Đồ Án Thiết bị sấy chân không: xây dựng mô hình và thực nghiệm

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Để áp ứng yêu cầu sử dụng trong và ngoài nước, chất lượng sản phẩm đặc biệt là các loại nông sản và lâm sản sấy khô cần phải tuân theo nguyên tắc thương mại quốc tế. Đó chính là các yêu cầu về chất lượng khắt khe như hình dáng kích thước và thể tích sản phẩm; màu sắc sản phẩm; nồng độ vị, chất thơm và các chất khác; sự thấm nước thấm khí trở lại của sản phẩm sấy; độ ẩm cuối đạt được tùy theo nhu cầu sử dụng và bảo quản sản phẩm
So với nhiều phương pháp sấy khác, phương pháp sấy chân không luôn là một phương pháp có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng trên đây và là phương pháp rút ngắn được thời gian sấy một cách đáng kể, do đó phương pháp đã được áp dụng cho sấy những vật liệu khô chậm, khó sấy, có yêu cầu chất lượng sấy cao.
Bởi động lực chính trong suốt quá trình sấy chân không chính là độ chênh áp suất, được tạo bởi bơm chân không và các thiết bị kèm theo khác như thiết bị ngưng tụ, các vật liệu chân không đặc biệt và các dụng cụ đo, kiểm tra chân không cho phép tính toán chọn lựa để đạt được độ chân không sâu, tạo nên độ chênh áp suất lớn giữa áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt vật và phân áp suất hơi nước trong môi trường đặt vật sấy. Mặt khác, ở điều kiện chân không thấp, nhiệt độ hóa hơi của nước sẽ rất thấp, làm tăng cường quá trình thoát ẩm trong vật, do vậy phương pháp sấy chân không có thể tiến hành sấy ở nhiệt độ thấp hơn hơn nhiệt độ môi trường. Vì thế sản phẩm sấy chân không không bị tác động gây biến tính của nhiệt độ cao và luôn giữ được gần như đầy đủ các tính chất đặc trưng ban đầu. Do đó sản phẩm sấy khô bằng phương pháp này giữ được lâu dài và ít bị tác động bởi các điều kiện bên ngoài.
Trong thực tế, phương pháp sấy chân không đã được áp dụng phổ biến ở các nước tiên tiến ở Châu Âu và Châu Á. Tuy nhiên do giá thành thiết bị cao và vận hành phức tạp, phương pháp sấy này vẫn chưa được áp dụng rộng cho nền công nghiệp nước ta. Điều kiện tiếp thu công nghệ mới của sinh viên vì thể cũng bị hạn chế nhiều, đặc biệt là điều kiện thực hành, tiếp xúc thực tế còn rất ít, việc học tập nghiên cứu chủ yếu là lý thuyết.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế, đề tài được thực hiện với mục đích chính là xây dựng nên một mô hình thí nghiệm về thiết bị sấy chân không, phục vụ cho nhu cầu học tập, thí nghiệm và nghiên cứu của các bạn sinh viên trong khoa, trong trường. Với mong muốn từ mô hình thí nghiệm, các bạn sẽ thấy được phần nào thực tiễn, thực hiện các thí nghiệm, để từ đấy thêm yêu thích và hiểu cặn kẽ hơn về chuyên ngành sấy. Đó là tiền đề cho các các bạn sau khi ra trường sẽ áp dụng các kiến thức về kỹ thuật sấy nói chung và phương pháp sấy chân không vào các ngành sản xuất ở nước ta.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài được nghiên cứu theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
+ Các tài liệu về kỹ thuật chân không.
+ Các tài liệu về kỹ thuật sấy và sấy chân không.
+ Các tài liệu về vật liệu ẩm.
+ Tạp chí Khoa học và Công Nghệ Nhiệt
Ý NGHĨA THỰC TIỄN
+ Phục vụ cho nhu cầu học tập, thí nghiệm và nghiên cứu của các bạn sinh viên trong khoa, trong trường.
+ Xác định thời gian sấy cho ba loại vật liệu đặc trưng cho một số loại vật liệu ẩm.
+ Sản phẩm sấy bằng phương pháp sấy chân không cho chất lượng tốt, mở ra triển vọng ứng dụng vào thực tế ở Việt Nam.
MỤC LỤC
*****
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VẬT LIỆU ẨM
1.1. Một số tính chất của vật liệu ẩm liên quan đến quá trình sấy .3
1.1.1.Đặc trưng trạng thái của vật liệu ẩm . 3
1.1.2. Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu .5
1.1.3. Phân loại vật liệu ẩm .7
1.2. Tính chất vật liệu thí nghiệm . 8
1.2.1.Rau quả .8
1.2.2. Gỗ 9
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU KỸ THUẬT SẤY CHÂN KHÔNG
2.1. Các phương pháp sấy 13
2.1.1. Phương pháp sấy nóng 13
2.1.2. Phương pháp sấy lạnh .14
2.2. Phương pháp sấy chân không .16
2.3. Phân loại thiết bị sấy chân không .19
2.3.1. Thiết bị sấy chân không kiểu liên tục .19
2.3.2. Thiết bị sấy chân không liên tục .20
2.4. Kỹ thuật tạo chân không .23
2.4.1. Bơm chân không .23
2.4.2. Thiết bị ngưng tụ 30
2.5. Vật liệu sử dụng trong kỹ thuật chân không .32
2.5.1. Thủy tinh, sứ .33
2.5.2. Kim loại và hợp kim .33
2.5.3. Cao su chân không và teflon 34
2.5.4. Các chất bôi trơn và trát kín .35
2.5.5. Dầu chân không 35
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG. 3.1. Mục đích và yêu cầu của mô hình 36
3.1.1. Mục đích .36
3.1.2. Yêu cầu .36
3.2. Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của mô hình .36
3.2.1. Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo .36
3.2.2. Sơ đồ mạch điện.tủ sấy .39 3.2.3. Cấu tạo một số bộ phận và thiết bị phụ khác 39
3.3. Vận hành và điều chỉnh mô hình . 41
3.3.1. Vận hành mô hình . 41
3.3.2. Điều chỉnh các thông số 42
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM
THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG
4.1. Lý thuyết mở đầu .44
4.1.1. Lý thuyết sấy rau quả .44
4.1.2. Lý thuyết sấy gỗ .45
4.2. Giới thiệu các bài thí nghiệm 49
4.2.1. Mục đích và yêu cầu 49
4.2.2. Dụng cụ và vật liệu thí nghiệm 49
4.2.3. Trình tự tiến hành thí nghiệm 51
4.2.5. Các bảng kết quả thí nghiệm và phương pháp xác định độ
ẩm toàn phần .52
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT, KẾT LUẬN.
5.1. Các bảng số liệu tính toán 56
5.1.1. Kết quả sấy cà rốt .56
5.1.2. Kết quả sấy thìa là 56
5.1.3. Kết quả sấy gỗ 57
5.2. Đồ thị và nhận xét 57
5.2.1. Cường độ bức xạ nhiệt trong buồng sấy 57 5.2.2. Ảnh hưởng của chế độ sấy .58
5.2.3. Ảnh hưởng của hình dáng, kích thước, điều kiện xử lý ban đầu
5.3. Kết luận chung 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62