Nghiên cứu thiết kế máy sấy thăng hoa năng suất 1.5kg cho đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

• Tác giả: Nguyễn Thiên Ân
• Người hướng dẫn: TS. Lê Minh Nhựt
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Nghiên Cứu, Tính Toán, Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Sấy Thăng Hoa Năng Suất 1,5 Kg/Mẻ
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về sấy thăng hoa
• 1.2. Các phương pháp sấy
• 1.3. Lý thuyết sấy thăng hoa
• 1.4. Tổng quan vật liệu sấy
• 1.5. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.6. Mục đích của đề tài
• 1.7. Đối tượng nghiên cứu
• 1.8. Phạm vi nghiên cứu
• 1.9. Phương pháp nghiên cứu
• 1.10. Tình hình nghiên cứu
• 1.10.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.10.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY
• 2.1. Tính toán sơ bộ
• 2.2. Tính toán kích thước buồng sấy
• 2.3. Tính tải nhiệt cho quá trình cấp đông
• 2.4. Tổn thất nhiệt cho quá trình cấp đông
• 2.5. Nhiệt tổn thất do làm lạnh vỏ buồng sấy và khay
• 2.6. Nhiệt tổn thất do làm lạnh không khí trong buồng sấy
• 2.7. Nhiệt tổn thất ra môi trường
• 2.8. Tính tải nhiệt cho quá trình sấy thăng hoa
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
• 3.1. Chọn thông số làm việc của chu trình lạnh
• 3.2. Tính toán chu trình lạnh
• 3.3. Tính chọn thiết bị chu trình lạnh
• 3.4. Tính chọn máy nén
• 3.5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ
• 3.6. Tính toán chế tạo thiết bị bay hơi
• 3.7. Tính chọn thiết bị phụ
• 3.8. Tính chọn bơm chân không
• 3.9. Tính chọn điện trở sấy
• 4. CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
• 4.1. Hệ thống thí nghiệm
• 4.2. Thông số thực tế thiết bị
• 4.3. Hệ thống điều khiển
• 4.4. Nội dung và mục đích thí nghiệm
• 4.5. Quy trình sấy chuối
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
• 5.1. Kết quả thí nghiệm và nhận xét
• 5.2. Bàn luận và đánh giá thí nghiệm
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về máy sấy thăng hoa

Máy sấy thăng hoa là thiết bị quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm và dược phẩm. Máy sấy thăng hoa giúp loại bỏ độ ẩm từ sản phẩm mà không làm mất đi các chất dinh dưỡng và hương vị. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ thấp và áp suất chân không, giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn. Công nghệ sấy thăng hoa đang ngày càng được ưa chuộng nhờ vào khả năng giữ nguyên chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, trong bối cảnh nhu cầu bảo quản thực phẩm và dược liệu ngày càng cao, việc phát triển máy sấy thăng hoa năng suất nhỏ, giá thành hợp lý là rất cần thiết. Theo nghiên cứu, các sản phẩm hiện có trên thị trường thường có công suất lớn và giá thành cao, không phù hợp với nhu cầu sử dụng trong gia đình.

1.1. Lý thuyết về sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng sự thăng hoa của nước. Quá trình này bao gồm ba giai đoạn chính: làm lạnh, thăng hoa và bốc hơi ẩm còn lại. Trong giai đoạn làm lạnh, sản phẩm được làm lạnh đến nhiệt độ dưới 0 độ C để nước trong sản phẩm đóng băng hoàn toàn. Sau đó, trong giai đoạn thăng hoa, nước ở thể rắn sẽ chuyển trực tiếp thành hơi mà không qua trạng thái lỏng. Cuối cùng, ẩm còn lại sẽ được bốc hơi. Quy trình thiết kế máy sấy cần phải đảm bảo các yếu tố này để đạt hiệu quả tối ưu trong việc bảo quản thực phẩm.

II. Quy trình thiết kế máy sấy thăng hoa

Quy trình thiết kế máy sấy thăng hoa bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần nghiên cứu và tính toán các thông số kỹ thuật cần thiết cho máy. Việc tính toán này bao gồm xác định kích thước buồng sấy, tải nhiệt cho quá trình cấp đông và sấy. Các thông số này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và năng suất của máy. Sau khi hoàn tất tính toán, bước tiếp theo là lựa chọn thiết bị phù hợp cho hệ thống sấy. Chế tạo máy sấy cần phải đảm bảo tính chính xác và độ bền cao để đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài. Cuối cùng, việc thử nghiệm và đánh giá kết quả là rất quan trọng để điều chỉnh và hoàn thiện thiết kế.

2.1. Tính toán thiết kế

Tính toán thiết kế là bước đầu tiên trong quy trình phát triển máy sấy thăng hoa. Các thông số như kích thước buồng sấy, tải nhiệt và áp suất cần được xác định chính xác. Việc này không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. Các yếu tố như loại vật liệu sấy, độ ẩm ban đầu và yêu cầu về độ ẩm cuối cùng cũng cần được xem xét kỹ lưỡng. Từ đó, các kỹ sư có thể đưa ra các giải pháp thiết kế phù hợp nhất cho máy sấy năng suất 1.5kg/mẻ.

III. Ứng dụng của máy sấy thăng hoa

Máy sấy thăng hoa có nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Ứng dụng máy sấy thăng hoa giúp bảo quản thực phẩm tươi sống, giữ nguyên hương vị và chất dinh dưỡng. Ngoài ra, trong ngành dược phẩm, máy sấy thăng hoa được sử dụng để sản xuất các loại thuốc có chất lượng cao. Việc sử dụng máy sấy thăng hoa không chỉ giúp nâng cao giá trị sản phẩm mà còn giảm thiểu lãng phí thực phẩm. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ này có thể giúp tăng thời gian bảo quản thực phẩm lên gấp nhiều lần so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Lợi ích của máy sấy thăng hoa

Lợi ích của máy sấy thăng hoa rất rõ ràng. Đầu tiên, sản phẩm sau khi sấy giữ được hương vị và chất dinh dưỡng, điều này rất quan trọng trong ngành thực phẩm. Thứ hai, quá trình sấy diễn ra ở nhiệt độ thấp, giúp bảo vệ cấu trúc tế bào của thực phẩm. Cuối cùng, việc sử dụng máy sấy thăng hoa còn giúp giảm thiểu chi phí vận chuyển và bảo quản nhờ vào việc giảm trọng lượng sản phẩm. Tất cả những yếu tố này làm cho máy sấy thăng hoa trở thành một giải pháp tối ưu cho việc bảo quản thực phẩm và dược liệu.