Luận văn: Nghiên cứu công nghệ sấy cá ba sa phi lê và thiết kế phân xưởng sản xuất năng suất 1 tấn sản phẩm/mẻ

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

---------------o0o--------------

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẤY CÁ BA SA

PHI LÊ VÀ THIẾT KẾ PHÂN XƢỞNG SẢN XUẤT

NĂNG SUẤT 1 TẤN SẢN PHẨM/MẺ

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

TS. Hoàng Tiến Cường

SVTH: Lê Cao Nhiên

MSSV: 60601700

Lớp: HC06MB

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang i

MSSV: 60601700

Tp HCM, Tháng 1/2011

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

LỜI CẢM ƠN

Sau gần 5 tháng thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, với không ít khó khăn

nhưng được sự chỉ dẫn tận tình, chu đáo của các anh chị ở Phòng Quá trình và Thiết

bị, Viện Công nghệ Hóa học, và đặc biệt là sự chỉ dẫn của thầy Hoàng Minh Nam và

thầy Hoàng Tiến Cường em đã hoàn thành tốt luận văn của mình. Đây quả thực là một

khoảng thời gian vô cùng ý nghĩa với em, một kỹ sư tương lai. Em đã được học tập,

nghiên cứu và thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Khoảng thời gian này đã

kịp trang bị cho em một hành trang cần thiết để tự tin bước vào chặng đường sắp đến,

chặng đường của sự học hỏi và cống hiến.

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy Hoàng Minh Nam, thầy Hoàng Tiến

Cường đã chỉ ra hướng đi rõ ràng cho đề tài luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn các anh chị ở Phòng Quá trình và Thiết bị, Viện

công nghệ Hóa học, đặc biệt là anh Trí, anh Duy, chị Phương, chị Vân, anh Linh, anh

Hoàng đã giúp em rất nhiều từ việc lắp ráp hệ thống đến việc hỗ trợ tài liệu và tạo điều

kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn.

Em xin cảm ơn quý thầy cô trong hội đồng chấm luận văn đã dành thời gian

quý báu để đọc và đưa ra nhận xét giúp em hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn tới những người bạn của tôi, bạn Tuyền, bạn Như, bạn

Hạnh, những người cùng làm luận văn trên Viện Công nghệ Hóa học với tôi.

Và cuối cùng xin cảm ơn gia đình và bạn bè tôi, những người luôn cho tôi

nguồn động viên cần thiết không chỉ trong việc hoàn thành đề tài mà còn trong cả

chặng đường tôi đã, đang và sẽ bước đi.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 2 tháng 1 năm 2011

Lê Cao Nhiên

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang ii MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nước ta có mạng lưới sông ngòi, kênh rạch chằng chịt trải dài từ Bắc vào Nam,

đó là một lợi thế vô cùng to lớn để phát triển ngành khai thác và chế biến thủy sản.

Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta ngành này phát triển chưa thật sự tương xứng với tiềm

năng sẵn có. Để tạo ra một bước ngoặt phát triển mới cho ngành khai thác và chế biến

thủy sản trong giai đoạn hiện nay chúng ta cần đặc biệt chú trọng vào hai mục tiêu

chính: đa dạng hóa sản phẩm, đầu tư nghiên cứu cải tiến công nghệ bảo quản, chế biến

thủy sản.

Thực hiện nghiên cứu trên đối tượng cá ba sa nhằm mục đích: tạo ra sản phẩm

sấy cá ba sa phi lê với công nghệ sấy tối ưu.

Thực hiện thí nghiệm sấy cá ba sa phi lê thay đổi các yếu tố: phương pháp sấy,

tốc độ TNS, nhiệt độ TNS để tìm ra công nghệ sấy tối ưu.

Sấy cá ba sa phi lê với phương pháp sấy đối lưu kết hợp tách ẩm, gia nhiệt ở

nhiệt độ TNS 55oC, vận tốc TNS 1,1 m/s đem lại hiệu quả cao nhất.

Từ đó, thiết kế phân xưởng sản xuất cá bá sa phi lê sấy ứng dụng công nghệ sấy

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang iii

MSSV: 60601700

đối lưu kết hợp tách ẩm, gia nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

MỤC LỤC

Đề mục Trang

Trang bìa…………………………………………………………………………... i

Nhiệm vụ luận văn………………………………………………………………… ii

Lời cảm ơn………………………………………………………………………… v

Tóm tắt luận văn…………………………………………………………………... vi

Mục lục……………………………………………………………………………. vii

Danh sách hình vẽ…………………………………………………………………. x

Danh sách bảng biểu………………………………………………………………. xii

Danh sách các từ viết tắt…………………………………………………………... xiii

ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... xiv

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 1

1.1. Tổng quan về cá ba sa………………………………………………………… 2

1.1.1. Đặc điểm cá ba sa .................................................................. 2

1.1.2. Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng ................................. 3

1.1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ .................................................... 4

1.2. Tổng quan về công nghệ sấy ............................................................... 7

1.2.1. Sơ lược về quá trình sấy ........................................................ 7

1.2.2. Phân loại phương pháp sấy .................................................... 7

1.2.3. Giới thiệu về thiết bị sấy ứng dụng công nghệ bơm nhiệt ....... 1 1

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang iv MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM & LỰA CHỌN

CÔNG NGHỆ…. ………………………………………………………….18

2.1. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 19

2.1.1. VLS, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ...................................... 19

2.1.2. Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS................ 21

2.1.3. Thực nghiệm ........................................................................ 22

2.1.4. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................... 25

2.1.5. Tính toán chi phí quá trình sấy và hiệu quả kinh tế ................ 26

2.2. Kết quả và thảo luận ............................................................................ 26

2.2.1. Tính chất cơ lý của mẫu cá ba sa phi lê .................................. 26

2.2.2. Thí nghiệm sấy cá ba sa phi lê ............................................... 27

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY .................................. 38

3.1. Thông số tính toán ............................................................................... 39

3.1.1. VLS………… ....................................................................... 39

3.1.2. Tác nhân sấy ........................................................................ 39

3.2. Tính toán quá trình sấy ........................................................................ 41

3.2.1. Cân bằng năng lượng ............................................................. 41

3.2.2. Thời gian sấy ........................................................................ 43

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang v

MSSV: 60601700

3.3. Thiết kế thiết bị sấy ............................................................................. 46

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

3.3.1. Khay sấy……. ........................................................................ 46

3.3.2. Khung đỡ khay sấy ................................................................ 46

3.4. Tính chọn thiết bị phụ của hệ thống thiết bị sấy ................................... 53

3.4.1. Tính chọn caloriphe ............................................................... 52

3.4.2. Tính chọn thiết bị lạnh ........................................................... 54

3.4.3. Tính chọn quạt ....................................................................... 58

3.4.4. Tính chọn bộ lọc không khí ................................................... 61

CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG PHÂN XƢỞNG ...................................................... 63

4.1. Sơ đồ công nghệ phân xưởng .............................................................. 63

4.1.1. Sơ đồ công nghệ .................................................................... 64

4.1.2. Thuyết minh quy trình ........................................................... 64

4.2. Lựa chọn thiết bị phụ cho phân xưởng................................................. 67

4.2.1. Thiết bị lạnh dự trữ ................................................................ 67

4.2.2. Thiết bị rửa ............................................................................ 68

4.2.3. Thiết bị trộn gia vị ................................................................. 69

4.2.4. Bàn thao tác ........................................................................... 70

4.2.5. Thiết bị đóng gói ................................................................... 71

4.3. Xây dựng và bố trí mặt bằng ............................................................... 72

4.3.1. Chọn địa điểm xây dựng ........................................................ 72

4.3.2. Chọn kiểu nhà xây dựng ........................................................ 73

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang vi MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

4.3.3. Mặt bằng tổng thể cho phân xưởng ........................................ 73

4.4. Xây dựng cơ cấu nhân sự .................................................................... 74

4.4.1. Cơ cấu phân tầng ................................................................... 74

4.4.2. Tổ chức nhân sự .................................................................... 75

4.5. Tác động của môi trường đối với phân xưởng ..................................... 78

4.5.1. Nguồn gây ô nhiễm môi trường ............................................. 79

4.5.2. Quy trình xử lý nước thải ....................................................... 79

4.6. Tính hiệu quả kinh tế ........................................................................... 78

CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN .................................................................................. 81

5.1. Tầm quan trọng của đề tài ................................................................... 82

5.2. Các kết luận từ đề tài ........................................................................... 83

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang vii

MSSV: 60601700

Tài liệu tham khảo 84

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cá ba sa................................................................................................. 2

Hình 1.2: Kim ngạch xuất khẩu cá tra, cá ba sa và tôm 1-2009 đến 7-2010 ........... ..5

Hình 1.3: Biểu đồ thị trường xuất khẩu cá ba sa của Việt Nam 6 tháng đầu

năm 2010 .............................................................................................................. 5

Hình 1.4: Máy nén kín và nửa kín ......................................................................... 13

Hình 1.5: Dàn bay hơi làm lạnh ............................................................................ 13

Hình 1.6: Thiết bị ngưng tụ làm mát ..................................................................... 14

Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị sấy ứng dụng bơm nhiệt ...................................... 15

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy ứng dụng bơm nhiệt .................................. 15

Hình 2.1: Máy phân tích Hygro Thermo Anemometer .......................................... 19

Hình 2.2: Cân phân tích ........................................................................................ 19

Hình 2.3: Tủ sấy ................................................................................................... 20

Hình 2.4: Hệ thống sấy đa năng ............................................................................ 21

Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy ..................................................... 23

Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ sấy mẫu ...................................................................... 24

Hình 2.7: Tủ điện điều khiển thiết bị sấy thử nghiệm ............................................ 25

Hình 2.8: Đồ thị biểu diễn đường cong sấy với phương pháp khác nhau ............... 29

Hình 2.9: Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy với phương pháp

khác nhau ............................................................................................................. 29

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang viii MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn đường cong sấy ở nhiệt độ khác nhau với phương

pháp tách ẩm – gia nhiệt ....................................................................................... 33

Hình 2.11: Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy ở nhiệt độ khác nhau với

phương pháp tách ẩm – gia nhiệt .......................................................................... 33

Hình 2.12: Đồ thị biểu diễn đường cong sấy ở vận tốc TNS khác nhau

với phương pháp tách ẩm – gia nhiệt .................................................................... 36

Hình 2.13: Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy ở nhiệt độ khác nhau

với phương pháp tách ẩm – gia nhiệt .................................................................... 36

Hình 3.1. Cấu trúc tường buồng sấy ...................................................................... 50

Hình 3.2. Cấu trúc mái buồng sấy ......................................................................... 51

Hình 3.3. Cấu trúc cửa buồng sấy ......................................................................... 52

Hình 3.4: Hình dạng thanh điện trở gia nhiệt ........................................................ 53

Hình 3.5: Thiết bị bơm nhiệt ................................................................................. 57

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ phân xưởng sản xuất................................................... 64

Hình 4.2: Thiết bị lạnh dự trữ ............................................................................... 67

Hình 4.3: Thiết bị trộn gia vị ................................................................................. 70

Hình 4.4: Thiết bị đóng gói ................................................................................... 71

Hình 4.5: Kiểu nhà phân xưởng mẫu..................................................................... 73

Hình 4.6: Cơ cấu phân tầng nhân sự cho nhà máy ................................................. 75

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang ix

MSSV: 60601700

Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ........................................................... 79

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của cá ba sa thành phẩm ................................. 4

Bảng 1.2. Sơ đồ tổng quát phân loại máy nén lạnh ................................................ 12

Bảng 2.1: Kích thước khối lượng của mẫu cá ........................................................ 26

Bảng 2.2: Độ ẩm đầu của mẫu cá .......................................................................... 26

Bảng 2.3: Khối lượng riêng của mẫu cá ................................................................ 27

Bảng 2.4: Các phương pháp sấy và thông số hoạt động tương ứng ........................ 27

Bảng 2.5: Kết quả thí nghiệm sấy mẫu với phương pháp sấy khác nhau ............... 28

Bảng 2.6: Các thông số hoạt động tương ứng của phương pháp sấy đối lưu kết

hợp tách ẩm gia nhiệt ở nhiệt độ TNS khác nhau .................................................. 31

Bảng 2.7: Kết quả thí nghiệm sấy mẫu ở nhiệt độ khác nhau với phương pháp sấy

đối lưu tách ẩm – gia nhiệt .................................................................................... 32

Bảng 2.8: Kết quả thí nghiệm sấy mẫu ở vận tốc TNS khác nhau với phương

pháp sấy đối lưu tách ẩm – gia nhiệt ..................................................................... 34

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật dàn lạnh ................................................................... 55

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật dàn nóng .................................................................. 56

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật thiết bị đóng gói ....................................................... 72

Bảng 4.2: Bố trí mặt bằng ..................................................................................... 74

Bảng 4.3: Bố trí công nhân trong phân xưởng ....................................................... 76

Bảng 4.8: Bộ phận gián tiếp sản xuất .................................................................... 77

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang x MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

DHA: Docosahexaenoic acid

EPA: Eicosapentaenoic

EU: European Union

KKA: không khí ẩm

HTS: hệ thống sấy

PPS: phương pháp sấy

PR: Public Relation

NAFIQAD: Nation Argo, Forestry, Fisheries, Quality Assurrance Department

VLS: vật liệu sấy

VASEP: Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers

TA – GN: tách ẩm – gia nhiệt

USD: United States dollar

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang xi

MSSV: 60601700

USDA: United States Department of Agriculture

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước ta có vị trí địa lý rất đặc biệt, với tổng chiều dài bờ biển hơn 2.600km,

dọc theo đó là các ngư trường có khả năng khai thác quanh năm, hơn nữa với trên một

triệu ha nuôi trồng, ngành thủy sản là một lợi thế của Việt Nam. Theo Viện Kinh tế và

Quy hoạch thủy sản, ngành thủy sản Việt Nam ngày càng khẳng định vị trí quan trọng

trong nghề cá thế giới. Năm 2008, tổng lượng thủy sản đạt 4,6 triệu tấn, giá trị xuất

khẩu đạt trên 4,5 tỉ USD; năm 2009, mặc dù chịu tác động mạnh của khủng hoảng và

suy thoái kinh tế toàn cầu nhưng tổng sản lượng thủy sản vẫn đạt 4,85 triệu tấn, tăng

5,3% so với năm 2008 với giá trị xuất khẩu đạt trên 4,2 tỉ USD. Riêng 8 tháng đầu

năm 2010, tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản cả nước đạt gần 3 tỉ USD, tăng 12% so

với cùng kỳ năm 2009. Theo dự báo của ngành hữu quan, xuất khẩu thủy sản cả nước

cả năm 2010 có khả năng đạt 4,5 ÷ 4,7 tỉ USD.

Với những kết quả đã đạt được, Việt Nam đã vươn lên vị trí thứ 5 về xuất khẩu,

đứng thứ 3 về sản lượng nuôi trồng thủy sản (sau Trung Quốc và Ấn Độ) và đứng thứ

13 về sản lượng khai thác hải sản trên toàn thế giới. Không chỉ vậy, ngành thủy sản

được xem là ngành kinh tế mũi nhọn của cả nước. Tuy nhiên, dù phát triển vượt bậc,

nhưng ngành thủy sản cả nước đã và đang bộc lộ nhiều yếu điểm ảnh hưởng đến sự

phát triển không bền vững, thị trường giá cả các loài thủy sản trong và ngoài nước bấp

bênh, nhất là hai loài thủy sản chủ lực là tôm và cá tra. Cả nước đang phải đối mặt với

nhiều thách thức và khó khăn như thiếu quy hoạch vùng nuôi hoặc quy hoạch chạy

theo thực tế sản xuất; các vấn đề môi trường trong quá trình công nghiệp hóa, đô thị

hóa..., hoặc do chính hoạt động khai thác, nuôi trồng thủy sản gây ra; hệ thống cơ sở

hạ tầng phục vụ nuôi trồng thủy sản chưa được đầu tư đồng bộ; tình trạng sử dụng các

loại thuốc thú y phục vụ nuôi trồng thủy sản diễn ra tràn lan; tình hình dịch bệnh diễn

biến phức tạp...Đặc biệt, gần đây các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của chúng ta luôn bị

chèn ép trên thị trường (thị trường Hoa Kỳ và EU). Có nhiều nguyên nhân nhưng cơ

bản là chúng ta bị mất tính chủ động, sản phẩm của chúng ta không đa dạng, chưa áp

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang xii MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

dụng triệt để các công nghệ mới vào sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm. Các

sản phẩm cá tra, cá ba sa xuất khẩu hiện nay chủ yếu là những mặt hàng đông lạnh

xuất khẩu thô. Vì thế đa dạng hóa sản phẩm, chuyển từ sản phẩm xuất khẩu thô sang

xuất khẩu các sản phẩm đã qua chế biến là nhiệm vụ hàng đầu để phát triển ngành thủy

sản. Các sản phẩm sấy cá phi lê là những mặt hàng xuất khẩu có thể hướng đến vì các

sản phẩm đã qua chế biến luôn gặp ít rào cản hơn so với các mặt hàng tươi sống. Tuy

nhiên, hiện nay các công nghệ sấy thông thường không đáp ứng được các nhu cầu giữ

lại giá trị dinh dưỡng, màu sắc mùi vị của sản phẩm song song với hiệu quả năng

lượng và kinh tế.

Vì vậy trong luận văn này, công nghệ sấy ở nhiệt độ thấp để sấy phi lê cá ba sa

sẽ được nghiên cứu, trên cơ sở kết quả nghiên cứu thí nghiệm thiết kế phân xưởng sản

xuất áp dụng vào thực tế. Trên cơ sở nghiên cứu và tính toán đó, ta có thể hoàn thiện

hệ thống sấy ở nhiệt độ thấp không chỉ đối với cá ba sa phi lê mà còn với cá tra và

nhiều lại sản phẩm thủy hải sản khác.

Luận văn này được thực hiện tại Phòng Quá trình và Thiết bị, Viện Công nghệ

Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 1 Mạc Đĩnh Chi, Quận 1, thành

3

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang xiii

MSSV: 60601700

phố Hồ Chí Minh.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Chƣơng 1

TỔNG QUAN

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 1

MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

1.1.1. Đặc điểm cá ba sa

Ở Việt Nam, cá ba sa, còn có tên gọi là cá giáo, cá sát bụng, là loại cá da trơn có trị

kinh tế cao, được nuôi tập trung tại nhiều nước trên thế giới.

a) Phân loại

Theo hệ thống phân loại Tyson Roberts, cá ba sa thuộc họ Pangasiidae, giống

Pangasius, loài P. bocourti. Trước đây cá ba sa được định danh là Pangasius pangasius.

b) Đặc điểm sinh học

Hình 1.1. Cá ba sa.

Cá ba sa có thân ngắn hình thoi, hơi dẹp bên, lườn tròn, bụng to tích lũy nhiều mỡ,

chiều dài tiêu chuẩn bằng 2,5 lần chiều cao thân rất dễ phân biệt đối với các loài khác

trong họ cá tra. Đầu cá ba sa ngắn hơi tròn, dẹp đứng. Miệng hẹp, mặt lưng có màu

nâu, mặt bụng có màu trắng.

c) Phân bố

Cá ba sa phân bố rộng ở Myanma, Java, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam. Cá sống

chủ yếu ở những sông rộng nước chảy mạnh. Đây là đối tượng nuôi nước ngọt có sản

lượng xuất khẩu lớn nhất hiện nay. Nghề nuôi cá ba sa trong bè rất phát triển trên thế

giới dưới mô hình nuôi mang tính công nghiệp với mật độ cao, năng suất trung bình

130÷150 kg/m³/năm.

d) Cá ba sa ở Việt Nam

Ở Việt Nam hai họ chính trong bộ cá trơn được nghiên cứu là họ Pangasiidae và

Clariidae.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 2 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Họ Pangasiidae có 21 loài thuộc 2 giống: giống Pangasius có 19 loài và giống

Helicophagus có 2 loài. Có một loài sống trong nước lợ, 2 loài sống ở biển. Tính ăn

của các loài trong họ Pangasiidae thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cá thể.

Trong họ Pangasiidae 2 loài cá ba sa và cá tra là cá nuôi kinh tế của đồng bằng sông

Cửu Long. Hằng năm nghề nuôi cá bè cung cấp hàng ngàn tấn cá ba sa cho thị trường

trong nước, thêm vào đó là hàng ngàn tấn nguyên liệu cho thức ăn gia súc. Theo Bộ

Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn trong năm 1993 sản lượng nuôi bè ở miền Nam

ước lượng vào khoảng 17400 tấn hầu hết là từ các bè nuôi sông Mê Kông, thì chỉ riêng

cá ba sa đã chiếm 3/4 sản lượng này (13400 tấn). Đến năm 2008, Việt Nam đã xuất

khẩu được 640.000 tấn cá tra, cá ba sa đạt giá trị 1,45 tỉ USD.

1.1.2. Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng

Cá tra và cá ba sa của Việt Nam được nhiều thị trường ưa chuộng vì màu sắc cơ

thịt trắng, thịt cá thơm ngon hơn so với các loài cá da trơn khác.

Trong dinh dưỡng học người ta đã biết cá là một món ăn quý có nhiều prôtêin, nhiều

chất khoáng quan trọng và có gần đủ các loại vitamin, đặc biệt nhiều vitamin A và D

trong gan cá và một số vitamin nhóm B. Hơn thế nữa, cá tra và cá ba sa là hai loài có

giá trị dinh dưỡng cao vì thành phần dinh dưỡng chứa nhiều chất đạm, ít béo, nhiều

EPA và DHA, ít cholesterol.

Lượng prôtêin trong cá tra và cá ba sa vào khoả 28%, tương đối cao

hơn các loài cá nước ngọt khác (16 ÷ 17% tùy loại cá). Các prôtêin củ ễ tiêu

hóa và dễ hấp thu hơn thịt. Quan trọng hơn nữa là thành phần các prôtêin trong cá tra

và cá ba sa vừa có chứa đầy đủ các axít amin cần thiết cho cơ thể lại vừa có tỷ lệ các

axít amin thiết yếu (EAA) rất cân bằng và phù hợp với nhu cầu EAA của con người.

Về chất béo, hàm lượng chất béo trong cá ba sa ít hơn so với thịt nhưng chất

lượng mỡ cá lại tốt hơn. Các axit béo chưa no hoạt tính cao chiếm từ 70%

trong tổng số lipit bao gồm oleic, linoleic, linolenic, arachidonic, klupanodonic... Các

axit béo này là vật chất quan trọng hỗ trợ cho nhiều cơ quan trong cơ thể như hệ thần

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 3

MSSV: 60601700

kinh, hệ tuần hoàn. Nhiều nghiên cứu khoa học đã phát hiện rằng trong chất béo chưa

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

bão hòa của cá ba sa có chứa nhiều axit béo Omega 3 (EPA và DHA). Đây là các axit

béo quan trọng mà cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp được nên bắt buộc phải được

cung cấp từ thức ăn.

Chất DHA (Docosahexaenoic Axit) giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh

trưởng của tế bào não và hệ thần kinh, có ảnh hưởng tới năng lực tìm tòi, phán đoán,

tổng hợp củ ẻ em đang phát

triể ững người lao động trí óc thường xuyên. Nếu cơ thể thiếu

DHA, bộ não sẽ trì trệ, trí nhớ giảm sút, kém thông minh. Chất EPA (Eicosapentaenoic

Axit) cũng có nhiều trong axit béo chưa bão hòa của cá và có tác dụng phòng chống

bệnh xơ vữa động mạch và nhồ ời cao

tuổi cũng như người tiêu dùng trong độ tuổi lao động. Ngày nay, các nhà khoa họ

ỳ thấp, chỉ chiếm

khoảng 0,02% thành phần thịt cá (cụ thể là xấp xỉ 22mg đế

).

Bảng 1.1. (tính trên 100 g

)

Đại lƣợng Giá trị

(cal) 170

(g) 28,03

(g) 7,02

, EPA) (g) 5,00

Cholesterol (%) 0,022

Natri (mg) 70,6

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 4 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

1.1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ

Theo thống kê sơ bộ từ Tổng cục Hải quan, giá trị xuất khẩu thủy sản của cả

nước trong 6 tháng đầu năm 2010 đạt hơn 2 tỷ USD, tăng 17% so với cùng kì năm

2009. Ngành cá tra, cá ba sa cũng có sự hồi phục tốt khi xuất khẩu 304,3 nghìn tấn cá

tra, cá ba sa đạt kim ngạch 652,7 triệu USD trong 6 tháng đầu năm nay, tăng 14,3% về

khối lượng và 7,9% về giá trị so với cùng kì năm 2009.

So với các năm trước tốc độ này, tốc độ tăng trưởng này chỉ được xem là vừa phải.

Tuy nhiên, so với năm 2009, khi ngành tăng trưởng âm, những kết quả đạt được trong

sáu tháng đầu năm 2010 có thể coi là khả quan.

Hình 1.2. Kim ngạch xuất khẩu cá tra, ba sa và tôm từ 1-2009 đến 7-2010

(triệu USD). Theo Tổng cục Hải quan

Bên cạnh các diễn biến tỷ giá hiện nay đang có lợi cho các doanh nghiệp xuất

khẩu, thị trường xuất khẩu cũng có những chuyển biến tích cực cho ngành cá tra, cá ba

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 5

MSSV: 60601700

sa.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 1.3. Biểu đồ thị trường xuất khẩu cá ba sa của Việt Nam 6 tháng

đầu năm 2010 (theo VASEP).

Tại thị trường Mỹ, mặc dù mặt hàng cá tra, cá ba sa bị áp thuế chống phá giá

nhưng tốc độ tăng trưởng ở thị trường này vẫn duy trì ở mức cao, trong 6 tháng đầu

năm 2010 giá trị xuất khẩu đạt 65,5 triệu USD, tăng 10% so với cùng kì năm 2009.

Thêm vào đó thị trường Nga đã mở cửa trở lại.

Theo thông tin từ Ban điều hành xuất khẩu thủy sản vào Nga, 7 tháng đầu năm

nay, xuất khẩu cá tra, cá ba sa vào thị trường này đạt 20.295 tấn (gần 35 triệu USD),

tăng 11,2% so với cùng kì năm trước. Mục tiêu xuất khẩu 100 triệu USD vào thị

trường Nga trong năm nay kì vọng cao là có thể đạt được.

Tuy nhiên, tình hình cũng không phải hoàn toàn thuận lợi trong năm nay vì

ngành cũng phải đối mặt với một số khó khăn ngắn hạn. Khủng hoảng nợ tại thị Châu

Âu cũng như sự mất giá của đồng EURO so với USD đã khiến cho nhu cầu tiêu dùng

ở thị trường này – thị trường có tỷ trọng lớn nhất – bị chững lại trong quý II, các đơn

hàng xuất khẩu từ Việt Nam trở nên kém cạnh tranh hơn.

Đối với thị trường Mỹ, vẫn còn lơ lửng một vấn đề, đó là Bộ Nông nghiệp Mỹ

(USDA) đề xuất đưa cá tra vào quản lý theo Luật FarmBill. Nếu được phê chuẩn, cá

tra sẽ phải chịu chế độ kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt hơn, khiến nhiều doanh nghiệp

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 6 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

sẽ phải chịu chi phí tuân thủ cao và tốn nhiều thời gian vì phải xây dựng lại hệ thống

kiểm tra chất lượng từ đầu theo tiêu chuẩn mới này.

Hiện nay, Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (VASEP) và các

doanh nghiệp lớn đang cố gắng vận động hành lang, thực hiện các chiến dịch PR

(Public Relation) để quảng bá chất lượng sản phẩm nhằm tránh việc sản phẩm cá tra

“rơi” vào “khái niệm catfish” và bị quản lý bởi FarmBill.

Theo tính mùa vụ, xuất khẩu thủy sản nói riêng và cá tra, cá ba sa nói riêng sẽ

tăng mạnh hơn từ tháng 8 đến cuối năm. Xét tính hình hồi phục của các thị trường và

diễn biến giá cá tra, cá ba sa xuất khẩu (nhìn chung ít tăng so với năm 2009), có thể dự

đoán chung là ngành sẽ hồi phục với tốc độ nhẹ trong năm nay.

Theo Trung tâm Tin học - Thống kê (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), ước

tính khối lượng cá tra xuất khẩu đạt 660 ngàn tấn, tương đương 1,4 tỷ USD, tăng

khoảng 4,5% so với năm 2009.

Các doanh nghiệp trong ngành sẽ có sự phân hóa về kết quả hoạt động kinh

doanh. Những doanh nghiệp có nền tảng tốt, đảm bảo chất lượng sản phẩm theo các

điều kiện ngày càng nghiêm ngặt sẽ duy trì được tăng trưởng dương và tốt hơn so với

ngành.

1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY

1.2.1. Sơ lược quá trình sấy

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông

nghiệp. Trong nông nghiệp, sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công

nghệ sau thu hoạch; trong công nghiệp (như công nghiệp chế biến nông sản – hải sản,

công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng…) kỹ thuật sấy cũng

đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất nhằm tăng độ bền của vật liệu, tăng

khả năng bảo quản, giảm công chuyên chở, tăng giá trị cảm quan của vật liệu.

Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một

cách đơn thuần mà đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 7

MSSV: 60601700

năng lượng ít và chi phí vận hành thấp.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Nguyên tắc của quá trình sấy thông thường là cung cấp năng lượng nhiệt để biến

đổi trạng thái pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Cơ chế của quá trình được diễn tả bởi

4 quá trình cơ bản sau:

- Cấp nhiệt cho bề mặt vật liệu.

- Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào bên trong vật liệu.

- Khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ bên trong ra bề mặt vật liệu.

- Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh.

Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền vận bên trong vật liệu và sự trao

đổi nhiệt - ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu với môi trường xung quanh.

1.2.2. Phân loại phương pháp sấy

Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển

ẩm ra khỏi vật liệu ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy: Phương pháp sấy nóng và

phương pháp sấy lạnh.

1.2.2.1. Phƣơng pháp sấy nóng

Trong phương pháp sấy nóng TNS và VLS được đốt nóng. Do TNS được đốt

nóng nên độ ẩm tương đối  giảm dần đến phân áp suất hơi nước Pam trong TNS giảm.

Mặt khác do nhiệt độ của VLS tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng nên

phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cũng tăng theo công thức:

(1.1)

Trong đó: Pr: áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/m2.

Po: áp suất trên bề mặt thoáng, N/m2. δ: Sức căng bề mặt thoáng, N/m2.

: mật độ hơi trên cột dịch thể trong ống mao dẫn, kg/m3.

: mật độ dịch thể, kg/m3.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 8 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Như vậy trong hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất

hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường:

+ Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.

+ Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.

Tóm lại, nhờ đốt nóng cả TNS và VLS hoặc chỉ đốt nóng VLS mà hiệu số giữa

phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật Phb và phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy

Ph tăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi

vào môi trường.

Do đó, HTS nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:

- Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng

mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò. Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống

sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động….

- Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng. Như vậy

trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp

suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy. Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lô, hệ

thống sấy tầng…

- Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn ẩm

dịch chuyển từ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường. Ở đây người ta

tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường bằng cách đốt

nóng vật liệu sấy.

- Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tầng hoặc dùng năng lượng điện từ trường:

Khi vật liệu sấy đặt trong môi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và

chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 9

MSSV: 60601700

 Ưu điểm của phương pháp sấy nóng:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp

sấy lạnh.

- Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp.

- Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi

nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ, than đá, rác thải,... cho đến điện

năng.

- Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao.

 Nhược điểm:

- Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ.

- Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao.

1.2.2.1. Phƣơng pháp sấy lạnh

- Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước giữa

VLS và TNS bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS Ph nhờ giảm độ chứa

ẩm d. Mối quan hệ đó được thể hiện theo công thức:

(1.2)

Trong đó: B: áp suất môi trường (áp suất khí trời), at.

- Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường

có thể trên dưới nhiệt độ môi trường (t > 0 oC) và cũng có thể nhỏ hơn 0 oC.

- Phương pháp sấy lạnh có thể phân loại như sau:  HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0 oC:

Với hệ thống sấy này, nhiệt độ VLS cũng như nhiệt độ TNS xấp xỉ bằng nhiệt

độ môi trường, TNS thường là không khí. Trước hết, không khí được khử ẩm bằng

phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ. Sau đó được đốt nóng

hoặc làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua VLS. Khi đó, phân áp suất hơi nước

trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt VLS nên ẩm từ dạng lỏng sẽ bay

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 10 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

hơi và đi vào TNS. Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong lòng VLS và từ bề mặt vật

vào môi trường trong các HTS lạnh giống như các loại HTS nóng. Điều khác nhau ở

đây là cách giảm phân áp suất hơi nước Ph trong TNS. Trong các HTS nóng đối lưu

người ta giảm Ph bằng cách đốt nóng TNS (d = const) để tăng áp suất bão hoà dẫn đến

giảm độ ẩm tương đối . Còn các HTS lạnh có nhiệt độ TNS bằng nhiệt độ môi trường

chẳng hạn, người ta tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của TNS bằng cách giảm

lượng chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp phụ) hoặc đốt

nóng (sau khử ẩm bằng làm lạnh).

 HTS thăng hoa:

HTS thăng hoa là HTS lạnh mà trong đó ẩm trong VLS ở dạng rắn trực tiếp

biến thành hơi đi vào TNS. Trong HTS này người ta tạo ra môi trường trong đó nước

trong VLS ở dưới điểm 3 thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu T < 273K và áp suất TNS

bao quanh vật P < 610 Pa. Khi đó nếu VLS nhận được nhiệt lượng thì nước trong VLS

ở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp sang dạng hơi và đi vào TNS. Như vậy trong HTS thăng

hoa, một mặt ta làm lạnh vật xuống dưới 0 oC mặt khác tạo chân không xung quanh

VLS.

 HTS chân không:

Nếu nhiệt độ VLS vẫn nhỏ hơn 0 oC nhưng áp suất TNS bao quanh vật P>610

Pa thì khi VLS nhận nhiệt lượng, nước trong VLS ở dạng rắn không thể chuyển trực

tiếp thành hơi để đi vào TNS mà trước khi biến thành hơi, nước phải chuyển từ thể rắn

qua thể lỏng.

 Ưu điểm của phương pháp sấy lạnh

- Các chỉ tiêu về chất lượng như màu cảm quan, mùi vị, khả năng bảo toàn

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 11

MSSV: 60601700

vitamin C cao.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Thích hợp để sấy các loại vật liệu sấy yêu cầu chất lượng cao, đòi hỏi phải sấy

ở nhiệt độ thấp.

- Sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

- Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường.

 Nhược điểm của phương pháp sấy lạnh

- Giá thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn.

- Vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao.

- Cấu tạo thiết bị phức tạp, thời gian sấy lâu.

- Nhiệt độ môi chất sấy thường gần nhiệt độ môi trường nên chỉ thích hợp với

một số loại vật liệu, không sấy được các vật liệu dể bị vi khuẩn làm hư hỏng ở

nhiệt độ môi trường như bị ôi, thiu, mốc…

- Do cuốn bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh.

1.2.3. Giới thiệu về thiết bị sấy ứng dụng công nghệ bơm nhiệt

Bơm nhiệt là một thiết bị dùng để bơm một dòng nhiệt từ mức nhiệt độ thấp lên

mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt. Để duy trì bơm nhiệt hoạt động

cần tiêu tốn một dòng năng lượng khác (điện năng hoặc nhiệt năng). Như vậy máy

lạnh cũng là một loại bơm nhiệt và có chung một nguyên lý hoạt động. Các thiết bị của

chúng là giống nhau. Người ta chỉ phân biệt máy lạnh với bơm nhiệt ở mục đích sử

dụng mà thôi. Máy lạnh gắn với việc sử dụng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm

nhiệt gắn với việc sử dụng nguồn nhiệt ở thiết bị ngưng tụ. Do yêu cầu sử dụng nguồn

nhiệt nên bơm nhiệt hoạt động ở cấp nhiệt độ cao hơn.

Cấu tạo máy sấy bơm nhiệt: Gồm các thành phần sau: môi chất và cặp môi chất,

máy nén lạnh, các thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị phụ của bơm nhiệt, thiết bị ngoại vi

của bơm nhiệt.

1.2.3.1. Môi chất và cặp môi chất

Môi chất và cặp môi chất của bơm nhiệt có yêu cầu như máy lạnh. Một vài yêu

cầu đặc biệt hơn xuất phát từ nhiệt độ sôi và ngưng tụ cao hơn, gần giống như chế độ

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 12 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

nhiệt độ cao của điều hòa không khí, nghĩa là cho đến nay người ta vẫn sử dụng các

loại môi chất như: R12, R22, R502 và MR cho máy tuabin. Gần đây người ta chú ý

đến việc sử dụng các môi chất mới cho bơm nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ dàn ngưng

như: R22, R113, R114, R12B1, R142…

1.2.3.2 Máy nén lạnh.

Cũng như máy nén lạnh, máy nén là bộ phận quan trọng nhất của bơm nhiệt.

Tất cả các dạng máy nén của máy lạnh đều được ứng dụng trong bơm nhiệt. Đặc biệt

quan trọng là máy nén pittông trượt, máy nén trục vít và máy nén tuabin. Một máy nén

bơm nhiệt cần phải chắc chắn, tuổi thọ cao, chạy êm và cần phải có hiệu suất cao trong

điều kiện thiếu hoặc đủ tải.

Trong kỹ thuật lạnh người ta phân loại máy nén lạnh thành những kiểu sau:

Bảng 1.2. Sơ đồ tổng quát phân loại máy nén lạnh

Máy nén

lạnh

Máy nén động Máy nén thể

học tích

Máy nén pittông Máy nén pittông

Máy nén tuabin dao động quay

Máy nén: Máy nén: Máy nén:

- Trục vít - Li tâm - Pittông trượt

- Roto lăn - Hướng trục - Con lắc

- Roto xoắn ốc

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 13

MSSV: 60601700

- Roto tấm trượt - Kiểu màng

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

a) b)

Hình 1.4. Máy nén kín (a) và máy nén nửa kín (b)

1.2.3.3. Các thiết bị trao đổi nhiệt.

Các thiết bị trao đổi nhiệt cơ bản trong bơm nhiệt là thiết bị bay hơi và thiết bị

ngưng tụ. Máy lạnh hấp thụ có thêm thiết bị sinh hơi và hấp thụ. Giống như máy lạnh,

thiết bị ngưng tụ và bay hơi của bơm nhiệt cũng bao gồm các dạng: ống chùm, ống

lồng ngược dòng, ống đứng và ống kiểu tấm. Các phương pháp tính toán cũng giống

như các chế độ điều hoà nhiệt độ.

Một số hình ảnh về thiết bị trao đổi nhiệt.

b) a)

Hình 1.5. Dàn bay hơi làm lạnh: a) Làm lạnh không khí, b) Làm lạnh nước.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 14 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 1.6. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí

1.2.3.4. Thiết bị phụ của bơm nhiệt

Tất cả các thiết bị phụ của bơm nhiệt giống như thiết bị phụ của máy lạnh. Xuất

phát từ yêu cầu nhiệt độ cao hơn nên đòi hỏi về độ tin cậy, công nghệ gia công thiết bị

cao hơn. Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với dầu bôi trơn và đệm kín các loại trong hệ

thống.

Do bơm nhiệt phải hoạt động ở chế độ áp suất và nhiệt độ gần sát với giới hạn

tối đa nên các thiết bị tự động rất cần thiết và phải hoạt động với độ tin cậy cao để

phòng ngừa hư hỏng các thiết bị khi chế độ làm việc vượt quá giới hạn cho phép.

Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cũng cần

có van tiết lưu phù hợp.

1.3.3.5. Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt

Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt là những thiết bị hỗ trợ cho bơm nhiệt phù hợp

với từng phương án sử dụng của nó. Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt gồm một số loại

sau:

- Các phương án động lực của máy nén như: động cơ điện, động cơ gas, động cơ

diesel hoặc động cơ gió…

- Các phương án sử dụng nhiệt thu ở dàn ngưng tụ. Nếu là sưởi ấm thì có thể sử

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 15

MSSV: 60601700

dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, có thể

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

sử dụng để sấy, nấu ăn, hút ẩm…Mỗi phương án đòi hỏi những thiết bị hỗ trợ khác

nhau.

- Các phương án cấp nhiệt cho dàn bay hơi. Trường hợp sử dụng dàn lạnh đồng

thời với nóng thì phía dàn bay hơi có thể là buồng lạnh hoặc chất tải lạnh. Ngoài ra

cũng có thể sử dụng dàn bay hơi đặt ngoài không khí, dàn bay hơi sử dụng nước giếng

là môi trường cấp nhiệt. Cũng có những phương án như dàn bay hơi đặt ở dưới nước,

đặt ở dưới đất hoặc sử dụng năng lượng mặt trời.

- Các thiết bị điều khiển, kiểm tra tự động sự hoạt động của bơm nhiệt và các

thiết bị hỗ trợ. Đây là những thiết bị tự động điều khiển các thiết bị phụ trợ ngoài bơm

nhiệt để phù hợp với hoạt động của bơm nhiệt.

1.3.3.6. Nguyên lý làm việc và đặc điểm.

 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 1.7. Sơ đồ cấu tạo thiết bị sấy ứng dụng bơm nhiệt

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 16 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

 Nguyên lý làm việc:

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy ứng dụng bơm nhiệt

- TNS là không khí ẩm được làm lạnh từ trạng thái ban đầu 3 đến trạng thái 1,

quá trình làm lạnh này có t1< tds ứng với trạng thái 3 của KKA, phần lớn lượng nước

trong KKA được tách ra trong giai đoạn này. Ở trạng thái 1 không khí có độ ẩm 

=100% và nhiệt độ rất thấp. Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay

dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t2 (ứng với độ ẩm tương đối 2 nhỏ đến giá trị cần

thiết). Sau đó không khí ở trạng thái 2 được đưa vào buồng sấy.

- Do ở trạng thái 2 không khí có độ ẩm tương đối 2 rất nhỏ cho nên nó sẽ hấp

thụ nước từ vật cần sấy và ra khỏi buồng sấy ở trạng thái 3.

 Đặc điểm:

- Quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ TNS.

- TNS đóng vai trò trung gian hấp thụ nước từ VLS, nước này được ngưng tụ ở

dàn lạnh và được thải ra ngoài.

- Quá trình sấy không cần thải bỏ tác nhân sấy nên đảm bảo rất vệ sinh.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 17

MSSV: 60601700

- Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của VLS như lúc còn tươi.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Ứng dụng để sấy các loại VLS không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật

ong, sản phẩm chứa nhiều Vitamin...

- Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh)

- Sản phẩm thu được có chất lượng rất cao.

a) Đánh giá hiệu quả bơm nhiệt:

Ta có thể đánh giá hiệu quả của bơm nhiệt thông qua năng lượng sơ cấp tiêu

hao qua hiệu suất sử dụng năng lượng sơ cấp:

Sp,k = φ. ηNĐ

(1.3) Sp,A = φ. ηLH

Trong đó :

Sp,k : hiệu suất sử dụng năng lượng cấp của bơm nhiệt nén hơi.

Sp,A : hiệu suất sử dụng năng lượng cấp của bơm nhiệt hấp thụ.

ηNĐ : hiệu suất nhà máy nhiệt điện.

ηLH : hiệu suất lò hơi.

Hiệu suất sử dụng năng lượng sơ cấp của bơm nhiệt nén hơi và bơm nhiệt hấp

hụ là gần bằng nhau và bằng khoảng 0,9 vì φ = 3 và ηk ≈ 0,3 trong khi đó φA ≈ 1,4

nhưng hiệu suất của lò hơi hiện đại hiện nay lên đến khoảng ηLH ≈ 0,65 do đó

Sp, A ≈ 0,9.

Ngoài ra, cũng có thể đánh giá bơm nhiệt qua năng lượng sơ cấp tiết kiệm được

hằng năm. Ví dụ: nếu dùng bơm nhiệt nén hơi thay cho dùng điện trực tiếp thì:

(1.4)

Trong đó:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 18 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

ΔE: số lượng năng lượng sơ cấp tiết kiệm được, kJ.

E: số năng lượng tiêu thụ, kJ.

Q: nhu cầu nhiệt lượng hằng năm, kJ.

Thay Sp2 = 0,3 và Spk = 0,3 x 3 vào ta có:

ΔE = 2,2Q (1.5)

Như vậy nếu sử dụng bơm nhiệt nén hơi ta tiết kiệm được một khối lượng năng

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 19

MSSV: 60601700

lượng sơ cấp bằng 2,2 lần nhu cầu nhiệt lượng hằng năm của xí nghiệp.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Chƣơng 2

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM

&

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 20 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

2.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM

2.1.1. Vật liệu sấy, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

2.1.1.1. Vật liệu sấy (VLS)

Cá ba sa phi lê mua ở siêu thị Co.op mart. Chọn những mẫu cá phi lê có kích

thước tương tự nhau để nguyên liệu đầu vào tương đối ổn định.

2.1.1.2. Dụng cụ thí nghiệm

+ Thước dây để đo kích thước mẫu cá, độ chính xác 0,1cm có thang đo từ

1100cm.

+ Cân điện tử 1000g, độ chính xác 0,01g, đồng hồ bấm giờ, các khay đựng.

+ Đồng hồ điện năng.

+ Thiết bị đo độ ẩm và tốc độ gió Hygro Thermo - Anemometer.

Hình 2.1. Máy phân tích Hygro Thermo Hình 2.2. Cân phân tích

- Anemometer

2.1.1.3. Thiết bị thí nghiệm

- Tủ sấy:

+ Kích thước buồng làm việc: cao H300 x rộng W300 x sâu D300

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 21

MSSV: 60601700

+ Tốc độ gia nhiệt: điều chỉnh trong khoảng 1  10 oC/min

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ Gió cấp: điều chỉnh trong khoảng 5  50 l/min

Hình 2.3: Tủ sấy

- Hệ thống sấy đa năng bằng tách ẩm, gia nhiệt và bức xạ hồng ngoại tại Phòng Quá

trình và Thiết bị được áp dụng thí nghiệm có các thông số kỹ thuật như sau:

+ Kích thước thiết bị: L990 x W450 x H1850 mm

+ Công suất bơm nhiệt: Nmax = 0,5 HP

+ Không khí sau khi tách ẩm có nhiệt độ, độ ẩm có thể thay đổi bằng cách thay

đổi lưu lượng không khí qua cụm tách ẩm.

+ Tiếp theo không khí qua dàn nóng, bộ gia nhiệt thứ cấp để gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết cho quá trình sấy. Nhiệt độ có thể điều chỉnh từ 35 ÷ 75 oC nhờ bộ

điều khiển nhiệt độ.

+ Vận tốc tác nhân sấy trong buồng sấy là có thể thay đổi ở 3 tốc độ gió khác

nhau 0,55; 1,10 và 1,65 m/s bằng cách thay đổi các tấm chặn bên trong buồng

sấy.

+ Đèn hồng ngoại được bố trí trên các khay sấy bên trong buồng sấy, đèn hồng

ngoại có thể tắt/mở theo chu kỳ, thời gian tắt mở cũng được điều chỉnh theo yêu

cầu.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 22 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 2.4: Hệ thống sấy đa năng: sấy đối lưu thông thường, sấy đối lưu ứng dụng công

nghệ tách ẩm - gia nhiệt và sấy đối lưu sử dụng bức xạ hồng ngoại

2.1.2. Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS

2.1.2.1. Xác định kích thƣớc và khối lƣợng của VLS

+ Sử dụng thước dây xác định các kích thước của mẫu cá: chiều dài, chiều rộng,

chiều dày.

+ Sử dụng cân điện tử cân mẫu.

2.1.2.2. Xác định độ ẩm của VLS

Độ ẩm là một thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 23

MSSV: 60601700

Căn cứ vào độ ẩm đầu và cuối mà chúng tôi có thể tính được thời gian sấy lý thuyết

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

cũng như thời gian bảo quản. Độ ẩm đầu của vật liệu sấy cũng như độ ẩm của sản

phẩm sau sấy được xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi.

Nguyên tắc của phương pháp: Lấy cốc sứ đem sấy ở 105oC cho đến khối

lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và cân ở cân phân tích chính xác đến

0,01g.

Cân m (g) mẫu cho vào cốc. Sau đó, cho vào tủ sấy ở 105oC, sấy đến khối

lượng không đổi. Sau khi sấy đến khối lượng không đổi, đem làm nguội trong bình

hút ẩm khoảng 10 ÷ 15 phút và đem cân ở cân phân tích chính xác như trên.

Độ ẩm được tính như sau:

Độ ẩm của vật liệu = (%)

Trong đó:

G: khối lượng cốc (g)

G1: khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy (g)

G2: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy (g)

2.1.2.3. Đánh giá chất lƣợng mẫu sản phẩm

Chất lượng sản phẩm được đánh giá cảm quan qua màu sắc và mùi vị của

sản phẩm sau khi sấy.

2.1.3. Thực nghiệm

2.1.3.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm

Để tìm được quy trình công nghệ sấy cá tối ưu nhất, mẫu cá được sấy với sự

thay đổi của ba yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy: phương pháp sấy, vận tốc TNS,

nhiệt độ TNS. Từ đó, tìm ra phương pháp sấy thích hợp với nhiệt độ TNS và vận tốc

tác nhân sấy tối ưu.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 24 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Trình tự thí nghiệm:

+ Thí nghiệm sấy mẫu với ba phương pháp: sử dụng bức xạ hồng ngoại, sấy đối

lưu gia nhiệt thông thường và sấy đối lưu sử dụng bơm nhiệt kết hợp với tách ẩm. Từ

đó chọn được phương pháp sấy thích hợp.

+ Thí nghiệm sấy mẫu ở ba chế độ nhiệt độ 45oC, 55oC và 65oC để chọn được

nhiệt độ sấy hiệu quả nhất.

+ Thí nghiệm sấy mẫu với vận tốc tác nhân sấy khác nhau: 0,55m/s; 1,1m/s và

1,65m/s để chọn vận tốc tác nhân sấy thích hợp.

Trên cơ sở kết quả thí nghiệm, chọn được quy trình công nghệ tối ưu để đưa

vào áp dụng thực tế.

2.1.3.2. Tiến hành thí nghiệm

a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.5. I-Bộ lọc khí; II-Dàn lạnh; III-Máy nén; IV-Dàn nóng; V-Cụm gia nhiệt; VI-

Quạt tuần hoàn; VII-đèn UV; VIII-Buồng sấy; IX-Ống khí thải

Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu cần sấy được đưa vào buồng sấy [VIII] trên

các khay sấy. Không khí từ ngoài được quạt hút qua bộ lọc [I], qua dàn lạnh [II] nhằm

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 25

MSSV: 60601700

tách ẩm không khí. Tiếp theo, không khí qua dàn nóng [IV] để gia nhiệt sơ bộ, sau đó

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

qua cụm gia nhiệt [V] để nâng đến nhiệt độ cần thiết của quá trình sấy. Không khí

trong buồng sấy được tuần hoàn nhờ quạt [VI]. Nhiệt độ trong buồng sấy được duy trì

ổn định nhờ hệ thống điều khiển tự động.

b) Quy trình công nghệ

Thực hiện thí nghiệm sấy cá ba sa phi lê theo quy trình công nghệ sau:

Hình 2.6. Quy trình công nghệ sấy mẫu thí nghiệm

Thuyết minh quy trình:

+ Nguyên liệu: Cá ba sa phi lê tươi được mua ở siêu thị Co.op mart, các mẫu

được chọn đồng đều về kích thước để đầu vào ổn định.

+ Tiến hành cân khối lượng, đo kích thước mẫu cá.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 26 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ Xếp mẫu vào khay, cân khối lượng khay và mẫu.

+ Bật máy, cài đặt nhiệt độ TNS trong buồng sấy. Chờ cho nhiệt độ TNS đạt

đến giá trị cài đặt và hệ thống hoạt động ổn định đưa khay vào buồng sấy bắt đầu quá

trình sấy.

+ Xác định khối lượng của mẫu sau những khoảng thời gian nhất định đến khi

độ ẩm VLS không đổi sau ba lần cân thì kết thúc thí nghiệm.

c) Vận hành thiết bị

Hình 2.7: Tủ điện điều khiển thiết bị sấy thử nghiệm

Mở CB tổng, nhấn nút MỞ, hệ thống sẵn sàng hoạt động. Cài đặt nhiệt độ mong

muốn của TNS trên bộ điều chỉnh nhiệt độ, bật công tắc quạt cấp, bật công tắc cụm

tách ẩm (nếu có), bật công tắc cụm gia nhiệt; chờ đến khi đạt đến giá trị nhiệt độ cài

đặt. Trong thời gian chờ hệ thống hoạt động ổn định, cân VLS cho vào các khay rồi

đưa vào buồng sấy và tiến hành lấy số liệu. Trong 30 phút đầu tiên cứ 10 phút cân mẫu

một lần, sau đó chu kỳ 30 phút cân một lần để xác định độ giảm ẩm của vật liệu. Trong

suốt quá trình sấy, nhiệt độ TNS luôn được điều chỉnh tự động.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 27

MSSV: 60601700

2.1.4. Phương pháp xử lý số liệu

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel để tính toán và vẽ các đồ thị đường cong

sấy, đường cong tốc độ sấy.

2.1.5. Tính toán chi phí cho quá trình sấy và hiệu quả kinh tế

Từ quy trình công nghệ sấy chọn được, tiến hành tính toán chi phí cho quá trình

sấy, đánh giá hiệu quả kinh tế.

2.2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

2.2.1.Tính chất cơ lý của mẫu cá ba sa phi lê

Kích thước, hình dáng và khối lượng, độ ẩm liên quan đến việc chế biến, vận

chuyển và bảo quản, nó được xem là thông số kỹ thuật quan trọng cho từng loại sản

phẩm. Chúng tôi đã tiến hành đo thí nghiệm và thu được kết quả bảng 2.1 ÷ 2.3

Bảng 2.1: Kích thước, khối lượng của mẫu cá

Chiều rộng Bề dày Chiều dài Khối lƣợng Mẫu cm g cm cm

1 9 20 124,23 1

2 8 18 108,25 1

3 8 18 122,6 1

4 9 18 123,63 1

5 10 20 138,56 1

6 10 20 132,95 1

7 9 19 127,97 1

9 19 123,5 1 Trung bình

Bảng 2.2. Đo ẩm độ đầu của mẫu cá.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 28 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Khối lƣợng mẫu Khối lƣợng mẫu Độ ẩm đầu khô Mẫu

g % g

1 108,25 18,91 82,53

2 124,23 18,71 84,94

3 123,63 16,79 86,42

18,14 84,63 Trung bình 118,7

Bảng 2.3. Khối lượng riêng của mẫu cá.

Khối lƣợng

Mẫu Thể tích m3 Khối lƣợng riêng kg/m3 g

1 124,32 1,6.10-4 777

2 108,25 1,35.10-4 801,85

3 122,6 1,44.10-4 851,39

4 123,63 1,44.10-4 858,54

5 138,56 1,6.10-4 866,00

6 132,95 1,6.10-4 830,94

7 127,97 1,35.10-4 947,93

847,66 Trung bình 123,5 1,48.10-4

2.2.2. Thí nghiệm sấy cá ba sa phi lê

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 29

MSSV: 60601700

2.2.2.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sấy

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Thí nghiệm sấy mẫu với ba phương pháp: sử dụng bức xạ hồng ngoại, sấy đối

lưu gia nhiệt thông thường và sấy đối lưu sử dụng bơm nhiệt kết hợp với tách ẩm với

cùng vận tốc TNS, nhiệt độ sấy

Bảng 2.4. Các PPS đối lưu và thông số hoạt động tương ứng

Thông số của TNS

TT Phƣơng pháp sấy Ký hiệu Vận tốc, Độ ẩm, Lƣu lƣợng TNS, m3/h m/s Nhiệt độ, oC %

1 Bức xạ hồng ngoại 0,55 60,0 HN -

2 Điện trở 0,55 15,3 161 GN 55

3 Bơm nhiệt TA-GN 0,55 4,6 55

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 30 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 2.5. Kết quả thí nghiệm sấy mẫu với phương pháp sấy khác nhau (nhiệt độ sấy 55oC, vận tốc TNS 0,55 m/s)

Hồng ngoại TA-GN Gia nhiệt t

U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk

0 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62

10 84,36 1,11 539,56 83,66 3,85 512,15 84,10 2,19 528,76

20 84,16 0,84 531,14 83,16 1,85 493,70 83,50 2,28 505,93

30 83,97 0,75 523,65 82,68 1,63 477,35 83,01 1,75 488,44

60 83,43 0,68 503,34 80,99 1,71 426,02 81,50 1,60 440,55

90 82,77 0,76 480,49 79,15 1,54 379,68 80,00 1,35 399,97

120 82,18 0,65 461,01 77,00 1,50 334,73 78,47 1,18 364,54

150 81,49 0,69 440,31 74,65 1,34 294,46 77,03 0,97 335,41

180 80,79 0,66 420,45 71,97 1,26 256,71 75,74 0,77 312,22

210 80,09 0,60 402,34 68,91 1,17 221,67 74,30 0,77 289,04

240 79,42 0,54 385,99 65,68 1,01 191,38 72,87 0,68 268,60

270 78,98 0,34 375,77 62,19 0,90 164,45 71,52 0,58 251,11

300 78,23 0,55 359,37 58,36 0,81 140,17 70,30 0,48 236,72

330 77,43 0,55 342,98 54,00 0,76 117,39 68,99 0,47 222,49

360 76,60 0,52 327,37 49,51 0,65 98,04 67,84 0,38 210,95

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 31

MSSV: 60601700

390 75,67 0,54 311,02 44,78 0,56 81,09 66,76 0,34 200,88

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

420 74,83 0,46 297,27 40,17 0,46 67,15 65,56 0,35 190,36

450 73,71 0,56 280,34 36,40 0,33 57,23 64,31 0,34 180,19

480 72,61 0,51 265,07 33,37 0,24 50,08 63,04 0,32 170,53

510 71,33 0,54 248,77 31,05 0,17 45,03 61,82 0,29 161,88

540 70,17 0,45 235,22 28,99 0,14 40,82 60,67 0,25 154,26

570 68,87 0,46 221,27 27,12 0,12 37,22 59,50 0,25 146,89

600 67,58 0,43 208,45 25,32 0,11 33,91 58,29 0,24 139,77

630 66,23 0,41 196,12 23,43 0,11 30,60 57,09 0,22 133,06

660 64,83 0,39 184,37 21,52 0,11 27,42 55,84 0,22 126,45

690 63,39 0,38 173,12 19,62 0,10 24,41 54,51 0,22 119,84

720 61,88 0,36 162,35 18,04 0,08 22,01 53,14 0,22 113,38

750 0,33 0,07 0,21 107,03 60,41 152,56 16,60 19,91 51,70

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 32 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 2.8. Đồ thị biểu diễn đường cong sấy với phương pháp khác nhau (nhiệt độ sấy 55oC, vận tốc TNS 0,55 m/s)

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 33

MSSV: 60601700

Hình 2.9. Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy với phương pháp khác nhau (nhiệt độ sấy 55oC, vận tốc TNS 0,55 m/s)

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Từ kết quả ở bàng 2.5 và hình 2.7, 2.8 cho ta thấy rõ hiệu quả của từng phương

pháp khác nhau. Phương pháp sấy đối lưu có kết hợp tách ẩm gia nhiệt mang lại

hiệu quả cao hơn rất nhiều so với hai phương pháp gia nhiệt thông thường và sử

dụng bức xạ hồng ngoại. Điều này có thể được lý giải: vớp phương pháp sấy bằng

phương pháp tách ẩm –gia nhiệt, TNS được tách ẩm (tách ra một lượng nước) sau đó được gia nhiệt đến nhiệt độ sấy cần khảo sát là 55oC, khi vào buồng sấy TNS có

độ ẩm tương đối là thất nhất (khô nhất  = 4,6%) điều này làm tăng động lực quá

trình sấy, dẫn đến quá trình tách ẩm bên trong vật liệu sấy ra ngoài diễn ra nhanh

hơn, tăng vận tốc sấy, rút ngắn thời gian sấy. Hơn thế nữa, với phương pháp sấy

tách ẩm – gia nhiệt là năng lượng tiêu tốn cho việc gia nhiệt TNS thông qua việc

“vận tải nhiệt” thấp hơn so với trường hợp sử dụng điện trở để “cấp nhiệt” cho

TNS.

Đối với phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại thì tốc độ sấy thấp nhất và

chất lượng sản phẩm sau sấy kém (bề mặt sản phẩm chai cứng và đổi màu), mặc dù

năng lượng tiêu tốn cho quá trình sấy chỉ bằng 29% so với quá trình sấy đối lưu thông

thường. đều này có thể lý giải do TNS có độ ẩm cao nhất, tốc độ sấy thấp, thời gian

sấy dài làm chất lượng sản phẩm giảm, mặt khác bức xạ hồng ngoại làm cho bề mặt

vật liệu bị chai cứng dẫn đến ẩm khó thoát ra ngoài.

Theo các tác giả [….] sấy bằng bức xạ hồng ngoại các tia bức xạ cấp cho phân

tử nước, làm cho nước dễ dàng thoát ra ngoài, tuy nhiên chế độ đóng ngắt đèn hồng

ngoại ở tỉ lệ thích hợp cần phải nghiên cứu, trong nghiên cứu này thử nghiệm sấy bức

xạ hồng ngoại với chu kỳ đóng/ngắt là 3 phút/1 phút nhằm quà trình thải ẩm được dễ

dàng, với chu kỳ này thì phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại sấy cá ba sa phi lê chưa

đạt hiệu quả như mong muốn.

Với độ ẩm cần thiết của sản phẩm cần đạt được dưới 20%, chất lượng sản phẩm

sau quá trình sấy thì sử dụng phương pháp sấy đối lưu kết hợp tách ẩm - gia nhiệt là tối

ưu, được lựa chọn làm công nghệ sấy cá ba sa phi lê.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 34 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Để có những thông số cần thiết của quá trình sấy, thông số nhiệt độ sấy và vận

tốc TNS của phương pháp sấy tách ẩm – gia nhiệt cũng được chúng tôi nghiên cứu thử

nghiệm.

2.2.2.2. Khảo sát sự ảnh hƣởng của nhiệt độ TNS

Bảng 2.6: Các thông số hoạt động tương ứng của phương pháp sấy đối lưu kết

hợp tách ẩm gia nhiệt ở nhiệt độ khác nhau

Thông số của TNS

TT Lƣu lƣợng TNS, m3/h Nhiệt độ, oC Vận tốc, m/s Độ ẩm, %

45 0,55 6,2 1

55 0,55 4,6 2 161

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 35

MSSV: 60601700

65 0,55 3,2 3

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 2.7. Kết quả thí nghiệm sấy mẫu ở nhiệt độ sấy khác nhau với phương pháp sấy

đối lưu tách ẩm – gia nhiệt( vận tốc TNS 0,55 m/s)

45oC 55oC 65oC

t

U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk

0 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62

10 84,24 1,62 534,39 83,66 3,85 512,15 83,46 4,61 504,50

20 83,93 1,23 522,10 83,16 1,85 493,70 82,77 2,40 480,46

30 83,61 1,19 510,16 82,68 1,63 477,35 82,10 2,17 458,81

60 82,58 1,21 473,95 80,99 1,71 426,02 79,45 2,41 386,64

90 81,81 0,81 449,67 79,15 1,54 379,68 76,76 1,88 330,38

120 80,96 0,81 425,23 77,00 1,50 334,73 74,25 1,40 288,35

150 80,08 0,77 402,09 74,65 1,34 294,46 71,48 1,26 250,68

180 79,12 0,77 379,01 71,97 1,26 256,71 68,43 1,13 216,77

210 78,13 0,72 357,35 68,91 1,17 221,67 65,70 0,84 191,56

240 77,05 0,72 335,79 65,68 1,01 191,38 62,48 0,83 166,51

270 75,98 0,65 316,27 62,19 0,90 164,45 59,03 0,75 144,06

300 74,83 0,63 297,32 58,36 0,81 140,17 56,10 0,54 127,77

330 73,62 0,61 279,00 54,00 0,76 117,39 52,93 0,51 112,43

360 72,39 0,56 262,15 49,51 0,65 98,04 49,48 0,48 97,94

390 71,11 0,53 246,14 44,78 0,56 81,09 46,02 0,42 85,26

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 36 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

420 69,70 0,54 230,07 40,17 0,46 67,15 42,55 0,37 74,06

450 68,42 0,45 216,62 36,40 0,33 57,23 38,96 0,34 63,82

480 66,76 0,53 200.82 33,37 0,24 50,08 35,62 0,28 55,33

510 65,50 0,37 189,83 31,05 0,17 45,03 33,11 0,19 49,49

540 63,84 0,44 176,53 28,99 0,14 40,82 30,90 0,16 44,72

570 62,36 0,36 165,65 27,12 0,12 37,22 28,81 0,14 40,47

600 60,44 0,43 152,77 25,32 0,11 33,91 27,02 0,11 37,02

630 59,01 0,29 143,98 23,43 0,11 30,60 25,43 0,10 34,10

660 57,67 0,26 136,24 21,52 0,11 27,42 24,08 0,08 31,72

690 56,43 0,22 129,54 19,62 0,10 24,41 22,84 0,07 29,59

720 55,26 0,20 123,52 18,04 0,08 22,01 21,71 0,06 27,74

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 37

MSSV: 60601700

750 0,18 0,07 19,91 0,05 26,14 54,13 118,02 16,60 20,73

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 2.10. Đồ thị biểu diễn đường cong sấy ở nhiệt độ khác nhau với phương pháp

tách ẩm – gia nhiệt ( vận tốc TNS v = 0,55m/s)

Hình 2.11. Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy ở nhiệt độ khác nhau với phương

pháp tách ẩm – gia nhiệt ( vận tốc TNS v = 0,55m/s)

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 38 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Mặt dù chất lượng sản phẩm như nhau của cả 2 nhiệt độ sấy 45 và 55oC, nhưng

với mục tiêu độ ẩm sản phẩm phải đạt dưới 20% ta thấy rắng chế độ sấy ở 45oC là không hiệu quả do thời gian sấy dài hơn rất nhiều so với khi sấy ở nhiệt độ 55oC, điều này có thể là do TNS ở nhiệt độ 45oC có độ ẩm tương đối cáo hơn, dẫn đến

độ lực của quá trình sấy thấp hơn.

Khi tăng nhiệt độ sấy đến nhiệt độ 65oC thì kết quả nhận thấy từ thời điểm sấy 400 phút trở đi chế độ sấy 65oC tốc độ sấy xấp xỉ so với chế độ sấy 55oC mặt dù TNS

có độ ẩm tương đối thấp hơn. Khi đó, để sấy vật liệu đạt độ ẩm dưới 20% thì chế độ nhiệt độ 55oC là tối ưu. Về mặt năng lượng, chế độ sấy 55oC cũng ít tiêu hao năng lượng hơn. Trong 790 phút chế độ sấy ở 65oC tiêu thụ 54,6 kWh còn chế độ 55oC chỉ

tiêu thụ 45,5 kWh. Hơn nữa, do sấy ở nhiệt độ cao hơn sản phẩm sau sấy ở nhiệt độ 65oC có màu xậm hơn và mỡ chảy ra trên bề mặt vật liệu. Do vậy, chọn giá trị thông số nhiệt độ của phương pháp sấy tách ẩm gia nhiệt là 55oC để thiết kế hệ thống sấy

trong thực tế.

2.2.2.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của vận tốc TNS

Ảnh hưởng của vận tốc TNS đến hiệu quả quá trình sấy đối lưu kết hợp tách ẩm

gia nhiệt cũng đã được khảo sát và đánh giá. Kết quả minh họa ở bảng 2.8, hình 2.11

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 39

MSSV: 60601700

và 2.12.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 2.8. Kết quả thí nghiệm sấy mẫu ở vận tốc TNS khác nhau với phương pháp sấy tách ẩm – gia nhiệt (nhiệt độ 55oC, độ ẩm TNS 4,6%)

0,55m/s 1,1m/s 1,65m/s

t

U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk U(%) dUk/dt Uk

0 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62 84,63 0,00 550,62

10 83,66 3,85 512,15 83,46 4,60 504,60 82,77 7,03 480,31

20 83,16 1,85 493,70 82,37 3,73 467,27 81,67 3,47 445,58

30 82,68 1,63 477,35 81,20 3,52 432,05 80,69 2,76 417,95

60 80,99 1,71 426,02 78,77 2,04 370,97 77,69 2,32 348,22

90 79,15 1,54 379,68 76,15 1,72 319,31 74,99 1,61 299,80

120 77,00 1,50 334,73 73,31 1,49 274,71 72,71 1,11 266,49

150 74,65 1,34 294,46 70,34 1,25 237,14 70,45 0,94 238,39

180 71,97 1,26 256,71 67,39 1,02 206,62 68,13 0,82 213,76

210 68.91 1,17 221,67 64,51 0,83 181,73 65,68 0,75 191,39

240 65,68 1,01 191,38 61,49 0,74 159,66 63,12 0,68 171,13

270 62,19 0,90 164,45 58,57 0,61 141,35 60,67 0,56 154,29

300 58,36 0,81 140,17 55,54 0,55 124,92 58,12 0,52 138,77

330 54,00 0,76 117,39 52,57 0,47 110,83 55,31 0,50 123,77

360 49,51 0,65 98,04 49,65 0,41 98,62 52,28 0,47 109,56

390 44,78 0,56 81,09 46,49 0,39 86,88 49,36 0,40 97,45

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 40 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

420 40,17 0,46 67,15 43,21 0,36 76,08 46,50 0,35 86,93

450 36,40 0,33 57,23 40,51 0,27 68,10 43,48 0,33 76,93

480 33,37 0,24 50,08 37,64 0,26 60,35 40,38 0,31 67,72

510 31,05 0,17 45,03 34,61 0,25 52,93 37,23 0,28 59,30

540 28.99 0,14 40,82 31,50 0,23 45,99 34,23 0,24 52,04

570 27,12 0,12 37,22 28,27 0,22 39,41 31,38 0,21 45,72

600 25,32 0,11 33,91 24,85 0,21 33,07 28,81 0,18 40,46

630 23,43 0,11 30,60 21,24 0,20 26,97 26,32 0,16 35,72

660 21,52 0,11 27,42 18,22 0,16 22,27 23,96 0,14 31,51

690 19,62 0,10 24,41 15,62 0,13 18,52 21,93 0,11 28,09

720 18,04 0,08 22,01 13,57 0,09 15,70 20,06 0,10 25,09

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 41

MSSV: 60601700

750 16,60 0,07 19,91 12,14 0,06 13,82 18,34 0,09 22,46

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 2.12. Đồ thị biểu diễn đường cong sấy ở vận tốc TNS khác nhau với phương pháp tách ẩm – gia nhiệt (nhiệt độ 55oC, độ ẩm TNS 4,6%)

Hình 2.13. Đồ thị biểu diễn đường cong tốc độ sấy với vận tốc TNS khác nhau với phương pháp sấy tách ẩm – gia nhiệt (nhiệt độ 55oC, độ ẩm TNS 4,6%)

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 42 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Với vận tốc TNS khác nhau, tốc độ sấy thay đổi không rõ rệt lắm. Tuy nhiên để

sản phẩm đạt được độ ẩm dưới 20% ta thấy sử dụng vận tốc TNS 1,1m/s là hiệu quả

hơn cả vì cùng thời gian 790 phút sản phẩm thu được có độ ẩm thấp nhất. Hơn nữa, về

mặt năng lượng sử dụng vận tốc TNS cũng cho thấy rõ sự hiệu quả so với hai vận tốc

TNS còn lại. Trong 790 phút chế độ sấy vận tốc TNS 1,1m/s tiêu thụ 45,5 kWh trong

khi đó với vận tốc TNS 0,55m/s và 1,65m/s lần lượt là 45,5 và 42,5 kWh. Sự chênh

lệch giữa sử dụng vận tốc TNS 0,55m/s và 1,1m/s không đáng kể. Chọn chế độ sấy với

vận tốc TNS 1,1m/s đưa vào thực tế sản xuất.

Từ các kết quả thu được, các thông số được chọn để thiết kế hệ thống sấy như

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 43

MSSV: 60601700

sau: sử dụng phương pháp sấy đối lưu ứng dụng công nghệ kết hợp tách ẩm – bơm nhiệt với nhiệt độ TNS là 55oC, vận tốc TNS 1,1m/s.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Chƣơng 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT

BỊ SẤY

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 44 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

3.1. THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

3.1.1. Vật liệu sấy (VLS)

+ VLS: phi lê cá ba sa

+ Độ ẩm ban đầu: w1 = 84,63%

+ Độ ẩm sau khi sấy: w2 = 15% + Khối lượng riêng của VLS: ρ = 847,66 kg/m3

+ Năng suất: G2 = 1000 kg sản phẩm/mẻ.

+ Nguyên liệu: kg/mẻ

3.1.2. Tác nhân sấy

3.1.2.1. Trạng thái không khí ngoài trời (trƣớc khi vào dàn lạnh– trạng

thái 1)

Không khí được đưa vào dàn lạnh để tách ẩm (nhằm giảm độ chứa hơi) là

không khí bên ngoài môi trường. Phân xưởng sản xuất đặt tại Cần Thơ, theo [4] tr.101

các thông số vật lý của không khí như sau: - Nhiệt độ không khí vào: θ1 = 27oC

- Độ ẩm tương đối của không khí: φ1 = 83%

Áp suất bão hòa của khí ở nhiệt độ này:

- Hàm ẩm không khí ở trạng thái này:

kg ẩm/kg kkk (3.1)

Với B là áp suất hỗn hợp không khí; B = 1 at

kg ẩm/kg kkk

- Entanpy của không khí ẩm theo [2] tr.28:

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 45

MSSV: 60601700

kJ/kgkk (3.2)

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

kJ/kgkk

3.1.2.2. Trạng thái không khí ra khỏi dàn lạnh (vào dàn nóng – trạng thái 2)

Theo kết quả thực nghiệm, nhiệt độ không khí ra khỏi dàn lạnh:

- Nhiệt độ θ2 = 15oC

- Độ ẩm tưởng đối: φ2 = 100%

Từ giản đồ I – d của không khí ẩm, ta tìm được:

- Hàm ẩm của dòng không khí ra: x2 = 0,01 kg/kg kkk

- Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy: I2 = 42 kJ/kg kkk

3.1.2.3. Trạng thái không khí sau dàn nóng (vào caloripher – trạng thái 3)

Theo kết quả thực nghiệm, nhiệt độ không khí ra khỏi dàn nóng:

- Nhiệt độ θ3 = 45oC

- Hàm ẩm của dòng không khí ra: x3 = x2 = 0,01 kg/kg kkk

Từ giản đồ I – d của không khí ẩm, ta tìm được:

- Độ ẩm tương đối: φ3 = 19%

- Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy: I3 = 73,5 kJ/kg kkk

3.1.2.4. Trạng thái không khí sau khi qua caloripher (vào buồng sấy –trạng

thái 4)

Theo kết quả thực nghiệm, nhiệt độ không khí vào buồng sấy:

- Nhiệt độ θ4 = 55oC

- Hàm ẩm của dòng không khí ra: x4 =0,01 kg/kg kkk

Từ giản đồ I – d của không khí ẩm, ta tìm được:

- Độ ẩm tương đối: φ4 = 10%

- Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy: I4 = 85 kJ/kg kkk

3.1.2.5. Trạng thái không khí ra khỏi buồng sấy (trạng thái 5)

Nhiệt độ không khí ra khỏi buồng sấy θ5 cần chọn đủ nhỏ để giảm tổn thất nhiệt

do tác nhân sấy mang đi nhưng cũng phải đủ xa trạng thái bão hòa để tránh hiện tượng

đọng sương lên bề mặt vật liệu đã được sấy khô.

Do vậy, chọn trạng thái không khí ra như sau:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 46 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Nhiệt độ θ5 = 33oC

- Độ ẩm tương đối: φ5 = 83%

Từ giản đồ I – d của không khí ẩm:

- Hàm ẩm của dòng không khí ra: x5 = 0,026 kg/kg kkk

- Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy: I5 = 101 kJ/kg kkk

3.1.2.6. Lƣợng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm

Lượng không khí khô cần thiết theo [2] CT 7.13 tr.13 được tính theo công thức:

kg kk/mẻ (3.3)

W là lượng ẩm tách ra trong một mẻ:

W = G1 – G2 = 5530,25 – 1000 = 4530,25 kg/mẻ

kg kkk/mẻ

Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm được tính theo công thức:

kg kkk/kg ẩm

kg kkk/kg ẩm

3.2. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY

3.2.1. Cân bằng năng lượng

Các dòng nhiệt lượng đi vào thiết bị sấy:

Không khí mang vào: L0 . I0

Do dàn lạnh: L0.(I2 – I0)

Do dàn nóng: L0.(I3 – I2)

Do caloripher: Qs

Vật liệu: G1 . Cvl . θvl1

Các dòng nhiệt mang ra khỏi thiết bị sấy:

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 47

MSSV: 60601700

Không khí: L0 . I5

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

VLS: G2 . Cvl . θvl2

Nhiệt mất mát: Qm

Phương trình cân bằng nhiệt:

L0 . I3 + G1 . Cvl . θvl1 + Qs = L0 . I5 + G2 . Cvl . θvl2 +Qm

Qs = L0 (I5 – I3) + G2.Cvl.θvl2 – G1.Cvl.θvl1 + Qm (3.5)

Vì W = G1 – G2

Do đó: G1.Cvl.θvl1 = Cvl.θvl1.(G2+W) = Cvl.G2.θvl1 + Cvl.θvl1.W (3.6)

Từ (3.5) và (3.6) suy ra:

Qs = L0.(I5 – I3) + G2.Cvl.θvl2 – Cvl.G2.θvl1 – Cvl.θvl1.W + Qm

Chia phương trình cho lượng ẩm bay hơi W, ta được:

Vậy nhiệt lượng tiêu hao riêng cho toàn thiết bị:

(3.4)

Đặt : nhiệt lượng tổn thất chung.

Từ (3.7) ta suy ra:

(3.5)

Xét quá trình sấy lý thuyết: ∆ = 0

Nhiệt lượng tiêu hao riêng lý thuyết:

kJ/kg ẩm

Nhiệt lượng tiêu hao lý thuyết của toàn quá trình sấy:

kJ/mẻ

Xét quá trình sấy thực tế:

Xem mất mát nhiệt là 10% so với lý thuyết:

kJ/kg ẩm

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 48 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Nhiệt độ vật liệu trước khi vào buồng sấy: θvl1 = 25oC Nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy: θvl2 = 40oC

Nhiệt độ trung bình của vật liệu:

Nhiệt dung riêng của nước ở 25oC: C1 = 4,191 kJ.kg.độ, theo [4] tr.310 Nhiệt dung riêng của nước ở 40oC: C2 = 4,189 kJ/kg.độ, theo [4] tr 310 Nhiệt dung riêng của vật liệu ở 25oC: C0 = 3,70 kJ/kg.độ

Nhiệt dung riêng của vật liệu:

(3.6)

kJ/kg.độ

(với là phần khối lượng chất khô trong vật liệu thành phẩm)

Nhiệt lượng tổn thất chung:

(3.7)

kJ/kg/ẩm

Nhiệt lượng tiêu hao riêng thực tế:

kJ/kg ẩm

Nhiệt lượng tiêu hao thực tế của toàn quá trình sấy:

kJ/mẻ

3.2.2. Thời gian sấy

Thời gian sấy trong điều kiện không đổi của không khí có thể được tính bằng

phương trình gần đúng theo [8]:

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 49

MSSV: 60601700

Thời gian sấy đẳng tốc: (3.8)

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Thời gian sấy giảm tốc: (3.9)

Trong đó:

Nc: tốc độ sấy đẳng tốc, kg ẩm/( kg chất khô. s)

lần lượt là hàm ẩm đầu, cuối, tới hạn và cân bằng.

Tổng thời gian sấy:

Theo số liệu thực nghiệm ở các bảng 2.5, 2.6, 2.7 có thể chọn gần đúng hàm ẩm

cân bằng = 8%.

Tốc độ sấy ở đầu giai đoạn sấy giảm tốc cũng chính là tốc độ sấy ở giai đoạn

sấy đẳng tốc

(3.10)

R: kích thước đặc trưng của VLS (m) Ρ: khối lượng riêng của VLS (kg/m3) F: bề mặt bay hơi của VLS (m2)

G0: khối lượng VLS khô (kg/mẻ)

J2: cường độ bay hơi ẩm trên bề mặt vật liệu

(3.11)

(3.12) J1 là mật độ dòng nhiệt:

Với α1 hệ số dẫn nhiệt đối lưu cưỡng bức giữa TNS và VLS.

Theo kinh nghiệm α1 được tính như sau:

Khi tốc độ TNS đi trong thiết bị sấy

(3.13)

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 50 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Tốc độ của TNS

W/m2.độ

Nhiệt độ trung bình của TNS tk = 44oC

tb: nhiệt độ bề mặt VLS chính là nhiệt độ của nhiệt kế bầu ướt.

tb = 32,5oC

r: ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm. Ở nhiệt độ 44oC ta có r = 2297 kJ/kg.độ theo bảng

58[4]

Suy ra:

kJ/m2.h

Diện tích xung quanh một mẫu VLS:

Fxq1 = (0,19.0,09 + 0,19.0,01 + 0,09.0,01).2 = 0,04 m2

Với 5530,25 kg VLS diện tích xung quanh tổng của VLS:

m2

Trong đó: khối lượng một mẫu VLS là 123,5g. Diện tích bề mặt bay hơi của VLS: F = Fxqt, m2

Vậy: ẩm/h

Theo số liệu thực nghiệm bảng 2.5, 2.6, 2.7 và đồ thị 2.8 đến 2.13 ta chọn hàm

ẩm tới hạn = 50%.

Vậy: h

Trong thử nghiệm sấy mẫu cá ba sa phi lê đã thực hiện ở phần thực nghiệm,

thời gian sấy trung bình để sản phẩm đạt 15% là 12h. Sự chênh lệch giữa thời gian tính

được và thời gian thực tế là do thiết bị sấy thiết kế với năng suất lớn hơn, trong công

thức sử dụng tính toán có nhiều yếu tố được xác định dựa trên kinh nghiệm và tính gần

đúng. Vì thế, khi đưa thiết bị sấy vào hoạt động trong thực tế, ta phải dựa vào yêu cầu

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 51

MSSV: 60601700

sản phẩm để xác định lại thời gian sấy chính xác.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

3.3. THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY

3.3.1. Khay sấy

VLS có kích thước trung bình 190 × 90 × 10 mm

Khối lượng trung bình một mẫu: 123,5 g Diện tích của một mẫu: 0,0171 m2

Khối lượng VLS: G1 = 5530,25 kg

Số mẫu VLS cần sấy: 44780 mẫu

m2 Diện tích bề mặt vật liệu chiếm chỗ:

m2 Diện tích bề mặt chứa VLS cần thiết kế:

VLS được xếp một lớp lên các khay sấy trước khi cho vào buồng sấy và không

xếp chồng.

Chọn khay sấy có kích thước: 1200 × 1000 mm

Số khay cần dùng: khay

Để kết cấu thẩm mỹ, buồng sấy được chia thành 6 khoang, mỗi khoang bố trí

một xe đẩy, trên mỗi xe chứa 128 khay.

Trọng lượng một khay sấy phải chịu:

Khay sấy được chế tạo như sau:

+ Kích thước: Dài 1200 × Rộng 1000 mm

+ Vật liệu vành: inox vuông 304, kích thước 12 × 12 mm

+ Vật liệu khay: lưới inox 304 dày 1 mm, dập lỗ Ø10

+ Số lượng: 768 khay

Khay sấy đặt vào buồng sấy trên hai thanh V25 vật liệu inox 430, dày 2mm,

chiều dài thanh 2410 mm. Hai thanh V25 đỡ hai khay sấy. Số lượng thanh V cần dùng

là 768 thanh.

3.3.2. Khung đỡ khay sấy

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 52 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Các khung đỡ được thiết kế để chịu lực. Một khung có tấm ngăn ở giữa để chia

khung thành hai tầng riêng biệt, phía dưới có bánh xe. Như vậy khung cũng chính là

một chiếc xe đẩy.

+ Kích thước: D2510 × R1114 × C2117 mm

+ Vật liệu: inox vuông 304, kích thước 50 × 50 mm

+ Số lượng: 6 khung

3.3.3. Cách nhiệt cho buồng sấy

Mục đích của việc tính toán là chọn bề dày lớp cách nhiệt hợp lý để hệ số

truyền nhiệt qua thành thiết bị sấy trong khoảng 0,2 ÷ 0,6 (W/m2.độ)

Nhiệt độ trung bình của tác nhân trong buồng sấy:

Các thông số vật lý của không khí tra theo nhiệt độ tk:

Khối lượng riêng

Hệ số dẫn nhiệt W/m.độ

Độ nhớt động lực học

Chuẩn số Pr = 0,699

Chọn nhiệt độ thành trong của buồng là tT2 = 48oC, nhiệt độ thành ngoài của

buồng là tT1 = 40oC

Độ lệch nhiệt độ bên trong buồng: ∆T2 = 48 – 40 = 8oC Nhiệt độ không khí bên ngoài buồng: t = 36oC Độ lệch nhiệt độ bên ngoài buồng: ∆T1 = tT1 – t = 40 - 36 = 4oC

Nhiệt độ trung bình của không khí ngoài buồng:

Các thông số vật lý của không khí tra theo nhiệt độ t:

Khối lượng riêng

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 53

MSSV: 60601700

Hệ số dẫn nhiệt W/m.độ

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Độ nhớt động lực học

Chuẩn số Pr = 0,7

a) Tính hệ số cấp nhiệt từ thành trong đến tác nhân sấy α2 (W/m2.độ) chế độ

cƣỡng bức

(3.8)

Với λk: hệ số dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ trung bình trong buồng

(W/m.độ)

L: chiều dài buồng sấy, m

Nu2: chuẩn số Nussen: Nu2 = c . Ren

(3.9)

Với v = 1,1 m/s là vận tốc không khí trong buồng.

dtd là đường kính tương đương của buồng sấy

m

Suy ra:

Vì Re > 105 nên ta có c = 0,032; n = 0,8 theo [6] tr.8.

W/m2.độ Suy ra:

Nhiệt tải riêng truyền từ thành vào tác nhân sấy:

b) Tính hệ số cấp nhiệt từ môi trƣờng đến mặt ngoài buồng sấy

(W/m2.độ) (3.10)

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 54 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

: hệ số dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ trung bình môi trường (W/m.độ)

H: chiều cao buồng sấy

Nu: chuẩn số Nussen

(3.11)

Các thông số vật lý trong công thức trên lấy theo nhiệt độ tm

Khối lượng riêng ρm = 1,138 kg/m3

Hệ số dẫn nhiệt λm = 0,274 W/m.độ Độ nhớt động lực học μm = 19,01.10-6 N.s/m2

Chuẩn số Pr’ = 0,6993

PrT1 = 0,699 theo nhiệt độ tường ngoài là 40oC Với tích số (Gr . Pr) > 109 thì:

(3.12)

W/m2.độ

Nhiệt tải riêng truyền từ thành ngoài vào môi trường:

Kiểm tra giả thiết về nhiệt độ:

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 55

MSSV: 60601700

Suy ra có thể chấp nhận được giả thuyết về nhiệt độ và giá trị hệ số cấp nhiệt.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Cách nhiệt cho tường buồng sấy:

Tường buồng sấy được thiết kế như sau:

Hình 3.1. Cấu trúc tường buồng sấy: 1. Lớp vữa xi măng;

2. Tường gạch; 3. Lớp cách nhiệt; 4. Lớp thép bảo vệ

Lớp vữa xi măng δv = 20 mm, λv = 0,88 W/m.độ

Lớp gạch δg = 100 mm, λg = 0,82 W/m.độ

Lớp bông gốm cách nhiệt δcn, λcn = 0,03 W/m.độ

Lớp thép bảo vệ inox 304: δbv = 1,5 mm, λbv = 17,5 W/m.độ Chọn hệ số truyền nhiệt K = 0,5 W/m2.độ

Suy ra bề dày lớp cách nhiệt δcn = 36,9 mm. Chọn δcn = 50 mm.

Khi đó hệ số truyền nhiệt K được tính lại:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 56 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Cách nhiệt cho mái buồng sấy:

Mái buồng sấy được thiết kế như sau:

Hình 3.2. Cấu trúc mái buồng sấy: 1. Lớp thép bảo vệ;

2. Lớp cách nhiệt; 3. Tấm bê tông cốt thép; 4. Lớp phủ mái

Lớp phủ mái δ4 = 10 mm, λ4 = 0,3 W/m.độ

Lớp bê tông cốt thép chịu lực δ3= 90 mm, λ3 = 1,5 W/m.độ

Lớp bông gốm cách nhiệt δ2, λ2= 0,03 W/m.độ

Lớp thép bảo vệ inox 304: δ1 = 1,5 mm, λ1 = 17,5 W/m.độ Chọn hệ số truyền nhiệt Ktr = 0,5 W/m2.độ

Theo [3] với bề mặt nóng quay lên như trần buồng sấy thì hệ số trao đổi nhiệt

đối lưu α1tr = 1,3.α1 = 1,3.5,23 = 6,8 W/m2.độ

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 57

MSSV: 60601700

Suy ra bề dày lớp cách nhiệt δ2 = 42 mm. Chọn δcn = 50 mm.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Khi đó hệ số truyền nhiệt K được tính lại:

- Cách nhiệt cho cửa buồng sấy:

Cửa buồng sấy được thiết kế như sau:

Hình 3.3. Cấu trúc cửa buồng sấy: 1. Lớp thép bảo vệ; 2. Lớp cách nhiệt

Lớp inox 304 bảo vệ δbv = 1,5 mm, λbv = 17,5 W/m.độ

Lớp bông gốm cách nhiệt δcn, λcn = 0,03 W/m.độ Chọn hệ số truyền nhiệt Kc = 0,5 W/m2.độ

W/m2.độ

Suy ra bề dày lớp cách nhiệt δcn = 42,6 mm. Chọn δcn = 50 mm.

Khi đó hệ số truyền nhiệt K được tính lại:

W/m2.độ

Vậy kích thƣớc phủ bì của buồng sấy:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 58 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ Chiều dài = (chiều dài + bề dày tường + bề dày cửa + phần đặt quạt)

= (7585 + 171,5 + 53 + 320,5) = 8130 mm

+ Chiều rộng = (chiều rộng + 2.bề dày tường + phần dư)

= (2550 + 2.171,5 + 373,5) = 3095 mm

+ Chiều cao = (chiều dài + bề dày mái + phần dư)

= (2150 + 111,5 + 303,5) = 2565 mm

3.4. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY

3.4.1. Tính caloriphe

Theo yêu cầu công nghệ, TNS sau dàn nóng có nhiệt độ θ3 = 45oC được dẫn

qua caloriphe để nâng lên 55oC trước khi cấp vào buồng sấy.

Lượng không khí cần cung cấp trong 1s:

kg/s

Nhiệt lượng caloriphe cần cung cấp cho tác nhân sấy:

kW

Chọn hiệu suất của caloriphe là ηc = 85%

Công suất của caloriphe: kW

Chọn caloriphe có công suất 72 kW.

Chọn sử dụng loại caloriphe điện, thực chất là các thanh điện trở được đốt nóng

toả nhiệt cho không khí.

Chọn loại thanh điện trở có dạng uốn cong chữ M có cánh tản nhiệt làm bằng

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 59

MSSV: 60601700

thép không rỉ 304, dòng điện sử dụng 3 pha 380V, thường dùng trong các thiết bị sấy.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 3.4: Hình dạng thanh điện trở gia nhiệt

Tương ứng với nhiệt lượng tiêu hao ở trên và nhiệt lượng dự phòng, chọn 12

thanh loại 6 kW có các kích thước chuẩn sau:

+ Đuờng kính ống 12 mm

+ Đường kính cánh 28 mm

+ Đường kính ốc: 22 mm

+ Bề rộng điện trở 200 mm

+ Chiều dài 600 mm

Mắc 12 thanh điện trở thành 3 pha, mỗi pha gồm 4 thanh điện trở mắc song

song.

3.4.2. Tính thiết bị lạnh

Theo sơ đồ nguyên lý sấy, TNS sau quá trình sấy được thải bỏ ra môi trường

bên ngoài không có hoàn lưu. TNS mới là dòng không khí được hút vào nhiệt độ 27 oC, qua thiết bị lọc bụi, đến dàn lạnh, nhiệt độ được hạ xuống 14 oC, TNS được tách

ẩm. Sau đó TNS được dẫn qua dàn nóng đến caloriphe rồi cấp vào buồng sấy.

Lượng nước tách ra từ dàn lạnh:

kg/s

Năng suất của máy lạnh:

kW

Lấy tổn hao lạnh là 20% nên năng suất lạnh cần thiết là:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 60 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Q0 = 1,2.145,8 = 175 kW

Thể tích không khí cần cấp vào dàn lạnh:

m3

Với khối lượng riêng không khí ở 15oC: l = 1,25 kg/m3

Lưu lượng gió qua dàn lạnh:

m3/h = 222 m3/ph

Thể tích không khí cần cấp vào dàn nóng:

m3

Với khối lượng riêng không khí ở 45oC: n = 1,11 kg/m3

Lưu lượng gió qua dàn nóng:

m3/h = 250 m3/ph

Tra catalog máy lạnh TRANE, ta chọn 3 máy lạnh TWE240BD/TTA240BD có

các thông số:

Năng suất lạnh của mỗi máy lạnh: 240.000 Btu/h = 70,59 kW Lưu lượng gió dàn lạnh (tối đa) qua một máy: 9600 CFM = 9600 m3/h

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật dàn lạnh

Mẫu TTH240BD

Dòng điện hoạt động (tối thiểu) A 10,0

Loại tác nhân lạnh R22

Số vòng tuần hoàn hơi 2

Thông số hệ thống Kiểu nối ống Hàn ống

Đường kính ống hơi mm 12,7

Đường kính ống lỏng 34,93

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 61

MSSV: 60601700

Thông số coil Diện tích bề mặt mm m2 1,67

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

9,53 Đường kính ống mm

3 Số lớp

15 Số lượng cánh/inch

Điều khiển lưu lượng hơi Van tiết lưu

25,4 Đường kính ống xả mm

Ly tâm Loại quạt

2 Số lượng Thông số quạt 381,0 mm Đường kính

381,0 mm Bề rộng

1 Số motor

5 HP Công suất điện (3,7) (KW)

1 Số tốc độ Thông số motor

Số vòng quay RPM 1440

Điện áp V/Ph/Hz 380/3/50

Dòng chạy – dòng khởi động A 8,03 - 63

Loại Lưới lọc nhôm

Số lượng 4 Lưới lọc bụi

Rộng×Dài×Cao mm 555×727×25

Rộng×Dài×Cao 1751×2210×702 Kích thước dàn lạnh mm

361 Khối lượng dàn lạnh Không bao bì kg

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật dàn nóng

Mẫu TTA200RD

Dòng điện hoạt động (tối thiểu) A 53,93

Số vòng tuần hoàn hơi 2 Thông số hệ thống Kiểu nối ống Hàn ống

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 62 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Đường kính ống hơi mm 12,7

Đường kính ống lỏng mm 34,93

Loại máy nén Kín

Số lượng 2

Thông số máy nén 300/3/ V/Ph/ Điện áp 50 Hz

Dòng chạy-dòng khởi động 22,9 - 145

Diện tích bề mặt 3,95 A m2

Đường kính ống 9,53 mm Thông số coil Số lớp 2

Số lượng cánh/inch 16

Loại quạt Hướng trục

Số lượng 2

Thông số quạt Đường kính 711 mm

Dẫn động Trực tiếp

Lưu lượng gió 23000 m3/h

Số motor 2

300 Công suất điện W

Số tốc độ 1

Thông số motor 875 RPM Số vòng quay

380/3/ V/Ph/ Điện áp 50 Hz

1,2 – 2,8 A Dòng chạy – dòng khởi động

Kích thước dàn nóng Rộng×Dài×Cao mm 1050×2200×1050

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 63

MSSV: 60601700

kg Khối lượng dàn nóng Không bao bì 462

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 3.5: Thiết bị bơm nhiệt

Do máy lạnh có sẵn bộ lọc khí do đó ta không cần phải trang bị lưới lọc ở phía

dòng khí đi vào.

Để tiện cho việc lắp đặt trong thực tế máy lạnh thường được sử dụng ở dạng

một khối, dàn lạnh và dàn nóng cùng được đặt trong một vỏ hình hộp chữ nhật, sau đó

tạo trên hộp 2 cửa hút gió từ bên ngoài vào 2 dàn nóng và lạnh.

Tốc độ khí trong ống dẫn khoảng 4 15 m/s

Chọn kích thước ống sao cho thỏa mãn điều kiện trên.

 Đường ống dẫn khí từ dàn lạnh:

Ống dẫn vào dàn lạnh là ống vuông có kích thước 650 x 650 mm

Vận tốc dòng khí lạnh đi trong ống:

m/s (thoả mãn điều kiện trên)

 Đường ống dẫn khí từ dàn nóng:

Ống dẫn vào dàn lạnh là ống vuông có kích thước 650 x 650 mm

Vận tốc dòng khí nóng đi trong ống:

m/s (thoả mãn điều kiện trên)

Cả hai ống được nối với máy lạnh và buồng sấy bằng mặt bích, mối ghép

bulông đảm bảo có thể tháo lắp được để vệ sinh đường ống.

3.4.3. Tính chọn quạt

Chọn dùng loại quạt hướng trục. Để chọn quạt phải biết được tổn thất cột áp

(trở lực của hệ thống), lưu lượng không khí đi qua và năng suất quạt.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 64 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

- Lưu lượng quạt tuần hoàn: Q = Lnóng = 15005 m3/h

- Trở lực của hệ thống bao gồm:

+ Trở lực qua các khay sấy

+ Trở lực chỗ ngoặt chuyển chặng

+ Trở lực do đột mở

+ Trở lực do đột thu khi ra ống gió thải

+ Trở lực tạo tốc độ dòng chảy ra khỏi ống dẫn

3.4.3.1. Trở lực qua các khay sấy

, N/m2

Trong đó:

+ Lbs chiều dài buồng sấy, m

+ λ hệ số ma sát

+ = 1,1 m/s là vận tốc không khí trong buồng sấy

+ ρk khối lượng riêng của không khí ở 44oC, kg/m3

Xem các khay sấy tạo thành một khối hình chữ nhật thì dtd chính là đường kính

tương đương của hình chữ nhật đó. Đường kính tương đương được tính theo bảng II.1

tr.360, [5]:

m

Với:

+ Chiều rộng buồng sấy 2,55 m

+ Chiều cao khung khay sấy đến tấm ngăn giữa hai buồng sấy 1,075 m

Với: νk độ nhớt động học của không khí ở 44oC, m/s2

Như vậy dòng không khí chuyển động ở chế độ chảy xoáy. Theo [5] tr.378

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 65

MSSV: 60601700

bảng II.12: λ = 0,018

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

N/m2

3.4.3.2. Trở lực do chuyển chặng

Dòng không khí trong buồng sấy thay đổi hướng đột ngột nên gây ra tổn thất.

, N/m2

Trong đó:

+ vận tốc tại chỗ co hẹp, m/s

+ ξ hệ số trở lực

Dòng chuyển chặng 180o nên ξ = 2,5 (theo bảng 16-6, [14]).

Diện tích mặt cắt dòng không khí đi qua:

m2

Với:

+ Khoảng cách đoạn chuyển chặng 260 mm.

m/s

N/m2

3.4.3.3. Trở lực do đột mở

Khi không khí từ caloriphe vào buồng sấy thì sinh ra tổn thất đột mở.

, mmH2O

Trong đó:

+ g = 9,81 m/s2

K là hệ số trở lực cục bộ được xác định theo tỉ số v/v0: v/v0 = 9,86/1,1 = 9;

ν là vận tốc dòng khí vào buồng sấy.

Từ phụ lục II -6 trang 251 [4] ta xác định được K = 0,55

mmH2O

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 66 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

3.4.3.4. Trở lực do đột thu

Tính tương tự như tổn thất đột mở:

K được xác định theo tỉ số: v0/v = 1,1/9,86 = 0,11

Từ phụ lục II – 6 trang 251 [4] ta tra được K = 0,32

mmH2O

3.4.3.5. Áp suất động học

Tức là áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống dẫn.

Được xác định từ công thức:

=> N/m2

Như vậy áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong

hệ thống ( kể cả ống dẫn và thiết bị) là:

P = 6 + 55,27 + 30,4 + 0,22 + 54,15 = 146,04 N/m2

Dùng bảng II.54 trang 503 [5] ta chọn được: + Quạt hướng trục 4 cánh IIA loại MII N08

+ Đường kính cánh 800mm

+ Hiệu suất quạt 0,67

+ Công suất trên trục động cơ 0,94 kW

+ Số vòng quay n = 960 vòng/phút

+ Động cơ điện 0,736 kW = 1 HP

3.4.4. Tính bộ lọc không khí

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 67

MSSV: 60601700

Tổng diện tích bề mặt lọc:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Vk : lưu lượng khí cần xử lý m3/ph

v1 :vận tốc lọc, m/ph

Chọn vận tốc lọc v1 =1 m/s = 60 m/ph Lưu lượng không khí cần lọc là : 13324 m3/h = 222 m3/ph Suy ra, tổng diện tích bề mặt lọc là S = 3,7 m2

Chọn thiết bị lọc là thiết bị lọc tay áo, vật liệu lọc dạng tay áo hình trụ, được

giữ chặt trên lưới ống.

+ Đường kính ống tay áo: D = 150 mm

+ Chiều dài tay áo: l = 1000 mm

Số ống tay áo cần dùng: ống

Chọn n = 10 ống

=> Tổng diện tích bề mặt lọc: m2

Mặc dù đã sử dụng lọc của cụm tách ẩm bơm nhiệt nên có thể không cần sử

dụng bộ lọc như đã tính ở trên. Tuy nhiên, ta vẫn bổ sung phần lọc tinh này vì lọc của

cụm tách ẩm bơm nhiệt chưa đáp ứng được vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 68 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Chƣơng 4

XÂY DỰNG PHÂN XƢỞNG

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 69

MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

4.1. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ PHÂN XƢỞNG

4.1.1. Sơ đồ công nghệ

Từ quy trình công nghệ, thiết bị chính và các thiết bị phụ trong hệ thống sấy phi

lê cá ba sa ở trên, đề xuất xây dựng sơ đồ công nghệ cho phân xưởng như sau:

Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ phân xưởng sản xuất

4.1.2. Thuyết minh quy trình:

Tiếp nhận nguyên liệu: trọng lượng từ 0,5 kg đến 3,5kg.

Nguyên liệu trước khi thu mua đã được bộ phận thu mua kiểm soát các chỉ tiêu

kháng sinh, dư lượng các chất độc hại, giấy cam kết về việc kiểm soát chất lượng cá

trong quá trình nuôi không sử dụng kháng sinh cấm, kháng sinh hạn chế/ thức ăn được

kiểm soát, nguyên liệu được thu mua và vận chuyển về nhà máy bằng ghe, thuyền. Tại

khâu tiếp nhận nguyên liệu, kiểm tra một lần nữa các yêu cầu như: cá sống, giấy kiểm

tra các chỉ tiêu kháng sinh cấm (CAP, AOZ, MG/LMG), đối với thị trường Mỹ phải

kiểm đạt chỉ tiêu ENRO/CIPRO, Flumequine đối với lô nguyên liệu đang tiếp nhận,

tờ khai xuất xứ nguyên liệu của nhà cung cấp, kháng sinh hạn chế (ENRO, CIPRO,

Tetracylin, Oxiytetracylin, Clotetracylin), thức ăn được kiểm soát và đã ngưng sử dụng

kháng sinh ít nhất 30 ngày trước khi thu hoạch. Thông báo của NAFIQAD (Nation

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 70 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Argo – Forestry – Fisheries – Quality Assurrance Department – Cục quản lý Chất

lượng Nông Lâm sản và Thủy sản) về dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng ở vùng

khai thác nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất. Sau đó được tiến hành kiểm tra cảm

quan trước khi nguyên liệu được tiếp nhận đưa vào sản xuất tại nhà máy.

Sơ chế:

Cá sau khi được tiếp nhận, chuyển đến công đoạn cắt hầu qua máng nạp liệu.

Sau đó công nhân khâu cắt hầu sẽ dùng dao chuyên dụng cắt vào phần yết hầu cá, mục

đích làm cho cá chết, loại hết máu trong cơ thể cá và làm cho thịt cá sau phi lê được

trắng có giá trị cảm quan cao.

Rửa lần 1: Nhiệt độ nước rửa từ 20-25oC. Sau khi cắt hầu, cá được chuyển sang công đoạn

rửa 1 để rửa sạch máu, nhớt và các tạp chất bám trên bề mặt cá. Cá được rửa bằng máy

rửa tự động. Thời gian ngâm cá từ 7-10 phút.

Phi lê:

Cá sau khi qua máy rửa sẽ được băng tải chuyển đến khâu phi lê, công đoạn phi

lê với mục đích tách phần thịt cá ra khỏi phần đầu, xương cá và nội tạng.

Yêu cầu thực hiện:

+ Thao tác phải chính xác, đúng yêu cầu kỹ thuật.

+ Miếng cá sau phi lê phải phẳng, đẹp.

+ Không vỡ nội tạng.

+ Không bị rách phần thịt.

+ Lấy triệt để phần thịt.

+ Không được sót xương.

Rửa lần 2:

Cá sau khi qua khâu phi lê được chuyển đến công đọan rửa 2. Phi lê cá được

rửa bằng thiết bị rửa tự động . Công đoạn rửa 2 nhằm làm sạch máu và nhớt đồng thời

làm giảm bớt lượng vi sinh vật bám trên bề mặt miếng phi lê.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 71

MSSV: 60601700

Phân loại:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Cá sau khi xử lý được chuyển qua công đoạn phân cỡ, phân màu, nhằm đáp ứng

yêu của hợp đồng. Tại công đoạn này cá được phân cỡ thành các kích thước (60-120,

120-170, 170-220, 220 - trở lên) và các loại màu cơ bản (trắng, trắng hồng, hồng, hồng

nhạt, vàng, vàng nhạt ). Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà phân thành từng loại

khác nhau.

Tẩm gia vị:

Trong trường hợp các đơn hàng yêu cầu sản phẩm cá ba sa sấy ướp gia vị thì ta

thêm công đoạn tẩm gia vị. Với sản xuất nhỏ lẻ, đầu tiên ướp muối 10%, sau đó rửa lại

bằng dung dịch gừng rồi ướp gia vị với tỉ lệ như sau: muối 0,3%, ớt 0,2%, nước mắm

0,2%, tỏi khô 0,5%, đường 0,5%, rượu trắng 1%. Trong sản xuất công nghiệp dung

dịch gia vị được pha sẵn và được trộn với phi lê cá ba sa trong máy trộn gia vị. Thời

gian trộn một mẻ từ 5 – 10 phút.

Cân: theo yêu cầu đơn đặt hàng, đúng theo loại, cỡ.

Xếp khay:

Sau khi cân xong, cá được xếp lên khay để phục vụ công tác sấy. Định dạng

khay làm tăng vẻ mỹ quan cho sản phẩm.

Sấy: Nhiệt độ môi trường sấy 55oC, vận tốc TNS 1,1m/s, thời gian sấy 17h. Trong

suốt quá trình sấy phải theo dõi nhiệt độ TNS thông qua tủ điện điều khiển, điều chỉnh

tắt hoặc bật các thanh điện trở gia nhiệt thích hợp để bảo đảm chất lượng sản phẩm và

thời gian sấy.

Kiểm tra chất lượng sản phẩm:

Phi lê cá sấy sau khi được lấy ra được chuyển qua bàn kiểm tra chất lượng sản

phẩm. Tại đây sản phẩm được phân loại thêm một lần nữa chuẩn bị cho công đoạn bao

gói.

Bao gói: Sản phẩm cá sấy khô được để nguội, phân loại và cho vào bao PE hàn

kín. Trọng lượng bao gói tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Các bao PE được xếp vô

thùng caton đem vô kho bảo quản.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 72 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảo quản: kho bảo quản phải đảm bảo thoáng mát, chống ẩm tốt, thường xuyên

kiểm tra để quyết định thời gian bảo quản. Nhiệt độ kho bảo quản: 20 ÷ 25oC.

4.2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ CHO PHÂN XƢỞNG

4.2.1. Thiết bị lạnh dự trữ

Phân xưởng có năng suất 5530 kg sản phẩm/ngày tương đối lớn. Thời gian sấy

vật liệu 17 giờ, cộng thêm các khâu khác tổng thời gian thường dài hơn 24 giờ. Do đó,

để đảm bảo cho việc ổn định nguyên liệu đem đi sấy, phân xưởng cần bố trí các thiết

bị lạnh dự trữ cá ba sa phi lê. Chọn thiết bị trữ lạnh cho cá ba sa phi lê năng suất

6000 kg.

Thể tích của thiết bị trữ lạnh:

m3

Trong quá trình sấy nguyên liệu thì các khâu khác vẫn hoạt động bình thường

để tiết kiệm thời gian và chi phí cho phân xưởng.

Theo thể tích của nguyên liệu chọn 4 tủ của hãng KingSun có các thông số kỹ

thuật sau:

Điện áp : 220 V

Tần số : 50 Hz

Công suất : 706 W

Dung tích : 2000 lít

Kích thước : Dài 3000 × Rộng 900 × Cao 920 mm

Trọng lượng : 144 kg

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 73

MSSV: 60601700

Hình 4.2. Thiết bị lạnh dự trữ

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

4.2.2. Thiết bị rửa

Thiết bị rửa được thiết kế như sau: sử dụng gàu tải trong thiết bị rửa, bộ phận

gàu tải ngập trong bồn rửa. Vật liệu rửa được lội qua nước đi ngược từ dưới lên và rơi

nhẹ vào thùng chứa.

4.2.2.1. Tính chọn băng tải trong bồn rửa cá ba sa:

Trung bình một phút một công nhân sơ chế được một kg cá ba sa. Số công nhân

trong công đoạn này là 15 người. Do đó một giờ khối lượng cá cần rửa là:

Mr = 15.1.60 = 900 kg

Khối lượng riêng của cá ba sa là ρ = 847,66 kg/m3

Thời gian ngâm cá: 10 phút.

Một giờ rửa sơ bộ được 4 mẻ cá ba sa.

Khối lượng một mẻ rửa: m1 = 900/4 = 225 kg

Thể tích bồn rửa tối thiểu:

Chọn thể tích bồn rửa: V = 10Vmin = 10.0,265 = 2,65 m3

Chọn bồn rửa hình chữ nhật có kích thước như sau:

+ Chiều dài: 3500 mm

+ Chiều rộng: 1000 mm

+ Chiều cao: 1000 mm

Vậy thể tích bồn rửa V = 3,5 m3. Chọn góc nghiêng của bồn rửa với băng tải kéo là 45oC.

Chọn thời gian kéo k = 5 phút.

Thể tích lớp vật liệu trên băng trong 1 phút:

m3

Chiều dài băng chứa đầy trong 1 phút:

m

Trong đó:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 74 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ h: chiều cao lớp vật liệu, m + B: tiết diện ngang của băng tải, m2

+ k: hệ số chứa đầy

Vận tốc băng tải: v = 1,1 m/phút

Quãng đường vận chuyển bằng chiều dài đoạn tải:

S = v.k = 1,1.5 = 5,5 m

4.2.2.2. Công suất băng tải kéo

Từ khối lượng một mẻ cần rửa ta chọn động cơ có công suất 1HP có số vòng

quay 1200 vòng/phút.

Đường kính tang dẫn động: chọn theo tiêu chuẩn D = 320 mm

 Số vòng quay của tang dẫn:

Vận tốc:

vòng/phút

Chọn bộ phận truyền động: động cơ qua hộp giảm tốc đến bộ phận đai.

Tỷ số truyền:

 Chọn hộp giảm tốc có tỷ số truyền: ugt = 240

Bộ phận truyền đai có tỷ số truyền:

4.2.3. Thiết bị trộn gia vị

Gia vị được trộn tạo thành dung dịch gia vị được phun vào nguyên liệu và được

trộn đều trong bồn trộn. Chọn thiết bị trộn có các thông số như sau:

+ Dung lượng thùng trộn: 250 kg

+ Thùng trộn hình cầu Ø800 có cánh đảo inox 304

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 75

MSSV: 60601700

+ Motor quay trộn: 1 HP, 30 vòng/phút

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ Khung máy có cơ cấu nghiêng đổ nguyên liệu

+ Đầu béc phun gia vị

+ Điện áp sử dụng: 380 V, 3 pha, 50Hz

+ Thời gian: cài đặt

Hình 4.3. Thiết bị trộn gia vị

Mô tả:

+ Nguyên liệu được cho vào bồn

+ Bật motor cho thùng quay

+ Cài đặt thời gian trộn theo ý muốn

4.2.4. Bàn thao tác

Phân xưởng có các bàn thao tác sơ chế nguyên liệu, phi lê, xếp khay. Chiều cao

trung bình của công nhân khoảng 1,55 m. Chọn các bàn thao tác như sau:

+ 3 bàn thao tác sơ chế: Dài 2500 × Rộng 1000 × Cao 1200 mm

+ 3 bàn phi lê: Dài 2500 × Rộng 1000 × Cao 1200 mm

+ 2 bàn xếp khay: Dài 2500 × Rộng 1500 × Cao 1200 mm

+ 2 bàn kiểm tra chất lượng sản phẩm: Dài 2500 × Rộng 1000 × Cao 1200 mm

Chọn bàn có kích thước lớn để thuận tiện trong việc để nguyên liệu trên bàn.

Công nhân có chỗ đứng rộng rãi thoải mái, dễ dàng làm việc, năng suất cao. Vật liệu

chế tạo bàn là inox 304.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 76 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

4.2.5. Thiết bị đóng gói

Trên thị trượng bán nhiều loại thiết bị đóng gói, ở đây chọn mua 2 cái kiểu hình

hộp, có thiết bị hút chân không nhằm mục đích bảo quản thực phẩm được lâu hơn.

Hình 4.4. Thiết bị đóng gói

Thiết bị loại này có những đặc điểm sau:

+ Máy tự động hoàn thành các công đoạn từ đưa hộp vào, hút chân không, thổi

khí, dán miệng hộp, đưa hộp ra.

+ Nhiệt độ dán, tốc độ băng tải, thời gian hút chân không và thời gian thổi khí

có thể tùy ý điều chỉnh, thích hợp đóng gói các loại hộp nhựa.

+ Có hệ thống hiển thị bảo hộ an toàn khi máy quá tải.

+ Thích hợp đóng gói tất cả các sản phẩm có kích thước nhỏ hơn kích thước của

hộp nhựa, nhằm mục đích bảo đảm chất lượng sản phẩm, kéo dài thời hạn sử dụng sản

phẩm, chống ẩm ướt, phòng độc…...Loại máy đóng gói này đặc biệt thích hợp đóng

gói các sản phẩm đồ ăn nhanh dùng trong các quán cơm, trường học, siêu thị…..

+ Có thể thiết kế hộp đóng gói theo quy cách đặc biệt theo yêu cầu khách hàng.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 77

MSSV: 60601700

Thông số số kỹ thuật cụ thể của thiết bị như sau:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật thiết bị đóng gói

Mẫu DZQ-250HL

AC 380/50 hoặc 220/60 ( 3 pha ) Điện áp(V/Hz)

Tổng công suất ( kW ) 4,55

Công suất nhiệt dán ( kW) 2,4

Áp lực tuyệt đối thấp nhất trong buồng 1 chân không (KPa)

Kích thước buồng chân không (mm) Dài 440 x Rộng 290 x Cao 120

Dài 250 × Rộng 180 × Cao 50

Kích thước hộp đóng gói tiêu chuẩn (mm) Lượng khí thải bơm chân không (m3/h ) 20

Tốc độ băng tải (m/ph) 5

Khả năng đóng gói (khay/giờ ) 600

Phương thức làm mát Nước lạnh

Kích thước ngoại hình (mm) Dài 3100 × Rộng 1100 × Cao 1700

Trọng lượng (kg) 800

4.3. XÂY DỰNG VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG

4.3.1. Chọn địa điểm xây dựng

Phân xưởng sản xuất cá ba sa phi lê sấy với năng suất 1 tấn sản phẩm/ ngày là

tương đối lớn. Do đó cần chọn nơi xây dựng phân xưởng cho hợp lý. Thứ nhất phải

gần nơi tiêu thụ sản phẩm, thứ hai gần nguồn nguyên liệu. Đáp ứng được hai yêu cầu

này lượng chi phí cho việc vận chuyển nguyên liệu hay sản phẩm sẽ được giảm đáng

kể. Ngoài ra còn đảm bảo được nguồn nguyên liệu một cách dồi dào, không làm ngưng

trệ trong quá trình sản xuất, tạo sự ổn định cần thiết cho đầu ra.

Phân xưởng có lượng chất thải lớn và có thể tận dụng chất thải cho các nghành

khác, quy trình công nghệ qua nhiều giai đoạn, sản phẩm tiêu thụ rộng rãi nên ta chọn

địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy là

khu công nghiệp Cần Thơ. Cần Thơ là trung tâm kinh tế của miền Tây Nam Bộ, thị

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 78 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

trường tiêu thụ rộng lớn, vùng nguyên liệu dồi dào hội tủ đủ điều kiện để phát triển

nhà máy.

4.3.1.2. Chọn kiểu nhà xây dựng

Chọn kiểu nhà công nghiệp, một tầng, mái vòm cung lợp tôn hoặc ngói.

Sản phẩm cần vệ sinh cao nên nền nhà máy và tường phải lát gạch men, các

trang thiết bị phụ phải chế tạo bằng thép không gỉ.

Ta chọn cửa cho phân xưởng dạng cửa cuốn dùng để đóng chính. Bên trong có

cánh cửa lùa có lót tấm lưới, nhằm đảm bảo không khí đầy đủ cho phân xưởng, an toàn

vệ sinh thực phẩm, bụi ít bay vào.

Hình 4.5. Kiểu nhà phân xưởng mẫu.

4.3.1.3. Mặt bằng tổng thể cho phân xưởng

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 79

MSSV: 60601700

Trong phân xưởng có các khu vực sau:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 4.2: Bố trí mặt bằng

Khu vực Kích thƣớc

Thiết bị lạnh dự trữ (5) (mm) Dài 3100 × Rộng 900 × Cao 920

Thiết bị trộn (mm) Dài 1800 × Rộng 1100 × Cao 1400

Thiết bị rửa (2)(mm) Dài 1200 × Rộng 700 × Cao 1000

Thiết bị sấy (mm) Dài 8840 × Rộng 2940 × Cao 2420

Thiết bị đóng gói sản phẩm (2) (mm) Dài 3100 × Rộng 1100 × Cao 1700

Bàn thao tác sơ chế, phi lê (6) (mm) Dài 2500 × Rộng 1000 × Cao 1200

Bàn thao tác cân, xếp khay (2) Dài 2500 × Rộng 1500 × Cao 1200

Bàn kiểm tra chất lượng sản phẩm (2) Dài 2500 × Rộng 1500 × Cao 1200

Tổng diện tích thiết bị trong phân xưởng: S = 76,75 m2

Vì phân xưởng có số người đông ta nên xây dựng phân xưởng rộng rãi, không

khí thoáng mát, công nhân có chỗ làm việc thoải mái. Chọn kích thước phân xưởng có

diện tích gấp 5 lần tổng diện tích mặt bằng sử dụng của tất cả các thiết bị. Ta chọn các

kích thước phân xưởng như sau:

+ Chiều dài: 23 m

+ Chiều rộng: 15 m

+ Chiều cao: 6 m

4.4. XÂY DỰNG CƠ CẤU NHÂN SỰ

4.4.1. Cơ cấu phân tầng

Đề xuất xây dựng cơ cấu phân tầng nhân sự cho nhà máy như sau:

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 80 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Hình 4.6: Cơ cấu phân tầng nhân sự cho nhà máy

4.4.2. Tổ chức nhân sự

Nhân sự trong công ty được chia làm hai thành phần: lao động trực tiếp và lao

động gián tiếp. Bộ phận lao động trực tiếp là những người trực tiếp vận hành thiết bị,

xử lý nguyên liệu, các bán thành phẩm và tất cả các công đoạn khác để tạo ra sản

phẩm. Bộ phận lao động gián tiếp không hoạt động tại phân xưởng sản xuất mà hoạt

động các công tác điều hành, kiểm tra, quản trị, lên kế hoạch phát triển chung cho nhà

máy.

a) Bộ phận lao động trực tiếp:

Năng suất phân xưởng là 1 tấn sản phẩm/ngày, khối lượng nguyên liệu là 5530 kg.

Đối với các công đoạn thực hiện bằng máy số lượng công nhân cần không nhiều.

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 81

MSSV: 60601700

Bố trí công nhân phụ trách điều hành các công đoạn này như sau:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Bảng 4.3: Bố trí công nhân phân xưởng

Công đoạn Số công nhân

Thiết bị rửa 6

Thiết bị lạnh dự trữ 1

Máy trộn gia vị 1

Thiết bị sấy 1

Trạm xử lý chất thải 1

Bộ phận sửa chữa thiết bị 2

Bộ phận điện nước 1

Bộ phận kiểm nghiệm 1

Thiết bị đóng gói 2

Các công đoạn còn lại cần nhiều lao động hơn được phân công như sau:

- Sơ chế nguyên liệu: cá nguyên liệu trung bình 0,5 đến 3,5 kg một con. Trung

bình một phút một công nhân xử lý xong một kg cá. Một công nhân một ngày làm việc

có thể xử lý được 480 kg cá. Nguyên liệu cần xử lý một ngày là 5530 kg. Vậy công

đoạn này cần sắp xếp 15 công nhân.

- Phi lê cá: công đoạn này tương tự như công đoạn sơ chế nguyên liệu nhưng đòi

hỏi thao tác chính xác hơn. Ta bố trí công đoạn này 20 công nhân.

- Xếp khay, phân loại, vận chuyển: nguyên liệu sau khi cân sẽ được phân loại xếp

khay để đưa vào buồng sấy. Thiết bị sấy của phân xưởng gồm 6 xe đẩy, mỗi xe cần bố

trí ba người đưa xe vào buồng sấy. Vậy công đoạn này cần 18 người chia ra phụ trách

phân loại, xếp nguyên liệu vào khay vào 6 xe đẩy.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 82 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Tổng số công nhân tham gia sản xuất trong phân xưởng N = 69 người.

Để đảm bảo công nhân cho quá trình sản xuất cần phải có số công nhân dự trữ.

Số công nhân dự trữ: Ndt = N . k

Với k là hệ số dự trữ được tính như sau:

Nc : Số ngày làm việc theo chế độ 300 ngày/ năm

Nt : Số ngày làm việc bình quân trong năm 280 ngày / năm

k= 7.1 %

Số công nhân dự trữ:

Ndt = 0,071 . 69 = 5 người

Vậy: tổng số công nhân trực tiếp sản xuất là 74 người.

b) Bộ phận lao động gián tiếp:

Bộ phận này không trực tiếp sản xuất tại phân xưởng mà thực hiện các công tác

khác trong nhà máy, được bố trí theo bảng sau:

Bảng 4.2: Bộ phận gián tiếp sản xuất

STT CÁC PHÒNG BAN SỐ NGƯỜI

1 BAN GIÁM ĐỐC 4

Giám đốc 1

PGĐ Kỹ thuật 1

PGĐ Kinh doanh 1

Trợ lý giám đốc 1

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 83

MSSV: 60601700

2 PHÒNG KỸ THUẬT 4

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

KS Hóa thiết bị 1

KS Điện 1

KS Cơ khí 1

KS Thực phẩm 1

3 HÀNH CHÍNH QUẢN TRỊ 9

Trưởng phòng 1

Tổ chức lao động và tiền lương 1

Đào tạo 1

Bảo hiểm 1

Bảo vệ 3

Y tế 2

4 KẾ HOẠCH TÀI VỤ 10

Trưởng phòng 1

Kinh doanh 3

Tài vụ 1

Kho 3

Thủ quỹ 1

Kế toán 1

Tổng số người là 27 người.

Vậy tổng số công nhân trong nhà máy là N = 74 + 27 = 101 người.

4.5. TÁC ĐỘNG CỦA MÔI TRƢỜNG ĐỐI VỚI PHÂN XƢỞNG

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 84 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

4.5.1. Nguồn gây ô nhiễm môi trường

Chủ yếu do nước thải công nghiệp: nước rửa nguyên liệu, rửa các bán thành

phẩm, rửa máy móc…Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu là các hợp chất hữu cơ.

Ô nhiễm do không khí sấy.

Ô nhiễm do tiếng ồn: quạt, động cơ điện, thiết bị trộn, rửa, đóng gói…

Phương án xử lý: chủ yếu xử lý nước thải công nghiệp, đề xuất phương pháp xử

lý nước thải phân xưởng bằng phương pháp sinh học.

4.5.2. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải

Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải: 1: Song chắn rác/ Hố thu gom; 2: Bể điều

hòa; 3: Bể lắng đợt 1; 4: Bể Arotank; 5: Bể lắng đợt 2; 6: Bể tiếp xúc; 7: Ngăn chứa

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 85

MSSV: 60601700

bùn; 8: Hồ ổn định cặn yếm

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Thuyết minh quy trình:

Toàn bộ nước thải từ khu sản xuất được dẫn theo cống thoát nước thải của công

ty tới hố thu gom qua song chắn rác (1) để giử lại và loại bỏ các loại rác và tạp chất vơ

cơ có kích thước lớn hơn 16 mm (như bao nylon, rác, …). Sau đó, nước thải tiếp tục

được bơm vào bể điều hòa (2). Tại bể điều hòa, nước thải sẽ được ổn định về lưu

lượng, nồng độ. Ở bể điều hòa có hệ thống xáo trộn bằng khí nén. Sau thời gian lưu

nước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1 (3). Tại đây, những tạp chất thô

không hòa tan sẽ được giữ lại ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn

hơn trọng lượng riêng của nước nên lắng xuống đáy bể. Nước thải lưu trong bể lắng

đợt 1 được bơm vào bể Aerotank. Phần cặn từ bể lắng đợt 1 sẽ được bơm về ngăn chứa

bùn dư. Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể

lắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy nén khí để thực hiện quy trình oxy hóa

những chất hữu cơ dễ bị oxy hóa. Sau thời gian làm việc, nước thải sẽ được chảy vào

bể lắng đứng đợt 2. Tại bể này, lượng cặn lắng sẽ lắng xuống và bơm vào ngăn chứa

bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank, và một phần bùn dư

sẽ được bơm tới bể chứa bùn. Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được

khử trùng bằng clorua vôi và vào bể tiếp xúc. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc, nước thải đạt

tiêu chuẩn loại B, được xả vào nguồn tiếp nhận. Tại bể chứa bùn, nước trong sẽ được

bơm về hố thu gom nước thải. Phần bùn lắng sau 6 tháng sẽ được hút ra 1 lần và vận

chuyển tới bãi đổ.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 86 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

Chƣơng 5

KẾT LUẬN

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 87

MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

5.1. Tầm quan trọng của đề tài

Nước ta có mạng lưới sông ngòi chằng chịt, có đường bờ biển dài hơn 2600 km.

Đây là một thế mạnh vô cùng to lớn để chúng ta phát triển ngành khai thác và chế biến

thủy hải sản. Mặc dù trong giai đoạn gần đây, ngành này ở nước ta đã có những bước

phát triển đáng kể nhưng nhìn chung tầm phát triển chưa tương xứng với tiềm năng

sẵn có.

Do đó, việc đầu tư nghiên cứu để đổi mới công nghệ chế biến, nâng cao chất

lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng trong sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm là những

việc thiết yếu mang tính chiến lược để phát triển ngành khai thác và chế biến thủy hải

sản một cách bền vững.

5.1.2. Các kết luận từ đề tài

Từ những kết quả thí nghiệm, thiết kế phân xưởng sản xuất, có thể đưa ra

những kết luận sau:

- Tổng quan tài liệu về cá ba sa, tình hình sản xuất, tiêu thụ các sản phẩm cá ba

sa, cá tra trong và ngoài nước.

- Nghiên cứu công nghệ sấy cá ba sa phi lê tối ưu trong điều kiện cụ thể của

Phòng Quá trình và Thiết bị:

+ Phương pháp sấy đối lưu kết hợp tách ẩm gia nhiệt + Chế độ sấy: nhiệt độ 55oC, vận tốc TNS 1,1 m/s.

Công nghệ này đạt được hiệu quả:

+ Tiết kiệm năng lượng

+ Rút ngắn thời gian sấy

+ Đảm bảo chất lượng sản phẩm thông qua màu sắc, mùi vị sản phẩm

+ Vận hành hệ thống đơn giản

+ Rất thân thiện với môi trường.

- Từ công nghệ sấy tối ưu trên, thiết kế phân xưởng sản xuất cá ba sa phi lê sấy

năng suất 1 tấn sản phẩm/mẻ đưa vào thực tiễn sản xuất:

+ Tính toán thiết bị sấy

+ Tính chọn các thiết bị phụ

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 88 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

+ Xây dựng và bố trí mặt bằng

+ Xây dựng cơ cấu nhân sự

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 89

MSSV: 60601700

+ Đánh giá tác động của phân xưởng đến môi trường.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hoàng Văn Chước, 2004. Thiết kế hệ thống thiết bị sấy. Nhà xuất bản Khoa học

kỹ thuật.

[2]. Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa

học tập 7, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM.

[2]. Trần Văn Phú, 2001. Tính toán và thiết kế hệ thống sấy. Nhà xuất bản Giáo dục.

[3]. Tập thể tác giả, 2006. Sổ tay Quá trình và Thiết bị công nghệ hóa chất tập 2. Nhà

xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[4]. Phạm Văn Tùy, Nghiên cứu hút ẩm và sấy lạnh rau quả thực phẩm, Đề tài cấp Bộ

[5]. Tập thể tác giả, 2006. Sổ tay Quá trình và Thiết bị công nghệ hóa chất tập 1. Nhà

xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[6]. Phạm Văn Bôn – Nguyễn Đình Thọ, 2006. Quá trình và Thiết bị truyền nhiệt. Nhà

xuất bản Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.

[7]. Bảng tra cứu quá trình cơ học truyền nhiệt – truyền khối – Bộ môn Quá trình và

Thiết bị - Nhà xuất bản Đại học Bách Khoa.

[8]. Tập thể tác giả. Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học tập 10, Trường Đại

học Bách Khoa TP.HCM.

[9]. Hồ Lê Viên, 2006. Tính toán, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa chất và dầu khí. Nhà

xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[10]. Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh. Nhà xuất bản Khoa học kỹ

thuật.

[11]. Nguyễn Văn May. Bơm quạt máy nén. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[12]. Lê Chí Hiệp,2007. Kỹ thuật điều hòa không khí. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[13]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. Máy và thiết bị lạnh. Nhà xuất bản Giáo Dục.

[14]. Hoàng Đình Tín, 1998. Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt. Nhà xuất

bản Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.

SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 90 MSSV: 60601700

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam

SVTH: Lê Cao Nhiên

Trang 91

MSSV: 60601700