TÓM TẮT Nghiên cứu đƣợc thực hiện để xác định ảnh hƣởng của điều kiện sấy bằng bức xạ hồng ngoại đến các đặc tính làm khô của tôm nguyên vỏ. Hai phƣơng pháp làm khô khác nhau bao gồm sấy khô bằng không khí nóng và sấy khô bằng không khí nóng có sự hỗ trợ của bức xạ hồng ngoại đã đƣợc thực hiện. Ở mỗi phƣơng pháp, tôm nguyên vỏ đƣợc sấy ở nhiệt độ sấy bốn cấp từ 55 đến 70oC. Chế độ sấy thích hợp cho tôm khô đƣợc lựa chọn trên cơ sở phân tích tốc độ sấy và chất lƣợng tôm khô, cụ thể là màu sắc và hàm lƣợng chất dinh dƣỡng.
Kết quả cho thấy, phƣơng pháp sấy khô bằng không khí nóng có sự hỗ trợ của bức xạ hồng ngoại là phƣơng pháp thích hợp để làm khô tôm. Kết quả thí nghiệm ở bốn mức cƣờng độ bức xạ 200, 400, 600, 800 W/m2 đã xác định đƣợc chế độ sấy phù hợp ở cƣờng độ 600 W/m2 và nhiệt độ 65oC. Ở chế độ này, chất lƣợng tôm khô nguyên vỏ đạt cao nhất, thời gian sấy 4 giờ, tốc độ sấy 14,07% /h, màu sắc vỏ tôm giữ lại tốt hơn các mẫu khác ở giá trị độ lệch màu phòng thí nghiệm là 16,0. v ABSTRACT The study was performed to determine the effects of infrared radiation drying conditions on drying properties of shell shrimp.
Two different drying methods including hot air drying and hot air assisted infrared radiation drying were carried out. In each method, shell shrimp was dried at the five drying temperature levels of 55, 60, 65 and 70oC. The suitable drying regime for shell shrimp was selected based on the analysis of drying rate and quality of dried shell shrimp. The results showed that hot air-assisted infrared radiation drying is an appropriate method for shell shrimp drying.
Experimental results at four radiation intensity levels of 200, 400, 600, 800 W/m2 have determined the suitable drying regime at intensity of 600 W/m2 and temperature of 65oC. At the regime, the quality of shell shrimp is the highest, the drying time of 4 hours, drying rate of 14.07%/h, Shrimp shell color retaining was 16.0, the color deviation value of the experimental was better than other samples in laboratory condition. vi MỤC LỤC Trang tựa LÝ LỊCH KHOA HỌC. i LỜI CAM ĐOAN.
iii LỜI CẢM ƠN. vii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. xi DANH SÁCH CÁC HÌNH. xiv DANH SÁCH CÁC BẢNG.
xviii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM. Giới thiệu chung về nguyên liệu tôm ở nƣớc ta. Thành phần hóa học của tôm.
Thành phần dinh dƣỡng của tôm khô. Tôm khô nguyên vỏ và những ƣu điểm. Tình hình phơi sấy tôm khô hiện nay. Phƣơng pháp truyền thống - Phơi nắng .2 Phƣơng pháp sấy bằng tủ sấy điện trở.
Phƣơng pháp sấy thăng hoa. Phƣơng pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại. Tổng quan các công trình nghiên cứu đã công bố trên thế giới và tại Việt Nam về sấy tôm và ứng dụng của bức xạ hồng ngoại trong sấy thủy hải sản, nông sản. Các công trình nghiên cứu đã công bố trên thế giới.
Các công trình nghiên cứu trong nƣớc. Phân tích, đánh giá các công trình trên, điểm mới cho đề tài đang nghiên cứu.1 Phân tích, đánh giá các công trình trong nước và trên thế giới. Điểm mới cho đề tài đang nghiên cứu. Mục tiêu của đề tài.
Nội dung nghiên cứu của đề tài. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài. Giới hạn đề tài. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.33 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Lý thuyết trao đổi nhiệt. Trao đổi nhiệt đối lƣu [44].
Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp [44]. Lý thuyết về sấy [46]. Khái niệm về sấy. Đồ thị không khí ẩm của quá trình sấy.
Biến đổi của tôm trong quá trình sấy [2], [3]. Lý thuyết về bức xạ hồng ngoại [4]. Khái niệm về bức xạ hồng ngoại .2 Một số ứng dụng của bức xạ hồng ngoại. Nhiệt bức xạ hồng ngoại.
Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại. Ƣu và nhƣợc điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại .45 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU KHẢO NGHIỆM. Chuẩn bị nguyên liệu. Chuẩn bị trang thiết bị.
Thiết bị thực nghiệm máy sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại. Chỉ tiêu đánh giá:. Kết quả khảo nghiệm:. Khảo nghiệm với máy sấy bằng không khí nóng.
Khảo nghiệm với máy sấy bằng không khí nóng kết hợp hồng ngoại. Thực nghiệm xác định phƣơng pháp sấy. So sánh thời gian sấy tôm có hấp bằng KKN và KKN + HN:. Kết quả khảo nghiệm màu của tôm:.
Thực nghiệm xác định chế độ sấy. So sánh hàm lƣợng đạm tổng (N2) còn trong sản phẩm sấy. 84 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY. Xác định các thông số thiết kế ban đầu:.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy sấy:. Nguyên lý cấu tạo:. Nguyên lý hoạt động:. Tính toán thiết kế máy sấy:.
Tính toán kích thƣớc khay. Tính toán kích thƣớc khung đỡ khay sấy:. Tính toán kích thƣớc buồng sấy. Tính toán quá trình sấy :.
Thông số các điểm nút của quá trình sấy:. Tính cân bằng ẩm:. Nhiệt lƣợng cần thiết cho quá trình sấy:. Chọn điện trở:.
Chọn đèn và cách bố trí đèn hồng ngoại:. Tính toán quạt cấp tác nhân sấy:. 103 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .114 x DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1.
Các chữ viết tắt TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam KKN: Không khí nóng KKN + HN: Không khí nóng kết hợp hồng ngoại 2. Các ký hiệu a: tiết diện ống nhỏ hộp điện trở m2. ak: chiều dài khay sấy, m A : tiết diện ống lớn hộp điện trở m2. bk: chiều rộng khay sấy, m cinox: chiều dày thanh inox dạng hộp vuông để chế tạo khay, m dL: chiều dày thanh L đỡ khay sấy, m d1: độ chứa hơi tại thời điểm ban đầu của không khí ẩm (g/kgkk) d3: độ chứa hơi của không khí ẩm sau khi bị đốt nóng và đi qua vật sấy (g/kgkk) D: đƣờng kính ống, m.
RH: bán kính thủy lực, m. f: hệ số ma sát F: diện tích buồng sấy (m2) G1: khối lƣợng ban đầu của vật liệu sấy (kg). GH20: khối lƣợng nƣớc cần bay hơi. G2: khối lƣợng sản phẩm lấy ra sau khi sấy (kg).
Gk : khối lƣợng khay sấy (kg) Gkh: khối lƣợng khung đỡ khay sấy (kg) Gkkk: lƣu lƣợng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy tính theo khối lƣợng (kgkkk/s) Gp: lƣu lƣợng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy tính theo thể tích (m3/s) xi Hx: chiều cao khung, m Hbs: chiều cao buồng sấy, m l: lƣợng không khí khô cần để bốc hơi 1kg ẩm (kgkkk/ kg ẩm ) L0: lƣợng không khí khô cung cấp cho quá trình sấy (kgkkk/h) L: chiều dài ống, m. Lx: chiều dài khung, m Lbs: chiều dài buồng sấy, m mbs: khối lƣợng buồng sấy (kg) n: số khay sấy : công suất quạt (kW) Nđc: công suất động cơ vận hành (kW) OL: tỷ lệ lỗ sàn. P: công suất cần thiết của đèn hồng ngoại (kW) q2-1: nhiệt lƣợng để làm nóng khung và các khay sấy (kJ) q2-2: nhiệt lƣợng làm nóng buồng sấy (kJ) q2: tổng nhiệt lƣợng làm nóng buồng sấy và khay sấy (kJ) Q: tổng lƣợng nhiệt cho quá trình sấy (kW) Q1: nhiệt lƣợng làm nóng vật liệu sấy (kW) Q2: nhiệt lƣợng làm nóng buồng sấy, khay sấy (kW) Q3: nhiệt lƣợng cần thiết để nƣớc trong vật liệu sấy hóa hơi (kW) Q4: tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt (kW) Q5: tổn thất nhiệt do bức xạ (kW) Qhn: nhiệt để cung cấp trong quá trình làm nóng vật liệu sấy và khay sấy, buồng sấy đến nhiệt độ sấy (kW) S: diện tích mặt sàn sấy (m2) : thời gian sấy (giờ) Vm: vận tốc tác nhân sấy (m/s) vận tốc trung bình trong ống, m/s. 1: ẩm độ ban đầu của vật liệu sấy (%).
xii 2: ẩm độ sau khi sấy của vật liệu sấy (%). Wx: chiều rộng khung Wbs: chiều rộng buồng sấy W: lƣợng nƣớc bốc hơi trong 1 giờ (kg/h) x1: khoảng cách giữa các khay sấy, m x2: khoảng các của khay cuối cùng so với đế khung đỡ khay sấy, m x3: khoảng cách giữa 2 khung đỡ khay sấy, m x4: khoảng cách giữa khung buồng sấy và khung đỡ khay sấy, m x5: khoảng cách giữa khung đỡ khay sấy và vách trên cùng, m ΔPlo: tổn áp qua sàn lỗ, Pa. ΔPong: tổn áp trong ống, Pa. m : vận tốc bề mặt m/s.
vl: tỷ lệ khoảng trống của vật liệu sấy. : khối lƣợng riêng không khí, kg/m3. P: cột áp toàn phần của quạt. hiệu suất quạt % 1: Hệ số tỏa nhiệt vách trong, W/m2K 2: Hệ số tỏa nhiệt vách ngoài, W/m2K xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.
Tôm thẻ chân trắng…………………………………………. Tôm khô không vỏ…………………………………………. Tôm khô nguyên vỏ………………………………………… 8 Hình 1. Thực trạng phơi tôm khô nguyên vỏ……………………….
Tủ sấy điện trở Kenview ………. Sấy tôm nguyên vỏ bằng máy sấy bơm nhiệt………………. Hình a là sản phẩm tôm sú sú sấy thăng hoa, .……… 13 hình b là sản phẩm tôm sấy nhiệt thông thƣờng Hình 1. Các loại đèn hồng ngoại…………………………………… 14 Hình 1.
Hệ thống sấy hồng ngoại…………………………………. Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp………………………. Đƣờng đặc tính của không khí ẩm trong quá trình sấy.3: Đƣờng cong phân bố nhiệt độ trong thí nghiệm. 40 của Hersel Hình 2.
Biểu đồ phân vùng - ánh sáng và bƣớc sóng. Tôm nguyên liệu. Thiết bị đo vận tốc gió. Cân điện tử.
Đèn hồng ngoại. Bộ điều khiền nhiệt độ đèn hồng ngoại. Bộ điều khiển công suất đèn hồng ngoại. Thiết bị đo cƣờng độ bức xạ hồng ngoại.
Thiết bị đo độ lệch màu……………………………………. Thiết bị sấy thực nghiệm tôm nguyên vỏ. Mô hình sấy không khí nóng và không khí nóng.51 kết hợp hồng ngoại Hình 3. Bố trí khai sấy, đèn hồng ngoại, cảm biến.52 trong máy sấy thực nghiệm Hình 3.
Máy sấy điện trở kết hợp với bức xạ hồng ngoại. 53 và sản phảm sau khi sấy Hình 3. Đồ thị biểu diễn quá trình giảm ẩm của tôm. 56 không hấp sấy bằng KKN ở mức nhiệt độ 60oC.
Hình ảnh tôm không hấp sau khi sấy bằng KKN. 57 ở mức nhiệt độ 60oC Hình 3. Đồ thị biểu diễn quá trình giảm ẩm của tôm có. 58 hấp sấy bằng KKN ở mức nhiệt độ 55oC.
Hình ảnh tôm có hấp sau khi sấy bằng KKN ở. 59 mức nhiệt độ 55oC. Đồ thị biểu diễn quá trình giảm ẩm của tôm có. 60 hấp sấy bằng KKN ở mức nhiệt độ 60oC.
Hình ảnh tôm có hấp sau khi sấy bằng KKN ở. 61 mức nhiệt độ 60oC.