Dịch anh văn chuyên ngành nhiệt lạnh IUH chương 3

Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh 3.1 PREFACE Drying is one of the oldest methods of preserving food Primitive societies practised the drying of meat and fish in the sun long before recorded history Today the drying od foods is still important as a method of preservation Dried foods can be stored for long periosd without deterioration occurring The principal reasons for this are that the microorganisms which cause food spoilage and decay are unable to grow and multiply in the absence of sufficient water and many of the enzymes which promote undesired changes in the chemical composition of the food cannot function without water Sấy phương pháp bảo quản thực phẩm lâu đời Xã hội nguyên thủy cổ đại thực sấy thịt cá ánh nắng măt trời lịch sử ghi lại Ngày sấy thực phẩm quan trọng với phương pháp bảo quản Thực phẩm sấy lưu trữ thời gian dài mà không bị phân hủy Những nguyên nhân chủ yếu điều vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm suy giảm phát triển tăng lên trường hợp đủ nướcvà nhiều enzim mà đẩy mạnh thay đổi thành phần hóa học thực phẩm hoạt đông mà nước Preservation is principal reason for drying, but drying can also occur in conjunction with other processing For example in the baking od bread, application of heat expands gases, changes the structure of the protein and starch and dries the loaf Bảo quản nguyên nhân chủ yếu cho sấy sấy xảy liên kết với chế biến khác Ví dụ, nướng bánh mì, ứng dụng nhiệt giãn nở khí , thay đổi cấu trúc protein tinh bột sấy bánh Losses of moisture may also occur when they are not desired, for example during curing of cheese and in the fresh or prozen storage of meat, and in innumberable other moist food product during holding in air Sự hao tổn độ ẩm xảy không mong muốn, ví dụ lúc giữ nhiệt phô mât nươc trái thịt bảo quản băng đông lạnh, vô số sản phẩm thức ăn lúc độ ẩm giữ lại không khí Drying of foods implies the removal of water from the foodstuff In most cases, drying is accomplished by vaporizing the water that is contained in the food, and to this the latent heat of vaporization must be supplied There are, thus, two important process-controlling factors that enter into the unit operation of drying : (a) Transfer of heat to provide the necessary latent heat of vaporization, (b) Movement of water or water vapour through the food material and then away from it to effect separation of water from foodstuff Sấy thực phẩm bao hàm loại bỏ nước khỏi thực phẩm nhiều trường hợp, sấy hoàn thành bốc nước chứa thực phẩm, để làm điều nhiệt ẩn hóa phải cung cấp Như vậy, trình quan trọng điều khiển nhân tố đưa vào thao tác đơn sấy: a Sự chuyển nhiệt cung cấp cần thiết cho nhiệt ân hóa Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh b Chuyển động nước nước qua nguyên liệu thực phẩm sau biến từ tác dụng tách nước từ thực phẩm 3.2 PRINCIPLE 3.2 Nguyên tắc: Drying is process of simultaneous heat and moisture transfer The heat is required to evaporate the moisture that flows from the product surface into external drying medium, usually air Some biological product, when drying as single particles under constant external conditions, exhibit a constant-rate moisture loss during the initial drying period, followed by falling-rate drying phase Cereal grain kernels, however, dry entirely within the falling-rate period Sấy trình chuyển đổi lúc nhiệt đô ẩm Nhiệt cần thiết cho viêc làm bay ẩm phất từ bề măt sản phẩm vào môi trường khô bên ngoài, thường không khí Một số sản phẩm sinh học,khi sấy khô hạt đơn lẻ tác động liên tục bên ngoài, độ ẩm bị giai đoạn sấy đâu tiên, 3.2.1 Drying processed fall into three categoried/ Có loại sấy:  Air and contact drying under atmospheric pressure.In air and contact drying , heat is transferred through the foodstuff either from heated air or from heated surface The water vapour is removed with the air  Không khí sấy tiếp xúc áp suất khí không khí sấy tiếp xúc, nhiệt truyền qua thực phẩmtừ không khí nóng từ bề mặt nóng Hơi nước lấy với không khí  Vacuum drying.In vacuum drying, advantage is taken of the fact that evaporation of the water occurs more readily at lower pressures than at higher ones Heat transfer in vacuum drying is generally by conduction, sometimes by radiation  Sấy chân không Trong sấy chân không, ưu điểm sư bôc nước xảy dễ dàng áp suất thấp áp suất cao Truyền nhiệt sấy chân không thương dẫn nhiệt, xạ  Freeze drying In freeze drying, the water vapour is sublimed off frozen food The foodstructure is better maintained under these conditions Suitable temperatures and pressures must be established in the dryer to ensure that sublimation occurs  Sấy lạnh Trong sấy lạnh, bay nước sư thăng hoa khỏi thực phẩm cấu trúc thực phẩm dùy trì điều kiện tôt nhiệt độ áp suất phù hợp cài đăt vào máy sấy đê đảm bảo thăng hoa xảy 3.2.2 Basic drying theory/Lý thuyết sấy Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh There are three States of Water Pure, water can exist in three states, solid, liquid and vapour The state in which it is at any time depends on the temperature and pressure conditions and it in possible illustrate this on a phase diagram, as in Fig Có trạng thái nước tinh khiết nước tồn trạng thái: rắn, lỏng khí trạng thái phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ minh họa giản đồ, hình 3.1 If we choose any condition of temperature and pressure and find the corresponding point on the diagram, this point will lie, in general, in one of the three labelled regions, solid, liquid, or gas This will give the state of the water under the chosen condition Nếu chon số điều kiện nhiệt độ áp suất tìm diểm tương ứng đồ thị, điểm nằm, nói chung, ba miền kí hiệu, rắn, lỏng, khí điều cho trạng thái nước điều kiện lựa chon Under certain conditions, two states may exist side by side, and such conditions are found only along the lines of the diagram Under one codition, all three state may exist together; this condition arises at what is called the triple point, indicate by point O on the diagram.For water it occur at 0.00980C and 0.64kPa (4.8mm of mercury) pressure Dưới điều kiện định, hai trạng thái tồn bên cạnh nhau, điều kiện tìm thấy dọc theo đường biểu đồ Theo điều kiện, tất ba trạng thái tồn nhau, tình trạng phát sinh vào gọi điểm ba, định điểm O sơ đồ Đối với nước xảy 0,0098 ° C 0,64 kPa (4.8 mm thủy ngân) áp suất If heat is applied to water in any state at constant pressure, the temperature rises and the condition moves horizotally across the diagram, and as it crosses the boundaries a change of state will occur For example, starting from condition A on the diagram adding heat warms the ice, then melts it, then warts the water and finally evaporates the water to condition A’ Starting from condition B, situated below the triple point, when heat is added, the ice warms and then sublimes without passing through any liqid state Nếu nhiệt áp dụng cho nước trạng thái áp suất không đổi, nhiệt độ tăng lên điều kiện di chuyển theo chiều ngang biểu đồ, qua ranh giới thay đổi trạng thái xảy Ví dụ, điều kiện sơ đồ thêm nhiệt làm ấm băng, sau tan chảy, làm ấm nước lên cuối bốc nước để có điều kiện A’ Bắt đầu từ điều kiện B, nằm điểm ba, nhiệt thêm vào, làm ấm băng sau thăng hoa mà không qua trạng thái lỏng Liquid and vapour coexist in equilibrium only under the conditions along the line OP.This line is called the vapour pressure/teperature line The vapour pressure is the measure of the tendency of molecules to escape as a gas from the liquid.the vapour pressure/temperature curve r for water is shown in Fig 3.2, which is just an enlargement for water of curve OP of Fig3.1 Chất lỏng nước tồn trạng thái cân theo điều kiện dọc theo đường OP Đường gọi đường áp suất hơi/ nhiệt độ Áp suất cách xu hướng phân tử để thoát khỏi chất khí từ chất lỏng Đường cong áp suất / nhiệt độ nước thể hình 3.2 Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Boilingoccurs when the vapour pressure of the water is equal to the total pressure on the water surface The boiling point at atmospheric, water boils at the corresponding temperature above 1000C, as shown in Fig 3.2 for temperature below 1000C Đun sôi xảy áp suất nước tổng áp suất bề mặt nước Điểm sôi nước áp suất khí 100 ° C Tại áp suất thấp áp suất khí quyển, nước sôi nhiệt độ tương ứng 100 ° C, thể hình 3.2 cho nhiệt độ 100 ° C 3.2.3 Drying basics 3.2.3.1 The drying process Drying of grain involves exposing grain to heated air which will lead to evaporation of the moisture in the grain and then the moisture removal away from the grain Since drying practices can have a big impact on grain or seed quality, it is important to understand some fundamentals of grain drying 3.2.3 SẤY CƠ BẢN: 3.2.3.1 QUÁ TRÌNH SẤY: Sấy khô ngũ cốc liên quan đến việc phơi hạt không khí nóng dẫn đến bay hơi ẩm hạt sau loại bỏ độ ẩm khỏi hạt Khi sấy có tác động lớn đến hạt chất lượng hạt, quan trọng phải hiểu số nguyên tắc sấy hạt 3.2.3.2 Moisture removal In paddy grain, moisture is present at two places: at the surface of the grain, ‘ surface moisture’ and in the kernel, ‘internal moisture’ Surface moisture will readily evaporate when grain is exposed to hot air Internal moisture evaporates much slower because it first has to move from the kernel to the outside surface As a result, surface moisture and internal moisture evaporate at a different rate This different results in a different ‘drying rate’: the rate at which grain moisture content declines during the drying process The drying rate is normally expressed in % hr typical drying rates of grain dryers are in the 0,5%hr to 1% hr range 3.2.3.2 Lọai bỏ độ ẩm ( Tách ẩm) Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Trong hạt lúa, độ ẩm có mặt hai nơi: bề mặt hạt, ‘độ ẩm bề mặt’ bên hạt, ‘độ ẩm bên trong' Bề mặt ẩm dễ dàng bay hạt tiếp xúc với không khí nóng Độ ẩm bên bốc chậm nhiều trước hết di chuyển độ ẩm từ bên bề mặt bên Kết là, độ ẩm bề mặt độ ẩm bên hạt bay tỷ lệ khác Đây kết khác tốc độ sấy khác : tốc độ giảm độ ẩm hạt nội dung trình sấy Tốc độ sấy thường thể %/hr tỷ lệ điển hình làm khô máy sấy hạt 0,5%/hr khoảng 1%/hr A drying curve ( figure 3.3) as illustrated in the figure below, shows how the grain moisture content ( MC) changes over time and how grain temperature changes As can be seen in the chart, the drying rate is not constant but changes over time The temperature of the grain equally changes over time Một đường cong sấy (hình 3.3) minh họa hình đây, cho thấy độ ẩm hạt (MC) thay đổi theo thời gian hạt thay đổi nhiệt độ Như thấy biểu đồ, tốc độ sấy cố định mà thay đổi theo thời gian Nhiệt độ hạt đồng thay đổi theo thời gian Figure 3.3 Theoretical drying curve with different drying periods There are three different periods which will occur consecutively in time: Hình 3.3: Lý thuyết đường cong sấy với giai đoạn sấy khác Có ba thời giai đoạn khác mà xảy liên tiếp thời gian: Preheating period ( drying rate is almost 0): when wet grain is exposed to hot air, initially only a very slight change in MC is observed This happens because all the heat provided in the drying air is used to heat up the grain to the drying temperature Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh • Giai đoạn sấy sơ (tốc độ sấy gần 0): hạt ướt tiếp xúc với không khí nóng, ban đầu có thay đổi nhỏ MC quan sát thấy Điều xảy tất nhiệt cung cấp không khí sấy sử dụng để làm nóng hạt nhiệt độ sấy • Constant – rate period: (drying rate is constant in time): once the grain is at the drying temperature, water starts to evaporate from the surface of the grain During this period, all the heat provided in the drying air is used to evaporate surface moisture and the amount of moisture removed from the again is constant intime It is therefore called the constant – rate period During this period, grain temperature is constant as well • Giai đoạn sấy đẳng tốc: (tốc độ sấy số theo thời gian): hạt nhiệt độ sấy, nước bắt đầu bốc từ bề mặt hạt.Trong thời gian này, tất nhiệt cung cấp không khí sấy sử dụng để bay ẩm bề mặt lượng ẩm khỏi lần không đổi thời gian Do gọi sấy đẳng tốc Trong trình này, nhiệt độ hạt không thay đổi tốt • Falling – rate period ( drying rate declines over time ): as time passes, it takes more for internal moisture to appear at the surface, and evaporation of water is no longer constant in time As a result, drying rate will decline, and some of the heat from the drying air will heat up the grain.for paddy grain, the falling – rate period typically occurs at arours at around 18% grain moisture content • Giảm tỷ lệ theo thời gian(Sấy khô giảm tốc theo thời gian): Khi thời gian trôi qua, cần có thời gian nhiều cho độ ẩm nội xuất bề mặt, bay nước không liên tục theo thời gian Kết là, tốc độ sấy giảm, số nhiệt từ không khí khô nóng lên hạt Đối với hạt lúa, thời gian giảm tốc thường xảy khoảng 18% độ ẩm bên hạt By using the 18% MC and the drying curve as a guideline, afew recommendations can by made in regard to grain drying procedures These guidelines can by used regardless whether grain is dried in the sun or by using artificial grain drying Bằng cách sử dụng MC 18% đường cong làm khô hướng dẫn, vài khuyến nghị thực trình sấy hạt Những hướng dẫn sử dụng tất loại hạt phơi nắng cho khô cách sử dụng máy sấy hạt nhân tạo • Drying Rate/Temperature Above 18% MC the grain drying rate can be increased ( that is, drying will occur faster) by providing a higher temperature or more drying air without major changes in grain temperature Below 18% MC increase in drying air temperature will not increase the drying rate but will increase grain temperature and potentially damage the grian Therefore, Higher drying air temperatures can used to dry grian quickly down to 18% MC ( to remove “ surface moisture”) but lower temperatures should be used to remove internal moisture from the grian Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh • Tỷ lệ sấy/ Nhiệt độ Trên MC 18% tỷ lệ hạt khô tăng lên (có nghĩa là, làm khô xảy nhanh hơn) cách cung cấp nhiệt độ cao nhiều không khí khô mà thay đổi lớn nhiệt độ hạt Dưới 18% MC tăng nhiệt độ không khí khô không làm tăng tỷ lệ khô làm tăng nhiệt độ hạt có khả hư hạt Vì vậy, cao nhiệt độ không khí khô sử dụng để làm khô hạt cách nhanh chóng để MC 18% (để loại bỏ độ ẩm bề mặt ") nhiệt độ thấp nên sử dụng để loại bỏ độ ẩm nội từ ngũ cốc For seed purposes, drying air temperature should never exceed 43 0c, regardless of the MC, to avoid overheating of the grain which kills the germ Exposing paddy to 600c for one hour can reduce the seed germination rate from 95% to 30% Two hours at 600c will reduce the germination rate to 5% Đối với mục đích giống, nhiệt độ không khí làm khô không vượt 43 ° C, không quan tâm tới MC, để tránh làm nóng hạt mà giết chết mầm sống Phơi sấy lúa đến 60 ° C làm giảm tỷ lệ nảy mầm hạt từ 95% đến 30% Hai 60 ° C làm giảm tỷ lệ nảy mầm đến 5% • Uniform drying During the drying process there is always variability in MC of individual grain Especially in fixed-bed dryers the grains at the air inlet dry faster than at the air outlet resulting in a moisture gradient in the grain bulk at the end of the drying process For production of good quality grain or seed, this variability should be kept as low as possible Frequent stirring in sun drying, grain turning in fixed bed dryers or circulation in re-circulating batch dryers will improve uniformity of drying, minimize the re-wetting of dried grains and thus maintain grain quality • Sấy đồng đều: Trong trình sấy có luôn biến đổi MC hạt cá nhân Đặc biệt máy sấy giường cố định hạt đầu vào không khí khô nhanh đầu không khí dẫn đến gradient độ ẩm phần lớn hạt cuối trình sấy Đối với sản xuất ngũ cốc hạt giống chất lượng tốt, thay đổi nên giữ thấp tốt Khuấy thường xuyên phơi trời, quay hạt máy sấy gường cố định sấy tuần hoàn mẻ cải tiến đồng sấy khô, giảm đến mức tối thiểu ẩm ướt hạt đem sấy chất lượng hạt bảo quản Tempering When the drying of grain is temporarily stopped the moisture within the grain equalizes due to diffusion When drying is restarted, the drying rate becomes higher compared to continuous drying The process of stopping intermittently is called tempering In addition during tempering the moisture differences between grains equalize Tempering therefore also en sures that moisture gradients in the grain bulk that develop during drying in certain dryer types are minimized Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Ủ HẠT Khi sấy khô hạt tạm thời dừng lại độ ẩm hạt cân khuếch tán Khi sấy khô khởi động lại, tỷ lệ khô trở nên cao so với sấy liên tục Quá trình dừng lại liên tục gọi ủ hạt Ngoài ủ hạt độ ẩm khác biệt hạt cân Do ủ hạt đảm bảo gradient độ ẩm số lượng lớn hạt phát triển trình làm khô loại máy sấy định giảm thiểu To maintain grain quality, including a tempering period is recommended to allow for redistribution of internal moisture in the grain In modern re-circulating grain dryers, grain is not dried continuously but goes through a cycle of drying followed by tempering This improves drying rates, grain quality and reduces energy costs Để trì chất lượng hạt, bao gồm thời gian ủ hạt đề nghị phép phân phối lại độ ẩm bên hạt Trong máy sấy hạt đại lưu hành, hạt không sấy khô liên tục mà qua chu kỳ làm khô ủ hạt Điều cải thiện tỷ lệ làm khô, chất lượng hạt làm giảm chi phí lượng 3.3 HEAT REQUIREMENTS FOR VAPORIZATION The energy, which must be supplied to vaporize the water at any temperture, depends upon this temperture The quantity of energy required per kg of water is called the latent heat of vaporization, if it is from a liquid, or lantent heat of sublimation if it is from a solid The heat energy required to vaporize water uder any given set of condition can be calculated from the latent heat given in the steam table as steam and water vapour are the same thing 3.3 NHIỆT YÊU CẦU CHO SỰ BAY HƠI Năng lượng, mà phải cung cấp để làm bay nước nhiệt độ bất kỳ, tùy thuộc vào nhiệt độ Số lượng lượng cần thiết cho kg nước gọi ẩn nhiệt bay hơi, từ chất lỏng, nhiệt ẩn thăng hoa từ chất rắn Năng lượng nhiệt cần thiết để làm bay nước tập hợp điều kiện tính từ nhiệt ẩn cho bảng nước nước điều tương tự EXAMPLE Heat energy in air drying A food containing 80% water is to be dried at 100 0C down to moisture content of 10% If the initial temperature of the food is 21 0C, calculate the quantity of heat energy required per unit weight of the original material, for drying under atmospheric pressure Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh The latent heat of vaporization of water at 100 0C and at standard atmospheric pressure is 2257 kJ/kg The specific heat capacity of the food is 3.8 kJ/kg -1 0C-1 and of water is 4.186 kJ/kg-1 0C-1 Find also the energy requirement/kg water removed Calculating for 1kg food with initial moisture = 80% 800 g moisture are associated with 200 g dry matter Ví dụ Năng lượng nhiệt không khí khô Một thực phẩm có chứa 80% nước sấy khô 1000C xuống độ ẩm 10% Nếu nhiệt độ ban đầu thực phẩm 210C, tính toán số lượng lượng nhiệt cần thiết cho đơn vị khối lượng vật liệu ban đầu, để sấy khô áp suất khí Nhiệt ẩn hóa nước 1000C áp suất khí tiêu chuẩn 2257 kJ/kg Nhiệt dung cụ thể thực phẩm 3,8 kJ/kg -1 0C -1 nước 4.186 kJ/kg -1 0C -1.Tìm lượng yêu cầu / kg nước cần loại bỏ Tính toán cho 1kg thực phẩm với độ ẩm ban đầu = 80% Với 800g ẩm kết hợp với 200 g chất khô The Final moisture = 10 %, 100 g moisture are associated with 900 g dry matter, therefore (100 x 200)/900 g =22.2 g moisture are associated with 200 g dry matter 1kg of original matter must love (800-22) g moisture =778 g = 0.778 kg moisture Heaten ergy-required for kg original material = heat energy to raise temperature to 1000C Độ ẩm cuối = 10%, 100g ẩm liên kết với 900g chất khô , (100 x 200) / 900g = 22.2g độ ẩm kết hợp với 200g chất khô 1kg chất ban đầu phải (80022) g độ ẩm = 778 g = 0.778 kg ẩm Nhiệt cần thiết cho kg nguyên liệu ban đầu = lượng nhiệt để tăng nhiệt độ tới 1000C Latent heat: to remove water = (100-21) *3.8+0.788*2257=300.2+1755.9 =2056 kJ Energy/kg water removed, as 2056 kJ are required to remove 0.778 kg of water,=2056/0.778=2643 kJ Nhiệt ẩn: để loại bỏ nước = (100-21) * 3.8 0.788 * 2257 = 300.2 +1755,9 = 2056 kJ Năng lượng / kg nước loại bỏ, 2056 kJ yêu cầu phải loại bỏ 0,778 kg nước = 2056/0.778 = 2643 kJ Steam is often used to supply heat to air or to surfaces used for drying In condensing, steam gives up its latent heat of vaporization; in drying, the substance being dried must take up talent heat of vaporization to convert its liquid into vapour, so it might be reasoned that kg of steam condensing will produce 1kg vapour This is not exactly true, as the steam and the food will in general be under different pressures with the food at the lower pressure Latent heats of vaporization are slightly higher at lower pressures, as shown in Table 3.1 In practice, there are also heat losses and sensible heat changes which may require to be considered Hơi nước thường sử dụng để cung cấp nhiệt với không khí bề mặt sử dụng để sấy khô Trong ngưng tụ, nước cung cấp cho nhiệt ẩn hóa hơi, sấy khô, chất sấy khô phải nhiệt tài bay để chuyển đổi chất lỏng thành nước, đó, lý luận kg ngưng tụ nước sản xuất 1kg Điều Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh không hoàn toàn xác, nước thực phẩm nói chung áp suất khác có thực phẩm áp suất thấp Nhiệt ẩn hóa cao chút áp suất thấp hơn, thể bảng 3.1 Trong thực tế, có tổn thất nhiệt thay đổi nhiệt yêu cầu xem xét 3.4 HEAT TRANSFER IN DRYING We have been discussing the heat energy requirements for the drying process The rates of drying are generally determined by the rates at which heat energy can be transferred to the water or to the ice in order to provide the latent heats, though under some circumstances the rate of mass transfer (removal of the water) can be limiting All three of the mechanisms by which heat is transferred – conduction, radiation and convection – may enter into drying The relative importance of the mechanisms varies from one drying process to another and very often one mode of heat transfer predominates to such an extent that it governs the overall process Nhiệt chuyển đổi trình sấy Chúng ta thảo luận yêu cầu lượng nhiệt cho trình sấy Tỉ lệ khô xác định tỉ lệ mà lượng truyền cho nước để cung cấp cho nhiệt ẩm, số trường hợp tỉ lệ số lượng chuyển đổi bị hạn chế, có tất chế nhiệt chuyển đổi – Dẫn nhiệt – Bức xạ – Đối lưu xảy trình sấy Tầm quan trọng tương đối chế khác từ trình sấy khác thường phương thức truyền nhiệt chiếm ưu đến mức độ mà chi phối toàn trình As an example, in air drying the rate of heat transfer is given by: Q=hsA (TA-TS) Where q is the heat transfer rate in J s -1 is the surface heat-transfer coefficient J m -2 s-1 O -1 C , A is the area through which heat flow is taking place, m 2, Ta is the air temperature and TS is the temperature of the surface which is drying, oC Ví dụ: Trong không khí làm khô, tỉ lệ truyền nhiệt tính q = hs A (Ta – Ts) q: giá trị truyền nhiệt (Js-1) hs: hệ số bề mặt truyền độ Jm-2 s-1 oC-1 A: khu vực mà nhiệt độ trao đổi m2 Ta: nhiệt độ không khí Nhóm Page 10 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Ts: nhiệt độ bền mặt vật liệu sấy oC To take another example, in a roller dryer where moist material is spread over the surface of a heated drum, heat transfer occurs by condition from the drum to the foodstuff, so that the equation is Q = UA(Ti-Ts) Một ví dụ khác, máy sấy lăn; vật liệu ẩm trải rộng bề mặt mặt sàn, nhiệt trao đổi dẫn nhiệt từ bề mặt buồng sấy đến thực phẩm Được tính bằng: Q= U.A(Ti – Ts) Where U is the overall heat-transfer coefficient, T i is the drum temperature (usually very close to that of the steam), Ts is the surface temperature of the food ( boiling point of water or slightly above) and A is the area of drying surface on the drum Trong đó: U: hệ số nhiệt truyền toàn Ti: nhiệt độ bề mặt sàn Ts: nhiệt độ bề mặt sản phẩm (điểm sôi nước cao hơn) A: khu vực khô buồng sấy The value of U can be estimated from the conductivity of the drum material and of the layer of foodstuff Values of U have been quoted as high as 1800 J m -2 s-1 OC-1 under very good conditions and down to about 60 J m-2 s-1 OC-1 under poor conditions Các giá trị hệ số nhiệt truyền toàn tính từ tình dẫn nhiệt vật liệu làm buổng sấy lớp thực phẩm Giá trị hệ số truyền nhiệt toàn tính cao 1800 Jm-2 s-1 oC-1 điều kiện tốt giảm khoảng 60 Jm-2 s-1 oC-1 điều kiện không tốt In case where substantial quantities of heat are transferred by radiation, it should be remembered that the surface temperature of food may be higher than the air temperature Estimates of surface temperature can be made using the relationships developed for radiant heat transfer although the actual effect of combined radiation and evaporative cooling is complex Convection coefficients also can be estimated using the standard equations Trong trường hợp thực tế số lương nhiệt truyền xạ, cần nhớ nhiệt độ bề mặt sản phẩm cao so với nhiệt độ không khí Nhiệt độ bề mặt thực cách sử dụng phương thức phát triền cho việc truyền xạ, hiệu ứng thực tế xạ làm mát phức tạp Hệ số đối lưu tính cách sử dụng phương trình tiêu biểu Nhóm Page 11 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh For freeze drying, energy must be transferred to the surface at which sublimation occurs However, it must be supplied at such a rate as not to increase the temperature at the drying surface above the freezing point In many applications of freeze drying, the heat transfer occurs mainly by conduction Đối với đóng băng khô, lượng phải chuyển vào bề mặt mà thăng hoa xảy Tuy nhiên, phải cung cấp với tốc độ không làm tăng nhiệt độ bề mặt khô điểm đông Trong nhiều ứng dụng làm khô đóng băng,truyền nhiệt xảy chủ yếu dẫn As drying proceeds, the character of the heat transfer situation changes Dry material begins to occupy the surface layers and conduction must take place through these dry surface layers which are poor heat conductions so that heat is transferred to the drying region progressively more slowly Như trình sấy khô, đại lượng nhiệt truyền có thay đổi Vật liệu khô bắt đầu chiếm lớp bề mặt dẫn phải thực thông qua lớp bề mặt khô chất dẫn nhiệt kém, nhiệt truyền cho khu vực sấy chậm 3.5 HIỆU QUẢ SẤY Năng lượng hiệu sấy có tầm quan trọng rõ ràng tiêu thụ lượng thành phần lớn chi phí sấy khô Về tỷ lệ đơn giản lượng tối thiểu cần thiết để lượng thực tế tiêu thụ Tuy nhiên, mối quan hệ phức tạp thực phẩm, nước, môi trường khô mà thường không khí, số biện pháp hiệu làm việc, thích hợp với hoàn cảnh lựa chọn để đưa tính đặc biệt quan trọng trình cụ thể Tính toán hiệu hữu ích đánh giá hiệu suất máy sấy, tìm kiếm cải tiến, việc đưa so sánh lớp khác máy sấy lựa chọn thay cho hoạt động làm khô đặc biệt Nhiệt cung cấp để tách nước từ thức ăn Số lượng tối thiểu nhiệt loại bỏ nước yêu cầu cần thiết để cung cấp nhiệt tiềm ẩn bốc hơi, biện pháp hiệu tỷ lệ tối thiểu lượng thực cung cấp cho trình Nhiệt hợp lý thêm vào mức tối thiểu, nhiệt thêm vào thực phẩm thường không kinh tế phục hồi Yet another useful measure for air drying such as in spray dryers, is to look at heat balance over the air, treating the dryer as adiabatic with no exchange of heat with the surroundings Then the useful heat transferred to the food for its drying corresponds to the drop in temperature in the drying air, and the heat which has to be supplied drying efficiency, A, can be defined by: A= ( T1 – T2 )/(T1 – Ta) Có thước đo hữu ích khác máy sấy không khí máy sấy phun, dùng để cân nhiệt không khí, xem máy sấy đoạn nhiệt không thay đổi nhiệt với môi trường xung quanh Sau gia nhiệt hữu ích chuyển đến thực phẩm khô tương ứng với sụt giảm nhiệt độ không khí khô nóng cung cấp tương ứng với gia tăng nhiệt độ không khí Hiệu suất sấy đoạn nhiệt “A” xác định bởi: A= ( T1 – T2 )/( T1 – Ta) Nhóm Page 12 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Where :T1 is the inlet (high) air temperature into the dryer, T is the outlet air temperature from the dryer, and Ta is the ambient air temperature The numerator, gap between T1 and T2, is a major factor in the efficiency Trong đó: T \ đầu vào (cao) nhiệt độ không khí vào T2 máy sấy không khí nhiệt độ từ máy sấy, Ta nhiệt độ không khí xung quanh Tử số, khoảng cách T \ T2, yếu tố quan trọng hiệu 3.6.BATCH DRYING Batch drying is a system at which a certain volume of grain is being dried at a time The volume is fixed by the holding capacity of a dryer, and dried to required moisture After unloading the dried grain from the dryer, then drying for the next batch of grain can be performed Batch drying, therefore, requires loading and unloading time for each batch of grain needed to be dried Configuration of flat batch dryer see figure 3.5 3.6 SẤY MẼ Sấy mẽ hệ thống lượng thể tích hạt làm khô thời gian Lượng thể tích cân đối công suất máy sấy độ khô theo yêu cầu Sau không đưa hạt không vào máy sấy,thì việc sấy cho mẽ thực sấy mẽ.Vì yêu cầu không tải thời gian đối mẽ sấy.Hình dạng máy sấy mẽ 3.5 Several configuration and designs of batch drying bin have been manufactured and are widely used in many countries around the word They may be stationary bins or portable bins.However, the batch drying can be classified into two groups; (a) static grain dryer (figure 3.7 and (b) mixing- grain dryer as figure 3.8 Một số dạng thiết kế thùng sấy sản xuất sử dụng rộng rãi nhiều nước vòng quanh giới.Nó thùng tĩnh thùng động.Tuy nhiên thùng sấy mẻ phân loại thành hai nhóm (a) máy sấy hạt tĩnh (hình 3.7 (b) máy sấy trộn hạt hình 3.8 The static- grain dryer (see figure 3.90 has many configurations as shown in Figure 3.6 They may be a thin layer bed, thick layer bed, vertical column thin layer, and round structure radial dryer.The static- grain dryer has a disadvantage of over-drying the grain nearest to the wall of the incoming hat air.Grain nearest to the wall of the incoming hat air loses its moisture given off from the grain.Thus, the hot air reduces its temperature an capacity while moving through the grain bed The difference in grain moisture between the layer nearest to the hot air and the outer layer varies with grain thickness, temperature of hot air, and airflow rate Máy sấy tĩnh hạt (xem hình 3.9) có nhiều dạng thể hình 3.6.Hạt xếp lớp mỏng, lớp dày, cột dọc lớp mỏng cấu trúc tròn xuyên tâm máy sấy Máy sấy tĩnh hạt có nhược điểm hạt gần lớp tiếp xúc với không khí nóng khô Hạt gần lớp không khí nóng thổi đến lấy độ ẩm tỏa từ ngũ cốc Như vậy, không khí nóng làm giảm nhiệt độ công suất di chuyển thông qua lớp hạt Sự khác biệt độ ẩm hạt lớp gần tiếp xúc với không khí nóng lớp bên khác với độ dày hạt, nhiệt độ không khí nóng, tỷ lệ luồng không khí Nhóm Page 13 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh The mixing- grain bath dryer is designed to come over this drying problem of the static grain dryer.Design of the dryer usually is of all vertical drying column to facilitate the mixing operation.Mixing is achieved by recycling the discharged grain back to the dryer 3-4 cycles before its moisture reduced to the desire level A fairly uniform grain moisture content may be obtained by this dryer if the recycling time short Máy sấy trộn hạt thiết kế để khắc phục vấn đề sấy máy sấy hạt tĩnh Thiết kế máy sấy thường tất cột sấy theo chiều dọc để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động trộn Trộn đạt cách tái chế hạt thải trở lại 3-4 chu kỳ máy sấy trước độ ẩm giảm đến mức mong muốn Một hạt độ ẩm đồng thu máy sấy thời gian ngắn tái chế The term continuous drying is where grain is continuously flowing though a dryer without stopping The dryer itself has same features as that of mixed grain dryer However, it requires several buffer bins for holding the discharged gram The operator for the continuous flow dryer must have knowledge of grain drying management to programme the dryer to operate at its maximum efficiency The continuous drying system offers the lowest operating costs as compared to batch drying systems Furthermore, a uniform grain moisture content after drying is obtained, and the drying capacity of the continuous flow dryer is higher than that of mixing grain batch dyer if the same dryer and drying conditions are used Khô hạn liên tục nơi ngũ cốc liên tục chảy máy sấy mà không dừng lại Máy sấy có tính tương tự máy sấy hạt hỗn hợp Tuy nhiên, đòi hỏi số thùng đệm để giữ gram thải Nhà điều hành cho máy sấy dòng chảy liên tục phải có kiến thức quản lý hạt sấy khô để chương trình máy sấy hoạt động hiệu tối đa Hệ thống sấy liên tục cung cấp chi phí điều hành thấp so với hệ thống hàng loạt khô Hơn nữa, hạt thống nội dung độ ẩm sau sấy thu được, suất sấy máy sấy dòng chảy liên tục cao so với ngũ cốc trộn hàng loạt nhuộm máy sấy điều kiện làm khô sử dụng Continuous flow drying is usually employed in relatively large grain complexes The system can handle quantity of grain, and offer greater flexibility for drying operations Figure 3.10 shows the typical operation pattern of the continuous drying system Wet grain after being cleaned is put into the continuous dryer passing the dryer may be reduced to 4% depending on the grain moisture content at intake, drying air temperature and air flow rate The grain held in the buffer bins hours or more allowing for the equalization of moisture within the kernel For rice drying, the reduction of grain moisture should not go beyond 2% for each pass Higher rates of moisture reduction of causes crack or fissure development within the kernel The partially dried grain after being tempered in the buffer bin is recycled into the dryer until the desired moisture is reached The final pass before moving grain into storage is the cooling phase This is to bring down the grain temperature to that of the surrounding ambient air temperature Grain continues giving off moisture until the surrounding air reaches equilibrium conditions with the vapour pressure inside the grain Cooling down of the interstitial air Nhóm Page 14 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh causes condensation to occur in the grain surface, thus, a favourable condition for mould growth Làm khô dòng chảy liên tục thường sử dụng khu phức hợp hạt tương đối lớn Hệ thống xử lý số lượng lớn ngũ cốc, cung cấp linh hoạt để sấy hoạt động Hình 3.5 cho thấy mô hình hoạt động điển hình hệ thống sấy liên tục Ướt hạt sau làm đưa vào máy sấy liên tục liên tục thải hạt vào thùng đệm Độ ẩm hạt sau qua máy sấy giảm xuống 2-4% tùy thuộc vào độ ẩm ngũ cốc tiêu thụ, sấy nhiệt độ không khí tốc độ dòng không khí Hạt tổ chức thùng đệm cho phép cân độ ẩm hạt nhân Để sấy lúa, giảm độ ẩm hạt không vượt 2% cho lần truyền Tỷ lệ cao hơn, giảm độ ẩm gây vết nứt phát triển vết nứt bên hạt nhân Các hạt sấy khô phần sau luyện thùng đệm tái chế vào máy sấy độ ẩm mong muốn đạt Vượt qua cuối trước di chuyển ngũ cốc vào lưu trữ giai đoạn làm mát Điều để làm giảm nhiệt độ hạt nhiệt độ không khí xung quanh môi trường xung quanh Ngũ cốc tiếp tục cho độ ẩm không khí xung quanh đạt đến điều kiện cân với áp suất bên hạt Làm mát nguyên nhân không khí kẽ ngưng tụ xảy bề mặt hạt, đó, điều kiện thuận lợi cho phát triển nấm mốc VOCABULARY Drying: sấy Preservation : bảo quản Spoilage: hư hỏng Decay: thối rữa foodstuff.: thực phẩm Exist [ig'zist]: tồn Condition [kən'di∫n] điều kiện Indicate ['indikeit] chỉ, cho biết, dấu Sublime [sə'blaim] làm thăng hoa (bay thẳng từ chất rắn), thăng hoa Corresponding [,kɔris'pɔndiη] tương ứng; với Grain [grein] hạt nhỏ cứng lương thực lúa mì, gạo ; thóc; gạo; ngũ cốc Seed [si:d] hạt, hạt giống Preheating [ pri : 'hi : tin] (n) : Period [ 'piəriəd ] (n) : Observer [ ə'bz3:ver ] (n) : Grain [ grein ] (n) : Kernel [ 'ke : nl] (n) : Paddy [ 'paədi ] (n) : Sự nung nóng sơ bộ, nung nóng trước Thời kỳ giai đoạn, thời đại Người theo dõi, người quan sát Những loại hạt nhỏ lúa, gạo, ngô… Nhân hạt Lúa gạo Especially /is'pesəli/ Recommendations /,rekəmen'deisn/ Period / 'piəriəd / Nhóm (pt) Đặc biệt (n) Sự tiến cử,hướng dẫn (n) Thời kỳ giai đoạn, thời đại Page 15 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Major /'meidʒə/ (adj) Lớn, nhiều Paddy /'paədi / (n) Lúa gạo Wetting /'weti/ (n) Sự làm ướt Fixed-bed Máy sấy gường Quality /'kw,liti/ Chất lượng Maintain /menltein/ (nđt) trì, bảo quản Tempering: [ 'temp(ə)rin] (n) ủ hạt Steam: [sti:m] (n) nước Period: ['piəriəd] (n) thời gian Recommender [rəkə'mənə] (n) khuyến cáo Depends: [ dpénd] (vi) tùy thuộc Containing : liên tục Moisture : độ ẩm Required : yêu cầu Original : bảng gốc Material : chất liệu Atmospheric : khí Latent : nội dung Vaporization : bốc Specific : cụ thể Associated : kết hợp Latent heats : nhiệt ẩn Steam : Slightly higher : cao tí Sensible : hợp lý Considered : xem xét Coefficient (n) /ˌkoʊəˈfɪʃnt/ Hệ số Drum(n) /drʌm/ Cấu trúc Estimate (v) /ˈɛstəmət/ Ước lượng Conductivity (n) /ˌkɑndʌkˈtɪvət̮i/ Tính dẫn nhiệt Quote (v) /kwoʊt/ Trích dẫn, báo giá Convention (n) /kənˈvɛnʃn/ Sự truyền nhiệt phương pháp đối lưu Substantial (adj) /səbˈstænʃl/ Thực tế Actual (adj) /ˈæktʃuəl; ˈækʃuəl/ Tồn Predominate (v) /prɪˈdɑməˌneɪt/ Chiếm ưu Surface /ˈsɜrfɪs/ bề mặt Quantities /'kwɑ:ntəti/ khối lượng Radiation /,reidi'eiʃn/ xạ Estimates estimit - 'estimeit/ xác định Relation /ri'leiʃn/ mối lien hệ,mối quan hệ Actual /'æktjuəl/ tại,hiện thời, thực tế Combined /kəm´baind/ nối,hỗn hợp Evaporative cooling: làm lạnh bay Nhóm Page 16 Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Energy /ˈɛnərdʒi/ công,năng lượng Sublimation ¸sʌbli´meiʃən/ làm lạnh Character /'kæriktə/ đặc trưng Material /mə´tiəriəl/ nguyên liệu Region /'ri:dʒən/ lĩnh vực,khoảng measure ['meʒə] ['meʒə] n thước đo adiabatic [,ædiə'bætik] adj đoạn nhiệt surrounding [sə'raundiηz] n môi trường xung quanh correspond [,kɔris'pɔnd] v tương ứng configuration [kən,figju'rei∫ n hình thể major ['meidʒə] adj chủ yếu factor ['fæktə] n nhân tố efficiency [i'fi∫ənsi] n hiệu require [ri'kwaiə] v yêu cầu perform [pə'fɔ:m] v thực configuration /kən,figju'reiʃn/: hình thể, hình dạng stationary /'steiʃnəri/: đứng chỗ, không di chuyển, tĩnh lại, dừng portable /'pɔ:təbl/: di động obtained /əb'tein/: đạt achieved /ə'tʃi:v/: đạt được, giành facilitate /fə'siliteit/: làm cho dễ dàng; làm cho thuận tiện thickness /'θiknis/: độ dày, bề dày vertical /'və:tikəl/: thẳng đứng, đứng moisture /'mɔistʃə/: ẩm; nước ẩm đọng lại content /'kɔntent/: lượng, phân lượng Nhóm Page 17 ... Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh • Tỷ lệ sấy/ Nhiệt độ Trên MC 18% tỷ lệ hạt khô tăng lên (có nghĩa là, làm khô xảy nhanh hơn) cách cung cấp nhiệt độ cao... chất khí từ chất lỏng Đường cong áp suất / nhiệt độ nước thể hình 3. 2 Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Boilingoccurs when the vapour pressure of... dryers are in the 0,5%hr to 1% hr range 3. 2 .3. 2 Lọai bỏ độ ẩm ( Tách ẩm) Nhóm Page Tiểu luận: Anh Văn Chuyên Ngành Chương GVHD: Th.S Nguyễn Thị Tâm Thanh Trong hạt lúa, độ ẩm có mặt hai nơi: