BÁO cáo đề tài sấy LẠNH

Trong đó việc ứng dụng thiết bị công nghệ sấy lạnh sấy bơm nhiệt để bảo quản thủy hải sản là giải pháp tối ưu với chất lượng thủy hải sản giữ được hầu như nguyên vẹn trong một thời gian

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA DU LỊCH – NHÀ HÀNG – KHÁCH SẠN

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, các thành viên nhóm xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy Phan Thế Đồng Trong quá trình tìm hiểu và học tập bộ môn Nguyên lý bảo quản & chế biến thực phẩm Chúng em đã nhận được sự giảng dạy và hướng dẫn rất tận tình, tâm huyết của thầy Thầy đã giúp em tích lũy thêm nhiều kiến thức hay và bổ ích Từ những kiến thức mà thầy truyền đạt, chúng em xin trình bày lại những gì chúng em đã tìm hiểu đề tài sấy lạnh gửi đến thầy

Tuy nhiên, kiến thức về bộ môn Nguyên ký bảo quản & chế biến thực phẩm của chúng em vẫn còn những hạn chế nhất định Do đó, không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình hoàn thành bài tiểu luận này Mong thầy xem và góp ý để bài tiểu luận của chúng em được hoàn thiện hơn

Kính chúc thầy hạnh phúc và thành công hơn nữa trong sự nghiệp Kính chúc thầy luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục dìu dắt nhiều thế hệ học trò đến những bến bờ tri thức

Trân trọng!

MỤC LỤC

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ SẤY LẠNH 2

1.1 Sấy lạnh là gì? 2

1.2 Mục đích 2

1.3 Giới thiệu về công nghệ sấy lạnh 3

1.4 Sự khác nhau giữa sấy lạnh và sấy nóng 3

PHẦN 2: NGUYÊN LÝ 5

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy sấy lạnh 5

2.2 Quá trình sấy lạnh diễn ra liên tục và theo tuần hoàn khép kín: 6

PHẦN 3 CÁC THIẾT BỊ SẤY LẠNH 6

3.1 Các thiết bị trong hệ thống sấy lạnh 6

3.2 Môi chất và cặp môi chất 6

3.3 Máy nén lạnh 6

3.4 Các thiết bị trao đổi nhiệt 7

3.5 Thiết bị phụ của bơm nhiệt 7

3.6 Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt 7

3.7 Các thiết bị sấy lạnh phổ biến hiện nay 8

PHẦN 4: ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH 13

4.1 Ưu điểm 13

4.2 Nhược điểm: 13

PHẦN 5: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH 14

4.1 Ứng dụng công nghệ sấy lạnh trong các lĩnh vực 14

4.2 Các đề tài nghiên cứu thiết bị công nghệ sấy lạnh ở Việt Nam 15

KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình ảnh 1: Cấu tạo máy sấy lạnh 8

Hình ảnh 2: Máy sấy lạnh AGHD – 15ELC 9

Hình ảnh 3: Máy sấy lạnh AGHD – 30EL 10

Hình ảnh 4: Máy sấy lạnh AGHD – 60EL 11

Hình ảnh 5: Máy sấy lạnh ZDR – HD 12

Hình ảnh 6: Chế biến nông sản: Sấy lạnh các loại rau củ, trái cây 14

Hình ảnh 7: Chế biến thủy, hải sản: Sấy lạnh tôm, cá, mực 15

Hình ảnh 8: Chế biến dược liệu 15

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành công nghệ thực phẩm của nước ta đã tạo

ra được một lượng lớn về sản phẩm thủy hải sản Để tiêu thụ một cách bền vững

và đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm cho quốc gia và cho thế giới thì bài toán tìm kiếm biện pháp bảo quản sau thu hoạch là vấn đề hiện nay được rất nhiều nhà khoa học quan tâm Hai công nghệ chủ đạo trong bảo quản sau thu hoạch thủy hải sản chính là: Công nghệ lạnh đông và công nghệ sấy khô thủy hải sản Công nghệ lạnh đông đòi hỏi nhiệt độ lạnh đông sâu để đảm bảo vi sinh vật

và enzyme bị vô hoạt hoàn toàn Bên cạnh đó quá trình lạnh đông phải được duy trì liên tục và kéo dài nên tiêu tốn cho phí năng lượng rất lớn Riêng đối với công nghệ sấy khô thực phẩm thì nhược điểm này hoàn toàn được khắc phục Trong đó việc ứng dụng thiết bị công nghệ sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) để bảo quản thủy hải sản là giải pháp tối ưu với chất lượng thủy hải sản giữ được hầu như nguyên vẹn trong một thời gian kéo dài, chi phí năng lượng thấp góp phần hạ giá thành sản phẩm Các loài thủy hải sản rất giàu hàm lượng protein, điển hình như protein động vật với những phẩm chất tuyệt vời và dễ dàng hấp thụ vào cơ thể con người Nguồn thực phẩm này thường cung cấp những khoáng chất, cacbohydrates, vitamin và một số thành phần dinh dưỡng khác đóng góp to lớn cho sức khỏe con người Tuy nhiên các sản phẩm thủy sản thường có độ ẩm dao động từ 75 đến 90% Vì vậy chúng rất nhạy cảm với nhiệt và rất dễ bị hư hỏng Có đến 50% số cá sau thu hoạch bị hư hỏng ở các nước đang phát triển, nên việc việc bảo quản và

xử lý sau thu hoạch sau cho có hiệu quả tối đa là điều vô cùng quan trọng Vì vậy thiết bị công nghệ sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) ra đời để đáp ứng nhu cầu đó

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ SẤY LẠNH

1.1 Sấy lạnh là gì?

Sấy lạnh là phương pháp dùng không khí khô với độ ẩm chỉ khoảng 10 - 30% và nhiệt độ thấp từ 35 - 60 độ C hơn so với nhiệt độ sấy thông thường để sấy Nói một cách khác, quá trình sấy lạnh được tiến hành trong điều kiện áp suất khí quyển Có thể thấy rằng, nhiệt độ môi trường sấy lạnh khá thấp vì chỉ dao động từ 35 - 60 độ C nên chất lượng sản phẩm dường như ít bị ảnh hưởng nên mang lại giá trị kinh tế cao

Cấu tạo của máy sấy lạnh (còn gọi là máy sấy bơm nhiệt) thường gồm

có 1 máy bơm nhiệt được đặt trong tủ sấy hoặc hầm sấy tùy theo quy mô của thiết bị Trong đó, máy bơm nhiệt có 1 đầu nóng và 1 đầu lạnh:

 Đầu nóng máy bơm: sẽ cung cấp nhiệt lượng cho để sấy thực phẩm

 Đầu lạnh máy bơm: dùng để tách ẩm cho không khí sấy

Quá trình sấy được khảo sát về bề mặt: tĩnh lực học và động lực học:

Trong tĩnh lực học: xác định bởi mối quan hệ giữa các thông số đầu

và cuối của vật liệu sấy cùng tác nhân sấy dựa trên phương pháp cân bằng

vật chất và năng lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác

nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết

Trong động lực học: khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian và các thông số của quá trình sấy

1.3 Giới thiệu về công nghệ sấy lạnh

Trong phương pháp sấy lạnh, người ta ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất trong tác nhân sấy nhờ giảm lượng chứa ẩm Ở phương pháp sấy lạnh, nhiệt độ bề mặt ngoài nhỏ hơn nhiệt độ bên trong vật, đồng thời do tiếp xúc với không khí có độ ẩm và phân áp suất hơi nước nhỏ nên lớp bề mặt cũng có phân áp suất hơi nước nhỏ hơn phía bên trong vật Nói khác đi, ở đây gradient nhiệt độ và gradient áp suất có cùng dấu nên gradient nhiệt độ không kìm hãm quá trình dịch chuyển ẩm như khi sấy nóng mà ngược lại, nó có tác dụng tăng cường quá trình dịch chuyển ẩm trong long vật ra ngoài để bay hơi làm khô vật Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và

từ bề mặt vào môi trường có thể lớn hơn hay nhỏ hơn nhiệt độ môi trường hoặc cũng có thể nhỏ hơn 0oC.Quá trình truyền nhiệt thực hiện được thông qua sự thay đổi pha làm việc của môi chất lạnh Môi chất lạnh trong giàn bay hơi hấp thụ nhiệt

và bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp

Khi hơi môi chất lạnh ngưng tụ ở nhiệt độ cao, áp suất cao tại dàn ngưng tụ,

nó thải nhiệt ở áp suất cao hơn Khi sử dụng trong quá trình sấy, hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt làm lạnh không khí của quá trình đến điểm bão hòa, và sau đó ngưng tụ nước (khử ẩm), do đó làm tăng khả năng sấy của không khí Trong quá trình này chỉ tuần hoàn mức nhiệt thấp (nhiệt hiện và nhiệt ẩn) từ không khí

1.4 Sự khác nhau giữa sấy lạnh và sấy nóng

1.4.1 Sấy nóng

Sấy nóng là phương pháp sử dụng không khí nóng để làm khô thực phẩm,

sử dụng chủ yếu nhờ vào sự bốc hôi nước ở nhiệt độ cao làm thực phẩm khô nhanh Đây là phương pháp sấy khá phổ biến vì nó linh hoạt trong việc chọn nguồn nguyên liệu để sấy, đồng thời phương pháp này chi phí đầu tư cũng không quá cao

và phù hợp với nhiều doanh nghiệp

Nhiệt từ gió tách ẩm ra khỏi vật sấy, gió mang ẩm thoát ra bên ngoài Phương pháp này có nguyên lý như quá trình phơi nắng nhưng có hiệu suất sấy cao hơn do lưu lượng gió và nhiệt đều hơn, sản phẩm sấy khô nhanh hơn

 Sử dụng nhiệt độ cao để sấy sản phẩm

 Nhiệt độ 40-100độ C

 Hơi nước thoát ra sản phẩm đưa ra trực tiếp bên ngoài

 Hơi nước được thoát ra từ lỗ thông hơi

 Sử dụng khí tươi để làm khô sản phẩm

1.4.2 Sấy lạnh

Sấy lạnh là phương pháp sử dụng tác nhân chính là không khí rất khô ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sấy thông thường với dải nhiệt độ sấy từ 10-60 độ C, độ

ẩm không khí sấy vào khoảng 10-30%

Có thể hiểu là máy sấy lạnh hoạt động ở dải nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sấy thông thường, chính vì lý do đó vật sấy sẽ khô mau hơn do không khí sấy trong máy được tách ẩm và rất khô

Máy sấy lạnh sử dụng một máy bơm nhiệt được đặt trong tủ sấy hoặc hầm sấy theo từng quy mô Máy bơm nhiệt có một đầu nóng và đầu lạnh, đầu nóng sẽ cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân sấy, còn đầu lạnh dùng để tách ẩm cho không khí sấy Do đó, một số nơi, còn gọi máy sấy lạnh là máy sấy bơm nhiệt

 Sấy khô ở nhiệt độ thấp

 Nhiệt độ 10-60 độ C

 Sản phẩm khô tự nhiên, không chịu tác động của nhiệt

 Hệ thống hút ẩm độc lập

 Phân loại sấy lạnh:

 Sấy < 0oC : Sấy thăng hoa, sấy chân không

 Sấy > 0oC : Sấy hút ẩm chuyên dụng, sấy bơm nhiệt

PHẦN 2: NGUYÊN LÝ

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy sấy lạnh

Nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy lạnh: quá trình sấy được tiến

hành ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy là không khí được đưa vào thiết bị bay hơi của một hệ thống lạnh (bơm nhiệt) để hạ thấp nhiệt độ của chúng xuống dưới điểm động sương, hơi nước trong không khí bị ngưng tụ tách ra làm cho không khí có độ chứa hơi giảm về không, áp suất riêng phần hơi nước trong không khí giảm về không (nhưng không thể bằng không), không khí này được dẫn qua thiết bị ngưng tụ của hệ thống lạnh (bơm nhiệt) để đốt nóng, nhiệt độ không khí tăng lên và lớn nhất bằng nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh ở thiết bị ngưng tụ Sau đó, chúng được dẫn vào buồng sấy chứa sản phẩm, dưới sự chênh lệch áp suất riêng của hơi nước trên bề mặt sản phẩm với áp suất riêng của hơi nước trong không khí (tác nhân sấy), hơi nước ở sản phẩm tự bay bốc hơi và làm khô

2.2 Quá trình sấy lạnh diễn ra liên tục và theo tuần hoàn khép kín:

Giai đoạn 1: Không khí có độ ẩm cao (từ buồng sấy) sẽ được hút qua ống của dàn lạnh ngưng tụ Tại đây, không khí sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ ngưng tụ để tách hơi nước từ trong không khí, trở thành luồng không khí khô lạnh

Giai đoạn 2: Sau đó, luồng không khí khô lạnh này sẽ được dẫn qua buồng nóng với nhiệt độ trong khoảng 35 - 60 độ C để đốt nóng Chúng tiếp tục dẫn vào buồng sấy chứa thực phẩm để tiến hành sấy lạnh thực phẩm theo ý muốn của nhà sản xuất

Chính vì thế, luồng không khí khô lạnh này sẽ trở thành luồng khí nóng ẩm (sau khi sấy) và được lưu thông qua các khay của thực phẩm cần sấy để tiếp tục tuần hoàn tương tự như quy trình trên

PHẦN 3 CÁC THIẾT BỊ SẤY LẠNH

3.1 Các thiết bị trong hệ thống sấy lạnh

Bơm nhiệt là một thiết bị dùng để bơm một dòng nhiệt từ mức nhiệt độ thấp lên mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt Máy lạnh cũng là một loại bơm nhiệt và có chung một nguyên lý hoạt động, các thiết bị của chúng về cơ bản là giống nhau chỉ phân biệt máy lạnh với bơm nhiệt ở mục đích sử dụng Máy lạnh gắn với việc sử dụng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm nhiệt gắn với việc

sử dụng nguồn nhiệt ở thiết bị ngưng tụ Do sử dụng nguồn nhiệt nên bơm nhiệt hoạt động ở cấp nhiệt cao hơn

3.2 Môi chất và cặp môi chất

Môi chất và cặp môi chất của bơm nhiệt có yêu cầu như máy lạnh Một vài yêu cầu đặc biệt hơn xuất phát từ nhiệt độ sôi và ngưng tụ cao hơn, gần giống như chế độ nhiệt độ cao của điều hòa không khí, nghĩa là cho đến nay người ta vẫn sử dụng các loại môi chất như: R12, R22, R502 và MR cho máy tuabin Gần đây người ta chú ý đến việc sử dụng các môi chất mới cho bơm nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ dàn ngưng như: R22,R113, R114, R12B1, R142…

3.3 Máy nén lạnh

Cũng như máy nén lạnh, máy nén là bộ phận quan trọng nhất của bơm nhiệt Tất cả các dạng máy nén của máy lạnh đều được ứng dụng trong bơm nhiệt Đặc biệt quan trọng là máy nén piston trượt, máy nén trục vít và máy nén tuabin Một máy nén bơm nhiệt cần phải chắc chắn, tuổi thọ cao, chạy êm và cần phải có

hiệu suất cao trong điều kiện thiếu hoặc đủ tải

3.4 Các thiết bị trao đổi nhiệt

Các thiết bị trao đổi nhiệt cơ bản trong bơm nhiệt là thiết bị bay hơi và thiết

bị ngưng tụ Máy lạnh hấp thụ có thêm thiết bị sinh hơi và hấp thụ Giống như máy lạnh,thiết bị ngưng tụ và bay hơi của bơm nhiệt cũng bao gồm các dạng: ống chùm, ống lồng ngược dòng, ống đứng và ống kiểu tấm Các phương pháp tính toán cũng giống như cácchế độ điều hoà nhiệt độ

3.5 Thiết bị phụ của bơm nhiệt

Tất cả các thiết bị phụ của bơm nhiệt giống như thiết bị phụ của máy lạnh Xuất phát từ yêu cầu nhiệt độ cao hơn nên đòi hỏi về độ tin cậy, công nghệ gia công thiết bị cao hơn Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với dầu bôi trơn và đệm kín các loại trong hệ thống Do bơm nhiệt phải hoạt động ở chế độ áp suất và nhiệt độ gần sát với giới hạn tối đa nên các thiết bị tự động rất cần thiết và phải hoạt động với độ tin cậy cao để phòng ngừa hư hỏng các thiết bị khi chế độ làm việc vượt quá giới hạn cho phép Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cũng cần có van tiết lưu phù hợp

3.6 Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt

Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt là những thiết bị hỗ trợ cho bơm nhiệt phù hợp vớ từng phương án sử dụng của nó Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt gồm một

số loại sau: Các phương án động lực của máy nén như: động cơ điện, động cơ gas, động cơ diesel hoặc động cơ gió…vv

Các phương án sử dụng nhiệt thu ở dàn ngưng tụ Nếu là sưởi ấm thì có thể

sử dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, cóthể sử dụng để sấy, nấu ăn, hút ẩm…Mỗi phương án đòi hỏi những thiết bị hỗ trợ khác nhau

Các phương án cấp nhiệt cho dàn bay hơi Trường hợp sử dụng dàn lạnh đồng thời với nóng thì phía dàn bay hơi có thể là buồng lạnh hoặc chất tải lạnh Ngoài ra cũng có thể sử dụng dàn bay hơi đặt ngoài không khí, dàn bay hơi sử dụng nước giếng là môi trường cấp nhiệt Cũng có những phương án như dàn bay hơi đặt ở dưới nước, đặt ở dưới đất hoặc sử dụng năng lượng mặt trời

Các thiết bị điều khiển, kiểm tra tự động sự hoạt động của bơm nhiệt và các

thiết bị hỗ trợ Đây là những thiết bị tự động điều khiển các thiết bị phụ trợ ngoài bơm nhiệt để phù hợp với hoạt động của bơm nhiệt…

3.7 Các thiết bị sấy lạnh phổ biến hiện nay

Máy sấy lạnh hay còn gọi là máy sấy bơm nhiệt thường có một máy bơm nhiệt được đặt trong tủ sấy hoặc hầm sấy theo quy mô của thiết bị Trong đó máy bơm nhiệt

có 2 đầu nóng và lạnh Đầu lạnh sẽ tách ẩm cho không khí từ buồng sấy và cung cấp dòng khí đã tách ẩm đến đầu nóng Đầu nóng sẽ cung cấp nhiệt lượng cho dòng không khí khô này để sấy thực phẩm

Cấu tạo của máy sấy lạnh (máy sấy bơm nhiệt)

Hình ảnh 1: Cấu tạo máy sấy lạnh

Trên thị trường ngày nay, nhiều nhà máy, công ty chuyên sản xuất thực phẩm phải cần đến những trang thiết bị, máy mọc hiện đại nhất Để đáp ứng được các tiêu chi về số lượng, các sản phẩm đạt tiêu chuẩn về an toàn vệ sinh thực phẩm và năng suất làm việc cao.Nên việc các doanh nghiệp, công ty luôn đầu tư về các thiết bị là hoàn toàn cần thiết Sau đây, là các loại thiết bị sấy lạnh phổ biến nhất hiện nay được dùng để sấy các loại sản phẩm thực phẩm khô, dẻo

AGHD-15ELC:là dòng máy sấy lạnh công nghiệp mini có công suất sấy từ

20-125 kg/mẻ, phù hợp với quy mô sản xuất các hộ kinh doanh thực phẩm sấy khô vừa

và nhỏ Vỏ máy được làm hoàn toàn từ chất liệu inox 304 siêu bền, an toàn với sức khỏe, dễ dàng vệ sinh Máy sử dụng hệ thống bảng điều LCD với màn hình cảm ứng được bố trí ở mặt trước, người dùng dễ dàng cài đặt các thông số trong quá trình sấy như: Thời gian sấy, nhiệt độ sấy, độ ẩm

Hình ảnh 2: Máy sấy lạnh AGHD – 15ELC