Đồ án HCMUTE: Thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ - Trần Anh Tuấn

Dưới đây là meta tags cho bài viết: { "ai_description": "Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh với năng suất 500kg cà rốt mẻ. Tìm hiểu phương pháp

• Tác giả: Trần Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Tấn Dũng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh, với năng suất G=500kg cà rốt/ mẻ
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Khám phá Hệ thống Sấy lạnh 500kg Cà rốt mẻ Giới thiệu và Tiềm năng

Trong bối cảnh ngành nông nghiệp Việt Nam ngày càng chú trọng nâng cao giá trị sản phẩm, việc thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ đóng vai trò then chốt. Công nghệ sấy lạnh không chỉ giúp bảo quản nông sản hiệu quả mà còn giữ được tối đa các đặc tính cảm quan và dinh dưỡng của cà rốt. Đây là một giải pháp tiên tiến, khác biệt đáng kể so với các phương pháp sấy truyền thống, mang lại lợi ích kinh tế vượt trội cho các doanh nghiệp và hợp tác xã chế biến nông sản. Bài viết này sẽ đi sâu vào nghiên cứu và tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh chuyên biệt cho năng suất lớn, đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra, giảm thiểu thất thoát và tối ưu hóa chi phí vận hành. Mục tiêu chính là cung cấp một cái nhìn toàn diện về công nghệ này, từ nguyên lý hoạt động đến các yếu tố kỹ thuật cần được cân nhắc trong quá trình thiết kế máy sấy lạnh công nghiệp.

1.1. Sấy lạnh Cà rốt Lợi ích vượt trội so với phương pháp truyền thống

Sấy lạnh là một quy trình tách ẩm tiên tiến, hoạt động ở nhiệt độ thấp (thường từ 20-50°C), khác hẳn với sấy nhiệt độ cao truyền thống. Đối với cà rốt, phương pháp này giúp duy trì màu sắc tự nhiên, hương vị, và đặc biệt là hàm lượng vitamin A (beta-carotene) – dưỡng chất quan trọng của cà rốt. Các phương pháp sấy thông thường dễ gây biến đổi cấu trúc, màu sắc tối hơn và giảm giá trị dinh dưỡng do nhiệt độ cao. Sấy lạnh còn hạn chế sự phát triển của vi sinh vật mà không cần sử dụng hóa chất bảo quản, tạo ra sản phẩm cà rốt sấy lạnh đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm.

1.2. Tại sao Năng suất 500kg mẻ là lựa chọn tối ưu cho sản xuất lớn

Năng suất 500kg cà rốt/mẻ được xem là mức tối ưu cho các cơ sở sản xuất quy mô vừa và lớn tại Việt Nam, đặc biệt là các hợp tác xã hoặc doanh nghiệp chế biến nông sản. Thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cho phép xử lý một lượng lớn nguyên liệu trong một chu trình, tối ưu hóa thời gian và nguồn lực. Mức năng suất này đảm bảo hiệu quả kinh tế, giảm chi phí nhân công và điện năng trên mỗi kilogram sản phẩm, đồng thời đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng đối với các sản phẩm nông sản sấy lạnh chất lượng cao. Việc tập trung vào năng suất này giúp các nhà đầu tư dễ dàng tính toán chi phí và lợi nhuận, nâng cao tính cạnh tranh.

II. Thách thức và Giải pháp khi Thiết kế Hệ thống Sấy lạnh Cà rốt 500kg

Việc thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ không chỉ đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về công nghệ mà còn phải đối mặt với nhiều thách thức thực tiễn. Một trong những vấn đề lớn là việc kiểm soát chính xác các thông số kỹ thuật như nhiệt độ, độ ẩm không khí sấy, và tốc độ gió để đảm bảo quá trình sấy diễn ra hiệu quả mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, việc lựa chọn và tích hợp các thiết bị phù hợp trong máy sấy lạnh công nghiệp để đạt được năng suất mong muốn cũng là một bài toán phức tạp. Cần có sự nghiên cứu kỹ lưỡng để giải quyết các hạn chế của phương pháp sấy truyền thống và phát huy tối đa ưu điểm của công nghệ sấy bơm nhiệt.

2.1. Vấn đề kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong buồng sấy

Trong quá trình sấy lạnh, việc duy trì nhiệt độ thấp và độ ẩm phù hợp là cực kỳ quan trọng để ngăn chặn sự biến chất của cà rốt. Nếu nhiệt độ quá cao, cà rốt có thể bị 'chín' hoặc mất màu. Ngược lại, nếu độ ẩm không được kiểm soát tốt, quá trình tách ẩm sẽ diễn ra chậm, kéo dài thời gian sấy và tăng chi phí. Thiết kế hệ thống sấy lạnh cần tích hợp các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm chính xác, cùng với hệ thống điều khiển tự động để duy trì các thông số này trong ngưỡng tối ưu. Mục tiêu là tạo ra một môi trường sấy ổn định, đảm bảo sản phẩm cà rốt sấy lạnh đạt chất lượng cao nhất.

2.2. Chi phí đầu tư ban đầu và hiệu quả năng lượng của hệ thống

Một thách thức lớn khác khi đầu tư vào hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ là chi phí đầu tư ban đầu thường cao hơn so với các hệ thống sấy nhiệt thông thường. Tuy nhiên, cần nhìn nhận vấn đề này dưới góc độ dài hạn. Công nghệ sấy bơm nhiệt giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể nhờ khả năng tái sử dụng nhiệt, giảm chi phí vận hành. Việc tính toán và lựa chọn các thành phần như máy nén, dàn bay hơi, dàn ngưng tụ với hiệu suất cao là cần thiết để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng của toàn hệ thống, từ đó rút ngắn thời gian hoàn vốn và mang lại lợi nhuận bền vững.

III. Nguyên lý và Phương pháp Thiết kế Hệ thống Sấy lạnh Bơm nhiệt hiệu quả

Việc thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ dựa trên nguyên lý bơm nhiệt là một giải pháp tiên tiến, kết hợp giữa hiệu quả năng lượng và chất lượng sản phẩm. Quá trình này không chỉ loại bỏ hơi ẩm khỏi không khí mà còn tái sử dụng năng lượng nhiệt một cách thông minh, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành. Các phương pháp sấy lạnh phổ biến bao gồm sấy lạnh bơm nhiệt, sấy chân không. Tuy nhiên, sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt được đánh giá cao về hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng rộng rãi trong chế biến nông sản, đặc biệt là với các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ như cà rốt. Việc hiểu rõ nguyên lý này là cơ sở để tiến hành tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh một cách chính xác và tối ưu nhất.

3.1. Cơ chế hoạt động của công nghệ sấy lạnh bơm nhiệt

Nguyên lý của sấy lạnh bơm nhiệt tương tự như điều hòa không khí nhưng được tối ưu hóa cho mục đích tách ẩm. Không khí ẩm trong buồng sấy được đưa qua dàn lạnh (bay hơi), nơi hơi ẩm ngưng tụ và được loại bỏ. Sau đó, không khí khô và lạnh này được đưa qua dàn nóng (ngưng tụ) để gia nhiệt trở lại, rồi quay lại buồng sấy để tiếp tục hấp thụ ẩm từ cà rốt. Chu trình này giúp tận dụng nhiệt lượng một cách hiệu quả, giảm tổn thất năng lượng và duy trì nhiệt độ thấp ổn định. Theo tài liệu, quá trình cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng là nền tảng để xác định các thông số hoạt động [23].

3.2. Tính toán các thông số kỹ thuật chính cho buồng sấy 500kg cà rốt

Để thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ hiệu quả, việc tính toán các thông số kỹ thuật là bắt buộc. Các yếu tố quan trọng bao gồm: lưu lượng không khí sấy, công suất dàn lạnh, công suất dàn nóng, và kích thước buồng sấy. Lượng không khí khô ban đầu (g) và lượng hỗn hợp không khí đi vào thiết bị sấy (gK) cần được xác định dựa trên cân bằng ẩm và nhiệt [23]. Ngoài ra, việc xác định các thông số động học của quá trình sấy như độ chứa ẩm (u), nhiệt độ vật sấy (tv) và tốc độ sấy (∂u/∂t) cũng rất quan trọng để tối ưu hóa thời gian và chất lượng sấy. Các tính toán này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và đạt được hiệu suất mong muốn.

3.3. Tối ưu hóa lựa chọn thiết bị cho hệ thống sấy lạnh cà rốt

Việc lựa chọn các thiết bị phù hợp có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí của hệ thống sấy lạnh cà rốt. Các thành phần chính bao gồm máy nén, dàn bay hơi, dàn ngưng tụ, quạt gió, và hệ thống điều khiển. Cần ưu tiên các thiết bị có hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và độ bền tốt để đảm bảo hoạt động liên tục với năng suất 500kg cà rốt/mẻ. Ví dụ, việc lựa chọn máy nén có công suất phù hợp và môi chất lạnh thân thiện với môi trường sẽ đóng góp vào tính bền vững của hệ thống. Đồng thời, vật liệu chế tạo buồng sấy phải đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và khả năng cách nhiệt tốt.

IV. Ứng dụng thực tiễn và Kết quả từ Nghiên cứu Thiết kế Hệ thống Sấy lạnh

Các nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn về thiết kế hệ thống sấy lạnh đã chứng minh hiệu quả vượt trội của công nghệ này trong việc bảo quản nông sản. Đặc biệt, với năng suất 500kg cà rốt/mẻ, hệ thống không chỉ giải quyết bài toán về số lượng mà còn nâng cao đáng kể chất lượng sản phẩm đầu ra, mở ra nhiều cơ hội thị trường mới. Việc áp dụng thành công các nguyên lý và phương pháp tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh đã được kiểm chứng thông qua nhiều công trình nghiên cứu, cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tại Việt Nam. Kết quả đạt được từ các dự án này là cơ sở vững chắc để nhân rộng mô hình.

4.1. Chất lượng Cà rốt sấy lạnh đạt được sau quá trình sấy

Sau khi được xử lý bằng hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ, sản phẩm cà rốt sấy lạnh duy trì được hầu hết các đặc tính ban đầu. Màu sắc tươi sáng, hương vị tự nhiên được bảo toàn, không bị biến đổi do nhiệt độ cao. Quan trọng hơn, hàm lượng dinh dưỡng, đặc biệt là beta-carotene, được giữ lại ở mức cao, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về thực phẩm lành mạnh và giàu dưỡng chất. Điều này làm tăng giá trị thương phẩm của cà rốt sấy lạnh, giúp sản phẩm dễ dàng tiếp cận các thị trường khó tính và cạnh tranh với các sản phẩm nhập khẩu.

4.2. Hiệu quả kinh tế và môi trường của hệ thống sấy lạnh bơm nhiệt

Hiệu quả kinh tế của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt thể hiện rõ qua việc tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Nhờ khả năng tái sử dụng nhiệt, hệ thống giảm thiểu lượng điện tiêu thụ so với sấy nhiệt truyền thống, dẫn đến chi phí sản xuất thấp hơn trên mỗi kilogram sản phẩm. Về mặt môi trường, công nghệ sấy bơm nhiệt sử dụng môi chất lạnh thân thiện, giảm lượng khí thải carbon. Đây là một bước tiến quan trọng hướng tới sản xuất bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và xây dựng một nền nông nghiệp xanh.

V. Kết luận và Hướng phát triển Tương lai cho Hệ thống Sấy lạnh Cà rốt

Tóm lại, thiết kế hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ dựa trên công nghệ bơm nhiệt là một giải pháp tối ưu, mang lại nhiều lợi ích vượt trội về chất lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này, mở ra hướng đi mới cho ngành chế biến nông sản. Trong tương lai, việc tiếp tục nghiên cứu và tính toán thiết kế để tối ưu hóa hơn nữa các thông số kỹ thuật, giảm chi phí đầu tư và nâng cao khả năng tự động hóa sẽ là trọng tâm. Mục tiêu là xây dựng các máy sấy lạnh công nghiệp ngày càng thông minh, tiết kiệm và dễ dàng vận hành hơn.

5.1. Tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành cho sản xuất quy mô lớn

Để đẩy mạnh ứng dụng hệ thống sấy lạnh 500kg cà rốt/mẻ, việc tiếp tục tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu là cần thiết. Điều này có thể đạt được thông qua việc chuẩn hóa thiết kế, lựa chọn nhà cung cấp thiết bị có uy tín và tích hợp các công nghệ mới giúp giảm giá thành. Đồng thời, tối ưu hóa quy trình vận hành, đào tạo nhân lực chuyên môn cao và áp dụng các biện pháp tiết kiệm điện năng cũng sẽ giúp giảm chi phí dài hạn. Việc này sẽ giúp thiết kế máy sấy lạnh công nghiệp trở nên kinh tế hơn, thu hút nhiều nhà đầu tư.

5.2. Hướng phát triển công nghệ sấy lạnh thông minh và tự động

Tương lai của hệ thống sấy lạnh cà rốt sẽ hướng tới sự thông minh và tự động hóa. Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet of Things (IoT) vào hệ thống điều khiển sẽ cho phép giám sát và điều chỉnh các thông số sấy một cách tự động, tối ưu hóa quy trình dựa trên dữ liệu thời gian thực. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu sự can thiệp của con người, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và giảm thiểu sai sót. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu mới, cảm biến thông minh và thuật toán điều khiển tiên tiến cho công nghệ sấy bơm nhiệt.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẤY LẠNH 1. Cơ sở khoa học 1. Giới thiệu về hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy (VLS) và tác nhân sấy (TNS) bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS nhờ giảm độ chứa ẩm d. Với HTS này, TNS thông thường là không khí trước hết được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ, sau đó được đốt nóng (nếu khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh) hoặc được làm lạnh (nếu khử ẩm bằng phương pháp hấp phụ) đến nhiệt độ mà yêu cầu công nghệ đặt ra rồi cho đi qua vật liệu sấy.

Khi đó do phân áp suất trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật nên ẩm từ dạng lỏng trên bề mặt VLS bay hơi vào TNS, kéo theo sự dịch chuyển ẩm trong lòng vật ra bề mặt. Như vậy, quy luật dịch chuyển ẩm trong HTS lạnh hoàn toàn giống như trong các hệ thống sấy đối lưu nói chung. Điều khác nhau ở đây chỉ là cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS. Sơ đồ thiết bị của hệ thống sấy lạnh Hình 1.Sơ đồ thiết bị của hệ thống sấy lạnh SVTH: Trần Anh Tuấn Trang 5 i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.

Nguyễn Tấn Dũng 1. Nguyên lí làm việc sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) Hình 1.Nguyên lí làm việc của máy sấy lạnh Sấy bơm nhiệt là quá trình sấy với tác nhân sấy là không khí được đưa vào thiết bị bay hơi của hệ thống lạnh (hệ thống bơm nhiệt) để hạ nhiệt độ xuống dưới điểm đọng sương. Hơi nước trong không khí bị ngưng tụ tách ra làm cho không khí có độ chứa hơi và áp suất riêng phần hơi nước trong không khí giảm về 0 (nhưng không thể bằng 0), được dẫn qua thiết bị ngưng tụ của hệ thống lạnh (hệ thống bơm nhiệt) để đốt nóng, nhiệt độ không khí tăng lên đến nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh ở thiết bị ngưng tụ. Sau đó, không khí được dẫn vào buồng sấy chứa sản phẩm.

Dưới sự chênh lệch áp suất riêng của hơi nước trên bề mặt sản phẩm với áp suất riêng của hơi nước trong không khí (tác nhân sấy), hơi nước ở sản phẩm tự bốc hơi và làm khô sản phẩm. Do nhiệt độ môi trường sấy thấp, cao nhất khoảng 35 ÷ 45oC, nên chất lượng sản phẩm ít bị ảnh hưởng so với ban đầu, đảm bảo giá trị kinh tế [2],[3]. Máy sấy lạnh hoạt động dựa trên nguyên lý sau: Tác nhân sấy là không khí ẩm được xử lý tách ẩm trước khi đưa vào buồng sấy. Nguyên tắc tách ẩm tác nhân sấy bằng cách sử dụng dàn lạnh của máy lạnh để làm giảm nhiệt độ của tác nhân sấy dưới nhiệt độ điểm sương để hơi nước trong không khí ẩm ngưng tụ và được thải ra ngoài.

SVTH: Trần Anh Tuấn Trang 6 i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng Ở trạng thái này không khí có độ ẩm = 100% và nhiệt độ không khí thấp. Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bởi dàn nóng của máy lạnh rồi đưa vào buồng sấy để thực hiện quá trình sấy [2],[3]. Phân loại hệ thống sấy lạnh Trong các hệ thống sấy lạnh, nhiệt độ VLS có thể trên dưới nhiệt độ môi trường (t>0) và cũng có thể nhỏ hơn 00C.

Sấy lạnh có ưu diểm là chất lượng sản phẩm sấy tốt nhất trong HTS phức tạp. [1] Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ lớn hơn 00C Với những hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm phụ sau đó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến các nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó do phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy. Như vậy, quy luật dịch ẩm trong lòng vật và từ bề mặt vật vào môi trường trong các hệ thống sấy lạnh này hoàn toàn giống như trong các hệ thống sấy nóng.

Điều khác nhau ở đây là cách giảm pam bằng cách đốt nóng tác nhân sấy (d=const) để tăng áp suất bão hòa dẫn đến giảm độ ẩm tương đối. Hệ thống sấy lạnh có nhiệt độ tác nhấn sấy bằng nhiệt độ môi trường thì ta sẽ tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của tác nhân sấy pam bằng cách giảm lượng chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp thụ) hoặc đốt nóng (sau khử ẩm bằng lạnh) [1] Ưu điểm: Năng suất hút ẩm của phương pháp này khá lớn Khả năng giữ chất lượng, hàm lượng dinh dưỡng sản phẩm cũng khá tốt (phụ SVTH: Trần Anh Tuấn Trang 7 i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng thuộc vào nhiệt độ sấy) Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu khá lớn do phải sử dụng cả máy hút ẩm chuyên dụng và máy lạnh Chất hút ẩm phải thay thế theo định kì Vận hành khá phức tạp nên chi phí vận hành lớn Điện năng tiêu tốn lớn do cần chạy máy lạnh và đốt nóng dây điện trở để hoàn nguyên chất hấp phụ Lắp đặt phức tạp, khó điều chỉnh các thông số để phù hợp với công nghệ Trong môi trường có bụi, cần dùng máy để vệ sinh chất hấp thụ, tuổi thọ thiết bị giảm Hệ thống sấy thăng hoa Sấy thăng hoa là quá trình tách nước ra khỏi sản phẩm từ thể rắn sang thể hơi trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, dưới điểm kết tinh của độ ẩm trong sản phẩm (Tk < 0oC, áp suất dưới 4,58 mmHg) hay còn gọi là điểm ba thể O (0,0098oC; 4,58 mmHg). Nhờ đó mà sản phẩm sau khi sấy gần như vẫn giữ nguyên được chất lượng tự nhiên ban đầu của nguyên liệu: glucid không bị hồ hóa, protein không bị biến tính và thủy phân, lipid không bị oxi hóa, vitamin và các chất sinh học không hầu như được giữ lại, màu sắc và hương vị không đổi, các chất xơ và chất khoáng được bảo toàn, Đặc biệt là sản phẩm có cấu trúc xốp, khi ngâm vào nước sẽ hoàn nguyên trở lại trạng thái ban đầu, điều mà các phương pháp khác không thể thực hiện được.

[2] Ưu điểm: Phương pháp gần như bảo toàn chất lượng sinh, hóa học của thực phẩm bao gồm: màu sắc, mùi vị, vitamin, hoạt tính… Nhược điểm: Chi phí dầu tư cao, phải dùng đồng thời bơm chân không và máy SVTH: Trần Anh Tuấn Trang 8 i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng lạnh ( để kết đông sản phẩm làm ngưng kết hơi nước) Hệ thống cồng kềnh nên vận hành phức tạp, chi phí vận hành và bảo dưỡng lớn. Sấy thăng hoa thường được ứng dụng để sấy sản phẩm quý, dễ biến chất do nhiệt như: máu, vắc xin… Hệ thống sấy chân không Sấy chân không là phương pháp sấy trong môi trường áp suất trong buồng sấy thấp hơn áp suất khí quyển hoặc gần như chân không. Vật sấy được đưa vào buồng kín, sau đó sử dụng máy bơm chân không để tạo môi trường chân không.

Môi trường chân không mà chúng ta tạo ra thì áp suất rất nhỏ. Ở môi trường áp suất nhỏ nước sẽ sôi ở nhiệt độ rất thấp khoảng 30 - 40⁰C. Khi nước sôi đồng nghĩa với sự bốc hơi nước diễn ra rất nhanh làm cho vật sấy khô nhanh hơn với sấy nhiệt thông thường [3],[4],[5]. Sấy chân không có hai loại là sấy chân không nhiệt độ thường và sấy chân không nhiệt độ thấp.

Thiết bị sấy chân không sử dụng cách thải ẩm bằng máy hút chân không, cấp nhiệt cho vật liệu sấy bằng bức xạ hay dẫn nhiệt. Ưu điểm: Phương pháp này giữ được chất lượng sản phẩm, đảm bảo điều kiện vệ sinh Nhược điểm: Hệ thống có chi phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp Phương pháp sấy chân không thường chỉ sấy các loại vật liệu sấy là các sản phẩm quý, dễ biến chất Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy thăng hoa và hệ thống sấy chân không chỉ dùng để sấy những vật liệu quý hiếm, không chịu được nhiệt độ cao. Vì vậy, hệ thống sấy này là những hệ thống sấy chuyên dùng, không phổ biến. Các công trình nghiên cứu ứng dụng hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt trong và ngoài nước SVTH: Trần Anh Tuấn Trang 9 i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.

Nguyễn Tấn Dũng 1. Các tác giả trong nước Nguyễn Tấn Dũng, Phimmavong Khiany (2016): Tính toán thiết kế hệ thống sấy lạnh rau quả với năng suất 2 tấn/mẻ, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh Nguyễn Tấn Dũng, Đặng Thị Cương (2018), Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh: Luận văn thạc sĩ, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh Phạm Văn Tuỳ và cộng sự (2003): đã nghiên cứu thành công công nghệ sấy lạnh bằng bơm nhiệt và đã ứng dụng sấy một số sản phẩm như: cà rốt, củ cải, hành lá.

Kết quả thu được là các sản phẩm sau khi sấy vẫn giữ được màu sắc tự nhiên dù đã sấy rất khô, hàm lượng vitamin C ở mức cao hơn hẳn so với các sản phẩm rau quả sấy bằng các phương pháp không khí nóng hay hồng ngoại, chi phí năng lượng sử dụng cũng thấp hơn các công nghệ sấy khác (giảm 45%) [6]. Trần Đại Tiến và các cộng sự (2004): đã nghiên cứu công nghệ sấy lạnh cho sản phẩm mực lột da. Kết quả là chất lượng sản phẩm rất tốt đồng thời rút ngắn được thời gian sấy [7]. Hoàng Ngọc Đồng (2009): đã nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trên mô hình thiết bị sấy thực tế ở nhiệt độ thấp sử dụng bơm nhiệt.

Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của cấu tạo của dàn lạnh đến khả năng tách ẩm và đến khả năng sấy của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt. Từ đó đề xuất một số phương pháp làm tăng khả năng làm lạnh, tách ẩm của dàn lạnh nhằm nâng cao hiệu quả bơm nhiệt [8]. Phan Thị Hồng Thanh, Phạm Văn Tùy (2010): đã xác định các thông số chế độ hợp lý khi sấy lạnh hành tây bằng hệ thống sấy bơm nhiệt máy nén BK- BSH1. Các kết quả là chất lượng hành tây sấy tốt nhất và năng suất sấy cao nhất ở khối lượng vật sấy 10kg, hệ số hồi lưu 55%, tốc độ tác nhân sấy 2m/s, nhiệt độ tác nhân sấy 340C [9].