TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY SẤY NÔNG SẢN

- Tính lưu lượng không khí của quạt - Tính năng suất làm lạnh của hệ thống lạnh, tính toán để chọn thiết bị của hệ thống lạnh: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, ống mao dẫn c

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY SẤY NÔNG SẢN

Tác giả

Lộc Thiên Sơn

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn:

Thạc sĩ Lê Quang Giảng

Kỹ sư Đinh Khánh

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí

Minh, ban chủ nhiệm và quý thầy cô khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tận tình truyền đạt

cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu trong những năm học tại trường

Lòng biết ơn sâu sắc được gửi tới thầy Th.s Lê Quang Giảng và thầy Đinh Khánh

(Giám đốc công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng) giảng viên hướng dẫn đề tài đã dành

nhiều tâm huyết, trách nhiệm hướng dẫn chỉ dạy tôi trong suốt quá trình thực hiện luận

văn này

Tôi cũng vô cùng biết ơn ban lãnh đạo, cùng tập thể anh chị kỹ sư, công nhân của

công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng đã giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực

hiện đề tài tại công ty

Cùng toàn thể bạn bè và gia đình đã động viên giúp đỡ trong suốt quá trình học tập

và thời gian qua

Nhờ tất cả sự quan tâm ủng hộ và giúp đỡ đó đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề

tài này

Lộc Thiên Sơn

TÓM TẮT

1 Tên đề tài:

“TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY SẤY NÔNG SẢN”

2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

- Thời gian: từ tháng 01/04 đến tháng 30/06 năm 2009

- Địa điểm: tại Công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng, số 441 Hồ Học Lãm, Phường An Lạc, Quận Bình Tân, Tp Hồ Chí Minh và Trường ĐH Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

3 Mục đích:

+ Khảo sát nguyên lý hoạt động của máy sấy rút ẩm sử dụng heat pipe

+ Khảo nghiệm sấy cà phê, đối với máy sấy cà phê sẵn có tại Công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng, thu thập số liệu phục vụ thiết kế

+ Tính toán, thiết kế máy sấy rút ẩm trên cơ sở máy sấy mẫu sẵn có tại Công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng

4 Nội dung:

Đề tài thực hiện với những nội dung sau:

- Khảo sát quy trình chế biến cà phê của người nông dân

- Tính toán, thiết kế máy sấy rút ẩm năng suất 500kg/ mẻ

- Tính toán, thiết kế thùng sấy

- Khảo nghiệm sấy cà phê

5 Kết quả:

Máy gồm những bộ phận chính sau:

- Heat pipes:

+ Chiều dài: 530 mm, chiều rộng: 64 mm, chiều cao: 514 mm

+ Chiều dài: 530 mm, chiều rộng: 64 mm, chiều cao: 514 mm

- Dàn lạnh: + Chiều dài: 530 mm

+ Chiều rộng: 64 mm + Chiều cao: 514 mm

- Dàn nóng: + Chiều dài: 530 mm

+ Chiều rộng: 94 mm

- Quạt sấy: quạt li tâm có lưu lượng 0,5 m3/s, tĩnh áp 307,9 Pa

Đã khảo nghiệm sấy cà phê

Máy sấy hoạt động ổn định

Vận hành máy đơn giản, tháo lắp dễ dàng, gọn nhẹ

SUMMARRY

1 Thesis:

“ CALCULATING, DESIGNING DRYER AGRICULTURAL PRODUCT”

2 Duration and place:

- Duration: from April 1st to June 30th, 2009

- Place: At Sai Gon Energy Company Limited, No 441 Ho Hoc Lam St, An Lac Ward, Binh Tan Dist, Ho Chi Minh City and Nong Lam University

+ The design of dryer dehumidifier heat pumps with regenerative heat pipes based

on dryer at Sai Gon energy company limited

4 Main contents:

The thesis with main contents:

- Survey processing famer’s coffee

- Calculating, designing dehumidifier heat pump dryer with capacity of 500 kg/batch

- Calculating, designing drying bin

- Testing the dryer coffee

5 Results:

- Demension of Heat Pipes:

+ Length: 530 mm, Width: 64 mm, Hight: 514 mm

+ Length: 530 mm, Width: 64 mm, Hight: 514 mm

- Demension of Vaporator:

+ Length: 530 mm

+ Width: 64 mm

+ Hight: 514 mm

Dryer operates stably

Operating sample, disassemble easy and orderly 

MỤC LỤC

 

Trang

Trang tựa i

Lời cảm tạ iii

Tóm tắt iv

Mục lục viii

Danh sách các chữ viết tắt xii

Danh sách các hình xiii

Danh sách các bảng xv

Chương 1.MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục đích: 2

1.3 Yêu cầu: 2

Chương 2.TỔNG QUAN 3

2.1 Giới thiệu về cây cà phê: 3

2.1.1 Lịch sử cây cà phê: 3

2.1.2 Sự phát triển của cây cà phê ở Việt Nam: 3

2.1.3 Các giống cà phê thông dụng: 4

2.1.4 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới 5

2.1.5 Sản xuất và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam 5

2.2 Thành phần, các tính chất nhiệt lý của cà phê 6

2.2.1 Cấu tạo và giải phẫu quả cà phê 6

2.2.2 Đặc tính nhiệt lý của cà phê 7

2.3 Các phương pháp chế biến cà phê 7

2.3.1 Phương pháp chế biến ướt 7

2.3.2 Phương pháp chế biến khô 8

2.4 Sơ lược về lý thuyết sấy 8

2.4.1 Vật liệu ẩm và ẩm độ của hạt 8

2.4.2 Tốc độ giảm ẩm 9

2.5 Các thông số của không khí ẩm trong quá trình sấy 10

2.5.1 Khái niệm không khí ẩm 10

2.5.2 Các thông số của không khí ẩm 10

2.5.3 Giản đồ không khí ẩm 11

2.5.4 Lưu lượng của dòng không khí 11

2.6 Giới thiệu các phương pháp sấy nhiệt độ thấp 12

2.6.1 Phương pháp sấy lạnh 12

2.6.2 Phương pháp sấy thăng hoa 12

2.6.3 Phương pháp sấy chân không 13

2.6.4 Sấy bơm nhiệt 13

2.7 Quá trình làm lạnh và giảm ẩm không khí 15

2.8 Những vấn đề về hệ thống lạnh 16

2.8.1 Môi chất lạnh 16

2.8.2 Chu trình lạnh của hệ thống 16

2.8.3 Thiết bị bay hơi 18

2.8.4 Thiết bị ngưng tụ 20

2.8.5 Một số điều cơ bản của máy nén 23

2.8.6 Các vấn đề liên quan đến ống nhiệt 25

2.9 Trở lực hệ thống và chọn quạt 28

2.9.1 Trở lực hệ thống 28

2.9.2 Khái niệm về quạt 28

Chương 3.NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 30

3.1.1 Nội dung nghiên cứu 30

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu 30

3.2 Phương tiện thực hiện 30

3.3 Phương pháp xác định độ ẩm của vật liệu 31

3.4 Phương pháp chung khi tiến hành khảo nghiệm 31

3.4.1.Phương pháp lấy mẫu và bố trí mẫu cà phê trong thùng sấy 31

3.4.2.Phương pháp đo ẩm độ của hạt 32

3.4.3.Đo nhiệt độ TNS và khí trời 33

Chương 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

4.1 Kết quả khảo sát, khảo nghiệm 34

4.1.1 Khảo sát quy trình sau khi thu hoạch cà phê của người nông dân 34

4.1.2 Khảo nghiệm máy sấy 35

4.2 Thiết kế máy sấy 38

4.2.1 Chọn phương án thiết kế thiết bị sấy 38

4.2.2 Các số liệu ban đầu 39

4.2.2 Sơ đồ nguyên lý 39

4.2.3 Nguyên tắc hoạt động 39

4.3 Tính toán quá trình sấy 40

4.3.2 Tính toán các kích thước cơ bản của thùng sấy 41

4.3.4 Tính toán lưu lượng không khí cần thiết 42

4.3.5 Tính toán thiết bị bay hơi 42

4.3.6 Tính toán thiết bị ngưng tụ 43

4.3.7 Tính toán chọn ống nhiệt 43

4.3.8 Các thông số của chu trình lạnh 45

4.3.9 Tính toán máy nén 46

4.3.10 Chọn thiết bị cho hệ thống 47

4.4.Tính toán tổn thất nhiệt 47

4.5.Tính toán quá trình sấy thực 51

4.6.Tính toán trở lực của hệ thống 53

Chương 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55

5.1 Kết luận 55

5.2 Đề nghị 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Cây cà phê .3

Hình 2.2: Cấu tạo quả cà phê 6

Hình 2.3: Phương pháp phơi truyền thống 8

Hình 2.4: Hệ thống sấy lạnh 12

Hình 2.5: Hệ thống sấy thăng hoa 12

Hình 2.6: Hệ thống sấy chân không 13

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý sấy bơm nhiệt 13

Hình 2.8: Hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt 14

Hình 2.9: Các quá trình trên giản đồ t – d 15

Hình 2.10: Sơ đồ chu trình khô của hệ thống 17

Hình 2.11: Dàn bay hơi làm lạnh không khí 19

Hình 2.12: Bình ngưng frêôn 21

Hình 2.13 : Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí 21

Hình 2.14 : Máy nén kín 23

Hình 2.15: Máy nén piston nửa kín và máy nén roto lăn 23

Hình 2.16: Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh 24

Hình 2.17: Ống nhiệt 25

Hình 2.18: Cấu tạo của ống nhiệt 25

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí mẫu 31

Hình 3.2: Máy đo ẩm độ hạt (Multi grain) 32

Hình 3.3: Cách đo ẩm độ hạt cà phê 32

Hình 3.4: Vị trí đặt cảm biến nhiệt 33

Hình 3.5: Đo nhiệt độ TNS và khí trời 33

Hình 4.1: Đồ thị giảm ẩm của tác nhân sấy khi chạy không tải 36

Hình 4.2: Đường giảm ẩm của cà phê ở các lớp 37

Hình 4.3: Đường biểu diễn nhiệt độ môi trường, khí sấy, khí thoát 37

Hình 4.4: Đường giảm ẩm của cà phê ở các vị trí 38

Hình 4.5 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 39 Hình 4.6 : Các quá trình trên giản đồ trắc ẩm t – d 40 Hình 4.7: Chu trình khô của R22 45

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Sự phân bố diện tích trồng cà phê ở Việt Nam năm 1997 4

Bảng 2.2: Kết quả sản xuất và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam từ năm 2001 – 2006 5

Bảng 2.3 : Tỉ lệ các thành phần của quả cà phê 7

Bảng 2.4: Một vài giá trị dự trữ công suất k 29

Bảng 3.1: Vị trí các mẫu trong thùng sấy 32

Bảng 4.1 : Số liệu không tải về sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm tương đối (Rh) của TNS trong buồng sấy 36

Bảng 4.2: Các thông số của quá trình 41

Bảng 4.3: Các số liệu của chu trình khô R22 46

Bảng 4.4: Bảng cân bằng nhiệt 53

cà phê (1,2- 3%) có tác dụng kích thích hệ thần kinh, tăng cường các chức năng hoạt động của hệ tuần hoàn và tiêu hóa Ngoài ra, cafein còn được sử dụng như một loại dược liệu: trị bệnh đường ruột, gây mê, hồi sức….Ngày nay sản phẩm của nó được sử dụng hầu như trên khắp thế giới

Tuy nhiên để tạo ra được một ly cà phê thơm ngon, có đầy đủ hương vị đặc biệt, ngoài việc trồng và chăm sóc còn có quá trình chế biến bảo quản sau khi thu hoạch, trong đó việc chế biến quả cà phê tươi là rất quan trọng, nó quyết định hương vị chất lượng và thời gian bảo quản của cà phê

Muốn bảo quản cà phê an toàn, ta cần phải làm khô đến độ ẩm bảo quản để cà phê không bị hư hỏng Hiện nay có hai phương pháp làm khô hạt trực tiếp là: phơi nắng và sấy bằng máy

Phương pháp phơi nắng thủ công: là lợi dụng sức nóng của mặt trời làm năng lượng vô tận để làm khô cà phê Ưu điểm: không đòi hỏi đầu tư thiết bị chỉ cần sân phơi rộng, có thể là nền đất khô, sạch có trải bạt, hoặc sân phơi xi măng, không tốn kém chi phí năng lượng Nhưng làm khô hạt bằng phương pháp này cần có diện tích đất rộng để làm sân, tốn công cào đảo, thời gian phơi lâu, phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, chất lượng cà phê giảm và mức độ tổn thất sau thu hoạch cao

Phương pháp làm khô bằng máy sấy: việc sử dụng máy sấy tầng sôi, máy sấy tháp, máy sấy thùng quay… với năng suất và giá thành cao là chưa phù hợp với qui

mô sản xuất nhỏ Những máy sấy do nông dân tự chế, chưa đúng kỹ thuật làm cho chất lượng cà phê thường không ổn định

Công ty TNHH Sài Gòn Năng Lượng đã chế tạo thành công máy sấy lạnh rút

ẩm dùng để sấy cà phê Đây là loại máy sấy sử dụng công nghệ tiên tiến từ Hoa Kỳ, gồm hệ thống bơm nhiệt (heat pump) và ống dẫn nhiệt rút ẩm ( Dehumidifier heat pipe) Được thiết kế với mục đích tiết kiệm nhiên liệu tối đa, không gây ô nhiễm luồng gió sấy, ngoài ra còn dùng để sấy gạo và các ngũ cốc khác như : bắp, tiêu, lúa mì,….Do đó tôi tiến hành nghiên cứu, khảo sát để biết chi tiết hơn về hoạt động của máy này khi sấy cà phê

Được sự chấp nhận của khoa Cơ Khí - Công Nghệ, với sự hướng dẫn của thầy

Lê Quang Giảng và thầy Đinh Khánh, tôi thực hiện đề tài: “ Tính Toán, Thiết Kế Máy Sấy Nông Sản”

1.2 Mục đích:

Mục đích chung: tính toán thiết kế máy sấy lạnh rút ẩm

Mục đích cụ thể:

- Khảo sát quy trình thu hoạch cà phê của người nông dân

- Trên cơ sở máy sấy lạnh rút ẩm đã có ở Công ty Sài Gòn Năng Lượng ta tính toán thiết kế

- Tính toán thiết kế thùng sấy

- Tính toán chọn quạt

1.3 Yêu cầu:

- Khảo nghiệm không tải đánh giá khả năng hoạt động của máy

- Khảo nghiệm sấy cà phê

- Xác định các thông số nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió trong buồng sấy

- Ước định quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ trắc ẩm

- Tính lưu lượng không khí của quạt

- Tính năng suất làm lạnh của hệ thống lạnh, tính toán để chọn thiết bị của hệ thống lạnh: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, ống mao dẫn (cho hệ thống lạnh công suất nhỏ) phù hợp với máy sấy lạnh rút ẩm hiện có

- Xác định mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tế như khả năng lấy ẩm, thời gian sấy, vận tốc gió trong buồng sấy, nhiệt độ trong buồng sấy

Quảng Trị, Đak Lak, với diện tích đồn điền khoảng vài trăm ha

Hình 2.1: Cây cà phê /15/

2.1.2 Sự phát triển của cây cà phê ở Việt Nam: /3/

Việt Nam tham gia tổ chức cà phê Quốc tế (ICO) năm 1991 Khuynh hướng phát triển hiện nay là thâm canh tăng năng suất cà phê Robusta ở vùng Tây Nguyên,

mở rộng diện tích trồng cà phê Arabica trên vùng cao nguyên miền Bắc

Bảng 2.1: Sự phân bố diện tích trồng cà phê ở Việt Nam năm 1997

Diện tích (ha) Tỉnh

Robusta Arabica Sơn La

Nghệ An, Hà Tĩnh

Quảng Bình, Quảng Trị, Huế

Ninh Thuận, Bình Thuận

2.1.3 Các giống cà phê thông dụng:/2/

Các loại cà phê đều thuộc loại coffea: gồm gần 70 loại khác nhau, nhưng chỉ có

khoảng 10 loại đáng được chú ý về giá trị trồng trọt Trên thế giới hiện nay người ta

thường trồng 3 loại cà phê chính là:

• Giống Arabica gồm: các loại thông thường như là typia, caturra, moka…

• Giống Robusta

• Giống Chari

a) Cà phê Arabia:

Cà phê Arabia được gọi là cà phê chè Đây là loại cà phê trồng nhiều nhất trên thế

giới Nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Đông Châu Phi, có quả hình trứng hoặc hình tròn

Khi quả chín có màu đỏ tươi (một số giống khi chín màu vàng), đường kính quả từ

10÷15 mm, số lượng quả từ 800 ÷ 1200 quả/kg Trong điều kiện khí hậu miền Bắc, cà

phê chè chín rộ vào tháng 12 và tháng 1, ở Tây Nguyên cà phê chín sớm hơn 2 ÷ 3

tháng

b) Cà phê Robusta:

Cà phê Robusta được gọi là cà phê vối Có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Tây Châu

Phi Quả hình trứng hoặc tròn, quả chín có màu đỏ thẫm, vỏ quả cứng và dai hơn cà

phê chè Quả chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây Nguyên cà phê chín vào khoảng tháng 10 đến tháng 12 Đây là loại cà phê trồng nhiều nhất ở nước ta

c) Cà phê Chari:

Cà phê Chari thường được gọi là cà phê mít Có nguồn gốc từ xứ Ubangui Chari thuộc Biển Hồ Có quả hình trứng cuống hơi lồi và to.Trên cành quả chín có cả đọt hoa mới,

nụ hoa, quả xanh, việc thu hái rất khó khăn.Quả chín vào tháng 5 đến tháng 7

2.1.4 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới:/16/

Trên thế giới hiện nay có 75 nước trồng cà phê với diện tích trên 10 triệu hecta và sản lượng hàng năm biến động trên dưới 6 triệu tấn Năng suất bình quân chưa vượt quá 6 tạ nhân/ha Trong đó ở Châu phi có 28 nước năng suất bình quân không vượt quá 4 tạ nhân/ha Nam Mỹ đạt dưới 6 tạ nhân/ha Bốn nước có diện tích trồng cà phê lớn nhất đó là: Brazil trên 3 triệu hecta chiếm 25% sản lượng cà phê thế giới, Côte D’lvoire (Châu Phi), Indonesia mỗi nước khoảng 1 triệu hecta và Côlômbia có gần 1 triệu hecta và sản lượng hàng năm đạt trên dưới 700 ngàn tấn Do áp dụng một số tiến

bộ khoa học kỹ thuật mới như giống mới và mật độ trồng dày nên đã có hàng chục nước đưa năng suất bình quân đạt trên 1 tấn/ha Điển hình có Costa Rica ở Trung Mỹ với diện tích cà phê chè là 85.000 hecta nhưng đã đạt năng suất bình quân trên 1.400 kg/ha

2.1.5 Sản xuất và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam: /19/

Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ 2 thế giới (sau Brazin), cà phê là 1 trong 4 mặt hàng nông nghiệp xuất khẩu có giá trị lớn hơn 1 tỷ USD của Việt Nam

Bảng 2.2: Kết quả sản xuất và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam từ năm 2001 – 2006:

2.2 Thành phần, các tính chất nhiệt lý của cà phê:

2.2.1 Cấu tạo và giải phẫu quả cà phê: /2/

Quả cà phê gồm có những thành phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa

và nhân

Hình 2.2: Cấu tạo quả cà phê /17/

• Lớp vỏ quả là lớp ngoài cùng, mềm, ngoài bì có màu đỏ

• Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt gọi là trung bì

• Hạt cà phê sau khi loại bỏ các tạp chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc, nhân còn được bao bọc bởi một lớp “trấu” gọi là nội bì

• Ngoài nhân cà phê còn có một lớp trấu gọi là vỏ lụa chúng có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy loại cà phê, vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc, mỏng dễ bay khỏi lớp hạt, vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân

• Trong cùng là nhân cà phê, lớp tế bào phía ngoài của nhân cứng có những tế bào nhỏ, trong có chứa chất dầu, phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn Một quả cà phê có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường có 2 nhân

Bảng 2.3 : Tỉ lệ các thành phần của quả cà phê

2.2.2 Đặc tính nhiệt lý của cà phê:/10/

• Hình dáng hình như hình cầu: với hệ số cầu φ = 0,88;

• Thể tích của một quả: 0,998 ± 0,025 mm3;

• Khối lượng trái chín: 1,19 ± 0,07 g;

• Độ rỗng: 0,42;

• Chiều dài quả: 10 ÷ 15 mm;

2.3 Các phương pháp chế biến cà phê:

Chế biến cà phê nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bọc bao quanh nhân cà phê

và phơi sấy khô đến ẩm độ có thể bảo quản được, làm cho cà phê nhân có một giá trị thương phẩm cao Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến tinh khiết hơn Trong kỹ thuật chế biến cà phê có hai phương pháp chế biến cà phê, đó là phương pháp chế biến khô và phương pháp chế biến ướt

2.3.1 Phương pháp chế biến ướt: /1/

Gồm hai giai đoạn chính:

- Giai đoạn xát tươi và phơi sấy : loại bỏ các tạp chất vỏ thịt và các chất nhờn bên ngoài và phơi sấy tới ẩm độ quy định

- Giai đoạn xay xát: loại bỏ vỏ trấu và một phần vỏ lụa, tạo thành cà phê nhân

Thường trước khi bán người ta mới xát vỏ trấu

Ưu điểm:

- Sản xuất ra cà phê nhân sạch, có màu đẹp, phẩm chất tốt

- Có công suất lớn, tiết kiệm được sân phơi, công vận chuyển

Nhược điểm:

- Cần có xưởng chế biến với đầy đủ điều kiện về điện, nước, máy móc phục vụ cho chế biến tươi, có giá thành cao chỉ phù hợp với doanh nghiệp lớn

- Cần có cán bộ kỹ thuật thành thạo về công nghệ xát tươi, làm sạch nhớt

- Cà phê dùng cho chế biến ướt phải chín trên 85%

2.3.2 Phương pháp chế biến khô: /10/

Hiện nay, nông dân trồng cà phê ở Tây Nguyên đang áp dụng hai phương pháp chế biến khô đó là: Phương pháp phơi và phương pháp sấy Cà phê tươi có thể được xát ra hoặc để nguyên quả trước khi chế biến

Hình 2.3: Phương pháp phơi truyền thống /22/

• Phương pháp phơi truyền thống: áp dụng phổ biến ở khu vực nông hộ Sân phơi

là phương tiện quan trọng nhất, phụ thuộc nhiều vào thời tiết, điều kiện sân phơi do đó chất lượng cà phê không ổn định và bị nhiễm mùi đất Nếu nguyên liệu là cà phê nguyên quả và thời gian phơi rất dài (20 – 30 ngày) thì gặp nhiều rủi ro Nếu nguyên liệu là cà phê xát dập (phương pháp phơi cải lương) và thời gian phơi giảm 30% - 40% so với phơi nguyên quả thì chất lượng cà phê nhân giảm thể hiện cà phê bị biến màu, khô không đều, nhiễm vi sinh vật…

• Phương pháp sấy: áp dụng phổ biến ở khu vực nông hộ, các doanh nghiệp, nông trường Do chủ động với thời tiết, thời gian chế biến ngắn thì chất lượng cà phê nhân cao hơn so với phơi, nhưng phải đầu tư máy sấy, tiêu tốn nhiên liệu nhiều

2.4 Sơ lược về lý thuyết sấy:

2.4.1 Vật liệu ẩm và ẩm độ của hạt: /7/

a) Vật liệu ẩm:

Ẩm độ có trong vật liệu được đánh giá cả về hai mặt “số lượng” và “chất lượng” Đánh giá về mặt “số lượng” người ta dùng khái niệm về độ ẩm, đánh giá về mặt “chất lượng” thể hiện ở các dạng liên kết ẩm và năng lượng liên kết giữa chúng Chính vì dạng liên kết và năng lượng liên kết mà vật liệu có cùng ẩm độ cùng chế độ sấy nhưng thời gian sấy khác nhau Bản chất liên kết giữa nước và vật liệu ẩm là hiện tượng hấp thụ và hiện tượng mao dẫn

Hấp thụ giữa nước và vật liệu được chia làm hai loại: hấp thụ hóa học và hấp thụ vật lí Hấp thụ hóa học rất bền vững nên không thể tách ra trong quá trình sấy Hấp thụ vật lí bản chất là do sức căng bề mặt của nước (do hiện tượng mao dẫn gây ra) Nước có mặt trong vật liệu sấy chủ yếu là do hấp thụ vật lí, nước này có thể tách ra trong quá trình sấy

b) Sự hút ẩm và thải ẩm của hạt, ẩm độ cân bằng:

Vật liệu ẩm tùy theo ẩm độ ban đầu mà có nó sẽ hút hoặc nhả ẩm khi để trong môi trường không khí Vật sẽ không trao đổi ẩm nếu ẩm độ của nó bằng ẩm độ của môi trường Nói cách khác, vật đã đạt ẩm độ cân bằng

Trong lĩnh vực chế biến bảo quản nông sản thực phẩm, khái niệm về độ ẩm cân bằng rất quan trọng giúp chúng ta tiên liệu được các điều kiện để đảm bảo an toàn cũng như cơ chế các quá trình sấy cho các nông sản tại các nhiệt độ và ẩm độ tương đối của môi trường khác nhau

c) Ẩm độ cân bằng của cà phê: /4/

Cà phê cũng như các nông sản khác là loại vật liệu dễ hút ẩm, ẩm độ tương đối

và nhiệt độ của môi trường quyết định đến hàm lượng nước có trong cà phê nhân Ở một nhiệt độ cố định hạt cà phê sẽ hút hoặc nhả ẩm là do có hiện tượng chênh lệch áp suất hơi nước trong bản thân hạt và môi trường bên ngoài Khi sự cân bằng của hai áp suất này được thiết lập thì cà phê không còn hút hay nhả ẩm nữa, nó đã đạt ẩm độ cân bằng

2.4.2 Tốc độ giảm ẩm: /6/

a) Lớp hạt mỏng

Tốc độ sấy tùy thuộc vào tốc độ giảm ẩm của hạt riêng lẻ, còn gọi là tốc độ sấy lớp mỏng Tốc độ là đạo hàm của đường giảm ẩm độ theo thời gian Đường giảm ẩm lớp mỏng tùy thuộc vào nhiệt độ sấy, ẩm độ không khí sấy và loại hạt

b) Lớp hạt dày

Sấy lớp hạt dày được coi như là tổng của nhiều lớp hạt mỏng kế tiếp nhau Không khí sấy vào lớp mỏng sau sẽ có độ ẩm tương đối cao hơn không khí vào lớp hạt trước đó

Do vậy thời gian sấy đối với lớp mỏng là ngắn nhất

2.5 Các thông số của không khí ẩm trong quá trình sấy: /7/

2.5.1 Khái niệm không khí ẩm:

Không khí ẩm là hỗn hợp của không khí khô (chủ yếu là Oxygen và Nitrogen)

và hơi nước Đây là tác nhân dùng để sấy hạt Do nhiệt độ và áp suất không lớn nên trong kỹ thuật sấy người ta xem không khí ẩm là khí lý tưởng Như vậy khi tính toán không khí ẩm chúng ta sẽ sử dụng phương trình trạng thái cũng như các quy luật khác của khí lý tưởng

2.5.2 Các thông số của không khí ẩm:

Không khí ẩm chưa bão hòa: là không khí ẩm chứa hơi nước quá nhiệt Không khí ẩm chứa hơi nước bão hòa gọi là không khí ẩm bão hòa Hơi nước trong không khí

ẩm là hơi nước bão hòa hay hơi nước quá nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ và phân áp suất của nó Hơi nước và nước có nhiệt độ bằng nhiệt độ bão hòa tương ứng gọi là nước bão hòa và hơi nước bão hòa

Không khí ẩm chưa bão hòa nếu cho thêm hơi nước trong điều kiện đẳng nhiệt đến một lúc nào đó phân áp suất của hơi nước tăng sẽ biến thành không khí ẩm bão hòa Không khí ẩm bão hòa này nếu lại được cung cấp thêm hơi nước đẳng nhiệt, do phân áp suất của nó không thể tăng cao hơn phân áp suất bão hòa nên khi đó bao nhiêu hơi nước không khí nhận vào sẽ có bấy nhiêu nước ngưng tụ lại Vì vậy chỉ có không khí ẩm chưa bão hòa mới có khả năng nhận thêm hơi nước và do đó mới có khả năng đóng vai trò là tác nhân sấy

- Áp suất hơi: là áp suất riêng phần do sự hiện diện của các phần tử nước trong không khí

- Độ ẩm tuyệt đối của không khí: độ ẩm tuyệt đối của không khí là khối lượng hơi nước chứa trong 1 m3 không khí ẩm Với không khí ẩm bão hòa khối lượng nước chứa trong đó là cực đại

- Độ ẩm tương đối của không khí: độ ẩm tương đối của không khí ẩm là tỉ số giữa độ ẩm tuyệt đối với độ ẩm tuyệt đối cực đại

- Lượng chứa ẩm: lượng chứa ẩm (d, kg/kg kkk) của không khí được định nghĩa

là khối lượng tính bằng kilogam hoặc gam của hơi nước chứa trong 1 kg không khí khô

- Entanpy của không khí ẩm (i, kJ/kg0C) là hàm lượng nhiệt của không khí ẩm

có trong 1 kg không khí khô, ứng với một nhiệt độ tham chiếu nào đó

- Thể tích riêng (v, m3/kg) là thể tích của không khí ẩm ứng với 1 kg không khí khô

- Nhiệt độ bầu khô (tk, 0C) là nhiệt độ không khí đo bằng nhiệt kế bình thường

- Nhiệt độ bầu ướt (tw, 0C) có 2 loại là: nhiệt độ bầu ướt trắc ẩm là nhiệt độ không khí ẩm chỉ bằng nhiệt kế có vỏ bọc vải ẩm ở bầu thủy ngân, vận tốc gió thổi vào vải bọc ít nhất là 4 m/s Nhiệt độ bầu ướt nhiệt động học là nhiệt độ đạt được bởi không khí ẩm khi không khí bão hòa đoạn nhiệt Hai nhiệt độ này xấp xỉ bằng nhau

- Nhiệt độ điểm sương (ts, 0C) khi hạ nhiệt độ không khí ẩm đến một giá trị nào

đó thì hơi nước bắt đầu ngưng tụ, nhiệt độ lúc này gọi là nhiệt độ điểm sương

2.5.3 Giản đồ không khí ẩm:

Giản đồ không khí ẩm là đồ thị trình bày các quan hệ nhiệt động của không khí

ẩm Thực sự, đồ thị được lập trên cơ sở tính toán bằng một bộ phương trình biểu diễn

sự liên hệ giữa các thông số này

Có tất cả 7 thông số: nhiệt độ bầu khô t, nhiệt độ bầu ướt tw, nhiệt độ điểm sương tđs, ẩm độ tương đối φ, tỉ lệ ẩm d1, entalpy i, áp suất khí quyển patm Tại một thời điểm và một địa điểm nhất định (biết patm và t), chỉ cần biết thêm 1 trong 5 thông số còn lại thì xác định được tất cả các thông số của không khí ẩm Có nhiều dạng đồ thị

đã được trình bày như đồ thị Grosvenor (1908) đồ thị Carrier (1911), đồ thị Mollier (1923) Các quá trình làm nóng và làm lạnh, hút và nhả ẩm, ngưng tụ nước,…làm thay đổi các trạng thái của không khí ẩm đều có thể biểu diễn trên giản đồ không khí ẩm

2.5.4 Lưu lượng của dòng không khí:/11/

Lưu lượng của dòng không khí đi qua hệ thống tùy thuộc vào vận tốc của dòng không khí, diện tích mặt cắt ngang của buồng sấy Do vận tốc của dòng không khí qua

hệ thống khá nhỏ nên lưu lượng của không khí cũng nhỏ

Có hai lý do dẫn đến vận tốc của dòng không khí nhỏ là:

9 Vận tốc TNS đi qua bề mặt VLS nhỏ để tăng cường khả năng bốc ẩm

9 Thời gian để hơi nước trong không khí ngưng tụ và để nung nóng sau khi qua dàn nóng là khá dài

2.6 Giới thiệu các phương pháp sấy nhiệt độ thấp:/7/

Ngày nay đã xuất hiện nhiều phương pháp sấy nhiệt độ thấp khác nhau trong đó

có các phương pháp chính sau đây:

2.6.1 Phương pháp sấy lạnh:

Tác nhân sấy là không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp thụ và sau đó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy Khi đó, do phần áp suất hơi nước trong tác nhân bé hơn phần áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy Sau đó hơi nước trong không khí ẩm được ngưng tụ

Hình 2.4 : Hệ thống sấy lạnh /11/

2.6.2 Phương pháp sấy thăng hoa:

Hệ thống sấy lạnh mà trong đó ẩm trong vật liệu sấy ở dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy Trong sấy thăng hoa người ta duy trì nhiệt độ vật liệu T< 273K, áp suất tác nhân sấy p < 610 Pa Do đó khi vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng thì nước trong vật liệu sấy ở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp thành hơi nước đi vào tác nhân sấy

01 – Buồng sấy 02 – Khay 03 – Điện trở đốt nóng

04 – Bơm chân không 05 – Nước ngưng 06 – Bộ trao đổi nhiệt

07 – Bơm nước giải nhiệt 08 – Lưới tổ ong 09- Quạt

10 – Van xả nước

2.6.3 Phương pháp sấy chân không:

Nhiệt độ vật liệu sấy < 273K, áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p > 610 Pa thì khi vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng các phần tử nước ở thể rắn không chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi chuyển thành hơi đi vào môi trường nước ở thể rắn phải chuyển sang thể lỏng

Hình 2.6 : Hệ thống sấy chân không /11/

2.6.4 Sấy bơm nhiệt: /12/

Bơm nhiệt: về nguyên lý hoạt động của chu trình thì giữa bơm nhiệt và máy lạnh không có gì khác nhau, điều khác nhau chỉ là mục đích sử dụng

• Trong máy lạnh mục đích sử dụng là nguồn lạnh q2

• Trong bơm nhiệt mục đích sử dụng là nguồn nóng q1

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt /23/

1 – Máy nén 2 – Van tiết lưu 3 – Động cơ quạt 4 – Dàn lạnh

5,6 – Quạt 7 – Dàn nóng 8 - Ống gió cấp 9- Buồng sấy

10 – Lớp cách nhiệt 11 – Khay sấy 12 – Cửa thải gió 13 – Cửa cấp gió tươi

14 – Kênh dẫn gió lạnh 15 – Giá đỡ 16 – Dây điện trở a) Nguyên lý hoạt động:

Không khí ngoài trời được quạt (5) hút vào qua cửa cấp gió tươi (13) và đưa qua dàn lạnh (4) và được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ đọng sương nên ẩm sẽ ngưng tụ và tách ra khỏi không khí Ẩm của không khí giảm xuống nhưng do nhiệt độ cũng giảm nên độ ẩm tương đối của không khí sau khi ra khỏi dàn lạnh cũng cao (φ = 95%) Không khí tiếp tục được qua quạt (6) hút qua kênh dẫn gió (15) và đi vào dàn nóng (7)

và được làm nóng đẳng ẩm nên nên độ ẩm của không khí giảm mạnh Sau đó không khí khô được đưa vào buồng sấy qua ống gió cấp (8) và hấp thụ ẩm của vật sấy Không khí ra khỏi buồng sấy được thải ra môi trường qua cửa thải gió (12)

Van tiết lưu (2) dùng để điều chỉnh tỷ số nén của bơm nhiệt

Dây điện trở (16) dùng để làm nóng không khí trong trường hợp sấy bằng dây điện trở

Hình 2.8: Hệ thống sấy sử dụng bơm nhiệt /23/

I2

I1I3 = I4

9 Có thể phát ra một khoảng rộng các điều kiện sấy, tiêu biểu là nhiệt độ từ -20 ÷

1000C (với nhiệt phụ trợ) và ẩm độ tương đối không khí từ 15 ÷ 80% (với hệ thống tạo ẩm)

9 Kiểm soát môi trường tuyệt hảo đối với các sản phẩm giá trị cao và giảm tiêu thụ điện đối với các sản phẩm giá trị thấp

9 Chi phí đầu tư tăng

2.7 Quá trình làm lạnh và giảm ẩm không khí:

-10

3 2

b) Quá trình làm lạnh tách ẩm:

Không khí tiếp tục trao đổi nhiệt với dàn lạnh Đến khi nhiệt độ của không khí thấp hơn nhiệt độ điểm sương thì ẩm trong không khí bắt đầu ngưng tụ thành nước (quá trình 1 → 2)

c) Quá trình gia nhiệt:

Không khí sau khi được tách ẩm tiếp tục qua TBNT để gia nhiệt làm giảm độ

ẩm tương đối φ% nhằm tăng khả năng lấy ẩm từ VLS Đồng thời làm tăng nhiệt độ t (0C), enthalpy I (kJ/kgkk), thể tích riêng ν (m3/kgkkk) Quá trình 2 → 3 chính là quá trình gia nhiệt TNS

d) Quá trình sấy:

Không khí sau quá trình gia nhiệt được quạt thổi qua buồng sấy Do áp suất riêng phần của hơi nước trong TNS nhỏ hơn áp suất riêng phần của nước trong VLS nên nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào tác nhân sấy Quá trình 3 → 4

9 Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển: -40,80C;

9 Là chất khí không màu, mùi thơm nhẹ

9 Không ăn mòn kim loại màu

9 Không hòa tan nước nên dễ gây tắc ẩm

Môi chất lạnh R22 cũng thuộc loại môi chất lạnh an toàn nên được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí, hệ thống lạnh nhỏ gia đình

MN TBNT

TBBH

TL

1

2 4

3

h Enthalpy

lgP

Hình 2.10: Sơ đồ chu trình khô của hệ thống

Các quá trình của chu trình khô là:

9 1→2: Quá trình nén hơi đoạn nhiệt (s1 = s2 hoặc ∆s = 0) từ áp suất bay hơi và nhiệt độ vùng bay hơi lên áp suất ngưng tụ và nhiệt độ T2 > Tk Quá trình này tiến hành trong vùng hơi quá nhiệt

9 2→3: Quá trình làm mát và ngưng tụ hơi môi chất đẳng áp, thải nhiệt cho nước

p                       (4)                    

2.8.3 Thiết bị bay hơi: /13/

TBBH là một bộ phận trong thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống Thiết bị này trao đổi nhiệt với bên ngoài làm cho không khí ẩm đạt đến nhiệt độ ngưng tụ, ngưng tụ hơi nước tại đây

• Phân loại thiết bị bay hơi:

a) Phân loại dựa theo trạng thái môi trường làm lạnh người ta chia ra:

- Thiết bị bay hơi làm lạnh chất tải lạnh lỏng (nước, nước muối…)

- Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí Riêng loại bốc hơi làm lạnh không khí còn chia ra giàn lạnh tĩnh và giàn lạnh quạt

b) Phân loại dựa vào mức độ choán chỗ của môi chất lỏng trong thiết bị Trên cơ

sở này người ta chia ra loại ngập và loại không ngập

- Loại thiết bị bay hơi ngập, môi chất lỏng (NH3, Freon) bao phủ toàn bộ bề mặt trao đổi nhiệt (thường là loại cấp lỏng từ dưới lên)

- Loại thiết bị bay hơi không ngập thì dùng môi chất lỏng không bao phủ toàn bộ

bề mặt trao đổi nhiệt, một phần bề mặt trao đổi nhiệt dùng để quá nhiệt hơi hút

về máy nén (thường là loại cấp lỏng từ trên xuống)

Hình 2.11: Dàn bay hơi làm lạnh không khí /8/

• Nhiệt độ bay hơi của MCL trong TBBH:

Phân biệt thành ba cấp nhiệt độ bay hơi khác nhau:

9 Nhiệt độ bay hơi thấp từ - 400C đến – 250C

9 Nhiệt độ bay hơi trung bình từ - 250C đến – 100C

9 Nhiệt độ bay hơi cao từ - 100C đến + 100C

* Chọn nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh t0 :

Nhiệt độ t0 được chọn theo nhiệt độ phòng lạnh và có thể chọn như sau:

Trong đó: tb : nhiệt độ phòng lạnh

∆t0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu

Đối với dàn bay hơi trực tiếp, nhiệt độ bay hơi lấy thấp hơn nhiệt độ phòng từ 7 ÷

100C tùy thuộc chế độ chuyển động của không khí trong phòng Trong một số trường hợp đặc biệt có thể lấy ∆t0 = 5 ÷ 60C Đối với các thiết bị lạnh thương nghiệp và đời sống thường chọn ∆t0 = 8 ÷ 130C do diện tích dàn bay hơi nhỏ và hệ số truyền nhiệt nhỏ

Công thức tính sơ bộ dàn lạnh:

Trong đó:

F: Diện tích truyền nhiệt của dàn lạnh (m2)

Q: Năng suất lạnh của dàn (W)

Trong đó: t0: nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh, 0C

tw1: nhiệt độ không khí vào TBBH

tw2: nhiệt độ không khí ra khỏi TBBH

Ngày nay, người ta thường dùng các loại thiết bị trao đổi nhiệt có các loại cánh khác nhau để tăng thêm hiệu quả trong việc trao đổi nhiệt cũng như trong việc giảm thiểu trọng lượng và hình dạng máy làm cho hệ thống nhỏ gọn hơn nhiều

Dàn lạnh cánh phẳng được sử dụng rộng rãi có bề dày 0,4 ÷ 0,5 mm làm bằng thép mềm, bằng đồng hoặc hợp kim nhôm Loại có gờ ở chân cánh làm bằng nhôm dẻo có

bề dày 0,2 mm Bước cánh của giàn lạnh chọn từ 2 ÷ 4,5 mm nếu làm việc ở nhiệt độ dương và từ 10 ÷ 15 mm nếu làm việc ở nhiệt độ âm và có bị đóng tuyết

Các ống của giàn lạnh có cánh phẳng thường bằng đồng và có đường kính từ 9 ÷ 18

mm hay bằng thép có đường kính 25 mm

Các ống trong giàn lạnh được liên kết với nhau bằng các đoạn ống cong hình chữ U Giữa đoạn ống thẳng và đoạn cong hình chữ U thường được nối với nhau bằng mối hàn hoặc dán keo

- Vị trí: Nằm ngay sau máy nén

a) Phân loại thiết bị ngưng tụ:

• Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước gồm có các loại sau:

- Thiết bị ngưng tụ ống chùm nằm ngang cho NH3 và Freon

- Thiết bị ngưng tụ ống chùm thẳng đứng cho NH3

- Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng nằm ngang cho NH3 và Freon

Hình 2.12: Bình ngưng frêôn /8/

• Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước kết hợp với không khí:

- Dàn ngưng tưới

• Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí:

- Giàn ngưng cưỡng bức

- Giàn ngưng tự nhiên

- Giàn ngưng kiểu tấm

Hình 2.13: Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí /20/

Trong các hệ thống lạnh cỡ lớn và cỡ trung bình chỉ sử dụng kiểu làm mát bằng nước

và kết hợp

b) Các cấp nhiệt độ ngưng tụ:

9 Trung bình: 30 ÷ 400C

9 Cao: 40 ÷ 450C

9 Nhiệt đới ẩm: 45 ÷ 500C

9 Nhiệt đới khô: 50 ÷ 550C

c) Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk :

Nhiệt độ tk được chọn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm mát của TBNT

Nếu TBNT làm mát bằng nước có thể chọn tk như sau:

Trong đó: tw2 : là nhiệt độ nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ

∆tk : là hiệu nhiệt độ ngưng tụ, thường chọn ∆tk = 3 ÷ 50C

Trong một số trường hợp người ta lấy tw2 là nhiệt độ trung bình của nước và nước ra

và khi đó chọn ∆tk = 4 ÷ 60C

Thực tế chọn nhiệt độ ngưng tụ là một bài toán kinh tế để làm sao một đơn vị lạnh là nhỏ nhất Nếu ∆tk nhỏ nhiệt độ ngưng tụ thấp, năng suất lạnh tăng, tiêu tốn điện nhỏ nhưng tiêu tốn nước tăng và chi phí cho nước ngưng tụ tăng do vậy tùy điều kiện cụ thể mà chọn cho hợp lý

Đối với máy lạnh Freon nên chọn ∆tk lớn gấp hai lần đối với máy lạnh NH3

Nhiệt độ nước đầu vào tw1 và đầu ra tw2 chênh lệch nhau 2 ÷ 60C phụ thuộc vào kiểu bình ngưng, và ta có:

tw2 = tw1 + (2 ÷ 6), 0C (12)

Nhiệt độ nước vào bình ngưng tw1 phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường

Khi sử dụng nước tuần hoàn qua tháp làm mát nước lấy nhiệt độ nước vào bình ngưng cao hơn nhiệt độ nhiệt kế bầu ướt là 3 ÷ 40C

Đối với giàn ngưng làm mát bằng không khí hiệu nhiệt độ giữa môi chất lạnh ngưng tụ

và không khí là 8 ÷ 100C Nhiệt độ giữa không khí vào và ra có độ chênh lệch từ 6 ÷

90C, đối với giàn ngưng NH3, và 3 ÷ 40C đối với giàn ngưng freon

Ở các giàn ngưng tưới nhiệt độ nước là giữ nguyên và có thể lấy bằng nhiệt độ nước tuần hoàn Nhiệt độ ngưng tụ khi sử dụng giàn ngưng tưới được phụ thuộc vào tải nhiệt của giàn ngưng và trạng thái không khí bên ngoài (đặc biệt là độ ẩm) Với tải nhiệt riêng của giàn ngưng Qf = 1750 ÷ 2000 W/m2 có thể nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước tuần hoàn từ 8 ÷ 110C

Công thức tính sơ bộ TBNT:

Fk: Diện tích truyền nhiệt của giàn lạnh (m2)

Qk: Năng suất lạnh của giàn (W)

twk1: Nhiệt độ nước vào giàn, 0C

twk2: Nhiệt độ nước ra khỏi giàn, 0C

2.8.5 Một số điều cơ bản của máy nén: /13/

Máy nén lạnh là loại máy nén đặc biệt dùng trong kỹ thuật lạnh để hút hơi ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp sinh ra ở giàn bay hơi nén lên áp suất cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, bảo đảm cho sự tuần hoàn của môi chất trong hệ thống lạnh

Công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh đều do máy nén lạnh quyết định

a) Phân lọai:

Hình 2.14: Máy nén kín /18/

Trong kỹ thuật lạnh hầu như người ta sử dụng tất cả các nguyên lý và kiểu loại máy nén khác nhau:

Hình 2.16: Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh

Q0: Năng suất lạnh của máy nén (kW)

m0: Năng suất lạnh khối lượng (kg/s)

q0: Năng suất lạnh riêng khối lượng (kJ/kg): chính là năng suất lạnh của 1 kg môi chất lạnh sau khi qua tiết lưu, nó cũng chính là hiệu enthalpy vào và ra khỏi giàn bay hơi Công nén đoạn nhiệt

Máy nén động học

Máy nén

pittông dao

Máy nén pittông quay

Máy nén turbine

Cơng suất hữu ích

Hiệu suất động cơ ηdc = 0,9

2.8.6 Các vấn đề liên quan đến ống nhiệt:/14/

a) Cấu tạo của ống nhiệt:

Ống nhiệt là một ống thường làm bằng kim loại hàn kín hai đầu trong đĩ cĩ chứa một lượng mơi chất lỏng xác định Tùy theo từng loại ống nhiệt mà phía trong ống cĩ thể trơn, xẻ rãnh hoặc gắn lưới mao dẫn, phía ngồi cũng cĩ thể trơn hoặc làm cánh tản nhiệt

Hình 2.17:Ống nhiệt /21/

Ống nhiệt được chia làm 3 phần:

Phần ngưng Không khí lạnh Phần đoạn nhiệt

Phần sôi Chất lỏng

Hơi

Q

Khói nóng

Lỏng ngưng

Vách ngăn

Q