Luận Văn Thạc Sĩ Công Nghệ Nhiệt: Nghiên Cứu Chế Tạo Mô Hình Sấy Buồng Bằng Bơm Nhiệt

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Lý do chọn đề tài

1.2. Sơ lược về tình hình sấy

1.3. Tầm quan trọng của việc sấy nông sản thực phẩm

1.4. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Mục đích nghiên cứu

1.4.2. Đối tượng nghiên cứu

1.4.3. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Tình hình sản xuất buôn bán và sử dụng hành lá

2.2. Giới thiệu về hành lá

2.3. Thực trạng kỹ thuật và công nghệ sấy hành lá

2.4. Tìm hiểu chung về quá trình sấy

2.4.1. Khái niệm quá trình sấy

2.4.2. Ẩm trong vật liệu sấy

2.5. Phân loại vật liệu ẩm và các đặc tính xốp của nó

2.5.1. Phân loại vật liệu ẩm

2.5.2. Đặc tính xốp của vật liệu ẩm

2.5.3. Các dạng liên kết và năng lượng liên kết ẩm

2.6. Truyền nhiệt truyền chất và động học quá trình sấy

2.6.1. Truyền nhiệt truyền chất quá trình sấy

2.6.2. Động học quá trình sấy

2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

2.7.1. Ảnh hưởng nhiệt độ trong quá trình sấy

2.7.2. Ảnh hưởng độ ẩm trong quá trình sấy

2.7.3. Ảnh hưởng lượng tác nhân sấy

2.7.4. Ảnh hưởng độ dày của lớp vật liệu sấy

2.8. Các phương pháp sấy

2.8.1. Sấy tự nhiên

2.8.2. Sấy thiết bị

2.8.3. Phương pháp sấy nóng

2.8.4. Phương pháp sấy lạnh

2.8.5. Lý thuyết sấy ở nhiệt độ thấp

3. CHƯƠNG 3: Tính toán thiết kế mô hình thực nghiệm

3.1. Lựa chọn mô hình thiết kế

3.2. Các thông số tính toán

3.3. Tính toán kích thước buồng sấy

3.4. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị t-d

3.5. Tính toán quá trình sấy

3.6. Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị t-d

3.7. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy thực tế

3.8. Tính toán quá trình sấy thực tế. Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt. Chọn môi chất nạp và các thông số của môi chất. Chọn và tính toán chu trình bơm nhiệt. Xây dựng đồ thị và lập bảng xác định các giá trị tại các điểm nút

3.9. Tính toán chu trình. Tính chọn máy nén

3.10. Tính toán dàn ngưng chính

3.11. Tính toán dàn lạnh

3.12. Chọn đường ống dẫn môi chất. Tính toán dàn ngưng phụ

3.13. Chương trình tính toán

3.14. Tính thể tích buồng sấy

3.15. Tính toán quá trình sấy lí thuyết

3.16. Tính toán quá trình sấy thực

4. CHƯƠNG 4 : Thí nghiệm và bàn luận

4.1. Giới thiệu về mô hình thí nghiệm

4.2. Mô hình thực nghiệm

4.3. Thông số của mô hình

4.4. Vận hành và điều chỉnh của mô hình

4.5. Phương pháp tiến hành thí nghiệm

4.6. Phương pháp đo đạc

4.7. Phương pháp phân tích cảm quan

4.8. Kết quả thông số máy chạy không tải

4.9. Các thông số thực nghiệm khi điều chỉnh tỷ số nén của bơm nhiệt

4.10. Các thông số thực nghiệm khi điều chỉnh tốc độ gió sau buồng sấy

4.11. Các thông số thực nghiệm để điều chỉnh nhiệt độ TNS trước buồng

4.12. Lựa chọn thông số khảo sát trong quá trình sấy

4.13. Vận tốc TNS ( lưu lượng TNS)

4.14. Khối lượng vật liệu sấy một mẻ

4.15. Phương pháp xử lý số liệu

4.16. Quy hoạch thực nghiệm

4.17. Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm

4.18. Thực nghiệm sấy hành lá trên máy sấy bơm nhiệt

4.18.1. Mục đích và yêu cầu

4.18.2. Vật liệu khảo nghiệm

4.18.3. Xác định tốc độ giảm ẩm sấy hành lá

4.18.4. Quy trình sấy

4.18.5. Số lượng thí nghiệm

4.19. Kết quả khảo nghiệm sấy hành và bàn luận

4.20. Nhận xét và đánh giá

4.21. Tốc độ giảm ẩm giữa các mẫu khi thay đổi tốc độ tác nhân sấy ở nhiệt độ 350C

4.22. Tốc độ giảm ẩm giữa các mẫu khi thay đổi tốc độ tác nhân sấy ở nhiệt độ 400C

4.23. Tốc độ giảm ẩm các mẫu khi sấy cùng tốc độ tác nhân sau buồng sấy

4.24. Đánh giá cảm quan

4.25. Lượng ẩm tách ra trên đơn vị năng lượng

4.26. So sánh chất lượng sản phẩm sấy bằng các phương pháp sấy khác

5. CHƯƠNG 5: Kết luận và kiến nghị

5.1. Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phụ lục1: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 400 C,tốc độ TNS sau buồng sấy  = 0,5 m/s, khối lượng VLS G=1220g

Phụ lục 2: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 400 C, tốc độ

TNS sau buồng sấy  = 1,0 m/s, khối lượng VLS G=1250g

Phụ lục 3: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 400 C,tốc độ

TNS sau buồng sấy  = 1,5 m/s, khối lượng VLS G=1250g

Phụ lục 4: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 350 C, tốc độ

TNS sau buồng sấy  = 0,5 m/s, khối lượng vật liệu sấy G=1250 g

Phụ lục 5: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 350 C, tốc độ

TNS sau buồng sấy  = 1,0 m/s, khối lượng VLS G=1150g

Phụ lục 6: Bảng số liệu thí nghiệm sấy hành lá ở nhiệt độ 350 C, tốc độ

TNS sau buồng sấy  = 1,5 m/s, khối lượng VLS G= 1100g

Phụ lục 7: Một số hình ảnh của các mẫu sấy bằng bơm nhiệt

Phụ lục 8: Một số hình ảnh của các mẫu sấy bằng các phương pháp khác và kết quả phân tích thành phần vitaminC

Phụ lục 9: Một số hình ảnh của mô hình sấy buồng theo nguyên lí bơm nhiệt

Phụ lục 10: Một số hình ảnh dụng cụ đo

Phụ lục 11: Thông số kỹ thuật của máy nén

Phụ lục 12: Chương trình lập trình tính toán nhiệt mô hình sấy buồng theo nguyên lí bơm nhiệt

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu và lý do chọn đề tài

Luận văn thạc sĩ Công nghệ Nhiệt tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo mô hình sấy buồng bằng bơm nhiệt, một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực sấy công nghiệp. Đề tài này xuất phát từ nhu cầu thực tế về việc bảo quản và nâng cao giá trị kinh tế của các sản phẩm nông sản, đặc biệt là hành lá. Công nghệ sấy bơm nhiệt được lựa chọn do khả năng tiết kiệm năng lượng và duy trì chất lượng sản phẩm tốt hơn so với các phương pháp sấy truyền thống.

1.1. Tầm quan trọng của công nghệ sấy

Sấy là quá trình quan trọng trong việc bảo quản nông sản, giúp kéo dài thời gian sử dụng và giảm chi phí vận chuyển. Công nghệ sấy bơm nhiệt nổi bật với khả năng duy trì nhiệt độ thấp và ổn định, giúp bảo toàn các thành phần dinh dưỡng như vitamin C trong sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt như hành lá.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là chế tạo mô hình sấy buồng sử dụng nguyên lý bơm nhiệt, đồng thời thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của mô hình trong việc sấy hành lá. Nghiên cứu cũng nhằm xác định các thông số tối ưu như nhiệt độ, tốc độ sấy để đạt được chất lượng sản phẩm cao nhất với mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất.

II. Tổng quan về công nghệ sấy và bơm nhiệt

Luận văn cung cấp cái nhìn tổng quan về các phương pháp sấy hiện có, từ sấy tự nhiên đến sấy công nghiệp. Trong đó, bơm nhiệt được nhấn mạnh như một giải pháp hiệu quả cho việc sấy ở nhiệt độ thấp, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng và duy trì chất lượng sản phẩm.

2.1. Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt

Bơm nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển nhiệt từ môi trường có nhiệt độ thấp sang môi trường có nhiệt độ cao. Trong quá trình sấy, bơm nhiệt giúp tái sử dụng nhiệt lượng, từ đó giảm thiểu năng lượng tiêu thụ. Đây là điểm khác biệt lớn so với các phương pháp sấy truyền thống.

2.2. Ưu điểm của công nghệ sấy bơm nhiệt

Công nghệ này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn giúp duy trì chất lượng sản phẩm nhờ khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc sấy các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt như hành lá, nơi mà việc duy trì màu sắc, mùi vị và hàm lượng dinh dưỡng là yếu tố quyết định.

III. Thiết kế và chế tạo mô hình sấy buồng

Phần này trình bày chi tiết quá trình thiết kế và chế tạo mô hình sấy buồng sử dụng bơm nhiệt. Các thông số kỹ thuật như kích thước buồng sấy, vật liệu cách nhiệt, và hệ thống điều khiển được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của mô hình.

3.1. Tính toán kích thước buồng sấy

Kích thước buồng sấy được tính toán dựa trên khối lượng vật liệu sấy và yêu cầu về thời gian sấy. Các yếu tố như độ ẩm ban đầu, nhiệt độ sấy, và tốc độ gió cũng được xem xét để đảm bảo quá trình sấy diễn ra hiệu quả.

3.2. Lựa chọn vật liệu và thiết bị

Vật liệu cách nhiệt được lựa chọn để giảm thiểu tổn thất nhiệt, trong khi hệ thống điều khiển được thiết kế để điều chỉnh nhiệt độ và tốc độ sấy một cách chính xác. Các thiết bị như máy nén, dàn ngưng, và dàn bay hơi cũng được lựa chọn phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

IV. Thử nghiệm và đánh giá mô hình

Luận văn tiến hành thử nghiệm mô hình sấy buồng với hành lá ở các chế độ sấy khác nhau. Kết quả thử nghiệm được phân tích để đánh giá hiệu quả năng lượng và chất lượng sản phẩm.

4.1. Phương pháp thử nghiệm

Các thử nghiệm được thực hiện với nhiều chế độ sấy khác nhau, bao gồm thay đổi nhiệt độ và tốc độ gió. Quá trình sấy được theo dõi và ghi lại các thông số như thời gian sấy, điện năng tiêu thụ, và chất lượng sản phẩm.

4.2. Kết quả và đánh giá

Kết quả cho thấy mô hình sấy buồng bằng bơm nhiệt đạt hiệu quả cao trong việc duy trì chất lượng sản phẩm, đặc biệt là màu sắc và hàm lượng vitamin C. Đồng thời, mô hình cũng tiết kiệm đáng kể năng lượng so với các phương pháp sấy truyền thống.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận văn kết luận rằng mô hình sấy buồng bằng bơm nhiệt là một giải pháp hiệu quả cho việc sấy các sản phẩm nông sản nhạy cảm với nhiệt. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc tối ưu hóa thiết kế và mở rộng ứng dụng công nghệ này trong các lĩnh vực khác.

5.1. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cao, đặc biệt trong việc ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt vào sản xuất công nghiệp. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế của các sản phẩm nông sản.

5.2. Hướng phát triển

Trong tương lai, nghiên cứu có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế mô hình và mở rộng ứng dụng công nghệ này cho các loại nông sản khác. Đồng thời, việc tích hợp các công nghệ điều khiển tự động cũng là một hướng phát triển tiềm năng.

Nghiên Cứu Chế Tạo Và Thử Nghiệm Mô Hình Sấy Buồng Theo Nguyên Lý Bơm Nhiệt