THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA CÀ RỐT NHẬP LIỆU 450KG MỖI MẺ (Nguyễn Văn Tân) Full
2. Các số liệu ban đầu:
• Vật liệu sấy thăng hoa : Cà rốt
• Độ ẩm vật liệu sấy ban đầu W1=88.7%
• Độ ẩm vật liệu sau khi sấy :W2=4%
• Chọn hệ thống sử dụng môi chất lạnh sử dụng là: R22.
• Khối lượng riêng: = 1035 [Kg/m3].
• Nhiệt dung riêng: C = 3.87 [KJ/KgK]
• Hệ số dẫn nhiệt: 0.55 (W/m.K)
• Năng xuất nhập liệu: G1 = 450 [Kg/mẻ]
3. Yêu cầu về phần thuyết minh và tính toán:
1. Tổng quan về thực phẩm cà rốt.
2. Quy trình công nghệ sấy thăng hoa cà rốt.
3. Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa.
4. Kết quả và bàn luận.
NỘI DUNG:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 14
1.1 Tổng quan về công nghệ sấy thăng hoa .......................................................... 14
1.1.1 Định nghĩa .................................................................................................. 14
1.1.2 Ưu nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa ....................................... 14
1.1.3 Giai đoạn phát triển của ngành sấy thăng hoa ........................................... 16
1.1.4 Cơ sở khoa học sấy thăng hoa.................................................................... 19
1.1.5 Công nghệ sấy thăng hoa ........................................................................... 26
1.2 Tổng quan về thực phẩm cà rốt ....................................................................... 28
1.2.1 Giới thiệu về cà rốt ..................................................................................... 28
1.2.2 Thành phần hóa học có trong cà rốt ........................................................... 30
1.2.3 Các thông số vật lý của cà rốt .................................................................... 30
1.2.4 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe của cà rốt ...................................... 33
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
SẤY THĂNG HOA CÀ RỐT ..................................................................................... 34
2.1 Quy trình sấy thăng hoa cà rốt ........................................................................ 34
2.1.1 Nguyên liệu cà rốt ...................................................................................... 34
2.1.2 Xử lý và sơ chế nguyên liệu ....................................................................... 34
2.1.3 Rửa sạch ..................................................................................................... 34
2.1.4 Để ráo ......................................................................................................... 35
2.1.5 Bóc vỏ ........................................................................................................ 35
2.1.6 Xếp khuôn .................................................................................................. 35
2.1.7 Cấp đông .................................................................................................... 35
2.1.8 Sấy thăng hoa – Sấy chân không ............................................................... 35
2.1.9 Đóng gói và bảo quản ................................................................................ 36
2.2 Quy trình và sơ đồ công nghệ ......................................................................... 36
2.2.1 Qui trình thực hiện ..................................................................................... 36
2.2.2 Sơ đồ công nghệ ......................................................................................... 37
2.3 Các bước tính toán thiết kế ............................................................................. 38
2.3.1 Tính toán cho hệ thống lạnh ....................................................................... 38
2.3.1.1 Xác định các thông số ban đầu khi tính toán thiết kế ........................... 38
2.3.1.2 Các bước tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông ............................. 38
2.3.2 Các bước tính toán cho hệ thống sấy thăng hoa ......................................... 38
2.3.2.1 Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa trong quá trình sấy ..................... 38
2.3.2.2 Tính toán nhiệt cho thiét bị ngưng tụ - đóng băng ................................ 39
2.3.2.3 Tính toán bơm chân không ................................................................... 39
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG .................................. 40
3.1 Những thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trình tính toán, thiết kế ............... 40
3.2 Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng .................................................... 41
3.2.1 Tính toán cân bằng vật chất ....................................................................... 41
3.2.2 Tính toán cân bằng năng lượng .................................................................. 42
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ .............................................................. 44
4.1 Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông sản phẩm ...................................... 44
4.1.1 Tính toán kích thước tủ cấp đông .............................................................. 44
4.1.2 Tính toán nhiệt tải cho tủ cấp đông ............................................................ 47
4.1.2.1 Chi phí lạnh cho quá trình cấp đông ..................................................... 47
4.1.2.1.1 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ
đầu đến nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm [kJ]( Q
1
) .......................... 48
4.1.2.1.2 Tính lượng nhiệt lấy ra để toàn bộ nước trong sản phẩm đóng băng
[kJ](Q
2
) .................................................................................................................. 49
4.1.2.1.3 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của băng đến nhiệt độ
8
cuối cùng của quá trình cấp đông [kJ](Q
3
) ........................................................... 49
4.1.2.1.4 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành nước không
đóng băng trong sản phẩm [kJ](Q
4
) ...................................................................... 50
4.1.2.1.5 Tính lượng nhiệt cần thiết lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành phần
chất khô [kJ] ......................................................................................................... 50
4.1.2.2 Nhiệt lấy ra từ khuôn hoặc khay chứa sản phẩm .................................. 51
4.1.2.3 Nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ ......................................... 51
4.1.2.3.1 Entalpi của không khí trước khi cấp đông ....................................... 52
4.1.2.3.2 Khối lượng không khí khô trong tủ ................................................. 52
4.1.2.3.3 Entalpi của không khí trong tủ cuối quá trình cấp đông .................. 53
4.1.2.4 Nhiệt lượng do môi trường xâm nhập vào vách và cửa ........................ 53
4.1.2.4.1 Tính diện tích của cách và cửa tủ(Fv
) .............................................. 54
4.1.2.4.2 Tính độ chênh lệch nhiệt độ giữa phòng chờ cấp đông và tủ đông(∆t)
............................................................................................................................... 54
4.1.2.5 Nhiệt lượng xâm nhập từ môi trường qua đường ống làm quá nhiệt hơi
hút về máy nén ...................................................................................................... 55
4.1.3 Tính toán chọn máy nén lắp đặt phù hợp với năng suất lạnh .................... 54
4.1.3.1 Tính cho phần thấp áp ........................................................................... 54
4.1.3.1.1 Tính lưu lượng m1
............................................................................ 54
4.1.3.1.2 Tính hơi hút thực tế vào xi lanh ....................................................... 58
4.1.3.1.3 Hệ số chỉ thị thể tích và hệ số tổn thất do tăng nhiệt độ .................. 58
4.1.3.1.4 Thể tích hút lý thuyết của máy nén cấp thấp ................................... 54
4.1.3.1.5 Công suất nén đoạn nhiệt ................................................................. 59
4.1.3.1.6 Công suất chỉ thị .............................................................................. 59
4.1.3.1.7 Công suất ma sát .............................................................................. 59
4.1.3.1.8 Công suất hữu ích ............................................................................ 59
4.1.3.1.9 Công suất tiếp diện cho động cơ của máy nén cấp thấp ................. 59
4.1.3.1.10 Công suất động cơ điện của máy nén cấp thấp ............................. 60
4.1.3.2 Tính cho phần cao áp ............................................................................ 61
4.1.3.2.1 Tính lưu lượng m2
............................................................................ 61
4.1.3.2.2 Tính hơi thực tế hút vào xi lanh ....................................................... 61
4.1.3.2.3 Hệ số chỉ thị thể tích và hệ số tổn thất do tăng nhiệt độ .................. 61
4.1.3.2.4 Thể tích hút lý thuyết của máy nén cấp cao ..................................... 61
4.1.3.2.5 Công suất nén đoạn nhiệt ................................................................. 61
4.1.3.2.6 Công suất chỉ thị .............................................................................. 62
4.1.3.2.7 Công suất tiếp diện cho động cơ của máy nén cấp cao .................... 62
4.1.3.2.8 Công suất động cơ điện của máy nén cấp cao ................................. 62
4.1.3.2.9 Tổng công suất tiếp diện của động cơ.............................................. 62
4.1.3.2.10 Công suất ma sát ............................................................................ 62
4.1.4 Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh cấp đông
sản phẩm ................................................................................................................ 63
4.1.4.1 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ ....................................................... 63
4.1.4.1.1 Nhiệt tải của thiết bị ngưng tụ .......................................................... 69
4.1.4.1.2 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ .................................................. 63
4.1.4.1.3 Kiểm tra lại tốc độ không khí thiết bị ngưng tụ ............................... 63
4.1.4.2 Tính toán thiết kế thiết bị bay hơi ......................................................... 70
4.1.4.2.1 Nhiệt tải cho thiết bị bay hơi ............................................................ 71
4.1.4.2.2 Tính toán thiết kế thiết bị bay hơi .................................................... 63
4.1.4.3 Tính toán thiết kế thiết bị trung gian ..................................................... 63
4.1.4.3.1 Nhiệt trao đổi ở thiết bị trung gian ................................................... 63
4.1.4.3.2 Tính toán thiết kế bình trung gian .................................................... 74
4.1.4.4 Tính toán chọn van tiết lưu ................................................................... 74
4.1.4.4.1 Tính toán chọn van tiết lưu làm mát trung gian ............................... 75
4.1.4.4.2 Tính toán chọn van tiết lưu vào thiết bị bay hơi .............................. 78
4.1.4.5 Tính toán chọn đường ống ...................................................................... 77
4.1.4.5.1 Tính cho phần thấp áp ...................................................................... 78
4.1.4.5.2 Tính cho phần cao áp ....................................................................... 79
4.1.4.6 Tính chọn bình chứa cao áp ................................................................... 79
4.2 Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa ...................................................... 80
4.2.1 Thiết kế buồng thăng hoa ........................................................................... 80
4.2.1.1 Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa ................................................... 81
4.2.1.2 Tính toán thiết kế buồng thăng hoa ....................................................... 82
4.2.2 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ ............................................................ 63
4.2.3 Tính toán hệ bơm chân không .................................................................... 86
4.2.4 Xác định thời gian xả băng ........................................................................ 86
CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 888
5.1 Kết quả ............................................................................................................ 89
5.2 Thảo luận ......................................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 90
PHỤ LỤC ...
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
2. Các số liệu ban đầu:
• Vật liệu sấy thăng hoa : Cà rốt
• Độ ẩm vật liệu sấy ban đầu W1=88.7%
• Độ ẩm vật liệu sau khi sấy :W2=4%
• Chọn hệ thống sử dụng môi chất lạnh sử dụng là: R22.
• Khối lượng riêng: = 1035 [Kg/m3].
• Nhiệt dung riêng: C = 3.87 [KJ/KgK]
• Hệ số dẫn nhiệt: 0.55 (W/m.K)
• Năng xuất nhập liệu: G1 = 450 [Kg/mẻ]
3. Yêu cầu về phần thuyết minh và tính toán:
1. Tổng quan về thực phẩm cà rốt.
2. Quy trình công nghệ sấy thăng hoa cà rốt.
3. Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa.
4. Kết quả và bàn luận.
NỘI DUNG:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 14
1.1 Tổng quan về công nghệ sấy thăng hoa .......................................................... 14
1.1.1 Định nghĩa .................................................................................................. 14
1.1.2 Ưu nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa ....................................... 14
1.1.3 Giai đoạn phát triển của ngành sấy thăng hoa ........................................... 16
1.1.4 Cơ sở khoa học sấy thăng hoa.................................................................... 19
1.1.5 Công nghệ sấy thăng hoa ........................................................................... 26
1.2 Tổng quan về thực phẩm cà rốt ....................................................................... 28
1.2.1 Giới thiệu về cà rốt ..................................................................................... 28
1.2.2 Thành phần hóa học có trong cà rốt ........................................................... 30
1.2.3 Các thông số vật lý của cà rốt .................................................................... 30
1.2.4 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe của cà rốt ...................................... 33
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
SẤY THĂNG HOA CÀ RỐT ..................................................................................... 34
2.1 Quy trình sấy thăng hoa cà rốt ........................................................................ 34
2.1.1 Nguyên liệu cà rốt ...................................................................................... 34
2.1.2 Xử lý và sơ chế nguyên liệu ....................................................................... 34
2.1.3 Rửa sạch ..................................................................................................... 34
2.1.4 Để ráo ......................................................................................................... 35
2.1.5 Bóc vỏ ........................................................................................................ 35
2.1.6 Xếp khuôn .................................................................................................. 35
2.1.7 Cấp đông .................................................................................................... 35
2.1.8 Sấy thăng hoa – Sấy chân không ............................................................... 35
2.1.9 Đóng gói và bảo quản ................................................................................ 36
2.2 Quy trình và sơ đồ công nghệ ......................................................................... 36
2.2.1 Qui trình thực hiện ..................................................................................... 36
2.2.2 Sơ đồ công nghệ ......................................................................................... 37
2.3 Các bước tính toán thiết kế ............................................................................. 38
2.3.1 Tính toán cho hệ thống lạnh ....................................................................... 38
2.3.1.1 Xác định các thông số ban đầu khi tính toán thiết kế ........................... 38
2.3.1.2 Các bước tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông ............................. 38
2.3.2 Các bước tính toán cho hệ thống sấy thăng hoa ......................................... 38
2.3.2.1 Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa trong quá trình sấy ..................... 38
2.3.2.2 Tính toán nhiệt cho thiét bị ngưng tụ - đóng băng ................................ 39
2.3.2.3 Tính toán bơm chân không ................................................................... 39
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG .................................. 40
3.1 Những thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trình tính toán, thiết kế ............... 40
3.2 Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng .................................................... 41
3.2.1 Tính toán cân bằng vật chất ....................................................................... 41
3.2.2 Tính toán cân bằng năng lượng .................................................................. 42
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ .............................................................. 44
4.1 Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông sản phẩm ...................................... 44
4.1.1 Tính toán kích thước tủ cấp đông .............................................................. 44
4.1.2 Tính toán nhiệt tải cho tủ cấp đông ............................................................ 47
4.1.2.1 Chi phí lạnh cho quá trình cấp đông ..................................................... 47
4.1.2.1.1 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ
đầu đến nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm [kJ]( Q
1
) .......................... 48
4.1.2.1.2 Tính lượng nhiệt lấy ra để toàn bộ nước trong sản phẩm đóng băng
[kJ](Q
2
) .................................................................................................................. 49
4.1.2.1.3 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của băng đến nhiệt độ
8
cuối cùng của quá trình cấp đông [kJ](Q
3
) ........................................................... 49
4.1.2.1.4 Tính lượng nhiệt lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành nước không
đóng băng trong sản phẩm [kJ](Q
4
) ...................................................................... 50
4.1.2.1.5 Tính lượng nhiệt cần thiết lấy ra để làm giảm nhiệt độ của thành phần
chất khô [kJ] ......................................................................................................... 50
4.1.2.2 Nhiệt lấy ra từ khuôn hoặc khay chứa sản phẩm .................................. 51
4.1.2.3 Nhiệt lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ ......................................... 51
4.1.2.3.1 Entalpi của không khí trước khi cấp đông ....................................... 52
4.1.2.3.2 Khối lượng không khí khô trong tủ ................................................. 52
4.1.2.3.3 Entalpi của không khí trong tủ cuối quá trình cấp đông .................. 53
4.1.2.4 Nhiệt lượng do môi trường xâm nhập vào vách và cửa ........................ 53
4.1.2.4.1 Tính diện tích của cách và cửa tủ(Fv
) .............................................. 54
4.1.2.4.2 Tính độ chênh lệch nhiệt độ giữa phòng chờ cấp đông và tủ đông(∆t)
............................................................................................................................... 54
4.1.2.5 Nhiệt lượng xâm nhập từ môi trường qua đường ống làm quá nhiệt hơi
hút về máy nén ...................................................................................................... 55
4.1.3 Tính toán chọn máy nén lắp đặt phù hợp với năng suất lạnh .................... 54
4.1.3.1 Tính cho phần thấp áp ........................................................................... 54
4.1.3.1.1 Tính lưu lượng m1
............................................................................ 54
4.1.3.1.2 Tính hơi hút thực tế vào xi lanh ....................................................... 58
4.1.3.1.3 Hệ số chỉ thị thể tích và hệ số tổn thất do tăng nhiệt độ .................. 58
4.1.3.1.4 Thể tích hút lý thuyết của máy nén cấp thấp ................................... 54
4.1.3.1.5 Công suất nén đoạn nhiệt ................................................................. 59
4.1.3.1.6 Công suất chỉ thị .............................................................................. 59
4.1.3.1.7 Công suất ma sát .............................................................................. 59
4.1.3.1.8 Công suất hữu ích ............................................................................ 59
4.1.3.1.9 Công suất tiếp diện cho động cơ của máy nén cấp thấp ................. 59
4.1.3.1.10 Công suất động cơ điện của máy nén cấp thấp ............................. 60
4.1.3.2 Tính cho phần cao áp ............................................................................ 61
4.1.3.2.1 Tính lưu lượng m2
............................................................................ 61
4.1.3.2.2 Tính hơi thực tế hút vào xi lanh ....................................................... 61
4.1.3.2.3 Hệ số chỉ thị thể tích và hệ số tổn thất do tăng nhiệt độ .................. 61
4.1.3.2.4 Thể tích hút lý thuyết của máy nén cấp cao ..................................... 61
4.1.3.2.5 Công suất nén đoạn nhiệt ................................................................. 61
4.1.3.2.6 Công suất chỉ thị .............................................................................. 62
4.1.3.2.7 Công suất tiếp diện cho động cơ của máy nén cấp cao .................... 62
4.1.3.2.8 Công suất động cơ điện của máy nén cấp cao ................................. 62
4.1.3.2.9 Tổng công suất tiếp diện của động cơ.............................................. 62
4.1.3.2.10 Công suất ma sát ............................................................................ 62
4.1.4 Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh cấp đông
sản phẩm ................................................................................................................ 63
4.1.4.1 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ ....................................................... 63
4.1.4.1.1 Nhiệt tải của thiết bị ngưng tụ .......................................................... 69
4.1.4.1.2 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ .................................................. 63
4.1.4.1.3 Kiểm tra lại tốc độ không khí thiết bị ngưng tụ ............................... 63
4.1.4.2 Tính toán thiết kế thiết bị bay hơi ......................................................... 70
4.1.4.2.1 Nhiệt tải cho thiết bị bay hơi ............................................................ 71
4.1.4.2.2 Tính toán thiết kế thiết bị bay hơi .................................................... 63
4.1.4.3 Tính toán thiết kế thiết bị trung gian ..................................................... 63
4.1.4.3.1 Nhiệt trao đổi ở thiết bị trung gian ................................................... 63
4.1.4.3.2 Tính toán thiết kế bình trung gian .................................................... 74
4.1.4.4 Tính toán chọn van tiết lưu ................................................................... 74
4.1.4.4.1 Tính toán chọn van tiết lưu làm mát trung gian ............................... 75
4.1.4.4.2 Tính toán chọn van tiết lưu vào thiết bị bay hơi .............................. 78
4.1.4.5 Tính toán chọn đường ống ...................................................................... 77
4.1.4.5.1 Tính cho phần thấp áp ...................................................................... 78
4.1.4.5.2 Tính cho phần cao áp ....................................................................... 79
4.1.4.6 Tính chọn bình chứa cao áp ................................................................... 79
4.2 Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa ...................................................... 80
4.2.1 Thiết kế buồng thăng hoa ........................................................................... 80
4.2.1.1 Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa ................................................... 81
4.2.1.2 Tính toán thiết kế buồng thăng hoa ....................................................... 82
4.2.2 Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ ............................................................ 63
4.2.3 Tính toán hệ bơm chân không .................................................................... 86
4.2.4 Xác định thời gian xả băng ........................................................................ 86
CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 888
5.1 Kết quả ............................................................................................................ 89
5.2 Thảo luận ......................................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 90
PHỤ LỤC ...
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

%20(1).png)

.png)
Không có nhận xét nào: