Thạc Sĩ Nghiên cứu thiết kế thiết bị sấy vải quả kiểu đối lưu và bức xạ nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế thiết bị sấy vải quả kiểu đối lưu và bức xạ nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

MỤC LỤC
MỞ ðẦU i
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụvải quảtrên thịtrường 4
1.2 ðặc ñiểm cấu tạo và thành phần hóa học của vải quả 7
1.3 Yêu cầu vềvải quảnguyên liệu 11
1.4 Quy trình công nghệlàm khô vải quả 13
1.6 Cơsởlí thuy ết của quá trình sấy 21
1.7 Mục ñích và nhiệm vụ nghiên cứu của ñềtài 31
Chương 2. ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1 ðối tượng nghiên cứu 32
2.2 Phương pháp nghiên cứu 33
Chương 3. NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG
NGHỆSẤY VẢI QUẢ 39
3.1 Nghiên cứu lựa chọn công nghệsấy vải quả 39
3.1.1. Mục ñích 39
3.1.2. Kết quảkhảo sát chế ñộsấy vải quảtrong sản xuất 39
3.1.3 ðềxuất phương án cải tiến quy trình công nghệsấy vải quả 41
3.2 Khảo sát chế ñộsấy vải quảtrong phòng thí nghiệm 43
3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộtác nhân sấy x1(oC) 43
3.2.2 Ảnh hưởng của tốc ñộtác nhân sấy x2(m/s) 44
3.3 Hoàn thiện quy trình công nghệsấy vải quả 46
3.3.1. Sơ ñồquy trình công nghệsản xuất vải quả 46
3.3.2. Thuyết minh qui trình công nghệ 48
Chương 4. LỰA CHỌN SƠ ðỒNGUYÊN LÝ THIẾT KẾVÀ XÁC
ðỊNH CÁC THÔNG SỐCƠBẢN CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 50
4.1 Lựa chọn nguyên lý thiết kếthiết bịsấy vải quả 50
4.2 Xác ñịnh các thông sốcơbản của quá trình sấy 52
4.2.1 Tính toán nhiệt cho quá trình sấy 52
4.2.2 Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ 52
4.2.3 Tính toán các thông sốcơbản của quá trình sấy lý thuyết 53
4.2.4 Xác ñịnh các kích thước cơbản của buồng sấy 57
4.2.5 Tính toán quá trình sấy thực 59
Chương 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN PHỤ TRỢ
CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY 67
5.1 Tính toán thiết bịtrao ñổi nhiệt 67
5.1.1 Các thông sốlựa chọn và tính toán ban ñầu 68
5.1.2 Tính toán quá trình trao ñổi nhiệt 72
5.2 Tính toán lò ñốt 77
5.3 Tính toán quạt gió 78
5.3.1 Năng suất quạt gió 78
5.3.2 Áp suất toàn phần của quạt gió 79
5.3.3 Công suất cần thiết của quạt gió 81
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82
1 Kết luận 82
2 ðề nghị 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤLỤC 85

MỞ ðẦU
Cây vải thuộc nhóm cây ăn quảÁ nhiệt ñới, ñược trồng chủyếu ởcác tỉnh
phía Bắc nước ta như: Lục Ngạn (Bắc Giang); Chí Linh, Thanh Hà (Hải
Dương); ðông Triều (Quảng Ninh), ðây là một trong những cây ăn quảcó
giá trịkinh tếcao, ñược coi là cây chủlực trong vườn. Diện tích trồng vải ở
nước ta không ngừng tăng lên. Năm 1995 diện tích trồng vải của cảnước là
13.500ha với sản lượng 27.000tấn, năm 1999 là 35.000ha với sản lượng là
50.000tấn. Dự kiến ñến năm 2010 diện tích trồng vải là 70.000ha với sản
lượng là 150.000tấn.
Sản phẩm vải, bao gồm vải quảtươi và sản phẩm chếbiến từvải (vải quả
sấy khô, vải hộp, rượu vải, ) ñược thị trường thế giới ưa chuộng. Trong
những năm qua, vải quảtươi và vải hộp của nước ta ñã ñược tiêu thụvới khối
lượng khá lớn ởmột sốthịtrường thếgiới như: Pháp, ðức, Hà Lan, ThuỵSĩ,
Hàn Quốc, Malaysia, Úc, Nhật, Trung Quốc, Singapore, Hồng Kông, Côoét,
Irăc, còn vải quảkhô chủ y ếu ñược xuất khẩu sang Trung Quốc, Hà Lan,
Singapore, Hồng Kông, Ở thị trường trong nước, vải ñược tiêu thụ dưới
dạng quảtươi là chính. Các sản phẩm chếbiến từvải như: vải ñóng hộp, vải
sấy khô, dân ta chưa quen sửdụng. Vì vậy, vào mùa thu hoạch tuy sản lượng
vải nước ta chưa nhiều nhưng do thời vụthu hoạch quá ngắn (30-35ngày) ñã
tạo nên áp lực tiêu thụ rất lớn. Ở m ột số thời ñiểm (ñầu vụ hoặc cuối vụ)
những thị trường xa nơi sản xuất, mặc dù có nhu cầu tiêu thụ lớn nhưng
không ñáp ứng ñược. Ngược lại, vào giữa vụthu hoạch, sản phẩm nhiều gây ứ
ñọng, giá bán thấp rất ñã gây nhiều thiệt hại cho nông dân. Có một sốvùng
trồng vải như Lạng sơn, Thái nguyên, Hoà Bình, nhất là các ñịa phương
vùng cao ñã xuất hiện tình trạng vải quảkhông tiêu thụ ñược, ñểrụng thối
quanh gốc cây, gây lãng phí rất lớn.
Một trong những biện pháp có hiệu quả ñểgiảm thiệt hại mà những người
nông dân vùng trồng vải ñã và ñang thực hiện là sấy khô quả ñểkéo dài thời
hạn bảo quản, sau ñó lựa chọn thời ñiểm và thịtrường thích hợp ñểtiêu thụ
(chủyếu là thịtrường Trung Quốc và các tỉnh phía Nam).
ðểlàm khô vải quả, người ta thường dùng ba loại hệthống sấy: lò sấy thủ
công dùng trực tiếp khói lò tạo ra từcác bếp than ñặt trong buồng sấy, thông
gió tựnhiên bằng ñối lưu; hệthống sấy gián tiếp bằng không khí nóng qua
thiết bịtrao ñổi nhiệt và hệthống sấy bằng năng lượng mặt trời.
Các lò sấy thủcông có ưu ñiểm là vốn ñầu tưthấp (khoảng 3,0-3,5 triệu
ñồng cho một hệthống sấy có qui mô 4-5tấn quảtươi/mẻ), cấu tạo ñơn giản,
dễxây dựng và sửdụng nhưng nhược ñiểm là: tốc ñộgiảm ẩm thấp, thời gian
sấy kéo dài, màu sắc của sản phẩm không ñẹp, sản phẩm dễbịnhiễm bụi, hấp
phụ mùi khói lò và các sản phẩm cháy của nhiên liệu (S
2O, NO2, ). Mặt
khác, do khó khống chếnhiệt ñộtrong buồng sấy, nên ñộkhô của sản phẩm
không ñồng ñều, tốn nhiều công lao ñộng ñể ñảo quảvà trong khi ñảo quả
người lao ñộng phải làm việc trong môi trường có nồng ñộ thán khí cao,
không ñảm bảo an toàn lao ñộng, .
Các hệthống sấy gián tiếp và sấy bằng năng lượng mặt trời có ưu ñiểm là
tạo ra sản phẩm sạch, ñộkhô của sản phẩm ñồng ñều, tiết kiệm ñược lao ñộng
và nhiên liệu, ñảm bảo an toàn cho người lao ñộng do không phải tiếp xúc với
khói lò. Nhược ñiểm là chi phí ñầu tưthiết bịtương ñối cao, khoảng 15-17
triệu ñồng cho một lò sấy gián tiếp có qui mô 4-5tấn quảtươi/mẻvà khoảng
trên 100 triệu ñồng cho một lò sấy bằng năng lượng mặt trời có qui mô 0,3-0,5tấn
quảtươi/m ẻ. Ngoài ra, khi sấy bằng năng lượng mặt trời thì thời gian
sấy kéo dài do hoạt ñộng gián ñoạn vì luôn phụthuộc vào thời tiết.
Vì vậy, hiện nay do nguồn kinh phí còn hạn hẹp, thu nhập của người trồng
vải không ổn ñịnh, có nhiều năm bịthua lỗ, việc ñầu tưthiết bịsấy, ñặc biệt là

các thiết bịtiên tiến rất khó khăn nên người ta thường làm khô vải quảchủ
yếu trong các lò sấy thủcông tựchế. Ngoài ra, việc xác lập chế ñộsấy vải quả
hiện nay chưa ñược nghiên cứu một cách ñầy ñủvà phổ biến rộng rãi nên
phần lớn các hộnông dân tiến hành sấy vải quảtheo kinh nghiệm, do ñó có
nhiều mẻsấy cho chất lượng sản phẩm rất kém.
Xuất phát từ tình hình sản xuất thực tế trên, ñược sự hướng dẫn của
PGS.TS Trần NhưKhuyên và các thầy cô trong khoa Cơ ðiện, chúng tôi thực
hiện ñềtài “Nghiên cứu thiết kếthiết bịsấy vải quảkiểu ñối lưu và bức xạ
nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ”.

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụvải quảtrên thịtrường
1.1.1. Tình hình sản xuất
Nghềtrồng vải có ởTrung Quốc cách ñây hơn 2000 năm. Theo tài liệu
của Trương Triển Vi (1996) trên thếgiới ñã có hơn 20 nước trồng vải, năm
1990 diện tích trồng vải toàn thếgiới là 184.300 ha với sản lượng 271.818
tấn. Trung Quốc là nước ñứng ñầu về diện tích trồng vải với 161.600 ha
(chiếm 88% diện tích trồng vải toàn thếgiới) và sản lượng 24,4 vạn tấn chiếm
89,74 % sản lượng vải thếgiới. Sau Trung Quốc là Thái Lan và Ấn ðộvới
diện tích và sản lượng tương ứng:
Thái Lan 8.212 ha, 14.222 tấn.
Ấn ðộ11.410 ha, 9.186 tấn.
ỞViệt Nam từxa xưa vải thiều ñã ñược coi là cây ăn quả ñặc sản ởvùng
Thanh Hà ( Hải Dương). Ngày nay, ngoài giá trị ñặc sản,vải thiều còn là một
loại cây ăn quảcó giá trịkinh tếcao giúp nông dân xoá ñói giảm nghèo và
nhiều hộgia ñình giàu lên nhanh chóng nhờtrồng vải, ñặc biệt là vùng Lục
Ngạn ( Bắc Giang). Theo số liệu thống kê, diện tích và sản lượng vải của
nước ta giai ñoạn 1996- 2002 nhưsau:


TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Hoàng Văn Chước (1997), Kỹthuật sấy, NXB Khoa học kỹ thuật.
2. Hoàng Văn Chước (2006), Thiết kếhệthống thiết bịsấy, NXB Khoa học
kỹthuật.
3. Nguyễn Mạnh Dũng (2001), Bảo quản chếbiến và những giải pháp phát
triển ổn ñịnh cây vải, nhãn, NXB Nông nghiệp.
4. Bùi Hải, D ương ðức Hồng (2001),Thiết b ịtrao ñổi nhiệt,NXB Khoa học kỹ
thuật.
5. Trần NhưKhuyên (1997), Nghiên cứu một sốthông sốvềcấu tạo và chế ñộ
làm việc của máy ñánh bóng hạt nông sản, Luận án PTS Khoa học kỹ
thuật.
6. Trần NhưKhuyên (2006), Nghiên cứu thiết kếhệthống sấy vải quảSVQ-1,
Tạp chí Nông nghiệp & PTNT số9/2006.
7. Trần NhưKhuyên, Phạm ThịMinh Huệ(2006), Nghiên cứu thiết kếlò ñốt
nhiên liệu của hệthống sấy vải quảSVQ-1, Tạp chí Nông nghiệp &
PTNT số14/2007.
8. ðoàn Văn Năm (2008), Nghiên cứu một sốthông sốvềcấu tạo, chế ñộlàm
việc của thiết bịsấy long nhãn, Luận văn thạc sỹ .
9. Trần Văn Phú (2001), Thiết k ếtính toán h ệth ống sấy, NXB Giáo d ục.
10. ðặng Quốc Phú, Trần ThếSơn, Trần Văn Phú (2006), Truyền nhiệt,NXB
Giáo dục.
11. Hoàng ðình Tín (2001), Truyền nhiệt và tính toán thiết bịtrao ñổi nhiệt,
NXB Khoa học và kỹthuật.
12. Trần ThếTục(2006), Cây nhãn kỷthuật trồng và chăm sóc, NXB Nông
Nghiệp.
13. Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khuyên (2006), Kỹ thuật sấy nông sản,
NXB Nông nghiệp.
TIẾNG ANH
14. Arun S. Mujum Dar (1995), Handbook of Drying, Marcel dekker Inc,
New York.
15. Dennis R. Heldman, (1992), Handbook of Food Engineering, Marcel
dekker Inc, New York.
16. Kenneth J. Valentas, Enrique Rostein, P. Paul Singh (1997), Food
Engineering Practive, CRC Press LLC, USA