BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM
MÁY SẤY PHẤN HOA NĂNG SUẤT 50 KG/MẺ
Họ tên sinh viên: ĐẶNG THÀNH TÂM
NGUYỄN THỊ BÍCH LOAN
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2006 – 2010
Tháng 07/2010
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM
MÁY SẤY PHẤN HOA NĂNG SUẤT 50 KG/MẺ
Tác giả
Đặng Thành Tâm
Nguyễn Thị Bích Loan
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Nhiệt Lạnh
Giáo viên hướng dẫn
PGS – TS. Nguyễn Hay
TS. Lê Anh Đức
Tháng 07 năm 2010
i
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ cùng toàn thể quý thầy cô giảng dạy
trong suốt quá trình học tập và rèn luyện.
Đặc biệt thầy PGS.TS. Nguyễn Hay, TS. Lê Anh Đức đã tận tình hướng dẫn,
chỉ bảo chúng tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Máy nén lạnh có công suất 2,5 HP.
SV thực hiện GV hướng dẫn
Đặng Thành Tâm PGS – TS. Nguyễn Hay
Nguyễn Thị Bích Loan TS. Lê Anh Đức
iii
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
MỤC LỤC
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM i
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT iii
DANH SÁCH CÁC HÌNH viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG xi
Chương 1 1
Chương 2 3
2.1 Tổng quan về Ong: 3
2.1.1 Loài ong mật:/1/ 3
2.1.2 Các sản phẩm của ong:/1/ 4
Hình 2.1: Mật ong 4
Hình 2.2: Sữa Ong chúa 5
Hình 2.3: Mật, sáp, keo Ong 5
2.2 Tổng quan về phấn hoa: 6
2.2.1 Khái niệm: 6
Hình 2.4: Con Ong mang phấn hoa 6
2.2.4 Cách sử dụng phấn hoa: 7
2.2.5 Khai thác phấn hoa: 8
2.2.6 Một số quy định về tiêu chuẩn của phấn hoa: /3/ 8
2.2.7 Các phương pháp sấy phấn hoa hiện nay: 8
2.3 Tìm hiểu chung về quá trình sấy: 9
2.3.1 Khái niệm về sấy: 9
2.3.2 Ẩm trong vật liệu sấy: 10
4.1.1 Các dữ liệu ban đầu: 30
4.1.2. Lựa chọn nguyên lý cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy: 30
Hình 4.1:Sơ đồ nguyên lý máy sấy chân không 31
4.2 Tính toán thiết kế máy: 32
4.2.1 Tính toán kích thước buồng sấy: 32
Hình 4.2: Khay sấy 32
Hình 4.3: Khung chứa khay sấy 33
Hình 4.4: Buồng sấy 34
4.2.2 Tính tóan lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy: 35
v
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Hình 4.5: Tấm tạo nhiệt 38
4.2.3. Tính toán chọn bơm chân không: 38
4.2.4 Tính toán hệ thống ngưng tụ ẩm: 40
4.2.5 Tính dàn lạnh: 41
4.2.6 Tính bình chứa nước ngưng tụ : /11/ 42
Hình 4.6: Bình chứa nước ngưng tụ 42
Hình 4.7: Bản vẽ máy sấy sau khi thiết kế 43
4.3. Thiết kế mạch điều khiển: 44
Hình 4.8: Sơ đồ mạch điều khiển 44
4.4 Kết quả khảo nghiệm: 44
4.4.1. Khảo nghiệm không tải: 44
Hình 4.9: Bố trí cảm biến nhiệt độ trên khay số 5 46
Bảng 4.1: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên khay số 5: 46
Hình 4.10: Bố trí cảm biến nhiệt độ trên khay số 1 47
Bảng 4.2: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên khay số 1: 47
Bảng 4.3: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên các khay còn lại 47
4.4.2. Khảo nghiệm có tải: 48
Bảng 4.4: Kết quả khảo nghiệm 49
Hình 4.11: Độ giảm ẩm theo thời gian 49
δ
i
: Chiều dày vách
ω
0
: Độ ẩm ở tâm vật q: Mật độ dòng nhiệt
ω
b
: Độ ẩm bề mặt V: Thể tích
ω
tb
: Độ ẩm trung bình m: Khối lượng
ω
cb
: Độ ẩm cân bằng N: Công suất
ρ : Khối lượng riêng K: Hệ số truyền nhiệt
c : Nhiệt dung riêng k: Hệ số đọan nhiệt của không khí
λ : Hệ số dẫn nhiệt
G
a
: Khối lượng nước
p : Áp suất
σ : Sức căng mặt ngoài
r : Bán kính
τ : Thời gian sấy
r : Ẩn nhiệt hóa hơivii
viii
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
2.3.7 Các phương pháp sấy và thiết bị sấy hiện nay:/5/ 16
2.4 Tìm hiểu chung về máy sấy chân không:/3/ 17
2.4.1 Nguyên lý cơ bản của máy sấy chân không: 17
2.4.2 Hệ thống hút chân không trong thiết bị sấy chân không: 18
Bảng 2.1: Bảng phân lọai các dạng bức xạ theo chiều dài bước sóng 19
2.5.2 Các định nghĩa cơ bản của bức xạ nhiệt: 19
2.6. Tính toán chọn bơm chân không: 20
2.7. Tính tóan lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy: 21
2.8. Tính toán hệ thống ngưng tụ ẩm: 23
2.9 Cơ sở tính dàn lạnh, dàn nóng:/9/ 24
2.10 Một số mẫu máy sấy chân không có mặt trên thị trường: 26
Hình 2.7: Máy sấy chân không kiểu tủ 26
Hình 2.8: Máy sấy chân không kiểu thùng quay 26
Hình 2.9: Máy sấy chân không trụ tròn 27
Hình 2.10: Máy sấy chân không băng tải 27
Chương 3: 28
3.1 Phương pháp: 28
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: 28
3.1.2 Phương pháp thiết kế: 28
3.1.3 Phương pháp khảo nghiệm: 29
3.2 Dụng cụ và thiết bị: 29
Chương 4 30
4.1 Cơ sỡ tính toán: 30
4.1.1 Các dữ liệu ban đầu: 30
4.1.2. Lựa chọn nguyên lý cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy: 30
Hình 4.1:Sơ đồ nguyên lý máy sấy chân không 31
4.2 Tính toán thiết kế máy: 32
4.2.1 Tính toán kích thước buồng sấy: 32
x
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
DANH SÁCH CÁC BẢNG
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM i
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT iii
DANH SÁCH CÁC HÌNH viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG xi
Chương 1 1
Chương 2 3
2.1 Tổng quan về Ong: 3
2.1.1 Loài ong mật:/1/ 3
2.1.2 Các sản phẩm của ong:/1/ 4
Hình 2.1: Mật ong 4
Hình 2.2: Sữa Ong chúa 5
Hình 2.3: Mật, sáp, keo Ong 5
2.2 Tổng quan về phấn hoa: 6
2.2.1 Khái niệm: 6
Hình 2.4: Con Ong mang phấn hoa 6
2.2.4 Cách sử dụng phấn hoa: 7
2.2.5 Khai thác phấn hoa: 8
2.2.6 Một số quy định về tiêu chuẩn của phấn hoa: /3/ 8
2.2.7 Các phương pháp sấy phấn hoa hiện nay: 8
2.3 Tìm hiểu chung về quá trình sấy: 9
2.3.1 Khái niệm về sấy: 9
2.3.2 Ẩm trong vật liệu sấy: 10
2.3.3 Đặc tính hấp phụ và mao dẫn: /5/ 11
2.3.4 Phân loại VLA và đặc tính xốp của VL:/5/ 12
2.3.5.Các dạng liên kết ẩm:/5/ 12
2.3.6 Truyền nhiệt truyền chất và động học quá trình sấy:/5/ 13
4.2.1 Tính toán kích thước buồng sấy: 32
Hình 4.2: Khay sấy 32
Hình 4.3: Khung chứa khay sấy 33
Hình 4.4: Buồng sấy 34
xii
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
4.2.2 Tính tóan lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy: 35
Hình 4.5: Tấm tạo nhiệt 38
4.2.3. Tính toán chọn bơm chân không: 38
4.2.4 Tính toán hệ thống ngưng tụ ẩm: 40
4.2.5 Tính dàn lạnh: 41
4.2.6 Tính bình chứa nước ngưng tụ : /11/ 42
Hình 4.6: Bình chứa nước ngưng tụ 42
Hình 4.7: Bản vẽ máy sấy sau khi thiết kế 43
4.3. Thiết kế mạch điều khiển: 44
Hình 4.8: Sơ đồ mạch điều khiển 44
4.4 Kết quả khảo nghiệm: 44
4.4.1. Khảo nghiệm không tải: 44
Hình 4.9: Bố trí cảm biến nhiệt độ trên khay số 5 46
Bảng 4.1: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên khay số 5: 46
Hình 4.10: Bố trí cảm biến nhiệt độ trên khay số 1 47
Bảng 4.2: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên khay số 1: 47
Bảng 4.3: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến trên các khay còn lại 47
4.4.2. Khảo nghiệm có tải: 48
Bảng 4.4: Kết quả khảo nghiệm 49
Hình 4.11: Độ giảm ẩm theo thời gian 49
Chương 5: 50
5.1. Kết luận: 50
5.2. Đề nghị: 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
nóng bằng than, củi. Cách làm này không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng, do vậy
phấn hoa thu được chủ yếu dùng cho ong ăn lại.
Ngày nay với sự phát triển tiến bộ của khoa học kỹ thuật là sự ra đời của nhiều
phương pháp bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm như: đông lạnh, làm khô, xử
lý hóa chất, sấy thăng hoa, sấy chân không,…Ưu điểm của sấy chân không là nhờ
vào giảm nhiệt độ điểm sôi của nước nên có thể sấy sản phẩm sấy ở nhiệt độ thấp. Vì
vậy, sản phẩm sau khi sấy có thể giữ được màu sắc, mùi vị, các yếu tố vi lượng…
chất lượng sấy được đánh giá cao so với các phương pháp sấy khác.
Hiện tại Việt Nam trong những năm qua cũng có những nghiên cứu về bảo
quản, chế biến phấn hoa với các phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, các nghiên cứu
đó chỉ dừng lại ở mức mô hình, chưa được ứng dụng vào thực tế.
Từ những lý do trên, với mong muốn nâng cao chất lượng sản phẩm phấn hoa,
cũng như đưa vào hoạt động sản suất trong thực tế, được sự đồng ý của Ban chủ
nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ và hướng dẫn của hai thầy: PGS – TS Nguyễn Hay
và TS. Lê Anh Đức, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Tính toán, thiết kế, chế
tạo và khảo nghiệm máy sấy phấn hoa năng suất 50 kg/mẻ”.
Trong quá trình thực hiện, do kiến thức và kinh nghiệm thực tế có hạn, đặc biệt
công nghệ sấy chân không còn khá mới ở nước ta, các tài liệu nói về công nghệ này
cũng còn hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi sai sót mặc dù đã cố gắng tìm tòi, học hỏi
thầy cô và bạn bè. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô, các bạn để đề
tài được hoàn thiện hơn.
2
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về Ong:
2.1.1 Loài ong mật:/1/
a) Khái niệm :
Ong mật thuộc ngành chân đốt hay ngành tiết túc (A. Thropoda), lớp côn trùng
ngoài ra còn có một số enzim và hoocmôn sinh trưởng.
Đặc điểm của mật ong:
Mật ong tự nhiên có nhiều loại với nhiều màu sắc khác nhau, có dạng từ đặc
sánh đến kết tinh. Tùy theo nguồn gốc từng loại hoa mà mật kết tinh nhiều hay ít, có
loại mật ong không kết tinh.
Sự kết tinh của mật ong là hiện tượng tự nhiên bình thường, nguyên nhân do tỉ
lệ đường glucô / fructô lớn hơn 1.
b).Sữa chúa:
Định nghĩa: Sữa chúa là nguồn dinh dưỡng cao cấp, là sản phẩm đặc biệt. Đó
là thức ăn duy nhất để nuôi chúa và ấu trùng ong chúa do ong thợ non tiết ra.
4
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Hình 2.2: Sữa Ong chúa.
Thành phần của sữa ong chúa:
Sữa chúa có thành phần dinh dưỡng như sau: protêin: 18%; lipid: 4,64%; gluxit:
12 –49%; các vitamin: 3,2%; chất khô: 39,95%; tro: 0,82%; …, pH: 3,5%.
c).Sáp ong:
Hình 2.3: Mật, sáp, keo Ong
Sáp ong là vật tư chủ yếu để làm nền bánh tổ (chân tầng) cho ong, ngoài ra sáp
ong còn dùng trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp dệt, y tế, hàng không,
giày da, may mặc, đánh bóng đồ gỗ,…
d).Keo ong:
Keo ong là một chất nhựa giống sáp do ong mật hút từ chồi cây hoặc bất kỳ
nguồn thực vật nào.
Ong dùng keo để vít kín khe hở giữa các cầu ong, xung quanh thùng để chúng
điều hòa nhiệt độ trong thùng ong phù hợp với đặc điểm sinh vật học của chúng, ong
còn dùng keo bao bọc xác những địch hại vào tổ ong phá hoại (gián, thạch sùng, ong
rừng) bị ong bảo vệ đàn đốt chết để tránh thối. Keo ong có tính sát trùng và tác dụng
diệt khuẩn cao.
5
khống chế tuyến tiền liệt tăng sinh, tăng cường khả năng tình dục, phòng chống ung
thư và làm đẹp da…
Ngoài ra, phấn của mỗi loại hoa lại có những tác dụng riêng như: phấn hoa hòe
có công dụng kiện vị và trấn tĩnh; phấn hoa kiều mạch có công dụng kiện tỳ lý khí,
bổ huyết và làm chậm nhịp tim; phấn hoa cửu lý hương có công dụng thúc đẩy tuần
hoàn, cải thiện khả năng ghi nhớ, kháng khuẩn và giảm ho; phấn hoa thùy dương có
công dụng bồi bổ và giảm đau; phấn hoa dâu có công dụng làm hạ đường huyết;
phấn hoa cải có công dụng phòng chống giãn và viêm loét tĩnh mạch; phấn hoa táo
có công dụng bổ dưỡng cơ tim
Kéo dài tuổi thọ; phòng chống tật bệnh, đặc biệt là bệnh lý đường tiêu hóa, tim
mạch và rối loạn chuyển hóa như đái tháo đường, tăng lipid máu ; cải thiện chức
năng gan; dự phòng tích cực u phì đại tiền liệt tuyến, cảm mạo và ung thư; tăng
cường công năng giải độc của cơ thể; phòng chống rối loạn tiền mãn kinh.
2.2.4 Cách sử dụng phấn hoa:
Người ta thường dùng phấn hoa bằng cách ăn tự nhiên hoặc pha với nước sôi để
uống, ngâm rượu và trộn lẫn với mật ong để ăn. Với trẻ em, có thể dùng dưới dạng
nấu lẫn với bột hoặc cháo. Cho đến nay, quan điểm về liều lượng phấn hoa mỗi ngày
chưa thật sự thống nhất. Phần đông cho rằng, đối với người trưởng thành, tối đa nên
dùng 5-10 g, còn trẻ em thì giảm bớt liều, từ 2-3 g/ngày. Trung tâm Nghiên cứu ong
trung ương khuyên dùng mỗi ngày 1-2 thìa cà phê, chia làm 2 lần. Nói chung, mỗi
ngày nên dùng khoảng 5 g là vừa phải.
7
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
2.2.5 Khai thác phấn hoa:
Vào mùa bông chè, cà phê, mắc cỡ vv , nếu nguồn phấn dồi dào ta có thể tổ
chức khai thác phấn hoa: Dùng một tấm lưới có các lỗ nhỏ chận trước cửa tổ, bên
dưới dùng một máng để hứng phấn. Ong đi làm về mang hai hạt phấn ở hai chân sau
khi chui vào lỗ của lưới thoát phấn sẽ để lại hai hạt phấn ở bên ngoài. Hai hạt phấn
này sẽ rơi xuống máng hứng phấn. Trưa hoặc chiều người nuôi ong sẽ gom số phấn
này lại.
- Tốn nhiều nhân công.
- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết.
- Phấn hoa bị mất đi một số chất và không đảm bảo vệ sinh, chất lượng sản
phẩm kém.
b).Sấy bằng tủ sấy:
• Ưu điểm:
- Kiểm soát được nhiệt độ.
- Tốc độ sấy nhanh hơn phơi nắng.
- Tốn ít nhân công.
- Phấn hoa giữ được màu sắc và mùi vị như ban đầu, đảm bảo được vệ sinh.
• Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư cao so với phương pháp phơi nắng.
- Không sấy được với số lượng lớn.
- Chất lượng sản phẩm thấp.
c).Sấy bằng lò đốt:
• Ưu điểm:
- Công nghệ đơn giản.
- Có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp.
• Nhược điểm:
- Kiểm soát nhiệt độ kém.
- Chi phí đầu tư, vận hành cao.
- Do ảnh hưởng của khói lò và nhiệt độ cao nên phấn hoa bị mất đi một số
chất và không đảm bảo vệ sinh, chất lượng sản phẩm kém.
2.3 Tìm hiểu chung về quá trình sấy:
2.3.1 Khái niệm về sấy:
Quá trình sấy là quá trình chất lỏng hoặc hơi của nó chủ yếu là nước và hơi
nước nhận được năng lượng để dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt và nhờ tác
nhân mang thải ra ngoài môi trường.
9
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Trong đó :
ϕ
k
: là độ ẩm tuyệt đối.
G
a
: khối lượng của nước chứa trong vật liệu.
G
k
: khối lượng của vật liệu khô.
- Ẩm độ vật liệu:
Ẩm độ vật liệu quyết định thời gian bảo quản. Mỗi 1% sai biệt làm ảnh hưởng
đến hoạt động của nấm mốc, hư hỏng vật liệu trong quá trình mua bán bảo quản nông
sản.
Có nhiều phương pháp đo ẩm độ nhưng trong thực tế người ta thường dùng hai
phương pháp sau:
+ Phương pháp tủ sấy:/6/
Đặt hộp mẫu chứa một lượng hạt nhất định vào trong tủ sấy có nhiệt độ không
đổi, sấy cho đến khi đem ra cân khối lượng không đổi từ đó tiến hành tính ẩm độ.
Phương pháp tủ sấy là phương pháp có độ chính xác cao, là phương pháp dùng
để so sánh, đánh giá các phương pháp khác. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp
này là mất nhiều thời gian tiến hành.
+ Phương pháp gián tiếp:/6/
10
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Điện trở hoặc điện dung của vật liệu thay đổi theo ẩm độ của vật liệu. Dựa vào
tính chất này, người ta gián tiếp xác định độ ẩm của vật liệu bằng phương pháp điện
trở. Phương pháp gián tiếp là phương pháp đo rất nhanh đọc được ẩm độ sau vài
giây. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác không cao do tùy
thuộc vào hình dạng kích thước vật liệu, độ ẩm, độ bẩn… Ở khoảng ẩm độ thấp sai
: áp suất trên bề mặt cột dịch thể trong ống mao dẫn.
σ: sức căng bề mặt của dịch thể với thành mao dẫn.
r: bán kính cong của bề mặt dịch thể.
+ r > 0 => p
md
> 0 (hay p
r
< p
0
) => cột chất lỏng trong ống mao dẫn tăng.
+ r < 0 => p
md
< 0 (hay p
r
> p
0
) => cột chất lỏng trong ống mao dẫn giảm.
Tính dính ướt là động lực tạo ra cái gọi là áp suất mao dẫn hay chiều cao cột
dịch thể.
Tính dính ướt đã làm áp suất trên bề mặt cột chất lỏng trong ống mao dẫn tăng
hoặc giảm so với áp suất trên mặt thoáng p
0
.
11
SVTH: Đặng Thành Tâm – Ng Thị Bích Loan GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hay – TS. Lê Anh Đức
Copyright: Tài liệu đại học ©