BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ  VÕ NGỌC HUỆ ĐỖ HÀ THANH HẢI THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY CHÂN KHÔNG NĂNG SUẤT 5KG/MẺ Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ  THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY CHÂN KHƠNG NĂNG SUẤT 5KG/MẺ Chun ngành: Cơng nghệ nhiệt lạnh Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực đề tài : PGS – TS Nguyễn Hay Võ Ngọc Huệ ThS Nguyễn Văn Cơng Chính Đỗ Hà Thanh Hải Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2007 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY  DESIGING, FABRICATING AND TESTING VACCUM DRYER WITH CAPACITY 5KG/BATCH Major : Heat and Refrigeration Engineering Supervisor : Student : Assoc.Prof.Dr Nguyen Hay Vo Ngoc Hue Master Nguyen Van Cong Chinh Do Ha Thanh Hai Ho Chi Minh, city August, 2008 LỜI CẢM TẠ Trước hết gởi đến ba mẹ lời cảm ơn trân trọng nuôi dưỡng dạy dỗ để ngày hôm Chúng xin chân thánh cảm ơn quý thầy trường Đại Học Nơng Lâm Tp.Hồ Chí Minh, thầy khoa Cơ Khí Cơng Nghệ tận tình bảo, dạy dỗ, truyền đạt truyền đạt kiến thức qúy báo suốt trình học tập, phấn đấu trường hành trang quan trọng giứp chúng em bước vào đời Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Nguyễn Hay thầy Th.S Nguyễn Văn Cơng Chính tận tình hướng dẫn, bảo chúng tơi hòan thành luận văn tốt nghiệp Xin cảm ơn cán nhân viên Trung Tâm Công Nghệ Thiết Bị Nhiệt Lạnh bạn lớp Nhiệt Lạnh 30 giứp đỡ suốt thời gian thực đề tài TÓM TẮT Tên đề tài : “ Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm mơ hình máy sấy chân không với suất kg/mẻ” Mục tiêu - Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm mơ hình máy sấy chân không với suất 5kg/mẻ Trung Tâm Công Nghệ Thiết Bị Nhiệt Lạnh từ ngày 1/4/2008 đến 15/8/2008 - Chọn nhiệt độ sấy chế độ sấy phù hợp cho VLS Nội dung - Tìm hiểu lý thuyết sấy chân khơng, chọn ngun lý máy thiết kế - Tính tóan thiết kế phận mơ hình máy - Chế tạo máy - Khảo nghiệm mơ hình máy - Thu thập số liệu, tổng hợp, đánh giá Kết đạt - Tính tóan thiết kế mơ hình máy + Năng suất máy 5kg/mẻ + Máy họat động theo chu kỳ + Buồng sấy dạng hình trụ có bán kính 0,6m, dài 1,3 m + Bộ phận cấp nhiệt điện, tổng công suất 2,07 kW gồm 18 điện trở + Phương pháp truyền nhiệt xạ cưỡng nhờ quạt + Bơm chân cơng suất 1Hp + Cơng suất máy nén dàn ngưng tụ Hp - Khảo nghiệm máy sấy chân không + Các thông số ban đầu: i Nhiệt độ sấy 600C ii Áp suất buồng sấy từ ÷ -700mmHg iii Xả ẩm hòan tòan (theo chu kỳ sấy) iv VLS ( nho, mít, cà rốt ) + Kết đạt được: i Chất lượng sản phẩm sấy: đánh giá qua màu sắc, mùi vị, hình dạng, ẩm độ cuối,… Sau trình tồng hợp số liệu, độ đồng ẩm cao sản phẩm sấy Trong trình sấy, màu sắc mùi vị có thay đổi ii Chi phí sấy: sấy dạng mơ hình suất nhỏ nên tính phần chi phí lượng điện cho mẻ sấy, khơng tính tóan phần khấu hao máy, nhân công Kết luận - Đề tài hòan thành mục tiêu ban đầu đặt chế tạo khảo nghiệm mơ hình máy sấy chân không với suất kg/mẻ Trung Tâm Cơng Nghệ Thiết Bị Nhiệt Lạnh, khoa Cơ Khí - Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh - Kết cấu máy nhỏ, gọn, đảm bảo an tòan vệ sinh thực phẩm - Máy sấy phù hợp với vật liệu sấy nhạy nhiệt - Thời gian sấy rút ngắn so với kiểu sấy truyền thống SV thực đề tài GV hướng dẫn đề tài Võ Ngọc Huệ PGS – TS Nguyễn Hay Đỗ Hà Thanh Hải ThS Nguyễn Văn Cơng Chính SUMMARY The thesis: “ Desgin, fabricate and test vacuum dryer model with capcity of kg/batch” Objectives - Design, fabricate and test vacuum dryer with with capcity of kg/batch at Center Engineering and Equipment Refrigeration from 1/4/2008 to 15/08/08 - Selecting a suitable temperature of drying and regulation of drying Main contents - Learning vacuum drying theory and choose the model - Desgin and calculate main parts of manchine - Fabricate - Experiment the machine - Collect data, colligate and estimate Results obtained - Result in desgin and calculate the machine + Vacuum dryer with kg/batch capcity + The drying chamber is cylinder type with 0,3 m radial and 1,3 m long + The heater is electric with 2,07 kW, include 18 resistant + The heat transfer method is irradiation with fans + The type of vacuum pump is rotor with Hp + The power of compressor is 1Hp -Results in testing + Intials original: i Drying temperature with 600C ii Pressure in dry chamber : ÷ - 700mmHg iii Discharge regime of humidity ( cycle of dryer) iv Materials ( grape, carrot, jackfruit) + Collected of results: i Quality of drying : estimate of color, smell, shape, final of humidity,….After data of colligate, materials of dryer were regular drying Period of drying, color and smell are little alteration ii Drying cost: spite of working in model, drying cost is calculated only total electric power used per batch Conclude: -The thesis is finished intial of objectives: fabricated, experiment vacuum dryer model with capcity 5kg/batch - Construction of machine is small, solid, security safe of food sanitation - Vacuum dryer can accommodate with many kinds of temperature-sensitive of materials dryer - The time dryer is curtailed more than traditional dryer method Student : Supervisor : Vo Ngoc Hue As.Pr.Doctor Nguyen Hay Do Ha Thanh Hai Ms Nguyen Van Cong Chinh MỤC LỤC TRANG Trang bìa……………………………………………………………………… i Lời cảm tạ…………………………………………………………………… iii Tóm tắt…………………………………………………………………………iv Summary……………………………………………………………………….vi Mục lục……………………………………………………………………….viii Danh mục chữ viết tắt…………………………………………………… xi Danh mục hình………………………………………………………… xiii Danh mục bảng………………………………………………………… xiv Chương : MỞ ĐẦU………………………………………………………… Chương : TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI……….2 2.1 Tổng quan VLS………………………………………………………… 2.1.1 Nho… ……………………………………………………………… 2.1.2 Mít…………………………………… ……4 2.1.3 Cà rốt………………………………………… .……4 2.1.4 Giá trị sử dụng………………………………………………………… 2.2 Tìm hiểu chung trình sấy………………………………………… 2.2.1 Khái niệm sấy………………………………………………… 2.2.2 Ẩm vật liệu sấy…………………………………………… a/ Đặc trưng nước …………………………………5 b/ Độ ẩm vật………………………………………………….6 2.2.3 Đặc tính hấp thụ………………………………………………… a/ Đặc tính hấp thụ……………………………………………… b/ Đặc tính mao dẫn…………………………………………… 2.2.4 Phân lọai VLA đặc tính xốp VL………………………….7 a/ Phân lọai VLA…………………………………………………7 b/ Đặc tính xốp VLA…………………………………………7 2.2.5 Các dạng liên kết ẩm…………………………………………….7 2.2.6 Truyền nhiệt truyền chất động học trình sấy…………….8 a/ Truyền nhiệt truyền chất……………………………………….8 b/ Động học trình sấy……………………………………… 2.2.7 Các phương pháp sấy thiết bị sấy nay………………… 10 a/ Sấy tự nhiên………………………………………………… 10 b/ Sấy thiết bị…………………………………………… 11 2.2.8 Những điều cần lưu ý chọn thiết bị sấy…………………… 11 2.2.9 Nội dung tính tóan thiết bị sấy………………………………… 12 2.3 Cơ sở lý thuyết tính tóan thiết bị máy sấy chân không…………12 2.3.1 Khái niệm xạ nhiệt……………………………… 12 2.3.2 Sự phân bố dòng xạ…………………………………… 13 2.3.3 Cường độ dòng xạ………………………………………… 13 2.3.4 Các định luật xạ nhiệt………………………… 14 a/ Định luật Plank……………………………………………… 14 b/ Định luật Stefan – Boltzmann…………………………………14 c/ Định luật Kirchhoff………………………………………… 14 d/ Định luật Lambert…………………………………………… 15 e/ Trao đổi nhiệt xạ phẳng đặt song song…… 16 f/ Trao đổi nhiệt xạ vật bọc nhau………………… 16 g/ Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp………………………….17 h/ Dẫn nhiệt qua vách trụ nhiều lớp…………………………… 17 2.3.5 Cơ sở tính tóan bơm chân khơng……………………………… 18 2.3.6 Tính tóan ngưng tụ……………………………………………19 2.4 Giới thiệu số kiểu máy hút chân khơng có mặt thị trường………20 2.5 Nguyên lý máy sấy chân không……………………………… 21 Chương : PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN……………………… 23 3.1 Phương pháp………………………………………………………………23 3.1.1 Phương pháp khảo nghiệm……………………………………… 23 3.1.2 Phương pháp thiết kế…………………………………………… 23 3.2 Phương tiện……………………………………………………………… 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT TRẦN VĂN PHÚ Tính tóan thiết kế hệ thống sấy Nhà xuất Giáo Dục, 2000 HỊANG ĐÌNH TÍN Cơ sở truyền nhiệt Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2002 HỊANG ĐÌNH TÍN, LÊ CHÍ HIỆP Nhiệt động lực học kỹ thuật Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1997 TRẦN HỮU VIỆT Tính tóan, thiết kế, khảo nghiệm mơ hình máy sấy gỗ chân khơng Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Cơ Khí, Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, 2006 HÙYNH THẾ HUY, PHẠM THÙY LY Khảo nghiệm máy sấy nấm mèo phương sấy chân khơng, tính tóan thiết kế máy sấy chân không suất 75 kg/mẻ, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Cơ Khí, Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, 2007 TRƯƠNG VĨNH, PHẠM TUẤN ANH Cơ sở kỹ thuật thực phẩm Bài giảng môn học Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, 2002 HÀ VĂN THUYẾT, TRẦN QUANG BÌNH Bảo quàn rau tươi bán chế phẩm Nhà xuất bàn nông nghiệp, Hà Nội, 2000 LÂM THANH HIỀN Bài giảng bảo quản chế biến rau hoa Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, 2004 ĐINH NGỌC LOAN Giáo trình kỹ thuật chế biến rau sau thu họach Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, 2007 10 NGƠ HỒNG BÌNH, Kỹ thuật trồng nho Bảo quản chế biến Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội, 2006 TÀI LIỆU TIẾNG NƯỚC NGÒAI 11 James G Brennan, 2006 Food Processing Handbook Printed in the Feredal Republic of Germany TÀI LIỆU TRÊN INTERNET 12 http://www.rauhoaquavn.vn/default.aspx?tabID=3&ID=24&LangID=1&NewsID= 208, ngày 4/4/2007 - 54 - 13.http://www.rauhoaquavn.vn/default.aspx?tabID=3&ID=43&LangID=1&NewsID= 2539, ngày 9/7/2007 14 Nguồn:rauhoaquavietnam.vn ; ngày 13/7/2007 < thienminhvn.com/index.php?act=news&code=list > 15.http://www.rauhoaquavn.vn/default.aspx?tabID=2&ID=56&LangID=1&NewsID= 1878, ngày 24/1/2007 - 55 - PHỤ LỤC QUY TRÌNH SẤY RAU QUẢ CỦA MÁY SẤY CHÂN KHƠNG Quy trình sấy mà chúng tơi thực trình sấy rau quả:  Mỗi giai đoạn gồm có bước  Gian đoạn đầu : Thời gian sấy 130 phút o Bước 1: Thời gian sấy bước 60 phút + Cấp nhiệt = 30 phút + Nhiệt độ = 60oC + Cấp áp = 30 phút o Bước : Thời gian sấy bước 10 phút + Cấp nhiệt = phút + Nhiệt độ = 60oC + Cấp áp = phút o Bước 3, 4, 5, 6, 7, giống bước  Gian đoạn ta sấy bước thời sấy ngắn 110 phút o Bước 1: Thời gian sấy bước 60 phút + Cấp nhiệt = 15 phút + Nhiệt độ = 60oC + Cấp áp = 25 phút o Bước : Thời gian sấy bước 10 phút + Cấp nhiệt = phút + Nhiệt độ = 60oC + Cấp áp = phút o Bước 3, 4, 5, 6, 7, giống bước  Hết giai đoạn ta tiến hành xả ẩm hoàn toàn sau tiến hành sấy giai đoạn  Thời gian xả ẩm 15 phút - 56 -  Khối lượng khay: o Khay = 1460 g o Khay = 1470g o Khay = 1480 g BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ SẤY CỦA NHO: khối lượng sấy ban đầu 2500 g Ngày 5/8/2008 6/8/2008 Thời gian Khay Khay Khay g g g 13h45 2200 2400 2220 13h45 - 15h55 2140 2240 2120 16h10 - 18h 2060 2120 2040 18h15 – 20h5 1940 1880 1880 20h20 – 22h10 1740 1840 1840 22h25 – 24h15 1720 1800 1810 0h30 – 2h20 1700 1780 1795 2h35 – 4h25 1680 1740 1770 4h40 – 6h30 1640 1720 1760 6h45 – 8h35 10 1620 1660 1630 BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ SẤY CỦA CÀ RỐT: khối lượng sấy ban đầu 1760 g Ngày 6/8/2008 Thời gian Khay Khay Khay gram gram gram 12h15 2060 2010 2100 12h15 –14h25 1820 1820 1820 14h40 –16h30 1540 1620 1540 16h45 –18h35 1520 1520 1530 - 57 - BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ SẤY CỦA MÍT: khối lượng sấy ban đầu 1600 g Ngày 7/8/2008 Thời gian Khay Khay Khay Gram gram gram 8h10 2000 1980 2020 8h10 – 10h20 1740 1740 1800 10h35 –12h25 1640 1680 1680 12h40 –14h30 1620 1620 1600 14h45 –16h35 1600 1600 1620 - 58 - PHỤ LỤC Giản đồ t – p khơng khí nước - 59 - PHỤ LỤC Đồ thị trắc ẩm t – d - 60 - PHỤ LỤC : Bảng nước nước bão hòa (theo nhiệt độ) - 61 - PHỤ LỤC : Bảng thông số vật lý khơng khí khơ ( P = 760 mmHg ) - 62 - MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG Q TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI A/ Hình ảnh VLS VLS Trước sấy Sau sấy Nho Cà rốt Mít - 63 - B/ Hình ảnh máy sấy chân khơng 1/ Máy chế tạo hòan chỉnh 2/ Vị trí lắp phận máy sấy chân không - 64 - 3/ Khung sấy đặt vào buồng sấy 4/ Vị trí lắp bình chứa ngưng tụ nước - 65 - 5/ Thùng ngưng tụ 6/ Màn hình hộp điều khiển - 66 - C/ Một số dụng cụ đo đạc trình sấy Cân điện tử Cân đồng hồ Đồng hồ đo nhiệt độ Đồng hồ V.O.M - 67 - Đồng hồ đo độ ẩm gió Ampe kế - 68 - ... gạt Hình 2.13 Máy sấy chân khơng băng truyền đường xoắn ốc Hình 2.14 Máy sấy chân khơng kiểu tầng Hình 2.15 Máy sấy gỗ chân khơng Hình 4.1 Máy sấy chân khơng mặt Hình 4.2 Máy sấy chân khơng kiểu... : Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy sấy chân không với suất kg/mẻ ” Tuy nhiên, công nghệ sấy chân không chưa nghiên cứu sâu rộng phổ biến rộng rãi nước ta Các tài liệu nói cơng nghệ hạn chế. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ  THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY CHÂN KHƠNG NĂNG SUẤT 5KG/MẺ Chun ngành: Cơng nghệ