Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
ii
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY MÁY ĐỘNG LỰC VÀ MÁY NÔNG NGHIỆP
VIỆN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY NÔNG NGHIỆP




BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2012



Đề tài :
“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẤY SẮN KHÔ NĂNG SUẤT
CAO 5 ÷ 50 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY "
Mã số: 35.12RD/HĐ-KHCN



Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài
Viện CNTKCTmáy nông nghiệp




TS.Nguyễn Đình Tùng ThS. Nguyễn Tuấn Anh

Hà Nội , 2012
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
iii
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI


STT Họ và tên Học vị, học hàm
chuyên môn
Cơ quan
1 Nguyễn Tuấn Anh Thạc sỹ
Vi
ện NCTKCT máy nông nghiệp
2 Nguyễn Đình Tùng
Ti
ến sỹ Viện NCTKCT máy nông nghiệp
3 Nguyễn Tường Vân
Ti
ến sỹ Viện NCTKCT máy nông nghiệp
4 Hoa Xuân Tiến Kỹ sư
Vi
ện NCTKCT máy nông nghiệp
5 Phan Đức Chiến Thạc sỹ
Vi
ện NCTKCT máy nông nghiệp
6 Mai Thanh Huyền Kỹ sư
Vi
ện NCTKCT máy nông nghiệp











Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
i
v
MỤC LỤC
Mục lục i
Danh mục bảng biểu iii
Danh mục hình iv
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2
1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu trên Thế giới 2
1.2.Tổng quan tình hình nghiên cứu của Việt Nam 4
1.3 Quy trình công nghệ chế biến sắn khô 6
1.3.1 Quy trình công nghệ chế biến sắn lát khô 6
1.3.2 Quy trình công ngh
ệ chế biến sắn lát quy mô công
nghiệp 6
1.3 .2.1 Công đoạn tập kết sắn và tiếp liệu 7
1.3.2.2 Công đoạn làm sạch và bóc vỏ 9
1.3.2.3 Công đoạn thái lát 10
1.3.2.4 Công đoạn sấy khô 12

1.3.2.4.1 Phơi……………………………………………………………12
3.2.4.2 Sấy vỉ ngang ở Việt Nam……………………………………… 13
Chương 2:MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠ SỞ LÝ
THUYẾT LỰA CHỌN HỆ THỐNG SẤY S
ẮN KHÔ NĂNG SUẤT CAO….17
2.1. Mục tiêu…………………………………………………………….17
2.2. Nội dung……………………………………………………………17
2.3. Phương pháp nghiên cứu………………………………………….18
2.4 Cơ sở lý thuyết lựa chọn hệ thống sấy sắn năng suất cao……… 18
2.4.1 Lựa chọn phương pháp làm khô…………………………………18
2.4.1.1 Tháp sấy ngăn tự chảy….………………………………………18
2.4.1.2 Tháp sấy loại cửa sổ………………………………………….…20
2.4.1.3 Tháp sấy ống thổi …………………………………………… 21
2.4.1.4 Tháp sấy chóp………………………………………………… 22
2.4.1.5 Tháp sấy chóp hồi lưu hạt…………………………………… 24
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
v
2.4.1.6 Hệ thống tháp sấy sắn và quy trình sấy……………………….25
2.4.2 Lựa chọn máy thái sắn cho hệ thống tháp sấy………………… 27
2.4.2.1 Máy bẻ sắn cải tiến………………………………….………… 27
2.4.2.2 Máy thái trống………………………………………………… 29
Chương 3:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TAO HỆ THỐNG SẤY
SẮN KHÔ…………………………………………………………………… 31
3.1 Lý thuyết tính toán…………………………………………………31
3.2 Tính toán hệ thống sấy sắn khô năng suất 5 tấn sản phẩm
ngày…………………………………………………………………………….49
3.3 Thiết kế tháp sấy sắn năng suất cao………………………………64
3.3.1 Thiết kế thân tháp…………………………………………… …65
3.3.2 Thiết kế

cửu xả liệu và rải liệu……………………………… …66
3.3.3 Tháp sấy hoàn chỉnh…………………………………………… 70
3.4 Hệ thống sấy sắn năng suất cao………………………………… 71
Chương 4:KHẢO NGHIỆM HỆ THỐNG SẤY SẮN KHÔ NĂNG SUẤT
CAO………………………………………………………………………… 73
4.1.Mục đích khảo nghiệm…………………………………………….73
4.2. Nội dung khảo nghiệm ………………………………………… 73
4.3.Phương pháp tiến hành khảo nghiệm 73
4.3.1.Xác định năng suất của thiết bị 73
4.3.2. Xác định công suất tiêu thụ
của thiết bị 74
4.3.3. Xác định trạng thái của sản phẩm sau khi sấy……………….…74
4.4 Khảo nghiệm hệ thống sấy sắn khô 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81
Kết luận 81
Kiến nghị 81



Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Số liệu máy bẻ sắn cải tiến chạy khảo nghiệm với sắn tưới……… 28
Bảng 2.2 Số liệu máy thái trống khi chạy khảo nghiệm……………………… 30
Bảng 3.1 Các kích thức cơ bản của tháp …………………………………… 52
Bảng 3.2 Bảng cân bằng nhiệt……………………………………………….…61
Bảng 3.3 Các thông số chính của quạt……………………….………….…….63
Bảng 3.4 Các thông kĩ thuật của tháp sấy do tính toán………………… ……64

Bảng 4.1: Bảng số liệu khảo nghi
ệm của hệ thống sấy sấy sắn khô 76
Bảng 4.2 Bảng số liệu thực nghiệm các chi phí cho sản phẩm 79











Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
vii
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ ngành kinh doanh sắn ở Thái Lan …………….……………… 3
Hình 1.2 Quá trình sấy sắn lát ở Thái Lan 3
Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ sấy sắn lát ………………………………………… 6
Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ chế biến sắn khô quy mô công nghiệp…………… 6
Hình 1.5 Thiết bị, máy móc khâu cấp liệu 8
Hình 1.6 Cụm thiết bị cấp liệu và vận chuyển trong khâu chế biến sắn năng suất
cao 8
Hình 1.7 Thiết bị trong công đoạn làm s
ạch đất cát sau thu hoạch 9
Hình 1.8 Thiết bị trong công đoạn làm sạch bóc vỏ gỗ 10
Hình 1.9 Máy thái sắn lát …….……………………………………………… 11

Hình 1.10 Hình ảnh các loại máy thái thông dụng…………………………… 11
Hình 1.11 Các công đoạn trong quá trình phơi sắn…………………………….13
Hình 1.13 Máy sấy SV - 500 ……………………………………………… 13
Hình 1.14 Máy sấy ST-8…………………………………………………… 13
Hình 2.1 Tháp sấy ngăn tự chảy……………………………………… ………19
Hình 2.2 Tháp sấy loại cửa sổ …………………………………………………20
Hình 2.3 Tháp sấy ống thổi ……………………………………………… ….21
Hình 2.4 Tháp sấy chóp ……………………………………………………… 23
Hình 2.5 Tháp sấy tuần hoàn hạt ….………………………………………… 24
Hình 2.6 Kết cấu kênh 25
Hình 2.7 Nguyên lý đảo trộn vật liệ
u khi sấy 26
Hình 2.8 Kết cấu và hình ảnh cặp rô to máy bẻ ……………………………….28
Hình 2.9 Máy bẻ trước khi khảo nghiệm ….………………………………… 29
Hình 2.10 Sản phẩn sau khi bẻ …………………………………….………….29
Hình 2.11 Rô to và kết cấu máy thái trống………………………….………….30
Hình 2.12 Thiết bị máy thái băm sắn củ năng suất cao và sản phẩm sau băm 31
Hình 3.1 Các kích thước của kênh…………………………………… ………33
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
viii
Hình 3.2 Thân tháp sấy……………………………………………………… 65
Hình 3.3 Cách bố trí kênh trong tháp……………………………………….….66
Hình 3.4 Cơ cấu tháo liệu gián đọan chu kỳ …………………………………67
Hình 3.5 Cơ cấu tháo liệu liên tục tự chảy …………………………………….67
Hình 3.6 Cơ cấu tháo liệu liên tục …………………………………………… 68
Hình 3.7 Cụm cửa đóng mở đáy tháp………………………….……………….69
Hình 3.8 Hệ thống rải liệu…………………………………………… ……….69
Hình 3.9 Kết cấu tháp sấy hoàn chỉnh………………………………………….71
Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy sắn khô môđun 1 tháp………….71

Hình 4.1 Hệ thống tháp sấy…………………………………………………….83
Hình 4.2 Tủ điệ
n của hệ thống…………………………………………………83
Hình 4.3 Khu máy chạy thực nghiệm……………………………………… …84
Hình 4.4 Hệ thống đang chạy thực nghiệm………………………………… 84
Hình 4.5 Cào đảo than trong lò…………………………………………… …85
Hình 4.6 Đồng hộ hiển thị nhiệt độ………………………………………….…85
Hình 4.7 Hình ảnh ra liệu khi sấy khô………………………………….………86
Hình 4.8 Đóng bao sản phẩm sấy khô………………………………………….86










Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong nền nông nghiệp Việt Nam sắn là một trong 4 cây trồng chính, có
diện tích đứng thứ 3 sau lúa và ngô. Sản lượng trung bình đạt 8 triệu tấn/năm.
Mỗi năm Việt Nam xuất khẩu trên 4 triệu tấn, đứng thứ hai khu vực.
Theo ông Phạm Huy Thông, phó cục trưởng Cục trồng trọt (Bộ NN-
PTNT) cho biết, trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm trái đất nóng lên, nước biển
dâng cao, đe dọa an ninh lương th
ực thế giới và sự cạn kiệt của nguồn nguyên

liệu hóa thạch thì cây sắn được coi là cây trồng đem lại “giải pháp kép” nhằm
đạt cả hai mục tiêu:
• Góp phần đảm bảo an ninh lương thực.
• Cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học,
từng bước thay thế nhiên liệu hóa thạch.
Cây sắn cho thu hoạch tuỳ theo vùng miền trong nước trong vòng từ
tháng 10 năm trướ
c cho đến tháng 4 năm sau mà cao điểm (về độ bột) tập trung
vào tháng 11 năm trước đến tháng 2 năm sau là thời gian ít nắng (ở miền Trung)
và mùa đông ẩm, mưa ở miền Bắc. Vì vậy việc chế biến sắn ngoài biện pháp
phơi khô thông thường còn phải dùng biện pháp sấy hoặc kết hợp phơi – sấy.
Hiện nay, đang phổ biến phương pháp chế biến sắn khô bằng cách phơi
khô hoặc bằng máy sấy vỉ ngang. Với phương pháp chế biến như thế sản phẩm
thu được có chất lượng không cao, cụ thể là độ ẩm không đồng đều, dễ dính
mốc, lát sắn bị mủn, mất bột do chế độ sấy không kiểm soát được, lẫn nhiều cát,
sạn và cho năng suất thấp.
Xuất phát từ các vấn đề bất cập nêu trên, được sự nhất trí c
ủa Bộ Công
Thương nhóm nghiên cứu đã triển khai đề tài “Nghiên cứu hệ thống sấy sắn
khô năng suất cao 5 ÷ 50 Tấn sản phẩm/ngày”. Mục tiêu của đề tài là đưa ra
được công nghệ và mẫu máy sấy sắn mới đối với Việt Nam nhằm khắc phục cho
phương pháp sấy truyền thống cho năng suất thấp và chất lượng không cao.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
2

Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1.Tổng quan tình hình sản xuất sắn lát khô trên Thế giới
Kể từ thập kỉ 70 của thế kỉ trước, người dân Thái đã gọi sắn là “cây thần

kỳ” bởi giá trị đa dạng của nó có thể tạo ra vô số sản phẩm quan trọng được sử
dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và phi thực phẩm như thức ăn
chă
n nuôi, rượu, giấy, dệt may, dược phẩm, mỹ phẩm… và gần đây nó đã thực
sự lên cơn sốt do nhu cầu thế giới về nguyên liệu sinh học ethanol tăng mạnh.
Sắn cũng là loại cây trồng tạo ra giá trị gia tăng từ các sản phẩm rất cao được
người Thái xuất khẩu đi hơn 100 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới, trong
đó thị trường trọng điể
m là các nước ASEAN, đặc biệt là Trung Quốc, Hàn
Quốc và thậm trí cả khối EU.
Nhu cầu về sắn khô hiện nay rất lớn, ngoài việc dùng làm nguyên liệu cho
ngành chế biến thức ăn chăn nuôi và thực phẩm (đối với các các nước Châu Phi),
lượng sắn khô cần dùng cho công nghiệp sản xuất cồn Ethanol rất lớn. Đây là giải
pháp cấp thiết khi nguyên liệu từ các nguồn hóa thạch (dầu, khí gas) ngày càng cạn
kiệt.
Về
công nghệ chế biến sắn khô ở các nước đứng đầu về chế biến sắn như
Thái Lan, Indonexia có thuận lợi về thời tiết nắng nhiều trong thời gian thu
hoạch sắn. Vì vậy chủ yếu công nghệ làm khô sắn là nhờ phơi nắng tự nhiên.
Ngoài ra ở dạng công nghiệp cũng mới chỉ áp dụng với công nghệ sấy sàn/.
Thái Lan cây sắn là cây trồng quan trọng thứ ba. Nhưng Thái Lan vẫn
chưa thiết lập được đồn điền có tổ chức với quy mô lớn do lệnh cấm của chính
sách cải cách đất đai. Tổng diện tích trồng sắn của Thái Lan hiện nay là 1,05
triệu ha, còn tổng sản lượng sắn ước tính hơn 20 triệu tấn.
Ngành kinh doanh sắn ở Thái Lan được thể hiện theo sơ đồ hình 1.1:
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
3

Hình 1.1 Sơ đồ ngành kinh doanh sắn ở Thái Lan

Sản xuất sắn lát ở Thái Lan được thừa nhận là một hoạt động nông
nghiệp, các nhà máy đều là của những người nông dân hoặc thương nhân nhỏ.
Các nhà máy này được trang bị máy móc đơn giản chủ yếu là máy thái lát. Sau
khi thái sắn được phơi dưới ánh nắng mặt trời trên một nền xi măng, quá trình
phơi khô thế này phải mất 2 ÷ 3 ngày. Người ta sử dụng phương tiện v
ới một
dụng cụ đặc biệt để cào đảo sắn phơi. Nhược điểm của phương pháp này là
không kinh tế do hao hụt trọng lượng. Khi trời bắt đầu mưa phải nhanh chóng
thu sắn thành đống phủ vải nhựa, điều này làm kéo dài thời gian sấy. Hình 1.2
dưới đây trình bày tóm lược quá trình sấy sắn lát ở Thái Lan.

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
4
Hình 1.2 Quá trình sấy sắn lát ở Thái Lan
Vào năm 2008 Thái Lan đã khởi công xây dựng nhiều nhà máy sản xuất
ethanol từ sắn lát khô.
Ở Ấn Độ sắn lát khô được xuất khẩu chủ yếu sang các nước châu Âu như
Hà Lan, Bỉ, Ý và Nga. Sắn lát được thu thập bởi những người trung gian hoặc
qua đại lý và các nhà thương nhân. Sắn lát chỉ được xuất khẩu khi các nhà nhập
khẩu chấp nhận chất lượng của sản phẩm đ
áp ứng các thông số kĩ thuật xuất
khẩu.
Còn ở Nigeria để sấy sắn lát thay thế phương pháp phơi ở sân xi măng
như mọi nơi họ tiến hành sấy sắn lát khô trong nhà kính. Kết quả đạt được của
quá trình sấy năng lượng mặt trời này so với sấy tự nhiên là giảm được 30%
thời gian sấy. Sản phẩm sấy sạch hơn và độ trắng của sả
n phẩm rất tốt.
Tại Trung Quốc sắn lát được dùng làm nguyên liệu để sản xuất ethanol
cũng như làm nguồn thức ăn chăn nuôi. Đến năn 2008 Trung Quốc đã sản xuất

một triệu tấn ethanol, họ đã thỏa thuận với một số quốc gia lân cận để cung cấp
nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ethanol.
Indonesia đã lên kế hoạch sử dụng sắn lát sả
n xuất ethanol để pha vào
xăng theo tỉ lệ bắt buộc 5% bắt đầu vào năm 2010.
Nhận xét: Qua phân tích tìm hiểu trên đây cho thấy, công nghệ sấy sắn khô trên
thế giới nói chung, đặc biệt là ở các nước có lượng sắn lớn như ở Đông Nam Á
nói riêng cho thấy rằng. Sắn phần lớn vẫn được làm khô bằng phương pháp
phơi khô tự nhiên nhờ ánh nắng mặt trời là chủ yếu, bên cạnh
đó cũng mới chỉ
áp dụng công nghệ sấy tĩnh vỉ ngang, do đó công suất vẫn chưa đáp ứng được
đối với thị trường khi dùng trong ngành công nghiệp chế biến Ethanol.
Xuất phát từ lí do trên, việc nghiên cứu và tìm hướng giải quyết bài toán
sấy sắn khô năng suất cao để phục vụ cho ngành chế biến Ethanol là hướng đi
đúng và quan trọng.
1.2.Tổng quan tình hình sản xuất sắn lát ở Việ
t Nam
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
5
Cũng như trên thế giới, Việt Nam cũng đang cần một lượng sắn khô hàng
năm rất lớn. Theo dự báo mới nhất của Viện nghiên cứu chiến lược, chính sách
công nghệ (IPSI) nhu cầu sắn khô cho sản xuất Ethanol từ nay đến năm 2015 là
1,2 triệu tấn/năm (tương đương 3 triệu tấn củ/năm). Ngoài ra nhu cầu sắn khô
cho sản xuất thức ăn chăn nuôi với 15% ÷ 20% t
ỉ trọng là rất lớn, chưa kể tới
nhu cầu sắn khô cho xuất khẩu.
Công ty TNHH nhiên liệu sinh học Phương Đông (OBF) là liên doanh
giữa Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PVOIL) và tập đoàn Itochu Nhật Bản đang
triểu khai xây dựng nhà máy sản xuất ethanol từ sắn lát tại huyện Bù Đăng, tỉnh

Bình Phước với công suất chế biến 100 triệu lít/năm (dự tính sử dụng 230 nghìn
tấn sắn lát khô/năm).
Dự báo nhu cầu nhiên liệu sinh học đến năm 2025 dựa trên giả định tăng
trưởng tiêu thụ xăng, dầu là 8,5%/năm với tỉ lệ pha ethanol bắt buộc 5% trong
giai đoạn 2012 ÷ 2014 và 10% cho giai đoạn 2015 ÷ 2025. Theo ước tính, năm
2012 nhu cầu ethanol là 300 triệu lít, đến năm 2015 là 457 triệu lít, năm 2020 là
687 triệu lít và năm 2025 là 1 tỉ lít.
Về công nghệ chế biến và làm khô sắn ở Việt Nam cũng chưa thể thoát
khỏi tình hình chung phơi khô là chính. Quy mô công nghi
ệp cũng mới chỉ áp
dụng công nghệ sấy vỉ ngang (sấy sàn), còn đối với bà con nông dân thì dùng
công nghệ sấy hầm.
Tất cả các công nghệ kiểu trên đều cho ra sản phẩm sắn khô có chất lượng
rất thấp, độ ẩm sản phẩm không đồng đều và quy mô nhỏ lẻ.
Tồn tại chính của công nghệ sấy sàn dùng cho sắn chính là: Diện tích sàn
quá lớn do lớp vật liệu cần sấy mỏ
ng (200 ÷ 250 mm), vì vậy với năng suất
5TSF/mẻ phải cần tới diện tích sàn không nhỏ hơn 100 m
2
. Ngoài ra công đoạn
cào đảo để độ ẩm sản phẩm đồng đều là rất khó thực hiện.
Còn phơi khô nhờ nắng là biện pháp luôn bị động về thời tiết, bởi thời
gian thu hoạch sắn ( từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau) là thời gian ít nắng.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
6
Chính vì vậy, việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng
suất cao 5 ÷ 50 Tấn sản phẩm/ngày” là vấn đề cấp thiết hiện nay.

1.3 Quy trình công nghệ chế biến sắn khô

1.3.1 Quy trình công nghệ chế biến sắn lát khô
Việc nghiên cứu, thiết kế thiết bị chế biến sắn thái lát được thực hiện dựa
trên sơ đồ công nghệ hình 1.3.

Hình 1.3 Sơ đồ công ngh
ệ sấy sắn lát [1]
Đây là phương pháp đơn giản trong chế biến sắn khô. Theo cách này sắn
thu hoạch về được rửa sạch rồi bóc vỏ, sau đó thái lát bằng tay hay thủ công có
bề dày từ 3 ÷ 10mm rồi phơi khô nhờ nắng. Một số nơi có lò sấy về mùa mưa.
Sắn lát khô, sắn duôi khô được bán ra thị trường làm thức ăn gia súc hoặc xuất
khẩu. Chế biến theo cách này thì 1.000kg sắn củ tươ
i thu được 330 ÷ 365kg sắn
lát khô.
1.3.2 Quy trình công nghệ chế biến sắn lát quy mô công nghiệp
Hiện nay ngành chế biến sắn lát chủ yếu sử dụng phương pháp phơi là
chính chỉ một số ít dùng phương pháp sấy vỉ ngang do đó mà không đáp ứng
được đòi hỏi của thị trường sắn khô cho ngành chế biến nhiên liệu ethanol.
Sắn củ
Làm sạch, bóc vỏ
Thái lát
Sấy
Sản phẩm sắn
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
7
Sơ đồ công nghệ chế biến sắn khô quy mô công nghiệp cũng tương tự sơ
đồ công nghệ chế biến thô sơ nhưng tất cả các công đoạn trong quy trình được
sử dụng bằng máy móc cơ khí thay cho phương pháp thủ công.
Việc áp dụng công nghệ chế biến theo quy mô công nghiệp mới có thể
đáp ứng được nhu cầu về số lượng và chất lượng.

Quy trình chế biến sắn thái lát quy mô công nghiệ
p được khép kín từ khâu
bóc vỏ, thái lát, cho đến sấy khô và đóng bao bảo quản.
Hình 1.4 Sơ đồ khép kín quy trình chế biến sắn thái lát quy mô công
nghiệp








Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ chế biến sắn khô quy mô công nghiệp[1]
Các yêu cầu công nghệ đối với các công đoạn trong dây chuyền chế biến
sắn thái lát.
Mỗi công đoạn trong dây chuyền chế biến sắn thái lát đều phải được chú
trọng và phả
i được đáp ứng yêu cầu về công nghệ.
1.3 .2.1 Công đoạn tập kết sắn và tiếp liệu
Sản phẩm sắn thái lát tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều công đoạn này.
Muốn có sản phẩm tốt ta cần có nguyên liệu đầu vào phải đảm bảo chất lượng,
cụ thể:
Sắn củ
Nước
Rửa, bóc vỏ
Nước thải
Thái lát
Phơi, sấy khô
Đóng bao

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
8
-Sắn phải được thu hoạch đúng mùa nếu không tỉ lệ tinh bột sẽ bị giảm do
tinh bột chuyển hoá thành đường làm giảm chất lượng sản phẩm.
-Thời gian thu hoạch đến lúc chế biến phải ngắn nhất, tránh để sắn lâu
ngày chảy mủ và biến màu rất khó cho khâu tẩy trắng.
-Vận chuyển bảo quản củ sắn phải cẩn thẩn tránh vỡ nát làm giảm tỉ l
ệ thu hồi.
Với năng suất lớn khâu tiếp liệu không thể thực hiện bằng sức lao động
được, trong trường hợp này phải dùng thiết bị cơ khí.
Thiết bị cơ khí trong khâu tiếp liệu gồm:
Máy xúc lật để gom và lấy sắn củ từ các đống sắn củ ở sân chứa đưa lên
thùng chứa (phễu cấp liệu), hình 1.5.
Phễu cấp liệu có cơ cấu l
ắc để điều tiết lượng sắn củ cho khâu làm sạch,
hình 4.
Băng tải củ bẩn là thiết bị vận chuyển củ sắn từ phễu cấp liệu lên thiết bị làm
sạch (hình 1.6). Băng tải được thiết kế và chế tạo theo năng suất của dây chuyền, kết
cấu băng có gân để chống hiện tượng củ lăn trở lại khi vậ
n chuyển lên cao.

Hình 1.5 Thiết bị, máy móc khâu cấp liệu

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
9

Hình 1.6 Cụm thiết bị cấp liệu và vận chuyển trong khâu chế biến
sắn năng suất cao

1.3.2.2 Công đoạn làm sạch và bóc vỏ
Với quy mô công nghiệp công đoạn này được thực hiện bằng thiết bị cơ
khí. Yêu cầu công nghệ của công đoạn này:
-Đảm bảo độ sạch đất cát và bóc vỏ gỗ ≥ 70%.
-Giảm tối thiểu rạn nứt, biến dạ
ng củ sắn sau khi làm sạch.
Nguyên lý bóc vỏ nhờ sự cọ sát giữa củ với củ và giữa củ với các chi tiết
của máy. Làm sạch trong môi trường nước.
Trong dây chuyền chế biến sắn năng suất cao. Khâu làm sạch củ sắn được
thực hiện gồm 02 công đoạn:
+ Công đoạn làm sạch đất cát bám dính sau thu hoạch. Thiết bị được dùng
trong công đoạn này là máy rửa lồng nan làm việc liên t
ục (hình 1.7).
+ Công đoạn bóc vỏ gỗ và làm sạch củ sắn. Thiết bị trong công đoạn này
cũng được dùng bằng lồng nan trong môi trường phun nước (hình 1.8).
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
10


Hình 1.7 Thiết bị trong công đoạn làm sạch đất cát sau thu hoạch

Hình 1.8 Thiết bị trong công đoạn làm sạch bóc vỏ gỗ
Trong công đoạn làm sạch củ sắn bằng các lồng rửa kiểu nan (hình 2.18)
làm việc liên tục, các chất thải được thu gom để đưa ra ngoài:
Đất cát bám dính và một phần vỏ gỗ khi rửa khô được phễu thu và dùng
xe cải tiến vận chuyển ra ngoài.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
11

Vỏ gỗ và các tạp chất khác sau lồng rửa nước được thiết bị thu chất thải
rắn kiểu lồng gom lại để tránh đi theo nước thải ra ngoài làm ô nhiễm môi
trường.
1.3.2.3 Công đoạn thái lát
Đây là công đoạn quan trọng nhất trong công nghệ chế biến sắn thái lát.
Với quy mô công nghiệp công đoạn này được thực hiện bằng thiết bị cơ khí.
Yêu cầu công nghệ của công
đoạn này:
-Lát thái phải đều, không rạn nứt.
-Có thể điều chỉnh chiều dày của lát thái.
-Thiết bị dễ chế tạo, dễ thao tác.
Trong công đoạn thái lát hiện nay có rất nhiều loại máy thái lát nhưng
năng suất của các loại máy thái lát này không cao thông thường khoảng 2 tấn/h
Năng suất của các máy thái không cao do kết cấu của máy cũng như miệng vào
của máy không cho phép máy có năng suất cao được.
Vậy ta có kế
t cấu và hình ảnh của một số số máy thái lát sau:


Hình 1.9. Máy thái sắn lát
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
12
1-Bánh đai; 2-Trục ngang; 3-Tấm đáy buồng thái; 4-Bộ phận tăng đĩa thái;
5-Trục đứng; 6-May ơ; 7-Bộ phận cánh đĩa; 8-Bộ phận khung máy; 9-Phễu cấp liệu;
10-Nắp máy thái; 11-Phễu thoát liệu



Hình 1.10 Hình ảnh các loại máy thái thông dụng


1.3.2.4 Công đoạn sấy khô
Làm khô sắn lát bằng phương pháp sấy. Ở công đoạn sấy khô yêu cầu
được đặt ra tương đối khắt khe:
-Độ khô phải đồng đều đạt tiêu chuẩn bảo quản ≤ 12,5%.
-Nhiệt độ sấy phải đảm bảo có thể điều chỉnh, không được sấy quá cao
làm hồ hoá tinh bột (tức làm chín sắn) ảnh h
ưởng tới chất lượng của sản phẩm.
-Độ thất thoát thấp nhất do quá trình cào đảo khi sấy.
Thông thường để làm khô sắn chíp hiện nay có các phương pháp sau:
1.3.2.4.1 Phơi
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
13
Ở Việt Nam phơi được áp dụng ở mọi nơi, và được áp dụng cho tất cả các
loại sản phẩm nông nghiệp. Phơi là phương pháp truyền thống cũng là phương
pháp chính của các hộ gia đình ở Việt Nam. Người Việt Nam phơi sắn ở mọi nơi
ngay cả ở ngoài bãi, trên đồi, ngoài vườn, sân nhà và sân đình v v… Nơi nào
tiện lợi cho việc vận chuyển và thu gom là ở đó có thể phơ
i được. Phương pháp
phơi vừa tốn diện tích phơi vì lớp nguyên liệu phơi mỏng, vừa tốn lượng nhân
công lớn, thời gian phơi dài do đó thời tiết càng quan trọng hơn và sản phẩm thu
được có chất lượng không cao.
Ở những nơi dùng phương pháp phơi để kinh doanh thì thời tiết rất quan
trọng. Do nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới do đó mà mưa nắng bất thường
ảnh h
ưởng rất lớn tới quá trình phơi. Những khi phơi sắn gần khô mà gặp cơn
mưa bất chợt đến nhanh, sắn không thu kịp sẽ rất dễ bị hỏng và khi phơi lại
lượng sắn này không đảm bảo chất lượng do đó các hộ kinh doanh đã phải bỏ
luôn lượng sắn đó đi gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Quy trình phơi sắn ở

Việt Nam thể hiện ở hình 1.11.

Hình 1.11 Các công đoạn trong qua trình phơi sắn
a thái sắn; b mang sắn đi phơi; c phơi sắn; d cào đảo sắn; e gom sắn đã khô
để đóng bao; g đóng bao
3.2.4.2 Sấy vỉ ngang ở Việt Nam
Sấy vỉ ngang ở Việt Nam được sử dụng dùng để sấy nhiều loại nông sản
khác nhau như sấy lúa, ngô và sắn…, phương pháp này được áp dụng chủ yếu
trong các hộ gia đình cũng như các cơ sở sản xuất nhỏ, lẻ. Chúng có thể sấy
được nhiều loại nông sản mà giá thành hệ thống sấy rẻ, không đòi hỏi trình độ
cao, nhưng lại cần nhiều nguồn nhân lự
c. Hệ thống sấy vỉ ngang đa phần được
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
14
xây bằng gạch, có lớp sàng bên trên. Nguồn nhiệt thì được cấp chủ yếu bằng phế
phụ phẩm có sẵn ở những nơi sử dụng thường là lõi ngô khi sấy ngô, trấu khi
sấy lúa, thân cây và than khi sấy sắn.
Quá trình sấy cho sản phẩm có độ ẩm không đều bởi ít được cào đảo và
do quá trình cào đảo khó khăn. Nếu muốn sấy một lượng lớn sản phẩm trong
ngày thì yêu cầu diện tích mặt sàng s
ấy lớn cùng với một lượng người lao động
rất nhiều do đó mà chi phí nhân công cao, cần diện tích mặt bằng lắp đặt lớn mà
sản phẩm ra có chất lượng không đồng đều.
- Máy sấy vỉ ngang SV-500
Máy sấy SV-500 (hình 1.12) là máy sấy tĩnh vỉ ngang, do Viện Cơ điện
Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch thiết kế, chế tạo. Máy có cấu tạo đơn
giản, chắc chắn, dễ v
ận hành, dễ tháo lắp để di chuyển giữa các hộ nông dân.
Máy có thể dùng để sấy các loại nông sản như ngô, thóc, khoai, sắn, măng, quả,

củ làm thuốc… Máy sấy SV-500 có năng suất từ 500 – 700 kg/mẻ (tuỳ theo
nguyên liệu là ngô hay thóc,…), và gồm các bộ phận chính sau: [9]

Hình 1.12 Sơ đồ máy sấy vỉ ngang SV – 500 [9]
1 quạt sấy; 2 cửa hòa khí; 3 cửa cấp than; 4 cửa lấy xỉ; 5 lò và buồng hòa khí;
6 sàn sấy; 7 buồng phân thối; 8 cửa tháo sản phẩm; 9 buồng sấy; 10 đồng hồ
chỉ thị nhiệt
Máy sấy vỉ ngang SV-500 có cấu tạo (hình 1.4) có cụm lò đốt 5 được xây
bằng gạch chịu lửa bao bọc lò bằng tôn, có cửa cấp than 3, cửa lấy xỉ 4 và cửa
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
15
hòa khí 2. Khí nóng từ lò được quạt ly tâm 1 là quạt trung áp đẩy vào buồng
phân phối 7. khí nóng đi qua sàn sấy 6 vào buồng sấy 9. Không khí nóng được
điều chỉnh theo nhiệt độ sấy, nhiệt độ theo dõi được nhờ đồng hồ chỉ thị nhiệt
10. Buồng sấy làm băng tôn dày 1,5 ÷ 2 mm có thể tháo lắp dễ dàng. Buồng sấy
9 chứa vật liệu sấy, vật liệu sấy được làm khô bởi không khí nóng trong một
khoảng thời gian nhất
định tùy thuộc vào từng loại vật liệu sấy mà thời gian sấy
khác nhau. Sau khi độ ẩm vật sấy đạt tới độ ẩm bảo quản sản phẩm sẽ được lấy
ra từ cửa tháo liệu 8.



Nhận xét:
- Như vậy trong sơ đồ chế biến sắn lát khô với năng suất cao thì hiện tại
các khâu cấp liệu, rửa và bóc vỏ gỗ có thể nâng đượ
c lên rất cao. Các khâu này
hoạt động giống như trong hệ thống chế biến tinh bột sắn mà Viện đã nghiên
cứu thiết kế và chế tạo thì các máy này có thể có năng suất từ 20 – 30t/h. Do đó

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
16
nhóm đề tài kế thừa nghiên cứu đó vào trong hệ thống chế biến sắn năng suất
cao.
- Còn công đoạn thái lát thì các máy thái mới chỉ đạt được 2-3T/h mà hệ
thống máy thái này gần như nơi miệng vào có các họng thái vào là nhỏ khi củ
sắn vào có hướng nằm ngang rất dễ tắc tại đây. Nên ở đây luôn luôn phải có
người đứng trực để giải thoát cho hiện tượng tắc đọng này đ
ó là sự lãng phí cần
phải được loại bỏ. thì hệ thống mới liên hoàn được. Điều thứ hai là phải nâng
được công suất máy thái lên thì mới tiết kiệm được thời gian cấp liệu ban đầu
nếu quá nhiều máy thái mà chỉ có một hệ thống cấp vào sẽ làm cho hệ thống
cồng kềnh và chi phí lên quá cao cũng chưa phải là phương pháp tối ưu.
Chính vì vậy mà việc nghiên cứu cải tiến máy thái sắn n
ăng suất cao phù
hợp với hệ thống sấy sắn khô năng suất cao là ta phải giải quyết một số tồn tại
trên như đầu vào phải liên tục khi cấp liệu sắn hổ đốn và năng suất máy phải
được nâng lên nhưng cũng phải đảm bảo cho quá trình sấy sau này không bị ảnh
hưởng. Nhằm đáp ứng các tiêu chí trên cầm phải nghiên cứu về các loại máy
thái sao cho phù hợp.
- Còn v
ề các phương pháp làm khô hiện nay nếu như sử dụng phơi hay
sấy vỉ ngang sẽ rất mất diện tích cũng như tốn rất nhiều nhân công. Điều này
làm tăng rất nhiều chi phí ban đầu cũng như làm tăng giá thành sản phẩm do cần
lượng nhân công lớn.
Để khắc phục các nhược điểm này cần phải nghiên cứu về các phương
pháp làm khô khác nhằm nâng cao năng suất của hệ
thống mà diện tích hệ thống
không được lớn hay diện tích phải nhỏ hơn vài lần đối với sấy vỉ ngang.








Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
17

Chương 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA
CHỌN HỆ THỐNG SẤY SẮN KHÔ NĂNG SUẤT CAO
2.1. Mục tiêu
Xác lập được cơ sở lựa chọn hệ thống và quy trình sấy sắn khô năng suất
cao nhằm đáp ứng được nhu cầu thực tiễn của các doanh nghiệp và nền kinh tế
thị trường đòi hỏi.
Lựa chọn được m
ẫu máy phù hợp, thiết lập được quy trình sấy sao cho
hiệu quả khi sấy sắn khô.
Thiết kế, chế tạo hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
phục vụ bảo quản và chế biến sắn khô trong và ngoài nước.
Khảo nghiệm và đánh giá về hệ thống sấy sắn khô năng suất cao mà viện
nghiên cứu chế tạo.
2.2. Nội dung
- Nghiên cứu tổng quan về tình hình sản xu
ất sắn khô trong và ngoài nước
cùng các phướng pháp thường dùng cho việc sấy sắn khô.
- Nghiên cứu, lựa chọn hệ thống sấy sắn khô năng suất cao từ đó đưa ra

sơ đồ công nghệ và quy trình công nghệ cho quá trình sấy sắn khô trên hệ thống
sấy mà nhóm đề tài lựa chọn.
- Thiết kế, tính toán một số thiết bị chính trong hệ thống sấy sắn khô năng
suất cao
- Chế tạo 01 máy chính trong dây chuyề
n ở đây là chế tạo máy sấy sắn
khô trong hệ thống mà nhóm đề tài đã lựa chọn và khảo nghiệm hệ thống sấy
sắn.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
- Tập hợp, phân tích và đánh giá các thông tin và các tài liệu nghiên cứu
khoa học trong và ngoài nước nhằm tìm ra những biện pháp tốt nhất cho hệ
thống để nâng cao tính hiệu quả và tránh tình trạng lãng phí.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp – RIAM
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu hệ thống sấy sắn khô năng suất cao 5 ÷ 50TSP/ngày
18
- Nghiên cứu lý thuyết đối với các thiết bị chính trong hệ thống. Nhằm
thiết kế và chế tạo ra được những mẫu máy có năng suất phù hợp với hệ thống
sấy nhóm đề tài lựa chọn.
Từ mẫu máy chế tạo ra phải được đem đi khảo nghiệm để đánh giá chính
xác hơn về kết cấu, cấu tạo hay quy trình vận hành của hệ thống. Nh
ằm tìm ra
những ưu, nhược điểm của cả hệ thống. Từ đó để khắc phục cải tạo và nâng cao
chất lượng cho hệ thống nhằm đáp ứng được những yêu cầu của các doanh
nghiệp đòi hỏi.
2.4 Cơ sở lý thuyết lựa chọn hệ thống sấy sắn năng suất cao
2.4.1 Lựa chọn phương pháp làm khô
Để nâng cao năng suấ
t sấy, giảm diện tích lắp đặt cũng như giảm nhân
công của một hệ thống sấy thì phương pháp sấy tháp là có thể đáp ứng được các
tiêu chí. Hơn nữa nguyên liệu sấy là sắn không phải các dạng hạt và độ ẩm đầu

vào của sắn rất cao > 60% ẩm và kích thước sắn đầu vào không đồng nhất tuyệt
đối vậy cần có quy trình và chế độ sấy cho phù hợp. Xuất phát từ
các tiêu chí và
đặc điểm của nguyên liệu sấy này nhóm đề tài lựa chọn thiết bị sấy kiểu tháp.
2.4.1.1 Tháp sấy ngăn tự chảy
Đây là loại tháp sấy có nhiều ngăn dốc làm việc liên tục, tháp sấy loại
ngăn cố định (hình 2.1) chia thành ba khoang: khoang trên cùng chứa hạt mới đổ
vào máy. Lượng nhiệt dùng ở khoang đun nóng sơ bộ do lượng khí thải ở
khoang sấy đi lên cung cấp khi nhiệ
t độ cần đun nóng hạt thấp hoặc phải dùng
nguồn nhiệt ở ngoài đưa vào khi cần đun nóng hạt lên nhiệt độ cao trước khi vào
khoang sấy. Tiếp đến là khoang sấy gồm nhiều ngăn dốc. Các ngăn tạo với nhau
thành các rãnh vừa cho lớp hạt tự chảy, vừa khống chế chiều dày lớp hạt trên các
ngăn. Không khí lạnh được đun nóng lên khi qua bộ phận sưởi 4 sẽ thổi qua các
lớp hạt mỏng trên từng ngăn sấy.