Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cơm cháy chà bông là một trong những sản phẩm ẩm thực ăn vặt truyền thống phổ biến tại Việt Nam. Theo tập quán sản xuất thủ công trước đây, cơm nguội thường được tận dụng bằng cách đem phơi khô dưới ánh nắng mặt trời rồi chiên giòn. Quy trình này bộc lộ nhiều hạn chế về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm, phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết, thời gian kéo dài và không đáp ứng được yêu cầu về năng suất lẫn tiêu chuẩn chất lượng khi thương mại hóa trên quy mô lớn. Trong dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại, công đoạn sấy khô cơm sau khi hấp và ép định hình giữ vai trò quyết định đến độ ẩm, độ giòn xốp khi chiên và thời hạn bảo quản sản phẩm (thường từ 2 đến 4 tháng).

Tuy nhiên, các dòng máy sấy công nghiệp trên thị trường hiện nay bộc lộ một số rào cản đối với các cơ sở chế biến vừa và nhỏ:

  • Chi phí đầu tư thiết bị cao: Điển hình như tủ sấy thực phẩm công nghiệp GE của SGE có giá thành trên 23 triệu đồng, hoặc máy sấy nhập khẩu LT-023 của Guangdong (Trung Quốc) có giá từ 750 đến 800 USD (chưa tính chi phí vận chuyển).
  • Thời gian sấy một mẻ còn dài: Các dòng máy như của Kenview cần khoảng 4 tiếng cho một mẻ sấy ở kích cỡ máy trung bình.
  • Kết cấu công nghệ phức tạp: Một số thiết bị nước ngoài (như dòng 3900B của Excalibur - Mỹ) sử dụng vật liệu và cụm cấp nhiệt khó gia công, thay thế hoặc sửa chữa tại thị trường trong nước.

Đồ án tốt nghiệp mã số 22223DT285 thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, thực hiện với sự hỗ trợ nhà xưởng từ Công ty TNHH Giải pháp Công nghiệp CODIA, tập trung giải quyết bài toán thiết kế và chế tạo máy sấy tuần hoàn khí nóng quy mô nhỏ.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm 6 nội dung cụ thể:

  1. Tìm hiểu thực nghiệm về quy trình chế biến cơm cháy chà bông công nghiệp hiện nay trên thị trường.
  2. Thiết kế và chế tạo một máy sấy nhằm giải quyết các tồn tại của thiết bị hiện có, đáp ứng nhu cầu của các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
  3. Nghiên cứu, đề xuất phương án tối ưu cho việc chế tạo lò sấy sử dụng không khí nóng.
  4. Tính toán động cơ, chọn thiết bị, tính toán nguyên vật liệu và các bộ phận phụ trợ trong lò sấy.
  5. Gia công chế tạo và lắp ráp mô hình thực tế.
  6. Tiến hành kiểm nghiệm thực tế để ghi nhận thông số, đánh giá chất lượng sản phẩm sấy và cải thiện hệ thống.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Món ăn vặt cơm cháy chà bông, phương pháp sấy khô thực phẩm bằng không khí nóng đối lưu tuần hoàn, các thông số nhiệt độ và thời gian sấy.
  • Phạm vi nghiên cứu: Phôi cơm cháy sau khi hấp chín và ép định hình có kích thước $100 \times 100 \times 10\text{ mm}$; năng suất làm việc của mô hình đạt từ 1,0 đến 1,5 kg nguyên liệu/mẻ (khoảng 10 đến 12 miếng phôi/mẻ); chỉ tiêu năng suất vận hành 24 giờ đạt từ 10 đến 13 kg.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài vận dụng các cơ sở phương pháp luận về cơ học kỹ thuật, nguyên lý máy, sức bền vật liệu, truyền nhiệt - truyền chất và trang bị điện công nghiệp, kết hợp tài liệu cơ sở chính là Giáo trình Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học và Thực phẩm (Tập 2).

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể được triển khai:

  • Phương pháp khảo sát thực tế: Tìm hiểu thực tế công đoạn sấy khô sau khi cơm đã hấp tại xưởng của Công ty TNHH Giải pháp Công nghiệp CODIA và khảo sát các dòng máy sấy đối lưu trên thị trường.
  • Phương pháp thu thập dữ liệu: Thu nhận các thông số vận hành thực tế gồm thời gian sấy, dải nhiệt độ làm việc, tiêu hao điện năng, kích thước buồng sấy và chi phí gia công chế tạo.
  • Phương pháp phân tích và đánh giá: So sánh các giải pháp kết cấu (khay chứa, cửa lò, vật liệu bảo ôn, phần tử gia nhiệt, quạt thổi khí và cơ cấu thoát hơi) nhằm lựa chọn phương án tối ưu về mặt kinh tế - kỹ thuật.
  • Phương pháp mô hình hóa và thực nghiệm: Thiết kế 3D trên phần mềm chuyên ngành, chế tạo thiết bị thực tế, đo đạc độ ẩm và kiểm chứng sai số giữa lý thuyết truyền nhiệt với số liệu sấy thực tế.

Khung tính toán sấy lý thuyết xác lập theo mô hình sấy đối lưu 2 giai đoạn:

  • Trạng thái không khí ngoài trời: Nhiệt độ $T_0 = 25^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_0 = 85%$, độ chứa hơi $d_0 = 17,3\text{ g/kg kkkhô}$.
  • Nguyên liệu sấy: Độ ẩm ban đầu của phôi cơm $\omega_1 = 80%$, độ ẩm yêu cầu sau sấy $\omega_2 = 20%$. Khối lượng sản phẩm khô mỗi mẻ $G_2 = 1\text{ kg}$, tương ứng lượng ẩm cần bốc hơi là $W = 3\text{ kg}$, lượng nguyên liệu phôi ẩm ban đầu đưa vào là $G_1 = 4\text{ kg}$.
  • Giai đoạn I (Sấy tốc độ không đổi): Thời gian $t_1 = 30\text{ phút}$, nhiệt độ tác nhân sấy vào buồng $T_{1I} = 75^\circ\text{C}$, độ ẩm vật liệu giảm từ $\omega_{1I} = 80%$ xuống $\omega_{2I} = 50%$, lượng ẩm bốc hơi $W_1 = 2,5\text{ kg}$, không sử dụng khí hồi lưu, hiệu suất nhiệt lý thuyết đạt $\eta_s = 50,34%$.
  • Giai đoạn II (Sấy giảm tốc có hồi lưu): Thời gian $t_2 = 30\text{ phút}$, nhiệt độ tác nhân sấy $T_{2II} = 65^\circ\text{C}$, độ ẩm vật liệu giảm từ $\omega_{1II} = 50%$ xuống $\omega_{2II} = 20%$, lượng ẩm bốc hơi $W_2 = 0,5\text{ kg}$, hệ số hồi lưu không khí $n = 4,18$.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy sấy được mô hình hóa và xuất bản vẽ chế tạo bằng hai phần mềm đồ họa kỹ thuật là AutoCAD và Autodesk Inventor Professional. Kết cấu tổng thể của máy bao gồm cụm không gian buồng sấy, cụm cấp nhiệt và thông gió, cụm cửa buồng sấy, cơ cấu thoát ẩm và khung chân đế.

Bộ phận máy Các phương án so sánh Phương án được lựa chọn Lý do lựa chọn
Khay đựng thực phẩm 1. Khay đáy phẳng kín
2. Khay cạn lòng lưới		 Khay cạn lòng lưới inox Giúp dòng không khí nóng lưu thông đều cả hai mặt phôi cơm, thoát ẩm nhanh, sấy đồng đều.
Cửa buồng sấy 1. Cửa gập 2 cánh
2. Cửa gập 1 cánh		 Cửa gập 1 cánh Giảm chi phí gia công, cấu tạo bản lề đơn giản, dễ lắp gioăng làm kín chống thất thoát nhiệt.
Vách cách nhiệt (bảo ôn) 1. Bông khoáng tấm
2. Bông thủy tinh tấm		 Bông thủy tinh cách nhiệt Khả năng cách âm, cách nhiệt cao, chi phí rẻ, trọng lượng nhẹ, gia công lắp ráp thuận tiện.
Phần tử cấp nhiệt 1. Điện trở dạng chữ I
2. Điện trở dạng chữ U		 Điện trở nhiệt dạng chữ U Vùng tỏa nhiệt lan tỏa rộng, dễ gá đặt cùng quạt thổi, độ bền nhiệt cao, dễ thay thế trên thị trường.
Quạt cấp và đối lưu khí 1. Quạt sò công nghiệp
2. Quạt ly tâm mini		 Quạt ly tâm mini Tạo lưu lượng khí lớn, cột áp thổi và hút cao, luồng gió phân bổ đều vào buồng sấy.
Vị trí cụm cấp nhiệt 1. Bố trí phía trên nóc
2. Bố trí ở một bên hông		 Bố trí ở một bên hông Luồng nhiệt phân tán đồng đều vào cả 2 tầng khay, tránh hiện tượng khay trên bị quá nhiệt so với khay dưới.
Cơ cấu thoát ẩm 1. Ống thoát hơi hở
2. Ống thoát kết hợp van xả		 Ống thoát kết hợp van xả áp Hạn chế thất thoát nhiệt lượng tự do ra môi trường, duy trì áp suất và nhiệt độ ổn định trong buồng.

Thông số kỹ thuật thực tế của mô hình sau chế tạo và lắp ráp:

  • Kích thước tổng thể phủ bì: Dài $800\text{ mm} \times$ Rộng $450\text{ mm} \times$ Cao $375\text{ mm}$.
  • Kích thước khoang buồng sấy hữu ích: Dài $470\text{ mm} \times$ Rộng $370\text{ mm} \times$ Cao $320\text{ mm}$.
  • Số tầng khay sấy: 2 khay (chiều dài khay $430\text{ mm}$), khả năng chứa 10 đến 12 phôi sấy/mẻ.
  • Tổng khối lượng thiết bị: $14\text{ kg}$.
  • Hệ thống điều khiển: Sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số PID kết hợp cảm biến nhiệt độ, rơle đóng cắt nguồn điện trở chữ U và công tắc vận hành quạt ly tâm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương mở đầu trình bày tính cấp thiết của việc cơ giới hóa khâu sấy trong quy trình sản xuất cơm cháy chà bông nhằm nâng cao năng suất và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Tác giả xác lập ý nghĩa khoa học trong việc ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính toán cơ khí và phần mềm CAD (Inventor, AutoCAD) vào thực tế chế tạo; đồng thời nêu bật ý nghĩa thực tiễn giúp giảm chi phí sản xuất cho các xưởng vừa và nhỏ. Chương này xác định các mục tiêu, nhiệm vụ, đối tượng, phạm vi nghiên cứu (kích thước phôi $100 \times 100 \times 10\text{ mm}$, năng suất 1–1,5 kg/mẻ) cùng cơ sở phương pháp luận và kết cấu 6 chương của đồ án.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương này tổng quan về thị trường đồ ăn vặt, sự phát triển của món cơm cháy chà bông tại Việt Nam và nguyên lý sấy khô bằng không khí nóng (dải nhiệt độ phổ biến từ 60 đến $90^\circ\text{C}$). Tác giả phân tích các nghiên cứu và máy sấy thương mại hiện hữu:

  • Tủ sấy công nghiệp GE của SGE có giá thành trên 23 triệu đồng.
  • Lò sấy của Kenview có thời gian sấy 4 tiếng/mẻ.
  • Thiết bị sấy Excalibur 3900B (Mỹ) sử dụng vật liệu phức tạp khó sửa chữa tại Việt Nam.
  • Thiết bị sấy LT-023 của Guangdong (Trung Quốc) có giá 750–800 USD. Từ đó, tác giả chỉ ra các điểm tồn tại của hệ thống máy hiện nay gồm năng suất chưa tối ưu theo thể tích, giá thành cao và thời gian sấy dài, làm cơ sở định hình giải pháp thiết kế mới.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương đi sâu vào quy trình công nghệ sản xuất cơm cháy chà bông. Tác giả so sánh hai quy trình:

  • Quy trình thủ công: Gạo $\rightarrow$ Nấu chín $\rightarrow$ Phơi khô $\rightarrow$ Chiên $\rightarrow$ Thêm gia vị $\rightarrow$ Thành phẩm.
  • Quy trình công nghiệp (8 công đoạn): Gạo và nếp $\rightarrow$ Sơ chế ngâm $\rightarrow$ Hấp chín bằng lò hấp $\rightarrow$ Ép tạo hình $\rightarrow$ Sấy khô bằng lò sấy $\rightarrow$ Chiên $\rightarrow$ Rắc gia vị (cơ chế rung kết hợp băng chuyền) $\rightarrow$ Đóng gói.

Chương này cũng phân tích nguyên lý sấy tuần hoàn không khí nóng: không khí được gia nhiệt bằng thanh điện trở rồi thổi đối lưu tuần hoàn qua các khay vật liệu ở nhiệt độ 60–$80^\circ\text{C}$ để bóc tách ẩm và thoát ra ngoài qua cửa xả.

Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về thiết kế

Chương 4 giới thiệu đơn vị phối hợp là Công ty TNHH Giải pháp Công nghiệp CODIA và dây chuyền thiết bị thực tế của công ty. Trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật (Bảng 4.1: phôi $100 \times 100 \times 10\text{ mm}$, năng suất 1–1,5 kg/h, nhiệt độ 60–$80^\circ\text{C}$, 10–12 sản phẩm/mẻ), tác giả phân tích ưu nhược điểm của từng phương án kết cấu: khay kín so với khay lưới, cửa gập 2 cánh so với 1 cánh, bông thủy tinh so với bông khoáng, điện trở chữ I so với chữ U, quạt ly tâm so với quạt sò, vị trí cụm nhiệt ở nóc so với bên hông, ống xả thông thường so với van xả áp lực. Bản vẽ phác thảo 2D và mô hình 3D tổng thể xác lập kích thước máy $800 \times 450 \times 375\text{ mm}$, buồng sấy $470 \times 370 \times 320\text{ mm}$, khối lượng $14\text{ kg}$.

Chương 5: Tính toán thiết kế

Chương 5 là trọng tâm tính toán nhiệt động và khí động của đồ án. Các kết quả tính toán chính bao gồm:

  • Cân bằng vật liệu: Ẩm bốc hơi $W = 3\text{ kg}$ (giai đoạn I bốc hơi $W_1 = 2,5\text{ kg}$; giai đoạn II bốc hơi $W_2 = 0,5\text{ kg}$). Lượng vật liệu ban đầu $G_1 = 4\text{ kg}$, vật liệu sau giai đoạn I là $G_{2I} = 1,5\text{ kg}$, thành phẩm sau giai đoạn II là $G_{2II} = 1\text{ kg}$.
  • Sấy lý thuyết giai đoạn I ($T_{1I} = 75^\circ\text{C}$, khí ra $T_{2I} = 40^\circ\text{C}$): Nhiệt lượng hữu ích $Q_1 = 6200\text{ kJ}$, nhiệt do không khí đưa vào $Q_0 = 12316,5\text{ kJ}$, hiệu suất buồng sấy lý thuyết $\eta_s = 50,34%$.
  • Sấy lý thuyết giai đoạn II ($T_{1II} = 65^\circ\text{C}$, $\varphi_{1II} = 20%$): Tính toán hỗn hợp khí với hệ số hồi lưu $n = 4,18$, nhiệt đưa ra khỏi hệ thống $Q_r = 4730\text{ kJ}$.
  • Kích thước hình học: Diện tích thông gió buồng sấy $F_{kh} = 0,051\text{ m}^2$, chiều dài vật liệu $L_m = 0,43\text{ m}$, chiều cao thông gió $H_{hk} = 0,119\text{ m}$, số tầng khay tính toán $m = 2,4$ (chọn 2 tầng), chiều rộng buồng sấy tính toán $B = 386\text{ mm}$.
  • Tổn thất nhiệt thực tế giai đoạn I: Tổn thất do vật liệu mang đi $Q_{mI} = 2,961\text{ kJ/kgK}$, tổn thất do khay sấy $Q_{vI}$ ($C_v = 0,5\text{ kJ/kgK}$), hệ số truyền nhiệt qua trần $k_{tr} = 2,18\text{ W/m}^2\text{K}$, nhiệt truyền qua nền $q_N = 57\text{ W/m}^2$. Tổng tổn thất ra môi trường $Q_I = 35 + 14,17 + 11,4 = 62,57\text{ W} = 218\text{ kJ/h}$.

Chương 6: Chế tạo thử nghiệm / thực nghiệm - Đánh giá

Chương 6 mô tả chi tiết tiến trình gia công cơ khí các chi tiết kim loại tấm (khung trong, khung ngoài, xương máy, tấm sau, gờ đỡ khay, khay sấy, cửa buồng sấy, tay nắm khóa cửa, bản lề, tấm che cụm nhiệt), quy trình lắp ghép lớp cách nhiệt bông thủy tinh và đấu nối tủ điện điều khiển PID. Tác giả tiến hành 5 lần thử nghiệm thực tế sấy phôi cơm cháy: thiết lập nhiệt độ $65^\circ\text{C}$, thời gian vận hành 1 giờ 10 phút (70 phút) cho mỗi mẻ chứa 10–12 phôi trên 2 khay, sử dụng cân đo độ ẩm thực phẩm chuyên dụng để đo lường độ giảm ẩm và đánh giá cảm quan phôi cơm khô.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm chính của đồ án:

  • Chế tạo hoàn thiện mô hình máy sấy tuần hoàn không khí nóng kích thước $800 \times 450 \times 375\text{ mm}$, trọng lượng $14\text{ kg}$, thể tích buồng sấy $470 \times 370 \times 320\text{ mm}$, trang bị 2 khay sấy dạng lưới bằng kim loại.
  • Vận hành kiểm nghiệm qua 5 mẻ sấy thực tế ở nhiệt độ ổn định $65^\circ\text{C}$, thời gian sấy đạt yêu cầu là 1 giờ 10 phút (70 phút).
  • Sản phẩm phôi cơm cháy sau sấy khô đều ở cả hai bề mặt, đạt độ ẩm từ $80%$ ban đầu xuống mức yêu cầu xấp xỉ $20%$, phôi giữ được hình dạng $100 \times 100 \times 10\text{ mm}$, không bị biến tính hay chuyển màu nâu sẫm (caramel hóa).

Các giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do nhóm tác giả đề xuất:

  • Ứng dụng khay sấy dạng lưới kết hợp thổi khí ngang từ một bên hông giúp giải quyết hiện tượng chênh lệch nhiệt độ giữa các tầng khay thường gặp ở các lò cấp nhiệt từ trên nóc.
  • Tích hợp van xả áp suất kiểu nồi áp suất thay cho ống xả hở nhằm giữ nhiệt năng trong buồng, hạn chế thất thoát nhiệt và rút ngắn thời gian sấy một mẻ xuống còn 70 phút.

Đóng góp của đề tài so với các nghiên cứu và máy thương mại trước đó:

  • Rút ngắn thời gian sấy: Đạt 1 giờ 10 phút/mẻ so với mức 4 giờ của máy sấy thương mại Kenview.
  • Tối ưu hóa chi phí: Chế tạo máy từ các loại vật liệu phổ biến trong nước (thép tấm, bông thủy tinh, điện trở chữ U, quạt ly tâm mini), giúp giá thành thấp hơn đáng kể so với mức 23 triệu đồng của tủ sấy SGE hay 750–800 USD của dòng máy Guangdong LT-023.
  • Cung cấp mô hình thiết bị nhỏ gọn, dễ vận hành, lắp đặt và sửa chữa, phù hợp trực tiếp cho các hộ kinh doanh gia đình và cơ sở sản xuất cơm cháy chà bông quy mô vừa và nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài được nhóm tác giả tự xác định:

  • Quy mô của mô hình còn nhỏ, số lượng khay đựng mới dừng lại ở 2 khay (sức chứa 10 đến 12 phôi cơm cháy, khối lượng 1,0–1,5 kg/mẻ), chưa đáp ứng được năng suất lớn cho các phân xưởng công nghiệp quy mô trung bình trở lên.
  • Hệ thống mới chỉ sử dụng 1 điện trở nhiệt chữ U, dẫn đến thời gian gia nhiệt ban đầu cho buồng sấy có thể kéo dài hơn từ 10 đến 15 phút.
  • Tồn tại sai số nhất định giữa tính toán lý thuyết truyền nhiệt và vận hành thực tế; hiệu suất lò sấy tính toán chênh lệch khoảng 10 đến $15%$ so với các thiết bị công nghiệp chuẩn trên thị trường.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

  • Mở rộng quy mô kích thước buồng sấy, tăng số lượng khay lên 4–6 khay để nâng cao năng suất mỗi mẻ.
  • Bổ sung thêm cụm điện trở nhiệt hoặc nâng công suất phần tử gia nhiệt để rút ngắn thời gian làm nóng ban đầu của lò sấy.
  • Tối ưu hóa kết cấu dẫn dòng khí động học nhằm thu hẹp chênh lệch hiệu suất nhiệt và giảm tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Công nghệ Thực phẩm và Kỹ thuật Nhiệt: Cung cấp tài liệu thực tế về phương pháp tính toán cân bằng vật liệu, cân bằng nhiệt động buồng sấy 2 giai đoạn (Giai đoạn I sấy tốc độ không đổi, Giai đoạn II sấy giảm tốc có hồi lưu không khí).
  • Kỹ sư thiết kế máy thực phẩm và cơ sở sản xuất vừa và nhỏ: Cung cấp giải pháp kết cấu cơ khí chi tiết từ việc lựa chọn khay lưới, cửa gập 1 cánh, bố trí cụm cấp nhiệt bên hông, hệ thống van xả áp đến sơ đồ mạch điều khiển nhiệt độ PID.

Phần nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao nhất là Chương 5 (các công thức tính toán lượng ẩm bốc hơi, thông số enthalpy - độ chứa hơi không khí ẩm, lưu lượng khí, kích thước hình học buồng sấy và tổn thất nhiệt qua kết cấu bảo ôn) và Chương 4 (bảng phân tích so sánh định tính và định lượng giữa các phương án kết cấu cơ khí).

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước phôi cơm cháy và chỉ tiêu độ ẩm đầu vào - đầu ra được xác lập như thế nào trong đồ án?
Phôi cơm cháy sau khi hấp chín và ép định hình có kích thước quy chuẩn là $100 \times 100 \times 10\text{ mm}$. Độ ẩm ban đầu của phôi đưa vào sấy là $\omega_1 = 80%$, và độ ẩm yêu cầu của sản phẩm sau khi sấy khô là $\omega_2 = 20%$.

2. Quá trình sấy lý thuyết được phân chia thành mấy giai đoạn và thông số nhiệt độ tương ứng là bao nhiêu?
Quá trình sấy được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn I diễn ra trong 30 phút ở nhiệt độ $T_{1I} = 75^\circ\text{C}$ (bốc hơi $2,5\text{ kg}$ nước, không hồi lưu không khí); Giai đoạn II diễn ra trong 30 phút ở nhiệt độ $T_{2II} = 65^\circ\text{C}$ (bốc hơi $0,5\text{ kg}$ nước, có hồi lưu không khí với hệ số hồi lưu $n = 4,18$).

3. Vì sao nhóm tác giả bố trí cụm cấp nhiệt ở một bên hông buồng sấy thay vì trên nóc lò?
Nhóm tác giả lựa chọn đặt cụm cấp nhiệt ở một bên hông nhằm giúp dòng khí nóng được quạt ly tâm thổi lan tỏa đồng đều qua tất cả các tầng khay. Việc đặt ở phía trên nóc tuy giúp máy cứng vững hơn nhưng dòng nhiệt sẽ bị khay trên cản lại, khiến thực phẩm ở khay dưới không nhận đủ nhiệt và khô không đều.

4. Cơ cấu van xả ẩm của mô hình máy sấy có đặc điểm gì khác biệt so với ống thoát hơi thông thường?
Máy sử dụng cơ cấu thoát hơi kết hợp van xả tương tự cơ chế nồi áp suất thay vì ống thoát thông thường mở liên tục. Thiết kế này giúp điều tiết và kiểm soát lượng hơi thoát ra, giữ nhiệt lượng trong buồng sấy không bị thất thoát quá nhanh, giảm thời gian sấy mà vẫn đảm bảo an toàn áp suất.

5. Kết quả kiểm nghiệm thực tế trên mô hình máy sấy đạt được thông số vận hành như thế nào?
Qua 5 lần thử nghiệm thực tế với mẻ sấy chứa 10–12 phôi trên 2 khay, máy vận hành ổn định ở nhiệt độ cài đặt $65^\circ\text{C}$ trong thời gian 1 giờ 10 phút (70 phút). Phôi cơm đạt độ khô đồng đều bề mặt, bóc tách ẩm đạt yêu cầu để chuyển sang công đoạn chiên định hình thành phẩm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo mô hình sấy thực phẩm (cơm cháy)" đã giải quyết trọn vẹn chu trình kỹ thuật từ nghiên cứu khảo sát công nghệ, tính toán nhiệt động học 2 giai đoạn, thiết kế 3D đến chế tạo thực nghiệm mô hình máy sấy đối lưu tuần hoàn khí nóng. Thiết bị có kết cấu nhỏ gọn ($800 \times 450 \times 375\text{ mm}$, nặng $14\text{ kg}$), vận hành ổn định ở $65^\circ\text{C}$ và hoàn thành mẻ sấy trong 70 phút với năng suất 1–1,5 kg/mẻ. Đề tài đem lại giải pháp công nghệ khả thi, chi phí thấp, hỗ trợ hiệu quả cho việc nâng cao năng suất và chất lượng an toàn thực phẩm tại các cơ sở sản xuất cơm cháy chà bông quy mô vừa và nhỏ.