Tiểu luận về thiết kế thiết bị sấy trong dây chuyền sản xuất chè

Tài liệu nghiên cứu Tiểu luận thiết kế thiết bị sấy trong dây chuyền sản xuất chè, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

Trường đại học

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

đồ án tốt nghiệp đại học

2020

103
8
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ

1.1. Ngành sản xuất chè ở Việt Nam

1.2. Các dạng sản phẩm chè

1.3. Khái quát dây chuyền sản xuất chè

1.4. Thu hái vận chuyển và bảo quản

1.5. Làm héo lá chè

1.6. Vò chè và sàng chè

1.7. Lên men

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN THIẾT BỊ SẤY

2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp sấy

2.2. Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện

2.3. Các thành phần chính trong một hệ thống sấy

2.4. Phân loại các thiết bị sấy

2.5. Thiết bị sấy băng tải

2.5.1. Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy băng tải một tầng

2.5.2. Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy băng tải nhiều tầng

2.5.3. Một số dạng cấu tạo của máy sấy băng tải

2.6. Phương pháp điều khiển nhiệt độ sấy

2.6.1. Khái quát về PID

2.6.2. Phương pháp xác định các thông số hàm PID

2.6.3. Ưu nhược điểm khi sử dụng bộ điều khiển PID

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY CHÈ

3.1. Quy trình sấy chè

3.1.1. Mô hình sấy chè

3.1.2. Nguyên lí hoạt động của mô hình

3.1.3. Sơ đồ khối điều khiển quy trình sấy chè

3.2. Tính toán các thiết bị

3.2.1. Thiết bị băng tải

3.2.2. Tính công suất động cơ vận tải liên tục cấp nguyên liệu

3.2.3. Tính công suất động cơ trong hệ thống sấy

3.2.5. Tính toán thiết bị đóng cắt

3.3. Lựa chọn thiết bị điều khiển

3.3.1. Tổng quan về thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC - Programmable Logic Control)

3.3.2. Đặc điểm bộ điều khiển lập trình

3.3.3. Giới thiệu về PLC S7-1500

3.3.4. Biến tần LSIC5

3.3.5. Lựa chọn cảm biến

3.3.6. Thiết bị gia nhiệt

3.3.7. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều SCR

3.4. Sơ đồ mạch động lực, mạch điều khiển, đấu nối

3.4.1. Sơ đồ mạch động lực

3.4.2. Sơ đồ mạch điều khiển bằng tay

3.5. Các tín hiệu vào /ra

3.7. Viết chương trình và mô phỏng giám sát trên wincc

3.7.1. Giám sát trên wincc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế thiết bị sấy hiệu quả trong sản xuất chè

Thiết bị sấy đóng vai trò then chốt trong dây chuyền sản xuất chè, đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho sản phẩm cuối cùng. Bài viết này tập trung vào thiết kế thiết bị sấy hiệu quả cho ngành sản xuất chè, phân tích các yếu tố kỹ thuật then chốt và quy trình sấy chè tối ưu.

1.1. Vai trò của thiết bị sấy trong sản xuất chè

Thiết bị sấy là một phần không thể thiếu trong quy trình sản xuất chè, đặc biệt là chè búp, chè xanhchè đen. Quá trình sấy loại bỏ độ ẩm dư thừa trong lá chè, ngăn chặn nấm mốc và vi khuẩn phát triển, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản sản phẩm trong thời gian dài. Bên cạnh đó, thiết bị sấy còn giúp cố định hương vị và màu sắc đặc trưng của từng loại chè, tạo nên giá trị cảm quan cho sản phẩm.

1.2. Các tiêu chí thiết kế thiết bị sấy hiệu quả

Một thiết bị sấy hiệu quả cần đáp ứng các tiêu chí:

  • Năng suất sấy cao, đáp ứng nhu cầu sản xuất.
  • Chất lượng chè sau sấy đạt tiêu chuẩn, màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon.
  • Tiêu hao năng lượng thấp, giảm thiểu chi phí sản xuất.
  • An toàn vệ sinh thực phẩm được đảm bảo trong suốt quá trình sấy.
  • Dễ dàng vận hành và bảo trì.

II. Phân tích các công nghệ sấy chè phổ biến

Hiện nay, có nhiều công nghệ sấy chè được áp dụng phổ biến như sấy khô, sấy lạnh, dùng khí nóng... Mỗi công nghệ có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại chè và quy mô sản xuất khác nhau. Việc lựa chọn công nghệ sấy phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chè thành phẩm và hiệu quả kinh tế.

2.1. Sấy đối lưu bằng dòng khí nóng

Đây là phương pháp sấy truyền thống, sử dụng dòng khí nóng để truyền nhiệt cho lá chè, làm bốc hơi nước. Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị sấy đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu tư thấp. Tuy nhiên, chất lượng chè sau sấy có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy không đồng đều, dễ gây ra hiện tượng chè bị ám khói.

2.2. Sấy bằng băng tải

Sấy băng tải là công nghệ sấy hiện đại, sử dụng băng tải để di chuyển lá chè qua buồng sấynhiệt độthời gian sấy được kiểm soát chính xác. Phương pháp này cho năng suất sấy cao, chất lượng chè đồng đều và giảm thiểu tối đa tổn thất dinh dưỡng. Tuy nhiên, thiết bị sấy băng tải có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với phương pháp sấy truyền thống.

III. Kết luận

Thiết kế thiết bị sấy hiệu quả là yếu tố quan trọng trong sản xuất chè. Việc lựa chọn công nghệ sấy, thiết bị sấy phù hợp với đặc điểm của từng loại chè, quy mô sản xuất và điều kiện thực tế góp phần nâng cao chất lượng chè, năng suất và hiệu quả kinh tế. Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào quy trình sấy cũng là xu hướng tất yếu để nâng cao năng lực cạnh tranh cho ngành chè Việt Nam trên thị trường quốc tế.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ 1.1 Ngành sản xuất chè ở Việt Nam Việt Nam là nước sản xuất chè lớn thứ 7 và xuất khẩu chè lớn thứ 5 toàn cầu với 130.000 ha diện tích trồng chè và hơn 500 cơ sở sản xuất chế biến công suất đạt trên 500.000 tấn chè khô/năm. Cây chè được coi là cây có hiệu quả kinh tế cao so với các cây trồng khác , đóng vai trò xóa đói giảm nghèo và góp phần quan trọng để làm giàu cho địa phương. Hiện cả nước có 130.000ha diện tích trồng chè và hơn 500 cơ sở sản xuất chế biến công suất đạt trên 500.000 tấn chè khô/năm.

Cây chè được coi là cây có hiệu quả kinh tế cao so với các cây trồng khác, đóng vai trò xóa đói giảm nghèo và góp phần quan trọng để làm giàu cho địa phương. Hiện cả nước có 130.000 ha diện tích trồng chè với hơn 500 cơ sở sản xuất chế biến, công suất đạt trên 500.000 tấn chè khô mỗi năm. Nhiều vùng chè cho năng suất cao và chất lượng tốt, nổi tiếng trong nước như: Tân Cương (Thái Nguyên), Mộc Châu (Sơn La), Bảo Lộc (Lâm Đồng)…. Các sản phẩm chè ngày càng đa dạng và phong phú về chủng loại, đảm bảo phục vụ nhu cầu tiêu thụ của người tiêu dùng trong và ngoài nước như: chè sao lăn, chè Ô Long, chè Hương, chè Thảo Dược….

Phát triển ngành chè góp phần thúc đầy nền nông nghiệp, tạo công ăn việc làm cho nông dân, đồng thời giúp người nông dân tăng thu nhập, nâng cao mức sống, xóa đói giảm nghèo cho các vùng, đồng thời việc trồng chè đã nâng cao việc sử dụng hiệu quả đất đai vùng miền núi trung du, giúp người dân tộc có thu nhập và dần chuyển từ du canh du cư sang định canh định cư. Tốc độ phát triển của ngành chè đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội, từ đó làm giảm đi sự cách biệt giữa vùng thành thị và vùng miền núi.2 Các dạng sản phẩm chè - Chè búp tươi: có vị đắng chát, mùi hăng. - Chè xanh sản phẩm: nước pha màu xanh trong, vị chát đậm, mùi thơm (chè xanh Thái Nguyên, chè Tùng hạc, chè Thanh Long, chè Tân cương…) - Chè đen sản phẩm: Nước pha màu đỏ nâu trong, vị chát dịu, mùi thơm. - Các yếu tố tạo nên sự khác nhau giữa các loại chè là: + Nguyên liệu: Mỗi loại chè được làm từ các giống chè khác nhau.

+ Quá trình sản xuất: Mỗi loại chè đều có sự chuyển hóa các chất có trong thành phần hóa học của lá chè trong quá trình chế biến là khác nhau. + Công nghệ sản xuất: tùy vào từng loại chè ta áp dụng các công nghệ khác nhau.3 Khái quát dây chuyền sản xuất chè Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất chè Tieu luan 5 1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu dùng trong sản xuất chè là những búp chè 1 tôm (búp chè) hai hoặc ba lá non. Nguyên liệu chè tốt hay xấu ảnh hưởng rất lớn tới quá trình chế biến và chất lượng chè thành phẩm. Qua nghiên cứu người ta thấy một số tính chất của là chè có liên quan tới chất lượng chè như sau: - Độ to nhỏ và nặng nhẹ của nguyên liệu chè: Nguyên liệu chè nếu được hái trên cùng một cây thì búp chè càng nhỏ chất lượng càng tốt, búp chè càng to chất lượng chè càng xấu vì những búp chè to thường là những búp chè đã trưởng thành và dần có xu hướng chuyển thành búp chè già, thành phần hóa học của nó kém hơn so với búp chè non.

Xét độ nặng nhẹ người ta có kết luận sau: Trong cùng một búp chè tôm nhẹ hơn lá và lá thứ nhất nhẹ hơn lá thứ hai…. Nên nếu muốn cùng một giống chè, búp chè càng nhẹ càng chất lượng càng tốt và tỉ lệ mặt hàng tốt càng cao. - Màu sắc của lá chè tươi: Màu sắc của lá chè phụ thuộc nhiều vào giống chè nơi trồng và điều kiện chăm bón. Nhìn chung màu sắc lá chè có liên quan tới chất lượng của chè thành phẩm.

Lá chè màu xanh thẫm thì hàm lượng tanin không cao, hàm lượng clorofin và protein tương đối cao. Lá chè có màu xanh nhạt hoặc vàng nhạt, mỏng thì hàm lượng clorofin thấp, hàm lượng tanin cao - Ngoài ra độ dày của búp, độ mỏng của lá cũng liên quan tới chất lượng của chè. Búp chè càng dài, lá chè càng mỏng thì chất lượng chè càng tốt và khi chế biến chất lượng chè thành phẩm càng cao.2 Thu hái vận chuyển và bảo quản Chè nguyên liệu được thu hái ở dạng 1 tôm hai hoặc ba lá. Điều kiện thu hái cũng ảnh hưởng lớn tới chất lượng chè thành phẩm.

Chất lượng chè tốt nhất là được thu hái cũng ảnh hưởng lớn tới chất lượng chè thành phẩm. Chất lượng chè tốt nhất là được thu hái vào buổi sáng, nhưng nếu hái sớm quá, sương nhiều cũng ảnh hưởng xấu tới chất lượng chè nguyên liệu. Nguyên liệu chè sau khi thu hái được phân loại như sau: Tieu luan 6 Bảng 1.1 Chi tiết phân loại chè nguyên liệu Phân loại % Lá non % Lá bánh tẻ % Lá già Loại A >85 ≤10 ≤5 Loại B > 75 ≤15 ≤10 Loại C >65 ≤20 ≤15 Loại D >55 ≤25 ≤ Nguyên liệu chè sau khi thu hái vẫn còn xảy ra quá trình hô hấp. Quá trình này sinh ra một lượng nhất định nên quá trình chuyên chở và bảo quản cần đảm bảo thoáng, tránh sự tự bốc nóng trong khối nguyên liệu.

Mặt khác quá trình chuyên chở bốc dỡ lá chè phải hết sức nhẹ nhàng, tránh làm giập nát lá chè, vì bị giập nát các quá trình hô hấp và oxi hóa xảy ra mạnh làm giảm hàm lượng đường và tannin, ảnh hưởng tới chất lượng chè. Để đảm bảo chất lượng chè yêu cầu kho bảo quản phải sạch sẽ, thoáng mát, có bộ phận che mưa nắng và thời gian bảo quản không lâu.3 Làm héo lá chè a) Mục đích của quá trình làm héo - Làm giảm 1 phần độ ẩm lá chè tử 75%-78% xuống 63%-65% lá chè có độ bền cao nhất. - Làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của lá: + Tạo cho búp chè mềm dẻo, độ bền cơ học + Tăng cường hoạt tính của men oxi hóa khử + Mất mùi hăng ngái của chè tươi + Tạo ra một tiền chất ban đầu cho chè đen như hương, vị và màu. - Những biến đổi khi làm héo lá chè: + Biến đổi lí học:  Làm lá chè mềm dẻ, độ bền cơ học cao  Màu sắc và khối lượng chè thay đổi  Diện tích lá chè tươi thay đổi.2 Chi tiết diện tích chè sau khi làm héo Tieu luan 7 Diện tích của lá chè sau khi làm héo Thời gian héo Lá 1 Lá 2 Lá 3 0 100 100 100 3 76 84 91 6 68 81 89 8 58 78 83 10 48 66 78 + Biến đổi hóa học Biến đổi Tanin:  Tổng lượng tanin giảm 1-2% so ban đầu, nhưng có sự biến đổi sâu sắc về chất  Nhóm Polyhydroxyphenols-Catechin có vị đắng chát giảm mạnh từ 2-3 lần  Nhóm tanin riêng có vị chát dịu tăng lên 2-3 lần  Do nhiệt độ héo tăng làm hàm lượng tanin thay đổi.3 Chi tiết sự biến đổi hóa học Tổng lượng tannin Mẫu phân tích Catechin Tanin riêng hòa tan Lá chè tươi 19,75 17,10 2,65 Lá chè héo 18,84 9,90 9,06 Biến đổi -0,91 -7,2 6,51 Biến đổi hoạt tính của men :  Hoạt tính men oxi hóa khử tăng  Men β glucozidaza hoạt tính tăng từ 200-300%  Men invertase hoạt tính tăng 50-70%  Men peroxidase,hoạt tính tăng 12%  Men polyphenol oxidase tăng 100%.

b) Kiểm tra giai đoạn héo - Kiểm tra nguyên liệu: Kiểm tra chất lượng và tình trạng nguyên liệu. - Kiểm tra chất lượng chè héo: Tieu luan 8 + Kiểm tra cảm quan: Màu, độ mềm, dẻo đồng đều, mùi + Kiểm tra hàm ẩm của chè sau héo + Kiểm tra tỉ lệ héo đúng mức (đảm bảo đạt trên 80%). - Những yếu tố ảnh hưởng khi làm héo: + Nhiệt độ tác nhân héo: Nhiệt độ không khí tự nhiên :Lớn nhất 35◦C → tốc độ bay hơi chậm → thời gian kéo dài → quá trình xảy ra tốt (thường 12h). Độ ẩm không khí thấp: Héo thuận lợi.

Nhiệt độ không khí do con người tạo ra từ 38-42◦C. Nếu cao ảnh hưởng chất lượng chè. + Tốc độ của không khí: Nếu tốc độ mạnh → quá trình héo kết thúc sớm, làm biến đổi hóa chưa xảy ra hết, lớp chè trên bi khô tuy nhiên nếu tốc độ yếu → kéo dài thời gian héo. + Thời gian làm héo:  Phụ thuộc nguyên liệu, phương pháp làm héo…  Thời gian làm héo chè có thể từ 8-12h tùy thuộc vào phương pháp.

c) Phương pháp làm héo - Nguyên tắc chung + Chè non, nhiều nước làm héo nặng + Chè giả, ít nước làm héo nhẹ + Phải làm héo riêng từng loại chè. - Các phương pháp : + Làm héo tự nhiên: Lợi dụng nhiệt độ, độ ẩm và lưu thông không khí tự nhiên để làm héo + Các thông số khí héo tự nhiên:  Nhiệt độ 25-35◦C  Độ ẩm tương đối của không khí 60-70%  Tốc độ của gió 203 m/s  Thời gian héo phụ thuộc vào khí hậu(10-16h) Tieu luan 9  Thường xuyên đảo chè 2-3h đảo rũ 1 lần  Chè héo tự nhiên có chất lượng tốt. Nhưng tốn diện tích, nhân công, thời gian kéo dài. + Làm héo nhân tạo: Dùng không khí được điều chỉnh trước để làm héo.

Thường dùng máy héo và máng héo. + Làm héo bằng máng:  Ưu điểm: Chè héo có chất lượng tốt, đồng đều, chủ động điều chỉnh thời gian héo.  Nhược điểm: Tốn nhiều diện tích, nhân công và thu chè nguyên liệu. + Làm héo bằng máy: Hình 1.2 Làm héo bằng máy Máy héo chè là một hòm kim loại kín, bên trong có đặt từng băng chuyền phẳng chuyển động theo phương ngang.

Khi cho máy héo làm việc cần cho máy chạy trước để điều chỉnh tốc độ băng truyền chuyển động trong máy, điều chỉnh nhiệt độ của hỗn hợp không khí nóng đẩy vào máy tùy theo từng loại nguyên liệu Bảng 1.4 Chi tiết phân loại chè nguyên liệu Nguyên liệu Tốc độ máy Nhiệt độ(◦C) Thời gian(giờ) Chè loại A,B 0,31 m/ph 4 42-47 Chè cuối vụ 0,307 3 Tieu luan 10 Chè loại C,D 0,5m/ph 41-43 2 + Kết hợp giữa làm héo tự nhiên và nhân tạo.  Định kì thổi không khí nóng hoặc mát bằng quạt gió.  Không thổi không khí quá ẩm vào khối chè.  Tốc độ gió không vượt quá 2-3m/s.

 Nhiệt độ không khí nhỏ hơn 38◦C.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Thiết kế thiết bị sấy hiệu quả trong sản xuất chè" cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình thiết kế và ứng dụng các thiết bị sấy trong ngành sản xuất chè. Tác giả nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa quy trình sấy để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu tổn thất trong sản xuất. Bài viết không chỉ trình bày các phương pháp sấy hiện đại mà còn đề cập đến các yếu tố cần cân nhắc khi thiết kế thiết bị, từ đó giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức cải thiện hiệu quả sản xuất chè.

Nếu bạn muốn mở rộng kiến thức về các quy trình công nghệ trong sản xuất thực phẩm, hãy tham khảo bài viết "Tiểu luận quy trình công nghệ sản suất phô mai", nơi bạn sẽ tìm thấy thông tin hữu ích về quy trình sản xuất một sản phẩm thực phẩm khác. Ngoài ra, bài viết "Tiểu luận đồ án đề tài thiết kế thiết bị cô đặc nước mía một nồi liên tục năng suất nhập liệu 8000kg" cũng sẽ giúp bạn hiểu thêm về thiết kế thiết bị trong ngành chế biến thực phẩm. Cuối cùng, bài viết "Đồ án hcmute hoàn thiện công tác hoạch định nhu cầu nguyên vật liệu tại công ty tnhh mtv chế biến thực phẩm thọ phát" sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về quản lý nguyên liệu trong sản xuất thực phẩm. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về ngành chế biến thực phẩm và các quy trình liên quan.