TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY
SẤY ĐẬU XANH 3 TẤN NGUYÊN LIỆU/GIỜ

GVHD: Tiền Tiến Nam
SVTH:
Nguyễn Phúc Khang

MSSV: 2005191115

LỚP: 10DHTP9

Nguyễn Khánh Hòa

MSSV: 2005191094

LỚP: 10DHTP1

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY
SẤY ĐẬU XANH 3 TẤN NGUYÊN LIỆU/GIỜ

GVHD: Tiền Tiến Nam
SVTH:
Nguyễn Phúc Khang

MSSV: 2005191115

LỚP: 10DHTP9

Nguyễn Khánh Hòa

MSSV: 2005191094

LỚP: 10DHTP1

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Tp. Hồ Chí Minh

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Khoa: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

Bộ Mơn: KỸ THUẬT THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN
MÔN HỌC: KỸ THUẬT THỰC PHẨM - Mã số: 24
Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Phúc Khang

MSSV: 2005191115

LỚP: 10DHTP9

Nguyễn Khánh Hịa

MSSV: 2005191094

LỚP: 10DHTP1

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
I. Đầu đề đầu án (Tên đồ án)
Tính tốn thiết kế thiết bị sấy thùng quay sấy đậu xanh 3 tấn nguyên liệu/h
II. Nhiệm vụ đồ án ( nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu ):
Địa điểm sấy: Bình Phước
Độ ẩm ban đầu 22%
Độ ẩm sau sấy 13%
Tác nhân sấy là khơng khí (nguồn gia nhiệt củi, than, gas hoặc điện)
Các thông số khác tự tra cứu
III. Nội dung các phần thuyết minh tính tốn:
Tổng quan
Chọn nhiệt độ sấy phù hợp có giải thích

Tính cân bằng vật chất
Tính cân bằng năng lượng
Tính lượng tác nhân sấy cần thổi vào buồng sấy
Kích thước thiết bị sấy
Tính tốn caloriphe
Tính tốn các thiết bị phụ khác.
Vẽ sơ đồ nguyên lý


Thuyết minh chi tiết sơ đồ nguyên lý
Vẽ sơ đồ thiết bị chính có chú thích trên bản vẽ
IV.Các bản vẽ và đồ thị (loại và kích thước bản vẽ):
1 bản vẽ A1 in sơ đồ nguyên lý
1 bản vẽ A1 thiết bị chính
V. Ngày giao đồ án:
VI. Ngày hồn thành đồ án:
VII. Ngày nộp đồ án
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN KTTP

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
Cán Bộ hướng dẫn. Nhận xét (CBHD ghi rõ đồ án được bảo vệ hay không)

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………
Điểm:………………………………

Chữ ký:………………………………..

Cán Bộ chấm hay Hội Đồng bảo vệ. Nhận xét:

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Điểm:………………………………
Chữ ký:………………………………..
Điểm tổng kết:……………………………


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
ĐƠN VỊ : KHOA CNTP – BÔ MÔN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
MÔN HỌC: KỸ THUẬT THỰC PHẨM
Sinh viên thực hiện đồ án:
Nguyễn Phúc Khang

Ký tên:………………


Nguyễn Khánh Hòa

Ký tên:………………

Cán Bộ hướng dẫn: Tiền Tiến Nam
Tên đồ án:
Tính tốn thiết kế thiết bị sấy thùng quay sấy đậu xanh 3 tấn nguyên liệu/h

STT

Ngày

Nội dung hướng dẫn

01

18/10/2021

Phân chia nhóm và giao đề tài đồ án

02

29/10/2021

Hướng dẫn sơ bộ về đồ án

03

05/11/2021


Hướng dẫn phần tổng quan và vẽ sơ đồ
nguyên lý

04

12/11/2021

Chỉnh sửa bản vẽ sơ đồ nguyên lý

04

30/11/2021

Chỉnh sửa bản vẽ sơ đồ nguyên lý

06

5/12/2021

Chỉnh sửa phần tính tốn thiết bị chính

07

10/12/2021

Chỉnh sửa phần tính tốn thiết bị chính

08


03/01/2022

Chỉnh sửa phần tính tốn thiết bị phụ và
bản vẽ thiết bị chính

09
10
11
12
13
14

CBHD ký tên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... 1
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ..................................................................... 3
1.1. Khái niệm chung về quá trình sấy ........................................................................ 3
1.1.1. Khái niệm ......................................................................................................... 3
1.1.2. Mục đích ........................................................................................................... 3
1.1.3. Phân loại q trình sấy .................................................................................... 3
1.1.3.1. Sấy tự nhiên ............................................................................................... 3
1.1.3.2. Sấy nhân tạo .............................................................................................. 3
1.1.4. Nguyên lý của quá trình sấy ........................................................................... 4
1.2. Tác nhân sấy, các thiết bị sấy ................................................................................ 5
1.2.1. Tác nhân sấy .................................................................................................... 5
1.2.1.1. Khái niệm ................................................................................................... 5
1.2.1.2. Các tác nhân sấy thường dùng .................................................................. 5

1.2.2. Thiết bị sấy ....................................................................................................... 6
1.3. Vật liệu sấy .............................................................................................................. 6
1.3.1. Giới thiệu chung .............................................................................................. 6
1.3.2. Tác dụng của đậu xanh đối với sức khỏe ....................................................... 7
1.3.3. Quy trình sấy đậu xanh ................................................................................... 8
1.4. Chọn phương pháp sấy ........................................................................................ 10
1.4.1. Chọn thiết bị sấy ............................................................................................. 10
1.4.2. Quá trình hoạt động của hệ thống ................................................................ 10
1.4.2.1. Sơ đồ hệ thống sấy thùng quay ................................................................ 10
1.4.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống .......................................................... 11
CHƯƠNG 2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA Q TRÌNH............................ 12
2.1. Các thơng số ban đầu .......................................................................................... 12
2.2. Các thông số tác nhân sấy ................................................................................... 12
2.3. Lượng ẩm được tách ra ....................................................................................... 12
2.4. Khối lượng vật liệu vào thùng sấy ...................................................................... 13
2.5. Lượng hơi ẩm bốc trong 1 giờ ............................................................................. 13


2.6. Năng suất của sản phẩm sấy ............................................................................... 13
2.7. Lượng vật liệu khơ tuyệt đối ............................................................................... 13
CHƯƠNG 3. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG....................................................... 14
3.1. Tính cân bằng nhiệt lượng sấy lý thuyết ............................................................ 14
3.1.1. Tính thơng số của tác nhân sấy .................................................................... 14
3.1.2. Thơng số trạng thái của khơng khí ngồi trời (A) ....................................... 15
3.1.3. Thơng số trạng thái khơng khí sau khi đi qua caloriphe (B) ...................... 16
3.1.4. Thơng số trạng thái khơng khí khi ra khỏi thiết bị sấy (C) ......................... 17
3.2. Tính tốn q trình sấy thực tế .......................................................................... 20
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH............................................................ 24
4.1. Đường kính của thùng sấy .................................................................................. 24
4.2. Chiều dài của thùng sấy ....................................................................................... 25

4.3. Thể tích thùng sấy ................................................................................................ 25
4.4. Cường độ bay hơi ẩm ........................................................................................... 25
4.5. Thời gian sấy ......................................................................................................... 26
4.6. Thời gian lưu của vật liệu: ................................................................................... 26
4.7. Số vịng quay của thùng ....................................................................................... 26
4.8. Tính bề dày cách nhiệt của thùng ....................................................................... 27
4.8.1. Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến bên trong của thùng sấy

.... 27

4.8.2. Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung quanh
.............................................................................................................................. 28
4.8.3. Hệ số truyền nhiệt k ...................................................................................... 30
4.8.4. Bề mặt truyền nhiệt F .................................................................................... 31
4.8.5. Tính hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và mơi trường xung
quanh ........................................................................................................................ 31
4.8.6. Tính nhiệt lượng mất mát ra xung quanh .................................................... 31
4.8.7. Kiểm tra bề dày thùng .................................................................................... 31
CHƯƠNG 5. TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ ................................................................. 34
5.1. Tính buồng đốt ..................................................................................................... 34
5.1.1. Các thơng số khói ........................................................................................... 35
5.1.2. Enthalpy của khói lị sau buồng đốt.............................................................. 36


5.1.3. Nhiệt độ của khói lị sau buồng đốt............................................................... 36
5.1.4. Thể tích riêng sau buồng đốt ......................................................................... 36
5.1.5. Lượng nhiên liệu (than) tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm.................................. 36
5.1.6. Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1h .............................................................. 36
5.1.7. Lượng khói khơ cần thiết trong 1h ............................................................... 36
5.1.8. Lưu lượng thể tích khói ................................................................................. 36

5.1.9. Diện tích bề mặt ghi lị ................................................................................... 36
5.1.10. Thể tích buồng đốt ....................................................................................... 37
5.1.11. Chiều cao buồng đốt .................................................................................... 37
5.2. Caloriphe ............................................................................................................... 38
5.2.1. Chọn kích thước của caloriphe ..................................................................... 38
5.2.2. Hiệu số nhiệt độ trung bình........................................................................... 39
5.2.3. Hệ số trao đổi nhiệt giữa khói và bề mặt ống

......................................... 39

5.2.4. Hệ số trao đổi nhiệt giữa bề mặt ngồi của ống với khơng khí

............. 40

5.2.5. Hệ số truyền nhiệt K ...................................................................................... 41
5.3. Thiết kế bộ phận truyền động ............................................................................. 41
5.3.1. Tính cơng suất quay thùng ............................................................................ 41
5.3.2. Chọn tỷ số truyền động .................................................................................. 42
5.3.3. Tính bộ truyền bánh răng.............................................................................. 43
5.4. Chọn kích thước cánh đảo ................................................................................... 46
5.4.1. Chọn kích thước cánh đảo đầu thùng .......................................................... 46
5.4.2. Chọn kích thước cánh đảo trong thùng ........................................................ 46
5.5. Tính vành đai ........................................................................................................ 48
5.6. Tính Cyclon ........................................................................................................... 48
5.6.1. Giới thiệu về cyclon........................................................................................ 48
5.6.2. Tính tốn ........................................................................................................ 48
KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 53



MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình: 1 Sơ đồ hệ thống sấy thùng quay ...................................................................10
Hình: 2 Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng .............................................................29
Hình: 3 Sơ đồ buồng đốt ghi phẳng .........................................................................34
Hình: 4 Sơ đồ hệ thống truyền động cho thùng .......................................................42


MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng: 1Thành phần hóa học của đậu xanh ................................................................7
Bảng: 2Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết ................................18
Bảng: 3 Độ ẩm cân bằng
của vật liệu sấy ........................................................18
Bảng: 4 Quan hệ giữa hệ số M với đường kính hạt d (mm) ....................................26
Bảng: 5 Các hệ số của khơng khí bên trong thùng sấy ............................................27
Bảng: 6 Các thơng số của khơng khí bên ngồi thùng sấy ......................................28
Bảng: 7 Các bề dày thùng và vật liệu ......................................................................29
Bảng: 8 Các tính chất của vật liệu chế tạo thùng .....................................................32
Bảng: 9 Hệ số bổ sung kích thước ...........................................................................33
Bảng: 10 Thành phần nguyên liệu than sử dụng .....................................................35
Bảng: 11 Một số kích thước của caloriphe ..............................................................38
Bảng: 12 Sơ đồ chuyển động ...................................................................................43
Bảng: 13 Kích thước chủ yếu của cặp bánh răng ....................................................46
Bảng: 14 Kích thước cơ bản của cyclon LIH-24 ....................................................50


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành và sự kính trọng tới các Thầy và Cô
khoa Công nghệ Thực Phẩm, trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM, Đặc biệt
em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Tiền Tiến Nam đã tận tình hướng
dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án và giúp chúng em hồn thành

đồ án đúng hạn.
Do kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi những thiếu sót trong bài báo cáo. Em rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô để báo cáo đồ án đạt được kết quả
tốt hơn cũng như rút kinh nghiệm cho các đồ án sau này.
Cuối cùng, em xin kính chúc q Thầy Cơ dồi dào sức khỏe và thành cơng trong sự nghiệp
của mình ạ.
Em xin chân thành cảm ơn!

1


LỜI MỞ ĐẦU
Trong đời sống nói chung cũng như trong ngành cơng nghệ thực phẩm nói riêng bảo
quản sản phẩm thực phẩm sao cho được thời gian dài và hạn chế ảnh hưởng đến chất
lượng của sản phẩm là một vấn đề vô cùng quan trọng. Một trong những phương pháp
để bảo quản tốt nhất đó là sấy. Bản chất của q trình sấy chính là tách ẩm ra khỏi vật
liệu bằng cách dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng. Sản
phẩm sau khi được sấy sẽ giảm độ ẩm nhằm hạn chế được hoạt động của các vi sinh vật
đồng thời sấy giúp giảm khối lượng thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản, tăng
độ bền vật liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm.
Mỗi sản phẩm khác nhau thì có những phương pháp sấy và cơng nghệ sấy riêng. Nó
phụ thuộc vào các yếu tố liên quan đến nguyên liệu như: kích thước, cấu tạo, dạng liên
kết ẩm, tính chất hóa lý, trạng thái bề mặt...Vì vậy tùy từng loại nguyên liệu mà ta chọn
phương pháp sấy sao cho phù hợp.
Nước ta là một nước nông nghiệp nên các nông sản là rất phong phú. Tuy nhiên mỗi loại
nơng sản thì có tính mùa vụ, mặt khác khí hậu lại nóng ẩm nên vi sinh vật rất dễ hoạt
động, vì vậy đòi hỏi phát triển các kỹ thuật sấy nhằm bảo quản chúng trong một thời
gian nhất định để phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng.
Một trong những nông sản phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao, được nhiều người
ưa dùng đó là đậu xanh. Để sấy đậu xanh thì có nhiều phương pháp sấy tuy nhiên tối

ưu nhất vẫn là sấy thùng quay. Vì vậy trong đồ án lần này em xin chọn đề tài là “ Thiết
kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đậu xanh nguyên hạt với năng suất 3 tấn/h”.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Khái niệm chung về quá trình sấy
1.1.1. Khái niệm
Sấy là một hoạt động nhằm loại bỏ nước hoặc bất kỳ các chất dễ bay hơi khác chứa
trong cơ thể của vật liệu khi có sự thay đổi trạng thái bốc hơi hoặc thăng hoa.
Sấy là quá trình dùng nhiệt để làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu và nó xảy ra đồng
thời giữa hai quá trình truyền nhiệt và ẩm trong vật liệu sấy.
1.1.2. Mục đích
- Làm giảm khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở).
- Tăng thời gian bảo quản.
- Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng sinh hóa.
- Tạo hình cho sản phẩm.
- Tăng độ bền cho sản phẩm như gỗ, vật liệu là gốm sứ.
- Tăng tính cảm quan cho sản phẩm
1.1.3. Phân loại q trình sấy
Gồm có hai loại là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo.
1.1.3.1. Sấy tự nhiên
Dùng năng lượng có sẵn trong thiên nhiên để thực hiện quá trình sấy
Ưu điểm: không tốn năng lượng, đơn giản rẻ tiền.
Nhược điểm:
+ Thời gian sấy dài.
+ Tốn nhân công mặt bằng xây dựng.
+ Khó điều chỉnh các thơng số trong q trình sấy.
+ Phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết.

+ Vật liệu sau khi sấy còn lượng ẩm khá cao.
1.1.3.2. Sấy nhân tạo
Dùng thiết bị để thực hiện quá trình sấy, phải cung cấp nhiệt lượng từ bên ngoài cho vật
liệu ẩm.
Phương pháp cung cấp nhiệt có thể bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ, hoặc bằng năng
lượng điện trường có tần số cao...
+ Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, tác nhân truyền
nhiệt là khơng khí nóng, khói lị...
+ Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu
sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.

3


+ Sấy bằng tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do
nguồn điện phát ra truyền cho vật liệu sấy.
+ Sấy bằng dòng điện cao tần: phương pháp dùng dòng điện cao tần để đốt nóng tồn
bộ chiều dày của vật liệu sấy.
Ưu điểm:
+ Khắc phục được những nhược điểm của sấy tự nhiên.
+ Kiểm soát được sản phẩm ra vào, nhiệt độ cung cấp.
+ Chất lượng sản phẩm theo yêu cầu.
+ Tốn ít mặt bằng, nhân cơng.
Nhược điểm:
Tốn chi phí đầu tư trang thiết bị, cán bộ kỹ thuật, chi phí năng lượng.
1.1.4. Nguyên lý của q trình sấy
Sấy là q trình làm khơ vật liệu ẩm khi được cung cấp năng lượng theo trình tự: gia
nhiệt vật liệu ẩm, cấp nhiệt để làm khuếch tán ẩm trong vật liệu, đưa ẩm thoát ra khỏi
vật liệu.
Q trình sấy là q trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì

nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngồi vật liệu rắn đồng thời với
q trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển lượng
nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban
đầu, vận tốc của toàn bộ quá trình được qui định bởi gian đoạn nào chậm nhất. Động lực
của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu. Quá
trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn
áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường khơng khí xung quanh. Ngồi ra
tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở q trình di chuyển
ẩm từ trong lịng vật liệu ra bề mặt vật liệu sấy.
Trong quá trình sấy thì nhiệt độ và mơi trường khơng khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng
rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy. Do vậy khi nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên
cứu hai mặt của quá trình sấy:
+ Mặt tỉnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng ta sẽ tìm được
mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của các tác nhân sấy để
từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết cho
quá trình sấy.
+ Mặt động lực học: nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với
thời gian sấy và các thơng số của q trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước của vật
liệu sấy và các điều kiên thủy động học của tác nhân sấy để từ đó xác định chế độ sấy
và thời gian sấy thích hợp.

4


1.2. Tác nhân sấy, các thiết bị sấy
1.2.1. Tác nhân sấy
1.2.1.1. Khái niệm
Là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy. Trong quá
trình sấy, môi trường buồng sấy luôn luôn được bổ sung ẩm thốt ra từ vật sấy. Nếu độ
ẩm này khơng được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy tăng lên, đến một lúc

nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật sấy và môi trường trong buồng sấy và q trình
thốt ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại.
Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy:
+ Gia nhiệt cho vật sấy.
+ Tải ẩm mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường.
+ Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy có thể thực hiện một trong các nhiệm
vụ trên.
Cơ chế của quá trình sấy gồm 2 giai đoạn: Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa
hơi và mang hơi ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường. Nếu ẩm thốt ra khỏi vật liệu mà
không mang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng tới quá trình bốc ẩm từ vật liệu sấy thậm chí cịn
làm ngừng trệ q trình thốt ẩm. Để tải ẩm đã bay hơi từ vật sấy vào mơi trường có
thể dùng các biện pháp:
- Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt.
- Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ra ngồi (sấy chân khơng).
Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặt biệt quan trọng vì nó đóng vai trị vừa
tải nhiệt vừa tải ẩm. Các tác nhân sấy thường dùng là khơng khí nóng và khói lị, hơi
q nhiệt, chất lỏng…
1.2.1.2. Các tác nhân sấy thường dùng
- Khơng khí ẩm: là khơng khí có chứa hơi nước, trạng thái của khơng khí ẩm ảnh hưởng
trực tiếp đến quá trình sấy và bảo quản sản phẩm sấy. Khi để một vật liệu ẩm trong môi
trường khơng khí khơ thì nước ở trong ngun liệu sẽ bay hơi. Quá trình bay hơi sẽ dừng
lại khi nào áp suất hơi trong khơng khí có trị số bằng áp suất hơi nước bão hịa ở cùng
nhiệt độ đó, lúc đó ta có hỗn hợp khơng khí bão hịa hơi nước.
- Khói lị: là sản phẩm khí của q trình đốt cháy một chất nào đó. Khối lượng, thành
phần và các thơng số trạng thái của khói lị phụ thuộc vào thành phần của chất đốt và
phương pháp đốt cháy.

5



+ Ưu điểm: cấu trúc hệ thống đơn giản, dễ chế tạo, lắp ráp. Có thể điều chỉnh nhiệt độ
mơi chất sấy trong khoảng rất rộng, đầu tư vốn ít vì khơng phải dùng calorife, giảm tiêu
hao điện năng, nâng cao được hiệu quả sử dụng...
+ Nhược điểm: gây bụi bẩn, dễ gây hỏa hoạn hoặc xảy ra các phản ứng hóa học khơng
cần thiết, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm nên ít được sử dụng trong cơng
nghiệp.
- Hơi quá nhiệt: được dùng cho các loại sản phẩm dễ bị cháy nổ, có khả năng chịu được
nhiệt cao. Vì vậy sấy bằng hơi quá nhiệt nhiệt độ thường lớn hơn 1000C ( sấy ở áp suất
khí quyển).
1.2.2. Thiết bị sấy
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp khác nhau nên có nhiều cách để phân loại
thiết bị sấy:
- Dựa vào tác nhân sấy: có thiết bị sấy bằng khơng khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lị,
các thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng dòng điện cao
tần.
- Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường.
- Dựa vào phương thức làm việc: có sấy liên tục và sấy gián đoạn
- Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị
sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ...
- Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay,
sấy phun.
- Dựa vào chiều chuyển động của vật liệu sấy và tác nhân sấy: sấy cùng chiều, ngược
chiều, giao chiều.
1.3. Vật liệu sấy
1.3.1. Giới thiệu chung
Đậu xanh hay đỗ xanh là cây đậu có danh pháp hai phần Vigna radiata có kích
thước hạt nhỏ (đường kính khoảng 2–2,5 mm). Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc đứng.
Lá mọc kép 3 chia, có lơng hai mặt. Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá. Quả hình trụ thẳng,
mảnh nhưng số lượng nhiều, có lơng trong chứa hạt hình trịn hơi thn, kích thước nhỏ,

màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa.
- Cấu tạo của hạt đậu xanh: hạt đậu xanh có cấu tạo giống các hạt họ đậu là khơng có
nội nhũ, gồm 3 phần: vỏ, từ diệp, phơi.
+ Vỏ: là loại hạt trần nên vỏ được cấu tạo từ vỏ quả và vỏ hạt. Vỏ là bộ phận có chức
năng bảo vệ phơi và từ diệp khỏi tác dụng cơ học, hóa học của mơi trường. Vỏ chiếm

6


khoảng 7% so với khối lượng toàn hạt. Trong vỏ khơng có chất dinh dưỡng, thành phần
chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose và licthin.
+ Từ diệp: chiếm 90% khối lượng hạt đậu, hạt đậu có 2 từ diệp. Từ diệp được cấu tạo từ
những tế bào lớn thành mỏng, giữa các tế bào là các khoảng trống.
+ Phôi: phôi chiếm 3% khối lượng tồn hạt, gồm 2 phần chính là chồi mầm và rễ mầm,
phôi là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm do đó phơi chứa nhiều chất dinh
dưỡng, chủ yếu là protein, glucid hòa tan và lipid.
Bảng: 1Thành phần hóa học của đậu xanh

Thành phần

Tỉ lệ

glucid

52%

protid

32%


Nước

13,7%

cellulosa

4,6%

Ngồi ra trong hạt đậu xanh cịn chứa một hàm lượng nhỏ các chất béo, vitamin (A, B1,
B2, niacin) và một số chất khoáng (Na, K, Ca, P, Fe, Cu), một số enzyme như lipase,
traferase, hydrolase, lypoxygennase...
Vì vậy vấn đề bảo quản đậu xanh cũng như các nguyên liệu họ đậu nói chung là khó, vì
đậu là mơi trường rất dễ cho các loại sâu mọt phá hoại. Mặt khác nếu điều kiện bảo quản
không tốt như nhiệt độ, độ ẩm cao đậu sẽ bị “ sượng ” (hóa già) làm giảm chất lượng
đậu. Muốn có chất lượng ban đầu tốt, khơng sâu mọt và có độ ẩm an tồn thì q trình
phơi, sấy hạt sau khi thu hoạch có vai trị rất quan trọng trong việc bảo quản, chế biến
cũng như nâng cao chất lượng hạt.
1.3.2. Tác dụng của đậu xanh đối với sức khỏe
- Chữa bệnh gút hiệu quả với đậu xanh
Theo Đơng y, đậu xanh có tác dụng thanh nhiệt giải độc, trừ phiền nhiệt,bớt sưng phù,
điều hòa ngũ tạng, nấu ăn bổ mát và trừ được các bệnh thuộc nhiệt. Vỏ đậu xanh khơng
độc, có tác dụng giải nhiệt độc,dùng chữa mụn, ung nhọt…
- Đậu xanh giúp tim khỏe

7


Đậu xanh chứa các chất kháng viêm và mức cao vitamin B phức hợp, có cơng dụng tăng
thêm sức khỏe các mạch máu. Ngồi ra, đậu xanh cịn giúp giảm mức triglyceride và
cholesterol xấu, nên rất có ích cho sức khỏe tim.

- Đậu xanh làm giảm nguy cơ ung thư vú và tuyến tiền liệt
Vỏ đậu xanh có chứa nhiều hoạt chất thuộc nhóm flavonoid, có tác dụng ức chế sự tăng
trưởng của các tế bào ung thư đặc biệt là làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư vú và
tuyến tiền liệt.
- Đậu xanh giúp ngừa ung thư dạ dày
Đậu xanh chứa hàm lượng cao chất chống ơxy hóa coumestrol – một loại polyphenol
giúp bảo vệ sức khỏe. Ngoài ra, các hợp chất phytonutrient chứa trong đậu xanh còn có
tác dụng phịng tránh ung thư dạ dày.
- Đậu xanh giúp tăng cường hệ miễn dịch
Chất xơ trong đậu xanh cịn có khả năng loại bỏ các độc tố trong cơ thể, do đó giúp ngăn
ngừa chứng ung thư ruột kết. Đậu xanh tốt cho người tiểu đường và giảm cân. Đậu xanh
còn là nguồn cung cấp chất xơ hòa tan. Chất này đi qua đường tiêu hóa, lấy đi những
chất béo thừa và loại bỏ khỏi cơ thể trước khi hấp thụ, nhất là cholesterol. Do đó, đậu
xanh giúp người béo kiềm chế sự thèm ăn và giảm lượng chất béo nguy hiểm cho cơ
thể. Đồng thời đậu xanh giúp ổn định lượng đường trong máu sau bữa ăn nên rất tốt cho
người bệnh tiểu đường.
Chính vì đậu xanh có rất nhiều tác dụng đối với sức khỏe như thế nên trong q trình
chế biến và bảo quản địi hỏi phải giữ lại được chất dinh dưỡng của đậu xanh. Trong đó
q trình sấy phù hợp cũng ảnh hưởng lớn đến việc giữ lại những chất dinh dưỡng này.
1.3.3. Quy trình sấy đậu xanh

Đậu xanh
Thu hoạch
Phơi (sấy sơ)
Đập, tách hạt
Làm sạch
8


Phân loại

Sấy
Làm nguội
Kiểm tra cở
hạt
Đóng gói

Thành
phẩm
Đậu thu hoạch từ đồng ruộng người ta chặt cây và nhặt hạt đậu ra. Khi mới thu hoạch
từ đồng ruộng về, hạt thường có độ ẩm cao trung bình từ 20-25%. Đối với đậu xanh thu
hoạch cả quả thì phải phơi hoặc sấy sơ bộ tới độ ẩm nhất định mới tách, lấy hạt khỏi vỏ
quả thuận lợi. Việc đập và tách hạt ra khỏi quả có thể làm bằng máy hoặc bằng tay sau
đó tiến hành làm sạch, tách các tạp chất có trong hạt như cỏ, rác, mảnh, cành lá, đất sỏi,
đá...lẫn vào hạt khi thu hoạch. Tách hạt có thể tách bằng sàng, rây: tạp chất hữu cơ lớn
hơn hạt nên ở lớp trên cùng, lớp giữa là hạt, lớp dưới cùng là đất, cát, rác vụn nhỏ hơn
hạt. Sau khi có khối đậu xanh thì tiến hành lấy mẫu đo độ ẩm bằng máy đo độ ẩm để
xác định độ ẩm ban đầu. Tiếp theo người ta phân loại đậu theo loại 1, 2, 3...theo kích
cỡ, có thể dùng sàng với các lớp dưới có đường kính lỡ khác nhau. Sau khi phân loại,
tiến hành sấy theo từng loại đậu, sau thời gian sấy phải kiểm tra lại độ ẩm thành phẩm
đạt dưới 10% thì quá trình sấy kết thúc. Sau khi sấy đậu được làm nguội tự nhiên hoặc
có quạt thổi để giảm bớt nóng, tránh dùng khơng khí có độ ẩm cao để thơng gió sẽ làm
tăng độ ẩm của hạt. Tiếp theo khối đậu được kiểm tra lại cở hạt để lọa bỏ những hạt lép,
hỏng sau khi sấy. Cuối cùng đậu được đóng gói theo yêu cầu thị trường: 50kg, 25kg,
10kg, 5kg, 1kg tạo sản phẩm đậu xanh nguyên hạt.

9


1.4. Chọn phương pháp sấy
1.4.1. Chọn thiết bị sấy

Đậu xanh là nông sản dạng hạt nên người ta thường dùng thiết bị sấy thùng quay.
Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật liệu
dạng hạt có kích thước nhỏ. Sấy thùng quay là loại thiết bị sấy đối lưu nên vật liệu được
dào trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy
nhanh, độ đồng đều của sản phẩm cao. Ngoài ra thiết bị cịn có thể làm việc với năng
suất lớn nên e chọn thiết bị này để sấy đậu xanh nguyên hạt với năng suất 3 tấn/h.
Tác nhân sấy sử dụng cho q trình sấy có thể là khơng khí nóng hoặc khói lị. Tuy
nhiên q trình sấy đậu xanh hạt dùng làm thức ăn địi hỏi đảm bảo tính vệ sinh cho sản
phẩm nên ở đây em chọn tác nhân sấy là khơng khí nóng, nhiệt cung cấp cho khơng khí
trong calorife là từ khói lị. Nhiệt độ tác nhân sấy được chọn phụ thuộc vào bản chất của
hạt, có loại hạt sấy ở nhiệt độ cao vẫn giữ được tính chất vật lý, sinh lý và cơng nghệ,
nhưng lại có loại hạt khơng cho phép sấy ở nhiệt độ cao. Đối với đậu xanh là loại nguyên
liệu chứa lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ khơng khí sấy từ 40-550C.
Do đó em chọn nhiệt độ tác nhân sấy đưa vào là 550C.
1.4.2. Quá trình hoạt động của hệ thống
1.4.2.1. Sơ đồ hệ thống sấy thùng quay

Hình: 1 Sơ đồ hệ thống sấy thùng quay

1.Quạt đẩy

4.Thùng sấy

2.Calorife

5.Thùng tháo liệu

3.Cơ cấu nạp liệu và dẫn khí vào

6.Cylon

10

7.Quạt hút


1.4.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Đậu xanh có độ ẩm ban đầu 22% được chuyển vào thùng sấy bằng băng tải và di chuyển
trong thùng sấy cùng chiều với tác nhân sấy, với độ chứa đầy 25%. Thùng sấy hình trụ
trịn, đặt nghiêng 20 so với mặt phẳng ngang, trên hệ thống con lăn đỡ và con lăn chạy.
Hệ thống truyền động cho thùng quay gồm bánh răng vòng lắp trên vỏ thùng, động cơ
truyền động và hộp giảm tốc. Bên trong thùng có gắn các cánh nâng dọc theo đường sin
của thùng để nâng và đảo vật liệu, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu và tác nhân
sấy, tăng bề mặt trao đổi nhiệt giúp đẩy nhanh quá trình sấy. Ở đầu nhập liệu của thùng,
cánh nâng được bố trí xoắn đóng vai trị như cơ cấu hướng dòng cho vật liệu đi vào
thùng sấy. Khi thùng quay, hạt được mang lên cao tới góc rơi rồi đổ xuống, trong lúc đó
tác nhân sấy nóng 550C, được quạt hút vận chuyển thổi qua trao đổi nhiệt ẩm và làm
khô hạt. Nhờ độ nghiêng của thùng mà hạt sẽ được vận chuyển dần ra phía tháo liệu.
Kết thúc q trình sấy, đậu xanh có độ ẩm 13% được dẫn ra ngoài bằng băng tải, đưa
vào hệ thống đóng bao. Khơng khí nóng được đưa qua xyclon để lắng bụi rồi thải ra
ngoài.

11


CHƯƠNG 2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA Q TRÌNH
2.1. Các thông số ban đầu
Vật liệu sấy là đậu xanh ngun hạt có các thơng số cơ bản sau:
Năng suất sấy nhập liệu:G1 = 3000kg/h
Nhiệt độ môi trường:t0 = 250C
Độ ẩm tương đối: φ = 65%

Độ ẩm vật liệu vào: ω1 = 22%
Độ ẩm vật liệu ra: ω2 = 13%
Nhiệt độ tác nhấn sấy vào:t1 = 550C
Nhiệt độ tác nhân sấy ra:t2 = 330C
2.2. Các thông số tác nhân sấy
Ta kí hiệu các đại lượng như sau:
G1, G2: Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy (kg/h).
1, 2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt.
W: Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h).
Gk: Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua mấy sấy (kg/h).
d0: Hàm ẩm của không khí ngồi trời (kg ẩm/kgkkk).
d1: Hàm ẩm của khơng khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kgkkk).
d2: Hàm ẩm của khơng khí sau khi sấy (kg ẩm/kgkkk).
2.3. Lượng ẩm được tách ra
W= G1

=

G2

(trang 113 – [2])

Trong đó:
w: lượng ẩm được tách ra (%)
G1, G2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy (kg/h)
w1: độ ẩm của vật liệu trước khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt
w2 : độ ẩm của vật liệu sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt

12



Suy ra : W= 3000.

= 346,15 (kg/h)

2.4. Khối lượng vật liệu vào thùng sấy
1 =

2 +

= 3000 + 346,15 = 3346,15 (kg/h)

2.5. Lượng hơi ẩm bốc trong 1 giờ
W=G .

%

%

%

= 3000.

2.6. Năng suất của sản phẩm sấy

,

,

,


= 310,345 (kg/h)

G = G − W = 3000 − 310,345 = 2689,655 (kg/h)

2.7. Lượng vật liệu khơ tuyệt đối
Gk = G2

= G1

= 3000×

13

= 2340 (kg/h)


CHƯƠNG 3. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
3.1. Tính cân bằng nhiệt lượng sấy lý thuyết
3.1.1. Tính thơng số của tác nhân sấy
Dùng tác nhân sấy là khơng khí nóng
 Áp suất bão hịa của hơi nước trong khơng khí ẩm theo nhiệt độ:
pb= exp -12 −

.

Trong đó:

/,.


0,012

3 (bar)

(CT 2.11/14-[2])

45 : áp suất bão hòa của hơi nước (bar)

6: nhiệt độ tác nhân sấy (°C)

 Hàm ẩm ban đầu:

7 = 0,621.

Trong đó:

×4 0
(kg/kgkkk)
4− 0 ×4 0
0.

(CT 2.15/15-[2])

7: hàm ẩm ban đầu (kg ẩm /kg kkk)

φ: độ ẩm tương đối của không khí (phần đơn vị)

p: : áp suất bão hịa của hơi nước (bar)

p: áp suất khí quyển (bar)


(p = 1at = 0,981bar)

 Enthapy của khơng khí ẩm:

I = Ck.t + ;( r + Ch.t)

(CT 2.17/15- [6])

Trong đó:

I: nhiệt lượng riêng của khơng khí ẩm (kJ/kg kkk)
Ck: nhiệt dung riêng của khơng khí khơ, Ck = 1,004 kJ/kg.°K
Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước, Ch = 1,97 kJ/kg.°K
r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước r =2493 kJ/kg
 Thể tích riêng của khơng khí ẩm:

14


<
Trong đó:

288×=0
0 ×4

= 4−

(m3/kgkkk)


(CT VII.8/94-[2])

< : thể tích riêng của khơng khí ẩm (m3/kg kkk)

4, 45 : áp suất khí quyển và áp suất bão hòa của hơi nước trong khơng khí, (N/m2).
T: nhiệt độ của khơng khí, (°K)

: độ ẩm tương đối của khơng khí (phần đơn vị)

3.1.2. Thơng số trạng thái của khơng khí ngồi trời (A)
Trạng thái khơng khí ngoải trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng cặp
thơng số (to, 0).
Chọn A có: to = 250C và 0 = 65% (do đậu nành được trồng nhiều vụ trong năm nên tính
theo mùa mưa, ít nắng đề thiết bị làm việc tốt quanh năm nên ta chọn nhiệt độ khơng
khí trung bình năm ở thành phố Bình Phước từ 220C - 270C và độ ẩm tương đối của
khơng khí trung bình từ 60 - 70%.
 Áp suất hơi bảo hòa:

pb0 = exp(12-

.

/,.

0,01>?

) = exp(12-

.


/,.

0,01 0

) = 0,0315 (bar)
(CT 2.11/14-[2])

Trong đó:
Pb: phân áp suất bão hịa của hơi nước (bar)
t0: nhiệt độ khơng khí (ºC)
 Hàm ẩm ban đầu :

d0 = 0,621

@?. ×AB?

A @? ×AB?

(CT 2.15/15-[2])

Trong đó: d0: hàm ẩm ban đầu (kg/kgkkk)
: độ ẩm tương đối của khơng khí
Pb: phân áp suất bão hịa của hơi nước (bar)

15