Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - i - NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY ỚT TÍNH TOÁN, THI ẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT NĂNG SUẤT 200 KG/MẺ Sinh Viên Thực Hiện Vũ Minh Tâm Nguyễn Đình Kiên Khóa lu ận được đệ trình để đắp ướng cắp băng kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Văn Xuân KS. Trần Thị Thanh Thủy Tháng 06 năm 2009 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - ii - RESEARCH PROCESS TECHNOLOGY DRIED PEPPERS CALCULATION, DESIGN HEAT PUMP DRYER MODEL WITH CAPACITY 200 KG/BATCH. Student: Vu Minh Tam Nguyen Dinh Kien GRADUATE COMPOSITION Speciality: Heat and Refrigeration Engineering Supervisor: Master: Nguyen Van Xuan Engineer: Tran Thi Thanh Thuy Ho Chi Minh, city June, 2009 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - iii - LỜI CẢM TẠ - Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành lu ận văn này, chúng tôi luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình c ủa các thầy các cô. Qua luận văn này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:  Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.  Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí - Công Nghệ.  Ban Trung Tâm NL & MNN Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh.  Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy chúng tôi trong thời gian học tập tại trường.  Thầy ThS. Nguyễn Văn Xuân và cô KS. Trần Thị Thanh Thủy - người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi thực hiện đề tài này. - C ũng xin được cám ơn quý thầy, quý cô, các anh, các bạn ở Trung Tâm NL & MNN đã giúp đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đề tài tại trung tâm. - Cuối cùng, chúng tôi muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập xa nhà. - Chúng tôi xin được gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức khoẻ và lời cám ơn chân thành nhất !!! Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2009. Sinh Viên Thực Hiện Vũ Minh Tâm Nguyễn Đình Kiên Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - iv - TÓM TẮT 1.Tên đề tài: “NGHIÊN CỨA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY ỚT, TÍNH TOÁN, THI ẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT VỚI NĂNG SUẤT 200KG/MẺ” 2. Thời gian và địa điểm thực hiện: - Thời gian: từ tháng 06/04 đến tháng 30/06 năm 2009. - Địa điểm: tại Trung Tâm Năng Lượng & MNN, trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh. 3. Mục đích: - Khảo nghiệm mô hình đã có sẵn với các chế độ sấy nhiệt độ khác nhau. - Tính toán, thi ết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200 kg/mẻ dùng để sấy ớt. 4. Nội dung: Đề tài thực hiện với những nội dung sau: + Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt đã có sẵn tại trung tâm NL & MNN. + Thi ết kế mô hình máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ 5. Kết quả: - Đã khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt tại trung tâm NL & MNN của trường ĐHNL Tp,Hồ Chí Minh - Đã tìm ra quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt. - Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy ớt. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - v - SUMMARY 1. Thesis title: “ RESEARCH PROCESS TECHNOLOGY DRIED PEPPERS CALCULATION, DESIGN HEAT PUMP DRYER MODEL WITH CAPACITY OF 200 KG/BATCH” 2. Duration and place: - Duration: from April 6 st to June 30 th , 2009 - Place: At Center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University. 3. Objectives: - Experiment of models available with The different dryings. - Calculation and design a heat pump dryers for drying chilli With capacity 200kg/ batch. 4. Main content: Project is implemented with main content follows. + Experiment of dried chilli on the heat pump dryers available in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University. + Design model chilli dryer with heat pump capacity 200kg/ batch. 5. Results: - Have experience in dried chilli on the heat pump dryers in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University. - Have found the process technology chilli drying on the heat pump dryers. - Calculation and design a heat pump dryers for drying peppers with capacity 200kg/ batch. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - vi - MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ iii TÓM T ẮT iv SUMMARY v M ỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC CH Ữ VIẾT TẮT. ix DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC B ẢNG xi Ch ương 1 MỞ ĐẦU 1 Ch ương 2 TỔNG QUAN 3 2.1. T ổng quan về ớt cay 3 2.1.1. Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay. 3 2.1.2. Tình hình s ản xuất và tiêu thụ 4 2.1.3. Tính ch ất vật lý, thành phần hóa học của ớt cay 5 2.2. S ơ lược về công nghệ sấy rau quả. 6 2.2.1. Các y ếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy. 7 2.2.2. Gi ản đồ trắc ẩm 9 2.2.3. Phân lo ại phương pháp sấy 11 2.3.4. Gi ới thiệu về máy sấy bơm nhiệt 14 Ch ương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1. Th ời gian và địa điểm 20 3.2. Nguyên li ệu và trang thiết bị thí nghiêm 20 3.3. Ph ương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS 21 3.3.1. Xác định kích thước và khối lượng của VLS: 21 3.3.2. Xác định ẩm độ của VLS 21 3.3.3. Xác đinh dung trọng của VLS. 21 3.3.4. Ph ương pháp xác định màu: 21 3.4. Ph ương pháp bố trí thí nghiệm 21 3.4.1. L ựa chọn chế độ sấy 21 3.4.3. Ph ương pháp tiến hành thí nghiệm. 22 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - vii - 3.5. Phương pháp xác định các chỉ tiêu. 22 3.6. Ph ương pháp phân tích cảm quan 22 3.7. Ph ương pháp xử lý số liệu 23 3.8. Tính toán chi phí s ấy và hiệu quả kinh tế 23 Ch ương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 4.1. Thí nghi ệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt 24 4.1.1. M ục đích và yêu cầu: 24 4.1.2. V ật liệu khảo nghiệm. 24 4.1.3. Máy s ấy dùng trong khảo nghiệm 25 4.1.4. Xác định quy trình công nghệ sấy ớt. 27 4.1.5. Ch ọn chế độ sấy thí nghiệm. 29 4.1.6. K ết quả khảo nghiệm 29 4.1.7. Nh ận xét kết quả khảo nghiệm. 34 4.2. Tính toán thi ết kế máy sấy bơm nhiệt: 38 4.2.1. Các thông s ố tính toán 38 4.2.2. L ựa chọn mô hình thiết kế 39 4.2.2. Tính toán kích th ước buồng sấy 40 4.2.3. Xây d ựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d 41 4.2.4. Xây d ựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d 44 4.2.5. Tính toán thi ết kế máy sấy bơm nhiệt 50 4.2.6.Tính toán dàn ng ưng ( Thiết bị gia nhiệt bằng không khí ). 54 4.2.7. Tính toán dàn bay h ơi (Thiết bị làm lạnh không khí) 61 4.2.7. Thi ết bị hồi nhiệt 67 4.2.8. Tính ch ọn máy nén 73 4.2.9. Tính toán tr ở lực và chọn quạt 77 4.3. Ướt tính chi phí sấy và thời gian hoàn vốn. 81 4.3.1. Các thành ph ần chi phí. 81 4.3.2.T ổng thu và thời gian hoàn vốn 83 Ch ương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 84 5.1. Kêt lu ận. 84 5.2. Đề nghị. 85 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - viii - TÀI LIÊU THAM KHẢO 86 PH Ụ LỤC 88 Ph ụ lục 1. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 o C, ngày 07-08/05/2009 88 Ph ụ lục 2. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 o C, ngày 12-13/05/2009 89 Ph ụ lục 3. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 o C, ngày 14-15/05/2009 90 Ph ụ lục 4. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 o C, ngày -19/05/2009 91 Ph ụ lục 5. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 o C, ngày 19-20/05/2009 91 Ph ụ lục 6. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 o C, ngày 21-22/05/2009 92 Ph ụ lục 7. Hình ảnh máy sấy dùng cho khảo nghiệm 93 Ph ụ lục 8. Ớt sau khi ngâm muối và ớt khi chần 93 Ph ụ lục 9. Hình ảnh của ớt trước khi sấy 93 Ph ụ lục 10. Hình ảnh ớt sau khi sấy ở các chế độ sấy 94 Ph ụ lục 11. Các dụng cụ dùng trong khảo nghiệm 94 Ph ụ lục 12. Các tính chát nhiệt động của R22. 96 Ph ục lục 13. Phiếu Cho Điểm. 100 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - ix - DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT.  HTS : Hệ thống sấy.  TNS : Tác nhân sấy.  VLS : Vật liệu sấy.  VLÂ : Vật liệu ẩm.  HTL : Hệ thống lạnh.  TNL : Tác nhân lạnh  TBNT : Thiết bị ngưng tụ.  TBBH : Thiết bị bay hơi.  MN : Máy nén. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy - x - DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Nội dung Trang Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả 7 Hình 2.2: Kết cấu giản đồ trắc ẩm t-d 9 Hình 2.3. Các quá trình trên giản đồ t-d 10 Hình 2.4. Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh 15 Hình 2.5. Máy nén kín (trái) và máy nén nửa kín (phải) 15 Hình 2.6. Dàn bay hơi làm lạnh không khí. 16 Hình 2.7. Dàn bay hơi làm lạnh nước 16 Hình 2.8. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí 16 Hình 2.9. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước. 17 Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo máy sấy bơm nhiệt 18 Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt 18 Hình 4.1. Máy sấy khảo nghiệm 26 Hình 4.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy thí nghiệm 27 Hình 4.3. Quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy thí nghiệm 28 Hình 4.4: Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 45 o C 31 Hình 4.5. Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 50 o C 32 Hình 4.6. Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 55 o C 33 Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý của TBS bơm nhiệt 40 Hình 4.8. Đồ thị I –d cho quá trình sáy lý thuyết. 42 Hình 4.9. Đồ thị I- d cho quá trình sấy thực 48 Hình 4.10. Sơ đồ nguyên lý của máy sấy bơm nhiệt 52 Hình 4.11. Chu trình hồi nhiệt 52 Hình 4.12. Cấu tạo dàn ngưng không khí đối lưu cưỡng bức 55 Hình 4.13. Cấu tạo dàn ngưng 61 Hình 4.14. Cấu tạo dàn bay hơi 62 Hình 4.16. Cấu tạo thiết bị hồi nhiệt 68 [...] .. . Thanh Thủy  Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lơ, hệ thống sấy tang…  Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn ẩm dịch chuyển từ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ b .. . thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và mơi trường: - Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy - Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật Phb và phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy. .. THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt 4.1 .1 Mục đích và u cầu:  Mục đích: Dựa vào các tính chất cơ lý của ớt, tham khảo tài liệu, học hỏi các kinh nghiệm từ các đơn vị có liên quan để chọn chế độ sấy phù phợp như: nhiệt độ, lưu lượng gió, ẩm độ vv Tiến hành thí nghiệm sấy với các thơng số đã xác định từ đó rút ra các kết luận cần thiết về quy trình cơng nghệ sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt .. . nghiệm 3 lần và lấy kết quả trung bình 3.3 .4 Phương pháp xác định màu: Bằng cách đánh giá cảm quan của nhiều người 3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 3.4 .1 Lựa chọn chế độ sấy Chúng tơi có thể thay đổi nhiều chế độ sấy khác nhau như: lưu lượng gió, vận tốc gió, ẩm độ TNS, nhiệt độ sấy vv để tìm ra quy trình cơng nghệ sấy ớt thích hợp Do thời gian hạn chế, hơn nữa máy sấy dùng để khảo nghiệm còn để cho sinh .. . suất riêng phần của nước trong VLS nên nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào tác nhân sấy (q trình 4→1 trên hình 2.3 ) - 10 - Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xn _ Trần Thị Thanh Thủy 2.2 .3 Phân loại phương pháp sấy Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực q trình dịch chuyển ẩm ra khỏi vật liệu ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy:  Phương pháp sấy nóng  Phương pháp sấy lạnh a .. . quy trình cơng nghệ sấy ớt, tính tốn và thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ” Mục đích của luận văn nhằm nghiên cứu qui trình cơng nghệ sây ớt và tính tốn thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng cho việc sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ Cụ thể luận văn sẽ giải quyết các vấn đề sau: + Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt sẵn có ở Trung Tâm NL & MNN với nhiều chế độ sấy khác nhau ,.. . áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và mơi trường bằng cách đốt nóng vật  Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tầng hoặc dùng năng lượng điện từ trường: Khi vật liệu sấy đặt trong mơi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật Ưu điểm của phương pháp sấy nóng: + Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp sấy lạnh + Năng suất cao .. . đến q trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào mơi trường - Do đó, HTS nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:  Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng mà thơng thường là khơng khí nóng hoặc khói lò Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động… - 11 - Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD :.. . là 6 lần thí nghiệm 3.4 .3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm Cân VLS cho vào các khay rồi đưa vào máy sấy, mở máy hoạt động và tiến hành lấy số liệu Sau 1h ta đo được nhiệt độ mơi trương, nhiệt độ sấy một lần Sau 2h đo khối lượng ớt trong các khay để xác định sự giảm ẩm của vật liệu 3.5 Phương pháp xác định các chỉ tiêu - Ẩm độ ban đầu của vật liệu được xác định bằng phương pháp tủ sấy  Ẩm độ theo c .. . Nghiền nhỏ Bao gói Bao gói Thành phẩm dạng ngun Thành phẩm dạng bản mỏng Bao gói Thành phẩm dạng bột Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ sấy rau quả 2.2 .1 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình sấy  Nhiệt độ sấy: - Yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm rau quả là nhiệt độ sấy Nếu nhiệt độ sản phẩm trong q trình sấy cao hơn 60 oC thì prơtêin bị biến tính Nếu trên 90 oC thì fruetoza bắt đầu bị caramen hố, các phản . Thủy - viii - TÀI LIÊU THAM KHẢO 86 PH Ụ LỤC 88 Ph ụ lục 1. Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 o C, ngày 07-08/05/2009 88 Ph ụ lục 2. Bảng số liệu thí. trình công nghệ sấy ớt, tính toán và thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ”. Mục đích của luận văn nhằm nghiên cứu qui trình công