do an tham khao thuc nghiem say bi ngo

Công nghệ sấy bí ngô bằng máy sấy tĩnh Thường trong các buồng sấy không khí đi qua lớp sản phẩm dầy độ vài chục xentimét tối đa: quá mỏng năng suất sấy sẽ kém, nhưng quá dày thì quá trì

BỘ CÔNGTHƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

- -

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT NHIỆT

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG ĐƯỜNG

CÔNG SẤY BÍ NGÔ VỚI

MÔ HÌNH MÁY SẤY KHAY MODEL IC106D

1.2 Công nghệ sấy bí ngô ở Việt Nam và trên thế giới 14

1.3.3 Những vấn đề thường gặp trong quá trình sấy 16

2.3 Các thông số của không khí trong hệ thống sấy 21

2.3.3 Thông số của không khí ra khỏi thiết bị sấy 22 2.3.4 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I –d 23 2.4 Kiểm tra lưu lượng không khí do quạt cấp cho TNS 24 2.4.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy 24 2.4.2 Lưu lượng không khí do quạt quạt cấp thực tế 24 2.5 Kiểm tra nhiệt lượng do bộ gia nhiệt bằng điện trở cung cấp cho TNS 25 2.5.1 Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho TNS từ bộ gia nhiệt 25

3.2.1 Quy trình côngnghệ xử lý nguyên liệu bí ngô: 32

3.5 Xây dựng, đánh giá các thông số công nghệ của quá trình sấy 34 3.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy bí ngô lát 34

3.6.1 Giới thiệu về chương trình SPSS Statistic18.0 36 3.6.2 Phương pháp phân tích hồi quy trong SPSS Statistics 18.0 38

4.2.1 thí nghiệm kiểm tra thời gian cần sấy vật liệu bí ngô 44 4.3 Phân tích thực nghiệm đơn yếu tố với SPSS Statistics18.0 45 4.3.1 Phân tích ảnh hưởng của độ dày lát bí ngô đến các yếu tố đầu ra 45 4.3.2 Phân tích ảnh hưởng của vận tốc gió đến các yếu tố đầu ra 49 4.3.3 Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến các yếu tố đầu ra 52

G 1 , G 2 -Khối lượng bí ngô trước và sau khi sấy, kg

M 1 , M 2 -Độ ẩm của bí ngô trước và sau khi sấy, %

W-Lượng nước tách ra sau khi sấy, kgam

w-Lượng nước tách ra trong một giờ, kgam/h

t 0 , t 1, t 2 -Nhiệt độ của tác nhân sấy tại các trạng thái, oC

φ 0, φ 1, φ 2 -Độ ẩm của tác nhân sấy tại các trạng thái, %

P b0 , P b1 , P b2 -Áp suất của tác nhân sấy tại các trạng thái, bar

d 0 , d 1 , d 2 -Độ chứa hơi của tác nhân sấy tại các trạng thái, kgam/kgkkk

I 0 , I 1 , I 2 -Entanpi của tác nhân sấy tại các trạng thái, kJ/kgkkk

l lt -Lượng chi phí không khí riêng lý thuyết, kgkkk/kgam

L lt 0 -Lượng không khí khô lý thuyết, kgkkk/h

V lt

tb -Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy, m3/h

V lt

0 -Lưu lượng không khí khô lưu chuyển qua thiết bị sấy, m3/h

V-Lưu lượng không khí do quạt cấp thực tế, m3/h

F-Tiết diện mặt cắt thẳng đứng của buồng sấy tại điểm xét vận tốc, m2

-Khối lượng riêng trung bình của không khí lưu chuyển trong thiết bị

sấy, kg/m3

-Khối lượng riêng của không khí tươi, kg/m3

v-Vận tốc tác nhân sấy, m/s

q-Chi phí nhiệt lượng riêng, kJ/kgam

Q-Nhiệt lượng cung cấp cho hệ thống sấy, kJ

-Lượng tiêu hao điện năng, kWh

-Lượng tiêu hao điện năng của quạt, kWh

-Lượng tiêu hao điện năng của điện trở, kWh

I-Cường độ dòng điện một pha, A

U-Hiệu điện thế dòng điện một pha,V

-Nhiệt lượng do điện trở tỏa ra, kJ

-Lượng tiêu hao điện năng riêng, kJ/kgam

-Thời gian sấy, h

-Độ dày vật liệu sấy, mm

Khoa congnghệ nhiệt lạnh đồ án nhệt

v

LỜI CẢM ƠN

Trước hết nhóm xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM cùng ban giám hiệu nhà trường đã cho chúng em cơ hội thực hiện đề tài này và tạo điều kiện về cơ sở vật chất, môi trường một cách tốt nhất cho các sinh viên học tập

Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn đến khoa công nghệ nhiệt lạnh cùng các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện cho nhóm có thể thực hiện và hoàn thành đề tài một các tốt nhất việc thực hiện đề tài đã giúp cho chúng em được tiếp cận một cách thực tế nhất với những lý thuyết đã được học trong quá trình ngồi trên ghế nhà trường và nghiên cứu thêm những vấn đề mới mẻ trong lĩnh vực chuyên ngành

Cùng với đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn đề tài ThS Phạm Quang Phú, thầy đã cùng nhóm gắn bó và đi hết đề tài, luôn nhận xét, cho nhóm những lời khuyên đúng đắn và kịp thời để chúng em có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu tốt nhất và đúng thời hạn

Cuối cùng, nhóm xin thay mặt tất cả các bạn sinh viên trong khoa gửi lời chúc sức khỏe đến tất cả các thầy cô trong khoa, mong các thầy cô luôn mạnh khỏe, gắn bó với trường, khoa và công tác trồng người vĩ đại

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 6

LỜI MỞ ĐẦU

Sấy là một lĩnh vực quan trọng đối với ngành nhiệt lạnh Đồng thời được ứng dụng rộng rãi, giữ một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống.Vì vậy tầm quan trọng của sấy là rất lớn Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với một kỹ sư ngành nhiệt

Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong việc trở thành một kỹ sư trong tương lai Đồ án tốt nghiệp của ngành nhiệt lạnh là một môn học giúp cho sinh viên làm quen với kĩ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc nghiên cứu lý thuyết và thiết kế một hệ thống máy sấy cụ thể Ngoài ra việc nghiên cứu này còn giúp cho sinh viên cũng

cố kiến thức của các môn học liên quan, vận dụng khả năng nghiên cứu, sáng tạo và phát triển khả năng làm việc theo nhóm

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 7

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 8

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 9

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Bí ngô hay bí đỏ là một loại cây dây thuộc chi Cucurbita, họ Bầu

bí (Cucurbitaceae) Đây là tên thông dụng để chỉ các loại cây thuộc các loài: Cucurbita pepo, Cucurbita mixta, Cucurbita maxima, và Cucurbita moschata

Nguồn gốc của bí ngô chưa được xác định tuy nhiên nhiều người cho rằng bí ngô có nguồn gốc ở Bắc Mỹ Bằng chứng cổ nhất là các hạt

bí ngô có niên đại từ năm 84.600 đến 4500 trước Công nguyên đã được tìm thấy ở México

Hình 1.1Nguyên liệu bí

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Là loại bí phổ biến nhất với chúng ta bên cạnh nhiều loại khác Bí

rợ thường dẹp không tròn, màu sắc có thể là cam đỏ hoặc cũng có thể xanh đậm Cuống mềm và xốp, hình trụ và loe ngay miệng cuống.Thịt bí rợ dày, chắc, có màu cam tươi và ngọt

`- Bí hồ lô:

Hình 1.2 bí hồ lô

Như tên gọi, loại bí này có dạng giống như hồ lô Lớp vỏ có thể ăn được,

màu xanh lá cây sáng và màu đất son Thịt có màu vàng cam, rất mềm và có

vị bơ noisette rất thơm

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế

1.1.3.1 giá trị dinh dưỡng

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 12

Bí đỏ chứa hàm lượng calo và chất béo rất thấp Trung bình 1 kg bí đỏ thì chứa khoảng 35calo, do vậy bí đỏ là thực phẩm ưu tiên cho việc giảm béo Loại thực phẩm này còn chứa chất xơ, xenluyo và đường tự nhiên không gây béo phì và tốt cho hệ tiêu hóa

Hình 1.2 bí rợ

Bí đỏ thuộc nhóm rau quả rất giàu dinh dưỡng Màu vàng tươi của bí là

do sự hiện hữu của beta-carotenes Đây là những chất chống ôxy hóa hữu hiệu

do được chuyển hóa thành vitamin A khi vào cơ thể Vitamin A có nhiệm vụ quan trọng là hỗ trợ hệ miễn dịch của cơ thể, đồng thời giúp cơ thể “nâng cấp” lại những tế bào bị tổn hại vì gốc tự do

Nhiều nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng những người tiêu thụ thực phẩm giàu beta-carotenes sẽ có tần suất thấp nguy cơ mắc bệnh ung thư Cùng với beta-carotenes, thịt bí rợ cũng chứa alpha-carotenes có tác dụng ngăn chặn những căn bệnh thoái hóa như đục thủy tinh thể Ngoài ra,

bí chứa nhiều vitamin C, chất xơ có tác dụng điều hòa huyết áp

Tốt cho mắt, xương

Bí đỏ rất giàu caroten, trong cơ thể chất này được chuyển hóa thành vitamin A để duy trì thể lực bình thường Chất khoáng, canxi, kali, natri trong bí đỏ đặc biệt thích hợp cho người già bị bệnh huyết áp, giúp ngăn ngừa loãng xương Ngoài ra, nó cũng chứa phốt pho, magiê, sắt, đồng, mangan, crôm và các yếu tố dinh dưỡng khác giúp xương phát triển

Bảo vệ niêm mạc dạ dày, giúp tiêu hóa

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 13

Bí đỏ có chứa vitamin và pectin có thể loại bỏ các độc tố và vi khuẩn có hại khác trong cơ thể đặc biệt là chất kim loại nặng như chì, thủy ngân và các nguyên tố phóng xạ; pectin bảo vệ niêm mạc đường tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, phù hợp cho bệnh nhân dạ dày

Kiểm soát bệnh tiểu đường

Bí ngô giàu coban, trong hoạt động trao đổi chất của cơ thể, thúc đẩy chức năng tạo máu, và tham gia vào việc tổng hợp vitamin B12 – cần thiết trong công tác phòng chống bệnh tiểu đường, giúp kiểm soát lượng đường trong máu

Nhuận tràng

Quả bí còn non còn có tác dụng nhuận tràng hơn bí chín Người mập phì thường táo bón, ăn bí đỏ vừa giảm cân vừa nhuận tràng

Loại bỏ chất gây ung thư

Ăn bí đỏ còn có tác dụng chống ung thư, và giúp phục hồi chức năng gan

và thận Quả bí chứa nhiều L-trytophan nên được xem là một loại thực phẩm

bổ não, đồng thời giúp cơ thể đương đầu với stress Do chứa một hàm lượng kẽm đáng kể nên cũng hỗ trợ hệ miễn dịch, còn có tác dụng điều trị loãng xương

Cải thiện da, giúp nhanh liền sẹo

Thành phần các chất chống oxi hóa có trong quả bí ngô giúp chống lại hiện tượng viêm nhiễm trong cơ thể, đặc biệt là các vết viêm nhiễm ở da, giúp da nhanh liền sẹo và làm giảm nguy cơ mắc các bệnh về da khác như: eczema, vẩy nến, chàm…

Tốt cho phụ nữ mang thai

Phụ nữ mang thai ăn hoa và hạt bí ngô không chỉ giúp bào thai phát triển

tế bào não, tăng cường sức sống cho thai nhi, mà còn phòng ngừa và điều trị các chứng phù, tăng huyết áp và các biến chứng khác khi mang thai; phòng chống các bệnh sốt xuất huyết sau sinh

Hạt bí còn là một chất kháng viêm hữu hiệu, có tác dụng tốt trong những trường hợp viêm khớp và không gây ra những tác dụng phụ Y học dân gian dùng hạt bí để trị giun

1.1.3.2 Giá trị kinh tế:

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 14

- Chi phí chăm sóc ít, Hiện này, Bí đỏ được coi là sản phẩm sạch, chứa đựng nhiều yếu tố dinh dưỡng quan trọng giúp cải thiện sức khỏe con người nên chúng được tiêu thụ mạnh tại các thị trường lớn như Hà Nội và một số thành phố lớn Nhận thấy lợi nhuận lớn mang lại từ việc buôn bán Bí đỏ, nhiều thương lái tới tận ruộng và thu mua hoặc đặt hàng, đặc biệt đối với những vùng trồng với diện tích lớn Ở những vùng trồng thưa thớt thì việc

tiêu thụ tại chợ địa phương cũng rất dễ dàng

- Qua kết quả điều tra sơ bộ về nhu cầu tiêu dùng Bí đỏ tại các thị trường tập chung cho thấy 100% người tiêu dùng coi Bí đỏ là sản phẩm sạch, có thể nấu thành nhiều món vừa hợp khẩu vị vừa bổ dưỡng Đồng thời, Bí đỏ là nguồn cung cấp provitamin A thiên nhiên phong phú và chất xơ, sắt ngoài ra

bí đỏ còn mang lại vitamin C, acid folic,magnesium, kali và chất đạm

1.2 Công nghệ sấy bí ngô ở Việt Nam và trên thế giới

1.2.1 Công nghệ sấy bí ngô ở Việt Nam

Ở Việt Nam công nghệ được sử dụng rộng rãi trong sấy bí ngô là sấy nóng (sấy khay, sấy hầm) bên cạnh đó cũng dùng công nghệ sấy trong việc sấy bí ngô

- Sấy bằng lò hơi là dùng hơi nước lò hơi để sấy sản phẩm vì thế đảm bảo vệ sinh.Nước trong lò hơi được nung nóng lên khoảng 100oc thổi vào buồng sấy ở buồng sấy nhiệt độ hơi nước còn khoảng 84.60C

Bằng phương pháp sấy Lò hơi, bí ngô sấy vẫn giữ được đặc tính tự nhiên Bí ngô sấy dòn, thơm, hấp dẫn khẩu vị, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng, muối khoáng cho cơ thể, không có hàm lượng cholesterol, đồng thời

có thể bảo quản được lâu dài

-Trong công nghệ sấy nóng bí ngô được xếp các miếng bí ngô vào khay sấy và đưa vào buồng sấy Ban đầu nên sấy ở nhiệt độ 84.60C đến khi bề mặt miếng bí ngô không còn dính tay, sau đó hạ xuống 450C, thời gian sấy khoảng 25–30giờ Sản phẩm sau khi sấy phải đạt 12–15% độ ẩm, không quá khô, có mùi đặc trưng của sản phẩm Sau khi sấy xong, phân loại để nguội rồi đóng bao Thời gian bảo quản có thể được 1–2 năm

1.2.2 Công nghệ sấy bí ngô trên thế giới

Cũng như ở Việt Nam thì bí ngô được các nước đang phát triển sấy theo công nghệ sấy nóng Nhưng bên cạnh đó có một công nghệ được sử dụng rộng rãi ở các nước châu Phi là máy sấy sử dụng năng lượng mặt trời Trong

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Hình 1.3: Thiết bị sấy bí ngô bằng năng lượng mặt trời

1.3 Công nghệ sấy bí ngô bằng máy sấy tĩnh

Thường trong các buồng sấy không khí đi qua lớp sản phẩm dầy độ vài chục xentimét tối đa: quá mỏng năng suất sấy sẽ kém, nhưng quá dày thì quá trình sẽ chậm, cần đảo trộn nhiều Tốc độ khô của sản phẩm phụ thuộc vào: độ nóng và độ khô của không khí, sự chuyển động (khuếch tán) của nó, độ ẩm và cách sắp xếp sản phẩm sấy đó cũng là những yếu

tố chính chi phối sự lựa chọn kiểu sấy và loại thiết bị nào phù hợp với sản phẩm và yêu cầu công nghệ tiếp sau

1.3.2.Sấy bí ngô bằng máy sấy khay

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 16

Hình 1.4: Sơ đồ buồng sấy máy sấy khay[1]

Một mẫu sơ đồ của máy sấy khay được thể hiện trong hình trên Không khí được hút vào dưới cùng của máy sấy nhờ hoạt động của 1 quạt, được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp nhờ bộ phận gia nhiệt (khí gas, điện trở ) Không khí nóng được dẫn qua một số khay có chứa bí ngô xắt lát trong máy sấy phần đầu tiên (phần "A" trong hình) Để có thể dễ hình dung, ta xét chỉ có ba kệ được hiển thị trong mỗi phần của máy sấy, mặc dù trong thực tế máy sấy thường có nhiều hơn con số này Sau khi thống nhất, phần thấp dưới cùng là "A", hướng của dòng khí là hướng thẳng lên

1.3.3 Những vấn đề thường gặp trong quá trình sấy

Thông qua kinh nghiệm, người vận hành máy sấy biết phải mất khoảng bao lâu để xử lý một mẻ trung bình của bí ngô Sau khi sấy xong trong khoảng thời gian này, các máy sấy được cho ngừng hoạt động và mở cửa để loại bỏ các phế phẩm của sản phẩm khô Nói chung, những lát bí ngô trong phần 'A' ở dưới cùng của máy sấy là quá khô (ví dụ, độ ẩm của chúng thấp được coi là chấp nhận được) và màu sắc của chúng là sậm hơn (có thể là do các sản phẩm phản ứng Maillard) so với phần 'E' là phần cuối của máy sấy Các lát bí ngô trong phần 'A' cũng có độ ẩm rất thấp hơn so với các phần cuối cùng của máy sấy Nói như vậy để biết rằng, không chỉ có sự thay đổi trong độ ẩm từ dưới lên trên của

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Khi sấy bí ngô bằng máy sấy khay, chúng ta cần chú ý đến độ khô của sản phẩm để tránh trường hợp độ ẩm quá thấp gây mất đi màu sắc vốn có của bí ngô

và thay đổi đi các thành phần dinh dưỡng trong sản phẩm

Trong quá trình vận hành máy sấy, nhiệt độ sấy thường thay đổi, người vận hành máy cần chú ý điều chỉnh cho thích hợp với nhiệt độ sấy đã được cài đặt sẵn để sấy cho bí ngô

1.4 Kết luận

− Ở một đất nước có nền Nông Nghiệp khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, thì sản lượng nông sản nhiệt đới là rất cao, trong đó bí ngô là một loại cây tìm năng Với một sản lượng lớn như vậy thì vấn đề đặt ra lúc này là phải có một công nghệ đủ khả năng để xử lý các sản phẩm còn lại khi mà việc tiêu thụ lúc còn tươi không giải quyết hết được Vì vậy công nghệ sấy được chọn lựa như một phương pháp hữu hiệu nhất để giải quyết tình trạng trên

− Với các đặt điểm của bí ngô như ta đã phân tích ở trên, khi chọn lựa phương pháp sấy cho loại quả này chúng ta cần chú ý là sản phẩm sấy phải giữ được màu sắc đặc trưng của bí ngô, hàm lượng dinh dưỡng chứa trong đó và phải đảm bảo độ ẩm cho sản phẩm để có thể cất giữ trong thời gian dài

− Với những phân tích trên thì công nghệ sấy tĩnh sử dụng máy sấy khay được chọn lựa có thể đáp ứng tốt các nhu cầu đề ra

− Hiện nay, công nghệ sấy bí ngô bằng phương pháp sấy tĩnh đã và đang được phát triển trên thế giới cũng như tại Việt Nam Với sự xuất hiện của các dòng sản phẩm mới như: máy sấy năng lượng mặt trời, các dòng máy sấy thế hệ mới của Munters…

− Khi vận hành máy sấy khay để sấy bí ngô, chúng ta cần tìm hiểu và nắm

kĩ các đặc điểm của máy sấy và quá trình sấy để có thể điều chỉnh các thông số

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án nhiệt

Trang 18

kĩ thuật kịp thời,vận hành máy một cách tốt nhất để có được những sản phẩm sấy tốt nhất

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Chương2:

TÍNHTOÁNKIỂM TRA MÔ HÌNH MÁY SẤY

KHAY MODEL IC106D

2.1 Qui trình chung

2.1.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

Các thông số ở mỗi trạng thái được lấy theo thực nghiệm

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý máy sấy khay

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Tác nhân sấy: Không khí tươi ngoài trời ở trạng thái (0) với các thông số

cơ bản là t0, 0 được một quạt hút vào hệ thống, sau đó không khí được đưa qua

hệ thống điện trở và được gia nhiệt lên trạng thái (1) với các thông số trạng thái

là t1, 1 Sau đó dòng không khí nóng tiếp tục đươc đưa vào buồng sấy, tại đây không khí sẽ thổi qua các khay sấy theo chiều vuông góc từ dưới lên trên nơi mà

ta đã đặt VLS Sau khi làm nhiêm vụ trao đổi nhiệt ẩm với VLS thì không khí không khí trở thành trạng thái (2) với các thông số trạng thái t2, 2 và sau đó được đưa toàn bộ ra ngoài Cứ như vậy dưới tác dụng của quạt hút, dòng không khí liên tục lưu thông qua hệ thống trong suốt quá trình sấy

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Vật liệu sấy: Sau khi đã qua những bước xử lý ban đầu, VLS (bí ngô)

được xếp vào các khay của máy sấy theo một mật độ nhất định Sau đó ta xếp các khay vào trong máy sấy đúng kỹ thuật Trong quá trình sấy, VLS ở trạng thái ban đầu với những thông số M1, G1 khi tiếp xúc vời TNS (không khí đã được gia nhiệt) do sự chênh lệch về nhiệt độ và độ ẩm nên sẽ diễn ra quá trình trao đổi nhiệt ẩm, lúc này một lượng ẩm của VLS sẽ được không khí mang đi và

cứ như vậy trong suốt quá trình sấy nhờ sự cung cấp không khí liên tục của quạt nên quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa TNS và VLS sẽ diễn ra liên tục cho đến khi VLS đạt được độ ẩm phù hợp, quá trình sấy sẽ dừng lại và dừng máy

2.2 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế

2.2.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ

Chúng ta tiến hành làm thực nghiệm với nguyên liệu bí ngô để có thể xác định được độ ẩm của VLS Kết quả đo độ ẩm thực nghiệm cho độ ẩm của nguyên liệu bí ngô nằm ở khoảng 84.6% Tức M1 = 84.6%

Tiếp theo ta tiến hành thí nghiệm đo độ ẩm tương tự với sản phẩm bí ngô đã sấy xong Theo kết quả đo độ ẩm thực nghiệm thì độ ẩm của sản phẩm bí ngô sấy nằm ở khoảng 15% Tức M2= 15%

Theo kết cấu của mô hình máy sấy khay tại phòng thực hành sấy X6.11 trường ĐHCN Tp.HCM, chúng ta đo được kích thước của các khay sấy là: 0,16x0,36 (m)

Chúng ta tiến hành chọn mật độ của nguyên liệu khi xếp vào khay theo yêu cầu công nghệ và chế tạo Chúng ta chọn mật độ nguyên liệu(m) trên khay ở khoảng 5kg/m2[1] Gọi số khay sấy trong mô hình trên là n, lúc

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

1 2 0,864 0,156 0, 708

Qua quá trình sấy thực nghiệm chúng ta đo được khoảng thời gian sấy hoàn thành 1 mẻ của bí ngô Gọi τ là thời gian sấy, lúc đó τ =8 (tiếng) Vậy lượng ẩm mà máy sấy tách đi được trong 1 giờ là:

w=W/8 = 0,708/8 = 0,0885 (kg ẩm/h)

2.2.2 Chọn chế độ sấy

Với hệ thống sấy khay, vật liệu sấy là bí ngô và dựa vào đặt tính kĩ thuật của mô hình sấy ta sẽ gia nhiệt cho không khí lên nhiệt độ t1= 450C, nhiệt độ không khí ra khỏi buồng sấy chúng ta đo được trong quá trình thực nghiệm là t2=

Bộ gia nhiệt bằng điện trở được sử dụng để gia nhiệt cho không khí trong

mô hình

2.3 Các thông số của không khí trong hệ thống sấy

2.3.1 Thông số của không khí ngoài trời

Với các thông số không khí ngoài trời tại phòng thực hành sấy ta có:

t0 = 300C, φ0 = 75%

Ta xác định các thông số còn lại của không khí như sau:

Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t0 = 300C

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Tra bảng thông số của không khí 300C ta được: Pb0= 0.04241 bar

Độ chứa hơi của không khí

kgkkk kgam

p

p d

b

b

/ 0204 , 0 04241 , 0 75 , 0 1

04241 , 0 75 , 0 621 , 0

1

621 , 0

0 0

0 0

2.3.2 Thông số của không khí khi vào buồng sấy

Với nhiệt độ của không khí khi được thổi vào buồng sấy là t1 = 450C Nhiệt độ của không khí khi đi ra khỏi buồng sấylà t2 = 350C

Lượng ẩm chứa hơi d1: d1 = d0 = 0.0204 kg.ẩm/kg.kkk

Entanpi của không khí khi vào buồng sấy:

I1=1,004.t1 + d1.(2384.6 + 1,842.t1) [1]

=1,004.45 + 0,0204.(2384.6 +1,842.45)

=105,63 kJ/kg.kkk Phân áp bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t1= 450C là:

Tra bảng thông số vật lý của không khí tại 450C ta được:Pb1= 0,1574 bar

Độ ẩm tương đối của không khí khi vào buồng sấy là:

% 2 , 20 202 , 0 ) 0204 , 0 621 , 0 (

1574 , 0

1 0204 , 0 )

621 , 0

=

d p

p d

b



2.3.3 Thông số của không khí ra khỏi thiết bị sấy

Với nhiệt độ của không khí khi được thổi vào buồng sấy là t1 = 450C Nhiệt độ của không khí khi đi ra khỏi buồng sấy là t2 = 350C

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Quá trình sấy lý thuyết xảy ra trong thiết bị sấy là quá trình đẳng Entanpy nêncó:

Độ ẩm tương đối của không khí khi ra khỏi thiết bị sấy là:

% 5 , 54 545 , 0 ) 026 , 0 621 , 0 (

07375 , 0

1 026 , 0 )

621 , 0

=

d p

p d

bh



2.3.4 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I –d

Hình 2.2 Biểu diễn quy trình sấy trên đồ thị I – d

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

2.4.Kiểm tra lưu lượng không khí do quạt cấp cho TNS

2.4.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy

am kg kkk kg d

d

0204 , 0 026 , 0

1 1

1 2

lt lt

2.4.2 Lưu lượng không khí do quạt quạt cấp thực tế

Trong đó: V là lưu lượng thể tích

v là vận tốc tác nhân sấy, thực nghiệm ta đo được vmax = 3,5m/s

F là tiết diện tại điểm xét vận tốc, và F được tính theo

, m2

Ta xác định a,b bằng cách đo trực tiếp trên mô hình, a = b = 0,45 m

Như vậy lưu lượng thể tích thực

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

2.5 Kiểm tra nhiệt lượng do bộ gia nhiệt bằng điện trở cung cấp cho TNS 2.5.1 Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho TNS từ bộ gia nhiệt

Chi phí nhiệt lượng riêng cần cung cấp cho H T (cung cấp qua bộ gia nhiệt bằng điện trở) là

Nhiệt lượng cung cấp cho H T

Q = q W= 4432,14.0,708 = 3137,955kJ

2.5.2 Nhiệt lượng bộ gia nhiệt điện trở cung cấp

Ta có tiêu hao điện năng riêng tiêu thụ điện năng

Trong đó: P là tổng tiêu thụ điên năng thiết bị, kW.h

là tổng tiêu thụ điên năng của quạt, kW.h

là tổng tiêu thụ điên năng của điện trở, kW.h Theo thực nghiệm tại chế độ sấy v =2 m/s , t=45oC,  = 6mm thì:

P = 34,1 kW.h (trong khoảng thời gian sấy 8h)

 P= 34,1/8 = 4,263 kW

= 7,3 kW.h =7,3/8 = 0,913 kW

Như vậy tiêu hao điện năng riêng của bộ trao đổi nhiệt sẽ là:

Mô hình máy sấy khay sử dụng dòng điện một pha nên

3

3.35 10

15.27( ) 220

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Nhiệt lượng tỏa ra bởi điện trở

Trong đó: Qdt là nhiệt lượng điện trở của bộ gia nhiệt tỏa ra, kJ

R là điện trở của bộ gia nhiệt,

là thời gian sấy,

2.6 Kết quả nghiên cứu lý thuyết và tính toán

Qua tính toán và kiểm tra lại ta có được kết quả như sau

Lưu lượng không khí cần cho quá trình lý thuyết: 0lt

V = 14.621(m3 / )h

Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy lý thuyết: Q = 3137,955kJ

Lưu lượng lớn nhất do quạt cấp xác định trên mô hình :

So sánh các giá trị ta thấy thiết kế của máy sấy khay Ic106d là phù hợp, tuy nhiên mô hình này thiết kế với năng suất lớn hơn năng suất tối đa cho vật liệu cấp là 5kg/mẻ (số liệu được tham khảo tại www.didacta.it )

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Trang 27

Chương 3:

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

3.1 Vật liệu và phương tiện

3.1.1 Vật liệu

Tiến hành thí nghiệm với nguyên liệu là bí ngô Ta chọn mua nguyên liệu

bí ngô chín vừa phải, bí ngô phải có màu tươi, không bị dập và bị các khuyết điểm bên ngoài

3.1.2 Phương tiện

a Địa điểm thí nghiệm

Quá trình thực nghiệm được tiến hành tại phòng thực hành kỹ thuật sấy X6.11, khoa công nghệ Nhiệt Lạnh trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM

b Dụng cụ và thiết bị

–Mô hình máy sấy khay: + Hãng: DIDACDA (Italia)

+ Model: IC106D + Mã Code: 993500

Hình 3.1 Mô hình máy sấy khay dùng thực nghiệm

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Trang 28

+ Sơ đồ cấu tạo mô hình:

Hình 3.2 Sơ đồ cấu tạo

1 – Tủ điện điều khiển 2 – Bộ hiện thị vận tốc gió

3 – Núm điều chỉnh vận tốc quạt 4, 6 – Nút nhấn quạt và ngừng quạt

5 – Công tắc quạt 7 – Nút dừng khẩn

8 – Công tắc bộ gia nhiệt 9 – Núm điều chỉnh tiêu hao điện năng riêng gia nhiệt

10 – CB từ ; 11, 15 – Vị trí lắp nhiệt kế khô

12, 16 – Vị trí lắp nhiệt kế ướt 13 – Cân định lượng

14 – Khay chứa vật liệu sấy

- Thiết bị đo độ ẩm:

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

độ ẩm lúc đó sẽ là M’ = (W+∆W)/ G0, khi thiết bị không phát hiện ra được lượng

ẩm tách ra, tức trong quá trình sấy độ giảm khối lượng rất thấp thì độ ẩm được xác định khi đó chính là độ ẩm ban đầu của mẫu vật liệu

- Cân: Xác định khối lượng (thiết bị này được lắp trực tiếp trên máy sấy khay)

Cân tiểu ly kỹ thuật số hiệu Ohaus độ nhạy 0,0001g

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Trang 30

Hình 3.4 Cân phân tích

- Thiết bị đo tốc độ gió:

+ Nhà sản xuất: TFA (Đức)

+ Tốc độ gió cho phép khi đo: 0.2 –30 m/s

+ Nhiệt độ cho phép khi đo: –30 – 60oC

Hình 3.5 Thiết bị đo tốc độ gió

- Công tơ điện (đồng hồ đo tiêu hao điện năng riêng điện):

+ Hãng: ODKON (Trung Quốc)

+ Tần số: 50 Hz

+ Hiệu điện thế: 220 V

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Trang 31

+ Cường độ dòng điện: 10 (20) A

Hình 3.6 Công tơ

- Dao: thái bí ngô thành lát

- Thước: xác định độ dày của lát bí ngô

- Nhiệt kế: Xác định nhiệt độ khô và nhiệt độ ướt

Hình 3.7 Nhiệt kế bầu khô – bầu ướt

Khoa congnghệ nhiệt lạnh Đồ án kỷ thuật nhiệt

Trang 32

- Dao: cắt bí ngô

- Thước: xác định độ dày của lát bí ngô

- Khay để bí ngô sấy

- Nhiệt kế: Xác định nhiệt độ khô và nhiệt độ ướt

3.2 Phương pháp thực nghiệm

3.2.1 Quy trình công nghệ xử lý nguyên liệu bí ngô:

Nguyên liệu

↓ Rửa

↓ Phân loại

↓ Bóc vỏ

↓ Cắt miếng

↓ Sấy

↓ Đóng gói

↓ Dán nhãn

↓ Bão quản

Hình 3.8 Qui trình tổng quát chế biến sản phẩm bí ngô lát sấy[4]

3.2.2 Thuyết minh quy trình

Bí Ngô nguyên liệu: chọn mua nguyên liệu bí hồ lô một trái (khoảng 800g), xử lý sơ bộ bí ngô (rửa, gọt vỏ, bỏ hột)

Cắt miếng: Trong bài này, chúng ta sẽ đánh giá sự ảnh hưởng của độ dày lát bí đến quá trình sấy thực nghiệm, nên bí ngô sẽ được cắt với từng độ dày δ khác nhau theo mỗi yêu cầu của thí nghiêm Độ dày δ của lát bí ngô sẽ có các mức 4 mm,6 mm,8 mm Bí ngô được cắt bằng dao thép không gỉ, đảm bảo điều kiện vệ sinh tốt

Sấy: Là quá trình tách nước làm cho sản phẩm có độ ẩm thích hợp, đặc trưng, dễ vận chuyển và bảo quản Quá trính sấy thực nghiệm được tiến hành