Nhằm góp phần làm phong phú nguồn tư liệu phục vụ nghiên cứu, học tập cho bạn đọc, sinh viên, học viên và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ, Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ ẩn hành và giới thiệu cùng bạn đọc giáo trình “Kỹ thuật sấy và bảo quản nông sản thực phẩm” do TS. Nguyễn Văn Cương, ThS. Nguyễn Hoài Tân biên soạn. Giáo trình có 2 nội dung chính về kỹ thuật sấy và bảo quản nông sản thực phẩm như giới thiệu tổng quan về kỹ thuật sấy, cơ sở lý thuyết về sấy, các hệ thống thiết bị sấy, cách tồn trữ và bảo quản nông sản thực phẩm. Thêm vào đó, cuối mỗi chương còn có nhiều bài tập ôn tập hữu ích cho bạn đọc. Giáo trình là tài liệu học tập có giá trị liên quan kỹ thuật sấy và bảo quản nông sản thực phẩm.
Trang 1Bién soan: TS NGUYEN VAN CUUNG (Chii bién) ThS NGUYEN HOAI TAN
GIAO TRINH
KY THUAT SAY VA BAO QUAN
NONG SAN THUG PHAM
Trang 2BIÊN MỤC TRƯỚC XUẤT BẢN THỰC HIỆN BỞI
TRƯNG TÂM HỌC LIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ
N
n, Vin Cương Giáo trình kỹ thuật sấy vả bảo quản néng san thye phim / Nguyén Van Cuong (Chi bién), Nguyn Hodi Tin - Cin Tho: Nb Dai hoe 266 t.: minh hoa ; 24 em
Sách cĩ định mục tà liệu tham khảo
ISBN: 9786049199905
1 Farm produce ~- Preservation 2 Nơng sản ~ Bảo quan
1 Nhan đề II Nguyễn, Hồi Tân
664.0284 DDC23
Trang 3LOT GIỚI THIỆU
Nhằm gĩp phần làm phong phú nguồn tư liệu phục vụ nghiên cứu, học tập cho bạn đọc, sinh viên, học viên và nghiên cứu sinh ngành Cơng ngị Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ dn hành và giới thiệu cùng ban đọc giáo trình
“Kỹ thuật sấy và bảo quản nơng sản thực phâm” do TS Nguyễn Văn Cương,
ThS Nguyễn Hồi Tân biên soạn
Giáo trình cĩ 2 nội dụng chính
thực phẩm như A
các hệ thống thiết bị sấy, cách tổn trữ và bảo quản nơng sản thực phẩm Thêm vào đĩ, cuối mỗi chương cịn cĩ nhiều bài tập ơn tập hữu ích cho bạn đọc Giáo trình là tải liệu học tập cĩ giá trị liên quan kỹ thuật sấy và bảo quản nơng sản thực phẩm
Nha xuất bản Dai hoc Cần Thơ chân thành cám ớn các tác giả và sự
đĩng gĩp ý kiến của quý thầy cơ trong Hội đồng thẩm định trường Đại học Cần Thơ đề giáo trình “Kỹ thuật sắy và bảo quản nơng sản thực phẩm” được
bạn đọc
Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ trấn trọng giới thiệu đến sinh viên,
giảng viên và bạn đọc giáo trình nảy
Trang 5LOLNOI DAU
,Kỹ thuật sấy đĩng vai trị vơ cùng quan trọng trong cơng nghiệp và
1g, được sử dụng phỏ biển ở nhiều ngành cơng nghiệp chế biển nơng -
lâm - hải sản Sấy khơng chỉ đơn thuần là tách nước và hơi nước ra khỏi vật
liệu, mà là một quá trình cơng nghệ phức tạp, địi hỏi vật liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đĩ với mức chỉ phí năng lượng tối thiểu
Đề thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống các thiết bị
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm với mức chỉ phí năng lượng tối thiểu, trong mỗi loại hệ thống sấy, khi sấy một sản phẩm nhất định phải cĩ ộ sấy phù hợp Chế độ say là quy trình tơ chức quá tình trao đổi nhiệt
Sẩy và vật liệu sây, độ âm trước và sau quá tình sắy c
thời gian sây tương ứng; hay chế độ,
Do đĩ, trước khi thiết kế một hệ thơng sấy đ
Giáo trình Kỹ thuật quản nơng sản thực phẩm liệu giúp tính tốn và thiết kế một hệ thống sây cho các sinh viên, kỹ sư các ngành học liên quan nĩi riêng và độc giả nĩi chung khi thiết kế hoặc lựa chọn phương pháp sấy Khi biên soạn, nhĩm tác giả đã bám sát các yêu cầu đặt ra trong lĩnh vực kỳ thuật sắy và bảo quản nơng sản thực phẩm của chương trình học, nên quyền sách này cĩ thẻ được sử dụng đẻ làm tải liệu giảng dạy, học tập trong các ngành học liên quan bậc Đại học, Cao học ở các Trường
Nhĩm tác gid xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cơ, quý đồng nghiệp đã đĩng gĩp ý kiến cho nội dung tài liệu này Đặc biệt, chúng tơi xin trân trọng cảm ơn các tác giả của các tài liệu tham khảo được trích dẫn, đây là nguơn tài liệu vơ cùng bổ ích giúp chúng tơi hồn thành giáo trình này,
Tuy đã rất cố gắng để hồn thiện nội dung và hình thức, nhưng giáo trình này chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sĩi, tắc gia rit mong nhận được ý
kiến đĩng gĩp của quý bạn đọc thể hồn thiện trong lần tai bản sau
Trang 7
MUC LUC
Chuong 1 TONG QUAN VE KỸ THUAT SAY
1.1 TAM QUAN TRONG CUA VIEC PHOT SAY
12 NHỮNG YẾU TĨ ẢNH HƯỚNG ĐỀN QUÁ TRÌNH PHƠI NƠNG SAN
1.2.1 Phơi khơ tự nhiên
1.2.2 Những khĩ khăn gặp phải khi phơi nơng sản
1.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi phơi CÂU HỎI
Chương 2 CO SO LY THUYET SAY
2.1 KHONG KHi AM
2.1.1 Khơng khí ẩm chưa bão hịa 2.1.2 Khơng khí ẩm bão hịa 2.1.3 Khơng khí ẩm quá bão hịa
2.1.4 Các thơng số đặc trưng của khơng khí am
2.1.5 Dé thị của khơng khí âm
quá trình nhiệt động của kHơng khí âm
VAT LIEU AM
2.2.1 Cae dac\tinh eta vabligu am
2.2.2 Độ âm của vật liệu sấy
2.2.3 Độ âm cân bing (EMC — Equilibrium Moisture Content)
2.3 TĨNH HOC VA DONG HQC QUA TRINH SAY
2.3.1 Tĩnh học của quá trình sắ
2.3.2 Động học của quá trình sấy
2.4 QUA TRINH SAY LY THUYET
2.4.1 Quá trình sấy lý thuyết của hệ thống
2.4.2 Quá trình sấy lý thuyết của hệ thống sắy lạnh
2.5 CHE DO SAY VA CAC YEU TO ANH HUGNG DEN QUA TRINH SAY 2.5.1 Chế độ sấy
2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
CÂU HỒI VÀ BÀI TẬP
Chương 3 CAC HE THONG THIET BI SAY
Trang 83.1.1 Budng dét
3.1.2 Quat
3.1.3 Budng say
3.2 HE THONG SAY DOI LUU
3.3 HE THONG SAY THUNG QUAY 3.4 HE THONG SAY BUONG
3.5 HE THONG SAY HAM 3.6 HE THONG SAY THAP
3.6.1 HTS thép dang thùng, 3.6.2 HTS tháp dang chĩp
3.6.3 HTS thap kết hợp
3.6.4 HTS thip Kempben 3.7 HE THONG SAY TANG SOI 3.8 HE THONG SAY PHUN
3.9 HE THONG SAY CHAN KHONG
3.10 SAY THANG HOA
3.11 SAY CHAN KHONG - VI SONG
3.11.1 Tỉnh lưỡng cực của phân tử nước
3.11.2 Cơ chế sinh nhiệt trong vật liệu bằng vi sĩng 3.11.3 Máy sấy chân khơng - vi sĩng
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Chương 4 TÍNH TỐN THIET KE CAC HE THONG SAY
4.1 PHAN TICH VA LUA CHON MOT HE THONG SAY
4.1.1 Yêu cầu và chức năng của một hệ thống sản xuất
4.1.2 Các yêu g sấy
4.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chọn hệ thống sấy 4.1.4 Các tiêu chuẩn để chọn lựa hệ thống sấy
Trang 94.3.6 Hệ thống sấy tằng sơi 4.3.7 Hệ thống sấy phun
4.3.8 Hệ thống sấy thăng hoa
4.4 TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHU CUA HE THONG SAY
4.4.1 Thiết bị trao đơi nhiệt (Calorifer)
4.4.2 Buơng đốt
4.4.3 Tinh tốn và chọn quạt
4.4.4 Tính tốn thiết bị truyền tải
4.5 TINH KINH TE CUA HE THONG SAY,
4.5.1 Chỉ phí cố định (FC = fixed c‹
4.5.2 Chỉ phí luân chuyển hay biến pI
4.5.3 Các bước tính tốn cụ thể CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Chương 5 TỰ ĐỌNG HĨA TRONG HỆ THONG SAY
5.1 PHUONG PHAP DANH GIA, KIEM TRA CAC THONG SO
S.1.1 Xác định độ ấm của vật liệu sấy
5.1.2 Kiểm tra tính đồng đều của sản phẩm sấy 5.1.3 Kiểm tra chế độ sấy
5.2 TU' DONG HOA TRONG HE THONG SAY
5.2.1 Những vấn đề chung của tự động hĩa hệ thống sấy 5.2.2 Tự động điều chỉnh nhiệt độ
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Chương 6 TỊN TRỮ VÀ BẢO QUẦN NƠNG SẢN THỰC PHÁM 6.1 KHAI NIEM VE TON TRU VA BAO QUAN NƠNG SẢN
6.2 CAC DIEU KIEN DE TON TRU AN TOAN
6.2.1 Điều kiện trước khi
6.2.2 Khéng ché chim - chuột
6.2.3 Khống chế các loại cơn trùng, sâu mọt
6.2.4 Kiém sốt vi sinh vật
6.2.5 Sự cân bằng giữa độ ảm của hạt và độ âm tương đối của khơng khí
6.3 CAC TINH CHAT HAT NONG SAN LIEN QUAN DEN TON TRU’
VA BAO QUAN
6.3.1 Trọng lượng 1000 hat
6.3.2 Trọng lượng thể tích khối hạt rời (bulk density) 6.3.3 Trọng lượng riêng của hạt
Trang 106.3.5 Gĩc chảy tự nhiên và tính tan rời của hạt
6.3.6 Tính tự phân cấp 6.3.7 Tính hấp phụ hơi nước
6.3.8 Tính dẫn nhiệt
6.3.9 Nhiệt dung riêng
6.3.10 Hơ hấp của nơng sản
6.4 CÁC SINH VẬT GÂY HẠI NƠNG SẢN TRONG BẢO QUẢN 6.4.1 Vĩ sinh vật 6.4.2 Cơn trùng 6.4.3 Chim - chuột 6.5 KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NONG SAN THUC PHAM 6.5.1 Tồn trừ trong bao
6.5.2 Tơn trữ trong kho
6.5.3 Kỹ thuật thơng giĩ trong kho
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Chuong 7 BAO VE MOI TRUONG TRONG SAY VA BAO QUAN 7.1 CAC KY THUAT XU LY BUI SINH RA TRONG QUA TRINH SAY
7.1.1 Tính chất của bụi trong khơng khí 7.1.2 Budng khử bụi 7.1.3 Cyclon 7.1.4 B6 loc bui kiểu cửa chớp 7.1.5 Túi lọc 7.1.6 Loc bụi kiểu ướt 7.1.7 Lọc tĩnh điện
7.2 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRONG BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
TÀI LIỆU THAM KHAO
PHU LUC
Phụ lục 1 Thơng số vật lý của một số thực phẩm
Phụ lục 2 Thơng số vật lý của một số vật liệu
Phu luc 3 Cac tiêu chuẩn đồng dạng chính trong kỹ thuật sấy Phụ lục 4 Độ âm bảo quản của các hạt ngũ cốc
Phụ lục 5 Thẻ tích khơng khí âm của 1 kg khơng khí khơ v (mÌ/kgkk)
Trang 12Hinh 2.1 Hinh 2.2 Hinh 2.3 Hinh 2.4 Hinh 2.5 Hinh 2.6 Hinh 2.7 Hinh 2.8 Hinh 2.9 Hinh 2.10 Hinh 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 DANH MỤC HÌNH
Đồ thị p-v và T-S biểu thị trạng thái hơi nước trong khơng khí âm
Đồ thị I - đ và các đường đặc tính của khơng khí âm
Đồ thị t - d và các đường đặc tính thơng số trạng thái khơng khí ảm
Quá trình gia nhiệt
Quá trình làm lạnh khơng khí
Quá trình làm lạnh và gia nhiệt khơng khí
Sơ đỗ nguyên lý quá trình sấy
Quá trình hịa trộn khơng khí
Sự trao đổi âm giữa hạt và khơng khí xung quanh
Đồ thị cân bằng ẩm của lúa và bắp
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa âm độ khơng khí
và âm độ vật liệu sấy
Đường cong sấy Đường cong sa:
Sơ đỗ nguyên lý của hệ thống sấy đối lưu
Sơ đồ nguyên lý và đồ thị I - d HTS cĩ đốt nĩng trung gian Để thị I - d và sơ để HTS hồi lưu một phần
Sơ đồ HTS hồi lưu tồn phần
Sơ đồ nguyên lý buồng đốt nhiên liệu than đá trong hệ thống Sơ đồ nguyên lý buồng đốt nhiên liệu trấu trong hệ thống sấy Áp kế chữ U dùng để đo áp suất khí sấy
Trang 13Hinh 3.14 Hinh 3.15 Hinh 3.16 Hinh 3.17 Hinh 3.18 Hinh 3.19 Hinh 3.20 Hinh 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 4 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Hình 4.13 Hình 4.14 Hình 4.15 Hình 4.16 Hình 5.1 Hình 5.2 Ci Cấu tạo HTS tháp DCP-24
Cấu tạo HTS tháp Kampben So đồ nguyên lý của HTS tầng sơi Chuyên động của dịng TNS qua lớp hạt
Quan hệ Ap = f(w) của dong TNS qua lớp hạt
Sơ đồ bố trí buồng sấy trong HTS sấy phun theo chiều dịch thể
phun và TNS
Kết cấu vịi phun cơ khí Kết cấu vịi phun khí động Kết cấu đĩa phun ly tâm
Đồ thị trạng thái pha của nước Sấy thăng hoa tác động tuần hồn Dây tần số của vỉ sĩng
Sự thay đổi chiều và quay của phân tử nước khi điện từ
trường thay đối
Cấu tạo máy sấy chân khơng
(Puschner - Đức)
Sơ đồ nguyên lý của HTS ding khơng khí làm TNS khơng cĩ hồi lưu
Đồ thị I - d của quá trình sấy lý thuyết
Đồ thị I - d của các quá trỉnh sấy thực khi A<0
Sơ đồ nguyên lý và đồ thị I - d của HTS hồi lưu một phần
Sơ đỗ nguyên lý vã đỗ thị Ï - d của quá trình sấy cĩ đốt nĩng
trùng giản
Sơ đồ nguyên lý và đồ thị I - d của HTS dùng khĩi lị làm TNS
Biểu đồ xác định độ chênh lệch trung bình nhiệt độ khi say
Đồ thị I - d của quá trình sấy tháp
Đồ thị I - d quá trình sấy thực HTS tầng sơi
Sự thay đổi nhiệt độ của TNS và VLS
Quá trình sấy thực và cách xác định nhiệt độ t; Cấu tạo calorifer khí - hơi
Cấu tạo buơng đốt nhiên liệu lỏng
Cấu tạo buồng đốt ghi nằm ngang, Đặc trưng quạt ly tâm hạ áp và trung áp
Sơ đồ tiết diện ngang của đai chuyền
Sơ đồ điện của tủ sấy bằng dịng điện cao tần
Trang 14Hinh 5.3 Hinh 5.4 Hinh 5.5 Hinh 5.6 Hinh 5.7 Hinh 5.8 Hinh 6.1 Hinh 6.2 Hinh 6.3 Hinh 6.4 Hình 6.5 Hình 6.6 Hình 6.7 Hình 6.8 Hình 6.9 Hình 6.10 Hinh 6.11 Hình 7.1 Hình 7.2 Hình 7.3 Hình 7.4 Hình 7.5 Hình 7.6
Sơ đồ cấu tạo của âm kế đây tĩc Sơ đồ của ẩm kế ngưng tụ
Cấu tạo của psychometre Cấu tạo của ống đo tốc đội
Cấu tạo và sơ đồ của phong tốc kế
Sơ đồ điều chinh nhi:
Mọt gạo (trái) và vịng đời của nĩ (phải)
Các loại vi sinh vật phá hại nơng sản
Đồ thị cân bằng ẩm của lúa và gạo và mí
Tên trữ lúa trong bao chất đống cĩ phủ bạt Cách chất bao tồn trừ nơng sản
Kho tổn trữ hạt rời
Một kiểu thơng giĩ trong kho
Sự hư hỏng hạt trong kho do cơn trùng
'Tổn trữ gạo trong nhà máy xay Kho Silo bằng kim loại đáy cơn Kho silo day bing
Kết cấu buồng khử bị
Kích thước cơ bản cyclon Bộ lọc bụi kiểu cửa chớp,
Kết cấu của túi lọc
Kết cấu thiết bị lọc bụi kiểu ướt
Trang 15DANH MUC BANG
Bang 1.1 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tỷ lệ tắm sau khi xay xát đối với lúa
Bảng 1.2 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tốc độ bốc âm Bảng 2.1 Độ rỗng của một số loại hạt rời
Bảng 2.2 Trọng lượng nước mắt đi (kg) khi sấy 1000 kg hạt
(tính theo cơ sở ướt)
Bang 2.3 Độ ẩm cân bằng của lúa theo nhiệt độ và độ âm tương
của khơng khí
Bảng 2.4 Độ ẩm cân bằng của một số loại hạt và hạt giống
Bảng 2.5 Các hằng số K, N, C trong phương trình EMC Henderson bổ sung
Bang 2.6 Nhiệt bốc hơi của lúa mì, bắp, cao lương ở các nhiệt độ và độ âm khác nhau
Bảng 2.7 Giá tri cua hé sé k vam
Bảng 3.1 So sánh chỉ phí sấy lúa khi sử dụng các loại chất đốt khác nhau
Bảng 3.2 Đặc trưng kỹ thuật các Model Máy sấy DCP
Bang 4.1 Bảng giá trí thực nghiệm tơn thất qua nền q (W/m2)
Bảng 4.2 Kết quá cân bằng nhiệt của 3 giai đoạn
Bảng 4.3 Quan hệ giữa chế độ sây với kích thị ;à chủng loại gỗ
Bảng 4.4 Quan hệ giữa chế độ sấy với kích thước và chũng loại gỗ
Bảng 4.5 Tốc độ sấy và thời gian sấy tương ứng Bảng 4.6 Chế độ sấy khoai tây Bảng 4.7 Chế độ sấy cải bắp Bảng 48 Chế độ sấy cả Bảng 4.9 Cl Bang 4.10 Ché dé sdy ot Bảng 4.11 Chế độ sấy nắm Bảng 4.12 Chế độ sấy chuối Bang 4.13 Chế độ sấy vải thiểu Bảng 4.14 Chế độ Bảng 4.15 Chế độ sấy quả hồng
Bang 4.16 Chế độ sấy ngơ giống
Trang 16Bảng 4.19 Chế độ sấy tơm và cá Bang 4.20 Tốc độ và thời Bang 4.21 Chế độ nhiệt sấy gỗ trong HTS ham
Bảng 4.24 Chế độ sấy các loại rau mùi
Bang 4.25 Chế độ sấy nam Bang 4.26 Chế độ sấy nam
Bảng 4.27 Cường độ bay hơi âm và chế độ sấy của một số VLS
khối lượng khi sấy hạt mỳ với tốc Bảng 4.29 Quan hệ giữa hệ số M với đường hat d Bang 4.30 Chế độ sấy các hạt ngũ cốc Bảng 4.31 Chế độ sấy đường cát Bảng 4.32 Chế độ sấy tỉnh bột
Bảng 4.33 Chế độ sấy tháp của bắp, đậu
Bang 4.34 Tốc độ đốt nĩng hạt trong quá trình sấy Bang 4.35 Chế độ sấy lúa mì
Bảng 4.36 Chế độ sấy bắp (ngơ)
Bảng 4.37 Giá trị cường độ bĩc hơi
Bang 4.38 Chế độ sấy phun sữa bột
Bang 4.39 Các đặc trưng của buồng đốt nhiên liệu rắn
Bảng 4.40 Tiết điện ngang và tốc độ tối đa của đai chuyền Bang 4.41 Tính tốn chỉ phí của cơng cụ, máy mĩc
Bảng 4.42 Tính thời gian hồn vốn khi khơng kể khấu hao
Bang 4.43 Tính thời gian hồn vốn cĩ thêm phần thu hồi năm cuối
Bang 6.1 Thoi gian tồn trữ an tồn ở các mức âm độ và nhiệt độ của hạt khác nhau
Bảng 6.2 Gĩc chảy tự nhiên của một số loại hạt
Bảng 7.I Kích thước của cyclon
Trang 17DANH MUC TU VIET TAT
ĐBSCL Đồng bằng sơng Cửu Long
VLA Vật liệu âm
VLS Vật liệu sấy
TNS "Tác nhân sấy
TBS Thiết bị sấy
HTS Hệ thống sấy
TBTT Thiết bị truyền tải EMC (Equilibrium Moisture Content) Am d@ can bing
Trang 18V, Vị và Vụ T,Tì và Tị PPh va pe Ve s W Giva wi va we KY HIEU thể tích của khơng khí âm, của hơi âm và của khơng khí khơ chiếm chỗ
nhiệt độ khơng khí ẩm, hơi nước và khơng khí khơ
áp suất của khơng khí ẩm, phân áp suất của hơi nước và của
khơng khí khơ chứa trong khơng khí âm
thể tích riêng của hơi nước chưa bão hịa, (m`/kg)
Độ Am tương đối của khơng khí
khối lượng riêng của khơng khí ẩm (kg/ m`)
Entanpi của khơng khí âm (kl/kg)
entanpi của khơng khí khơ, hơi nước cĩ trong khơng khí ẩm (kIkg) nhiệt độ (°C) nhiệt độ bầu wt (°C) nhiệt độ đọng sương (°C) trọng lượng của hạt âm trước và sau khi sấy (kg) khi sấy (%) tổn thất Tổn thất do VLS mang đi độ âm của hạt trước và tơn thất do thiết bị truyền nhiệt mang đi tổn thất ra mơi trường =252 calori van t6c (m/s) độ chứa hơi (kgh/kgkk)
Lưu lượng khơng khí khơ lý thuyết (kgkk/h)
hiệu suất nhiệt buồng đố
nhiệt trị của nhiên liệu
Trang 19Chương 1
TONG QUAN VE KY THUAT SAY
1.1 TAM QUAN TRONG CUA VIEC PHOT SAY
yy 18 qué trinh lam khé san phim nhim mye dich phue vy cho bảo quản, sơ chế trong chế biến, hoặc tạo ra thành phẩm sau cùng Theo cách truyền thống, sau khi thu hoạch, nơng sản thường được làm khơ bằng cách
phơi nắng trên sân gạch, sân xi-măng, trên tắm bạt trải trên sân đất, hoặc đơi
khi phơi ngay cả trên lề đường giao thơng Các phương pháp phơi khơ này tốn nhiều cơng lao động và rất vất vả, đặc biệt trong mùa mưa bão Ngồi
ra, việc phơi sản phẩm dưới ánh nắng mặt trời bị ảnh hưởng rất nhiều bởi
thời tiết, độ hao phí rất lớn, chất lượng sản phẩm bị giảm, tốn cơng lao động, nhất là trong những ngày mùa thu hoạch
Đồng bằng sơng Cửu Long (ĐBSCL) với sản lượng nơng sản cao
hàng năm, nhất là trong vụ Hè Thu, việc phơi khơ nơng sản gặp nhiều khĩ khăn; cần phải sấy khơ bằng máy sáy Các tiêu chuẩn khi phát triên máy sấy phù hợp cho khư Vực ở ĐBSCL cần chứ ý như sau:
1 Chỉ phí đầu tư phải phù hợp với Khả năng của đa số các nơng hộ
hoặc trang trại:
2 Kiến thức về kỹ th
sản nên được trang
It sấy và những điểm cần chú ý trong sấy nơng
j cho người trực tiếp vận hành máy
3 Năng suất của các hệ thống sấy phải tương thích với sản lượng nơng san trong ving
4 Nguồn năng lượng dùng cho một hệ thống sắy phải sẵn cĩ ở nơi lắp
đặt má:
5 Máy sấy phải được lắp đặt nơi thuận tiện giao thơng, đẻ đảm bảo
điều kiện vận chuyền nơng sản phẩm
1.2 NHUNG YEU TO ANH HUONG DEN QUÁ TRÌNH PHƠI
NONG SAN
Bất kỳ loại nơng sản phẩm nào cũng cĩ chứa bên trong một lượng
nước nhất định được gọi là độ am hay thủy phần Lượng nước này cần được
Trang 20làm giống, hoặc chế biền ở cơng đoạn tiếp theo Tùy theo thời vụ thu hoạch, mà độ ẩm của nơng sản khi thu hoạch cĩ khác nhau Thí dụ: khi thu hoạch lúa vào mùa khơ, độ âm hạt từ 20% + 24% Ở độ âm này, nếu đẻ nơng s dạng “đồng” hoặc “trong bao” quá 24 giờ thì chất lượng và tỷ lệ gạo nguyên sau xay xát, hoặc tỷ lệ nây mắm khi làm giống sẽ giảm nhiều Khi thu hoạch lúa ở mùa mưa, độ ẩm thường từ 24% + 28%, đơi khi trên 30% Nếu đề nơng sản ở âm độ này trong bao quá 12 giờ thì hạt bắt đầu cĩ hiện tượng bị nĩng, nắm mốc phát sinh, quá trì
tượng nây mằm; làm giảm nghiêm trọng chất lượng gạo và tỷ lệ nay mam
của hạt về sau
Phơi/sấy là quá trình lấy bớt ẩm ra khỏi vật liệu (nơng sản) Quá trình này gồm hai quá trình: truyền nhiệt và truyền khối Nghĩa là: nhiệt lượng từ mơi trường xung quanh được truyền vào bên trong hạt, làm cho nước bên trong khuếch tắn ra ngồi và bay ra mơi trường xung quanh Hạt nơng sản từ khi thu hoạch ngồi đồng đến khi đưa vào tồn trừ, thường trải qua các giai đoạn khơ như sau: Giai đoạn I: Hạt khơ trên cây và do sau khi cắt được rải cây phơi trên ruộng
Giai đoạn 2: Hạt được làm khơ trước khi bảo quản nhờ phơi/sấy,
đến độ âm thích hợp (lúa ~ 14%) cho tồn trữ, xay xát; hoặc bảo quản lâu dài
1g ~ 12 = 13%)
Nơng sản cĩ thê được làm khơ bằng phương pháp tự nhiên theo truyền
thống là phơi nắng, hoặc phương pháp nhân tạo băng thơng giĩ cưỡng bức hay say bing may
1.2.1 Phơi khơ tự nhiên
Hạt nơng sản được phơi năng trên nền sân gạch (xi-măng), nền dat,
trên vải bạt, trên nong - nia bang tre Phương pháp này ít tốn kém nhưng khơng thể thực hiện được vào những ngày mưa bão Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khơng phơi được nơng sản trong mùa mưa bão, nên độ hao hụt thường rất cao, cĩ thé trén 10%, đặc biệt là hao hụt về chat lượng, giảm tỷ lệ
nây mâm đối với hạt giống, tốn kém nhiều chỉ phí và lao động trong suốt quá trình phơi
Trong mùa nắng, phơi hạt lớp mỏng dưới 5 cm khi trời nắng gắt
Trang 21Bang 1.1 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tỷ lệ tắm sau khi xay xát đối với lúa
lệ tắm thu được khi xay (%)
Loại sân phơi Phoi trong Phoi ngoai
bĩng mát nắng gắt
Sân đất nên 47 10,2
Sân xi-măng, 48 9.1
Phơi trên đệm cĩi trải trên sân đất 3 104
Phơi trên đệm cĩi trải trên sân xi-măng 43, 93
Phơi trên đệm cĩi trải trên đất cỏ 5,7 10,9
(Nguồn: Auriol - Sở nơng sản lúa gạo Đồng Dương)
Bảng 1.2 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tốc độ bốc âm Loại sân phơi Tốc độ giảm ẩm (%/giờ phơi) Sân xi-măng 10 San xi-mang den 12+ 15 Sân gạch 09+ l2 Sân gạch men 0,6 = 1,0
Thực tế, người dân thường chỉ quan tâm tiến nơng sản, mà khơng để ý dén vige trời nắng gắt
nấy mầm của hạt giống và tỷ lệ gạo nguyên thu hồi:
ệc phơi nhanh khơ làm ảnh hưởng đến tỷ lệ
1.2.2 Những khĩ khăn gặp phải khí phơi nơng sản
Phụ thuộc hồf tồn vào thời tiết, nhất là trong mùa mưa bão, gây
giảm chất lượng hạt
Cần phải cĩ diện tích mặt bằng đủ rong dé làm sân phơi hoặc chỗ phơi
Chỉ phí lao động cao, nhất là trong thời điểm mùa vụ, trong mùa mưa
lượng hạt bị giảm do kỹ thuật phơi khơng đúng, ngay cả khi trời nắng tốt; hạt bị hư do khơng đủ năng trong mùa mưa; hạt bị nhiễm bản do
chim, gà, vịt; hạt bị lẫn tạp chất như sạn - cát; hạt khơ khơng đều do lớp
phơi quá dây và số lần cio dio khong di
_ Hao phi hat do rơi vãi, chim, gia cầm: hoặc hạt bị bể nát do bánh xe nếu phơi trên lề đường
1.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi phơi
Trang 22
a, Anh nang mặt trời: cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phơi, là nguồn nhiệt cơ bản làm cho nước trong hạt/nơng sản bốc hơi và trở nên khơ
Bức xạ nhiệt từ mặt trời thay đổi theo thời gian trong ngày (sáng, trưa,
chiều) và theo mùa
b Nhiệt độ: cĩ ảnh hưởng đến tốc độ khơ của nơng sản Trong thực té, sự tăng giảm nhiệt độ diễn biến tỷ lệ thuận với bức xạ Nhiệt độ khơng khí càng cao thì phơi càng nhanh khơ Nếu độ nhiệt ở sân cao quá 45 °C mà
nơng sản khơng được cảo đảo thường xuyên thì hạt dễ bị rạn nứt
e; Độ ẩm của khơng khí: ảnh hưởng trực tiếp đến tiến trình khơ của hạt Nếu độ ẩm tương đối của khơng khí mơi trường cảng thấp, thì cảng thuận lợi cho việc làm khơ sản phẩm khi phơi
đ Giĩ: là yếu tố quan trọng và cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ khơ của hạt khi phơi Khi phơi hạt nơng sản, nếu vừa cĩ nắng vừa cĩ giĩ thì
nơng sản cảng nhanh khơ Vì thế, sân phơi ở vị trí khơng bị khuất giĩ là điều
kiện tốt dé phơi
e Sân phơi: đây là điều kiện tiên quyết cần phải cĩ để phơi nơng sản
Hai yếu tố chính của sân phơi cĩ ảnh hưởng đến việc phơi nơng sản là vật
liệu làm sân và màu sắc của sân
+ Vật liệu làm sân phơi cố định: trên thực tế cĩ nhiều loại như
xi-măng, gạch nung, đất nện Ngồi ra, trên mặt nền cĩ sẵn cịn sử dụng vải bat, nong nia, vi tre, dém cĩi thay cho sân phơi
+ Màu sắc của sân phơi: các vật liệu dùng để phơi nơng sản nếu cĩ
mau cing sm thi mite độ hấp thu bức xạ nhiệt cing cao, nên mức độ khơ cảng nhanh và độ ran gay hạt cũng sé tăng trong trường hợp trời nắng tốt
T Kỹ thuật phơi: cĩ ảnh hưởng rõ rệt đến chất lượng hạt, trong đĩ ba yếu tố cần được chú ý là: độ dày lớp nơng sản, số lần cào đảo và hướng
cảo đảo
Độ đầy lớp nơng sản phơi càng nhỏ thì phơi càng mau khơ Trong mùa mưa, vào những ngày ít nắng, nêu cĩ điều kiện đủ chỗ phơi thì bề dày lớp nơng sản nên nhỏ hơn 5 cm Tuy nhiên, trong những ngày nắng gắt, trên sin xi-mang sim màu khơng nên phơi nơng sản quá mỏng dưới 5 em và phải cào đảo thường xuyên, để tránh hạt bị rạn bên trong hạt do tốc độ bốc âm quá nhanh và hạt bị quá nĩng
Trong cùng một điều kiện như nhau về sân phơi, độ nhiệt và độ ải của khí trời thì khi phơi cào luồng theo hướng Đơng - Tây hoặc Nam - Bắc sẽ nhanh khơ hơn là san phẳng khoảng 0,15% độ âm trong 1 giờ
Trang 23
Trong suốt quá trình phơi, nên cào đảo nơng sản thường xuyên Số lần cảo đảo cảng nhiễu thì nơng sản càng mau khơ và độ rạn nứt bên trong của hạt cảng íL Các kết quả nghiên cứu cho thầy rằng: nêu cứ 30 phút cào đảo,
một lần thì tốc độ giảm âm nhanh gấp 1,5 lẫn so với 1 giờ mới cào đảo, và
độ ran nứt hạt cũng giảm I,5 lần
CÂU HỖI
1 Hãy nêu tầm quan trọng của việc phơi, sấy?
2 Trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi phơi?
Trang 24Chuong 2
CƠ SỞ LÝ THUYET SAY
2.1 KHƠNG KHi AM
'Khơng khí âm là hỗn hợp giữa khơng khí khơ (gồm hỗn hợp của O› và
N2), hoi nước và một số ít thành phần các chất khí khác xem như khơng đáng kể Lượng hơi nước cĩ trong khơng khí Âm tuy rất nhỏ, nhưng cĩ ảnh hưởng quan trọng đối với con người Khơng khí âm được ứng dụng rất phổ biến trong các ngành cơng nghiệp, chế biến nơng sản thực phẩm; đặc biệt: khơng khí âm cĩ liên quan chặt chẽ với quá trình sáy, quá trình tăng ẩm, giảm ẩm, kỹ thuật thơng giĩ và điều hịa khơng khí, vệ sinh mơi trường Ngồi ra,
im cũng đĩng vai trị là một mơi chất trong các máy nhiệt
Hơi nước trong khơng khí cĩ pI suất rất nhỏ (khoảng 15 + 20 mmHg)
và được khuếch tán đều trong khơng gian chứa nĩ Trong khơng khí âm (hỗn hợp giữa khơng khí khơ và hơi nước) các phân từ khí và hơi khuếch tan đồng đều nhau, nên cĩ thể xem hơi nước và khơng khí cĩ tính chất sau: ~ Thể tích: V = Vụ = Ví - Nhiệt độ: Tị = Tà =T ~ Trọng lượng: G=Gn+ Gx 4) ~ Theo định luật Dalton ta P=Ph † Pk 22) Trong đĩ
Vv, Vụ và Vụ — thể tích của khơng khí âm, của hơi âm và của khơng khí khơ chiêm chơ
T, Tụ và T — nhiệt độ khơng khí ẩm, hơi nước và khơng khí khơ
P ph và pk~ áp suất của khơng khí ẩm, phân áp suất của hơi nước và của khơng khí khơ chứa trong khơng khi dm
Trang 25
2.1.1 Khơng khí ẫm chưa bão hịa
Giả sử khơng khí ẩm ở nhiệt độ nào đĩ, nếu hơi nước trong khơng khí âm ở trạng thái hơi quá nhiệt, thì khơng khí âm đĩ được gọi là khơng khi chưa bão hịa (trạng thái B - Hình 2.1) Khơng khí âm chưa bão hịa là
thái thường gặp trong thực tế Ở trạng thái này, khơng khí cĩ thể tiếp tục cho nước bốc hơi vào và đạt tối đa ở trạng thái bão hịa
2.1.2 Khơng khí ẩm bão hịa
Khi cho nước tiếp tục bay hơi thêm vào khơng khí chưa bão hịa (t= const), khơng khí âm sẽ đạt đến trạng thái bão hịa Phân áp suất pa của
hơi nước tăng dần và đạt đến mức tối đa bằng áp suất bão hịa (p›), tương,
ứng với nhiệt độ t (trạng thai A, Hinh 2,1)
Như vậy, khi một v được đặt trong mơi trường khơng khí âm chưa bão hịa, thì hơi nước trong vật cĩ thể khuốch tán vào mơi trường và làm cho vật khơ dẫn Nếu vật đặt vào trong mơi trường khơng khí âm bão
hịa, thì hơi nước khơng thể khuếch tán vào mơi trường và vật khơng thể
khơ được
b)
Hình 2.1 Đồ thị p-v và T-S biểu thị trạng thái hơi nước trong khơng khí âm
2.1.3 Khơng khí Ẩm quá bão hịa
Khơng khí âm quá bão hịa là khơng khí ẩm cĩ hơi nước ở trạng thái hơi bão hịa âm (điểm k) Khơng khí m quá bão hịa là trang thai khong b vững, vì một lượng hơi nước sẽ ngưng tụ lại và sẽ tách ra, cịn khơng khí âm
sẽ trở về trạng thái bão hịa
Trang 26(2) Làm lạnh dần khơng khí (pn = const) tir BD, dim D gọi là điểm đọng sương với nhiệt độ đọng sương (ta) Khơng khí ẩm cĩ nhiệt độ dưới
nhiệt độ đọng sương, thì một phần hơi nước sẽ được ngưng tụ 2.1.4 Các thơng số đặc trưng của khơng khí ấm
Khơng khí âm là một hỗn hợp giữa khơng khí khơ và hơi nước Trạng thai khơng khí âm cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sấy và bảo quần sân phẩm Theo Dalton, áp suất của khơng khí âm bằng tơng áp su:
nước (p›) và áp suất của khơng khí khơ (px) như cơng thức 2.2 Hai thơng số
đặc trưng biểu thị trang thái của khơng khí âm thường gặp nhất là độ âm và nhiệt độ Độ ẩm khơng khí biểu diễn lượng hơi nước chứa trong khơng khí ẩm 2.1.4.1 Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm tuyệt lượng hơi nước cĩ trong 1 m` khơng khí ẩm, ký hiệu py (kg/m’ khơng khí âm), Pa = #* ;kgím` (23) Xem hơi nước trong khơng kt im là khí lý tưởng nên cĩ thể v Ps kg/m’ (24) * vụ — thể tích riêng của hơi nước chưa bão hịa, (mẺ/kg) * Rụ ~ hằng số hơi nước, (J/kg.°K) = py — ap suất riêng hơi nước, (N/m?) — nhiệt độ khơng khí ẩm, (°K) 2 Độ ẩm tương đối (@)
Độ ẩm tương đối của khơng khí là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối của
khơng khí với độ âm tuyệt đối đạt lớn nhất p›.ma‹, ứng với một nhiệt độ nào
Trang 27
* v` - thể tích riêng của hơi âm bão hịa, (mỶ/kg)
© po (Phmax) — áp suất riêng của hơi ấm bão hịa, (N/m?),
Thay các giá trị tương ứng vào cơng thức 2.6, sẽ thu được:
®*.100%, (2.7)
Py
Giá trị @ thay đổi từ 0 — 1 (hoặc từ 0 — 100%) Nếu œ = 0 thi trong khơng khí khơng cĩ hơi nước, lúc đĩ khơng khí là khơng khí khơ tuyệt đối
Độ âm tương đối là thơng s ù i
khả năng hút âm của khơng khí Giá trị của độ ẩm tương đối cảng nhỏ, thì điều kiện cân bằng càng khác nhau, khả năng sảy của khơng khí càng lớn
2.1.4.3 Độ chứa họ (d)
Độ chứa hơi (d) của khơng khí ẩm là tỷ số giữa khối l
(ms) va khối lượng khơng khí khơ (m;) chứa trong khơng khi
quan trọng của khơng khí ẩm, đặc trưng ng hơi nước im (2.8) 'Thể tích riêng và khối lượng riêng của khơng khí ẫi - Thể tích riêng khơng khí ẩm (v): (2.9) Trong đĩ:
ma — khối lượng của hơi nước, kg
= my — khdi lượng của khơng khí khơ, kg
=m = my + mụ — khối lượng tổng cộng của khơng khí ẩm
- Khối lượng riêng của khơng khí ẩm là tỷ số giữa khỗi lượng m và
thể tích V
Trang 282.1.4.4 Nhiệt độ khơng khí ẩm
Nhiệt độ khơng khí ẩm thể hiện trạng thái nĩng - lạnh của khơng khí ẩm
a) Nhiệt độ bầu khơ: Nếu dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ của khơng khí âm thì nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ bầu khơ
b) Nhiệt độ bầu ướt (ta): Khi cho nước bay hơi trong điều kiện
entanpi khơng đổi đến trạng thái bão hịa, nhiệt độ ứng với trạng thái bão hịa đĩ là nhiệt bằu tới
chứa hơi khơng đồi (d = const) Khi đĩ, nhiệt độ hỗn hợp giảm dần xuống đến một mức nào đĩ thì đạt trạng thái bão hịa (ọ = 1) Nhiệt độ tương ứng
với trạng thái này gọi là nhiệt độ đọng sương Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ, thi
trong hon hợp bắt đầu xuất hiện những hạt sương (giọt nước) do hơi nước
ngưng tụ, và độ chứa âm d bắt đầu giảm xuống
Vậy nhiệt độ đọng sương là giới hạn việc làm lạnh khơng khí âm cho đến trạng thái bão hịa @ = 1 khi d= const
2.1.4.5 Entanpi của khơng khí ẩm (1)
Emtanpi của khơng khí ẩm, cịn được gọi là nhiệt lượng riêng của khơng khí âm Ia tng so œnanpi của khơng khí khơ và entanpi ctia hơi nước ở trong hỗn hợp khơng khí ẩm Entanpi của khơng khí ẩm trong đĩ cĩ chứa 1 kg khơng khí khơ và cĩ độ chứa âm d là: T= ik + dain (2.11) Trong đĩ: "ii, Ín — entanpi của khơng khí khơ, hơi nước cĩ trong khơng khí âm (kJ/kg) ik = Ck.t = 1t (néu xem: Ce = 1 kJ/kg) in= m+ Cut = 2500 + 2L (2.12)
* Cụ, Cc — nhiệt dung riêng của hơi nước, khơng khí khơ, (kl/kg 9C) = t nhiệt độ khơng khí Am, °C)
*m — nhiệt hĩa hơi của nước, (ki/kg)
Trang 29
t+ (2500 + 20d (2.13)
2.1.5 Đồ thị của khơng khí ấm
2.1.5.1 Đồ thị I— d
Để giải bài tốn xác định các thơng số trạng thái của khơng khí ẩm
được thuận lợi; đồ thị I - đ được sử dụng, với trục tung biéu diễn entanpi (1), trục hồnh biểu diễn độ chứa hơi (đ) của một lượng khơng khí âm cĩ chứa 1 kg khơng khí khơ Đơ thị I - d được biểu diễn ở Hình 2.2, gĩc giữa đường T và d là 135 Đường d = const là những đường thẳng đứng song song với trục tung (đơn vị la g/kg) Đường I = const là những đường thẳng song song và tạo với trục hồnh một gĩc 1359 Đường nhiệ cĩ hệ số gĩc bằng: ‘aL ed), Đường âm độ tương đối của khơúÿ khí ẩm ở = const được vẽ dựa trên cơng thức: 6 t= const ki những đường tạo với trục hồnh một gĩc d= 622 Pin (2.14) P- OP ie
6 mét nhigt 49-44 chon, qua bang hoi mude tim durge pimax, cứ mỗi giá
tri clia @ sé cho mét gid trị của d; nối các điểm lại ta được đường @ = const
Với đường = 100% (khơng khí H
và do đĩ d cũng tăng, nên đường biểu diễn đi từ trái sang phải; khi nh
tiến đến nhiệt độ bão hịa của hơi nước ứng với áp suất khí quyền tp thì
Phma —> p và d —> œ, cĩ nghĩa là đường = 100% nhận đường ty làm tiếp tuyến
Trang 30
dị đ
Hình 2.2 Đồ thị I - d và các đường đặc tính của khơng khí âm
Xác định trạng thái của khơng khí ẩm
Khơng khí âm được xem là một hỗn hợp trong đĩ cĩ các thơng số trạng thải đã biết Do đĩ chỉ cân biết hai thơng số thì cĩ thé xác định được ¡ trị các thơng số trang thải cịn lại, và sẽ xác định được trạng thải của Thí dụ 2.1: Xĩc định các thơng số chỉ trạng thái của khơng khí, khi biết ọt và tị Hướng dẫn:
Hai đường gi va ti cắt nhau tại điểm 1 Cách xác định các thơng số
trạng thái của khơng khí tại điểm 1 như sau:
~ Độ chứa hơi dị (g/kg): từ 1 vẽ theo đường song song với trục tung đ= const
- Entanpi li: từ 1 vẽ đường thẳng song song với trục Ï = const
at cla hoi nude pn: là giao điểm của đường pr(d) voi
Trang 31
- Nhiệt độ bầu ướt tu là nhiệt độ tại giao điểm của đường l¡ và
@= 1009
~ Độ chứa âm diuas: là giá trị d giao giữa đường lưới ọ = 100%
~ Phân áp suất p:ma: là giá trị áp suất tại điểm giao của dissx với ph(d)
Ngồi dé thj I - d, các thơng, được xác định qua đồ thị t- d
215.2 Dé thjt-d
Hình 2.3 biểu diễn đồ thị t - d, với trục hồnh là nhiệt độ bầu khơ của
khơng khí ẩm tụ, trục tung cho giá trị độ chứa hơi d, phía trên trái cĩ một
trục chéo phụ cho giá trị entanpi I
rạng thái của khơng khí ẩm cịn cĩ tỉ Hình 2.3 Đồ thị t- d và các đường đặc tính thơng số trạng thái khơng khí âm
Để xác định trạng thái của khơng khí, cần biết trước ít nhất hai thơng số của khơng khí Nếu biết được nhiệt độ t¡ và độ ẩm tương đối ọi, sẽ xác
định được trạng thái 1 Từ đĩ, các thơng số trạng thái cịn lại của điểm
1 sẽ được xác định như được biểu điễn ở Hình 2.3,
2.1.6 Các quá trình nhiệt động của khơng khí ấm
2.1.6.1 Quá trình gia nhiệt khơng khí ẩm
Quá trình này thường gặp khi đốt nĩng một cách đơn thuần bằng nguồn nhiệt (khơng cĩ sự bốc hơi); như đốt nĩng khơng khí bằng điện trở hoặc bằng hơi nước ngưng tụ trong ống
Trang 32aaa a
Hinh 2.4 Qué trinh gia nhigt
~ Trong quá trình gia nhiệt khơng cĩ sự bốc hơi thêm vào khơng khí dm nén di = do = const
- Đây là quá trình này nhận nhiệt, nên entanpi và nhiệt độ khơng khí âm tăng lên; độ âm tương đối của khơng khí giảm xuống ( i> (› )
- Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình ứng với 1 kg khơng khí khơ là: qịa =Is— hi, ki/kg kk va véi dong khdng khi G kg thi: Qo = GÚ: — DỊ)
2.1.6.2 Quá trình làm lạnh khơng khí Ấm
Quá trình này thường gặp trong hệ thống lạnh của máy điều hịa khơng khí, hoặc một vật lạnh đề trong mơi trường " Hình 2.5 Quá trình làm lạnh khơng khí
~ Khi khơng khí bị làm lạnh nhưng cĩ t > tes (tas = ta) thì khơng khi khơng bị ngưng tụ âm, nhiệt độ khơng khí và entanpi giảm xuống, độ âm
Trang 33~ Khơng khí m bị làm lạnh dưới nhiệt độ đọng sương t› < ta, thì quá
trình làm lạnh xây ra: đầu tiên là từ | —> A (khơng ngưng tụ âm), sau đĩ làm
lạnh tiếp từ A —> 2 cĩ ngưng tụ ẩm
Khi làm lạnh t < tu thì nhiệt độ làm entanpi của khơng khí Am giảm xuống, độ âm tương đối ọ tăng
~ Nhiệt lượng cần làm lạnh ứng với 1 kg khơng khí khơ
qo=l-l3, kl/kg kk
- Lượng hơi nước chứa trong khơng khí ẩm giảm xuống (đ› < di) vì một phần hơi nước bị ngưng tụ, lượng nước ngưng tụ ứng với | kg khong khí sẽ là:
Ad = di - đà, kg/kg kk
~ Nếu kết hợp hai quá trình làm lạnh và gia nhiệt, cĩ thể tạo nên khơng khí vừa cĩ độ âm thấp và cĩ đội bu @ tae Nước ngưng % “ 3 Hinh 2.6 Qué trinh làm lạnh và gia nhiệt khơng khí âm 2
3 Qué trinh ting im
“Trong một số trường hợp, cần phải tăng ẩm trong mơi trường khơng
khí đẻ đáp ứng yêu cầu làm việc cụ thê nào đĩ
Trang 34
Trong quá trình này, xem như I = const vì nước lấy ẩn nhỉ
khí và lại đưa lại vào khơng khí Nhiệt độ thấp nhất mà khơng khí ra cĩ tỉ
đạt được là tp và được gọi là nhiệt kế ướt tu (ts = ty) Dd thi T-d cho thay
khi nhiệt độ t: tương đối cao và ảm độ ạ› thấp, khơng khí cĩ thể nhận thêm
hơi nước bốc hơi, độ giảm At = (t — tu) rất lớn; ngược lại nếu ọ› lớn thi At này rất nhỏ v/v Sự, wa ey oy wa Tai | se zz2| | › § Buéng sấy >
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý quá trình sấy
3.1.6.4 Quá trình hịa trộn khơng khí
Qué trình hịa trộn kì ơng khí thường gặp trong thiết bị điều hịa khơng
4 6 bị trao đơi
Trang 35
Hinh 2.9 Quá trình hịa trộn khơng khí
~ Theo định luật bảo tồn năng lượng và khối lượng:
Gil + Gb = Gab và: Gi+G.=Gs
~ Theo điều kiện cân bằng âm: Gidi + Gado = Gads Trong đĩ, các thơng số lu, l, di, dạ, tụ tĩ, i, g3 được xác định theo đồ thi Fd, 2.2 VAT LIEU AM 2.2.1 Các đặc tính của vật liệu ẩm
Vat liệu âm (vật liệu sấy) là các loại vật liệu mà trong đĩ cĩ chứ: hay một lượng chất lỏng nhất định Như vậy, trọng lượng vật liệu sấy gồm cĩ hai thành phần cơ bản: trọng lượng chất khơ và trọng lượng âm (nước hay dung mơi hữu cơ ở một số hĩa chất đặc biệU): ngồi ra cịn
chất khí nhưng trọng lượng khơng đáng kể Dựa theo tính chất lý học, cĩ thé chia vật liệu m ra thành ba loại:
- Vật liệu eo: là vật Âm cĩ tính dẻo do cĩ cấu trúc hạt
- Vật liệu xốp mao dẫn: vật âm cĩ chứa nước hoặc hơi ẩm ở dạng,
liên kết cơ học do áp lực mao quản hay cịn gọi là lực mao dẫn
~ Vật liệu keo xốp mao dẫn: vật âm cĩ tính chất gồm các tính chất
hai nhĩm trên
Về cầu trúc, vật liệu âm luơn cĩ các khoảng trống tế vỉ chứa nước và
Trang 36a Độ rỗng
Độ rỗng (độ xốp) của khối vật liệu sấy là tỷ số của tong thê tích phần
rồng giữa các hạt vật liệu (khơng kê phần rỗng bên trong hạt) và thể tích của cả khối vật liệu, được tính bằng %
Độ rỗng của vật liệu sấy cĩ ảnh hưởng rất lớn đến thời gian sấy Khi độ rỗng của khối vậ
cấp liệu vào buồng sấy, khơng nên làm nén vật liệu Giá trị độ
loại vật liệu rời được cho trong Bảng 2.1
liệu càng lớn thì thời gian sấy càng ngắn Do đĩ khi
ơng một số
b Kích thước hạt vật liệu sấy
Hạt vật liệu được đặc trưng bởi 3 đường kính: lớn nhất (dau), trung gian (đn) và nhỏ nhất (dnn) - Đường kính lớn nhất: là kích thước lớn nhất của diện tích chiếu cực đại - Đường kính nhỏ nhất: là kích thước ngắn nhất của diện tích chiếu cực tiểu
- Đường kính trung gian: là đường kính tối thiểu trên diện tích chiếu
cực đại và thường được giả định bằng đường kính dài nhất của diện tích chiếu cực tiểu Bảng 2.1 Độ rỗng của một số loại hạt rời Loại hạt Độ rỗng, % | Lita mi 42 +46 | Sorghum 43 +46 | Đậu nành 41+44 | Bap hat 39+ 48 | (Stroshine and Hamann, 1995) Các đường kính tối đ:
thị trường và cơng nghiệp ch „ trung gian và tối thiêu ít khi được dùng trong biên
~ Đối với các loại hạt và hạt giống: kích thước là: chiều dài, rộng và dày
- Đối với các loại rau và quả: chiều đài là kích thước d
ng song với cuống, đường kính là kích thước lớn nhất vuơng gĩc chiều với cuống nhất theo ~ Đường kính hình học trung bình d; được xác định:
Trang 37Khi khơng thể hoặc rất khĩ xác định 3 kích thước khác nhau trên,
nhưng cĩ thể đo được khối lượng (mẹ) và khối lượng riêng (p;), thì kích
thước đặc trưng là đường kính của hình cầu tương đương d: xác định như sau:
“5 (2.16)
Py
c Sự liên kết giữa Ấm và vật liệu sấy
Nước (âm) tồn tại trong vật liệu sấy ở dạng tự do và dạng liên kết
lượng nước bao phi tồn bể mặt vật liệu, lớp nước (2) Nước liên kết: là nước bên trong vật liệu sấy ở dạng liên kết, cĩ thể ở các dạn
Liên kết hĩa học: gồm liên kết ion và phân tử
nước đã trở thành một bộ phận trong thành phần hĩa học của phân tử vật âm Liên kết hĩa học giữa âm và chất khơ rất bền vững: Trong quá trình sấy,
i ng khơng cần tách nước liền kết hỏa học ra khỏi vật liệu sấy
khoảng rỗng của vật liệu và
kết dính ướt Khi sấy, sau khi nước tự do trên bề mặt bay hơi, nước liên kết
cơ lý từ bên trong vật liệu chuyền dần đến bề mặt, rồi tiếp tục chuyển vào
mơi trường cĩ tác i liệu, khơng lấy hết nước bên trong
mà chỉ cần say `
hịa tan ở trong và ngồi tế bảo
2.2.2 Độ ấm của vật liệu sấy
Trang 382.2.2.1 Độ ẩm theo cơ sở ướt (wet basis)
Độ ẩm của vật liệu tinh ¿heo cơ sở ưới (wap %) là phần trăm của
trọng lượng âm (nước) chứa trong tồn bộ khối hạt âm Độ âm cua hi
theo cơ sở ướt thường được sử dụng phơ biến trong sấy, chế biến và
bán nơng sản Do đĩ, khi nĩi độ âm của nơng sản, người ta hiểu đĩ là đi tính theo cơ sở ướt Độ âm này cĩ thể được xác định bằng máy đo độ âm hoặc dùng tủ sấy G, —z.100 (2.17 G (17) nb Trong đĩ:
G là trọng lượng tổng cộng của khối vật liệu ẩm
Ga — là trọng lượng chất khơ (phần khơng phải là nước của hạt)
Gm = (Gw ~ Ga) ~ là trọng lượng nước chứa trong vậ
2.2: Cĩ 100 kg nơng sản tươi ở độ ẩm won = 20%, sau khi sấy khơ đến độ âm 139 Hỏi lượng nước bay hơi đi là bao nhiều kg?
Hướng dẫn:
Theo định nghĩa độ âm, 100 kg nơng sản ở độ ẩm 20% cĩ chứa 20 kg
nước và 80 kg là chất khơ Khi sấy, nước sẽ bay đi nhưng chất khơ khơng thay đơi
Goi Gm la trong lượng nước cịn I
cịn là 100 kg) Theo định nghĩa, cĩ thê viết G a SG, = TT =1196kg — 0,13.80 G,, +80 087 trong hạt ở 13% (lúc này khơng 0,13
Trang 39
Thí dụ Cĩ 200 kg hạt đậu ở độ âm 32% được sáy khơ đến độ ẩm
19%, Hỏi trọng lượng của đậu khơ sau khi sấy là bao nhiêu? 32-
= 200 2008219) _ 990 39,1 167,91g
° 100-19
Thi du 2.4: Khi sáp 4 tấn lúa tươi sạch,
1494 Hỏi lượng nước cân Ì làm khơ là bao nhiêu? ĩ độ âm 30% khơ đền độ ầm y ra khoi hat là bao nhiêu? Lượng lúa sam khi Hướng din: Trọng lượng nước lấy đi được xác định theo cơng thức 2.18: 4000.|1~490=59 [2 apoo li- =4000 [35-70 = 4000 86 (86 16 = 94000 744 bg 56 86 100-14, Sau khi phơi/sây, lượng lúa khơ cịn lại là: 4000 kg — 744 kg = 3256 kg 2.2.2.2 Độ Ẩm theo cơ sở khơ (dry basis) Trọng lượng nước trong vật liệu 4g, : /GL=G) yg -I00 (2.19) Trọng lượng chất khơ, G, G,
Độ ẩm của hạt tính théo cơ sở khơ là tỳ số giữa trọng lượng ẩm và trọng lượng chất khơ, được tính bằng % Độ âm cơ sở khơ chỉ được dùng
Trang 40Bang 2.2 Trọng lượng nước mắt đi (kg) khi sấy 1000 kg hạt (tính theo cơ sở ướt)
Độ Ấm sau khi phơi hoặc sấy (%) Độ ẩm ban đầu (%) 19 |18 17 16 1514 13 12,11 10 30 136 | 146 | 157 167 | 176 | 186 195205 213 222 29 125 | 134145 155 165 | 174 184 | 193 | 202 211 28 111 | 122 | 133 | 143 | 153 | 163 | 172 | 182 | 191 | 200 27 99 110/120 lãi 41 151 lối 170 180, 189 26 §6 | 98 |I0§ 119 | 129) 140 149 | 159 | 169 178 25 74 | 85 | 96 107 | 118 | 128 | 138 | 148 | 157 | 167 24 62 | 73 | 84 95 | 106} 116 126 | 136 | 146 156 23 49 | 61 72 | 83 | 94 | 105 115 | 125 | 135 | 145 22 37 | 49 | 60 | 71 82 | 93 103 | 114 | 124 | 133 2 25 | 37 | 48 | 60 | 71 8l 92 | 102 | 112 | 122 20 12/24 |36 48 | 59 | 70 80 | 91 | 101) 111 19 = 12|24 36/47 | 58 69 | 80 90 | 100 18 + * 12 24 | 35 | 47 | 57 | 68 | 79 | 89 17 - - - 12 | 24 | 35 46 | 57 | 67 | 78 16 ca 2 ® + 12 | 23 | 35 | 45 | 56 | 67 15 TH ) |1 Chú
Trọng lượng hạt khơ sau khi sdy bang 1000 kg trừ cho số tra được ở Bảng 2.2
2.2.3 Độ ấm cân bằng (EMC — Equilibrium Moisture Content)
2.2.3.1 Khái niệm về sự cân bằng Ẩm