I. Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa
Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa là quá trình xác định các thông số kỹ thuật cần thiết để xây dựng một hệ thống sấy hiệu quả. Hệ thống này được thiết kế để xử lý dịch nấm linh chi với năng suất 1500kg/mẻ. Quá trình này bao gồm việc tính toán cân bằng vật chất, nhiệt lượng, và các thông số vận hành để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng cao. Hệ thống sấy thăng hoa cần được tối ưu hóa để giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tăng hiệu suất sấy.
1.1. Các thông số ban đầu
Các thông số ban đầu bao gồm năng suất sấy (1500kg/mẻ), độ ẩm ban đầu và cuối của dịch nấm linh chi, nhiệt độ sấy, và thời gian sấy. Độ ẩm ban đầu của dịch nấm linh chi là 50%, và độ ẩm cuối là 6%. Nhiệt độ sấy dao động từ -40°C đến 35°C, với thời gian sấy tổng cộng là 21,254 giờ. Các thông số này là cơ sở để tính toán thiết kế hệ thống.
1.2. Tính toán cân bằng vật chất
Tính toán cân bằng vật chất giúp xác định lượng nước cần loại bỏ trong quá trình sấy. Với năng suất 1500kg/mẻ, lượng nước cần bốc hơi là 660kg. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế của thiết bị sấy và hệ thống ngưng tụ.
II. Hệ thống sấy thăng hoa
Hệ thống sấy thăng hoa được thiết kế để xử lý dịch nấm linh chi với năng suất lớn. Hệ thống bao gồm các thành phần chính như buồng sấy, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, và hệ thống điều khiển. Sấy thăng hoa là quá trình làm khô vật liệu ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, giúp bảo toàn các chất dinh dưỡng và cấu trúc của sản phẩm.
2.1. Buồng sấy
Buồng sấy là nơi diễn ra quá trình sấy thăng hoa. Nó được thiết kế để duy trì nhiệt độ và áp suất thấp, đảm bảo nước trong dịch nấm linh chi chuyển từ trạng thái rắn sang hơi mà không qua trạng thái lỏng. Buồng sấy được trang bị các khay chứa vật liệu và tấm truyền nhiệt để tối ưu hóa quá trình sấy.
2.2. Thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ thu hồi hơi nước từ buồng sấy. Nó được thiết kế để hoạt động hiệu quả ở áp suất thấp, giúp duy trì điều kiện lý tưởng cho quá trình sấy thăng hoa. Thiết bị này cũng giúp tái sử dụng nước, giảm thiểu lãng phí tài nguyên.
III. Quy trình sấy thăng hoa
Quy trình sấy thăng hoa bao gồm các bước từ cấp đông, sấy thăng hoa, đến thu hồi sản phẩm. Quy trình này được thiết kế để đảm bảo dịch nấm linh chi được sấy khô một cách hiệu quả, giữ nguyên các hoạt chất và cấu trúc của sản phẩm. Công nghệ sấy thăng hoa được áp dụng để tạo ra sản phẩm chất lượng cao, phù hợp với yêu cầu của người tiêu dùng.
3.1. Cấp đông
Cấp đông là bước đầu tiên trong quy trình sấy thăng hoa. Dịch nấm linh chi được làm lạnh đến nhiệt độ -40°C để chuyển nước trong dịch thành dạng rắn. Bước này giúp đảm bảo quá trình sấy thăng hoa diễn ra hiệu quả, tránh sự biến đổi cấu trúc của sản phẩm.
3.2. Sấy thăng hoa
Sau khi cấp đông, dịch nấm linh chi được đưa vào buồng sấy để thực hiện quá trình sấy thăng hoa. Nước đá trong dịch sẽ thăng hoa từ trạng thái rắn sang hơi mà không qua trạng thái lỏng, giúp bảo toàn các chất dinh dưỡng và cấu trúc của sản phẩm.
IV. Thiết kế hệ thống điều khiển
Thiết kế hệ thống điều khiển là yếu tố quan trọng để đảm bảo hệ thống sấy thăng hoa hoạt động ổn định và hiệu quả. Hệ thống điều khiển bao gồm các cảm biến, bộ điều khiển, và phần mềm giám sát để điều chỉnh nhiệt độ, áp suất, và thời gian sấy. Tối ưu hóa sấy là mục tiêu chính của hệ thống điều khiển, giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tăng hiệu suất sấy.
4.1. Cảm biến và bộ điều khiển
Cảm biến được sử dụng để đo lường nhiệt độ, áp suất, và độ ẩm trong buồng sấy. Dữ liệu từ cảm biến được truyền đến bộ điều khiển để điều chỉnh các thông số vận hành. Hệ thống điều khiển giúp duy trì điều kiện lý tưởng cho quá trình sấy thăng hoa, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao.
4.2. Phần mềm giám sát
Phần mềm giám sát được sử dụng để theo dõi và điều khiển hệ thống sấy thăng hoa từ xa. Nó cung cấp thông tin thời gian thực về các thông số vận hành, giúp người vận hành dễ dàng kiểm soát và tối ưu hóa quá trình sấy.
V. Tính toán kinh tế
Tính toán kinh tế là bước quan trọng để đánh giá tính khả thi của hệ thống sấy thăng hoa. Các chi phí bao gồm đầu tư thiết bị, chi phí vận hành, và chi phí bảo dưỡng. Sản phẩm nấm linh chi sau khi sấy thăng hoa có giá trị cao trên thị trường, giúp tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp. Tính toán kinh tế cũng giúp xác định thời gian hoàn vốn và hiệu quả đầu tư của hệ thống.
5.1. Chi phí đầu tư
Chi phí đầu tư bao gồm chi phí mua sắm thiết bị, xây dựng nhà xưởng, và lắp đặt hệ thống. Thiết bị sấy và hệ thống điều khiển là những khoản chi phí lớn nhất trong quá trình đầu tư.
5.2. Chi phí vận hành
Chi phí vận hành bao gồm chi phí điện, nước, và nhân công. Tối ưu hóa sấy giúp giảm thiểu chi phí vận hành, tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
