PDF Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm, Kỹ thuật và công nghệ sấy thăng hoa, Nguyễn Tấ

Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm, Kỹ thuật và công nghệ sấy thăng hoa, Nguyễn Tấn Dũng

 

MỤC LỤC
Chương 1: NGUYÊN LIỆU SẤY THĂNG HOA ............................... 17
1.1. NGUYÊN LIỆU VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ ...................................... 17
1.2. NGUYÊN LIỆU KHÔ TUYỆT ĐỐI VÀ NGUYÊN LIỆU
ẨM ............................................................................................... 18
1.2.1. Nguyên liệu khô tuyệt đối ............................................................ 18
1.2.2. Nguyên liệu ẩm ............................................................................ 18
1.3. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC TRONG NGUYÊN LIỆU......... 19
1.3.1. Các thông số nhiệt vật lý quan trọng của nước ............................ 19
1.3.2. Sự liên kết nước trong nguyên liệu ẩm ........................................ 20
1.3.3. Nhiệt độ kết tinh của ẩm trong nguyên liệu ẩm ........................... 21
1.3.4. Đặc tính hấp phụ và mao dẫn ....................................................... 21
1.4. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU ẨM ............................................... 25
1.5. CÁC DẠNG LIÊN KẾT VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
ẨM TRONG NGUYÊN LIỆU ẨM ............................................. 25
1.5.1. Liên kết hấp phụ (connection adsorbent) .................................... 25
1.5.2. Liên kết mao dẫn (connection capillary) .................................... 27
1.5.3. Liên kết thẩm thấu ...................................................................... 27
1.6. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU ................... 28
1.6.1. Nước ............................................................................................. 29
1.6.2. Protein và axit amin tự do ............................................................ 29
1.6.3. Carbohydrate ................................................................................ 31
1.6.4. Lipid và axit béo tự do ................................................................. 31
1.6.5. Các muối khoáng ......................................................................... 32
1.6.6. Vitamin ........................................................................................ 32
1.6.7. Thành phần các chất đa lượng khác ............................................. 32
1.6.8. Các thành phần vi lượng .............................................................. 32
1.7. CÔNG DỤNG .............................................................................. 33
1.8. CÁC TÍNH CHẤT NHIỆT VẬT LÝ QUAN TRỌNG
CỦA NGUYÊN LIỆU SINH HỌC ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH LẠNH ĐÔNG VÀ SẤY THĂNG HOA ............... 33
1.8.1. Độ nhớt và quan hệ giữa độ nhớt với chất lượng của
nguyên liệu sinh học .................................................................... 33
1.8.2. Nhiệt dung riêng (NDR) của nguyên liệu sinh học ...................... 34
6
1.8.3. Khối lượng riêng (KLR) của nguyên liệu sinh học ..................... 35
1.8.4. Hệ số dẫn nhiệt (HSDN) của nguyên liệu sinh học ..................... 36
1.8.5. Hệ số khuếch tán ẩm (HSKT) của nguyên liệu sinh học ............. 37
Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC SẤY THĂNG HOA ........................ 39
2.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SẤY THĂNG
HOA ............................................................................................. 39
2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC SẤY THĂNG HOA .................................. 41
2.2.1. Các quá trình chuyển pha của nước ............................................ 41
2.2.2. Quan hệ giữa thông số áp suất và nhiệt độ trong quá trình
thăng hoa ..................................................................................... 43
2.2.3. Phương trình động học quá trình chuyển pha của vật chất ......... 44
2.2.4. Cơ chế thăng hoa nước kết tinh trong vật liệu ẩm ...................... 44
2.2.4.1. Nước đá thăng hoa ........................................................ 44
2.2.4.2. Nước kết tinh trong vật liệu ẩm thăng hoa .................... 45
2.2.5. Bản chất của quá trình sấy .......................................................... 46
2.2.6. Quá trình tách ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa ................... 46
2.2.7. Đồ thị động học của quá trình sấy thăng hoa ............................... 47
2.2.7.1. Giai đoạn làm lạnh đông ................................................. 47
2.2.7.2. Giai đoạn thăng hoa ........................................................ 48
2.2.7.3. Giai đoạn sấy chân không làm bay hơi ẩm còn lại ......... 49
2.3. LẠNH ĐÔNG VẬT LIỆU ẨM ĐỂ SẤY THĂNG HOA ........... 50
2.3.1. Cơ sở khoa học của quá trình lạnh đông ..................................... 50
2.3.2. Các mô hình toán xác định tỷ lệ nước đóng băng của ẩm
bên trong thực phẩm khi lạnh đông ............................................. 52
2.3.3. Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng băng
bằng thực nghiệm ......................................................................... 55
2.3.3.1. Thiết bị thực nghiệm xác định tỷ lệ nước đóng
băng ................................................................................ 55
2.3.3.2. Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng
băng ............................................................................... 56
2.3.3.3. Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ nước đóng
băng ............................................................................... 58
2.3.3.4. Xây dựng mô hình toán thực nghiệm xác định tỷ
lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông của
sản phẩm ........................................................................ 61
7
2.3.4. Xây dựng mô hình toán xác định tỷ lệ nước đóng băng của
quá trình truyền nhiệt lạnh đông ổn định .................................... 62
2.3.4.1. Các giải thiết xây dựng mô hình toán ............................. 62
2.3.4.2. Tỷ lệ nước đóng băng của tinh bột nghệ ......................... 63
2.3.4.3. Thiết lập bài toán xác định tỷ lệ nước đóng băng .......... 64
2.3.5. Các đặc tính của sản phẩm biến đổi trong quá trình lạnh
đông.............................................................................................. 66
2.3.5.1. Sự kết tinh của ẩm trong sản phẩm ................................. 66
2.3.5.2. Quan hệ giữa tỷ lệ nước đóng băng với nhiệt độ
lạnh đông ...................................................................... 67
2.3.5.3. Sự biến đổi chất lượng của sản phẩm khi lạnh
đông.............................................................................................. 67
2.3.6. Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông
sản phẩm dùng để sấy thăng hoa.................................................. 68
2.3.6.1. Nhiệt độ môi trường của quá trình lạnh đông ................ 69
2.3.6.2. Thời gian của quá trình lạnh đông ................................. 69
2.3.6.3. Bề dày lớp sản phẩm ..................................................... 69
2.4. SẤY THĂNG HOA VẬT LIỆU ẨM .......................................... 70
2.4.1. Các mô hình toán mô tả về sấy thăng hoa .................................. 70
2.4.1.1. Mô hình khuếch tán ẩm trong quá trình sấy thăng
hoa ................................................................................................ 70
2.4.1.2. Mô hình truyền nhiệt và tách ẩm trong quá trình
sấy thăng hoa ............................................................................... 71
2.4.2. Xây dựng mô hình toán mô tả động học cho quá trình sấy
thăng hoa ..................................................................................... 72
2.4.2.1. Các giả thiết xây dựng mô hình toán .............................. 73
2.4.2.2. Xây dựng mô hình toán sấy thăng hoa ........................... 74
2.4.2.3. Giải mô hình toán sấy thăng hoa .................................... 77
2.4.2.4. Mô hình toán mô tả động học của quá trình sấy
thăng hoa ....................................................................... 80
2.4.3. Các đặc tính sản phẩm biến đổi trong quá trình sấy thăng
hoa ................................................................................................ 81
2.4.3.1. Độ ẩm của sản phẩm ..................................................... 81
2.4.3.2. Độ tổn thất thành phần chất lượng của sản phẩm ......... 81
2.4.3.3. Độ tổn thất hoạt chất sinh học quý hiếm
của sản phẩm ................................................................ 82
8
2.4.3.4. Độ tổn thất vitamin của sản phẩm ................................ 83
2.4.3.5. Khả năng hoàn nguyên của sản phẩm .......................... 83
2.4.3.6. Chi phí năng lượng của sản phẩm ................................ 84
2.4.4. Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng
hoa ............................................................................................... 85
2.4.4.1. Nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa ................................ 86
2.4.4.2. Áp suất môi trường sấy thăng hoa ................................. 86
2.4.4.3. Thời gian của quá trình sấy thăng hoa .......................... 87
2.5. BÀI TOÁN TỐI ƯU TRONG NGHIÊN CỨU CÔNG
NGHỆ SẤY THĂNG HOA ......................................................... 88
2.5.1. Bài toán tối ưu trong nghiên cứu quá trình lạnh đông sản
phẩm dùng để sấy thăng hoa ....................................................... 88
2.5.2. Bài toán tối ưu trong nghiên cứu quá trình sấy thăng hoa .......... 89
2.5.3. Các phương án tối ưu dùng trong công nghệ sấy thăng hoa ........ 90
2.5.3.1. Bài toán tối ưu một mục tiêu .......................................... 91
2.5.3.2. Bài toán tối ưu đa mục tiêu ............................................ 92
2.5.3.3. Phương án không tưởng và hiệu quả không tưởng ........ 92
2.5.3.4. Phương án trội và bị trội ................................................ 92
2.5.3.5. Phương án Pareto tối ưu ................................................. 92
2.5.3.6. Định lý 1 (định lý Pareto) ............................................... 93
2.5.3.7. Tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp điểm
không tưởng .................................................................. 93
2.5.3.8. Tối ưu hóa bằng phương pháp vùng cấm........................ 94
2.5.3.9. Phương pháp thống kê thực nghiệm trong nghiên
cứu sấy thăng hoa .......................................................... 96
2.6. TÍNH ƯU VIỆT CỦA SẢN PHẨM SẤY THĂNG HOA ....... 100
Chương 3: HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA ................. 102
3.1. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG SẤY
THĂNG HOA ............................................................................ 102
3.1.1. Cấu tạo buồng thăng hoa............................................................ 102
3.1.1.1. Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống thăng hoa
cấp đông riêng .............................................................. 103
3.1.1.2. Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống thăng hoa
tự lạnh đông ................................................................. 105
9
3.1.1.3. Cấu tạo buồng thăng hoa của hệ thống thăng hoa
liên tục ......................................................................... 108
3.1.2. Cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng (gọi là thiết bị hóa
tuyết, hay thiết bị ngưng ẩm) ..................................................... 111
3.1.2.1. Cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng không có bộ
phận cào – nạo tuyết .................................................... 111
3.1.2.2. Cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng có bộ phận
cào – nạo tuyết ............................................................. 113
3.1.3. Bơm chân không ........................................................................ 114
3.1.3.1. Yêu cầu về chân không của hệ thống sấy thăng
hoa ................................................................................ 114
3.1.3.2. Các hệ bơm chân không ................................................ 115
3.1.4. Hệ thống tự động đo lường và điều khiển.................................. 118
3.1.4.1. Cấu trúc của hệ thống đo lường và điều khiển tự
động ........................................................................... 120
3.1.4.2. Hệ thống đo lường và điều khiển tự động bằng
máy tính ...................................................................... 121
3.2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA ................................. 123
3.2.1. Hệ thống sấy thăng hoa cấp đông riêng .................................... 124
3.2.2. Hệ thống sấy thăng hoa tự cấp đông .......................................... 125
3.2.3. Hệ thống sấy thăng hoa liên tục ................................................. 129
3.3. NHỮNG THÀNH TỰU SẤY THĂNG HOA ........................... 131
3.3.1. Thế giới ...................................................................................... 131
3.3.1.1. Hệ thống sấy thăng hoa của Đức .................................. 131
3.3.1.2. Hệ thống sấy thăng hoa của Mỹ .................................... 132
3.3.1.3. Hệ thống sấy thăng hoa của Nhật ................................. 132
3.3.1.4. Hệ thống sấy thăng hoa của Pháp ................................. 134
3.3.1.5. Hệ thống sấy thăng hoa của Anh .................................. 135
3.3.1.6. Hệ thống sấy thăng hoa của New Zealand .................... 136
3.3.1.7. Hệ thống sấy thăng hoa của Trung Quốc ...................... 137
3.3.2. Việt Nam .................................................................................... 138
3.3.2.1. Máy sấy thăng hoa DS-1 và DS-2................................. 139
3.3.2.2. Máy sấy thăng hoa DS-3 ............................................... 140
3.3.2.3. Máy sấy thăng hoa DS-4 ............................................... 141
3.3.2.4. Máy sấy thăng hoa DS-5 ............................................... 142
3.3.2.5. Máy sấy thăng hoa DS-6 ............................................... 142
10
3.3.2.6. Máy sấy thăng hoa DS-7 ............................................... 144
3.3.2.7. Máy sấy thăng hoa DS-8 ............................................... 146
3.3.2.8. Máy sấy thăng hoa DS-9 ............................................... 147
3.3.2.9. Máy sấy thăng hoa DS-10 ............................................. 148
3.3.3. Một số sản phẩm sấy thăng hoa tại Việt Nam ........................... 149
Chương 4: PHƯƠNG PHÁP XÁC LẬP CHẾ ĐỘ CÔNG
NGHỆ SẤY THĂNG HOA ..................................................... 152
4.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN .............................................. 152
4.1.1. Chế độ công nghệ sấy thăng hoa................................................ 152
4.1.2. Phương pháp chung xác lập chế độ công nghệ sấy thăng
hoa .............................................................................................. 152
4.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘ NHỚT
CỦA SỮA ONG CHÚA ........................................................... 154
4.2.1. Sữa ong chúa ............................................................................. 154
4.2.2. Xác định thành phần hóa học ..................................................... 155
4.2.2.1. Nước .............................................................................. 156
4.2.2.2. Protein ........................................................................... 156
4.2.2.3. Gluxit ............................................................................ 157
4.2.2.4. Lipid ............................................................................. 158
4.2.2.5. Muối khoáng ................................................................. 158
4.2.2.6. Vitamin ......................................................................... 159
4.2.2.7. Sáp................................................................................. 160
4.2.3. Công năng của sữa ong chúa đối với con người ........................ 160
4.2.3.1. Giá trị dinh dưỡng ......................................................... 160
4.2.3.2. Giá trị dược phẩm ......................................................... 160
4.2.3.3. Giá trị mỹ phẩm ............................................................ 163
4.2.4. Xác định độ nhớt của sữa ong chúa .......................................... 163
4.3. MÔ HÌNH HÓA VÀ TỐI ƯU HÓA, XÁC LẬP CHẾ ĐỘ
CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN LẠNH ĐÔNG DÙNG ĐỂ
SẤY THĂNG HOA ................................................................... 165
4.3.1. Xây dựng mô hình toán xác định tỷ lệ nước đóng băng và
nhiệt độ lạnh đông thích hợp của sữa ong chúa lạnh đông ........ 165
4.3.1.1. Xây dựng mô hình toán xác định tỷ lệ nước đóng
băng .............................................................................. 165
11
4.3.1.2. Xác định nhiệt độ lạnh đông thích hợp của sữa
ong chúa ...................................................................... 174
4.3.2. Mô hình hóa và tối ưu hóa, xác định chế độ công nghệ lạnh
đông sữa ong chúa dùng để sấy thăng hoa ............................... 176
4.3.2.1. Xây dựng và giải bài toán tối ưu mô tả cho quá
trình lạnh đông sữa ong chúa dùng để sấy thăng
hoa ................................................................................ 177
4.3.2.2. Xác định chế độ công nghệ lạnh đông sữa ong
chúa ở giai đoạn 1 dùng để sấy thăng hoa ................... 187
4.3.2.3. Kết luận ......................................................................... 187
4.4. MÔ HÌNH HÓA VÀ TỐI ƯU HÓA, XÁC ĐỊNH CÁC
THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ THÍCH HỢP CỦA QUÁ
TRÌNH SẤY THĂNG HOA SỮA ONG CHÚA ...................... 188
4.4.1. Xác định áp suất của môi trường sấy thăng hoa ...................... 189
4.4.2. Xây dựng các hàm mục tiêu thành phần của BTTƯ đa mục
tiêu ............................................................................................. 190
4.4.3. Xây dựng các bài toán tối ưu một mục tiêu mô tả cho quá
trình sấy thăng hoa sữa ong chúa ............................................... 195
4.4.4. Xây dựng bài toán tối ưu đa mục tiêu mô tả cho quá trình
sấy thăng hoa sữa ong chúa ....................................................... 195
4.4.5. Giải các bài toán tối ưu một mục tiêu của quá trình sấy
thăng hoa sữa ong chúa .............................................................. 196
4.4.6. Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu của quá trình sấy thăng
hoa sữa ong chúa bằng phương pháp vùng cấm ........................ 198
4.4.7. Thực nghiệm kiểm chứng nghiệm Pareto tối ưu và hiệu
quả Pareto tối ưu của quá trình sấy thăng hoa sữa ong chúa ..... 203
4.4.8. Mô phỏng các mô hình toán thực nghiệm trên đồ thị 3D và
2D ............................................................................................... 204
4.5. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NHIỆT VẬT LÝ VÀ MÔ
TẢ ĐỘNG HỌC, XÁC LẬP CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ
SẤY THĂNG HOA SỮA ONG CHÚA .................................... 212
4.5.1. Mô tả động học của quá trình sấy thăng hoa sữa ong chúa ....... 212
4.5.1.1. Mô hình toán mô tả động học sấy thăng hoa sữa
ong chúa ....................................................................... 212
4.5.1.2. Xác định các thông số nhiệt vật lý của sữa ong chúa ...... 213
4.5.1.3. Tìm nghiệm của phương trình đặc trưng ..................... 216
12
4.5.1.4. Nhận dạng tham số của mô hình toán (4.33) ............... 217
4.5.1.5. Mô tả động học quá trình sấy thăng hoa sữa ong
chúa và đánh giá tương thích của mô hình toán
(4.33) ............................................................................ 221
4.5.1.6. Đồ thị nhiệt động sấy thăng hoa sữa ong chúa ở
chế độ tối ưu ................................................................ 227
4.5.2. Xác lập chế độ công nghệ sấy thăng hoa sữa ong chúa ............. 228
4.5.3. Xác định chế độ bảo quản của sản phẩm sữa ong chúa sau
khi sấy thăng hoa và xây dựng quy trình công nghệ .................. 230
4.5.3.1. Xác định chế độ bảo quản của sản phẩm sữa ong
chúa sau khi sấy thăng hoa .......................................... 230
4.5.3.2. Xây dựng quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa
ong chúa ....................................................................... 233
4.5.3.3. Triển vọng ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa trong
chế biến và bảo quản thực phẩm tại Việt Nam ............... 236
Chương 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ
THỐNG SẤY THĂNG HOA .................................................. 238
5.1. PHƯƠNG PHÁP CHUNG ........................................................ 238
5.1.1. Tính toán cho hệ thống lạnh ....................................................... 238
5.1.1.1. Những thông số yêu cầu ban đầu ................................. 238
5.1.1.2. Các bước tính toán, thiết kế hệ thống lạnh đông .......... 239
5.1.2. Các bước tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa ................ 239
5.1.2.1. Tính toán nhiệt cho buồng thăng hoa ........................... 240
5.1.2.2. Tính toán, thiết kế thiết bị ngưng tụ – đóng băng ......... 240
5.1.2.3. Tính toán cho hệ chân không ........................................ 240
5.2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG
HOA TỰ LẠNH ĐÔNG ............................................................ 241
5.2.1. Tính toán, thiết kế hệ thống lạnh đông sản phẩm ngay
trong buồng thăng hoa của hệ thống sấy thăng hoa ................... 241
5.2.1.1. Tính toán buồng lạnh đông hay buồng thăng hoa ......... 241
5.2.1.2. Tính toán phụ tải lạnh (hay năng suất) cho quá
trình lạnh đông sản phẩm trước khi sấy thăng hoa ..... 245
5.2.1.3. Tính toán phụ tải lạnh (hay năng suất) cho quá
trình làm lạnh để ngưng tụ – đóng băng hơi ẩm
thăng hoa thoát ra từ sản phẩm sấy .............................. 260
13
5.2.1.4. Xây dựng sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lạnh
trong hệ thống sấy thăng hoa ....................................... 266
5.2.1.5. Tính toán chọn máy nén lắp đặt phù hợp với năng
suất lạnh ....................................................................... 268
5.2.1.6. Tổng công suất tiếp điện của động cơ ......................... 272
5.2.2. Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống
lạnh đông sản phẩm .................................................................. 273
5.2.2.1. Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ .............................. 273
5.2.2.2. Tính toán thiết kế thiết bị bay hơi ............................... 283
5.2.2.3. Tính toán thiết kế thiết bị bình trung gian .................... 283
5.2.2.4. Tính toán chọn van tiết lưu .......................................... 293
5.2.2.5. Tính toán chọn đường ống .......................................... 295
5.2.3. Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa ................................ 297
5.2.3.1. Tính toán thiết kế buồng thăng hoa............................... 297
5.2.3.2. Tính toán thiết bị ngưng tụ – đóng băng (thiết bị
hóa đá) ......................................................................... 303
5.2.4. Tính toán hệ bơm chân không.................................................... 307
5.2.4.1. Năng suất lưu lượng của bơm chân không ................... 307
5.2.4.2. Công suất bơm chân không ........................................... 309
5.2.5. Xác định thời gian xả băng ....................................................... 309
5.2.6. Tính kiểm tra bền cho thiết bị buồng sấy thăng hoa và thiết
bị ngưng tụ - đóng băng ............................................................. 311
5.2.6.1. Tính bền ổn định cho quá trình sấy ............................... 311
5.2.6.2. Kiểm tra bề dày buồng sấy thăng hoa và thiết bị
ngưng tụ - đóng băng ................................................... 314
5.3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CHÂN
KHÔNG NHIỆT ĐỘ THẤP, DẠNG BƠM NHIỆT CÓ
NGƯNG ẨM ............................................................................. 315
5.3.1. Các thông số đầu vào cần thiết cho tính toán thiết kế,
chế tạo ........................................................................................ 315
5.3.1.1. Bài toán ........................................................................ 315
5.3.1.2. Một số yêu cầu của bài toán .......................................... 316
5.3.2. Tính toán kích thước của buồng sấy .......................................... 319
5.3.2.1. Chọn kiểu dáng buồng sấy ............................................ 319
5.3.2.2. Xác kích thước của buồng sấy ...................................... 319
5.3.2.3. Giá truyền nhiệt............................................................. 322
14
5.3.2.4. Tính toán và kiểm tra sức bền kết cấu thiết bị .............. 323
5.3.3. Tính toán nhiệt cho hệ thống sấy ............................................... 327
5.3.3.1. Xác định nhiệt độ, áp suất của môi trường sấy ............ 327
5.3.3.2. Xác kích thước của thiết bị ngưng ẩm (hay ngưng
tụ - đóng băng) ............................................................ 327
5.3.3.3. Xác định năng suất lạnh của các thiết bị ngưng tụ
- đóng băng hơi ẩm bốc ra từ sản phẩm sấy ................ 328
5.3.3.4. Xác định năng suất gia nhiệt của các giá truyền
nhiệt ............................................................................. 331
5.3.3.5. Tính toán chọn chu trình lạnh làm việc cho hệ
thống lạnh - bơm nhiệt cho hệ thống sấy ..................... 335
5.3.3.6. Xác định kích thước bề mặt truyền nhiệt của thiết
bị ngưng tụ đóng băng ................................................. 338
5.3.3.7. Tính toán phụ tải nhiệt cho hệ thống lạnh – bơm
nhiệt ............................................................................ 340
5.3.3.8. Tính toán công suất của máy nén lạnh cho hệ
thống lạnh – bơm nhiệt ............................................... 340
5.3.3.9. Tính toán công suất giải nhiệt ở thiết bị ngưng tụ
của hệ thống lạnh và công suất cấp nhiệt cho giá
truyền nhiệt của buồng sấy chân không trong hệ
thống sấy ..................................................................... 343
5.3.3.10. Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ trong (dàn
nóng 1) ......................................................................... 345
5.3.3.11. Tính toán chọn thiết bị ngưng tụ ngoài (dàn nóng 2) ...... 347
5.3.3.12. Tính công suất gia nhiệt của bộ đốt phụ ...................... 347
5.3.3.13. Tính toán bơm chân không .......................................... 347
5.3.3.14. Tính toán nhiệt cho quá trình thanh trùng ................... 348
5.3.3.15. So sánh hệ thống sấy chân không nhiệt độ thấp,
dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm so với một số loại
máy ngoại nhập cùng một năng suất ............................ 349
5.3.4. Bản vẽ thiết kế hệ thống sấy chân không nhiệt độ thấp,
dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm ..................................................... 350
5.4. TỰ ĐỘNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ
THỐNG SẤY THĂNG HOA, HỆ THỐNG SẤY CHÂN
KHÔNG NHIỆT ĐỘ THẤP, DẠNG BƠM NHIỆT CÓ
NGƯNG ẨM ............................................................................. 369
15
5.4.1. Thiết kế hệ thống tự động điều khiển máy sấy chân không
nhiệt độ thấp, dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm .............................. 369
5.4.2. Yêu cầu của công nghệ và tự động điều khiển hệ thống sấy
chân không nhiệt độ thấp, dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm .......... 370
5.4.2.1. Yêu cầu chế độ thanh trùng ......................................... 370
5.4.2.2. Yêu cầu chế độ sấy chân không nhiệt độ thấp, sấy
thăng hoa ...................................................................... 370
5.4.3. Thiết kế phần động lực của hệ thống sấy chân không nhiệt
độ thấp có ngưng ẩm .................................................................. 372
5.4.4. Thiết kế phần điều khiển của hệ thống sấy chân không
nhiệt độ thấp có ngưng ẩm ......................................................... 373
5.4.5. Chương trình tự động đo lường và điều khiển hệ thống sấy
chân không nhiệt độ thấp, dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm .......... 375
5.5. CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG SẤY THĂNG
HOA, HỆ THỐNG SẤY CHÂN KHÔNG NHIỆT ĐỘ
THẤP, DẠNG BƠM NHIỆT CÓ NGƯNG ẨM ....................... 390
5.5.1. Bước 1 yêu cầu công nghệ và các thông số đầu vào .................. 391
5.5.2. Bước 2 xác định các thông số kỹ thuật cần thiết cho thiết
kế ................................................................................................ 392
5.5.3. Bước 3 xây dựng bản vẽ hồ sơ kỹ thuật hệ thống máy sấy
chân không nhiệt độ thấp có ngưng ẩm ..................................... 392
5.5.4. Bước 4 chế tạo hệ thống máy sấy chân không nhiệt độ thấp
có ngưng ẩm ............................................................................... 392
5.5.5. Bước 5 lắp ráp hệ thống máy sấy chân không ........................... 392
5.5.6. Bước 6 lắp đặt hệ thống tự động điều khiển .............................. 393
5.5.7. Bước 7 vận hành, thử nghiệm và hiệu chỉnh ............................ 393
5.5.8. Bước 8 sấy chân không sản phẩm và đánh giá hiệu quả
thẩm định ................................................................................... 394
5.5.9. Kết quả chế tạo và lắp đặt hệ thống sấy chân không nhiệt
độ thấp, dạng bơm nhiệt có ngưng ẩm ...................................... 394
PHỤ LỤC ............................................................................................ 400
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 429