NGHIÊN CỨU , KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LÚA GẠO VỚI HAI LOẠI MÁY SẤY CÓ VÀ KHÔNG CÓ ĐẢO CHIỀU KHÔNG KHÍ SẤY NĂNG SUẤT 20KGMẺ

Ở loạt máy sấy này có nhiều ưu điểm: sấy lúa ở ẩm độ cao và lẫn nhiều tạp chất và có thể sấy nhiều loại nông sản khác nhau như lúa, bắp, đậu,… với chi phí thấp, vận hành dễ dàng; tuy nhi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HOC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ

ه ه

NGUYỄN NGỌC ANH

NGHIÊN CỨU , KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LÚA GẠO VỚI HAI LOẠI MÁY SẤY CÓ VÀ KHÔNG CÓ ĐẢO CHIỀU KHÔNG KHÍ SẤY NĂNG

SUẤT 20KG/MẺ

TP.HCM 08/2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HOC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ

LUÂN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU , KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LÚA GẠO VỚI HAI LOẠI MÁY SẤY CÓ VÀ KHÔNG CÓ ĐẢO CHIỀU KHÔNG

KHÍ SẤY NĂNG SUẤT 20KG/MẺ

Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn

NGUYỄN NGỌC ANH Th.S NGUYỄN VĂN XUÂN

K.S LÊ QUANG VINH

TP.HCM 08/2008

LỜI CẢM TẠ

Chân thành cảm tạ

Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM

Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí-Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM Quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí-Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM

đã tận tình giảng dạy tôi trong suốt quá trình học tập

Thành tâm biết ơn thầy ThS NGUYỄN VĂN XUÂN, KỸ SƯ LÊ QUANG VINH đã

hết lòng giúp đỡ tôi hòan thành đề tài tốt nghiệp này

Các thầy cô và các anh chị trong Trung Tâm Năng Lượng Và Máy Nông Nghiệp

NGHIÊN CỨU, KHẢO NGHIỆMVÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT KƯỢNG LÚA GẠO VỚI HAI LỌAI MÁY SẤY CÓ VÀ KHÔNG ĐẢO CHIỀU KHÔNG KHÍ SẤY Ở

Vì vậy mụch đích của để tài là:

+ Nghiên cứu hai máy sấy tĩng vĩ ngang có đảo chiều không khí sấy và không đảo chiều không khí sấy ở năng suất 20 kg/mẻ

+Khảo nghiệm hai máy sấ đẻ đánh giá chất lượng gạo về tỷ lệ thu hồi gão nguyênvà tỷ

lệ nứt sau khi sấy nhằm nâng cao chất lượng gạo

Các thí nghiện được tiến hành tại trung tâm năng lượng và máy nông nghiệp trường đại học Nông Lâm TP.HCM

Kết quả đạt được qua quá trình thực hiện:

+ Tỷ lệ thu hồi gạo nguyên và tỷ lệ nứt sau khi sấy của máy sấy không đảo chiều không khí sấy tốt hơn máy sấy có đảo chiều không khí sấy

Nhưng do thời lượng thưc hiện đề tài có hạn,vì thế khi phân tích bản thông kê ANova

về tỷ lệ nứt sau khi sấy không cho thấy sự khác biệ giữa hai máy sấy ( do Ftính<F bảng)

Nhưng do thời lượng thưc hiện đề tài có hạn Vì vậy trong tương lai nếu có nghiên cứu dạng đề tài này nên được thực hiện nhiều hơn để có thể đưa ra kết luận chính xác hơn giữa hai máy sấy nhằm nâng cao hơm nữa chất lượng gạo

Researching, testing and assessing the rice quality after drying with reverse air dryer

and non-reverse air dryer with capacity of 20kg/batch

NGUYỄN NGOC ANH ThS NGUYỄN VĂN XUÂN

KS LÊ QUANG VINH

Summary

Recently, Rice quality is a researching issue in Viet Nam Rice quality is effected by many factors in there, drying to post havest preserved is the best important factor however, which drying method to get better quality product have not got clearly conclusion so, the purposes of thesis are:

- Reaserching two kinds of flat bed dryer which is reversed and non reversed air drying with capacity of 20kg/batch

-Testing two dryer to assesse the rice quality about full rice recovering ratio and crack rice ratio after drying to improve the rice quality

These experiments is carried out at center of energy and factory mechanical

technology, nong lam university, Ho Chi Minh City

results after thesis finish:

Full rice recovering ratio and crack rice ratio after drying of non reversed air dryer is better than reversed air dryer

The result of ANOVA statistic analysis about rice ratio after drying show that there is

no diffence between two dryers (Ftinh < Fbang)

Because permited time is limited, thus, the thesis should have more experiments in the next time to get better result

MỤC LỤC trang

Chương 1 : MỞ ĐẦU 8

1.1/ GIỚI THIỆU CHUNG 8

1.2/ MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI .9

Chương 2: TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO TRỰC TIẾP PHỤC VỤ ĐỀ TÀI 10

2.1/ Tính chất lý nhiệt của lúa 10

2.1.1/ Cấu tạo hạt lúa .10

2.1.2/ Tính chất lý nhiệt của lúa 10

2.2/ Sơ lược về sấy 14

2.2.1/ Ẩm độ của hạt 14

2.2.2/ Ẩm độ cân bằng của hạt 16

2.2.3/ Tốc độ giảm ẩm (Tốc độ sấy) 16

2.2.4/ Động học quá trình sấy 17

2.2.5/ Các thông số về không khí ẩm trong quá trình sấy 18

2.2.6/ Phương trình cân bằng ẩm và chi phí tác nhân sấy 19

2.2.7/ Xác định chi phí nhiệt 20

2.2.8/ Những trở lực đối với sự chuyển động của tác nhân sấy 20

2.3/ Sơ lược về máy sấy tỉnh vỉ ngang 22

2.3.1/ Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều: 22

2.3.1/ Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều: 22

2.4/ Sơ lược về quạt 23

2.5/ Chất lượng hạt và quá trình sấy 24

2.5.1/ Các chỉ tiêu chất lượng đối với hạt lúa 24

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 25

3.1/ Phương tiện thực hiện 25

3.1.1/ Phương tiện thực hiện trong quá trình sấy 25

3.1.2/ Phương tiện dùng trong quá trình phân tích lúa, gạo .28

3.2/ Phương pháp thực hiện 30

3.2.1/ Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

3.2.3/ Phương pháp xử lý số liệu 31

3.2.4/ Xác định ẩm độ ban đầu của hạt bằng phương pháp tủ sấy 31

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

4.1/ Mô tả thiết bị .33

4.1.1/ Thiết bị sấy 33

4.1.2/ Tính toán cho quá trình sấy .35

4.2/ Kết quả thí nghiệm 38

4.2.1/ Mẻ 1 39

4.2.2/ Mẻ 2 42

4.2.3/ Mẻ 3 45

4.2.4/ Mẻ 4 48

4.2.5/ Mẻ 5 51

4.2.6/ Mẻ 6 54

4.2.7/ Mẻ 7 58

4.2.8/ Mẻ 8 62

4.2.9/ Nhận xét chung 65

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67

5.1/ Kết luận 69

5.2/ Đề nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC 69

P1/ Các bảng số liệu trong quá trình thí nghiệm 70

1/ Mẻ 1: Nhiệt độ sấy 43oC suốt quá trình sấy - Ẩm độ cuối 14% 70

2/ Mẻ 2: Nhiệt độ sấy 50oC trong 1 giờ đầu, 43oC trong các giờ còn lại – Ẩm độ cuối 14% 72

3/ Mẻ 3: Nhiệt độ sấy 43oC - Ẩm độ cuối 14% 74

4/ Mẻ 4: Sấy 50oC trong 1 giờ đầu, 43oC trong các giờ còn lại- Ẩm độ cuối 14% 76

5/ Mẻ 5: Nhiệt độ sấy 43oC - Ẩm độ cuối 17% 78

6/ Mẻ 6: Nhiệt độ sấy 43oC - Ẩm độ cuối 17% 79

7/ Mẻ 7: Nhiệt độ sấy 50oC trong 1 giờ đầu, 43oC trong các giờ còn lại – Ẩm độ cuối 17% 81

8/ Mẻ 8: Nhiệt độ sấy 50o C trong 1 giờ đầu, 43oC trong các giờ còn lại- Ẩm độ cuối 17% 82

P2/ Bảng phân tích Anova về Tỷ lệ thu hồi gạo nguyên .84

P3/ Một số hình ảnh trong quá trình thực hiện đề tài 85

1.1/ GIỚI THIỆU CHUNG

Trong những năm gần đây, được sự quan tâm và đầu tư của Chính phủ, nền nông nghiệp nước ta đã có những chuyển biến to lớn Từ một nước thiếu đói tiến tới là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa phát huy hết thế mạnh cùa mình trong việc sản xuất gạo, chỉ có những biến đổi đáng

kể về sản lượng gạo do làm tốt các khâu trước thu hoạch: chọn giống, làm đất, thu hoạch,… Các khâu này được Chính phủ và người dân quan tâm và ứng dụng có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật; việc ứng dụng những khâu này có thể thấy được những hiệu quả tức thời chẳng hạn như khi phun thuốc trừ sâu ta thấy được sâu chết sau 1 hay 2 ngày Còn khâu phơi sấy, bảo quản sau thu hoạch thì bị bỏ quên Do trước đây đất nước còn lâm vào cảnh đói nghèo nên chỉ quan tâm đến làm sao tăng nhanh sản lượng, đáp ứng nhu cầu trong nước Cho đến những năm gần đây, sản lượng gạo

đã đáp ứng nhu cầu trong nước thậm chí còn đáp ứng nhu cầu xuất khẩu, từ đó sản lượng gạo không ngừng được tăng lên nên vấn đề bảo quản và phơi sấy sau thu hoạch đang được quan tâm đúng mức

Bảo quản sau thu hoạch là vấn đề đã và đang được quan tâm trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta Ngay sau khi thu hoạch, nông sản cần được làm khô kịp lúc và đúng cách để có thể bảo quản được lâu dài nhằm tránh sự nảy mầm, ẩm mốc, vàng làm giảm chất lượng nông sản

Trong nhiều năm qua, sản lượng lúa sản xuất ở Việt Nam đã không ngừng gia tăng Năm 1998, các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long sản xuất 15,3 triệu tấn lúa, chiếm hơn một nửa tổng sản lượng của cả nước; trong đó 6,3 triệu tấn lúa được thu hoạch trong mùa mưa (vụ hè - thu ) Vì vậy sấy lúa vụ hè-thu trở thành vấn đề thời sự nhằm giảm hao hụt sau thu hoạch; nhiều cuộc khảo sát, điều tra cho thấy hao hụt do không phơi sấy kịp thời chiếm khoảng từ 5 đến 25% Lấy ví dụ trường hợp khá cực đoan là hao

hụt 20% sản lượng lúa, nghĩa là khoảng 1 triệu tấn, giá trị là 1800 tỷ đồng bằng 1/5 kim ngạch xuất khẩu gạo của Việt Nam

Để khắc phục các vấn đề trên, Khoa Cơ khí Công nghệ - Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã nghiên cứu và chế tạo loạt máy sấy tỉnh vỉ ngang SHG, đã được phổ biến rộng rãi Ở loạt máy sấy này có nhiều ưu điểm: sấy lúa ở ẩm độ cao và lẫn nhiều tạp chất và có thể sấy nhiều loại nông sản khác nhau như lúa, bắp, đậu,… với chi phí thấp, vận hành dễ dàng; tuy nhiên máy còn có nhược điểm: diện tích đặt máy lớn, cần lao động cào đảo, độ đồng đều ẩm độ sản phẩm sau sấy thấp,… Vì vậy, từ năm 2000 Khoa Cơ khí Công nghệ - Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã đưa ra một mẫu máy sấy mới có đảo chiều không khí sấy, có sự kế thừa từ máy sấy tỉnh vỉ ngang nhằm khắc phục những nhược điểm nêu trên; một loạt máy sấy mới có ký hiệu SRA (đảo chiều không khí sấy) với năng suất từ 2 đến 12 tấn/mẻ đã được thiết kế, chế tạo và ứng dụng khá thành công ở quy mô sản xuất, có thể sấy được lúa, bắp, café, khoai mì xắt lát, tôm, cá, thực phẩm,… Sấy nhằm làm giảm ẩm độ hạt để dễ vận chuyển, bảo quản Với điều kiện thông thoáng tốt, hạt lúa 14% có thể bảo quản tốt được 1 năm nhưng lúa ở 18% chỉ có thể giữ được 2 tuần

1.2/ MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Xác định điều kiện sấy tối ưu cho máy sấy tỉnh vỉ ngang (có và không có đảo chiều không khí sấy) ở qui mô thí nghiệm Từ đó có thể đúc kết và tìm chế độ sấy tối ưu cho máy sấy tĩnh vỉ ngang ở Việt Nam để đạt tỷ lệ thu hồi gạo nguyên cao nhất

Chương 2: TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO TRỰC

TIẾP PHỤC VỤ ĐỀ TÀI

2.1/ Tính chất lý nhiệt của lúa

2.1.1/ Cấu tạo hạt lúa

Mài lúa: tùy theo loại lúa và điều kiện canh tác lúa có độ dài khác nhau, độ dài không quá 1/3 chiều dài vỏ trấu Trong quá trình bảo quản, do sự cọ xát giữa các hạt lúa phần lớn mài thóc rụng ra làm tăng lượng tạp chất trong khối lúa

Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt lúa chống các điều kiện xấu của môi trường ( nhiệt

độ, ẩm độ ) Trong quá trình bảo quản, lông lúa thường rụng ra do quá trình cọ xát với nhau giữa các hạt lúa, làm tăng lượng tạp chất trong lúa Độ dày của vỏ trấu thường 0.12 ÷ 0.15 mm và chiếm khoảng 18 ÷ 20% so với khối lượng toàn hạt lúa, giá trị sinh nhiệt của trấu 3000 ÷ 3500 kcal/kg

Vỏ hạt: là lờp vỏ mỏng bao bọc nội nhủ, có màu trắng đục hay vỏ lúa Trung bình lớp vỏ chiếm 5,6 ÷ 6,1% khối lượng gạo lật (hạt lúa sau khi tách khỏi lớp trấu )

Nội nhủ: là phần chủ yếu của hạt lúa, trong nội nhủ chủ yếu là gluxit chiếm với 90% Trong khi đó trong hoàn toàn hạt gạo gluxit chỉ chiếm khoảng 75%

Phôi: nằm ở góc dưới nôi nhủ, có tác dụng biến các chất dữ trữ trong nội nhũ thành chất dinh dưỡng nuôi mộng khi hạt lúa nảy mấm Phôi chứa nhiều protit, lipit, vitamin (vitamin B1 trong chiếm tới 60% lượng vitamin B1 của toàn hạt lúa ), phôi có cấu tạo xốp, nhiều dinh dưỡng, hoạt động sinh lý mạnh nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng và sinh vật tấn công gây hại, khi xay xát phôi thường vụn nát ra thành cám

2.1.2/ Tính chất lý nhiệt của lúa

a) Tính chất vật lý :

* Kích thước:

Kích thước của hạt lúa (chiều dài, chiều rộng, chiều dày) thay đổi tùy theo trạng thái

và điều kiện môi trường mà hạt tồn tại trong đó, đặc biệt là độ ẩm môi trường

Bảng 2.1: Kích thước của hạt lúa

3,358+8,9 10-3M 2,842+7,62 10-3M 2,388+1,65 10-3M

2,187+8,9 10-3M 1,42+8,9 10-3M 1,765+1,43 10-3M Trong đó: M là ẩm độ của hạt (cơ sở ướt)

Qua bảng 1 nhận xét: Kích thước hạt lúa tăng tuyến tính theo độ ẩm tương đối của nó

* Trọng lượng thể tích và độ rỗng của khối lúa: tăng tuyến tính theo độ ẩm của hạt (bảng 2) Bên cạnh đó, trọng lượng thể tích còn phụ thuộc vào lượng tạp chất có trong khối lúa

Bảng 2.2: Trọng lượng thể tích của khối lúa

* Độ hỏng của khối lúa còn phụ thuộc vào độ ẩm của hạt

Bảng 2.3: Độ hổng của khối lúa

* Tính tan rời:

Là đặc trưng khi đổ hạt từ tên cao xuống, lúa tự chuyển dịch để tạo thành khối hạt có hình chóp nón, phía đáy rộng, đỉnh nhọn và không có hạt nào dính liền với nhau Khi

đó sẽ tạo thành góc nghiêng tự nhiên  giữa đáy và sườn khối hạt, khối hạt có góc nghiêng tự nhiên  càng nhỏ thì độ tan rời càng lớn Độ tan rời phụ thuộc vào 3 yếu

tố chính sau:

- Kích thước và hình hạt: hạt có kích thước và hình hạt dài, độ tan rời nhỏ hơn hạt có kích thước ngắn và hình hạt bầu

- Ẩm độ: hạt có ẩm độ thấp thì độ tan rời lớn và ngược lại

- Tạp chất: hạt có tạp chất nhiều thì độ tan rời nhỏ hơn hạt có ít tạp chất

* Tính tự phân loại:

Khối hạt có cấu tạo nhiều thành phần ( hạt sạch , hạt lép lửng, tạp chất ) không đồng nhất (khác nhau về hình dạng, kích thứơc, tỷ trọng…) trong quá trình di chuyển sẽ tạo thành những vùng khác nhau về chất lượng (lớp mặt, lớp giữa, lớp đáy, vùng ven tường,…) đó là tính tự phân loại của khối hạt Hiện tượng tự phân loại gây ảnh hưởng xấu tới công tác bảo quản ở những khu vực tập trung nhiều tạp chất, hạt lép,… dễ hút

ẩm, có thủy phân cao tạo điều kiện cho côn trùng, vi sinh vật phát triển Trong quá trình nhập kho và bảo quản, phải tìm mọi biện pháp hạn chế và tạo cho khối hạt đồng đều

* Độ rỗng của khối hạt:

Khoảng không nằm giữa khe hở giữa các hạt có chứa đầy không khí đó là độ rỗng của khối hạt Độ rỗng được tính bằng % thể tích khoảng không gian của khe hở giữa các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ:

% 100

* Nhiệt dung riêng:

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành cuộc khảo nghiệm với các phương pháp khác nhau để xác định nhiệt dung riêng của lúa Các kết quả cho thấy nhiệt dung riêng của lúa là một hàm tuyến tính của độ ẩm tương đối của nó

Bảng2 4: Nhiệt dung riêng

Loại hạt Độ ẩm của hạt (%) Nhiệt dung riêng (kJ/kg) Vừa

Dài

10 ÷ 20 10,2 ÷ 17

0,9214 + 0,545M 1,1095 + 0,00448M

* Các pha hút ẩm và nhả ẩm, ẩm độ cân bằng của hạt:

Lượng nước trong lúa tồn tại dưới 2 dạng: liên kết và tự do Lượng nước tư do chứa trong hạt phụ thuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh hạt Độ ẩm của không khí lớn thì hạt sẽ hút thêm hơi nước (thực hiện pha hút ẩm) làm tăng độ ẩm của hạt, nếu độ ẩm của không khí nhỏ thì hạt sẽ nhả bớt hơi nước ra môi trường (thực hiện pha nhả ẩm) và

ẩm độ hạt giảm xuống Hai pha trên tiến hành song song cho đến khi hạt đạt đến trạng thái cân bằng

* Tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt của khối lúa:

Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của lúa là hệ số nhiệt λ Hệ số dẫn nhiệt này là lượng nhiệt truyền qua một diện tích 1m2 bề mặt lúa có chiều dày là 1m trong thời gian 1 giờ; làm nhiệt độ lớp đầu và lớp cuối khối lúa (cách nhau 1m) chênh lệch nhau 1 oC Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào cấu tạo của vỏ trấu, nội nhủ, nhiệt độ và ẩm

độ của khối lúa Lúa có hệ số dẫn nhiệt trong khỏang 0,12 ÷ 0,2 kcal/m giờ oC

* Độ ẩm cân bằng của lúa là một thông số quan trọng quyết định mục đích sử dụng hoặc thời gian sử dụng của lúa sau khi sấy Do đó các nhà nghiên cưú liên tục xây dựng các mô hình tính tóan trên cơ sở các kết quả thực nghiệm để xác định độ ẩm cân bằng của lúa Trong đó mô hình toán học của Chung Pfost đả được kiểm tra và chấp nhận đưa vào trong tính toán thực tế

Bảng 2.5: Mô hình tính toán Chung Pfost để xác dịnh ẩm độ cân bằng của lúa:

M : độ ẩm của hạt (chỉ số thập phân cơ sở khô), %

RH: độ ẩm tương đối của môi trường bao quanh hạt, %

T: nhiệt độ, oC

2.2/ Sơ lược về sấy

Sấy là quá trình bốc ẩm và lấy ẩm từ vật liệu sấy Muốn sấy khô vật liệu cần tiến hành các bước sau:

- Cấp nhiệt cho vật liệu để làm bay hơi ẩm trong vật liệu

- Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật liệu vào môi trường

Để tiến hành các bước trên trong quá trình sấy có nhiều phương pháp sấy khác nhau dựa trên các nguyên lý gia nhiệt vật liệu hay các nguyên lý vận chuyển hơi ẩm từ

bề mặt vật liệu vào môi trường

2.2.1/ Ẩm độ của hạt

Có 2 phương pháp biểu diễn độ ẩm của hạt:

- Theo cơ sở ướt:

100 100

Wnuoc Wk

Wnuoc

Mu

- Theo cơ sở khô :

100 100

Wk

Wk Wt Wk

Wnuoc

Mk

Với:

Mư; Mk:độ ẩm của hạt tính theo cơ sở ướt và cơ sở khô, %

Wư : khối lượng nước có trong hạt, Kg

Wk : khối lượng chất khô có trong hạt ,Kg

Wt = Wnước + Wkhô : trọng lượng toàn phần của hạt

Nếu độ ẩm hạt được nói đến mà không nói rõ cơ sở khô hay cơ sở ướt thì độ ẩm đó được hiểu là cơ sở ướt

Việc chuyển đổi qua lại giữa hai cách tính:

%Mư =

Mk

Mk

% 100

% 100

% 100





* Tầm quan trọng của ẩm độ hạt:

Ẩm độ của vật liệu quyết định thời gian bảo quản; trong khoảng ẩm độ từ 14 ÷ 18%, mỗi 1% sai biệt làm ảnh hưởng lớn đến hoạt động phát triển của nấm mốc sẽ làm hư hỏng hạt, ngoài ra ẩm độ hạt cũng là chỉ tiêu quan trọng trong việc mua bán nông sản,

do khi ẩm độ hạt tăng làm trọng lượng hạt và ngược lại

* Đo ẩm độ hạt: có nhiều phương pháp đo ẩm độ hạt, thong dụng trong thực tế là 2 phương pháp sau:

- Phương pháp tủ sấy: đặt hộp mẫu chứa lượng hạt nhất định vào tủ sấy có nhiệt

độ không đổi trong một thời gian nhất định Cân xác định lượng nước mất đi và tính

ẩm độ Lượng hạt, nhiệt độ, thời gian đều được quy định theo tiêu chuẩn quốc gia, có thể hơi khác nhau giữa các nước

Ưu- nhược điểm: có độ chính xác cao  0 , 02 %; là phương pháp chuẩn để so sánh các phương pháp khác Nhược: tốn nhiều thời gian mới xác định được ẩm độ

- Phương pháp gián tiếp: điện trở hoặc điện dung của hạt thay đổi theo ẩm độ của hạt Dựa vào tính chất này người ta gián tiếp xác định ẩm độ hạt bằng cách đo điện trở hoặc điện dung của hạt

Ưu – nhược điểm: đo rất nhanh, đọc ẩm độ sau vài giây Tuy nhiên độ chính xác không cao do tùy thuộc vào hình dạng, kích thước, độ bẩn,… của hạt Ở khoảng

ẩm độ thấp sai số có thể chỉ 0,3%, nhưng ở ẩm độ cao (vật liệu rất ướt) sai số có thể lên đến  3 %

* Lượng nước bốc hơi :

2 100

2 1 1

W W G

1 100 1

W

W G





W1, W2 : độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối của vật liệu sấy

G1,G2: khối lượng trước và sau khi sấy của hạt

2.2.2/ Ẩm độ cân bằng của hạt

Vật liệu sấy để trong không khí sẽ hút hoặc nhả ẩm để đạt đến trạng thái cân bằng với môi trường Như vậy độ ẩm cân bằng của vật liệu phụ thuộc vào chính cấu trúc của vật liệu đó và độ ẩm tương đối của không khí

Gọi ph là áp sất riêng phần trên bề mặt hạt và pkk là áp sấut riêng phần của không khí bao quanh hạt:

Bảng 4: Mô hình tính toán Chung Pfost để xác định ẩm độ cân bằng của lúa:

Với:

M: độ ẩm của hạt (chỉ số thập phân cơ sở khô), %

RH: độ ẩm tương đối của môi trường bao quanh hạt, %

chung , hạt có kích thước nhỏ thì khô nhanh hơn hạt lớn, hạt trần trụi thì mất ẩm dễ hơn hạt có vỏ bọc

* Ở lớp hạt dày:

Sấy lớp hạt dày được mô hình hóa như là tổng của nhiều lớp hạt mỏng kế tiếp nhau Không khí sấy vào lớp mỏng 1 với ẩm độ tương Rh1 ra khỏi và vào lớp 2 (với Rh2 >

Rh1) Cứ thế không khí cuối cùng thoát ra ngoài với Rh rất cao, có thể bão hoà, nghĩa

là Rh = 100% Vì thế hạt ở các lớp khác nhau có tốc độ sấy khác nhau, nghĩa là khô không đều Nhiều biện pháp được sử dụng để ẩm độ cuối cùng ít sai biệt, là cơ sở để phân loại các phương pháp sấy dùng không khí đối lưu

2.2.4/ Động học quá trình sấy

Để khảo sát tốc độ qua lại giữa vật liệu ẩm và tác nhân sấy có tính thời gian sấy, dùng dạng đồ thị:

- Trục hoành: đặt thời gian sấy t

- Trục tung : độ ẩm vật liệu có liên quan đến khối chất khô W2, nhiệt độ T đốt nóng vật liệu

- Đường cong 2 chỉ đặc tính thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian

- Đường cong 1 đặc trưng sự thay đổi ẩm độ theo thời gian

- W= f(t) từ đồ thị có thể nhận đường cong 3 của sự thay đổi vận tốc sấy phụ thuộc độ ẩm vật liệu f(w) = dw/dr

Với sự tăng nhiệt độ vật liệu, ẩm độ bắt đầu bốc hơi mạnh từ bề mặt của nó Độ tập trung của chúng ở lớp trong của vật liệu bắt đầu cao hơn trên bề mặt, điều đó dẫn đến sự di chuyển ẩm từ lớp trong ra mặt ngoài của vật liệu

Quá trình sấy có thể chia làm 3 giai đoạn:

* Giai đoạn đốt nóng AB: khi quá trình sấy bắt đầu vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng

và ẩm trong lòng vật bắt đầu phá vỡ các liên kết để dịch chuyển ra bề mặt và một phần nhỏ bắt đầu thoát khỏi bề mặt vật liệu sấy để đi vào môi trường Trong giai đoạn này, nhiệt độ của vật tăng rất nhanh để nhiệt độ bề mặt vật đạt đến nhiệt độ nhiệt kế ướt nhưng độ ẩm trung bình tích phân giảm không đáng kể

*Giai đoạn tốc độ sấy không đổi BC: nhiệt độ của vật hầu như không đổi nhưng độ ẩm trung bình tích phân giảm rất nhanh Trong giai đoạn này, bao nhiêu nhiệt lượng mà

liên kết thẩm thấu và cung cấp năng lượng cho ẩm đã được phá vỡ di chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt và tử bề mặt vào môi trường

* Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần CD: sau giai đoạn BC tốc độ sấy giảm dần và nhiệt độ vật liệu sấy bắt đầu tiếp tục tăng Trong giai đoạn này, các liên kết bền vững hơn khó tách khỏi vật liệu như liên kết hấp thụ, liên kết mao dẫn, cần một năng lượng lớn hơn

và ở nhiệt độ cao hơn ẩm mới từ từ tách khỏi vật liệu sấy Phần lớn các vật liệu sấy, thời gian của giai đoạn này lớn hơn rất nhiều tổng thời gian của giai đoạn đốt nóng và giai đoạn tốc độ sấy không đổi cộng lại

T,h

Hình 2.1: Đường cong sấy

2.2.5/ Các thông số về không khí ẩm trong quá trình sấy

* Khái niệm:

- Không khí ẩm là một hỗn hợp của không khí khô và hơi nước Đây là tác nhân được

sử dụng để sấy hạt Lượng nước trong không khí sấy tuy không nhiều nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy

- Giản đồ trắc ẩm I-d dùng để biểu diễn các trạng thái của không khí ẩm

* Các thông số của không khí ẩm:

- Nhiệt độ Td (oC): nhiệt độ bầu khô Td là nhiệt độ của không khí ẩm đo bằng nhiệt kế thông thường

- Lượng nước bão hòa ds (kg H2O/ kg KKK): là lượng nước tối đa chứa trong 1 kg không khí khô Lượng nước vượt quá mức này sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng

- Tỷ lệ ẩm d1 (kg H2O/kg KKK): là lượng nước thực sự có trong 1 kg không khí khô

- Ẩm độ tương đối Rh (%): là thông số quan trong nhất trong quá trình sấy:

- Nhiệt độ bầu ướt Tw (oC): là nhiệt độ không khí ẩm đo bằng nhiệt kế có bọc miếng vải thấm ướt ở bầu thủy ngân hoặc rượu

- Enthalpy I (kJ/kg KKK): nhiệt lượng của không khí ẩm ứng với 1 kg không khí khô,

so với nhiệt độ chuẩn (thường lấy 0 oC)

- Thể tích riêng v (m3/kg): là thể tích của không khí ẩm ứng với 1 kg không khí khô Khi ta biết 2 thông số của không khí ẩm, nhờ đồ thị I-d ta tìm được tất cả các thong số còn lại

2.2.6/ Phương trình cân bằng ẩm và chi phí tác nhân sấy

* Phương trình cân bằng ẩm:

1000

2 100

2 2 1000

1 100

L : chi phí tác nhân khô của sấy

G1, G2 : khối lượng vật liệu đi vào và đi ra khỏi buồng sấy

d1, d2: lượng ẩm của tác nhân vật liệu đi vào và đi ra khỏi buồng sấy

W1, W2 : ẩm độ của vật liệu vật liệu đi vào và đi ra khỏi buồng sấy

* Chi phí khối lượng riêng cần thiết của tác nhân khô của sấy:

1 2

1000

d d

W L





* Chi phí riêng của tác nhân khô của sấy trên 1 kg ẩm bốc hơi:

1 2

1000

d d W

L l

Q

2.2.8/ Những trở lực đối với sự chuyển động của tác nhân sấy

Trong hoạt động sấy, không khí ẩm đóng vai trò tác nhân sấy mang nhiệt vào hệ thống

để bốc hơi ẩm của hạt và sau đó mang nước đã bốc hơi ra khỏi hệ thống Để chuyển động của không khí trong hệ thống có hiệu quả, một áp lực (thường do quạt) được tạo

ra để thắng sức cản của hệ thống giúp cho không khí chuyển động dễ dàng hơn Các

trở lực của hệ thống bao gồm:

* Trở lực do lớp vật liệu sấy gây ra:

Khi dòng không khí có áp bị buộc xuyên qua lớp lúa, có sự sụt áp nhất định xảy ra Sự mất mát năng lương này là do ma sát và sự chuyển động hỗn loạn của dòng không khí

va chạm với bề mặt cản của hạt và chủ yếu mất mát dưới dạng tĩnh áp Sự hụt tĩnh áp này phụ thuộc vào lưu lượng không khí xuyên qua khối hạt, những đặc tính bề mặt và hình dạng của hạt, chiều dày của lớp hạt,…

- Phương trình tính toán của Shedd:

) 1 ln(

2

bQ

Q a L

Q: lưu lượng không khí qua 1 m2 diện tích đáy của lớp hạt (m3/s)

a và b: hằng số phụ thuộc bản chất vật liệu sấy

đối với lúa : a = 2,57 10 4 ; b = 13,2

các mô hình thực nghiệm của Hauqe và Chungcho thấy độ sụt tĩnh áp của không khí khi độ ẩm của hạt tăng

* Trở lực do lớp kim loại có đục lỗ (sàn giả gây ra):

Thông thường vật liệu sấy đươc giữ một kết cấu có 1 hoặc nhiều mặt là các tấm kim loại có đục lỗ để nhờ đó không khí có thể xuyên vào lớp hạt

Khi qua những tấm kim loại đó, tĩnh áp của không khí cũng bị giảm và phụ thuộc chủ yếu vào tổng diện tích các lỗ Nếu diện tích các lỗ lớn hơn 10% so với diện tích tấm kim loại thì độ sụt tĩnh áp qua nó rất bé, có thể bỏ qua được

* Trở lực do ma sát với thành ống

Trở lực do ma sát:

281 , 1

924 , 1 852 , 0

) 2 , 1 ( 61 , 6

d Pms   

với:

 : khối lượng riêng chất khí, kg/m3

d: đường kính của ống hoặc đường kính tương đương của kênh, mm

2

2 



với:

V: vận tốc ở đầu ra của quạt, m/s

 : trọng lượng thể tích của không khí, kg/m3

2

2

Với:

 : khối lượng riêng của chất khí, kg/m3

g: gia tốc trọng trường, m/s2

: hệ số ma sát

V: vận tốc chất khí, m/s

2.3/ Sơ lược về máy sấy tỉnh vỉ ngang

2.3.1/ Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều:

Là một công nghệ lâu đời đã có từ năm 1950 ở Mỹ và Nhật

Vào năm 1970, ở Philippin hai bản thiết kế đã được đưa ra do đại hoc UP LosBanos (1,8 tấn/ mẻ) và Viện Lúa quốc tế IRRI (1 và 2 tấn/mẻ)

Hai thiết kế mới đã được Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM phổ biến vào năm 1994 (4 tấn/mẻ là máy SHG-4) và năm 1996 (8 tấn /mẻ là máy SHG-8) Đến năm 2001 khoảng 700 máy cải tiến đã được nông dân và chủ máy lắp đặt

Máy bao gồm 4 bộ phận chính: quạt, lò đốt , buồng sấy, mái che

Hoạt động: lớp hạt được chứa trên sàn lưới lỗ Không khí sấy đươc lò đốt nung nóng, được quạt hút đưa vào buồng sấy, đi xuyên qua khối hạt và thoát ra phía mặt trên lớp hạt Quá trình sấy tiếp diễn cho đến khi lớp hạt khô

Ưu điểm :

- Đơn giản nhất về thiết kế và vận hành

- Hiệu suất sử dụng nhiệt cao

Nhược điểm:

- Chiếm nhiều mặt bằng hơn so với các loại máy sấy khác

- Cần nhiều lao động để bốc lúa vào và ra, lao động cào đảo trong quá trình sấy

- Ẩm độ sau khi sấy không đều

2.3.1/ Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều:

Để đáp ứng yêu cầu giảm công lao động cào đảo hạt, giảm mặt bằng xây lắp, sấy được các sản phẩm ẩm độ cao,… loại máy sấy tĩnh vỉ ngang đảo chiều không khí sấy được thiết kế và ứng dụng thành công

Nghiên cứu bắt đầu ở Đại học Nông Lâm TPHCM từ năm 1999 với mô hình máy sấy trong phòng thí nghiệm về ảnh hưởng của việc đảo chiều không khí sấy đối với các loại hạt khác nhau Tiếp theo một máy sấy SRA pilot 1,5 tấn/mẻ đã được thiết kế ,chế

tạo và khảo nghiệm với lúa và café Cuối cùng máy được nhân lên thành các cỡ năng suất từ 2; 4; 6; 8; 10; 12 tấn/mẻ Từ năm 2000 đến 2002, có 15 máy sấy đã được ứng dụng với kết quả tốt

Nguyên lý, cấu tạo và hoạt động: giống máy sấy tĩnh không đảo chiều, điểm khác biệt duy nhất là có đảo chiều không khí sấy

Ưu điểm:

- Tiết kiệm lao động: không cần đảo trộn thủ công, ẩm độ cuối cùng vẫn đồng đều

- Tiết kiệm mặt bằng: chỉ bằng ½ so với máy sấy tĩnh bình thường

- Đa dụng: sấy được sản phẩm ẩm độ cao (café, bắp, nhãn, khoai mì xắt lát,…) Thời gian sấy tiêu biểu với lúa từ 28% xuống 14% ẩm độ là khoảng 9 giờ Với lúa không cần đảo trộn, sai biệt ẩm độ cuối < 2%

2.4/ Sơ lược về quạt

Trong hệ thống sấy quạt có 2 nhiệm vụ:

- mang nhiệt đến với hạt, để làm nóng hạt và bốc hơi nước từ hạt

- mang hơi nước đi thoát khỏi khối hạt

Các thông số của quạt:

 Lượng gió Q (m3/s): là thể tích không khí chuyển động qua quạt trong một đơn

vị thời gian

 Tĩnh áp P(mmH2O): là áp suất cần thiết để thắng sức cản của đường ống và của khối hạt

 Công suất quạt:

+ Công suất lý thuyết PLT: là công suất tối thiểu để tạo lượng gió và tĩnh áp trên

102

P Q

 Quạt hướng trục: nhận luồng không khí vào và đẩy gió ra theo cùng hướng của trục quạt

 Quạt ly tâm: hút không khí dọc theo trục, nhờ lực ly tâm đưa ra quanh vỏ quạt,

và đẩy gió ra theo hướng thẳng góc với trục quạt

2.5/ Chất lượng hạt và quá trình sấy

2.5.1/ Các chỉ tiêu chất lượng đối với hạt lúa

2.5.2/ Các liên hệ giữa chất lượng và quá trình sấy:

Quá trình sấy làm giảm ẩm độ hạt nên các liên hệ giữa chất lượng hạt và ẩm độ đều bị chi phối với các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

* Ẩm độ hạt và thời gian bảo quản hạt: ẩm độ càng cao thời gian bảo quản càng ngắn

* Ẩm độ hạt và tỉ lệ gạo nguyên

* Độ không đồng đều ẩm độ hạt và tỉ lệ gạo nguyên: lô hạt càng không đồng đều về

ẩm độ thì xay xát càng bị gãy vỡ nhiều

* Nhiệt độ sấy và tỷ lệ gạo nguyên: thực ra không phải nhiệt độ không khí sấy trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng hạt, mà là nhiệt độ hạt sau một thời gian tiếp xúc với không khí sấy

* Nhiệt độ sấy liên hệ đến tốc độ giảm ẩm: nước ở ngoài hạt luôn luôn bốc hơi nhanh hơn nước ở trung tâm hạt tạo nên sai biệt ứng suất trong hạt, làm hạt dễ gãy Giảm ẩm càng nhanh thì càng gãy nhiều Với máy sấy tĩnh vì không có thời gian ủ nên phải giới hạn tốc độ giảm ẩm, hạ không quá 2%/giờ

* Nhiệt độ sấy và tỷ lệ nảy mầm: nhiệt độ sấy trên 43oC làm giảm hoặc mất sức nảy mầm của hạt giống

* Ẩm vàng và thời gian trước khi vào máy sấy: yếu tố gây ra ẩm vàng chính là sự chậm trễ trong việc phơi sấy, là hạt lúa ẩm Nguyên nhân thứ hai là ẩm độ cao khi bảo quản

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1/ Phương tiện thực hiện

3.1.1/ Phương tiện thực hiện trong quá trình sấy

* Máy sấy dùng trong thí nghiệm là 2 máy sấy tĩnh vỉ ngang có đảo chiều gió và không có đảo chiều gió

- Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều gió: là máy sấy tĩnh có buồng sấy dạng hình trụ kích thước( 440*440) mm2 , chiều cao buồng sấy 600mm, không khí sấy được đưa

từ dưới lên và thoát ra ngoài

- Máy sấy tỉnh vỉ ngang có đảo chiều gió: là máy sấy tĩnh có buồng sấy dạng hình trụ kích thước (310*310) mm2 , chiều cao buồng sấy 760mm, có thiết kế hệ thống đảo chiều gió

- Nguồn nhiệt: 2 máy đều sử dụng điện trở đốt nóng để cung cấp nhiệt lượng cho quá trình sấy

- Quạt sấy: 2 máy đều sử dụng quạt ly tâm

* Dụng cụ đo:

- Nhiệt kế đặt tại buồng sấy để xác định nhiệt độ sấy với thang đo 0 ÷ 100 oC

+ Nhà sản xuất Daewon (Korea)

HInh 3.1: Nhiệt kế

-Nhiệt kế bầu khô – bầu ướt đặt ở bề mặt buồng sấy để xác định nhiệt độ thoát ướt

và ở ngoài trời (chỗ mát) để xác định nhiệt độ môi trường (độ chính xác 0,5 oC)

Hinh3.2 : Nhiệt kế bầu khô- bẩu ướt

- Áp kế chữ U để đo tĩnh áp

- Cân điện tử với mức cân tối đa là 310g, độ chính xác 0,01 g

+Nhà sàn xuất Huy Hòang, đạt tiêu chuẩn ISO 9001

+Sử dụng 11V-21V ( điện xoay chiều)

Hinh3.3 : Cân điện tử

-Cân khối lượng ( Nhà sản xuấy Nhơn Hòa): loai 5kg,10kg,30kg +Lọai 5 kg

Hinh3.4 : Cân khối lượng lọai 5 kg

Hinh 3.5 : Cân khối lượng loại 10kg

+

Hinh 3.6 : Cân khối lượng loại 30 kg

- Đồng hồ để xác định thời gian sấy

- Tủ sấy để xác định ẩm độ

3.1.2/ Phương tiện dùng trong quá trình phân tích lúa, gạo

- Máy xát kiểm phẩm: nhà sản xuất Long An- Việt Nam, sử dụng ở nguồn điện: 220V/60Hz , khả năng chứa đựng 300g

Hình 3.7 : Máy xát kiểm phẩm

-Máy xát trằng kiểm phẩm : nhà sản xuất Long An- Việt Nam, sử dụng ở nguồn điện: 220V/60Hz , khả năng chứa đựng 150g

Hình 3.8: Máy xát trắng kiểm phẩm

- Máy phân loại kiểm phẩm : nhà sản xuất Long An- Việt Nam, sử dụng ở nguồn điện: 220V/60Hz , khả năng chứa đựng 150g

Hình 3.9 : Máy phân lọai kiểm phẩm

- Tính đảo chiều không khí sấy với 2 mức là có và không có đảo chiều không khí sấy

- Chế độ nhiệt với 2 mức là sấy ở nhiệt độ 43oC liên tục từ đầu đến cuối và sấy ở 50oC trong giờ đầu tiên và 43oC sau đó

- Ẩm độ cuối với 2 mức là 14% và 17%

Phương pháp sấy Nhiệt độ Không đảo chiều KK sấy Đảo chiều không KK sấy

Mẻ 1-Máy I Mẻ 1-Máy II Sấy 43 o C-MC cuối 14% Mẻ 3-Máy I Mẻ 3-Máy II

Mẻ 2-Máy I Mẻ 2-Máy II Sấy 50 o C 1h đầu,43 o C còn lại-MC cuối

Mẻ 5-Máy I Mẻ 5-Máy II Sấy 43oC-MC cuối 17% Mẻ 6-Máy I Mẻ 6-Máy II

Mẻ 7-Máy I Mẻ 7-Máy II Sấy 50 o C 1h đầu,43 o C còn lại-MC cuối

3.2.2/ Phương pháp thu thập số liệu

a) Xác định ẩm độ: Lấy ngẫu nhiên mẫu lúa, cân, cho vào bì và đưa vào tủ sấy → xác

định ẩm độ ban đầu của lúa

b) Thực hiện quá trình sấy: cho lúa vào các khay (có cào bằng), đem cân từng khay rồi

đưa vào buồng sấy Cho quạt chạy, tiến hành đo tĩnh áp (bằng phương pháp Orifice Plates) để xác định lưu lượng quạt → Tiến hành sấy

Trong quá trình sấy phải điều chỉnh nhiệt độ sấy theo yêu cầu (điều chỉnh bằng cảm biến nhiệt và bộ phân điều khiển lắp trên máy sấy); đồng thời tiến hành các đo đạc:

- Cứ 1 giờ đo: nhiệt độ môi trường, nhiệt độ sấy, nhiệt độ thoát 1 lần

- Cứ 2 giờ đem cân 3 khay lúa (3 khay ở 3 lớp: trên, giữa, dưới) → để xác định độ giảm ẩm theo thời gian ở 3 lớp này (đối với máy sấy có đảo chiều không khí sấy còn dung để xác định thời gian đảo chiều)

=> Công thức tính ẩm độ hạt

ẩm độ hạt % = (khối lượng nước trong hạt/ khối lượng hat)*100%

Khi sấy xong: lấy ngẫu nhiên lúa đã sấy đưa vào tủ sấy → để xác định ẩm độ sau khi sấy của lúa, còn lại đem ủ ( khi ủ để lúa cách mặt đất , để qua ngày)

Lúa ủ xong được lấy mẫu đem đi phân tích ( tại bộ môn công nghệ hóa)→ để xác định

tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ nứt sau khi sấy

c) Phương pháp xác định tỷ lệ gạo nguyên: một mẫu lúa được thực hiện với 3 lần lặp

lại Đem cân lúa mỗi mẫu 180g rồi đem qua máy xát kiểm phẩm ( tỷ lệ thóc dư nhỏ hơn 5%); cân lấy 100g gạo lức đem đi qua máy xát trắng kiểm phẩm ( thời gian thực hiện mỡi mẫu 3 phút); sau đó đem qua máy phân loại kiểm phẩm để xác định gạo nguyên và gạo tấm

d) Phương pháp xác định tỷ lệ nứt sau khi sấy: chon ngẫu nhiên mỗi mẫu 50 hạt (bóc

bằng tay), đem soi trong kính lúp coi bao nhiêu hạt nứt → tỷ lệ nứt sau khí sấy

3.2.3/ Phương pháp xử lý số liệu

Dựa vào các số liệu thu thập, tiến hành xử lý số liệu bằng phần mềm EXCEL

3.2.4/ Xác định ẩm độ ban đầu của hạt bằng phương pháp tủ sấy

Đặt và điều chỉnh cân điện tử trở về múc 0

Cân bì ( khi không chúa lúa) có giá trị Go

Cho vật liệu vào bì, đem cân bì + lúa có giá trị G1

Xong cho bì + lúa vào tủ sấy ở một mức nhiệt độ và trong một khoảng thời gian nhất định (đền khi nước hòan tòan khô kiệt ) rồi đem cân lại có giá trị G2 Khối lượng lúa ban đầu: Md = G1 – Go

Khối lượng lúa sau : Ms= G2- Go

Md

Ms Md MC

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1/ Mô tả thiết bị dung trong thí nghiệm

4.1.1/ Thiết bị sấy

Máy sấy tỉnh vỉ ngang: có đảo chiều không khí sấy và không đảo chiều không khí sấy

a) Máy sấy tỉnh vỉ ngang không đảo chiều không khí sấy:

Máy gồm 3 bộ phận chính : quạt, buồng sấy, hệ thống cung cấp nhiệt

Nguyên tắc hoạt động: quạt được kéo bằng motơ điện, hút không khí từ môi trường bên ngoài, điện trở gia nhiệt cho khối không khí này đến nhiệt độ sấy yêu cầu và đưa vào buồng sấy Không khí sấy xuyên qua lớp hạt chứa trên mặt sàn lưới lỗ, mang ẩm tách ra từ hạt và thoát ra phía mặt trên lớp hạt và hòa vào môi trường Quá trình sấy tiếp diễn cho đến khi hạt khô Nhiệt độ sấy được điều chỉnh bằng cảm biến nhiệt và công tắc tơ dùng để đóng ngắt thanh điện trở

Ở đây, tác nhân sấy là không khí ẩm từ môi trường, được đốt nóng bằng điện trở để đạt đến nhiệt độ sấy theo yêu cầu Tác nhân sấy được quạt đưa vào buồng sấy đi từ dưới lên xuyên qua lớp hạt và thóat ra phía trên mặt lớp hạt mang ẩm ra ngoài

Hình 4.1:Máy sấy tĩnh vĩ ngang không đảo chiều không khí sấy

5

b) Máy sấy tỉnh vỉ ngang có đảo chiều không khí sấy:

Máy gồm 3 bộ phận chính : quạt, buồng sấy , hệ thống cung cấp nhiệt

Nguyên tắc hoạt động: giống máy sấy tĩnh vỉ ngang không đảo chiều gió nhưng ở đây quá trình sấy sẽ bao gồm 2 giai đoạn Giai đoạn đầu, sấy theo chiều từ dưới lên trên : quạt được kéo bằng motơ điện, hút không khí từ môi trường bên ngoài, điện trở gia nhiệt cho khối không khí này đến nhiệt độ sấy yêu cầu và đưa vào buồng sấy Không khí sấy xuyên qua lớp hạt (lớp dưới→lớp giữa→lớp trên) chứa trên mặt sàn lưới lỗ, mang ẩm tách ra từ hạt và thoát ra phía mặt trên lớp hạt và hòa vào môi trường , giai đoạn 2 sẽ sấy theo chiều từ trên xuống (thực hiện đảo chiều gió): quạt được kéo bằng motơ điện, hút không khí từ môi trường bên ngoài, điện trở gia nhiệt cho khối không khí này đến nhiệt độ sấy yêu cầu và đưa vào buồng sấy Không khí sấy xuyên qua lớp hạt (lớp trên→lớp giữa→lớp dưới) chứa trên mặt sàn lưới lỗ, mang ẩm tách ra từ hạt

và thoát ra phía mặt trên lớp hạt và hòa vào môi trường Khi muốn đảo chiều gió chỉ cần đóng đường ống dẫn không khí sấy khỏi miệng vào phần dưới của miệng sấy và

mở đường ống dẫn không khí sấy vào bên trên của buồng sấy

Ở đây, tác nhân sấy là không khí ẩm từ môi trường, được đốt nóng bằng điện trở để đạt đến nhiệt độ sấy theo yêu cầu Tác nhân sấy được quạt đưa vào buồng sấy đi từ

dưới lên xuyên qua lớp hạt và thóat ra phía trên mặt lớp hạt mang ẩm ra ngoài Khi đảo chiều không khí sấy : tác nhân sấy được quạt đưa vào buồng sấy đi từ trên xuống xuyên qua lớp hạt và thóat ra phía trên mặt lớp hạt mang ẩm ra ngoài

Hình 4.2:Máy sấy tĩnh vĩ ngang đảo chiều không khí sấy

1

.4.1.2/ Tính toán cho quá trình sấy

a) Xác định ẩm độ trước và sau khi sấy

Chọn ẩm độ ban đầu 27% và ẩm độ sau khi sấy 14%

b) Xác định lượng nước cần bốc hơi từ khối hạt

Khối lượng lúa ban đầu G1=20 kg; ẩm độ đầu W1=27%; ẩm độ sau khi sấy W2=14%

W

W W G

14 100

14 27 20 2 100

2 1 1

04 , 0 550

b: chiều dài thùng sấy (m)

h: chiều cao trung bình của lớp hạt (m)

* Máy không đảo chiều không khi sấy:

h

V b

335 0

04

04 0

h

V b

a thùng

Để phù hợp với thực tế chọn a=0,31m ; b= 0,31m

f) Xác định các thông số của tác nhân sấy trước và sau quá trình sấy

Tác nhân sấy dung trong sấy là không khí ẩm có gia nhiệt, với hai chỉ số nhiệt độ bầu khô Td và nhiệt độ bầu ướt Tư kết hợp với đồ thị I-d ta xác định được các thông số của tác nhân sấy

* Trước khi sấy:

Giả sử ở thời điểm bắt đầu sấy, không khí môi trường cho ta hai chỉ số : Td = 27oC, Tư

= 24,3 oC Từ đồ thị I-d, ta xác định:

* Khi bắt đầu sấy:

Không khí môi trường được gia nhiệt để thực hiện quá trình sấy , sau khi gia nhiệt thì

độ chứa ẩm tương đối d1=do=0,018 kgH2O/kgKKK

Dựa vào ẩm độ cân bằng của lúa thì ứng với ẩm độ 14% ta chọn ẩm độ tương đối là 33% Từ đồ thị I-d, ta xác định:

- Nhiệt độ bầu khô : T = 43oC

- Nhiệt độ bầu ướt : Tư=28,2 oC

- Enthalpy: I1= 90 kJ/kg KKK

Ta có M = E – F*ln[-(T+C)lnRh]

Đối với lúa: E = 0,29349 ; F = 0,046015; C = 35,703, T = 43oC; Rh = 33%

→ N = 8,79% ( ẩm độ cân bằng cơ sở khô)

79 , 8 100

79 , 8

* Sau khi sấy

Quá trình sấy có thể xem là quá trình sấy đoạn nhiệt nên Enthalpy không đổi I2 = I1 =

90 kJ/kg KKK, giả sử nhiệt độ không khí thoát T= 30oC , nhiệt độ bầu ướt Tư2 = Tư1

= 28,2oC, từ giản đồ I-d Ta xác định ẩm độ không khí thoát φ2= 86%, độ chứa ẩm d2= 0,0235 kgH2O/kgKKK

g) Xác định chí phí tác nhân sấy

Chi phí của tác nhân khô của sấy trên 1 kg ẩm bốc hơi :

O kgH kgKKK d

1000 1000

1 2

h) Tính chi phí nhiệt cho quá trình sấy

Mức chi phí riêng của nhiệt q trên 1 kg ẩm bốc hơi:

O kgH kj I

i) Lưu lượng khí sấy qua lớp sấy

Chọn lưu lượng quạt Vq = 0,02 m3/s

j) Tính chi phí không khí và khả năng mang ẩm của quạt

* Chi phí không khí Gq của quạt:

* Khả năng mang ẩm của quạt:

Lượng nước do quạt mang đi ứng 1 kg KKK : Δd=d2-d1=0,0235-0,018=0,0055 kg H2O/kgKKK

Lượng nước do quạt mang đi : D H O G q d 0 , 022 0 , 0055 1 , 1 10 4kg/s

k) Tính thời gian sấy

20

2

10 1 , 1

023 , 3

Tmt bkhô, oC Tsấy, oC Tthoát bkhô, oC

Hình 4.3: Đồ thị diễn biến nhiệt độ trong quá trình sấy

Nhiệt độ sấy trung bình : 43,2oC gần với nhiệt độ sấy khuyến cáo; nên coi nhiệt độ sấy

đạt yêu cầu

LỚP DƯỚI (%) LỚP GIỮA (%) LỚP TRÊN (%)

Hình 4.4: Đồ thị giảm ẩm của VLS ở các lớp theo thời gian

Lớp dưới giảm ẩm nhanh trong 4 h đầu, càng về sau ẩm độ giảm chậm dần

Lớp trên , lớp giữa trong 2 h đầu hầu như ẩm độ khơng giảm, sau 2h đầu ẩm độ bắt đầu giảm xuống

Chênh lệch ẩm độ giữa các lớp lớn hơn 2%

Ẩm độ 3 lớp sau khi ủ vể đạt yêu cầu 14%

c) Máy II: đảo chiều khơng khí sấy

Tmtk, oC

N độ sấy, oC Tthoátk, oC

Hình 4.5: Đồ thị diễn biến nhiệt độ trong quá trình sấy