Đồ Án Thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy bắp hạt năng suất 1,000 kg/h

Sấy là một trong các công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch đối với các loại nông sản. Thực tế cho thấy nếu phơi chua khô hoặc sấy không kịp, nhiều nông sản có thể bị mất mát do ẩm mốc và biến chất (chiếm khoảng 10–20%, đối với một vài loại có thể lên đến 40–50%). Ngoài ra, sấy còn là quá trình công nghệ quan trọn trong chế biến nông sản thành thương phẩm. Trong Đồ án môn học này, em sẽ trình bày về quy trình công nghệ và thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy bắp hạt với năng suất 1,000 kg/h.

I. Giới thiệu về nguyên liệu bắp:
Bắp vừa là cây lương thực vừa là cây thức ăn gia súc rất quan trọng, đứng hàng thứ ba trên thế giới. Diện tích trồng bắp hàng năm của thế giới hiện nay khoảng 129 triệu ha, năng usất bình quân khảong 3.8 triệu tấn/ha, tổng sản lượng bắp trên 525 triệu tấn. Hầu như 100% diện tích bắp của các nước tiên tiến đều được trồng bằng các giống bắp lai nên đạt năng suất bình quân 7–9.4 tấn/ha.
Diện tích bắp của Việt Nam tăng dần từ 119,000 ha (1939) lên 392,000 ha (1985) và khoảng 730,000 ha (1998).
Năng suất bắp của nước ta trong thời gian qua cũng tăng nhanh. Đến năm 1998, đã đạt được 26.7 tạ/ha.
Các cơ quan sinh dưỡng của bắp gồm: rễ, thân, lá làm nhiệm vụ duy trì đời sống của cây bắp. Phôi và hạt là khởi thủy của cây mầm.
Các cơ quan sinh sản đực (bông cờ) và cái (mầm bắp) khác biệt nhau nhưng nằm trên cùng một cây. Ngô giao phấn chéo nhờ gió và côn trùng.
Khi thu hoạch, con người chỉ sử dụng hạt ngô làm thực phẩm. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aleron, phôi, và nội nhũ.
- Vỏ hạt (chiếm 6–9% khối lượng hạt ngô): là một màng nhẵn bao bọc xung quanh hạt có màu trắng, màu tím hoặc vàng tùy thuộc vào giống.
- Lớp aleron (6–8%): nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ và phôi.
- Nội nhũ (70–85%): là bộ phận chính chứa đầy các chất dinh dưỡng để nuôi phôi. Nội nhũ chứa tinh bột. Tinh bột nội nhũ gồm 3 loại: bột, sừng và pha lê. Đặc điểm và màu sắc nội nhũ là căn cứ để phân loại ngô.
- Phôi (8–15%): bao gồm lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm, và chồi mầm. Phôi ngô chiếm gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh phôi có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển nước vào phôi và ngược lại thuận lợi.
Thành phần hóa học của hạt ngô được cho trong bảng sau:

Thành phần hóa học (% khối lượng) Ngô nếp Ngô đá vàng
Nước 14.67 13.65
Chất đạm 9.19 917
Chất béo 5.18 5.14
Tinh bột 65.34 67.02
Xơ 3.25 3.61
Chất khoáng 1.32 1.32
Sinh tố 0.08 0.05
Các chất khác 0.40 0.33

II. Phương pháp thực hiện quá trình sấy:
Để bảo quản được hoặc dùng để chế biến các sản phẩm có chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến. Để thực hiện quá trình sấy, có thể sử dụng nhiều hệ thống sấy khác nhau: hầm sấy, tháp sấy, Mỗi chế độ công nghệ sấy khác nhau sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của sản phẩm.
Để sấy bắp hạt, người ta có thể dùng thiết bị sấy tháp, sấy thùng quay. Ở đây, ta dùng thiết bị sấy thùng quay, là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt. Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loại ngũ cốc. Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh, và độ đồng đều của sản phẩm cao. Ngoài ra, thiết bị còn có thể làm việc với năng suất lớn.
Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, được tạo ra từ quá trình đốt than. Do sản phẩm bắp sau khi sấy dùng để bảo quản để chế biến thực phẩm, nên khói lò trước khi ra khỏi buồng đốt được đi qua nhiều đoạn hình ziczac để tách bớt bụi, sau đó mới được đưa vào thùng sấy.
Nguyên liệu bắp là một nguyên liệu chứa rất nhiều tinh bột. Chế độ công nghệ sấy tinh bột lại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ hồ hóa sản phẩm. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột khoảng 65C, do đó ta cần chọn nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp, không cao nhưng cũng không quá thấp, mục đích là đẩy nhanh quá trình sấy, và không làm cho nhiệt độ của nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa.