Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.. Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt và thời gian, hàm ẩm, diện tích bề mặt.. Đặt vật liệ
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Bộ môn Thực hành kỹ thuật thực phẩm
BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM
BÀI 1: SẤY ĐỐI LƯU
GVHD: Phan Thế Duy
SVTH: Nhóm 5
Phan Nữ Kiều Trân MSSV:2005180525 Lớp: 09DHTP7 Nguyễn Thị Quyền Trân MSSV: 2005180088 Lớp: 09DHTP1
TP Hồ Chí Minh, tháng 11/2020
Trang 3I CÂU HỎI CHUẨN BỊ
1 Định nghĩa của quá trình sấy đối lưu?
Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương pháp đối lưu
2 Thế nào là truyền nhiệt và truyền ẩm bằng phương pháp đối lưu?
Là quá trình các phân tử chất lỏng hoặc chất khí nhận nhiệt rồi đổi chỗ cho nhau
3 Các giai đoạn sấy?
Gồm 3 giai đoạn sấy:
- Giai đoạn đun nóng vật liệu
- Giai đoạn sấy đẳng tốc
- Giai đoạn sấy giảm tốc
4 Có mấy quá trình sấy ?
Có 4 quá trình sấy:
- Truyền nhiệt cho vật liệu
- Dẫn ẩm trong lòng vật liệu
- Chuyển pha
- Tách ẩm vào môi trường xung quanh
5 Kể tên một vài loại thiết bị sấy?
- Thiết bị sấy băng tải
- Thiết bị sấy tầng sôi
- Thiết bị sấy khí động ( thiết bị sấy khí thổi)
- Thiết bị sấy phun loại thùng
- Thiết bị sấy bức xạ - đối lưu
- Thiết bị sấy thăng hoa
- Thiết bị sấy điện cao tần
6 Các thông số cần đo trong quá trình thí nghiệm?
Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt và thời gian, hàm ẩm, diện tích bề mặt
7 Nội dung thí nghiệm?
Tiến hành sấy miếng vải ở chế độ 50/60 o C Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G1) Sau đó cứ 3 phút ghi nhận giá trị cân và giá trị nhiệt độ bầu khô vào, bầu khô ra, bầu ướt vào, bầu ướt ra Tiếp tục đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 3 lần sấy liên tiếp thì dừng thí nghiệm
8 Cách thức tiến hành thí nghiệm?
Tiến hành sấy khăn ở 2 chế độ của Caloriphe:50 o C và 60 o C Đặt vật liệu
Trang 4vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G 1 ) Sau đó cứ
3 phút ghi nhận giá trị cân và giá trị nhiệt độ bầu khô, bầu ướt Tiếp tục đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 9 phút thì dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác
Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm
- Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (G o ) của vật liệu:
+Mở cửa buồng sấy ra, đo diện tích vật liệu sấy
+Đặt vật liệu sấy vào buồng sấy, cân và đọc giá trị cân (G o )
- Làm ẩm vật liệu:
Sau khi cân xong, lấy vật liệu ra làm ẩm bằng cách xả khăn dưới vòi nước, sau đó vắt khô Đặt vào buồng sấy, đo khối lượng (G 1 )
- Chuẩn bị đồng hồ để đo thời gian
- Kiểm tra hệ thống:
+ Lắp lại cửa buồng sấy
Lập bảng số liệu thí nghiệm
Bảng 4.1 số liệu thí nghiệm
STT
CHẾ ĐỘ SẤY 50 o
C
T uv
( o C)
T ur
( o C)
1
2
3
4
Bước 2: Khởi động hệ thống
- Khởi động quạt: bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân
- Khởi động caloriphe: bật công tắc Caloriphe
- Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe ở nhiệt độ thí nghiệm
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
G (g)
1
2
3
𝑘𝑣 (℃) 𝑇 𝑘𝑟 (℃)
𝑢𝑣 (℃) 𝑇 𝑢𝑟 (℃) 𝑇 𝑘𝑣 (℃) 𝑇 𝑘𝑟 (℃)
Trang 5Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ của Caloriphe đạt giá trị mong muốn Tiến hành sấy vật liệu ở nhiệt độ khảo sát
- Đo số liệu trong chế độ thí nghiệm
+ Các số liệu cần đo: Khối lượng , nhiệt độ bầu khô, bầu ướt và thời gian + Cách đọc:
Khối lượng (gam): khi đặt vật liệu vào giá đỡ, đọc số hiển thị trên cân đồng
hồ
Nhiệt độ ( o C) : Nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số trên đồng hồ hiện số
- Chuyển chế độ thí nghiệm:
+ Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu)
+ Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới(60 o C) + Chờ hệ thống hoạt động ổn định
+ Lặp lại trình tự như chế độ đầu
Bước 4: Kết thúc thí nghiệm
- Tắt công tắt của điện trở Caloriphe
- Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội
9 Mục đích thí nghiệm?
- Trình bày được câu tạo, nguyên lí làm việc và ưu nhược điểm của thiết bị
- Vận hành được hệ thống thiết bị sấy
- Tính toán được các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn,
độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc
- Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy dựa trên số liệu thực nghiệm
10 Đường cong sấy?
- Là đường cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (W) theo thời gian sấy ( )
U = f ( )
- Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như liên kết giữ ẩm và vật liệu, hình dạng kích thước; cấu trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy
- Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy
11 Đường cong tốc độ sấy?
Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm(hàm ẩm) của vật liệu sấy
= g(U) dU: hàm ẩm
d : hàm nhiệt
12 Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy
Trang 6
[ ( )
] (
) ( )( )
13 Sấy là gì? Sự khác nhau giữa sấy và cô đặc?
-Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương pháp đối lưu
Sự khác nhau giữa sấy và cô đặc:
-Sấy là quá trình bốc hơi nước làm cho vật liệu khô đi không còn ẩm trong
đó
-Cô đặc là quá trình làm bốc hơi nước nhưng nó làm giàu cấu tử hòa tan trong đó và làm cho vật liệu cô đặc lại
14 Thời gian sấy của vật liệu?
Ta phải phụ thuộc vào chế độ sấy của vật liệu mà ta mới biết được thời gian sấy của vật liệu Vì vậy đối với mỗi vật liệu có các chế độ sấy khác nhau thì thời gian sấy cũng khác nhau
II MÔ TẢ THÍ NGHIỆM Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm:
- Xác định khối lượng khăn khô ban đầu (G 0 ) của khăn
- Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận
- Đọc giá trị cân (G 0 )
- Làm ẩm khăn: Sau khi cân xong, lấy khăn ra và nhúng nhẹ nhàng vào chậu nước Chờ vài giây cho nước thấm đều, lấy khăn lên và vắt ráo nước cho đến khi hết nhiễu nước sau đó xếp vào giá Chuẩn bị đồng hồ để đo thời gian
- Kiểm tra hệ thống
o Lắp lại cửa buồng sấy – vắt chặt các con tán của cửa
o Mở hết các van của hai cửa khí vào ra
o Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống)
- Lập bảng số liệu thí nghiệm
Bước 2: Khởi động hệ thống:
- Khởi động quạt: bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân
- Khởi động caloriphe, bật công tắc caloriphe
- Cài đặt nhiệt độ cho caloriphe ở nhiệt độ 60 0 C
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm:
- Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ của caloriphe đạt giá trị mong muốn ( 1 20 0
C) Tiến hành sấy khăn ở nhiệt độ khảo sát
Trang 7- Đo số liệu trong chế độ thí nghiệm
- Các số liệu cần đo: khối lượng, nhiệt độ bầu khô vào, nhiệt độ bầu khô ra, nhiệt độ bầu ướt vào, nhiệt độ bầu ướt ra và thời gian
- Cách đọc:
o Khối lượng (gam) khi đặt giá đỡ vật liệu sấy, đọc số hiển thị trên cân
o Nhiệt độ ( 0
C): nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số liệu trên đồng hồ hiện số
Bước 4: Kết thúc thí nghiệm:
- Tắt công tắc của điện trở Caloriphe
- Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội
III TÍNH TOÁN
TÍNH THEO THỰC NGHIỆM
G o = 52g
Cạnh = 18,5 cm
Cạnh = 20 cm
F = 18,5 x 20 = 370cm 2 = 0.037 m 2
Độ ẩm vật liệu:
W= x 100%
Tốc độ sấy:
Ni+1 =
=
( ) (%/h)
Bảng 4.2 Bảng xử lí số liệu
50 o C
Tăng tốc
Đẳng tốc
9 24 98 39,0 33,6 48,5 46,5 77,7 74,6
Trang 812 33 90 32,2 50,8 49 46,5 77,7 76,5
Giảm tốc
60 o C
Tăng tốc
83,2
Đẳng tốc
85,3
Giảm tốc
Trang 9P b (mmHg) : Áp suất riêng phần hơi ẩm trên bề mặt vật liệu điều kiện đoạn nhiệt
P h (mmHg) : Áp suất hơi ẩm trong tác nhân sấy
(được tra trên giản đồ không khí ẩm)
TÍNH THEO LÍ THUYẾT
C
J m =∝ m (P b(TB) −P h(TB) )(kg/m 2
.h) = (0.0229 + 0.0174.1,6).(73,8-71,9).1
= 0.096406 (kg/m 2 .h)
J m : Cường độ ẩm
B: Áp suất phòng sấy; B = 760mmHg
am : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m2.h.mmHg)
am = 0,0229 + 0,0174.V k
V k : Tốc độ khí trong phòng sấy ( chọn V k = 1,6 (m/s))
Tốc độ sấy đẳng tốc :
N đt =100.J m (% / h) = 100 0.096406 = 6,86(%/h)
W th = + Wc = + 3 =34,05 W1 : Độ ẩm ban đầu trước khi sấy(%)
Wc : Độ ẩm cân bằng = 3%
Thời gian sấy :
- Thời gian sấy đẳng tốc:
T 1 =
= =3,2 (h)
- Thời gian sấy giảm tốc
T 2 = ln
= ln = 5,66 (h) Vậy thời gian sấy T = T 1 + T 2 = 3,185 + 5,656 = 8,86 (h)
Trang 10Sai số
SS = |
|x100%
Vẽ đồ thị
- Đồ thị đường cong sấy
- Đồ thị đường cong tốc độ sấy
C
00 10 20 30 40 50 60
Đồ thị đường cong sấy ( W-t)
0 10 20 30 40 50 60
Đồ thị đường cong tốc độ sấy( W-N)
Trang 11J m =∝ m (P b(TB) −P h(TB) )(kg/m 2
.h) = (0.0229 + 0.0174.1,6).(87,8-84,6).1
= 0.1624 (kg/m 2 .h)
J m : Cường độ ẩm
B: Áp suất phòng sấy; B = 760mmHg
am : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m2.h.mmHg)
am = 0,0229 + 0,0174.V k
V k : Tốc độ khí trong phòng sấy ( chọn V k = 1,6 (m/s))
Tốc độ sấy đẳng tốc :
N đt =100.J m (% / h) = 100.0,1624
= 11,56 (%/h)
W th = + Wc = + 3 =27,8 W1 : Độ ẩm ban đầu trước khi sấy(%)
Wc : Độ ẩm cân bằng = 3%
Thời gian sấy :
- Thời gian sấy đẳng tốc:
T 1 =
=
= 1,46 (h)
- Thời gian sấy giảm tốc
T 2 = ln
Do Wcuoi=1,1 < Wc=3 nên không có thời gian sấy giảm tốc Vậy thời gian sấy T = T 1 = 1,46 (h)
Trang 12 Vẽ đồ thị
- Đồ thị đường cong sấy
- Đồ thị đường cong tốc độ sấy:
00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Đồ thị đường cong sấy ( W-t)
0 20 40 60 80 100 120
Đồ thị đường cong tốc độ sấy ( W-N)
Trang 13 Sai số
SS = |
|x100%
Bảng so sánh sai số:
| ( ) ( )
( ) |
| ( ) ( )
( ) |
| ( ) ( )
( ) |
Nhiệt độ ( o C) N
