Báo cáo thực hành môn kỹ thuật thực phẩm 2 bài 8 sấy đối lưu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM Viện công nghệ Sinh học & Thực phẩm BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN KỸ THUẬT THỰC PHẨM BÀI 8: SẤY ĐỐI LƯU Họ tên: Lê Hà Thanh Trúc MSSV: 21058021 Lớp: DHTP17B Nhóm - Tổ GV hướng dẫn: Ths.Phạm Văn Hưng Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 TÓM TẮT I GIỚI THIỆU II MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM III CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Nguyên lý q trình sấy khơng khí 3.2 Đường cong sấy tốc độ sấy 3.2.1 Giai đoạn đốt nóng vật liệu 3.2.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc 3.2.3 Giai đoạn sấy giảm tốc IV MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 10 4.1 Sơ đồ hệ thống 10 4.2 Trang thiết bị hoá chất 11 V TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 11 5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tĩnh học q trình sấy 11 5.1.1 Chuẩn bị 11 5.1.2 Các lưu ý 12 5.1.3 Báo cáo 12 5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát động lực học trình sấy 13 5.2.1 Chuẩn bị 13 5.2.2 Các lưu ý 13 5.2.3 Báo cáo 14 VI TÍNH TỐN KẾT QUẢ 15 6.1 Kết thí nghiệm 1: Sấy nhiệt độ 520C 15 6.2 Kết thí nghiệm 2: Sấy nhiệt độ 600C 18 VII NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 21 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 22 TĨM TẮT Sấy q trình dùng nhiệt để làm bốc ẩm khỏi vật liệu rắn lỏng Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng độ bền cho vật liệu, (gốm, sứ, gỗ, ) để bảo quản thời gian dài, lượng thực thực phẩm Bản chất trình sấy trình khuyếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt bên vật liệu, nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần bề mặt vật liệu môi trường xung quanh Sấy trình khơng ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian thời gian sấy Khảo sát biến đổi thơng số khơng khí ẩm vật liệu sấy trình sấy lý thuyết Xác định lượng khơng khí khơ cần sử dụng lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy lý thuyết So sánh đánh giá khác trình sấy thực tế trình sấy lý thuyết Khảo sát trình sấy đối lưu thực nghiệm gồm: + Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy + Xây dựng thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc + Đánh giá sai số q trình sấy Qua cho người học biết cách vận hành máy sấy thơng số có máy, để người học nắm kiến thức kiến thức chuyên môn sấy này, để vận dụng tốt vào ứng dụng đời sống việc sấy lượng thực thực phẩm tương Và quan trọng sinh viên ngành công nghệ thực phẩm việc nghiên cứu áp dụng quy trình sấy vào sản phẩm tạo để phục vụ cho sống ngày người I GIỚI THIỆU Sấy trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha pha lỏng vật liệu thành Hầu hết vật liệu trình sản xuất chứa pha lỏng nước thường gọi ẩm Vậy thực tế xem sấy q trình tách ẩm phương pháp nhiệt Sấy đối lưu phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí, khói lị,… gọi chung tác nhân sấy Q trình sấy khảo sát hai mặt: tĩnh lực học động lực học Nghiên cứu tĩnh lực học trình sấy nhằm xác định mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy dựa phương trình cân vật chất, lượng từ xác định thành phần vật liệu , lượng tác nhân lượng nhiệt cần thiết Nghiên cứu động lực học trình sấy nhằm nghiên cứu biến đổi hàm ẩm nhiệt độ trung bình vật liệu thời gian sấy Trong phạm vi thực hành ta nghiên cứu biến đổi hàm ẩm vật liệu theo thời gian sấy từ xác định thơng số lý hóa vật liệu thơng số nhiệt động q trình sấy II MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Khảo sát tĩnh lực học trình sấy đối lưu thiết bị sấy khơng khí nhằm: - Xác định biến đổi thơng số vật lý khơng khí ẩm thành phần vật liệu sấy trình sấy - Xác định lượng khơng khí khơ cần sử dụng lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy - So sánh đánh giá khác trình sấy thực tế q trình sấy lý thuyết Thí nghiệm 2: Khảo sát động lực học trình sấy đối lưu thiết bị sấy khơng khí nhằm: - Xây dựng đường cong sấy - Xây dựng đường cong tốc độ sấy - Xác định độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân vật liệu sấy III CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Nguyên lý trình sấy khơng khí Trong q trình sấy dùng tác nhân sấy khơng khí gọi sấy khơng khí Sơ đồ ngun lý làm việc máy sấy khơng khí mơ tả hình sau: Trong sấy lý thuyết coi đại lượng nhiệt bổ sung nhiệt tổn thất không, gặp trường hợp nhiệt bổ sung nhiệt tổn thất coi sấy lý thuyết Khi sấy lý thuyết nhiệt lượng riêng khơng khí khơng thay đổi suốt q trình H=const (đẳng H), nói cách khác, q trình sấy lý thuyết, phần nhiệt lượng khơng khí bị mát để làm bốc nước vật liệu, H khơng đổi Trong q trình sấy, thường khơng khí thay đổi trạng thái vào phòng sấy sau sấy xong Các thơng số đặc trưng cho trạng thái khơng khí vằ từ xác định đại lượng - Lượng khơng khí khơ máy sấy: L= W W = Y̅2 − Y̅1 Y̅2 − Y̅0 Trong đó: L: lượng khơng khí khơ máy sấy (kg/h) W: lượng ẩm tách khỏi vật liệu (kg/h) 𝑌̅0 : hàm ẩm ban đầu tác nhân sấy (kg/kgkkk) 𝑌̅1 : hàm ẩm đốt nóng tác nhân sấy (kg/kgkkk) 𝑌̅2 : hàm ẩm sau sấy tác nhân sấy (kg/kgkkk) - Lượng nhiệt cung cấp cho trình: 𝑄𝑠 = 𝐿(𝐻1 − 𝐻0 ) Trong đó: 𝑄𝑠 : lượng nhiệt cung cấp cho q trình sấy (kj/h) 𝐻0 : hàm nhiệt ban đầu tác nhân sấy (kg/kgkkk) 𝐻1 : hàm nhiệt sau đốt nóng tác nhân sấy (kg/kgkkk) Trường hợp lượng nhiệt bổ sung chung khác với lượng nhiệt tổn thất chung gọi sấy thực tế 3.2 Đường cong sấy tốc độ sấy Đường cong biểu diễn thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian sấy gọi đường cong sấy Để tìm phụ thuộc này, đem vật liệu ẩm đơn giản sấy đối lưu khơng khí nóng với tốc độ nhiệt độ khơng khí khơng đổi Sự giảm độ ẩm vật liệu đơn vị thời gian gọi tốc độ sấy N= ̅ dX dτ Từ biểu thức tốc độ sấy nhận thấy tốc độ sấy tang góc nghiêng α đường tiếp tuyến với đường cong sấy Như phương pháp vi phân đồ thị tìm tốc độ sấy dựng đồ thị phụ thuộc tốc đô sấy với độ ẩm vật liệu, đồ thị phụ thuộc gọi đường cong tốc độ sấy Phân tích đường cong sấy, đường cong tốc độ sấy nhận thấy diễn biến trình sấy gồm giai đoạn: giai đoạn đốt nóng vật liệu, giái đoạn sấy đẳng tốc giai đoạn sấy giảm tốc 3.2.1 Giai đoạn đốt nóng vật liệu Đoạn AB hình biểu diễn giai đoạn đốt nóng vật liệu: ban đầu nhiệt độ vật liệu thấp nhiệt độ bay đoạn nhiệt khơng khí giai đoạn đốt nóng, nhiệt độ vật liệu tăng lên Trong giai đoạn độ ẩm vật liệu thay đổi chậm thời gian diễn tiến nhanh, kết thúc giai đoạn này, nhiệt độ vật liệu đạt đến niệt độ bầu ướt khơng khí Nedu vật liệu có độ dày nhỏ q trình sấy đối lưu thời gian khơng đáng kể 3.2.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc Đoạn BC hình biểu diễn giai đoạn sấy đẳng tốc: sau giai đoạn đốt nóng, độ ẩm vật liệu giảm tuyến tính theo thời gian sấy Trong giai đoạn giảm độ ẩm vật liệu đơn vị thời gian không đổi (N=const) nên gọi giai đoạn sấy đẳng tốc, giai đoạn sấy đẳng tốc kéo dài thời điểm mà hàm ẩm vật liệu đạt giá trị kết thúc, gọi độ ẩm tới hạn vật liệu Nhiệt độ nói chung nhiệt độ tâm bề mặt vật đạt đến giá trị xấp xỉ nhiệt độ bầu ướt tác nhân sấy nghĩa toàn nhiệt lượng vật liệu nhận để bay ẩm Tốc độ sấy đẳng tốc tính theo cơng thức N= 100.jm Rv ρ0 = 100.jm F v.ρ0 = 100.jm F G0 = 100 jm f Trong đó: N: tốc độ sấy đẳng tốc (%h) F: bề mặt bay vật liệu (m2) V: thể tích vật liệu (m2) 𝜌𝑠 : khối lượng riêng chất khô vật liệu (kg/m3) G0 : khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg) f= F G0 : bề mặt riêng khối lượng vật liệu jm : cường độ bay (kg/m2h) - Cường độ bay giai đoạn đẳng tốc xác định từ phương trình Dalton Newton 𝛼𝑞 𝑗𝑚 = (𝑡 − 𝑡ư ) 𝑟 𝑘 𝛼𝑞: hệ số trao đổi nhiệt (kj/m2.h.0C) r: nhiệt hóa nước nhiệt độ bầu ướt (kj/kg) - Nếu sấy đối lưu nhiệt độ không cao vật liệu phẳng ta có cơng thức thực nghiệm xác định hệ số trao đổi nhiệt 𝛼𝑞: (𝑤𝑘 𝜌𝑘 )0,6 ∝𝑞 = 3,6 (𝑤/𝑚2 ℎ) (2𝑅)0,4 Trong đó: R: nửa chiều dày vật liệu (m) 𝑤𝑘 : vận tốc tác nhân sấy (m/s) 𝜌𝑘 : khối lượng riêng tác nhân sấy (kg/m3) - Thời gian sấy giai đoạn đẳng tốc: 𝜏1 = 𝑥đ − ̅̅̅ ̅̅̅ 𝑥𝑘 𝑁 Trong đó: ̅̅̅̅: 𝑥đ độ ẩm ban đầu vật liệu (tính theo vật liệu khơ) 𝑥𝑘 độ ẩm tới hạn (tính theo vật liệu khơ) ̅̅̅: N: tốc độ sấy giai đoạn đẳng tốc (%/h) 3.2.3 Giai đoạn sấy giảm tốc Khi độ ẩm vật liệu đạt giá trị tới hạn tốc độ sấy bắt đầu giảm dần đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang đường cong tiệm cận dần đến độ ẩm cân vật liệu điều kiện trình sấy Khi độ ẩm vật liệu đạt đến giá trị cân hàm ẩm vật liệu khơng giảm tốc độ sấy 0, trình sấy kết thúc Tốc độ sấy giai đoạn thay đổi theo quy luật khác tùy thuộc tính chất dạng vật liệu (hình 8.3) Để dễ dàng cho việc tính tốn, người ta thay đường cong phức tạp tốc độ sấy đường thẳng giảm tốc quy ước cho việc thay có sai số bé nhất, giá trị độ ẩm tới hạn qui ước, gọi độ ẩm tới hạn qui ước giao điểm đường đẳng tốc N đường giảm tốc qui ước Tốc độ sấy giai đoạn giảm tốc − dx̅ = k(x̅ − ̅̅̅̅) xcb dj Dấu (-) tốc độ sấy giảm dần K gọi hệ số sấy, phụ thuộc vào chế độ sấy (tốc độ sấy đẳng tốc N) tính chất vật liệu (l/h) K hệ số góc đường giảm tốc tính: 𝐾= 𝑁 𝑋̅𝑘𝑞𝑢 − 𝑋̅𝑐𝑏 Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc: 𝜏2 = 𝑋̅𝑘𝑞𝑢 − 𝑋̅𝑐𝑏 𝑋̅𝑘𝑞𝑢 − 𝑋̅𝑐𝑏 𝑋̅𝑘𝑞𝑢 − 𝑋̅𝑐𝑏 ) = 𝑙𝑛 ( ) 𝑙𝑛 ( 𝑛 𝑘 𝑋̅𝑐 − 𝑋̅𝑐𝑏 𝑋̅𝑐 − 𝑋̅𝑐𝑏 Trong đó: 𝑋̅𝑐 độ ẩm cuối vật liệu sấy (tính theo vật liệu khơ) (𝑋̅𝑐 > 𝑋̅𝑐𝑏 ) IV MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 4.1 Sơ đồ hệ thống Hình: Sơ đồ hệ thống Bảng 1: Bảng mô tả phận mơ hình sấy Ký hiệu Tên gọi Nhiệm vụ Cửa nạp liệu Nạp liệu phòng sấy Cân Xác định khối lượng Calorife Gia nhiệt tác nhân sấy Quạt Tủ điện Điều khiển thiết bị A Cơng tắc điện trở Đóng mở điện trở B Cơng tắc điện trở Đóng mở diện trở C Cơng tắc điện trở Đóng mở điện trở Ghi Vận chuyển tác nhân sấy Có điều khiển nhiệt độ D E Tk Ký hiệu Tư Tk Tư Tk Tư Dimer quạt Bộ điều khiển nhiệt độ Đầu dị nhiệt độ bầu khơ điểm Tên gọi Đầu dò nhiệt độ bầu ướt điểm Đầu dò nhiệt độ bầu khơ điểm Đầu dị nhiệt độ bầu ướt điểm Đầu dị nhiệt độ bầu khơ điểm Đầu dò nhiệt độ bầu ướt điểm Thay đổi tốc độ quạt Điều khiển nhiệt độ Hiển thị nhiệt độ Tk Nhiệm vụ Hiển thị nhiệt độ Tư Hiển thị nhiệt độ Tk Hiển thị nhiệt độ Tư Hiển thị nhiệt độ Tk Hiển thị nhiệt độ Tư 4.2 Trang thiết bị hoá chất - Vật liệu sấy: giấy lọc giấy carton - Phong tốc kế - Đồng hồ bấm giây (có thể sử dụng điện thoại di động) V TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tĩnh học trình sấy 5.1.1 Chuẩn bị - Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt - Kiểm tra hoạt động phong tốc kế - Tắt tất công tắc tủ điều khiển Điện trở Ghi - Cài đặt nhiệt độ sấy - Khởi động tủ điều khiển - Kiểm tra hoạt động cân - Cân vật liệu sấy - Làm ẩm vật liệu sấy - Khởi động quạt, điều chỉnh tốc độ thí nghiệm - Đo tốc độ quạt, ghi nhận giá trị đo - Bật công tắc điện trở 1,2 - Khi nhiệt độ đạt giá trị thí nghiệm ổn định bắt đầu tiến hành thí nghiệm 5.1.2 Các lưu ý - Trước đặc vật liệu sấy vào phòng sấy phài điều chỉnh cân - Khi nhiệt độ sấy đạt giá trị thí nghiệm giá trị tăng tắt điện trở hoặc hai điện trở 3, tuyệt đối không tắt điện trở (do có điều khiển) Trường hợp sau khoảng thời gian định khơng đạt kiểm tra điện trở bật chưa (đèn báo), chưa bật lên - Trong suốt trình thí nghiệm phải điều chỉnh cho nhiệt độ điểm 1, tốc độ tác nhân sấy không thay đổi - Khi kết thúc thí nghiệm: + Tắt cơng tắt điện trở (nếu bật) + cài đặt nhiệt độ điều khiển nhiệt độ thí nghiệm Nếu thí nghiệm cuối cài đặt nhiệt độ điều khiển 200 C tắt công tắt điện trở + Lấy vật liệu sấy khỏi phòng sấy 5.1.3 Báo cáo - Xác định thơng số khơng khí ẩm vị trí khác - Xác định thành phần vật liệu sấy trình sấy - Xác định lượng khơng khí khơ cần sử dụng lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy - So sánh đánh giá khác trình sấy thực tế q trình sấy lý thuyết 5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát động lực học trình sấy 5.2.1 Chuẩn bị - Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt - Kiểm tra hoạt động phong tốc kế - Tắt tất công tắc tủ điều khiển - Cài đặt nhiệt độ sấy - Khởi động tủ điều khiển - Kiểm tra hoạt động cân - Cân vật liệu sấy - Xác định kích thước vật liệu sấy - Làm ẩm vật liệu sấy - Khởi động quạt, điều chỉnh tốc độ thí nghiệm - Đo tốc độ quạt, ghi nhận giá trị đo - Bật công tắc điện trở 1,2 - Khi nhiệt độ đạt giá trị thí nghiệm ổn định bắt đầu tiến hành thí nghiệm - Sau kết thúc thí nghiệm giá trị nhiệt độ sấy, tiến hành thí nghiệm giá trị nhiệt độ sấy khác tiến hành tương tự từ bước cài đặt nhiệt độ sấy 5.2.2 Các lưu ý - Đối với thí nghiệm đầu tiên, đặt vật liệu sấy vào bắt đầu tính thời gian, ghi nhận giá trị cân, giá trị nhiệt độ điểm - Khối lượng vật liệu ban đầu thí nghiệm phải thí nghiệm sau phải lớn thí nghiệm trước, trường hợp lớn phải quan sát cân liên tục đến thí nghiệm trước bắt đầu tính thời gian (thời điểm ban đầu) - Trước đặc vật liệu sấy vào phòng sấy phải điều chỉnh cân - Khi nhiệt độ sấy đạt giá trị thí nghiệm giá trị tăng tắt điện trở hoặc hai điện trở 3, tuyệt đối không tắt điện trở (do có điều khiển) Trường hợp sau khoảng thời gian định khơng đạt kiểm tra điện trở bật chưa (đèn báo), chưa bật lên - Trong suốt q trình thí nghiệm phải điều chỉnh cho nhiệt độ điểm 1, tốc độ tác nhân sấy không thay đổi - Chọn bước thời gian ghi nhận giá trị cân nhiệt độ điểm - Khi giá trị cân không đổi liên tục lần đo kết thúc thí nghiệm - Khi kết thúc thí nghiệm:  Tắt công tắt điện trở (nếu bật)  cài đặt nhiệt độ điều khiển nhiệt độ thí nghiệm Nếu thí nghiệm cuối cài đặt nhiệt độ điều khiển 200 C tắt công tắt điện trở  Lấy vật liệu sấy khỏi phòng sấy 5.2.3 Báo cáo - Xác định độ ẩm tương đối vật liệu sấy - Xây dựng đường cong sấy - Xây dựng đưởng cong tốc độ sấy phương pháp vi phân đồ thị từ đường cong sấy - Nhận xét dạng đường cong tốc độ sấy giai đoạn sấy giảm tốc - Xác định độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân - Tính tốn thời gian sấy đẳng tốc, giảm tốc - So sánh kết thực nghiệm với lý thuyết - So sánh kết thí nghiệm VI TÍNH TỐN KẾT QUẢ 6.1 Kết thí nghiệm 1: Sấy nhiệt độ 520C Vận tốc tác nhân sấy WK = 2,5m/s Chiều dài cạnh vật liệu = 20cm Nửa chiều dày vật liệu R = 0,001m Khối lượng khô G0 = 0,023g Bảng thống kê số liệu đo: Lần đo Thời gian (phút) tk tư G1 G2 (g) (g) t1 t2 t3 t1 t2 t3 0,036 0,035 35 38 38 35 32 31 0,035 0,034 34 46 36 33 36 30 10 0,034 0,032 34 46 35 32 36 30 15 0,032 0,031 34 45 35 32 36 29 20 0,031 0,03 34 45 34 32 36 29 25 0,03 0,029 33 44 34 32 36 29 30 0,029 0,027 33 44 34 32 36 29 35 0,027 0,026 33 43 34 32 36 29 40 0,026 0,025 33 43 34 32 35 28 10 45 0,025 0,025 33 43 34 32 35 29 Khảo sát lần đo thứ 10 - Độ ẩm vật liệu: - 𝑊1 (%) = 𝐺1 − 𝐺0 0,026 − 0,023 100 = 100% = 13,04% 𝐺0 0,023 𝑊2 (%) = 𝐺2 − 𝐺0 0,025 − 0,023 100% = 100% = 8,7% 𝐺0 0,023 % Tốc độ sấy: 𝑁1 = 𝑊1 − 𝑊2 13,04 − 8,7 = = 0,0145 (%/𝑠) 𝑡2 − 𝑡1 (5 − 0).60 Bảng thống kê số liệu xử lý: Lần đo Thời gian (phút) Wi (%) Nl (%/s) 56,5217 0,0144 52,1739 0,0144 10 47,8260 0,0289 15 39,1304 0,0144 20 34,7826 0,0144 25 30,4347 0,0144 30 29,0869 0,0289 35 17,3913 0,0144 40 13,0434 0,0144 10 45 8,6956 BIỂU ĐỒ ĐƯỜNG CONG SẤY Độ ẩm vật liệu (W) 60.0000 50.0000 56.5217 52.1739 47.8260 39.1304 34.7826 30.4347 26.0869 40.0000 30.0000 17.3913 13.0434 8.6956 20.0000 10.0000 0.0000 10 15 20 25 30 35 40 45 Thời gian sấy (t, phút) W (%) Bề mặt bay vật liệu: F = 0,2×0,2×3 = 0,12 𝑚2 Độ ẩm cân bằng: + Dựa vào đường cong tốc độ sấy từ điểm sấy N = 0, ta xác định Wc = 8,6956% - Hệ số trao đổi nhiệt (kJ/m2.h.oC): 𝛼𝑞 = 3,6 - (𝑤𝑘 𝜌𝑘 )0.6 (2.𝑅)0.4 (2,3.1,14)0.6 𝑊 = 3,6 (2.0,001)0.4 = 77,1027(𝑚2 𝐾) Cường độ bay 𝑱𝒎 (kg/m2.h): Nhiệt độ bầu ướt trung bình 𝑡̅𝑢 = 31,67 Ta lấy trung bình cộng nhiệt độ bầu ướt Nhiệt độ bầu khơ trung bình 𝑡̅𝑘 = 36,67 Ta lấy trung bình cộng nhiệt độ bầu khơ 𝐽𝑚 = - 𝛼𝑞 𝑟 (𝑡𝑘 − 𝑡ư ) = 77,1027.3600 1000.2430 (36,67-31,67) = 0,571 (kg/m2.h) Độ ẩm tới hạn: ̅ ̅ 𝑋 − 𝑋𝑐 56,5217 −8,6956 𝑋̅ k = đ = = 26,57% 1,8 - 1,8 Bề mặt khối lượng riêng vật liệu: f= 𝐹 𝐺0 - 0,12 0,023 = 5,21 (𝑚3/𝑘𝑔) Tốc độ sấy đẳng tốc: 100 × 𝐽𝑚 ×𝐹 N= - = 0,032 = 100×0,0796×0,12 0,023 Thời gian sấy đẳng tốc: 𝜏1 = - = 297,91 (%/h) ̅̅̅đ − ̅̅̅ 𝑋 𝑋𝐶 56,5217 − 8,6956 = = 0,1605(ℎ) 𝑁 297,91 Thời gian sấy giảm tốc: 𝜏2 = ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅ 𝑋 𝑋 52,1739 − 2,83 52,1739 − 2,83 𝑘𝑞𝑢 − 𝑋𝑐𝑏 𝑘𝑞𝑢 − 𝑋𝑐𝑏 )= ) × ln ( × ln ( ̅̅̅𝑐 − ̅̅̅̅ 𝑁 297,91 8,6956 − 2,83 𝑋 𝑋𝑐𝑏 = 0,3527 (ℎ) 6.2 Kết thí nghiệm 2: Sấy nhiệt độ 600C Vận tốc tác nhân sấy WK = 2,3m/s Chiều dài cạnh vật liệu = 20cm Nửa chiều dày vật liệu R = 0,001m Khối lượng khô G0 = 0,033g Bảng thống kê số liệu đo: Lần đo Thời gian (phút) tk tư G1 G2 (g) (g) t1 t2 t3 t1 t2 t3 0,051 0,05 35 41 35 29 33 33 0,05 0,049 37 45 37 30 35 35 10 0,049 0,047 40 49 37 33 37 36 15 0,047 0,045 40 49 38 34 37 36 20 0,045 0,043 39 47 38 34 38 36 25 0,043 0,04 37 46 38 33 37 36 30 0,04 0,039 37 46 37 32 38 36 35 0,039 0,037 37 47 38 32 38 36 40 0,037 0,036 37 46 37 32 38 36 10 45 0,036 0,036 36 45 37 32 38 35 Khảo sát lần đo thứ 10 - Độ ẩm vật liệu: 𝑊1 (%) = 𝐺1 − 𝐺0 0,037 − 0,033 100 = 100% = 12,12% 𝐺0 0,033 𝑊2 (%) = - 𝐺2 − 𝐺0 0,036 − 0,033 100% = 100% = 9,09% 𝐺0 0,033 % Tốc độ sấy: 𝑁1 = 𝑊1 − 𝑊2 12,12 − 9,09 = = 0,0101 (%/𝑠) 𝑡2 − 𝑡1 (5 − 0).60 Bảng thống kê số liệu xử lý: Lần đo Thời gian (phút) Wi (%) Nl (%/s) 54,5454 0,0101 51,5151 0,0101 10 48,4848 0,0202 15 42,4242 0,0202 20 36,3636 0,0202 25 30,3030 0,0303 30 21,2121 0,0101 35 18,1818 0,0202 40 12,1212 0,0101 10 45 9,0909 BIỂU ĐỒ ĐƯỜNG CONG SẤY W (%) 54.5454 51.5151 48.4848 42.4242 36.3636 30.3030 Độ ẩm vật liệu (W) 60.0000 50.0000 40.0000 30.0000 21.2121 18.1818 12.1212 9.0909 20.0000 10.0000 0.0000 10 15 20 25 30 35 40 45 Thời gian sấy (t, phút) Bề mặt bay vật liệu: F = 0,2×0,2×3 = 0,12 𝑚2 Độ ẩm cân bằng: + Dựa vào đường cong tốc độ sấy từ điểm sấy N = 0, ta xác định Wc = 9,0909% - Hệ số trao đổi nhiệt (kJ/m2.h.oC): 𝛼𝑞 = 3,6 - (𝑤𝑘 𝜌𝑘 )0.6 (2.𝑅)0.4 (2,3 1,14)0.6 𝑊 = 3,6 (2.0,001)0.4 = 77,1027(𝑚2 𝐾) Cường độ bay 𝑱𝒎 (kg/m2.h): Nhiệt độ bầu ướt trung bình 𝑡̅𝑢 = 35,3 Ta lấy trung bình cộng nhiệt độ bầu ướt Nhiệt độ bầu khơ trung bình 𝑡̅𝑘 = 40 Ta lấy trung bình cộng nhiệt độ bầu khơ 𝐽𝑚 = - 𝛼𝑞 𝑟 (𝑡𝑘 − 𝑡ư ) = Độ ẩm tới hạn: 77,1027.3600 1000.2430 (40 – 35,3) = 0,5368 (kg/m2.h) ̅ ̅ 𝑋đ − 𝑋𝑐 54,5454 −9,0909 𝑋̅ k = = = 25,25% 1,8 Bề mặt khối lượng riêng vật liệu: f= 1,8 𝐹 𝐺0 N= = 0,12 0,033 = 3,63 (𝑚3/𝑘𝑔) Tốc độ sấy đẳng tốc: 100 × 𝐽𝑚 ×𝐹 𝐺0 = 100×0,5368×0,12 0,033 = 195,2 (%/h) - Thời gian sấy đẳng tốc: - ̅̅̅đ − ̅̅̅ 𝑋 𝑋𝐶 54,5454 − 9,0909 = = 0,2328(ℎ) 𝑁 195,2 Thời gian sấy giảm tốc: 𝜏1 = 𝜏2 = ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅ 𝑋 𝑋 51,5151 − 2,83 51,5151 − 2,83 𝑘𝑞𝑢 − 𝑋𝑐𝑏 𝑘𝑞𝑢 − 𝑋𝑐𝑏 )= ) × ln ( × ln ( ̅̅̅𝑐 − ̅̅̅̅ 𝑁 195,2 9,0909 − 2,83 𝑋 𝑋𝑐𝑏 = 0,5115 (ℎ) VII NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN - Kết thực nghiệm nhỏ so với kết lý thuyết Do trình thí nghệm xảy nhiều sai số khơng mong muốn - Tốc độ sấy bị thay đổi sai số thí nghiệm Điều làm cho giai đoạn sấy đẳng tốc đường cong sấy đường cong tốc độ sấy đường thẳng lý thuyết - Kết tốc độ sấy lý thuyết tốc độ sấy thực nghiệm có sai khác lớn - Nguyên nhân tạo nên khác biệt trình sấy lý thuyết sấy thực nghiệm trình sấy lý thuyết xem nhiệt lượng bổ sung trình sấy với nhiệt lượng tổn thất trình sấy Trong trình sấy thực nghiệm nhiệt lượng bổ sung khác nhiệt lượng tổn thất Ngoài so với thực nghiệm ta bỏ qua giai đoạn đun nóng nhỏ nên lượng nhiệt so với lý thuyết có sai lệch - Khi nhiệt độ tăng thời gian sấy lý thuyết tăng thời gian sấy thực nghiệm lại giảm - Một số nguyên nhân dẫn đến sai số: Việc canh thời gian đo khối lượng vật liệu phút khơng chuẩn gây sai số cho thí nghiệm Từ ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy, Ảnh hưởng nhiệt độ môi trường đến giá trị cân Sai số thiết bị Do thao tác tiến hành thí nghiệm người làm thí nghiệm khơng chuẩn thí nghiệm với nhau, ảnh hưởng khơng khí, gió, nguyên liệu TÀI LIỆU KHAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM,2014 [2] Nguyễn Văn May, giáo trình kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB KHKT,2007 [3] Nguyễn Bin, Các q trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, tâp 4: Phân riêng tác dụng nhiệt, NXB KHKT,2013