TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ SẤY BẰNG BƠM NHIỆT TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

HỌ VÀ TÊN MSSV Nhiệm vụ 1. Nguyễn Ngọc Triều (Nt) 53131884 Ra đề cương, giao nhiệm vụ cho các thành viên, tổng hợp duyệt bài , làm slide. Quản lý nhóm sắp xếp thời gian làm bài nhóm . Nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt.thuyết trình, nộp bài cho giảng viên. Đi học nhóm đầy đủ. 2. Nguyễn Thị Thúy Hằng 53130345 Làm phần Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt.cấu tạo của bơm nhiệt, tham gia sửa bài , tranh luận trên lớp , trả lời câu hỏi. Đi học nhóm đầy đủ. 3. Trần Thị Trang 53131840 Làm phần nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt , tham gia sửa bài nhóm, tranh luận trên lớp , trả lời câu hỏi. Đi học nhóm đầy đủ. 4. Huỳnh Thị Kim Ngân 53131007 Làm phần Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt, tham gia sửa bài nhóm, tranh luận trên lớp , trả lời câu hỏi. Đi học nhóm đầy đủ 5. Nguyễn Minh Thạnh 53131594 Làm phần . Quy trình công nghệ sấy rau quả, tham gia sửa bài nhóm, tranh luận trên lớp , trả lời câu hỏi. Đi học nhóm đầy đủ DANH SÁCH NHÓM 8: CHỦ ĐỀ : TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ SẤY BẰNG BƠM NHIỆT TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM. 1 NỘI DUNG. I. KHÁI NIỆM VÈ BƠM NHIỆT 1. Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt. 2. Cấu tạo 3. Nguyên lý làm việc II. HỆ THÓNG SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT. 1. Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 2. Quy trình công nghệ sấy rau quả. 3. Nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt III. Kết luận. I. KHÁI NIỆM VÈ BƠM NHIỆT 1. Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt. Bơm nhiệt có quá trình phát triển lâu dài, bắt đầu từ khi Nicholas Carnot đề xuất những khái niệm chung đầu tiên. Một dòng nhiệt thông thường di chuyển từ một 2 vùng nóng đến một vùng lạnh, Carnot đưa ra lập luận rằng một thiết bị có thế được sử dụng để đảo ngược quá trình tự nhiên và bơm nhiệt sẽ điều chỉnh dòng nhiệt từ một vùng lạnh đến một vùng ẩm hơn. Đầu những năm 1850, Lord Kelvin đã phát triển các lý thuyết về bơm nhiệt bằng cách lập luận rằng các thiết bị làm lạnh có thể được sử dụng để gia nhiệt. Các nhà khoa học và các kỹ sư đã cố gắng chế tạo ra một bơm nhiệt nhưng không một mô hình nào thành công cho đến giữa những năm 30 khi những bơm nhiệt sử dụng theo mục đích cá nhân được lắp đặt. Việc lắp đặt các bơm nhiệt gia tăng đáng kể sau thế chiến II, người ta nhận thấy rằng bơm nhiệt có thể được thương mại hóa nếu hoàn tất lý thuyết và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sản phẩm bơm nhiệt đầu tiên được bán vào năm 1952. Từ khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu thập kỉ 70, bơm nhiệt lại bước vào một bước tiến nhảy vọt mới. Hàng loạt bơm nhiệt đủ mọi kích cở cho các ứng dụng khác nhau được nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện và bán rộng rãi trên thị trường. Ngày nay, bơm nhiệt đã trở nên rất quen thuộc trong các lĩnh vực điều hòa không khí, sấy, hút ẩm, đun nước 2. Cấu tạo Hệ thống bơm nhiệt bao gồm 4 thành phần chính: 1. Dàn bay hơi (dàn lạnh). 2. Máy nén. 3 3. Bình ngưng tụ (dàn nóng). 4. Van tiết lưu. 3. Nguyên lý hoạt động. Nguyên lý làm việc của bơm nhiệt như sau: Hơi môi chất lạnh ra ở dàn bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp được máy nén hút về và nén lên áp suất cao và nhiệt độ cao rồi đẩy vào dàn ngưng tụ . Ở dàn ngưng tụ , hơi ngưng tụ lại thành lỏng và cấp nhiệt cho chất tải nhiệt ( nguồn nóng) theo yêu cầu công nghệ như nước nóng hoặc 4 không khí nóng phục vụ sấy sưởi … lỏng áp suất cao được tiết lưu xuống áp suất thấp khi đi qua thiết bị tiết lưu và đi vào dàn bay hơi .Ở dàn bay hơi , lỏng bay hơi, thu nhiệt của nguồn nhiệt ( nguồn nhiệt là nước, không khí môi trường hoặc nguồn nhiệt thải …). Hơi sinh ra ở dàn bay hơi lại được máy nén hút về máy nén khép kín vòng tuần hoàn môi chất lạnh . II. HỆ THÓNG SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠMNHIỆT. 1. Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt Sự thay đổi môi trường trong những năm gần đây, đặc biệt những năm cuối thế kỉ rất đáng lo ngại. Những bước tiến nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật, cùng với sự thay đổi toàn diện về lối sống của xã hội hiện đại, đã gây nên sự tổn hại to lớn đối với các nguồn tài nguyên cũng như đối với sự cân bằng sinh thái. Hiện tại, những vêu cầu đặt ra đối với nền văn minh hiện đại là việc thõa mãn nhu cầu ngày càng cao đối với các nguồn năng lượng đang cạn kiệt trên trái đất. Sự phát triển của kỹ thuật và nghiên cứu khoa học tự nhiên có thể sẽ mang lại câu trả lời thõa đáng nhất. Trọng tâm hiện nay là sự thay đổi dần dần theo hướng đòi hỏi đáp ứng cả vấn đề cân bằng sinh thái và môi trường sống. Sấy là một thiết bị hoạt động chủ yếu trong ngành thực phẩm - nông nghiệp, nó gây nên sự ô nhiễm rất lớn đối với môi trường. Việc khử từng phần hay toàn bộ nước từ vật liệu là rất phức tạp và yêu cầu một nguồn lượng năng lượng lớn. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này như thời gian chu trình, chất lượng sản phẩm, độ cảm nhiệt, vv Kỹ thuật sấy có thể đáp ứng được cả yêu cầu về kinh tế và bảo vệ môi trường sống phát triển rất chậm bởi nhiều yếu tố. Việc ứng dụng nghiên cún sử dụng bơm nhiệt trong quá trình sấy được chú ý, từ đó tìm ra các ứng dụng khác nhau của kỹ thuật sấy lạnh sử dụng đế thay thế những phương pháp sấy truyền thống từ đó đem đến những lợi ích trong tương lại. Trong một máy sấy đối lưu không khí nóng, không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ sấy (bằng cách sử dụng bộ gia nhiệt điện hoặc bộ gia nhiệt sử dụng nhiên liệu) đế làm tăng tốc độ truyền nhiệt trong quá trình sấy. Điều này làm tăng áp suất hơi nước bên ngoài và tốc độ khuếch tán ẩm trong trong vật liệu theo hướng thoát ra bề mặt vật liệu, từ đó lượng ẩm này sẽ khếch tán vào trong dòng tác nhân sấy. Trong môi trường đối lưu, độ ẩm tuyệt đối của tác nhân sấy phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Việc sử dụng bơm nhiệt để hút ẩm trong quá trình sấy hoàn toàn có thể điều khiển 5 hoàn toàn cả thành phần ẩm và nhiệt độ tác nhân sấy, cũng như lấy lại được nhiệt ẩn bay hơi của nước từ dòng thải. Bơm nhiệt có thể thay đối nhiệt độ từ thấp đến cao, theo yêu cầu làm việc của thiết bị, từ đó nó có thể cung cấp các chế độ làm việc khác nhau. Loại bơm nhiệt phổ biến nhất hoạt động hoạt động theo một chu trình nén - hơi bao gồm các thiết bị chính: dàn bay hơi, máy nén, dàn ngưng tụ và van giãn nở (hình 1.2) 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 6 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. cấu trúc của dàn bay hơi và dàn ngưng tụ được bố trí như hình vẽ (hình 1.3). Trong trường hợp thứ nhất (hình 1.3a), máy sấy lạnh hoạt động vừa như một máy khử ẩm và một bộ gia nhiệt không khí. Trong cách bố trí thứ hai, dàn bay hơi được xen vào dòng không khí ẩm trong khi không khí sạch lại được đưa vào toàn bộ dàn ngưng tụ. Việc sắp xếp theo kiểu này, nhiệt ẩn (cùng với một lượng lớn nhiệt hiện) 7 được hồi lưu bằng cách khử ẩm của khí thải và truyền cho không khí của quá trình thông qua dàn ngưng tụ. Mô hình này thích hợp khi không khí môi trường khô (độ ẩm tương đối thấp), nhưng nó lại không kinh tế trong quá trình sấy, bởi vì dòng khí thải tương tự như không khí bên trong. Trong cả hai mô hình trên, khí thải từ buồng sấy có thế được hồi lưu lại đi đến dàn bay hơi nghĩa là không khí có thế tuần hoàn toàn bộ hay từng phần. Bơm nhiệt bước đầu được nghiên cứu với tác dụng khử ẩm, nhưng sau cuộc khủng hoảng năng lượng những năm 70. Khả năng ứng dụng trong việc sấy nông sản ngày càng được chú ý đến nhiều hơn. Ứng dụng của bơm nhiệt trong nông nghiệp bắt đầu với việc sử dụng như thiết bị gia nhiệt. Những nghiên cứu và phát triển sau đó đã đạt được kết quả với việc phát triển quá trình sấy sử dụng bơm nhiệt. Bằng nhiều cách khác nhau, như là sử dụng một van điều chỉnh áp suất, trao đối nhiệt, điều khiến lưu lượng dòng khí, thay đổi tốc độ máy nén,vv được thực hiện tùy thuộc vào các yêu cầu thực tế, nguyên lý hoạt động máy sấy sử dụng bơm nhiệt. Trong thương mại việc sử dụng các máy sấy lạnh để sấy hỗ trợ đã được nhắc đến tại nhiều nước ở Châu Âu (Na Uy, Pháp và Hà Lan), Châu Á và Autralia, ở đây công nghệ này được ứng dụng chủ yếu trong các quy trình chế biến thực phẩm. Việc sử dụng bơm nhiệt với quy mô rộng lớn vẫn chưa được cụ thể hóa trong nông nghiệp. Một trong những yếu tố cản trở việc sử dụng kỹ thuật này là chi phí đầu tư. Vì chi phí đầu vào cao và thời gian sử dụng ngắn, cho nên hiện nay các loại máy sấy khác vẫn chiếm ưu thế. Hơn nữa, các sản phẩm ra đời phải đảm bảo tính chất lượng , kỹ thuật sấy sử dụng bơm nhiệt có tiềm năng đáp ứng được các ứng dụng khác nhau trong môi trường sản xuất nông nghiệp. 2. Quy trình công nghệ sấy rau quả. 8 3. Nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt về cơ bản tương tự như máy lạnh bình thường, nó chỉ phân biệt ở mục đích sử dụng mà người ta phân loại bơm nhiệt và máy lạnh. Máy lạnh chỉ dùng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi để giảm nhiệt độ môi trường, còn bơm nhiệt lại sử dụng nguồn nhiệt ở dàn ngưng tụ. Nhưng về cơ bản hai loại đều bao gồm những thiết bị giống nhau, nhưng do yêu cầu về sử dụng nguồn nhiệt mà bơm nhiệt được dùng để cung cấp nguồn nhiệt cao hơn. 9 Máy sấy lạnh dựa trên nguyên lý của tủ sấy, nhưng tác nhân sấy được xử lý tách ẩm trước khi đi vào buồng sấy. Nguyên tắc tách ẩm tác nhân sấy dùng dàn lạnh của máy lạnh để làm giảm nhiệt độ của tác nhân sấy dưới nhiệt độ điểm sương để bốc hơi nước trong không khí ẩm ngưng tụ thành nước và lấy ra ngoài. Phần tác nhân sấy sau khi tách ẩm được gia nhiệt lại bởi dàn nóng của máy lạnh rồi tiếp tục đưa vào buồng sấy thực hiện quá trình sấy. Tóm lại, cơ sở của phương pháp này được thực hiện bằng cách giảm độ ẩm tương đối trong không khí để tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hơi nước trong không khí và hơi nước trong nông sản, thực phấm. Bằng cách này độ ấm sẽ tách ra khởi nông sản, thực phấm, và đi vào không khí. Khi làm lạnh không khí trong thiết bị trao đổi nhiệt xuống thấp hơn nhiệt độ đọng sương, hơi bão hoà ẩm sẽ ngưng tụ và tách ra khỏi không khí. Không khí sau đó đi qua dàn nóng sẽ sấy khô vật liệu. 10 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt sử dụng trong máy sấy lạnh [...]... buồng sấy - 2-3: Quá trình sấy Tác nhân sấy có độ ẩm thấp đươc thổi qua vật liệu sấy sẽthoátẩm ra từ vật liệu và mang ra khởi buồng sấy Điếm (3) là trạng thái không khí saubuồng sấy III Kết luận Bơm nhiệt là một thiết bị ngày càng được sử dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả kinh tế lớn, đặc biệt là trong công nghệ sấy nông lâm sản đòi hỏi chất lượng cao Ở Việt Nam, chúng ta đã bước đầu sử dụng bơm nhiệt, ... nhiên thiết bị nhập ngoại có giá thành cao và có thể không phù hợp hoàn toàn với điều kiện môi trường khí hậu Việt Nam Do đó việc nghiên cứu bơm nhiệt ứng dụng vào công nghệ sấy cần phải được tiếp tục để tìm ra các mô hình thích hợp với điều kiện nước ta nhằm đưa ra thiết bị hoàn thiện hơn, giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm sấy để nâng cao tính cạnh tranh của các sản phẩm sấy. .. hoạt động máy sấy lạnh trên đồ thị không khí ẩm T-D - 3-4: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương Điểm (0) là trạng thái không khí ở điều kiện môi trường, điếm (4) là trạng thái không khí trong thiết bị bay hơi, lúc bắt đầu giảm ấm 11 - 4-1: Quá trình tách ẩm Điểm (1) là trạng thái không khí ở cuối giai đoạn giảm ấm - 1-2: Quá trình gia nhiệt tác nhân sấy đến nhiệt độ sấy Điểm (2) là... suất và chất lượng sản phẩm sấy để nâng cao tính cạnh tranh của các sản phẩm sấy cao cấp 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Kỹ thuật sấy / Hoàng Văn Chước Lần xuất bản In lần thứ 2, có sửa chữa và bổ sung Thông tin xuất bảnHà Nội : Khoa học và kỹ thuật, 1999 Mô tả vật lý 283 tr ; 21 cm 2 Bơm nhiệt / Nguyễn Đức Lợi Thông tin xuất bản Hà Nội : Giáo dục Việt Nam, 2014 Mô tả vật lý 247 tr ; 24 cm http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-tim-hieu-ve-thiet-bi-say-phun-52852/... http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-tim-hieu-ve-thiet-bi-say-phun-52852/ http://tailieu.vn/doc/say-thang-hoa-dau-tay-862053.html http://anphates.com.vn/tin-tuc/267-nguyen-ly-hoat-dong-cua-bom-nhiet http://tai-lieu.com/tai-lieu/ung-dung-cong-nghe-say-lanh -trong- cong-nghiep-che-bienrau-qua-viet-nam-1667/ http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-xay-dung-mo-hinh-thiet-bi-say-bang-bom-nhietva-nghien-cuu-thuc-nghiem-say-nong-san-o-nhiet-do-thap-21248/ 13 . NHÓM 8: CHỦ ĐỀ : TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ SẤY BẰNG BƠM NHIỆT TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM. 1 NỘI DUNG. I. KHÁI NIỆM VÈ BƠM NHIỆT 1. Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt. 2. Cấu tạo 3 II. HỆ THÓNG SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT. 1. Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 2. Quy trình công nghệ sấy rau quả. 3. Nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt III. Kết. triển các lý thuyết về bơm nhiệt bằng cách lập luận rằng các thiết bị làm lạnh có thể được sử dụng để gia nhiệt. Các nhà khoa học và các kỹ sư đã cố gắng chế tạo ra một bơm nhiệt nhưng không một