Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình trao đổi nhiệt ẩm dẫn đến việc loại bỏ phần nước độ ẩm khỏi vật liệu sấy phương pháp sấy nóng phương pháp sấy lạnh Vật liệu sấy vật rắn, bán rắn chất lỏng kết thúc trình sấy thể rắn, chất đậm đặc tinh dầu nước tách Kỹ thuật sấy sử dụng rộng rãi để làm khô hầu hết loại dược phẩm, ngũ cốc, loại hạt nhiều thực phẩm khác, làm tăng hiệu kinh tế sản xuất Quá trình sấy không đơn trình tách nước nước khỏi vật liệu mà trình công nghệ Nó đòi hỏi sau sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng chi phí vận hành thấp Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau sấy có tỉ lệ nứt gãy xay xát thấp Hiện có nhiều phương pháp sấy khác nhau, lúa người ta dùng phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp Đồ án môn học nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa phương pháp sấy tháp, suất tấn/mẻ, địa điểm tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào vụ Đông Xuân, cung cấp nhiệt phương pháp đốt trấu trực tiếp Mặc dù có nhiều cố gắng đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Nhóm mong nhận nhiều ý kiến đóng góp Thầy Cô bạn Đồ án chuyên ngành TRƯỜNG ĐHCN TPHCM KHOA CN NHIỆT LẠNH Kỹ Thuật Nhiệt CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ tên: NGUYỄN VĂN BẢO NGUYỄN THIÊN BỬU DHNL4LT Công Nghệ Nhiệt - Lạnh MSSV: 08899391 08896121 Lớp: Ngành: Niên khoá: 2009 – 2010 Tên đồ án: Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu sấy tháp tam giác suất tấn/mẻ (có đảo trộn) • Địa điểm tỉnh Đồng Tháp • Hoạt động vào mùa thu hoạch Đông Xuân • Cung cấp nhiệt đốt trấu cấp trực tiếp Nội dung thực Tìm hiểu công nghệ chế biến tạo vật liệu sấy Công nghệ làm khô vật liệu sấy giao máy sấy vật liệu nước giới Tổng quát loại máy sấy loại vật liệu giao cho sinh viên sinh viên tự lựa chọn loại máy sấy thích hợp để sấy theo yêu cầu Mô tả trình bày tổng quát, cấu tạo, nguyên lý hoạt động đặc điểm riêng biệt loại máy sấy mà sinh viên lựa chọn Thực toán sấy lý thuyết sấy thực, bao gồm : • Sinh viện tự tìm hiểu tài liệu tra cứu độ ẩm đầu vào, độ ẩm thành phẩm, từ làm sở tính toán toán sấy • Thực toán sấy • Tính toán thiết kế không gian sấy hệ thống sấy • Chọn cung cấp nhiệt sấy gián tiếp hay trực tiếp tùy theo loại vật liệu sấy sản phẩm sấy Tính toán thiết kế buồng đốt cấp nhiệt Tính toán thiết kế thiết bị phụ tùy theo hệ thống lựa chọn (Cyclon thu bụi, quạt, thiết bị vận chuyển…) Tính toán sơ hiệu đầu tư máy sấy giá thành sấy 1kg thành phẩm Sinh viên lập quy trình thao tác vận hành sấy bảo trì 10 Các vẽ • 01 tổng thể hệ thống máy sấy (khổ giấy A3) • 01 vẽ buồng sấy (khổ giấy A3, yêu cầu vẽ hình chiếu) • Bản vẽ thiết kế thiết bị phụ máy sấy (buồng đốt cấp nhiệt, trao đổi nhiệt, cyclon thu bụi ) tùy theo hệ thống sấy mà sinh viên thiết kế Ngày giao nhiệm vụ: 19/09/2009 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/12/2009 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Trung Thành Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn Bùi Trung Thành Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt MỤC LỤC Lời mở đầu Mục lục Thứ tự thiết kế hệ thống sấy Chương 1: Tổng quan kỹ thuật sấy Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng Sấy hạt Việt Nam giới 10 Khái niệm sấy 11 Bản chất đặc trưng trình sấy 12 Chương 2: Các loại máy sấy Các phương pháp sấy nhiệt 14 1.1 Sấy không khí tự nhiên – phơi nắng 14 1.2 Sấy nhân tạo 14 Các dạng máy sấy sấy hạt lúa 17 2.1 Máy sấy thùng quay 17 2.2 Máy sấy tháp 19 Chương 3: Vật liệu sấy Tác nhân sấy Vật liệu sấy – hạt lúa 24 1.1 Cây lúa 24 1.2 Cấu tạo hạt lúa 26 1.3 Các đặc tính chung khối lúa 27 1.4 Các yêu cầu đặc trưng hạt lúa sau sấy 29 1.5 Công nghệ sấy lúa 30 Tác nhân sấy 30 Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống sấy tháp Tính toán tổng quát 32 1.1 Chọn chế độ sấy 33 1.2 Cân ẩm cho vùng 34 1.3 Nhiệt độ sấy 36 Tính toán trình sấy lí thuyết 37 2.1 Xác định thông số trời 37 2.2 Tính toán khói lò 38 2.3 Thông số không khí sau hòa trộn 40 2.4 Trạng thái không khí khỏi tháp sấy 44 2.5 Tính thời gian sấy 45 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt 2.6 Lượng không khí cần thiết cho trình sấy lí thuyết 47 2.7 Tính kiểm tra lại nhiệt độ sấy 48 2.8 Cân nhiệt trình sấy lí thuyết 49 Xác định kích thước tháp sấy 51 3.1 Máng dẫn khí thải 51 3.2 Máng dẫn tác nhân sấy 53 Tính toán trình sấy thực tế 54 4.1 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 54 4.2 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 58 4.3 Các thông số sau trình sấy thực 60 4.4 Tính toán cân nhiệt trình sấy thực 62 Tính toán vùng làm mát 65 Tính tiêu hao nhiên liệu 66 Bố trí kênh dẫn kênh thải 66 Chương 5: Các thiết bị phụ tháp sấy Buồng đốt 69 Thiết bị lọc khử bụi từ tháp sấy 71 Tính chọn quạt 73 Máy vận chuyển kiểu gàu tải 82 Máy vận chuyển kiểu băng tải 83 Chương 6: Tính toán giá thành sản phẩm 86 Chương 7: Vận hành bảo trì hệ thống sấy 88 Chương 8: Bản vẽ 90 Tổng kết 91 Phụ lục 92 Tài liệu tham khảo 94 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt THỨ TỰ THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG SẤY Chọn phương pháp sấy Chọn phương pháp sấy nóng hay sấy lạnh tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ mà chủ yếu nhiệt độ độ ẩm tác nhân sấy trước vào thiết bị sấy hay nhiệt độ mà vật liệu sấy chịu Thông thường, yêu cầu đặc biệt ta chọn hệ thống sấy nóng, độ chênh lệch phân áp suất Pab – Pam đạt lớn nên cường độ sấy lớn Hơn hệ thống sấy nóng dùng máy lạnh máy hút ẩm phí đầu tư rẻ vận hành đơn giản Chọn dạng hệ thống sấy Sau định phương pháp sấy, ta chọn hệ thống sấy Khi cần vào hình dáng vật liệu sấy suất sấy kinh phí đầu tư cho phép để chọn dạng hệ thống sấy thích hợp Trong trường hợp sấy loại nông sản dạng hạt ta nghĩ đến hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy khí động hệ thống sấy tầng sôi Căn vào đặc điểm hệ thống sấy này, suất sấy yêu cầu nhân tố khác ta chọn hệ thống sấy thích hợp Để sấy lúa sơ thu hoạch, thời gian sấy vài chục ngày vụ lại phân bố rải rác hộ gia đình nên người ta sử dụng hệ thống sấy buồng đối lưu tự nhiên, hệ thống sấy tĩnh Ngược lại, kho bảo quản nhà máy xay xát, người ta thường dùng hệ thống sấy tháp sấy khí động Chọn dạng hệ thống sấy toán kinh tế kĩ thuật Chọn chế độ sấy Sau chọn hệ thống sấy thích hợp, ta vào yêu cầu mà chủ yếu nhiệt độ độ ẩm mà vật liệu sấy chịu để chọn chế độ sấy thích hợp Đối với lúa giống nhiệt độ sấy khoảng 40 ÷ 420C lúa thương phẩm 50 ÷ 900C Ngoài ra, nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị sấy cần chọn đủ bé để giảm tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang phải đủ lớn để xa trạng thái bão hòa để tránh tượng đọng sương lên bề mặt vật liệu sấy khô Chọn nguồn lượng tác nhân sấy Ngoài hệ thống sấy lạnh, nguồn lượng điện hệ thống sấy nóng, nguồn lượng điện nước, khí đốt dầu mỏ, than đá, củi phế liệu công nông nghiệp khác trấu, bã mía… Ta chọn dạng lượng sở điều kiện cụ thể nơi xây dựng hệ thống sấy tính toán kinh tế Ở Đồng Tháp, trấu nguồn lượng dồi dồi đến mức người ta phải làm để sử dụng hết việc đổ bỏ chi phí cho 1kg trấu rẻ Do đó, hệ thống sấy dùng trấu làm nguồn lượng đốt trực tiếp để lấy khói từ buồng Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt đốt gia nhiệt cho không khí cấp vào không gian sấy Vì vậy, ta cần thiết kế thêm buồng đốt cho hệ thống sấy Tính toán cân nhiệt cân ẩm thiết bị sấy (thực toán sấy lí thuyết sấy thực tế) Khi chọn dạng hệ thống sấy chế độ sấy, ta tiến hành tính toán cân nhiệt ẩm thiết bị sấy Đây nội dunng việc thiết kế hệ thống sấy Mục đích việc tính toán cân nhiệt ẩm tìm lượng tác nhân sấy nhiệt lượng cần thiết Khối lượng tác nhân sấy một hai sở để chọn quạt (cùng với cột áp) Tính toán tổn thất nhiệt Tính thể tích buồng đốt thiết bị phụ khác Tính thể tích buồng đốt, tính cyclonee thiết bị khác Bố trí hệ thống sấy, tính trở lực chọn quạt Để chọn quạt cần bố trí cụ thể hệ thống sấy vào việc bố trí để tiến hành tính trở lực hệ thống Khi có tổng trở lực lưu lượng tác nhân sấy cần thiết tính toán cân nhiệt - ẩm thiết bị sấy ta chọn quạt Tính hiệu kinh tế hệ thống sấy Nội dung tính toán hiệu kinh tế hệ thống sấy thiết kế gồm phần: • Đánh giá hiệu sử dụng lượng • Xác định chi phí đầu tư, chi phí vận hành chi phí bảo dưỡng • Xác định giá thành sản phẩm • Hiệu kinh tế xã hội mà hệ thống mang lại Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng Từ xưa, người biết đến kỹ thuật sấy cách chế biến bảo quản thực phẩm thông dụng tạo mùi vị đặc trưng cho ăn chế biến Phơi nắng phương pháp cổ điển sử dụng rộng rãi mà người chưa biết đến kỹ thuật sấy đại Ở Việt nam, người ngư dân dùng ánh nắng mặt trời để làm khô cá, mực loại hải sản khác để bảo quản sử dụng lâu ngày, tạo nên ăn đặc trưng hương vị Những người nông dân vậy, họ dùng cách tương tự để làm khô loại cá sông, hồ, ruộng vào thời điểm dồi để sử dụng vào thời điểm khan Ngoài người ta dùng cách phơi nắng để chế biến nhiều loại bánh, hoa đồ dùng khác Hình 1-1:Phơi cá ánh nắng mặt trời Ở châu Âu, người ta dùng khói nóng để sấy khô thịt, cá thực phẩm khác, tạo thành loại thực phẩm khói để dự trữ mùa đông Ở nhiều dân tộc khác vậy, người ta sử dụng khói nóng để làm khô bảo quản nhiều loại thực phẩm ngũ cốc Ở Trung quốc, người ta dùng ánh sáng mặt trời số kỹ thuật chế biến khác để sấy khô loại cỏ, cây, hoa, hạt dùng để làm thuốc Ở Việt Nam số nước khác châu Á Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 1-2:Dùng ánh nắng mặt trời để làm khô sản phẩm Ngày nay, kỹ thuật sấy đại phát triển giúp người cải thiện nhiều chất lượng, thời gian sấy, thời gian bảo quản, suất hiệu kinh tế nâng cao Nhưng phương diện đó, kỹ thuật sấy cổ truyền phương pháp thủ công mang đậm tính nghệ thuật bí truyền nên giữ vị trí mà kỹ thuật đại thay Nước ta nước nông nghiệp nông sản sản xuất ngày nhiều, sản phẩm đặc sản vùng nhiệt đới có giá trị xuất cao, ngày chiếm tỉ trọng lớn toàn thu nhập ngành nông nghiệp Các sản phẩm muốn bảo quản tốt phải có độ ẩm nhỏ độ ẩm có sau thu hoạch Vì hầu hết sản phẩm nông nghiệp cần phải thông qua trình phơi sấy để làm khô tới thủy phần yêu cầu bảo quản Sấy phương pháp tương đối hiệu quả, tạo nên tiền đề để bảo quản tốt sản phẩm Mặt khác có nhiều sản phẩm có thông qua khâu phơi sấy đảm bảo phẩm chất tốt, nâng cao giá trị thương phẩm chè, cà phê, thuốc lá, lúa, gỗ, giấy, sữa bột … Sấy hạt Việt Nam giới Trên giới, hàng trăm triệu lúa mì, bắp, đậu nành, gạo loại hạt khác lúa miến, hạt hướng dương, hạt bo bo, đại mạch, yến mạch số loại khác sấy khô máy sấy hạt Trong nông nghiệp các quốc gia, sấy việc giảm ẩm từ khoảng 17-30% đến khoảng từ đến 15%, tùy theo loại hạt Độ ẩm đầu hạt cuối trình sấy phải đủ cho việc bảo quản Hạt có nhiều dầu độ ẩm lưu trữ phải thấp Ngũ cốc thường sấy khô 14% , loại hạt dầu, đến 12,5% (đậu nành), 8% (hướng dương) 9% (đậu phộng) Sấy sử dụng phương pháp để lưu trữ an toàn, để ngăn cản vi khuẩn phát triển Tuy nhiên, nhiệt độ thấp lưu trữ khuyến khích để chống phản ứng trình sinh hóa đặc biệt phát triển côn trùng mọt Nhiệt độ bảo quản tối đa khoảng 18°C 10 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Các máy sấy lớn thường áp dụng để khí hóa nông nghiệp đồng ruộng phát triển mở rộng loại máy sấy hỗn lưu ưa thích Châu Âu, người Mỹ thích đưa lúa họ lần qua máy sấy Ở Argentina, hai loại tìm thấy Máy sấy dòng liên tục đạt suất 100 hạt khô/giờ Độ dày lớp hạt để không khí qua máy sấy liên tục khoảng từ 0,15 m số dòng máy sấy hỗn hợp 0,3 m vòng lưu Loại máy sấy sử dụng chủ yếu loại đồng ruộng, đặc biệt Mỹ Âu Châu Nó thường bao gồm thùng, với không khí ẩm nóng thổi theo chiều ngang theo ống trụ bên thông qua kim loại, sau thông qua thùng xoay, dày 0,50 m xuyên lớp hạt cuối bên lưới kim loại, trước thải bên Thường làm khô hạt nhiều lần từ đến tùy thuộc vào nước phải tách ra, loại hạt gì, nhiệt độ không khí bề dày lớp hạt Tại Hoa Kỳ, máy sấy đối lưu ngược liên tục thấy trang trại, sử dụng thùng để sấy, hạt đưa vào đỉnh thùng để hạt thích nghi làm khô hạt sơ lấy thùng hạt khô hoàn toàn Sấy hạt hoạt động mang tính sản xuất nghiên cứu Ngày nay, để mô hiệu suất máy sấy với chương trình máy tính dựa công thức (các mô hình toán học) đại diện cho thông số tham gia vào việc làm khô: tính chất vật lý, tính chất hóa học, nhiệt động lực học nhiệt khối lượng liên kết Gần đây, đòi hỏi xã hội dự đoán chắn để điều chỉnh tham số để thiết lập tỷ lệ sấy hợp lý để nhanh chóng làm khô hạt, hạn chế tiêu thụ lượng, đạt chất lượng hạt Một điển hình tham số chất lượng sấy lúa mì chất lượng tạo bột tỷ lệ phần trăm nẩy mầm Còn lúa nước giảm tối đa độ nứt gãy hạt xay xát Khái niệm sấy Hạt sản phẩm nông nghiệp trước nhập kho bảo quản phải có độ ẩm mức độ an toàn Điều kiện thích hợp độ ẩm để bảo quản hạt giới hạn từ 12 đến 14% Phần lớn hạt thu hoạch có độ ẩm cao hơn, điều kiện mùa mưa độ ẩm khí cao nên thoát nước tự nhiên hạt chậm lại có nhiều trường hợp hạt ngô, lúa nhập kho có độ ẩm lên đến 20 ÷ 30% Với độ ẩm hạt lớn 14% hoạt động sống tăng, hô hấp mạnh, lô hạt bị ẩm nóng thêm Đó điều kiện thuận lợi cho phát triển vi sinh vật côn trùng, lô hạt tự bốc nóng làm cho hạt bị hỏng Để tránh tượng ta phải đảm bảo độ ẩm hạt xuống khoảng 14% Do đó, nước nông nghiệp nhiệt đới khí hậu nóng ẩm mưa nhiều nước ta sấy phương pháp quan trọng 11 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Những hạt sản phẩm chưa sấy, chứa lượng nước thừa thân chúng Ví dụ hạt thu hoạch có độ ẩm 37% có tới 23% trọng lượng nước thừa Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kỹ thuật xay xát Sản lượng bột giảm, chi phí lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến làm máy nhanh bị hư hỏng; hạt thu sản phẩm chế biến từ hạt bảo quản khó tiêu phẩm chất thấp Ở hạt sấy hay phơi khô trình thủy phân chất béo thực chậm, tượng đắng hạt sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt bị tiêu diệt Những hạt bị bốc nóng thời kì đầu, nhờ trình phơi sấy, hạt trở lại bình thường, trình tự bốc nóng dừng lại tính chất kỹ thuật hạt phục hồi Hạt tươi chưa hoàn thành trình chín sinh lí nhờ trình sấy trình chín sinh lí rút ngắn, hạt có đặc tính kỹ thuật thích hợp Sấy khô sản phẩm trình phức tạp: sấy cần đảm bảo giữ tính chất sản phẩm, đảm bảo chất lượng giữ trạng thái tốt Quá trình sấy thực chất trình dùng nhiệt để làm bốc phần lượng nước có sản phẩm Quá trình phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên kết vật liệu sấy tính chất hóa học sản phẩm trạng thái bề mặt sản phẩm hút ẩm Bản chất đặc trưng trình sấy Sấy trình tách ẩm khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước sản phẩm sang thể hơi) Quá trình thực chênh lệch áp suất nước môi trường xung quanh (Pxq) bề mặt sản phẩm (Psp) Để làm cho lượng ẩm bề mặt sản phẩm bay cần có điều kiện Psp > Pxq hay Psp - Pxq = ∆P Trị số ∆P lớn độ ẩm chuyển môi trường xung quanh mạnh Psp phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm ban đầu vật liệu sấy phụ thuộc vào tính chất liên kết nước với sản phẩm Sự thoát ẩm bề mặt tăng lên nhiệt độ tốc độ luồng không khí tăng, độ ẩm tương đối giảm áp suất không khí giảm Do thoát ẩm bề mặt dẫn đến khuếch tán bên Đó kết phá vỡ mối cân tương đối sản phẩm thay đổi nhiệt độ phân chia nước không đồng sản phẩm Trong sản phẩm (và hạt) vận chuyển nước nơi có độ ẩm cao đến nơi có độ ẩm thấp Sự chênh lệch độ ẩm phần khác hạt nguyên nhân khuếch tán bên sấy Sự thay đổi mặt phân bố nhiệt độ điểm khác hạt làm cho vận chuyển độ ẩm tăng từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ có nhiệt độ thấp Quá trình sấy xúc tiến nhanh nhờ tăng nhiệt độ không khí nhiệt độ hỗn hợp không khí khói lò (t), giảm độ ẩm tương đối không khí (ϕ), 12 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt tăng vận tốc không khí (v) nhờ giảm áp suất không khí môi trường (B) Trong trình sấy, sau nước môi trường xung quanh nhiều, tức áp suất Pxq tăng độ ẩm sản phẩm ngày giảm đến lúc đạt trị số cân Khi Pxq = Psp độ ẩm gọi độ ẩm cân Tại độ ẩm cân ∆P = 0, trình sấy ngừng lại Đối với hạt lúa, ẩm diện hai nơi: bề mặt hạt (ẩm bề mặt) nhân hạt (ẩm bên trong) Ẩm bề mặt nhanh chóng bay hạt tiếp xúc với không khí nóng thổi qua nó, ẩm bên nhân hạt bay chậm phải di chuyển từ nhân hạt bề mặt hạt kết ẩm bề mặt ẩm bên bay với tốc độ khác Kết chênh lệch tốc độ sấy hàm lượng ẩm lấy giảm trình sấy Đối với hầu hết loại máy sấy hạt, tốc độ sấy V0 = B.β  m3  ρ.u  h  Trong đó: B: suất khối lượng băng tải (tấn/h) ρ: khối lượng riêng khối hạt (tấn/m3) Upload by http://www.povn.info 83  = 12  Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt u: vận tốc băng tải (m/s) β: hệ số an toàn phụ thuộc góc nghiêng băng tải Bảng 7.4/212 [1] Do đó: B.β = ×1 V0 = ρ.u 0.5 ×1  m3   h  Để vật liệu sấy không rơi hai bên băng tải chiều rộng băng tải không nên nhỏ 500mm Các thông số băng tải xác định theo suất thể tích V0 cho bảng 7.7/212 [1] sau: • Chiều rộng băng tải: b = 650 mm • Tốc độ tối đa : umax = 1.6 m/s • Tốc độ tối thiểu: umin = 0.8 m/s • Hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải: k = 40 • Năng suất trục băng tải N= 4k.L.u + B.L + 37 B.H 100 ×1.36 (kW) Trong đó: L: chiều dài băng tải hai trục (m) H: chiều cao vật liệu sấy tâm băng tải (m) k: hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải đó: N= 4k.L.u + B.L + 37 B.H 100 ×1.36 = 7.4 × 40 × 4.5×1 + × × 4.5 + 37 × × 0.03 100 ×1.36 = 10.2 (kW) Đối với băng tải ngắn (L < 15m) công suất trục nên tăng lên 20%, đó: N = 10.2 + 10.2×0.2 = 1.02×10.2 = 10.4 kW • Năng suất băng tải Q = 3600.F.γ.v  (tấn/giờ)  Trong đó: F: tiết diện ngang băng tải (m2) γ: tỉ trọng vật liệu (tấn/m3) v: vận tốc băng tải (m/s) đó: Q = 3600.F.γ.v = 3600 × (0.650 × 0.005) × 1.04 × = 12 (tấn/giờ) • Hệ số cản di chuyển ω= W qv L Trong đó: qv.L: trọng lượng lúa vận chuyển W: lực cản chung W = 555 N Upload by http://www.povn.info 84 Q.L.ω Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Do đó: ω= W qv L = 555 = 92.5 • Công suất động 12 × × 92 N = 367 = = 13.6kW 367 • Công suất thực tế động Ndc = Với η: hiệu suất truyền động N 13.6 = = 15 kW 0.9 η Upload by http://www.povn.info 85 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM Biểu giá tháng 12/2009 Tính toán đầu tư nhiên liệu đốt - đánh giá hiệu sử dụng lượng Bản kê chi phí nhiên liệu cấp Trấu nhiên liệu đốt để cấp nhiệt trực tiếp cho hệ thống sấy Mặc dù Đồng Giá Khối lượng tiêu thụ Thời gian cấp Thành tiền Bằng Sông Tên Cửu Long tỉnh Đồng phẩm sau xay xát lúa có (đồng/kg) (kg/h)Tháp, trấu sản (giờ) (đồng/mẻ) 200 ta phải đốt 435 đổ bỏ xuống sông 6.4Tuy nhiên,556800 nhiều vàTrấu người nơi Chi phí riêng 93 mà thực tế giá trấu nơi gần khoảng 2500 đồng/1đồng/kg bao giạ (khoảng 10 kg) stt Tên thiết bị Công suất Thời gian làm việc Lượng điện tiêu thụ Thành tiền (kW) (giờ/mẻ) (kW.h/mẻ) (đồng/mẻ) Gàu tải 5.5 38.5 36768 Băng chuyền 15 7.5 112.5 107437 Quạt vận chuyển 5.5 0.5 2.75 2626 Quạt sấy 5.5 6.5 35.75 34141 Lượng tiêu thụ điện (giá điện sản xuất bình thường: 955 đồng / kW.h) [17] Quạt sấy 5.5 6.08 33.44 31935 Quạt sấy 7.5 6.2 34.1 32566 Quạt làm mát 1.5 5.78 8.67 8280 Xả liệu 1.5 10.5 10028 Cấp trấu 1.5 6.5 9.75 9311 Tổng chi phí điện 273092 Chi phí riêng 46 đồng/kg Công nhân Vận hành Tiền công (đồng/mẻ) Số lượng công nhân (người) 115 000 Thành tiền (đồng/mẻ) 230 000 100vận 000hành [14]4 Tính toán côngBốc vác công nhân Tổng số tiền 400 000 Chi phí riêng stt Tên chi phí Hệ thống máy Bảo dưỡng Đơn vị (đồng) 200 000 000 5năm×6 lần×1000000 Tính toán chi phí đầu tư chi phí bảo dưỡng 630 000 105 đồng/kg Thời gian hoạt động 1200 mẻ 1200 mẻ Thành tiền (đồng/mẻ) 167000 25000 Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành Tổng số tiền Chi phí riêng stt Tên chi phí Nhiên liệu Tiền điện Tính toán giá thành sản phẩm Nhân công Đầu tư Bảo dưỡng Tổng cộng Tổng số tiền (đồng/mẻ) 556 800 273 092 630 000 167 000 25 000 651 892 192000 32 Chi phí riêng (đồng/kg) 93 46 105 28 276 % 86 Kỹ Thuật Nhiệt 33.7 16.7 38.0 11.6 100 Hiệu kinh tế xã hội mà hệ thống mang lại • Giải việc làm cho người lao động • Đối với chủ máy sấy khoảng năm tháng (200 000 000/((300 – (276 – 28))×6000×1200)/5 = 2.67 năm) thu hồi lại số vốn đầu tư (tính cho trường hợp chủ máy sấy không vay nợ ngân hàng để đầu tư cho máy sấy, không mặt bằng…) với giá cho kg lúa đem vào máy sấy 300 đồng/kg • Nâng cao chất lượng hạt lúa, giảm thời gian phơi nắng tự nhiên mùa nắng, bảo quản lúa tốt vào mùa mưa Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành 87 Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG SẤY Vận hành hệ thống sấy 1.1 Nhiệm vụ vận hành hệ thống sấy Duy trì làm việc bình thường hệ thống để đạt chế độ nhiệt độ độ ẩm theo yêu cầu thiết kế hệ thống sấy, đảm bảo tiêu kinh tế, kĩ thuật, đồng thời phát hư hỏng, cố để khắc phục điều kiện qui định qui trình vận hành kỹ thuật an toàn vệ sinh 1.2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật chủ yếu • Đảm bảo chế độ làm việc hợp lí, an toàn theo tiêu chuẩn kỹ thuật • Đạt tiêu định mức tiêu hao điện, nhiên liệu, số làm việc máy móc nhân công… Đảm bảo tiêu đảm bảo giảm chi phí sản xuất vận hành 1.3 Tổ chức vận hành Hệ thống máy sấy tháp dùng nhà máy xay xát, trung tâm nông sản…là hệ thống bán tự động nên phải định chế độ coi, quản lí người phải tổ chức cách hợp lí Công nhân vận hành phải tập huấn qua lớp huấn luyện vận hành máy thiết bị Các phương tiện hỗ trợ cho công nhân vận hành máy bao gồm: sơ đồ bố trí máy, thiết bị, sơ đồ điện, qui trình hướng dẫn vận hành máy thiết bị, qui trình xử lí cố, qui định vệ sinh an toàn, phòng chống cháy nổ, cấp cứu người bị nạn, sổ theo dõi vận hành, phương tiện đo kiểm, phụ tùng thay tủ thuốc cấp cứu 1.4 Qui trình vận hành hệ thống sấy • Nguyên tắc chung vận hành hệ thống: Trước vận hành hệ thống, người vận hành cần phải xem sổ trực để biết rõ mẻ sấy trước vấn đề hay không Nếu có vấn đề giải xong chưa Nếu hệ thống dừng bình thường công nhân có quyền vận hành máy Thực công việc kiểm tra: xem xét bên tháp sấy, buồng đốt, quạt để đảm bảo cho việc vận hành an toàn Sau lắp ghép sửa chữa phải lấy hết dụng cụ, chi tiết lại vật liệu thừa khỏi tháp, buồng đốt hay quạt • Qui trình vận hành Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành 88 Kỹ Thuật Nhiệt Lúa từ ghe (tàu) sông từ xe tải quạt hút hút qua cyclone tách bớt bụi sau đưa qua băng tải nạp liệu đưa vào gàu tải vào tháp Sau lúa sấy tháp qua lần đảo trộn đưa qua cửa xả Bảo trì hệ thống sấy • Bảo trì – sửa chữa định kì: theo catalogue nhà sản xuất động điện, quạt tới thời hạn định kì cần tra dầu bôi trơn vào ổ bi, hộp giảm tốc nhằm tăng tính ổn định, an toàn kéo dài tuổi thọ thiết bị hoạt động Ngoài ra, cần vệ sinh buồng đốt, bồn cấp trấu, quạt, thu gom bụi từ cyclone Bảo trì sửa chữa định kì cần tiến hành thời gian tháp sấy không hoạt động • Bảo trì – sửa chữa lúc có cố: ngừng hệ thống tìm chỗ phát sinh cố Sau khắc phục xong cố cần thu gom tất dụng cụ khỏi nơi sửa chữa vận hành máy Upload by http://www.povn.info 89 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG BẢN VẼ Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành 90 Kỹ Thuật Nhiệt TỔNG KẾT Máy sấy tháp có cấu trúc vững với hệ thống nhập tải tháo tải học, nhập trấu học với bảng điện điều khiển hoàn thiện giúp máy vận hành dễ dàng Ẩm độ cuối lô hạt đồng màu sắc đẹp Tuy nhiên, hệ thống nhiều khuyết điểm: nhiệt độ sấy khó điều khiển đồng thiết kế; lưu lượng gió, thời gian nhập/tháo tải lâu không đồng với có cyclone thu bụi Temperature bụi ( Material/ Material/ Temperature ( C) suất sấy Substance cửa tháo tải gây Acetone Arylic Air Alcohol Aluminum Aluminum Dioxide Amonia Antimony Argon Asbestos-cement board Asbestos-cement sheets Asbestos-cement Asbestos, loosely packed Asbestos mill board Asphalt Balsa Balsa Benzene Beryllium Brass Brick dense Brick work Cadmium Carbon 25 225 khó chịu 125 cho công nhânEther vận hành máy Carbon dioxide 0.0146 Cement, portland Cement, mortar Chalk Chrome Nickel Steel (18% Cr, % Ni) Clay, dry to moist 0.16 0.2 0.024 0.17 250 30 0.022 18.5 0.016 0.744 0.166 2.07 255 250 0.15 Epoxy Felt insulation Fiberglass Fiber insulating board o Fireclay brick 500 C Foam glass Freon 12 Gasoline Glass Glass, Pearls, dry Glass, Pearls, saturated Glass, window 0.14 0.75 0.048 0.17 0.16 218 109 1.31 0.69 92 1.7 Glass, wool Insulation Glycerol Gold Granite Gypsum or plaster board Hairfelt Hardboard high density Hardwoods (oak, maple ) Helium Hydrogen o o Ice (0 C, 32 F) Insulation materials 0.29 1.73 0.09 Iridium Iron Iron, wrought 16.3 Iron, cast Clay, saturated Cobalt Concrete, light 0.15-1.8 0.6-2.5 69 0.42 Concrete, stone 1.7 Kapok insulation Kerosene Lead Pb Leather, dry Limestone Constantan Copper Corian (ceramic filled) 22 401 1.06 Corkboard 0.043 Marble Cork, regranulated Cork Cotton Carbon Steel 0.044 0.07 0.03 54 Cotton Wool insulation 0.029 Mercury Methane Methanol Mica Mineral insulation materials, wool blankets Diatomaceous earth 0.06 (Sil-o-cel) Earth, dryby http://www.povn.info 1.5 Upload Đồ án chuyên ngành 400 51 398 47 Magnesia insulation (85%) Magnesite Magnesium 25 0.14 0.35 0.04 0.04 0.048 1.4 0.045 0.073 0.15 1.05 0.18 0.76 C) 125 225 312 310 68 60 0.96 0.04 0.28 310 1.7-4.0 0.17 0.05 0.15 0.16 0.142 0.168 2.18 0.0350.16 147 80 59 55 0.034 0.15 35 0.14 1.261.33 0.07 4.15 156 2.082.94 0.03 0.21 0.71 0.04 Molybdenum 138 Monel 26 91 Kỹ Thuật Nhiệt PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hệ số dẫn nhiệt số vật liệu k (W/m.K) Material/ Substance Nickel Nitrogen Nylon Oil, machine lubricating SAE 50 Olive oil Oxygen Paper Paraffin Wax Perlite, atmospheric pressure Perlite, vacuum Plaster, gypsum Plaster, metal lath Plaster, wood lath Plastics, foamed (insulation materials) Plastics, solid Platinum Plywood Polyethylene HD Polypropylene Polystyrene expanded Porcelain PTFE PVC Pyrex glass Temperature ( C) 25 125 225 91 0.024 0.25 0.15 0.17 0.024 0.05 2-7 Rock, solid Rock, porous volcanic (Tuff) Rock Wool insulation Sand, dry 0.5-2.5 0.045 0.150.25 Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành Silica aerogel Silicone oil Silver 0.02 0.1 429 0.050.25 Softwoods (fir, pine ) Soil, with organic matter Soil, saturated Steel, Carbon 1% 0.03 Quartz mineral 0.08 Sodium 0.00137 0.48 0.47 0.28 71 72 Temperature ( C) 25 125 225 0.25-2 2-4 1.7 Sawdust Snow (temp < C) 0.031 1.005 Sand, moist Sand, saturated Sandstone o 0.25 70 0.13 0.420.51 0.1-0.22 0.03 1.5 0.25 0.19 Material/ 84 0.12 0.15-2 0.6-4 43 Stainless Steel 16 Straw insulation Styrofoam Tin Sn 0.09 0.033 67 Zinc Zn Urethane foam Vermiculite Vinyl ester Water Water, vapor (steam) Wood across the grain, white pine Wood across the grain, balsa Wood across the grain, yellow pine 17 19 116 0.021 0.058 0.25 0.58 0.016 0.12 0.055 0.147 Wood, oak 0.17 Wool, felt 0.07 92 Kỹ Thuật Nhiệt • • W/(m K) = W/(mo C) = 0.85984 kcal/(h m oC) = 0.5779 Btu/(ft h oF) Nguồn http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html Upload by http://www.povn.info Đồ án chuyên ngành 93 Kỹ Thuật Nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO Thầy Bùi Trung Thành - Giáo trình Lí Thuyết Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy – Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh – Năm 2009 Thầy Nguyễn Đức Lợi – Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí NXB Khoa Học Kĩ Thuật – Năm 2005 Ts Nguyễn Thanh Hào – Thiết Kế Lò Hơi – NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM – Năm 2009 Thầy Lê Chí Hiệp – Kĩ Thuật Điều Hòa Không Khí – NXB Khoa Học Kĩ Thuật – Năm 2001 PGS – TSKH Trần Văn Phú – Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống Sấy – NXB Giáo Dục – Năm 2002 Hội Nông Dân Việt Nam http://www.hoinongdan.org.vn Trung Tâm Khí Tượng Thủy Văn Quốc Gia http://www.nchmf.gov.vn Viện Cơ Điện Nông Nghiệp Công Nghệ Sau Thu Hoạch http://www.viaep.org.vn Thầy Bùi Trung Thành – Xác định số thông số vật lí hạt muối tinh để ứng dụng tính toán thiết kế sấy máy sấy tầng sôi liên tục – Tạp chí Cơ Khí Việt Nam số tháng 9/2009 10 Thầy Bùi Trung Thành – Xác định thông số hình học hạt muối tinh ứng dụng sấy lớp sôi – Tạp chí Cơ Khí Việt Nam 11 UNIT OPERATONS IN FOOD PROCESSING http://www.nzifst.org.nz/unitoperations/drying5.htm#calcconst#calcconst 12 Hệ số dẫn nhiệt số vật liệu - The engineering toolbox http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html 13 FANTECH catalogue – Fans by Fantech software 3.0 –http://www.fantech.com.au 14 Ts Phan Hiếu Hiền – Đề án CARD – Tiểu hợp phần sấy tĩnh – 2007 báo cáo lần 15 Thầy Bùi Trung Thành – Nghiên cứu số thông số ảnh hưởng đến trình vận chuyển lúa phương pháp khí động 16 Thầy Bùi Trung Thành – Giáo trình Lí Thuyết Sử Dụng Quạt Bơm Máy Nén Công Nghiệp – Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM – Tháng 9/2008 17 Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam – http://www.evn.com.vn Upload by http://www.povn.info 94 Filename: Do an say Lua Directory: D:\TAI LIEU KHAC\Tat ca cac tieu luan Template: C:\Documents and Settings\Administrator\Application Data\Microsoft\Templates\Normal.dot Title: Subject: Author: IT TECHNICAL SUPPORT Keywords: Comments: Creation Date: 9/9/2009 3:46:00 PM Change Number: 11,184 Last Saved On: 12/8/2009 3:52:00 PM Last Saved By: Tao!!! Total Editing Time: 6,301 Minutes Last Printed On: 8/30/2011 1:38:00 PM As of Last Complete Printing Number of Pages: 94 Number of Words: 17,895 (approx.) Number of Characters: 102,008 (approx.) [...]... máy sấy tháp phổ biến: • Máy sấy tháp tam giác • Máy sấy tháp tròn • Máy sấy tháp hình thoi 19 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2 -6: Máy sấy tháp tam giác Hình 2-7: Máy sấy tháp 20 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-8: Máy sấy tháp tròn Hình 2-9: Máy sấy tháp 21 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-10 : Máy sấy tháp kiểu hình thoi b Tháp sấy liên tục Hạt qua tháp sấy một lượt rồi bin ủ... liệu rất dồi dào ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Trong bài đồ án, dùng khói lò làm tác nhân sấy trực tiếp bằng cách đốt trấu cấp nhiệt Hình 3-7: Trấu nhiều đến mức người ta phải đổ bỏ 31 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY SẤY THÁP Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu tháp tam giác năng suất 6 tấn/mẻ (có đảo trộn), địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào mùa... nhưng hao hụt giá trị hạt vì giảm chất lượng Máy sấy tháp có các ưu điểm sau: • Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì • Chi phí sấy thấp • Năng suất lớn và rất lớn • Chất lượng tốt và ổn định • Tiêu thụ năng lượng thấp • Máy sấy tháp cho độ đồng nhất ẩm độ rất tốt [14] d Ứng dụng: Thiết bị sấy tháp là thiết bị sấy chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như thóc, ngô, đậu… có... vật liệu sấy ta chọn hệ thống sấy lúa là hệ thống sấy tháp tam giác 32 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt 1.1 Chọn chế độ sấy Trong máy sấy tháp, người ta thường phân thành hai vùng chính: vùng sấy và vùng làm mát Ở đây, ta chọn 3 vùng sấy và 1 vùng làm mát Vùng sấy để gia nhiệt và tách ẩm trong hạt lúa; Vùng làm mát để làm mát hạt lúa sau khi sấy có nhiệt độ cao, nhằm nâng cao chất lượng hạt lúa Mục... trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ chính trọng lượng của nó Đôi khi trong thiết bị sấy tháp người ta còn đặt các kết cấu cơ khí để làm chậm hoặc tăng cường tốc độ dịch chuyển của khối hạt Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì Tóm lại: Trong các loại máy sấy có thể sấy được hạt lúa như trên, ta chọn máy sấy tháp với các ưu điểm có thể áp dụng thực tế tại địa phương 23 Đồ án chuyên... mang nhiệt để cung cấp năng lượng cho vật liệu sấy và mang ẩm thoát ra từ vật liệu sấy thải vào môi trường Tác nhân sấy trong thiết bị sấy đối lưu thường là không khí nóng hoặc khói lò Thiết bị sấy đối lưu có thể sấy lúa có thể có các dạng sau: 2.1 Máy sấy thùng quay (Rotary dryer – Drum dryer) Thiết bị sấy thùng quay cũng là một thiết bị sấy chuyên dùng để sấy các vật liệu dạng hạt rời, các loại muối... sấy 2: tv21 = tv12 = 340C, tv22 = 400C • Vùng sấy 3: tv31 = tv22 = 400C, tv32 = 460 C • Vùng làm mát: tv41 = tv32 = 460 C, t42 = 300C 36 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt 2 Tính toán quá trình sấy lí thuyết Hình 4-1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống máy sấy tháp lv C 37.13% Hlv 4.12% Nlv 0. 36% Olv 31 .6% lv Alv 17.75% S 0.04% lv W 9% Hình 4-2: Đồ thị I – d: Quá trình sấy bằng khói lò 2.1 Xác định các thông số không... cho quá trình xay xát và bảo quản Hình 3 -6: thu hoạch lúa trên đồng ruộng 1.5 Công nghệ sấy lúa Lúa là vật liệu dạng hạt, có thể được sấy với nhiều loại máy sấy khác nhau Ở đây, ta dùng thiết bị sấy tháp để sấy lúa Tác nhân sấy là hỗn hợp khói và không khí tươi được hòa trộn với nhau rồi được dẫn qua các kênh dẫn để trao đổi nhiệt, ẩm với khối lúa được Thông số xuống nhờ chính trọng lượng của Số liệu... để sấy các sản phẩm đắt tiền • Máy sấy thùng quay thường có năng suất thấp • Máy sấy thùng quay dùng để sấy vật liệu có độ ẩm cao 2.2 Máy sấy tháp (Tower Dryer – Shaft Grain Dryer) a Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm: Hệ thống máy sấy gồm calorifer hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn với không khí tươi, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác Tháp sấy là một không gian hình hộp... thực phẩm, sấy thăng hoa được áp dụng để sấy thịt, cá, rau quả đóng hộp…và trong cả ngành sản suất dược phẩm Muốn bảo quản lâu dài thì sản phẩm sấy thăng hoa phải được đóng hộp có độ kín cao 2 Các dạng máy sấy có thể sấy hạt lúa Trong các thiết bị sấy đối lưu, năng lượng vật liệu sấy nhận được bằng phương pháp truyền nhiệt đối lưu, do đó tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp năng lượng ... máy sấy tháp phổ biến: • Máy sấy tháp tam giác • Máy sấy tháp tròn • Máy sấy tháp hình thoi 19 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2 -6: Máy sấy tháp tam giác Hình 2-7: Máy sấy tháp 20 Đồ án. .. ngành Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY SẤY THÁP Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu tháp tam giác suất tấn/mẻ (có đảo trộn), địa điểm tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào mùa thu hoạch... Thuật Nhiệt Hình 2-8: Máy sấy tháp tròn Hình 2-9: Máy sấy tháp 21 Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-10 : Máy sấy tháp kiểu hình thoi b Tháp sấy liên tục Hạt qua tháp sấy lượt bin ủ “nghỉ”