Đề tài tính toán thiết kế hệ thống sấy bằng bơm nhiệt để sấy cá, năng suất 400kg mẻ

Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với cá người ta có thể dùng các phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy hầm, sấy buồng, sấy tủ, sấy tĩnh vi ngang, …Với đề tài

ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT SẤY

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BẰNG BƠM NHIỆT ĐỂ SẤY CÁ, NĂNG SUẤT 400KG/MẺ

GVHD: TS.TRẦN ĐẠI TIẾN SVTH: HUỲNH VĂN VŨ LỚP: SG22CNL

MSSV: 22NL1324

Tp.Hồ Chí Minh - Tháng 01 năm 2022

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy bằng bơm nhiệt, năng suất 400 kg/mẽ sấy.

I Thông tin thực hiện đề tài:

 Số liệu cho trước:

- Độ ẩm ban đầu: w1 = wđ = 82%

- Độ ẩm cuối: w2 = wc= 24%

- Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh: t1= 18oC

- Độ ẩm không khí sau dàn lạnh: φ1 = 95%

- Nhiệt độ không khí trước khi vào buồng sấy theo lý thuyết: t2 = 45oC

- Nhiệt độ không khí ra khỏi buồng sấy: t3 = 40oC

- Vận tốc chuyển động không khí trong buồng sấy: ω = 0,90 m/s đến 1,5 m/s

- Thời gian sấy: τ = 15h; Áp suất khí quyển là: 1 at

II Thông tin thực hiện đề tài:

- Tổng quan:

 Tình hình xuất khẩu thủy sản khô ở VN

 Phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt

- Chọn các thông số ban đầu, tính kích thước buồng sấy

- Chọn sơ đồ hệ thống sấy Tính lưu lượng quạt gió theo lý thuyết và thực tế

- Tính toán nhiệt, chọn máy nén

III Ngày giao nhiệm vụ: 16/12/2022

IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/01/2022

trong kinh tế sản xuất Quá trình sấy không chỉ đơn thuần là quá trình tách nước và hơi nước

ra khỏi vật liệu mà là một quá trình công nghệ Nó đòi sau khi sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp

Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với cá người ta có thể dùng các phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy hầm, sấy buồng, sấy tủ, sấy tĩnh vi ngang,

…Với đề tài đồ án: “Thiết kế hệ thống sấy bằng bơm nhiệt, năng suất 400 kg/mẽ sấy”, em chọn thiết bị sấy buồng thích hợp với quy mô sản xuất

Với sự hướng dẫn của thầy Trần Đại Tiến và sự tìm tòi của bản thân em sẽ cố gắng hoàn thành nhiệm vụ được giao Trong quá trình thực hiện thiết kế hệ thống sấy, do những hạn chế về kinh nghiệm cũng như kiến thức bản thân, tài liệu tham khảo chưa được phong phú.Vì vậy còn nhiều thiếu sót trong quá trình thực hiện mong thầy chỉ dạy thêm để em có thật nhiều kiến thức và kinh nghiệm để sau này phục vụ cho thực tế

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Đại Tiến đã hướng dẫn tận tình để em hoàn thành được đồ án này

TP HCM, ngày 01 tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực hiện

Huỳnh Văn Vũ

Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý bơm nhiêt 11

Hình 1-2 Hai phương thức trao đổi nhiệt qua buồng sấy 12

Hình 1-3 Sơ đồ quá trình sấy theo hai phương thức trao đổi nhiệt 13

Hình 1-4 Sơ đồ hệ thống lạnh 14

Hình 1-5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống bơm nhiệt kiểu môđun 21

Hính 1-6 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 32

Hình 3-1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống và đồ thị quá trình sấy 43

Hình 3-2 Sơ đồ công nghệ sấy Cà rốt 45

Hình 3-3 Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt sử dụng trong hệ thống sấy lạnh 47

Hình 3-4 Đồ thị I-d chế độ sấy hồi lưu hoàn toàn 48

Hình 3-5 Đồ thị I-d chế độ sấy thải bỏ tác nhân 56

Hình 3-6 Đồ thị I-d chế độ sấy thực hồi lưu hoàn toàn 65

Hình 3-7 Đồ thị I-d chế độ sấy thực thải bỏ tác nhân 68

Hình 3-8 Sơ đồ tính toán khí động trong hệ thống máy sấy 96

Hình 3-9 Sơ đồ đặc tính kỹ thuật của quạt APCR0502AA10/10 99

Hình 3-10 Sơ đồ cấu tạo APCR0502AA10/10 99

Hình 4-1 Biểu đồ phân bố vận tốc tác nhân sấy qua các khay 102

Hình 4-2 Biểu đồ nhiệt độ, độ ẩm tại TP Hồ Chí Minh ngày 15/04/2010 103

Hình 4-3 Sơ đồ hệ thống máy sấy lạnh 105

Bảng 3-3 Tổn thất khí động qua buồng sấy 98

Bảng 4-1 Bảng kết quả khảo sát vận tốc tác nhân sấy 102

Bảng 4-2 Bảng kết quả thực nghiệm xác định nhiệt độ và độ ẩm môi trường 103

Bảng 4-3 Bảng kết quả xác định xác định độ ẩm đầu vào của vật liệu sấy 103

Bảng 4-4 Bảng kết quả bán kính R của vật liệu 104

Bảng 4-5 Bảng kết quả thí nghiệm chế độ sấy hồi lưu hoàn toàn 106

Bảng 4-6 Bảng kết quả thí nghiệm ở chế độ sấy thải bỏ tác nhân 108

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XUẤT KHẨU THỦY SẢN VN

1. Tổng quan về ngành thuỷ sản ở Việt Nam

1.1Điều kiện tự nhiên để phát triển ngành thuỷ sản

Việt Nam nằm trog khu vực nhiệt đới gió mùa ẩm, có đường bờ biển dài hơn 3260

km từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Hà Tiên (Kiêng Giang), diện tích vùng nội thuỷ và lãnh hải rộng hơn 226.00 km2, có diện tích vùng đặc quyền kinh tế rộng trên 1.000.000 km2, trong vùng biển Việt Nam có trên 400 hòn đảo lớn nhỏ, là nơi có thể cung cấp các dịch vụ hậu cần cơ bản, trung chuyển sản phẩm khai thác, đánh bắt, đồng thời làm nơi neo đậu cho tàu thuyền trong những chuyến ra khơi Biển Việt Nam còn có nhiều vịnh, đầm phà, cửa sông (trong đó hơn 10.000 ha đang quy hoạch nuôi trồng thuỷ sản) và trên 400.000 ha rừng ngập mặn Đó là tiềm năng để Việt Nam phát triển hoạt động khai thác

và nuôi trồng thuỷ hải sản Cùng đó trong đất liền còn có khoảng 7 triệu ha diện tích mặtnước, có thể nuôi trồng thuỷ sản trong đó có 120.000 ha hồ ao nhỏ, mươn vườn, 244.000

ha hồ chứa mặt nước lớn, 446.000 ha ruộng úng trũng, nhiễm mặn, cấy lúa 1 hoặc 2 vụ bấp bệnh, và 635.000 ha vùng triều

Khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm và một số vùng có khí hậu ôn đới Tài nguyên khí hậu

đã giúp cho ngành thuỷ sản phát triển một cách thuận lợi

Chủng loại sinh vật đa dạng và phong phú với khoảng 510 loài cá trong đó có nhiều loài có giá trị kinh tế cao

Tuy nhiên bên cạnh những điều kiện thuận lợi cũng có những khó khăn do điều kiện địa hình và thuỷ vực phức tạp, hàng năm có nhiều mưa bão, lũ, vào mùa khô lại hay vị hạn hán và gây khó khăn và cả những thổn thất to lớn cho ngành thuỷ sản

a.Điều kiện kinh tế xã hội để phát triển ngành thuỷ sản

Nghề khai thác thuỷ sản đã được hình thành từ lâu Nguồn lao động có kinh nghiệm đánh bắt và nuôi trồng, giá nhân công thấp hơn so với khu vực và thế giới Hiện nay Nhà nước đang coi thuỷ sản là ngành kinh tế mũi nhọn do đó có nhiều chính sách đầu tưkhuyến khích để đẩy mạnh sự phát triển của ngành

Tuy nhiên bên cạnh đó vẫn còn nhiều khó khăn và vướng mắc đặt ra cho ngành thuỷ sản nước ta đó là hoạt động sản xuất vẫn còn mang tính tự cấp, tự túc, công nghệ sản xuất thô sơ, lạc hậu, sản phẩm tạo ra chất lượng chưa cao Nguồn lao động tuy đông nhưng trình độ văn hoá kỹ thuật không cao, lực lượng được đào tạo chiếm tỷ lệ nhỏ, hầuhết chỉ dựa vào kinh nghiệm do đó khó theo kịp sự thay đổi của điều kiện tự nhiên và nhu cầu thị trường Cuộc sông của lao động trong nghề vẫn còn nhiều vất vả, bấp bênh

do đó không tạo được sự gắn bó với nghề

Nhưng về cơ bản có thể khẳng định rằng Việt Nam có tiềm năng dồi dào để pháttriển ngành thuỷ sản thành một ngành kinh tế quan trọng

b.Vị trí của ngành thuỷ sản trong nền kinh tế quốc doanh

Hoà chung với quá trình phát triển kinh tế của đất nước, ngành thuỷ sản Việt Nam

đã có những đóng góp đáng kể cho đất nước và có những bước tiến nhảy vọt , sớm trởthành ngành kinh tế mũi nhọn và then chốt trong nền kinh tế quốc dân Năm 2001,tổng sản lượng thuỷ sản đạt 2.226.900 tấn; trong đó sản lượng khai thác thuỷ sản đạt1.347.800 tấn, sản lượng nuôi trồng thuỷ sản và khai thác nội địa đạt 879.100 tấn, giátrị kim ngạch thuỷ sản xuất khẩu đạt 1.775,5 triệu USD, giải quyết việc làm cho hơn3,4 triệu lao động trong cả nước Đây là thành tựu quan trọng của một thời gian dàiphát triển không ngừng, tăng trưởng cả về số lượng và chất lượng của ngành thuỷ sản.Thuỷ sản là một ngành kinh tế mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân Trong suốt những năm qua, ngành thuỷ sản đã có những bước chuyển biến rõ rệt, sau những năm cùng toàn dân tộc vừa xây dựng miền bắc XHCN vừa đấu tranh chống Mỹ cứu nước, giành độc lập dân tộc, thống nhất đất nước, rồi sau đó bước vào một giai đoạn thời kỳ suy thoái, ngành đã có những bước tiến rõ rệt, từ chỗ chỉ là một bộ phận không lớn của

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

kinh tế nông nghiệp, trình độ công nghệ lạc hậu đến nay ngành đã có quy mô ngày càng lớn, tốc độ phát triển ngày càng cao, chiếm 4-5% GDP (nếu chỉ tính thuỷ sản gồm có nuôi trồng và khai thác) và trên 10% kim ngạch xuất khẩu, sản phẩm thuỷ sản Việt Nam

đã có mặt trên 80 quốc gia đưa Việt Nam thành quốc gia đứng thứ 7 về xuất khẩu thuỷ sản và Nhà nước hiện tại đã xác định thuỷ sản sẽ là ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước trong giai đoạn tới

2.Thực trạng xuất khẩu thuỷ sản ở Việt Nam

a.Những thành công trong việc xuất khẩu thuỷ sản ở Việt Nam

Xuất khẩu thuỷ sản có thể coi là thành quả lớn nhất của ngành thuỷ sản Việt Nam, xuất khẩu thuỷ sản đã góp phần xác định vị trí quan trọng của ngành thuỷ sản đối với nền kinh tế đất nước và trên thị trường quốc tế, từng bước đưa thuỷ sản trở thành ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam

Kim ngạch xuất khẩu có những bước tiến rõ rệt trong những năm qua, năm 1986 giá trị xuât khẩu là 0,102 tỷ USD, năm 1992 là 0,37 tỷ USD và tăng lên 1,479 tỷ USD vào năm 2000 và 2,397 tỷ USD năm 2004 Trong suốt nhiều năm liền xuất khẩu thuỷ sản đứng vị trí thứ ba về giá trị xuất khẩu của cả nước, riêng năm 2004 tụt xuống thứ tư sau ngành giầy da, tỷ trọng xuất khẩu thuỷ sản so với tổng kim ngạch cả nước ở mức cao trên dưới 10% Như vậy hàng năm xuất khẩu thuỷ sản có đóng góp lớn vào kim ngạch xuất khẩu cả nước

Bàng 1: Giá trị xuất khẩu của thuỷ sản so với kim nạch xuất khẩu cả nước.

Đơn vị: Triệu USD

a Cơ cấu sản phẩm có sự thay đổi tích cực

Việc đổi mới công nghệ đã giúp cho các doanh nghiệp có điều kiện đa dạng hoá các mặt hàng xuất khẩu, cơ cấu sản phẩm xuất khẩu đã có những thay đổi tích cực

Con tôm vốn được coi là sản phẩm xuất khẩu chủ đạo của ngành thuỷ sản Việt Nam Các loại tôn như: Tôm hùm, tôm sú đen, tôm sú trắng và các loại tôm khác chiếm gần một nửa kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản của đất nước Trong năm 2003 Việt Nam đã xuấtkhẩu được 12.489.749 tấn tôm các loại, tăng 9,8% so với năm 2002 Xuất khẩu tôm

chiếm 47.7% tổng giá trị xuất khẩu hàng thuỷ sản, chiếm 10% kim ngạch xuất khẩu tômtrên toàn thế giới Năm 2004 giá trị xuất khẩu tôm chiếm 52% tăng 17,3% về giá trị và 11,8% về khối lượng

Xuất khẩu cá chiếm vị trí thứ hai trong các sản phẩm xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam

Tỷ lệ tăng trưởng xuất khẩu cá đạt thành tích cao nhất trong các sản phẩm xuất khẩu

năm 2004 giá trị xuất khẩu cá chiếm 22,8% trong cơ cấu mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu tăng 16,2% về giá trị, tăng 35,5% về khối lượng so với năm 2003 Sự nhảy vọt này là doviệc gia tăng xuất khẩu sản phẩm cá tra và cá basa, cá ngừ vào thị trường Mỹ

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

Riêng cá tra và cá basa chiếm 12,5% trong tổng kim ngạch xuất khẩu toàn ngành, sản lượng xuất khẩu tăng 55% và tăng 53,75% về giá trị so với năm 2003

Các mặt hàng khác như mực và bạch tuộc giá trị xuất khẩu chiếm 6,7% trong kim ngạch xuất khẩu toàn ngành, tăng 40,2% về giá trị và 32,1% về khối lượng so với cùng

kỳ Sản phẩm thuỷ sản khô chiếm 4,2% trong kim ngạch xuất khẩu, tăng 32,2% về giá trị, tăng 52% về sản lượng so với cùng kỳ năm trước Các mặt hàng khác giảm cả về số lượng và giá trị

(Tính toán dựa vào số liệu của Trung tam tin học - Bộ Thuỷ sản)

i Thị trường xuất khẩu được mở rộng

Nhờ quá trình đổi mới công nghệ thiết bị, đa dạng hoá cơ cấu sản phẩm và nâng cao chất lượng, thị trường xuất khẩu của thuỷ sản Việt Nam đã được mở rộng hơn

Trong điều kiện cạnh tranh ngày càng gay gắt hơn thì vấn đề thị trường được các doanh nghiệp quan tâm hơn lúc nào hết, bằng những biện pháp xúc tiến thương mại, hcủđộng tìm kiếm bạn hàng và thị trường mới thay vì thụ động ngồi chờ khách hàng đã giúpcác doanh nghiệp mở rộng thị trường mới, đồng thời duy trì và phát triển các thị trường truyền thống Đến nay sản phẩm thuỷ sản của Việt Nam đã có mặt tại 80 nước và vùng lãnh thổ

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

Bảng 3: Giá trị xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam theo các thị trường

Đơn vị: USD

Thị trường

Qua phân tích có thể thấy được ngành thuỷ sản Việt Nam đã có nhiều phát triển tolớn, là ngành có khả năng cạnh tranh, do có lợi thế về nguồn tài nguyên thiên nhiên,nguồn nhân công rẻ Tuy nhiên, các yếu tố như cơ sở hạ tầng, trình độ năng lực sảnxuất và quản lý kém đã làm giảm sức cạnh tranh của các sản phẩm thuỷ sản Việt Namtrên thị trường thế giới.

Thị trường thuỷ sản thế giới đang phát triển và mở rộng, cơ hội phát triển chongành thuỷ sản Việt Nam là rất lớn nhưng bên cạnh đó thách thức cung rất nhiều Sựcạnh tranh ngày càng gay gắt đòi hỏi Nhà nước, ngành và các doanh nghiệp cần có sựkết hợp để nâng cao chất lượng sản phẩm, tận dụng tối đa lợi thế so sánh của ViệtNam, mở rộng thị trường thế giới

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

Tài liệu tham khảo

1 Thuỷ sản Việt Nam - Phát triển và hội nhập

2 Thị trường xuất nhập khẩu thủy sản - PGS.TS Nguyễn Văn Nam

3 Tạp chí Thuỷ sản các số năm 2002 – 2005

4 Tạp chí Kinh tế phát triển, các số năm 2004 – 2005

5 VnExpress - Tin nhanh Việt Nam - http://vnexpress.net

6 Bộ Thuỷ sản - http:// wwww.fistenet.gov.Việt Nam

CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH BẰNG BƠM NHIỆT

2. Giới thiệu phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt:

2.1Khái niệm về bơm nhiệt:

2.1.1Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt

Bơm nhiệt có quá trình phát triển lâu dài, bắt đầu từ khi Nicholas Carnot đề

xuất những khái niệm đầu tiên Một dòng nhiệt thông thường di chuyển từ một

vùng nóng đến một vùng lạnh, Carnot đưa ra lập luận rằng một thiết bị có thể

được sử dụng để đảo ngược quá trình đó là bơm nhiệt Đầu những năm 1850,

Lord Kelvin đã phát triển các lý thuyết về bơm nhiệt bằng lập luận, các thiết bị

làm lạnh có thể được sử dụng để gia nhiệt Sản phẩm bơm nhiệt đầu tiên được

bán vào năm 1952 Từ khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu thập kỉ

70, bơm nhiệt lại bước vào một bước tiến nhảy vọt mới Hàng loạt bơm nhiệt đủ

mọi kích cỡ cho các ứng dụng khác nhau được nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện và bán rộng rãi trên thị trường Ngày nay, bơm nhiệt đã trở nên rất quen thuộc trong các lĩnh vực điều hòa không khí, sấy, hút ẩm, đun nước

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

2.1.2Giới thiệu các phương pháp sấy lạnh:

Trong phương pháp sấy lạnh, người ta ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất trong tác nhân sấy nhờ giảm lượngchứa ẩm Ở phương pháp sấy lạnh, nhiệt độ bề mặt ngoài nhỏ hơn nhiệt độ bên trong vật, đồng thời do tiếp xúc với không khí có độ ẩm và phân áp suất hơi nước nhỏ nên lớp

bề mặt cũng có phân áp suất hơi nước nhỏ hơn phía bên trong vật Nói khác đi, ở đây gradient nhiệt độ và gradient áp suất có cùng dấu nên gradient nhiệt độ không kìm hãm quá trình dịch chuyển ẩm như khi sấy nóng mà ngược lại, nó có tác dụng tăng cường quá trình dịch chuyển ẩm trong long vật ra ngoài để bay hơi làm khô vật Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thể lớn hơn hay nhỏ hơn nhiệt độ môi trường hoặc cũng có thể nhỏ hơn 00

Quá trình truyền nhiệt thực hiện được thông qua sự thay đổi pha làm việc của môichất lạnh Môi chất lạnh trong giàn bay hơi hấp thụ nhiệt và bay hơi ở nhiệt độ thấp và

áp suất thấp Khi hơi môi chất lạnh ngưng tụ ở nhiệt độ cao, áp suất cao tại dàn ngưng

tụ, nó thải nhiệt ở áp suất cao hơn Khi sử dụng trong quá trình sấy, hệ thống sấy sửdụng bơm nhiệt làm lạnh không khí của quá trình đến điểm bão hòa, và sau đó ngưng tụnước (khử ẩm), do đó làm tăng khả năng sấy của không khí Trong quá trình này chỉtuần hoàn mức nhiệt thấp (nhiệt hiện và nhiệt ẩn) từ không khí Cấu trúc của dàn bayhơi và dàn ngưng tụ được bố trí như hình vẽ (hình 1.1)

Hình 1-3 Sơ đồ quá trình sấy theo hai phương thức trao đổi nhiệt

Trong trường hợp thứ nhất (hình 1-2.a), máy sấy lạnh hoạt động vừa như một máy khử ẩm vừa như một bộ gia nhiệt không khí Trong cách bố trí thứ hai (hình 1-2.b), dàn bay hơi được xen vào dòng không khí ẩm trong khi không khí sạch lại được đưa toàn bộvào dàn ngưng tụ Việc sắp xếp theo kiểu này, nhiệt ẩn (cùng với một lượng lớn nhiệt hiện) được hồi lưu bằng cách khử ẩm khí thải và truyền cho tác nhân sấy quá trình thôngqua dàn ngưng tụ Mô hình này thích hợp khi không khí môi trường khô (độ ẩm tương đối thấp), nhưng nó lại không kinh tế, bởi vì dòng khí thải tương tự như không khí bên trong Trong cả hai mô hình trên, khí thải từ buồng sấy có thể được hồi lưu lại đi đến dàn bay hơi nghĩa là không khí có thể tuần hoàn toàn bộ hay từng phần Ta có đồ thị quá

trình sấy như hình 1-3 tương ứng với hai trường hợp bố trí trên hình 1-2.

2.2Cơ sở lý thuyết của phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt

Lượng ẩm thoát ra khỏi nguyên liệu sấy: m = αm.F.(ps – ph).τ; kg (5.1)

Trong đó:

m: là lượng ẩm tách ra khỏi nguyên liệu sấy, kg

F: là diện tích bề mặt nguyên liệu ẩm, m2

ps và ph: là áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và áp suất

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

τ: là thời gian, h

Để tăng lượng hơi ẩm bay hơi ra khỏi nguyên liệu có thể dung các giải pháp sau:

- Tăng ps Tuy nhiên khi tang ps thì nhiệt độ tác nhân sấy tang làm cho chất lượng sản phẩm sau khi sấy giảm xuống Đặc biệt là các nguyên liệu thủy sản nhạy cảm với nhiệt độ như mực khô

- Tăng F hay tăng bề mặt bay hơi, theo truyền thống cá thường được fillet nhằm tăng diện tích bề mặt nguyên liệu sấy cũng như giá đỡ nguyên liệu sấy được làm bằng lưới để nguyên liệu sấy tiếp xúc với không khí cả về 2 phía

- Tăng thời gian sấy Tuy nhiên thời gian sấy kéo dài không có lợi cho những nguyên liệu thủy sản Vì trong nguyên liệu thủy sản hệ enzym và vi sinh vật rất mạnh dễlàm cho nguyên liệu sấy bị ươn thối

- Giảm ph tức là giảm áp suất riêng phần hơi nước trong không khí aame bằng cáchtách một phần nước chứa trong không khí ẩm trước khi cho tiếp xúc với nguyên liệu sấy Để thực hiện được công đoạn trên có thể sư dụng bằng hai giải pháp sau:

o Cho không khí đi qua vật liệu ẩm hút ẩm như silicagel, zeolite Nhưng sau một thời gian làm việc các hạt hút ẩm bị bão hòa, cần phải tái sinh hoặc thay tấm hút ẩm khác dẫn đến quá trình sấy bị gián đoạn nên giải pháp trên khó thực hiện được vào thực tế sản xuất

o Cho không khí ẩm đi qua dàn lạnh ( được làm lạnh gián tiếp ) qua các cánh tản nhiệt, với điều kiện nhiệt độ tại bề mặt dàn lạnh phải thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí ẩm trước khi qua dàn lạnh Thực nghiệm cho thấy sự chênh lệch giữa hai nhiệt độ trên càng lớn thì lượng ẩm ngưng tụ càng nhiều và lượng ẩm tách ra từ nguyên liệu sấy càng lớn Tuy nhiên để tránh sự gián đoạn trong quá trình sấy như phải xả tuyết cho dàn lạnh thì bề mặt dàn lạnh không được để bám tuyết Đây chính là cơ sở lý luận của phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt

Như vậy qui luật dịch chuyển ẩm từ trong nguyên liệu ra bề mặt rồi bay hơi vào môi trường hoàn toàn như sấy đối lưu bằng không khí nóng

Trong hai phương pháp khử ẩm trên thì phương pháp làm lạnh có tính khả thi và

2.3Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy lạnh:

Từ cơ sở lý thuyết trên có thể thực hiện nhiều phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt Sau đây giới thiệu sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị sấy lạnh bằng bơm nhiệt máy nén hơi buồng sấy dạng phòng làm việc theo quá trình sấy kín như trên hình 1.4.

Hình 1-3 Sơ đồ quá trình sấy theo hai phương thức trao đổi nhiệt

Chú thích:

1 Máy nén; 2 Dàn ngưng chính ( trong ); 3 Dàn lạnh; 4 Van tiết lưu; 5 Mắt

Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án sấy

Máng hứng nước; 14 Quạt dàn lạnh; 15 Quạt dàn ngưng chính

Nguyên lý làm việc như sau: không khí đi qua giá đỡ nguyên liệu sấy (9) làm cho lượng ẩm chứa trong không khí ẩm tăng lên do ẩm từ nguyên liệu sấy bay hơi vào, sau đó đi qua dàn lạnh (3) không khí ẩm được làm lạnh và khử ẩm với điều kiện nhiệt độ dàn lạnh phải nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương của không khí

ẩm trước khi vào dàn lạnh

Tại đây ẩm chứa trong không khí ẩm ngưng tụ trên bề mặt dàn lạnh và chảy vào máng hứng (13), lượng nước ngưng tụ trên chính là lượng ẩm thoát ra từ nguyên liệu sấy.

Không khí đi qua dàn lạnh được tách ẩm và nhiệt độ hạ xuống rồi đi vào dàn ngưng chính (2) nhiệt độ được tăng lên nhưng hàm ẩn vẫn không đổi, sau đó được đi vào các giá đỡ nguyên liệu và các quá trình được lặp lại như trên Khi nhiệt độ trong phòng sấy lớn, rờ le nhiệt độ sẽ tác động tới van điện từ ( SV3 ) mở ra

để thải bớt nhiệt qua dàn ngưng phụ (12) ra ngoài, khi nhiệt độ buồng sấy thấp hơn nhiệt độ điều chỉnh thì van điện từ ( SV3 ) đóng lại Như vậy dàn ngưng phụ là

để thải bớt nhiệt ra ngoài để điều chỉnh nhiệt độ trong buồng sấy được ổn định theo ý muốn Khi cần xả tuyết cho dàn lạnh van điện từ ( SV2 ) mở ra và van điện từ cấp dịch ( SV1 ) đóng lại.

Ưu điểm:

- Ít làm ô nhiễm môi trường bên ngoài, quá trình sấy ở nhiệt độ thấp, thời

gian sấy nhanh nên chất lượng sản phẩm tương đối tốt.

- Hạn chế được sự lây nhiễm vi sinh vật từ môi trường bên ngoài vào.

- Chi phí năng lượng thấp, năng lượng tiêu hao để tách 1kg ẩm thấp hơn so

với các phương pháp sấy khác.

Nhược điểm:

- Thiết bị sấy lạnh bằng bơm nhiệt ứng dụng để sấy các nguyên liệu có giá trị kinh tế cao và nhạy cảm với nhiệt độ như khô mực, tôm khô, rong nho khô…

Kết quả nghiên cứu sấy cá bằng phương pháp sấy lạnh cho chất lượng cảm quan tốt hơn hẳn so với sản phẩm cá khô sấy bằng không khí nóng được chụp phim bản trên kính hiển vi, cá khô được sấy lạnh ở chế độ sấy 350C, vận tốc gió 2 m/s và mực khô được sấy nóng ở nhiệt độ 400C, vận tốc gió 2 m/s.

Trong quá trình sấy lạnh hay sấy nóng cá nguyên liệu bị gia nhiệt và khử

ẩm từ thể lỏng qua thể hơi đã làm cho protein hòa tan của các sợi cơ đông đặc và biến tính, sự đông đặc và biến tính protein phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian sấy.

Thời gian sấy sấy càng lâu, nhiệt độ sấy càng cao thì tỷ lệ biến tính càng nhiều, cũng như trong quá trình sấy các protein hình cầu duỗi ra và chuyển thành protein hình sợi làm cho các mạch polypeptit gần nhau tiếp xúc với nhau, liên kết lại với nhau chặt chẽ hơn Do các mẫu mực sấy nóng thời gian sấy dài hơn và nhiệt độ sấy cao hơn nên chất lượng cảm quan kém hơn hẳn so với cá khô được sấy lạnh.

Parachayawarakorn và cộng sự nghiên cứu sấy tôm bằng phương pháp sấy lạnh và kết quả cho thấy chất lượng về màu sắc của tôm sau khi sấy tốt hơn hẳn

so với các phương pháp sấy bằng không khí nóng.

Perera và Rahman đã so sánh một số thông số của phương pháp sấy lạnh ( bơm nhiệt) so với các phương pháp sấy khác theo bảng 1.1 như sau:

Bảng 1.1 So sánh sấy lạnh với các hệ thống sấy khác.

Các thông số Sấy bằng

không khí nóng

Sấy chânkhông

Sấy lạnh ( bằngbơm nhiệt)SMER( kg nước/kWh) 0,12 – 1,28 0,72 – 1,20 1,0 – 4,0

Khoảng nhiệt độ làm việc (0C) 40 - 90 30 - 60 10 - 60