I. Thiết kế hệ thống sấy
Thiết kế hệ thống sấy là bước đầu tiên trong quá trình tạo ra một hệ thống sấy hồng ngoại thông minh. Hệ thống này được thiết kế để sấy mít với năng suất 12kg/mẻ. Các thông số kỹ thuật bao gồm buồng sấy hình hộp chữ nhật kích thước 450mm x 420mm x 525mm, sử dụng 12 bóng đèn hồng ngoại công suất 500W và 12 khay sấy. Vách buồng sấy được làm từ inox SUS 304 dày 4mm, đảm bảo độ bền và khả năng cách nhiệt. Hệ thống còn được trang bị quạt ly tâm công suất 1HP để tăng hiệu quả đối lưu không khí. Hệ thống sấy hồng ngoại này được điều khiển kết hợp bằng tay và tự động thông qua công nghệ IoT, giúp tối ưu hóa quá trình sấy và tiết kiệm năng lượng.
1.1. Tính toán thông số kỹ thuật
Quá trình tính toán thiết kế hệ thống sấy dựa trên các thông số ban đầu như độ ẩm ban đầu và cuối của mít (80,13% và 10%), khối lượng riêng của mít (1030 kg/m3), nhiệt độ sấy (64,25°C), và thời gian sấy giả định (3,84 giờ). Các thông số này được sử dụng để tính toán cân bằng vật chất và năng lượng, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Công nghệ sấy hồng ngoại được lựa chọn vì khả năng thâm nhập sâu vào vật liệu, giúp quá trình sấy diễn ra nhanh chóng và đồng đều.
1.2. Thiết kế buồng sấy
Buồng sấy được thiết kế với vách ngăn dày 40mm và 6 gân chịu lực làm từ inox 201, đảm bảo độ cứng và ổn định trong quá trình vận hành. Hệ thống sấy thông minh còn được trang bị cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển tự động, giúp duy trì nhiệt độ sấy ổn định và tiết kiệm điện năng. Thiết kế này phù hợp với quy mô phòng thí nghiệm và có thể mở rộng cho quy mô công nghiệp.
II. Chế tạo hệ thống sấy
Chế tạo hệ thống sấy là quá trình biến các thiết kế thành sản phẩm thực tế. Hệ thống sấy hồng ngoại được chế tạo với các vật liệu chính là inox SUS 304 và inox 201, đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt. Quá trình chế tạo bao gồm các bước như uốn ống, khoan, khoét, hàn, và đánh bóng. Hệ thống sấy công nghiệp này được lắp đặt với 12 bóng đèn hồng ngoại và quạt ly tâm, tạo ra môi trường sấy đồng đều và hiệu quả. Hệ thống còn được tích hợp công nghệ IoT, cho phép điều khiển từ xa và giám sát quá trình sấy thông qua internet.
2.1. Gia công và lắp đặt
Quá trình gia công và lắp đặt bao gồm việc tạo hình khung máy sấy, lắp đặt hệ thống quạt ly tâm, và thiết kế hệ thống điện. Thiết bị sấy hồng ngoại được hoàn thiện với các khay sấy và bóng đèn hồng ngoại, đảm bảo khả năng sấy đồng đều cho 12kg mít/mẻ. Hệ thống còn được trang bị cảm biến nhiệt độ PT1000 để đo lường và điều chỉnh nhiệt độ sấy chính xác.
2.2. Kiểm tra và hiệu chỉnh
Sau khi chế tạo, hệ thống được kiểm tra và hiệu chỉnh bằng cách sấy thử nghiệm mẫu mít. Kết quả cho thấy sản phẩm sấy đạt độ ẩm mong muốn, không bị thâm đen, và giữ được hương thơm, màu sắc đặc trưng. Quy trình sấy mít được tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tiết kiệm năng lượng.
III. Ứng dụng và ý nghĩa
Hệ thống sấy hồng ngoại thông minh có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong việc sấy các loại nông sản như mít. Hệ thống này giúp bảo toàn hương vị, màu sắc, và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, đồng thời tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành. Sấy hồng ngoại tiên tiến còn có thể áp dụng cho các loại thực phẩm khác như trái cây, hải sản, và đồ ăn được, mở ra nhiều cơ hội phát triển trong ngành chế biến thực phẩm.
3.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc tính toán, thiết kế, và chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại ở quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp. Sấy hồng ngoại thông minh còn là tiền đề cho các nghiên cứu về động học quá trình sấy và tối ưu hóa công nghệ sấy.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Hệ thống sấy này có thể ứng dụng thực tiễn trong sản xuất, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí năng lượng. Sấy mít tự động còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản và xuất khẩu nông sản, góp phần phát triển kinh tế.
