Luận văn Nghiên cứu thiết kế chế tạo và thực nghiệm máy sấy cá lóc theo nguyên lý sấy bom nhiệt kết hợp hồng ngoại (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu thiết kế chế tạo và thực nghiệm máy sấy cá lóc theo nguyên lý sấy bom nhiệt kết hợp hồng ngoại (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY SẤY CÁ LÓC THEO NGUYÊN LÝ SẤY BOM NHIỆT KẾT HỢP HỒNG NGOẠI NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT - 60520115 S K C0 0 5 0 3 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY SẤY CÁ LÓC THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP HỒNG NGOẠI NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT - 60520115 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY SẤY CÁ LÓC THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP HỒNG NGOẠI NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT - 60520115 Hướng dẫn khoa học: PGS. TS Lê Anh Đức Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ & tên: Trần Anh Tuấn Giới tính: Nam. Ngày, tháng, năm sinh: 25/03/1985 Nơi sinh: Long An Quê quán: Bình An – Thủ Thừa – Long An Dân tôc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Trường Cao Đẳng Nghề Long An Điện thoai: 0976733448 E-mail: anhtuan04113@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2004 đến 05/2009. Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM. Ngành học: Kỹ Thuật Nhiệt – Điện Lạnh. 2. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 05/2015 đến 10/2016 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Ngành học: Kỹ Thuật Nhiệt Tên luận văn: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thực nghiệm máy sấy cá lóc theo nguyên lý sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại”. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 26/10/2016 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM. 3. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Anh văn B1. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm - 06/2009 – 08/2009 - Công ty TNHH Kỹ Thuật & - Nhân viên phòng kỹ Thương Mại Thiên Sơn thuật - 09/2009 đến nay - Trường Cao Đẳng Nghề Long - Giáo viên An i
5. LỜI CAM ĐOAN  Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.  Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 10 năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Anh Tuấn ii
6. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu trong chương trình đào tạo sau đại học của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, em đã tiếp thu và đúc kết được nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn của mình. Với đề tài nghiên cứu dưới hình thức luận văn thạc sỹ, em đã vận dụng những kiến thức đã được học của mình để giải quyết một vấn đề thực tế. Luận văn của em là nghiên cứu và giải quyết vấn đề mới trong lĩnh vực sấy. Nghiên cứu lý thuyết, làm mô hình và thực nghiệm. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn PGS.TS Lê Anh Đức cùng với sự hỗ trợ của gia đình, bạn bè, Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường Trường ĐH Nông Lâm TP. HCM, cho đến thời điểm này luận văn của em cũng đạt được những kết quả như mong muốn. Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM. - Thầy PGS.TS Lê Anh Đức - Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM. - Quý thầy cô trong bộ môn Nhiệt lạnh - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. - Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM - Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm TP. HCM. - Gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, sự hỗ trợ động viên quý báu của tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2016 Học viên thực hiện luận văn Trần Anh Tuấn iii
7. TÓM TẮT NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY SẤY CÁ LÓC THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP HỒNG NGOẠI Nội dung của luận văn là nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thực nghiệm máy sấy cá lóc theo nguyên lý sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại. Nghiên cứu đã thực hiện việc thiết kế, chế tạo và các thực nghiệm sấy cá lóc theo 3 phương pháp: sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại, sấy bơm nhiệt và sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại 3 mức nhiệt độ là 40oC, 45oC và 50oC cùng với sự thay đổi công suất bức của hồng ngoại từ 200 – 800W. Trên cơ sở đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của quá trình sấy như thời gian sấy hay tốc độ sấy, tiêu thụ điện năng riêng cho quá trình sấy và chất lượng của cá sau khi sấy. Kết quả đã xác định được nhiệt độ sấy 50oC là phù hợp để sấy cá lóc theo nguyên lý bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại. Phương trình dự đoán quá trình giảm ẩm của cá lóc W(%) theo thời gian sấy t(h) với chế độ phù hợp đã được xác định. ABSTRACT RESEARCH, DESIGN, MANUFACTURE AND EXPERIMENTAL SNAKEHEAD FISH DRYER ACCORDING TO THE PRINCIPLE OF COMBINING INFRARED HEAT PUMP Content of the thesis is to study the design, manufacture and experimental snakehead fish dryer according to the principle of combining infrared heat pump. The study has included the design, manufacturing and testing of snakehead fish drying experiments by three methods: hot air assisted infrared radiation drying, heat pump drying and heat pump assisted infrared radiation drying at the temperature of 40°C, 45oC and 50oC with the changing power of the infrared radiation from 200 - 800W. Base on the basis of evaluation of technical criteria such as drying time or drying rate, specific energy consumption for the drying process and the quality of fish after drying. The results have identified the drying temperature of 50 °C is suitable for snakehead fish drying according to the principle of heat pump assisted infrared radiation. The predicted equation for moisture content W(%) of snakehead fish versus drying time t(h) in the drying process was determined. iv
8. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các chữ viết tắt vi Danh sách các hình vii Danh sách các bảng viii Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 1.3 Tổng quan về cá lóc 2 1.3.1 Đặc điểm của cá lóc 2 1.3.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cá lóc 3 1.3.3 Quy trình chế biến cá lóc khô 4 1.4 Tình hình phơi, sấy cá trên thế giới và Việt Nam. 5 1.4.1 Tình hình phơi, sấy cá trên thế giới. 5 1.4.2 Tình hình phơi sấy cá tại Việt Nam. 8 1.4.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan 12 1.4.4 Thảo luận và đề xuất mô hình thiết bị sấy 13 1.5 Mục đích nghiên cứu đề tài 19 1.6 Đối tượng và nội dung nghiên cứu của đề tài 19 1.6.1 Đối tượng nghiên cứu 19 1.6.2 Nội dung nghiên cứu 19 1.7 Phương pháp nghiên cứu 20 1.7.1 Phương pháp kế thừa 20 v
9. 1.7.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 20 1.7.3 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 20 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 2.1 Giới thiệu về kỹ thuật sấy 21 2.1.1 Khái niệm về sấy 21 2.1.2 Vật liệu ẩm 21 2.1.3 Đặc điểm quá trình sấy 24 2.2 Bơm nhiệt 25 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý của bơm nhiệt 25 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 26 2.3 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại 27 2.3.1 Khái niệm về bức xạ hồng ngoại 27 2.3.2 Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại 28 2.3.3 Các dạng gia nhiệt nguồn bức xạ hồng ngoại 29 2.3.4 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại. 29 2.3.5 Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại. 30 Chƣơng 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY SẤY CÁ LÓC THEO NGUYÊN LÝ BƠM NHIỆT KẾT HỢP HỒNG NGOẠI 33 3.1 Mô hình sấy bơm nhiệt 33 3.1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống bơm nhiệt 33 3.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 34 3.2 Các thông số tính toán 34 3.2.1 Các số liệu ban đầu 34 3.2.2 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d 34 3.3 Tính toán thiết kế hệ thống 39 3.3.1 Tính toán thiết kế buồng sấy 39 3.3.2 Tính toán thiết kế hệ thống bơm nhiệt 39 3.3.3 Tính toán trở lực hệ thống và chọn quạt 43 3.4 Chế tạo mô hình sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại 43 v
10. Chƣơng 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 Giới thiệu về mô hình thí nghiệm 44 4.1.1 Mô hình thực nghiệm 44 4.1.2 Thông số của mô hình 44 4.1.3. Vận hành và điều chỉnh của mô hình 44 4.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm. 46 4.2.1 Phương pháp đo đạc 46 4.3 Kết quả thông số máy chạy không tải 51 4.3.1 Các thông số thực nghiệm khi điều chỉnh tỷ số nén của bơm nhiệt 51 4.3.2. Các thông số thực nghiệm để điều chỉnh nhiệt độ TNS trước buồng sấy 52 4.4 Lựa chọn thông số khảo sát trong quá trình sấy. 52 4.4.1 Nhiệt độ tác nhân sấy 53 4.4.2 Vận tốc tác nhân sấy 53 4.4.3 Khối lượng vật liệu sấy một mẻ 54 4.5 Thực nghiệm sấy cá lóc 54 4.5.1 Mục đích và yêu cầu 54 4.5.2 Bố trí thí nghiệm 54 4.5.3 Kết quả thí nghiệm sấy cá lóc và thảo luận 56 4.6 Ảnh hưởng của công suất bức xạ 65 4.7 Phương trình sự đoán sự giảm ẩm của cá lóc theo thời gian sấy 69 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 5.1 Kết luận 71 5.2 Đề xuất ý kiến. 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 75 Phụ lục 1: Tính toán thiết kế dàn bay hơi 75 Phụ lục 2: Tính toán thiết kế dàn ngưng tụ chính 81 Phụ lục 3: Tính chọn đường ống dẫn môi chất lạnh và dàn ngưng phụ 87 Phụ lục 4: Tính toán trở lực hệ thống và chọn quạt 88 v
11. Phụ lục 5: Các vật tư và thiết bị phục vụ cho công việc chế tạo mô hình 95 Phụ lục 6: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 40oC, ngày 31/03/2016 102 Phụ lục 7: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 45oC, ngày 04/04/2016 103 Phụ lục 8: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, ngày 06/04/2016 103 Phụ lục 9: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt tại nhiệt độ sấy 40oC, ngày 07/04/2016 104 Phụ lục 10: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt tại nhiệt độ sấy 45oC, ngày 09/04/2016 104 Phụ lục 11: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt tại nhiệt độ sấy 50oC, ngày 10/04/2016 105 Phụ lục 12: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 40oC, ngày 31/03/2016 105 Phụ lục 13: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 45oC, ngày 04/04/2016 106 Phụ lục 14: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, ngày 06/04/2016 106 Phụ lục 15: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, công suất bức xạ 200W, ngày 29/06/2016 106 Phụ lục 16: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, công suất bức xạ 400W, ngày 01/07/2016 107 Phụ lục 17: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, công suất bức xạ 600W, ngày 04/07/2016 107 Phụ lục 18: Bảng số liệu thí nghiệm sấy cá lóc bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50oC, công suất bức xạ 800W, ngày 05/07/2016 107 Phụ lục 19: Nội dung xử lý số liệu xây dựng phương trình hồi quy mô tả quá trình giảm ẩm của cá lóc tại nhiệt độ 50oC 108 v
12. Phụ lục 20: Một số hình ảnh thực nghiệm 111 Phụ lục 21: Các bảng xét nghiệm hàm lượng Nitơ tổng của cá lóc 112 Phụ lục 22: Bài báo và giấy xác nhận bài báo được đăng trên tạp chí Công nghiệp nông thôn 117 v
13. CÁC KÝ HIỆU KHOA HỌC & TỪ VIẾT TẮT  Các ký hiệu khoa học 2 4 Co: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (W/m .K ) Cvl : nhiệt dung riêng của cá (kJ/kgK) d1: đường kính trong của ống (mm) d2: đường ngoài của ống (mm) dtd: đường kính tương đương của ống đồng (mm) 2 Fc: diện tích cánh (m ) G: khối lượng vật ẩm (kg) Gn: khối lượng ẩm chứa trong vật liệu (kg) Gk: khối lượng vật khô tuyệt đối (kg) Gkk: lượng tác nhân sấy cần thiết theo khối lượng (kg) h: enthalpy (kJ/kg) k: hệ số truyền nhiệt (W/m2K) l: công nén riêng (kJ/kg) mn: khối lượng nước cần lấy ra khỏi cá (kg) mbs: khối lượng buồng sấy (kg) N: công suất quạt (kW) Nu: tiêu chuẩn Nusselt Ns: công nén đoạn nhiệt (kW) Ni: công nén chỉ thị (kW) Nms: công nén ma sát (kW) Ne: công nén hữu ích (kW) Nel: công suất điện (kW) Nđc: công suất động cơ máy nén (kW) n: số ống (ống) P: công suất đèn hồng ngoại (W) Pr: tiêu chuẩn Prantdl p: áp suất (bar) vi
14. 2 pms: áp suất ma sát riêng (N/m ) 3 Qkk: lượng tác nhân sấy theo thể tích (m /s) Qolt: năng suất lạnh hệ thống (kW) Qo: năng suất lạnh thực tế (kW) Qnt: công suất dàn ngưng (kW) Qtc: nhiệt lượng tổng (kW) qk: năng suất giải nhiệt riêng (kJ/kg) qo: năng suất làm lạnh riêng (kJ/kg) 3 qv: năng suất lạnh thể tích (kJ/m ) Ref: hệ số Reynold rn: ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong cá (kJ/kg) s: entropy (kJ/kg.độ) sc: bước cánh (mm) o tk: nhiệt độ ngưng tụ ( C) o to: nhiệt độ bay hơi ( C) V: thể tích của vật liệu (m3) 3 Vtt: thể tích hút thực tế của máy nén (m /s) 3 Vd: lưu lượng thể tích môi chất qua ống đẩy (m /s) 3 Vh: lưu lượng thể tích môi chất qua ống hút (m /s) v: thể tích riêng (m3/kg) wo: độ ẩm tuyệt đối (%) w: độ ẩm toàn phần (%)  : vận tốc không khí trong buồng sấy (m/s) ωmax: vận tốc không khí qua khe hẹp (m/s) ω1: độ ẩm ban đầu (%) ω2: độ ẩm cuối (%) ωd: vận tốc môi chất trong ống đẩy (m/s) ωh: vận tốc môi chất trong ống hút (m/s) 2 α1: hệ số tỏa nhiệt bên trong (W/m K) vi
15. 2 α2: hệ số tỏa nhiệt bên ngoài (W/m K) 2 αc: hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt cánh (W/m K) δc: chiều dày cánh (mm) ε: hệ số làm lạnh εc: hệ số làm cánh v : hệ số nhợt động học của không khí ở nhiệt độ tương ứng (m2/s) vo : vận tốc tác nhân sấy bắt đầu vào dàn (m/s) η: hiệu suất đèn hồng ngoại (%) ηc: hiệu suất làm cánh ηi: hiệu suất chỉ thị (%) ηq: hiệu suất quạt (%)  : tỷ số nén 3 k : là khối lượng riêng của vật khô tuyệt đối (kg/m ) 3 ρkk: khối lượng riêng tác nhân sấy (kg/m ) φ: hệ số bơm nhiệt λmax: Bước sóng ứng với cường độ bức xạ cao nhất (μm) λ: hệ số dẫn nhiệt (W/mK) ξ: trở lực cục bộ ΔP: tổng trở lực hệ thống (mmH2O)  Các từ viết tắt DHA Docosa Hexaenoic Acid EPA Ecosa Pentaenoic Acid SD Solar Drying ED Electric Drying MED Microwave-Electric Drying HP Heat Pump AD Hot-Air Drying FD Freeze-Drying HPD Heat Pump Drying vi
16. FIR Far-Infrared Radiation LPSSD Low-Pressure Superheated Steam Drying LPSSD-FIR Low-Pressure Superheated Steam Drying and Far-Infrared Radiation MN Máy nén NT Thiết bị ngưng tụ TL Van tiết lưu BH Thiết bị bay hơi BN Bơm nhiệt HN Hồng ngoại KKN Không khí nóng VLS Vật liệu sấy vi
17. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Cá lóc và khô cá lóc 2 Hình 1.2: Sơ đồ quy trình chế biến cá lóc khô 4 Hình 1.3: Phơi cá. 6 Hình 1.4: Phơi cá trong tủ sấy năng lượng mặt trời ở Ấn Độ. 6 Hình 1.5: Máy sấy dạng xe goòng. 7 Hình 1.6: Máy sấy cá khô băng tải. 7 Hình 1.7: Phơi cá lóc trên khay và treo trên giàn 8 Hình 1.8: Sấy bằng lò than 9 Hình 1.9: Tủ sấy năng lượng Mặt Trời 10 Hình 1.10: Máy sấy cá lóc của Công ty cổ phần Tứ Quý, Tam Nông, Đồng Tháp 11 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của bơm nhiệt 26 Hình 2.2: Đồ thị T-S và logp – i của bơm nhiệt 26 Hình 2.3: Bước sóng hồng ngoại 27 Hình 2.4: Cấu tạo bộ gia nhiệt nguồn bức xạ hồng ngoại – điện 29 Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo của máy sấy cá lóc theo nguyên lý bơm nhiệt kết hợp với hồng ngoại 33 Hình 3.2: Biểu diễn quá trình sấy trên giản đồ không khí ẩm 35 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý của chu trình 40 Hình 3.4: Đồ thị log p-h và T-S của chu trình 41 Hình 3.5: Sơ đồ trao đổi nhiệt dàn bay hơi 76 Hình 3.6: Kích thước dàn lạnh 81 Hình 3.7: Sơ đồ trao đổi nhiệt dàn ngưng tụ 82 Hình 3.8: Kích thước dàn ngưng chính 87 Hình 3.9: Co ống dẫn tác nhân sấy 92 Hình 3.10: Đoạn ống mở rộng dần từ tròn sang chữ nhật 93 Hình 3.11: Đoạn ống thu hẹp từ chữ nhật sang tròn 93 vii
18. Hình 3.12: Tấm phân bố tác nhân sấy 94 Hình 3.13: Sơ đồ bản vẽ hệ thống 96 Hình 3.14: Dàn ngưng chính, dàn ngưng phụ 97 Hình 3.15: Dàn bay hơi, máy nén 98 Hình 3.16: Van tiết lưu nhiệt, an chặn 98 Hình 3.17: Phin lọc, kính xem gas 98 Hình 3.18: Rơ le áp suất, ống đồng các loại 98 Hình 3.19: Môi chất lạnh R22 98 Hình 3.20: Dụng cụ cắt, uốn, nong loe ống 99 Hình 3.21: Bộ hàn hơi 100 Hình 3.22: Bộ đồng hồ nạp gas 100 Hình 3.23: Máy hút chân không 100 Hình 3.24: Sơ đồ hệ thống bơm nhiệt 101 Hình 4.1: Mô hình thực nghiệm 44 Hình 4.2: Tủ sấy xác định ẩm độ ban đầu của vật liệu sấy 47 Hình 4.3: Cân điện tử 49 Hình 4.4: Máy đo tốc độ gió 49 Hình 4.5: Máy đo nhiệt độ và độ ẩm 50 Hình 4.6: Thiết bị đo cường độ dòng điện 50 Hình 4.7: Bố trí thí nghiệm máy sấy bơm nhiệt + hồng ngoại và máy sấy không khí nóng + hồng ngoại 55 Hình 4.8: Vị trí các thiết bị đo trên máy sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại 55 Hình 4.9: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng không khí nóng kết hợp hồng ngoại. 57 Hình 4.10: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng bơm nhiệt. 58 Hình 4.11: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại. 59 Hình 4.12: Biểu đồ so sánh độ giảm ẩm của cá lóc theo thời gian tại nhiệt độ sấy 400C giữa ba phương pháp sấy 59 vii
19. Hình 4.13: Biểu đồ so sánh độ giảm ẩm của cá lóc theo thời gian tại nhiệt độ sấy 450C giữa ba phương pháp sấy 60 Hình 4.14: Biểu đồ so sánh độ giảm ẩm của cá lóc theo thời gian tại nhiệt độ sấy 500C giữa ba phương pháp sấy 61 Hình 4.15: Tốc độ sấy trung bình của ba phương pháp sấy 62 Hình 4.16: Tiêu thụ điện năng trung bình của ba phương pháp sấy 63 Hình 4.17: Hàm lượng Nitơ của các mẫu sấy với ba phương pháp sấy khác nhau và mẫu cá tươi 64 Hình 4.18: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian tại các mức công suất bức xạ hồng ngoại khác nhau 66 Hình 4.19: Tốc độ sấy trung bình tại ba mức công suất hồng ngoại 67 Hình 4.20: Hàm lượng Nitơ tổng của các mẫu sấy với ba mức công suất hồng ngoại khác nhau. 68 Hình 4.21: Biểu đồ so sánh độ giảm ẩm của cá lóc giữa giá trị dự đoán và thực nghiệm 69 vii
20. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá lóc 3 Bảng 1.2: Tính chất sản phẩm theo nồng độ muối và thời gian ngâm 5 Bảng 3.1: Các thông số của quá trình sấy trên giản đồ t – d 35 Bảng 3.2: Thông số các điểm nút của chu trình lạnh 41 Bảng 4.1: Các thông số cần đo và thông số của thiết bị đo 45 Bảng 4.2: Thông số điều chỉnh tỉ số nén máy sấy 51 Bảng 4.3 Thông số điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy 52 Bảng 4.4: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng không khí nóng kết hợp hồng ngoại. 56 Bảng 4.5: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng bơm nhiệt 57 Bảng 4.6: Ẩm độ của cá lóc theo thời gian khi sấy bằng bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại. 58 Bảng 4.7: So sánh tốc độ sấy và tiêu thụ điện tại nhiệt độ sấy 40oC 60 Bảng 4.8: So sánh tốc độ sấy và tiêu thụ điện tại nhiệt độ sấy 45oC 61 Bảng 4.9: So sánh tốc độ sấy và tiêu thụ điện tại nhiệt độ sấy 50oC 62 Bảng 4.10: Hàm lượng Nitơ tổng ở các phương pháp sấy (%) 63 Bảng 4.11: So sánh kết quả sấy cá lóc bằng bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại so với kết quả sấy cá lóc bằng bơm nhiệt kết hợp vi sóng đã được công bố 65 Bảng 4.12: So sánh thông số ẩm độ của cá lóc khi sấy bằng phương pháp sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại nhiệt độ sấy 50 0C với các công suất bức xạ khác nhau. 65 Bảng 4.13: Kết quả so sánh tốc độ sấy trung bình khi sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại tại 50oC với 4 mức công suất bức xạ 200W, 400W, 600W và 800W 67 Bảng 4.14: Hàm lượng Nitơ tổng của cá ở các mức bức xạ khác nhau (%) 67 Bảng 4.15: So sánh kết quả thực nghiệm so với tính toán lý thuyết 70 viii
21. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Cá lóc là loại cá quen thuộc ở đồng bằng Sông Cửu Long. Cá lóc có giá trị cao về dinh dưỡng. Hàm lượng chất béo trong cá ít hơn so với thịt nhưng có giá trị hỗ trợ nhiều cơ quan trong cơ thể như hệ thần kinh, hệ tuần hoàn. Ở Đồng bằng Sông Cửu Long có hệ thống sông rạch tương đối lớn, nghề nuôi cá lóc rất phát triển, hình thức nuôi phong phú: đìa, rừng, ao hồ, ruộng lúa, lồng bè, vèo. Sản lượng hàng năm khoảng 4 triệu tấn, cá lóc là nguồn nguyên liệu lớn cho việc sản xuất khô. Khô hải sản nói chung và khô cá lóc nói riêng ngày càng được ưu chuộng và có giá trị về xuất khẩu. Chất lượng cá lóc khô hiện nay được đánh giá bằng cảm quan về màu sắc, mùi vị, chưa có công bố đánh giá hàm lượng dinh dưỡng trong cá khô. Hiện nay, cá lóc được làm khô chủ yếu bằng cách phơi nắng hoặc sấy thủ công. Với phương pháp phơi nắng, thời gian kéo dài, sản phẩm có chất lượng thấp vì sau khi phơi hết một ngày nắng nhưng cá vẫn chưa kịp khô và phải chờ qua đêm để ngày hôm sau phơi tiếp, vì vậy protein trong cá bị phân hủy, cá bị nhiễm khuẩn do ruồi, côn trùng, bụi bẩn bám vào. Phương pháp sấy thủ công theo nguyên lý sấy không khí nóng cũng có thời gian sấy kéo dài, nhiệt độ sấy phải cao mới làm khô được cá nên ảnh hưởng đến dinh dưỡng trong cá. Yêu cầu cá khô phải đạt ẩm độ 30%, ẩm độ cá quá thấp sẽ làm thịt cá bị biến cứng, ẩm độ cao sẽ làm cá mau bị mốc, hư hỏng. Đất nước ta đang từng bước phát triển và hội nhập Quốc tế. Quá trình liên kết khu vực và toàn cầu hóa đã tạo ra cơ hội và thách thức cho một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển. Để hiện đại hóa công nghệ sau thu hoạch thủy sản 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. Để đáp ứng những yêu cầu trên và trên cơ sở kế thừa các công trình nghiên 1
22. S K L 0 0 2 1 5 4