THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM HỆ THỐNG SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP THÙNG QUAY

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay sấy đậu Hà Lan với năng suất 2kg/mẻ. Trong đó, các thông số kỹ thuật của máy sấy như sau: Thùng sấy có chiều dài 892mm, đường kính 223mm; máy nén lạnh có công suất 1HP sử dụng môi chất lạnh R404A, công suất làm lạnh của dàn lạnh 3kW, công suất giải nhiệt của dàn nóng chính 2,65kW ; và dàn nóng phụ có công suất giải nhiệt 1,1kW; Kết quả thực nghiệm không tải cho thấy hệ thống bơm nhiệt hoạt động ổn định với nhiệt độ bay hơi 5,2°C, nhiệt độ ngưng tụ 50,2°C; tác nhân sấy đi vào thùng sấy có nhiệt độ ổn định theo thời gian. Hệ thống thùng quay hoạt động ổn định và có thể điều chỉnh tốc độ. Thực nghiệm sấy đậu Hà Lan có độ ẩm ban đầu tính theo cơ sở ướt là 68,35% (tương đương 2,16 kga/kgVLK theo cơ sở khô) ở điều kiện vận tốc tác nhân sấy là 3m/s, tốc độ thùng quay 8 vòng/phút ở các mức nhiệt độ tác nhân sấy lần lượt là 40, 45, 50, 55, 60°C cho đến khi đạt độ ẩm 13% (tương đương 0,15 kga/kgVLK). Kết quả cho thấy khi tăng nhiệt độ sấy từ 40°C lên 60°C sẽ giúp giảm hơn 50% thời gian sấy và 23,89% lượng năng lượng tiêu thụ. Cụ thể, nhiệt độ sấy là 40°C thì thời gian sấy là 10,35 giờ và lượng điện năng tiêu thụ là 13,77 kWh; nhiệt độ sấy là 50°C thì thời gian sấy giảm còn 6,47 giờ và lượng điện năng tiêu thụ là 12,33 kWh; và khi nhiệt độ sấy tăng lên đến 60°C, thời gian sấy chỉ còn 3,97 giờ và lượng điện năng tiêu thụ là 10,48 kWh. Sản phẩm đậu Hà Lan sau khi sấy trên hệ thống sấy bơm nhiệt thùng quay cho kết quả tốt, giữ được màu sắc và hương vị.

 

Title

DESIGN, MANUFACTURE AND EXPERIMENT ON ROTARY DRUM HEAT PUMP DRYING SYSTEM

Abstract

This paper presents the results of the design, manufacture, and experimental evaluation of a rotary drum heat pump dryer for drying green peas (Pisum sativum L.) with a batch capacity of 2 kg. The technical specifications of the dryer are as follows: the drying drum has a length of 892 mm and a diameter of 223 mm; the refrigeration system employs a 1 HP compressor using R404A refrigerant; the cooling capacity of the evaporator is 3 kW; the heat rejection capacity of the main condenser is 2,65 kW; and the auxiliary condenser has a heat rejection capacity of 1,1 kW. No-load experimental results indicate that the heat pump system operated stably, with an evaporation temperature of 5.2°C and a condensation temperature of 50.2°C; the drying air supplied to the drying drum maintained a stable temperature over time. The rotary drum system operated stably and allowed adjustable rotational speed. Drying experiments were conducted on green peas with an initial moisture content of 68,35% (wet basis), corresponding to 2,16 kg water per kg dry matter (dry basis), under the conditions of a drying air velocity of 3 m/s and a drum rotational speed of 8 rpm, at drying air temperatures of 40, 45, 50, 55, and 60°C, until a final moisture content of 13%, corresponding to 0,15 kg water per kg dry matter, was achieved. The results indicate that increasing the drying temperature from 40°C to 60°C reduced drying time by more than 50% and decreased energy consumption by 23.89%. Specifically, at a drying temperature of 40°C, the drying time was 10,35 hours and the electrical energy consumption was 13,77 kWh; at 50°C, the drying time decreased to 6,47 hours and the electrical energy consumption was 12,33 kWh; and when the drying temperature increased to 60°C, the drying time was reduced to 3,97 hours and the electrical energy consumption was 10,48 kWh. Green pea products dried using the heat-pump rotary drum drying system exhibited good color and flavor retention.