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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN, 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 năm 2013 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ SINH VIÊN THỰC HIỆN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN HUY BÍCH ThS LÊ QUANG GIẢNG Phan Ngọc Sinh Phạm Quốc Cường Tháng năm 2013 ii LỜI CẢM TẠ Từ ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm dạy giúp đỡ tận tình q thầy Qua luận văn này, chúng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh - Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ - Q thầy tận tình dạy chúng tơi thời gian học tập trường - Thầy TS Nguyễn Huy Bích ThS Lê Quang Giảng – người trực dõi, tận tình hướng dẫn giúp đỡ thực đề tài Xin cảm cảm ơn quý thầy, quý cô, anh, bạn Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt lạnh giúp đỡ chúng tơi q trình thực đề tài Cuối cùng, chúng tơi muốn nói lời cảm ơn đến ba mẹ người gia đình quan tâm, lo lắng, động viên ngày học tập xa nhà Chúng xin gửi đến quý thầy cô, ba mẹ tất người lời chúc sức khỏe lời cảm ơn chân thành nhất! TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Sinh viên thực Phan Ngọc Sinh Phạm Quốc Cường iii TÓM TẮT Tên đề tài “ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ” Thời gian địa điểm thực - Thời gian: từ 25/2/2013 đến 17/5/2013 - Địa điểm: Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh Mục đích - Khảo nghiệm mơ hình có sẵn với chế độ sấy nhiệt độ khác - Tính tốn, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với suất 200 kg/mẻ dùng để sấy long cắt lát Nội dung Đề tài thực với nội dung sau: - Khảo nghiệm sấy long cắt lát máy sấy bơm nhiệt có sẵn Trung tâm Cơng Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh - Thiết kế mơ hình máy sấy bơm nhiệt với suất 200kg/mẻ Kết - Đã khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh - Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với suất 200kg/mẻ dùng để sấy long cắt lát iv 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 long 3  2.1.2 Tiêu chuẩn thu hái long 4  2.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ 4  2.1.4 Tính chất vật lý, thành phần hóa học 6  2.2 Sơ lược công nghệ sấy rau, 7  2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến 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 máy sấy bơm nhiệt 12  2.2.5 Sơ lượt loại máy sấy 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 Khơng khí ẩm 20  2.3.1 Khái niệm 20  v 2.3.2 Các loại không khí ẩm 20  2.3.3 Các thơng số đặc tính khơng khí ẩm 20  CHƯƠNG 3NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23  3.1 Thời gian địa điểm 23  3.2 Nguyên liệu trang thiết bị thí nghiệm 23  3.3 Phương pháp xác định tính chất lý VLS 24  3.3.1 Xác định kích thước khối lượng VLS 24  3.3.2 Xác định ẩm độ VLS 24  3.3.3 Xác định dung trọng 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 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 tốn chi phí sấy hiệu kinh tế 26  CHƯƠNG 4KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27  4.1 Thí nghiệm sấy long máy sấy 27  4.1.1 Mục đích yêu cầu 27  4.1.2 Chọn chế độ sấy thí nghiệm 27  4.1.3 Kết khảo nghiệm 27  4.2 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt 29  4.2.1 Các thông số tính tốn 29  4.2.2 Lựa chọn mơ hình thiết kế 32  4.2.3 Kích thước buồng sấy 33  4.2.4 Xây dựng trình sấy lý thuyết đồ thị I-d 40  4.2.5 Xây dựng trình sấy thực tế đồ thị I-d 41  4.2.6 Tính tốn thiết kế máy sấy 43  4.2.6.1 Chọn môi chất nạp thông số môi chất 43  4.2.6.2 Tính tốn chu trình 44  4.2.7 Tính tốn dàn ngưng 47  vi 4.2.8 Tính tốn dàn bay 53  4.2.9 Tính chọn máy nén 59  4.2.10 Tính tốn trở lực chọn quạt 59  4.3 Tính chi phí sấy thời gian hoàn vốn 63  4.3.1 Các thành phần chi phí 63  4.3.2 Tổng thu 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  vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT HTS: Hệ thống sấy TNS: Tác nhân sấy VLS: Vật liệu sấy VLÂ: Vật liệu ẩm HTL: Hệ thống lạnh TNL: Tác nhân lạnh TBNT: Thiết bị ngưng tụ TBBH: Thiết bị bay MN: Máy nén viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang Bảng 4.1 Các thông số điểm nút 40  Bảng 4.2: Các tông số điểm nút 46  ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Nội dung Trang Hình 2.1: Kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d 8  Hình 2.2: Các trình 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) máy nén kín (b) 14  Hình 2.5: Dàn bay làm lạnh khơng khí 14  Hình 2.6: Dàn bay làm lạnh nước 15  Hình 2.7: Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí 15  Hình 2.8: Thiết bị ngưng tụ làm mát 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: Mơ hình mẫu 18  Hình 2.12: Hình ảnh máy sấy 19  Hình 4.1 : Quá trình giảm ẩm long 28  Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý 45    x 5.2 Đề nghị - Do thời gian thực đề tài hạn chế, khơng có khả thay đổi biến vận tốc gió, lưu lượng TNS máy sấy bơm nhiệt Do tìm phương pháp thay đổi nhiều biến để tìm quy trình sấy long hiệu tối ưu - Cần phải chế tạo máy sấy bơm nhiệt phù hợp với nhiều loại VLS khác để tăng cao khả làm việc máy - Cần lắp thêm mạch điều khiển mạch bảo vệ để làm tăng tính tự động hóa 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS-TSKH Trần Văn Phú, “Tính tốn thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo dục 2002 PGS-TS Bùi Hải, “Thiết bị trao đổi nhiệt”, NXB Khoa học kỹ thuật 1999 GS-TS Võ Chí Chính, “Giáo trình điều hòa khơng khi”, NXB Khoa học kỹ thuật 2005 Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Máy thiết bị lạnh NXB Giáo Dục Phan Hiếu Hiền, 2001 Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu(thống kê thực nghiệm).NXB Nơng nghiệp Hồng Văn Chước Thiết kế hệ thống thiết bị sấy NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn May Bơm quạt máy nén NXB Khoa học Kỹ thuật 69 PHỤ LỤC  Phụ lục Bảng số liệu thí nghiệm sấy long 400C, ngày 22/04/2013  Địa điểm: Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh TIME Khối lượng long 15H30 17H30 19H30 21H30 23H30 1H30 3H30 5H30 7h30 9h30 1200 990 720 540 400 330 270 230 215 200 Khối lượng nước Khối lượng nước lại 40⁰C 210 270 180 140 70 60 40 15 15 1040.4 830.4 560.4 380.4 240.4 170.4 110.4 70.4 55.4 40.4 86.70 83.88 77.83 70.44 60.10 51.64 40.89 30.61 25.77 20.20  Phụ lục Bảng số liệu thí nghiệm sấy long 450C, ngày 24/04/2013  Địa điểm: Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh TIME khối lượng long 7H00 9H00 11H00 13H00 15H00 17H00 19H00 21H00 23h00 1300 990 710 530 400 330 270 240 220 khối lượng nước khối lượng nước lại 45⁰C 310 280 180 130 70 60 30 20 1127.1 817.1 537.1 357.1 227.1 157.1 97.1 67.1 47.1 86.70 82.54 75.65 67.38 56.78 47.61 35.96 27.96 21.41 70  Phụ lục Bảng số liệu thí nghiệm sấy long 500C, ngày 25/04/2013  Địa điểm: Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh TIME khối lượng long 7H00 9H00 11H00 13H00 15H00 17H00 19H00 21H00 1350 860 600 460 330 280 240 220 khối lượng nước khối lượng nước lại 50⁰C 490 260 140 130 50 40 20 1170.45 680.45 420.45 280.45 150.45 100.45 60.45 40.45 86.70 79.12 70.08 60.97 45.59 35.88 25.19 18.39  Phụ lục Kết phân tích ẩm độ phần mềm thống kê  Ẩm độ sau Data file: &k0S&k2G2H&k0S Title: Function: ANOVA-1 Data case no to One way ANOVA grouped over variable (NT) with values from to Variable (AMDO2) ANALYSIS OF VARIANCE TABLE Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 0.042 0.021 0.121 Within 1.047 0.174 Total 1.089 Coefficient of Variation = 0.48% Var V A R I A B L E No Number Sum Average SD SE -71 3.00 260.000 86.667 0.55 0.24 3.00 259.800 86.600 0.17 0.24 3.00 259.500 86.500 0.44 0.24 -Total 9.00 779.300 86.589 0.37 0.12 Within 0.42 Bartlett's test Chi-square = 1.836 Number of Degrees of Freedom = Approximate significance = 0.399 CV (%) = 0,48 % Prob khơng có ý nghĩa thống kê => không phân hạng  Ẩm độ sau 10 Data file: &k0S&k2GAMDO10&k0S Title: Function: ANOVA-1 Data case no to One way ANOVA grouped over variable (NT) with values from to Variable (AMDO10) ANALYSIS OF VARIANCE TABLE Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 423.037 211.519 2554.232 0.0000 Within 0.497 0.083 Total 423.534 Coefficient of Variation = 0.52% Var V A R I A B L E No Number Sum Average SD SE -1 3.00 179.600 59.867 0.32 0.17 3.00 181.500 60.500 0.20 0.17 3.00 136.950 45.650 0.32 0.17 -Total 9.00 498.050 55.339 7.28 2.43 Within 0.29 Bartlett's test 72 Chi-square = 0.438 Number of Degrees of Freedom = Approximate significance = 0.803 CV (%) = 0,52 % Prob = 0.0001 => có ý nghĩa mặt thống kê, nên ta tiến hành trắc nghiệm phân hạng mức ý nghĩa α < 0,01 Data File : &k0S&k2GKeyboard&k0S Function : &k0S&k2GRANGE&k0S Error Mean Square = 0.08300 Error Degrees of Freedom = No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 0.8721 at alpha = 0.010 &k2S Original Order Ranked Order Mean = 59.87 A Mean = 60.50 A Mean = 60.50 A Mean = 59.87 A Mean = 45.65 B Mean = 45.65 B &k0S&k2G Nhìn vào kết thấy ẩm độ trung bình nhiệt độ 50⁰C thấp nhất, ẩm độ trung bình 40⁰C 45⁰C đồng hạng cao  Ẩm độ sau 18 Data file: &k0S&k2GAMDO18&k0S Title: Function: ANOVA-1 Data case no to One way ANOVA grouped over variable (NT) with values from to Variable (AMDO18) ANALYSIS OF VARIANCE TABLE Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 383.814 191.907 5548.219 0.0000 Within 0.208 0.035 Total 384.022 Coefficient of Variation = 0.98% Var V A R I A B L E No 73 Number Sum Average SD SE -1 3.00 76.500 25.500 0.30 0.11 3.00 64.240 21.413 0.12 0.11 3.00 30.190 10.063 0.04 0.11 -Total 9.00 170.930 18.992 6.93 2.31 Within 0.19 Bartlett's test Chi-square = 5.023 Number of Degrees of Freedom = Approximate significance = 0.081 CV (%) = 0.98 % Prob = 0.0001 => có ý nghĩa mặt thống kê Tiếp tục làm trắc nghiệm phân hạng mức ý nghĩa α < 0.01 Data File : &k0S&k2GKeyboard&k0S Function : &k0S&k2GRANGE&k0S Error Mean Square = 0.03500 Error Degrees of Freedom = No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 0.5663 at alpha = 0.010 &k2S Original Order Ranked Order Mean = 25.50 A Mean = 25.50 A Mean = 21.41 B Mean = 21.41 B Mean = 10.06 C Mean = 10.06 C &k0S&k2G 74  Phụ lục Kết phân tích thống kê cho điểm MẪU 40 45 50 CÁC CHỈ TIÊU ĐIỂM SỐ màu sắc 5 Vị 5 trạng thái 5 màu sắc 4 Vị 4 trạng thái 3 màu sắc 3 Vị 4 trạng thái 3 Data file: &k0S&k2GCHODIEM&k0S Title: Function: FACTOR Experiment Model Number 8: Two Factor Randomized Complete Block Design Data case no to 27 Factorial ANOVA for the factors: Replication (Var 1: LLL) with values from to Factor A (Var 2: A) with values from to Factor B (Var 3: B) with values from to Variable 4: CD Grand Mean = 3.926 Grand Sum = 106.000 Total Count = 27 TABLE OF MEANS Total * * 3.889 35.000 * * 3.778 34.000 * * 4.111 37.000 * * 4.778 43.000 * * 3.667 33.000 75 * * 3.333 30.000 * * 4.000 36.000 * * 4.000 36.000 * * 3.778 34.000 * 1 5.000 15.000 * 4.667 14.000 * 4.667 14.000 * 4.000 12.000 * 2 3.667 11.000 * 3.333 10.000 * 3.000 9.000 * 3.667 11.000 * 3 3.333 10.000 ANALYSIS OF VARIANCE TABLE K Degrees of Sum of Mean F Value Source Freedom Squares Square Value Prob Replication 0.519 0.259 1.1915 0.3293 Factor A 10.296 5.148 23.6596 0.0000 Factor B 0.296 0.148 0.6809 AB 1.259 0.315 1.4468 0.2644 -7 Error 16 3.481 0.218 Total 26 15.852 Coefficient of Variation: 11.88% s_ for means group 1: 0.1555 Number of Observations: y s_ for means group 2: y s_ for means group 4: y s_ for means group 6: y 0.1555 Number of Observations: 0.1555 Number of Observations: 0.2693 Number of Observations: 76 Bảng kết phân tích thống kê cho thấy khác biệt nghiệm thức yếu tố A (yếu tố nhiệt độ) có ý nghĩa (prob < 0,01), yếu tố B (chỉ tiêu) tương tác AB ý nghĩa mặt thống kê Tiếp tục trắc nghiệm phân hạng kết sau Data File : &k0S&k2GKeyboard&k0S Function : &k0S&k2GRANGE&k0S Error Mean Square = 0.2180 Error Degrees of Freedom = 16 No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 1.113 at alpha = 0.010 &k2S Original Order Ranked Order Mean = 4.780 A Mean = 4.780 A Mean = 3.670 AB Mean = 3.670 AB Mean = 3.330 B Mean = 3.330 B &k0S&k2G Ở nhiệt độ 40 cho kết tiêu cho điểm tốt (hạng A), sau đến 45 cuối 50 có hạng thấpnhất => cho kết đánh giá tiêu thấp Data File :&k0S&k2GKeyboard&k0S Function : &k0S&k2GRANGE&k0S Error Mean Square = 0.2180 Error Degrees of Freedom = 16 No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 1.113 at alpha = 0.010 &k2S Original Order Ranked Order Mean = 4.000 A Mean = 4.000 A Mean = 4.000 A Mean = 4.000 A Mean = 3.780 A Mean = 3.780 A &k0S&k2G 77  Ph hụ lục 6: Hình ảnh củ loong trước k sấy 78  Phụ lục 7: Hình ảnh long sau sấy 79  Phục lục Phiếu cho điểm Phép thử cho điểm chất lượng (TCVN 3215-79) Họ tên : Sản phẩm :Thanh long lát sấy khơ Xin vui lòng đọc phần hướng dẫn phía cho điểm bảng I Phần cho điểm CÁC CHỈ MẪU TIÊU ĐIỂM SỐ Nhận Xét màu sắc 40 vị trạng thái màu sắc 45 vị trạng thái màu sắc 50 vị trạng thái II Phần hướng dẫn Màu sắc Đặc điểm Điểm số Màu trắng đặc trưng Màu trắng Màu sậm Màu sậm Mùa sậm 80 Vị Đặc điểm Điểm số Vị đặc trưng long Vị Vị chua Vị khơng Vị không chua Trạng thái Đặc điểm Điểm số Thanh long có bề mặt khơ, khơng nhăn nhúm Thanh long có bề mặt khơ, nhăn nhúm Thanh long có bề mặt khơ, nhăn nhúm Thanh long có bề mặt khơ, dẻo, nhăn nhúm Thanh long có bề mặt ướt 81  Phụ lục Xác định ẩm độ TIME Lọ TN KL Thanh Long 8h30 L05 L06 L07 L05 L06 L07 L05 L06 L07 L05 L06 L07 L05 L06 L07 95.8 77.57 95.36 38.82 32.48 41.37 24.8 19.43 25.78 12.75 10.62 14.02 12.48 10.31 13.63 11h30 16h30 8h30 13h30 KL Lọ+ Thanh Long 119.36 103 118.98 62.38 57.91 64.99 48.36 44.86 49.4 36.31 36.05 37.64 36.04 35.74 37.25 KL Lọ KL nước Ẩm độ 83.32 67.26 81.73 86.97 86.71 85.71 23.56 25.43 23.62 82 ... sẵn với chế độ sấy nhiệt độ khác - Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với suất 200 kg/mẻ dùng để sấy long cắt lát Nội dung Đề tài thực với nội dung sau: - Khảo nghiệm sấy long cắt lát máy sấy. .. “ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẤY THANH LONG CẮT LÁT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ” Thời gian địa điểm thực - Thời gian: từ 25/2/2013 đến 17/5/2013 - Địa điểm: Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt. .. sấy bơm nhiệt có sẵn Trung tâm Công Nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh - Thiết kế mơ hình máy sấy bơm nhiệt với suất 200kg/mẻ Kết - Đã khảo nghiệm máy sấy bơm