NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC LỜI NÓI ĐẦU Trong thực tiễn nhiều sản phẩm ngành nông lâm ngư nghiệp để nâng cao chất lượng giá trị sản phẩm cung để bảo quản cần có q trình chế biến, phương pháp chế biến bảo quản phương pháp sấy Phương pháp sấy có nhiều ưu điểm tầm quan trọng sản suất chế biến, không riêng ngành công nghiệp chế biến sản suất nông lâm thủy hải sản mà có ứng dụng nhiều ngành công nghiệp khác ngành sản suất giấy… Để sây dựng thiết kế hệ thống sấy phù hợp đảm bảo yêu cầu công nghệ, đặc biệt phải nâng cao chất lượng giá trị sản phẩm giá trị kinh tế Một khâu quan trọng khơng thể thiếu mang tính chất ý nghĩa định đến chất lượng mức độ hiệu hệ thống sấy khâu tìm hiểu vật liệu sấy Khâu đơn giản quan trọng lựa chọn phương pháp sấy hệ thống sấy Tìm hiểu vật liệu sấy ta nắm đước tính chất nhiệt vật lý hóa học vật liệu sấy qua ta thiết kế hệ thống sấy hiệu Một nơng sản có giá trị kinh tế ý nghĩa thóc, thóc nước ta có sản lượng lớn theo thống kê hàng năm sản lượng thóc tăng đặc biệt sản lượng thóc xuất tăng hàng năm nước ta vươn lên cường quôc số suất gạo Sản lượng gạo xuất tăng lớn giá trị chưa cao có nhiểu nguyên nhân xong nguyên nhân quan trọng khâu chế biến bảo quản thóc gạo chưa đạt yêu cầu cao Để góp phẩn nâng cao chất lượng giá trị sản suất lúa gạo người ta ứng dụng công nghệ sấy chế biến bảo quản thóc Vậy nhóm em xin tìm hiểu vật sấy thóc Chúng em chân thành cảm ơn hướng dẫn thầy! Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHĨM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU SẤY 1.1 Phân bố vùng nguyên liệu vật liệu sấy (thóc lúa) Thóc loại lương thực giới Là loại cấy nhiệt đới ưa thới tiết nóng ẩm mưa nhiều có vùng phân bố rộng lớn, lúa nước đước trồng nhiều nước vùng Đơng Nam Á có khí hậu thuận lợi Các nước trồng nhiều lúa nước phải kể đến Thái Lan, Indo, Trung Quốc, Việt Nam… nước ta lúa gieo trồng hầu hết vùng miền chủ yếu phải kể đến hai vựa lúa lớn nước vùng đồng sông Hồng vùng đồng sông Cửu Long Sản lượng lúa hai vùng lớn nước định đến sản lượng suất an ninh lương thực nước, ngồi lúa trồng nhiều vùng đồng ven biển trung du miền núi Bắc Bộ Lai Châu, Điện Biên… lúa trồng miền núi giống lúa lương có khả chịu hạn tốt cần nước chúng trồng ruộng bậc thang Cây lúa thuộc họ thân thảo có nhiều loại khác nhau, phổ biến có ý nghĩa kinh tế loại lúa nước Lúa nước lại chia làm hai loại lúa ngắn hạt lúa hạt bình thường Ngày nhà lai tạo cho nhiều loại giống lúa lai có khả thích nghi tốt với điều kiện khí hậu vùng miền nước ta cho suất cao chất lượng gạo tốt có giá trị kinh tế cao giống lúa tám thơm, tạp giao, bắc thơm, lúa nếp … tùy theo thành phần loại hóa học chuỗi tinh bột mà có giống lúa dẻo giống lúa răn Lúa Ấn Độ cho hạt thóc có dạng thon dài, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng hạt vào khoảng từ 3,0/1,0 đến 3,5/1,0 Lúa Nhật Bản cho hạt thóc có dạng bầu, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng hạt vào khoảng từ 1,4/1,0 đến 1,9/1,0 Lúa nước Ấn Độ thị trường giới ưa chuộng Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHĨM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC Hình 1.1: Sơ đồ phân loại lúa nước 1.2 Đặc trưng thành phần cấu tạo vật liệu sấy ( thóc) - Thóc vật liệu sấy dạng hạt có kích thước tương đối nhỏ - Thành phần cấu trúc hạt có vỏ cứng bao bọc bảo vệ - Hạt thóc thuộc loại hạt dài có vỏ nhăn Hạt có khả tách rời khơng báo dính thành cụm mà hạt riêng rẽ - Hạt thóc có cấu trúc đặc Thóc loại hạt lương thực có cấu tạo gồm thành phần chủ yếu lớp vỏ trấu bao bọc lớp vỏ cám bên phôi hạt gạo Lớp vỏ trấu màu vàng lớp vỏ bảo vệ có thành phần hóa học xenlulozo tương đối mỏng bề mặt có mày râu, lớp vỏ cám lớp bao bóc phơi hạt gạo thành phần chủ yếu tinh dầu vi ta vitamin B1, phơi hạt có thành phần hóa học chủ yếu tinh bột có chứa số loại vitamin Sét mặt cấu trúc nhiệt vật lý thóc loại vật liệu sấy dạng hạt có cấu trúc đặc hạt nhiều lớp, khích thức hạt tương đối nhỏ Tỉ lệ khối lượng vỏ trấu với khối lượng toàn hạt dao động khoảng từ 10 đến 35% Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHĨM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC Hình 1.2 Cấu tạo hạt lúa Hạt thóc có kích thước khoảng sau Chiều dài từ 4,5 đến 10,0 mm (không kể râu) Chiều rộng từ 1,2 đến 3,5 mm Chiều dày từ 1,0 đến 3,0 mm Khối lượng 1000 hạt vào khoảng 16-38 g 1.3 Đặc trưng thành phần hóa học vật liệu sấy ( thóc) Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC Thành phần hóa học hạt thóc gồm chủ yếu tinh bột, protein, xenluloza Ngồi hạt thóc chứa số chất khác với hàm lượng so với chất kể đường, vitamin, muối khoáng, chất béo… Bảng 1.1: Thành phần hóa học hạt thóc Thành phần hóa học Protein Hàm lượng chất (%) Lớn Trung bình 10,43 8,74 Nhỏ 6,66 Tinh bột 47,70 68,00 56,20 Xenluloza 8,74 12,22 9,41 Tro 4,68 6,90 5,80 Đường 0,10 4,50 3,20 Chất béo 1,60 2,50 1,90 Dextrin 0,80 3,20 1,30 a Các gluxit Các gluxit thóc ngồi tinh bột thành phần chủ yếu có đường, xenluloza, hemixenluloza, dextrin Tinh bột 3-8 µm Thành phần cấu tạo tinh bột lúa tẻ khoảng 17% amiloza 83% amilopectin, tinh bột lúa nếp khơng có amiloza mà gần 100% amilopectin Amilopectin thành phần định tính dẻo loại thóc Nhiệt độ hồ hóa tinh bột thóc khoảng 65-70ºC b Protein Protein thóc gồm chủ yếu globulin glutelin (orizein), ngồi có lơcơzin prolamin Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC Bảng 1.2: Thành phần cácaxit amin protein gạo xay (gạo lật) (theo % protein) Axit amin Triptophan Hàm lượng 1,08 Axit amin Valin Hàm lượng 06,99 Treonin 3,92 Acginin 05,76 Izolơxin 4,69 Histidin 01,68 Lizin 3,95 A.acpactic 04,72 Metionin 1,80 A.glutamic 13,69 Xictin 1,36 Glyxin 06,84 Penylalanin 5,03 Prolin 04,84 Tirozin 4,57 Xerin 05,08 Lơxin 8,61 Alanin 03,56 c Chất béo Chất béo có hạt thóc chủ yếu tập trung phôi lớp alơron Trong thành phần chất béo thóc có axit chính, axit oleic, linolic palmitic Các axit béo khác axit stearic, miristic, arakhic, linosteric có với hàm lượng nhỏ Ngồi chất béo thóc có lượng lizolixitin photpho Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC Bảng 1.3 Thành phần hóa học chất béo thóc Axit béo Hàm lượng (%) Trong khoảng Trung bình Chưa no: Oleic 41,0 - 45,6 42,3 Linolic No: 27,6 - 36,7 30,6 Miristic 0,1 - 0,3 0,2 Palmitic 12,3 - 17,3 15,5 Stearic 1,8 - 2,6 2,1 Arakhic 0,5 - 0,7 0,6 Linosteric 0,4 - 0,9 0,7 4,0 - 4,6 4,2 Chất khống xà phòng hóa d Chất khống Chất khống phân bố khơng đồng phần hạt thóc, chủ yếu tập trung lớp vỏ Chất khống nhiều hạt thóc photpho Photpho phân bố nhiều lớp vỏ hạt, sau xát kĩ lượng photpho gạo bị nhiều Chất khoáng nhiều vỏ trấu silic Chất khống nhiều phơi lúa photpho, kali magie Có 83% photpho phôi hạt dạng phitin, 13% dạng a.nucleic 1.4 Giá trị thực phẩm, ý nghĩa kinh tế, xã hội hạt thóc a Ý nghĩa thực phẩm dinh dưỡng Thóc gạo loại lương thực giới bên cạnh có loại lương thực lúa mì, ngơ…Ở nước ta thóc lương thực bên cạnh ngơ, bột mì, khoai, sắn… Trong thành phần thức ăn hàng ngày tinh bột coi nguồn cung cấp lượng chủ yếu cho thể người, gạo chiếm vai trò đặc biệt quan trọng Ngồi tinh bột thành phần chủ yếu, gạo có chất dinh Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC dưỡng khác protein, chất béo, chất khoáng, vitamin … với hàm lượng thấp mặt lượng gạo loại lương thực có độ sinh lượng cao, 1kg gạo cung cấp khoảng 3600 kcal, ngày ăn khoảng 450g gạo số thức ăn đủ số calo cần thiết cho thể người lao động bình thường Hàm lượng chất dinh dưỡng gạo lớn hay nhỏ tùy thuộc vào giống lúa, điều kiện trồng trọt phương pháp chế biến Thơng thường, q trình chế biến từ lúa gạo, người ta tách khoảng 86% chất béo, 75% chất khống, 70% vitamin nhóm B, 82% xenluloze, 15% protein 6% tinh bột có hạt thóc Những chất bị tách theo trấu cám Để giảm tổn thất trình chế biến, người ta áp dụng biện pháp pháp gia công nước nhiệt Ưu điểm biện pháp gia công nước nhiệt giữ lại phần lớn chất dinh dưỡng hòa tan nước gạo xát làm tăng cường tính chất cơng nghệ lúa, xay xát bị gãy nát, tỉ lệ thu thành phẩm cao hơn, tỉ lệ gạo nguyên hạt cao Thóc gạo ngồi chức cung cấp lương thực nguồn nguyên liệu chế biến cho ngành công nghiệp chế biến Cám dùng để sản xuất dầu dùng làm thức ăn cho gia súc Dầu cám dùng cơng nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp xà phòng Từ cám tách chất chống oxy hóa Trong cám có chứa nhiều vitamin, nhiều nước dùng cám để sản xuất vitamin Trấu dùng làm nhiên liệu, sản xuất than hoạt tính cung cấp cho lò đốt, lò sinh khối… b Ý nghĩa kinh tế Thóc gạo có giá trị kính tế cao Nước ta thóc loại lương thực chủ yếu đảm bảo an ninh lương thực cho quốc gia cung cấp để xuất đem lại lợi nhận kinh tế Thóc gạo người nơng dân sản suất với quy mô sản lượng nhỏ chủ yếu theo phương pháp thủ công đặc biệt khâu chế biến bảo quản người nơng dân sau thu hốch lúa thóc trước đem bảo quản q trình phới sấy tự nhiệt phương pháp có chi phí thấp chất lượng thóc gạo khơng cao làm giảm giá trị kinh tế giá trị dinh dưỡng hạt Thóc gạo chế biến bảo quan nhờ phương pháp sấy nhân tạo có chất lượng cao có giá trị kinh tế cao Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THĨC 1.5 Tính chất nhiệt vật lý vật liệu sấy( thóc) a Đặc trưng khối lượng Khối lượng riêng vật liệu sấy yếu tố quan trọng thiết kế hệ thống sấy mặt kết cấu chịu lực Khối lượng riêng vật liệu sấy thóc phụ thuộc vào trạng thái độ ẩm hạt thóc Đối với thóc ướt khối lượng riêng lớn khoảng ρ = 449 ÷ 550 kg/m Đối với thóc khơ khối lượng riêng thóc bé ρ = 750 kg/m b Nhiệt dung riêng Nhiệt dung riêng đặc trưng có mưc tiêu hao nhiệt vật liệu sấy vật liệu sấy có nhiệt dung riêng lớn khả tích chữa nhiệt cao Nhiệt dung riêng hạt xác định theo công thức C = Ck + Ca ω 100 Công thức thực nghiệm C = 1,55 + 0, 0253.ω ( kJ ) kg K Trong Ck- Nhiệt dung riêng hạt khơ tuyệt đối, kJ/kg.K C - Nhiệt dung riêng nước, kJ/kg.K ω - Độ ẩm hạt,% c Độ ẩm hạt Độ ẩm cân hạt thóc tính theo tỉ lệ % phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THĨC Bảng1.5 Độ ẩm cân hạt thóc (%) Nhiệt độ (ºC) 20 20 7,5 30 9,1 Độ ẩm tương đối khơng khí (%): 40 50 60 70 80 10,4 11,4 12,5 13,7 15,2 90 17,6 100 _ d Hệ số dẫn nhiệt Hệ số đẫn nhiệt vật liệu phụ thuộc vào hệ số dẫn nhiệt vật liệu khô, nước độ xốp vật liệu Ta xác định hệ số dẫn nhiệt cơng thức λ= q , w/m.K ∆θ Trong q - Mật độ dòng nhiệt, W/m Δθ - Gradien nhiệt độ, K/m Hoặc ta xác định theo công thức λ = 0,07 + 0,0023.ω , w/m.K Với ω = 14%, hệ số dẫn nhiệt thóc: λ = 0,09 W/mK e Hệ số dẫn nhiệt độ Hệ số dẫn nhiệt độ đặc trưng cho tốc độ thay đổi nhiệt độ vật liệu Đối với vật liêu sấy dạng hạt hạt, hệ số dẫn nhiệt đặc trưng cho tốc độ đốt nóng hay làm nguội hạt xác định công thức a= λ , m2 / s C ρ Trong λ- Hệ số dẫn nhiệt hạt, W/m.k C- Nhiệt dung riêng, kJ/kg.K Ρ- Khối lượng riêng, kg/m3 Độ dẫn nhiệt độ hạt bé khoảng 6,15.10 ÷ 6,85.10 m/s 1.6 Đặc tính khối hạt vật liệu sấy ( thóc) Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 10 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC Khối hạt bao gồm nhiều hạt tạo thành, khối thóc có tính chất đặc thù mà hạt riêng lẻ khơng có Cụ thể tính khơng đồng độ ẩm nhiệt độ, chất lượng thóc thóc chưa chín đều, thóc lép tạp chất lẫn vào thu hoạch, tính chất gây ảnh hưởng q trình sấy a Tính tan rời khối thóc Đây đặc tính đổ thóc từ cao xuống, thóc tự dịch chuyển để tạo thành khối thóc có hình chóp nón, phía đáy rộng, đỉnh nhọn khơng có hạt dính liền với hạt Khi tạo nên góc nghiêng tự nhiên α đáy sườn khối thóc, α độ tan rời có mối quan hệ chặt chẽ, α lớn độ tan rời nhỏ Tính tan rời thóc phụ thuộc vào kích thước hình dạng hạt, độ ẩm, tạp chất Có thể dựa vào độ tan rời để xác định sơ chất lượng thay đổi chất lượng thóc q trình sấy bảo quản b Tính tự chia loại khối thóc Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc lép, tạp chất), khơng đồng (khác hình dạng, kích thước, tỉ trọng), q trình di chuyển tạo nên vùng khác chất lượng, gọi tính tự chia loại khối hạt Hiện tượng ảnh hưởng đến việc làm khơ, bảo quản Vì vậy, thiết bị sấy phải có biện pháp hạn chế tối đa tính tự phân loại khối thóc để chất lượng thóc sau sấy nâng cao c Độ hổng khối thóc Trong khối thóc có khe hở hạt chứa đầy khơng khí, độ hổng thóc Ngược lại độ hổng phần thể tích hạt chiếm chỗ khơng gian độ chặt khối thóc Độ chặt độ hổng có ý nghĩa quan trọng bảo quản, kể mặt công nghệ mặt sinh lí khối hạt Nếu hạt có độ hổng cao, khơng khí dễ dàng chuyển dịch gây nên tượng truyền nhiệt đối lưu chuyển dịch ẩm Độ hổng tính % thể tích khoảng không gian khe hở hạt với thể tích tồn khối hạt chiếm chỗ Giữa độ hổng khối lượng riêng có liên quan với nhau, khối lượng riêng lớn độ hổng nhỏ Độ hổng khối thóc vào khoảng 50÷60% Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 11 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THĨC d Tính dẫn nhiệt truyền nhiệt Q trình dẫn nhiệt khối thóc thực hai phương thức chủ yếu truyền nhiệt dẫn nhiệt đối lưu, hai phương thức tiến hành song song có liên quan chặt chẽ với Đặc tính truyền, dẫn nhiệt khơng đồng khối thóc cần khắc phục tận dụng tối đa công tác bảo quản để hạn chế tượng bốc ẩm cục e Tính hấp thụ nhả chất khí, ẩm Là khả hấp thụ nhả chất khí, ẩm thóc q trình sấy, thường tượng hấp phụ bề mặt Vì trình sấy xảy nhiều giai đoạn: Sấy → ủ → sấy → ủ … để giúp vẩn chuyển ẩm bề mặt thóc làm cho thóc sấy khơ f Trở lực khối hạt Trở lực, Pa khối hạt di động (H) cố định (H) tăng tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí thổi qua tính theo cơng thức H d = A.υdn ld H t = ( a.υt + b.υt2 ) lt Trong l - Chiều dày dòng hạt, mm l - Chiều dày lớp hạt, m v & v - Tốc độ dòng khí qua dòng hạt lớp hạt, m/s ( thường lấy v = 0,06 m/s ) A, n, a, b - Các hệ số thực nghiệm phụ thuộc tính chất vật lí hạt & khối hạt Đối với thóc A = 14,6; n = 14,1; a = 3600 ÷ 4200; b = 23000 ÷ 25000 CHƯƠNG SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN THÓC 2.1 Quy trình chế sơ chế bảo quản thóc Q trình chế biến bảo quản thóc lúa gồm giai đoạn - Thu hoạch Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 12 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC - Làm phân loại - Làm khô - Bảo quản Mỗi giai đoạn có ý nghĩa quan trọng q trình chế biến bảo quản thóc a Thu hoạch Thời điểm thu hoạch thóc lúa Lúa chín vàng thời điểm mà thu hoạch lúc tỉ lệ tinh bột hạt cao chất lượng gạo cao Ở đồng Bắc Bộ lúa thua hoạch chủ yếu theo hai vụ vụ đông xuân vụ hè thu Ở vùng đồng Nam Bộ lúa sản suất thâm canh tăng vụ Có hai phương pháp thu hoạch - Phương pháp thu hoạch thủ cơng - Phương pháp thu hoạch khí hóa, dùng máy móc Đối với phương pháp thu hoạch thủ cơng suất khơng cao cần có thời gian dài áp dụng với quy mơ canh tác nhỏ lẻ có diện tích gieo trồng khơng nhỏ Còn phương pháp thu hoạch giới hóa có suất lớn hơn, phù hợp với quy mơi canh tác với diện tích gieo trồng lớn - Lúa thu hoạch cần trải qua q trình tuốt đập tách thóc khỏi thân rơm - Đặc điểm lúa thu hoạch Lúa thu hoạch lúa tươi có hàm lượng nước hạt cao, thơng thường độ ẩm thóc thu hoạch khoảng 20 – 27 % Với độ ẩm số giống có sức sống tốt nảy mẩm thời gian ngắn khoảng 48h sau thu hoạch Thóc nảy mầm giảm chất lượng lương thực chất lượng hạt giồng Vậy để tránh tượng cần có biện pháp sử lý làm khơ thóc sau tách hạt Thóc làm khô theo giai đoạn làm khô thẳng đến độ ẩm yêu cầu bảo quản chế biến Như ta có phương pháp làm khơ khác Có thể làm khơ tự nhiên làm khô hệ thống sấy nhân tạo b Làm phân loại Thóc sau tuốt đập tách hạt thóc khỏi thân rơm có lẫn tập chất mùn rơm, trấu bổi có lẫn số tạp chất vơ có q trình thu Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 13 NHÓM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC hoạch vận chuyển Có thể làm phân loại thóc nhờ phương pháp quạt gió hay sàng sảy… Làm có ý nghĩa quan trọng khâu sử lý cần thiết q trình bảo quản thóc đặc biệt có ý nghĩa quan trọng trình sấy để hệ thống sấy làm việc hiệu Cũng phần làm tăng độ vật liệu sấy qua trình bảo quản tốt c Làm khơ - Đặc điểm thóc tươi Thóc tách hạt thóc tưới có độ ẩm cao nên số loại nảy mầm, men mốc nấm dễ phát triển làm cho thóc bị hư hại phẩm chất Thơng thường độ ẩm thóc thu hoạch từ 20-27% Để thóc khơng bị hư hại giảm chất lượng, màu sắc vòng 48 sau thu hoạch phải làm khô lúa để độ ẩm 20%, sau cần tiếp tục xử lí Tùy theo nhu cầu làm khơ lúa để xay xát để tồn trữ lâu dài để làm giống mà yêu cầu làm khô công nghệ sấy khác Q trình làm khơ phải để độ ẩm thoát từ từ nhằm đạt độ ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo chênh lệch nhiệt độ hạt thóc so với bên ngồi nhỏ Độ ẩm thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu điều kiện bảo quản Khi thóc có độ ẩm 13-14% bảo quản từ 2-3 tháng, muốn bảo quản lâu tháng độ ẩm tốt thóc từ 12-12,5% Độ ẩm thóc phương pháp làm khô ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo tỉ lệ gạo gãy trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho q trình xay xát từ 13-14% - Làm khơ q trình làm giẩm độ ẩm vật liệu sấy tới độ ẩm u cầu cơng nghệ đó, thóc độ ẩm cần đạt tới độ ẩm bảo quản chế biến Có hai phương pháp làm khơ - Làm khơ tự nhiên (phơi khô tự nhiên ánh nắng mặt trời) - Làm khô nhân tạo hệ thống sấy Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 14 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng Nhưng tùy theo phương pháp mà yêu cầu công nghệ độ ẩm khác Đối với phương pháp sấy nhân tạo độ ẩm đạt yêu cầu bảo quản Phương pháp phới khơ tự nhiên độ ẩm khơng đạt mong muốn có ưu điểm khơng tốn chi phí làm khơ Ưu điểm phương pháp làm khơ tự nhiên đơn giản chi phí thấp dễ thực ấp dụng rộng với quy mô nhỏ Nhưng có nhược điểm lớn độ ẩm thóc bảo quản không đạt giá trị yêu cầu thường cao hơn, vật liệu sấy không đều, phương pháp phụ thuộc nhiều vào thời tiết Phương pháp sấy nhân tạo có nhiều ưu điểm dùng tác nhân sấy làm khô vật liệu sấy độ ẩm vật liệu sấy đạt yêu cầu công nghệ, vật liệu sấy có q trình sấy hợp lí chất lượng vật liệu đảm bảo, phương pháp sấy nhân tạo không lệ thuộc vào điều kiện thời tiết phương pháp chi phí cao d Bảo quản - u cầu Thóc bảo quản yêu cầu phải đảm bảo chất lượng sau bao quản không bị hao hụt lượng sinh vật gặm nhấm sâm hại chuột gián… thóc bảo quản thời gian dài khơng bị bốc nóng hay thấm ẩm gây tượng nấm mốc làm giảm chất lượng giá trí thóc - Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thóc trình bảo quản Các yếu tố ảnh hưởng đến trình bảo quản thóc nhiệt độ, độ ẩm, trạng thái kho chứa, + Yếu tố độ ẩm Độ ẩm bảo quản thóc thơng số định đến tính chất hạt thóc sau bảo quản Độ ẩm khơng khí mơi trường cần bảo quản cao nguyên nhân gây tượng nấm mốc hạt bảo quản, muốn bảo quản thóc thời gian dài cần trì nhiệt độ độ ẩm làm giá trị giới hạn cho phép Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 15 NHÓM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC Độ ẩm mơi trường bảo quản cao giá trị cho phép độ ẩm hạt tăng sau bảo quản Sau đem sử dụng cần sấy qua để độ ẩm hạt giảm suống mức quy định + Yếu tố nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố định đến chất lượng hạt thóc sau bảo quản Nhiệt độ bảo quản thóc lấy nhiệt độ mơi trường bên ngồi nhiệt độ thích hợp cho bảo quản thóc 250C Nhiệt độ bảo quản thóc phụ thuốc vào loại thóc bảo quản thóc giồng hay bảo quản thóc thương phẩm nhiệt độ có khác Nhiệt độ bảo quản cao nguyên nhân dẫn đên độ ẩm hạt sau bảo quản giảm cần có biện pháp hồi ẩm cho hạt sau bảo quản Bảo quản thóc nhiệt độ cao khiến chất lượng thóc giảm đặc biệt tính chất ngun hạt hạt thóc say sát có tỉ lệ nguyên hạt thấp tỉ lệ nhiều độ ẩm giảm + Yếu tố kho chứa Kho phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật bảo quản kho phải chống sinh vật gặm nhấm sâm hại đế thóc chuột gián Kho phải cách ẩm phải trì nhiệt độ độ ẩm bảo quản + Yếu tố sinh lý hạt thóc Mặc dù tách khỏi lúa hạt thóc vật thể sống thường xuyên trao đổi chất với môi trường xung quanh Hoạt động sinh lí cấu tử khối hạt làm chênh lệch độ ẩm thường hạt cỏ dại, hạt xanh, hạt lép hô hấp mạnh hạt bình thường Mặt khác, chỗ tích tụ nhiều vi sinh vật sâu mọt chỗ hạt ẩm nhiều - Các phương pháp bảo quản Bảo quản với quy mô lớn + Bảo quản silo Thóc sau sấy hay làm khơ bảo quản silo đặt nhà hay trời Phương pháp có ưu điểm thóc khơng bị ẩm thâm nhập Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 16 NHĨM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC từ mơi trường bên vỏ silo kim loại kin khơng có ẩm thẩm thấu vào nhiệt độ thích hợp Tuy nhiên độ thơng gió thơng thống cho trình trao đổi chất Phương pháp bảo quản đảm bảo chất lượng Có thể bảo quản thóc thời gian dài mà đảm bảo chất lượng + Bảo quản kho chứa Thóc sau làm khô chứa bao tải xắp xếp kho chứa Phương pháp bảo quản phụ thuốc nhiều vào điều kiện kho chứa nhiệt độ độ ẩm, phương pháp bảo quản thóc bảo quản thời gian ngắn Và chất lượng thóc bảo quản có giảm chất lượng Bảo quản với quy mơ nhỏ quy mơ hộ gia đình + Bảo quản kho nhỏ hay chum vại hòm chứa hay thùng chứa CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ HỆ THỚNG SẤY THĨC 3.1 u cầu chung Tùy theo loại thóc thóc thương phẩm hay thóc giống mà có hệ thống sấy phù hợp, số yêu cầu vầ phương pháp sấy thóc - Hạt thóc ngun vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo - Hạt thóc giữ ngun vẹn kích thước màu sắc - Tính chất hạt thóc phải đảm bảo - Đơi với thóc giống sau sấy khả nảy mầm cao tính chất giống khơng thay đổi - Có độ ẩm đạt yêu cầu bảo quản thường nhỏ 14% - Thóc sau sấy đem xay xát tỉ lệ nguyên hạt cao Vậy nên thiết kế hệ thống sấy ta cần xác định rõ thông số tác nhân sấy phù hợp cho thóc, chọn nhiệt độ sấy thời gian sấy thích hợp 3.2 Một số phương pháp sấy Có phương pháp sấy sấy nóng sấy lạnh a Phương pháp sấy nóng - Tác nhân sấy khơng khí khói lò Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 17 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC - Động lực q trình sấy tác nhân sấy có nhiệt cao truyền nhiệt cho vật liệu sấy làm tăng phân áp suất nước vật liệu sấy đồng thời phân áp suất nước tác nhân sấy nhỏ vật liệu sấy tạo động lực cho trình sấy b Các hệ thống sấy - HTS đối lưu: VLS nhận nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy nóng ( khói lò khơng khí nóng) nhiệt truyền từ bề mặt vào vật liệu sấy Có hệ thống sấy đối lưu HTS buồng, HTS hầm, HTS thùng quay, hệ thống sấy tháp… - HTS tiếp xúc VLS nhận nhiệt trực tiếp từ bề mặt gia nhiệt nhiệt độ bề mặt vật liệu sấy cao tâm, phân áp suất bề mặt lớn mơi trường nên có dòng ẩm vào môi trường, nhiệt độ tâm vật liệu sấy tăng dần tạo dòng ẩm dịch chuyển bề mặt vật liệu sấy Có hệ thống sấy tiếp súc HTS lơ, HTS tầng, hệ thống sấy thùng quay… - HTS xạ Vật liệu sấy nhận nhiệt xạ từ nguồn nhiệt, nhiệt độ tâm vật liệu sây tăng gây chênh lệch phân áp suất lòng vật liệu sấy bề mặt vật liệu sấy tạo động lực dịch chuyển ẩm từ lòng vật liệu sấy mơi trường Nguồn nhiệt xạ từ lò vi sóng hay lượng điện từ c Phương pháp sấy lạnh Tác nhân sấy khơng khí có phân áp suất nhỏ bề mặt vật liệu sấy tạo độ chênh lệch áp st có dòng ẩm dịch chuyển vào mơi trường, động lực q trình sấy Ban đầu khơng khí làm lạnh ngưng tụ giảm ẩm sau cấp nhiệt làm giẩm độ ẩm tương đối giảm phân áp suất nước tác nhân Và tiếp súc với vật liệu sấy - HTS lạnh nhiệt độ > 00C - HTS thăng hoa nhiệt độ < 00C thường khoảng -300C - HTS chân không Phương pháp sấy lạnh có nhiều ưu điểm vật liệu sấy giữ ngun tính chất, hương vị thành phần hóa học tác nhân sấy có nhiệt độ thấp 3.3 Một số hệ thống sấy nóng a Hệ thống sấy buồng Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 18 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC HTS buồng suất thường nhỏ, sấy theo mẻ vật liệu sấy cố định khay sấy khay sấy đặt xe goong Hệ thống sấy phù hợp với loại vật liệu có độ ẩm cao có kích thước lớn b Hệ thống sấy hầm Hệ thống sấy hầm có suất sấy lớn có khả sấy lien tục vật liệu sấy phù hợp cho hệ thống sấy buống vật liệu có kích thước nhỏ dạng miếng, hạt không sấy vật liệu dạng huyền phù c Hệ thống sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay có suât sấy lớn phù hợp với vật liệu sấy dạng hạt, hệ thống sấy liên tục, vật liệu sấy sáo trộn đồng d Hệ thống sấy tháp HTS tháp sấy liên tục với suất cao phù hợp với vật liệu sấy dạng hạt, VLS chảy liên tục từ xuống dưới tác dụng trọng lực thân Trong trình sấy VLS xáo trộn TNS, sản phẩm sấy đồng Và việc phân vùng TNS nóng lạnh dễ dàng e Hệ thống sấy phun Hệ thống buồng phun phù hợp với sấy vật liệu dạng dung dịch huyền phù sấy sữa, không phù hợp với vật liệu sấy dạng hạt f Hệ thống sấy tầng sôi Hệ thống sấy tầng sôi vật liệu sấy xáo trộn trình, hệ thống sấy có suất sấy cao phù hợp với dạng vật liệu sấy dạng hạt có kích thước nhỏ nhẹ tác nhân sấy khơng khí nóng khói lò truyển động với tốc độ lớn làm xáo trộn vật liệu sấy Qúa trình sấy liên tục tác nhân sấy vật liệu sấy chộn tiếp súc với nhau, hiệu truyền nhiệt ẩm cáo hiêu thời gian sấy nhanh, trình sấy đồng 3.4 Lựa chọn hệ thống sấy a Đặc điểm vật liệu sấy - Vật liệu sấy dạng hạt có kích thước nhỏ có tính tan rời - Vật liệu sấy có vỏ bảo vệ - Vật liệu sây khơng chịu nhiệt độ sấy cao - Độ ẩm vật liệu sấy vào từ 20%- 27% thuộc loại có độ ẩm trung bình - Độ ẩm vật liệu sấy từ 12%-14% - Nhiệt độ sấy khoảng 450C-500C - Vật liệu sấy phù hợp với phương pháp sấy nóng Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 19 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC - Yêu cầu hệ thống sấy phải hệ thống sấy liên tục có suất lớn b Lựa chọn phương pháp sấy hệ thống sấy Phương pháp sấy phù hợp với thóc - Chọn phương pháp sấy nóng tác nhân sấy khơng khí nóng khói lò Hệ thống sấy đối lưu - Hệ thống sấy tháp.( ưu tiên) - Hệ thống sấy thùng quay - Hệ thống sấy tầng sôi 3.5 Xác định chế độ sấy Trong hệ thống sấy tháp, VLS TNS trao đổi nhiệt - ẩm cho phương pháp đối lưu Người ta tổ chức trình trao đổi nhiệt - ẩm hai dòng VLS dòng TNS chuyển động chiều, ngược chiều có cắt thường ngược chiều cắt Và hệ thống sấy tháp thường chia vùng sấy có nhiệt độ TNS khác vùng làm mát trước kết thúc trình sấy a Nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép Thóc loại hạt u cầu phải sấy chế độ mềm tính chịu nhiệt thóc kém, khơng cho phép nâng nhiệt độ đốt nóng hạt lên cao Nếu nhiệt độ đốt nóng q cao hạt thóc xuất vết nứt nội nhũ Nguyên nhân hình thành vết nứt trình sấy tạo nên gradien ẩm từ vào trung tâm hạt, độ ẩm lớp hạt giảm nhanh, tạo trạng thái căng thể tích phần trung tâm, tăng nhiệt độ làm cho sức căng vượt độ bền hạt tạo nên vết nứt Các vết nứt xuất theo vách protein ngăn cách hạt tinh bột Để xác định nhiệt độ đốt nóng giới hạn cho phép q trình sấy, ta áp dụng cơng thức th = 2, 218 − 4,34.ln(τ ) + 23,5 0,37 + 0, 63.ωtb Trong Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 20 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC - τ - Thời gian sấy, phút (phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu VLS nhiệt độ TNS đầu vào) Thơng thường τ = 0, 75 ÷ 1,5h - ωtb - Độ ẩm trung bình VLS, % ωtb = 0,5 ( ω1 − ω2 ) - Thông thường nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép khơng vượt q 50÷60ºC Đặc biệt với thóc để làm giống u cầu nhiệt độ sấy nghiêm ngặt nhiệt độ cao ảnh hưởng tới khả nảy mầm thóc th = 35 ÷ 450 C b Độ ẩm vào VLS (thóc ω1 = 20 ÷ 27% ω2 = 12 ÷ 14% c Nhiệt độ tách nhân sấy Tùy thuộc vào nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép mà ta chọn nhiệt độ TNS vào hệ thống sấy theo vùng Vùng sấy t = 100-120ºC Vùng sấy t = 130-150ºC Vùng làm mát t13 = 20-25ºC Còn nhiệt độ TNS khỏi vùng sấy xác định theo cơng thức t2 ≤ ( ÷ 10 ) + th d Tốc độ tác nhân sấy Theo kinh ngiệm tốc độ TNS HTS tháp v = 0, ÷ 0,5m / s Ngồi để hạt khơng bị kênh thải tốc độ TNS kênh không nên vượt 6m/s Tốc độ khơng khí làm mát v = 0, 03 ÷ 0, 06m / s KẾT LUẬN Thóc vật liệu sấy phù hợp với phương pháp sấy nóng, hệ thống sấy phù hợp với thóc hệ thống sấy đối lưu với hệ thống sấy tháp hay Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 21 NHÓM 1: CHUN ĐỀ SẤY THĨC sấy thùng quay, thóc sau sấy có độ ẩm đạt yêu cầu bảo quản thời gian dài Hệ thống sấy thóc nâng cao chất lượng giá trị, thuận lợi cho việc sản suất bảo quản thóc lúa doanh nghiệp thu mua thóc gạo người sản suất thóc gạo, phương pháp sấy khắc phục lệ thuộc vào thiên nhiện lao động sản suất Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 22 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC Mục lục Trang LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1:TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU SẤY………………………….2 1.1 Phân bố vùng nguyên liệu vật liệu sấy (thóc lúa)…………… 1.2 Đặc trưng thành phần cấu tạo vật liệu sấy ( thóc)……… 1.3 Đặc trưng thành phần hóa học vật liệu sấy ( thóc)……… a Các gluxit b Protein c Chất béo d Chất khoáng 1.4 Giá trị thực phẩm, ý nghĩa kinh tế, xã hội hạt thóc……… a Ý nghĩa thực phẩm dinh dưỡng b Ý nghĩa kinh tế 1.5 Tính chất nhiệt vật lý vật liệu sấy( thóc)……………… a Đặc trưng khối lượng b Nhiệt dung riêng c Độ ẩm hạt d Hệ số dẫn nhiệt e Hệ số dẫn nhiệt độ 1.6 Đặc tính khối hạt vật liệu sấy ( thóc) .11 a Tính tan rời khối thóc b Tính tự chia loại khối thóc c Độ hổng khối thóc d Tính dẫn nhiệt truyền nhiệt e Tính hấp thụ nhả chất khí, ẩm f Trở lực khối hạt CHƯƠNG SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN THĨC 2.1 Quy trình chế sơ chế bảo quản thóc……………………….13 a Thu hoạch b Làm phân loại c Làm khô d Bảo quản CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ HỆ THỚNG SẤY THĨC 3.1 u cầu chung……………………………………………… 18 3.2 Một số phương pháp sấy………………………………… 18 a Phương pháp sấy nóng b Các hệ thống sấy c Phương pháp sấy lạnh Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 23 NHÓM 1: CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC 3.3 Một số hệ thống sấy nóng………………………………… 20 a Hệ thống sấy buồng b Hệ thống sấy hầm c Hệ thống sấy thùng quay d Hệ thống sấy tháp e Hệ thống sấy phun f Hệ thống sấy tầng sôi 3.4 Lựa chọn hệ thống sấy…………………………………… 21 a Đặc điểm vật liệu sấy b Đặc điểm vật liệu sấy 3.5 Xác định chế độ sấy……………………………………… 21 a Nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép b Độ ẩm vào VLS (thóc) c Tốc độ tác nhân sấy KẾT LUẬN Cán hướng dẫn: Thầy Đặng Trần Thọ Trang 24 ... thống sấy ta cần xác định rõ thông số tác nhân sấy phù hợp cho thóc, chọn nhiệt độ sấy thời gian sấy thích hợp 3.2 Một số phương pháp sấy Có phương pháp sấy sấy nóng sấy lạnh a Phương pháp sấy. .. THỚNG SẤY THĨC 3.1 u cầu chung Tùy theo loại thóc thóc thương phẩm hay thóc giống mà có hệ thống sấy phù hợp, số yêu cầu vầ phương pháp sấy thóc - Hạt thóc ngun vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo - Hạt thóc. .. CHUYÊN ĐỀ SẤY THÓC 3.3 Một số hệ thống sấy nóng………………………………… 20 a Hệ thống sấy buồng b Hệ thống sấy hầm c Hệ thống sấy thùng quay d Hệ thống sấy tháp e Hệ thống sấy phun f Hệ thống sấy tầng sôi