CHƯƠNG SẤY VÀ THIẾT BỊ SẤY 9.1 Khái niệm chung trình sấy 9.2 Các thông số trạng thái hệ không khí ẩm, đồ thị I - x 9.2.1 Độ ẩm tuyệt đối không khí Đội ẩm tuyệt đối không khí lượng nước có m3 không khí ẩm, trị số khối lượng riêng nước hỗn hợp không khí ẩm Kí hiệu ρh (kg/m3 9.2.2 Độ ẩm tương đối không khí Độ ẩm tương đối không khí hay gọi mức độ bão hòa nước, tỉ số lượng nước chứa 1m3 không khí với lượng nước chứa 1m3 không khí bão hòa nước bão hòa nhiệt độ áp suất kí hiệu φ: ρh ϕ= ρbh ( 9.1) 9.2 Các thông số trạng thái hệ không khí ẩm, đồ thị I - x 9.2.3 Hàm ẩm không khí Hàm ẩm không khí ẩm lượng nước chứa 1kg không khí khô (kkk) kí hiệu x ; (kg/kg kkk) ϕ pbh x = 0, 622 P − ϕ pbh ( 9.4 ) 9.2 Các thông số trạng thái hệ không khí ẩm, đồ thị I - x 9.2.4 Nhiệt lượng riêng không khí ẩm Nhiệt lượng riêng không khí ẩm tổng nhiệt lượng không khí khô nước hỗn hợp: I = Ckkk t + x.ih ( 9.5) Trong : I nhiệt lượng riêng không khí ẩm có hảm ẩm x: Ckkk – nhiệt dung riêng không khí khô J/kg.độ , Ckkk = 1000 J/kg0C ih nhiệt lượng riêng nước nhiệt độ t, J/kg ih xác định thực nghiệm ih = ( 2493 + 1,97t ) 10 , J / kg t - nhiệt độ không khí, 0C : Thay giá trị biết vào (9.5) ta có : I = ( 1000 + 1,97.103.x ) t + 2493.103 x ( 9.6 ) 9.2 Các thông số trạng thái hệ không khí ẩm, đồ thị I - x 9.2.5 Thể tích khối lượng riêng không khí ẩm Thể tích không khí ẩm tính theo kg không khí khô tính theo công thức: V= RT , m3 / kgkkk P − ϕ pbh ( 9.9 ) Khối lượng riêng hỗn hợp không khí ẩm tổng khối lượng riêng c không khí khô khối lượng riêng nước nhiệt độ ρ = ρ kkk + ρ k ( 9.10 ) 9.2.7 Đồ thị I-x cách xây dựng đồ thị I = ( 1000 + 1,97.103.x ) t + 2493.103 x ϕ pbh x = 0, 622 P − ϕ pbh 9.2.7 Đồ thị I-x 9.2.8 Cách sử dụng đồ thị I – x • Để xác định trạng thái không khí ẩm •Xác định nhiệt độ điểm sương Giả sử có hỗn hợp không khí ẩm chưa bão hòa nước Làm lạnh hỗn hợp điều kiện x = const nhiệt độ khối khí giảm giần, độ ẩm tương đối không khí tăng dần đến trạng thái bão hòa nước ( φ = 100%) Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ khí hỗn hợp khí bắt đầu xuất giọt sương mù nước hỗn hợp khí ngưng tụ lại,thì hàm ẩm hỗn hợp khí bắt đầu giảm Nhiệt độ hỗn hợp khí tương ứng với trạng thái bão hòa nước gọi nhiệt độ điểm sương kí hiệu ts Vậy điểm sương giới hạn trình làm lạnh không khí điều kiện x = const Nếu ta cho nước bay khối không khí chưa bão hòa nước điều kiện đoạn nhiệt, nghĩa trình bay nước sảy nhiệt khối không khí cung cấp mà không cung cấp thêm nhiệt không bớt nhiệt khối khí suốt trình bay lượng nhiệt không khí giảm dần hàm ẩm tăng dẫn đến không khí bão hòa nước hệ đạt trạng thái cân động, nghĩa đơn vị bề mặt bốc tron đơn vị thời gian có lượng ẩm bay vào không khí có nhiêu lượng ẩm ngưng tụ từ không khí vào nước, nhiệt độ không khí không giảm nhiệt độ nước bay nhiệt gọi nhiệt bầu ướt kí hiệu tư Nhiệt độ đọc nhiệt kế thường nhiệt độ bầu khô , hiệu số nhiệt độ bầu khô nhiệt độ bầu ướt đặc trưng cho khả hút ẩm không khí, người ta gọi sấy ɛ: ε = t − tu •Xác định nhiệt độ điểm sương Biết nhiệt độ điểm sương để trọn nhiệt độ cuối trình sấy phải lớn nhiệt độ điểm sương để tránh ngưng tụ ẩm bề mặt vật liệu sấy: 9.4.2 Cách biểu diễn trình sấy máy sấy thực tế lên đồ thị I - x 9.5 Các phương thức sấy 9.5.1 Phương thức sấy có bổ sung nhiệt phòng sấy Sơ đồ hệ thống thiết bị sấy có bổ sung nhiệt phòng sấy 1- Caloriphe ; 2- Phòng sấy; 3- Caroliphe bổ sung 9.5.2 Phương thức sấy có đốt nóng buồng sấy Phương thức đảm bảo cho trình sấy , không giảm nhanh nhiệt độ phòng sấy mà đảm bảo cho độ sấy điều hòa Nên phương thức thích hợp với vật liệu sấy không cho phép sấy nhiệt độ cao, biến thiên nhiệt độ phòng sấy lớn 9.5.3 Phương thức sấy có tuần hoàn phần khí thải Sơ đồ hệ thống thiết bị sấy tuần hoàn phần khí thải 9.6 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một số máy sấy 9.6.1 Phòng sấy Phòng sấy thường làm việc theo nguyên tắc gián đoạn, áp suất khí Thiết bị thường gồm đến vài phòng sấy Vật liệu thường sếp giá xe gòng, xe gòng lấy nhờ tay quay tời động Máy sấy có ưu điểm phương thức sấy có đốt nóng chừng phương thức sấy có tuần hoàn phần khí thải Hình 9.13 Phòng Sấy - phòng sấy ; 2- Xe gòng ; chắn không khí 4- Caloriphe ; 5- Tấm lật; 6- Van 9.6.2 Hầm sấy Hầm sấy có đốt nóng không khí chừng 1- Hầm ; 2- Xe gòng ; 3- quạt ; 4- Caloriphe Trong loại xe xe gòng chứa vật liệu chuyển động từ trái qua phải Còn không khí đốt nóng qua Caloriphe quạt hút thổi qua lại theo hướng vuông góc với hầm sấy; Trong sơ đồ thiết bị sấy có Caloriphe để đốt nóng không khí quạt để thổi tác nhân sấy qua lại Thiết bị có ưu điểm phương thức sấy có đốt nóng chừng, nhiệt độ sấy thấp, chế độ sấy mềm sấy đồng chất lượng sản phẩm tốt hầm sấy thông thường Loại thường dùng công nghệ thực phẩm 9.6.3 Máy sấy kiểu băng tải Hình 9.15 Máy sấy kiểu băng tải 1- Phòng sấy ; – băng tải ; – tang quay ; – Con lăn ; – Caloriphe – phểu nạp liệu ; – cửa khí vào ; – Cơ cấu cấp liệu 9.6.4 Máy sấy thùng quay Hình 9.15 Máy sấy thùng quay 1- Thùng quay ; 2- Vành đỡ ; 3- lăn đỡ ; 4- bánh ; 5- Cơ cấu tháo sản phẩm 6- phễu hứng sản phẩm ; 7- quạt ; – thiết bị lọc bụi ; Caloriphe 10- mô tơ chuyển động ; 11 bệ đỡ ; Bánh chủ động ; 13 máy vận chuyển 9.6.5 Máy sấy tầng sôi Hình 9.16 Máy sấy tầng sôi 1- quạt đẩy ; 2- Caloriphe ; 3- Cơ cấu tiếp niệu ; 4- phòng sấy 5- Xyclon ; băng tải ; 7-Cửa nạp liệu ; 8- Quạt hút 9.6.5 Máy sấy tầng sôi 9.6.6 Máy sấy phun Máy sấy phun 1- Quạt ; 2- Caloriphe ; 3- phòng sấy ; – vòi phun ; - Xyclon 6- lọc túi ; 7- Vít tải ; 8- Lọc khí 9.6.7 Sấy thăng hoa Sấy thăng hoa tách ẩm từ vật liệu, ẩm trạng thái rắn ( băng nước đá ) thành không qua trạng thái lỏng muốn phải sấy vật liệu môi trường có độ chân không thật cao ( áp suất 0.1 – mmHg ) nhiệt độ sấy đạt – 150C Ưu điểm phương pháp cho sản phẩm có chất lượng cao, không làm biến chất không sảy trình vi sinh giữ nguyên hình dạng ban đầu vật liệu sấy xốp nên dễ hấp thụ nước để trở lại trạng thái ban đầu, đo sấy thăng hoa dùng cho sấy thực phẩm dược thuốc Tuy nhiên giá thành đắt nên nước ta có số sở nhỏ dùng y dược Sơ đồ sấy thăng hoa Phòng sấy ; 2- Vật liệu sấy ; 3- khay chứa vật liệu gia nhiệt gián tiếp 4- thiết bị ngưng tụ [...]... chung G1 - G2 = W (9. 19) Lượng vật liệu khô tuyệt đối : 100 − W1 100 − W2 = G2 100 100 100 − W2 ⇒ G1 = G2 100-W1 Gk = G1 G2 = G1 100 − W1 100-W2 ( 9. 20 ) Thường thì mục đích thiết lập phương trình cân bằng vật liệu là dùng để xác định lượng vật liệu ẩm W bay hơi ra trong quá trình sấy W=G1 − G2 ( 9. 21) Thay G2 từ ( 9. 21 ) vào ta được : W = G1 W1 − W2 W − W2 = G2 1 100-W2 100-W1 ( 9. 22 ) Khi tính toán... hợp với những vật liệu sấy không cho phép sấy ở nhiệt độ cao, biến thiên nhiệt độ trong các phòng sấy lớn 9. 5.3 Phương thức sấy có tuần hoàn một phần khí thải Sơ đồ hệ thống thiết bị sấy tuần hoàn một phần khí thải 9. 6 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một số máy sấy 9. 6.1 Phòng sấy Phòng sấy thường làm việc theo nguyên tắc gián đoạn, ở áp suất khí quyển Thiết bị thường gồm một đến vài... máy sấy không khí thải có hàm hẩm x2 (kg ẩm /kgkkk) thì phương trình cân bằng ẩm: Lx 0 + W=Lx 2 ( 9. 24 ) Từ phương trình ( 9. 24) xác định được lượng không khí khô tiêu tốn chung: W W L= = x 2 − x0 x 2 − x1 ( 9. 25) Lượng không khí khô tiêu tốn cho 1kg ẩm bốc hơi; L 1 1 l= = = W x 2 − x0 x 2 − x1 ( 9. 26 ) 9. 3.4 Cân bằng nhiệt lượng trong quá trình sấy Kí hiệu : Q lượng nhiệt tiêu hao chung cho máy sấy... giống trường hợp sấy lý thuyết 9. 4 Xác định lượng nhiệt và lượng không khí tiêu tốn bằng phương pháp đồ thị 9. 4.1 Cách biểu diễn quá trình sấy trong máy sấy lý thuyết lên đồ thị I-x Lượng khí tiêu tốn riêng l= 1 1 1 = = x2 − x0 x2 − x1 CD.mx Lượng nhiệt tiêu tốn riêng ở Caloriphe chính qs I 2 − I 0 ) ( I1 − I 0 ) ( = = x2 − x0 x1 − x0 mI AB AB qs = =M mx CD CD 9. 4.2 Cách biểu diễn quá trình... x A − xB CB ( 9. 12 ) b) Trộn lẫn hai lượng không khí ẩm có trạng thái khác nhau Vị trí của điểm M được xác định bằng tỉ lệ giữa hai lượng không khí A và C LC AM = LA MC Theo phương trình cân bằng nhiệt : LA I A + LC I C = ( LA + LC ) I M ( 9. 13) Theo phương trình cân bằng ẩm: LA x A + LC xC = ( LA + LC ) xM ( 9. 14 ) Từ hai phương trình trên ta có: IC − I M I − IA = M xC − xM xM − x A ( 9. 15) c) Làm... − x0 mI AB AB qs = =M mx CD CD 9. 4.2 Cách biểu diễn quá trình sấy trong máy sấy thực tế lên đồ thị I - x 9. 5 Các phương thức sấy 9. 5.1 Phương thức sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy Sơ đồ hệ thống thiết bị sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy 1- Caloriphe ; 2- Phòng sấy; 3- Caroliphe bổ sung 9. 5.2 Phương thức sấy có đốt nóng giữa các buồng sấy Phương thức này không những đảm bảo cho quá trình sấy... quay hoặc tời động cơ Máy sấy này có ưu điểm là của phương thức sấy có đốt nóng giữa chừng và phương thức sấy có tuần hoàn một phần khí thải Hình 9. 13 Phòng Sấy 1 - phòng sấy ; 2- Xe gòng ; 3 các tấm chắn không khí 4- Caloriphe ; 5- Tấm lật; 6- Van 9. 6.2 Hầm sấy Hầm sấy có đốt nóng không khí giữa chừng 1- Hầm ; 2- Xe gòng ; 3- quạt ; 4- Caloriphe Trong loại xe này xe gòng chứa vật liệu 2 chuyển động... thức sấy có đốt nóng giữa chừng, nhiệt độ sấy thấp, chế độ sấy mềm sấy đồng đều do đó chất lượng sản phẩm tốt hơn hầm sấy thông thường Loại này thường dùng trong công nghệ thực phẩm 9. 6.3 Máy sấy kiểu băng tải Hình 9. 15 Máy sấy kiểu băng tải 1- Phòng sấy ; 2 – băng tải ; 3 – tang quay ; 4 – Con lăn ; 5 – Caloriphe 6 – phểu nạp liệu ; 7 – cửa khí vào ; 8 – Cơ cấu cấp liệu ... 9. 3.2 Độ ẩm của vật liệu và sự thay đổi trạng thái của nó trong quá trình sấy G = GK + Gam Từ đây người ta đưa ra khái niệm độ ẩm tuyệt đối của vật liệu •Độ ẩm tuyệt đối ( tính theo vật liệu ướt ) G âm W= 100% G •Độ ẩm tương đối ( tính theo vật liệu khô ) G âm Wtd = 100% Gk Lượng vật liệu khô được coi như không mất mát trong quá trình sấy nên người ta thường dùng độ ẩm tương đối trong tính toán 9. 3.3... sương xuất hiện trên mặt trước của bình 3, người ta lắp thêm vành tròn 5 bằng kim loại mạ sáng bóng cách nhiệt với bình 3 ở mặt trước của nó ẩm kế điện tử thông dụng hiện nay 9. 3 Cân bằng khi sấy Máy sấy lý thuyết và thực tế 9. 3.1 Mô tả quá trình trạng thái trên đồ thị I - x a) Khái niệm Sự thay đổi trạng thái của không khí thường gặp ở các quá trình : đun nóng, làm nguội , làm ẩm , làm khô và trộn