Tài liệu Thiết kế hệ thống sấy hầm vừa dùng năng lượng mặt trời kết hợp điện dùng để sấy trà atisô khô năng suất 350 kg tươi mẻ

Lời mở đầu Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông nghiệp. Trong công nghiệp chế biến nông lâm, hải sản kỹ thuật sấy đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới với gần 80% dân số làm nghề nông nên các loại nông sản thực phẩm đa dạng, phong phú và có sản lượng rất lớn. Vì vậy, nghiên cứu phát triển công nghệ sấy các loại nông sản thực phẩm có thể coi là nhiệm vụ chiến lược trong sự nghiệp phát triển kinh tế. Trước đây, nông sản thực phẩm được phơi dưới ánh nắng mặt trời nên sản phẩm thu được thường có chất lượng thấp, thời gian phơi sấy lâu và bị phụ thuộc vào thời tiết. Công nghệ sấy phát triển cho ta tạo ra các sản phẩm có giá trị và chất lượng cao Để có một cái nhìn trực quan và thực tếế hơn, trong quá trình làm đồồ án, em đã được giao đếồ tài cụ thể là “Thiếết kếế hệ thốếng sấếy hấầm vừa dùng năng lượng m ặt trời kếết hợp điện dùng để sấếy trà atsố khố năng suấết 350 kg t ươi/ m ẻ. ”. Bản đồồ án gồồm các phầồn chính như sau: Chương I: Tổng quan. Chương II: Tính toán cân bằằng vật châất- cân bằằng nằng l ượng. Chương III: Tính toán thiếất bị chính. Chương IV: Tính toán thiếất bị phụ. Chương V: Kếất luận. Đầy là lầồn đầồu tến tếếp nhận nhiệm vụ, thiếết kếế h ệ thồếng sầếy mang tnh chầết đào sầu chuyến nghành. Do kiếến thức và tài liệu tham khảo còn h ạn chếế, nến chúng tồi khồng thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiếết kếế. Chúng tồi, mong nh ận đ ược s ự đóng góp ý kiếến của quý thầồy cồ và các bạn. Xin chần thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo t ận tnh c ủa thầồy Đào Thanh Khế đ ể chúng tồi có thể hoàn thành tồết bài tập lớn này, trong thời gian s ớm nhầết. Sinh Viến Thực Hiện Trương vằn Giang Ngô Thành Trung Chương I : TỔNG QUAN Các dữ liệu ban đấầu Địa điểm sầếy: Thành Phồế Hồồ Chí Minh Nhiệt độ trung bình: 30oC. Độ ẩm trung bình: 80%. Năng suầết máy sầếy: 350 Kg tươi/mẻ. Độ ẩm sau sầếy: 7% 1. Tổng quan vếầ nguyến liệu trà atsố 1.1. Nguốần gốếc và đặc điểm của Atsố Atsồ là loại cầy lá gai lầu năm có nguồồn gồếc t ừ miếồn Nam chầu Âu (quanh Đ ịa Trung Hải) đã được người Cổ Hy Lạp và Cổ La Mã trồồng để lầếy hoa làm rau. Những cầy Atsồ được trồồng đầồu tến ở quanh Naples vào gi ữa thếế k ỷ 15. Nó đ ược Catherine de Medici giới thiệu tới nước Pháp trong thếế k ỷ 16, sau đó, ng ười Hà Lan mang nó đếến Anh. Atsồ tếếp tục được mang tới Myỹ trong thếế k ỷ 19 b ởi nh ững ng ười đếến nhập cư: Bang Louisiana bởi người Pháp và bang California b ởi ng ười Tầy Ban Nha. Ngày nay, Atsồ được trồồng chủ yếếu ở Pháp, Ý, Tầy Ban Nha, Myỹ và các n ước Myỹ Latnh. Atsồ du thực vào Việt Nam đầồu thếế kỷ 20, được trồồng ở Sa Pa, Tam Đ ảo, nhiếồu nhầết là ở Đà Lạt. Tến gọi của nó là sự phiến ầm sang tếếng Vi ệt c ủa t ừ tếếng Pháp artchaut. Tến khoa học: Cynara scolymus. Hình1:Cây bông Atiô. ❖ Hình dạng, kích thước: Loại cầy lá gai lầu năm có nguồồn gồếc từ miếồn Nam chầu Âu. Atsồ là cầy th ảo l ớn, cao 1 - 1,2 m, có thể đếến 2 m. Thần ngăến, th ẳng và c ứng, có khía d ọc, ph ủ lồng trăếng như bồng. Lá to, dài, mọc so le, phiếến lá xẻ thùy sầu và có răng khồng đếồu, m ặt trến xanh lục mặt dưới có lồng trăếng, cuồếng lá to và ngăến. Cụm hoa hình cầồu, to, m ọc ở ng ọn, màu đỏ tm hoặc tm lơ nhạt, lá băếc ngoài của cụm hoa rộng, dày và nhọn, đếế c ụm hoa mọc phủ đầồy lồng tơ, mang toàn hoa hình ồếng. Có thể đ ược chếế biếến theo d ạng thái lát mỏng hoặc nguyến bồng và được kiểm tra trong quá trình sản xuầết. ❖ Mùi vị: Vị đăếng là một đặc tnh quan trọng của sản phẩm bồng Atsồ sầếy, ngoài ph ương pháp đánh giá băồng cảm quan, màu săếc, mùi và vị còn được đánh giá băồng ph ương pháp phần tch. ❖ Thành phấần các chấết dinh dưỡng: Bồng Atsồ ăn rầết tồết cho sức khỏe, nó cung cầếp khoảng 9,3% carbohydrate, 1,5% chầết xơ, rầết ít chầết béo và protein. Năng lượng cung cầếp rầết thầếp, ch ỉ kho ảng 40 đếến 50 kcal nhưng lại rầết giàu vitamin và chầết khoáng như potassium, phosphorus, calcium, sodium và magnesium. ❖ Sự ngấếm nước: Mức độ và thời gian ngầếm nước hay hầếp thụ nước hoặc bù nước là m ột trong những yếu cầồu cơ bản đồếi với sản phẩm rau quả sầếy, là đ ại l ượng đánh giá kh ả năng hồồi nguyến của sản phẩm sau khi sầếy so với trạng thái ban đầồu. ❖ Độ ẩm sản phẩm: Là đặc tnh kyỹ thuật quan trọng đồếi với khả năng bảo qu ản s ản ph ẩm sau quá trình sầếy. ❖ Dư lượng hóa chấết: Là mức yếu cầồu tồếi thiểu còn tồồn dư trong sản phẩm mà khồng làm ảnh h ưởng đếến chầết lượng và gầy độc hại đồếi với cơ thể con ng ười. Gi ới h ạn cho phép là 2000-2500 mg SO2/kg cho các loại rau quả . ❖ Nhiếễm vi sinh vật: Những yếếu tồế tạo mồi trường cho sự phát triển c ủa vi sinh v ật là th ực ph ẩm, đ ộ ẩm, độ pH, nhiệt độ, oxy và thời gian. Rau quả cũng như Atsồ là một dạng thực phẩm và là mồi trường cho sự hoạt động của vi sinh vật, nến cầồn h ạn chếế các yếếu tồế ảnh h ưởng cũng như gia tăng khả năng nhiếỹm khuẩn từ cồng đoạn trước và trong thu hoạch, mà khi xử lý sơ chếế chưa đảm bảo và có thể khi rửa băồng nguồồn ướt đã bị nhiếỹm khu ẩn, cũng có thể gầy ra từ người mang vi khuẩn. 1.2. Thành phấần hoá học Trong Atsồ chứa chầết đăếng có phản ứng Acid gọi là Cynarin. Còn có Inulin, Tanin, các muồếi kim loại K (tỉ lệ rầết cao), Mg, Natri, hợp chầết Flavonoid. Bảng 1: Thành phầồn hóa học và hàm lượng các chầết trong hoa Atso. Thành phần Hàm lượng Protein 3.15% Lipit 0.1 – 0.3% Glucid 11-15.5% Carbonhydrat 16% Ca 0.12% P 0.1% Fe 2.3 mg/100g Caroten 60 Unit/100g Nước 82% Vitamin A 300UI Vitamin B1 120 gram Vitamin B2 30 gram Vitamin C 10 gram 1.3 Tính chấết vật lý - Bông Atisô có dạng hình cầu. Đường kính bông từ 50 - 70 mm. Trọng lượng bông 300 - 350 gr/cái. Ẩm độ khi thu hoạch 75 - 85% . Ẩm độ bảo quản nhỏ hơn hoặc bằng 10%. Khối lượng riêng: 170 kg/m3. Hình 2. Bông Atiô tươi. 1.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bông Atisô khô Tại Việt Nam sản lượng Atsồ chủ yếếu thu đ ược từ bồến lo ại là: thần, lá, rếỹ và bồng. Sản lượng hàng năm khoảng 800 tầến. Vì cách sơ chếế và bảo quản khồng tồết, khiếến cho dinh dưỡng trong Atsồ bị giảm đi nhiếồu, các chầết quý biếến mầết, điếồu ki ện b ảo qu ản khồng tồết,… nến Atsồ chủ yếếu được tếu thụ trong nước, hầồu hếết là dùng làm th ực phẩm, trà, nầếu lầếy nước uồếng thanh nhiệt... Một phầồn ít dùng để làm thuồếc Bồng Atsồ sầếy là một loại thực phẩm, vếồ chầết lượng gồồm các nhóm tếu chu ẩn vếồ lượng: dinh dưỡng, cảm quan và vệ sinh an toàn thực ph ẩm. M ặt khác bồng Atsồ sầếy là một loại hàng hóa nến ngoài chầết lượng sản phẩm, còn phải thỏa mãn vếồ chầết l ượng dịch vụ và chầết lượng cồng nghệ. Trong đó chầết lượng dinh dưỡng là tếu chu ẩn quan, mức dinh dưỡng có thể đánh giá trến hai phương diện: − Về số lượng là năng lượng tiềm tàng dưới dạng hợp chất hóa học có thể cung cấp cho quá trình tiêu hóa và chuyển hóa năng lượng. − Về chất lượng là cân bằng các thành phần dinh dưỡng theo từng đối tượng tiêu thụ với sự có mặt của các chất vi lượng cần thiết. Cho đếến hiện nay, tếu chuẩn đánh giá chầết lượng bồng Atsồ sau khi sầếy ch ưa có. Tuy nhiến, theo tếu chuẩn đánh giá chầết lượng bồng Atsồ sau khi sầếy c ủa cồng ty c ổ phầồn dược Lầm Đồồng Ladopha, là cồng ty thu mua chếế biếến và s ản xuầết các s ản ph ẩm Atsồ khồ tại Đà Lạt như sau: ❖ Tiếu chuẩn vếầ cảm quan: + Màu: Trắng, vàng, xanh xám. + Hình dáng bên ngoài: nguyên lát đều, tạp chất không quá 1,5%. Các lát Atisô mềm dẻo bóp không nát vụn. + Mùi: thơm nồng đặc trưng của Atisô, không có mùi chua. + Vị: đắng, hậu ngọt thơm. + Tạp chất khác: không lẫn tạp chất, không bị mốc, sâu bọ. ❖ Tiếu chuẩn vếầ lý, hóa: + Ẩm độ: thấp hơn hoặc bằng 10% . + Độc chất: không có độc tố và các chất bảo quản. Chầết lượng sản phẩm bồng Atsồ sầếy luồn bị tác động c ủa nhiếồu yếếu tồế ảnh h ưởng trước, trong và sau quá trình sầếy. Trong đó các yếếu tồế có ảnh h ưởng l ớn nhầết luồn diếỹn ra trong quá trình sầếy. 1.5 Các kếết quả nghiến cứu vếầ sấếy Atsố ở Việt Nam. Tại Việt Nam các cồng trình nghiến cứu vếồ máy sầếy nồng s ản th ực ph ẩm thì nhiếồu, nhưng nghiến cứu vếồ máy sầếy thần, rếỹ Atsồ thì có th ể kh ẳng đ ịnh cho đếến hi ện nay chưa có bầết kỳ cồng trình nghiến cứu nào được cồng bồế. Các cồng trình nghiến cứu vếồ Atsồ cũng chủ yếếu t ập trung vào vi ệc nghiến c ứu thành phầồn dược tnh của cầy Atsồ được trồồng tại Đà Lạt, nhưng chưa có cồng trình nào nghiến cứu vếồ sự thay đổi thành phầồn dược liệu dưới tác dụng của nhiệt độ phơi, sầếy. Tại Đà Lạt, Atsồ trồồng 1 vụ/năm, thời gian thu hoạch bồng, thần, rếỹ t ừ tháng 2 đếến tháng 5, bồng thu hoạch liến tục hàng ngày, sau khi thu ho ạch xong bồng, thì tếến hành thu hoạch thần rếỹ đồồng loạt (chuẩn bị trồồng vụ mới từ tháng 5 đếến tháng 6), th ời gian thu hoạch mồỹi vườn khác nhau, phụ thuộc thời gian trổ hoa từng vườn Atsồ. Lá, c ọng được thu hoạch suồết thời kỳ sinh trưởng, lá thu ho ạch t ươi bán cho các cồng ty d ược nầếu cao, một sồế hộ phơi khồ bán ra thị trường. Bình quần tại Đà Lạt, diện tch trồồng Atsồ kho ảng 4.000 m 2/hộ, năng suầết bình quần bồng, thần, rếỹ, lá từ 8 - 10 tầến (tươi)/ha, trong đó t ỷ l ệ bồng chiếếm kho ảng 13%, rếỹ và thần chiếếm 35%, lá chiếếm 52%. 20 - 30% s ản l ượng Atsồ thu ho ạch hàng năm đ ược chếế biếến làm trà túi lọc hay trà hòa tan, sồế l ượng còn l ại đ ược thái m ỏng, nhầết là hoa, thần, rếỹ, rồồi phơi khồ hay bán tươi như một lo ại thực ph ẩm dùng trong ăn uồếng hàng ngày. Trến thị trường thuồếc Việt Nam đang lưu hành các chếế phẩm Atsồ, như các lo ại trà túi lọc, các loại thuồếc viến bao, các dung dịch uồếng đóng ồếng ho ặc đóng chai. Ch ủ yếếu được sản xuầết trong nước, chứa một thành phầồn ho ặc nhiếồu thành phầồn d ược chầết (ch ỉ có sản phẩm viến bao Chophytol là sản xuầết tại Pháp). Các sản phẩm khác t ừ cầy Atsồ như trà Lipton Atsồ, trà Lá Atsồ, hoa, thần, rếỹ Atsồ khồ, nhụy hoa Atsồ. Chầết lượng Atsồ sau khi phơi hiện nay tại Đà lạt, được thương lái đánh giá qua mầỹu mã (phụ thuộc tay nghếồ người thái); màu săếc: Trăếng, thầm, đen (tùy thuộc thời tếết); có mùi thơm đặc trưng (bồng, thần, rếỹ phải đ ạt khồ khồng còn đ ộ ẩm, đ ược b ảo quản trong bao bì ny lon kín). Nhìn chung, chầết l ượng bị suy gi ảm là do: Ngầếm s ương, phơi lầu do khồng năếng, bụi, ẩm mồếc do bảo quản khồng tồết. Đồếi với lá cầy Atsồ, sau khi được thu hoạch seỹ khồng phơi hoặc sầếy khồ mà đ ưa ngay vào chếế biếến, đ ể đ ảm b ảo hoạt chầết Cynarrin của lá. Thời gian thu hoạch lá là lúc cầy săếp ra hoa, hái lầếy lá, b ẻ sồếng. Lá Atsồ thu hái vào năm thứ nhầết của thời kỳ sinh trưởng ho ặc vào cuồếi mùa hoa. Khi cầy trổ hoa thì hàm lượng hoạt chầết giảm, vì v ậy, th ường hái lá tr ước khi cầy ra hoa. Có tài liệu nếu là nến thu hái lá còn non vào lúc cầy chưa ra hoa. Ở Đà L ạt, nhần dần thu hái lá vào thời kỳ trước tếết Âm lịch 1 tháng. Hình 3.Bông Atiô khô thành phẩm. Atsồ khi thu hoạch thường có hàm lượng nước cao, nến dếỹ bị lến men và bị hư hỏng, do vậy cầồn phải đem sầếy khồ. Tuy nhiến, do cồng ngh ệ sầếy khồ Atsồ ch ưa phát triển, nến các vùng trồồng cầy Atsồ như Đà Lạt, khi thu ho ạch th ường làm khồ băồng cách phơi năếng hay sầếy thủ cồng. 1.6 Quy trình công nghệ sản xuất trà atisô. Atisô tươi Làm héo Vò Lên men Sấy khô Phân loại Đóng gói Sản phẩm Hình 4:.Sơ đôằ quy trình iản xuâất trà atiô của Công Ty CPVD Th ực Ph ẩm Quôấc Tếấ FOSI. Thuyếết minh quy trình: ❖ Làm héo Atso nguyến liệu khi thu hái vếồ chứa rầết nhiếồu nước. Nếếu đem tếến hành vò ngay thì atso seỹ bị nát nước thoát ra mang theo một sồế chầết hòa tan làm ảnh h ưởng đếến chầết lượng trà thành phẩm. Do đó, phải làm héo cho l ượng nước trong trà atsồ nguyến li ệu bay hơi bớt, nguyến liệu trở nến mếồm và dẻo dai hơn. Ngoài ra, hàm l ượng n ước gi ảm đi mà hàm lượng chầết khồ trong nguyến liệu trở nến đậm đặc hơn. Do đó, tăng c ường khả năng hoạt động của các enzyme có trong nguyến liệu. ❖ Vò Vò để làm dập các tồồ chức tếế bào, các mồ làm cho thành phầồn trong nguyến li ệu thoát ra bếồ mặt, để sau khi sầếy các dịch bào seỹ bám lến bếồ mặt nguyến li ệu làm cho cánh trà óng ánh hơn và dếỹ dàng hòa tan vào nước pha, t ạo ra h ương v ị đ ặc tr ưng. H ơn n ữa, do dịch bào thoát ra ngoài nến tannin và các h ợp chầết h ữu c ơ khác có điếồu ki ện tếếp xúc oxy khồng khí, xảy ra quá trình oxy hóa tạo ra mùi, vị, hương và màu săếc của sản phẩm. ❖ Lên men Làm cho trà mầết đi màu xanh, vị hăng, có mùi thơm dịu, khồng còn v ị chát. ❖ Sấy khô Khi atsồ đã được lến men đếến mức yếu cầồu, cầồn đình ch ỉ ho ạt đ ộng c ủa enzyme để chầết lượng của trà ở mức tồết nhầết, thường người ta seỹ s ử dụng nhi ệt đ ộ đ ể sầếy khồ bán thành phẩm. Đồồng thời, quá trình sầếy khồ cũng làm giảm độ ẩm của trà t ạo thu ận lợi cho quá trình bảo quản trà thành phẩm. Từ đó làm cho trà xoăến kếết và đen bong. Yếu cấầu: trà sầếy phải đếồu, khồ, khồng có mùi khét và độ ẩm còn lại là 7%. Biếến đổi: Nước seỹ bay hơi, trà có màu đồồng đỏ seỹ chuy ển sang màu đen bóng, mùi táo chín của atso lến men mầết đi, thay vào đó là mùi thơm dụi hơn, đ ặc trưng c ủa trà atsồ. Các thống sốế kyễ thuật trong quá trình sấếy Nhiệt độ: thường sầếy trà ở 80oC, nếếu sầếy nhiệt độ cao hơn 80 oC thì trà seỹ bị mầết đi hương thơm và màu sáng, nếếu sầếy thầếp hơn 80 oC thì quá trình sầếy kéo dài, các enzyme trong trà khồng được đình chỉ kịp thời, trà dếỹ bị len men quá mức. Tôấc độ không khí trong máy iâấy trà: tồếc độ khồng khí nóng trong máy sầếy trà thường khồếng chếế trong khoảng < 0.5m/s,nếếu khồếng chếế nhỏ h ơn tồếc đ ộ này thì th ời gian sầếy kéo dài và nếếu khồếng chếế ở khoảng 0.6m/s thì trà vụn seỹ bị cuồến theo. ❖ Phân loại Sau khi sầếy trà atsồ seỹ được mang đi phần lo ại thành các s ản ph ẩm có ph ẩm chầết tồết, xầếu khác nhau, chủ yếếu là vếồ kích thước và hình dáng. Ngoài ra, phần lo ại còn có th ể loại bỏ các tạp chầết lầỹn vào trong quá trình chếế biếến. Sau khi phần loại, người ta seỹ tếến hành đầếu trộn những phầồn đã phần lo ại theo t ỉ lệ nhầết định theo yếu cầồu của khách hàng hoặc theo tếu chí của nhà máy. Th ường ch ỉ đầếu trộn trà cánh với trà mảnh, còn trà vụn đem sản xuầết thành trà hòa tan. ❖ Đóng gói Để bảo quản trà atsồ seỹ được đóng vào túi l ọc ho ặc vào h ộp, th ường băồng carton hoặc kim loại. ➢ Lợi ích của trà atisô Các bác sĩ Đông Y, cho rằng “Trà Atisô có tác dụng hổ trợ, điều trị và dự phòng 05 lọai bệnh có nguy cơ tử vong cao như: bệnh tim mạch, đột quỵ, ung thư, tiểu đường và xơ vữa động mạch”. Vì thế, Trà Atiso ngày càng phổ biến, trở thành xu hướng tiêu dùng của nhiều chị em phụ nữ, cánh đàn ông và cho cả gia đình. Tuy nhiên, việc sản xuất trà Atisô mà vẫn lưu giữ“những đặc tính quý hơn vàng” của cây Atisô là việc không phải dễ, đòi hỏi nhiều nghiên cứu, kinh nghiệm lâu năm và đầu tư trang thiết bị hiện đại… điển hình là nhãn hàng Atisô Tâm Châu lưu giữ 7 tác động là một thương hiệu đang được người tiêu dùng quan tâm: 1. Bổ sung vitamin C, kali, magie tốt cho hệ tim mạch. 2. Bảo vệ gan chống độc (do sự có mặt của 6 chất trong nhóm polyphenol và 10 chất nhóm acid alcolcùng các flavonoid). 3. Kích thích gan tiết mật giúp hệ tiêu hóa hoạt động tốt. 4. Giảm mức cholesterol ngăn chặn đươc bệnh xơ cứng động mạch. 5. Bỏ và ngăn chặn phát tán của tế bào chết ngăn ngừa bệnh ung thư. 6. Kiểm soát lượng đường dư trong máu. 7. Giảm viêm, lợi tiểu, nhuận tràng và cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi khuẩn lợi cho sức khỏe sống trong ruột Vì những tác dụng trên, trong dân gian truyền miệng rằng Atisô là loại thảo mộc có tác dụng mát gan và giải độc gan. Trong nhiều hội thảo chuyên đề về Atisô, các lương y tiết lộ “một cách để giải nhanh rượu bia là nhờ uống trà Atisô”. (Theo Báo Sức khỏe & Đời sồếng – Cơ quan ngồn luận của Bộ Y Tếế) 2. Tổng quan vếầ sấếy 2.1 Bản chấết của quá trình sấếy. Sầếy là sự bồếc hơi nước của sản phẩm băồng nhiệt ở nhi ệt độ thích h ợp, là quá trình khếếch tán do sự chếnh lệch ẩm ở bếồ mặt và bến trong v ật liệu, hay nói cách khác do chếnh lệch áp suầết hơi riếng phầồn ở bếồ mặt vật liệu và mồi trường xung quanh. 2.2 Phấn loại quá trình sấếy Người ta phần biệt làm 2 loại: - Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng và gió…phương pháp này có thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu. - Sấy nhân tạo: quá trình sấy cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt…và nó được hút ra khỏi thiết bị khi sấy xong. Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên. Nếếu phấn loại phương pháp sấếy nhấn tạo, ta có: - Phân loại theo phương thức truyền nhiệt: ❖ Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu. Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt. ❖ Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể dùng bức xạ thường, bức xạ hồng ngoại. ❖ Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho việc sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp xúc vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt. ❖ Phương pháp sấy bằng điện trường bằng dòng điện cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp cho vật liệu sấy nhờ dòng điện cao tầng tạo nên điện trường cao tầng trong vật sấy làm vật nóng lên. ❖ Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không để cho vật sấy đặt đến trạng thái thăng hoa của nước, nước thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa. ❖ Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô được tháo ra ngoài. ❖ Phương pháp sấy phun: dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng. ❖ Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm. - Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy: ❖ Sấy mẻ: vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến khi hoàn tất sẽ được tháo ra. ❖ Sấy liên tục: vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật liệu ẩm qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục. - Phân loại theo sự chuyển động tương đối của dòng khí và vật liệu ẩm. ❖ Loại thổi qua bề mặt ❖ Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu. 2.3 Chọn phương pháp sấếy Do sản phẩm là trà atsồ và được dùng làm thực phẩm cho người sử dụng nến để đảm bảo vếồ yếu cầồu vệ sinh. Do đó ta s ử d ụng ph ương pháp sầếy dùng khồng khí làm tác nhần sầếy. Với yếu cầồu vếồ đặc tnh của vật liệu sầếy là trà atsồ và năng suầết sầếy khồng quá lớn chỉ dừng ở mức trung bình nến ta lực chọn cồng nghệ kiểu sầếy hầồm kiểu đồếi l ưu cưỡng bức có dùng quạt thổi. Khồng khí ngoài trời seỹ được lọc sơ bộ rồồi qua calorifer khí – h ơi. Khồng khí đ ược gia nhiệt đếến nhiệt độ thích hợp và có đ ộ ẩm t ương đồếi thầếp đ ược qu ạt th ổi vào buồồng sầếy. trong khồng gian buồồng sầếy khồng khí khồ thực hiện quá trình trao đổi nhi ệt - ẩm với vật liệu sầếy là trà atsồ tươi làm cho độ ẩm tương đồếi của khồng khí tăng lến, đồồng thời làm hơi nước trong vật liệu sầếy được rút ra ngoài. Khồng khí này sau đó đ ược th ải ra mồi trường. 2.4 Chọn chếế độ sấếy Với hệ thồếng sầếy là hầồm và vật liệu sầếy là trà atso. Ta seỹ gia nhiệt cho khồng khí lến đếến nhiệt độ t1 = 80oC (lựa chọn theo yếu cầồu cồng nghệ). Nhiệt độ của khồng khí ra khỏi buồồng sầếy là t2 = 45oC (tnh toán dựa trến giản đồồ Ramdzim). Trong hệ thồếng sầếy đồếi lưu, tổn thầết nhiệt do sầếy đồếi l ưu mang đi là rầết l ớn. Đồồng thời, sản phẩm sau khi sầếy được dùng làm thực phẩm cho con người nến yếu cầồu vếồ chầết lượng khá cao. Do vậy khồng khí sử dụng làm tác nhần sầếy yếu cầồu ph ải s ạch nến ta bồế trí thếm hệ thồếng lọc bụi trước khi cho khồng khí vào calorife. 2.5 Chọn phương án sấếy Có nhiếồu phương án sầếy để sầếy vật liệu. Mồỹi phương thức sầếy đếồu có ưu khuyếết điểm riếng của nó. - Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau. Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy). Dọc theo buồng sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất. Nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần. Ưu điểm: vật liệu sầếy lúc ra khỏi thiếết bị sầếy có nhiệt độ cao nến khồ hơn. - Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều nhau. Vật liệu ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh. Ưu điểm: thiếết bị đơn giản hơn so với sầếy ngược chiếồu. Vậy trường hợp sầếy trà atsồ thì phương pháp sầếy cùng chiếồu seỹ phù h ợp h ơn. Do sầếy ngược chiếồu, vật liệu ra seỹ tếếp xúc với tác nhần sầếy có nhi ệt đ ộ cao, dếỹ gầy biếến tnh và làm giảm hàm lượng các chầết trong sản phẩm. Do đó sầếy ng ược chiếồu th ường ch ỉ s ử dụng cho các vật liệu sầếy chịu được nhiệt độ cao. Đồếi v ới trà atsồ là lo ại v ật li ệu ch ịu nhiệt tương đồếi thầếp nến chọn chếế độ sầếy cùng chiếồu. Chọn tác nhần sầếy: để sản phẩm được tnh khiếết khồng bị bám b ẩn ta s ử d ụng tác nhần sầếy là khồng khí nóng. 2.6 Thiếết bị sấếy hấầm Cũng như hệ thồếng sầếy buồồng, hệ thồếng sầếy hầồm là một trong nh ững h ệ thồếng sầếy đồếi lưu phổ biếến nhầết. Nhưng khác với hệ thồếng sầếy buồồng, hệ thồếng sầếy hầồm có th ể sầếy liến tục hoặc bán liến tục với năng suầết lớn và phương pháp tổ chức trao đổi nhiệt chỉ có thể đồếi lưu cưỡng bức, nghĩa là băết buộc phải dùng quạt. Thiếết bị truyếồn tải trong hệ thồếng sầếy hầồm có thể là băng t ải ho ặc gồồm nhiếồu xe goòng. Băng tải trong hệ thồếng sầếy hầồm dạng xích kim lo ại có nhi ệm v ụ ch ứa và v ận chuyển vật liệu sầếy, đồồng thời cho tác nhần sầếy đi qua băng t ải đ ể xuyến qua v ật li ệu sầếy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm. Cầếu tạo của hệ thồếng sầếy hầồm bao gồồm ba phần chính: hầồm sầếy, calorifer và qu ạt. Hầồm sầếy là hầồm dài từ 10 đếến 20 hoặc 30 m, trong đó v ật li ệu sầếy và tác nhần sầếy th ực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm. Các hệ thồếng sầếy hầồm có thể tổ chức cho tác nhần sầếy và vật liệu sầếy đi cùng chiếồu hoặc là ngược chiếồu, ho ặc zích zăếc, hồồi l ưu hay khồng hồồi lưu tùy thuộc vào mục đích thiếết kếế. Hình 5: Hệ thôấng iâấy hâằm Shnimod. 3. Tổng quan vếầ sấếy băầng năng lượng mặt trời. 3.1 Năng lượng bức xạ mặt trời. Trong lòng Mặt Trời luồn có nhiệt độ rầết cao vì thếế t ại đó luồn x ảy ra ph ản ứng nhiệt hạch còn gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhần biếến Hidro thành Heli và gi ải phóng một nguồồn năng lượng vồ cùng lớn. Có thể nói nguồồn năng lượng bức xạ m ặt tr ời là nguồồn năng lượng đầồu tến của mọi quá trình chuyển hóa năng lượng trến bếồ m ặt Trái Đầết. Khi chiếếu xuồếng Trái Đầết năng lượng bức xạ có thể chuy ển sang các d ạng năng lượng như nhiệt năng, cồng năng tạo ra các quá trình vật lý trến Trái Đầết, các hi ện t ượng thời tếết và khí hậu. Đặc biệt, bức xạ mặt trời là nguồồn năng l ượng gầồn nh ư duy nhầết được thếế giới thực vật sử dụng trong quá trình quang hợp biếến các chầết vồ c ơ (CO 2,H2O) thành các chầết hữu cơ đầồu tến, đó là Glucoza. Và t ừ glucoza có th ể t ổng h ợp hàng lo ạt các chầết tạo thành một thếế giới hữu cơ phong phú. (Theo Đoàn Văn Điếếm, 2008). Đăc trưng của bức xạ mặt trời truyếồn trong khồng gian là một ph ổ r ộng trong đó cực đại của cường độ bức xạ năồm trong dải 10 -1 – 10µm và hầồu như một nữa trong tổng năng lượng mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng 0.38 – 0.78µm đó là vùng nhìn thầếy của phổ. Chùm ta truyếồn thẳng từ mặt trời gọi là bức xạ trực x ạ. Các ta ph ản x ạ t ừ các v ật khác trong khồng gian gọi là tán xạ. Tổng hợp các ta trực xạ và tán xạ gọi là tổng xạ. ➢ Ưu điểm và ứng dụng năng lượng Mặt Trời. ❖ Ưu điểm: - Là nguồn năng lượng sạch, chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng. - Nếu thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch sẽ giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường. ❖ Ứng dụng: sử dụng như một nguồn năng lượng thay thế. - Tại Đan Mạch: năm 2000, hơn 30% hộ dân sử dụng tấm thu năng lượng Mặt Trời, có tác dụng làm nóng nước. - Tại Brazil: những vùng xa xôi hiểm trở như Amazon, điện năng lượng Mặt Trời luôn chiếm vị trí hàng đầu. - Tại Đông Nam Á: điện Mặt Trời ở Philippins cũng đảm bảo cho nhu cầu sinh hoạt cho 400.000 dân. Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là nguồn năng lượng tái tạo quý báo. 3.2 Tình hình phấn bốế bức xạ Mặt Trời tại Việt Nam. Nước Việt Nam trải dài từ 8 đếến 23 vĩ đ ộ Băếc. Do điếồu ki ện đ ịa hình và v ị trí c ủa mồỹi vùng mà phần bồế bức xạ rầết khác nhau theo mùa và trến các vùng lãnh th ổ khác nhau. Bức xạ trung bình trong năm thay đổi từ 100 đếến 175 Kcal/cm 2 / năm và sồế giờ năếng trong năm từ 1500 đếến 2000 giờ/năm thay đổi từ Băếc và Nam (ÂẤn đ ộ 2300 gi ờ/năm, Băếc Phi 3000 giờ/năm). Từ vĩ tuyếến 17 trở vào giá trị cường độ bức x ạ l ớn h ơn 125 kcal/Cm2/năm và có sồế giờ năếng lớn hơn 1750 giờ/năm đếến 2300 giờ/năm nến vi ệc s ử dụng năng lượng Mặt Trời seỹ có tếồm năng và hiệu quả hơn. 3.3 Ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào quá trình Sấếy nống s ản. Việc sầếy băồng năng lượng Mặt Trời được tếến hành dựa trến 2 phương pháp: ❖ Sấy trực tiếp: gồm phơi tự nhiên hoặc phơi trong lồng kính. Đây là phương pháp cổ truyền được áp dụng từ cổ xưa. ➢ Ưu điểm: - Thiết bị đơn giản, tiền đầu tư cho thiết bị ít, thuận tiện cho người sử dụng. ➢ - Nhược điểm: Bị động khi thời tiết nắng mưa thất thường. Hao hụt lớn trong quá trình sấy do chim, chuột, gia súc gia cầm phá hoại. Không đảm bảo khâu vệ sinh thực phẩm: rùi nhặm, bụi bậm, phân súc vật, tạp chất hữu cơ …sản phẩm không thể xuất khẩu, dễ lây truyền những bệnh truyền nhiễm. ❖ Sấy gián tiếp: bức xạ Mặt Trời sẽ đun nóng nước hoặc không khí ..gọi chung là chất tải nhiệt qua bộ thu bức xạ collector. Chất tải nhiệt đã đun nóng được đưa qua thiết bị sử dụng dưới dạng trao đổi nhiệt. Hệ thồếng sầếy gồồm 4 phầồn chính: Bộ thu bức xạ, thiếết b ị t ạo áp l ực (Qu ạt, b ơm..), bộ phận trao đổi nhiệt, hầồm sầếy.Với phương pháp sầếy gián tếếp thì b ộ ph ận quan tr ọng nhầết seỹ là Bộ thu bức xạ, rầết nhiếồu cồng trình nghiến c ứu quan tầm đ ặc bi ệt đếến b ộ phận này, tếếp đếến là bộ phận trao đổi nhiệt và cuồếi cùng là thiếết b ị s ử d ụng (sầếy, s ưởi ầếm, đun nóng…). Bộ thu bức xạ gồồm: tầếm phủ (có thể băồng kính hoặc chầết dẻo trong suồết), tầếm hầếp thụ (biếến đổi chùm ta bức xạ thành nhi ệt), tầếm cách nhi ệt (gi ảm quá trình mầết mát nhiệt phía sau). Tầếm hầếp thu có 2 loại: có lồỹ xồếp và khồng lồỹ xồếp. Trường hợp tầếm hầếp thu có lồỹ xồếp được nhiếồu tác giả nghiến cứu hơn và đưa ra kếết luận răồng nếếu sử dụng tầếm hầếp thu có lồỹ xồếp thì hiệu suầết bộ thu được tăng một cách đáng kể vì: - Bề mặt trao đổi nhiệt tăng lên nhiều so với loại không có lỗ xốp. - Các chùm tia bức xạ sẽ bị giam chặt vào khi chui vào lỗ xốp (tương tự như hộp đen tuyệt đối). ➢ Ưu điểm: Kếết cầếu đơn giản, hiệu suầết cao, dếỹ chếế tạo và t ận d ụng tồếi đa nguồồn nguyến li ệu t ại đ ịa phương. Ứng dụng máy sấếy băầng năng lượng Mặt Trời. Có thể sử dụng trong sầếy các loại nồng sản: Lúa, Cafe, Trà, Thuồếc lá…ho ặc cũng có thể sử dụng kếết hợp với các hệ thồếng điện, than …để chếế t ạo máy sầếy v ới 2 nguồồn năng lượng chạy song song nhau để thay nhau cung cầếp năng lượng lúc thời tếết bầết l ợi. 4. Giới thiệu vếầ vật liệu Inox 304 Inox 304 là loại Inox phổ biếến và được ưa chuộng nhầết hiện nay trến thếế gi ới. Inox 304 chiếếm đếến 50% lượng thép khồng gỉ được sản xuầết trến toàn cầồu. Và ở Úc thì con sồế này dao động từ 50%-60% lượng thép khồng gỉ được tếu thụ. Inox 304 đ ược s ử d ụng trong hầồu hếết các ứng dụng ở mọi lĩnh vực. Bạn có thể thầếy inox 304 ở m ọi n ơi xung quanh cuộc sồếng hàng ngày của bạn như: Xoong, chảo, nồồi, thìa, nĩa, bàn, ghếế, đồồ trang trí… Loại Inox 304L là loại inox có hàm lượng Carbon thầếp (Chữ L ký hiệu cho chữ Low, trong tếếng Anh nghĩa là thầếp).304L được dùng để tránh s ự ăn mòn ở nh ững mồếi hàn quan trọng. Còn loại Inox 304H là loại có hàm l ượng Carbon cao h ơn 304L, đ ược dùng ở những nơi đòi hỏi độ bếồn cao hơn. Cả Inox 304L và 304H đếồu tồồn t ại ở d ạng tầếm và ồếng, nhưng 304H thì ít được sản xuầết hơn. ➢ Tính chất của Inox 304 ❖ Tính chống ăn mòn. Inox 304 đã thể hiện được khả năng chồếng ăn mòn tuy ệt v ời c ủa mình khi đ ược tếếp xúc với nhiếồu loại hóa chầết khác nhau. Inox 304 có kh ả năng chồếng g ỉ trong hầồu hếết ứng dụng của ngành kiếến trúc, trong hầồu hếết các mồi trường c ủa quá trình chếế biếến th ực phẩm và rầết dếỹ vệ sinh. Ngoài ra, Inox 304 còn thể hiện khả năng chồếng ăn mòn của mình trong ngành dệt nhuộm và trong hầồu hếết các Acid vồ cơ. ❖ Khả năng chịu nhiệt Inox 304 đã thể hiện được khả năng chồếng ăn mòn tuy ệt v ời c ủa mình khi đ ược tếếp xúc với nhiếồu loại hóa chầết khác nhau. Inox 304 có kh ả năng chồếng g ỉ trong hầồu hếết ứng dụng của ngành kiếến trúc, trong hầồu hếết các mồi trường c ủa quá trình chếế biếến th ực phẩm và rầết dếỹ vệ sinh. Ngoài ra, Inox 304 còn thể hiện khả năng chồếng ăn mòn của mình trong ngành dệt nhuộm và trong hầồu hếết các Acid vồ cơ. ❖ Khả năng chịu nhiệt Inox 304 thể hiện được khả năng oxi hóa tồết ở nhiệt độ 870 0C, và tếếp tục thể hiện được lến đếến nhiệt độ 925 0C. Trong những trường hợp yếu cầồu độ bếồn nhiệt cao, thì người ta yếu cầồu vật liệu có hàm lượng carbon cao hơn. Ví d ụ: Theo tếu chu ẩn AS1210 Pressure Vessels Code giới hạn khả năng chịu nhiệt của 304L là 425 0C, và cầếm sử dụng những inox 304 với hàm lượng carbon 0.04% hoặc cao hơn trến nhiệt độ 550 0C. Inox 304 thể hiện khả năng dẻo dai tuyệt v ời khi đ ược h ạ đếến nhi ệt đ ộ c ủa khí hóa lỏng và người ta đã tm thầếy những ứng dụng tại những nhiệt độ này. ➢ Cơ tính và tính chất vật lý Giồếng như các loại thép trong dòng Austenitc, thì từ tnh của Inox 304 là rầết yếếu và hầồu như là khồng có. Nhưng sau khi làm việc trong mồi trường có nhiệt độ thầếp, thì t ừ tnh lại rầết mạnh (điếồu này đi ngược lại với quá trình tồi). Ngoài ra, Inox 304 chỉ có thể được tăng cứng trong mồi trường có nhi ệt độ thầếp. Ứng suầết đàn hồồi cao nhầết mà Inox 304 có thể đ ạt đ ược là 1000MPa,điếồu này còn đ ược ảnh hưởng bởi các yếếu tồế như sồế lượng và hình dạng của vật liệu. Tồi là phương pháp chính để sản xuầết ra Inox 304. Ng ười ta seỹ gia nhi ệt lến đếến 1010 0C – 11200C, và sau đó seỹ làm lạnh đột ngột băồng cách nhúng vào nước lạnh. ➢ Khả năng gia công Inox 304 có khả năng tạo hình rầết tồết, nó có thể dát mỏng mà khồng cầồn gia nhiệt. Điếồu này làm cho Inox này độc quyếồn trong lĩnh v ực s ản xuầết các chi tếết Inox. Ví dụ: chậu rửa, chảo, nồồi… Ngoài ra, tnh chầết này còn làm cho Inox 304 đ ược ứng d ụng làm dầy thăếng trong cồng nghiệp và các phương tện như ồ tồ, xe máy, xe đạp… Inox 304 thể hiện khả năng hàn tuyệt vời, loại inox này phù hợp v ới tầết c ả các kyỹ thuật hàn (trừ kyỹ thuật hàn gió đá). Khả năng căết gọt của Inox 304 kém h ơn so v ới các loại thép Carbon, khi gia cồng vật liệu này trến các máy cồng c ụ, thì ph ải yếu cầồu tồếc đ ộ quay thầếp, quán tnh lớn, dụng cụ căết phải cứng, bén và khồng quến dùng n ước làm mát. 5. Sơ lược về Thời tiết và khí hậu tại thành phố Hồ Chí Minh. Năồm trong vùng nhiệt đới xavan, cũng như một sồế tỉnh Nam bộ khác Thành phồế Hồồ Chí Mình khồng có bồến mùa: xuần, hạ, thu, đồng rõ rệt, nhiệt độ cao đếồu và mưa quanh năm (mùa khồ ít mưa). Trong năm Thành phồế Hồồ Chí Minh có 2 mùa là biếến th ể c ủa mùa hè: mùa mưa – khồ rõ rệt. Mùa mưa được băết đầồu từ tháng 5 tới tháng 11 (khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao mưa nhiếồu), còn mùa khồ từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau (khí hậu khồ mát, nhiệt độ cao vừa mưa ít). Lượng bức xạ dồồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm 2/năm. Sồế giờ năếng trung bình/tháng 160-270 giờ. Trung bình, Thành phồế Hồồ Chí Minh có 160 t ới 270 giờ năếng một tháng, nhiệt độ trung bình 27 °C, cao nhầết lến tới 40 °C, thầếp nhầết xuồếng 13,8 °C. Hàng năm, thành phồế có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 tới 28 °C. Lượng mưa cao, lượng trung bình của thành phồế đạt 1.949 mm/năm, trong đó năm 1908 đạt cao nhầết 2.718 mm, thầếp nhầết xuồếng 1.392 mm vào năm 1958. Một năm, ở thành phồế có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiếồu nhầết vào các tháng t ừ 5 t ới 11, chiếếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng 6 và 9. Các tháng 1,2,3 m ưa rầết ít và khồng đáng kể. Trến phạm vi khồng gian thành phồế, lượng m ưa phần bồế khồng đếồu, khuynh hướng tăng theo trục Tầy Nam – Ðồng Băếc. Các quận nội thành và các huy ện phía Băếc có lượng mưa cao hơn khu vực còn lại. Thành phồế Hồồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tầy – Tầy Nam và Băếc – Ðồng Băếc. Gió Tầy – Tầy Nam từ ÂẤn Độ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đếến tháng 10, tồếc độ trung bình 3,6 m/s và mạnh nhầết vào tháng 8, tồếc độ trung bình 4,5 m/s. Gió Băếc – Ðồng Băếc t ừ biển Đồng thổi vào trong mùa khồ, khoảng từ tháng 11 đếến tháng 2, tồếc độ trung bình 2,4 m/s. Ngoài ra còn có gió tn phong theo hướng Nam – Đồng Nam vào khoảng tháng 3 tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s. Có thể nói Thành phồế Hồồ Chí Minh thuộc vùng khồng có gió bão. Cũng nh ư lượng mưa, độ ẩm khồng khí ở thành phồế lến cao vào mùa m ưa (80%), và xuồếng thầếp vào mùa khồ (74,5%). Bình quần độ ẩm khồng khí đạt 79,5%/năm. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰẰNG VẬT CHÂẤT – CÂN BẰẰNG NẰNG L ƯỢNG 1. Tính toán cân bằng vật chất − Yêu cầu công nghệ đối với trà Atiso đảm bảo về mặt dinh dưỡng và chất lượng, gồm các thông số sau: + Nhiệt độ của tác nhân sấy 800C. + Hoa Atiso có độ ẩm ban đầu 80%. + Độ ẩm sau khi sấy là 7%. − Các thông số của không khí ẩm tại TP. Hồ Chí Minh (đo tại trạm Tân Sơn Hòa). + Thời gian sấy từ 8h-16h (8h/1mẻ). + Nhiệt độ trung bình ban ngày 8h-16h là 300C. + Độ ẩm tương đối là 80%. Để tính được cân bằng vật chất ta dựa trên giản đồ biến đổi không khí ẩm: 33 B 21 =60% 800C C 450C A 300C 22 36 Biểu diễn quá trình sấy trên giản đồ không khí ẩm. Không khí ngoài trời có trạng thái A được gia nhiệt và biến đổi thành trạng thái B rồi sấy xuống trạng thái, không khí ra khỏi trạng thái C chọn 45 0C, độ ẩm tương đối không khí ra khỏi hầm sấy 60%. Ta có: G1 = 350 Kg tươi/ mẻ. (1 mẻ ta sẽ sấy trong thời gian là 8 giờ). − Lượng vật liệu sấy ban đầu (1h): G1 = 350 =43,75 (kg tươi/h). 8 − Lượng ẩm cần tách trong 1h: W = G1( ω1−ω2 0,8−0,07 ) = 34,341 (Kg/h). ) = 43,75.( 1−0,07 1−ω2 (Công thức 7.2 trang 98, Thiết kế hệ thống sấy –Trần Văn Phú) − Lượng sản phẩm thu được sau khi sấy: G1 = G2 + W → G2 = G1 – W = 43,75 – 34,341 = 9,409 (Kg/h). − Lượng vật liệu khô tuyệt đối trong 1h: Gk = G1(1-ω 1) = 43,75.(1-0,8) = 8,75 (Kg/h). 2. Tính toán quá trình sấy. 2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài (điểm A). − Thông số không khí ngoài trời ở thành phố Hồ Chí Minh chúng em chọn t 0 = 300C và φ0 = 80%. − Với 2 thông số nhiệt độ và độ ẩm ta dùng giản đồ H-d của không khí ẩm xác định được điểm A. Từ điểm A ta có giá trị: + Hàm lượng hơi ẩm d0 = 22.10-3 Kg ẩm/Kg không khí khô. + Entanpi H0 = 21 kcal/Kg không khí khô. 2.2 Tính toán trạng thái không khí vào buồng sấy (điểm B). − Nhiệt độ không khí trước khi vào buồng sấy t1 = 800C. − Do quá trình sấy lý thuyết nên d0 = d1 = 22.10-3 Kg ẩm/ Kg không khí khô. − Từ đó ta xác định được điểm B. Từ điểm B ta tìm được các giá trị: + Entapi H1 = 33 kcal/Kg không khí khô. + Độ ẩm của không khí vào buồng φ1 = 7.5% 2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi buồng sấy (điểm C). − Ta chọn độ ẩm của không khí ra khỏi buồng sấy φ2 = 60%. − Ta có H1 = H3 = 33 kcal/kg không khí khô. Đường thẳng H1 cắt φ2 = 60% xác định được điểm C. − Từ điểm C xác định được hàm lượng ẩm của không khí ra khỏi buồng sấy d 2 = 36.10-3 Kg ẩm/ Kg không khí khô. Và nhiệt độ t2 = 450C. Đại lượng Khống khí bến ngoài (điểm A) Khống khí vào buốầng sấếy (điểm B) Khống khí ra khỏi buốầng sấếy (điểm C) t (0C) 30 80 45 φ (%) 80 7,5 60 22.10-3 22.10-3 36.10-3 21 33 33 d (Kg ẩm/Kg kkk) H (kcal/kg kkk) 3. Tính cân bằng năng lượng: − Lượng không khí khô cần làm bay hơi 1kg không khí ẩm: 1 1 l =d =d 2−¿d ¿ 2−¿d = 0 1 1 ¿ = 71,429 (kgkkk/kg ẩm). 0,036−0,022 − Lượng không khí khô cần trong quá trình sấy, với thời gian sấy cho 1 mẻ 8 giờ: L = l.W.8 = 71,429.34,341.8 = 19623,55 (Kg kkk/mẻ) = 2453 (Kg kkk/h). − Nhiệt lượng cẩn thiết làm bay hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy: q¿ H 2−H 0 33−21 . 4,18 . 1000 = .4,18.1000 = 3583 (kj/kg ẩm). d 2−¿d ¿ 36−22 0 − Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho toàn bộ quá trình sấy là: Q = q.W = 3583. 34,341. 8 = 984350,42 (kJ/h) = 273.43 (kW) − Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường: Qtt = 10%.Qc = 27,343 (kW). − Tổng lượng nhiệt cần cung cấp làm bốc hơi cả quá trình: Q = Qc + Qtt = 273.43 + 27.343 = 300.773 (kW). − Thời gian sấy 8 giờ/ mẻ thì công suất nhiệt là