Đồ Án Thiết Kế Thiết Bị Sấy Hầm Khoai Lang Tím Năng Suất 25 KG/Giờ

Đồ án kỹ thuật thực phẩm thiết kế thiết bị sấy hầm khoai lang tím với năng suất 25 kg giờ, tối ưu hóa quy trình và hiệu quả sản xuất.

• Tác giả: Lưu Hoàng Diệu
• Người hướng dẫn: Trịnh Hoài Thanh
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Thiết Kế Thiết Bị Sấy Hầm Khoai Lang Tím Năng Suất 25 KG/Giờ
• Loại tài liệu: Đồ Án Kỹ Thuật Thực Phẩm
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: Giới thiệu về khoai lang tím
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
• 3. CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT KHOAI LANG SẤY
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế thiết bị sấy hầm khoai lang tím

Thiết bị sấy hầm khoai lang tím là một trong những công nghệ tiên tiến giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Với năng suất đạt 25 kg/giờ, thiết bị này không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng khoai lang sau khi sấy. Việc thiết kế thiết bị sấy hầm khoai lang tím cần phải chú ý đến nhiều yếu tố như nguyên liệu, quy trình sấy và các thông số kỹ thuật.

1.1. Đặc điểm của khoai lang tím và lợi ích của việc sấy

Khoai lang tím chứa nhiều chất dinh dưỡng và anthocyanins, giúp tăng cường sức khỏe. Việc sấy khoai lang tím không chỉ bảo quản lâu hơn mà còn giữ lại hương vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

1.2. Tầm quan trọng của thiết bị sấy trong ngành thực phẩm

Thiết bị sấy đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm, giảm thiểu lãng phí và nâng cao giá trị kinh tế. Sấy hầm khoai lang tím giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường tiêu thụ.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế thiết bị sấy khoai lang

Thiết kế thiết bị sấy khoai lang tím gặp nhiều thách thức như đảm bảo hiệu suất sấy cao, tiết kiệm năng lượng và duy trì chất lượng sản phẩm. Các yếu tố như độ ẩm ban đầu của khoai lang, nhiệt độ sấy và thời gian sấy cần được tính toán kỹ lưỡng.

2.1. Độ ẩm và ảnh hưởng đến quá trình sấy

Độ ẩm ban đầu của khoai lang tím là 72%, và sau khi sấy cần đạt 4%. Việc kiểm soát độ ẩm trong quá trình sấy là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

2.2. Năng lượng tiêu thụ và hiệu suất sấy

Thiết bị sấy cần được thiết kế sao cho tiêu thụ năng lượng thấp nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất sấy cao. Việc lựa chọn tác nhân sấy và phương pháp sấy phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quá trình này.

III. Phương pháp thiết kế thiết bị sấy hầm khoai lang tím

Phương pháp thiết kế thiết bị sấy hầm khoai lang tím bao gồm việc lựa chọn công nghệ sấy, tính toán các thông số kỹ thuật và thiết kế hệ thống. Các phương pháp sấy như sấy đối lưu và sấy bức xạ được xem xét để đảm bảo hiệu quả.

3.1. Các phương pháp sấy phổ biến

Sấy đối lưu và sấy bức xạ là hai phương pháp chính được sử dụng trong thiết kế thiết bị sấy. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được phân tích kỹ lưỡng.

3.2. Tính toán các thông số kỹ thuật

Các thông số như nhiệt độ, thời gian sấy và lưu lượng không khí cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu suất sấy tối ưu và chất lượng sản phẩm.

IV. Ứng dụng thực tiễn của thiết bị sấy hầm khoai lang tím

Thiết bị sấy hầm khoai lang tím không chỉ được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm mà còn trong các lĩnh vực khác như chế biến nông sản và xuất khẩu. Việc áp dụng công nghệ sấy hiện đại giúp nâng cao giá trị sản phẩm và mở rộng thị trường.

4.1. Tác động đến ngành nông nghiệp

Việc sử dụng thiết bị sấy hầm khoai lang tím giúp nông dân tăng thu nhập và giảm thiểu lãng phí sản phẩm. Sản phẩm sau sấy có thể được tiêu thụ dễ dàng hơn trên thị trường.

4.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tế

Nghiên cứu cho thấy thiết bị sấy hầm khoai lang tím đạt hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm tốt. Các kết quả này đã được áp dụng thành công trong nhiều cơ sở sản xuất.

V. Kết luận và tương lai của thiết bị sấy hầm khoai lang tím

Thiết bị sấy hầm khoai lang tím có tiềm năng lớn trong ngành thực phẩm. Với sự phát triển của công nghệ, thiết bị này sẽ ngày càng hoàn thiện hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ sấy

Công nghệ sấy sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Khuyến nghị cho các nhà sản xuất

Các nhà sản xuất nên đầu tư vào công nghệ sấy hiện đại và nghiên cứu thêm về các phương pháp sấy mới để nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường tiêu thụ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Giới thiệu về khoai lang tím Tên khoa học: Ipomoea batatas (L.) Lamk [1] Ngun gĀc: khu vực nhiệt đới Châu Mỹ Thời gian sinh trưởng: từ 3-4 tháng Hình 1. Đặc điểm nguyên liệu - Nguyên liệu: khoai lang tím - GiĀng: HL491 (Nhật tím). - Đặc tính nông học chủ yĀu: Thời gian sinh trưởng: 90 – 120 ngày.

- Năng suất củ tươi: 15 – 27 tấn/ha, tỷ lệ chất khô 27 – 31%. Chất lượng củ luộc khá, vỏ củ màu tía, thịt củ màu tím đậm, dạng củ đu đẹp, dây xanh tím, nhiễm nhẹ sùng, hà và sâu đ甃⌀c dây. Thịt của chúng có màu tím đĀn tím sẫm. Bên cạnh các chất dinh dưỡng của khoai lang thông thường, chúng cũng rất giàu anthocyanins [1].

Củ khoai lang có tác d甃⌀ng bi bऀ cơ thể, ích khí, cường thận, kiện vị, tiêu viêm, thanh can, lợi mật, sáng mắt. Mohanraj cùng cộng sự đã nghiên cứu trong khoai lang chứa một sĀ chất đặc thù phòng bệnh ung thư ruột kĀt, ung thư vú. Thêm nữa theo báo cáo của các nghiên cứu gần đây, hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím cao hơn đáng kể so với khoai lang có vỏ cam thông thường, do đó đã được nghiên cứu đưa vào sản xuất bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp quĀc gia Nhật bản có tên là Okinawan [2]. Anthocyanin là một hợp chất màu tự nhiên thuộc nhóm flavonoid mang nhiu tính chất và tác d甃⌀ng qu礃Ā nên được nghiên cứu và sử 9 Downloaded by Banh Mi ([e-mail]) lOMoARcPSD|39690304 d甃⌀ng rộng rãi trong ngành thực phẩm và trong y học.

Ngoài ra, khoai lang tím là một ngun quan trọng cung cấp chất xơ, khoáng chất, vitamin, anthocyanins,và tऀng hàm lượng phenol cao và hoạt tính chĀng oxy hóa cao một nghiên cứu cho thấy hoạt tính chĀng oxy hóa trong khoai lang tím cao gấp 3,2 lần so với một loại quả việt quất. Đáng ngạc nhiên, khoai lang có khả năng chĀng oxy hóa mạnh trong tất cả các bộ phận của chúng [1]. Chất xơ trong thực phẩm giúp hạn chĀ hấp thu cholesteron từ ruột vào máu, nucoprotein cản trở lắng đọng cholesteron trên thành mạch tránh sơ cứng động mạnh, giảm tỷ lệ mắc ung thư đại tràng. Giá trị dưỡng của 100g khoai lang tím sống (USDA, 2009)[3] Thành phần Giá trị dinh dưỡng trong 100g Nước (g) 77.30 10 Downloaded by Banh Mi ([e-mail]) lOMoARcPSD|39690304 CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 2. Tổng quan về quá trình sấy 2. Kỹ thuật sấy [4]. Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật liệu bằng phương pháp bay hơi nước.

Quá trình này làm giảm khĀi lượng của vật liệu, tăng độ bn và kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm thực phẩm. ĐĀi tượng của quá trình sấy bao gm các vật liệu chứa pha lỏng (nước) hay còn được gọi là ẩm. Bản chất của quá trình sấy là sự khuĀch tán ẩm từ bên trong ra lớp b mặt của vật liệu và quá trình chuyển hơi nước từ b mặt ngoài vật liệu ra môi trường xung quanh. M甃⌀c đích chính của sấy là giảm hàm lượng hơi nước xuĀng mức cho phép lưu trữ an toàn trong một khoảng thời gian dài [5].

Sấy còn có tác d甃⌀ng làm chín nguyên liệu thực phẩm, tăng chất lượng và cảm quan sản phẩm. Ngoài ra, sấy còn làm giảm đáng kể trọng lượng và khĀi lượng, giảm chi phí đóng gói, lưu kho và vận chuyển [6] Quá trình sấy được ứng d甃⌀ng rộng rãi để làm khô các vật liệu ẩm đặc biệt là trong các ngành công nghiệp và nông nghiệp. Các vật liệu mang đi sấy ở nhiu dạng khác nhau như rắn ẩm (khoai, sắn, nhãn,…) đĀn các dạng dung dịch, huyn phù như sữa bò, sữa đậu nành hay nước ép trái cây. Động lực của quá trình sấy [4].

Quá trình sấy là quá trình tách ẩm, chủ yĀu là tách nước và hơi nước từ bên trong lòng vật liệu sấy ra môi trường bên ngoài. Ẩm có trong vật liệu sau khi chịu sự tác động của tác nhân sấy s攃̀ tách khỏi vật liệu ra b mặt và từ b mặt dịch chuyển vào môi trường xung quanh. Động lực quá trình dịch chuyển ẩm từ bên trong lòng vật liệu ra b mặt vật liệu (L1) tỷ lệ thuận với hiệu sĀ phân áp suất hơi của hơi nước trong lòng vật liệu (pv) và phân áp suất trên b mặt vật liệu (pbm): L1 (pv – pbm) Bên cạnh đó, nĀu phân áp suất hơi nước trên b mặt vật liệu lớn hơn phân áp suất hơi nước trong môi trường xung quanh vật liệu (ph) thì động lực (L2) cũng tỷ lệ thuận với độ chênh lệch của phân áp suất hơi nước trên b mặt vật liệu và phân áp suất ở môi trường xung quanh vật liệu: L2 (pbm – ph) 11 Downloaded by Banh Mi ([e-mail]) lOMoARcPSD|39690304 Như vây, có thể thấy rằng động lực của quá trình sấy (L) tỷ lệ thuận với độ chênh lệch của phân áp suất hơi nước trong lòng vật liệu và phân áp suất hơi nước trong môi trường xung quanh vật liệu: L (pv – ph) Khi đĀt nóng vật liệu sấy thì phân áp suất của hơi nước trong lòng vật liệu tăng lên, lúc này nĀu phân áp suất của hơi trong môi trường không đऀi thì độ chênh lệch (pv – ph) tăng, làm tăng cường quá trình sấy. ĐĀi với các thiĀt bị sấy bung hay sấy hầm (thiĀt bị sấy đĀi lưu) thì môi trường xung quanh s攃̀ được đĀt nóng kéo theo vật liệu sấy cũng được đĀt nóng, lúc này p v tăng và ph giảm diễn ra đng thời nên quá trình sấy vẫn được tăng cường.

Tác nhân sấy Để duy trì động lực của quá trình sấy cần một môi chất mang ẩm thoát từ b mặt vật liệu sấy thải vào môi trường, môi chất này gọi chung là tác nhân sấy. Tác nhân sấy đóng vai trò quan trọng trong quá trình sấy. Thông thường, tác nhân sấy có thể là không khí, khói lò, dầu mỏ,… Ngoài ra, tác nhân sấy còn có thể là chất lỏng như các loại dầu, một sĀ loại muĀi nóng chảy,… Nhờ có tác nhân sấy mà ẩm từ b mặt vật liệu được thải ra vào môi trường xung quanh. Trong các thiĀt bị sấy đĀi lưu, tác nhân sấy còn thực hiện nhiệm v甃⌀ đĀt nóng vật liệu sấy.

Hai loại tác nhân sấy được dùng nhiu nhất là không khí và khói lò. - Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, là hỗn hợp của nhiu chất khí khác nhau. Là môi chất phऀ biĀn, rẻ tin, có thể tạo ra các chĀ độ sấy khác nhau cho từng vật liệu sấy. - Khói lò cũng là một tác nhân sấy phऀ biĀn sau bên ngay không khí.

Khả năng sấy của khói lò cũng tương tự như không khí, chỉ khác ở điểm – khói lò có chứa một lượng CO2 và để tạo ra khói lò chúng ta cần đĀt các ngun nhiên liệu như than, củi, trấu,… 2. Phương pháp sấy [4]. Tùy theo phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia các phương pháp sấy sau: - Sấy tiếp xúc: Sấy tiĀp xúc là phương pháp sấy cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy bằng cách cho vật liệu sấy tiĀp xúc trực tiĀp với b mặt ngun nhiệt. - Sấy bức xạ: Sấy bức xạ là phương pháp sấy cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy bằng bức xạ từ một b mặt nào đó tới vật liệu sấy.

- Sấy bằng điện trường cao tần: Sấy bằng điện trường cao tần là phương pháp sấy sử d甃⌀ng dòng điện cao tần để làm nóng vật liệu. 12 Downloaded by Banh Mi ([e-mail]) lOMoARcPSD|39690304 - Sấy thăng hoa: Sấy thăng hoa là phương pháp sấy tách ẩm ra khỏi vật liệu nhờ quá trình thăng hoa. Vật liệu được làm lạnh động thời hút chân không để cho vật liệu sấy đạt đĀn trạng thái thăng hoa của nước. - Sấy đối lưu: Sấy đĀi lưu là phương pháp sấy sử d甃⌀ng ngun nhiệt là môi chất sấy truyn đĀn vật liệu sấy bằng cách truyn nhiệt đĀi lưu.

Đặc điểm diễn biến của quá trình sấy ĐĀi với khĀi vật liệu có độ ẩm cao và chĀ độ sấy tương đĀi dịu (nhiệt độ và tĀc độ chuyển động của không khí không lớn), thì quá trình sấy s攃̀ diễn ra theo ba giai đoạn: - Giai đoạn làm nóng vật Giai đoạn bắt đầu khi vật liệu ở bung sấy tiĀp xúc với không khí nóng đĀn khi nhiệt độ đạt được bằng nhiệt độ kĀ ướt (tư). Trong quá trình này, toàn bộ vật liệu sấy s攃̀ được làm nóng, quá trình xảy ra không đng đu ở phần ngoài và phần trong vật liệu (vùng trong vật được gia nhiệt chậm đĀn tư chậm hơn) Giai đoạn này diễn ra nhanh trong khoảng thời gian ngắn và lượng ẩm tách ra không đáng kể, độ ẩm vật liệu giảm không nhiu. - Giai đoạn tĀc độ sấy không đऀi KĀt thúc giai đoạn làm nóng, nhiệt lượng tiĀp t甃⌀c được cung cấp nhưng nhiệt độ của không khí nóng và vật liệu s攃̀ không đऀi mà lượng nhiệt cung cấp chỉ để làm hóa hơi ẩm tự do của vật liệu. Ẩm ở b mặt vật liệu s攃̀ hóa hơi còn ẩm trong lòng vật liệu s攃̀ truyn ra ngoài b mặt vật liệu để hóa hơi, tĀc độ bay hơi ẩm là không đऀi cho đĀn khi hàm ẩm của vật liệu đạt giá rị tới hạn.

- Giai đoạn sấy tĀc độ giảm dần Sau khi ẩm tự do bĀc hơi hĀt chỉ còn lại ẩm liên kĀt, tĀc độ bay hơi ẩm giảm dần do năng lượng để bay hơi ẩm liên kĀt lớn hơn ẩm tự do và ẩm còn trong vật liệu ít (ẩm liên kĀt càng chặt). TĀc độ sấy và độ ẩm của vật liệu giảm đi theo thời gian sấy đĀn khi ẩm vật liệu cân bằng với ẩm môi trường sấy thì quá trình thoát ẩm ngừng lại, tĀc độ sấy bằng không, nhiệt độ b mặt vật liệu s攃̀ tăng nhanh còn vào sâu trong lòng vật liệu thì càng tăng chậm hình thành gradient nhiệt độ trong vật liệu sấy, ẩm và nhiệt của vật liệu và môi trường sấy cân bằng thì không có sự trao đऀi nhiệt và chất giữa vật liệu và môi trường. Một số hệ thống sấy đối lưu [4]. 13 Downloaded by Banh Mi ([e-mail]) lOMoARcPSD|39690304 Hệ thĀng sấy đĀi lưu là hệ thĀng sấy phऀ biĀn nhất, được phân loại theo cấu tạo: - Hệ thĀng sấy bung ThiĀt bị sấy bung làm việc theo chu kì.

Vật liệu đưa vào bung sấy từng mẻ một. Do đó năng suất của thiĀt bị sấy bung không cao. Vật liệu được đặt trên các thiĀt bị truyn tải trong bung sấy, các thiĀt bị truyn tải đó có thể là khay sấy, xe goòng hoặc có thể đơn giản là các sào treo. Hệ thĀng sấy bung có thể sấy được nhiu dạng vật liệu sấy khác nhau như dạng c甃⌀c, hạt, thanh, tấm,… - Hệ thĀng sấy hầm ThiĀt bị sấy hầm làm việc liên t甃⌀c.