tìm hiểu,phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò sấy công nghiệp

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ LÒ SẤY GỖ CÔNG NGHIỆP khái niệm quá trình sấy 1.1.1. Khái niệm Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp bay hơi. Trong trường hợp sấy nóng nhiệt được cung cấp nhằm thực hiện nhiệm vụ nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thích hợp để vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra bên ngoài và vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trường không khí. 1.1.2. Phân loại phương pháp sấy Sấy có thể được chia làm hai phương pháp: Sấy tự nhiên (phơi nắng): Sử dụng năng lượng mặt trời để tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy. Sấy nhân tạo: Sử dụng tác nhân sấy để thực hiện quá trình tách ẩm, tác nhân sấy thường được sử dụng là: không khí ẩm, khói lò, hơi nước quá nhiệt…Tuy nhiên không khí ẩm vẫn là tác nhân sấy được sử dụng phổ biến nhất. Tác nhân sấy được sử dụng nhằm thực hiện hai nhiệm vụ sau: Vận chuyển lượng nhiệt để cung cấp cho vật liệu sấy. Vận chuyển lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sấy ra ngoài Mục đích của quá trình sấy Sấy được sử dụng với các mục đích sau đây: Chế biến: Có thể dùng phương pháp sấy để sản xuất các mặt hàng ăn liền. Vận chuyển: Do khi ta tách bớt ẩm ra khỏi vật liệu thì khối lượng của nó giảm rất nhiều nên quá trình vận chuyển sẽ đơn giản và giảm chi phí. Kéo dài thời gian bảo quản: Lượng nước tự do trong thực phẩm là môi trường cần thiết cho vi sinh vật và enzyme hoạt động. Do đó sấy làm giảm lượng ẩm có trong vật liệu nên kéo dài thời gian bảo quản, làm cho chất lượng sản phẩm sấy ít bị thay đổi trong thời gian bảo quản với điều kiện bảo quản tốt. 1.1.4. Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy Trong quá trình sấy xảy ra hai quá trình cơ bản: Quá trình trao đổi nhiệt: Vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và để ẩm bay hơi vào môi trường. Quá trình trao đổi ẩm: Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ ẩm tương đối của vật ẩm và độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh. Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch áp suất hơi trên bề mặt của vật liệu sấy và áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí. Quá trình thải ẩm diễn ra cho đến khi độ ẩm của vật ẩm bằng độ ẩm cân bằng với môi trường không khí xung quanh. Do đó, trong quá trình sấy ta không thể sấy đến độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm cân bằng. Độ ẩm của môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì quá trình sấy càng nhanh và độ ẩm cuối của vật liệu càng thấp. Qua đó có thể kết luận độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh là động lực của quá trình sấy, đây cũng là nguyên nhân tại sao khi sấy bằng bơm nhiệt (sấy lạnh) thì thời gian sấy giảm đi rất nhiều. 1.2Các giai đoạn trong quá trình sấy Quá trình làm khô vật liệu ẩm được chia làm ba giai đoạn: 1.2.1. Giai đoạn nung nóng vật liệu sấy Giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu sấy tăng từ nhiệt độ ban đầu cho đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh, trong giai đoạn này trường nhiệt độ biến đổi không đều và nó tùy thuộc vào phướng án sấy. Ẩm bay hơi chủ yếu là ẩm liên kết cơ lý do đó tốc độ sấy tăng dần. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là một đường cong, do năng lượng liên kết của nước liên kết cơ lý là nhỏ vì vậy đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường là đường cong lồi. 1.2.2Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn ẩm bay hơi ở nhiệt độ không đổi (nhiệt độ bầu ướt), do sự chênh lệch giữa nhiệt độ của vật liệu sấy và nhiệt độ của tác nhân sấy không đổi nên tốc độ sấy là không đổi. Do đó, đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là một đường thẳng. Ẩm tách ra trong giai đoạn này chủ yếu là ẩm liên kết cơ lý và ẩm liên kết hóa lý. 1.2.3Giai đoạn sấy giảm tốc Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu là nước liên kết có năng lượng liên kết lớn. Vì vậy, việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và cần năng lượng lớn hơn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có dạng cong. Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy. Độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy tùy thuộc vào độ ẩm của môi trường không khí xung quanh. 1.3 Các phương pháp sấy và thiết bị sấy Căn cứ theo phương pháp sấy mà người ta phân loại các thiết bị sấy Phương pháp sấy nóng: Trong phương pháp sấy này vật liệu được đốt nóng. Hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt, bao gồm các thiết bị sau đây: Hệ thống sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy là không khí nóng hoặc khói lò. Đây là loại hệ thống sấy phổ biến hơn cả trong hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra: Hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động. Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng. Như vậy, trong hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất nhờ tăng phân áp suất trên bề mặt vật liệu sấy: hệ thống sấy lô và hệ thống sấy tang Hệ thống sấy bực xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ bên trong vật liệu sấy ra bề mặt và khuếch tán vào môi trường. Hệ thống sấy bức xạ người ta tạo ra sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường xung quanh chỉ bằng cách đốt nóng vật liệu sấy. Các hệ thống sấy khác: hệ thống sấy bằng dòng điện cao tần và hệ thống sấy dùng năng lượng điện từ trường Ưu nhược điểm của phương pháp sấy nóng: Ưu điểm: Phương pháp sấy nóng phổ biến và thiết bị sấy đa dạng, áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy, dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh cho mỗi loại vật liệu sấy, nguần nhiệt cung cấp phong phú và chi phí đầu tư thiết bị không cao Nhược điểm: không thích hợp cho một số loại vật liệu, chất lượng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm dễ biến đổi và chi phí năng lượng cao Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất giữa Phương pháp sấy lạnh: VLS và TNS bằng cách làm giảm phân áp suất hơi nước trong TNS. Thực hiện bằng cách làm giảm độ chứa ẩm của không khí nhờ tách ẩm ở dàn lạnh. Khi đó ẩm dịch chuyển từ bề mặt vào môi trường xung quanh có thể xảy ra ở nhiệt độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn 00C. Phương pháp sấy lạnh bao gồm các hệ thống sấy sau: hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 00C, hệ thống sấy chân không thăng hoa, hệ thống sấy chân không. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG Thông thường hiệu suất của lò sấy chính là công suất của buồng phát nhiệt. Theo dự kiến dải nhiệt độ làm việc từ 〖10〗0 đến 〖60〗0. Do đó để có được nhiệt độ tác nhân sấy theo yêu cầu đặt ra thì phải cung cấp một lượng không khí có nhiệt độ bằng nhiệt độ của môi trường (200C ) phù hợp nào đó để hoà trộn vói nhiệt độ buồng phát nhiệt. Theo số liệu người ta đã tính được thì cần phải cung cấp một lượng không khí là 4000m3 h. 1.Phân tích công nghệ lò sấy công nghiệp(Phương pháp hiện đại dung cảm biến nhiệt độ kết hợp với vi xử lý ). +Dùng dầu hoặc khí trộn với không khí cung cấp từ ngoài vào sau đó được đốt cháy hoặc dùng dây meso để cung cấp nhiệt. Điều khiển và ổn định nhiệt độ bằng vi xử lý. +Nguyên lý làm việc: cảm biến đo nhiệt độ ở các vị trí khác nhau của buồng sấy rồi truyền tín hiệu đến vi xử lý điều khiển nhiệt độ thông qua việc lập trình cho hệ thống +Ưu điểm: đo và điều khiển nhiệt độ chính xác,các lò sấy công nghiệp chủ yếu sử dụng phương pháp này. +Nhược điểm: cần kiến thức sâu và rộng về điên tử, đo lường cảm biến, cũng như vi xử lý và lập trình Trong các lò sấy công nghiệp yêu cầu cần phải cung cấp lượng nhiệt đầy đủ và liên tục thì năng suất và độ chính xác của lò mới cao. Nếu trong quá trình sấy mà mất nhiệt thì sản phẩm dễ hỏng. Vì vậy về nguyên tắc mạch dùng vi điều khiển là hay nhất vì có thể đáp ứng được các yêu cầu. Hiện nay tất cả các lò sấy công nghiệp đều dùng theo cách này.Chính vì vậy chúng em đã quyết định thiết kế hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ sử dụng cảm biến kết hợp với vi xử lý. 2.Xây dựng mô hình hệ thống, các thiết bị chức năng. Để tạo ra một lò sấy phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: Bảo đảm nhiệt độ thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu của sản phẩm . Bảo đảm độ ẩm thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu của sản phẩm . Bảo đảm lượng nhiệt được đưa vào liên tục và tuần hoàn vào lò sấy. Bảo đảm đảo sản phẩm thường xuyên được đưa vào(13 h 1lần). Cấu tạo của lò sấy gồm các bộ phận chính như sau: a) Hệ thống cách nhiệt: Muốn cho lò sấy ít bị dao động nhiệt thi việc làm vỏ lò là quan trọng.Lớp cách nhiệt càng dày thì càng ổn định,ít tốn chất đốt và ít phải điều chỉnh.Ngoài ra trong lớp cách nhiệt đó còn có cả than hoạt tinh để khử độc và còn có cả lỗ thông hơi để dẫn không khí vào lò sấy.Trong lò còn có quạt để lưu thông luồng khí nóng chuyển lưu tuần hoàn trong lò sấy. b) Bộ tạo nhiệt và bộ điều nhiệt. )Bộ tạo nhiêt. Buồng nhiệt có chức năng phối trộn không khí với chất đốt để đảm bảo khi đốt nhiên liệu cháy hết . Nếu không dùng cách trên, ta có thể dùng dây meso được đặt trong buồng sấy để tạo nhiêt. )Bộ điều nhiệt. Quạt VP làm việc theo kiểu ngược dòng, hệ đường ống chính được chia làm hai đường ống tách rời hoặc chỉ dùng để chuyển lưu không khí (đối với loại dùng dây meso). Là hệ thống cảm biến nhiệt và các linh kiện được cài đặt 2 chiều theo ý muốn trong 1 thời gian ấn định. Bộ vi điều khiển là hệ thống cảm biến kết hợp với bán dẫn để giám sát , nhận và xử lý các thông số kỹ thuật khi bộ cảm biến báo về. c) Bộ tạo ẩm và bộ điều ẩm. Vung nước qua cánh quạt trong máy, nước từ bình chứa đặt cao hay từ mạng ống cung cấp chung của trại, qua van nước, ống dẫn vào bầu, để rồi theo ống dẫn hàn dọc các cánh quạt gió mà vung ra xung quanh, xuyên qua các lỗ nhỏ của vành lưới thép bao xung quanh, sẽ tạo thành lớp sương mù gây ẩm trong máy. Bộ điều ẩm thường gồm một bộ cảm biến ẩm đặt trong máy để tác động vào bộ phận ngắt van nước để đóng ngắt dòng chảy vào máy, khi độ ẩm thấp hay cao quá mức qui định. d) Hệ thống thông gió và bộ điều gió. Bộ thông gió ở các lò sấy đều là quạt hướng trục, lắp ở giữa thành sau bên trong máy. Cửa hút gió được bố trí gần trục quạt có nắp điều gió, điều chỉnh độ mở bằng tay. Cửa thoát gió thường bố trí trên nóc máy hay ở thành trước máy, có nắp điều gió. e) Hệ thống đảo. Động cơ điện quay: dùng cho mọi kiểu giàn quay, thường gồm động cơ điện, bộ giảm tốc, bộ truyền động và cụm tiếp điểm cuối. f) Bộ điều khiển và báo hiệu. Thường bao gồm: những bộ khởi động từ, những cụm tiếp điểm tổng, những rơle điện từ, cầu chì, nút bấm, cụm đầu nối điện, chuông đèn báo hiệu. g) Bộ phận phụ trợ. Máy sấy công nghiệp còn có những bộ phận phụ trợ như: giàn chuyển sản phẩm, bộ bánh xe chuyển giàn, bàn chuyển sản phẩm, thang. CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG VÀ CÁCH BỐ TRÍ THIẾT BỊ 3.1 Sơ đồ khối hệ thống Bố trí thiết bị. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN 4.1 tổng quan về cảm biến Trên thị trường hiện nay có khá nhiều các loại cảm biến đo nhiệt độ như cảm biến dòng LM( LM35, LM335,…) hay cảm biến thông minh dòng DS1820 Dùng cảm biến nhiệt độ LM35 kết hợp với AT89S52 và IC biến đổi AD và hiển thị bằng LED 7 thanh đo được nhiệt độ từ 550C đến +1500C, dùng LM34C và 16F88 thuộc vi điều khiển PIC dùng ngôn ngữ lập trình BASIC hiển thị nhiệt độ bằng LCD, chỉ đo được nhiệt độ từ 550C đến +1250C. Nói chung những loại cảm biến họ LM so với họ DS thì độ chính xác không cao và tốc độ truyền tín hiệu chậm 20C đến 1500C với tần số từ 201500Hz nhưng giá thành chế tạo rẻ. còn ở loại cảm biến họ DS độ chính xác rất cao do tín hiệu được truyền có độ phân giải lên đến 12Bit trong 750ms. Ở loại cảm biến này có tích hợp ROM 64Bit, bộ nhớ Logic, mạch ổn định tín hiệu đầu ra. Chính vì vậy mà nó khắc phục những nhược điểm của cảm biến họ LM. So với những loại nhiệt kế dùng họ vi điều khiển 8051 và PIC thì nhiệt kế dùng vi điều khiển ATMEGA16L thuộc họ vi điều khiển AVR có nhiều ưu điểm hơn, so với vi điều khiển PIC lập trình bằng ngôn ngữ lập trình BASIC thì dùng AVR lập trình bằng ngôn ngữ lập trình C do đó phần mềm sẽ ngắn gọn hơn, còn so với 8051 thì tốc độ xử lý tín hiệu nhanh hơn không cần lắp thêm bộ biến đổi AD do ATMEGA16L đã tích hợp sẵn bộ biến đổi AD và việc lập trình sẽ đơn giản hơn. Cảm biến nhiệt độ LM335. Cảm biến này có dải nhiệt độ 550C tới +1200C, độ nhạy 0,02mV10C, sai số là trên dưới 0,50C, giá thành rẻ từ 912 nghìn, có thể thiết kế 1 hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ dễ dàng đơn giản khi kết hợp với LM741 để khuếch đại cho mạch và dùng LED 7 để hiển thị, sai số của mạch tới 10C. Ở lò sấy công nghiệp, chúng ta cần dùng cảm biến có thể đo ở dải nhiệt độ cao 10°C60°C và sai số thấp 1°C. Và chúng em nhận thấy cảm biến nhiệt độ pt100 có dải nhiệt độ đo từ 55°C 120°C và có sai số trong khoảng cho phép là cảm biến phù hợp với điều kiện yêu cầu.

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN Đề tài : “tìm hiểu,phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lị sấy cơng nghiệp” Nhóm 1: … … … … Giáo viên hướng dẫn: … PHỤ LỤC 1.Tìm hiểu tổng quan lò sấy gỗ công nghiệp 1.1 Khái niệm sấy 1.2 Các giai đoạn sấy 1.3Các phương pháp và thiết bị sấy 2.Phân tích xây dựng chương trình mô hình hệ thống 2.1Phân tích cơng nghệ lị sấy cơng nghiệp 2.2Xây dựng mô hình hệ thống, thiết bị và chức 3.Sơ đồ khối hệ thống cách bố trí thiết bi 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 3.2 Bố trí thiết bị Lựa chọn phương án điều khiển 4.1 Lựa chọn cảm biến nhiệt độ 4.2 Vi xử ly 4.3 Sơ đồ nguyên ly Đánh giá khách quan hệ thớng LỜI NĨI ĐẦU Sấy là q trình công nghệ sử dụng nhiều ngành công nông nghiệp Trong nông nghiệp sấy là công đoạn quan công nghiệp sau thu hoạch Trong công nghiệp công nghiệp chế biến nông - hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng góp vai trò quan trọng dây truyền sản xuất Quá trình sấy không là trình tách nước và nước khỏi vật liệu cách đơn mà là q trình cơng nghệ Nó địi hỏi sau sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng ít và chi phí vận hành thấp Chẳng hạn, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, sản phẩm sau sấy không nứt nẻ cong vênh Trong chế biến nông - hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo trì màu sắc, hương vị, vi lượng Trong sấy thóc phải đảm bảo thóc sau sấy có tỷ lệ nứt gẫy say xát là thấp nhất… Sấy gỗ là phận quan trọng lĩnh vực gia công thuỷ nhiệt gỗ Ý nghĩa trình gia công thuỷ nhiệt gỗ công nghiệp chế biến gỗ nói riêng và kinh tế quốc dân to lớn Hiện nay, với yêu cầu chất lượng ngày càng cao thị trường gỗ thì công đoạn sấy càng trở lên quan trọng công nghiệp chế biến gỗ Một yêu cầu quan trọng đó là sản phẩm gỗ phải đạt độ ẩm tiêu chuẩn và đồng không cong vênh nứt nẻ Nhất là thị trường xuất gỗ thì vấn đề chất lượng càng trở lên quan trọng Nhằm đáp ứng yêu cầu đó, tác giả phạm vi đồ án tốt nghiệp giao đề tài: “ tìm hiểu,phân tích xây dựng hệ thống đo điều khiển nhiệt độ lò sấy gỗ công nghiệp” với số giới hạn sau: Thể tích lò: từ 20 đến 40 Dải nhiệt độ làm việc từ đến Sai số phép đo là CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ LÒ SẤY GỖ CÔNG NGHIỆP 1.1 khái niệm quá trình sấy 1.1.1 Khái niệm Sấy là trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp bay Trong trường hợp sấy nóng nhiệt cung cấp nhằm thực nhiệm vụ nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thích hợp để vận chuyển ẩm từ lớp bên bên ngoài và vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt vật liệu sấy vào môi trường không khí 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy Sấy có thể chia làm hai phương pháp:  Sấy tự nhiên (phơi nắng): Sử dụng lượng mặt trời để tách ẩm khỏi vật liệu sấy  Sấy nhân tạo: Sử dụng tác nhân sấy để thực trình tách ẩm, tác nhân sấy thường sử dụng là: khơng khí ẩm, khói lị, nước q nhiệt…Tuy nhiên không khí ẩm là tác nhân sấy sử dụng phổ biến Tác nhân sấy sử dụng nhằm thực hai nhiệm vụ sau:  Vận chuyển lượng nhiệt để cung cấp cho vật liệu sấy Vận chuyển lượng ẩm tách khỏi vật liệu sấy ngoài 1.1.3 Mục đích quá trình sấy Sấy sử dụng với mục đích sau đây:  Chế biến: Có thể dùng phương pháp sấy để sản xuất mặt hàng ăn liền  Vận chuyển: Do ta tách bớt ẩm khỏi vật liệu thì khối lượng nó giảm nhiều nên trình vận chuyển đơn giản và giảm chi phí  Kéo dài thời gian bảo quản: Lượng nước tự thực phẩm là môi trường cần thiết cho vi sinh vật và enzyme hoạt động Do đó sấy làm giảm lượng ẩm có vật liệu nên kéo dài thời gian bảo quản, làm cho chất lượng sản phẩm sấy ít bị thay đổi thời gian bảo quản với điều kiện bảo quản tốt 1.1.4 Những biến đổi quá trình sấy Trong trình sấy xảy hai trình bản:  Quá trình trao đổi nhiệt: Vật liệu sấy nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và để ẩm bay vào môi trường  Quá trình trao đổi ẩm: Quá trình này diễn sự chênh lệch độ ẩm tương đối vật ẩm và độ ẩm tương đối môi trường không khí xung quanh Động lực trình này là sự chênh lệch áp suất bề mặt vật liệu sấy và áp suất riêng phần nước môi trường không khí Quá trình thải ẩm diễn cho đến độ ẩm vật ẩm độ ẩm cân với môi trường không khí xung quanh Do đó, trình sấy ta không thể sấy đến độ ẩm nhỏ độ ẩm cân Độ ẩm môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì trình sấy càng nhanh và độ ẩm cuối vật liệu càng thấp Qua đó có thể kết luận độ ẩm tương đối môi trường không khí xung quanh là động lực trình sấy, là nguyên nhân tại sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) thì thời gian sấy giảm nhiều 1.2Các giai đoạn quá trình sấy Quá trình làm khô vật liệu ẩm chia làm ba giai đoạn: 1.2.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu sấy Giai đoạn này nhiệt độ vật liệu sấy tăng từ nhiệt độ ban đầu cho đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh, giai đoạn này trường nhiệt độ biến đổi không và nó tùy thuộc vào phướng án sấy Ẩm bay chủ yếu là ẩm liên kết ly đó tốc độ sấy tăng dần Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy giai đoạn này là đường cong, lượng liên kết nước liên kết ly là nhỏ vì đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường là đường cong lồi 1.2.2Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn ẩm bay nhiệt độ không đổi (nhiệt độ bầu ướt), sự chênh lệch nhiệt độ vật liệu sấy và nhiệt độ tác nhân sấy không đổi nên tốc độ sấy là không đổi Do đó, đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy giai đoạn này là đường thẳng Ẩm tách giai đoạn này chủ yếu là ẩm liên kết ly và ẩm liên kết hóa ly 1.2.3Giai đoạn sấy giảm tốc Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước lại nguyên liệu ít và chủ yếu là nước liên kết có lượng liên kết lớn Vì vậy, việc tách ẩm khó khăn và cần lượng lớn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có dạng cong Tuy nhiên, hình dạng đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy Độ ẩm vật liệu cuối trình sấy tùy thuộc vào độ ẩm môi trường không khí xung quanh 1.3 Các phương pháp sấy thiết bi sấy Căn theo phương pháp sấy mà người ta phân loại thiết bị sấy * Phương pháp sấy nóng: Trong phương pháp sấy này vật liệu đốt nóng Hệ thống sấy nóng thường phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt, bao gồm thiết bị sau đây: Hệ thống sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này vật liệu sấy nhận nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy là khơng khí nóng khói lị Đây là loại hệ thống sấy phổ biến cả hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra: Hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ bề mặt nóng Như vậy, hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất nhờ tăng phân áp suất bề mặt vật liệu sấy: hệ thống sấy lô và hệ thống sấy tang Hệ thống sấy bực xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn xạ để ẩm dịch chuyển từ bên vật liệu sấy bề mặt và khuếch tán vào môi trường Hệ thống sấy xạ người ta tạo sự chênh lệch phân áp suất nước vật liệu sấy và môi trường xung quanh cách đốt nóng vật liệu sấy Các hệ thống sấy khác: hệ thống sấy dòng điện cao tần và hệ thống sấy dùng lượng điện từ trường Ưu nhược điểm phương pháp sấy nóng: Ưu điểm: Phương pháp sấy nóng phổ biến và thiết bị sấy đa dạng, áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy, dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh cho loại vật liệu sấy, nguần nhiệt cung cấp phong phú và chi phí đầu tư thiết bị không cao Nhược điểm: không thích hợp cho số loại vật liệu, chất lượng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm dễ biến đổi và chi phí lượng cao * Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất Phương pháp sấy lạnh: VLS và TNS cách làm giảm phân áp suất nước TNS Thực cách làm giảm độ chứa ẩm không khí nhờ tách ẩm dàn lạnh Khi đó ẩm dịch chuyển từ bề mặt vào môi trường xung quanh có thể xảy nhiệt độ lớn nhỏ 0C Phương pháp sấy lạnh bao gồm hệ thống sấy sau: hệ thống sấy lạnh nhiệt độ t > 0C, hệ thống sấy chân không thăng hoa, hệ thống sấy chân không CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỚNG Thơng thường hiệu suất lị sấy chính là cơng suất buồng phát nhiệt Theo dự kiến dải nhiệt độ làm việc từ đến Do đó để có nhiệt độ tác nhân sấy theo yêu cầu đặt thì phải cung cấp lượng không khí có nhiệt độ nhiệt độ môi trường (200C ) phù hợp nào đó để hoà trộn vói nhiệt độ buồng phát nhiệt Theo số liệu người ta tính thì cần phải cung cấp lượng không khí là 4000m3/ h 1.Phân tích công nghệ lò sấy công nghiệp(Phương pháp đại dung cảm biến nhiệt độ kết hợp với vi xử ly ) +Dùng dầu khí trộn với không khí cung cấp từ ngoài vào sau đó đốt cháy dùng dây meso để cung cấp nhiệt Điều khiển và ổn định nhiệt độ vi xử ly +Nguyên ly làm việc: cảm biến đo nhiệt độ vị trí khác buồng sấy truyền tín hiệu đến vi xử ly điều khiển nhiệt độ thông qua việc lập trình cho hệ thống +Ưu điểm: đo và điều khiển nhiệt độ chính xác,các lò sấy công nghiệp chủ yếu sử dụng phương pháp này +Nhược điểm: cần kiến thức sâu và rộng điên tử, đo lường cảm biến, vi xử ly và lập trình - Trong lị sấy cơng nghiệp yêu cầu cần phải cung cấp lượng nhiệt đầy đủ và liên tục thì suất và độ chính xác lò cao Nếu trình sấy mà nhiệt thì sản phẩm dễ hỏng Vì nguyên tắc mạch dùng vi điều khiển là hay vì có thể đáp ứng yêu cầu Hiện tất cả lị sấy cơng nghiệp dùng theo cách này.Chính vì chúng em quyết định thiết kế hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ sử dụng cảm biến kết hợp với vi xử ly 2.Xây dựng mô hình hệ thống, các thiết bi chức Để tạo lò sấy phải đáp ứng yêu cầu bản sau: - Bảo đảm nhiệt độ thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu sản phẩm - Bảo đảm độ ẩm thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu sản phẩm - Bảo đảm lượng nhiệt đưa vào liên tục và tuần hoàn vào lò sấy - Bảo đảm đảo sản phẩm thường xuyên đưa vào(1-3 h 1lần) Cấu tạo lò sấy gồm các bộ phận chính sau: a) Hệ thớng cách nhiệt: -Muốn cho lị sấy ít bị dao động nhiệt thi việc làm vỏ lò là quan trọng.Lớp cách nhiệt càng dày thì càng ổn định,ít tốn chất đốt và ít phải điều chỉnh.Ngoài lớp cách nhiệt đó có cả than hoạt tinh để khử độc và cịn có cả lỗ thơng để dẫn khơng khí vào lị sấy.Trong lị cịn có quạt để lưu thông luồng khí nóng chuyển lưu tuần hoàn lị sấy b) Bợ tạo nhiệt bộ điều nhiệt *)Bộ tạo nhiêt -Buồng nhiệt có chức phối trộn không khí với chất đốt để đảm bảo đốt nhiên liệu cháy hết -Nếu không dùng cách trên, ta có thể dùng dây meso đặt buồng sấy để tạo nhiêt *)Bộ điều nhiệt -Quạt VP làm việc theo kiểu ngược dòng, hệ đường ống chính chia làm hai đường ống tách rời dùng để chuyển lưu không khí (đối với loại dùng dây meso) - Là hệ thống cảm biến nhiệt và linh kiện cài đặt chiều theo y muốn thời gian ấn định - Bộ vi điều khiển là hệ thống cảm biến kết hợp với bán dẫn để giám sát , nhận và xử ly thông số kỹ thuật cảm biến báo c) Bộ tạo ẩm bộ điều ẩm Vung nước qua cánh quạt máy, nước từ bình chứa đặt cao hay từ mạng ống cung cấp chung trại, qua van nước, ống dẫn vào bầu, để theo ống dẫn hàn dọc cánh quạt gió mà vung xung quanh, xuyên qua lỗ nhỏ vành lưới thép bao xung quanh, tạo thành lớp sương mù gây ẩm máy - Bộ điều ẩm thường gồm cảm biến ẩm đặt máy để tác động vào phận ngắt van nước để đóng ngắt dòng chảy vào máy, độ ẩm thấp hay cao mức qui định d) Hệ thớng thơng gió bợ điều gió Bộ thơng gió lò sấy là quạt hướng trục, lắp thành sau bên máy Cửa hút gió bố trí gần trục quạt có nắp điều gió, điều chỉnh độ mở tay Cửa thoát gió thường bố trí nóc máy hay thành trước máy, có nắp điều gió e) Hệ thống đảo - Động điện quay: dùng cho mọi kiểu giàn quay, thường gồm động điện, giảm tốc, truyền động và cụm tiếp điểm cuối f) Bộ điều khiển báo hiệu Thường bao gồm: khởi động từ, cụm tiếp điểm tổng, rơle điện từ, cầu chì, nút bấm, cụm đầu nối điện, chuông đèn báo hiệu g) Bộ phận phụ trợ -Máy sấy công nghiệp có phận phụ trợ như: giàn chuyển sản phẩm, bánh xe chuyển giàn, bàn chuyển sản phẩm, thang CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG VÀ CÁCH BỚ TRÍ THIẾT BI 3.1 Sơ đồ khới hệ thống 3.2 Bố trí thiết bi VCC thông qua lọc thông thấp Cả PC6 và PC4 xử dụng điện áp AVCC - AREF: là chân tín hiệu tham chiếu Analog (tương tự) nối vào biến đổi A/D - PORT A: đầu biến đổi A/D - XTAL và XTAL 2: chân vào thạch anh tạo dao động 4.3.3 LCD dòng 16 kí tự: + Điện áp hoạt động từ 2,7-5VDC + Tần số hiển thị: 2MHz mức điện áp 5V 4.4 Những linh kiện khác: - Tụ 2200uf 16V để lọc nguồn - IC ổn áp 5V: tạo điện áp 5V cấp cho mạch - tụ 47uf 16V: làm mạch reset - Tụ gốm 33pf: ổn định làm việc cho thạch anh - Tụ gốm 104pf: bảo vệ mạch tránh thành phần tần số cao - Điện trở 4,7K và điện trở 10K: nối chân và chân DS18B20 và nối với mạch reset - Biến áp 20V-0,5A - Thạch anh 8MHz - Cầu diod 4.4 Sơ đồ điều khiển - Vẽ sơ đồ nguyên ly +)Sơ đồ nguyên lý cấp nguồn cho mạch nguồn AC từ đến 24 V +3 chân cấp nguồn cho Chíp ATMEGA16L là chân 10,11,31 không vẽ sơ đồ (chân 10 nối chân 30, chân 11 nối với chân 31) +Điện trở PULLUP có giá trị 4,7K +Tụ C3 có thể thay tụ hóa 10uf +Có thể dung thạch anh 4MHz thay cho loại 8MHz - Tác dụng linh kiện: + pt100 cảm biến nhiệt độ từ buồng sấy để lấy tín hiệu nhiệt độ đưa vào vi xử ly +LCD giải mã và hiển thị nhiệt độ + ATMEGA16L điều khiển tắt mở thiết bị theo nhiệt độ mặc định, điều khiển hiển thị LCD + Mạch ổn áp, tạo điện áp 5VDC cấp cho vi mạch + Led đỏ gỉa lập máy làm tăng nhiệt độ + Let xanh giả lập máy làm giảm nhiệt độ - Cảm biến nhiệt độ truyền tín hiệu nhiệt độ đọc qua chân DQ(2) vào chân 34 ATMEGA16L (ADC6) chân này là đầu vào hệ thống biến đổi A/D ATMEGA16L, không cần biến đổi mà đưa thẳng vào khối xử lí trung tâm (vì tín hiệu truyền cảm biến nhiệt độ chân DQ là tín hiệu số), tín hiệu đưa vào CPU xử lí với điều kiên lập trình sẵn Sau đó tín hiệu sau xử lí tiếp tục đưa chân 26 (TDO-Test Data Out-kiểm tra liệu ra), 27 (TDI-kiểm tra liệu vào), 28 (TOSC1-Test ocsolltor-kiểm tra đầu vào tạo dao động 2) vào D4, D5, D6, D7 LCD để giải mã Mạch in: Mạch thiết kế đồ họa không gian 3D (LCD mang tính chất minh họa phần mềm chưa có màn hình LCD) CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KHÁCH QUAN VỀ HỆ THỐNG Trong sự phát triển kỹ thuật điện tử ngày nay, việc sử dụng cảm biến kết hợp với vi điều khiển hệ thống điện tử phổ biến cả số lượng ứng dụng nó nhiều thiêt bị điện tử từ dân dụng cho đến chuyên dụng, nhiều lĩnh vực đo lường, điều khiển v.v… nhờ vào nhiều ưu điểm nó.Chính vì thế nên chúng em ứng dụng tính cảm biến nhiệt độ PT100 và vi điều khiển ATMEGA16L để thiết kế lị ấp trưng cơng nghiệp Bên cạnh đó, viêc sử dụng màn hình -Để hiển thị nhiệt độ giúp đề tài nghiên cứu chúng em có nhiều ưu điểm vượt trội như: Hệ thống hoạt động ổn định,độ chính xác cao, nhiệt độ đo và điều khiển chính xác, sai số nhiệt độ thấp (0,1oC ) Không cần dùng biến đổi cảm biến và điều khiển tích hợp sẵn vì mạch thiết kế đơn giản nhiều Có thể ứng dụng tốt việc thiết kế máy ấp trứng đại Tuy nhiên hạn chế đề tài nghiên cứu chúng em là cả mặt kỹ thuật mặt kinh tế Về kỹ thuật đề tài chúng em là ứng dụng nhiều lĩnh vực nên cần phải có vốn kiến thức tổng hợp để thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh.Về kinh tế , linh kiện sử dụng cho sản phẩm có giá cao so với dùng linh kiện khác Hạn chế bản thiết kế đó là chúng em thiếu kiến thức việc sử dụng cảm biến và áp dụng vào thực tế có thực sự giống với chương trình mô không vì thiết bị có sự sai số và nó ảnh hưởng đến kết quả sản phẩm mình làm ngoài cần xét đến điều kiện kinh tế,văn hóa,xã hội,môi trường… Cách khắc phục: Cần nắm vững kiến thức đại cương làm sở ly luận nghiên cứu,phải biết đôi giữ sỏ ly thuyết và thực tế… LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án, với sự giúp đỡ thầy, cô và bạn sinh viên ngành “Tự động hóa”, với sự nỗ lực nhóm em, nhóm em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên với thời gian tương đối ngắn, khối lượng công việc lại không nhỏ nên bản đồ án này không thể tránh khỏi thiếu sót trình tính toán chọn thông số Mặc dù cố gắng hết sức khả có hạn kinh nghiệm thiếu nên nóm em mong thầy cô và bạn bảo thêm Qua cho nhóm em bày tỏ lòng biết ơn sự hướng dẫn tận tình ……………………đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này Cuối em mong nhận sự đóng góp y kiến thầy, cô môn bạn đồng nghiệp để cho bản đồ án này hoàn chỉnh Hà Nội, ngày 31 tháng năm 2015 Sinh Viên Nhóm CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẤY 1.2 khái niệm quá trình sấy 1.1.1 Khái niệm Sấy là trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp bay Trong trường hợp sấy nóng nhiệt cung cấp nhằm thực nhiệm vụ nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thích hợp để vận chuyển ẩm từ lớp bên bên ngoài và vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt vật liệu sấy vào môi trường không khí 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy Sấy có thể chia làm hai phương pháp:  Sấy tự nhiên (phơi nắng): Sử dụng lượng mặt trời để tách ẩm khỏi vật liệu sấy  Sấy nhân tạo: Sử dụng tác nhân sấy để thực trình tách ẩm, tác nhân sấy thường sử dụng là: không khí ẩm, khói lị, nước q nhiệt…Tuy nhiên khơng khí ẩm là tác nhân sấy sử dụng phổ biến Tác nhân sấy sử dụng nhằm thực hai nhiệm vụ sau:  Vận chuyển lượng nhiệt để cung cấp cho vật liệu sấy  Vận chuyển lượng ẩm tách khỏi vật liệu sấy ngoài 1.1.4 Mục đích quá trình sấy Sấy sử dụng với mục đích sau đây:  Chế biến: Có thể dùng phương pháp sấy để sản xuất mặt hàng ăn liền  Vận chuyển: Do ta tách bớt ẩm khỏi vật liệu thì khối lượng nó giảm nhiều nên trình vận chuyển đơn giản và giảm chi phí  Kéo dài thời gian bảo quản: Lượng nước tự thực phẩm là môi trường cần thiết cho vi sinh vật và enzyme hoạt động Do đó sấy làm giảm lượng ẩm có vật liệu nên kéo dài thời gian bảo quản, làm cho chất lượng sản phẩm sấy ít bị thay đổi thời gian bảo quản với điều kiện bảo quản tốt 1.1.4 Những biến đổi quá trình sấy Trong trình sấy xảy hai trình bản:  Quá trình trao đổi nhiệt: Vật liệu sấy nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và để ẩm bay vào môi trường  Quá trình trao đổi ẩm: Quá trình này diễn sự chênh lệch độ ẩm tương đối vật ẩm và độ ẩm tương đối môi trường không khí xung quanh Động lực trình này là sự chênh lệch áp suất bề mặt vật liệu sấy và áp suất riêng phần nước môi trường không khí Quá trình thải ẩm diễn cho đến độ ẩm vật ẩm độ ẩm cân với môi trường không khí xung quanh Do đó, trình sấy ta không thể sấy đến độ ẩm nhỏ độ ẩm cân Độ ẩm môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì trình sấy càng nhanh và độ ẩm cuối vật liệu càng thấp Qua đó có thể kết luận độ ẩm tương đối môi trường không khí xung quanh là động lực trình sấy, là nguyên nhân tại sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) thì thời gian sấy giảm nhiều 1.2 Cơ chế thoát ẩm khỏi vật liệu quá trình sấy Quá trình thoát ẩm khỏi vật liệu trình sấy chia làm hai trình: 1.2.1 Quá trình khuếch tán nội (trong lòng vật liệu sấy) Quá trình khuếch tán nội là trình chuyển dịch ẩm từ lớp bên lớp bề mặt vật ẩm Động lực trình này là sự chênh lệch nồng độ ẩm lớp bên và lớp bề mặt Qua nghiên cứu ta thấy ẩm dịch chuyển từ nơi có phân áp suất cao đến nơi có phân áp suất thấp Như ta biết nhiệt độ tăng nên phân áp suất giảm Do đó tùy thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng ẩm dịch chuyển tác dụng nồng độ ẩm và dòng ẩm dịch chuyển tác dụng nhiệt độ có thể chiều ngược chiều với Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội phương trình sau: Trong đó: W – lượng nước khuếch tán, kg; dτ – thời gian khuếch tán, giờ; F – diện tích bề mặt khuếch tán, m2; k - hệ số khuếch tán; - gradien độ ẩm Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển chiều với làm thúc đẩy trình thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển ngược chiều kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy 1.2.2 Quá trình khuếch tán ngoại Quá trình khuếch tán ngoại là trình dịch chuyển ẩm từ lớp bề mặt vật liệu sấy vào môi trường không khí xung quanh Động lực trình này là sự chênh phân áp suất bề mặt vật ẩm và phân áp suất môi trường không khí Lượng nước bay trình khuếch tán ngoại thực điều kiện áp suất nước bề mặt (P bm) lớn áp suất riêng phần nước không khí (Pkk) Sự chênh lệch đó là Lượng nước bay tỷ lệ thuận với , với bề mặt bay và thời gian làm khô ta có: Tốc độ bay nước biểu diễn sau: Trong đó: W – lượng nước bay hơi, kg F – diện tích bề mặt bay hơi, m2 dτ – thời gian bay hơi, B – hệ số bay 1.2.3 Mối quan hệ quá trình khuếch tán nội khuếch tán ngoại Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, trình khuếch tán nội là động lực trình khuếch tán ngoại và ngược lại Tức là khuếch tán ngoại tiến hành thì khuếch tán nội có thể tiếp tục và thế độ ẩm nguyên liệu giảm dần Tuy nhiên trình sấy ta phải làm cho hai trình này ngang với nhau, tránh trường hợp khuếch tán ngoại lớn khuếch tán nội Vì đó làm cho sự bay lớp bề mặt diễn mãnh liệt làm cho bề mặt sản phẩm bị khô cứng, hạn chế sự thoát ẩm Khi xảy tượng đó ta khắc phục cách sấy gián đoạn (quá trình sấy - ủ liên tiếp) mục đích là để thúc đẩy trình khuếch tán nội 1.3 Các giai đoạn quá trình sấy Quá trình làm khô vật liệu ẩm chia làm ba giai đoạn: 1.3.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu sấy Giai đoạn này nhiệt độ vật liệu sấy tăng từ nhiệt độ ban đầu cho đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh, giai đoạn này trường nhiệt độ biến đổi không và nó tùy thuộc vào phướng án sấy Ẩm bay chủ yếu là ẩm liên kết ly đó tốc độ sấy tăng dần Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy giai đoạn này là đường cong, lượng liên kết nước liên kết ly là nhỏ vì đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường là đường cong lồi 1.3.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn ẩm bay nhiệt độ không đổi (nhiệt độ bầu ướt), sự chênh lệch nhiệt độ vật liệu sấy và nhiệt độ tác nhân sấy không đổi nên tốc độ sấy là không đổi Do đó, đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy giai đoạn này là đường thẳng Ẩm tách giai đoạn này chủ yếu là ẩm liên kết ly và ẩm liên kết hóa ly 1.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước lại nguyên liệu ít và chủ yếu là nước liên kết có lượng liên kết lớn Vì vậy, việc tách ẩm khó khăn và cần lượng lớn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có dạng cong Tuy nhiên, hình dạng đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy Độ ẩm vật liệu cuối trình sấy tùy thuộc vào độ ẩm môi trường không khí xung quanh 1.4 Các nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ làm khô 1.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ không khí Trong điều kiện khác không đổi độ ẩm không khí, tốc độ gió… nâng cao nhiệt độ không khí làm tăng nhanh trình làm khô Như nhiệt độ sấy cao tốc độ làm khô nhanh Tuy nhiên, nhiệt độ tăng cao phải giới hạn cho phép, vì nhiệt độ cao ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Mặt khác, sự cân trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, khuếch tán ngoại thì lớn khuếch tán nội thì nhỏ dẫn đến tượng vỏ cứng ảnh hưởng sự di chuyển nước từ Nhưng nếu nhiệt độ làm khô thấp quá, giới hạn cho phép thì trình làm khô chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại thịt cá Nhiệt độ làm khô tùy thuộc vào loại nguyên liệu, kết cấu tổ chức thịt, phương pháp chế biến và nhiều phương pháp khác 1.4.2 Ảnh hưởng độ ẩm tương đối không khí Độ ẩm tương đối không khí là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến trình làm khô Độ ẩm tương đối không khí càng lớn trình làm khô càng chậm Khi không khí càng khô tức là độ ẩm càng thấp trình khuếch tán tăng, ẩm càng dễ thoát Tuy nhiên, cần y đến tượng cân trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại, gây nên tượng tạo màng cứng Để tránh tượng này người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn, tức là vừa sấy vừa ủ ẩm 1.4.3 Ảnh hưởng tốc độ chuyển động không khí Tốc độ chuyển động không khí có ảnh hưởng lớn đến trình làm khô Tốc độ không khí lớn nhỏ không có lợi cho trình sấy Nếu tốc độ lớn làm bay sản phẩm hay khó giữ nhiệt lượng nguyên liệu để cân trình sấy, tốc độ nhỏ làm cho trình sấy lâu, dẫn đến sự hư hỏng sản phẩm Khi đó ngoài sản phẩm lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch nhầy có màu sắc và mùi vị khó chịu Vì cần phải có tốc độ gió thích hợp, là giai đoạn đầu trình làm khô 1.4.4 Ảnh hưởng áp suất tác nhân sấy Tốc độ sấy khí quyển nhiệt độ định biểu thị: Trong đó: P1 – Phân áp suất nước bề mặt nguyên liệu (mmHg) P2 – Phân áp suất riêng phần nước không khí (mmHg) B – Hệ số bay nước khí quyển B phụ thuộc vào tốc độ gió, hướng gió và cấu tạo nguyên liệu Khi sấy áp lực thường có tốc độ gió không đổi thì B là số phụ thuộc vào sự truyền dẫn ẩm phần nguyên liệu và sự trao đổi chất máy sấy, lúc đó hệ số bay B đặc trưng hệ số K, tức là: Như sấy chân không có nhiệt độ không đổi, thì tốc độ sấy tỉ lệ với hiệu số áp suất bề mặt nguyên liệu và hệ thống sấy Áp suất P máy sấy giảm thì tốc độ sấy tăng, quan hệ đó không phải là quan hệ bậc 1.4.5 Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu Nói chung nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh Như nói cả hai trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt nguyên liệu Khi vật có bề mặt nước lớn thì nước nguyên liệu càng dễ bay hơi, vật liệu càng nhanh khô Trong điều kiện khác thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S, và tỷ lệ nghịch với chiều dày nguyên liệu σ Trong đó: S – diện tích bề mặt bay nguyên liệu σ – chiều dày nguyên liệu B – hệ số bay đặc trưng cho bề mặt nguyên liệu Chẳng hạn làm khô cá to, muốn cho nhanh chóng thì phải cắt, mổ phân chia nhỏ Dựa vào thời hạn bảo quản sản phẩm để chọn phương pháp cắt mổ cho phù hợp Muốn bảo quản cá khô lâu mổ phải giữ lại da và vẩy để làm chậm sự xâm nhập nấm mốc và giữ cho thịt cá khô khó hút ẩm 1.4.6 Ảnh hưởng việc ủ ẩm Ủ ẩm là công đoạn tiếp theo bán thành phẩm, sau sấy khô thời gian Vì ủ ẩm là mục đích trình sấy khô gián đoạn để đảm bảo sự di chuyển nước sản phẩm bề mặt hơn, rút ngắn thời gian sấy khô Nhưng trình ủ ẩm phải là thời gian định và thời gian sấy khô ban đầu không ngắn dài Nếu thời gian sấy ngắn thì bề mặt ngoài nguyên liệu chưa khô nên ủ ẩm làm cho bề mặt ngoài bán thành phẩm xảy tượng sinh chất nhớt Ngược lại thời gian sấy lâu thì bề mặt nguyên liệu khô ảnh hưởng tới thời gian ủ ẩm, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vì phải y đến chế độ sấy khô gián đoạn cho thích hợp với từng loại nguyên liệu 1.4.7 Ảnh hưởng thân nguyên liệu Nguyên liệu đưa vào làm khô cần phải xét đến thành phần hóa học như: nước, mỡ, protit, chất khoáng, kết cấu tổ chức rắn hay lỏng lẻo…Ví dụ: Cá tươi hay ươn, mặn hay nhạt… vào yếu tố đó ta chọn chế độ là khô cho thích hợp Cá cắt mổ, loại cá nhỏ làm khô nhanh quan trọng là tỉ lệ càng lớn thì trình làm khô càng nhanh, bề mặt nguyên liệu nhẵn và sáng thì tốc độ khô chậm 1.5 Các phương pháp sấy thiết bi sấy Căn theo phương pháp sấy mà người ta phân loại thiết bị sấy * Phương pháp sấy nóng: Trong phương pháp sấy này vật liệu đốt nóng Hệ thống sấy nóng thường phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt, bao gồm thiết bị sau đây: Hệ thống sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này vật liệu sấy nhận nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy là không khí nóng khói lò Đây là loại hệ thống sấy phổ biến cả hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra: Hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ bề mặt nóng Như vậy, hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất nhờ tăng phân áp suất bề mặt vật liệu sấy: hệ thống sấy lô và hệ thống sấy tang Hệ thống sấy bực xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn xạ để ẩm dịch chuyển từ bên vật liệu sấy bề mặt và khuếch tán vào môi trường Hệ thống sấy xạ người ta tạo sự chênh lệch phân áp suất nước vật liệu sấy và môi trường xung quanh cách đốt nóng vật liệu sấy Các hệ thống sấy khác: hệ thống sấy dòng điện cao tần và hệ thống sấy dùng lượng điện từ trường Ưu nhược điểm phương pháp sấy nóng: Ưu điểm: Phương pháp sấy nóng phổ biến và thiết bị sấy đa dạng, áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy, dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh cho loại vật liệu sấy, nguần nhiệt cung cấp phong phú và chi phí đầu tư thiết bị không cao Nhược điểm: không thích hợp cho số loại vật liệu, chất lượng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm dễ biến đổi và chi phí lượng cao * Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất Phương pháp sấy lạnh: VLS và TNS cách làm giảm phân áp suất nước TNS Thực cách làm giảm độ chứa ẩm không khí nhờ tách ẩm dàn lạnh Khi đó ẩm dịch chuyển từ bề mặt vào môi trường xung quanh có thể xảy nhiệt độ lớn nhỏ 0C Phương pháp sấy lạnh bao gồm hệ thống sấy sau: hệ thống sấy lạnh nhiệt độ t > 0C, hệ thống sấy chân không thăng hoa, hệ thống sấy chân không 1.6 Một số thiết bi sấy ứng dụng để sấy thực tế ... loại hệ thống sấy phổ biến cả hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra: Hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động Hệ thống sấy tiếp... ra: Hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ bề mặt nóng Như vậy, hệ thống sấy. .. đo? ??n sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn ẩm bay nhiệt độ không đổi (nhiệt độ bầu ướt), sự chênh lệch nhiệt độ vật liệu sấy và nhiệt độ tác nhân sấy không đổi nên tốc độ sấy