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

pdf 105 trang phuongvu95 3670
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "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", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_van_nghien_cuu_cong_nghe_say_ca_ba_sa_phi_le_va_thiet_k.pdf

Nội dung text: 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

  1. 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 BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ o0o 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 Tp HCM, Tháng 1/2011 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang i MSSV: 60601700
  2. 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
  3. 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 đối lưu kết hợp tách ẩm, gia nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang iii MSSV: 60601700
  4. 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
  5. 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 3.3. Thiết kế thiết bị sấy 46 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang v MSSV: 60601700
  6. 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
  7. 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 Tài liệu tham khảo 84 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang vii MSSV: 60601700
  8. 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
  9. 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 Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 79 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang ix MSSV: 60601700
  10. 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
  11. 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 USDA: United States Department of Agriculture SVTH: Lê Cao Nhiên Trang xi MSSV: 60601700
  12. 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
  13. 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 phố Hồ Chí Minh. 3 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang xiii MSSV: 60601700
  14. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Chƣơng 1 TỔNG QUAN SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 1 MSSV: 60601700
  15. 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
  16. 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 kinh, hệ tuần hoàn. Nhiều nghiên cứu khoa học đã phát hiện rằng trong chất béo chưa SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 3 MSSV: 60601700
  17. 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
  18. 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 sa. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 5 MSSV: 60601700
  19. 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
  20. 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 năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 7 MSSV: 60601700
  21. 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: P 2 r exp  h (1.1) Po  o r 2 Trong đó: Pr: áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/m . 2 Po: áp suất trên bề mặt thoáng, N/m . δ: Sức căng bề mặt thoáng, N/m2. 3 h : mật độ hơi trên cột dịch thể trong ống mao dẫn, kg/m . 3 0 : mật độ dịch thể, kg/m . SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 8 MSSV: 60601700
  22. 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.  Ưu điểm của phương pháp sấy nóng: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 9 MSSV: 60601700
  23. 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: Bd. P (1.2) h 0,621 d 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
  24. 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 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 vitamin C cao. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 11 MSSV: 60601700
  25. 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
  26. 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 thể Máy nén động học tích Máy nén pittông Máy nén pittông Máy nén tuabin dao động quay Máy nén: Máy nén: Máy nén: - Trục vít - Pittông trượt - Li tâm - Roto lăn - Con lắc - Hướng trục - Roto tấm trượt - Kiểu màng - Roto xoắn ốc SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 13 MSSV: 60601700
  27. 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. a) b) 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
  28. 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 dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, có thể SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 15 MSSV: 60601700
  29. 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
  30. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam d =100% 3 d3 1 2 d1 t t t t 1 3 2 Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy ứng dụng bơm nhiệt  Nguyên lý làm việc: - 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. - Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của VLS như lúc còn tươi. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 17 MSSV: 60601700
  31. 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 Sp,A = φ. ηLH (1.3) 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: QQ EEE 12 (1.4) SSp2 pk Trong đó: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 18 MSSV: 60601700
  32. 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 lượng sơ cấp bằng 2,2 lần nhu cầu nhiệt lượng hằng năm của xí nghiệp. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 19 MSSV: 60601700
  33. 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
  34. 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 + Tốc độ gia nhiệt: điều chỉnh trong khoảng 1  10 oC/min SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 21 MSSV: 60601700
  35. 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
  36. 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. Căn cứ vào độ ẩm đầu và cuối mà chúng tôi có thể tính được thời gian sấy lý thuyết SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 23 MSSV: 60601700
  37. 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: (G G ) 100 Độ ẩm của vật liệu = 1 2 (%) G1 G 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
  38. 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 tách ẩm không khí. Tiếp theo, không khí qua dàn nóng [IV] để gia nhiệt sơ bộ, sau đó SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 25 MSSV: 60601700
  39. 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
  40. 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. 2.1.4. Phương pháp xử lý số liệu SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 27 MSSV: 60601700
  41. 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 Chiều dài Bề dày Khối lƣợng Mẫu cm cm cm g 1 9 20 1 124,23 2 8 18 1 108,25 3 8 18 1 122,6 4 9 18 1 123,63 5 10 20 1 138,56 6 10 20 1 132,95 7 9 19 1 127,97 Trung bình 9 19 1 123,5 Bảng 2.2. Đo ẩm độ đầu của mẫu cá. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 28 MSSV: 60601700
  42. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Khối lƣợng mẫu Khối lƣợng mẫu Độ ẩm đầu Mẫu khô g % g 1 108,25 18,91 82,53 2 124,23 18,71 84,94 3 123,63 16,79 86,42 Trung bình 118,7 18,14 84,63 Bảng 2.3. Khối lượng riêng của mẫu cá. Khối lƣợng Thể tích Khối lƣợng riêng Mẫu 3 3 g m kg/m 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 Trung bình 123,5 1,48.10-4 847,66 2.2.2. Thí nghiệm sấy cá ba sa phi lê 2.2.2.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sấy SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 29 MSSV: 60601700
  43. 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 Lƣu lƣợng TT Phƣơng pháp sấy Ký hiệu Vận tốc, Nhiệt độ, Độ ẩm, TNS, m3/h oC m/s % 1 Bức xạ hồng ngoại HN - 0,55 60,0 2 Điện trở GN 55 0,55 15,3 161 3 Bơm nhiệt TA-GN 55 0,55 4,6 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 30 MSSV: 60601700
  44. 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) t Hồng ngoại TA-GN Gia nhiệt 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 0,38 210,95 390 75,67 0,54 311,02 44,78 0,56 81,09 66,76 0,34 200,88 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 31 MSSV: 60601700
  45. 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 60,41 0,33 152,56 16,60 0,07 19,91 51,70 0,21 107,03 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 32 MSSV: 60601700
  46. 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) 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) SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 33 MSSV: 60601700
  47. 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
  48. 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 Lƣu lƣợng TT 3 Nhiệt độ, oC Vận tốc, m/s Độ ẩm, % TNS, m /h 1 45 0,55 6,2 2 55 0,55 4,6 161 3 65 0,55 3,2 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 35 MSSV: 60601700
  49. 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
  50. 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 27,74 750 54,13 0,18 118,02 16,60 0,07 19,91 20,73 0,05 26,14 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 37 MSSV: 60601700
  51. 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
  52. 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 và 2.12. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 39 MSSV: 60601700
  53. 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
  54. 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 25,09 750 16,60 0,07 19,91 12,14 0,06 13,82 18,34 0,09 22,46 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 41 MSSV: 60601700
  55. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam 90 80 70 60 0,55m/s 50 1,1m/s Độ ẩm U, ẩm % Độ 1,65m/s 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Thời gian t, phút 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
  56. 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 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. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 43 MSSV: 60601700
  57. 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
  58. 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. G22.(100 w ) 1000.(100 84,63) + Nguyên liệu: G1 5530,25 kg/mẻ 100 w1 100 15 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: o - Nhiệt độ không khí vào: θ1 = 27 C - Độ ẩm tương đối của không khí: φ1 = 83% Áp suất bão hòa của khí ở nhiệt độ này: 4026,42 Pbb exp  12 0,035 ar 235,5 27 - Hàm ẩm không khí ở trạng thái này: .P x 0,621. b kg ẩm/kg kkk (3.1) BP . b Với B là áp suất hỗn hợp không khí; B = 1 at 0,83.0,035 x 0,621. 0,02kg ẩm/kg kkk 1 1 0,83.0,035 - Entanpy của không khí ẩm theo [2] tr.28: I 1,0004. t x .(2500 1,842. t )kJ/kgkk (3.2) SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 45 MSSV: 60601700
  59. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam I1 1,004.27 0,02.(2500 1,842.27) 75,15 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: o - Nhiệt độ θ2 = 15 C - 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: o - Nhiệt độ θ3 = 45 C - 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: o - Nhiệt độ θ4 = 55 C - 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
  60. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam o - Nhiệt độ θ5 = 33 C - 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: W L0 kg kk/mẻ (3.3) xx51 W là lượng ẩm tách ra trong một mẻ: W = G1 – G2 = 5530,25 – 1000 = 4530,25 kg/mẻ 4530,25 L 2831401kg kkk/mẻ 0 0,026 0,01 Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm được tính theo công thức: L0 1 l0 kg kkk/kg ẩm W x51- x 1 l 62,5 kg kkk/kg ẩm 0 0,026 0,01 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: Không khí: L0 . I5 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 47 MSSV: 60601700
  61. 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: GC. .  – q l . I – I 2vl vl 2 vl 1 C . q s0 5 3W vl vl 1 m Vậy nhiệt lượng tiêu hao riêng cho toàn thiết bị: II53 qs q11 q m C vl. vl (3.4) xx53 Đặt q11 qm C vl . : nhiệt lượng tổn thất chung. Từ (3.7) ta suy ra: II53 qs (3.5) xx51 Xét quá trình sấy lý thuyết: ∆ = 0 Nhiệt lượng tiêu hao riêng lý thuyết: II53 101 73,5 qlt 1718,75 kJ/kg ẩm xx51 0,026 0,01 Nhiệt lượng tiêu hao lý thuyết của toàn quá trình sấy: Qlt q lt . W 1718,75.4530,25 7786367kJ/mẻ Xét quá trình sấy thực tế: Xem mất mát nhiệt là 10% so với lý thuyết: qqm 0,1. lt 0,1.1718,75 171,875 kJ/kg ẩm SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 48 MSSV: 60601700
  62. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam o Nhiệt độ vật liệu trước khi vào buồng sấy: θvl1 = 25 C o Nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy: θvl2 = 40 C  25 40 Nhiệt độ trung bình của vật liệu:  12 32,5o C 22 o Nhiệt dung riêng của nước ở 25 C: C1 = 4,191 kJ.kg.độ, theo [4] tr.310 o Nhiệt dung riêng của nước ở 40 C: C2 = 4,189 kJ/kg.độ, theo [4] tr 310 o Nhiệt dung riêng của vật liệu ở 25 C: C0 = 3,70 kJ/kg.độ Nhiệt dung riêng của vật liệu: Cvl x00. C02 (1 x ). C (3.6) 16,64 16,64 .3,7 (1 ).4,189 4,114 kJ/kg.độ 108,25 108,25 (với x0 là phần khối lượng chất khô trong vật liệu thành phẩm) Nhiệt lượng tổn thất chung: GC  Cq. 2vl 2 1 (3.7) vl vl1 m W 1000.4,114. 40 25 4,144.25 171,875 81,9 kJ/kg/ẩm 4530,25 Nhiệt lượng tiêu hao riêng thực tế: II53 101 73,5 qtt ( 81,9) 1800,65 kJ/kg ẩm xx51 0,026 0,01 Nhiệt lượng tiêu hao thực tế của toàn quá trình sấy: Qlt q lt . W 1800,65.4530,25 8157395 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]: 1 Thời gian sấy đẳng tốc: 1 .(XX1 c ) (3.8) Nc SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 49 MSSV: 60601700
  63. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam * * XX XXc Thời gian sấy giảm tốc:  c .2,3.lg (3.9) 2 N * c XX2 Trong đó: Nc: tốc độ sấy đẳng tốc, kg ẩm/( kg chất khô. s) * XXXX12,,,c lần lượt là hàm ẩm đầu, cuối, tới hạn và cân bằng. Tổng thời gian sấy: XXXXXX1 c c c  .2,3lg NN * ccXX2 Theo số liệu thực nghiệm ở các bảng 2.5, 2.6, 2.7 có thể chọn gần đúng hàm ẩm * cân bằng X = 8%. Tốc độ sấy ở đầu giai đoạn sấy giảm tốc cũng chính là tốc độ sấy ở giai đoạn sấy đẳng tốc 100JJF22 100 . Nc (3.10) RG. 0 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 J J 1 (3.11) 2 r J1 là mật độ dòng nhiệt: JTT11 . mb (3.12) 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  5/ms 1 6,15 4,17 (3.13) SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 50 MSSV: 60601700
  64. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Tốc độ của TNS  1,1ms / 2 1 6,15 4,17.1,1 10,8W/m .độ o Nhiệt độ trung bình của TNS tk = 44 C tb: nhiệt độ bề mặt VLS chính là nhiệt độ của nhiệt kế bầu ướt. o tb = 32,5 C r: ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm. Ở nhiệt độ 44oC ta có r = 2297 kJ/kg.độ theo bảng 58[4] Suy ra: 10,8.(42,5 32,5) J 0,047 W / m2 0,18kJ/m2.h 2 2297 Diện tích xung quanh một mẫu VLS: 2 Fxq1 = (0,19.0,09 + 0,19.0,01 + 0,09.0,01).2 = 0,04 m Với 5530,25 kg VLS diện tích xung quanh tổng của VLS: 5530,25 F .0,04 1792 m2 xqt 0,1235 Trong đó: khối lượng một mẫu VLS là 123,5g. 2 Diện tích bề mặt bay hơi của VLS: F = Fxqt, m 100.0,18.1792 Vậy: N 6% ẩm/h c 5530,25 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 X c = 50%. 84,63 50 50 8 50 8 Vậy:  .2,3.lg 17h 6 6 15 8 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 sản phẩm để xác định lại thời gian sấy chính xác. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 51 MSSV: 60601700
  65. 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 Diện tích bề mặt vật liệu chiếm chỗ: 0,0171.44779,4 765,73m2 Diện tích bề mặt chứa VLS cần thiết kế: 765,73.1,2 918,87m2 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 918,87 Số khay cần dùng: 766 khay 1,2.1 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: 1,2.1.123,5.10 3 P 8,67 kg 0,0171 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
  66. 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: 33 55 t 44o C k 2 Các thông số vật lý của không khí tra theo nhiệt độ tk: 3 Khối lượng riêng k 1,114kg/m Hệ số dẫn nhiệt k 0,028 W/m.độ 62 Độ nhớt động lực học k 19,33.10 N.s/m Chuẩn số Pr = 0,699 o Chọn nhiệt độ thành trong của buồng là tT2 = 48 C, nhiệt độ thành ngoài của o buồng là tT1 = 40 C o Độ lệch nhiệt độ bên trong buồng: ∆T2 = 48 – 40 = 8 C Nhiệt độ không khí bên ngoài buồng: t = 36oC o Độ lệch nhiệt độ bên ngoài buồng: ∆T1 = tT1 – t = 40 - 36 = 4 C Nhiệt độ trung bình của không khí ngoài buồng: 36 33 tC 34,5o 2 Các thông số vật lý của không khí tra theo nhiệt độ t: Khối lượng riêng 1.148kg/m3 Hệ số dẫn nhiệt  0,026W/m.độ SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 53 MSSV: 60601700
  67. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Độ nhớt động lực học  18,87.10 62 N.s/m Chuẩn số Pr = 0,7 2 a) Tính hệ số cấp nhiệt từ thành trong đến tác nhân sấy α2 (W/m .độ) chế độ cƣỡng bức Nu . 2 k (3.8) 2 L 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 d  Re td k (3.9) k Với v = 1,1 m/s là vận tốc không khí trong buồng. dtd là đường kính tương đương của buồng sấy 4.F 4.2,55.2,25 d 2,333m td P 2.(2,55 2,25) 2,333.1,1.1,114 Suy ra: Re 147896 19,33.10 6 Vì Re > 105 nên ta có c = 0,032; n = 0,8 theo [6] tr.8. n Nu2 c.Re 0,032.241962 649 Nu . 649.0,028 Suy ra: 2 k 2,58W/m2.độ 2 L 7,585 Nhiệt tải riêng truyền từ thành vào tác nhân sấy: 2 qT2 2. 2 2,58.8 20,64W/m b) Tính hệ số cấp nhiệt từ môi trƣờng đến mặt ngoài buồng sấy 1 Nu . 1 m (W/m2.độ) (3.10) 1 H SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 54 MSSV: 60601700
  68. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam m : 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 g H32 T 1 m (3.11) Gr 2 mm.t Các thông số vật lý trong công thức trên lấy theo nhiệt độ tm tt 34,5 40 t T1 37,25o C m 22 3 Khối lượng riêng ρm = 1,138 kg/m Hệ số dẫn nhiệt λm = 0,274 W/m.độ -6 2 Độ nhớt động lực học μm = 19,01.10 N.s/m Chuẩn số Pr’ = 0,6993 9,81.2,153 .4.1,138 10 Gr 2 3,75.10 19,06.10 6 .37,25 o PrT1 = 0,699 theo nhiệt độ tường ngoài là 40 C Với tích số (Gr . Pr) > 109 thì: 0,25 0,33 Pr' Nu1 0,15.( Gr .Pr') . Pr T1 (3.12) 0,25 10 0,33 0,6993 0,15.(3,75.10 .0,6993) . 412 0,699 Nu . 412.0,274 1 m 5,23W/m2.độ 1 H 2,15 Nhiệt tải riêng truyền từ thành ngoài vào môi trường: 2 qT1 1. 1 5,23.4 20,93W/m Kiểm tra giả thiết về nhiệt độ: qq 21,46 20,64 21.100% .100% 3,8% 5% q2 21,46 Suy ra có thể chấp nhận được giả thuyết về nhiệt độ và giá trị hệ số cấp nhiệt. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 55 MSSV: 60601700
  69. 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 1 K 1122   v g cn bv 12 v  g  cn  bv 1 0,6W/m2 .đô 1 1 2.0,02 0,1 0,0015 cn 5,23 2,58 0,88 0,82 0,03 17,5 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
  70. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam 1 K 1122   v g cn bv 12 v  g  cn  bv 1 0,414W/m2 .đô 1 1 2.0,02 0,1 0,05 0,0015 5,23 2,58 0,88 0,82 0,03 17,5 - 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 2 Chọn hệ số truyền nhiệt Ktr = 0,5 W/m .độ Theo [3] với bề mặt nóng quay lên như trần buồng sấy thì hệ số trao đổi nhiệt 2 đối lưu α1tr = 1,3.α1 = 1,3.5,23 = 6,8 W/m .độ 1 K tr 11 21 33     1tr 2 2 1 3 3 1 0,5W/m2 .đ ô 1 1 0,09 0,01 0,0015 2 6,8 2,58 1,5 0,3 0,03 17,5 Suy ra bề dày lớp cách nhiệt δ2 = 42 mm. Chọn δcn = 50 mm. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 57 MSSV: 60601700
  71. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Khi đó hệ số truyền nhiệt K được tính lại: 1 K tr 11 21 33     1tr 2 2 1 3 3 1 0,48W/m2 .đ ô 1 1 0,09 0,01 0,05 0,0015 6,8 2,58 1,5 0,3 0,03 17,5 - 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 2 Chọn hệ số truyền nhiệt Kc = 0,5 W/m .độ 11 K 0,5 W/m2.độ c 1 12  1 1 2.0,0015  bv cn cn 12 bv  cn 5,23 2,58 17,5 0,03 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: 11 K 0,45W/m2.độ c 112 1 1 2.0,002 0,05 bv cn 12 bv  cn 5,23 2,58 16,3 0,03 Vậy kích thƣớc phủ bì của buồng sấy: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 58 MSSV: 60601700
  72. 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 o Theo yêu cầu công nghệ, TNS sau dàn nóng có nhiệt độ θ3 = 45 C được dẫn qua caloriphe để nâng lên 55oC trước khi cấp vào buồng sấy. Lượng không khí cần cung cấp trong 1s: L 283141 L 0 4,63kg/s .3600 17.3600 Nhiệt lượng caloriphe cần cung cấp cho tác nhân sấy: QLII .(43 ) 4,63.(81,41 71,18) 47,33kW Chọn hiệu suất của caloriphe là ηc = 85% 47,33 Công suất của caloriphe: 55,68kW 0,85 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 thép không rỉ 304, dòng điện sử dụng 3 pha 380V, thường dùng trong các thiết bị sấy. SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 59 MSSV: 60601700
  73. 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: Gn L ( x12 x ) 4,63.(0,02 0,01) 0,0463 kg/s Năng suất của máy lạnh: QLII0 .( 1 2 ) 4,63.(73,5 42) 145,8 kW Lấy tổn hao lạnh là 20% nên năng suất lạnh cần thiết là: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 60 MSSV: 60601700
  74. 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: L0 283441 3 Vl 226513m n 1,25 o 3 Với khối lượng riêng không khí ở 15 C: l = 1,25 kg/m Lưu lượng gió qua dàn lạnh: V 226513 L l 13324 m3/h = 222 m3/ph lanh  17 Thể tích không khí cần cấp vào dàn nóng: L0 283441 3 Vn 255082 m n 1,11 o 3 Với khối lượng riêng không khí ở 45 C: n = 1,11 kg/m Lưu lượng gió qua dàn nóng: V 255082 L n 15005 m3/h = 250 m3/ph nong  17 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 mm 34,93 Thông số coil Diện tích bề mặt m2 1,67 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 61 MSSV: 60601700
  75. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Đường kính ống mm 9,53 Số lớp 3 Số lượng cánh/inch 15 Điều khiển lưu lượng hơi Van tiết lưu Đường kính ống xả mm 25,4 Loại quạt Ly tâm Số lượng 2 Thông số quạt Đường kính mm 381,0 Bề rộng mm 381,0 Số motor 1 HP 5 Công suất điện (KW) (3,7) Thông số motor Số tốc độ 1 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 Lưới lọc bụi Số lượng 4 Rộng×Dài×Cao mm 555×727×25 Kích thước dàn lạnh Rộng×Dài×Cao mm 1751×2210×702 Khối lượng dàn lạnh Không bao bì kg 361 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
  76. 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 V/Ph/ 300/3/ Điện áp Hz 50 Dòng chạy-dòng khởi động A 22,9 - 145 Diện tích bề mặt m2 3,95 Đường kính ống mm 9,53 Thông số coil Số lớp 2 Số lượng cánh/inch 16 Loại quạt Hướng trục Số lượng 2 Thông số quạt Đường kính mm 711 Dẫn động Trực tiếp Lưu lượng gió m3/h 23000 Số motor 2 Công suất điện W 300 Số tốc độ 1 Thông số motor Số vòng quay RPM 875 V/Ph/ 380/3/ Điện áp Hz 50 Dòng chạy – dòng khởi động A 1,2 – 2,8 Kích thước dàn nóng Rộng×Dài×Cao mm 1050×2200×1050 Khối lượng dàn nóng Không bao bì kg 462 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 63 MSSV: 60601700
  77. 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: Llanh 13324 lanh 8,76 m/s (thoả mãn điều kiện trên) Fl 0,65.0,65.3600  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: Lnong 15005 nong 9,86 m/s (thoả mãn điều kiện trên) Fn 0,65.0,65.3600 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
  78. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam 3 - Lưu lượng quạt tuần hoàn: Q = Lnóng = 15005 m /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 2 Lbs  k . 0 2 Pks  , N/m dtd 2 Trong đó: + Lbs chiều dài buồng sấy, m + λ hệ số ma sát + 0 = 1,1 m/s là vận tốc không khí trong buồng sấy o 3 + ρk khối lượng riêng của không khí ở 44 C, kg/m 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]: 2.2,55.1,075 d 1,51m td (2,55 1,075) Với: + Chiều rộng buồng sấy 2,55 m + Chiều cao khung khay sấy đến tấm ngăn giữa hai buồng sấy 1,075 m 0.dtd 1,1.1,51 Re 6 95680 10000 vk 17,36.10 o 2 Với: νk độ nhớt động học của không khí ở 44 C, m/s Như vậy dòng không khí chuyển động ở chế độ chảy xoáy. Theo [5] tr.378 bảng II.12: λ = 0,018 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 65 MSSV: 60601700
  79. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam 2 2 Lbs  k . 0 7,585.1,114.1,1 2 Pks . . 0,018. 6 N/m dtd 2 1,51.2 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.  2 P  co , N/m2 chang2 k Trong đó: + co 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: F 2,55.0,26 0,663m2 Với: + Khoảng cách đoạn chuyển chặng 260 mm. Q 15005  6,3m/s co F 0,663.3600  2 6,32 P  .co . 2,5. .1,114 55,27 N/m2 chang22 k 3.4.3.3. Trở lực do đột mở Khi không khí từ caloriphe vào buồng sấy thì sinh ra tổn thất đột mở. 2  k PK , mmH2O dm 2 g 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 9,862 .1,114 P 0,55. 3,04 mmH2O dm 2.9,81 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 66 MSSV: 60601700
  80. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam 3.4.3.4. Trở lực do đột thu v2 Tính tương tự như tổn thất đột mở: PK0 k dt 2 g 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 1,12 .1,114 P 0,32. 0,022 mmH2O dt 2.9,81 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: v2 P k d 2 1,114 9,86 2 => P 54,15 N/m2 d 2 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 Tổng diện tích bề mặt lọc: V S k v 1 SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 67 MSSV: 60601700
  81. 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 F 3,7 Số ống tay áo cần dùng: n 7,8ống .Dl . .0,15.1 Chọn n = 10 ống => Tổng diện tích bề mặt lọc: S n Dl 10 .0,15.1 4,71m2 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
  82. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Chƣơng 4 XÂY DỰNG PHÂN XƢỞNG SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 69 MSSV: 60601700
  83. 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
  84. 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. Phân loại: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 71 MSSV: 60601700
  85. 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
  86. 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: 6000 V 7,08m3 847,66 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 Hình 4.2. Thiết bị lạnh dự trữ SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 73 MSSV: 60601700
  87. 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 225 Thể tích bồn rửa tối thiểu: V 0,265 m3 min 847,66 3 Chọn thể tích bồn rửa: V = 10Vmin = 10.0,265 = 2,65 m 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: m 225 V 1 0,265 m3 1 847,66 Chiều dài băng chứa đầy trong 1 phút: V 0,265 xk .1 0,7. 1,1m Bh. 0,8.0,2 Trong đó: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 74 MSSV: 60601700
  88. 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: dn Vận tốc:v 60.1000 60000v 60000.1,1 n 1vòng/phút D 3,14.320.60 Chọn bộ phận truyền động: động cơ qua hộp giảm tốc đến bộ phận đai. 1200 Tỷ số truyền: u 1 200 1 Chọn hộp giảm tốc có tỷ số truyền: ugt = 240 Bộ phận truyền đai có tỷ số truyền: u 1200 i 5 ugt 240 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 + Motor quay trộn: 1 HP, 30 vòng/phút SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 75 MSSV: 60601700
  89. 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
  90. 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. Thông số số kỹ thuật cụ thể của thiết bị như sau: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 77 MSSV: 60601700
  91. Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật thiết bị đóng gói Mẫu DZQ-250HL Điện áp(V/Hz) AC 380/50 hoặc 220/60 ( 3 pha ) 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 Kích thước hộp đóng gói tiêu chuẩn (mm) Dài 250 × Rộng 180 × Cao 50 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
  92. 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 Trong phân xưởng có các khu vực sau: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 79 MSSV: 60601700
  93. 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
  94. 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. Bố trí công nhân phụ trách điều hành các công đoạn này như sau: SVTH: Lê Cao Nhiên Trang 81 MSSV: 60601700
  95. 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