Đồ án Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát

ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát MỤC LỤC Trang Mục lục........................................................................................................... 1 Lời nói đầu...................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU........................................................................ 4 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................. 4 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI. ...................................................................................... 5 1.3 YÊU CẦU........................................................................................................ 5 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU & CÔNG NGHỆ .............. 6 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU XOÀi. ..................................... 6 2.1.1 Nguồn gốc. ................................................................................................... 6 2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thế giới.......................................... 6 2.1.3 Hiện trạng xoài ở Việt Nam. ....................................................................... 10 2.1.4 Đặc điểm một số giống xoài nước ta........................................................... 11 2.1.5 Thất thu sau thu hoạch xoài quả.................................................................. 13 2.1.6 Nhu cầu chế biến ........................................................................................ 17 2.1.7 Một số sản phẩm chế biến từ xoài............................................................... 18 2.1.8 Phụ phẩm trong chế biến xoài sấy............................................................... 19 2.1.9 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xoài sấy................................................. 20 2.1.10 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xoài sấy ................................................ 20 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN XOÀI SẤY TẠI CAM RANH KHÁNH HÒA............................................................................................... 21 2.2.1 Xoài lát sấy. ................................................................................................ 21 2.2.2 Khái quát về nguyên liệu xoài Canh Nông Cam Ranh Khánh Hòa. ........... 21 2.2.3 Vị trí, địa điểm, điều kiện đất đai thỗ nhưỡng, khí hậu của khu vực thực hiện đồ án............................................................................................................ 22 2.2.4 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. ......................................................... 23 2.2.5 Chọn loại máy sấy. ...................................................................................... 27 2.2.6 Biện pháp kỹ thuật sử dụng trong quy trình công nghệ. ............................. 29 2.2.7 Sơ đồ quy trình công nghệ. ......................................................................... 30 2.2.8 Mô tả từng công đoạn.................................................................................. 30 CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY ........................................ 32 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY. .................................................................................. 32 3.2 TÍNH CÂN BẰNG ẨM. ................................................................................ 32 3.3 THÔNG SỐ TNS TRƯỚC QUÁ TRÌNH SẤY............................................. 33 3.3.1 Thông số TNS trước Calorifer. ................................................................... 33 3.3.2 Thông số TNS sau Calorifer từng giai đoạn................................................. 34 3.4 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH SẤY LT............................................................ 35 3.5 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BUỒNG SẤY............................................. 37 3.6 TÍNH THỜI GIAN SẤY. .............................................................................. 37 3.7 TÍNH LƯỢNG NHIỆT TIÊU TỐN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY. .............. 38 3.7.1 Lượng nhiệt cần thiết để bốc ẩm W. ............................................................ 38 3.7.2 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che. .............................................................. 38 3.7.3 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi........................................................... 44 3.7.4 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi. ........................................................... 45 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 1 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát 3.7.5 Tổng nhiệt lượng tiêu tốn trong quá trình sấy.............................................. 45 3.7.6 Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy..................................................................... 46 3.8 CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC. ..................... 46 3.8.1 Delta từng giai đoạn của quá trình sấy thực................................................. 46 3.8.2 Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực. ........................................... 46 3.8.3 Lượng không khí khô thực tế. ...................................................................... 48 3.9 ĐỒ THỊ KHÔNG KHÍ .................................................................................. 48 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ ........................ 48 4.1 THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT.............................................................................. 50 4.1.1 Mục đích...................................................................................................... 50 4.1.2 Xác định nhiệt độ của khói lò và lưu lượng không khí cấp. ....................... 50 4.1.3 Xác định kích thước của buồng đốt. ........................................................... 52 4.1.4 Lựa Chọn Vật Liệu Xây Lò. ....................................................................... 54 4.1.5 Xác định trở lực của không khí khi qua ghi lò và lớp than......................... 54 4.2 THIẾT KẾ CALORIFER............................................................................... 54 4.3 TÍNH VÀ CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG SẤY. ...................................... 58 4.3.1 Tính và chọn quạt cấp khói để gia nhiệt không khí trong Calorifer. .......... 58 4.3.2 Tính và chọn quạt cấp không khí nóng cho buồng sấy............................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 63 Lời nói đầu ỹ thuật sấy là một môn học quan trọng của sinh viên ngành Nhiệt lạnh. Đồng thời nó được ứng dụng rộng rãi và giữ một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh K vực sản xuất và đời sống. Vì vậy tầm quan trọng của Kỹ thuật sấy là rất lớn. Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với một kỹ sư ngành Nhiệt. Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong việc trở thành một kỹ sư trong tương lai. Đồ án môn học Kỹ thuật sấy trong ngành Nhiệt lạnh là một môn học giúp cho sinh viên làm quen với kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống máy sấy cụ thể. Ngoài ra môn học này còn giúp sinh viên củng cố kiến thức của các môn học liên GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 2 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát quan, vận dụng khả năng nghiên cứu, sáng tạo và phát triển khả năng làm việc theo nhóm. Trong quá trình thực hiện đồ án môn học này, chúng em luôn được sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Trung Thành và các thầy cô bộ môn trong khoa nhiệt lạnh. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án môn học này. Nhóm đề tài 28 CHƯƠNG 1 : Mở Đầu 1.1  ĐẶT VẤN ĐỀ. Việt Nam là một trong những quốc gia có sản lượng xoài lớn trên thế giới, tuy nhiên xoài chủ yếu được dùng để ăn tươi và một ít xuất khẩu nên thường bị ứ đọng vào lúc chính vụ. Với sản lượng lớn do thu hoạch đồng loạt nên vấn đề đặt ra là cần phải xử lý như thế nào để giải quyết tình trạng ứ đọng trên, đồng thời đảm bảo giá trị kinh tế, chất lượng dinh dưỡng, cung cấp thường xuyên cho người tiêu dùng và giải quyết tình trạng giá cả bấp bênh cho người trồng xoài. Do điều kiện công nghệ bảo quản còn nhiều hạn chế nên để giữ được sản phẩm tươi trong thời gian dài rất khó khăn. Chính vì vậy xoài cần được chế biến, đặc biệt đối với một số giống xoài có phẩm tốt như Xoài cát Hòa Lộc. Xoài cát Hoà Lộc là một trong những giống xoài nổi tiếng nhất ở đồng bằng Sông Cửu Long - Việt Nam và là một trong những loại quả được ưa chuộng bởi màu sắc hấp dẫn, mùi vị thơm ngon và có giá trị dinh dưỡng cao. Những năm gần đây xoài cát Hòa Lộc đem lại giá trị kinh tế cao cho bà con nhân dân. Ngày nay, đời sống kinh tế có nhiều cải thiện nên xu hướng sử dụng các sản phẩm trái cây ngày càng GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 3 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát tăng. Ngoài mục đích thưởng thức, xoài sấy còn cung cấp chất dinh dưỡng và Vitamin cho sự phát triển của cơ thể. Nhằm góp phần giải quyết tình trạng trên và đáp ứng nhu cầu thị trường chúng tôi thực hiện đề tài “ Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát năng suất 200 Kg/mẻ”. Giống xoài mà chúng tôi chọn để thực hiện đề tài là giống xoài cát Hòa Lộc tại huyện Cái Bè ,tĩnh Tiền Giang. 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI.  Nghiên cứu, tính toán thiết kế, đưa ra quy trình sấy xoài thành phẩm có chất lượng cao góp phần cải thiện xoài nguyên liệu, nâng cao giá trị kinh tế.  Góp phần đa dạng hóa sản phẩm trái cây sấy và sản phẩm từ xoài.  Đóng góp một phần vào việc giải quyết tình trạng ứ đọng nguyên liệu và ổn định giá cả vào lúc chính vụ. 1.3 YÊU CẦU.  Xác định các thống số đầu vào và đầu ra của nguyên liệu: nồng độ đường, nồng độ acid, độ ẩm, nhiệt độ,…  Xát định nhiệt độ sấy, thời gian sấy.  Xát định lưu lượng TNS và lượng nhiệt cần thiết.  Xát định hiệu suất máy sấy. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 4 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát CHƯƠNG 2 :  Tổng Quan nguyên liệu & công nghệ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU XOÀI. 2.1.1 Nguồn gốc. Xoài thuộc họ đào lộn hột Anacardiaceae có tên khoa học là Mangifera indica. Đây là loại quả nhiệt đới rất thơm ngon, có hương vị tổng hợp của đu đủ, dứa, cam. Xoài xuất xứ từ Đông Nam Á khoảng 4.000 năm lại đây. Từ thế kỷ 16, người Bồ Đào Nha đã giới thiệu xoài đến Nam Phi và Brazil và ngày nay xoài đã có mặt rộng rãi trên khắp thế giới. Mặc dù vẫn còn tập trung ở Châu Á, nhưng nó đã mở rộng ở một số quốc gia. Trong tất cả các lục địa, nó đã trở nên phổ biến ở Châu Phi, Châu Mỹ và có mặt ít hơn ở Châu Âu. Theo tài liệu của FAO, hiện có 87 quốc gia đang canh tác cây xoài với tổng diện tích khoảng 1,8 - 2,3 triệu hécta, tổng sản lượng hàng năm khoảng 15 triệu tấn; riêng "vương quốc xoài" Ấn Độ có trên 1.100 loại giống, diện tích trồng xoài với quy mô lớn trên 1 triệu hécta và sản lượng chiếm 70% của toàn thế giới. Việt Nam hiện có khoảng gần 70.000ha xoài, ngoài ĐBSCL, Khánh Hòa là vựa xoài thứ hai của cả nước. 2.1.2 Đặc điểm một số loại xoài. a. Đặc điểm cấu tạo của quả xoài : Hình 2.1 Cấu tạo quả xoài GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 5 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Hình 2.2 Cấu tạo hạt xoài b. Hình dạng quả xoài của các chủng loại xoài trên thế giới: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 6 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 7 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 8 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Hình 2.3 Hình dạng của một số chủng loại xoài c. Sự chuyển màu khi xoài bắt đầu chín : theo thứ tự từ 1 đến 6 Hình 2.4 Sự chuyển màu khi xoài bắt đầu chín 2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thế giới. Trên thế giới hiện nay có trên 87 nước trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu ha. Vùng Châu Á chiếm khoảng 2/3 diện tích trồng xoài trên thế giới, trong đó đứng đầu là Ấn Độ ( chiếm 70% sản lượng xoài thế giới với 9,3 triệu tấn). Sau Ấn Độ là Thái Lan, Pakistan, Philiphin, Banglades, Myanma, Indonesia, Việt Nam, Lào, Campuchia, miền Nam Trung Quốc. Cũng theo FAO, sản lượng xoài hàng GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 9 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát năm trên thế giới tăng khoảng 2%, trong đó các nước có sản lượng xoài tăng nhanh là Ấn Độ, Trung Quốc Mêhicô, Pakistan (Trần Thế Tục, 2000). Bảng 2.1 : Sản lượng xoài ở các nước trồng xoài chủ yếu trên thế giới STT 1 2 3 4 5 6 7 8  1980* Tên nước Ấn Độ Thái Lan Mêhicô Pakistan Brazil Philipin Indonesia Haiti  Sản lượng (ngàn tấn) 8.363 802 610 550 506 374 345 326  1995** Tên nước Ấn Độ Trung Quốc Mêhicô Pakistan Thái Lan Brazil Philipin Haiti  Sản lượng (ngàn tấn) 10.000 1.180 1.090 839 620 400 300 230 9  Trung Quốc  276  Madagasca 200 10  Manglades  207  Tanzania  187 (Nguồn : (*) Trần Thế Tục, 2000 ; (**) Trần Thế Tục, 1996) 2.1.4 Hiện trạng xoài ở Việt Nam. Ở Viêt Nam, xoài là một trong những loại cây ăn quả được trồng phổ biến từ Bắc vào Nam. Diện tích trồng xoài hiện nay khoảng 70.000 ngàn ha, trong đó có khoảng 42.000 ha đang cho trái với sản lượng ước 250.000 T. Các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và Đông Bắc trồng ít do khả năng đậu quả kém, hiệu quả kinh tế không cao. Vùng trồng xoài tập trung từ Bình Định trở vào, nhất là các vùng đồng bằng sông Cửu Long như Tiềng Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long;Bến Tre; huyện Cam Ranh tỉnh Khánh Hòa và một số khu vực khác . Năm 2007, năm đầu gia nhập WTO, xoài nhập khẩu vào Việt Nam phải chịu thuế suất 40%, nhưng giảm dần đến năm 2010 chỉ còn 15%. So với biểu thuế 10% trong AFTA thì không có gì đáng ngại. Tuy nhiên, xoài Việt Nam hiện có tính cạnh tranh thấp vì giống xoài ngon nhất của Việt Nam hiện nay là Cát Hoà Lộc (xuất xứ từ huyện Cái Bè - Tiền Giang) thì GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 10 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát sản lượng quá ít, không đủ cung cấp cho thị trường nội địa, giá bán lẻ lại lên tới 23.000-25.000đ/kg. Xoài cát Chu được người tiêu dùng Nga ưa thích nhưng vỏ quá mỏng, không thể vận chuyển xa. Thị trường Trung Quốc hút xoài Thanh Ca, xoài Bưởi nhưng khi Trung Quốc và Thái Lan ký hiệp định thương mại song phương thì không còn ăn hàng Việt Nam nữa. Xoài Cát Hoà Lộc được coi là tốt nhất để làm nước ép nhưng sản lượng không đủ qui mô công nghiệp, giá lại quá cao. Xoài Việt Nam cũng tìm được thị trường tại Đài Loan, Nhật Bản nhưng hiện chưa vượt qua được hàng rào kiểm dịch và an toàn thực phẩm khắt khe, nhất là chưa có được quy trình xử lý ruồi đục trái nên chưa được chấp nhận. Xoài nước ngoài khó xâm nhập thị trường phổ thông Việt Nam nhưng với thị trường cao cấp thì hoàn toàn có thể với xoài xuất xứ từ các nước châu Mỹ, Pakistan, nhất là khi người nước ngoài đến sinh sống và làm ăn tại Việt Nam ngày càng nhiều, đồng thời sự chênh lệch thời vụ với xoài Việt Nam cũng là cơ hội của xoài nước ngoài. Theo báo cáo tại Hội thảo “Thương mại hóa trái cây nhiệt đới ở Nam Việt Nam” của Viện Nghiên cứu Cây ăn quả miền Nam, thì kinh tế trồng xoài gấp 6,42 lần so với trồng lúa, nhưng trái cây gặp trở ngại do biến động giá cả của thị trường tiêu thụ, do thời tiết và sâu bệnh… Cũng trong báo cáo này, sản lượng trái cây Việt Nam vào khoảng 3,5 triệu tấn nhưng chỉ xuất khẩu khoảng 6.000 tấn trái tươi, tức chỉ xuất khẩu 0,17% sản lượng quả. Theo đánh giá của các chuyên gia, các nước sản xuất trái cây chủ yếu có khoảng 61% sản lượng được tiêu thụ nội địa ở dạng trái tươi, còn 30% là để chế biến. Như vậy, ở Việt Nam nếu không chế biến các sản phẩm từ trái cây là một lãng phí lớn. Bảng 2.2 : Diện tích và sản lượng xoài một số tỉnh nước ta Tỉnh Khánh Hòa Tiền Giang Đồng Tháp Vĩnh Long Cần Thơ An Giang  Diện tích (ha) 2.025 4.662 2.898 1.765 1.645 1.076  Sản lượng (tấn) 17.688 36.000 5.154 16.486 6.630 24.534 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 11 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ( Nguồn : Phạm Thị Hương và ctv 2000) Bên cạnh đó, xoài là một trong năm loại cây ẳn quả có diện tích lớn nhất ở nước ta. Bảng 3.3 : Diện tích và sản lượng cây ăn quả ở nước ta (1999) Cây ăn quả Nhãn, vải, chôm chôm Chuối Họ cam quýt Xoài  Diện tích (ha) 131.200 94.600 63.400 40.700  Sản lượng ( tấn) 545.400 1.242.600 405.100 188.600 Thơm 32.300 ( Nguồn : Nguyễn Văn Kế, 2000) 2.1.5 Đặc điểm một số giống xoài nước ta.  262.800 Theo kết quả điều tra bước đầu của Trần thế Tục( 1977, 1987, 1991), Dương Minh, Lê Thanh Phong, Võ Thanh Hoàn( 1993) cho thấy ngoài các loài hoang dại( xoài quéo, xoài muỗm, xoài mủ, xoài hôi…). Hiện có khoảng 50 giống xoài trong đó có một số giống xoài nhập từ Campuchia, Thái Lan, Ấn Độ, Srilanca vào nước ta rất lâu đời, có khả năng cho năng xuất cao và phẩm chất thơm ngon: xoài cát, xoài