việc b khỏc nhau
a) Thớ nghiệm với G1 = 800 g vải ẩm, b = 25/30 và b = 20/30.
Sau mỗi thời điểm dừng mỏy, tiến hành ghi lại cỏc thụng số của hệ thống đo lượng nước ngưng.
Bảng 4.1. Mụ tả thớ nghiệm sấy 800 g vải ẩm với b = 25/30 và 20/30.
Mụ tả TN1 TN2
Chế độ hoạt động E (25+5) E (20+10)
Hệ số thời gian làm việc b 25/30 20/30
Tỉ lệ bypass, % 33 33
Khối lượng VLS ban đầu, g 800 800
Nhiệt độ trung bỡnh khi vào buồng sấy, °C 31,3 30,3
Độ ẩm trung bỡnh khi vào buồng sấy, % 37,3 42,7
Tốc độ TNS, m/s 3,8 3,8
Thời gian sấy, min 175 170
Khối lượng VLS khi kết thỳc QTS, g 243 269
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,299 0,358
Nhận xột: Dựa vào bảng 4.2 ta thấy để tỏch ra khỏi 800g vải ẩm khoảng 550g ẩm trong điều kiện nhiệt độ khụng chờnh lệch nhiều (30,3°C và 31,30C), độ ẩm tương đối của khụng khớ của chế độ b = 20/30 cao hơn b = 25/30 thỡ cả hai chế độ đều mất cựng một khoảng thời gian nhưng SMER của chế độ b = 20/30 cao hơn 19,7% SMER của chế độ b = 25/30. Hơn nữa khi thực hiện chế độ b = 20/30, độ ẩm trung bỡnh của khụng khớ cao hơn chế độ b = 25/30, nghĩa là chế độ sấy dịu hơn. Thời gian
70
ủ lõu hơn, ẩm trong vải ẩm sẽ thoỏt ra nhiều hơn, đồng thời trong một chu kỡ thời gian mỏy hoạt động sẽ được rỳt ngắn nờn tiết kiệm điện năng hơn. Hỡnh 4.2 và 4.3 biểu diễn khả năng tỏch ẩm và SMER theo thời gian của hai thớ nghiệm TN1 và TN2.
Hỡnh 4.2. Khả năng tỏch ẩm theo thời gian
Hỡnh 4.3. Biến thiờn SMER theo thời gian
b) Thớ nghiệm với G1 = 1200 g vải ẩm, hệ số b = 25/30, 20/30, 15/30.
Bảng 4.2. Thụng số thớ nghiệm khi sấy 1200g vải ẩm
Mụ tả TN3 TN4 TN5
Chế độ hoạt động E(25+5) E(20+10) E(15+15)
Hệ số thời gian làm việc b 25/30 20/30 15/30
Tỉ lệ bypass, % 27 27 27
71
Nhiệt độ trung bỡnh khi vào buồng sấy, °C 29,3 29,9 27,5 Độ ẩm trung bỡnh khi vào buồng sấy, % 42 47,2 51
Tốc độ TNS, m/s 3,2 3,2 3,2
Thời gian sấy, min 150 150 180
Khối lượng VLS khi kết thỳc QTS, g 553 561 601
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,424 0,518 0,560 SMER trung bỡnh ở cựng thời điểm τ = 150
min, kg/kWh 0,424 0,518 0,588
Nhận xột: Dựa vào bảng 4.3 ta nhận thấy để tỏch ra khỏi 1200g vải ẩm khoảng 600g ẩm, nhiệt độ TNS của TN3 và TN4 chờnh lệch khụng lớn (0,6°C), nhiệt độ TNS của TN5 thấp TN4 là 2,20C, độ ẩm tương đối của khụng khớ tăng dần từ TN3 ữTN5, thỡ chế độ b = 25/5 và b = 20/30 đều mất 150 min, chế độ b=15/30 thời gian sấy kộo dài hơn (180 min).
Về mặt năng lượng hay SMER ở cựng thời điểm τ = 150 min thỡ chế độ b = 15/30 cao nhất, cao hơn chế độ b = 25/30 là 38,7%, chế độ b = 20/30 là 13,5%. SMER của chế độ b = 20/30 cao hơn b =25/30 là 22,2 %.
Vậy khi sấy 1200g vải ẩm, thực hiện chu trỡnh E, hệ số thời gian làm việc b = 25/30 cú hiệu quả nhất về mặt thời gian sấy và b = 15/30 cú hiệu quả nhất về năng lượng. Tuy nhiờn, hiệu quả năng lượng của E(15/30) cao hơn E(20/30) khụng nhiều trong khi thời gian sấy dài hơn. Vỡ thế, thời gian ủ cũng khụng phải cứ kộo dài đó chắc chắn hiệu quả hơn. Khi thực hiện chế độ b = 15/30, thời gian ủ 15 phỳt là khụng hợp lý. Theo quan sỏt và đo đạc thực nghiệm thỡ thấy độ ẩm tương đối φ của khụng khớ tăng nhanh trong quỏ trỡnh ủ và sau 10 phỳt ủ, φ lờn tới 93%. Lỳc đú trờn bề mặt vật, hơi ẩm tập trung với mật độ lớn hỡnh thành lớp biờn độ chứa ẩm nờn khi thời gian ủ kộo dài hơn nữa thỡ lượng ẩm khuếch tỏn từ bề mặt ra mụi trường bị hạn chế hơn. Đồ thị biểu diễn lượng ẩm tỏch được theo thời gian (trong từng chu kỳ) và SMER theo thời gian được thể hiện trờn hỡnh 4.4 và hỡnh 4.5.
72
Hỡnh 4.4. Lượng ẩm tỏch theo thời gian của TN3 , TN4 và TN5
Hỡnh 4.5. Biến thiờn SMER theo thời gian của TN3 ữ TN5
c) Thớ nghiệm với G1 = 2500 g vải ẩm, hệ số b = 20/30, 15/30.
Bảng 4.3. Thụng số thớ nghiệm khi sấy 2500g vải ẩm
Mụ tả TN6 TN7
Chế độ hoạt động E(20+10) E(15+15)
Hệ số thời gian làm việc b 20/30 15/30
Tỉ lệ bypass, % 27 27
73
Nhiệt độ trung bỡnh khi vào buồng sấy, °C 29,7 27,5
Độ ẩm trung bỡnh khi vào buồng sấy, % 54,6 58,8
Tốc độ TNS, m/s 3,2 3,2
Thời gian sấy, min 210 150
Khối lượng VLS khi kết thỳc QTS, g 1490 1990
Số liệu sau 5 chu kỳ (150min)
Lượng ẩm tỏch được, g 746 510
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,611 0,572
Hỡnh 4.6. Lượng ẩm tỏch theo thời gian của TN6 và TN7
Hỡnh 4.7. Biến thiờn SMER theo thời gian của TN6 và TN7
74
chế độ E(20/30) cao hơn hẳn E(15/30), SMER trung bỡnh cũng cao hơn 6,8 %.
Vậy dựa vào kết quả từ TN1 đến TN7, chế độ sấy giỏn đoạn cú hiệu quả cả về mặt thời gian và năng lượng (hay SMER) đối với vải ẩm là b = 20/30.
d) Thớ nghiệm với G1 = 1000g cà rốt lỏt mỏng, chiều dày δ = 3mm, hệ số b = 25/30, 20/30, 15/30.
Bảng 4.4. Thụng số thớ nghiệm khi sấy 1000g cà rốt lỏt mỏng, δ = 3 mm.
Mụ tả TN8 TN9 TN10
Chế độ hoạt động E(25+5) E(20+10) E(15+15)
Hệ số thời gian làm việc b 25/30 20/30 15/30
Tỉ lệ bypass, % 27 27 27
Khối lượng VLS ban đầu, g 1000 1000 1000
Nhiệt độ trung bỡnh khi vào buồng sấy, °C 28,8 29,9 28,7 Độ ẩm trung bỡnh khi vào buồng sấy, % 43,7 43,6 45,8
Tốc độ TNS, m/s 3,8 3,8 3,8
Thời gian sấy, min 210 300 330
Khối lượng VLS khi kết thỳc QTS, g 324 285 337
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,325 0,296 0,342
Số liệu khi cựng tỏch được khoảng 660 g ẩm
Thời gian sấy, min 210 270 330
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,325 0,304 0,342
Nhận xột: Dựa vào bảng 4.4 ta thấy để tỏch ra khỏi 1000g cà rốt lỏt mỏng 3 mm cựng một lượng ẩm khoảng 660g khi sấy trong điều kiện nhiệt độ từ 28,7 đến 29,90C (chờnh 1,20C), độ ẩm tương đối chờnh khụng lớn (0,1 % và 2,1%) thỡ chế độ b = 25/30 là thời gian sấy ngắn nhất cũn chế độ b = 15/30 cú SMER cao nhất (cao hơn chế độ b = 25/30 là 5,2 %, cao hơn chế độ b = 20/30 là 12,5%). Cà rốt là vật liệu keo xốp mao dẫn nờn quỏ trỡnh trao đổi nhiệt – trao đổi chất phức tạp hơn vải ẩm, năng lượng liờn kết ẩm cũng lớn hơn.
Cũng với lượng ẩm tỏch được (660g), thời gian sấy kộo dài nhưng thời gian HTS hoạt động lại tương đương nhau (thời gian thiết bị hoạt động khi thực hiện E(25+5) là 175
75
phỳt, khi thực hiện E(20+10) là 200 phỳt, khi thực hiện E(15+15) là 165 phỳt). Đồ thị lượng tỏch ẩm và SMER theo thời gian của TN8 ữTN10 được biểu diễn trờn hỡnh 4.8 và 4.9.
Hỡnh 4.8. Lượng ẩm tỏch theo thời gian của TN8 – TN10
Hỡnh 4.9. Biến thiờn SMER theo thời gian của TN8 ữ TN10
e) Thớ nghiệm với G1 = 180g cà rốt lỏt mỏng, chiều dày δ = 5 mm, hệ số b = 25/30, 20/30, 15/30.
Bảng 4.5. Thụng số thớ nghiệm khi sấy 180 g cà rốt, δ = 5 mm
Mụ tả TN11 TN12 TN13
Chế độ hoạt động E(25+5) E(20+10) E(15+15)
76
Tỉ lệ bypass, % 27 27 27
Khối lượng VLS ban đầu, kg 180 180 180
Nhiệt độ trung bỡnh khi vào buồng sấy, °C 33 30,1 30,3
Độ ẩm trung bỡnh khi vào buồng sấy, % 32 36 35,5
Tốc độ TNS, m/s 3,8 3,8 3,8
Thời gian sấy, min 390 450 510
Khối lượng VLS khi kết thỳc QTS, kg 60 40 66
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,03 0,038 0,038 Số liệu khi cựng tỏch được khoảng 114 g ẩm
Thời gian sấy, min 330 300 510
SMER trung bỡnh, kg/kWh 0,034 0,049 0,038
Nhận xột: Dựa vào bảng 4.5 ta thấy để tỏch 114g ẩm ra khỏi 180g cà rốt lỏt mỏng 5 mm với chế độ sấy chờnh lệch khụng lớn (E(20+10) và E(15+15) cú chế độ sấy tương đương (t và φ chờnh nhau 0,2 °C và 0,5% tương ứng), E(25+5) cú (t, φ) lớn hơn hai chế độ sấy cũn lại là (2,9 °C, 4%)) thỡ chế độ b = 20/30 cú thời gian sấy ngắn nhất và SMER cao nhất (cao hơn chế độ b = 25/30 là 44,1%, cao hơn chế độ b=20/30 là 29%). Thời gian hệ thống hoạt động cũng thấp nhất (240 phỳt so với E(25+5) là 275 phỳt và E(15+15) là 255 phỳt). Hiệu quả sấy giỏn đoạn qua đỏnh giỏ sơ bộ về mặt thời gian và tiờu thụ năng lượng là tương đối rừ ràng. Lượng tỏch ẩm và biến thiờn SMER theo thời gian của cỏc TN11 ữ TN13 được biểu diễn trờn hỡnh 4.10 và 4.11.
Cỏc thớ nghiệm khỏc với cà rốt dày δ = 5mm cũng cho những kết quả tương tự. Như vậy, khi sấy cà rốtở điều kiện nhiệt độ 30 °C ữ 33 °C, độ ẩm tương đối 32 ữ 36 %, với hệ số thời gian làm việc b = 20/30 là cú lợi nhất cả về mặt thời gian và hiệu quả năng lượng.
Hiệu quả về mặt thời gian và năng lượng khi sấy cà rốt lỏt mỏng với chiều dày δ = 5mm so với δ = 3mm rừ ràng hơn. Với bề dày 3mm, mức độ chờnh lệch về SMER khi cựng tỏch được một lượng ẩm ở cỏc hệ số b = 25/30, 20/30 và 15/30 là khụng lớn, hệ số b càng nhỏ, thời gian sấy càng lõu. Với bề dày 5mm, hiệu quả sấy giỏn đoạn khỏ rừ ràng đối với hệ số b = 20/30 so với hai trường hợp khỏc là 25/30 và 15/30. Như vậy, sấy giỏn đoạn ỏp dụng cho trường hợp cà rốt lỏt mỏng cú bề dày lớn sẽ cho hiệu quả hơn. Trong quỏ trỡnh sấy, vật mỏng cú trường nhiệt độ đồng đều hơn so với vật dày, do đú
77
với hệ số làm việc b lớn sẽ cho hiệu quả về mặt thời gian hơn. Hiệu quả năng lượng khụng rừ rệt như trường hợp vật cú chiều dày lớn hơn.
Hỡnh 4.10. Lượng ẩm tỏch theo thời gian của TN11 – TN13
Hỡnh 4.11. Biến thiờn SMER theo thời gian của TN11, TN12 và TN13
Khi xem xột khớa cạnh chất lượng sản phẩm, ta nhận thấy, trong cỏc trường hợp, cà rốt sau khi sấy đều giữ được màu sắc đỏ tươi, cú mựi thơm, mang đặc trưng của sản phẩm sấy nhiệt độ thấp (hỡnh 4.12 và 4.13). Đặc biệt, trường hợp b = 25/30, cà rốt bị cong hơn so với trường hợp b = 20/30 và 15/30. Điều này rất cú ý nghĩa khi bảo quản đúng gúi sản phẩm. Lỏt cà rốt bị cong vờnh sẽ chiếm thể tớch bao bỡ lớn hơn, Ngoài ra, sấy ở bề dày 3mm, mặc dự thời gian sấy nhanh nhưng lỏt cà rốt sau khi sấy cũng bị cong vờnh hơn so với trường hợp δ = 5mm.
78
Hỡnh 4.12. Sản phẩm sấy cà rốt bề dày 3mm, chế độ E(25+5)