BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM BÀI 1 SẤY ĐỐI LƯU

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Bộ mơn 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 Võ Thị Ngọc Trâm MSSV:2005180164 Lớp: 09DHTP7 Lê Bảo Trân MSSV:2005180507 Lớp: 09DHTP7 Phan Nữ Kiều Trân MSSV:2005180525 Lớp: 09DHTP7 Nguyễn Thị Quyền Trân MSSV: 2005180088 Lớp: 09DHTP1 TP Hồ Chí Minh, tháng 11/2020 I CÂU HỎI CHUẨN BỊ Định nghĩa trình sấy đối lưu? Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong đó, hai trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu Thế truyền nhiệt truyền ẩm phương pháp đối lưu? Là q trình phân tử chất lỏng chất khí nhận nhiệt đổi chỗ cho Các giai đoạn sấy? Gồm giai đoạn sấy: Giai đoạn đun nóng vật liệu Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy giảm tốc Có q trình sấy ? Có q trình sấy: Truyền nhiệt cho vật liệu Dẫn ẩm lòng vật liệu Chuyển pha Tách ẩm vào môi trường xung quanh Kể tên vài loại thiết bị sấy? Thiết bị sấy băng tải Thiết bị sấy tầng sơi Thiết bị sấy khí động ( thiết bị sấy khí thổi) Thiết bị sấy phun loại thùng Thiết bị sấy xạ - đối lưu Thiết bị sấy thăng hoa Thiết bị sấy điện cao tần Các thơng số cần đo q trình thí nghiệm? Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt thời gian, hàm ẩm, diện tích bề mặt Nội dung thí nghiệm? Tiến hành sấy miếng vải chế độ 50/60oC Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau làm ẩm (G1) Sau phút ghi nhận giá trị cân giá trị nhiệt độ bầu khô vào, bầu khô ra, bầu ướt vào, bầu ướt Tiếp tục đến giá trị khối lượng vật liệu không đổi vịng lần sấy liên tiếp dừng thí nghiệm Cách thức tiến hành thí nghiệm? Tiến hành sấy khăn chế độ Caloriphe:50oC 60oC Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau làm ẩm (G1) Sau phút ghi nhận giá trị cân giá trị nhiệt độ bầu khô, bầu ướt Tiếp tục đến giá trị khối lượng vật liệu không đổi vịng phút dừng chế độ thí nghiệm chuyển sang chế độ thí nghiệm khác Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm - Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (Go) vật liệu: +Mở cửa buồng sấy ra, đo diện tích vật liệu sấy +Đặt vật liệu sấy vào buồng sấy, cân đọc giá trị cân (Go) - Làm ẩm vật liệu: Sau cân xong, lấy vật liệu làm ẩm cách xả khăn vịi nước, sau vắt khơ Đặt vào buồng sấy, đo khối lượng (G1) - 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 CHẾ ĐỘ SẤY 50oC STT 𝜏(phút) G (g) Tuv (oC) Tur (oC) 𝑇𝑘𝑣 (℃) 𝑇𝑘𝑟 (℃) CHẾ ĐỘ SẤY 60℃ STT 𝜏(phút) G (g) 𝑇𝑢𝑣 (℃) 𝑇𝑢𝑟 (℃) 𝑇𝑘𝑣 (℃) 𝑇𝑘𝑟 (℃) Bước 2: Khởi động hệ thống - Khởi động quạt: bật công tắc quạt để hút dòng tác nhân vào thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân - Khởi động caloriphe: bật công tắc Caloriphe - Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe nhiệt độ thí nghiệm Bước 3: Tiến hành thí nghiệm Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ Caloriphe đạt giá trị mong muốn Tiến hành sấy vật liệu nhiệt độ khảo sát - Đo số liệu chế độ thí nghiệm + Các số liệu cần đo: Khối lượng , nhiệt độ bầu khô, bầu ướt thời gian + Cách đọc: Khối lượng (gam): đặt vật liệu vào giá đỡ, đọc số hiển thị cân đồng hồ Nhiệt độ (oC) : Nhấn nút tương ứng vị trí cần đo đọc số đồng hồ số - Chuyển chế độ thí nghiệm: + Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu làm ẩm tiếp (lặp lại ban đầu) + Cài nhiệt độ Caloriphe giá trị cho chế độ sấy mới(60oC) + Chờ hệ thống hoạt động ổn định + Lặp lại trình tự chế độ đầu Bước 4: Kết thúc thí nghiệm - Tắt cơng tắt điện trở Caloriphe - Sau tắt Caloriphe phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội Mục đích thí nghiệm? Trình bày câu tạo, ngun lí làm việc ưu nhược điểm thiết bị Vận hành hệ thống thiết bị sấy Tính tốn thơng số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy dựa số liệu thực nghiệm 10 Đường cong sấy? - Là đường cong biểu diễn thay đổi độ ẩm vật liệu (W) theo thời gian sấy ( ) U=f( ) - Phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên kết giữ ẩm vật liệu, hình dạng kích thước; cấu trúc vật liệu, phương pháp chế độ sấy - Đường cong sấy hàm trình sấy 11.Đường cong tốc độ sấy? Là đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm(hàm ẩm) vật liệu sấy = g(U) dU: hàm ẩm d : hàm nhiệt 12.Phương trình động học trình sấy ( ) [ ( )( ]( ) ) 13.Sấy gì? Sự khác sấy đặc? -Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong đó, hai q trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu Sự khác sấy cô đặc: -Sấy trình bốc nước làm cho vật liệu khơ khơng cịn ẩm -Cơ đặc q trình làm bốc nước làm giàu cấu tử hịa tan làm cho vật liệu đặc lại 14.Thời gian sấy vật liệu? Ta phải phụ thuộc vào chế độ sấy vật liệu mà ta biết thời gian sấy vật liệu Vì vật liệu có chế độ sấy khác thời gian sấy khác II MƠ TẢ THÍ NGHIỆM Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm: - Xác định khối lượng khăn khơ ban đầu (G0) khăn - Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận - Đọc giá trị cân (G0) - Làm ẩm khăn: Sau cân xong, lấy khăn nhúng nhẹ nhàng vào chậu nước Chờ vài giây cho nước thấm đều, lấy khăn lên vắt nước hết nhiễu nước sau xếp vào giá Chuẩn bị đồng hồ để đo thời gian - Kiểm tra hệ thống o Lắp lại cửa buồng sấy – vắt chặt tán cửa o Mở hết van hai cửa khí vào 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 quạt để hút dòng tác nhân vào thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân - Khởi động caloriphe, bật công tắc caloriphe - Cài đặt nhiệt độ cho caloriphe nhiệt độ 600C Bước 3: Tiến hành thí nghiệm: - Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ caloriphe đạt giá trị mong muốn ( 200C) Tiến hành sấy khăn nhiệt độ khảo sát - Đo số liệu 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 thời gian - Cách đọc: o Khối lượng (gam) đặt giá đỡ vật liệu sấy, đọc số hiển thị cân o Nhiệt độ (0C): nhấn nút tương ứng vị trí cần đo đọc số liệu đồng hồ số Bước 4: Kết thúc thí nghiệm: - Tắt cơng tắc điện trở Caloriphe - Sau tắt Caloriphe phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội III TÍNH TỐN  TÍNH THEO THỰC NGHIỆM  Go = 52g  Cạnh = 18,5 cm  Cạnh = 20 cm  F = 18,5 x 20 = 370cm2 = 0.037 m2 Độ ẩm vật liệu: W= x 100% Tốc độ sấy: Ni+1 = = ( ) (%/h) Bảng 4.2 Bảng xử lí số liệu 50oC STT T Gi Wi N = dw/dt Tk Tư phút (g) (%) (%h) tb tb 118 55,9 116 54,2 113 Pb Ph (mmHg) (mmHg) 52 37,5 48,4 41,5 33,8 50,5 42 61,6 57,5 51,7 50,8 48,5 44 68,3 66,2 111 50,0 34 48 45 72 70,6 12 15 108 105 47,5 45,0 50,8 49,2 49 48,5 45,5 46 73,8 75,7 72,2 74,6 18 103 43,2 35,6 49 46 75,7 74,3 21 100 40,7 50,8 49,5 46 75,7 74,1 24 98 39,0 33,6 48,5 46,5 77,7 74,6 10 27 95 36,4 51,2 49 46,5 77,7 76,5 11 30 93 34,7 34 49 46,5 77,7 76,5 Thế sấy Tăng tốc Đẳng tốc 12 33 90 32,2 50,8 49 46,5 77,7 76,5 13 36 88 30,5 34 49 46,5 77,7 76,5 14 15 39 42 85 83 28,0 26,3 50,6 34 49 49 46,5 46,5 77,7 77,7 76,5 76,5 16 45 81 24,6 33,8 49 46,5 77,7 76,5 17 48 78 22,0 51 49 46 75,7 74,3 18 51 75 19,5 50,8 49 46 75,7 74,3 19 54 73 17,8 33,8 49 46 75,7 74,3 20 57 71 16,1 34 49 46 75,7 74,3 21 60 70 15,3 17 49,5 45,5 73,8 72 22 63 68 13,6 33,8 49,5 45,5 73,8 72 23 66 67 12,7 17 49,5 45,5 73,8 72 24 69 66 11,9 17 49,5 45,5 73,8 72 Giảm tốc 60oC STT T Gi Wi N = dw/dt Tư Tk phút (g) (%) (%h) tb tb 94 44,7 47 56 Pb Thế sấy Ph (mmHg) (mmHg) 79,7 75,5 Tăng tốc 89 39,4 106,8 48,5 54,5 86 36,2 63,8 49 54,5 88,1 85,6 83 33,0 63,4 49 56,5 88,1 84,7 12 79 28,7 85,6 49,5 57 90,4 86,9 15 76 25,5 63,8 49,5 57 90,4 86,9 18 74 23,4 42,6 49,5 55 90,4 87,8 21 71 20,2 63,8 49,5 55 90,4 87,8 24 69 18,1 42,6 49 55 88,1 85,4 10 27 68 17,0 21,2 49 55 88,1 85,4 11 30 66 14,9 42,6 49 55 88,1 85,4 12 33 64 12,8 42,6 49 55 88,1 85,4 13 36 63 11,7 21,2 49 55 88,1 85,4 14 39 61 9,6 42,6 49 55 88,1 85,4 15 42 60 8,5 21,2 49,5 55 90,4 87,8 16 45 59 7,4 21,4 49,5 61,5 90,4 84,8 17 48 57 5,3 42,4 49 60,5 88,1 85,3 18 51 56 4,3 21,4 48,5 55,5 86 82,7 19 54 55 3,2 21 48,5 55,5 86 82,7 20 57 55 3,2 48,5 55,5 86 82,7 21 60 53 1,1 42,8 48,5 55 86 83 22 63 53 1,1 48,5 58,5 86 81,3 86 83,2 Đẳng tốc Giảm tốc Pb (mmHg) : Áp suất riêng phần ẩm bề mặt vật liệu điều kiện đoạn nhiệt Ph (mmHg) : Áp suất ẩm tác nhân sấy (được tra giản đồ khơng khí ẩm)  TÍNH THEO LÍ THUYẾT Ở 50oC  Cường độ ẩm )(kg/m2.h) = (0.0229 + 0.0174.1,6).(73,8-71,9).1 Jm=∝m.(Pb(TB) −Ph(TB) = 0.096406 (kg/m2.h) Jm : 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.Vk Vk : Tốc độ khí phịng sấy ( chọn Vk = 1,6 (m/s))  Tốc độ sấy đẳng tốc : Nđt =100.Jm (% / h) = 100 0.096406 = 6,86(%/h)  Độ ẩm tới hạn : Wth = + Wc = + =34,05 W1 : Độ ẩm ban đầu trước sấy(%) Wc : Độ ẩm cân = 3%  Thời gian sấy : - Thời gian sấy đẳng tốc: T1 = - = =3,2 (h) Thời gian sấy giảm tốc T2 = ln = ln = 5,66 (h) Vậy thời gian sấy T = T1 + T2 = 3,185 + 5,656 = 8,86 (h) Sai số SS = | |x100%  Vẽ đồ thị - Đồ thị đường cong sấy Đồ thị đường cong sấy ( W-t) 60 50 40 30 20 10 00 10 - 20 30 40 50 60 70 80 Đồ thị đường cong tốc độ sấy Đồ thị đường cong tốc độ sấy( W-N) 60 50 40 30 20 10 00 10 20 30 Ở 60oC  Cường độ ẩm 10 40 50 60 )(kg/m2.h) = (0.0229 + 0.0174.1,6).(87,8-84,6).1 Jm=∝m.(Pb(TB) −Ph(TB) = 0.1624 (kg/m2.h) Jm : 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.Vk Vk : Tốc độ khí phịng sấy ( chọn Vk = 1,6 (m/s))  Tốc độ sấy đẳng tốc : Nđt =100.Jm (% / h) = 100.0,1624 = 11,56 (%/h)  Độ ẩm tới hạn : Wth = + Wc = + =27,8 W1 : Độ ẩm ban đầu trước sấy(%) Wc : Độ ẩm cân = 3%  Thời gian sấy : - Thời gian sấy đẳng tốc: T1 = - = = 1,46 (h) Thời gian sấy giảm tốc T2 = ln Do Wcuoi=1,1 < Wc=3 nên khơng có thời gian sấy giảm tốc Vậy thời gian sấy T = T1 = 1,46 (h) 11  Vẽ đồ thị - Đồ thị đường cong sấy Đồ thị đường cong sấy ( W-t) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 05 00 10 - 20 30 40 50 60 70 Đồ thị đường cong tốc độ sấy: Đồ thị đường cong tốc độ sấy ( W-N) 120 100 80 60 40 20 00 05 10 15 20 25 12 30 35 40 45 50  Sai số SS = | |x100% Bảng so sánh sai số: ( ) | Nhiệt độ 50oC 60oC Tlt (h) 8,88 1,46 | Ttn (h) 1,15 1,05 ( ) Sai số (%) 87 28 ( ) ( ) Wth 34,05 27,8 Wcuối 11,9 1,1 | Nhiệt độ (oC) ) ( ) | Nhiệt độ 50oC 60oC ( ( ) Sai số (%) 65,15 96,04 ( ( ) | ) | Nđt (lt) Nđt (tn) Sai số (%) 50 6,86 38,3 458,3 60 11,56 41,6 260 13  Nhận xét: Đồ thị: + Đồ thị W-T đường cong + Độ ẩm vật liệu giảm dần theo thời gian + Đồ thị đường cong tốc độ sấy khác biệt nhiều so với lí thuyết +Đường đẳng tốc khơng rõ ràng Kết thí nghiệm: có sai số - Nguyên nhân:  Canh thời gian sấy không ổn định  Nhiệt độ khối lượng nhảy số trình ghi số liệu  Sai số q trình tính tốn, xử lý số liệu - Cách khắc phục:  Nắm rõ thao tác kỹ thuật trước làm thí nghiệm  Đọc kết tính tốn cẩn thận, lấy sai số mức tối thiểu Những thông số nhận từ trình thí nghiệm, ta tính giá trị cần xác định trình sấy, sai số việc thực sai sót sẵn có thiết bị nên kết khơng mong đợi, trính sấy kéo dài thu nhiều giá trị giúp giảm bớt việc gây nên sai số chờ thời gian sấy qua lâu 14