Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện trên hình 3.1
Cá cơm săng cĩ chiều dài cơ thể từ 6- 6,5 cm/con, được thu mua tại bến cá Vĩnh Trường, Nha Trang. Cá cơm làm thí nghiệm cĩ chất lượng cịn tươi tốt. Cá sau khi thu mua xong được bảo quản trong các thùng xốp cách nhiệt và chuyển về phịng thí nghiệm nhiệt lạnh, Trường đại học Nha Trang để xử lý. Nguyên liệu sau
khi xử lý xong được đưa vào sấy ở nhiệt độ 35- 400C, vận tốc giĩ 1,0 – 5,0m/s cho
đến khi độ ẩm đạt 20% thì kết thúc quá trình sấy rồi tiến hành đánh giá các chỉ tiêu: thời gian sấy, điểm chất lượng cảm quan (CLCQ), tỷ lệ hút nước phục hồi (HNPH), năng lượng tiêu hao như sơ đồ bố trí thí nghiệm trên hình 5.1.
Hình 5.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5.2. Các phương pháp đánh giá
- Độ ẩm của nguyên liệu biến đổi trong quá trình sấy được xác định bằng phương pháp cân khối lượng, dùng cân điện tử với độ chính xác 0,001gam và tính theo cơng thức sau:
(%) . ) W 100 ( 100 W 1 1 i G Gi − − = Trong đĩ:
G1: là khối lượng mẫu ban đầu (gam)
Gi: khối lượng mẫu cân sau khi sấy ở thời điểm thứ i (gam)
W1; Wi: độ ẩm ban đầu và sau khi sấy của nguyên liệu ở thời điểm thứ i (%). Sấy đối lưu cấp nhiệt bằng bơm nhiệt ở
chế độ: nhiệt độ: 35 ÷ 400C; vận tốc giĩ: 1,0 ÷ 5,0 m/s; độ ẩm sảnphẩm đạt 20%
Sấy đối lưu cấp nhiệt bằng điện trở ở chế độ: nhiệt độ: 400C; vận tốc giĩ: 3m/s; độ ẩm sản phẩm đạt 20% Đánh giá các chỉ tiêu Thời gian sấy Tỷ lệ hútnước phục hồi Chất lượng cảm quan Năng lượng điện tiêu hao Cá hấp ở nhiệt độ: 1000C;
thời gian: 20 phút Cá nguyên liệu
- Xác định vận tốc chuyển động của khơng khí tại phịng sấy bằng lưu tốc kế hiện số Testo 405V1.
- Xác định nhiệt độ của khơng khí tại phịng sấy bằng nhiệt kế hiện số ELIWELL - Đánh giá CLCQ bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN3215- 79, [4].
- Tỷ lệ hút nước phục hồi của sản phẩm (SP) sau khi sấy được xác định bằng phương pháp ngâm SP khơ trong nước cất cho đến khi cân đến khối lượng khơng
thay đổi và được tính như sau: X G .100
1 1 2 G G −
= (%); G1 và G2: khối lượng SP khơ
trước và sau khi ngâm vào nước (gam).
- Xác định dịng điện của thiết bị bằng Ampe kìm hiện số TESTO- 3010 của Đài Loan.
Thiết bị dùng trong nghiên cứu.
Để tiến hành nghiên cứu thử nghiệm ảnh hưởng của các chế độ sấy đến thời gian sấy, chất lượng cảm quan, tỷ lệ hút nước phục hồi, năng lượng tiêu hao cho nguyên liệu trong quá trình sấy được thực hiện trên mơ hình thiết bị sấy thiết kế, lắp đặt ở chương 2.
5.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Sự biến đổi về thời gian sấy, điểm chất lượng cảm quan (CLCQ), tỷ lệ hút nước phục hồi (HNPH), năng lượng tiêu hao (NLTH) của cá cơm săng khơ theo vận
tốc giĩ sấy nĩng ở nhiệt độ sấy 400C được thể hiện ở bảng 3.1 và trên hình 3.1 cho
thấy cá cơm khơ sấy ở vận tốc giĩ từ 1m/s đến 3,0 m/s điểm CLCQ, tỷ lệ hút nước phụ hồi và thời gian sấy giảm. Nhưng vận tốc giĩ tăng từ 3 đến 5 m/s thì điểm CLCQ, tỷ lệ hút nước phụ hồi và thời gian sấy lại giảm.
Bảng 5.1. Biến đổi TGS, điểm CLCQ, tỷ lệ HNPH… của cá cơm săng khơ theo vận tốc giĩ
Vận tốc giĩ (m/s)
STT Các thơng số
1 2 3 4 5
Thời gian sấy (h) 12.0 10.7 10.2 12.6 13.0
Điểm CLCQ 18.48 19.06 19.2 18.86 18.72
Tỷ lệ hút nước phục hồi (%) 61.73 64.34 65.06 63.52 63.04
Cường độ dịng điện máy nén và
quạt giĩ; (A) 2.67 5.29 7.80 7.87 7.89
Cường độ dịng điện cho quạt giĩ
và dàn điện trở; (A) 0 0 0 15.09 29.91
Tổng dịng điện; (A) 2.67 5.29 7.86 22.95 37.77
Cơng suất dàn ngưng tụ 3.2 6.32 9.38 9.42 9.42
Cơng suất tiêu hao cho máy nén; (kw) 0.5 0.99 1.45 1.47 1.48
Cơng suất tiêu hao của điện trở; (kw) 0 0 0 3.32 6.58
Tổng cơng suất; (kw) 0.5 0.99 1.45 4.79 8.06
Năng lượng điện tiêu hao; (kwh) 6 10.59 14.99 60.35 104.65
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Cá cơm săng khơ được sấy ở vận tốc giĩ 3m/s cho điiểm CLCQ cao nhất là 19,2 điểm, tỷ lệ HNPH là 65,06 %, thời gian sấy ngắn nhất là 10,2h. Kết quả nghiên cứu trên cũng phù hợp với một số kết quả nghiên cứu chế độ sấy thích hợp cho phương pháp sấy đối lưu ở vận tốc giĩ từ 1 đến 3 m/s [1], [2], [3].
Hình 5.2. Biến đổi TGS, điểm CLCQ, tỷ lệ HNPH của cá cơm săng khơ theo vận tốc giĩ
Như vậy cá cơm săng khơ được sấy nĩng ở nhiệt độ 400C và vận tốc giĩ 3m/s là thích hợp (MSTH). Do đĩ đề tài đi vào so sánh về thời gian sấy, điểm CLCQ, tỷ lệ HNPH, hiệu quả năng lượng sấy (SMER) của cá cơm săng khơ được sấy ở chế độ thích hợp trên so với mẫu cá cơm săng khơ được sấy nĩng được gia nhiệt bằng điện trở cùng chế độ sấy trên (MĐC) được thể hiện ở bảng 5.2 và trên hình 5.3 cho thấy:
Bảng 5.2. So sánh chất lượng và năng lượng của cá cơm săng khơ theo các phương pháp sấy
STT Các thơng số MSTH MĐC
Thời gian sấy (h) 10.2 10.2
Điểm CLCQ 19.2 19.2
Tỷ lệ hút nước phục hồi (%) 65.06 65.06
Cơng suất dàn ngnưg tụ 9.32 9.32
Cơng suất máy nén và quạt giĩ 1.45 0
Cơng suất dàn điện trở; kw 0.00 9.32
Tổng cơng suất 1.45 9.32
Năng lượng điện tiêu hao (Kwh) 14.79 95.06
Năng lượng điện tiêu hao cho 1 kg sản phẩm khơ
(Kwh/kg.SP) 4.93 31.69
Lượng ẩm thốt ra từ nguyên liệu sấy (kg) 9.0 9.0
Hiệu quả năng lượng sấy SMER (kgnước/kwh) 0.61 0.095
Do cùng chế độ sấy nên thời gian sấy, điểm CLCQ, tỷ lệ hút nước phục hồi của hai mẫu trên như nhau. Chỉ khác nhau là gia nhiệt để làm nĩng khơng khí cho mẫu sấy thích hợp bằng bơm nhiệt từ dàn ngưng tụ, mẫu sấy đối chứng được cấp nhiệt trực tiếp bằng dàn điện trở. Kết quả nghiên cứu cho thấy: năng lượng điện tiêu hao cho 1 kg sản phẩm khơ của mẫu sấy thích hợp là 4,93 Kwh/kg nhỏ hơn 6,4 lần so với mẫu MĐC phải cần đến 31,69 Kwh/kg. Hiệu quả năng lượng sấy SMER của các mẫu sấy thích hợp là 0,61kgnước/kwh lớn mẫu MĐC là 0,095kgnước/kwh. Điều đĩ cho thấy sấy nĩng bằng bơm nhiệt tiết kiệm rất nhiều về năng lượng cho quá trình sấy.
Hình 5.3. Biến đổi TGS, điểm CLCQ, tỷ lệ HNPH… của cá cơm săng khơ theo các phương pháp sấy
5.4. Tính giá thành cho 1 kg sản phẩm sấy
Việc hạch tốn tính giá thành sản phẩm cũng là cơng việc khá phức tạp. Nĩ quyết định đến giá cả sản phẩm và lợi nhuận của người sản xuất. Mục đích của việc tính giá thành là để so sánh với các phương pháp sấy khác. Việc tính tốn chính xác được giá thành là rất khĩ vì liên quan đến nhiều chi phí như: Chi phí đầu tư thiết bị, khấu hao tài sản cố định, thuế, chi phí vận chuyển…Vì vậy trong phạm vi đề tài, ta chỉ tính tốn trên mơ hình thiết kế bao gồm:
- Chi phí mua nguyên liệu Chi phí điện năng
Nhân cơng
Các thiết bị sử dụng điện bao gồm: Máy nén, quạt, điện trở
Máy nén 1,49 KW
Điện trở 7 KW
Quạt 0,1KW
Giá điện cơng nghiệp là 2.000 đồng/Kwh, do đĩ chi phí điện cho cả quá trình sấy sẽ tính như sau:
Chi phi = (Tổng cơng suất tiêu thụ) × (Giá điện) × (Thời gian sấy) = 8,59×2.000×6 = 103.960 đồng/ mẻ
Theo tính tốn thì với 12 kg tơm nguyên liệu ta sẽ cĩ 3kg tơm khơ Chi phí điện năng cho 1kg thành phẩm sẽ là:
3 103960
= 34.360 (đồng/kg) Giá của nguyên liệu tơm thẻ tươi tại thị trường hiện nay là: 80 ÷ 120 đồng/kg Lấy trung bình giá mua tơm ta sẽ cĩ số tiền mua nguyên liệu là:
12 ×90000 = 1080.000 (đồng/mẻ)
Do đĩ chi phí cho 1 kg tơm sấy khơ là: 3 1080000
=360000 (đồng/kg)
Số nhân cơng làm trong 1 mẻ là 2 người, tiền nhân cơng là 100.000 đồng/người/ca.
Như vậy chi phí nhân cơng sẽ là: 100.000 ×2 = 200.000 (đồng/mẻ)
Chi phí nhân cơng cho 1 kg tơm khơ là: 3 200000
= 67.000 (đồng/kg) Tổng chi phí cho một mẻ sấy là:
103.960 + 1.080.000 + 200.000 = 1.383.960 đồng/mẻ Tổng chi phí cho 1 kg tơm sấy khơ thành phẩm sẽ là:
Đối tượng Thành tiền (đồng/kg)
Tơm nguyên liệu 360.000
Nhân cơng 67.000
Điện năng 34.360
Tổng cộng 461.360
Vậy chi phí để sản suất được 1kg tơm khơ thành phẩm là 461.360 (đồng/kg)
5.5. Dự tốn chi phí thiết bị
Máy nén rơ to cơng suất 2HP giá khoảng 4.000.000 đ/máy Dàn ngưng 1.000.000 đ/bộ
Dàn lạnh bao gồm dàn lạnh trong và dàn lạnh ngồi 2×700.000/bộ, vậy chi phí là 1.400.000đ
Ống gas làm bằng đồng sử dụng 2 cuộn loại Φ10 chi phí là 1.000.000đ
Tủ điện bao gồm CB, cơng tắc, dây dẫn tồng chi phí hết khoảng 1.000.000đ Quạt đối lưu khơng khí giá 500.000đ/bộ, tổng 2 quạt nên chi phí là 1.000.000đ Thanh điên trở 7 x 500.000đ = 3500.000đ
Thép vuơng 3x3x6000 mm giá 120.000 đ/cây, dự tính hết 10 cây thành tiền là 1200.000đ
Thép vuơng 1x1 làm giá sấy 5 x 60000 = 300000đ Lưới làm giá sấy 2,5m x 80 = 200000đ
Vỏ tủ khoảng 5.000.000đ
Vật liệu cách nhiệt bao gồm bơng thủy tinh, simily dự tính hết 700.000đ Bu lơng, ốc keo, đinh hết khoảng 1000.000đ
Chi phí nhân cơng lắp đặt thời gian 4 tuần, số lượng 02 người. Chi phí nhân cơng hết khoảng 12.000.000đ
Đối tượng Thành tiền (triệu đồng)
Máy nén 4 Điện trở 3,5 Dàn ngưng 1 Dàn lạnh 1,4 Vỏ tủ 5 Tủ điện 1 Quạt 1 Giá sấy 0,5 Cách nhiệt 0,6 Khung sấy 2 Bu lơng, ốc, keo 1 ống gas 1 Nhân cơng 12 Tổng 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận,
Kỹ thuật lạnh ứng dụng, NXB Giáo dục, 2007
2. Nguyễn Đức Lợi,
Hướng dẫn thiết kế hệ thống ĐHKK, NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, 2002
3. Nguyễn Đức Lợi,
Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB Khoa học & Kỹ thuật,2002
4. Trần Thanh Kỳ,
Máy lạnh, NXB ĐHQG TP HCM, 2004
5. Trần Văn Phú,
Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002
6. Hồng Văn Chước,
Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa học & Kỹ thuật, 2006
7. Trần Đại Tiến,
Tự động hĩa máy lạnh
8. Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (1990), Cơng nghệ chế biến thực
phẩm thủy sản, Tập 2 Ướp muối, chế biến nước mắm, chế biến khơ, thức
ăn chín, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội.
9. Nguyễn Văn May (2002), Kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm, NXB-
KHKT, Hà Nội
10. Trần Đại Tiến (2012), Ứng dụng sấy năng lượng mặt trời đến chất lượng
một số sản phẩm khơ. Báo cáo khoa học tồn quốc ngành nhiệt Việt Nam lần thứ 2 (2002- 2012), Tạp chí năng lượng nhiệt số 105 tháng 05- 2012.
11. Ngơ Thị Hồng Thư (1989), Kiểm nghiệm thực phẩm bằng
phương pháp cảm quan, NXB Khoa học Kỹ thuật.
12.Một số luận văn tốt nghiệp của khĩa trước
Nguyễn Văn Lực,
Tính tốn thiết kế hệ thống sấy cá bằng phương pháp đối lưu, 2007 Phạm Hữu Ky,
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1
BẢNG SỐ LIỆU TÍNH NĂNG LƯỢNG TIÊU HAO CHO THIẾT BỊ SẤY A. Sấy nĩng bằng bơm nhiệt
2.1. Bảng tính các thơng số và nhiệt lượng cần thiết sấy ở tiết diện phịng sấy
bình thường: F= 0.2275 m2
Bảng 1.1 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 1m/s theo nhiệt độ
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
Độ chứa ẩm của khơng khí trước khi vào phịng sấy: d1; (kg/kgk3)
0.0178 0.0178 0.0178 0.0178 0.0178
Độ chứa ẩm của khơng khí sau khi ra khỏi phịng sấy: d3; (kg/kgk3)
0.02 0.022 0.024 0.026 0.028
Entalpy của khơng khí trước khi vào dàn nĩng sấy: I1; (kJ/kgk3)
73 73 73 73 73
Entalpy của khơng khí sau dàn nĩng: I2; kJ/kgk3
86 91.4 96.6 101.8 107
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw
Bảng 1.2 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 2m/s theo nhiệt độ
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
Độ chứa ẩm của khơng khí trước khi vào phịng sấy: d1; (kg/kgk3)
0.0178 0.0178 0.0178 0.0178 0.0178
Độ chứa ẩm của khơng khí sau khi ra khỏi phịng sấy: d3; (kg/kgk3)
0.02 0.022 0.024 0.026 0.028
Entalpy của khơng khí trước khi vào dàn nĩng sấy: I1; (kJ/kgk3)
73 73 73 73 73
Entalpy của khơng khí trước khi vào phịng sấy: I2; (kJ/kgk3)
86 91.4 96.6 101.8 107
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw
Bảng 1.3 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 3m/s theo nhiệt độ
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73
Độ chứa ẩm của khơng khí trước khi vào phịng sấy: d1; (kg/kgk3)
0.0178 0.0178 0.0178 0.0178 0.0178
Độ chứa ẩm của khơng khí sau phịng sấy: d3; (kg/kgk3)
0.02 0.022 0.024 0.026 0.028
Entalpy của khơng khí trước khi vào dàn nĩng sấy: I1; (kJ/kgk3)
73 73 73 73 73
Entalpy của khơng khí sau dàn nĩng: I2; kJ/kgk3
86 91.4 96.6 101.8 107
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw
Bảng 1.4 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 4m/s theo nhiệt độ
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98
Độ chứa ẩm của khơng khí trước khi vào phịng sấy: d1; (kg/kgk3)
0.0178 0.0178 0.0178 0.0178 0.0178
Độ chứa ẩm của khơng khí sau phịng sấy: d3; (kg/kgk3)
0.02 0.022 0.024 0.026 0.028
Entalpy của khơng khí trước khi vào dàn nĩng sấy: I1; (kJ/kgk3)
73 73 73 73 73
Entalpy của khơng khí sau dàn nĩng: I2; kJ/kgk3
86 91.4 96.6 101.8 107
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw
Bảng 1.5 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 5m/s theo nhiệt độ
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 1.22 1.22 1.22 1.22 1.22
Độ chứa ẩm của khơng khí trước khi vào phịng sấy: d1; (kg/kgk3)
0.0178 0.0178 0.0178 0.0178 0.0178
Độ chứa ẩm của khơng khí sau phịng sấy: d3; (kg/kgk3)
0.02 0.022 0.024 0.026 0.028
Entalpy của khơng khí trước khi vào dàn nĩng sấy: I1; (kJ/kgk3)
73 73 73 73 73
Entalpy của khơng khí sau dàn nĩng: I2; kJ/kgk3
86 91.4 96.6 101.8 107
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw
15.86 22.448 28.792 35.136 41.48
1.2. Bảng tính các thơng số và nhiệt lượng cần thiết sấy ở tiết diện thu hẹp (TH) F= 0.0775 m2
Bảng 1.6 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 1m/s theo nhiệt độ với tiết diện TH
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ: L; (kg/s) 0.084 0.084 0.084 0.084 0.084
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Bảng 1.7 : Năng lượng tiêu hao khi sấy nĩng ở vận tốc giĩ 2m/s theo nhiệt độ với tiết diện TH
Nhiệt độ; 0C Các thơng số
40 45 50 55 60
Lưu lượng khơng khí khơ L (kg/s) 0.168 0.168 0.168 0.168 0.168
Hiệu Entalpy: I2 –I1; kJ/kgk3 13 18.4 23.6 28.8 34
Nhiệt lượng cần thiết cho calorifer: Qk = L(I2 –I1); kw 2.18 3.09 3.96 4.84 5.71
Bảng 1.8 : Năng lượng tiêu hao khi sấynĩng ở vận tốc giĩ 3m/s theo nhiệt độ với tiết diện TH
Nhiệt độ; 0C Các thơng số