TỔNG QUAN VỀ SẤY THỦY SẢN
Quá trình sấy
Sấy là quá trình loại bỏ độ ẩm khỏi vật liệu lỏng (VLS) thông qua việc cung cấp năng lượng, giúp độ ẩm di chuyển từ bên trong ra bề mặt và thoát vào môi trường xung quanh Quá trình này bao gồm cả truyền nhiệt và truyền ẩm diễn ra đồng thời, với dẫn nhiệt và khuếch tán ẩm bên trong VLS Sự trao đổi nhiệt và ẩm giữa bề mặt VLS và tác nhân sấy (TNS) diễn ra thông qua cơ chế đối lưu Ảnh hưởng đến quá trình sấy bên trong VLS chủ yếu là hình thức liên kết ẩm với cốt khô, trong khi ở bề mặt, các yếu tố như cấu trúc trao đổi nhiệt ẩm và thông số của TNS cũng đóng vai trò quan trọng.
Sấy là một quá trình công nghệ có tính chất thay đổi liên tục, bao gồm các yếu tố như tính chất hóa lý, tính chất cơ kết cấu và tính chất sinh hóa của vật liệu.
Quá trình sấy đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính công nghệ của sản phẩm cho nhiều mục đích khác nhau Đối với sản phẩm gốm, sấy giúp tăng độ bền để thuận lợi cho các giai đoạn gia công tiếp theo Khi sấy hạt giống, mục tiêu là nâng cao tỷ lệ nảy mầm và khả năng sinh trưởng Đối với nông sản thực phẩm, sấy không chỉ giữ lại hương vị, màu sắc và các nguyên tố vi lượng mà còn kéo dài thời gian bảo quản, giảm chi phí vận chuyển và tối ưu hóa không gian lưu trữ.
Phân loại quá trình sấy
Người ta phân biệt 2 phương pháp sấy:
Sấy tự nhiên là phương pháp sử dụng không khí không được đốt nóng để làm khô vật liệu Tuy nhiên, phương pháp này có thời gian sấy dài, khó điều chỉnh quá trình và độ ẩm cuối của sản phẩm thường cao, đặc biệt là ở các quốc gia có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam.
Sấy nhân tạo là quá trình sấy sử dụng nguồn nhiệt từ bên ngoài, bao gồm các tác nhân như khói nóng, không khí nóng hoặc hơi nước để thực hiện việc sấy.
Đặc điểm của quá trình sấy
Quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tương đối cao diễn ra qua ba giai đoạn chính: giai đoạn làm nóng, giai đoạn sấy gia tốc không đổi, và giai đoạn tốc độ sấy giảm dần Khi điều kiện sấy thay đổi, các giai đoạn này vẫn tồn tại nhưng có thể đan xen và khó phân biệt.
Giai đoạn sấy bắt đầu khi vật được đưa vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho đến khi nhiệt độ vật đạt nhiệt độ kế ước Trong quá trình này, toàn bộ vật được gia nhiệt, làm cho ẩm lỏng bên trong được đun nóng cho đến khi đạt nhiệt độ sôi tương ứng với áp suất hơi nước trong không khí Mặc dù độ ẩm của vật giảm do bay hơi, nhiệt độ của vật tăng dần cho đến khi đạt mức kế ước, nhưng sự tăng nhiệt độ không đồng đều giữa phần ngoài và phần trong của vật, với vùng trong đạt nhiệt độ kế ước chậm hơn Đối với vật dễ sấy, quá trình làm nóng diễn ra nhanh chóng.
Giai đoạn sấy đẳng tốc
Khi kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ của vật đạt mức ổn định theo nhiệt kế Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hoá hơi mà không làm thay đổi nhiệt độ của vật, vì nhiệt chỉ được sử dụng cho quá trình hóa hơi Ẩm sẽ bay hơi từ lớp bề mặt vật liệu, trong khi ẩm lỏng bên trong sẽ truyền ra bề mặt để hóa hơi Do nhiệt độ không khí nóng và nhiệt độ vật đều không thay đổi, chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng giữ nguyên, dẫn đến tốc độ giảm độ ẩm của vật không đổi theo thời gian, tức là tốc độ sấy cũng không thay đổi.
Giai đoạn sấy giảm tốc
Kết thúc giai đoạn sấy với tốc độ không đổi, ẩm tự do đã hoàn toàn bay hơi, chỉ còn lại ẩm liên kết trong vật Năng lượng cần thiết để bay hơi ẩm liên kết cao hơn so với ẩm tự do, và mức năng lượng này tăng lên khi độ ẩm của vật giảm Do đó, tốc độ bay hơi cũng bị ảnh hưởng bởi mức độ ẩm còn lại trong vật.
Trong giai đoạn sấy này, độ ẩm của vật liệu thấp hơn so với giai đoạn sấy tốc độ không đổi, dẫn đến tốc độ sấy giảm dần theo thời gian Khi quá trình sấy tiếp diễn, độ ẩm của vật liệu giảm, kéo theo tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi đạt đến độ ẩm cân bằng với môi trường không khí ẩm trong buồng sấy Khi đó, quá trình thoát ẩm ngừng lại, tức là tốc độ sấy trở về mức không.
Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy
Những biến đổi cảm quan
Khi làm khô nguyên liệu, khối lượng và thể tích giảm do nước bị mất đi Tuy nhiên, sự giảm này thường nhỏ hơn so với khối lượng và thể tích nước đã mất, do quá trình oxy hóa trong khi làm khô có thể làm tăng nhẹ khối lượng Bên cạnh đó, cấu trúc cơ thịt cá có tính chất keo xốp, khiến cho các khoảng trống trong mô cơ vẫn tồn tại hoặc chỉ co rút một phần, dẫn đến thể tích co rút nhỏ hơn thể tích nước đã mất.
Trong quá trình làm khô, màu sắc và mùi vị của sản phẩm có thể biến đổi đáng kể so với nguyên liệu ban đầu Sự mất nước làm tăng nồng độ sắc tố, dẫn đến màu sắc sẫm hơn Nếu chế độ làm khô không hợp lý, như nhiệt độ quá cao, lipid sẽ bị oxy hóa, gây ra màu sắc sẫm và mùi khó chịu Do đó, việc chọn chế độ làm khô hợp lý là rất quan trọng để sản phẩm có màu sắc đẹp và mùi thơm.
Quá trình làm khô nguyên liệu dẫn đến sự biến đổi trạng thái và tổ chức cơ thịt, khiến kết cấu trở nên chặt chẽ hơn và tạo cảm giác dai, cứng khi ăn Mức độ biến đổi này phụ thuộc vào phương pháp làm khô được sử dụng.
Sấy ở điều kiện áp lực thường dẫn đến quá trình làm khô chậm, làm cho tổ chức cơ thịt co rút nhiều và khả năng phục hồi trạng thái ban đầu kém Ngược lại, sấy chân không, đặc biệt là sấy chân không thăng hoa, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và duy trì cấu trúc ban đầu hiệu quả hơn.
Cơ thịt có 5 trúc ít bị biến đổi và khả năng hút nước tốt, giúp sản phẩm phục hồi gần như trạng thái ban đầu.
Những biến đổi về hóa học
Sự thủy phân và oxi hóa lipid
Trong quá trình làm khô, đặc biệt ở giai đoạn đầu, hiện tượng thủy phân lipid có thể xảy ra, dẫn đến sự hình thành glyceril và axit béo, từ đó làm giảm chất lượng sản phẩm.
Oxi hóa lipid là quá trình xảy ra trong khi làm khô các acid béo, đặc biệt là các acid béo không no, dẫn đến sự hình thành các sản phẩm trung gian như peroxyd và hydroperoxyd Những sản phẩm này có thể tạo ra aldehyd và cetol, gây ra mùi ôi khét khó chịu và màu sắc sẫm tối cho sản phẩm Mức độ oxy hóa lipid phụ thuộc vào phương pháp làm khô, nhiệt độ, thời gian làm khô và tính chất của nguyên liệu.
Sự đông đặc và biến tính của protein trong quá trình làm khô ở áp lực thường phụ thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng Nếu nguyên liệu đã được gia nhiệt trước đó, protein sẽ ít bị biến đổi do đã trải qua quá trình biến đổi ban đầu Ngược lại, đối với nguyên liệu ướp muối, nếu điều kiện làm khô không đảm bảo, protein có thể bị biến đổi nhiều hơn Điều này đặc biệt đúng với nguyên liệu tươi chưa qua xử lý nhiệt hoặc chưa ướp muối.
Protein trong nguyên liệu chủ yếu tồn tại dưới hai dạng: myozin và myozen, với nhiệt độ đông đặc từ 55-60 độ C Khi được làm khô ở điều kiện thường, các protein này sẽ bị đông đặc, chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái keo kết tủa, dẫn đến việc mất tính đàn hồi của cơ thịt.
Trong quá trình làm khô, chất ngấm ra từ nguyên liệu tươi biến đổi đáng kể, tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm khô Do đó, việc làm khô nhanh chóng là phương pháp hiệu quả để giảm thiểu tổn thất của chất ngấm ra, giúp bảo tồn hương vị và chất lượng sản phẩm.
Cơ chế thoát ẩm của ra khỏi vật liệu sấy
Để làm khô nguyên liệu, cần đặt chúng trong môi trường không khí khô ráo, giúp nước trong nguyên liệu di chuyển ra ngoài Sự chênh lệch về độ ẩm giữa nguyên liệu và không khí là yếu tố quan trọng Đồng thời, hoạt độ nước của nguyên liệu phải được kiểm soát để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật.
Khi thực hiện quá trình làm khô, nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ di chuyển ra môi trường khô, đây là điều kiện quan trọng cho quá trình này Bên cạnh đó, cần có sự dịch chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra bề mặt Sự di chuyển này xảy ra khi ẩm và nước từ trung tâm nguyên liệu thoát ra ngoài bề mặt.
Quá trình thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được chia làm 2 giai đoạn :
Quá trình khuếch tán ngoại
Quá trình sấy diễn ra khi ẩm từ bề mặt vật liệu được chuyển vào không khí xung quanh, với động lực chính là sự chênh lệch áp suất hơi giữa bề mặt ẩm và áp suất hơi nước trong không khí.
Ps: Áp suất riêng phần hơi nước trên bề mặt nguyên liệu
Ph: Áp suất riêng phần hơi nước trong không khí ẩm
F: Diện tích bề mặt bay hơi, m 2
: Gradient độ ẩm Đồ án tốt nghiệp
Lượng bay hơi trên một đơn vị diện tích tỷ lệ thuận với gradient chênh lệch ẩm giữa nguyên liệu và môi trường xung quanh
Sự chênh lệch độ ẩm xảy ra khi nước từ bề mặt dịch chuyển vào môi trường xung quanh, dẫn đến việc độ ẩm trong không khí tăng lên, trong khi lượng ẩm trên bề mặt vật liệu giảm xuống.
Khi gradient độ ẩm giảm, quá trình bay hơi chậm lại Nếu độ ẩm bề mặt cân bằng với môi trường không khí, quá trình bay hơi sẽ ngừng lại Tuy nhiên, do sự chênh lệch độ ẩm giữa hai lớp không khí kế tiếp, độ ẩm của không khí lớp đầu tiên sẽ khuếch tán sang lớp thứ hai, trong khi độ ẩm từ trong vật liệu lỏng sẽ khuếch tán sang không khí lớp đầu tiên.
Gradient độ ẩm chịu ảnh hưởng từ các yếu tố môi trường như nhiệt độ, áp suất và sự luân chuyển của không khí, đồng thời còn phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt nguyên liệu như độ nhẵn, hình dạng và kích thước.
Quá trình khuếch tán nội
Quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bên trong ra bề mặt vật ẩm diễn ra do chênh lệch nồng độ ẩm giữa các lớp Động lực chính của quá trình này là sự khác biệt về độ ẩm giữa lớp trong và lớp bề mặt.
D : Hệ số khếch tán nội
Hệ số khếch tán nội (D) phụ thuộc chủ yếu và thành phần, tính chất nguyên liệu, gián tiếp phụ thuộc vào yếu tố môi trường
Nghiên cứu cho thấy ẩm dịch chuyển từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp Do đó, sự chuyển động của ẩm phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị sấy, cùng với nồng độ ẩm trong không khí.
8 chuyển dưới tác dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với nhau
Khi hai dòng ẩm di chuyển cùng chiều, quá trình thoát ẩm sẽ được thúc đẩy, dẫn đến thời gian sấy được rút ngắn Ngược lại, nếu hai dòng ẩm di chuyển ngược chiều, sự thoát ẩm sẽ bị kìm hãm, kéo dài thời gian sấy.
Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại
Khuếch tán ngoại và khuếch tán nội có mối quan hệ chặt chẽ; khuếch tán ngoại diễn ra trước, tạo điều kiện cho khuếch tán nội tiếp tục Nhờ đó, độ ẩm của nguyên liệu sẽ giảm dần.
Trong quá trình sấy, nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại, quá trình bay hơi sẽ diễn ra nhanh chóng, nhưng tình huống này rất hiếm gặp Thông thường, khuếch tán nội của nguyên liệu lại nhỏ hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại, quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn Do đó, việc điều chỉnh khuếch tán nội để phù hợp với khuếch tán ngoại là rất quan trọng trong quá trình sấy.
Trong quá trình làm khô, giai đoạn đầu có nhiều nước trong nguyên liệu, dẫn đến sự chênh lệch độ ẩm lớn và tốc độ làm khô nhanh Tuy nhiên, ở giai đoạn cuối, lượng nước còn lại ít, khiến tốc độ bay hơi bề mặt nhanh nhưng khuếch tán nội chậm lại, tạo thành một màng cứng ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình khuếch tán nội và làm khô nguyên liệu.
Trong quá trình làm khô, nước di chuyển từ trạng thái tự do trước, sau đó đến nước liên kết Lượng nước tự do giảm dần trong suốt quá trình này, và nước trong nguyên liệu chuyển đổi dưới hai dạng: thể lỏng và thể hơi, điều này phụ thuộc vào cách thức kết hợp của nước trong nguyên liệu.
Một số nhân tố ảnh hưởng tốc độ sấy
Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí Đồ án tốt nghiệp
Việc nâng cao nhiệt độ trong quá trình làm khô nguyên liệu sẽ tăng tốc độ khô do giảm lượng nước, nhưng cần phải duy trì trong giới hạn cho phép để không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Nhiệt độ quá cao có thể làm nguyên liệu chín và tạo ra lớp màng cứng bên ngoài, trong khi nhiệt độ quá thấp sẽ làm chậm quá trình khô, dẫn đến thối rữa Nhiệt độ sấy thích hợp phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu, với nguyên liệu gầy thường được sấy ở nhiệt độ cao hơn so với nguyên liệu béo Khi nhiệt độ vượt quá 60°C, protein sẽ bị biến tính; nếu trên 90°C, fructose bắt đầu caramen hóa và tạo ra melanoidin, ảnh hưởng đến màu sắc và mùi vị của sản phẩm Nhiệt độ quá cao còn có thể dẫn đến cháy, làm mất giá trị dinh dưỡng và cảm quan của nguyên liệu.
Trong quá trình làm khô, sự mất cân bằng giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại xảy ra, với tốc độ khuếch tán ngoại gia tăng trong khi tốc độ khuếch tán nội giảm Hiện tượng này dẫn đến sự hình thành vỏ cứng, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả của quá trình làm khô.
Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí
Tốc độ chuyển động của không khí ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy; tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi Tốc độ gió quá lớn khó giữ nhiệt trên nguyên liệu, trong khi tốc độ quá nhỏ làm chậm quá trình sấy, dẫn đến hư hỏng sản phẩm và sự phát triển của nấm mốc Do đó, cần thiết phải duy trì tốc độ gió thích hợp, đặc biệt trong giai đoạn đầu của quá trình làm khô.
Hướng gió đóng vai trò quan trọng trong quá trình làm khô nguyên liệu; khi gió thổi song song với bề mặt, tốc độ làm khô sẽ nhanh chóng hơn Ngược lại, nếu gió không thổi theo hướng này, quá trình làm khô sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực.
10 tới nguyên liệu với góc 45 0 thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm
Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyết định đến quá trình làm khô; khi độ ẩm không khí cao, quá trình này sẽ diễn ra chậm hơn Nghiên cứu cho thấy, nếu độ ẩm tương đối vượt quá 65%, quá trình sấy sẽ bị chậm lại rõ rệt, và khi đạt khoảng 80% trở lên, quá trình làm khô sẽ dừng lại và nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại Để cân bằng độ ẩm và tránh hiện tượng tạo màng cứng, phương pháp làm khô gián đoạn, kết hợp giữa sấy và ủ, được áp dụng.
Làm khô không khí tự nhiên gặp khó khăn trong việc đạt độ ẩm tương đối từ 50% đến 60% do khí hậu nhiệt đới của Việt Nam thường có độ ẩm cao Một trong những phương pháp hiệu quả để giảm độ ẩm không khí là làm lạnh, giúp hơi nước ngưng tụ lại Khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm sương, hàm ẩm tuyệt đối của không khí sẽ giảm, từ đó cải thiện khả năng làm khô không khí Do đó, phương pháp làm lạnh thường được áp dụng để đạt được độ khô mong muốn.
Các phương pháp sấy
Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời
Sấy bằng cách phơi nắng (không có sử dụng thiết bị sấy) được sử dụng rộng rãi nhất trong chế biến nông sản…
Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng trong các phương pháp sấy phức tạp như sấy bằng năng lượng mặt trời, nơi năng lượng này được thu nhận để gia nhiệt tác nhân sấy hoặc sấy trực tiếp.
Nguyên lý hoạt động Đồ án tốt nghiệp
Không khí nóng hoặc khói lò được sử dụng làm tác nhân sấy với nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ phù hợp Tác nhân này chảy quanh vật sấy, giúp ẩm trong vật sấy bay hơi và theo dòng khí ra ngoài.
Không khí trong quá trình sấy đối lưu có thể di chuyển theo cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang với dòng sản phẩm Phương pháp sấy này có thể thực hiện theo hai hình thức: theo mẻ (gián đoạn) hoặc liên tục Dưới đây là sơ đồ nguyên lý của quá trình sấy đối lưu sử dụng không khí nóng.
Sản phẩm sấy có thể được lấy ra khỏi buồng sấy theo mẻ hoặc liên tục, tùy thuộc vào quy trình nạp vào Caloriphe dùng để đốt nóng không khí có thể là loại điện hoặc hơi nước, giúp tối ưu hóa hiệu suất sấy.
Kết cấu thực của hệ thống sấy rất đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chế độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển động của tác nhân sấy, sơ đồ làm việc và cấu trúc buồng sấy Chi phí năng lượng là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế sản xuất trong quá trình sấy, do đó, khi thiết kế hệ thống, cần chú ý đến các biện pháp giảm thiểu thất thoát nhiệt và tiết kiệm năng lượng.
- Cách nhiệt buồng sấy và hệ thống ống dẫn
- Tuần hoàn khí thải qua buồng sấy
- Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt từ không khí thoát ra để đun nóng không khí hoặc nguyên liệu vào
- Sử dụng nhiệt trực tiếp từ lửa đốt khí tự nhiên và từ các lò đốt có cơ cấu làm giảm nồng độ khí oxit nitơ
- Sấy thành nhiều giai đoạn (ví dụ: kết hợp sấy tầng sôi với sấy thùng hoặc sấy phun kết hợp với sấy tầng sôi)
- Cô đặc trước nguyên liệu lỏng đến nồng độ chất rắn cao nhất.
Giới thiệu phương pháp sấy lạnh
Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt Đồ án tốt nghiệp
Bơm nhiệt có nguồn gốc từ những khái niệm đầu tiên của Nicholas Carnot, người đã đề xuất rằng có thể đảo ngược dòng nhiệt từ vùng nóng sang vùng lạnh Vào đầu những năm 1850, Lord Kelvin phát triển lý thuyết cho thấy các thiết bị làm lạnh có thể gia nhiệt Sản phẩm bơm nhiệt đầu tiên ra mắt vào năm 1952, và sau cuộc khủng hoảng năng lượng những năm 70, bơm nhiệt đã có bước tiến lớn với nhiều loại thiết bị được nghiên cứu, chế tạo và bán rộng rãi Hiện nay, bơm nhiệt đã trở nên phổ biến trong các lĩnh vực như điều hòa không khí, sấy, hút ẩm và đun nước.
Trong phương pháp sấy lạnh, sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa vật liệu và tác nhân sấy được tạo ra bằng cách giảm áp suất trong tác nhân sấy thông qua việc giảm độ ẩm Nhiệt độ bề mặt của vật liệu thấp hơn nhiệt độ bên trong, và do tiếp xúc với không khí ẩm, áp suất hơi nước trên bề mặt cũng thấp hơn so với bên trong Điều này tạo ra gradient nhiệt độ và áp suất cùng chiều, giúp tăng cường quá trình dịch chuyển ẩm từ bên trong ra ngoài, làm cho vật liệu khô nhanh chóng Ẩm trong vật liệu có thể di chuyển ra bề mặt và vào môi trường với nhiệt độ lớn hơn, nhỏ hơn hoặc thậm chí nhỏ hơn 0 độ C.
Quá trình truyền nhiệt diễn ra thông qua sự thay đổi pha của môi chất lạnh, trong đó môi chất này hấp thụ nhiệt và bay hơi ở nhiệt độ và áp suất thấp trong giàn bay hơi Khi hơi môi chất lạnh ngưng tụ ở dàn ngưng tụ với nhiệt độ và áp suất cao, nó thải nhiệt ra môi trường xung quanh Trong quá trình sấy, hệ thống sử dụng bơm nhiệt để làm lạnh không khí đến điểm bão hòa và sau đó thực hiện quá trình ngưng tụ.
Quá trình khử ẩm của 13 nước giúp tăng cường khả năng sấy của không khí, đồng thời tuần hoàn nhiệt độ thấp, bao gồm nhiệt hiện và nhiệt ẩn từ không khí.
Giới thiệt về sấy hồng ngoại
1.8.1 Khái niệm về bức xạ hồng ngoại
Năm 1980, Uliam Hersel đã phát hiện ra bức xạ nhiệt ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy trong quá trình nghiên cứu phổ mặt trời Khi di chuyển nhiệt kế trong trường phổ mặt trời, ông nhận thấy rằng vùng ánh sáng nhìn thấy có nhiệt độ cao nhất, và nhiệt độ này được phân bố tự nhiên sau màu đỏ.
Bức xạ hồng ngoại là dạng bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng ngắn hơn bức xạ vi ba, với ý nghĩa "dưới mức đỏ" do màu đỏ có bước sóng dài nhất trong quang phổ Quá trình này liên quan đến việc sinh ra hoặc chuyển năng lượng qua các sóng điện từ Sự phát triển của bức xạ hồng ngoại đã dẫn đến việc áp dụng tia hồng ngoại trong kỹ thuật, được gọi là kỹ thuật hồng ngoại.
Tia hồng ngoại có thể đƣợc phân chia thành ba vùng theo bước sóng, trong khoảng từ 0.7àm ữ 1mm Đặc điểm của bức xạ hồng ngoại:
Tia hồng ngoại là sóng điện từ di chuyển với tốc độ ánh sáng 2.99×10^8 m/s, không làm nóng không khí mà nó đi qua Chỉ một lượng nhỏ tia này bị hấp thụ bởi CO2, hơi nước và một số hạt khác trong không khí Tia hồng ngoại chỉ bị hấp thụ, phản xạ hoặc truyền qua khi tác động vào vật thể.
Bất kể một đối tượng nào có nhiệt độ lớn hơn 0 o K (-273 o C) đều phát ra tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh mẽ, khi chiếu vào một đối tượng, nó sẽ được hấp thụ một phần năng lượng bức xạ Sự hấp thụ này kích thích và làm dao động các điện tử trong vật thể, từ đó tạo ra nhiệt.
Cường độ bức xạ hồng ngoại giảm dần theo khoảng cách từ nguồn phát
Tia hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng quang điện trong chất bán dẫn
Nhiệt độ cũng như các thuộc tính vật lý của nó sẽ quyết định hiệu quả cũng như bước sóng phát ra
Tia hồng ngoại có khả năng tác động lên các loại kính ảnh đặc biệt Chúng truyền đi theo đường thẳng từ nguồn phát xạ và có thể được định hướng vào những đối tượng cụ thể thông qua việc sử dụng gương phản chiếu.
Tia hồng ngoại, giống như sóng radio, tia sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia cực tím và tia X, đều là sóng điện từ Chúng truyền đi trong không gian với vận tốc ánh sáng và khác nhau về bước sóng phát ra, đồng thời tuân theo các định luật về ánh sáng.
1.8.2 Nhiệt bức xạ hồng ngoại Đốt nóng bằng bức xạ hồng ngoại là sự truyền nhiệt năng theo dạng của sóng điện từ Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào một đối tượng nào đó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ với một bước sóng khác, khi đối tƣợng hấp thụ bức xạ sẽ nóng lên
Nhờ đặc tính của nhiệt bức xạ, người ta có thể tối ưu hóa hiệu quả trong một số ứng dụng nhất định Hiệu quả bức xạ được xác định bởi tỉ lệ giữa năng lượng bức xạ và năng lượng hấp thụ, cùng với các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ Giá trị phát xạ của nguồn nhiệt phụ thuộc vào mức độ đen của vật thể, được định nghĩa là tỉ số giữa khả năng bức xạ toàn phần của vật và khả năng bức xạ toàn phần của vật thể đen tuyệt đối tại cùng một nhiệt độ.
1.8.3 Sấy khô bằng phương pháp hồng ngoại Để tìm hiểu về các máy sấy công nghiệp sử dụng tia hồng ngoại, trước tiên hãy cùng tìm hiểu về tia hồng ngoại Tia hồng ngoại là các tia bức xạ điện tự có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến (ánh sáng có thể nhìn thấy được bằng mắt thường), nhưng ngắn hơn tia vi sóng (sóng tần số siêu cao) Đồ án tốt nghiệp
Chữ “hồng ngoại” có nghĩa là “ngoài màu đỏ”, với màu đỏ là màu có bước sóng dài nhất trong quang phổ ánh sáng Tia hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng từ 700nm đến 1mm.
Sấy khô sản phẩm bằng tia hồng ngoại là phương pháp hiệu quả nhờ vào tác dụng nhiệt của chúng Nhiệt lượng từ tia hồng ngoại giúp loại bỏ độ ẩm và dư lượng nước có trong thực phẩm, đảm bảo sản phẩm khô ráo và bảo quản lâu dài.
Máy sấy tia hồng ngoại hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng nhiệt từ tia hồng ngoại để làm khô sản phẩm hiệu quả.
Tia hồng ngoại có nhiều ứng dụng trong đời sống, bao gồm lò sưởi, bếp hồng ngoại và thiết bị làm tan tuyết ở vùng lạnh Ứng dụng quan trọng nhất của tia hồng ngoại là xác định nhiệt độ của các vật ở khoảng cách xa, nếu chúng phát ra tia nhiệt Ứng dụng này chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật quân sự và các ngành công nghiệp như hàng không, sản xuất thiết bị cho xe cộ và máy móc khác.
1.8.4 Ưu điểm của sấy hồng ngoại
Máy sấy hồng ngoại là một trong những thiết bị ứng dụng công nghệ cao, mang lại hiệu quả vượt trội trong nhiều khía cạnh Sản phẩm được sấy bằng máy này thường có nhiều ưu điểm nổi bật.
Sản phẩm sau quá trình sấy khô bằng hồng ngoại giữ nguyên chất lượng, bao gồm hương thơm, vị ngon và hàm lượng vitamin Điều này đặc biệt đúng với các sản phẩm thực phẩm, trái cây, hải sản và đồ ăn được, giúp bảo toàn giá trị dinh dưỡng và hương vị.
Quá trình sấy không làm thức ăn bị nhiễm khuẩn: Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm luôn ở mức rất cao
Công nghệ sấy bằng tia hồng ngoại giúp rút ngắn thời gian sản xuất: Do đó giúp tiết kiệm chi phí cho mỗi thành phẩm Đồ án tốt nghiệp
Tổng quan về vật liệu sấy cá cơm
- Cá dùng để sấy phải đảm bảo đủ tươi, thịt cứng
- Cá phải còn nguyên vẹn không bị tổn thương
- Cá cá mùi tanh tự nhiên
Quy trình xử lí cá
- Tiến hành vệ sinh bằng nước sạch
- Sơ chế trước khi đưa vào sấy
Yêu cầu cảm quan Đồ án tốt nghiệp
- Về màu sắc: đảm bảo màu sắc tự nhiên, không bị dính cát, sạn,
Cá tươi có mùi đặc trưng, không có mùi lạ và không gây cảm giác ướt tay khi chạm vào Thân cá cần khô ráo và không để lại mùi tanh trên tay.
- Về trạng thái: cá khô còn nguyên hình
Hình 1.1: Cá cơm nguyên liệu tươi Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.2- 1.3: Cá cơm sau khi sấy Đồ án tốt nghiệp
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Xác định các thông số thiết kế
2.1.1 Xác định thông số tại nơi lắp đặt
Việc chọn địa điểm xây dựng và lắp đặt thiết bị là rất quan trọng, giúp thu thập thông tin về khí tượng, thuỷ văn và địa lý Điều này cho phép chúng ta xây dựng phương án hợp lý, đảm bảo tính kỹ thuật và tiết kiệm chi phí, đồng thời giảm thiểu rủi ro thiên tai và tạo điều kiện thuận lợi cho công tác sửa chữa, bảo dưỡng sau này.
Thiết bị được xây dựng và lắp đặt tại thành phố Nha Trang, Khánh Hoà
*Các thông số địa lý và khí tượng
Các thông số đã được thống kê qua nhiều năm, và khi tính toán để đảm bảo độ an toàn, chúng ta cần chọn giá trị cao nhất (điểm nút khắc nghiệt) nhằm đảm bảo hệ thống vận hành an toàn trong các điều kiện đã được tính toán.
2.1.2 Các thông số ban đầu
- Năng suất sấy lạnh của hệ thống G(cuối) = 100 kg/mẻ
- Năng suất sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại thì Gcuối giảm đi 5 lần: Gcuối 20 kg/mẻ
- Độ ẩm ban đầu Wđ= 80%
- Nhiệt độ ngưng tụ tk= 50 o C
- Nhiệt độ không khí ngoài trời tkk= 27 0 C
- Thời gian sấy lạnh là 8h
- Thời gian sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại là 4h
- Nhiệt độ quá nhiệt tqn= 15 0 C
- Nhiệt độ không khí sau khi ra khỏi dàn lạnh t1 ’= 20 0 C
- Nhiệt độ không khí sau khi qua dàn nóng 1 t2= 40 0 C
- Nhiệt độ không khí sau sấy ở tầng 1 t3= 35 0 C
- Nhiệt độ không khí sau khi qua dàn nóng 2 t2’= 40 0 C Đồ án tốt nghiệp
- Nhiệt dộ không khí sau khi được gia nhiệt hồng ngoại và cuối quá trình sấy t 35 0 C
- Nhiệt độ không khí cuối quá trình sấy khi sấy lạnh t3’= 35 o C
2.1.3 Xây dựng đường cong sấy, tốc độ sấy
Tính toán từ số liệu thực nghiệm:
Dựa trên các giá trị thời gian sấy حi và khối lượng mẫu G i được cung cấp trong bảng, chúng ta có thể tính toán độ ẩm Wi và tốc độ sấy Ui bằng cách áp dụng các công thức đã định sẵn.
Khi hệ thống hoạt động ở chế độ sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại, năng suất của nó sẽ giảm 4 lần và thời gian sấy cũng được rút ngắn xuống còn 2 lần.
Vậy năng suất bây giờ còn 20 kg sản phẩm khô/ mẻ, thời gian sấy còn 4h Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2.1 Các giá trị lý thuyết sấy lạnh
Thời gian sấy (h) Khối lượng mẫu
(kg) Độ ẩm (W%) Tốc độ sấy U
Bảng 2.2 Các giá trị lý thuyết sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại
Thời gian sấy (h) Khối lượng mẫu
(kg) Độ ẩm (W%) Tốc độ sấy U
2.1.4 Thiết lập đường cong sấy Đường cong sấy biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm trung bình tích phân và thời gian sấy
Để xác định các giai đoạn sấy, lượng ẩm thoát ra và thời gian cho từng giai đoạn, việc xây dựng đường cong sấy là rất quan trọng Đường cong này có thể được xác định thông qua thực nghiệm hoặc bằng cách sử dụng bảng thực nghiệm với các giá trị rời rạc.
Dựa vào kết quả của Bảng các giá trị lý thuyết ta xây dựng đường cong sấy như sau:
Hình 2.1: Độ ẩm giảm trong thời gian sấy lạnh Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2: Độ ẩm giảm trong thời gian sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại Đường cong tốc độ sấy là đường cong biểu diễn quan hệ
Đường cong tốc độ sấy được xác định bằng thực nghiệm hoặc dưới dạng bảng thực nghiệm các giá trị rời rạc
Dựa vào kết quả của Bảng các giá trị lý thuyết ta xây dựng đường cong tốc độ sấy như sau: Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.3: Đường cong sấy lạnh
Hình 2.4: Đường cong sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại
Lựa chọn phương án thiết kế
Chúng tôi đã chọn công nghệ sấy phòng do phù hợp với tính chất của vật liệu và yêu cầu về năng suất không quá lớn Lựa chọn này không chỉ hợp lý về mặt công nghệ mà còn đảm bảo hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy chính là không khí.
25 nhiệt nhờ đi qua calorifer dạng khí –hơi không khí có nhiệt độ vào khoảng 80 –
95 o C được quạt thổi cưỡng bức vào buồng sấy.Vận tốc không khí của dòng khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát ra trong một đơn vị thời gian
Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu, mỗi phương án đề có ưu khuyết điểm riêng của nó
Sấy đối lưu ngược chiều là quá trình trong đó vật liệu sấy và tác nhân sấy di chuyển ngược chiều nhau Tác nhân sấy với nhiệt độ cao và độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm thấp nhất, trong khi dọc theo phòng sấy, nhiệt độ của tác nhân sấy giảm và độ ẩm tăng dần khi tiến về phía cuối phòng sấy, nơi có vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất Kết quả là, độ ẩm bốc hơi giảm dần và tốc độ sấy cũng giảm theo Ưu điểm của phương pháp này là vật liệu sấy khi ra khỏi thiết bị có nhiệt độ cao hơn, giúp đảm bảo độ khô tốt hơn.
Sấy đối lưu cùng chiều là phương pháp trong đó vật liệu sấy và tác nhân sấy di chuyển theo cùng một hướng Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị đơn giản hơn so với sấy đối lưu ngược chiều Tuy nhiên, nhược điểm của nó là độ ẩm cuối cùng của vật liệu sấy thường cao hơn so với sấy ngược chiều.
Vậy ta chọn phương pháp sấy ngược chiều để đạt hiệu quả cao hơn và chọn tác nhân sấy là không khí
Hơn nữa hệ thống sấy này có thể sấy theo 2 chế độ đó là
- Chế độ sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại
2.2.1.1 Chế độ sấy lạnh Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.5: Biến đổi không khí ẩm trên đồ thị i – d
Ta có công thức tính sau:
- phân hơi áp suất bão hòa: Pb= 4026, 42 exp 12
- entanpi: I= Cpk × t + d × [r + (Cph × t)] trong đó: r là nhiệt hóa hơi của nước r = 2500 kJ/kg
Cph là nhiệt dung riêng của hơi nước Cph = 1,842 kJ/kg
Cpk là nhiệt dung riêng của không khí khô Cpk = 1,0048 kJ/kg
Từ đồ thị và các công thức trên ta có các thông số sau:
Bảng 2.3 Các thông số của không khí ẩm Điểm t ( o C) φ (%) I (kj/kg) d (kg/kgkkk)
1 – 1’: quá trình làm lạnh, tách ẩm và hạ nhiệt độ không khí
1’ – 2: quá trình gia nhiệt không khí bằng bơm nhiệt
2 – 3: quá trình biến đổ không khí ẩm ở tầng sấy (I)
3 – 2’: quá trình gia nhiệt không khí lần 2 của dàn nóng phụ
2’ – 3’: quá trình biến đổi không khí ẩm ở tầng sấy (II) Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.6: Bố trí thiết bị trong hệ thống (sấy lạnh)
1: dàn nóng phụ 1 2: dàn nóng chính 1 3: dàn lạnh
4,5: quạt gió 6: dàn nóng chính 2 7: dàn nóng phụ 2
8,9: cảm biến nhiệt độ 10: lưới lọc
Không khí từ môi trường được đưa vào buồng sấy, qua dàn lạnh để giảm nhiệt độ và tách ẩm Sau khi tách ẩm, không khí được gia nhiệt qua dàn nóng và thổi qua vật liệu sấy ở tầng 1 Khi đi hết tầng 1, nhiệt độ không khí giảm và độ ẩm tăng, sau đó không khí tiếp tục qua dàn nóng phụ ở tầng 2 để gia nhiệt và sấy sản phẩm Cuối cùng, không khí đi qua lưới lọc về dàn lạnh Khi nhiệt độ trong phòng sấy đạt yêu cầu, bộ điều khiển trung tâm sẽ mở van điện từ để điều chỉnh gas qua dàn nóng phụ, giảm tải nhiệt hoặc điều khiển máy nén chạy biến tần.
2.2.1.2 Chế độ sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại
Hình 2.7: Biến đổi không khí ẩm trên đồ thị i – d
Ta có công thức tính sau:
- phân hơi áp suất bão hòa: Pb= 4026, 42 exp 12
- entanpi: I= Cpk × t + d × [r + (Cph × t)] trong đó: r là nhiệt hóa hơi của nước r = 2500 kJ/kg
Cph là nhiệt dung riêng của hơi nước Cph = 1,842 kJ/kg
Cpk là nhiệt dung riêng của không khí khô Cpk = 1,0048 kJ/kg
Từ đồ thị và các công thức trên ta có các thông số sau:
Bảng 2.4 Các thông số của không khí ẩm Điểm t ( o C) φ (%) I (kj/kg) d (kg/kgkk)
1-1’: quá trình tách ẩm và hạ nhiệt độ không khí
1’-2: quá trình gia nhiệt không khí bằng bơm nhiệt
2-2’: quá trình không khí sau khi được gia nhiệt bằng đèn hồng ngoại và cuối quá trình sấy Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.8: Bố trí thiết bị trong hệ thống (sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng nghoại)
1: dàn nóng phụ 1 2: dàn nóng chính 1 3: dàn lạnh
4,5: quạt gió 6: lưới lọc 7: dàn nóng chính 2
8: dàn nóng phụ 2 9,10: cảm biến nhiệt độ 11: đèn hồng ngoại
Không khí từ môi trường được đưa vào buồng sấy, sau đó được làm lạnh để tách ẩm và giảm nhiệt độ Không khí sau khi tách ẩm sẽ đi qua dàn nóng để nhận nhiệt, nâng cao nhiệt độ trước khi thổi qua vật liệu sấy, đồng thời nhận nhiệt từ bức xạ hồng ngoại Sau khi quá trình sấy hoàn tất, không khí sẽ được lọc và quay lại dàn lạnh để tiếp tục tách ẩm và giảm nhiệt độ Khi nhiệt độ trong buồng sấy đạt yêu cầu, bộ điều khiển trung tâm sẽ mở van điện từ để gas qua dàn nóng phụ, giảm tải nhiệt hoặc điều khiển máy nén chạy biến tần.
TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC PHÒNG SẤY VÀ NHIỆT TẢI CHO PHÒNG SẤY
NHIỆT TẢI CHO PHÒNG SẤY
3.1 Tính toán kích thước phòng sấy
3.1.1 Khối lượng vật liệu sấy trước khi sấy
Hệ thống yêu cầu năng suất 100 kg/mẻ, với khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước và sau khi sấy không thay đổi và bằng nhau.
Gk= Gđ × (1 – Wđ) = Gc × (1 – Wc)
Bố trí trên 20 xe goong, mỗi xe khoảng 20 kg
Trong đó khối lượng cá trên 1 lưới gi= Vcá.ρcá.a
Flưới là diện tích của một tấm lưới (m²) và δcá là độ dài của lớp cá xếp trên một tấm lưới, với δcá được chọn là 10 mm (0,01 m) Khối lượng cá trên một lưới (gi) là 5 kg, được chia ra làm 4 lưới Khối lượng riêng của cá (ρcá) dao động từ 850 đến 900 kg/m³, trong đó ρcá được chọn là 900 kg/m³ Hệ số hiệu chỉnh (a) nằm trong khoảng từ 0,85 đến 0,95, và được chọn là 0,95.
Với Flưới= 0,58 m 2 , 1 xe có 5 lưới thì ta chọn chiều dài xe goong L= 1m, chiều rộng W= 0,6 m
3.1.2 Số lượng xe goòng, kích thước phòng sấy
Số lượng xe goòng Đồ án tốt nghiệp
Chọn kích thước xe goòng như sau :
Khối lượng nguyên liệu trên một ngăn lưới là 5 kg, mỗi xe goòng 4 ngăn lưới và tổng có 20 xe goòng, 10 xe ở khoang 1 (khoang dưới) và 10 xe ở khoang 2(trên)
Hình 3.1: Kích thước xe goong
Chiều cao của phòng sấy H
100 mm Đồ án tốt nghiệp
+ h1 : Khoảng cách từ nền phòng sấy đến xe goòng h1= 100 ÷ 200 mm, chọn h1= 0,1 m
+ h2 : Khoảng cách từ trần phòng sấy đến xe goòng h2= 200 ÷ 250 mm, chọn h2= 0,2 m
+ H’ : Chiều cao của xe goòng H’ = 0,8 m
Khoảng cách giữa 2 tầng là 0,1 m
Vậy chiều cao của buồng sấy là 2,3 m
Hình 3.2: Chiều cao của phòng sấy (theo chế độ sấy lạnh)
2100 mm Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.3: Chiều cao của phòng sấy (theo chế độ sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại)
Chiều rộng của phòng sấy R
Tính theo khoang 1 (dưới) vì khoang 1 chứa 10 xe là khoang rộng hơn Áp dụng công thức: R = Z1.W + 2R1 + (Z1 – 1).R2
- Z1: Số xe goòng xếp theo chiều rộng phòng sấy
- W: Chiều rộng của xe goòng W = 0,6m
- R1 : Khoảng cách giữa xe goòng và tường phòng sấy theo chiều rộng
- R2 : Khoảng cách giữa 2 xe goòng, theo chiều rộng ;
Vậy chiều rộng của phòng sấy : R 3 0, 6 2 0,1 (3 1) 0, 05 2,1(m)
Hình 3.4: Biểu diễn bố trí xe goòng trong phòng sấy theo chiều rộng (1 tầng)
Chiều dài của phòng sấy D Áp dụng công thức: D1 = 2d1 + (Z2 – 1)d2 + Z2L (m)
- Z2: Số xe goòng xếp theo chiều dài buồng sấy Z2 = 4 xe
- d1 : Khoảng cách giữa xe goòng và tường phòng sấy theo chiều dài d1 = 400 ÷ 500mm, chọn d1= 0,5m
- d2 : Khoảng cách giữa 2 xe goòng, theo chiều dài d2 = 100 ÷ 200mm, chọn d2= 0,2m
- L : Chiều dài của xe goòng L = 1m
Vậy chiều dài 1 buồng sấy là D1= 2 0,5 (4 1) 0, 2 4 1 = 5,6 (m)
Hình 3.5: Biểu diễn bố trí xe goòng trong phòng sấy theo chiều dài (1 tầng)
Với : Số buồng sấy là 2 buồng
Số lượng xe goòng là 20 xe
Mỗi xe có 4 ngăn lưới
Chiều dài xe là 1 m, chiều rộng 0,6m
Mỗi xe chứa khoảng 20kg cá
Buồng sấy có kích thước dài 5,6 m,rộng 2,1 m và cao 2,3 m
3.2 Tính lượng nhiệt tải của buồng sấy
Xác định lượng ẩm bốc hơi
3.2.1 Đối với chế độ sấy lạnh
Dựa vào các thông số vật lý, các giá trị ẩm đầu vào nguyên liệu và ẩm đầu ra của sản phẩm ta xác định:
* Lượng ẩm bốc hơi trong một mẻ sấy là:
200 mm Đồ án tốt nghiệp
Thời gian sấy chọn τ = 8 (h) theo kết quả tính toán ở trên
Lượng ẩm bốc hơi trong 1h:
* Lượng không khí khô cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm l0= 1
0, 018 0, 014 = 250 (kgkk/kga) Lượng không khí khô cần thiết trong quá trình sấy:
Lượng nhiệt dàn ngưng chính thu được qlllt1=l 0 (I 2 I 1' )250 (76, 22 55,61) 5152,5 (kJ/kga)
Lượng nhiệt mà dàn ngưng phụ thu được qlllt2= l 0 (I 3 I 2 )250 (81,37 76, 22) 1287,5 (kJ/kga)
Lượng nhiệt dàn lạnh thu được :
Qlllt= Wh × (qlllt1 + qlllt2)= 37,5 × (5152,2 + 1287,5)= 241488,75 (kJ/kga) Lưu lượng khối lượng quạt gió: mq mq = Llt ( 1 + d3 )= 9375×(1+0,018) = 9543,75 (kg/h)= 2,65 (kg/s)
(m 3 /h) Trong đó : ρ 4’ : Khối lượng riêng của không khí ẩm trước khi vào quạt gió
Theo phương trình nhiệt trạng thái khí lí tưởng:
Năng suất quạt thực tế
Trong đó: 0,01 m – chiều dày của cá n – số xe goong xếp theo chiều rộng 3 xe m – số lưới của 1 xe goong 4 lưới
Do năng suất quạt thực tế lớn hơn năng suất quạt lý thuyết nên ta chọn Vq theo năng suất quạt thực tế
3.2.2 Đối với chế độ sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại
Vì cùng số xe mà năng suất đầu vào giảm đi 4 lần nên mỗi xe goong chỉ chứa 5kg và chỉ có 1 lưới để sấy
* Lượng ẩm bốc hơi trong một mẻ sấy là:
Thời gian sấy chọn τ = 4 (h) theo kết quả tính toán ở trên
Lượng ẩm bốc hơi trong 1h:
* Lượng không khí khô cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm l0= 1
Lượng không khí khô cần thiết trong quá trình sấy:
Lượng nhiệt mà đèn hồng ngoại tỏa ra qlllt= l 0 (I 3 I 2 )500 (76, 22 70,03) 3095(kJ/kga)
Lưu lượng khối lượng quạt gió: mq mq = Llt ( 1 + d3 )= 10000× (1+0,016) = 10160 (kg/h)= 2,82 (kg/s)
Vq =m q ρ 3 (m 3 ⁄ ) h Trong đó : ρ 4’ : Khối lượng riêng của không khí ẩm trước khi vào quạt gió
Theo phương trình nhiệt trạng thái khí lí tưởng:
Với 3 khối lượng riêng của không khí trước khi ra khỏi phòng sấy
(kg/m 3 ) Đồ án tốt nghiệp
Năng suất quạt thực tế
Trong đó: 0,01 m – chiều dày của cá n – số xe goong xếp theo chiều rộng 3 xe m – số lưới của 1 xe goong 1 lưới
Do năng suất quạt thực tế lớn hơn năng suất quạt lý thuyết nên ta chọn Vq theo năng suất quạt thực thế
Tổn thất nhiệt làm nóng vật liệu sấy Qs
Tổn thất nhiệt qua vách bao che
Tổn thất nhiệt làm nóng khung giá đỡ.( không đáng kể nên có thể bỏ qua)
3.3.1 Tổn thất làm nóng vật liệu sấy q s = q ln = G cá C cá ∆t = 400 × 3,74 × (40 − 27) = 19448 (kJ)
8 × 3600= 0,67(kW) Đồ án tốt nghiệp
3.3.2 Tổn thất nhiệt qua vách
Trong đó: k là hệ số truyền nhiệt qua vách
Fv là diện tích vách của phòng sấy F v (5,6 2,1) 2 2,3 35, 42 m 2
Nhiệt độ chênh lệch giữa bên trong và bên ngoài buồng sấy là 13°C, được tính từ 40°C đến 27°C Vách bao che của buồng sấy được cấu tạo từ 2 lớp tôn, với lớp bông thủy tinh cách nhiệt ở giữa Chiều dày của tôn dao động từ 0,015 đến 0,016 m, và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu là 50 W/mK.
Lớp bông thủy tinh có chiều dày = 0,01 m, hệ số dẫn nhiệt = 0,065 W/mK
Hệ số tỏa nhiệt bề mặt vách ngoài: α1 W/m 2 K
Hệ số tỏa nhiệt phía trong buồng sấy do đối lưu cưỡng bức mạnh: α2= 55 W/m 2
Hình 3.6: Vách cách nhiệt của phòng sấy
Lớp bông thủy tinh Đồ án tốt nghiệp
3.3.3 Tổn thất nhiệt trong phòng sấy
Lưu lượng khối lượng của quạt gió mq = ρ3.Vq = 1,1 × 2,86 = 3,1 (kg/s)
3′ = 1+0,018 3,1 = 3,04 (kg s⁄ ) Nhiệt lượng cần để sấy 1 mẻ của dàn nóng chính
Q1=L(I 2 I 1' )3,04 (76, 22 55,61) 62,65 kW Nhiệt lượng cần để sấy 1 mẻ của dàn nóng phụ
Q2=L(I 3 I 2 )3,04 (81,37 76, 22) 15,65 kW Tổng nhiệt lượng để cần sấy 1 mẻ
Nhiệt lượng của dàn nóng để sấy 1 mẻ:
3.3.3.2 Đối với sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại
Lưu lượng khối lượng quạt gió mq =ρ3.Vq = 1,1 × 2,88 = 3,2 (kg/s)
3 = 1+0,016 3,2 = 3,1 (kg/s) Nhiệt lượng của bức xạ hồng ngoại tỏa ra:
Q HN L I kW Đồ án tốt nghiệp
CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG
4.1 Sơ đồ nguyên lí và đồ thị p-i
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lí
- 1 – 2: máy nén hơi môi chất từ nhiệt độ, áp suất thấp lên nhiệt độ, áp suất cao
- 2 – 3: hơi môi chất có nhiệt độ cáo, áp suất cao được nén lên dàn ngưng
- 3 – 4: hơi môi chất trao đổi nhiệt chuyển pha từ dạng hơi sang lỏng
- 4 – 5: môi chất lỏng đi tới van tiết lưu
- 5 – 6: tại đây môi chất được giảm nhiệt độ và áp suất
- 6 – 7: môi chất lỏng tới dàn lạnh
- 7 – 8: môi chất lỏng trao đổi nhiệt chuyển pha từ dạng lỏng sang hơi
- 8 – 1: hơi môi chất được máy nén hút về
1’ – 2: quá trình nén hơi đoạn nhiệt
3 – 4: quá trình tiết lưu đẳng entanpy
Ta sử dụng R-22 cho hệ thống bơm nhiệt vì:
- Dùng cho hệ thống nhỏ
- Nhiệt độ bay hơi thấp, nhiệt ngưng không quá cao, làm mát bằng không khí
- Được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí dân dụng, dễ kiếm
- Khả năng lưu động môi chất lớn hơn trong đường ống nhỏ
- Hệ số trao đổi nhiệt lớn
- Không dẫn điện, không cháy nổ, không độc hại với cơ thể sống
4.2 Tính toán thiết bị cho hệ thống
Dàn ngưng của bơm nhiệt có nhiệm vụ gia nhiệt cho không khí nên môi trường làm mát dàn ngưng chính là tác nhân sấy
Gọi: tw2 là nhiệt độ không khí ra khỏi dàn ngưng Theo yêu cầu thì tw2 = 40 0 C
- t k là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu Đối với dàn ngưng giải nhiệt bằng gió, t k = (10 – 15 0 C)
Ta chọn t k = 10 0 C Khi đó, nhiệt độ ngưng tụ của môi chất là: tk = tw2 + t k = 40 + 10 = 50 0 C
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh được xác định bằng công thức t0 = tb - Δt0, trong đó tb là nhiệt độ không khí sau dàn bay hơi Đối với hệ thống sấy, nhiệt độ tb được yêu cầu là 20°C.
: Hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu Hiệu nhiệt độ tối ưu là t 0 = (8 – 13 0 C) Ta chọn t 0 =8 0 C
Như vậy nhiệt độ sôi của môi chất lạnh là: t0 = 20 – 8 = 12 0 C
Tra đồ thị p – i của R22 ta có bảng thông số sau: Đồ án tốt nghiệp
Bảng 4.1 Bảng thông số của chu trình Điểm t ( o C) P (bar) I (kJ/kg)
- Năng suất lạnh riêng: q0= i1 – i4= 707 – 564= 143 (kJ/kg)
- Nhiệt tải cho thiết bị ngưng tụ: qk= i2 – i3= 743 – 564= 179 (kJ/kg)
- Công nén đoạn nhiệt: l0= i2 – i1’= 743 – 715= 28 (kJ/kg)
- Lưu lượng môi chất tuần hoàn: m = 81, 07 0, 46
4.2.4 Chọn thiết bị cho hệ thống
Với công suất máy nén Nk= 12,66 kW= 17,2 HP Đồ án tốt nghiệp
Công suất lạnh là Q0= 68,41 kW
Nhiệt độ ngưng tụ tk= 50 0 C
Nên ta chọn máy nén Bitzer 4FE – 35 – 40P loại bán kín với
Công suất lạnh là 69 kW
Công suất dàn ngưng là 97 kW
Tần số máy nén là 68 Hz
Hình 4.3: Hình ảnh máy nén
Với cống suất dàn lạnh Q0= 68,41 kW ta chọn dàn lạnh Meluck
Ta chọn dàn lạnh Meluck có công suất lần lượt là 73,5 kW,model DL70/554A Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.4: Hình ảnh dàn lạnh DL70/554A
Hình 4.5: Thông số kĩ thuật của dàn lạnh DL42/503A
Với công suất của dàn ngưng Qk= 81,07 kW ta chọn 2 dàn nóng Meluck
FN – 130 có công suất là 38,2 kW và FN – 150 có công suất là 47,2 kW
Thêm 2 dàn nóng phụ ở ngoài FN – 43 công suất 14,8 kW Đồ án tốt nghiệp
STT Tên Công suất kW Số lượng
Hình 4.6: Hình ảnh dàn nóng
Khi chọn van tiết lưu, cần dựa vào công suất của máy nén và loại van hoạt động ở nhiệt độ dương Đối với máy nén có công suất 18 HP và sử dụng gas R22, van tiết lưu phù hợp là TEX5(03).
Nhiệt độ ngưng tụ tk= 50 0 C
Nhiệt độ bay hơi t0= 12 0 C Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.7: Hình ảnh của van tiết lưu
Tính chọn đèn hồng ngoại
Ta có công suất của đèn hồng ngoại QHN= 19,18 kW mà công suất 1 đèn hồng ngoại là 0,25 kW nên số đèn 19,18
Vậy ta chọn 78 đèn, mỗi tầng 39 đèn
Hình 4.8: Hình ảnh của đèn hồng ngoại Đồ án tốt nghiệp
- β : Hệ số an toàn (1,2 ÷ 1,4), chọn β =1,2
- η : Hiệu suất của thiết bị (0,68 ÷ 0,74), chọn η = 0,7
- Vq : tính bằng đơn vị (m3/s) Vq= m 3 /s
- ∆Pq = ∆Ps : Tổn thất áp suất trên toàn thiết bị sấy (N/m 2 )
Bảng 4.3 Thông số tổn thất áp suất
STT Thiết bị Tổn thất áp suất (Pa)
3 Buồng sấy (giá đỡ nguyên liệu, cánh hướng dòng,…)
4 Đèn hồng ngoại (khi sấy lạnh sẽ tháo đèn ra nhưng vẫn tính tổn thất qua đèn để chọn quạt tối ưu cho hệ thống)
Như vậy ta sẽ chọn 4 quạt cho hệ thống với công suất mỗi quạt là 0,6 kW Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.9: Hình ảnh quạt gió Đồ án tốt nghiệp
TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA
5.1 Mạch điện điều khiển cơ
M 6 Hình 5.1: Mạch điện động lực Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.2: Mạch tự động hóa khi sấy lạnh
Hình 5.3:Mạch điều khiển giảm tải cho máy nén
Để khởi động mạch điện, đầu tiên cần đóng cầu dao CB để cung cấp điện cho mạch Nếu không có sự cố, mạch sẽ thông và máy bắt đầu chạy Nhấn nút ON để quạt chính của hệ thống sấy hoạt động, với đèn báo sáng cho biết quạt đang chạy Khi có điện, quạt dàn lạnh và dàn nóng sẽ hoạt động, làm cho tiếp điểm thường mở 52F1 và 51F2 đóng lại, cung cấp điện cho dây TR-1 Sau một khoảng thời gian, tiếp điểm thường đóng mở chậm của TR1 sẽ đóng lại, cho phép cuộn dây TR-2 có điện và máy nén bắt đầu hoạt động Ban đầu, máy nén chạy ở chế độ sao, sau đó tiếp điểm thường mở đóng chậm sẽ bật ra, và tiếp điểm thường đóng mở chậm sẽ đóng lại, giúp máy nén chuyển sang chế độ chạy tam giác Cuối cùng, nhấn nút cấp dịch để mở van cấp dịch cho máy nén.
Chúng tôi sử dụng rơle ewelly 181H để điều chỉnh và tắt máy khi hoạt động Khi cảm biến nhiệt độ ghi nhận nhiệt độ không khí trong phòng sấy đạt mức đã cài đặt, quạt dàn ngưng phụ sẽ hoạt động, và van điện từ mở ra cho gas lưu thông qua dàn ngưng phụ, giúp giảm tải cho máy nén hoặc điều khiển máy nén chạy biến tần.
Khi máy đang chạy mà có sự cố xảy ra thì nhấn nút OFF để dừng hệ thống Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.4: Mạch tự động hóa khi sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại
Để khởi động mạch điện, đầu tiên cần đóng cầu dao CB nhằm cung cấp điện cho hệ thống Nếu không có sự cố, mạch sẽ thông và máy bắt đầu hoạt động Nhấn nút ON để quạt chính của hệ thống sấy chạy, đèn báo sáng cho biết quạt đang hoạt động Khi có điện, quạt dàn lạnh và dàn nóng sẽ hoạt động, tiếp điểm thường mở 52F1 và 51F2 đóng lại, cung cấp điện cho cuộn dây TR-1 Sau một khoảng thời gian, tiếp điểm thường đóng mở chậm của TR1 cũng đóng lại, cho phép cuộn dây TR-2 có điện và máy nén bắt đầu chạy Máy nén khởi động ở chế độ sao và sau một thời gian, tiếp điểm thường mở đóng chậm sẽ bật ra, chuyển máy nén sang chế độ chạy tam giác Cuối cùng, nhấn nút cấp dịch để mở van cung cấp dịch cho máy nén; khi mạch thông, cuộn dây TR-3 có điện và sau đó tiếp điểm mở đóng chậm của TR3 sẽ đóng lại, đèn hồng ngoại sáng lên.
Chúng tôi sử dụng rơle ewelly 181H để điều chỉnh và tắt máy khi hoạt động Khi cảm biến nhiệt độ đo được nhiệt độ không khí trong phòng sấy bằng với nhiệt độ đã cài đặt, quạt dàn ngưng phụ sẽ hoạt động, van điện từ mở ra cho gas đi qua dàn ngưng phụ, giúp giảm tải cho máy nén hoặc điều khiển máy nén chạy biến tần.
Khi máy đang chạy mà có sự cố xảy ra thì nhấn nút OFF để dừng hệ thống
5.1.3 Mạch sự cố Đồ án tốt nghiệp
Khi xảy ra sự cố, tiếp điểm thường mở của các cuộn AX sẽ đóng lại, dẫn đến việc chuông kêu và đèn báo sáng, cho thấy có sự cố đang diễn ra.
Để tắt chuông bằng cách nhấn nút Stop Alarm, cuộn AX-9 sẽ đóng lại và cung cấp điện cho cuộn dây AX-9 Khi đó, tiếp điểm thường đóng của cuộn AX-9 sẽ bật ra, khiến chuông mất điện và ngừng kêu.
5.2.1 Bảng kí hiệu trong chương trình PLC
5.2.1.1 Bảng kí hiệu ngõ vào
Bảng 5.1 Bảng kí hiệu ngõ vào
STT Tên ngõ vào Kí hiệu
3 Nút bật đèn hông ngoại I0.2
6 Nút bật van cấp dịch I0.5
AX-1 AX-2 AX-4 AX-5 AX-6 AX-7
5.2.1.2 Bảng kí hiệu ngõ ra
Bảng 5.2 Bảng kí hiệu ngõ ra
STT Tên ngõ ra Kí hiệu
15 Tín hiệu annalog điều khiển dàn ngưng phụ 1
16 Tín hiệu annalog điều khiển dàn ngưng phụ2
5.2.2.1 Chương trình viết PLC Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.6: Khởi động quạt chính, quạt dàn lạnh, quạt dàn nóng
Hình 5.7: Khởi động máy nén, đèn hồng ngoại và cấp dịch cho máy nén Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.8: Tín hiệu analog từ cảm biến truyền về điều khiển dàn nóng phụ 1 và van điện từ 1
Hình 5.9: Khởi động cuộn biến tần hay van điện từ 1 và quạt dàn nóng phụ 1 Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.10: Tín hiệu analog từ cảm biến truyền về điều khiển dàn nóng phụ 2 và van điện từ 2
Hình 5.11: Khởi động cuộn biến tần hay van điện từ 2 và quạt dàn nóng phụ 2 Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.12: Dừng hệ thống, tắt quạt chính, quạt dàn lạnh và đèn hồng ngoại
Hình 5.13: Tắt quạt dàn nóng Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.14: Tắt van cấp dịch và máy nén
Hình 5.15: Sự cố Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.17: Bảng điều khiển mô phòng chương trình PLC
5.2.2.2 Thuyết minh chương trình PLC
Nhấn nút Start để khởi động hệ thống, lúc này tiếp điểm trung gian M(0.0) có điện, kích hoạt quạt chính, quạt dàn lạnh và quạt dàn nóng, đồng thời tiếp điểm M(0.1) cũng có điện Khi M(0.1) có điện, timer T1 bắt đầu đếm thời gian, sau 30 giây nếu không có sự cố, máy nén sẽ được khởi động Nhấn nút bật đèn hồng ngoại để làm sáng đèn trong phòng sấy và bắt đầu quá trình sấy sản phẩm Cuối cùng, nhấn nút cấp dịch để mở van cấp dịch cho máy.
Khi hệ thống hoạt động bình thường, nếu nhiệt độ không khí trong phòng sấy đạt 40°C sau khi ra khỏi dàn nóng, tín hiệu từ cảm biến 1 sẽ được truyền về và xử lý qua bộ xử lý tín hiệu analog, xuất ra vùng nhớ MD4 Nếu giá trị MD4 lớn hơn hoặc bằng giá trị đã cài sẵn, chương trình PLC sẽ điều khiển máy nén chạy biến tần và mở van điện từ 1 để cấp dịch cho dàn nóng phụ 1, đồng thời quạt dàn nóng phụ 1 sẽ hoạt động để giảm tải cho máy nén Tương tự, tín hiệu từ cảm biến 2 cũng sẽ được xử lý và xuất ra vùng nhớ MD6, và nếu MD6 lớn hơn hoặc bằng giá trị cài đặt, PLC sẽ điều khiển máy nén và mở van điện từ 2 để cấp dịch cho dàn nóng phụ.
Quạt dàn nóng phụ 2 hoạt động nhằm giảm tải nhiệt cho máy nén Khi xảy ra sự cố như quá dòng hoặc quạt hỏng, tín hiệu đầu vào PLC I0.3 sẽ kích hoạt, dẫn đến việc toàn bộ thiết bị trong hệ thống tắt, chuông báo động kêu và đèn sự cố sáng lên Sau khi khắc phục sự cố, nhấn nút tắt chuông để tắt chuông và đèn Khi quá trình sấy hoàn tất, nhấn nút Stop để tắt quạt dàn chính, quạt dàn lạnh và đèn hồng ngoại trước Tiếp theo, tiếp điểm trung gian M(0.2) và M(0.3) có điện sẽ kích hoạt timer T2, đếm thời gian để quạt dàn ngưng hoạt động sau 5-10 phút nhằm giải nhiệt lượng gas còn lại trong dàn ngưng Đồng thời, tiếp điểm M(0.3) sẽ điều khiển van cấp dịch đóng lại, máy nén sẽ rút gas và tắt máy.
Hình 5.18: Hình ảnh bộ điều khiển PLC S7-300
Hình 5.19: Sơ đồ nối dây PLC S7-300 Đồ án tốt nghiệp
5.2.2.3 Sơ đồi nối dây PLC S7-300 với hệ thống
C ông Tac 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 CBT 52BT QD N P1
Nguon 2 20 V 52C QC 52FC QDL 52F1 QDN 52F2 DHN 52D Hình 5.20: Sơ đồ nối dây Đồ án tốt nghiệp
5.3 Cách cài đặt và sử dụng ewelly 181-H
Hình 5.21: Rơ le nhiệt ewelly 181-H
Sản phẩm này nổi bật với tính năng hoạt động đơn giản và độ chính xác cao trong việc kiểm soát nhiệt độ Nó được trang bị bộ nhớ tắt nguồn, chức năng tự kiểm tra lỗi, cùng với khả năng báo động khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cực thấp hoặc cao Sản phẩm thích hợp cho việc bảo quản, điện lạnh và thiết bị sưởi ấm trong hệ thống điều khiển thông minh tự động.
- điện áp hoạt động: AC220V, 50Hz/60Hz
- tín hiệu đầu vào: một cho đo nhiệt độ cảm biến
- kiểm soát đầu ra: một đầu ra cho nhiệt độ kiểm soát, một đầu ra cho báo động
- Kích thước tổng thể: 76(rộng).35(cao).76(chiều dài)mm
- Starter Kích thước: 71(rộng).29(cao)mm
Sơ đồ kết nối: Đồ án tốt nghiệp
Hình 5.22: Sơ đồ kết nối EW
Nhấn nhẹ nhàng set để nó hiện thị và thay đổi điều kiển nhiệt độ
Cài đặt dữ liệu : Nhấn giữ set trong 6 giây để cài đặt Trên màn hình sẽ hiên thị
HC, sau đó nhấn up/donw để thiết lập: HC-LS-HS-PE-CA-d
Giữ set sau đó đồng thời nhấn up/down đó chọn HC
Giữ set sau đó đồng thời nhấn up or down rồi sau đó chọn LS (Giới hạn nhiệt độ):
Giữ set sau đó đồng thời nhấn up or down rồi sau đó chọn HS (Nhiệt dộ điều chỉnh) Đồ án tốt nghiệp
Giữ set sau đó đồng thời nhấn up ỏ down rồi sau đó chọn PE ( Cài đặt độ trễ)
Giữ set sau đó đồng thời nhấn up or down rồi csua đó chọn CA(Nhiệt độ điều chỉnh)
Để giữ set, bạn cần nhấn đồng thời nút up hoặc down và sau đó chọn d (chọn sự khác biệt trả về: 1-15 0 C) Lưu ý rằng khi cảm biến được mở hoặc bị ngắt mạnh, mã lỗi EI sẽ được hiển thị.
Bảng 5.3 Các thông số thủ tục
Code Chức năng Thiết lập phạm vi Ex-factory
HC Làm lạnh/ sự nóng lên H/C C -
LS Báo động khi giới hạn nhiệt độ thấp
Nhiệt độ điều khiển từ -45 o C đến -1 o C
HS Báo động khi giới hạn nhiệt độ cao
Kiểm soát nhiệt độ +1 oC đến 80 o C
PE Thời gian trễ 0 -5 1 Min
CA Nhiệt độ điều chỉnh -15 - 15 00 o C d Sự khác biệt nhiệt độ quay trở lại
VẬN HÀNH HỆ THỐNG
Xem nhật ký vận hành để xác định nguyên nhân dừng máy trước đó, từ đó đánh giá khả năng tiếp tục hoạt động của máy và quyết định xem có cần sửa chữa hay chú ý đến vấn đề gì khác không.
Kiểm tra nguồn điện cung cấp cho hệ thống là bước quan trọng; hãy sử dụng vôn kế để đo điện áp lưới điện Nếu điện áp lệch ±10% so với định mức, không nên vận hành máy, vì điều này có thể dẫn đến sự cố.
Kiểm tra bảng điều khiển là bước quan trọng để xác định tình trạng hoạt động của các thiết bị và khí cụ trong hệ thống Điều này bao gồm việc theo dõi các đồng hồ, đèn và công tắc để nắm rõ trạng thái hoạt động của hệ thống, bao gồm cả các thông số kỹ thuật và tình trạng hoạt động của các thiết bị tự động.
Kiểm tra mức dầu bôi trơn của máy nén có trong cacte qua kính xem mức, nếu thấy mức dầu thấp thì phải thêm dầu
Kiểm tra tình trạng của các van trên đường ống đến các thiết bị
Mở van cấp nước làm mát máy nén
Dọn dẹp chướng ngại vật bất thường xuất hiện bên cạnh máy nén và các thiết bị, đặc biệt là các bộ phận chuyển động
6.2 Khởi động máy và chạy máy bằng mạch cơ có dùng Ewelly
Bật aptomat tổng của tủ điện tổng lực, aptomat của tất cả các thiết bị trong hệ thống mà ta cần chạy
Bật các công tắc chạy các thiết bị sang vị trí AUTO
Nhấn nút Start (Running/ On) cho hệ thống Khi đó các thiết bị sẽ hoạt động theo trình tự nhất định
Bật công tắc cấp dịch cho hệ thống
Đối với khi sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại thì bật thêm nút bật đèn
Mở van chặn hút máy nén từ từ để tránh gây ngập hỏng Việc mở nhanh có thể dẫn đến sự cố, trong khi mở quá lớn có thể làm tăng dòng điện của động cơ, gây quá tải và không an toàn.
Lắng nghe tiếng kêu của máy, nếu có tiếng kêu bất thường, kèm sương bám nhiều ở đầu hút thì dừng máy ngay Đồ án tốt nghiệp
Theo dõi dòng điện máy nén Dòng điện không quá lớn so với quy định
Quan sát tình trạng bám tuyết trên thân máy nén là rất quan trọng Tuyết không nên bám quá nhiều lên thân máy; nếu thấy tuyết bám nhiều, cần phải đóng bớt van chặn hút và tiếp tục theo dõi tình hình.
Mở van chặn hút hoàn toàn và đảm bảo cường độ dòng điện của motor máy nén không vượt quá mức quy định, đồng thời không có tuyết bám trên thân máy, sẽ cho thấy quá trình khởi động đã hoàn tất.
So sánh đánh giá các số liệu với các thông số vận hành thường ngày
Khi hệ thống hoạt động ổn định, cảm biến nhiệt độ trong phòng sấy sẽ đo và gửi tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển này sẽ mở van điện từ để cấp dịch cho dàn nóng phụ, giúp giảm tải cho máy nén, hoặc điều khiển máy nén chạy biến tần cùng với quạt dàn nóng phụ Khi nhiệt độ trong phòng sấy giảm, van điện từ sẽ đóng lại, cho phép hệ thống hoạt động với hai dàn nóng chính để tăng nhiệt độ trở lại hoặc chuyển máy nén về chế độ hoạt động bình thường.
6.3 Khởi động máy và chạy máy bằng PLC
Bật aptomat tổng của tủ điện tổng lực, aptomat của tất cả các thiết bị trong hệ thống mà ta cần chạy
Nhấn nút Star trên tủ điện điều khiển để cấp điện cho bộ điều khiển PLC, từ đó kích hoạt hoạt động của hệ thống Hệ thống sẽ vận hành theo chương trình đã được cài đặt sẵn trong PLC.
Hệ thống khởi động và hoạt động tự động dưới sự điều khiển của PLC, cho phép người vận hành chỉ cần theo dõi và ghi chép số liệu vào nhật ký vận hành.
Đối với mạch điều khiển cơ
Nhấn nút Stop trên tủ điện để tắt các quạt chính
Nhấn nút OFF để tắt đèn hồng ngoại
Đóng van chặn hút máy nén Đồ án tốt nghiệp
Khi máy nén đã tắt thì để quạt dàn ngưng chạy thêm từ 5 – 10 phút để giải nhiệt phần hơi còn lại trong dàn ngưng
Sau khi tắt quạt thì ngắt các aptomat của các thiết bị trong hệ thống
Đối với mạch điều khiển PLC
Khi nhấn nút Stop trên tủ điện, tín hiệu sẽ được gửi đến PLC, dẫn đến việc PLC dừng hệ thống theo chương trình đã được cài đặt.
Ngắt các aptomat của các thiết bị trong hệ thống
Đóng cửa tủ điện Đồ án tốt nghiệp
SƠ BỘ GIÁ THÀNH, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Bảng 7.1 Sơ bộ giá thành
STT Thiết bị Số lượng Giá VNĐ
7.2 Kết luận Đã tính toán được tải nhiệt yêu cầu, chọn máy móc thiết bị cho hệ thống, cơ bản đáp ứng được các yêu cầu thiết kế
Phương án sấy và chách thức hoạt động thực nghiệm của thiết bị đưa ra trong đồ án là hoàn toàn có tính khả thi Đồ án tốt nghiệp
Hệ thống máy móc, bao gồm dàn nóng và dàn lạnh, được lựa chọn dựa trên kết quả tính toán để đảm bảo đáp ứng đầy đủ năng suất lạnh yêu cầu, ngay cả khi có sự thay đổi của môi trường.
Hệ thống sấy lạnh hiệu quả có khả năng sấy nhiều loại nguyên liệu, từ thủy sản đến nông sản, mà vẫn giữ được chất lượng cao Giải pháp này đáp ứng nhu cầu thực hành của sinh viên trong các lĩnh vực công nghệ thực phẩm, chế biến thủy sản và nhiệt lạnh.
Hệ thống bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại mang lại sản phẩm sấy có chất lượng cảm quan vượt trội và thời gian sấy ngắn hơn so với các sản phẩm khác trong cùng hệ thống.
Các số liệu giá thành được tham khảo từ internet và có thể thay đổi theo thời gian Đồ án đã áp dụng kiến thức từ nhiều môn học vào quá trình tính toán và thiết kế, giúp củng cố kiến thức cho bản thân tôi Đồng thời, đồ án cũng giải quyết một phần nhu cầu thiết kế thiết bị để bảo quản sản phẩm, hỗ trợ thực tập sinh viên và giảng dạy thực tiễn.
Việc tính toán và lựa chọn hệ thống vẫn mang tính lý thuyết, trong khi đó, việc xác định tổn thất và chi phí cần phải thực tế và chi tiết hơn Các thông số hiện tại chủ yếu mang tính ước lượng và chưa được xác thực, bên cạnh đó, còn tồn tại nhiều hạn chế trong cách trình bày của đồ án.
Nhà trường nên tăng cường đầu tư vào nghiên cứu khoa học của sinh viên để khuyến khích sự sáng tạo và nâng cao kỹ năng cần thiết cho công việc sau khi tốt nghiệp.
Trang bị các thiết bị hiện đại trong xưởng thực hành giúp sinh viên tiếp cận công nghệ mới, nâng cao kinh nghiệm học tập và chuẩn bị tốt cho công việc sau khi tốt nghiệp.
Bài viết này trình bày nội dung đồ án tốt nghiệp về thiết kế thiết bị sấy cá bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại, với năng suất 100kg/mẻ sấy Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong ngành, đặc biệt là thầy Trần Đại Tiến, đã hỗ trợ tôi hoàn thành đồ án này Mọi số liệu trong đồ án chỉ mang tính ước lượng, giá thành và các thông số có thể thay đổi theo thời gian Tôi hy vọng trong tương lai sẽ có thể làm rõ hơn các vấn đề này trong các đề tài tiếp theo Cuối cùng, tôi xin phép dừng bút tại đây.
