ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA SẢN PHẨM TỔ YẾN NĂNG SUẤT 200KG SẢN PHẨMME

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA SẢN PHẨM TỔ YẾN NĂNG SUẤT 200KG SẢN PHẨM/MẺ GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng SVTH: Trần Thị Ngọc Linh MSSV: 14116085 i TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tp Hồ Chí Minh, 12/2017 ii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN .4 1.1 Cơ sở khoa học công nghệ sấy thăng hoa 1.1.1 Các trình chuyển pha nước 1.1.2 Các giai đoạn của quá trình sấy thăng hoa 1.1.3 Cơ sở khoa học trình lạnh đông 1.1.4 Đồ thị động học trình sấy thăng hoa .6 1.2 Tình hình nghiên cứu nước sấy thăng hoa tổ yến 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước sấy thăng hoa tổ yến 1.4 Nguyên liệu 1.4.1 Tổ yến 1.4.3 Thành phần dinh dưỡng 12 1.4.4 Công dụng .13 1.5 Công nghệ sấy thăng hoa 14 1.6 Thiết bị hệ thống sấy thăng hoa 14 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TOÁN .19 2.1 Quy hoạch mặt bằng xây dựng nhà xưởng lắp đặt hệ thống 19 2.1.1 Nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng nhà máy 19 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng quyết định đến việc xây dựng nhà máy 19 2.1.3 Sơ đồ mặt nhà máy 19 2.2 Đối tượng nghiên cứu tính tốn 20 2.3 Sơ đồ nghiên cứu tính tốn 20 2.3.1 Quy trình thực sấy thăng hoa tổ yến 21 i TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 2.3.2 Sơ đồ nghiên cứu tính tốn 22 2.4 Các bước tính tốn, thiết kế .23 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA .25 3.1 Những thơng số ban đầu cần thiết cho tính tốn 25 3.2 Cân vật chất 25 3.3 Tính tốn hệ thống thiết bị sấy thăng hoa 25 3.3.1 Tính tốn, thiết kế hệ thống lạnh đông sản phẩm buồng thăng hoa .25 3.3.2 Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt hệ thống lạnh đông sản phẩm .54 3.3.3 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa .74 3.3.4 Tính tốn hệ bơm chân khơng 84 3.3.5 Xác định thời gian xả băng 86 3.3.6 Kiểm tra tính bền cho thiết bị buồng sấy thăng hoa thiết bị ngưng tụ đóng băng 87 KẾT LUẬN 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 ii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat DANH MỤC HÌNH Hình Đờ thị giản đờ P-t của nước Hình Biễu diễn quá trình sấy thăng hoa Hình Q trình lạnh đơng nước .6 Hình Đồ thị làm việc buồng sấy thăng hoa .7 Hình Huyết yến 11 Hình Hờng yến 11 Hình Bạch yến 12 Hình Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa tự lạnh đông DS-7 15 Hình Sơ đồ nhà máy 20 Hình 10 Quy trình sấy thăng hoa tổ yến 21 Hình 11 Sơ đồ nghiên cứu, tính tốn 23 Hình 12 Hai nắp chỏm cầu buồng sấy thăng hoa .37 Hình 13 cấu tạo lớp vỏ ba lớp buồng thăng hoa 38 Hình 14 Chu trình lạnh hai cấp nén, bình trung gian có ống xoắn, làm mát hồn tồn, có hai lần tiết lưu 41 Hình 15 Đồ thị nhiệt động chu trình lạnh hai cấp nén 43 Hình 16 Phân tích q trình q tuyết giản đồ ba pha nước .45 Hình 17 Sự biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt 55 Hình 18 Đồ thị biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt bình trung gian .69 Hình 19 Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng 82 iii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat DANH MỤC BẢNG Bảng Thành phần dinh dưỡng tổ yến 12 Bảng 2.Thành phần acid amine tổ yến 13 Bảng Giải thích quy trình cơng nghệ sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến 21 Bảng Thành phần hóa học tổ yến nguyên liệu 25 Bảng Các thông số trạng thái chu trình hệ thống lạnh cần thiết kế, chế tạo 42 Bảng Kết tính tốn kích thước buồng sấy (lạnh đông) 92 Bảng Kết tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ - đóng băng 92 iv TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nay, công nghệ khoa học-kỹ thuật ngày càng phát triển, đời sống của người ngày một nâng cao, nền kinh tế nước ta đã có những chuyển biến đáng kể Trước sức ép cạnh tranh lớn và những yêu cầu về chất lượng sản phẩm rất khắt khe một đã hòa nhập với thế giới thì các ngành công nghiệp sản xuất nói chung và ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng buộc phải đầu tư thay đổi công nghệ sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày một càng cao của người tiêu dùng và xuất khẩu Tổ yến sản phẩm thực phẩm mà nhiều người tiêu dùng ý đến lợi ích tổ yến mang lại cho sức khỏe hay làm đẹp… Người tiêu dùng ý đến sản phẩm yêu cầu chất lượng tổ yến ngày đòi hỏi khắt khe hơn, đặc biệt việc giữ màu sắc, mùi vị thành phần dinh dưỡng sau trình chế biến hay bảo quản Vì vậy, việc tìm đưa phương pháp chế biến thích hợp để bảo tồn chất lượng tổ yến bị thay đổi vấn đề vô quan trọng Các phương pháp sấy thông thường nhiệt độ cao, số phương pháp sấy nhiệt độ thấp, sản phẩm tiếp xúc với khơng khí phá hủy chất có hoạt tính sinh học như: màu sắc, mùi vị, vitamin protein… Vì thế, sấy thăng hoa phương pháp đáp ứng yêu cầu khắc khe chất lượng sản phẩm sau sấy gần giữ tính chất ban đầu tự nhiên chúng, cho sản phẩm sấy với chất lượng cao so với phương pháp sấy khác Phương pháp thăng hoa có ưu điểm sấy nhiệt độ thấp nên giữ tính chất tươi sống sản phẩm, sấy thực phẩm giữ chất lượng hương vị sản phẩm, không bị vitamin; tiêu hao lượng để bay sản phẩm thấp Tuy vậy, sấy thăng hoa có nhược điểm giá thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao, tiêu hao điện lớn Dựa vào ưu điểm nên tơi tiến hành nghiên cứu tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến Đối tượng giới hạn nghiên cứu đề tài SVTH: Trần Thị Ngọc Linh TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/mẻ Đề tài nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/mẻ chỉ tính lý thuyết mà không áp dụng được thực tế chi phí để thiết kế lắp đặt hệ thống sấy thăng hoa chi phí cho nguyên liệu cao Mục tiêu đề tài Tìm hiểu kết nghiên cứu ứng dụng hệ thống sấy thăng hoa Khẳng định tính chất hạn chế biến đổi chất lượng sản phẩm tổ yến sau sấy thăng hoa Khẳng định kỹ thuật sấy thăng hoa kỹ thuật sấy tối ưu sử dụng cho nguyên liệu có thành phần dinh dưỡng dễ biến đổi Nghiên cứu tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/mẻ Nội dung đề tài Trình bày tổng quan sở khoa học trình sấy thăng hoa, vật liệu sấy, kết nghiên cứu ứng dụng hệ thống sấy thăng hoa Phương pháp nghiên cứu tính tốn hệ thống sấy thăng hoa Tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/mẻ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài  Ý nghĩa khoa học: Đề tài dùng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu sâu rộng hệ thống sấy thăng hoa sau Làm tảng cho việc nghiên cứu, tính tốn, thiết kế mơ hình hệ thống sấy thăng hoa khác SVTH: Trần Thị Ngọc Linh TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ  Ý nghĩa thực tiễn: Hệ thống sấy thăng hoa giúp giải vấn đề đảm bảo chất lượng sản phẩm tổ yến sau sấy bị biến đổi màu sắc, mùi vị chất lượng, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản Đề tài mang tính ứng dụng cao thiết kế lắp đặt cho nhà máy sản xuất bảo quản tổ yến Ngoài ra, thực đề tài sinh viên trang bị thêm kiến thức môn học chuyên ngành, tin học kỹ làm việc khác SVTH: Trần Thị Ngọc Linh TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Chiều dài L = 1,49 m; Bề dày lớp bọc cách nhiệt polyurethan Đường kính ngồi bọc cách nhiệt: = 0,08; Dngdb = 0,96 m Nhiệt độ hỗn hợp ẩm – khơng khí vào: thv = th = 10ºC; Nhiệt độ hỗn hợp ẩm – khơng khí ra: thr = tb +(5÷10) = -38 + = -30ºC Nhiệt độ sôi R22 ống trao đổi nhiệt làm đồng thiết bị ngưng tụ - đóng băng: t0 = -50ºC Nhiệt độ môi trường thiết bị ngưng tụ - đóng băng ln trì: tbmt = -40ºC; Entalpy môi chất lạnh trước vào thiết bị ngưng tụ - đóng băng: h7 = 191,27 kJ/kg; Entalpy môi chất lạnh trước thiết bị ngưng tụ - đóng băng: h1 = 383,56 kJ/kg; Lưu lượng mơi chất lạnh tuần hồn qua thiết bị bay hơi: m1 = 0,2 kg/s; Ống trao đổi nhiệt có dtr = 16mm = 0,016 m dng = 17mm = 0,017 m Thiết bị ngưng tụ - đóng băng thiết kế dạng ống chùm trơn nằm ngang, gồm ba kênh, kênh chia z =50 đường vào 50 đường ra, xem hình 21 Hình 19 Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 82 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Tại nhiệt độ t0 = -50ºC tra bảng R22 tìm thơng số vật lý = 3,096 kg/m3  = 0,116 W/(m.K); Pr = 3,46  Vận tốc R22 lỏng chuyển động ống xoắn xác định theo phương trình: [10] (166) w= 4.0,2 = 6,43 m/s 50.3,096.3,14 0,016  Chuẩn số Reynolds xác định theo phương trình: Re = w d tr 6,43.0,016 = −6 = 374109,09 υ 0,275.10 (167) Như vậy, môi chất lạnh chùm ống chảy độ, Re = 374109,09> 10000 nên phương trình chuẩn số Nuxel viết dạng sau: Nu = 0,021.Re0,8.Pr0,43 Vì tỉ số: 1/dtr = 1/0,016 >50 => (168) =1 Nu = 0,021.(374109,09)0,8.(3,46)0,43.1 = 1032,84 Vậy: Nu λ αw = d = tr 1032,84.0,116 = 7488,09 W/(m2/K) 0,016 (169)  Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit thiết bị ngưng tụ – đóng băng: ºC (170)  Mật độ dịng nhiệt phía R22 lỏng ống: SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 83 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ W/m2 Trong đó: (171) độ chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ trung bình nhiệt độ bề mặt truyền nhiệt nhiệt độ sôi chất tải lạnh Hay nói cách khác, nhiệt độ trung bình chất lỏng R22 ống nhiệt độ bề mặt truyền nhiệt ống Tất nhiên t0 = th Trong đó: th – tw: độ chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ trung bình hỗn hợp ẩm – khơng khí bề mặt truyền nhiệt ống xoắn th : nhiệt độ trung bình hỗn hợp ẩm – khơng khí bình hóa đá Như : Chọn th – tw + + th = - tw  - = tw - = 0,8.10-2 (m2.K/W), ống chùm trơn làm đồng Sẽ tìm được: qw.tr = 36,4−θ +0,8.10−2 = 122,95.(36,4 – θ) 7488,09  Mật độ dịng nhiệt phía ngồi ống hỗn hợp ẩm – khơng khí quy đổi theo bề mặt ống tính theo phương trình sau: W/m2 (172) Ta có : t0 = -50ºC, nhiệt độ tra bảng [16], [17] tìm hệ số A = 0,799 số ống chùm n > nên chọn Rz = 4, Rz’ =1 Như qa.tr = (0,799.θ.1,1)4.1,0625.40,8 = 1,92.θ4 Giải phương trình : qw.tr = SVTH: Trần Thị Ngọc Linh  122,95.(36,4 – θ) = 1,92.θ4 84 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Ta suy = 6,6ºC Do tính qw.tr = 3663,91 W/m2  Diện tích truyền nhiệt chùm ống Q ngtdb 36,16 103 = Ftr = = 9,87 m2 q w tr 3663,91 (173)  Tổng chiều dài chùm ống Lc = F tr 9,87 = = 196,46 π d tr 3,14.0,016 (174)  Số ống thiết bị Chiều dài thiết bị hóa đá L = 1,49 m; chiều dài ống l = 1,35m Như vậy, số ống xác định : n= Lc 196,46 = = 146 ống l0 1,35 (175) Chọn n = 150 ống bố trí ba kênh, kênh vào 50 ống, kênh 50 ống kênh 50 ống 3.3.4 Tính tốn hệ bơm chân khơng 3.3.4.1 Năng suất lưu lượng bơm chân khơng Để tính tốn chọn bơm chân khơng cho phù hợp với xuất buồng thăng hoa thể tích buồng thăng hoa ta có phương trình tính tốn [10] m3/h (176) Trong đó: Qb (m3/h) : suất thể tích hút bơm chân khơng; V(m3) Thể tích buồng thăng hoa xác định: π D2tr α V= L1+ π R c 360 SVTH: Trần Thị Ngọc Linh (177) 85 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Với: Rc = 1,91 m; α = 270C Chiều dài thân hình trụ: L1 = 2,6 m Chiều cao chỏm cầu hc = 0,2 m Đường kính trong: D1 = 2R1= 1,7 m Từ suy V =  π 1,72 27 2,6+ π 1,913 = 14,6 m3 360 thời gian đuổi hết khí bình thăng hoa Thực tế thời gian đuổi hết khí bình thăng hoa (0,5÷ 5) phút, chọn = phút = 1/12 h B = 760 mmHg : áp suất khí Pgh = 0,001 mmHg: áp suất giới hạn mà bơm chân khơng tạo Pth = 0,411 mmHg : áp suất làm việc buồng thăng hoa 1 = (1,2÷ 1,5): hệ số rị rỉ buồng thăng hoa 2 = (1,12÷ 1,15): hệ số an tồn bơm chân khơng Như vậy, tốc độ đuổi khí bơm chân khơng xác định: Qb = 1,2.1,12 3.3.4.2 ( ) 14,6 760−0,001 ln = 1771,88 m3/h 1/12 0,411−0,001 Công suất bơm chân không Công suất bơm chân không xác định: Ndcbck = β Δ P b Qb 0,24.105 1771,88 =1,12 = 13,9 kW 1000.η H η v ηck 3600.1000 0,98 0,98.0,99 (178) Với ∆Pb =0,24.105 N/m2 áp suất máy hút chân khơng tạo ra; ηH = (0,97 ÷ 0,98) = 0,98: hiệu suất thủy lực ηv= (0,95÷ 0,99) = 0,98: hiệu suất thể tích; ηck= (0,95 ÷ 1) = 0,99 hiệu suất khí máy hút chân không;  = 1,12 hệ số an tồn máy hút chân khơng; SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 86 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Như sở tính tốn ta chọn bơm chân không cho phù hợp với hệ thống sấy Chọn bơm chân khơng Doovac MVO-630 có xuất xứ từ Hàn Quốc Công suất: = 15 kW (> 13,9 kW) (179) Điện áp: AC ba phase /380 V 3.3.5 Xác định thời gian xả băng Thời gian xả hết băng bám bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ đóng băng mẻ xác định theo phương trình sau đây: [10] s/mẻ (180) Trong đó:  Qxb (kJ): lượng nhiệt cung cấp để làm tan lớp băng bám bề mặt chùm ống trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ — đóng băng, lượng nhiệt xác định theo phương trình sau: Qxb = Wa.rnc kJ/mẻ (181) Với: Wb (kg/mẻ) khối lượng băng bám bề mặt chùm ống trao đối nhiệt, ta biết tổng khối lượng ẩm tách từ vật liệu sấy mẻ W thm = 433,33 kg/mẻ, theo lý thuyết lượng ẩm ngưng tụ - đóng băng đạt 100%, thí nghiệm cho thấy lượng ẩm ngưng tụ - đóng băng đạt cao 98% nhiệt độ ẩm sâu, lượng ẩm ngưng tụ - đóng băng rơi xuống thành phía thân thiết bị 2% Như vậy, khối lượng băng xác định: Wb = 0,98 Wthm = 0,98.433,33 = 424,66 kg/mẻ (182) Với: rnc (kJ/kg) ẩn nhiệt nóng chảy cuả nước đá, nhiệt độ 0ºC, P kq = 1at = 0,98 bar rnc = 79,8 kCal/kg = 334,04 kJ/kg, ý: Vào thời điểm xả băng, áp suất thiết bị ngưng tụ - đón băng áp suất khí thời điểm kết thúc q trình sấy Từ ta xác định dòng nhiệt cần cung cấp để xả hết lớp băng bám trêm bề mặt thiết bị ngưng tụ - đóng băng: Qxb = Wb.rnc = 424,66.334,04 = 141853,43 kJ/mẻ  Fng: diện tích trao đổi nhiệt bề mặt thiết bị ngưng tụ - đóng băng, xác định theo phương trình sau: SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 87 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Ta có: Ftr = Qngtdb 31,16 103 = = 9,87m2 q w tr 3663,91 Vì: Fng = F tr (183) d ng 0,017 =9,87 = 10,49 m2 d tr 0,016 (184)  Ở hệ thống sấy dùng phương pháp xả đá gas nóng, nhiệt độ R22 vào xả đá lấy trung bình tv = t2 = 78,5ºC, nhiệt độ R22 lấy trung bình t r = tk +(6 ÷10) =38 + = 45ºC, nhiệt độ xả băng trì khoảng (0 ÷1) Chọn nhiệt độ xả băng txb = 1ºC ºC (185)  K (W/(m2K) - hệ số truyền nhiệt quy đổi phía mặt ngồi bám tuyết thiết bị ngưng tụ - đóng băng, hệ số tính trực tiếp chọn dao động khoảng (160÷ 240)W/(m2K) Như thời gian xả băng xác định: 141853,43 103 = ( 160÷ 240 ) 10,49.59,18 3600 (0,26 ÷ 0,4)h/mẻ Thực nghiệm cho thấy, thời gian xả đá gas nóng khoảng từ 10 đến 20 phút, hồn tồn phù hợp với tính tốn 3.3.6 Kiểm tra tính bền cho thiết bị buồng sấy thăng hoa thiết bị ngưng tụ đóng băng 3.3.6.1 Tính bền ổn định cho q trình sấy Do suốt trình làm việc hệ thống sấy thăng hoa, áp suất làm việc buồng sấy thăng hoa thiết bị ngưng tụ - biến đổi khoảng giá trị áp suất khí Pkq = 1kg/cm2 đến giá trị áp suất chân không Pck = 0,001 mmHg 0kg/cm2 Như vậy, áp suất tính tốn: Ptt = Plv + 2Pmt SVTH: Trần Thị Ngọc Linh (186) 88 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Trong đó: Plv (kg/cm2) áp suất làm việc thiết bị; Pmt (kg/cm2) áp suất môi trường; Ptt = + 3.1 = kg/cm2 = 0,2943 N/mm2 Khi buồng sấy thăng hoa thiết bị ngưng tụ đóng băng làm việc nhiệt độ buồng sấy thiết bị hóa đá biến đổi từ -40°C (nhiệt độ môi trường lạnh đông) đến 20,59°C (nhiệt độ cuối trình sấy)[18] Khi thiết bị làm việc nhiệt độ thấp 250°C nhiệt độ tính tốn nhiệt độ lớn mơi trường thực q trình bên thiết bị [7] Để an tồn ta chọn nhiệt độ tính toán: Ttt = 50°C Do buồng sấy thăng hoa thiết bị hóa đá làm việc áp suất nhỏ áp suất mơi trường bên ngồi buồng sấy, tức buồng sấy chịu áp suất nên ta sử dụng cơng thức tính bền cho thiết bị chịu áp suất ngồi để tính cho buồng sấy Vật liệu chế tạo buồng thăng hoa inox SUS316 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn inox SUS316 [12]: [ Chọn hệ số hiệu chỉnh : ]* = 123 N/ mm2 = 0,95 [12]  Ứng suất cho phép vật liệu:[10] [ ]= [ ]*=0,95.123 = 116,85 N/mm2 (187)  Bề dày thân buồng sấy thăng hoa xác định theo công thức sau:[12] ' S1= D tr ptt [ σ ] φ = 1700.0,2943 = 2,25 mm 2.116,85.0,95 (188) Với: Dtr (mm) đường kính thân buồng sấy thăng hoa; Do buồng sấy thăng hoa có dạng hình trụ với đường kính Dtr = 1,7m =1700 mm  Bề dày thực buồng sấy thăng hoa: S1 = S’1 + C( mm) SVTH: Trần Thị Ngọc Linh (189) 89 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Trong : C (mm) hệ số bổ sung, xác định sau: C = Ca + Cb +Cc + C0 (mm) (190) Với: Ca (mm) hệ số bổ sung ăn mịn hóa học mơi trường; C b (mm) hệ số bổ sung bào mịn học mơi trường; C c (mm) hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp; C0 (mm) hệ số bổ sung để quy trịn kích thước; Ta giả thiết tốc độ ăn mịn hóa học mơi trường 0,1mm/năm Thời gian sử dụng buồng sấy 10 năm Ca = 0,1.10 = 1mm Tốc độ hút bơm chân không ảnh hưởng đến bào mịn học mơi trường nên: Cb = 0,5 Ta giả thiết việc chế tạo, lắp ráp xác, có sai lệch nhỏ, nên: Cc = 0,5 Tra bảng [12], ta xác định giá trị bề dày có thị trường inox 316 Chọn: C0 =0,2 mm C = Ca + Cb +Cc + C0 = 1+ 0,5 + 0,5 +0,2 = 2,2 mm Vậy bề dày buồng sấy thăng hoa là: S1 = S’1 + C = 2,25 +2,2 = 4,45 mm Chọn bề dày thực buồng sấy thăng hoa là: S1 = mm > 4,45 mm  Bề dày thân thiết bị ngưng tụ đóng băng xác định theo cơng thức sau: [10] ' S 2= Dtr p tt [ σ ] φ = 800.0,2943 2.116,85 0,95 = 1,06 mm (191) Với: Dtr (mm) đường kính thân thiết bị ngưng tụ - đóng băng; Do thiết bị ngưng tụ đóng băng có dạng hình trụ với đường kính: Dtr = 0,8m =800 mm  Bề dày thực buồng sấy thăng hoa: S2 = S’2 + C( mm) SVTH: Trần Thị Ngọc Linh (192) 90 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ Trong : C (mm) hệ số bổ sung, xác định sau: C = Ca + Cb +Cc + C0 (mm) (193) Với: Ca (mm) hệ số bổ sung ăn mịn hóa học môi trường; Cb (mm) hệ số bổ sung bào mịn học mơi trường; C c (mm) hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp; C0 (mm) hệ số bổ sung để quy trịn kích thước; Ta giả thiết tốc độ ăn mịn hóa học mơi trường 0,1mm/năm Thời gian sử dụng buồng sấy 10 năm Ca = 0,1.10 = 1mm Tốc độ hút bơm chân khơng ảnh hưởng đến bào mịn học môi trường nên: Cb = 0,5 Ta giả thiết việc chế tạ, lắp ráp xác, có sai lệch nhỏ, nên: Cc = 0,5 Tra bảng XIII.9[10], ta xác định giá trị bề dày có thị trường inox 316 Chọn: C0 =0,2 mm C = Ca + Cb +Cc + C0 = 1+ 0,5 + 0,5 +0,2 = 2,2 mm Vậy bề dày buồng sấy thăng hoa là: S1 = S’1 + C = 1,06 +2,2 = 3,26 mm Chọn bề dày thực thiết bị ngưng tụ - đóng băng S2 = mm > 3,26 mm 3.3.6.2 Kiểm tra bề dày buồng sấy thăng hoa thiết bị ngưng tụ đóng băng  Kiểm tra bề dày buồng thăng hoa Theo công thức sau: [12] S 1−c a 8−1 = = 4,12.10-3 0,2943 N/mm2 Kết luận: Bề dày buồng sấy thăng hoa 8mm an tồn q trình làm việc  Kiểm tra bề dày thiết bị ngưng tụ - đóng băng Theo cơng thức sau: [12] S 2−c a 5−1 = = 5.10-3 < 0,1 (thỏa mãn) D tr 800 (196) Áp suất tính tốn cho phép bên thân trụ: [p] = [ σ ] φ ( S2−c a) 2.116,85.0,95 (5−1) = = 1,1 N/mm2 > 0,2943 N/mm2 Dtr +( S2−c a) 800+(5−1) (197) Kết luận: bề dày thiết bị ngưng tụ - đóng băng 5mm an tồn q trình làm việc SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 92 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ 3.4 Kết Sau tính tốn thu kết sau: Bảng Kết tính tốn kích thước buồng sấy (lạnh đơng) Các thơng số cần tính tốn, thiết kế Buồng sấy Kết Chiều cao chỏm cầu hc = 0,2 m Chiều dài thân hình trụ L1 =2,6 m Chiều rộng a = 1,2 m Đường kính D1 = 2R1 = 1,7 m Đường kính ngồi D2 = 2R2 = 1,426 m Tổng diện tích truyền nhiệt Fdl = 118,56 m2 Bảng Kết tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ - đóng băng Các thơng số cần tính tốn, thiết kế Kết Thể tích Vngtdb = 0,75 m3 Đường kính Dtr = 0,8 m Thiết bị ngưng Đường kính ngồi Dng = 0,81 m tụ - đóng băng Chiều dài L = 1,49 m Bề dày lớp bọc cách nhiệt polyurethane Đường kính ngồi bọc cách nhiệt SVTH: Trần Thị Ngọc Linh = 0,08 m Dngdb = 0,97 m 93 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ KẾT LUẬN Hệ thống sấy thăng hoa hệ thống đơn giản, dễ vận hành, phù hợp nhiều loại quy mô sản xuất khác Hệ thống sấy thăng hoa mang lại nhiều lợi ích góp phần khơng nhỏ việc làm giảm biến đổi thực phẩm nói chung tổ yến nói riêng trình sấy Đây hệ thống chuyên dụng thiếu nhắc đến kỹ thuật sấy Vì vậy, tơi hy vọng tương lai có nhiều nghiên cứu hệ thống sấy thăng hoa để hồn thiện hệ thống SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 94 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Babji, A.S., Nurfatin, M.H., Etty Syarmila, I.K & Masitah, M.(2015) Secrets of edible bird nest Agriculture Science Journal, Vol 1, No.1:32-37 Rebecca S.Y.Wong (2013) Edible bird’s nest: food or medicine Chin J Integr Med: 643-649 Marcone M.F.(2005) Characterisation of the edible bird’s nest: the “Caviar of the East” Food Research International 38: 1125-1134 Fucui Ma, Daicheng Liu (2012) Sketch of the edible bird's nest and its important bioactivities Food research international 48: 559-567 Lu, Y., Han, D B., Wang, J Y., Wang, D R., He, R Y., & Han, L X (1995) Study on the main ingredients of the three species of edible swift's nest of Yunnan province Zoological Research, 16(4): 385–391 D Chevalier el al (2000) Freezing and ice crystals formed in a cylindrical food model: part I Freezing at atmospheric pressure Journal of Food Engineering 46: 277±285 Akhnadarova X.L, Kapharop V.V (1994) Tối ưu hóa thực nghiệm hóa học kỹ thuật hóa học (Người dịch: Nguyễn Cảnh, Nguyễn Đình Soa) NXB ĐHBK TP HCM, 370 trang Gan S.H cộng (2017) Retention of sialic acid content in malaysian edible bird’s nest by heat pump drying Malaysian journal of veterinary research Vol * No.1, trang.139-153 Tài liệu nước Trần Đức Ba, Nguyễn Tấn Dũng, Trần Ngọc Hào Nghiên cứu công nghệ sấy thăng hoa Hội nghị Khoa học & Công nghệ lần 10 Nguyễn Tấn Dũng (2016) Kỹ thuật và công nghệ sấy thăng hoa Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 431 trang SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 95 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/mẻ 11 Nguyễn Tấn Dũng (2016) Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm Cơng nghệ lạnh ứng dụng công nghệ thực phẩm Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 547 trang 12 Nguyễn Tấn Dũng (2007) Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ phục vụ cho chế biến loại thực phẩm cao cấp Đề tài NCKH cấp bộ, mã số B2006-22-08, năm 2006-2008 13 Nguyễn Tấn Dũng (2007) Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa công nghiệp DS3 phục vụ cho sản xuất loại thực phẩm cao cấp Tạp chí Giáo dục Khoa học Kỹ thuật, số 3(1), trang 7-12 14 Nguyễn Tấn Dũng (2013) Q trình thiết bị Cơng nghệ hóa học thực phẩm, Tập 1, Các trình thiết bị học, thủy lực khí nén Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 298 trang 15 Nguyễn Tấn Dũng (2013) Quá trình thiết bị Cơng nghệ hóa học thực phẩm Tập 2, Phần 1: Cơ sở lý thuyết truyền nhiệt Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 395 trang 16 Nguyễn Tấn Dũng (2015) Quá trình thiết bị CNHH&TP, Tập 2, Phần 2: Các trình thiết bị truyền nhiệt CNTP Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 473 trang 17 Nguyễn Tấn Dũng (2013) Quá Trình thiết bị CNHH&TP, Tập 2, Phần 3: Các trình thiết bị làm lạnh làm đông Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 406 trang 18 Nguyễn Tấn Dũng (2015) Nghiên cứu công nghệ sấy thăng hoa sữa ong chúa LATSKS, Viện Công nghệ Thực phẩm Hà Nội, 138 trang Tài liệu web 19 http://yensaokiengiang.com.vn/loi-ich-yen-sao/tong-quan-ve-chim-yen-va-cac-loaiyen-sao.html SVTH: Trần Thị Ngọc Linh 96 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... thăng hoa tổ yến suất 200kg sản phẩm/ mẻ Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/ mẻ Đề tài nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm. .. hệ thống sấy thăng hoa Phương pháp nghiên cứu tính tốn hệ thống sấy thăng hoa Tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm tổ yến, suất 200 kg sản phẩm/ mẻ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài. .. việc thiết kế hệ thống? ?? từ việc dựa vào nhiệm vụ hệ thống sấy thăng hoa sản phẩm nên bước đầu tơi chọn tính tốn thiết kế hệ thống lạnh đơng sản phẩm buồng thăng hoa hệ thống sấy thăng hoa Thiết kế