LỜI MỞ ĐẦU Đầu thế kỷ 20, trên thế giới nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật chân không chỉ giới hạn trong một số phòng thí nghiệm. Khi bơm chân không khuếch tán ra đời, kỹ thuật chân không cao mới bắt đầu xâm nhập khắp mọi ngành. Trong công nghiệp kỹ thuật chân không được dùng rộng rãi dé sản xuất đèn thắp sáng, đèn điện tử. Sau đó người ta dùng nó trong kỹ thuật luyện kim, chế tạo máy, công nghiệp hoá chất, công nghiệp quang học, công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, trong y dược học và trong kỹ thuật làm lạnh.
Ngày nay, các hệ chân không đã đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong các công trình nghiên cứu khoa học như các máy gia tốc, lò phản ứng nhiệt hạch, buồng giả không gian vũ trụ. Hiện nay ở Việt Nam những ứng dụng công nghệ chân không vào quá trình sản xuất đã xuất hiện ở một số ngành như công nghiệp sấy gỗ, trong công nghiệp thực phẩm, trong y hoc.Trong công nghiệp thực phẩm dé bảo quản nông sản thực phẩm, đồng thời làm tăng giá trị về mặt hàng hoá người ta đã áp dụng những công nghệ mới nhất như sấy thăng hoa, say chân không. Đặc điểm của công nghệ say chân không là sản phẩm được sấy ở nhiệt độ thấp. Sản phẩm sau khi sấy còn giữ được màu sắc mùi vị, các yếu tố vi lượng và các Vitamin.chất lượng say duoc đánh giá cao.
Đây là ưu điểm mà các phương pháp say phô thông khác khó mà có được.Tuy nhiên công nghệ sây chân không là một công nghệ cao và phức tạp ngay từ công đoạn thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành hệ thống. Sản phẩm trước khi sây cũng phải sử lý trước khá phức tạp. Nên giá thành lắp đặt thiết bị còn rất cao, chi phí cho một đơn vị sản phẩm sấy cũng khá cao. Do đó công nghệ này vẫn chưa ứng rộng rãi vào quá trình sản xuất.
Nhằm phục vụ quá trình nghiên cứu, học tập và giới thiệu cho sinh viên về hệ công nghệ sấy chân không. Được sự đồng ý của khoa Cơ khí — Công nghệ và sự hướng dan của hai thầy thạc sĩ Nguyễn Văn Xuân -5 - và tiến sĩ Nguyễn Văn Hùng. Chúng tôi tiễn hành thực hiện đề tài “Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mô hình hệ thống sây chân không”. Tuy nhiên như đã nói ở trên công nghệ say chân không vẫn còn khá non trẻ ở nước ta đặc biệt là ứng dụng công nghệ đó vào quá trình sấy thực phẩm.
Các tài liệu nói về công nghệ này còn hạn chế và nằm rải rác ở các sách của nhiều chuyên ngành khác nhau kê cả tài liệu bằng tiếng nước ngoài. Vì vậy trong quá trình thực dé tài dù đã có gắng rất nhiều nhưng cũng khó tránh được những hạn chế cũng như sai xót nhất định. Vì vậy để đề tài được hoàn thiện hơn nữa chúng tôi rất mong nhận được những ý kiên góp ý bô sung của các thây cô và các bạn sinh viên. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN.
- Tìm hiểu về công nghệ sây chân không trong ứng dụng trong chế biến nông sản thực phẩm. - Tính toán chế tạo mô hình máy sấy chân không.Tạo tiền đề cho thiết kế một hệ thống sấy chân không đi vào sản suất công nghiệp. - Khảo nghiệm sấy chân không đối với mít, chuối và đánh giá kỹ thuật, thiết bị của hệ thống sấy chân không đã chế tạo. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐÈ TÀI 4.
Đại cương về sấy.1 Định nghĩa sấy. /5/ Say là quá trình tách 4m từ vật liệu chứa nước hoặc bay hơi .Trong quá trình sấy diễn ra hai qua trình: + Quá trình truyền nhiệt : Nhiệt lượng dùng dé tách 4m được truyền từ nguồn nhiệt đến vật liệu cần sây qua các kiểu dẫn truyền, đối lưu hoặc bức xạ. + Quá trình truyền khối : Âm lượng trong vật liệu sây sẽ được truyền ra ngoài qua quá trình bốc hơi nhờ sự chênh lệch về 4m độ giữa vật liệu say và môi trường xung quanh. + Quá trình vận chuyên nhiệt và âm khi say xảy ra từ từ va độ ẩm vật liệu sẽ giảm do bốc 4m vào môi trường tác nhân say xung quanh.
Viéc ha thap độ âm của vật liệu chỉ có thé thực hiện cho đến khi không còn có thé day âm ra ngoài. từng trạng thới lút mde Ving trạng thới due của vớt Bu a il g | | ụ% Le ý | We | | | | 100% L———+LL—-p.=eœxt— =——L————— Í r a on aan Vi | | Fa eS l P| ; | | ! | | tỳ I | haf by | vl | | | CAV lS | | | | SAY es | | | | i 1 | | | | [I1 | | | | | | I L | L We, Mạ W; W, W, W, W% Hình 1: Phân loại trạng thái vật liệu xốp theo độ am Trong đó. ©: Độ ẩm không khí. W : Độ am vật liệu.
Pm: Áp suất môi trường. Py : Áp suất hơi nước. Wx : Độ âm cân bằng cuối cùng, là độ âm vật liệu tương ứng với trạng thái lúc đó trong vật liệu chỉ còn đọ am liên kết không thé bốc hơi được. Wu : Điểm háo nước (=100%) Nhận thấy rằng : + Quá trình bốc âm từ vật liệu xảy ra khi Pw=PN + Lượng âm được bốc hơi lớn nhất là : Wn-Wk Wee | 3.
Quá trình xáy ra khi sấy ./13/ fl! Xét so đồ đường cong của quá trình say: | | | 1. Su thay đổi độ âm của vật liệu theo thời | gian. Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời aR : gian. Đường cong vận tôc say | | 740 Quá trình say có thé chia làm ba Hình 2: Đường cong của quá trình sấy.
thời kỳ : - Thời kỳ thứ nhất OA: Thực hiên đốt nóng vật liệu , độ âm trong thời kỳ này thay đổi ít .Vận tốc say tăng từ không đến giá tri cực đại của nó. - Thời kỳ AB : Độ am bốc hơi từ bề mặt vật liệu tương tự như su bốc hơi từ mặt thoáng, tức là tat cả nhiệt lượng cung cấp sẽ chi phí cho sự bốc âm .Lúc này nhiệt độ vật liệu giữ không đồi, độ 4m của vật lieu thay đối hầu như theo đường thắng KKi cho nên vận tốc sấy = giữ không thay đôi theo đường thắng nằm ngang NN¡. - Thời kỳ thứ ba BC: Độ ầm của vật liệu hạ chậm theo mức độ chi phí am từ lớp trong của vật liệu, vận tốc sấy giảm xuống. Lúc này có sự không tương ứng giữa lượng am bốc hơi từ bề mặt và lượng 4m chuyền đến từ các lớp bên trong vật liệu.
Việc giảm cường độ bốc âm từ bề mặt sẽ làm tăng nhiệt độ của vật liệu sấy , việc sây dừng lại, vận tôc sây giảm xuông băng không. Liên kết nước ở sản phẩm sấy ./13/ Ở sản phẩm dem sấy có các loại liên kết âm sau : - Âm dính ướt : Am này làn ướt bề mặt ngoài của sản pham. - Âm mao quản : Âm này làm dính ướt bề mặt ở bên trong sản phẩm và được vận chuyền ra ngoài nhờ mao quản và lực mao quản trong quá trình tách nước. - Âm tâm thấu : Ở dạng này nước không những có ở trên bề mặt bên trong mà còn thấm qua các phan rắn , loại âm này chỉ được tách một phan trong quá trình sấy.
- Âm liên kết hoá học : Am này tổn tại dưới dang hydrat (MgClz.6H›O) hay dang ion (Ca(OH)›), muốn tách được nước dạng này phải thực hiện các phản ứng hoá học hoặc thực hiện sây ở nhiệt độ cao .4 Sơ đồ chung của công nghệ sấy rau quả : /9/ Rau quả 1} Rửa U Lua chọn va phan loại Lam sach ae Chan , hap Xử ly hoá chat 0 J | | Sây Thái Chà ép „MU, DO 0 Ep banh Thai C6 dac t t t Bao gói Bao gói Pha trộn Rau quả khô Rau quả khô Say nguyén dang dang mong 1, Nghiên nhỏ NỈ Bao gói U San pham bét rau qua Hình 3: Sơ đồ chung của công nghệ say rau qua. Chọn thiết bị sấy thích hợp: /7/13/ Do nhu cầu về năng lượng nên chọn thiết bị sấy thích hợp có nghĩa về mặt kinh tế và theo yêu cầu tốt nhất có thé đạt đối với từng loại nông sản .Việc chon một thiết bị say cũng giống như chọn các dụng cụ khác , thường qua bốn bước : - Loại bỏ những loại không thích hợp với nhau - So sánh những loại thích hợp với nhau - Sấy thí nghiệm với các loại đã chọn , quan sát và theo dõi quá trình sấy. - Xác định yêu khuyết điểm cuối cùng của thiết bị sấy đã chọn Trong việc so sánh lựa chọn thì những điểm sau đây là quyết định: - Tính chất yêu cầu của sản phẩm ( hạt giống, thực phâm , thức ăn gia súc.) - Thành phần hoá học của sản pham , đặc biệt đối với những sản phâm nhạy với nhiệt - Loại thiết bị phụ đi kèm - Van đề tận dụng nhiệt một cách hợp lý - Các vấn đề địa điểm ,sản lượng ,phương tiện vận chuyền. Nội dung tính toán thiết bị sấy ./8/ Các thiết bị sấy thường có yêu cầu chung là khả năng bốc âm cao nhất, sản phẩm khô đều, bảo đảm chất lượng sản phẩm sấy, có đủ điều kiện dé điều chỉnh các thông số của quá trình say một cách dé dàng, có khả năng thích ứng với các sản phẩm say khác nhau nhưng đồng thời phải kinh tế nhất.Các yêu cau của thiết bị say phần lớn phụ thuộc vao chế độ say, cau tao thiét bi say, một số lựa chọn trong khi tính toán.
Vì vậy khi tính toán một thiết bị sấy nào đó phải chú ý chọn thiết bị, chế độ sấy và phương pháp sấy thích hợp nhất. Khi tính toán các thiết bị sấy ta cần lựa chọn các số liệu sau : - Số liệu về thiết bị sấy : Gồm năng suất, loại tác nhân sấy, phương pháp cấp nhiệt, cách đun nóng tác nhân sấy ( nếu có ). - Chế độ sấy : Các thông số không khí bên ngoài và tác nhân sấy (nếu liên quan). Nhiệt độ say cho phép cuc dai, d6 am, vận tốc tac nhân sây nếu có, thời gian sấy.
- Sản phẩm say : Cần lưu ý độ âm ban đầu và độ 4m cuối, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng ,kích thước lớn nhất bé nhất của sản phẩm sấy.Cấp nhiệt cho thiết bị say chân không.1 Các phương pháp cấp nhiệt cho thiết bị say chân không.