THIẾT kế, CHẾ tạo mô HÌNH máy sấy HOA QUẢ sử DỤNG NĂNG LƯỢNG mặt TRỜI có hệ THÔNG điều KHIỂN NHIỆT độ sấy

Ngoài việc sấy các loại nông sản, năng lượng mặt trời cònđược dùng để sấy các loại vật liệu chứa xenlulo như gỗ, sợi, quần áo...Tư lâu trên thi trương cung đa xuât hiên cac dong may sây

THÔNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ SẤY

Sinh viên thực hiện

Lê Thành Long - 181300467

Nguyễn Duy Sỹ - 181300734

Nguyễn Duy Đạt -181300818

Lớp: Cơ Điện Tử 2-K59 Khoa: Cơ Khí

(in đậm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài)

Người hướng dẫn: TS Lê Lăng Vân

MUC LUC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3

1.1 Đặt vấn đề 4

1.2 Tầm quan trọng của đề tài 6

1.3 Mục đích nghiên cứu 6

1.4 Dàn ý nghiên cứu 7

1.5 Đồi tượng nghiên cứu 7

1.6 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

2.1 Nghiên cứu tổng quan về năng lượng mặt trời 8

2.1.2 Ưu, nhược điểm năng lượng mặt trời 9

2.1.3 Ứng dụng năng lượng mặt trời 12

2.2 Nghiên cứu tổng quan về Sấy 17

2.2.1 Khái niệm về sấy 17

2.2.2 Bản chất của quá trình sấy 17

2.2.3 Nguyên tắc của quá trình sấy 17

2.2.4 Các phương pháp sấy 17

2.2.5 Các loại hê thống sấy sử dụng năng lượng mặt trời 18

2.2.6 Nguyên tắc chung khi sấy khô rau quả 21

2.2.7 Nhiệt độ sấy một vài loại nông sản 24

2.3 Hệ thống điều khiển nhiệt độ sấy 26

2.3.1 Cảm biến nhiệt độ 26

2.3.2 Khối nguồn – Adapter 27

2.3.4 Hệ thống điều khiển 27

2.3.5 Các thiết bị khác 29

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 32

3.1 Ưu nhược điểm của hệ thống 32

3.2 Sơ đồ khối toàn mạch 33

3.3 Tính toán thiết kế mạch 34

3.3.1Khối điều khiển trung tâm 34

3.3.2 Khối cảm biến 34

3.3.3 Khối nguồn 34

3.3.4 Khối hiển thị 35

3.3.5 Khối thực thi 35

3.4 Nguyên lý hoạt động của mạch: 36

3.5 Sơ đồ nguyên lý và mạch in 37

3.5Lập trình vi điều khiển 40

MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Năng lượng mặt trời hiện nay đang được chú trọng khai thác 8

Hình 2.2 Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng xanh 10

Hình 2.3 Pin mặt trời lắp ở hộ gia đình 11

Hình 2.4 Máy bơm nước dùng năng lượng mặt trời 13

Hình 2 5 Sử dụng năng lượng mặt trời giúp cải thiện mang lưới điện 13

Hình 2.6 Bình nước nóng năng lượng mặt trời 14

Hình 2.7 Pin năng lượng mặt trời ngày càng được ứng dụng rộng rãi 15

Hình 2.8 Những chiếc đèn ngoài trời cũng dùng năng lượng mặt trời 15

Hình 2.9 Chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời 16

Hình 2.10 Các thiết bị điều hòa không khí cũng dần ứng năng lượng mặt trời 16

Hình 2.11 Tủ sấy trái cây dung năng lượng mặt trời 18

Hình 2.12 Hầm sấy nông sản kiểu nhà kính Error! Bookmark not defined. Hình 2.13 Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy 20

Hình 2.14 Hệ thống sấy thóc bằng năng lượng mặt trời 21

Hình 2.15 Thành phẩm sau khi sấy 24

Hình 2.16 Hạt sen sấy khô Error! Bookmark not defined. Hình 2.17 Ngũ cốc sấy khô 25

Hình 2.18 Hoa cúc sấy khô 26

Hình 2 19 Cảm biến DHT11 26

Hình 2 20 Nguồn Adapter 12V4A DC5x2 1MM 27

Hình 2.21 Sơ lược phần cứng của board Arduino Uno R3 28

Hình 2.22 Sơ đồ chân của Adruino uno R3 Error! Bookmark not defined. Hình 2.23 Mạch 1 Relay KY-019 5VDC 29

Hình 2.24 Màn hình LCD 1602 Xanh lá 30

Hình 2.25 Quạt thông gió 31

Hình 2.26 Tấm gia nhiệt PTC 32

Hình 3.1 Sơ đồ khối toàn mạch 33

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 37

Hình 3.3 Sơ đồ mạch in 2D 38

Hình 3.4 Sơ đồ mạch in 2D thành phẩm 39

Hình 3.5 Mạch thành phẩm 39

Hình 3.6 Lưu đồ thuật toán 40

CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VÊ ĐÊ TAI.

1.1 Đặt vấn đề

Trong sự phát triển ngày càng nhanh chóng và hiện đại của khoa học kỹ thuật, ngành điện tử tự động đã tạo nên một dấu ấn quan trọng trong lĩnh vực sản xuất và chế tạo, chúng luôn thay đổi và phát triển từng giờ, không dừng lại ở đó trong những năm gần đây ngành điện tử tự động đã ngảy càng gần gũi hơn với đời sống con người, hỗ trợ con người trong cuộc sống hằng ngày

Ngành công nghiệp năng lượng măt trơi trên thế giới đang tăng trưởng 40% một năm Tại Mỹ, năng lượng măt trơi dự kiến sẽ chiếm khoảng 35% nhu cầu tiêu thụ năng lượng của cả nước vào năm 2050 Nhật Bản đã đầu tư 3% GDP vào điện Mặt

Trời, trong khi Trung Quốc cũng trở thành nước đầu tư lơn thư 3 thế giới trong các hoạt động nghiên cứu và phát triển năng lượng mặt trời Liên minh châu

âu cung co kê hoach tăng tỷ lê sư dung năng lương thay thê lên 20% vao năm 2020

Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời, đặc biệt ở các vùng miền trung và miền nam của đất nước, với cường độ bức

xạ mặt trời trung bình khoảng 5 kWh/m2 Trong khi đó cường độ bức xạ mặt trời lại thấp hơn ở các vùng phía Bắc, ước tính khoảng 4 kWh/m2do điều kiện thời tiết với trời nhiều mây và mưa phùn vào mùa đông và mùa xuân Ở Việt nam, bức xạ

Hiện nay, trong lĩnh vực nông nghiệp các hệ thống sấy, làm khô bằng NLMTđược ứng dụng khá phổ biến Các hệ thống này được dùng để sấy khô các sảnphẩmnhư ngũ cốc, thực phẩm… nhằm giảm tỷ̉ lệ hao hụt và tăng khối lượng cũng nhưchất lượng sản phẩm Ngoài việc sấy các loại nông sản, năng lượng mặt trời cònđược dùng để sấy các loại vật liệu chứa xenlulo như gỗ, sợi, quần áo

Tư lâu trên thi trương cung đa xuât hiên cac dong may sây công nghiêp, giađinh theo quy mô lơn, nhỏ khac nhau, ma năng lương sư dung ơ đây la điên năng.Đây vẫn la phương phap sây hiêu qua đôi vơi môt sô loai san phâm, nhưng cung coanh hương tơi chât lương cua cac san phâm như : nông san, thưc phâm… viêc sưdung điên đê sây lam giam chât lương, cung như hao hut khôi lương san phâm, tônnhiêu điên năng đê cung câp cho bô phân gia nhiêt

=> Tư đo tư nhưng nhu câu câp thiêt, cân tim môt dang năng lương thay thê điênnăng va cung như môt phương phap sây thay thê mơi Ngươi ta đa dân phat triênmôt mô hinh sây dung năng lương măt trơi, tân dung nguôn năng lương dôi daosăn co tư thiên nhiên mang lai May sây băng năng lương măt trơi vưa giup châtlương san phâm sây đat chât lương tôt nhât, đỡ hao hut phân nao, tiêt kiêm đươcrât nhiêu điên năng giup bao vê môi trương, giam cac chât thai gây ô nhiêm môitrương

1.2 Tầm quan trọng của đề tài.

Các thiết bị nếu sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả sẽ góp phần vào côngcuộc công nghiệp hóa nền nông nghiệp Việt Nam, giúp giảm thiểu và giải quyếtnhững khó khăn cho bà con nông dân, góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh củanông sản nước ta trên thị trường thế giới

Với các nước ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, phương pháp sấy ứng dụngcông nghệ năng lượng mặt trời là một ứng dụng hiệu quả và hấp dẫ̃n So với nănglượng truyền thống, phương pháp sấy này giúp giảm chi phí năng lượng, góp phầnbảo vệ môi trường, nâng cao được chất lượng sản phẩm, giảm chi phí nhân công,giảm thời gian và tỷ̉ lệ hao hụt trong quá trình chế biến Hơn nữa, nguồn nănglượng truyền thống ngày càng trở nên đắt giá và phơi thì cần phải có một diện tíchlớn hơn nhiều lần so với thiết bị sấy

Vì vậy đề tài này là một vấn đề không những là một thực tại khách quan màcòn có tầm quan trọng thực sự trong hiện tại cũng như trong tương lai

1.4 Nội dung nghiên cứu.

Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Thiết kế cấu trúc sơ đồ, thi công phầncứng – phần mềm, hướng dẫ̃n sử dụng Chế tạo được 01 mô hình sấy sử dụng nănglượng mặt trời, điều khiển được nhiệt độ sấy Mặt khác đưa ra được các đánh giátính hiệu quả và khả năng ứng dụng

1.5 Đồi tượng nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu là: Nguồn mở của vi điều khiển arduino còn mới mẻ đốivới một số trường, bên cạnh đó dùng ứng dụng đó để nghiên cứu ra một mô hinhsây sư dung năng lương măt trơi

1.6 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu.

Phương pháp: Tài liệu tham khảo: Chủ yếu là tham khảo các chi tiết module,cảm biến, khí cụ điện Thực nghiệm: Kết nối phần cứng, thiết kế mạch ổn áp, mạchđộng lực, cơ cấu chuyển động

Phương tiện: Các dụng cụ trong ngành cơ khí và Cơ Điện Tử như máy hàn máykhoan, máy tính, đồng hồ VOM, để thực hiện đề tài này cần phải thiết kế một sốmạch phụ hay dùng testboard để thử nghiệm và mô phỏ̉ng 3D

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nghiên cứu tổng quan về năng lượng mặt trời.

Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ và nhiệt được tạo ra bởi mặt trời.Đây là nguồn năng lượng đầu tiên được con người sử dụng trước khi học bí quyếttạo ra lửa Năng lượng mặt trời tạo nên nguồn năng lượng tái tạo trên địa cầu Conngười cũng như tất cả các sinh vật trên trái đất sẽ chẳng thể tồn tại trong trườnghợp không có mặt trời và nguồn năng lượng mặt trời

Hình 2.1 - Năng lượng mặt trời hiện nay đang được chú trọng khai thác

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo sạch, to lớn, vô tận, có ởkhắp nơi mà chúng ta có thể khai thác Nó mang đến cho con người nhiều giá trị vìthế nhiều năm gần đây các nước trên thế giới đang cùng nhau khai thác và đưanguồn năng lượng sạch này vào sử dụng Quá trình khai thác không gây ảnh hưởngtiêu cực nào đến môi trường mà ngược lại còn mang lại rất nhiều lợi ích khác

Năng lượng mặt trời đã trở thành một công nghệ rất phổ biến trong các lĩnhvực dân dụng, thương mại, công nghiệp và nông nghiệp trong thập kỷ̉ qua, đặc biệt

là vài năm trở lại đây Ngày càng có nhiều ngôi nhà có mái nhà lấp lánh bằngnhững tấm pin mặt trời bóng bẩy Thu điện từ mặt trời có rất nhiều lợi thế, baogồm bản chất thân thiện với môi trường, bảo trì thấp, tuổi thọ và tất cả các đặcquyền kinh tế

Năng lượng mặt trời không còn xa lạ với người Việt Nam nữa nhưng việc sửdụng nguồn năng lượng này vào các gia đình còn rất hạn chế vì phần lớn chúng tachưa hiểu rõ những lợi ích mà nó mang lại

Đây là năng lượng từ mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt hoặcđiện, được biết đến là nguồn năng lượng tái tạo sạch nhất và dồi dào nhất hiện có

và nước ta có tài nguyên năng lượng mặt trời phong phú Các công nghệ nănglượng mặt trời có thể khai thác cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, bao gồmtạo ra điện, cung cấp ánh sáng và nước nóng để sử dụng trong gia đình, thương mạihoặc công nghiệp Tuy nhiên, việc chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời cũng

có một số hạn chế, chẳng hạn như phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và chi phí trảtrước cao

2.1.2 Ưu, nhược điểm năng lượng mặt trời.

2.1.2.1 Ưu điểm của năng lượng mặt trời.

Bền vững và tái tạo: Mặt trời có thể thỉnh thoảng ẩn sau những đám mây,

nhưng chúng sẽ không cạn kiệt trong tương lai gần So với các nguồn nhiên liệuhóa thạch sẽ tự cạn kiệt trong vài thập kỷ̉ tới, năng lượng mặt trời là một nguồnnăng lượng tái tạo

Có sẵn ở mọi nơi: Năng lượng mặt trời là một nguồn tài nguyên dồi dào có

thể được khai thác từ bất kỳ vị trí địa lý nào

Tiết kiệm tiền: Tính năng hấp dẫ̃n nhất của năng lượng mặt trời đối với

chủ nhà là tiết kiệm đáng kể hóa đơn tiền điện hàng tháng mà hệ thống điện mặttrời gia đình cung cấp

Hình 2.2 - Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng xanh.

Ngoài ra, điện dư thừa cũng có thể được đưa vào lưới điện và được chi trảngược trở lại Một yếu tố nữa phải kể đến chính là: Giá của hệ thống pin mặt trời

đã giảm đáng kể trong thời gian gần đây

Lợi ích về môi trường: Solar tạo ra năng lượng sạch, tái tạo từ mặt trời và

mang lại lợi ích cho môi trường Các lựa chọn thay thế cho nhiên liệu hóa thạchlàm giảm lượng khí thải cacbon, giảm hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu Năng lượngmặt trời được biết là có tác động thuận lợi đến môi trường

Tạo ra điện bằng năng lượng mặt trời thay vì nhiên liệu hóa thạch có thể làm giảmđáng kể lượng khí thải nhà kính, đặc biệt là carbon dioxide (CO2) Khí nhà kính,được tạo ra khi nhiên liệu hóa thạch bị đốt cháy, dẫ̃n đến nhiệt độ toàn cầu và biếnđổi khí hậu tăng cao

Mang tính ổn định: Khi bạn sử dụng năng lượng điện mặt trời đều đặn

mỗi tháng bạn có thể tự kiểm soát được lượng điện năng tiêu thụ mỗi tháng Có thểtránh những buổi cắt điện định kì hàng tháng của các nhà máy điện Đặc biệt vớicác nhà máy nên sử dụng năng lượng mặt trời để hạn chế tình trạng trì trệ côngviệc sản xuất do quá trình mất điện gây ra

Bảo trì thấp và tuổi thọ lâu dài: Như chúng tôi đã đề cập trước đây, điện

mặt trời không yêu cầu bất kỳ nguồn cung bên ngoài nào để nó hoạt động, do đóchi phí sản xuất năng lượng và bảo trì của nó thực tế bằng không Các Tấm pin cóthể kéo dài đến 30 năm ngay cả khi thỉnh thoảng tiếp xúc với điều kiện thời tiếtxấu

Hình 2.3 Pin mặt trời lắp ở hộ gia đình

Những ưu điểm của năng lượng mặt trời là rõ ràng Bạn không chỉ có thểtiết kiệm tiền cho hóa đơn tiền điện – bạn còn có thể giảm lượng khí thải carbon vàcải thiện sức khỏ̉e của những người xung quanh

2.1.2.2 Nhược điểm năng lượng mặt trời.

Đầu tư trả trước cao: Chi phí trả trước lớn là rào cản lớn nhất đối với bất

kỳ chủ nhà nào đang cân nhắc lắp đặt pin mặt trời Phạm vi đầu tư ban đầu là hàngchục triệu đến hàng trăm triệu, bao gồm các tấm pin, biến tần, pin lưu trữ (nếucần), dây cáp và chi phí lắp đặt

Bản chất không liên tục: Độ che phủ mặt trời không nhất quán là một trong

những nhược điểm rõ ràng hơn khi nói đến năng lượng mặt trời Đầu tiên, chúngkhông tạo ra điện vào ban đêm Cường độ mặt trời thay đổi trong ngày, trong tuần,theo mùa và vị trí Các hiện tượng tự nhiên như mây dày, tuyết và tán lá ảnh hưởngđáng kể đến lượng điện do tấm pin tạo ra

Không gian không hiệu quả: Một tấm pin đòi hỏ̉i một lượng không gian

đáng kể để sản xuất điện Bạn không thể xếp chồng lên nhau hoặc sắp xếp chúng

theo bất kỳ cách nào tiết kiệm không gian, pin năng lượng mặt trời cần tiếp xúc vớiánh sáng mặt trời trực tiếp.

Không dành cho mọi mái nhà: Chúng không phải là một hệ thống “một kích

thước phù hợp với tất cả” và thực sự, kích thước và định hướng của mái che, máiche là những yếu tố quan trọng cần được xem xét

=> Phần kết luận: Như với bất kỳ công nghệ mới nào, năng lượng mặt trời có

những lợi thế và bất lợi cần được xem xét Những điều đó có thể khác nhau và có ýnghĩa khác nhau, tùy thuộc vào việc nó sẽ được thu hoạch và sử dụng để tạo rađiện hoặc nhiệt ở quy mô hộ gia đình, doanh nghiệp hoặc chính phủ Một số ưuđiểm nổi bật hơn của việc sử dụng năng lượng mặt trời bao gồm giảm lượng khíthải carbon của bạn, tiết kiệm hóa đơn tiền điện và đầu tư vào giải pháp năng lượngbảo trì lâu dài và thấp với đảm bảo thu được lợi nhuận từ nó Nhược điểm của nănglượng mặt trời bao gồm sự phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời trực tiếp, sự kém hiệuquả trong không gian và tính bất động của các tấm pin mặt trời

2.1.3 Ứng dụng năng lượng mặt trời.

Năng lượng mặt trời có thể triển khai ở bất cứ đâu miễn là có ánh nắng Vìthế, nó thực sự hữu ích ở những nơi không có điện, nhất là vùng sâu vùng xa Với

hệ thống pin mặt trời sẽ thiết lập được ở cả những khu vực này, cải thiện cuộc sốngcủa hàng triệu người Chưa hết, năng lượng mặt trời cũng được sử dụng để kíchhoạt, vận hành tàu thuyền, tàu vũ trụ hay tích hợp vào các vật liệu sử dụng trongcác tòa nhà,…

Hình 2.4 - Máy bơm nước dùng năng lượng mặt trời.

Cải thiện an ninh mạng lưới điện: Từ khi có lưới điện từ năng lượng mặt

trời xâm nhập và được mở rộng đã cải thiện được tính an toàn của lưới điện trongtrường hợp quá tải, thiên tại hay thảm họa,…

Hình 2.5 - Sử dụng năng lượng mặt trời giúp cải thiện mang lưới điện.

Tiết kiệm chi phí bảo trì: Các hệ thống năng lượng mặt trời không đòi hỏ̉i

bảo trì nhiều Chỉ cần 2 – 3 lần lau chùi tấm pin năng lượng sạch sẽ là được và hầuhết bảng điều khiển năng lượng mặt trời có hạn bảo hành hơn 20 năm

Các thiết bị công nghệ sử dụng nguồn năng lượng mặt trời: Năng lượng

mặt trời có khoảng 12 tiếng mỗi ngày, thậm chí ở một số nước có thể nhiều hơn.Vận dụng điều này, các nhà sáng tạo đã, đang khai thác và tạo ra nhiều phát minh

sử dụng nguồn năng lượng mặt trời Trong đó phải kể đến một số sản phẩm tiêubiểu sau:

 Bình nước nóng năng lượng mặt trời: Có lẽ đây ra ứng dụng phổ biến nhất,sản phẩm rất thân thiện với người dùng, được sử dụng nhiều ở các hộ gia đình

Hình 2.6 - Bình nước nóng năng lượng mặt trời.

Thông qua việc hấp thu sức nóng của mặt trời để làm ấm nước, giúp tiếtkiệm một nguồn năng lượng sử dụng đáng kể, góp phần tiết kiệm điện năng và bảo

vệ với môi trường

 Pin năng lượng mặt trời: Sản phẩm này giúp sản xuất điện trực tiếp từ nănglượng mặt trời qua thiết bị biến đổi quang điện Pin năng lượng rất gọn nhẹ, có thểlắp đặt ở đâu có ánh sáng

Hình 2.7 - Pin năng lượng mặt trời ngày càng được ứng dụng rộng rãi.

 Đèn ngoài trời dùng năng lượng mặt trời: Ngày nay những chiếc đèn ngoàitrời cũng tranh thủ tận dụng nguồn ánh sánh mặt trời Sản phẩm có tấm pin hấp thụnhiệt kết nối với hệ thống đèn, vừa có thể chiếu sáng cả những ngày âm u vừa giúptiết kiệm lượng điện tiêu thụ

Hình 2.8 - Những chiếc đèn ngoài trời cũng dùng năng lượng mặt trời.

 Phương tiện chạy bằng năng lượng mặt trời: Trước kia đã có rất nhiềuphương tiện di chuyển chạy bằng điện, thì nay các nhà khoa học bắt đầu thửnghiệm sử dụng năng lượng mặt trời để thay thế năng lượng điện.

Hình 2.9 - Chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời.

Và hiện tại đã có chiếc máy bay năng lượng mặt trời đầu tiên chính là SolarImpulse 2 Chỉ từ nguồn nhiên liệu năng lượng mặt trời có thể điều khiển nó bayđến mọi nơi, ngay cả trên trong đêm tối

 Thiết bị điều hòa không khí bằng năng lượng mặt trời: Nhu cầu sử dụng cácthiết bị điều hòa không khí ngày càng cao mà năng lượng chính của các thiết bị nàychủ yếu là điện, do đó khá tốn kém về tài nguyên lẫ̃n chi phí

Hình 2.10 - Các thiết bị điều hòa không khí cũng dần ứng năng lượng mặt trời.

Vậy nên, dùng năng lượng mặt trời cho máy làm mát không khí đang là ứngdụng rất hấp dẫ̃n được các nhà nghiên cứu phát triển Một trong những sản phẩm điđầu cho ứng dụng này đó chính là máy làm mát không khí Solazone

2.2 Nghiên cứu tổng quan về Sấy.

2.2.1 Khái niệm về sấy.

Sấy (hay sấy khô) là một quá trình làm bốc hơi nước ra khỏ̉i vật liệu bằngphương pháp nhiệt Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫ̃n nhiệt, đối lưu,bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao Mục đích của quá trìnhsấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt và bảo quản đượctốt hơn

Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ bất kì do sự khuếch tán bởi

sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu Đồng thời bên trong vật liệu có sự chênhlệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

2.2.2 Bản chất của quá trình sấy.

Là sự khuếch tán hơi nước từ bên trong vật liệu ra bề mặt vật liệu và tiếp theo

là sự bốc ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường xung quanh dựa vào sự chênh lệchphân áp suất hơi nước giữa bề mặt vật liệu và môi trường

2.2.3 Nguyên tắc của quá trình sấy.

Làm cho phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cao hơn phân áp suất hơinước của môi trường, cụ thể: Tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu, ví

dụ hệ thống sấy tiếp xúc Giảm phân áp suất hơi nước của môi trường, ví dụ hệthống sấy lạnh, hệ thống sấy chân không Giảm phân áp suất hơi nước của môitrường, ví dụ hệ thống sấy lạnh, hệ thống sấy chân không

2.2.4 Các phương pháp sấy

 Sấy bằng phương pháp tự nhiên

Sấy tự nhiên là quá trình tiến hành làm bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…còn gọi là phơi sấy tự nhiên Phương pháp này đỡ̃ tốn

nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc quá trình theo yêu cầu

kỹ thuật, năng suất thấp,…

 Sấy bằng phương pháp nhân tạo

Dựa vào trạng thái tác nhân sấy(TNS) hay cách tạo ra động lực quá trình dịchchuyển ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng và phươngpháp sấy lạnh

2.2.5 Các loại hê thống sấy sử dụng năng lượng mặt trời.

Trong thiết bị sấy dùng năng lượng mặt trời, nhiệt được cung cấp bởi việc hấpthụ trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời của vật liệu sấy Hơi nước sinh ra đượcmang đi bởi không khí thổi ngang qua vật liệu sấy Không khí chuyển động được

là nhờ quá trình đối lưu tự nhiên hoặc do quạt thổi cưỡ̃ng bức Thiết bị sấy nănglượng mặt trời gồm các loại phổ biến sau:

2.2.5.1 Tủ̉ sấy dung năng lượng mặt trời

Hình 2.11 - Tủ sấy trái cây dung năng lượng mặt trời.

Thiết bị này có hình dạng là một cái tủ, một mặt của tủ là kính để thu bức xạmặt trời chuyển thành năng lượng nhiệt làm tăng nhiệt độ của không khí, buồngsấy và sản phẩm sấy, có các mặt khác được bộc cách nhiệt Thường thì ánh sángmặt trời chiếu trực tiếp vật sấy và ẩm thoát ra được không khí lưu thông mang đi,quá trình lưu thông của không khí có thể là đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡ̃ng

bức do quạt thổi, ẩm được thoát ra từ bên trên Vật liệu sấy được nằm trên cáckhay với từng lớp mỏ̉ng và đặt trong tủ sấy Thiết bị này được sử dụng để sấy cácloại trái cây hay ngũ cốc(cereal) như nho, lúa thóc …

2.2.5.2 Thiết bị sấy kiểu nhà kính.

Hinh 2.12 - Mô hinh sây nha kinh.

Thiết bị sấy kiểu nhà kính có đặc trưng là có các mặt hướng về phía mặt trờiđược làm bằng kính, còn các mặt khác được cách nhiệt tốt và làm bằng các vật liệuchịu nhiệt tốt, không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sấy

Đối với các nước có khí hậu lạnh thì mô hình nhà kính được sử dụng rộngrãi trong công việc ươm cây giống, trồng rau và hoa Nhà kính có thể giữ đượcnhiệt độ cần thiết cho môi trường bên trong khi trời có mây hoặc vào ban đêm.Thiết bị sấy loại này dung để sấy chè sấy nông sản với nhiệt độ đều chất lượng sảnphẩm rất tốt

2.2.5.3 Thiết bị sấy gián tiếp.

Trong trong các loại thiết bị này, bức xạ mặt trời không trực tiếp chiếu vàosản phẩm sấy mà thông qua tác nhân sấy, tác nhân sấy là không khí được làm nóngbởi các collector năng lượng mặt trời Quá trình lưu thông và tuần hoàn của khôngkhí nóng có thể là tuần hoàn đối lưu tự nhiên, nhưng thường là tuần hoàn đối lưu

cưỡ̃ng bức nhờ quạt Với thiết bị này nhiệt độ sấy có thể cao hơn nên thời gian sấyngắn hơn và chất lượng sản phẩm sấy được tốt hơn.

Hình 2.12 - Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy.

Nguyên lý làm việc: không khí trước lúc đi vào buồng sấy được nung nóngbởi collector hấp thụ năng lượng mặt trời, không khí nóng được quạt gió hút vàthổi vào buồng sấy đi qua sản phẩm sấy, làm bốc hơi nước từ vật liệu sấy, khôngkhí nóng có thể tuần hoàn một số vòng và thoát ra ngoài cùng hơi nước Đối vớimột số thiết bị sấy cho các sản phẩm đặc biệt hoặc cần thời gian sấy dài thì người

ta có thêm nguồn năng lượng phụ để đề phòng những trời không nắng hoặc sấy vàoban đêm

Hình 2.13 - Hệ thống sấy thóc bằng năng lượng mặt trời.

=>Nhân xét: Hệ thống sấy nông sản bằng hiệu ứng nhà kính phù hợp với các nông

hộ nhỏ̉ lẻ bởi đạt các yêu cầu sau:

sấy khô

- Chắc chắn và độ bền tốt, giúp cho nhà sấy vẫ̃n có thể hoạt động bình thường ngay

cả trong thời tiết mưa bão do sử dụng nhựa mica và dàn khung thép

- Không yêu cầu mặt bằng sấy quá rộng bởi mô hình nhà sấy nông sản hiệu ứngnhà kính được trang bị thêm bộ phận xe đẩy và cùng nhiều khay sấy thực phẩmxếp chồng lên nhau với khoảng cách hợp lý

trùng, thực phẩm không bị hao hụt và biến đổi màu trong quá trình sấy…

2.2.6 Nguyên tắc chung khi sấy khô rau quả.

 Chần (hấp)

Trước khi sấy thường chần rau quả trong nước nóng hoặc hấp bằng hơi nướcnhằm bảo vệ phẩm chất sản phẩm và rút ngắn thời gian sấy Khi chần, do tác dụngcủa nhiệt và ẩm nên tính chất hoá lý của nguyên liệu bị biến đổi có lợi cho sự thoát

ẩm khi sấy: các vi sinh vật bị tiêu diệt và hệ thống men (enzim) trong nguyên liệu

bị đình chỉ hoạt động (vô hoạt hoá) tránh gây hư hỏ̉ng sản phẩm