H

SVTH:
GVHD:

1. Lê Thanh Huy
2. Nguyễn Bùi Tâm Như
TS. Đặng Đình Khơi

MSSV: 18128020
MSSV: 18128084

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---oOo---

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ

Giảng viên hướng dẫn: Đặng Đình Khơi
Họ và tên sinh viên thực hiện:

MSSV

1. Lê Thanh Huy
18128020
2. Nguyễn Bùi Tâm Như
18128084
1. Tên đồ án: Thiết kế hệ thống tháp sấy thóc năng suất 1800 kg khơ/h
2. Các số liệu ban đầu:
•

Năng suất sản phẩm sấy: 1800 kg/h

•

Độ ẩm nguyên liệu đầu vào: 23%

•

Độ ẩm sản phẩm sau sấy: 13%

•

Tác nhân sấy là khơng khí nóng

•

Các số liệu khác tự chọn

3. u cầu về phần thuyết minh và tính tốn:
1)

Tổng quan về sản phẩm và qui trình cơng nghệ sấy liên
quan

2)

Đề nghị qui trình sấy thóc hạt

3)

Tính cân bằng vật chất-năng lượng

4)

Tính cấu tạo thiết bị chính

5)

Chọn các thiết bị phụ phù hợp

6)

Kết luận

4. u cầu về trình bày bản vẽ:
•

01 bản vẽ qui trình khổ A1 và 01 bản vẽ khổ A4 kẹp trong tập
thuyết minh

•

01 bản vẽ cấu tạo thiết bị chính khổ A1

5. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/03/2021
6. Ngày hồn thành đồ án: 31/07/2021
TRƯỞNG BỘ MƠN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021
Giảng viên hướng dẫn

Đặng Đình Khơi


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVHD: TS. Đặng Đình Khơi....................................................................................
2. Sinh viên: Lê Thanh Huy................................... 3. MSSV: 18128020......................

4. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống tháp sấy thóc năng suất 1800 kg khơ/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế

0 – 1,0

2

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết

0 – 2,5

bị
3

Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế

0 – 0,75

4

Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế

0 – 0,75

5

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

6

Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

7

Hồn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm

0 – 0,75

8

Thực hiện đúng kế hoạch công việc được GV giao

0 – 0,75

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:

10

……………………………………….)
Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

Khơng được phép bảo vệ : 


Ngày …… tháng 8 năm 2021
Người nhận xét
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVHD: TS. Đặng Đình Khơi....................................................................................
2. Sinh viên: Ngũn Bùi Tâm Như....................... 3. MSSV: 18128084......................
4. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống tháp sấy thóc năng suất 1800 kg khơ/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế

0 – 1,0

2

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết

0 – 2,5

bị
3

Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế

0 – 0,75

4

Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế

0 – 0,75

5

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

6

Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

7

Hoàn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm

0 – 0,75

8

Thực hiện đúng kế hoạch cơng việc được GV giao

0 – 0,75

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:

10

……………………………………….)
Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

Khơng được phép bảo vệ : 


Ngày …… tháng 8 năm 2021
Người nhận xét

(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVPB: .....................................................................................................................
2. Sinh viên: Lê Thanh Huy................................... 3. MSSV: 18128020......................
4. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống tháp sấy thóc năng suất 1800 kg khơ/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

3

Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

4

Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án

0 – 1,0

5

Trả lời được các câu hỏi phản biện

0 – 3,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:

10

……………………………………….)
Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1. GVPB: ......................................................................................................................
2. Sinh viên: Nguyễn Bùi Tâm Như....................... 3. MSSV: 18128084......................
4. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống tháp sấy thóc năng suất 1800 kg khô/h
5. Kết quả đánh giá:
STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

3

Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

4

Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án

0 – 1,0

5

Trả lời được các câu hỏi phản biện

0 – 3,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:

10

……………………………………….)
Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án môn học, chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ và bạn bè.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến TS. Đặng Đình Khơi, giảng viên khoa Cơng nghệ
Hóa học và Thực phẩm - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, thầy đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm đồ án mơn học q
trình và thiết bị.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên trong trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cơ trong khoa Cơng nghệ Hóa
học và Thực phẩm nói riêng đã dạy chúng em kiến thức về các mơn đại cương, giúp
chúng em có được những cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ chúng
em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã ln tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hồn thành đồ án mơn
học.

9


MỤC LỤC

vi
i

10


DANH MỤC HÌNH ẢNH

11


DANH MỤC BẢNG

12


LỜI NÓI ĐẦU
Lúa là cây lương thực quan trọng nhất của nước ta và đặc biệt là ở Đồng Bằng
Sông Cửu Long (ĐBSCL). Trồng lúa là một nghề truyền thống của nhân dân Việt Nam
từ rất xa xưa, có lẽ khi người Việt cổ xưa bắt đầu công việc trồng trọt thì cây lúa đã
được
quan tâm đầu tiên. Kinh nghiệm sản xuất lúa đã hình thành, tích lũy và phát triển cùng
với sự hình thành và phát triển của dân tộc ta. Những tiến bộ của khoa học kỹ thuật
trong
nước và thế giới trên lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất lúa đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành
trồng lúa nước ta vươn lên bắt kịp trình độ tiên tiến của thế giới. Những năm gần đây,
Việt Nam đã tham gia vào thị trường lúa gạo quốc tế với sản lượng gạo xuất khẩu hàng
năm đứng thứ 2 - 4 trong số các nước xuất khẩu gạo nhiều nhất thế giới. Đồng bằng
Sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất của cả nước, đã góp phần quan trọng trong thành
quả chung đó.
Tuy nhiên, một thách thức đối với các nước xuất khẩu gạo trên thế giới nói chung và
Việt Nam nói riêng là quá trình bảo quản hạt lúa sau khi thu hoạch bởi trong q trình

bảo quản, hạt thóc thường bị một số hiện tượng: nấm mốc, lên men, nhiễm sâu mọt…
Khi bị những hiện tượng trên chất lượng của thóc bị giảm, ảnh hưởng đến phẩm chất.
Vì vậy, việc bảo quản thóc lúa sau khi thu hoạch đóng một vai trò rất quan trọng, bao
gồm: gia công chất lượng lương thực trước khi nhập kho, hạn chế mọi yếu tố gây tổn
hại cả về số lượng và chất lượng lương thực ở mức thấp nhất trong thời gian bảo quản
và tạo thuận lợi cho việc chế biến và sử dụng sau này.
Theo đó, q trình sấy thóc được xem là một giai đoạn quan trọng không thể thiếu
trong quy trình bảo quản thóc trước khi đưa đến người tiêu dùng hoặc xuất khẩu. Q
trình sấy thóc có thể áp dụng theo nhiều hình thức khác nhau: phơi nắng đối với quy
mơ thóc hộ gia đình hoặc sử dụng các thiết bị sấy thóc đối với quy mơ cơng nghiệp.
Trong giới hạn mơn học Đồ án q trình và thiết bị này chúng em sẽ trình bày về
phương pháp sấy thóc bằng tháp sấy nhằm giải thích cụ thể về ưu và nhược điểm của
sấy tháp so với các phương pháp sấy khác trong q trình bảo quản hạt thóc.
13


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về thóc (lúa)
1.1.1 Giới thiệu về cây lúa
Cây lúa trồng có tên khoa học là Oryza sativa L., là cây trồng xuất hiện sớm, thuộc
một trong những loài cây trồng cổ xưa nhất. Oryza sativa L. là loài thân thảo sống
hàng năm, thời gian sinh trưởng tùy theo các giống dài ngắn khác nhau, nằm trong
phạm vi từ 60 đến 250 ngày. [1]
Theo hệ thống phân loại thực vật, cây lúa được sắp xếp như sau:
- Ngành (Divisio): Angiospermae - Thực vật có hoa
- Lớp (Classis): Monocotyledones - Lớp một lá mầm
- Bộ (Ordines): Poales (Graminales) - Hòa thảo có hoa
- Họ (Familia): Poaceae/Gramineae - Hòa thảo
- Phân họ (Subfamilia): Poidae - Hòa thảo ưa nước
- Chi (Genus): Oryza - Lúa

- Loài (Species): Oryza sativar - Lúa trồng
Lúa là loài thực vật thuộc một nhóm các lồi cỏ đã thuần dưỡng, được trồng nhiều
nhất ở Trung Quốc, Việt Nam, Thái Lan, Campuchia, Myanmar, Ấn Độ,... Lúa sống
một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp khoảng (2-2,5
cm) và dài 50-100 cm. Rễ chùm, có thể dài tới 2-3 m/cây trong thời kỳ trổ bơng. Tuỳ
thời kì sinh trưởng, phát triển mà lá lúa có màu khác nhau. Khi lúa chín ngả sang màu
vàng. Các hoa nhỏ, màu trắng sữa, tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh
cong hay rủ xuống, dài 35-50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại cây
ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 1-2 mm. Cây lúa non được gọi là mạ. Sau khi ngâm ủ,
người ta có thể gieo thẳng các hạt lúa đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ
hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau
một khoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính. Sản phẩm thu được từ
14


cây lúa là hạt lúa, hay còn gọi là thóc. Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm
chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của
hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ Latinh), điều này làm cho
nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất.
1.1.2 Cấu tạo hạt lúa

Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa
Hạt lúa là cơ quan sinh sản, duy trì sự phát triển nòi giống của cây lúa.
Hạt lúa về bản chất là một quả, bao gồm:
- Mày thóc: Trong q trình sấy, bảo quản, do sự cọ xát giữa các hạt thóc với nhau làm
mày thóc rụng ra làm tăng lượng tạp chất trong thóc.
- Vỏ trấu: Có hai mảnh, một mảnh to và một mảnh nhỏ ơm lấy nhau và có màu sắc
khác nhau tùy giống. Độ dày vỏ trấu từ 0,12-0,15 mm, chiếm tỷ lệ khoảng 10-18%
khối lượng toàn hạt. Vỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hướng của
môi trường và sự phá hoại của sinh vật, nấm mốc.

- Vỏ hạt gạo lật (hạt chưa xát): Thường chiếm một tỷ lệ khoảng 5,5-6,2% khối lượng
hạt, tùy theo từng giống lúa và độ chín khi thu hoạch. Vỏ hạt gạo lật có thành phần chủ
yếu là lipit và protit, cấu tạo gồm 4 lớp: vỏ bì, vỏ lụa, lớp cutin, lớp aleurone.
15


- Hạt gạo: Gồm 2 phần là nội nhũ và phôi
+ Nội nhũ được bao bọc bởi lớp vỏ cám. Màu sắc vỏ cám cũng khác nhau tùy theo
giống. Nội nhũ là bộ phận dự trữ chất dinh dưỡng để ni phơi và khi hạt nảy mầm, nó
cung cấp chất dinh dưỡng cho phôi phát triển thành cây lúa non.
+ Phơi nằm ở phía cuống hạt lúa. Khi đủ điền kiện nảy mầm thì phát triển thành rễ và
mầm giúp cây lúa bắt đầu một chu kì sinh trưởng phát triển mới.
Cấu trúc thực vật của quả lúa quyết định tính chất cơ lý của quả và hạt gạo, ảnh hưởng
đến sự lựa chọn giải pháp kỹ thuật, thiết bị, chất lượng trong quá trình bảo quản, sơ
chế chúng.
1.1.3 Thành phần hóa học có trong thóc (lúa) [2]
Tinh bột gạo là nguồn cung cấp năng lượng calo chủ yếu để duy trì sự sống cho con
người. Ở Việt Nam, thóc (lúa) giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an tồn lương
thực, thực phẩm. Ngồi ra nó còn là cây trồng đóng góp tỷ suất lớn trong ngành nơng
nghiệp nước ta, tiêu biểu là khu vực đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng sơng Cửu
Long.
Thành phần hóa học của hạt thóc gồm chủ yếu là tinh bột, protein, cellulose. Ngồi ra
trong hạt thóc còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3 chất kể trên
như đường, vitamin, muối khoáng, chất béo, …

16


Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong hạt thóc (lúa)
Thành phần

hóa học

Hàm lượng các chất (%)
Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

Protein

6,66

10,43

8,74

Tinh bột

47,70

68,00

56,20

Cellulose

8,74

12,22

9,41

Tro

4,68

6,90

5,80

Đường

0,10

4,50

3,20

Chất béo

1,60

2,50

1,90

Dextrin

0,80

3,20

1,30

1.1.3.1 Các gluxit
Các gluxit của thóc ngồi tinh bột là thành phần chủ yếu còn có đường, cellulose,
hemicellulose, dextrin.
Thành phần cấu tạo tinh bột lúa tẻ khoảng 17% amylose và 83% amylopectin, còn
trong tinh bột lúa nếp hầu như không có amylose mà gần như 100% là amylopectin.
Amylopectin là thành phần quyết định tính dẻo của loại thóc.
Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột thóc khoảng 65-70ºC.

17


1.1.3.2 Protein
Protein của thóc gồm chủ yếu là globulin và glutelin (orizein)
Bảng 1.2 Thành phần của các acid amin trong protein của gạo xay
Axit amin
Tryptophan

Hàm lượng (%)
1,08

Axit amin
Valin

Hàm lượng (%)
06,99

Threonine

3,92

Acginin

05,76

Izolơxin

4,69

Histidin

01,68

Lizin

3,95

A. Acpactic

04,72

Metionin

1,80

A. Glutamic

13,69

Xictin

1,36

Glyxin

06,84

Penylalanin

5,03

Prolin

04,84

Tirozin

4,57

Xerin

05,08

Lơxin
1.1.3.3 Chất béo

8,61

Alanin

03,56

Chất béo có trong hạt thóc chủ yếu tập trung ở phôi và lớp aloron. Trong thành phần
chất béo của thóc có 3 acid chính, đó là acid oleic, linolic và palmitic. Các acid béo
khác như acid stearic, miristic, arakhic, linosteric có với hàm lượng rất nhỏ. Ngồi ra
trong chất béo của thóc còn có một lượng lizolixitin và phosphorus.

18


Bảng 1.3 Thành phần hóa học của chất béo của thóc
Hàm lượng (%)

Trong k

41,0 -

27,6 -

0,1 -

12,3 -

1,8 -

0,5 -

0,4 1.1.3.4 Chất khống
Chất khống phân bố khơng đồng đều trong các phần của hạt thóc, chủ yếu tập trung ở
các lớp vỏ. Chất khống nhiều nhất trong hạt thóc là phosphorus. Phosphorus phân bố
nhiều ở các lớp vỏ hạt, do đó sau khi xát kĩ thì lượng phosphorus của gạo bị mất đi khá
nhiều. Chất khoáng nhiều nhất trong vỏ trấu là silicon. Chất khống nhiều nhất trong
phơi lúa là Phosphorus, kalium và magnesium và có 83% Phosphorus của phơi hạt ở
dạng phitin, 13% ở dạng acid nucleic.
1.1.4 Tính chất vật lý của thóc (lúa)
Theo thống kê, thóc mới thu hoạch thường có độ ẩm cao nên một số giống có thể nảy
mầm, men mốc và nấm dễ phát triển làm cho thóc bị hư hoặc kém chất lượng. Thơng
thường, độ ẩm của thóc khi mới thu hoạch là từ 20-27%. Để thóc khơng bị hư hỏng
hoặc giảm chất lượng thì trong vòng 48 giờ sau khi thu hoạch phải làm khơ thóc để độ
ẩm chỉ còn dưới 20%, sau đó cần tiếp tục xử lý. Tuỳ theo nhu cầu làm khơ thóc để xay
xát ngay hoặc để tồn trữ lâu dài hoặc để làm giống mà yêu cầu làm khơ và cơng nghệ
sấy khác nhau. Q trình sấy phải làm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ
ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trong hạt thóc so với bên
ngồi là nhỏ nhất. Độ ẩm an tồn của thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc,
khí hậu cũng như điều kiện bảo quản. Khi thóc có độ ẩm từ 13-14% (cắn thử hạt thóc
19


thấy giòn), có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, nếu muốn bảo quản dài hơn 3 tháng thì
độ ẩm của thóc tốt nhất từ 12-12,5%. Độ ẩm thóc, cơng nghệ sấy cũng ảnh hưởng tới
hiệu suất thu hồi gạo và tỷ lệ gạo gãy trong quá trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho q
trình xay xát từ 13-14%. [3]
1.1.5 Các đặc tính chung của khối lúa
1.1.5.1 Tính tan rời
a. Khái niệm
Nhiều cá thể tập trung lại thành một khối hạt, vị trí giữa các hạt hầu như khơng thay

đổi nhưng có khả năng biến động ở một mức độ nhất định. Khả năng này gọi là tính
tan rời hay tính lưu động.
Đối với khối thóc, tính tan rời là đặc tính khi đổ thóc từ độ cao h xuống mặt phẳng
nằm ngang, thóc tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón, khơng có hạt nào
dính liền với hạt nào. Góc tạo thành bởi đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của
hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiên của khối hạt.
b. Đặc điểm
Độ rời của khối hạt được đặc trưng bằng 2 hệ số:
- Góc nghỉ tự nhiên: về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt
nên còn gọi là góc ma sát trong, kí hiệu φ . Dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ
1

chất lượng và sự thay đổi chất lượng của thóc trong q trình sấy và bảo quản. Đối với
thóc, góc nghỉ khoảng từ 32 ÷ 40o
- Góc trượt: nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho
tới khi hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt gọi
là góc trượt (góc ma sát ngồi), kí hiệu φ .
2

Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả năng
dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn.

20


Hình
1.2
Các
góc
của

khối
hạt
c. Các
yếu tố
ảnh
Cách xác định góc nghỉ của khối hạt

hưởng
Cách xác định góc trượt của hạt

Độ rời
của

khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố:
- Kích thước, hình dáng và trạng thái bên ngồi của hạt: Hạt có kích thước dài có độ
rời nhỏ hơn so với hạt có kích thước ngắn. Hạt tròn có độ rời lớn hơn hạt dẹt. Hạt có
bề mặt nhẵn thì có độ rời lớn hơn hạt có bề mặt xù xì.
- Lượng và loại tạp chất trong khối hạt: Tạp chất trong khối hạt càng cao, đặc biệt là
nhiều tạp chất rác thì độ rời càng nhỏ.
- Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm.
1.1.5.2 Tính tự phân loại
a. Khái niệm
Khối hạt được cấu tạo từ nhiều thành phần (hạt đạt chất lượng, hạt không đạt chất
lượng và tạp chất, …) nên không đồng nhất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỷ
trọng, …). Trong q trình di chuyển, tồn bộ các cá thể trong khối hạt đều chịu tác
động tổng hợp của điều kiện ngoại cảnh, dựa vào đặc tính của từng cấu tử tạo nên
những vùng khác nhau về chất lượng, gọi là tính tự phân loại của khối hạt.
Tính tự phân loại của khối hạt chủ yếu do các phần của khối hạt có độ rời khác nhau
gây nên.
Tính tự phân loại phụ thuộc vào:

21


- Chất lượng hạt
- Tỷ lệ tạp chất và loại tạp chất lẫn vào
- Quá trình vận chuyển và kỹ thuật nhập - xuất kho
b. Ảnh hưởng của tính tự phân loại đến bảo quản
Thuận lợi: Trong quá trình làm sạch và sản xuất, các thiết bị, công cụ đều dựa vào tính
tự phân loại của hạt như sàng, rây, …
Khó khăn: Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu cho việc làm khô, bảo quản. Những
vùng nhiều hạt lép, tạp chất dễ hút ẩm, dễ bị cuốn lẫn theo tác nhân sấy trong quá trình
sấy.
1.1.5.3 Độ xốp của khối hạt
Là khoảng không nằm trong khe hở giữa các hạt, có chứa đầy khơng khí. Giá trị của
độ xốp phụ thuộc vào hình dạng hạt, cách mà chúng sắp xếp trong khối hạt (những hạt
nhỏ có thể lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt lớn).

Trong đó:
ε: Độ xốp của khối hạt
ρ : mật độ khối hạt chứa trong đơn vị thể tích (khối lượng thể tích)
v

ρ : khối lượng riêng của hạt chứa trong đơn vị thể tích.
h

Trong quá trình sấy, khối thóc cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho quá trình
truyền và trao đổi nhiệt, ẩm với tác nhân sấy được dễ dàng.
1.1.5.4 Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiệt
a. Đặc điểm
Q trình dẫn và truyền nhiệt trong khối hạt, ở đây là khối thóc, được thực hiện theo

hai phương thức chủ yếu là dẫn nhiệt và đối lưu. Cả hai phương thức này đều tiến
hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau.
22


Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của khối hạt là hệ số dẫn nhiệt, thóc có hệ
số dẫn nhiệt trong khoảng λ ≈ 0,12 ÷ 0,2 K.cal/mh C. Và sự trao đổi nhiệt đối lưu giữa
o

lớp hạt nóng và lớp hạt nguội mới vào. Cả hai đặc tính này của thóc đều rất nhỏ nhưng
cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy.
b. Các yếu tố ảnh hưởng
- Độ rỗng của khối hạt
- Hàm lượng nước của hạt
- Sự chênh lệch nhiệt độ
- Cấu tạo hạt, trạng thái bề mặt khối hạt
- Diện tích bề mặt hạt
1.1.5.5 Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm trong quá trình sấy
a. Khái niệm
Là khả năng hấp thụ và nhả chất khí, hơi ẩm của thóc trong q trình sấy, thường là
hiện tượng hấp thụ bề mặt. Vì vậy trong quá trình sấy thường xảy ra nhiều giai đoạn để
giúp vận chuyển hơi ẩm ra bề mặt để thóc được sấy khơ đều.
b. Ý nghĩa của tính hút ẩm, nhả ẩm
- Tạo hương cho sản phẩm
- Phun thuốc khử trùng
- Làm khơ hạt
1.1.5.6 Các thơng số của hạt lúa (thóc)
Bảng 1.4 Các thơng số của hạt thóc
Thơng số

Số liệu

Độ ẩm ban đầu (sau thu hoạch)

≈ 16,5 ÷ 25%

Độ ẩm cần đạt được để bảo quản

≈ 12%

Độ ẩm cân bằng trong quá trình sấy
23

≈ 14%


Diện tích bề mặt f

≈ 1,31 m2/kg

Khối lượng của 1000 hạt/g

≈ 24 ÷ 34 g

Khối lượng riêng của hạt gạo ρ

≈ 470 ÷ 550 kg/m3

Đường kính tương đương

≈ 2,76 mm

Nhiệt độ sấy thích hợp

50 ÷ 1500C

1.1.6 Các u cầu của khối thóc sau sấy
Thóc sau khi sấy được dùng để làm lương thực hoặc để làm thóc giống - dự trữ, vì vậy
thóc sau khi sấy phải bảo đảm được các yêu cầu:
- Hạt thóc còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo.
- Hạt thóc còn giữ ngun kích thước và màu sắc.
- Có mùi vị đặc trưng của thóc, khơng có mùi lạ khác (của tác nhân sấy, ...)
- Thóc khơng bị rạn nứt, gãy vụn, đặc biệt là thóc giống phải đảm bảo được khả năng
ẩm bảo quản, không tạo môi trường cho mối mọt sống của hạt sau sấy, …
- Có độ ẩm thích hợp (theo tiêu chuẩn cơng nghệ đưa ra).
- Độ hóa nhão và độ hồ hóa khơng đáng kể.
1.2. Tổng quan về kỹ thuật sấy và phương pháp sấy thóc (lúa) [5]
1.2.1 Khái niệm về sấy và bản chất đặc trưng của quá trình sấy
1.2.1.1 Khái niệm
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng tác nhân nhiệt. Nhiệt được
cung cấp cho vật liệu ẩm bằng các hình thức dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng
lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của q trình sấy là giảm khối lượng ẩm
của vật liệu, tăng độ bền, giúp bảo quản được tốt hơn.
Trong quá trình sấy, nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Sấy là một quá trình
24


không ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo khơng gian và thời gian do nó phụ

thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên kết của vật liệu sấy và tính chất hóa học của
sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản phẩm hút ẩm.
Quá trình sấy được khảo sát về hai mặt: tĩnh lực học và động lực học.
Trong tĩnh lực học, sẽ xác định được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của
vật liệu sấy và của tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất - năng lượng,
từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết.
Trong động lực học, sẽ khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với
thời gian và các thông số của q trình ví dụ như tính chất và cấu trúc của vật liệu,
kích thước vật liệu, các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy. Từ đó xác định
được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy cho thích hợp.
Q trình sấy có ý nghĩa quan trọng về nhiều mặt: đối với các nông sản và thực phẩm
nhằm tăng khả năng bảo quản; đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học; đối với than
củi làm tăng khả năng đốt cháy, ... Các vật liệu sau khi sấy đều giảm khối lượng hoặc
cả thể tích nên giảm được giá thành vận chuyển. Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau
khi sấy có tỉ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất.
1.2.1.2 Bản chất đặc trưng của quá trình sấy
Trong quá trình sấy, nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của nước tại bề mặt vật liệu (P sp) và môi trường chung quanh (P xq). Để làm cho
lượng ẩm trên bề mặt sản phẩm bay hơi cần thỏa điều kiện P sp > Pxq hay Psp - Pxq = ΔP.
Trị số ΔP càng lớn thì độ ẩm chuyển ra mơi trường xung quanh càng mạnh.
Trong sản phẩm (nhất là hạt), sự vận chuyển nước bắt đầu từ nơi có độ ẩm cao đến nơi
có độ ẩm thấp. Sự chênh lệch độ ẩm ở những phần khác nhau của hạt là nguyên nhân
của sự khuếch tán bên trong khi sấy.
Q trình sấy có thể được xúc tiến nhanh hơn nhờ sự tăng nhiệt độ không khí hoặc
nhiệt độ của hỗn hợp khơng khí và khói lò (t), giảm độ ẩm tương đối của khơng khí
(ϕ), tăng vận tốc khơng khí (v) và nhờ sự giảm áp suất khơng khí trong mơi trường
(B). Trong q trình sấy, càng về sau hơi nước của môi trường xung quanh càng nhiều,
25