TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY HẠT BÍ GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY BƠM NHIỆT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY HẠT BÍ GIỐNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY BƠM NHIỆT

Tác giả

TRẦN CAO HUY

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sỹ: LÊ QUANG GIẢNG
Kỹ sư: ĐINH CÔNG BÌNH

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 06/2011

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập ở trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và cho
đến ngày hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự quan tâm chỉ dạy và
giúp đỡ tận tình của quý thầy, cô giáo. Qua luận văn này tôi xin chân thành bày tỏ lòng
biết ơn đến:
Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm TP HCM.
Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ.
Quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Lê Quang Giảng và KS Đinh Công Bình
đã trực tiếp hướng dẫn, theo dõi và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.

Cuối cùng tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, người thân và bạn bè đã
động viên giúp đỡ tôi trong thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài.
Xin chân thành gửi đến quý thầy cô, gia đình và bạn bè lời chúc sức khỏe và lời
cảm ơn chân thành nhất.
Trân trọng cảm ơn
SVTH: Trần Cao Huy

ii


TÓM TẮT
Đề tài: “TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY HẠT BÍ GIỐNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SẤY BƠM NHIỆT”. Với đề tài này tôi đã thí nghiệm, đánh giá và
lựa chọn phương án thiết kế sao cho đạt được các mục tiêu: kết cấu máy đơn giản, dễ
sử dụng, chi phí năng lượng thấp, đạt được năng suất và chất lượng sản phẩm cao.
Nội dung chính như sau:
Chương 1: MỞ ĐẦU
Chương 2: TỔNG QUAN
Giới thiệu sơ lược về cây bí, nguồn gốc xuất xứ cũng như tác dụng của quả bí và
hạt bí. Tình hình sản xuất và hiện trạng về hạt rau giống nói chung và hạt bí giống nói
riêng. Đồng thời cũng đưa ra các phương pháp sấy khác nhau để lựa chọn phương án
thiết kế tốt nhất.
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Chương này sẽ trình bày cụ thể phần tính toán và thiết kế một máy sấy hạt bí
giống theo những yêu cầu được đặt ra từ ban đầu.
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

iii

MỤC LỤC
Trang
Trang tựa ............................................................................................................ i
Lời cảm ơn ......................................................................................................... ii
Tóm tắt .............................................................................................................. iii
Mục lục ............................................................................................................. iv
Danh sách các hình .......................................................................................... vii
Danh sách các bảng......................................................................................... viii
Chương 1: MỞ ĐẦU........................................................................................ 1
1.1.Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2.Mục đích của đề tài ...................................................................................... 1
Chương 2 :TỔNG QUAN................................................................................ 2
2.1. Tổng quan về hạt rau giống ....................................................................... 2
2.1.1. Nguồn gốc xuất xứ, đặc điểm và phân loại hạt bí ................................... 2
2.1.2. Quả và hạt bí đỏ ....................................................................................... 2
2.1.3. Tính chất vật lý và thành phần hóa học của hạt bí .................................. 3
2.1.4. Tình hình sản xuất và bảo quản hạt giống ............................................... 4
2.1.5. Tình hình sấy hạt rau giống hiện nay....................................................... 7
2.1.6. Hiện trạng sau thu hoạch của ngành sản xuất hạt giống Việt Nam ......... 7
2.2. Giới thiệu một số phương pháp sấy ............................................................ 9
2.2.1. Phương pháp nhiệt độ cao- sấy nóng ....................................................... 9
2.2.2. Phương pháp sấy nhiệt độ thấp .............................................................. 10
2.2.2.1. Phương pháp sấy lạnh ......................................................................... 10
2.2.2.2. Phương pháp sấy thăng hoa ................................................................ 14
2.2.2.3. Phương pháp sấy chân không ............................................................. 15
2.2.2.4. Sấy bơm nhiệt ..................................................................................... 16
2.3. Những vấn đề về hệ thống lạnh .............................................................. ..17
2.3.1. Chu trình lạnh ........................................................................................ 17
2.3.2. Các vấn đề liên quan đến dàn lạnh ........................................................ 18

2.3.3. Các vấn đề liên quan đến dàn nóng ....................................................... 19
iv


2.3.4. Một số điều cơ bản của máy nén ........................................................... 20
Chương 3 : PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ................................... 21
3.1. Phương pháp ............................................................................................. 21
3.1.1. Phương pháp sấy thí nghiệm ................................................................. 21
3.1.2. Phương pháp tính toán ........................................................................... 21
3.2. Phương tiện ............................................................................................... 21
Chương 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 22
4.1. Các kết quả thí nghiệm ............................................................................. 22
4.1.1. Xác định ẩm độ đầu của hạt bí............................................................... 22
4.1.2. Xác định khối lượng thể tích của hạt bí ................................................. 22
4.1.3. Kết quả sấy thí nghiệm .......................................................................... 23
4.2. Tính toán sơ bộ ......................................................................................... 25
4.3. Lựa chọn nguyên lý cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy ................. 26
4.3.1. Nguyên lý cấu tạo .................................................................................. 26
4.3.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 27
4.4. Tính toán thiết kế buồng sấy ..................................................................... 27
4.5. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d....................................... 28
4.5.1. Đồ thị I – d ............................................................................................. 28
4.5.2. Tính toán quá trình sấy .......................................................................... 34
4.6. Tính toán dàn bay hơi ............................................................................... 31
4.7. Các thông số của chu trình lạnh ................................................................ 33
4.8. Tính toán máy nén .................................................................................... 34
4.9. Tính toán chọn dàn ngưng tụ .................................................................... 35
4.10 . Tính toán trở lực và chọn quạt ............................................................... 36
Chương 5 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................... 40
5.1. Kết luận ..................................................................................................... 40

5.2. Đề nghị ...................................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Quả bí đỏ............................................................................................ 3
Hình 2.2: Hạt bí đỏ ............................................................................................ 3
Hình 2.3: Cây bí đỏ ............................................................................................ 3
Hình 2.4: Máy sấy lạnh gia nhiệt TNS bằng điện trở ...................................... 12
Hình 2.5: Máy sấy lạnh CRD2 ........................................................................ 13
Hình 2.6: Máy sấy lạnh CCRD ........................................................................ 14
Hình 2.7: Máy sấy thăng hoa ........................................................................... 15
Hình 2.8: Máy sấy chân không kiểu tủ ............................................................ 15
Hình 2.9: Máy sấy chân không trụ tròn ........................................................... 16
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt ............................................. 16
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động .............................................................. 26
Hình 4.2: Giản đồ trắc ẩm I-d .......................................................................... 28
Hình 4.3: Sơ đồ chu trình................................................................................. 33

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: Diện tích và sản lượng rau của Việt Nam qua các năm ...................... 4
Bảng 2: Bảng tiêu chuẩn hạt giống ................................................................... 6
Bảng 3: Danh sách các đơn vị được vay vốn hỗ trợ để đầu tư thiết bị chế biến.7
Bảng 4: Xác định ẩm độ đầu của hạt bí........................................................... 22

Bảng 5: Xác định khối lượng hạt bí ................................................................. 22
Bảng 6: Kết quả sấy thí nghiệm ....................................................................... 23
Bảng 7: Kết quả thí nghiệm nảy mầm .............................................................. 24
Bảng8: Các số liệu của chu trình .................................................................... 34

vii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề.
Nước ta nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, có điều kiện khí
hậu và thổ nhưỡng hết sức thuận lợi cho nông nghiệp. Đặc biệt là các loại cây
lương thực, nông sản và các loại rau củ quả. Tuy sản lượng các sản phảm nông
nghiệp của chúng ta tương đối lớn nhưng chất lượng sản phẩm chưa cao, đặc
biệt là khâu chế biến bảo quản sau thu hoạch để chống thất thoát và nâng cao
chất lượng sản phẩm còn nhiều hạn chế.
Để tạo ra nhiều sản phẩm nông nghiệp có chất lượng cao phục vụ nhu
cầu trong nước và xuất khẩu, nước ta cần áp dụng các công nghệ tiên tiến thay
cho các phương pháp truyền thống vào khâu chế biến và bảo quản sản phẩm sau
thu hoạch, trong đó có công nghệ sấy. Với sản phẩm là các hạt rau, quả khi sấy
ở nhiệt độ cao có thể phá huỷ các hoạt tính sinh học như hoocmôn, màu sắc,
mùi vị, giảm chất lượng sản phẩm và khả năng nảy mầm của hạt.
Phương pháp làm khô đơn giản và truyền thống là phơi nắng, có ưu điểm
là tận dụng được năng lượng mặt trời tuy nhiên thời gian làm khô kéo dài, thất
thoát trong quá trình phơi, không đảm bảo chất lượng và giảm khả năng nảy
mầm của hạt, đặc biệt là phụ thuộc vào thời tiết.
Khả năng nảy mầm và chất lượng của hạt giống là yếu tố quan trọng đầu

tiên đảm bảo cho một vụ mùa bội thu. Chính vì yếu tố quan trọng đó nên cần
thiết phải áp dụng công nghệ tiên tiến thay cho phương pháp truyền thống vào
khâu xử lý và bảo quản hạt giống. Phương pháp sấy lạnh với nhiệt độ thấp, tác
nhân sấy tuần hoàn khép kín đảm bảo được màu sắc, mùi vị và đặc biệt là khả
năng nảy mầm của hạt là một phương pháp cần thiết cần được áp dụng thay thế
cho các phương pháp truyền thống.

1.2.

Mục đích của đề tài.
Tính toán thiết kế máy sấy hạt bí giống năng suất 100 kg/mẻ bằng phương pháp
sấy bơm nhiệt.

1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về hạt rau giống.
2.1.1. Nguồn gốc xuất xứ, đặc điểm và phân loại hạt bí.
Cây bí đỏ có tên khoa học: Cucurbita pepo Cucurbita moschata, thuộc họ bầu
bí: Cucurbitaceae. Bí đỏ có nguồn gốc từ Trung Mỹ, gồm 25 loài nhưng phổ biến nhất
ở vùng nhiệt đới là C. pepo và C. moschata, còn C. maxima thì thích hợp ở vùng khí
hậu mát.
Hạt bí được lấy từ quả bí đỏ, bí ngô hoặc bí rợ. Các loại cây bí này có nguồn
gốc từ Châu Mỹ, du nhập vào nước ta và được dùng làm thực phẩm hoặc làm thuốc
chữa bệnh. Để làm thực phẩm có thể thu hái quả non hoặc quả già, cũng có thể dùng
ngọn cây bí làm rau. Nếu muốn sử dụng hạt thì phải thu hái quả già, sau đó bổ lấy hạt
rửa sạch đem phơi khô để dùng dần hoặc để làm giống cho vụ sau.
2.1.2. Quả và hạt bí đỏ.

Bí đỏ là một loại cây phổ biến, rất dễ trồng và có năng suất cao. Quả bí đỏ là
một loại thực phẩm ngon và rất bổ dưỡng. Các nhà khoa học đã chứng minh được rằng
bí đỏ có lợi trong việc đề phòng hằng trăm bệnh.
Các loại bí đỏ màu vàng - da cam có hàm lượng beta-carotin cao hơn gan đến
ba lần, hơn cà rốt năm lần. Trong cơ thể, beta-carotin chuyển thành vitamin A và
không chỉ kiểm soát quá trình lớn lên và phát triển của cơ thể, duy trì thị giác và phản
ứng kháng thể ở mức độ cần thiết, mà còn là chất chống oxy hóa tự nhiên tốt nhất,
giúp bảo vệ cơ thể trước sự tấn công của môi trường xung quanh. Điều chủ yếu nhất bí đỏ ngăn chặn quá trình biến các tế bào thành dạng ác tính.
Ruột bí đỏ có nhiều chất pectin, có tác dụng cải thiện chức năng của ruột khi bị
táo bón. Do đó để không gặp các vấn đề tiêu hóa thì nên ăn bí đỏ nhiều. Bí đỏ đứng
đầu trong các loại rau quả về lượng sắt. Ngoài ra trong bí đỏ có không ít muối đồng và
phoostpho, cũng có tác dụng tốt tới việc tạo máu. Do đó, các món ăn từ bí đỏ là chất
rất tốt để phòng thiếu máu do thiếu sắt.
Trên toàn thế giới, việc trị liệu bằng bí đỏ ngày càng được áp dụng nhiều. Sử
dụng thường xuyên bí đỏ trong thức ăn có khả năng ngăn chặn nhiều bệnh nghiêm
trọng như nhồi máu cơ tim, thiểu năng tim và ung thư.
Bên cạnh đó, bí đỏ còn được người Nhật Bản ví như một trong những món
không thể thiếu giúp kéo dài tuổi thọ. Ngoài ra từ lâu người ta đã biết dùng hạt bí đỏ
rang như một món ăn chơi bên cạnh hạt dưa, hạt hướng dương nhưng không hẳn ai
cũng biết đấy còn là một chất tẩy giun sán. Người ta đã lấy hạt bí đỏ để chế tạo một
loại dầu chưa nhiều carotenoid (beta-caroten,alpha-caroten,zeaxanthine,lutein) là
những chất chống oxy hóa mạnh giúp phòng ngừa các bệnh như đục thủy tinh thể, các
bệnh tim mạch và một số loại ung thư.

2


Hình 2.1: Quả bí đỏ
Hình 2.2: Hạt bí đỏ
(Nguồn: />0do.jpg)

Hình 2.3: Cây bí đỏ
(Nguồn: />2.1.3.Tính chất vật lý và thành phần hóa học của hạt bí.
a. Tính chất vật lý.
Ẩm độ:
-

Ẩm độ đầu của hạt bí mới thu hoạch W1 = 40%

-

Ẩm độ cuối của hạt bí sau sấy

Khối lượng riêng của hạt bí là 570 kg/m3.
3

W2 = 12%


b. Thành phần hóa học của hạt bí.
Hạt bí có các khoáng chất như Mg, Zn, Selen, Mn, Cu..., chất xơ, các axit béo
không no như omega-3 và omega-6, vitamin E, tiền chất prostaglandin, và một số axit
amin khác như axit glutamic, arginine.
Trong 100g hạt bí rang có chứa các chất sau: Protid 35,1g, lipid 31,8g, glucid
23,3g, các chất khoáng: Ca 235mg, P 670mg, Fe 6,7mg, caroten 0,47mg, vitamin B1
0,15mg, vitamin B2 0,15mg, vitamin PP 3mg, cung cấp 520 Kcal.
100g hạt bí (phần ăn được) sinh 541 calori, có 25g protein, 46g chất béo, gamma
tocophenrol, delta-phytosterol và một aminoacid riêng biệt là cucurbitin. Các delta 5-,
delta 7-, delta 8-phytosterol (24-alkylsterols) bao gồm clerosterol, isofucosterol,
sitosterol, sitgmasterol, isoavenasterol, spinaterol (theo Harbal medicines 1999).

Hạt bí chứa 30% dầu không bão hòa cố định (bao gồm các axit béo
linoleic và oleic). Các hạt giống cũng chứa cucurbitacins, vitamin, và khoáng sản, đặc
biệt là kẽm. Hạt bí ngô có chứa sắt, vitamin B, và khoáng chất.
2.1.4.Tình hình sản xuất và bảo quản hạt giống.
a. Tình hình sản xuất hạt giống.
Khối lượng hạt giống sản xuất trong năm 2006 ước lượng khoảng 167000 tấn
(hơn 80% là hạt giống lúa), chỉ mới đáp ứng được 56% yêu cầu của thị trường. Tuy
nhiên, chỉ khoảng 60% khối lượng hạt giống nói trên được sấy, chế biến bằng các
phương tiện cơ giới. Do đó lượng hạt giống được sản xuất theo phương pháp công
nghiệp đến nay chỉ mới đáp ứng được 1/3 nhu cầu của thị trường.
Bảng 1: Diện tích và sản lượng rau của Việt Nam qua các năm.
Diện Tích

Sản Lượng

(Nghìn ha)

(Nghìn tấn )

1991

197,5

3213

1992

202,7

3304

1993

291,9

3486

1994

303,4

3898

1995

328,7

4155

Năm

4


1996

360

4706

1997

377,8

4968

1998

411,7

5236

1999

459,1

5972

2000

464,6

5732

2001

514,6

6777

2002

560,9

7485

2003

577,8

8183

2004

605,9

8876

2007

643,97

10969

(Số liệu năm 2007 của Cục trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
b.Bảo quản hạt giống.
Phải giữ cho hạt giống không bị hư hại, có đủ sức sống và tỉ lệ nảy mầm theo quy
định tiêu chuẩn chất lượng giống quốc gia. Bất lợi nhất trong bảo quản hạt giống cây
trồng là nhiệt độ và độ ẩm không khí cao, vì đó là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc và
sâu mọt hoạt động, làm tăng hô hấp, hạt mất sức nảy mầm nhanh, sức sống của mầm

kém. Vì vậy, hạt giống sau khi thu hoạch phải phơi khô hoặc sấy và tuỳ vào thời tiết,
tuỳ từng loại hạt mà bảo quản theo nhiều cách khác nhau:
 Kiểu thông thoáng, thường áp dụng cho hạt (lúa, ngô, cao lương, ….).
 Kiểu nửa kín, thường áp dụng cho loại hạt khó bảo quản như lạc, đậu
tương, đậu xanh, ngô , hạt rau cải, dưa, bí. Hạt phải phơi khô hơn, cho vào
thùng nhựa, chum, vại, thùng phuy..., bên dưới lót tro bếp, trên cùng phủ tro
hoặc trộn tro với hạt để hút ẩm, đậy nắp thật kín, dán giấy bên ngoài để
ngăn sự trao đổi không khí. Sau 2 - 3 tháng, nếu chưa cần gieo hoặc dùng
thì lấy ra phơi nắng lại, thay tro mới. Với số lượng lớn, muốn giữ được lâu
dài và an toàn hơn, có thể áp dụng một số kĩ thuật đơn giản:

5


+ Mở rộng kiểu bảo quản thông thoáng: ngô (lột vỏ bì, để nguyên cả bắp) cho lên
kệ nhiều tầng, mỗi tầng cao không quá 40 cm, có lưới bao, để trong kho trống, thoáng
gió, kho có mái và vách che mưa. Ngày nắng ráo, đưa cả kệ ra phơi.
+ Bảo quản kín: ở quy mô nhỏ, dùng túi chứa 5 - 10 kg hạt hoặc thùng thiếc hàn
kín, có lưới kẽm để ngăn chuột.
+ Bảo quản lạnh: xây dựng kho lạnh đúng quy cách, trang bị máy làm lạnh và máy
hút ẩm. Kết hợp bảo quản lạnh và bảo quản kín đối với hạt giống để không làm giảm
sức nảy mầm.
Bảo quản hạt giống có thể ngắn hạn (đoản kì), trung hạn (trung kì), lâu dài (trường
kì). Hiện nay, cần chú ý bảo quản quỹ gen cây trồng.
Bảng 2: Bảng tiêu chuẩn hạt giống.
Chỉ Tiêu

Siêu Nguyên

Nguyên Chủng

Xác Nhận

97,0

97,0

97,0

70,0

70,0

70,0

-bao thường

11,0

11,0

11,0

-bao không thấm nước

10,0

10,0

10,0

Chủng

Độ sạch,%khối lượng
(không nhỏ hơn )
Tỷ lệ nảy mầm,% số
hạt (không nhỏ hơn )
Độ ẩm ,% khối lượng
(không nhỏ hơn)

6


2.1.5.Tình hình sấy hạt rau giống hiện nay.
Phương pháp làm khô truyền thống và đơn giản nhất là phơi nắng, có ưu điểm là
tận dụng được năng lượng mặt trời, tiết kiệm chất đốt, nhưng thời gian làm khô kéo
dài, tốn nhân công, làm giảm nhiều vitamin C (đến 80%) và caroten (tiền sinh tố A),
khả năng nảy mầm của hạt thấp, thất thoát trong quá trình phơi do chim ăn hạt, phải có
mái che trong quá trình phơi, đòi hỏi nhiều diện tích sân phơi, khó giải quyết được
khối lượng lớn và đặc biệt là phụ thuộc vào thời tiết.
Ở một số địa phương chủ yếu vẫn sấy nông sản bằng lò sấy thủ công trực tiếp.
Nhược điểm của lò sấy trực tiếp là sản phẩm thường bị khói, bụi, chất lượng không
đồng đều, vệ sinh thực phẩm và vệ sinh môi trường lao động không đảm bảo, chi phí
công lao động cao.
2.1.6.Hiện trạng sau thu hoạch của ngành sản xuất hạt giống Việt Nam.
Nhìn chung, tình hình trang bị các thiết bị chế biến hạt giống của các công
ty/trung tâm sản xuất giống của nước ta ở còn thấp, chưa đáp ứng với yêu cầu chất
lượng. Nhiều doanh nghiệp đã có sự đầu tư máy móc để công nghiệp hoá chế biến hạt
giống nhưng nhìn chung còn thiếu đồng bộ do đầu tư dàn trải, thiếu nguồn vốn. Khi
đầu tư thiết bị đầu cuối của dây chuyền chế biến giống thì thiết bị đầu đã lạc hậu hoặc

hỏng hóc.
Ngoài 2 Công ty được đầu tư đồng bộ 2 nhà máy chế biến với thiết bị chế biến
hiện đại của Đan Mạch là Công ty CP giống cây trồng Thái Bình và Công ty CP giống
cây trồng Quảng Bình, và một vài công ty nước ngoài hoặc liên doanh với nước ngoài,
thiết bị chế biến của các đơn vị giống khác đều có nguồn gốc Việt Nam hoặc nhập
khẩu một phần từ các nước Hàn Quốc, Đài Loan.
Từ 2005 - 2007, Quỹ đầu tư ngành giống của Hợp phần giống cây trồng đã làm
thủ tục cho 5 doanh nghiệp vay vốn đầu tư hoặc nâng cấp các dây chuyền thiết bị, cụ
thể như sau:
Bảng 3: Danh sách các đơn vị được vay vốn hỗ trợ để đầu tư thiết bị chế biến.
(Nguồn: Báo cáo của Quỹ Hỗ trợ đầu tư ngành giống Tiểu hợp phần 7+9,
2007)

7


Số Lượng

Tên Doanh Nghiệp

Tên Dự Án Đầu Tư

Trạm giống cây trồng
Tây Nguyên
1

Cty CP GCT miền Nam

Nhà máy chế biến hạt
giống Hà Nội

2

Cty CP GCT Bắc Giang

Dây chuyền chế biến hạt
giống

Số Tiền Đầu Tư
(tỷ đồng)

12,4

10,4

3,7

Cải tạo, nâng cấp dây
3

Cty CP GCT Trung
Ương

4

Cty CP GCT Đại Thịnh

chuyền chế biến giống tại
chi nhánh Đồng Văn –

10,8

Hà Nam

Nhà máy chế biến giống
cây lương thực

6,7

Dây chuyền chế biến
5

Cty CP GCT Thanh Hoá

giống nông nghiệp chất

11,1

lượng cao

Phần lớn các thiết bị được lựa chọn để đầu tư là do Viện Cơ Điện và Công nghệ
sau thu hoạch và Công ty CP Giống cây trồng miền Nam sản xuất.
Trong 14 năm qua (1995 - 2009), Công ty cổ phần Giống cây trồng miền Nam đã
chế tạo và lắp đặt 7 hệ thống thiết bị chế biến hạt giống tại các đơn vị trực thuộc Công
ty gồm:
- 23 máy sấy (với tổng công suất sấy 1.370 tấn ngô bắp/mẻ và 178 tấn ngô
hạt/lúa/mẻ).
- 8 máy sàng (với tổng công suất sàng 17,7 tấn hạt giống/giờ).

8

Cũng trong thời gian đó, SSC đã cung ứng cho 94/tổng số 259 (36%) đơn vị SXKD
hạt giống của các địa phương trong cả nước, gồm :
-

118 máy sấy (với tổng công suất sấy là 521 tấn ngô bắp/mẻ, 684 tấn hạt

giống/mẻ).
-

140 máy sàng (với tổng công suất sàng là 139,3 tấn hạt giống/giờ).

So với nhu cầu của thị trường thiết bị chế biến hạt giống của các doanh nghiệp
giống trong cả nước thì số lượng thiết bị đã được cung ứng nói trên chỉ mới đáp ứng
được khoảng 35% tổng nhu cầu.
2.2. Giới thiệu một số phương pháp sấy.
Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển
ẩm ra khỏi vật liệu ẩm mà chúng ta chia ra làm hai phương pháp sấy: Phương pháp sấy
nhiệt độ cao ( hay phương pháp sấy nóng) và phương pháp sấy nhiệt độ thấp.
2.2.1. Phương pháp sấy nhiệt độ cao - sấy nóng.
Trong phương pháp sấy nóng tác nhân sấy( TNS )và vật liệu sấy (VLS)được
đốt nóng. Do TNS được đốt nóng nên độ ẩm tương đối  giảm dần đến phân áp suất
hơi nước Pam trong TNS giảm. Mặt khác do nhiệt độ của VLS tăng lên nên mật độ hơi
trong các mao quản tăng nên phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cũng tăng
theo.
Như vậy trong hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất
hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường.

- Cách thứ nhất là giảm phân áp suất của hơi nước trong tác nhân sấy bằng

cách đốt nóng.

- Cách thứ hai là tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.
Do đó, HTS nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:
a) Hệ thống sấy đối lưu: trong phương pháp này việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực
hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự nhiên haycưỡng bức ). Trường hợp này môi
chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt. Hệ thống sấy đối lưu gồm: hệ thống sấy buồng, hệ
thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động…

9


b) Hệ thống sấy tiếp xúc: trong phương pháp này việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy
thực hiện bằng dẫn nhiệt do vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn. Hệ thống
sấy tiếp xúc gồm: hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang…
c) Hệ thống sấy bức xạ: trong phương pháp này việc gia nhiệt cho vật ẩm thực hiện
bằng trao đổi nhiệt bức xạ. Người ta dùng đèn hồng ngoại hay các bề mặt rắn có nhiệt
độ cao hơn để bức xạ nhiệt tới vật ẩm. Trường hợp này môi chất sấy không làm nhiệm
vụ gia nhiệt cho vật liệu ẩm.
d) Hệ thống sấy khác: hệ thống sấy dùng dòng điện cao tầng hoặc dùng năng lượng
điện từ trường. Trong phương pháp này người ta để vật ẩm trong điện trường tần số
cao, vật ẩm sẽ được nóng lên. Trường hợp này môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia
nhiệt cho vật.
 Ưu nhược điểm của phương pháp sấy nóng.
 Ưu điểm :
+ Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp
sấy lạnh.
+ Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp.
+ Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi
nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ, than đá, rác thải,... cho đến điện năng.

+ Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao.
 Nhược điểm :
+ Chỉ sấy được các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ.
+ Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao.
2.2.2. Phương pháp sấy nhiệt độ thấp.
Ngày nay đã xuất hiện nhiều phương pháp sấy nhiệt độ thấp khác nhau ,trong
đó có các phương pháp chính sau đây:
2.2.2.1. Phương pháp sấy lạnh.
Trong phương pháp sấy lạnh, tác nhân sấy là không khí được khử ẩm bằng phương
pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp thụ và sau đó được đốt nóng hoặc làm
lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó, do phần áp
suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phần áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy

10


mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy. Sau đó hơi nước trong không khí ẩm
được ngưng tụ.
Ứng dụng :

- Trong lĩnh vực nông nghiệp: Dùng để sấy một số sản phẩm cao cấp
như:
+ Các loại rau quả, trái cây: Xoài, chuối, cà rốt, hành lá…
+ Các loại nấm quí như linh chi, nấm sò...
+ Các cây dược liệu.

- Trong lĩnh vực hóa chất.
 Ưu nhược điểm của phương pháp sấy lạnh.
 Ưu điểm :

- Các chỉ tiêu về chất lượng như màu cảm quan, mùi vị, khả năng bảo
toàn vitamin C cao.

- Thích hợp để sấy các loại vật liệu sấy yêu cầu chất lượng cao, đòi
hỏi phải sấy ở nhiệt độ thấp.

- Sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài.
- Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi
trường.
 Nhược điểm :

- Giá thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn.
- Vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao.
- Cấu tạo thiết bị phức tạp, thời gian sấy lâu.
- Nhiệt độ môi chất sấy thường gần nhiệt độ môi trường nên chỉ thích
hợp với một số loại vật liệu, không sấy được các vật liệu dể bị vi
khuẩn làm hư hỏng ở nhiệt độ môi trường như bị ôi, thiu, mốc…

- Do cuốn bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh.

11


 Máy sấy lạnh dùng điện trở gia nhiệt cho tác nhân sấy:
Mô hình máy sấy:

Hình 2.4 : Máy sấy lạnh gia nhiệt TNS bằng điện trở
1- Máy nén 2- Dàn nóng 3- Quạt dàn nóng
5- Dàn lạnh

6- Quạt buồng sấy

8- Lưới tản gió 9- khay sấy

4- Ống mao dẫn

7- Điện trở

10- buồng sấy

 Mô tả hoạt động của máy:
TNS sau khi qua dàn lạnh có nhiệt độ t thấp và ẩm độ φ cao được quạt
thổi qua dàn điện trở, nhiệt độ TNS tăng lên làm ẩm độ φ giảm xuống đến
mức yêu cầu. TNS có t cao và φ thấp sẽ được thổi vào buồng sấy thực hiện
quá trình sấy. Sau khi qua buồng sấy, TNS có nhiệt độ giảm xuống thấp và
ẩm độ rất cao do mang ẩm thoát ra từ VLS sẽ được cho qua dàn lạnh tách ẩm
để hồi lưu hoàn toàn cho chu trình sấy mới.

12


 Giới thiệu một số máy sấy lạnh được bán trên thị trường.

 
Hình 2.5 :Máy sấy lạnh CRD2
(Nguồn: />Mô tả:
- Lưu lượng từ 4m³/min đến 180m³/min.
- Nhiệt độ môi trường cho phép từ 5ºC (41ºF) đến 50ºC (122ºF).
- Nhiệt độ khí nén vào cho phép từ 5ºC (41ºF) đến 60ºC (140ºF).
- Nhiệt độ điểm sương là: 3ºC (180m³/phút) -7 ºC (217.7m³/phút) .

- Gas lạnh R407C.
- Áp suất lớn nhất 14bar (174psi).
- Xả nước tự động không mất áp.

13


Hình 2.6 : Máy sấy lạnh CCRD
(Nguồn: />Mô tả:
- Lưu lượng từ 0,5m³/min đến 73m³/min - lắp đặt linh hoạt cho hệ thống nhỏ
hoặc những nơi có không gian hạn chế và phòng cấp khí nén trung tâm.
- Nhiệt độ môi trường cho phép từ 5ºC (41ºF) đến 50ºC (122ºF).
- Nhiệt độ khí nén vào cho phép từ 5ºC (41ºF) đến 65ºC (140ºF).
- Nhiệt độ điểm sương là: 3ºC.
- Môi chất lạnh R407C.
- Áp suất lớn nhất 12bar - 16bar.
- Xả nước tự động không mất áp .
2.2.2.2. Phương pháp sấy thăng hoa.
Hệ thống sấy lạnh mà trong đó ẩm trong VLS ở dạng rắn trực tiếp biến thành
hơi đi vào tác nhân sấy. Trong sấy thăng hoa người ta duy trì nhiệt độ vật liệu
T<273K, áp suất TNS p<610 Pa. Do đó khi VLS nhận được nhiệt lượng thì nước
trong VLS ở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp thành hơi nước đi vào tác nhân sấy.

14


Hình 2.7 : Máy sấy thăng hoa
(Nguồn: />2.2.2.3.Phương pháp sấy chân không.
Là phương pháp sấy có nhiệt độ VLS T<273K, áp suất TNS bao quanh VLS
p>610Pa. Khi VLS nhận được nhiệt lượng các phân tử nước ở thể rắn không chuyển

trực tiếp thành hơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi chuyển thành hơi đi vào môi
trường nước ở thể rắn phải chuyển sang thể lỏng.

Hình 2.8 : Máy sấy chân không kiểu tủ.

15


Hình 2.9 : Máy sấy chân khơng trụ tròn.
2.2.2.4. Sấy bơm nhiệt.
Xét về ngun lý hoạt động của chu trình thì giữa bơm nhiệt và máy lạnh
khơng có gì khác nhau, điều khác nhau chỉ là mục đích sử dụng.
-

Trong máy lạnh mục đích sử dụng là nguồn lạnh q2.

-

Trong bơm nhiệt mục đích sử dụng là nguồn nóng q1.

Tái tuần hoàn toàn bộ tác
Dàn

Dàn
Buồn

Nước
thải ra
Máy

Hình 2.10: Sơ đồ ngun lý máy sấy bơm nhiệt.

16


Ưu nhược điểm của máy sấy bơm nhiệt:
Ưu điểm:
-

Hiệu suất năng lượng cao do quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ TNS.

-

Giữ được mùi vị và màu sắc của VLS tương đối như lúc ban đầu.

-

Ứng dụng để sấy các loại VLS không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật
ong, sản phẩm chứa nhiều vitamin….

-

Sản phẩm thu được có chất lượng cao.
Nhược điểm:

-

Chất CFC sử dụng trong chu trình lạnh hiện nay không được xem là thân thiện
đối với môi trường.

-

Đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên (máy nén , lọc môi chất …) và sạc môi chất
lạnh.

-

Rò rỉ môi chất lạnh ra môi trường nếu ống bị nứt, bể.

-

Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh).

2.3. Những vấn đề về hệ thống lạnh.
2.3.1. Chu trình lạnh.
Hệ thống lạnh trong máy sấy chỉ yêu cầu đưa nhiệt độ xuống tới điểm đọng
sương cho nên trong phần này ta chỉ nêu chu trình khô.
Chu trình khô là loại chu trình có hơi hút về máy nén là hơi bão hoà khô.
Các quá trình của chu trình khô:
1-2: quá trình nén hơi đoạn nhiệt (s1 = s2 hoặc Δs = 0 ) từ áp suất bay hơi và nhiệt
độ vùng bay hơi lên áp suất ngưng tụ và nhiệt độ T2 > Tk. Quá trình này tiến hành
trong vùng hơi quá nhiệt.
2-3: Quá trình làm mát và ngưng tụ hơi môi chất đẳng áp, thải nhiệt cho nứơc
hoặc không khí làm mát.
3-4: Quá trình tiết lưu đẳng enthalpy từ áp suất ngưng tụ, nhiệt độ ngưng tụ
xuống áp suất bay hơi, nhiệt độ bay hơi.
4-1: Quá trình bay hơi đẳng áp, đẳng nhiệt để thu nhiệt của môi trường lạnh.
Tính toán chu trình khô.
17

Năng suất lạnh riêng khối lượng :
Q0 = h1 - h4

(kJ/kg)

Năng suất lạnh riêng thể tích :
qv 

q0
v1

(kJ/m3)

Năng suất nhiệt riêng thải ra ở dàn ngưng :
Qk = h2 – h3

(kJ/kg)

Tỉ số nén :


pk
p0

Công nén riêng :
l = h2 – h1

(kJ/kg)

Hệ số lạnh của chu trình:


q0
l

2.3.2. Các vấn đề liên quan đến dàn lạnh.
Dàn lạnh là một bộ phận trong thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống. Thiết bị này
trao đổi nhiệt với bên ngoài làm cho không khí ẩm đạt đến nhiệt độ ngưng tụ, ngưng tụ
hơi nước tại đây.
 Phân loại thiết bị bay hơi.
Thiết bị bay hơi rất đa dạng, người ta có thể phân loại chúng theo các cơ sở sau
a) Phân loại dựa trên trạng thái môi trường làm lạnh người ta chia ra :
-

Thiết bị bay hơi làm lạnh chất tải lạnh lỏng (nước , nước muối …).

-

Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí. Riêng loại bốc hơi làm lạnh không khí
còn chia ra giàn lạnh tĩnh và giàn lạnh quạt.

b) Phân loại dựa vào mức độ choán chỗ của môi chất lỏng trong thiết bị. Trên cơ
sở này người ta chia ra loại ngập và loại không ngập.
-

Loại thiết bị bay hơi ngập, môi chất lỏng (NH3 , Freon ) bao phủ toàn bộ bề
mặt trao đổi nhiệt (thường là loại cấp lỏng từ dưới lên ).

-

Loại thiết bị bay hơi không ngập thì dùng môi chất lỏng không bao phủ toàn
bộ bề mặt trao đổi nhiệt, một phần bề mặt trao đổi nhiệt dùng để quá nhiệt
hơi hút về máy nén (thường là loại cấp lỏng từ trên xuống ).
18