Đồ Án Nghiên cứu công nghệ sấy lạnh, tính toán, thiết kế, khảo nghiệm máy sấy lạnh và xác định một số thôn

Mục Lục

Lời cảm ơn . 6
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp 7

Lời mở đầu 9
Danh mục các hình 11
Danh mục các bảng 12
Chương 1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY LẠNH 13
1.1. Giới thiệu phương pháp sấy lạnh . 13
1.1.1. Khái niệm về bơm nhiệt 13
1.1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt 13
1.1.1.2. Giới thiệu các phương pháp sấy lạnh 14
1.2. Sơ đồ nguyên lý, đặc điểm truyền nhiệt và truyền chất hệ thống sấy lạnh . 15
1.2.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy lạnh . 15
1.2.2. Đặc điểm quá trình truyền nhiệt, truyền chất 16
1.3. Phân loại hệ thống sấy lạnh 18
1.3.1. Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ nhỏ hơn 0[SUP]o[/SUP]C . 18
1.3.2. Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 0[SUP]o[/SUP]C 19
1.4. Các thiết bị trong hệ thống lạnh . 20
1.5. Một số kết quả nghiên cứu về sấy lạnh của các tác giả trong và ngoài nước 22
1.5.1. Các tác giả trong nước . 22
1.5.2. Các tác giả nước ngoài . 24
1.6. So sánh phương pháp sấy lạnh với phương pháp sấy nóng . 27
1.7. Đánh giá và kết luận 31
Chương 2. VẬT LIỆU SẤY LẠNH – XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU SẤY LẠNH 33
2.1. Lựa chọn vật liệu sấy lạnh theo hướng nghiên cứu của đề tài 33
2.1.1. Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 34
2.1.2. Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm 35
2.2. Các đặc tính hóa lý của một số rau quả giàu vitamin ứng dụng phương pháp sấy lạnh 37
2.3. Lý thuyết sấy rau quả 39
2.4. Một số phương pháp sấy rau quả . 42
2.5. Lựa chọn phương pháp sấy lạnh theo hướng nghiên cứu của đề tài . 42
Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT 44
3.1. Giới thiệu bài toán thiết kế và mô hình thiết kế 44
3.2. Xây dựng quy trình công nghệ sấy Cà rốt 46
3.2.1. Giới thiệu vật liệu sấy . 46
3.2.1. Xây dựng quy trình công nghệ sấy Cà rốt 47
3.3. Xác định các thông số đầu vào của vật liệu . 48
3.4. Tính toán lý thuyết chế độ sấy hồi lưu hoàn toàn . 48
3.4.1. Xác định các thông số điểm nút trên đồ thị sấy 51
3.4.2. Tính toán tốc độ sấy và thời gian sấy . 53
3.4.3. Tính toán nhiệt quá trình 56
3.5. Tính toán lý thuyết chế độ sấy thải bỏ tác nhân . 58
3.5.1. Xác định các thông số điểm nút trên đồ thị sấy 58
3.5.2. Tính toán nhiệt quá trình 60
3.6. Xác định kích thước buồng sấy . 62
3.7. Cân bằng nhiệt cho quá trình . 63
3.8. Tính toán quá trình sấy thực chế độ hồi lưu hoàn toàn 67
3.9. Tính toán quá trình sấy thực chế độ thải bỏ tác nhân 70
3.10. Kết luận về chế độ sấy 72
3.11. Tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị phụ trợ 73
3.11.1. Các thông số nhiệt của môi chất lạnh . 73
3.11.2. Tính toán chu trình bơm nhiệt . 74
3.11.3. Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt . 77
3.11.3.1. Dàn ngưng 77
3.11.3.2. Dàn bay hơi . 82
3.11.4. Tính chọn máy nén 87
3.11.5. Tính chọn đường ống dẫn môi chất 91
3.11.5.1. Đường ống đẩy 91
3.11.5.2. Đường ống hút . 91
3.11.6. Thiết bị hồi nhiệt . 92
3.11.7. Tính toán trở lực và chọn quạt 97
Chương 4. KHẢO NGHIỆM QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ TRÊN MÔ HÌNH MÁY SẤY LẠNH 102
4.1. Mục đích . 102
4.2. Phương pháp và phương tiện 103
4.3. Thí nghiệm xác định các thông số quá trình 103
4.3.1. Thí nghiệm xác định vận tốc tác nhân sấy 104
4.3.2. Xác định ẩm độ - nhiệt độ trung bình (to, φ[SUB]o[/SUB]) của không khí 106
4.3.3. Thí nghiệm xác định độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu sấy 106
4.3.4. Xác định R trung bình của vật liệu sấy và phương pháp cắt lát vật lệu 106
4.3.5. Thí nghiệm sấy ở chế độ hồi lưu hoàn toàn và chế độ thải bỏ tác nhân . 107
4.3.6. Các kết luận rút ra từ thực nghiệm 113
4.4. Ứng dụng phần mềm Labview vào nghiên cứu thực nghiệm 113
4.5. Các tính chất ảnh hưởng đến quá trình sấy 117
Chương 5. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ . 119
5.1. Chí phí nguyên liệu, nhiên liệu 119
5.2. Chi phí lao động . 119
5.3. Chi phí khấu hao 119
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 121
6.1. Kết luận . 121
6.2. Đề nghị 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 123






Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ sấy lạnh, tính toán, thiết kế, khảo nghiệm và xác định một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng sấy cho một số loại rau quả giàu vitamin trên mô hình máy sấy lạnh bằng bơm nhiệt của khoa CN Nhiệt Lạnh
I/ Thông tin thực hiện đề tài:
13-Số liệu choo trước: Mô hình sấy lạnh của khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh
II/ Nội dung đề tài:
13-Tìm hiểu công nghệ sấy lạnh, phương pháp sấy, các thiết bị trong hệ thống sấy lạnh.
2- Tìm hiểu kỹ thuật sấy lạnh trên một số thực phẩm và rau quả trong nước và thế giới.
3- Trình bày các kết quả nghiên cứu về sấy lạnh trong nước và thế giới từ trước đến nay.
4- Lựa chọn vật liệu sấy lạnh, xây dựng quy trình công nghệ và xử lý vật liệu trước sấy và sau sấy lạnh.
5- Lý thuyết về sấy rau quả và thực phẩm.
6- Tính toán thiết kế mô hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt.
6.1 Giải quyết bài toán sấy lạnh lý thuyết và sấy thực theo chế độ thải bỏ tác nhân.
6.2 Giải quyết bài toán sấy lạnh lý thuyết và sấy thực theo chế độ hồi lưu hoàn toàn khí thải.
7- Tính toán thiết kế và lựa chọn các thiết bị phụ trợ cho hệ thống sấy.
8- Khảo nghiệm mô hình máy sấy lạnh xác định lại các thông số kỹ thuật của mô hình.
9- Bố trí thí nghiệm và thực hiện sấy thực nghiệm loại rau theo hướng nghiên cứu của đề tài
10- Xác định một số yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy lạnh ở hai chế độ sấy .
11- Kết luận rút ra từ thực nghiệm.
12- Hiệu quả kinh tế
Xây dựng giá thành 1kg rau sấy
13- Các bản vẽ thiết kế
III/ Ngày giao nhiệm vụ: 01/03/2010
IV/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/06/2010


Lời mở đầu
Việt Nam là một nước nhiệt đới có nhiều điều kiện để phát triển ngành trồng trọt và chế biến rau quả. Tuy nhiên, tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch là rất lớn 25-30% [20]. Nguyên nhân chính là do công nghệ chế biến và bảo quản của chúng ta còn lạc hậu nên đã làm cho rau quả của Việt Nam có giá trị thấp trong thị trường trong nước cũng như xuất khẩu, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của người nông dân, vì vậy việc nghiên cứu đưa ra các quy trình công nghệ cũng như ứng dụng triển khai chuyển giao các kết quả nghiên cứu, các quy trình công nghệ bảo quản, chế biến rau quả, đóng vai trò hết sức quan trọng trong chiến lức phát triển ngành rau quả.
Rau quả hiện nay chủ yếu được sử dụng ở dạng tươi, như đã biết rau quả là loại sản phẩm có tính thời vụ, thời gian thu hoạch ngắn, khả năng vận chuyển và bảo quản hạn chế, trong khi kỹ thuật bảo quản rau quả tươi vẫn chỉ dựa vào các kinh nghiện cổ truyền, mang tính thủ công chấp vá. Công nghệ sấy ứng dụng trong chế biến rau quả khô được tiến hành từ khá lâu nhưng cho đến nay vẫn bộc lộ nhiều hạn chế về công nghệ chưa khắc phục được chất lượng đầu ra của sản phẩm, chưa đáp ứng được các yêu cầu về đặc tính hóa lý, mùi, màu, thành phần dinh dưỡng nên khó đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ và xuất khẩu trong và ngoài nước. Việc đầu tư nghiên cứu một quy trình công nghệ mới giải quyết những vấn đề này là thực sự cần thiết. Công nghệ sấy lạnh được xem là một công nghệ mới, ra đời từ yêu cầu cấp thiết đó.
Ưu điểm của công nghệ sấy lạnh là có thể xây dựng được từng quy trình công nghệ sấy hợp lý đối với từng loại rau, củ, quả. Sản phẩm sấy giữ được nguyên màu sắc, mùi vị, hạn chế tối đa thất thoát dinh dưỡng (khoảng 5%) [20], đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm của Việt Nam và các chỉ tiêu kỹ thuật, chất lượng sản phẩm tương đương một số nước khác trên thế giới.
Việc phát triển công nghệ sấy lạnh đã có nhiều thành tựu. Tuy nhiên, để có một quy trình công nghệ hoàn chỉnh, tối ưu với các thông số phù hợp nhất đòi hỏi chúng ta phải tiến hành nghiên cứu sâu rộng hơn. Được sự phân công đề tài “Nghiên cứu công nghệ sấy lạnh, tính toán, thiết kế, khảo nghiệm máy sấy lạnh và xác định một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng sấy cho một số loại rau quả giàu vitamin trên mô hình máy sấy lạnh bơm nhiệt của khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh” thực hiện dựa trên cơ sở tìm hiểu những nguyên lý chung nhất của công nghệ sấy lạnh từ đó có thể xây dựng nên quy trình sấy đối với từng loại rau quả khác nhau. Để giải quyết những vấn đề đó, đề tài nghiên cứu những nội dung chính sau:

ü Tìm hiểu về công nghệ sấy lạnh, phương pháp sấy và các thiết bị trong hệ thống sấy lạnh.
ü Tìm hiểu kỹ thuật sấy lạnh trên một số loại rau quả giàu vitamin, xây dựng quy trình sấy lạnh đối với một số loại rau quả này.
ü Tính toán thiết kế mô hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt ở chế độ sấy hồi lưu hoàn toàn và chế độ thải bỏ tác nhân.
ü Tính toán thiết kế máy sấy lạnh và lựa chọn các thiết bị phụ trợ.
ü Thực nghiệm nghiên cứu trên mô hình thực tế.
Với những đặc tính ưu việt, công nghệ sấy lạnh hứa hẹn sẽ là một công nghệ tiên tiến, cho lĩnh vực sấy thực phẩm giàu vitamin, có thể áp dụng rộng rãi với quy mô lớn đáp ứng cả về vấn đề lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.