Sấy diệp hạ châu bằng máy sấy bơm nhiệt trường đại học Nông Lâm thành phố hồ chí minh

Sấy bơm nhiệt 45 độ, Sấy diệp hạ châu bằng máy sấy bơm nhiệt trường đại học Nông Lâm thành phố hồ chí minh,Sấy diệp hạ châu bằng máy sấy bơm nhiệt trường đại học Nông Lâm thành phố hồ chí minh Sấy diệp hạ châu bằng máy sấy bơm nhiệt trường đại học Nông Lâm thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY DIỆP HẠ CHÂU NĂNG SUẤT 20 KG/MẺ Họ tên sinh viên: Lâm Văn Dền Ngành: CƠ KHÍ CHẾ BIẾN BẢO QUẢN NƠNG SẢN THỰC PHẨM Niên khóa: 2012 - 2016 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2016 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY DIỆP HẠ CHÂU NĂNG SUẤT 20 KG/MẺ Tác giả Lâm Văn Dền Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ Sư ngành Cơ khí chế biến bảo quản nông sản thực phẩm Giáo viên hướng dẫn ThS NGUYỄN THANH PHONG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2016 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp không cố gắng cá nhân tơi mà cịn có hỗ trợ, giúp đỡ nhiệt tình nhiều cá nhân khác Qua đây, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Thầy ThS Nguyễn Thanh Phong - người thầy ln tận tình giúp đỡ, động viên, định hướng cho suốt q trình thực đề tài để tơi hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Tập thể q thầy khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường Đại Học Nơng Lâm TPHCM tận tình dạy, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập giảng đường đại học Cuối cùng, xin gửi lời tri ân sâu sắc tới gia đình, bạn bè ln bên cạnh động viên tơi lúc khó khăn Tơi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực TỐNG THANH VINH TĨM TẮT Tên đề tài “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY SẤY DIỆP HẠ CHÂU NĂNG SUẤT 20 KG/MẺ” Thời gian địa điểm thực − Thời gian: Từ ngày 01/01/2016 đến ngày 10/06/2016 − Địa điểm: Xưởng Sau Thu Hoạch Chế Biến Khoa Cơ Khí Cơng Nghệ Trường Đại Học Nơng Lâm TPHCM Mục đích − Khảo nghiệm mơ hình máy sấy có sẵn lựa chọn nguyên lý sấy chế độ sấy thích hợp cho diệp hạ châu − Tính tốn, thiết kế máy sấy diệp hạ châu suất 20 kg/mẻ Nội dung Đề tài thực với nội dung sau: − Nghiên cứu tổng quan diệp hạ châu − Khảo nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy bơm nhiệt; máy sấy khơng khí nóng gia nhiệt điện trở, nhiệt độ 40oC, 45oC, 50oC phơi nắng kiểm chứng − Phân tích mẫu sấy Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Môi Trường, Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM nhằm xác định hoạt động kháng oxy hóa dịch chiết diệp hạ châu sau sấy khơ nhiệt độ khác − Phân tích, lựa chọn phương pháp sấy chế độ sấy phù hợp cho diệp hạ châu − Tính tốn, thiết kế máy sấy diệp hạ châu suất 20 kg/mẻ Kết − Đã nghiên cứu tổng quan diệp hạ châu − Đã khảo nghiệm sấy diệp hạ châu với phương pháp sau: Phơi nắng, sấy bơm nhiệt, sấy khơng khí nóng gia nhiệt điện trở xưởng Máy Sau Thu Hoạch Chế Biến Trường Đại Học Nơng Lâm TPHCM − Đã tìm phương pháp chế độ sấy diệp hạ châu thích hợp − Tính tốn, thiết kế máy sấy diệp hạ châu suất 20 kg/mẻ phương pháp sấy bơm nhiệt kết quả sau: • Kích thước buồng sấy D x R x C: 0,7 x 0,7 x 0,83 m • Chọn quạt ly tâm có cột áp P: 200 mmH2O; cơng suất N = 0,5 kW; lưu lượng Q = 500 m3/h • Dàn bay có kích thước D x R x C: 0,3 x 0,19 x 0,228 m, suất lạnh Q = 3,25 kW • Dàn ngưng tụ có kích thước D x R x C: 0,3 x 0,266 x 0,304 m, suất nhiệt Q k = 4,43 kW MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chương TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu diệp hạ châu 2.1.1 Đặc điểm thực vật học diệp hạ châu 2.1.2 Thành phần hợp chất có diệp hạ châu 2.1.2 Công dụng diệp hạ châu 2.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ diệp hạ châu nước ta 2.1.3.1 Tình hình sản xuất Error! Bookmark not defined 2.1.3.2 Tình hình tiêu thụ 2.2 Những nghiên cứu nước sấy diệp hạ châu 2.2.1 Nước 2.2.1.1 Phơi nắng 10 2.2.1.2 Sấy tủ sấy lượng mặt trời 11 2.2.2 Trong nước 12 2.2.2.1 Phơi nắng 12 2.2.2.2 Sấy diệp hạ châu máy sấy khơng khí nóng sử dụng lị đốt trấu, củi 13 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 3.1 Nội dung nghiên cứu 15 3.2 Phương pháp nghiên cứu 15 3.2.1 Phương pháp kế thừa 15 3.2.2 Phương pháp thí nghiệm 16 3.2.3 Phương pháp tính toán thiết kế 17 3.3 Phương tiện thực 17 3.3.1 Thiết bị phục vụ khảo nghiệm 17 3.3.2 Phương pháp đo đạc xử lý số liệu 21 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23 4.1 Kết quả khảo nghiệm 23 4.1.1 Mục đích khảo nghiệm 23 4.1.2 Bố trí thí nghiệm 23 4.1.3 Kết quả khảo nghiệm xác định phương pháp sấy 24 4.1.3.1 Phơi nắng 24 4.1.3.2 Sấy bơm nhiệt nhiệt độ 450C 26 4.1.3.3 Sấy khơng khí nóng gia nhiệt điện trở nhiệt độ 45 0C 27 4.1.3.4 Thảo luận, lựa chọn phương pháp sấy thích hợp 29 4.1.4 Kết quả khảo nghiệm lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp 33 4.1.4.1 Sấy bơm nhiệt nhiệt độ 40oC 33 4.1.4.2 Sấy bơm nhiệt nhiệt độ 50oC 35 4.1.4.3 Thảo luận, lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp 36 4.2 Tính tốn thiết kế máy sấy diệp hạ châu 39 4.2.1 Các thơng số tính toán ban đầu 39 4.2.2 Nguyên lí cấu tạo hoạt động 39 4.2.2.1 Nguyên lí cấu tạo 40 4.2.2.2 Nguyên lí hoạt động 40 4.2.3 Tính tốn thiết kế buồng sấy [TL5] 42 4.2.4 Xây dựng trình sấy lý thuyết [TL6] 43 4.2.5 Xây dựng trình sấy thực tế [TL6] 45 4.2.5.1 Cân nhiệt cho trình sấy thực tế 45 4.2.5.2 Tính Δ 46 4.2.5.3 Tính tốn trình sấy thực tế: 52 4.2.6 Tính chọn chu trình lạnh máy nén lạnh 53 4.2.6.1 Chu trình lạnh [TL10] 53 4.2.6.2 Tính công suất máy nén 55 4.2.6.3 Tính diện tích dàn bay 56 4.2.6.4 Tính diện tích dàn ngưng tụ 62 4.2.7 Tính tốn trở lực hệ thống chọn quạt [TL11] 70 Chương KẾT QỦA 77 5.1 Kết luận 77 5.2 Đề nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 80 Phụ lục 1: Giản đồ trắc ẩm 80 Phụ lục 2: Đồ thị lgp-h R22 81 Phụ lục 3: Bảng số liệu thí nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy khơng khí nóng 10 Pcb1 = 5...v2 = 5.0,25.1,063.62 = 23,92 Pa • Tại mở rộng đều: Hình 4.25 Hướng tác nhân sấy gió vào Trong đó: α= 30o Trở lực tính theo công thức: .v2 Pcb = : Hệ số trở lực cục bộ, tra bảng 4.3, trang 129 (TL1), tìm  = 0,8 .v2 Pcb2 = 2. 1,063.62 = 2.0,8 • Tại thu hẹp đều: 91 =30,61 Pa Hình 4.26 Hướng tác nhân sấy gió Trở lực tính theo cơng thức: .v2 Pcb = : Hệ số trở lực cục bộ, tra bảng 4.3, trang 129 (TL1), tìm  = 0,1 Pcb3 = 2..v2 = 2.0,1.1,063.62 = 3,83 Pa • Tại co chữ T: Hình 4.27 Hướng tác nhân sấy co T 900 Trở lực tính theo cơng thức: .v2 Pcb = 92 : Hệ số trở lực cục bộ, tra bảng 4.3, trang 129 (TL1), tìm  = 1,4 .v2 Pcb4 = 2. 1,063.62 = 2.1,4.=53,56 Pa 2 Vậy tổng trở lực cục bộ: P cb = ∆Pbh + ∆Pnt + Pcb1 + Pcb2 + Pcb3 + Pcb4 = 169,3 mmH2O Tổng tổn thất hệ thống: P = 169,3+ 11 = 180,3 mmH2O Chọn hiệu suất quạt 60 %, công suất quạt cần thiết là: Gkk P0,12.180,3 N= = 0,4kW  102. 102.0,6 Dựa vào [TL12] ta chọn quạt có thơng số sau: Lưu lượng: 500 m3/ Tổng áp: 200 mmH2O Công suất: 0,5 kW ❖ Tóm tắt kết tính tốn thiết kế Bảng 4.11 Tóm tắt kết quả tính tốn thiết kế Buồng sấy D x R x H: 0,7 x 0,7 x 0,83 m 93 Đường ống dẩn TNS Máy nén Đường kính trong: d1 = 160 mm Đường kính ngồi: d2 = 170 mm cấp Công suất: Q = HP D x R x H: 0,3 x 0,19 x 0,228 m Năng suất lạnh: Qk = 3,25 kW Dàn bay Số ống là: n = 30 ống Số ống hàng là: m = ống Số hàng ống là: z = hàng ống D x R x H: 0,3 x 0,266 x 0,304 m Năng suất nhiệt: Qk = 4,43 kW Dàn ngưng tụ Quạt ly tâm Số ống là: n = 56 ống Số ống hàng là: m = ống Số hàng ống là: z = hàng ống Cột áp H = 200 mmH2O Lưu lượng Q = 500 m3/h Công suất N = 0,5 kW Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Trên sở mục tiêu đề tài đặt khảo nghiệm, tính tốn thiết kế máy sấy diệp hạ châu theo nguyên lí sấy bơm nhiệt suất 20 kg/mẻ Kết quả đề tài đạt sau: 94 Tìm phương pháp chế độ sấy thích hợp cho diệp hạ châu mơ hình sấy bơm nhiệt Tính tốn, thiết kế máy sấy diệp hạ châu theo nguyên lí sấy bơm nhiệt suất 20 kg/mẻ Máy hoạt động theo nguyên lí hồi lưu hồn tồn tác nhân sấy, khơng tiếp xúc với khơng khí mơi trường bên ngồi, thời gian sấy ngắn, nên đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, giữ mùi vị đặc trưng màu sắc sản phẩm sau sấy Máy sấy thiết kế với kết cấu đơn giản, dễ sử dụng Đề tài giải phần vấn đề tồn việc làm khơ diệp hạ châu, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng 5.2 Đề nghị Chế tạo máy sấy diệp hạ châu suất 20 kg/mẻ theo nguyên lý sấy bơm nhiệt dựa vào kết quả tính tốn thiết kế Khảo nghiệm máy để kiểm chứng giữ lý thuyết tính tốn thực tế máy Xét nghiệm thêm nhiều mẫu sản phẩm để đánh giá khả kháng oxy hóa diệp hạ châu xác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Hải, 2001 Thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hồng Đình Tín, 2002 Cơ sở truyền nhiệt NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Hoàng Đình Tín, 2013 Cơ sở truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt NXB Đại học Quốc gia TP.HCM 95 Hồng Đình Tín, Bùi Hải, 2001.Bài tập nhiệt động học kỹ thuật truyền nhiệt NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Hồng Văn Chước, 2006 Thiết kế hệ thống thiết bị sấy NXB khoa học kỹ thuật Trần Văn Phú, 2001 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy NXB Giáo dục Trần Văn Phú, 2008 Kỹ thuật sấy NXB Giáo dục Lê Chí Hiệp, 2011 Giáo trình điều hịa khơng khí NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Nguyễn Đức Lợi, 2005 Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa học Kỹ thuật 10 Nguyễn Đức Lợi, 2009 Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh NXB Giáo dục, Hà Nội 11 Nguyễn Đức Lợi, 2005 Kỹ thuật lạnh sở NXB Giáo Dục 12 Nguyễn Văn May Bơm, quạt, máy nén NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 13 Nguyễn Văn Phong, Nghiên cứu quy trình sản xuất cao đặc hai lồi diệp hạ châu, Tạp chí Dược học 01/06/2010 14 Nguyễn Thị Hạnh, Trần Lê Quan, Khảo sát hoạt tính bảo vệ gan Lignan từ Phyllanthus niruri L mơ hình gây độc tế bào gan D-GalN/TNF- Tạp chí Dược học 8/2004, số 340, tr.10 Tiếng Anh 15 Y.Lim, J Murtijaya (2007) Antioxydant porperties of Phyllanthus extracts as affected by different drying methods School of Arts and Sciences, university Malasia 16 Ji XH, Qing YZ, Wang WY, Zhu JY, Xu GM, (2010) Effects of extracts P urinaria L On HbsAg production in PLC/PRF/5 cell line Xin Xiaohuabingxue Zazhi, 1998 V 3(3) pp.136-138 96 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Giản đồ trắc ẩm 97 2: Đồ thị lgp-h R22 98 Phụ lục Phụ lục 3: Bảng số liệu thí nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy khơng khí nóng gia nhiệt điện trở 450C Thời gian sấy t (giờ) Khối lượng mẫu ban đầu (g) Ki hi ệu mẫu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Khối lượng sau (g) 4.6 5.68 4.54 5.89 4.85 4.32 5.04 4.77 4.65 4.6 4.14 4.05 3.8 3.79 4.67 3.47 3.59 3.64 3.71 3.81 3.91 3.73 3.65 3.81 3.29 3.2 3.52 3.51 3.16 2.83 3.68 3.18 3.55 3.47 3.37 3.54 4.27 4.29 4.18 4.25 4.57 3.59 4.39 3.48 1.45 1.74 1.52 2.09 1.59 1.96 2.15 2.23 2.26 2.19 2.51 2.32 2.15 2.1 2.83 2.38 2.57 2.55 2.54 2.94 3.19 2.89 2.99 2.85 2.73 3.02 2.72 2.52 3.33 2.81 3.21 3.1 3.05 3.15 3.87 3.95 3.85 3.88 4.21 3.27 4.02 3.22 99 Ẩm độ theo sở ướt (%) 68.48 69.37 66.52 64.52 67.22 54.63 57.34 53.25 51.4 52.39 39.37 42.72 43.42 44.59 39.4 31.41 28.41 29.95 31.54 22.83 18.41 19.57 20.82 21.52 13.37 14.69 14.2 14.53 13.92 10.95 9.51 11.64 9.58 10.66 9.5 11.02 9.37 7.93 7.89 8.71 7.88 8.91 8.43 7.47 Ẩm độ trung bình (%) 67.22 53.8 41.9 30.39 20.63 14.14 10.47 9.14 8.28 4: Bảng số liệu thí nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy bơm nhiệt 450C Thời gian sấy t (giờ) Ki hiệu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Khối lượng ban đầu (g) Khối lượng sau (g) 4.51 3.54 5.12 4.19 3.76 5.46 3.79 4.1 6.42 3.45 5.76 4.76 4.68 5.21 3.52 3.65 4.97 3.98 5.46 6.42 4.31 4.19 3.54 3.65 8.64 3.67 4.56 3.54 3.87 3.21 3.52 3.61 2.45 3.67 3.69 4.16 5.41 3.43 4.97 4.38 1.54 1.15 1.82 1.44 1.29 2.6 1.8 1.92 3.12 1.58 3.46 2.79 2.74 3.01 2.14 2.57 3.55 2.72 3.69 4.49 3.42 3.29 2.78 2.95 6.86 3.17 3.02 3.41 2.74 3.12 3.28 2.19 3.28 3.35 3.81 4.99 3.15 4.52 3.98 100 Ẩm độ theo sở ướt (%) 65.85 67.51 64.45 65.63 65.69 52.38 52.51 53.17 51.4 54.2 39.93 41.39 41.45 42.23 39.2 29.59 28.57 31.66 32.42 30.06 20.65 21.48 21.47 19.18 20.6 13.62 12.28 14.69 11.89 14.64 11.36 9.14 10.61 10.63 9.21 8.41 7.76 8.16 9.05 9.13 Ẩm độ trung bình (%) 65.83 52.73 40.84 30.46 20.68 13.42 10.19 8.5 Phụ lục 5: Bảng số liệu thí nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy bơm nhiệt nhiệt độ 40 C Thời gian sấy t (giờ) Ki hiệu Khối lượng ban đầu (g) Khối lượng sau (g) Ẩm độ theo sở ướt (%) 5.68 1.88 66.9 6.49 2.05 68.41 8.49 2.5 70.55 8.92 3.01 66.26 9.2 2.82 69.35 6.3 2.62 58.41 7.2 3.08 57.22 9.2 4.12 55.22 10.58 4.63 56.24 10 9.2 3.83 58.37 11 7.27 3.91 46.22 12 6.29 3.45 45.15 13 4.98 2.64 46.99 14 5.21 2.7 48.18 15 3.52 1.91 45.74 16 3.65 2.32 36.44 17 4.97 3.22 35.21 18 5.06 3.29 34.98 19 7.94 5.22 34.26 20 7.2 4.69 34.86 21 6.6 4.92 25.45 22 5.98 4.42 26.09 23 8.52 6.21 27.11 24 7.2 5.32 26.11 25 5.6 4.09 26.96 26 4.95 3.97 19.8 27 4.28 3.46 19.16 28 3.79 3.04 19.79 29 3.6 2.94 18.33 30 4.79 3.83 20.04 31 4.87 4.13 15.2 32 5.28 4.38 17.05 33 4.77 3.78 20.75 34 4.97 4.21 15.29 101 Ẩm độ trung bình (%) 68.29 57.09 46.46 35.15 26.34 19.42 15.35 Phụ lục 10 35 3.55 3.25 8.45 36 4.79 4.17 12.94 37 4.97 4.42 11.07 38 3.58 3.14 12.29 39 3.3 2.94 10.91 40 4.2 3.7 11.9 41 3.06 2.79 8.82 42 3.66 3.32 9.29 43 4.12 3.74 9.22 44 3.48 3.11 10.63 45 4.39 3.92 10.71 46 3.16 2.9 8.23 47 3.78 3.44 8.99 48 3.05 2.8 8.2 49 4.66 4.26 8.58 50 3.33 3.02 9.31 11.82 9.73 8.66 6: Bảng số liệu thí nghiệm sấy diệp hạ châu máy sấy bơm nhiệt nhiệt độ 50 C Thời gian sấy t (giờ) Ki hiệu Khối lượng ban đầu (g) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 5.68 6.49 8.49 8.92 9.2 6.3 7.2 9.2 10.58 9.2 7.27 6.29 4.98 5.21 3.52 3.65 4.97 5.06 7.94 7.2 6.6 5.98 Khối lượng sau (g) Ẩm độ theo sở ướt (%) 1.88 2.24 3.01 3.19 3.19 3.18 3.74 4.79 5.39 4.69 4.62 4.07 3.24 3.35 2.25 2.75 3.74 3.86 5.99 5.48 5.69 5.09 66.9 65.49 64.55 64.24 65.33 49.52 48.06 47.93 49.05 49.02 36.45 35.29 34.94 35.7 36.08 24.66 24.75 23.72 24.56 23.89 13.79 14.88 102 Ẩm độ trung bình (%) 65.3 48.72 35.69 24.32 14.39 Phụ lục 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 8.52 7.2 5.6 4.95 4.28 3.79 3.6 4.79 4.87 5.28 4.77 4.97 3.55 7.26 6.23 4.76 4.44 3.87 3.35 3.25 4.28 4.46 4.86 4.37 4.5 3.25 14.79 13.47 15 10.3 9.58 11.61 9.72 10.65 8.42 7.95 8.39 9.46 8.45 10.37 8.53 7: Một số hình ảnh thực đề tài Sử dụng tủ sấy để xác định ẩm độ sấy Dùng bì carton che gió để tập trung gió vào khay sấy 103 Phụ lục Bố trí thí nghiệm phơi nắng diệp hạ châu 104 Xác định ẩm độ ban đầu nguyên liệu 105 ... 4.4 Sấy diệp hạ châu máy sấy bơm nhiệt 26 Hình 4.5 Biểu đồ trình giảm ẩm theo thời gian sấy diệp hạ châu nhiệt độ 45ºC máy sấy bơm nhiệt 27 Hình 4.6 Sấy diệp hạ châu máy sấy. .. bình sấy diệp hạ châu nhiệt độ khác máy sấy bơm nhiệt 37 Hình 4.15 Sản phẩm diệp hạ châu sấy nhiệt độ khác máy sấy bơm nhiệt 37 Hình 4.16 Bản thiết kế máy sấy bơm nhiệt. .. cho diệp hạ châu − Tính tốn, thiết kế máy sấy diệp hạ châu suất 20 kg/mẻ Kết − Đã nghiên cứu tổng quan diệp hạ châu − Đã khảo nghiệm sấy diệp hạ châu với phương pháp sau: Phơi nắng, sấy bơm nhiệt,