đồ án tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm máy sấy lạnh vi sóng 2262260

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CHẾ BIẾN
- - -    - - -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỬ
NGHIỆM MÁY SẤY LẠNH VI SÓNG
Giáo viên hướng dẫn : Th.S. KHỔNG TRUNG THẮNG
Sinh viên thực hiện : LÊ NGỌC LINH
Lớp: 47 NL
Nha Trang, 2009
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

2. i
LỜI CẢM ƠN
Sau 4 năm trôi qua, được các Thầy, các Cô trong trường đại học Nha Trang
tận tình giảng dạy, trang bị cho tôi những hành trang tri thức quý báu trước khi tôi
bước vào ngưỡng cửa của cuộc đời. Và cuối khóa học này tôi đã hoàn thành bản đồ
án tốt nghiệp.
Để hoàn thành được đề tài này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Th.S
Khổng Trung Thắng, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong thời gian qua. Đồng thời
xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các cô trong khoa Chế Biến, bộ môn Kỹ Thuật
Lạnh, cùng các thầy tại phòng thí nghiệm, thực hành Công Nghệ Nhiệt Lạnh đã
nhiệt tình tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi.
Tuy nhiên với thời gian tương đối ngắn, khối lượng công việc lại không nhỏ
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình tính hoàn thành đồ án.
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng có hạn cũng như kinh nghiệm còn
thiếu nên tôi rất mong được các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến chỉ bảo thêm.
Nha Trang, ngày 1 tháng 7 năm 2009
Sinh Viên
Lê Ngọc Linh
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

3. ii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................i
MỤC LỤC..............................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG.....................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH.....................................................................................vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...........................................................................vii
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY VÀ SỬ DỤNG SÓNG
VI SÓNG................................................................................................................3
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy. ...........................................................................3
1.1.1. Tìm hiểu về quá trình sấy và các phương pháp sấy.................................3
1.1.1.1. Khái niệm........................................................................................3
1.1.1.2. Mục đích của quá trình sấy..............................................................3
1.1.1.3. Các phương pháp tách ẩm ra khỏi nguyên liệu khác. .......................3
1.1.1.4. Phân loại các phương pháp sấy........................................................4
1.1.1.5. Các ứng dụng của sấy lạnh..............................................................7
1.2. Quá trình truyền ẩm trong vật thể sấy: ..........................................................8
1.3 Tổng quan về tình hình sử dụng sóng vi sóng. .............................................10
1.3.1 Sử dụng sóng vi sóng trong lò vi sóng...................................................10
1.3.1.1 Lịch sử ra đời.................................................................................10
1.2.1.2. Tại sao lò vi sóng đốt nóng được thức ăn .....................................11
1.3.2. Sử dụng sóng vi sóng để sấy phân bón. ................................................12
1.3.3. Sử dụng sóng vi sóng để sấy nệm cao su..............................................13
1.3.4 Máy sấy chân không vi sóng. ................................................................14
1.3.5. Sử dụng sóng vi sóng để sấy gỗ tươi. ..................................................16
Chương 2:TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH TRONG HỆ THỐNG SẤY........17
2.1. Nhiệm vụ thiết kế và phương án thiết kế.....................................................17
2.1.1 Nhiệm vụ thiết kế..................................................................................17
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

4. iii
2.1.1. Phương án thiết kế. ..............................................................................17
2.2. Tính toán thông số của vật liệu sấy. ............................................................18
2.2.1. Tính khối lượng VLS vào và ra............................................................18
2.2.2. Lượng ẩm cần bốc hơi..........................................................................18
2.3. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết. ...............................................................19
2.3.1. Xác định các thông số không khí trong quá trình sấy............................19
2.3.1.1. Quá trình sấy trên đồ thị I-d...........................................................19
2.3.1.2. Xác định thông số các điểm trên đồ thị I-d. ...................................20
2.3.2. Lượng không khí lý thuyết. ..................................................................22
2.3.3. Nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy lý thuyết................................22
2.4. Tính tổn thất nhiệt.......................................................................................23
Chương 3:TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ .......................................................26
3.1. Tính chọn thiết bị cho buồng lạnh...............................................................26
3.1.1. Tính chọn máy lạnh..............................................................................26
3.1.2 Tính kiểm tra cách nhiệt buồng lạnh......................................................27
3.2. Tính chọn thiết bị cho buồng gia nhiệt không khí........................................28
3.2.1. Tính chọn điện trở................................................................................28
3.2.2. Tính kiểm tra cách nhiệt buồng gia nhiệt không khí. ............................28
3.2.3. Tính chọn quạt buồng gia nhiệt. ...........................................................30
3.3 Năng Lượng Vi Sóng...................................................................................34
Chương 4:TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG SẤY..................................................35
4.1. Tự động hóa hệ thống làm lạnh...................................................................35
4.2. Tự động hóa cho buồng gia nhiệt không khí. ..............................................35
4.3. Tự động điều chỉnh cấp vi sóng. .................................................................35
Chương 5:SẤY THỬ NGHIỆM MỘT SỐ SẢN PHẨM VÀ SO SÁNH VỚI
PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH ............................................................................37
5.1. Sấy tôm thẻ chân trắng (Penaeus Vannamel). .............................................37
5.1.1 Sấy lạnh kết hợp phát vi sóng................................................................37
5.1.2 Sấy tôm bằng phương pháp sấy lạnh. ....................................................40
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

5. iv
5.2. Sấy mực ống Trung Hoa (loligo chinensis ). ...............................................42
5.2.1 Sấy mực với phương pháp sấy lạnh kết hợp vi sóng. .............................42
5.2.2 Sấy Mực với phương pháp sấy lạnh. .....................................................45
KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT ..................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................50
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

6. v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Thông số cơ bản của một số máy sấy chân không vi sóng......................15
Bảng 2.1. Thông số các điểm trong quá trình sấy lý thuyết:...................................22
Bảng 2.2 Thông số các điểm trên đồ thị I-d của quá trình sấy thực : ......................24
Bảng. 3.1 Tổng hợp các thiết bị được sử dụng trong hệ thống sấy. ........................34
Bảng 5.1 Bảng thông số kết quả TN25 ..................................................................39
Bảng 5.2 Bảng thông số kết quả TN26 ..................................................................40
Bảng 5.3 Bảng thông số kết quả TN27 ..................................................................44
Bảng 5.4 Bảng thông số kết quả TN28 ..................................................................45
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

7. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Lò vi sóng..............................................................................................10
Hình 1.2. Cấu tạo phân tử nước. ............................................................................11
Hình 1.3. Máy sấy chân không vi sóng. .................................................................14
Hình 2.1. Đồ thị I-d của quá trình sấy lý thuyết. ....................................................19
Hình 2.2. Quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d........................................................25
Hình 5.1 Hình mẫu thí nghiệm phương pháp sấy lạnh kết hợp vi sóng...................41
Hình 5.2 Hình mẫu với thí nghiệm sấy lạnh...........................................................41
Hình 5.3 Đồ thị đường cong sấy của mẫu TN25 và mẫu TN26..............................42
Hinh 5.4 Hình mẫu thí nghiệm với phương pháp sấy lạnh kết hợp vi sóng.............46
Hình 5.5 Hình mẫu với thí nghiệm sấy lạnh...........................................................46
Hình 5.6 Đồ thị đường cong sấy của TN27 và TN28 .............................................47
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

8. vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TNS : Tác nhân sấy
TBS : Thiết bị sấy
VLS : Vật liệu sấy
KH-CN : Khoa học công nghệ
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

9. 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nhiều năm trở lại đây, ngành thủy sản nước ta liên tục phát triển mạnh
và đóng góp đáng kể vào sự phát triển của đất nước. Việt Nam trở thành một trong
những nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu thế giới chiếm lĩnh nhiều thị trường lớn.
Trước những điều kiện thuận lợi và tiềm năng cho thấy xuất khẩu thủy sản sẽ ngày
càng tăng mạnh về số lượng, chất lượng cũng như lợi nhuận thu được. Vì lẽ đó mà
ngành thủy sản cũng ngày càng được ưu tiên và quan tâm.
Trong các mặt hàng thủy sản xuất khẩu thì tỷ lệ sản phẩm khô chiếm tỷ trọng
khá lớn. Tuy nhiên, mặt hàng thủy hải khô xuất khẩu hiện nay vẫn còn sử dụng
phương pháp sấy nóng và phơi nắng truyền thống nên chất lượng sản phẩm không
cao, điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm không được đảm bảo làm giảm giá trị kinh
tế, không phù hợp xuất khẩu vào các thị trường lớn và khó tính. Sự biến đổi chất
lượng như trên là do ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ và thời gian sấy. Do đó,
việc nghiên cứu các phương pháp sấy mới đi đôi với việc thiết kế thiết bị sấy mới
cho các mặt hàng khô nói chung và mực nói riêng để áp dụng vào sản xuất là vấn đề
rất cần thiết cấp bách hiện nay.
Phần lớn người ta dùng phương pháp sấy nóng để sấy các VLS nhưng có một
số vật liệu hay nông thủy sản thực phẩm sấy nóng thì không phù hợp. Khi phương
pháp sấy lạnh ra đời thì chất lượng và giá trị cao hơn phương pháp sấy nóng rất
nhiều. Nhưng trên thực tế thì phương pháp sấy lạnh vẫn chưa được ứng dụng vào
thực tiễn sâu rộng, lý do chủ yếu là thiết bị này thời gian sấy vẫn còn dài và chi phí
điện cao làm tăng chi phí sản xuất. Như vậy để phát huy ưu điểm của công nghệ sấy
nhiệt độ thấp (sấy lạnh) chúng ta nên tìm cách giảm thời gian sấy và giảm chi phí sản
xuất. Để có thể có được sản phẩm chất lượng cao mà chi phí sản xuất ở mức chấp
nhận được.
Trước thực tế trên đòi hỏi phải ra đời những phương pháp sấy mới với công
nghệ hiện đại để có chất lượng sản phẩm tốt hơn. Qua nghiên cứu, tôi thấy rằng có
một số những phương pháp rất ngắn, thời gian gia nhiệt cho vật liệu sấy như sử
dụng sóng viba, làm nóng vật liệu, cho kết quả tốt, với thời gian sấy rất ngắn, chi
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

10. 2
phí chấp nhận được. Tôi thấy rằng chúng ta có thể tiếp tục phát triển kỹ thuật này
để cho ra đời những sản phẩm có chất lượng và giá trị kinh tế cao.
Được sự chấp thuận của khoa Chế biến – Trường Đại học Nha Trang và sự
hướng dẫn của Thầy giáo – ThS. Khổng Trung Thắng, tôi thực hiện đồ án tốt
nghiệp: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm máy sấy lạnh vi sóng” nhằm
hướng tới một công nghệ sấy nhiệt độ thấp (sấy lạnh) có thời gian sấy ngắn hơn và
giảm chi phí sản xuất.
Người thực hiện
Lê Ngọc Linh
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

11. 3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY VÀ SỬ DỤNG SÓNG VI SÓNG
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy.
1.1.1. Tìm hiểu về quá trình sấy và các phương pháp sấy.
1.1.1.1. Khái niệm.
 Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm...
bằng phương pháp bay hơi. Như vậy muốn sấy khô một vật ta phải tiến hành các
biện pháp kỹ thuật sau :
 Gia nhiệt cho vật để đưa nhiệt độ của nó lên tới nhiệt độ bão hòa ứng với
phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật.
 Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể.
 Vận chuyển hơi ẩm đã thoát từ vật thể ra môi trường bên ngoài.
Có nhiều cách gia nhiệt vật thể và cũng có nhiều cách vận chuyển ẩm từ bề
mặt vật thể ra môi trường. Tương ứng sẽ có nhiều phương pháp sấy khác nhau.
1.1.1.2. Mục đích của quá trình sấy.
Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ được sử dụng trong
nhiều ngành chế biến nông lâm thủy hải sản. Quá trình sấy không phải là quá trình
tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu sấy một cách thuần túy mà là một quá trình
công nghệ phức tạp. Sản phẩm sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ
tiêu nào đó với chi phí năng lượng ở mức tối thiểu.
Sấy nhằm mục đích vận chuyển và bảo quản sản phẩm được dễ dàng hơn.
1.1.1.3. Các phương pháp tách ẩm ra khỏi nguyên liệu khác.
Có một số quá trình làm giảm ẩm trong vật liệu, nguyên liệu nhưng không
phải là quá trình sấy khô :
- Phương pháp cơ học: vắt ly tâm, ép lực cơ học. Phương pháp này chỉ làm
cho ẩm tự do thoát ra.
- Dùng các chất hút ẩm: Silicagel, Reolet . Phương pháp này dùng khi lượng
ẩm đó rất nhỏ và sau một thời gian sử dụng các hạt này sẽ bão hòa ẩm mất khả năng
hút thêm ẩm vào.
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

12. 4
 Các phương pháp này tốn kém và không hiệu quả. Trong thực tế tùy tình
huống cụ thể mà có thể kết hợp các phương pháp tách ẩm này với phương pháp sấy.
1.1.1.4. Phân loại các phương pháp sấy.
Phương pháp sấy được chia ra làm hai loại lớn cơ bản là:
 Sấy tự nhiên
 Sấy nhân tạo
a. Sấy tự nhiên.
Sấy tự nhiên là quá trình phơi vật liệu ngoài trời. Phương pháp này sử dụng
nguồn nhiệt bức xạ của mặt trời và ẩm bay ra được không khí mang đi (nhiều khi
được hỗ trợ bằng gió tự nhiên). Phương pháp này được nhân dân ta sử dụng từ thời
xa xưa tới hiện nay vẫn còn được sử dụng. Phương pháp này có một ưu điểm lớn là
tận dụng được nguồn năng lượng bức xạ từ mặt trời tới vật có mật độ lớn (tới 1000
W/m2
) và gió lưu thông tự nhiên nên chi phí sản xuất thấp hầu như không đáng kể.
Nhưng quá trình làm khô không được liên tục vì chỉ phơi được ban ngày,
khó và có thể nói là không thể điều chỉnh được các thông số cho quá trình sấy (nhiệt
độ sấy và độ ẩm). Hơn nữa phương pháp sấy này còn có những nhược điểm rất
đáng ngại là: cần diện tích sân bãi lớn, vệ sinh thực phẩm kém, ô nhiễm môi trường
lớn.
Quá trình làm khô không liên tục thì đối với các nguyên liệu nông sản không
ảnh hưởng nhiều lắm nhưng đối với nguyên liệu thủy sản thì ảnh hưởng rất lớn.
Các giải pháp khắc phục :
- Ban đêm đưa vào hệ thống sấy để sấy cho đến khi sản phẩm đạt yêu cầu
- Đưa vào kho lạnh để bảo quản (Cá cơm khô, mực khô, ruốc khô ... thường
sử dụng phương pháp này).
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

13. 5
b. Sấy nhân tạo.
Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau, các phương pháp sấy nhân
tạo được thực hiện trong các thiết bị sấy. Các thông số của quá trình sấy được kiểm
soát nghiêm ngặt và chính xác bằng cách tác động trực tiếp vào tác nhân sấy.
- Tác nhân sấy: tác nhân sấy thường dùng là không khí ẩm, khói nóng , hơi
quá nhiệt. Chất lỏng cũng được sử dụng làm tác nhân sấy như các loại dầu, một số
loại muối nóng chảy... Trong quá trình sấy môi trường buồng sấy luôn được bổ
sung ẩm thoát ra từ vật sấy. Nếu như lượng ẩm này không được mang đi thì độ ẩm
tương đối trong buồng sấy tăng lên, đến một lúc nào đó sẽ đạt đến sự cân bằng giữa
vật sấy và môi trường trong buồng sấy và quá trình thoát ẩm từ vật sấy sẽ ngừng lại,
lúc này phân áp suất hơi nước thoát ra từ vật sấy bằng với phân áp suất của hơi
nước trong buồng sấy. Do vậy cùng với việc cung cấp nhiệt cho vật để hóa hơi ẩm
lỏng đồng thời phải tải ẩm đã thoát ra khỏi vật ra khỏi buồng sấy. Trong một số quá
trình sấy tác nhân sấy còn làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật liệu sấy ví dụ như quá
trình sấy đối lưu tác nhân sấy vừa làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật liệu sấy vừa làm
nhiệm vụ tải ẩm. Ở một số quá trình sấy như sấy bức xạ tác nhân sấy còn có nhiệm
vụ bảo vệ sản phẩm sấy khỏi bị quá nhiệt.
+ Tác nhân sấy là không khí ẩm : không độc hại, ít cháy nổ, vệ sinh tốt, dễ
biến đổi trạng thái, dễ kiếm, rẻ tiền.
+ Khói lò: vệ sinh kém, dễ cháy nổ, gây các phản ứng phụ cho nguyên liệu.
Nhưng có ưu điểm tận dụng được nguồn nhiệt thừa nên giảm chi phí sản suất.
+ Hơi quá nhiệt: tốn kém nhưng sản phẩm ít bị oxi hóa.
- Phương pháp sấy nhân tạo được chia làm hai mảng chính dựa theo
phương pháp tạo ra động lực quá trình sấy:
*Phương pháp sấy nóng: Sấy nóng, TNS và vật liệu sấy được đốt nóng và
nhờ độ chênh phân áp suất hơi trên bề mặt VLS và TNS làm ẩm bay hơi và độ ẩm
VLS giảm như vậy đã thực hiện quá trình sấy.
* Phương pháp sấy lạnh: Sấy ở nhiệt độ thấp là quá trình tách ẩm ra khỏi
VLS bằng cách làm bay hơi nước, tức người ta tạo ra độ chênh phân áp suất giữa
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

14. 6
VLS và TNS nhờ giảm lượng ẩm trong TNS bằng cách cho TNS sau quá trình sấy
qua thiết bị tách ẩm thường là dàn lạnh hoặc vật liệu hút ẩm.
Ưu và nhược điểm của phương pháp sấy nóng:
Ưu điểm:
 Phương pháp sấy nóng phổ biến và TBS đa dạng, áp dụng cho nhiều loại VLS.
 Dải nhiệt độ nóng rộng dễ điều chỉnh cho mỗi loại VLS.
 Nguồn nhiệt cung cấp phong phú.
 Chi phí đầu tư thiết bị không cao.
Nhược điểm:
 Không thích hợp cho một số loại vật liệu.
 Chất lượng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm dễ biến đổi.
Ưu điểm và hạn chế của sấy lạnh :
Ưu điểm :
 Chất lượng sản phẩm tốt hơn với các lịch trình kiểm soát nhiệt độ tốt để
thỏa mãn các yêu cầu sản xuất cụ thể.
 Hiệu suất năng lượng cao hơn cùng với sự thu hồi nhiệt được cải thiện dẫn
đến tiêu thụ năng lượng ít hơn cho mỗi đơn vị nước bay hơi.
 Có thể phát ra một khoảng rộng các chế độ sấy, tiêu biểu là nhiệt độ từ
200
C đến 1000
C (với nhiệt phụ trợ), và ẩm độ tương đối không khí từ 15% đến 80%
(với hệ thống tạo ẩm).
 Chi phí điện năng giảm 50% so với phương pháp sấy nóng.
 Không phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
Nhược điểm:
 Chi phí đầu tư ban đầu cao.
 Đòi hỏi kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên cho hệ thống máy lạnh (máy
nén, môi chất, dầu v.v…).
 Rò rỉ môi chất lạnh ra môi trường .
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

15. 7
1.1.1.5. Các ứng dụng của sấy lạnh.
Các nhà khoa học tại Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch đã nghiên cứu công nghệ sấy lạnh và đã ứng dụng sấy một số sản phẩm nông
sản như sấy mít, sấy nhãn …kết quả khi thực hiện quá trình sấy lạnh thì thời gian
sấy giảm đi rất nhiều, chỉ bằng một nửa thời gian sấy nóng, nhưng sản phẩm vẫn
thỏa mãn yêu cầu về độ ẩm. Xí nghiệp chế biến xuất khẩu thủy sản Bình thuận
(Thaimex) chuyên sản xuất mực sấy khô để xuất vào thị trường Nhật Bản và thị
trường Châu Âu và cơ sở sản xuất long nhãn Tân phú (Đồng Nai) là hai đơn vị đã
được Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch chuyển giao
công nghệ sấy thành công. Hiện nay hai cơ sở này đang tiếp tục sản xuất theo công
nghệ mới này. Có thể so sánh trực tiếp chất lượng của một số sản phẩm như sau:
Đối với sản phẩm là mít: Khi sấy lạnh có màu vàng tươi, khi sấy nóng có
màu vàng nâu.
Đối với sản phẩm là mực: Khi sấy lạnh có màu trắng, khi sấy nóng có màu vàng.
Phạm Văn Tùy, cùng các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công công nghệ
sấy lạnh (sấy bằng bơm nhiệt) và đã ứng dụng sấy một số sản phẩm như: Cà rốt, củ
cải, hành lá… Kết quả thu được là các sản phẩm sau khi sấy vẫn giữ được màu sắc
tự nhiên dù đã sấy rất khô, hàm lượng vitamin C cao hơn hẳn so với các sản phẩm
rau quả sấy bằng các phương pháp khác như sấy bằng không khí nóng và sấy bằng
hồng ngoại.
Công nghệ sấy này đã được Viện KH-CN Nhiệt Lạnh đại học Bách Khoa Hà
Nội chuyển giao cho nhà máy chế biến thực phẩm Việt Trì, công ty bánh kẹo Hải Hà
để sấy kẹo Jelly, viện công nghệ thực phẩm, bệnh viện Y học cổ truyền dân tộc…Sau
một thời gian vận hành thiết bị công ty Hải Hà nhận thấy chi phí điện năng bằng 42%
chi phí điện năng cho hệ thống sấy nóng nhưng chất lượng của kẹo vẫn đáp ứng được
yêu cầu.
Trần Đại Tiến và các cộng sự (2004), đã nghiên cứu cộng nghệ sấy lạnh cho
sản phẩm mực ống lột da. Kết quả là chất lượng của sản phẩm rất tốt, màu sắc mực
trắng trong đồng thời rút ngắn được thời gian sấy.
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

16. 8
Ngô Đăng Nghĩa và các cộng sự (2004), đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ
sấy lạnh kết hợp với sấy hồng ngoại bước đầu thử nghiệm trên một số sản phẩm như
sấy mực. Kết quả thu được rất tốt, đặc biệt là về mặt chất lượng cảm quan của sản
phẩm, an toàn về mặt vi sinh, đồng thời rút ngắn được thời gian sấy rất nhiều.
Từ những nghiên và cứu thực tế đi trước, việc tính toán thiết kế hệ thống sấy
lạnh kết hợp vi sóng là hoàn toàn có cơ sở lý thuyết cũng như thực tiễn.
1.2. Quá trình truyền ẩm trong vật thể sấy:
Quá trình sấy bao gồm hai quá trình xảy ra liên tiếp là :
Truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt và thoát hơi ẩm từ bề mặt vào
môi trường. Tốc độ sấy phụ thuộc vào biến đổi ẩm trong vật sấy và trên bề mặt vật
sấy.
Trong nhiều nghiên cứu người ta xem quá trình truyền nhiệt và truyền chất
đồng dạng nhau. Vì vậy tương tự như phương trình Furiê về dẫn nhiệt ta có phương
trình dẫn chất mô tả sự dẫn ẩm trong vật thể như sau:
qm = - m
 . u
 = - am . o
 . u

Trong đó : u
 - là gradien độ chứa ẩm.
u
 =
x
u


+
y
u


+
z
u


m
 - hệ số dẫn chất kg/m h độ thế
am - hệ số dẫn thế.
o
 - trọng lượng riêng của vật liệu khô.
Phương trình vi phân có dạng :


u
= am . u
2

Năm 1934 A.V Lưcôp đã phát hiện ra hiện tượng khuếch tán nhiệt của
vật ẩm xảy ra dưới tác dụng của gradien nhiệt độ. Hiện tượng này ảnh hưởng với
mức độ khác nhau đến quá trình dẫn ẩm trong vật thể. Trường hợp sấy tốc độ cao
ảnh hưởng của hiện tượng này càng lớn.
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

17. 9
Như vậy nếu kể đến ảnh hưởng của hiện tượng khuếch tán nhiệt thì phương
trình dẫn ẩm có dạng:
qm = - am . o
 . u
 + am . o
 .  t = qma - mt
q
Trong đó :
 - hệ số gradien nhiệt độ.
qma - dòng ẩm do dẫn ẩm.
mt
q - dòng ẩm do khuếch tán nhiệt.
Nếu hiệu số nhiệt độ và hiệu số độ ẩm giữa ở trong và ngoài vật càng lớn thì
tốc độ sấy càng lớn:
qm = qma + qmt
Nếu độ ẩm và nhiệt độ lớp bề mặt vật liệu lớn hơn bên trong vật thì sẽ kìm
hãm sự thoát ẩm bề mặt hoặc thậm chí có thể làm cho ẩm chuyển ngược lại từ ngoài
trong vật:
qm = qma - qmt
Khi sấy đối lưu vật sấy đặt trong dòng không khí hay khói nóng. Quá trình
truyền nhiệt thực hiện từ bề mặt vào trong vật sấy. Nhiệt độ bề mặt vật lớn hơn
nhiệt độ bên trong vật sấy, do đó chênh lệch nhiệt độ này ảnh hưởng xấu đến quá
trình dẫn ẩm từ trong vật sấy ra ngoài. Nói cách khác trong quá trình sấy đối lưu
việc dẫn ẩm từ trong vật sấy ra ngoài gây nên do gradien độ ẩm, còn gradien nhiệt
độ ngược lại làm kìm hãm sự dẫn ẩm.
Dòng ẩm từ trong vật sấy truyền ra ngoài trong sấy đối lưu là :
qm = qma - qmt
Khi sấy tiếp xúc sự gia nhiệt thực hiện ở một phía của vật sấy, gradien độ
ẩm có chiều từ bề mặt tiếp xúc hướng ra ngoài còn gradien nhiệt độ có chiều ngược
lại. Trường hợp này gradien nhiệt độ tăng cường quá trình sấy còn gradien độ ẩm
kìm hãm quá trình sấy. Dòng ẩm thoát ra từ vật sấy là:
qm = qmt - qma
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

18. 10
Khi sấy bức xạ, lúc đầu bề mặt được gia nhiệt rất nhanh gây nên độ chênh
ẩm rất lớn giữa tâm và bề mặt vật. Độ chênh này gây nên ứng suất cơ học đáng kể.
Nếu vật liệu là loại xốp mao dẫn thì khi ứng dụng cần phải kèm theo các phương
pháp gia nhiệt khác nữa.
Khi sấy bằng bức xạ hồng ngoại, tia này có thể đâm xuyên thâm nhập vào
chiều sâu vật thể 35 mm, vì vậy ở chiều sâu này nhiệt độ vật thể lớn hơn nhiệt độ
bề mặt vật thể. Ở khoảng chiều sâu này gradien độ ẩm và gradien nhiệt độ đều gia
tăng dòng ẩm thoát ra từ vật. Vì vậy sấy bức xạ bằng tia hồng ngoại rất hiệu quả với
các vật liệu mỏng (chiều dày nhỏ hơn 10 ~12 mm).
1.3 Tổng quan về tình hình sử dụng sóng vi sóng.
1.3.1 Sử dụng sóng vi sóng trong lò vi sóng.[4]
1.3.1.1 Lịch sử ra đời.
Nam tước Spencer, kỹ sư vật lý hãng Raytheon -một trong những hãng chế
tạo radar lớn nhất thế giới- nhận thấy rằng năng lượng tỏa ra trong các ống xử
dụng cho radar tạo ra nhiệt. Năng lượng điện từ này làm ông nảy ra một ý: ông lấy
một nắm bắp khô gói vô trong một tờ giấy rồi đặt gói bắp vô trong range của ống thì
tức khắc những hạt bắp nổ thành bắp rang. Sau đó ông phát triển thành một
chương trình áp dụng cho nhà bếp và trình tòa lò vi-ba đầu tiên theo kiểu này.
Lúc đó nó có tên là Radarange (do chữ Radar và Range). Máy này có công suất
1600 watt. Nặng, cồng kềnh và đắt tiền,
lúc đầu dùng cho bệnh viện và căng tin
quân đội. Mãi đến năm 1967 hãng
Amana, một chi nhánh của Raytheon
mới đưa các lò micro-waves ra thị
trường. Có những nguồn cho rằng
Percy Spencer phát minh ra lò vi
ba nhờ tình cờ thấy miếng chocolate
mà ông để gần bộ hướng sóng bị mềm
đi khi ông làm việc về radar cho Hình 1.1. Lò vi sóng.
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

19. 11
viện kỹ thuật MIT ở Massachusetts năm 1945.Thấy có ích, phương thức này
được kỹ nghệ hóa dưới hình thức một cái máy hâm nóng thức ăn. Có nguồn khác
cho rằng nước Anh đã sáng chế magnétron, máy tạo ra những làn sóng ngắn nhưng
vào những năm 50 chính hãng Raytheon Hoa Kỳ đã áp dụng máy magnétron để
hâm nóng thức ăn và được làm cho hoàn hảo vào cuối thập niên 60.
1.2.1.2. Tại sao lò vi sóng đốt nóng được thức ăn ?
Sự đốt nóng được chia ra làm hai giai đoạn :
- Nước chứa trong thức ăn được hâm nóng bằng các sóng cực ngắn.
- Nước nóng sẽ truyền nhiệt cho các phần khác của thức ăn.
Ta biết rằng sóng kết hợp với một điện từ trường sẽ thay đổi chiều một cách
định kì. Nếu sóng điện từ có tần số 1 Hz, nó sẽ tạo ra một điện từ trường (nơi mà nó
đi qua) thay đổi chiều một lần trong một giây. Các sóng cực ngắn 2450 MHz đổi
chiều 2,45 tỉ lần mỗi giây.
Phân tử nước
Các phân tử nước nối với nhau
bằng nối hydrogen
Hình 1.2. Cấu tạo phân tử nước.
Phân tử nước được cấu tạo bởi một nguyên tử oxygen (O) và hai nguyên tử
hydrogen (H), chúng không mang điện. Tuy nhiên những electron có khuynh hướng
kéo về nguyên tử oxygen (vì oxygen có tầng ngoài cùng chứa 6 điện tử nên có
khuynh hướng thu thêm 2 điện tử để bão hoà, bền hơn do đó có âm tính), kết quả
nguyên tử hydrogen bị mất bớt tính âm điện nên có khuynh hướng mang điện tích
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

20. 12
dương. Nghĩa là trong phân tử nước có hai đầu dương của hydrogen và một đầu âm
của oxygen. Sự mất thăng bằng tạo một điện trường nhỏ trong mỗi phân tử nước.
Ðiều này gây cho phân tử nước trở nên rất nhạy cảm đối với tia điện từ, đặc biệt là
tia sóng vi-ba. Tia vi-ba trong lò có tần số lý tưởng là 2,45 GHz để cho năng lượng
của chúng có thể hấp thu bởi phân tử nước. Trong một điện từ trường mạnh, phân tử
nước hướng theo chiều các đường sức. Sự cọ xát giữa các phân tử với nhau tạo ra
nhiệt (giống như khi bạn xoa hai tay với nhau, sẽ thấy nóng). Không khí, chén dĩa
bằng thủy tinh hay sành sứ đều không bị ảnh hưởng của sóng micro nhưng kim loại
thì tác động trên sóng này. Cách nấu từ "bên trong" sẽ nhanh chóng, thức ăn ít bị
mất nước.
1.3.2. Sử dụng sóng vi sóng để sấy phân bón.
Trong sản xuất phân hỗn hợp, quá trình sấy ảnh hưởng nhiều tới số lượng và
chất lượng của sản phẩm. Phương pháp sấy phân bón thông thường có một số
nhược điểm là: làm hao hụt các chất dinh dưỡng và làm xảy ra hiện tượng đóng tảng
khi nhiệt độ sấy vượt quá điểm nóng chảy. Sử dụng sóng vi sóng để sấy phân hỗn
hợp có thể hạn chế được các nhược điểm trên, quá trình sấy bằng sóng vi sóng còn
có nhiều ưu điểm như: nó nhanh hơn rất nhiều so với phương pháp sấy thông
thường, phù hợp với các sản phẩm có chất lượng cao và các vật liệu nhậy cảm với
nhiệt độ sấy, thân thiện với môi trường.
Từ các kết quả thí nghiệm người ta có một số kết luận như sau:
* Nhiệt độ của không khí thổi vào lò sấy ảnh hưởng nhiều tới năng suất sấy.
Việc thổi không khí có nhiệt độ thấp (10 0
C) làm giảm năng suất sấy so với khi
không dùng quạt gió. Khi thổi không khí nóng, năng suất sấy tăng lên, tuy nhiên
nếu nhiệt độ sấy tăng quá cao sẽ tăng mức tiêu thụ năng lượng, làm giảm hiệu quả
của việc sử dụng năng lượng. Nhiệt độ gió ở mức tối ưu là 400
C.
*Khối lượng vật liệu sấy phải tương ứng với công suất nguồn sóng vi sóng.
Tuy nhiên, nếu công suất vi sóng quá cao sẽ làm urê bị phân hủy.
*Giai đoạn áp dụng sấy vi sóng hiệu quả nhất là nửa phần sau của quá trình
sấy (phần đầu sấy theo phương pháp thông thường), tại đây hầu hết phần ẩm trong
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

21. 13
lõi của hạt phân bón sẽ bốc hơi trực tiếp nhờ có nhiệt độ cao. Ở các quá trình sấy
thông thường, việc làm bốc hơi phần ẩm trong lõi của hạt phân bón là rất khó khăn,
việc áp dụng sấy bằng sóng vi sóng đã giải quyết được khó khăn này.
(nguồn của VŨ TRUNG Theo Fertilizer International, 7-8/2004).
1.3.3. Sử dụng sóng vi sóng để sấy nệm cao su.
Trước đây việc sản xuất nệm hơi và gối ngủ cao su được làm theo qui trình
thủ công, sản phẩm khi qua lò sấy nhiệt độ chỉ đạt từ 70 - 150o
C nên sản phẩm vẫn
còn độ ẩm nhất định (khoảng 30%). Điều này khiến cho độ bền của nệm, gối không
được cao. Khi xử lý bằng sóng vi sóng, nhiệt độ lên tới 300 C
o
nên được sấy khô
hoàn toàn, đảm bảo an toàn cho nguời sử dụng về mặt vệ sinh đồng thời kéo dài tuổi
thọ của sản phẩm đến 7 năm (không bị biến dạng, mất màu),việc áp dụng sấy nóng
bằng sóng vi sóng còn làm rút ngắn thời gian sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
Đây là công nghệ hiện đại của Đức lần đầu tiên được ứng dụng ở nước ta để
sản xuất nệm cao su thiên nhiên và gối ngủ cao cấp. Với qui trình công nghệ tự
động, nệm gối cao su vừa ra khuôn sẽ đi qua băng chuyền có hệ thống sóng vi ba xử lý.
Công ty nệm Vạn Thành đã đầu tư 1 triệu USD để nhập công nghệ Đức đưa
vào sản xuất tại nhà xưởng ở huyện Củ Chi (thuộc ấp Bến Đò, xã Tân Phú Trung)
từ cuối năm 2006.
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

22. 14
1.3.4 Máy sấy chân không vi sóng.
Hình 1.3. Máy sấy chân không vi sóng.
Máy sấy hút chân không kết hợp gia nhiệt bằng sóng vi ba nhằm tăng hiệu
suất bay hơi, ẩm trong nguyên liệu được gia nhiệt nhanh và bay hơi thoát ra môi
trường bên ngoài. Tốc độ sấy tăng so với kiểu gia nhiệt truyền dẫn, phương pháp
gia nhiệt kiểu này tạo hiệu suất sấy cao ít hao phí năng lượng. Thiết bị được chế tạo
theo công nghệ tiên tiến. Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: Thực phẩm,
dược phẩm, hóa chất... xuất sứ Trung Quốc.
Đặc thù của thiết bị :
+ Bên cạnh sự vượt trội của gia nhiệt vi sóng như tốc độ gia nhiệt nhanh,
hiệu suất gia nhiệt cao, bảo đảm 100% nguyên liệu được gia nhiệt đồng đều, ngoài
ra thiết bị còn có những điểm đặc biệt như sau:
+ Vì nhiệt độ sấy (điểm bay hơi của nước) thấp nên phù hợp cho sấy các
nguyên liệu nhạy nhiệt.
+ Vì kết cấu của tủ cho phép nguyên liệu quay vòng bên trong nên năng
lượng của vi sóng được tiếp xúc đồng đều với nguyên liệu nên tác động gia nhiệt
sấy lên nguyên liệu đầy đủ, tránh được các hiện tượng không đồng đều...ví dụ như
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

23. 15
một số thì quá khô, một số phần thì bị ướt...điều này hay xảy ra ở dạng tủ sấy chân
không thông thường.
+ Bên trong tủ nhẵn bóng, không có các góc cạnh rất dễ lau chùi rửa, đạt tiêu
chuẩn GMP trong dược phẩm.
Ứng dụng
+ Phù hợp cho sấy nhiều loại nguyên liệu khác nhau, nhiều kiều hình dạng
nhiều mức độ hàm ẩm.
+ Ứng dụng trong sấy đông dược: toàn bộ các loại thuốc đông y, viên hoàn,
so sánh với dùng loại máy sấy khác thì tiết kiệm tới 2/3 năng lượng…
+ Khi ứng dụng cho cao đặc đông y, thiết bị làm khô rất tốt. so với máy sấy
phun thì năng lượng tiêu hao chỉ bằng 1/5 và thu hồi sản phẩm là 100%. không gian
chiếm dụng cho tủ chỉ bằng 1/3 các máy sấy khác.
Bảng 1.1. Thông số cơ bản của một số máy sấy chân không vi sóng.
Ký hiệu
Số
lượng
đầu
vi
sóng
Công
suất vi
sóng
(kw)
Kích thước
khay chứa
(mm)
Số
lượng
khay
Khối
lượng
nguyên
liệu/mẻ
Kích thước máy
(mm)
WHZ - 0 3 3 550*190*85 4 2-5 1600*1000*2250
WHZ - 1 6 6 650*300*130 5 4-10 1800*1400*2300
WHZ - 2 12 12 850*300*130 6 8-20 2000*1400*2350
WHZ - 3 18 18 630*300*130 12 12-30 2400*1400*2350
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

24. 16
1.3.5. Sử dụng sóng vi sóng để sấy gỗ tươi.
Trước đây việc sấy gỗ thường sử dụng các phương pháp sấy nóng hoặc sấy
lạnh. Nhưng các phương pháp này có nhược điểm là thời gian sấy kéo dài chi phí
năng lượng cho sản xuất lớn. Công ty TNHH Minh Dư (70Bis Trần Đình Xu,
phường Cô Giang, quận 1, TP.HCM) vừa nghiên cứu và chế tạo thành công máy
sấy gỗ tươi hiệu Gosaviba 20. Đây là loại máy sấy gỗ đầu tiên được một DN trong
nước chế tạo theo nguyên lý dùng sóng cao tần (sóng viba) làm nóng và tách ẩm ra
khỏi gỗ. Gosaviba 20 được thiết kế với công suất 100kW, có thể sấy 4m 3
gỗ
tươi/ngày, sấy được các loại gỗ tròn có đường kính 20cm. Gỗ sau khi sấy trong 4
giờ, độ ẩm chỉ còn 8%-10%, chất lượng đạt 90% (trong khi sấy bằng công nghệ
nhiệt phải mất tới 15 ngày). Ngoài ra, Gosaviba 20 còn dùng để sấy các loại nguyên
vật liệu khác như carton, vải và sấy khô các loại nông sản thực phẩm với hiệu quả
cao mà không làm thay đổi tính chất ban đầu (Theo Sài Gòn giải phóng).
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m

25. 17
Chương 2
TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH TRONG HỆ THỐNG SẤY
2.1. Nhiệm vụ thiết kế và phương án thiết kế.
2.1.1 Nhiệm vụ thiết kế.
- Thiết kế thiết bị sấy lạnh–vi sóng dạng buồng sấy với năng suất 1kg/mẻ.
- Thiết bị về kết cấu phải đơn giản, dễ vận hành bảo dưỡng, sửa chữa, giảm
chi phí đầu tư kinh tế cho một mẻ sấy.
- Chất lượng sản phẩm sấy phải cao, đảm bảo các chỉ tiêu về chất lượng
như giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan phải cao hơn các phương pháp sấy phổ biến
khác.
- Thời gian sấy của một mẻ sấy phải ngắn hơn so với phương pháp sấy lạnh
và các phương pháp sấy khác.
- Thiết bị phải có khả năng sử dụng cho đa dạng sản phẩm sấy và đặc biệt
phải dùng được cho một số loại sản phẩm nhạy nhiệt.
- Khả năng tự động hóa cao, chi phí vận hành giảm, tuổi thọ dài.
2.1.1. Phương án thiết kế.
Phần lớn người ta dùng phương pháp sấy nóng để sấy các VLS nhưng có một
số vật liệu hay nông thủy sản thực phẩm sấy nóng thì không phù hợp. Khi đó dùng
phương pháp sấy lạnh thì chất lượng và giá trị cao hơn phương pháp sấy nóng rất
nhiều. Nhưng trên thực tế thì phương pháp sấy lạnh vẫn chưa được ứng dụng vào
thực tiễn sâu rộng, lý do chủ yếu là thiết bị này thời gian sấy vẫn còn dài và chi phí
điện cao làm tăng chi phí sản xuất.
Như vậy để phát huy ưu điểm của công nghệ sấy nhiệt độ thấp (sấy lạnh)
chúng ta nên tìm cách giảm thời gian sấy và giảm chi phí sản xuất. Để có thể có được
sản phẩm chất lượng cao mà chi phí sản xuất ở mức chấp nhận được.Trong bài luận
án tốt nghiệp này xin tôi giới thiệu một mô hình sấy bằng sóng vi sóng kết hợp với
sấy lạnh.
Trong hệ thống này các bộ phận được bố trí với chức năng nhiệm vụ như sau:
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
Tải bản FULL (file word 58 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

26. 18
- Hệ thống lạnh được sử dụng để ngưng ẩm, tách phần ẩm trong tác nhân
sấy (không khí ẩm) và làm mát bộ phận phát vi sóng và quạt cấp gió.Để đảm bảo
các bộ phận này làm việc ổn định lâu dài,tuổi thộ cao.
- Hệ thống điện trở được sử dụng để gia nhiệt cho tác nhân sấy, làm giảm
độ ẩm tương đối  (%). Tăng khả năng nhận ẩm thoát ra.
- Hệ thống phát vi sóng được sử dụng để kích động ẩm bên trong vật sấy,
tăng cường khếch tán nội, tạo cho chiều của gradien nhiệt độ theo chiều làm tăng
dòng ẩm thoát ra.
- Quá trình sấy được thực hiện trong buồng sấy kín.
- Nhiệt độ tác nhân sấy và thời điểm phát vi sóng được kiểm soát một cách
chặt chẽ thông qua rơle nhiệt độ và rơle thời gian.
2.2. Tính toán thông số của vật liệu sấy.
2.2.1. Tính khối lượng VLS vào và ra.
Nếu gọi G1, W1 và G2, W2 tương ứng là khối lượng và độ ẩm tương đối của
VLS đi vào và đi ra khỏi TBS thì rõ ràng lượng ẩm đã bốc hơi trong TBS bằng:
2
1 G
G
W 

Do khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước và sau quá trình sấy không đổi và
bằng nhau nên ta có :
)
1
(
)
1
( 2
2
1
1 
 


 G
G
Gk :
 1 = 80 % ;  2 = 22 %
Thay số: G2 = G1 .
)
1
(
)
1
(
2
1




= 1.
)
22
.
0
1
(
)
8
.
0
1
(


= 0,256 (kg).
Như vậy khối lượng VLS ra là: 2
G = 0,256 kg.
2.2.2. Lượng ẩm cần bốc hơi.
 Lượng ẩm cần bốc hơi trong cả quá trình là:
W = 1 – 0,256 = 0,744 kg/mẻ
 Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ:

W
Wh  (kg/h).
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
Tải bản FULL (file word 58 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

27. 19
Thay số :
8
744
,
0

h
W = 0,093 (kg/h).
2.3. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết.
2.3.1. Xác định các thông số không khí trong quá trình sấy.
2.3.1.1. Quá trình sấy trên đồ thị I-d.
Hình 2.1. Đồ thị I-d của quá trình sấy lý thuyết.
Quá trình sấy được biểu diễn bằng đường 41234
 Giải thích các giai đoạn trong quá trình sấy:
- Giai đoạn 4-1: Xảy ra tại buồng gia nhiệt, không khí tại điểm 4(t 4 , 4
 )
chuyển động đối lưu cưỡng bức xung quanh điện trở và nhận nhiệt từ điện trở, kết
1
4
t3
0
3
2
I1
t2
t0
I4
I3
I2
 =100%
I
KJ/kgkk
d g/kgkk
t4
1

2

C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
C
l
i
c
k
t
o
b
u
y
N
O
W
!
P
D
F-XChange View
e
r
w
w
w
.docu-track.c
o
m
2262260