Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 1 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp

nội
1.3 Các giai đoạn trong quá trình sấy
1.3.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu
1.3.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc
1.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc
1.4 Các phương pháp và thiết bị sấy
1.4.1 Các phương pháp sấy
1.4.2 Thiết bị sấy
1.5 Tổng quan về sấy ở nhiệt độ thấp
1.5.1 Giới thiệu các phương pháp sấy lanh
1.5.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy lạnh
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 3 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
1.6 Các thiết bị trong hệ thống sấy lạnh
1.7 Một số kết quả nghiên cứu về sấy lạnh của các tác giả trong và ngoài nước
1.7.1 Các tác giả trong nước
1.7.2 Các tác giả nước ngoài
1.8 So sánh phương pháp sấy lạnh với phương pháp sấy nóng ở nhà máy
1.9 Đánh giá và kết luận
CHƯƠNG II : TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ SẤY HÀNH LÁ
2.1 Vật liệu sấy và tính lý hòa của vật liệu sấy
2.1.1 Sơ đồ công nghệ sấy rau quả
2.1.2 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm
2.3 Các đặc tính hóa lý của một số rau quả giàu vitamin ứng dụng phương pháp
sấy lạnh
2.4 Lý thuyết sấy rau quả
2.5 Một số phương pháp sấy rau quả
2.6 Lựa chọn phương pháp sấy lạnh theo hướng nghiên cứu của đề tài
CHƯƠNG III : KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG
PHÁP SẤY

4.11.3. Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt
4.11.3.1. Dàn ngưng
4.11.3.2. Dàn bay hơi
4.11.4. Tính chọn máy nén
4.11.5. Tính chọn đường ống dẫn môi chất
4.11.5.1. Đường ống đẩy
4.11.5.2. Đường ống hút
4.11.6. Thiết bị hồi nhiệt
4.11.7. Tính toán trở lực và chọn quạt
CHƯƠNG V : TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG SẤY VÀ TÍNH
TOÁN GIÁ THÀNH
5.1 Trang bị điện
5.2 Tính giá thành sản phẩm
5.2.1 Chi phí nguyên liệu, nhiên liệu
5.2.2 Chi phí lao động
5.2.3 Chi phí khấu hao
5.3 So sánh chất lượng và giá thành hành lá sấy nóng và sấy lạnh
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 6 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
6.1 Kết luận
6.2 Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lời cảm ơn
Học tập là một quá trình lâu dài, mỗi giai đoạn đóng một vai trò quan trọng
trong việc hình thành nhân cách, đạo đức của mỗi con người. Từ những ngày
bước chân vào giảng đường đại học cho đến lúc hoàn thành luận văn này, em đã
nhận được sự quan tâm chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô. Qua quá
trình thực hiện luận văn tốt nghiệp em xin bày tỏ long biết ơn chân thành đến:
• Ban giám hiệu trường Đại học Nha Trang.

và thế giới.
3- Trình bày các kết quả nghiên cứu về sấy lạnh trong nước và thế giới từ
trước đến nay.
4- Lựa chọn vật liệu sấy lạnh, xây dựng quy trình công nghệ và xử lý vật liệu
trước sấy và sau sấy lạnh.
5- Lý thuyết về sấy rau quả và thực phẩm.
6- Tính toán thiết kế mô hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt.
6.1 Giải quyết bài toán sấy lạnh lý thuyết và sấy thực theo chế độ thải bỏ
tác nhân.
6.2 Giải quyết bài toán sấy lạnh lý thuyết và sấy thực theo chế độ hồi lưu
hoàn toàn khí thải.
7- Tính toán thiết kế và lựa chọn các thiết bị phụ trợ cho hệ thống sấy.
8- Khảo nghiệm mô hình máy sấy lạnh xác định lại các thông số kỹ thuật
của mô hình.
9- Xác định một số yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy
lạnh ở hai chế độ sấy
10- So sánh chất lượng của sấy lạnh và sấy nóng tại nhà máy
11- Kết luận rút ra từ thực nghiệm.
12- Hiệu quả kinh tế
Xây dựng giá thành 1kg rau sấy
13- Các bản vẽ thiết kế
III/ Ngày giao nhiệm vụ: 01/03/2012
IV/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/06/201
Nha Trang, tháng 3 năm 2012
Giáo viên hướng dẫn
THS. Lê Như Chính
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 9 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Lời mở đầu
Việt Nam là một nước nhiệt đới có nhiều điều kiện để phát triển ngành trồng

năng suất 100kg/mẻ” thực hiện dựa trên cơ sở tìm hiểu những nguyên lý chung
nhất của công nghệ sấy lạnh từ đó có thể xây dựng nên quy trình sấy đối với từng
loại rau quả khác nhau. Để giải quyết những vấn đề đó, đề tài nghiên cứu những
nội dung chính sau:
 Tìm hiểu về công nghệ sấy lạnh, phương pháp sấy và các thiết bị trong hệ
thống sấy lạnh.
 Tìm hiểu kỹ thuật sấy lạnh trên một số loại rau quả giàu vitamin, xây
dựng quy trình sấy lạnh đối với Hành lá cắt nhỏ.
 Tính toán thiết kế mô hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt ở chế độ sấy
hồi lưu hoàn toàn và chế độ thải bỏ tác nhân.
 Tính toán thiết kế máy sấy lạnh và lựa chọn các thiết bị phụ trợ.
 Thực nghiệm nghiên cứu trên mô hình thực tế.
 So sánh hiệu quả của hệ thống sấy lạnh với sấy nóng ở nhà máy.
Với những đặc tính ưu việt, công nghệ sấy lạnh hứa hẹn sẽ là một công nghệ
tiên tiến, cho lĩnh vực sấy thực phẩm giàu vitamin, có thể áp dụng rộng rãi với
quy mô lớn đáp ứng cả về vấn đề lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 11 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
1.1 Khái niệm quá trình sấy
1.1.1 Khái niệm
Sấy là quá trình tách ẩm (hơi nước và nước) ra khỏi VLS, trong đó VLS
nhận năng lượng để ẩm từ trong lòng VLS dịch chuyển ra bề mặt và đi vào môi
trường tác nhân sấy (TNS). Quá trình sấy là quá trình truyền nhiệt, truyền chất
xẩy ra đồng thời. Trong lòng VLS là quá trình dẫn nhiệt và khuếch tán ẩm hỗn
hợp. Trao đổi nhiệt - ẩm giữa bề mặt VLS với TNS là quá trình trao đổi nhiệt và
trao đổi ẩm đối lưu liên hợp. Quá trình bên trong VLS chủ yếu chịu ảnh hưởng
của dạng liên kết ẩm với cốt khô của vật liệu, quá trình ở bề mặt VLS chủ yếu
chịu ảnh hưởng của cơ cấu trao đổi nhiệt ẩm và các thông số của TNS cũng như

Do đó, mật độ dòng ẩm lỏng j
2k
tỷ lệ thuận với gradient áp suất thẩm thấu
tt
p∇
.
Với độ chứa ẩm thông thường của vật trương nở giới hạn, áp suất thẩm thấu
( trương nở ) là hàm của độ chứa ẩm M. Do đó ta có :
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 13 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
( )
MaMM/pDpDj
0k2tt2ptt2pk2
∇ρ−=∇∂∂−=∇−=
(1.1)
Vật keo là vật có cấu trúc mao mạch phân tử ở quá trình không đẳng nhiệt dịch
chuyển ẩm lỏng dạng màng có dạng : gradient
tkMkj
0
t
m2om2m2
∇ρ+∇ρ−=
(1.2)
Dòng ẩm lỏng dịch chuyển sẽ bằng :
( )
tkMkajjj
0
t
m2om2k2m2k22
∇ρ+∇ρ+−=+=

sẽ bằng :
taMajjj
0
t
mk0mk21
∇ρ−∇ρ=+=
(1.5)
Trong đó :
m2k2c t1mk
kaaa
++=
(1.6)
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 14 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
t
m2
t
ct1
t
mk
kaa +=
(1.7)
1.1.4.2 Các dòng dịch chuyển và thế dịch chuyển ẩm trong vật xốp mao dẫn
Dịch chuyển lỏng mao dẫn (Khuếch tán mao dẫn) trong vật xốp mao dẫn,
có các mạch lớn (r > 10
-5
), gắn liền với liên kết cơ lý. Trong vật xốp cấu trúc đa
mao mạch , dòng ẩm lỏng tỷ lệ thuận với gradient thế mao dẫn
:
ψ

Khác với trường hợp thấm lỏng mao dẫn xẩy ra do vật tiếp xúc trực tiếp với chất
lỏng (do áp suất thủy tĩnh), thế mao dẫn
ψ
là không đồng nhất, lượng lỏng được
hút vào có giới hạn vì lỏng không thể điền đầy toàn bộ vật do bị hạn chế bởi phần
cốt khô của vật. Thế mao dẫn
ψ
với phân tố mao mạch bằng :
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 15 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp








−
ρ
δ
=ψ
212
r
1
r
12
(1.10)
Như vậy điều kiện có thể dịch chuyển lỏng mao dẫn, gắn với sự bay hơi và ngưng
tụ lỏng, là sự khác biệt bán kính của mao mạch, r

0
t
md10md1ct1dl1pt11
∇ρ−∇ρ−=++=
(1.11)
Vậy dòng ẩm tổng dịch chuyển trong xốp mao dẫn là :
taMajjj
0
t
Mmd0Mmd21
∇ρ−∇ρ−=+=
(1.12)
Trong đó :
Mmd
a
và
t
Mmd
a
là hệ số khếch tán ẩm và hệ số khếch tán nhiệt của ẩm
mao dẫn, với :
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 16 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp

md2md1Mmd
aaa +=

(1.13)

t

chứa ẩm M và nhiệt độ t, do đó chúng có thể biểu diễn qua
t,M
∇∇
.
Dịch chuyển ẩm qua vật keo xốp mao dẫn được xác định bằng công thức :
)tM(ataMaj
0M0
t
M0M
∇δ+∇ρ−=∇ρ−∇ρ−=
(1.16)
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 17 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Trong đó :
M
a
và
t
M
a
là hệ số khếch tán và hệ số khếch tán nhiệt của ẩm,
δ
là hệ
số khếch tán nhiệt tương đối,
t
MM
a/a
=δ
.
mkMmd

tăng khi độ chứa ẩm tăng, và với độ chứa ẩm lớn thi hệ
số a
M
không đổi. Nếu quá trình là dịch chuyển ẩm lỏng thì hệ số a
M
sẽ tăng hoặc
không đổi phụ thuộc vào đường cong phân bố hang xốp theo đường kính. Hệ số
a
M
của các vật liệu được xác định bằng thực nghiệm dưới dạng bảng số hoặc công
thức.
1.1.4.4 Dịch chuyển ẩm đối lưu trong vật liệu sấy
Trong quá trình sấy cường độ cao, nếu nhiệt độ của vật liệu sấy lớn hơn
100
O
C thì phân áp suất hơi nước bão hòa p
1
sẽ lớn hơn áp suất không khí của
TNS. Khi đó, dòng dịch chuyển ẩm do khếch tán trong vật xốp được thay thế bởi
dòng dịch chuyển ẩm đối lưu.
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 18 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Gradient áp suất tổng
)p(∇
xuất hiện khi nhiệt độ của vật liệu sấy lớn hơn
100
O
C, tuy nhiên nếu quá trình được thực hiện bằng việc đốt nóng bên trong (ví
dụ sấy cao tần) thì
)p(

p0
t
M0M
∇−∇ρ−∇ρ−=
(1.20)
Biểu thức (1.20) chưa kể đến dịch chuyển lỏng dưới tác dụng của lực trong
trường và gradient áp suất thủy tĩnh ( dòng lỏng qua môi trường xốp ). Cường độ
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 19 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
của dòng dịch chuyển ẩm thấm đối lưu lớn hơn nhiều lần dòng dịch chuyển ẩm
dưới tác động của lực mao dẫn và khếch tán. Qúa trình này thương được nghiên
cứu độc lập với quá trình dịch chuyển ẩm trong VLS.
1.2 Cơ chết thoát ẩm ra khỏi vật liệu sấy
Muốn làm khô phải đặt nguyên liệu trong môi trường không khí để ẩm,
nước dịch chuyển vào môi trường không khí, có sự chênh lệch vật chất ( thế vật
chất ). Hoạt độ của nước trong nguyên liệu phải đảm bảo dưới hoạt động của vi
sinh vật hoạt động.
Khi làm khô xảy ra quá trình nước tách ra khỏi vật liệu : nước từ bề mặt
nguyên liệu dịch chuyển vào môi trường khô. Đậy là điều kiện kiên quyết để quá
trình làm khô xảy ra. Ngoài ra làm khô phải có quá trình dịch chuyển ẩm từ các
lớp phía trong đi ra các lớp bề mặt. sự dịch chuyển ẩm từ trong ra ngoài hình
thành khi ẩm và nước từ trung tâm nguyên liệu dịch chuyển ra bề mặt và lớp xung
quanh đảm bảo độ ẩm ở lớp trung tâm bằng các lớp xung quanh.
Quá trình thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được chia làm 2 giai
đoạn :
1.2.1 Qua trình khuếch tán ngoại
Là quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trường
không khí xung quanh. Động lực của quá trình này là do chênh lệch áp suất hơi
trên bề mặt của vật ẩm và áp suất riêng phần hơi nước trong môi trường không
khí.

(1.22)
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 21 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Trong đó : D : Hệ số khếch tán nội
F : Diện tích khếch tán
: Gradient độ ẩm
Hệ số khếch tán nội (D) phụ thuộc chủ yếu và thành phần, tính chất nguyên
liệu, gián tiếp phụ thuộc vào yếu tố môi trường.
Qua nghiên cứu ta thấy rằng ẩm dịch chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi
có nhiệt độ thấp. Vì vậy, tùy theo phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng ẩm
dịch chuyển dưới tác dụng của nồng độ ẩm và dòng ẩm dịch chuyển dưới tác
dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với nhau.
Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đẩy quá
trình thoát ẩm , rút ngắn thời gian sấy. Nếu 2 dòng ẩm dịch chuyển ngược chiều
nhau sẽ kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy.
1.2.3 Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán ngoại và quá trình khuếch tàn nội
Khếch tán nội và khếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, quá
trình khếch tán ngoại là quá trình khởi đầu và quyết định đến giai đoạn đầu của
quá trình sấy và quá trình khếch tán nôi là động lực của quá trình khếch tán ngoại.
Tức là quá trình khếch tán ngoại được tiến hành thì quá trình khếch tán nội mới
được tiếp tục và như thế độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần. Tuy nhiên
trong quá trình sấy ta phải làm cho 2 quá trình này cân bằng với nhau, tránh
trường hợp khếch tán ngoại lớn hơn quá trình khếch tán nội. Vì khi đó sẽ làm cho
sự bay hơi ở trên bề mặt xảy ra mãnh liệt làm cho khô bề mặt, hạn chế sự thoát
ẩm, khi xảy ra hiện tượng đó phải khắc phục bằng cách ủ ẩm ( sấy gián đoạn )
mục đích là thúc đẩy quá trình khếch tán nội.
1.3 Các giai đoạn trong quá trình sấy
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 22 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tương đối cao, nhiệt

thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt. Đồng thời
cũng là chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm.
1.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc
Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại
trong vật là ẩm liên kết. Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và
càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai
đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong giai
đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình sấy càng tiếp
diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật
giảm đến bằng độ ẩm cân bằng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong
buồng sấy thì quá trình thoát ẩm của vật ngưng lại, có nghĩa tốc độ sấy bằng
không.
1.4 Các phương pháp và thiết bị sấy
Sấy có thể được chia ra hai loại: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo.
- Sấy tự nhiên: quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị.
- Sấy nhân tạo: các phương pháp sấy nhân tạo thực hiện trong các thiết bị
sấy.
Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau. Căn cứ vào phương pháp
cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy
thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở…
1.4.1 Các phương pháp sấy
1.4.1.1 Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời
Sấy bằng cách phơi nắng (không có sử dụng thiết bị sấy) được sử dụng rộng
rãi nhất trong chế biến nông sản…
GVHD: ThS. Lê Nhữ Chính 24 SVTH: Bùi Văn Vĩnh
Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp
Trong các phương pháp phức tạp hơn (sấy bằng năng lượng mặt trời), năng
lượng mặt trời được thu nhận để gia nhiệt tác nhân sấy hoặc sử dụng năng lượng
mặt trời sấy trực tiếp.
1.4.1.2 Sấy đối lưu