Thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sữa chua năng suất 1500kg/mẻ

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Cơ sở khoa học sấy thăng hoa

1.2. Định nghĩa sấy thăng hoa

1.3. Nguyên lý sấy thăng hoa

1.4. Ưu, nhược điểm của kỹ thuật sấy thăng hoa

1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa. Biến đổi vật lý, hóa học, vi sinh ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa

1.6. Một số hệ thống sấy thăng hoa

1.7. Tình hình nghiên cứu trong nước về lĩnh vực sấy thăng hoa

1.8. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về lĩnh vực sấy thăng hoa

1.9. Thiết bị của hệ thống sấy thăng hoa sữa chua

1.9.1. Buồng thăng hoa

1.9.2. Thiết bị ngưng tụ-đóng băng

1.9.3. Hệ thống đo lường và điều khiển

1.10. Nguyên liệu sữa chua. Đặc điểm sinh học

1.11. Thành phần hóa học

1.12. Giá trị dinh dưỡng và công dụng của sữa chua đối với sức khỏe

1.13. Giá trị kinh tế

1.14. Các tính chất nhiệt vật lý của sữa chua cần thiết cho tính toán thiết kế. Các biến đổi của sữa chua trong quá trình sấy thăng hoa

1.15. Công nghệ về sấy thăng hoa sữa chua

1.16. Quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua

1.17. Thuyết minh quy trình

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TOÁN

2.1. Quy hoạch mặt bằng xây dựng nhà xưởng lắp đặt hệ thống

2.2. Quy hoạch mặt bằng. Thiết kế mặt bằng phân xưởng lắp đặt hệ thống

2.3. Đối tượng nghiên cứu và tính toán

2.4. Sơ đồ nghiên cứu và tính toán hệ thống sấy thăng hoa sữa chua

2.5. Phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống

2.5.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu

2.5.2. Phương pháp phân tích và tổng hợp

2.5.3. Phương pháp tính toán

2.5.4. Phương pháp kiểm tra tính toán

2.5.5. Phương pháp thiết kế

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. Các thông số ban đầu cần thiết cho tính toán

3.2. Tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông

4. CHƯƠNG 4: BẢN VẼ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA

4.1. Bản vẽ khay chứa vật liệu sấy

4.2. Bản vẽ buồng sấy thăng hoa

4.3. Bản vẽ thân buồng sấy thăng hoa

4.4. Bản vẽ chỏm cầu của buồng sấy thăng hoa

4.5. Bản vẽ thiết bị ngưng tụ của hệ thống sấy thăng hoa

4.6. Bản vẽ thiết bị bay hơi của hệ thống sấy thăng hoa

4.7. Bản vẽ bình trung gian ống xoắn

4.8. Bản vẽ bơm hút chân không

4.9. Bản vẽ thiết bị ngưng tụ - đóng băng

4.10. Bản vẽ sơ đồ bố trí thiết bị của hệ thống sấy thăng hoa

5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

5.1. Mục đích của thiết kế hệ thống tự động điều khiển

5.2. Nguyên tắc thiết kế hệ thống tự động điều khiển

5.3. Thiết kế phần động lực của hệ thống sấy thăng hoa

6. CHƯƠNG 6: TÍNH KINH TẾ

6.1. Chi phí đầu tư lắp đặt hệ thống thiết bị sấy

6.2. Chi phí mua thiết bị

6.3. Chi phí chế tạo thiết bị

6.4. Chi phí làm ra một mẻ sản phẩm

6.5. Định mức nguyên liệu

6.6. Chi phí điện sử dụng trong thời gian sấy 1 mẻ sữa chua

6.7. Chi phí nhân công

6.8. Giá thành sản phẩm

6.9. Chi phí thuế

6.10. Lợi nhuận thu được

6.11. Thời gian hoàn vốn

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Thiết kế hệ thống sấy thăng hoa

Thiết kế hệ thống sấy thăng hoa là quá trình tính toán và xây dựng một hệ thống sấy hiện đại, áp dụng công nghệ sấy thăng hoa để bảo toàn chất lượng sản phẩm. Hệ thống này được thiết kế để sấy sữa chua với năng suất 1500kg/mẻ, đảm bảo giữ nguyên giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. Công nghệ sấy thăng hoa giúp loại bỏ độ ẩm từ sản phẩm mà không làm biến đổi cấu trúc và thành phần hóa học, đặc biệt phù hợp với các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt như sữa chua.

1.1. Nguyên lý sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình chuyển đổi trực tiếp nước từ trạng thái rắn (đá) sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng. Quá trình này diễn ra trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, dưới điểm ba thể của nước (0,0098°C; 4,58 mmHg). Hệ thống sấy thăng hoa bao gồm các giai đoạn chính: làm lạnh đông, sấy thăng hoa và làm khô. Giai đoạn làm lạnh đông giúp kết tinh nước trong sản phẩm, trong khi giai đoạn sấy thăng hoa loại bỏ nước đá thông qua quá trình thăng hoa.

1.2. Thiết bị sấy thăng hoa

Thiết bị sấy thăng hoa bao gồm buồng sấy, thiết bị ngưng tụ, hệ thống chân không và hệ thống điều khiển tự động. Buồng sấy được thiết kế để duy trì nhiệt độ và áp suất thấp, đảm bảo quá trình thăng hoa diễn ra hiệu quả. Hệ thống sấy công nghiệp này cần được tính toán kỹ lưỡng để đạt năng suất 1500kg/mẻ, đồng thời tối ưu hóa chi phí năng lượng và thời gian sấy.

II. Sấy thăng hoa sữa chua

Sấy thăng hoa sữa chua là quá trình ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa để tạo ra sản phẩm sữa chua khô, giữ nguyên hương vị và giá trị dinh dưỡng. Sữa chua là sản phẩm nhạy cảm với nhiệt, dễ bị biến đổi cấu trúc và thành phần hóa học khi sấy thông thường. Công nghệ sấy thăng hoa giúp khắc phục những hạn chế này, tạo ra sản phẩm có độ ẩm thấp (<6%), dễ bảo quản và vận chuyển.

2.1. Quy trình sấy thăng hoa sữa chua

Quy trình sấy thăng hoa sữa chua bao gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, làm lạnh đông, sấy thăng hoa và làm khô. Nguyên liệu sữa chua được làm lạnh đông ở nhiệt độ -10°C đến -15°C để kết tinh nước. Sau đó, sản phẩm được đưa vào buồng sấy thăng hoa, nơi nước đá thăng hoa thành hơi nước và được loại bỏ khỏi sản phẩm. Quy trình sản xuất sữa chua sấy này đảm bảo giữ nguyên màu sắc, mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sữa chua.

2.2. Tối ưu hóa năng suất sấy

Tối ưu hóa năng suất sấy là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống sấy thăng hoa. Để đạt năng suất 1500kg/mẻ, cần tính toán kỹ lưỡng các thông số như nhiệt độ, áp suất, thời gian sấy và công suất thiết bị. Hệ thống sấy thăng hoa tự động được thiết kế để tự động hóa quá trình sấy, giảm thiểu sai sót và tăng hiệu quả sản xuất.

III. Ứng dụng và hiệu quả kinh tế

Hệ thống sấy thăng hoa sữa chua không chỉ mang lại lợi ích về chất lượng sản phẩm mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao. Sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa có giá trị thương mại cao, dễ dàng bảo quản và vận chuyển, phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại. Công nghệ sấy hiện đại này cũng mở ra cơ hội ứng dụng cho các sản phẩm thực phẩm khác, góp phần phát triển ngành công nghiệp thực phẩm.

3.1. Giá trị thực tiễn

Giá trị thực tiễn của hệ thống sấy thăng hoa thể hiện qua việc nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí bảo quản. Sữa chua sấy thăng hoa có thể bảo quản ở nhiệt độ thường, không cần sử dụng bao bì chuyên dụng, giúp tiết kiệm chi phí và thuận tiện trong vận chuyển. Sản xuất sữa chua sấy cũng giúp mở rộng thị trường tiêu thụ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

3.2. Tính kinh tế

Tính kinh tế của hệ thống sấy thăng hoa được đánh giá qua chi phí đầu tư, chi phí vận hành và lợi nhuận thu được. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng hiệu quả kinh tế lâu dài từ việc sản xuất sữa chua sấy thăng hoa là rất lớn. Hệ thống sấy thăng hoa năng suất cao giúp giảm chi phí năng lượng và tăng năng suất sản xuất, đem lại lợi nhuận cao cho doanh nghiệp.

Nghiên cứu và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cho sữa chua với năng suất 1500kg mỗi mẻ