Đồ án nghiên cứu quy trình công nghệ sấy ớt tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt năng suất 200 kg

Bởi vì tác nhân sấy có độ ẩm thấp, nhiệt độ sấy thấp, tác nhân sấy tuần hoàn gần như khép kín nên giữ được màu sắc, mùi vị và hạn chế được sự thay đổi bất lợi so với các phương pháp sấ

Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HÒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

BPD KK HY

LUAN VAN TOT NGHIEP

NGHIEN CUU QUY TRINH CONG NGHE SAY OT TINH TOAN, THIET KE MAY SAY BOM NHIET

NANG SUAT 200 KG/ME Ngành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh

TP.HCM, tháng 6 năm 2009

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY

BPD KK HY

GRADUATE COMPOSITION

RESEARCH PROCESS TECHNOLOGY DRIED PEPPERS CALCULATION, DESIGN HEAT PUMP DRYER MODEL

WITH CAPACITY 200 KG/BATCH

Speciality: Heat and Refrigeration Engineering

Ho Chi Minh, city June, 2009

-ii-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

LỜI CÁM TẠ

- Từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành

luận văn này, chúng tôi luôn nhận được sự quan tâm chỉ dạy và sự giúp đỡ tận tình

của các thầy các cô Qua luận văn này, chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân

thành đến:

Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí - Công Nghệ

⁄ Ban Trung Tâm NL & MNN Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh

Y Quy thầy cô đã tận tình chỉ dạy chúng tôi trong thời gian học tập tại trường

v⁄ Thầy ThS Nguyễn Văn Xuân và cô KS Trần Thị Thanh Thủy - người trực tiếp

theo dõi, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi thực hiện đề tài này

- Cũng xin được cám ơn quý thầy, quý cô, các anh, các bạn ở Trung Tâm NL & MNN đã giúp đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đề tài tại trung tâm

-_ Cuối cùng, chúng tôi muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ cùng mọi người trong gia đình

đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng tôi trong những ngày học tập xa nhà

-_ Chúng tôi xin được gửi đến quý thầy cô, ba mẹ cùng tất cả mọi người lời chúc sức

khoẻ và lời cám ơn chân thành nhất !!!

-TÓM TẮT

1.Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SÁY ỚT, TÍNH TOÁN,

THIET KE MAY SAY BOM NHIET VOI NANG SUAT 200KG/ME”

2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

- Thời gian: từ tháng 06/04 đến tháng 30/06 năm 2009

- Địa điểm: tại Trung Tâm Năng Lượng & MNN, trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ

Chí Minh

3 Mục đích:

- Khảo nghiệm mô hình đã có sẵn với các chế độ sấy nhiệt độ khác nhau

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200 kg/mẻ dùng để sấy ớt

4 Nội dung:

Đề tài thực hiện với những nội dung sau:

+ Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt đã có sẵn tại trung tâm NL &

- Đã tìm ra quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt

- Tính toán, thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy ớt

-iv-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

WITH CAPACITY OF 200 KG/BATCH”

2 Duration and place:

- Duration: from April 6“ to June 30", 2009

- Place: At Center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

3 Objectives:

- Experiment of models available with The different dryings

- Calculation and design a heat pump dryers for drying chilli With capacity 200kg/

batch

4, Main content:

Project is implemented with main content follows

+ Experiment of dried chilli on the heat pump dryers available in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

+ Design model chilli dryer with heat pump capacity 200kg/ batch

5 Results:

- Have experience in dried chilli on the heat pump dryers in center for Agricultural Energy and Machinery, Nong Lam University

- Have found the process technology chilli drying on the heat pump dryers

- Calculation and design a heat pump dryers for drying peppers with capacity 200kg/ batch

MỤC LỤC

09”) 0v 0 li

SUMMARY -222-2222++222+22SE2E2EE2E1E22211272112111.71112711 1111 211 2211 cr Vv 9/9000 ^-443.-—-., ÔÒÔỎ vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIET TẮTT - ¿2+2 +++22++£EEEttEErtrxrrerxrrrrrree ix M.9)83 009 \ei.ii)) 0n x

Chương 1 MỞ ĐẦU 2222 22+22St2EEEEESEEE22ESEEEE23211E71171 271.111 eerrcre 1 Chương 2 TỎNG QUAN -22 22-52222222 2EESEEE221E2212731211E71171 271271111 se 3

bà Ni 17 sä14‹.434 HẠ, , 3 2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay : -¿-+cs++seecxzcrx 3

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ . -++©52++22+2xx++E+xrtxkxsrrrrrrrrerrrree 4 2.1.3 Tính chất vật lý, thành phần hóa học của ớt cay,

2.2 Sơ lược về công nghệ sấy rau quả

2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sắy

2.2.2 Giản đồ trắc ẩm

2.2.3 Phân loại phương pháp say

2.3.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt

Chương 3_ NỘI DƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiêm - ¿2 +©2++++zezsx+x++ 20 3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS -:c-+c+ 20

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VI: . « s«c sec se 20

3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS ¿-22:©22+2 x22 E222122111271111112111 11 c2 21

3.3.3 Xác định dung trọng của VLS - ¿+ St nh về 21 3.3.4 Phương pháp xác định màu: . + + + + xe Eekeseeseesreerrere 21

3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm : 22+ 5+2 +£+#+£xv+rxetrxtrxezzxerrxe 21 3.4.1 Lựa chọn chế độ sấy - + 2© + tt 9EEtEx2ExcEEEEEEeEkrrxerrxerkrrrrrrrrrr 21 3.4.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm -2 2 2 ©5+©++z+++z++zsez+ 21

-vi-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

4.2.2 Tính toán kích thước buồng sấy 2 +22 x#+xx+czx+rxsrrxrrxeee 39

4.2.3 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d - 52+ 40

4.2.4 Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d - -: ¿55+ +c5+ 42

4.2.5 Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiỆt - 2-52 ©52©+++2z+zsez+ 48

4.2.6.Tính toán đàn ngưng ( Thiết bị gia nhiệt bằng không khí ) 52 4.2.7 Tính toán đàn bay hơi (Thiết bị làm lạnh không khi 58

4.2.8 Tính chọn máy nÉn - ¿- 2-52 + 12x S3 1 ng vn rưưy 69

4.2.9 Tính toán trở lực và chọn quậtt - - + «+ + + + test tsreseesreereere 73

4.3 Ướt tính chi phi sấy và thời gian hoàn vốn -. 2 ++©+++se+sx+cx+2 71 4.3.1 Các thành phần chỉ phí - 2 + 22 5£2+2£+t£xeExevExevrevrrrrrxrrrree 717 4.3.2.Tống thu và thời gian hoàn vốn + ¿+2 xe vxx+czxvrxrrrsrrsree 79 Chương 5 KÉT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ , 22-22 sex SEEvExterxrrrxrrxerrrerree 80

R2) 8n 7d 80

IV 108)0097) 004 c ô 81

0009/22 83

Phụ lục 1 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 °C, ngày 07-08/05/20009 83

Phụ lục 2 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 °C, ngày 12-13/05/2009 §4

Phụ lục 3 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 °C, ngày 14-15/05/2009 §5

Phụ lục 4 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 50 °C, ngày -19/05/2009 86

Phụ lục 5 Bang số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 55 °C, ngày 19-20/05/2009 §6

Phụ lục 6 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ớt ở 45 °C, ngày 21-22/05/2009 §7

Phụ lục 7 Hình ảnh máy sấy dùng cho khảo nghiệm . - - ¿+ 88

Phy luc 8 Ot sau khi ngâm muối và ớt khi chần 2+ +25 +2 88

Phụ lục 9 Hình ảnh của ớt truGc Khi SAY cccccecsessssssssssssssessesssesssceseesseesseeseesseesss 88 Phụ lục 10 Hình ảnh ớt sau khi sấy ở các chế độ sấy - ¿se se css+ 89

Phu luc 11 Cac dụng cụ dùng trong khảo nghiệm «+ «5+ ++£++£+*£+x++ 89 Phụ lục 12 Các tính chát nhiệt động của R22 - 5< «5+ + 2s se see 91

Phục lục 13 Phiéu Cho Didm ccccsseccssessssessssssssecssecsssessssccssecsseeesuecsseseeseessneesnees 95

viii

-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả

Hình 2.2: Kết cấu giản đồ trắc âm t-d

Hình 2.3 Các quá trình trên giản đồ t~d - 2-22 52 + SEE+Extzrxrrxrrrxerrrerree 10

Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát phân loại MN lạnh 2- s2 2++zx+£z++tse+zxevse+ 15

Hình 2.5 Máy nén kín (trái) và máy nén nửa kín (phải) «5 «5s «5s <+s<+s+ 15

Hình 2.6 Dàn bay hơi làm lạnh không khí - - + + 5+ + +*£+*+++‡+x + sex 16 Hình 2.7 Dàn bay hơi làm lạnh ƯỚC - + + + + SE #£#£+E£veveveeeee 16

Hình 2.8 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí + 52 52522 s22 16

Hình 2.9 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước -¿+22++++v+++zx+rcsve2 17

Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo máy sấy bơm nhiỆt 2-22 s2 ©52++2zxv£z+erxezzxerree 18 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt . 2-2-5 s22c++se+zxe s2 18

Hình 4.1 Máy sấy khảo nghiệm 2:22 22 222E+E2E2EYE22EEEEEEtEEErrrrrrrrrrrrrree 24

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý máy sấy bơm nhiệt dùng đề sấy thi nghiém 25 Hình 4.3 Quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy thí nghiệm - - 27 Hình 4.4: Quá trình giảm ẩm của ớt theo thời gian ở 45°C 2: + se se x2 29 Hình 4.5 Quá trình giảm âm của ớt theo thời gian ở 50°C . -2 s¿- 55+: 30 Hình 4.6 Quá trình giảm âm của ớt theo thời gian ở 55°C :- 5+ -5+ 32

Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý của TBS bơm nhiỆt 2 52-552 222222+2xvsezxrerxee 38

Hình 4.8 Đồ thị I —d cho quá trình sáy lý thuyết -.2- +2 secs++seecxzvrx+ 40 Hình 4.9 Đồ thị I- d cho quá trình sấy thực . ¿2c + ©++2z++tx++txezxeezxzvrxe 46

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy bơm nhiỆt -.2:- 5255522552252 49

Hình 4.11 Chu trình hồi nhiỆt 222252 +22++222E£EE+22EEEEEYtEExrrrrrrrrrrerree 50 Hình 4.12 Cấu tạo dàn ngưng không khí đối lưu cưỡng bức 53

Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bang 4.1: Kích thước, khối lượng của quá ớt sừng trâu - s2 5252 23

Bang 4.2 Do ẩm độ đầu của ớt sừng tra .ccecccecccsssesssesseessesssesssssecsseesessseeeseesesseease 24

Bảng 4.3 Dung trọng ỚI - - - (1 TH TH TT nàn HH HH Hư 24

Bảng 4.4 Thông số tại các điểm nút của đồ thị 5-75 52+v2cvcccvrvsrxrrrrree 51

Bang 4.5 Thông số trạng thái của các điểm nút trên dé thi của may nén

XỈ

-Chương 1 MỞ ĐẦU

Nước ta là nước nhiệt đới nên có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển và chế

biến rau quả cũng như các loại cây nông sản, vì vậy diện tích gieo trồng và sản lượng khá cao Tuy nhiên một số mặt hàng xuất khẩu còn bị hạn chế đo chất lượng chưa đạt

yêu cầu, muốn cải thiện được khuyết điểm đó thì công nghệ chế biến và bảo quản sau thu hoạch cần được áp dụng ngay

Để hiện đại hóa công nghệ sau thu hoạch rau quả trong ngành nông nghiệp Việt Nam thì chúng ta cần phải tiếp cận và áp dụng các công nghệ sấy nhằm tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao là việc làm rất cần thiết và cấp bách trong giai đoạn mở cửa

hội nhập kinh tế như hiện nay Trong các loại nông sản như cà chua, ot, chuối,

nam vv thì ớt cay là mặt hàng xuất khâu tương đối có giá trị Say ớt là phương pháp

làm khô ớt bằng nhân tạo với nhiều ưu điểm: chủ động sản xuất, ít tốn thời gian và

đảm bảo được chất lượng sản Để đạt được những ưu điểm trên thì chúng ta phải chọn

dạng máy sấy, chế độ sấy, các yếu tố ảnh hưởng đến như thế nào là tối ưu nhất?

Với các loại rau, củ, quả, dược liệu khi say ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học nhu hooc mon, mau, mui vi, men, vitamin, protéin va lam

thay đổi chất lượng sản phẩm Sấy lạnh bằng nguyên lý bơm nhiệt là một trong những phương pháp đáp ứng được những yêu cầu khắt khe về chất lượng sau khi sấy Bởi vì tác nhân sấy có độ ẩm thấp, nhiệt độ sấy thấp, tác nhân sấy tuần hoàn gần như khép

kín nên giữ được màu sắc, mùi vị và hạn chế được sự thay đổi bất lợi so với các

phương pháp sấy thông thường

Như vậy, việc tìm tòi và phát triển rộng rãi các hệ thống hút ẩm và say lạnh thực phẩm, nông sản sau thu hoạch, lâm sản, dược liệu là một yêu cầu cấp bách khuyến

khích phát triển nông nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, sản xuất các mặt hàng thay

thế nhập khẩu và xuất khẩu ra thị trường thế giới, tiết kiệm năng lượng, giảm vốn đầu

tư và giá thành sản phẩm

Bơm nhiệt là thiết bị nhiệt-lạnh được xem là có khả năng tiết kiệm năng lượng

nhất hiện nay Qua nhiều năm nghiên cứu và triển khai ứng dụng để hút ẩm và sấy lạnh thấy rằng bơm nhiệt có rất nhiều ưu điểm và rất có khả năng ứng dụng rộng rải

-1-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

trong điều kiện khí hậu nóng âm, phù hợp với thực tế Việt Nam, mang lại hiệu quả

kinh tế - kỹ thuật đáng kể Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù hợp với những sản phẩm

cần giữ trạng thái, màu mùi, chất dinh dưỡng và không cho phép sấy ở nhiệt độ cao,

tốc độ gió lớn

Đáp ứng những yêu cầu trên nên nhóm chúng tôi đã thực hiện luận văn “nghiên

cứu quy trình công nghệ sấy ớt, tính toán và thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng đề sấy ớt

với năng suất 200kg/mẻ”

Mục đích của luận văn nhằm nghiên cứu qui trình công nghệ sây ớt và tính toán

thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng cho việc sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ

Cụ thể luận văn sẽ giải quyết các vấn đề sau:

+ Khảo nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt sẵn có ở Trung Tâm NL & MNN

với nhiều chế độ sấy khác nhau, từ đó xác định được các thông số làm việc thích hợp

của quá trình sấy và thiết bị

+ Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt dùng sấy ớt với năng suất 200kg/mẻ dựa trên cơ sở các thông số cơ bản rút ra từ kết quả khảo nghiệm

+ Đề tài thực hiện với sự hướng dẫn của ThS Nguyễn Văn Xuân và KS Trần

Thị Thanh Thủy, bắt đầu từ ngày 06/04/09 đến 30/06/09 tai Trung Tâm NL & MNN.

Chuong 2 TONG QUAN

2.1 Tổng quan về ớt cay

2.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc và phân loại ớt cay

- Ớt cay có tên khoa học là capsicum annum L họ cà

solanaceae, có nguồn gốc từ Mỹ, từ một dạng ớt cây hoang

dại, Cây ớt là cây gia vị, thân thảo, thân dưới hóa 20, có

thể sống vài năm, có nhiều cành, nhánh lá mọc so le, hình

thuôn đài, đầu nhọn, hoa mọc đơn độc ở kẽ lá Quả ớt có

nhiều tên gọi khác nhau như Lạt Tiêu, Lạt Tử, Ngưu Giác

Tiêu, Hải Tiêu Cây ớt được thuần hóa phát triển ở châu

Âu và được trồng ở châu Á vào thế ky XVL Ở nước ta,

diện tích trồng ớt cay tập trung vào khoảng 3000 hecta, năm cao nhất (1988) lên tới 5700ha Vùng ớt cay chuyên canh chủ yếu ở khu vực miền trung, Quảng Bình, Quảng

Trị, Thừa Thiên — Huế Mỗi tỉnh có diện tích hàng nghìn ha Sản phẩm ớt bột hiện

đang đứng vị trí thứ nhất trong mặt hang rau — gia vị xuất khẩu Theo số liệu thống kê

sơ bộ của Tổng cục Hải quan, Trong nửa đầu tháng 09/2007, kim ngạch xuất khâu ớt

của cả nước đạt trên 450 nghìn USD, tăng 16,7% so với cùng kỳ tháng trước, mang lại

nhiều hiệu quả kinh tế cho nha nông, Ớt cay là một loài cây gia vị được ưa thích trên

khắp thế giới nhơ màu sắc, mùi vị và có giá trị dinh dưỡng lẫn giá tri y học

- Điều kiện trồng

Cây ớt phát triển tốt ở đất thịt nhẹ, đất pha cát dễ thoát nước Hạt ớt nảy mầm ở

25-30°C, dưới 10°C hạt không mọc Thời kỳ ra hoa cần nhiệt độ 15- 20°C, cần nhiều

ánh sáng Cây ớt có khả năng chịu hạn cao, lúc ra hoa chỉ cần độ ẩm trên 70% Song

không chịu được úng, độ ẩm trên 80%, bộ rễ kém phát triển, cây còi cọc

- Ớt được chia thành nhiều loại như sau:

+ Ớt sừng bò: Được trồng rộng rãi ở vùng đồng bằng trung du Bắc bộ như Hà Nội, Thái Bình, Hưng Yên vv Thời gian sinh trưởng của ớt sừng bò từ 110 đến 115 ngày, tùy theo vụ Quả đài 10 + 12 cm, đường kính qua 1 + 1,5cm Khi chin mau đỏ tươi,

Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

trồng 35-40 ngày đã có quả Nếu trồng riêng rẽ từng cây trong vườn thì ớt sừng bò có

thể sống 2-3 năm Tỉ lệ chất khô 21 + 22%

+ Ớt chìa vôi: Được trồng phổ biến ở Quang Binh, Quang Tri, Thừa Thiên Hué,

các tỉnh ven biển Miền Trung Thời gian sinh trưởng từ 115-120 ngày, cây cao 40 + 45

cm có 4 + 5 cành, mỗi cây cho 40 + 45 quả Quả tương đối nhỏ quăn queo và nhiều hạt

có tỉ lệ chất khô khoảng 18%

+Ớt cay 01: Hai giống ớt trên có quả to, nhiều, màu đẹp nhưng hay bị thán thư, vi

rút và nhện trắng phá hại Phân viện khoa học miền Nam đã tạo ra được một số giống

01 do lai giữa ớt xiêm và ớt chỉ thiên có chất lượng tốt hơn: chất khô cao, bột quả giữ

được màu đỏ, đẹp, được người tiêu dùng ưa thích, rất phù hợp với việc làm ớt bột

Chúng có chiều dai 1,2 cm, đường kính khoảng 0,8 em, lúc chín màu đỏ tươi tỉ lệ tươi

trên khô là 3,3/1

- Thời vụ trồng ớt tương đối rộng Vụ đông - xuân gieo hạt từ tháng 10 đến tháng

12, trồng vào tháng 1-2, thu hoạch từ tháng 4-5 đến tháng 6-7 năm sau Vụ hè thu gieo

hạt từ tháng 6-7, trồng vào tháng 8-9, thu hoạch vào tháng 1-2 năm sau

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

- Diện tích ớt nước ta có khoảng 8000ha, tập trung chủ yêu ở các tỉnh miên trung

như Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên — Huế, Ninh Thuận, Bình Thuận và một số vùng ở Miền Nam như Củ Chi, Tây Ninh, Đồng Nai vv

- Để xuất khẩu ớt tươi thì ớt phải thẳng, đồng đều và màu đỏ tươi Còn ở dạng tiêu thụ là ớt khô thì khi sấy xong phải đảm bảo mùi vị, màu sắc, ẩm độ cuối cùng nằm

khoảng 8 + 10% là đạt tiêu chuẩn Theo Hiệp Hội các Phòng Thương Mại và Công

Nghiệp Ấn Độ Trong tài khoá 2007 - 2008, xuất khẩu ớt của Ấn Độ dự kiến đạt

200.000 tấn, còn ở Việt Nam kim ngạch xuất khẩu ớt của cả nước đạt trên 450 nghìn

USD, chủ yếu ở các thị trường như Singapor, Trung Quốc, Hà Lan vv

s* Tham khảo một số doanh nghiệp xuất khẩu ớt trong 15 ngày đầu thang 09/2007

Doanh nghiệp xuât khâu 2

Cty Co phan Nong thuy san Dat Doan Trung Quoc 165,500

Chỉ nhánh Cty Cô phân XNK Than

Cty TNHH Thuong mai DV Van tai Malayxia, 19.656

Cty TNHH Thuc pham Van Dac Phúc Dai Loan 16,537

a) Tinh cht vật lý

- Kích thước của quả ớt: là loại ớt mà chúng tôi nghiên cứu thuộc dạng ớt sừng trâu

có chiều đài quả ớt 10 ~15 cm và đường kính 1 + 1,5cm

- Âm độ: ẩm độ đầu của ớt khi mới thu hoach dao động từ 80 + 87%

- Khối lượng thê tích: khối lượng thể tích là 297 + 367 kg/m3

b) Thành phần hóa học của ót -

Ớt cay chứa một lượng capxaisin nhất định từ 0,05 + 2% Trong ớt đỏ còn có

caroten vừa là chất màu vừa là chất dinh dưỡng Màu đỏ của ớt không bền như cà chua

dễ bị biến nâu dưới tác dụng nhiệt và mất màu dưới tác dụng của ánh sáng Trong ớt

còn chứa các vitammin C, BI, B2 các axit xitric, malic mang giá trị dinh dưỡng cao

-5-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

2.2 Sơ lược về công nghệ sấy rau quả

- Các sản phẩm rau quả ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng Tuỳ vào từng mùa, từng vùng, quá trình canh tác sẽ có nhiều loại khác nhau

~ Một số tính chất của rau quả liên quan đến quá trình sấy:

+ Trong quá trình sấy rau quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc cơ

học và các biến đổi bất lợi khác làm ánh hưởng tới chất lượng sản phẩm Những biến

đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xỐp vV Hàm lượng

vitamin trong rau quả sấy thường thấp hơn trong rau quả tươi vì chúng bị phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy

+ Để tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều kiện để âm thoát ra khỏi rau quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích hợp cho

từng loại sản phẩm

- Say rau quả thường được thực hiện dưới ba dạng: nguyên dạng, lát mỏng, tinh bột

hoặc nhũ tương Tuỳ theo hình thức sản phẩm, công nghệ sấy rau quả có thê thực hiện theo sơ đồ sau: (Hình 2.1)

- Công đoạn chân, hấp nhằm tạo những biến đổi hoá lý thuận lợi cho quá trình sấy

sau này Dưới tác dụng của hơi nước, các vi sinh vật bị tiêu diệt, các hệ thống enzim mất hoạt tính, hạn chế tối đa khả năng biến màu trong khi sấy rau quả Những sản

phẩm nhiều tinh bột khi chan sẽ làm hồ hoá tinh bột, phá vỡ cân bằng bên trong tế bào dẫn đến sự thay đổi cấu trúc hệ thống có lợi cho quá trình trao đồi nhiệt lúc sấy

- Xử lý hoá chất nhằm hạn chế quá trình oxy hoá làm biến màu hoa quả khi sy

Các chất chống oxy hoá thường được sử dụng là: axit sunfurơ, xitric và các muối Natri

Nguyên liệu

Ỷ Rửa

Ỷ Chọn - phân loại

Ỷ

Got stra

Cat miéng (Hoặc đê nguyên)

90 °C thi fruetoza bat dau bị caramen hoá, các phản ứng tao ra mebanoizin, polime hoá

hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh và ở nhiệt độ cao hơn nữa rau quả có thể bị cháy

Rau quả đòi hỏi có chế độ sấy ôn hoà (nhiệt độ thấp) Nếu loại rau quả ít thành phần protêin thì nhiệt độ đốt nóng sản phẩm có thể lên đến 80-90 °C Nếu tiếp xúc nhiệt

-7-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Tran Thi Thanh Thủy

trong thời gian ngắn như sấy phun thì nhiệt độ sấy có thể lên đến 150 °C Đối với sản

phẩm không chần như chuối, đu đủ thì có thể sấy nhiệt độ cao, giai đoạn đầu 90 -

100 °C, sau đó giảm dần xuống

- Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ của VLS Nếu tốc độ tăng

nhiệt quá nhanh thì bề mặt mặt VLS bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại,

nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát am yéu

* Độ ẩm không khí:

- Muốn nâng cao khả năng hút âm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của

nó xuống Có 2 cách làm giảm độ ẩm tương đối của không khí:

+ Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife

+ Giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút âm

- Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên

bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi am tiép theo Nhung nếu độ 4m quá

cao sẽ làm tốc độ sấy giảm

- Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ âm tăng

lên (thông thường khoảng 40 - 60%) Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn

năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy

Người ta điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của

nó và lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy

v Lưu lượng của không khí

- Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong

các lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vay thoi

gian sấy thường kéo dai, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược

điểm này, người ta phải dùng quạt dé thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng

0,4 + 4,0 m/s trong các TBS Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tôn thất

nhiệt lượng

v Độ dày của lớp VLS

- Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm

giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của

không khí, dẫn đến sản phẩm bị "đỗ mồ hôi" đo hoi 4m dong lại

2.2.2 Giản đồ trắc Ấm

s* Kết cấu giản đồ trắc 4m

- Giản đồ trắc ẩm được vẽ từ phương pháp thống kê các thông số nhiệt động học

của không khí dưới những điều kiện bình thường của môi trường cho nên nó cũng chỉ

áp dụng được ở những điều kiện như vậy

- Giản đồ trắc âm cho ta biết 7 tính chất nhiệt động học của không khí ẩm ở áp suất 1

Âm độ tuyệt đối

Nhiệt độ bầu khô

Nhiệt độ bầu ướt

Nhiệt độ điểm sương

Hình 2.2: Kêt câu giản đô trac am t-d

- Trục tung thê hiện ẩm độ tuyệt đối của không khí p„ (kgH;O/kgkkk)

- Trục hoành thể hiện nhiệt độ bầu khô của không khí

- Các đường nghiêng hướng xuống từ trái sang phải và song song nhau chỉ enthalpy của không khí i (k]/kgkkk)

- Giao của đường enthalpy và đường @ = 100% chỉ nhiệt độ nhiệt kế ướt t„ ÓC)

- Các đường thẳng rất dốc hướng từ trái sang phải chỉ các giá trị thê tích riêng

(mẺ/kg) của không khí

- Các đường cong bắt đầu từ góc trái cho biết độ âm tương đối của kk 0%

Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Tran Thi Thanh Thủy

- Không khí được làm lạnh khi đi vào dàn lạnh nhưng vẫn chưa tách được am

trong khéng khi (qua trinh 1—2 trén hinh 2.3)

v“_ Quá trình làm lạnh tách ẩm:

-_ Không khí tiếp tục trao đổi nhiệt với dàn lạnh Đến khi nhiệt độ của không khí thấp hơn nhiệt độ điểm sương thì ẩm trong không khí bắt đầu ngưng tụ thành nước

(quá trình 2—>3 trên hình 2.3.)

v“_ Quá trình gia nhiệt:

- _ Không khí sau khi được tách ẩm tiếp tục qua TBNT để gia nhiệt làm giảm độ

ẩm tương đối @% nhằm tăng khả năng lấy ẩm từ VLS Đồng thời làm tăng nhiệt độ t

ÓC), enthalpy I (kJ/kgkkk), thể tích Tiêng (mỶ/kgkkk) Quá trình 3—› 4 trên hình 2.3 chính là quá trình gia nhiệt TNS

~ Quá trình sấy:

- Không khí sau quá trình gia nhiệt được quạt thổi qua buồng sấy Do

áp suất riêng phần của hơi nước trong TNS nhỏ hơn áp suất riêng phần của

nước trong VLS nên nước từ VLS chuyển thành hơi và đi vào tác nhân sấy

(quá trình 4—>Il trên hình 2.3)

-10-2.2.3 Phân loại phương pháp sấy

Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển ẩm

ra khỏi vật liệu âm mà chúng ta có hai phương pháp sấy:

*⁄ Phương pháp sấy nóng

⁄⁄ Phương pháp sấy lạnh

a Phương pháp sấy nóng

- Trong phương pháp sấy nóng TNS và VLS được đốt nóng Do TNS được đốt nóng

nên độ ẩm tương đối giảm dàn đến phân áp suất hơi nước P„„ trong TNS giảm Mặt

khác do nhiệt độ của VLS tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng nên phân

áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cũng tăng theo công thức

Trong dé: Pz áp suất trên bề mặt cột mao dẫn, N/mử

P,: ap suất trên bề mặt thoáng, Nim’

6: Suc cing bé mat thoáng,N/mẺ

ø, : mật độ hơi trên cột dịch thể trong ống mao dẫn, kg/m’,

p,: mat độ dịch thể, kg/mẺ

- Như vậy trong hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường:

- Giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.Tăng phân

áp suất hơi nước trong vật liệu sấy

- Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu

sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật Pụ, và phân áp suất hơi

nước trong tác nhân sấy Pạ tăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật

liệu sấy ra bề mặt và đi vào môi trường

- Do đó, HTS nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:

⁄“ Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng

mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống

sấy buồng, hệ thống sấy ham, hé thống say khí động

-11-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Tran Thị Thanh Thủy

⁄⁄ Hệ thống sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy

trong hệ thống sấy tiếp xúc, người ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lô, hệ

thống sấy tang

⁄“ Hệ thống sấy bức xạ: Vật liệu sây nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn âm

dịch chuyển từ lòng vật liệu say ra bé mat va tir bé mat vao méi truong Ở đây người ta

tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường bằng cách đốt

nóng vật

⁄“ Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tầng hoặc dùng năng lượng điện từ trường:

Khi vật liệu say đặt trong môi trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và

chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật

+ Uu điểm của phương pháp sấy nóng:

+ Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp sấy

lạnh

+ Năng suất cao và chỉ phí ban đầu thấp

+ Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi

nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ đầu mỏ, than đá, rác thải, cho đến điện năng

+ Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

+ Nhược điểm

+ Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ

+ Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao

b Phương pháp sấy lạnh

- Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước giữa VLS

va TNS bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong TNS P, nhờ giảm độ chứa âm d

Mối quan hệ đó được thể hiện theo công thức:

Bd

Trong đó: B: áp suất môi trường (áp suất khí trời)

- Khi đó, âm trong vật liệu dịch chuyên ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có

thể trên đưới nhiệt độ môi trường (t > 0 °C) và cũng có thể nhỏ hơn 0 °C

-12 Phương pháp sấy lạnh có thê phân loại như sau:

⁄⁄ HTS lạnh ở nhiệt độ t > 0 °C

- Với hệ thống sấy này, nhiệt độ VLS cũng như nhiệt độ TNS xấp xi bằng nhiệt độ môi trường, TNS thường là không khí Trước hết, không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ Sau đó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua VLS Khi đó, phân áp suất hơi nước

trong TNS bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt VLS nên ẩm từ dạng lỏng sẽ bay

hơi và đi vào TNS Như vậy, quy luật dịch chuyển am trong lòng VLS và từ bề mặt vật

vào môi trường trong các HTS lạnh giống như các loại HTS nóng Điều khác nhau ở đây là cách giảm phân áp suất hơi nước Pạ trong TNS Trong các HTS nóng đối lưu

người ta giảm Pạ bằng cách đốt nóng TNS (d = const) để tăng áp suất bão hoà dẫn đến giảm độ âm tương đối ọ Còn các HTS lạnh có nhiệt độ TNS bằng nhiệt độ môi trường

chang han, người ta tìm cách giảm phân áp suất hơi nước của TNS bằng cách giảm

lượng chứa ẩm d kết hợp với quá trình làm lạnh (sau khử ẩm bằng hấp phụ) hoặc đốt nóng (sau khử ẩm bằng làm lạnh)

dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp sang dạng hơi và đi vào TNS Như vậy trong HTS thăng

hoa, một mặt ta làm lạnh vật xuống dưới 0 °C mặt khác tạo chân không xung quanh

VLS

HTS chân không

- Nếu nhiệt độ VLS vẫn nhỏ hơn 273 °K nhưng áp suất TNS bao quanh vật P>610

Pa thì khi VLS nhận nhiệt lượng, nước trong VLS ở dạng rắn không thể chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào TNS mà trước khi biến thành hơi, nước phải chuyên từ thể rắn qua thể lỏng

-13-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

* Ưu điểm của phương pháp sấy lạnh

v Các chỉ tiêu về chất lượng như màu cảm quan, mùi vị, khả năng bảo toàn Vitamin C cao

v Thích hợp để sấy các loại vật liệu sấy yêu cầu chất lượng cao, đòi hỏi phải sấy

ở nhiệt độ thấp

+ Sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

+ Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường

%% Nhược điểm của phương pháp sấy lạnh

Y Gia thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn

_ Vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao

v Cấu tạo thiết bị phức tạp, thời gian sấy lâu

*_ Nhiệt độ môi chất sấy thường gần nhiệt độ môi trường nên chỉ thích hợp với một số loại vật liệu, không sấy được các vật liệu dễ bị vi khuẩn làm hư hỏng ở nhiệt độ môi trường như bị ôi, thiu, mốc

Y Do cuén bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh

2.3.4 Giới thiệu về máy sấy bơm nhiệt

e Bơm nhiệt là một thiệt bị dùng đê bơm một dòng nhiệt từ mức nhiệt độ thâp lên

mức nhiệt độ cao hơn, phù hợp với nhu cầu cấp nhiệt Để duy trì bơm nhiệt hoạt động

cần tiêu tốn một dòng năng lượng khác (điện năng hoặc nhiệt năng) Như vậy máy lạnh cũng là một loại bơm nhiệt và có chung một nguyên lý hoạt động Các thiết bị của chúng là giống nhau Người ta chỉ phân biệt máy lạnh với bơm nhiệt ở mục đích sử dụng mà thôi Máy lạnh gắn với việc sử dụng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm

nhiệt gắn với việc sử dụng nguồn nhiệt ở thiết bị ngưng tụ Do yêu cầu sử dụng nguồn

nhiệt nên bơm nhiệt hoạt động ở cấp nhiệt độ cao hơn

e Cấu tạo máy sấy bơm nhiệt: Gồm các thành phần sau:

1) Môi chất và cặp môi chất

Môi chất và cặp môi chất của bơm nhiệt có yêu cầu như máy lạnh Một vài yêu cầu

đặc biệt hơn xuất phát từ nhiệt độ sôi và ngưng tụ cao hơn, gần giống như chế độ nhiệt

độ cao của điều hòa không khí, nghĩa là cho đến nay người ta vẫn sử dụng các loại

môi chất như: R12, R22, R502 và MR cho máy tuabin Gần đây người ta chú ý đến

-14-việc sử dụng các môi chất mới cho bơm nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ dàn ngưng như:

R22, R113, R114, R12B1, R142

2) May nén lanh

Cũng như máy nén lạnh, máy nén là bộ phận quan trong nhất của bơm nhiệt Tất cả

các dạng máy nén của máy lạnh đều được ứng dụng trong bơm nhiệt Đặc biệt quan trọng là máy nén piston trượt, máy nén trục vít và máy nén tuabin Một máy nén bơm

nhiệt cần phải chắc chắn, tuổi thọ cao, chạy êm và cần phải có hiệu suất cao trong điều

kiện thiếu hoặc đủ tải

Trong kỹ thuật lạnh người ta phân loại máy nén lạnh thành những kiểu sau:

Máy nén pittông Máy nén Máy nén turbin|

dao động pittông quay

- Pitông trượt - Trục vít - Lï tâm

- Con lac - Roto lăn - Hướng trục

- Kiêu màng - Roto tâm trượt

-15-Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

3) Các thiết bị trao đổi nhiệt

Các thiết bị trao đổi nhiệt cơ bản trong bơm nhiệt là thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ Máy lạnh hấp thụ có thêm thiết bị sinh hơi và hấp thụ Giống như máy lạnh,

thiết bị ngưng tụ và bay hơi của bơm nhiệt cũng bao gồm các dạng: ống chùm, ống lồng ngược dòng, ống đứng và ống kiểu tắm Các phương pháp tính toán cũng giống

như các chế độ điều hoà nhiệt độ

Một số hình ảnh về thiết bị trao đổi nhiệt

Hình 2.9 Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước

4) Thiết bị phụ của bơm nhiệt

Tất cả các thiết bị phụ của bơm nhiệt giống như thiết bị phụ của máy lạnh Xuất phát từ yêu cầu nhiệt độ cao hơn nên đòi hỏi về độ tin cậy, công nghệ gia công thiết bị

cao hơn Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với dầu bôi trơn và đệm kín các loại trong hệ

thống

Do bơm nhiệt phải hoạt động ở chế độ áp suất và nhiệt độ gần sát với giới hạn tối đa nên các thiết bị tự động rất cần thiết và phải hoạt động với độ tin cậy cao để phòng ngừa hư hỏng các thiết bị khi chế độ làm việc vượt quá giới hạn cho phép

Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cũng cần có

van tiết lưu phù hợp

3) Thiết bị ngoại vỉ của bơm nhiệt

Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt là những thiết bị hỗ trợ cho bơm nhiệt phù hợp với

từng phương án sử dụng của nó Thiết bị ngoại vi của bơm nhiệt gồm một số

loại sau:

+ Các phương án động lực của máy nén như: động cơ điện, động cơ gas, động cơ

diesel hoặc động cơ gid vv

+ Các phương án sử dụng nhiệt thu ở dàn ngưng tụ Nếu là sưởi ấm thì có thể sử

dụng dàn ngưng trực tiếp hoặc gián tiếp qua một vòng tuần hoàn chất tải nhiệt, có thể

sử dụng để sấy, nấu ăn, hút ẩm Mỗi phương án đòi hỏi những thiết bị hỗ trợ khác

nhau

+ Các phương án cấp nhiệt cho dàn bay hơi Trường hợp sử dụng dàn lạnh đồng

thời với nóng thì phía dàn bay hơi có thể là buồng lạnh hoặc chất tải lạnh Ngoài ra

cũng có thể sử dụng dàn bay hơi đặt ngoài không khí, dan bay hơi sử dụng nước giếng

-17-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

là môi trường cấp nhiệt Cũng có những phương án như dàn bay hơi đặt ở dưới nước,

đặt ở dưới đất hoặc sử dụng năng lượng mặt trời

+ Các thiết bị điều khiển, kiểm tra tự động sự hoạt động của bơm nhiệt và các thiết

bị hỗ trợ Đây là những thiết bị tự động điều khiển các thiết bị phụ trợ ngoài bơm nhiệt

để phù hợp với hoạt động của bơm nhiệt

+ Nguyên lý làm việc và đặc điểm

-s* Nguyên lý làm việc:

- TNS là không khí ẩm được làm lạnh từ trạng thái ban đầu 3 đến trạng thái 1, quá

trình làm lạnh này có t¡< tạ; ứng với trạng thái 3 của KKA, phần lớn lượng nước trong KKA được tách ra trong giai đoạn này Ở trạng thái 1 không khí có độ âm ọ =100% và

nhiệt độ rất thấp Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t; (ứng với độ ẩm tương đối ọ; nhỏ đến giá trị cần thiết)

Sau đó không khí ở trạng thái 2 được đưa vào buồng sấy

- Do ở trạng thái 2 không khí có độ âm tương đối ọ; rất nhỏ cho nên nó sé hap thụ nước từ vật cần sấy và ra khỏi buồng sấy ở trạng thái 3

% Đặc điểm:

* Quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ TNS

v TNS dong vai tro trung gian hấp thụ nước từ VLS, nước này được ngưng tụ ở

dàn lạnh và được thải ra ngoài

* Quá trình sấy không cần thải bỏ tác nhân sấy nên đảm bảo rất vệ sinh

S Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của VLS như lúc còn tươi

v Ứng dụng để say các loại VLS không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật

ong, sản phẩm chứa nhiều Vitamin

* Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh)

* Sản phẩm thu được có chất lượng rất cao

-19-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

Chương3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm

- Thời gian: thực hiện đề tài từ 06/04/2009 đến ngày 30/06/2009

- Địa điểm: tại Trung Tâm NL & MNN Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

3.2 Nguyên liệu và trang thiết bị thí nghiêm

2 Vật liệu sấy: Là ớt cay loại sừng trâu chín mua ở chợ Thủ Đức, cùng một giống, một loại và từ một đầu mối cung cấp để có được nguyên liệu đầu vào én định Chọn

những trái chín còn nguyên có kích thước tương đối đồng đều, hình dạng không bị

cong méo Máy sấy thí nghiệm là máy sấy bơm nhiệt tại trường

v« Dụng cụ thí nghiệm:

- Nhiệt kế bầu khô, bầu ướt co độ chính xác độ chính xác +1°C, dùng đo nhiệt độ đề

xác định âm độ môi trường, do Trung Quốc sản xuất

- Nhiệt kế Bourdon dé đo nhiệt độ bầu khô, độ chính xác +1°C, để đo nhiệt độ bầu khô, hiệu DAEWON do KOREA sản xuất

- Thước thẳng, thước kẹp, dùng để đo kích thước trái ớt, độ chính xác +0,05mm, do

Nhật sản xuất

- Áp kế nghiêng dùng đo áp suất không khí sấy do Trung Tâm NL & MNN sản xuất

- Cân đồng hồ Nhơn Hòa có giới hạn cao nhất là 2000g, độ chính xác +10g

- Cân điện tử 310g, độ chính xác +0,01g, do Đức sản xuất, đồng hồ bấm giờ, các

khay đựng

- Đồng hồ điện năng HIOKI của Nhật sản xuất

- Đồng hồ đo tốc độ gió Windmaster 2 dùng đo tốc độ gió do Đức sản xuất

3.3 Phương pháp xác định các tính chất cơ lý của VLS

3.3.1 Xác định kích thước và khối lượng của VLS:

Sử dụng thước kẹp có độ chính xác là 0,05mm có thang đo từ 0,05 + 100mm Kích

thước ban đầu (kích thước dài) là kích thước lớn nhất của trái ớt Kích thước ngang

(đường kính) đo gần giữa trái ớt Chúng tôi tiến hành đo thí nghiệm 10 lần và thu được

kết quả trung bình của trái ớt

-20-3.3.2 Xác định ẩm độ của VLS

Âm độ là một thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn cứ

vào âm độ đầu và cuối mà chúng tôi có thể tính được thời gian sấy lý thuyết cũng như

thời gian bảo quản Âm độ đầu của ớt được xác định bằng phương pháp tủ sấy sau khi

đưa ớt qua xử lý hóa chất và chan

3.3.3 Xác đỉnh dung trọng của VLS

Do không có dụng cụ đo dung trọng của VLS, dung trọng của VLS được đo như sau: dùng xô đựng day ớt ngang bằng miệng, đặt lên cân lấy số liệu và sau đó đỗ nước vào bằng miệng xô rồi cân nước Lặp lại thí nghiệm 3 lần và lấy kết quả trung bình 3.3.4 Phương pháp xác định màu:

Bằng cách đánh giá cảm quan của nhiều người

3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.4.1 Lựa chọn chế độ sấy

Chúng tôi có thể thay đổi nhiều chế độ sấy khác nhau như: lưu lượng gió, vận tốc gió, ẩm độ TNS, nhiệt độ sấy vv để tìm ra quy trình công nghệ sấy ớt thích hợp Do thời gian hạn chế, hơn nữa máy sấy dùng để khảo nghiệm còn để cho sinh viên khác

thực tập nên chúng tôi chỉ chọn một thông số là nhiệt độ để tiến hành khảo nghiệm Mặt khác khi sấy rau quả, nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 60°C sẽ làm protein bị biến tính

nên chúng tôi chọn ba mức nhiệt độ sấy là 45°C, 50°C, 55°C dé sấy khảo nghiệm

Vậy chúng tôi bắt đầu sấy thí nghiệm trên máy sấy bơm nhiệt với ba mức nhiệt độ

14 45°C, 50°C, 55°C Mỗi mức nhiệt độ chúng tôi tiễn hành hai lần thí nghiệm, như vậy

có tất cả là 6 lần thí nghiệm

3.4.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm

Cân VLS cho vào các khay rồi đưa vào máy sấy, mở máy hoạt động và tiến hành

lấy số liệu Sau 1h ta đo được nhiệt độ môi trương, nhiệt độ sấy một lần Sau 2h đo

khối lượng ớt trong các khay để xác định sự giảm âm của vật liệu

-21-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

Trong đó: Œ„: khối lượng nước chứa trong vật liệu

G=G,+G, : khối lượng của toàn bộ vật liệu âm

*⁄ Ẩm độ tức thời được xác định theo công thức:

@¡ = 100 — [G¡ (100 — ø¡)]/G¡ % (3.3)

Trong đó: œ¡: âm độ tức thời theo cơ sở ướt tại thời điểm i %

G¡: khối lượng ướt ban đầu, g

œ¡: ẩm độ ban đầu của ớt, %

G¡: khối lượng ớt ở thời gian i, g

3.6 Phương pháp phân tích cảm quan

Việc đánh giá cảm quan được tiến hành bằng cách cho điểm theo thang tiểm từ

1 + 5 Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 10 người, đánh giá tổng quan về chất lượng Cảm quan ớt sấy gồm chỉ tiêu, màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc Mẫu đánh giá theo

phụ lục

3.7 Phương pháp xứ lý số liệu

Xử lý trên Excel để tính toán và vẽ các đồ thị thể hiện các yếu tố trong quá trình

sấy

3.8 Tính toán chỉ phí sấy và hiệu quả kinh tế

Tính toán chỉ phí và hiệu quả kinh tế của máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy ớt

-22-Chương 4 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Thí nghiệm sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt

4.1.1 Mục đích và yêu cầu:

~ Muc dich:

Dựa vào các tính chất cơ lý của ớt, tham khảo tài liệu, học hỏi các kinh nghiệm từ

các đơn vị có liên quan để chọn chế độ sấy phù phợp như: nhiệt độ, lưu lượng gió, âm

độ .vv Tiến hành thí nghiệm sấy với các thông số đã xác định từ đó rút ra các kết

luận cần thiết về quy trình công nghệ sấy ớt trên máy sấy bơm nhiệt Qua đó chúng tôi

tính toán và thiết kế máy sấy bơm nhiệt với năng suất 200kg/mẻ dùng để sấy ớt

Y Yéu cau:

Để đạt yêu cầu, sau khi sấy, ớt phải khô đều mà vẫn giữ nguyên được màu sắc, mùi vị và trạng thái Bề mặt của ớt không bị nhăn, ớt vẫn giữ được trạng thái nguyên hình, không bị giòn, dễ vỡ Có thể bảo quản trong thời gian dài

4.1.2 Vật liệu khảo nghiệm

Là ớt loại sừng trâu chín mua ở chợ Thủ Đức, cùng một giông, một loại và từ một

đầu mối cung cấp để có được nguyên liệu đầu vào ổn định Chọn những trái chín còn nguyên có kích thước tương đối đồng đều, hình dạng không bị cong méo

Tính chất cơ lý của trái ớt

⁄⁄ Kích thước và khối lượng

Kích thước, hình dáng và khối lượng liên quan đến việc chế biến, vận chuyển và

bảo quản, nó được xem là thông số kỹ thuật quan trọng cho từng loại sản phẩm Chúng tôi đã tiền hành đo thí nghiệm và thu được kết quả

Bảng 4.1: Kích thước, khối lượng của quả ớt sừng trâu

Đường kính (cm) | Chiêu dài (cm) | Khôi lượng (g)

1,5 + 2,5 10 + 15 297 + 367

⁄ Ẩm độ đầu của ới

Âm độ là một thông số kỹ thuật quan trọng và làm cơ sở cho quá trình sấy Căn cứ

vào âm độ đầu và âm độ cuối mà chúng ta có thể tính được thời gian sấy lý thuyết

-23-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

cũng như thời gian bảo quản Tiến hành thí nghiệm và xác định được ẩm độ đầu của

sau khi đưa ớt qua xử lý hóa chất và chan

Bảng 4.2 Do âm độ đầu của ớt sừng trâu

> Nhu vay, 4m d6 cua ớt giao động từ 86 + 88% va có giá trị trung binh 86,7%

v Dung trọng của ot

Dung trọng là một thống số vật lý liên quan đến quá trình sấy, biết được dung trọng

chúng ta có thé tính được kích thước của buồng sấy vv Dung trọng của ớt dao động

trong khoảng 355 + 367 kg/mẺ có dung trọng trung bình 1a 366,57 kg/m’

Bảng 4.3 Dung trong ot

-24-% Cấu tạo: Máy sấy làm việc với năng suất 2kg/mẻ, có công suất tổng 3,3kW, tác

nhân sấy đi ngang khay Buồng sấy gồm 2 khay hình chữ nhật có kích thước dai x cao

x rộng = 400x200x300, mặt sàn khay say được làm bằng lưới thép Bè ngoài của

buồng sấy và ống dẫn khí được bọc cách nhiệt bằng bông thủy tỉnh Tác nhân sấy được lưu thông nhờ quạt ly tâm(1) đặt sau buồng sấy Bộ phận bơm nhiệt gồm máy

nén có công suất 0,42kW, quạt, dàn bay hơi và dàn ngưng Dàn ngưng được chia làm

2 dàn( dàn ngưng chính và dàn ngưng phụ) Dàn ngưng chính dùng để gia nhiệt cho

tác nhân sấy, dàn ngưng phụ được quạt(4) thôi qua để giải nhiệt cho môi chất

lạnh.Trước dàn lạnh có gắn quạt(5) thổi làm tăng vận tốc sấy Máy sấy còn được gắn thêm 4 điện trở, mỗi điện trở có công suất 0,47kW Vị trí lắp đặt được bố trí cụ thé

17.Van khí thoát 18.Van hồi lưu 19.Van hút khí

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý máy sấy bơm nhiệt dùng để sấy thí nghiệm

-25-Luan Van Tét Nghiép GVHD: Nguyễn Văn Xuân _ Trần Thị Thanh Thủy

** Nguyên lý hoạt động:

Van (16),( 17), (19) đóng, van (8), (18) mở Quạt (1) hút không khí và ẩm của VLS trong buồng sấy thôi vào dàn lạnh (2), dòng không khí ẩm qua dàn lạnh sẽ ngưng tụ thành nước, nước được đưa ra ngoài theo máng dẫn Dòng không khí tiếp tục tục đi

vào dàn nóng (7) và qua điện trở (10) để gia nhiệt lên đến nhiệt độ yêu cầu Dòng

không khí có nhiệt độ cao, âm độ thấp sẽ đi vào buồng sấy nhận ẩm từ VLS nhờ quạt

đây đến dàn lạnh tách âm ra ngoài Như vậy TNS được tuần hoàn 100% và âm trong VLS được ngưng tụ tại dàn lạnh được đưa ra ngoài qua máng dẫn sẽ làm ớt giảm am

dần và khô

% Thông số làm việc của máy sấy khảo nghiệm:

+ Năng suất 2kg/mẻ gồm 2 khay

Công suất các thiết bị: Máy nén 0,42 kW, quạt 0,7 kW, điện trở 0,47*4 kW

Công suất tổng: 3,30 kW

4.1.4 Xác định quy trình công nghệ sấy ót

- Qua khảo nghiệm quy trình sây ớt trên máy sây thí nghiệm được thực hiện như

hình vẽ 4.2 ở dưới

- Trước khi sấy, ớt tươi được xử lý cơ học (chọn, rửa, cắt cuống), ngâm ớt trong

nước muối 30 phút với nồng độ 4g muối/Ilít nước ngâm sau đó rửa sạch Tiếp theo

chần nước nóng 75+80°C từ 4+ 6 phút rồi lấy ra Tác dụng của việc chần là loại trừ

tạp chất loại bỏ phần lớn các vi sinh vật bám dính lên bề mặt quả cũng như ở các phần

hư hỏng Mặt khác, chần còn có tác dụng tiêu điệt các enzim có sẵn trong nguyên liệu, các enzim này xúc tác trong quá trình ôxy hóa và phân giải một số hợp chất tự nhiên

có trong ớt, làm cho sản phẩm sẵy giữ được màu sắc, mùi vị ban đầu Trong các enzim

đó, đáng kế nhất là peroxyđaza và polyphenoloxyđaza, thủ phạm gây ra biến màu Các enzim này bị nhiệt phân ở 78 - 80°C vi vay nên chẩn và xử lý nhiệt ở nhiệt độ 80°C

- Chần còn có tác dụng làm biến đổi trạng thái keo của nguyên liệu, làm cho mô thực vật mềm ra, làm lớp màng ngoài bị phá hoại để cho nước thoát ra dễ dàng hơn.Vì

vậy cần làm sạch ớt trước khi xử lý nhiệt Có thể dùng máy rửa thổi khí, cũng có thể

rửa bằng tay Phải nhặt sạch các tạp chất, cuống cắt sát đài quả Rồi xếp chúng vào khay chứa và đưa vào máy sấy

26