TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KGMẺ

Mục đích - Khảo nghiệm mô hình đã có sẵn với các chế độ sấy nhiệt độ khác nhau - Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200 kg/mẻ dùng để sấy thanh long cắt lát..  Các quá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH

LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ

SINH VIÊN THỰC HIỆN Phan Ngọc Sinh

Phạm Quốc Cường Ngành: Công Nghệ Nhiệt lạnh Niên Khóa: 2009-2013

Tháng 6 năm 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH

LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS LÊ QUANG GIẢNG Phạm Quốc Cường

Tháng 6 năm 2013

LỜI CẢM TẠ

Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến khi hoàn thành luận văn này, chúng tôi luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và giúp đỡ tận tình của quý thầy cô Qua luận văn này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

- Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

- Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

- Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy chúng tôi trong thời gian học tập tại trường

- Thầy TS Nguyễn Huy Bích và ThS Lê Quang Giảng – người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi thực hiện đề tài này

Xin cảm được cảm ơn quý thầy, quý cô, các anh, các bạn ở Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Cuối cùng, chúng tôi muốn nói lời cảm ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập xa nhà

Chúng tôi xin gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành nhất!

TP Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Phan Ngọc Sinh

Phạm Quốc Cường

TÓM TẮT

1 Tên đề tài

“ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH LONG

CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ”

2 Thời gian và địa điểm thực hiện

- Thời gian: từ 25/2/2013 đến 17/5/2013

- Địa điểm: tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

3 Mục đích

- Khảo nghiệm mô hình đã có sẵn với các chế độ sấy nhiệt độ khác nhau

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200 kg/mẻ dùng để sấy thanh long cắt lát

4 Nội dung

Đề tài thực hiện với những nội dung sau:

- Khảo nghiệm sấy thanh long cắt lát trên máy sấy bơm nhiệt đã có sẵn tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

- Thiết kế mô hình máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ

5 Kết quả

- Đã khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết

bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy thanh long cắt lát

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM TẠ iii 

TÓM TẮT iv 

MỤC LỤC v 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii 

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix 

CHƯƠNG 1MỞ ĐẦU 1 

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 

1.2 MỤC ĐÍCH 1 

CHƯƠNG 2TỔNG QUAN 3 

2.1 TỔNG QUAN VỀ THANH LONG 3 

2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc thanh long 3 

2.1.2 Tiêu chuẩn thu hái thanh long 4 

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 4 

2.1.4 Tính chất vật lý, thành phần hóa học 6 

2.2 Sơ lược về công nghệ sấy rau, quả 7 

2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 7 

2.2.2 Giản đồ trắc ẩm 8 

2.2.3 Phân loại phương pháp sấy 10 

2.2.3.1 Phương pháp sấy nóng 10 

2.2.3.2 Phương pháp sấy lạnh 11 

2.2.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt 12 

2.2.5 Sơ lượt các loại máy sấy hiện nay 18 

2.2.5.1 Tính chất vật liệu sấy 18 

2.2.5.2 Hình dạng, kích thước 19 

2.2.5.3 Tính chất ẩm 19 

2.3 Không khí ẩm 20 

2.3.1 Khái niệm cơ bản 20 

2.3.2 Các loại không khí ẩm 20 

2.3.3 Các thông số đặc tính của không khí ẩm 20 

CHƯƠNG 3NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 

3.1 Thời gian và địa điểm 23 

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiệm 23 

3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS 24 

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VLS 24 

3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS 24 

3.3.3 Xác định dung trọng của VLS 24 

3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24 

3.4.1 Lựa chọn chế độ sấy 24 

3.4.2 Phương pháp thí nghiệm 25 

3.4.3Phương pháp xác định các chỉ tiêu 25 

3.4.4 Phương pháp phân tích cảm quan 25 

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 25 

3.4.6 Tính toán chi phí sấy và hiệu quả kinh tế 26 

CHƯƠNG 4KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 

4.1 Thí nghiệm sấy thanh long trên máy sấy 27 

4.1.1 Mục đích và yêu cầu 27 

4.1.2 Chọn chế độ sấy thí nghiệm 27 

4.1.3 Kết quả khảo nghiệm 27 

4.2 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt 29 

4.2.1 Các thông số tính toán 29 

4.2.2 Lựa chọn mô hình thiết kế 32 

4.2.3 Kích thước cơ bản của buồng sấy 33 

4.2.4 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d 40 

4.2.5 Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d 41 

4.2.6 Tính toán thiết kế máy sấy 43 

4.2.6.1 Chọn môi chất nạp và các thông số của môi chất 43 

4.2.6.2 Tính toán chu trình 44 

4.2.8 Tính toán dàn bay hơi 53 

4.2.9 Tính chọn máy nén 59 

4.2.10 Tính toán trở lực và chọn quạt 59 

4.3 Tính chi phí sấy và thời gian hoàn vốn 63 

4.3.1 Các thành phần chi phí 63 

4.3.2 Tổng thu và thời gian thu hồi vốn 65 

CHƯƠNG 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67 

5.1 Kết luận 67 

5.2 Đề nghị 68 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 

PHỤ LỤC 70 

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng Nội dung Trang

Bảng 4.1 Các thông số tại điểm nút 40 Bảng 4.2: Các tông số tại các điểm nút 46 

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình Nội dung Trang

Hình 2.1: Kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d 8 

Hình 2.2: Các quá trình trên giản đồ t-d 9 

Hình 2.3: Sơ đồ tổng quát phân loại máy nén lạnh 13 

Hình 2.4: Máy nén kín (a) và máy nén nữa kín (b) 14 

Hình 2.5: Dàn bay hơi làm lạnh không khí 14 

Hình 2.6: Dàn bay hơi làm lạnh bằng nước 15 

Hình 2.7: Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí 15 

Hình 2.8: Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước 15 

Hình 2.9: Sơ đồ cấu tạo máy sấy bơm nhiệt 17 

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt 17 

Hình 2.11: Mô hình mẫu 18 

Hình 2.12: Hình ảnh máy sấy 19 

Hình 4.1 : Quá trình giảm ẩm của thanh long 28 

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý 45 

 

“đóng khung” ở con số 15.000 ha, thì đến cuối năm 2011 diện tích loại cây này tại Bình Thuận đã vượt 18.600 ha Tuy nhiên thời tiết nóng ẩm làm thanh long dễ bị

hư khi thu hoạch Một nguyên nhân khác do việc chế biến và bảo quản sau thu hoạch chưa tốt nên dẫn đến sự thất thoát sản phẩm Vì vậy phương pháp bảo quản hiệu quả nhất hiện nay là bảo quản lạnh Phương pháp này giúp thanh long bảo quản được lâu nhất với chất lượng gần như lúc thu hoạch

1.2 MỤC ĐÍCH

 Để đáp ứng cho những vấn đề này, mục đích chính là nghiên cứu, tính toán, thiết kế mô hình máy sấy lạnh tận dụng một phần nhiệt thải ra của dàn nóng để nung nóng tác nhân sấy (TNS)

 Mục đích chung: Tính toán, thiết kế mô hình máy sấy lạnh

 Mục đích cụ thể: Chế tạo mô hình máy thiết kế, khảo nghiệm và đánh giá khả năng làm việc của máy: năng suất, chi phí vận hành

1.3 YÊU CẦU

 Xác định các thông số nhiệt độ 0C, độ ẩm %, tốc độ gió trong buồn sấy

 Xác định quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ trắc ẩm

 Tính năng suất lạnh của hệ thống lạnh (HTL)

 Tính toán chọn thiết bị của HTL: máy nén (MN), thiết bị ngưng tụ

(TBNT), thiết bị bay hơi (TBBH), van tiết lưu ( với HTL công suất lớn) hoặc ống mao dẫn (cho HTL công suất lạnh nhỏ) phù hợp với mô hình hệ thống sấy (HTS)

 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 buồng sấy

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ THANH LONG

2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc thanh long

Cây thanh long (tên tiếng Anh là Pitahaya, hay còn gọi là Dragon fruit, thuộc

họ Xương rồng, có nguồn gốc ở các vùng sa mạc thuộc

Mehico và Colombia Thanh long được người Pháp

đem vào trồng ở Việt Nam trên 100 năm nay, nhưng

mới được đưa lên thành hàng hóa từ thập niên 1980

Việt Nam hiện nay là nước duy nhất ở Đông Nam á

có trồng thanh long tương đối tập trung trên qui mô

thương mại với diện tích ước lượng 4.000 hectare (1998), tập trung tại Bình Thuận 2.716 hectare, phần còn lại là Long An, Tiền Giang, TP HCM, Khánh Hòa và rải rác

ở một số nơi khác Nông dân Việt Nam với sự cần cù sáng tạo đã đưa trái thanh long lên mặt hàng xuất khẩu làm nhiều người ngoại quốc ngạc nhiên Hiện nay, nước ta đã xuất khẩu thanh long qua nhiều nước dưới dạng quả tươi Riêng thị trường Nhật do

sự kiểm dịch thực vật rất khắt khe trong vài năm gần đây đã chỉ nhập thanh long dưới dạng đông lạnh Ở Bình Thuận nói riêng và Nam bộ nói chung mùa thanh long tự nhiên xảy ra từ tháng 4 tới vườn tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 tới tháng 8 Vào thời điểm ấy giá rẻ, một số nhà vườn tiến bộ đã phát hiện, hoàn chỉnh dần từng bước kỹ thuật thắp đèn tạo quả trái vụ để chủ động thu hoạch, nâng cao hiệu quả kinh tế Vài năm gần đây Thái Lan, Taiwan và cả Trung Quốc cũng đã bắt đầu nghiên cứu trồng cây này

Nguồn: ( http://vi.wikipedia.org/wiki/Thanh_long_(th%E1%BB%B1c_v%E1%BA%ADt)

2.1.2 Tiêu chuẩn thu hái thanh long

Trước khi thu hoạch 10 – 15 ngày không được tưới nhiều nước, bón quá nhiều phân (nhất là phân đạm) và không phun các loại thuốc bảo vệ thực vật để bảo đảm an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng

Khi trái Thanh Long chuyển màu hoàn toàn là thu hoạch được Thời gian sinh trưởng của trái Thanh Long khác nhau về chế độ chăm sóc, về thời tiết vụ mùa, do đó việc thu hoạch cũng chênh lệch nhau về thời gian Vì vậy, nên thu hoạch đúng lúc trái chín, trong khoảng 28 – 32 ngày sau khi nở hoa để trái có trọng lượng cao, chất lượng ngon nhất và bảo quản được lâu hơn Nên thu hoạch trái vào lúc sáng sớm khi chưa có nắng gắt hoặc lúc chiều mát Nếu thu hoạch lúc nắng gay gắt chiếu trực tiếp thì nhiệt

độ trong trái tăng, sẽ gây mất nước nhanh, ảnh hưởng đến chất lượng và thời gian bảo quản Dùng kéo bén (loại cắt tỉa cành cây) cắt lấy trái cho vào giỏ nhựa và để nơi bóng râm mát Tránh làm xây xát, không để trái dính đất hoặc làm giập cuống, giập tai Thanh Long để tránh nhiễm nấm bệnh gây hỏng cuống khi bảo quản Hái xong, cần tiến hành loại bỏ những trái không đủ tiêu chuẩn ngay tại vườn, sau đó cho vào giỏ vận chuyển về nhà càng sớm càng tốt, không để lâu ngoài vườn.Khi vận chuyển nên

sử dụng giỏ chứa đựng và không được chất quá đầy giỏ Cần dùng giấy báo cũ hoặc lá cây tươi loại mềm bao lót kỹ và bao phủ trên mặt trái để tránh va đập hay nắng nóng Nguồn: (http://www.khangnong.vn/ViewNews.aspx?ID=1&IDChild=43)

2.1.3Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Năm 2011, Việt Nam xuất khẩu 218.500 tấn thanh long, kim ngạch đạt 107 triệu USD, tăng 81% về sản lượng và 90% về giá trị so với năm 2010; 6 tháng đầu năm 2012 xuất khẩu thanh long cũng đã mang về 76,8 triệu USD.Ngoài những thị trường truyền thống như: Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Hà Lan… đã xuất hiện một số thị trường mới như: Chilê, Brunei và Greenland Tuy kim ngạch xuất khẩu thanh long vào các thị trường này còn khiêm tốn nhưng bước đầu đã thâm nhập và tạo được sự đa dạng hóa trong cơ cấu thị trường xuất khẩu thanh long của Việt

Nam Đáng lưu ý là thanh long Việt Nam xuất khẩu vào các thị trường khó tính như:

Mỹ, Nhật, Canada và châu Âu luôn đạt mức giá cao hơn các thị trường khác.Bên cạnh đó, năm 2011 thanh long xuất khẩu sang thị trường Nga đạt mức giá trung bình cao nhất (4.500 USD/tấn), kế tiếp là Nhật (3.630 USD/tấn), Mỹ (2.760 USD/tấn), Canada (2.160 USD/tấn) và Anh (2.100 USD/tấn) Giá trung bình xuất khẩu thanh long của nước ta năm 2011 sang thị trường Indonesia và Thái Lan đạt mức giá lần lượt là 565 và 489 USD/tấn Trong khi đó, thanh long Việt Nam xuất khẩu sang Trung Quốc chỉ đạt mức giá 396 USD/tấn Thanh long Việt Nam xuất khẩu sang khoảng 30 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới Trung Quốc là thị trường xuất khẩu truyền thống và chiếm tỷ trọng lớn nhất của thanh long Việt Nam.Năm 2011, Việt Nam xuất sang thị trường Trung Quốc đạt 169.500 tấn, tăng gấp đôi so với năm

2010 và giá trị thanh long xuất khẩu năm 2011 đạt 67,3 triệu USD, tăng 2,4 lần so với năm 2010 Nguồn (http://baoapbac.vn/kinh-te/201209/Xuat-khau-thanh-long-doanh-so-107-trieu-uSd-va-nhan-dien-thi-truong-125730/)

6 tháng đầu năm 2012, xuất khẩu thanh long của Việt Nam đạt 136.700 tấn, kim ngạch đạt 76,8 triệu USD, tăng 78,3% về số lượng và 93,7% về kim ngạch Trong đó, thị trường Trung Quốc tăng 107% về số lượng và 176,5% về giá trị Tiếp theo là Hàn Quốc (136% và 114%), Canada (105% và 99%), Nhật Bản (14% và 36%) và Thái Lan (13% và 30%)

Nhu cầu tăng cao ở thị trường Trung Quốc đã đẩy kim ngạch xuất khẩu thanh long tăng mạnh trong nửa đầu năm 2012 Ngoài ra, yếu tố giá thanh long xuất khẩu cao hơn năm trước cũng góp phần nâng cao kim ngạch xuất khẩu thanh long của nước ta Giá xuất khẩu trung bình thanh long trong 6 tháng đầu năm đạt 539,5 USD/tấn (cao hơn 6% so với cùng kỳ năm trước) Theo dự báo, xuất khẩu trái thanh long vẫn còn

tiếp tục tăng trưởng trong thời gian tới

Nguồn: (va-nhan-dien-thi-truong-125730/)

Hylocereus undatus Thanh long ruột trắng,vỏ đỏ Axit myristic 0,2% 0,3%

2.2 Sơ lược về quy trình sấy rau, quả

Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ của VLS Nếu tốc độ tăng quá nhanh thì bề mặt VLS sẽ bị rắn và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

 Độ ẩm không khí: Có 2 cách để làm giảm độ ẩm tương đối:

- Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

- Giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút ẩm

Độ ẩm của TNS ảnh hưởng đến thời gian và chất lượng sản phẩm sấy Độ ẩm TNS càng thấp thì quá trình sấy càng nhanh nhưng tạo ra lớp vỏ khô bề mặt sản phẩm.Độ

ẩm TNS càng cao sẽ làm giảm tốc độ sấy Do đó người ta điều chỉnh độ ẩm không khí bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông phù hợp với lượng sản phẩm ở trong buồng sấy

 Lưu lượng không khí: trong quá trình sấy, lưu lượng không khí có tốc độ lưu

thông tự nhiên hay cưỡng bức Nếu tốc độ tự nhiên thì khoảng dưới 0,4 m/s, gây kéo dài thời gian sấy, tăng chi phí sấy Do đó người ta lắp thêm quạt thông gió để cưỡng bức lưu

lượng không khí trong khoảng 0,4 – 4,0 m/s Nếu tốc độ gió lớn ( trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất năng lượng Nguồn (http://luanvan.co/luan-van/do-an-qua-trinh-thiet-bi-say-3086/)

 Độ dày của VLS: Lớp VLS càng mỏng thì quá trình sấy ra sản phẩm diễn ra

nhanh chóng nhưng làm giảm năng suất của máy sấy, đối với những VLS đặc biệt khi cắt lát mỏng thì sẽ rất khó lấy ra khay vì bị dính trên khay sấy Ngược lại, nếu VLS quá dày sẽ làm giảm lưu lượng không khí đi qua các lớp VLS ở phía trên và không khí sẽ không đồng đều trong buồng sấy

2.2.2 Giản đồ trắc ẩm

 Kết cấu giản đồ trắc ẩm: giản đồ trắc ẩm được vẽ từ phương pháp thống kê các

thông số nhiệt động học của không khí dưới những điều kiện bình thường của môi trường cho nên nó cũng chỉ áp dụng được ở những điều kiện như vậy

 Giản đồ trắc ẩm cho ta biết 7 tính chất nhiệt động học của không khí ẩm ở áp suất 1 atmosphere:

 Ẩm độ tương đối

 Nhiệt độ bầu khô

 Nhiệt độ bầu ướt

 Nhiệt độ điểm sương

 Thể tích riêng

 Enthalpy

Hình 2.1: kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d

 Trục tung thể hiện ẩm độ tuyệt đối của không khí pa (kgH20/kgkkk)

 Trục hoành thể hiện nhiệt độ bầu khô của không khí

 Các đường nghiêng hướng xuống từ trái sang phải và song song nhau chỉ enthalpy của không khí I (kJ/kgkkk)

 Giao của đường enthalpy và đường φ =100% chỉ nhiệt độ nhiệt kế ướt

tw(0C)

 Các đường thẳng rất dốc hướng từ trái sang phải chỉ các giá trị thể tích riêng (m3/kg) của không khí

 Các đường cong bắt đầu từ góc trái cho biết độ ẩm tương đối của kk φ%

 Các quá trình sấy trên giản đồ t-d:

Hình 2.2: các quá trình trên giản đồ t-d

 Quá trình làm lạnh đẳng ẩm: không khí được làm lạnh khi đi vào dàn lạnh nhưng vẫn

chưa tách được ẩm trong không khí (quá trình 1 → 2 trên hình 2.3)

 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 2→ 3 trên hình 2.3)

 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/kgkkk), thể tích riêng (m3/kgkkk) Quá trình 3 → 4 trên hình 2.1 chính là quá trình gia nhiệt TNS

 Quá trình sấy: không khí sau quá trình gia nhiệt được quạt thổi qua buồng sấy Do áp

suất riêng phần của hơi nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào TNS nhỏ hơn áp suất riêng phần của nước trong VLS nên nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào TNS ( quá trình 4 → 1 trên hình 2.1)

2.2.3 Phân loại phương pháp sấy

Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển ẩm

ra khỏi vật liệu ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy:

φ = = exp { - } Trong đó: Pr : áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/m2

P0 : áp suất trên bề mặt thoáng,N/m2

 Phân loại phương pháp sấy nóng:

- Hệ thống sấy đối lưu: VLS sẽ tiếp xúc lượng nhiệt bằng cách đối lưu nhận từ

không khí nóng hoặc khói lò Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy khí động, hệ thống sấy hầm…

- Hệ thống sấy bức xạ: VLS nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn ẩm dịch chuyển

từ lòng VLS ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường.Người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất giữa VLS và môi trường bằng cách đốt nóng vật

- Hệ thống sấy tiếp xúc: VLS nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Trong hệ thống sấy

tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên

- Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tầng hoặc dùng năng lượng điện từ trường: khi

VLS đặt trong môi trường điện từ thì trong VLS xuất hiện các dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật

 Ưu điểm phương pháp sấy nóng:

- Thời gian sấy ngắn hơn phương pháp sấy lạnh

- Năng suất cao và chi phí ban đầu tư thấp

- Nguồn nhiệt dùng để sấy nóng có thể tận dụng từ các khói lò,hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ…cho đến điện năng

- Tuổi thọ HTS nóng cao và sửa chữa đơn giản

- Giá cả của VLS sau khi sấy rẻ hơn sấy lạnh

 Nhược điểm phương pháp sấy nóng:

- Chỉ sấy được các VLS không yêu cầu cao về nhiệt độ

- Sản phẩm sau khi sấy thường hay biến màu và chất lượng không cao

- Gây mất nhiều chất dinh dưỡng

2.2.3.2 Phương pháp sấy lạnh

Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước giữa VLS

và TNS bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS Ph nhờ giảm độ chứa ẩm d Mối quan hệ được thể hiện qua công thức:

,

Trong đó: B là áp suất môi trường (áp suất khí trời)

 HTS lạnh ở t > 0oC

Với HTS này, nhiệt độ VLS cũng như nhiệt độ TNS xấp xỉ bằng nhiệt độ môi trường.Trước hết không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp thụ Sau đó được đốt nóng hay làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua VLS Khi đó, phân áp suất hơi nước trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt

VLS nên ẩm từ dạng lỏng sẽ bay hơi và đi vào TNS Điểm khác nhau giữa 2 phương pháp sấy: Trong HTS nóng đối lưu người ta giảm Ph bằng cách đốt nóng TNS (d = const)

để tăng áp suất bão hòa dẫn đến giảm độ ẩm tương đối φ Còn trong HTS lạnh có nhiệt

độ TNS xấp xỉ nhiệt độ môi trường, người ta tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của TNS bằng cách giảm lượng chứa ẩm d khi không khí qua dàn lạnh

 Ưu điểm phương pháp sấy lạnh

- Các chỉ tiêu về chất lượng dinh dưỡng, vitamin, mùi vị và màu sắt đều đạt rất cao

- Khả năng bảo quản lâu hơn và ít bị tác động bên ngoài

- Thích hợp với các yêu cầu chất lượng cao, đòi hỏi phải sấy ở nhiệt độ thấp

- Quá trình sấy kín nên không bị phụ thuộc vào môi trường bên ngoài

 Nhược điểm của phương pháp sấy lạnh

- Do yêu cầu chất lượng sản phẩm nên giá thành sản phẩm cao

- Giá thành thiết bị đầu tư và tiêu hao điện năng lớn

- Vận hành phức tạp, người vận hành phải có trình độ chuyên môn

- Không phù hợp với các vật liệu dễ bị ôi thui,mốc vì nhiệt độ sấy thường gần bằng nhiệt độ môi trường

- Dễ tắc nghẽn thiết bị làm lạnh do cuốn hút các VLS

2.2.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt

Bơm nhiệt là một thiết bị dùng để bơm một dòng nhiệt từ nhiệt độ thấp lên mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt Để duy trì bơm nhiệt hoạt động cần tiêu tốn một dòng năng lượng khác ( điện năng hoặc nhiệt năng ) Như vậy máy lạnh cũng là một loại bơm nhiệt và có chung một nguyên lý hoạt động Các thiết bị của chúng là giống nhau Máy lạnh gắn với việc sử dụng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm nhiệt gắn với việc sử dụng nguồn nhiệt ở thiết bị ngưng tụ Do yêu cầu sử dụng nguồn nhiệt nên bơm nhiệt hoạt động ở cấp nhiệt độ cao hơn

 Cấu tạo máy sấy bơm nhiệt:

 Môi chất và cặp môi chất

Môi chất và cặp môi chất bơm nhiệt có yêu cầu như máy lạnh, một vài yêu cầu đặc biệt xuất phát từ nhiệt độ sôi và ngưng tụ cao hơn Đến nay người ta vẫn sử dụng các loại môi chất sau: R12, R22, R502 và MR cho máy tuabin Gần đây người ta chú ý một số môi chất cho bơm nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ dàn ngưng như: R22, R113, R114, R12B1, R142…

 Máy nén lạnh

Cũng như máy nén lạnh, máy nén là bộ phận quan trọng nhất của bơm nhiệt Tất cả các dạng máy nén của máy lạnh đều được ứng dụng trong bơm nhiệt.Đặc biệt là máy nén piston trượt, máy nén trục vít và máy nén tuabin.Một máy nén bơm nhiệt phải đạt được các yêu cầu tuổi thọ cao, chạy êm và cần phải có hiệu suất cao trong điều kiện thiếu hoặc đủ tải

Trong kỹ thuật lạnh máy nén lạnh bao gồm

Hình 2.3:Sơ đồ tổng quát phân loại máy nén lạnh

Hình 2.4: Máy nén kín (a) và máy nén nữa kín (b)

 Các thiết bị trao đổi nhiệt

Các thiết bị trao đổi nhiệt cơ bản trong bơm nhiệt là thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ Máy lạnh hấp thụ có thêm thiết bị sinh hơi và hấp thụ Giống như máy lạnh, thiết bị ngưng tụ và bay hơi của bơm nhiệt cũng bao gồm các dạng: ống chùm, ống lồng ngược dòng, ống đứng và ống kiểu tấm

Hình 2.5: Dàn bay hơi làm lạnh không khí

Hình 2.6: Dàn bay hơi làm lạnh bằng nước

Hình 2.7: Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí

Hình 2.8:Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước

 Thiết bị phụ của bơm nhiệt

Tất cả thiết bị phụ của bơm nhiệt giống như thiết bị phụ của máy lạnh.Từ những yêu cầu về nhiệt độ cao nên đòi hỏi độ tin cậy,gia công thiết bị cao hơn.Đây cũng là vấn

đề đặt ra với dầu bôi trơn và đệm kín trong hệ thống lạnh

Do bơm nhiệt phải hoạt động ở chế độ áp suất và nhiệt độ gần sát với giới hạn tối

đa Nên các thiết bị tự động rất cần thiết để phòng ngừa hư hỏng cho hệ thống khi chế độ làm việc vượt quá giới hạn cho phép

Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cần có van tiết lưu phù hợp

 Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt

Thiết bị ngoại vi là những thiết bị hỗ trợ cho bơm nhiệt phù hợp với từng phương

án sử dụng Thiết bị ngoại vi gồm một số loại sau:

- Các phương án động lực máy nén như : động cơ điện, động cơ gas, động cơ diesel hoặc động cơ gió…

- Các phương án dùng nhiệt thu ở dàn ngưng tụ Nếu là sưởi ấm có thể sử dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, có thể sử dụng sấy, nấu ăn, hút ẩm…mỗi phương án đòi hỏi những thiết bị hỗ trợ khác nhau

- Các phương án cấp nhiệt cho dàn bay hơi Trường hợp sử dụng dàn lạnh đồng thời với dàn nóng thì phía dàn bay hơi có thể là buồng lạnh hoặc chất tải lạnh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng dàn bay hơi đặt ngoài không khí, dàn bay hơi sử dụng nước là môi trường cấp nhiệt Cũng có những phương án như dàn bay hơi đặt ở dưới nước, đặt ở dưới đất hoặc sử dụng năng lượng mặt trời

- Các thiết bị điều khiển, kiểm tra tự động sự hoạt động của bơm nhiệt và các thiết bị hỗ trợ Đây là những thiết bị tự động điều khiển các thiết bị phù hợp với hoạt động của bơm nhiệt

 Nguyên lý làm việc và đặc điểm:

Hình 2.9:Sơ đồ cấu tạo máy sấy bơm nhiệt

Hình 2.10:Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt

 Nguyên lý làm việc:

TNS là không khí ẩm được làm lạnh từ trạng thái ban đầu 3 đến trạng thái 1, quá trình làm lạnh này có t1< tds ứng với trạng thái 3 của không khí ẩm, phần lớn lượng nước trong KKA được tách ra trong giai đoạn này Ở trạng thái 1 không khí có độ ẩm φ =100%

và nhiệt độ rất thấp Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t2( ứng với độ ẩm tương đối φ2 nhỏ đến giá trị cần thiết) Sau

đó không khí ở trạng thái 2 được đưa vào buồng sấy

Do ở trạng thái 2 không khí có độ ẩm tương đối φ2 rất nhỏ nên nó sẽ hấp thụ nước

từ vật cần sấy và ra khỏi buồng sấy ở trạng thái 3

 Đặc điểm:

- Quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ TNS

- TNS đóng vai trò trung gian hấp thụ nước từ VLS, nước này được ngưng tụ ở dàn lạnh và được thải ra ngoài

- Quá trình sấy không cần thải bỏ TNS nên đảm bảo rất vệ sinh

- Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của VLS như lúc còn tươi

- Ứng dụng để sấy các VLS không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật ong, sản phẩm chứa nhiều vitamin…

- Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh)

- Sản phẩm thu được có chất lượng cao

2.2.5 Sơ lược các loại máy sấy hiện nay

2.2.5.1 Tính chất vật liệu sấy

Rất ít máy sấy thích hợp cho nhiều loại sản phẩm có hình dạng khác nhau Việc lựa chọn máy sấy phụ thuộc vào : hình dáng, kích thước và thành phần hóa học của vật liệu sấy, dạng vật liệu (dạng lát, dạng cục, dạng bột, dạng đặc, dạng lỏng…) ngoài ra cần biết sự thay đổi hình dạng và trạng thái của vật liệu trong quá trình sấy như sự co lại, sự rạn nứt…tính chất nào bị thay đổi mạnh nhất

Hình 2.11: Mô hình mẫu

 Có thể sử dụng máy sấy có kết cấu cơ học đặc biệt để phân bố đều VLS Ví dụ: máy sấy cánh đảo, máy sấy thùng quay, máy sấy đĩa quay…có thể kết hợp với máy sấy nghiền trục vít

2.2.5.3 Tính chất ẩm

 Để bốc ẩm tự do : dùng những máy sấy tuần hoàn để tiết kiệm năng lượng ( có thể tách ẩm tự do và ẩm dính ướt nhanh nhất bằng ly tâm và ép) Đối với vật liệu keo: có thể sử dụng máy sấy nhanh, sau khi nguyên liệu được xử lý thành dạng bột

2.3 Không khí ẩm

2.3.1 Khái niệm cơ bản

Không khí ẩm là một hỗn hợp của không khí khô (gồm O2, N2, CO2…) và hơi nước Không khí thông thường dù ít hay nhiều đều chứa một lượng hơi nước và một phần nhỏ các khí khác, trong kỹ thuật không khí ẩm là một chất môi giới được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Ví dụ trong kỹ thuật sấy không khí ẩm đóng vai trò chất tải ẩm, trong nhiều lĩnh vực khác như kỹ thuật thông gió vệ sinh công nghiệp, kỹ thuật điều hòa nhiệt độ… đều có liên quan với đặc tính xử lý không khí ẩm

2.3.2 Các loại không khí ẩm

Phụ thuộc vào lượng hơi nước có chứa trong không khí ẩm mà ta có thể chia không khí ẩm ra làm hai loại là không khí ẩm bão hòa (Saturated Moist Air) và không khí ẩm chưa bão hòa (Unsaturated Moist Air)

- Không khí ẩm chưa bão hòa: Là trạng thái mà hơi nước còn có thể bay hơi thêm

vào được trong không khí, nghĩa là không khí vẫn còn tiếp tục có thể nhận thêm hơi nước

- Không khí ẩm bão hòa: Là trạng thái mà hơi nước trong không khí đã đạt tối đa

và không thể bay hơi thêm vào đó được Nếu tiếp tục cho bay hơi nước vào không khí thì có bao nhiêu hơi bay vào không khí sẽ có bấy nhiêu hơi ẩm ngưng tụ lại

- Không khí ẩm quá bão hòa: Là không khí ẩm bão hòa và còn chứa thêm một

lượng hơi nước nhất định Tuy nhiên trạng thái quá bão hòa là trạng thái không ổn định và có xu hướng biến đổi đến trạng thái bão hòa do lượng hơi nước dư bị tách dần ra khỏi không khí Ví dụ như trạng thái sương mù là không khí quá bão hòa

2.3.3 Các thông số đặc tính của không khí ẩm

 Độ ẩm tuyệt đối ρ h, kg hơi nước/m 3

Gọi:

mh – lượng hơi nước chứa trong không khí ẩm, kg hơi nước

Vkka – thể tích của khối không khí ẩm đang khảo sát, m 3

Lúc đó, ta gọi độ ẩm tuyệt đối là tỷ số sau đây:

 Độ ẩm tương đối φ, %

Độ ẩm tương đối là tỉ số giữa lượng hơi nước hiện có trong khối không khí ẩm

đang khảo sát so với lượng hơi nước chứa trong không khí đó khi nó được làm cho

bão hòa ở nhiệt độ không đổi

        (2.4)

Trong đó:

mh – lượng hơi nước có chứa trong không khí ẩm đang khảo sát, kg hơi nước

mbh – lượng hơi nước chứa trong không khí đó khi nó được làm cho bão hòa ở

nhiệt độ không đổi, kg hơi nước

 Độ chứa hơi

Được xác định như sau:

        (2.5)

Trong đó:

d – độ chứa hơi, kg hơi nước/kg không khí khô

mh – lượng hơi nước có chứa trong không khí ẩm đang khảo sát, kg hơi nước

mk – lượng không khí khô chứa trong không khí ẩm đang khảo sát, kg không khí

khô

 Enthalpy của không khí ẩm

        (2.6) Nếu quy ước chọn điểm gốc tại t = 00C và p = 101,325 kPa thì:

ik = 1,006t

ih = 2500,77 + 1,84t         Trong đó:

ik – Enthalpy của không khí khô có trong không khí ẩm đang khảo sát, kJ/kg không

khí khô

ih – Enthalpy của hơi nước có trong không khí ẩm đang khảo sát, kJ/kg hơi nước

I – Enthalpy của không khí ẩm, kJ/kg không khí khô

 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn

Từ công thức dùng để tính enthalpy của không khí ẩm, ta có thể viết lại như sau:

        1,006 1,84 2500,77 (2.9)

Thành phần thứ nhất của vế phải được gọi là nhiệt hiện, thành phần thứ hai gọi là

nhiệt ẩn Vì giá trị của 1,84d chỉ chiếm khoảng 3% so với tổng (1,006 + 1,84d), nên

ta có thể xem gần đúng tổng số (1,006 + 1,84d) = cp = 1,024 kJ.(kg.K) -1 Như vậy,

thành phần nhiệt hiện đã nói ở trên có thể hiểu là nhiệt lượng để làm cho 1 kg không

khí biến đổi nhiệt độ từ 00C đến giá trị t Còn quá trình nào làm cho độ chứa hơi thay

đổi thì quá trình đó có xuất hiện nhiệt ẩn

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm

- Thời gian: thực hiện đề tài từ 25/2/2013 đến ngày 17/5/2013

- Địa điểm: tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết Bị Nhiệt lạnh Trường Đại học Nông Lâm TPHCM

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiệm

Vật liệu sấy: Thanh long vỏ đỏ, ruột trắng mua ở chợ đầu mối Thủ Đức Chọn những trái có hình dạng đồng đều, không bị hư Máy sấy thí nghiệm là máy sấy bơm nhiệt tại trường

- Centigrade temperature: (-40~ 1000) degree Celsius

- Diode test, Continuity alarm, Low battery indication, Data hold, Auto off,

Manual or Auto range

 Đồng hồ đo tốc độ gió Windmaster 2

Thang đo : KM/H (kilômét/giờ) từ 2,5 đến 150 km/h

KTS (knots) từ 1,3 đến 81 kts

M/S (mét/giây) từ 0,7 đến 42 m/s

MPH (miles/giờ) từ 1,5 đến 93 mph

Độ chính xác: typ ±4% , ± 1 digit

3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VLS

Sử dụng thước kẹp để xác định kích thước vật liệu Đo kích thước dài, ngang của vật liệu Thí nghiệm 10 lần và thu được kết quả trung bình

3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS

Ẩm độ là thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn cứ vào

ẩm độ đầu và cuối mà có thể tính toán được thời gian sấy lý thuyết cũng như thời gian bảo quản Ẩm độ đầu của thanh long được xác định bằng phương pháp tủ sấy sau khi đưa thanh long qua xử lý

3.3.3 Xác định dung trọng của VLS

Vì không có dụng cụ đo dung trọng của VLS nên thực hiện đo bằng phương pháp sau: dùng xô đựng đầy trái thanh long bằng miệng xô, đặt lên cân lấy số liệu và sau đó đổ nước vào bằng miệng xô rồi cân nước Lặp lại thí nghiệm 3 lần và lấy kết quả trung bình

3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.4.1 Lựa chọn chế độ sấy

Chúng tôi có thể thay đổi nhiều chế độ sấy khác nhau như: lưu lượng gió, vận tốc gió, ẩm độ TNS, nhiệt độ sấy…để tìm ra quy trình sấy hợp lý Do thời gian hạn chế, máy sấy khảo nghiệm được nhiều sinh viên khác thực tập nên chúng tôi chỉ chọn thay đổi nhiệt độ sấy để tiến hành khảo nghiệm

Khi sấy rau quả, nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 600C sẽ làm protein bị biến tính nên chúng tôi chỉ chọn ba mức nhiệt độ sấy là 400C, 450C, 500C để sấy khảo nghiệm Nguồn (http://text.123doc.vn/text-doc/205319-kt-say-nong-san-thuc-pham.htm)

3.4.2 Phương pháp thí nghiệm

Cân VLS cho vào các khay rồi đưa vào máy sấy, mở máy hoạt động và tiến hành lấy số liệu Sau 1h đo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ sấy Sau 2h đo khối lượng thanh long trong các khay để xác định sự giảm ẩm của vật liệu

3.4.3Phương pháp xác định các chỉ tiêu

Ẩm độ ban đầu của vật liệu được xác định bằng phương pháp tủ sấy:

- Ẩm độ theo cơ sở ướt :    100% = 100%

- Theo ẩm độ cơ sở khô:   100%

Trong đó: Ga: khối lượng nước chứa trong vật liệu

G = Ga + Gk : khối lượng của toàn bộ vật liệu ẩm

Ẩm độ tức thời được xác định theo công thức:

1 = 100 – [ G1 ( 100 – 1)] / Gi % Trong đó: i: ẩm độ tức thời theo cơ sở ướt tại thời điểm i %

G1: khối lượng ướt ban đầu, g

1 : ẩm độ ban đầu của thanh long %

Gi : khối lượng thanh long ở thời gian I, g

3.4.4 Phương pháp phân tích cảm quan

Việc đánh giá cảm quan được tiến hành bằng cách cho điểm.Hội đồng đánh giá gồm 10 người, đánh giá tổng quan về màu sắc, trạng thái vật liệu

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu

Dùng phần mềm excel để tính toán và vẽ các đồ thị thể hiện các yếu tố trong quá trình sấy

3.4.6 Phươngpháp tính toán thiết kế máy và chi phí sấy

 Phương pháp tính toán thiết kế mấy sấy:

- Xác định các thông số ban đầu

- Lựa chọn mô hình thiết kế và xác định kích thước cơ bản của buồng sấy

- Xây dựng quá trình sấy lý thuyết và thực tế

- Tính toán dàn ngưng tụ, bay hơi, chọn máy nén, quạt

 Tính toán chi phí và hiệu quả kinh tế

- Chi phí nguyên liệu

- Chi phí lao động

- Chi phí khấu hao

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Thí nghiệm sấy thanh long trên máy sấy

4.1.1 Mục đích và yêu cầu

 Mục đích: Dựa vào các tính chất cơ lý của thanh long, tham khảo tài liệu, học hỏi các kinh nghiệm từcác doanh nghiệp có liên quan để chọn chế độ sấy phù phợp như: nhiệt độ, lưu lượng gió, ẩm độ Tiến hành thí nghiệm sấy với các thông số đã xác định từ đó rút ra các kết luận cần thiết về quy trình công nghệ sấy thanh long trên máy sấy bơm nhiệt Qua đó chúng tôi tính toán và thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy thanh long

 Yêu cầu: Để đạt yêu cầu sau khi sấy, thanh long phải khô đều mà vẫn giữ nguyên được màu sắc, mùi vị và trạng thái Bề mặt của thanh long không bị nhăn, thanh long vẫn giữ được trạng thái nguyên hình, không bị giòn, dễ vỡ Có thể bảo quản trong thời gian dài

4.1.2 Chọn chế độ sấy thí nghiệm

Do máy sấy khảo nghiệm là máy sấy bơm nhiệt được đặt tại Trung tâm Công Nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh Trường Đại học Nông Lâm TPHCM với ẩm độ của TNS thấp, quạt không có dụng cụ làm thay đổi lưu lượng, hơn nữa khi sấy rau quả nếu nhiệt

độ sấy lớn hơn 600C sẽ làm Protein bị biến tính nên chúng tôi chỉ chọn một thông số là nhiệt độ với ba mức 400C, 450C, 500C để sấy thí nghiệm

4.1.3 Kết quả khảo nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện từ ngày 22-25/04/2013 với các số liệu ban đầu của ngày như sau: Khối lượng thanh long trên khaylần lượt: 1200g, 1300g, 1350g Ẩm độ ban đầu 86,7%, sấy xuống ẩm độ từ 18% - 21% Số liệu thu được trong quá trình sấy ở bảng phụ lục

Hình4.1 : Quá trình giảm ẩm của thanh long

 Nhận xét:

Kết quả cho các giá trị ẩm độ trung bình ở 3 mức nhiệt độ giảm khác nhau rất có ý nghĩa về mặt thống kê Mức nhiệt độ 50⁰C có giá trị trung bình ẩm độ giảm nhanh và mức nhiệt 40⁰C có có giá trị trung bình ẩm độ giảm chậm

Nhận thấy các giá trị ẩm độ ở 3 mức nhiệt độ (40; 45 và 50) đều giảm theo thời gian (sau 2 giờ ghi nhận một lần) Rõ ràng ở nhiệt độ cao (50⁰C) nên kết quả sấy làm giảm độ ẩm xuống 18,39% trong thời gian nhanh nhất (14 giờ) so với 2 mức nhiệt còn lại (45⁰C làm giảm độ ẩm xuống 21,41% trong 16 giờ và 40⁰C làm giảm độ ẩm xuống 20,2% trong 18 giờ) Tuy nhiên, vì lý do khi sấy ở nhiệt độ cao

sẽ ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của thanh long.Nên chúng tôi quyết định chọn mức nhiệt 40⁰C để sấy là thích hợp

010

Thời Gian (giờ)

Đường giảm ẩm của thanh long

40⁰C45⁰C50⁰C

4.2 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt

4.2.1 Các thông số tính toán

Vật liệu sấy: thanh long

Ẩm độ ban đầu: 1 = 86,7%

Ẩm độ cuối: 2 = 21%

Khối lượng riêng của thanh long: tl = 1025 kg/m3( thực nghiệm)

 Điểm 0 (Môi trường bên ngoài)

 Nhiệt độ t0= 270C được chọn theo nhiệt độ trung bình của khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh hằng năm

b

kg kgkk

P d

(Lấy giá trị Pa = 0,993 bar)

 Entanpy của không khí ẩm

 Điểm 1 : Trạng thái không khí sau dàn lạnh

125,235

42,402612

exp5

,235

42,402612

405,235

42,402612

exp5

,235

42,402612