BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT NĂNG SUẤT 25 kg/MẺ Họ tên sinh viên: Lê Tiến Trung Ừng Thanh Sơn Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên Khoá: 2006 - 2010 Tháng 8/2010 -i- THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT NĂNG SUẤT 25 kg/MẺ SINH VIÊN THỰC HIỆN Lê Tiến Trung Ừng Thanh Sơn Khố luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh Giảng Viên Hướng Dẫn Th.S Lê Quang Giảng Th.S Vũ Kế Hoạch - ii - Tháng 08/2010 - iii - LỜI CẢM TẠ Trước tiên, xin gởi lời tri ân sâu sắc đến Cha Mẹ người sinh người Thầy nuôi dưỡng cho tri thức để đạt thành ngày hôm Trong suốt q trình học tập rèn luyện trường chúng tơi nhận quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn dạy tận tình q Thầy Thơng qua khố luận chúng tơi xin kính lời cảm ơn sâu sắc đến: • Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Cơng Nghệ • Thầy Lê Quang Giảng, Thầy Vũ Kế Hoạch giảng viên hướng dẫn đề tài hướng dẩn dạy suốt trình nghiên cứu thực đề tài • Thầy Nguyễn Hùng Tâm giảng viên môn chủ nhiệm lớp tận quan tâm cho từ ngày bước chân vào giảng đường đại học • Tất Thầy Cơ mơn hết lòng truyền dạy kiến thức cho chúng tơi • Các anh Trung Tâm Công Nghệ Thiết Bị Nhiệt Lạnh tận tình giúp đỡ chúng tơi suốt q trình thực đề tài Cuối lời, chúng tơi kính dâng lên q Thầy Cơ, anh bạn lời chúc sức khoẻ , thành công lời cảm ơn chân thành Sinh viên thực Lê Tiến Trung Ừng Thanh Sơn -v- TÓM TẮT Đề tài “ Thiết kế chế tạo khảo nghiệm máy sấy mật suất 25 kg/mẻ” Thời gian thực hiện: từ tháng 3/2010 đến tháng 8/2010 Địa điểm: Trung tâm Công nghệ Thiết bị Nhiệt lạnh trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Nội dung thực hiện: Thiết kế tham gia chế tạo thùng sấy mật (tháp sấy) Xác định quy trình sấy mật Tính tốn phận trao đổi nhiệt: dàn nóng, dàn lạnh, ống nhiệt Tính tốn lựa chọn bơm, quạt, máy nén cho hệ thống Tính tốn xyclon khử mật Kết đạt được: Các phận thiết bị hoạt động tốt: tách ẩm, gia nhiệt, ống nhiệt, xyclon… Xác định thơng số cho máy Thời gian sấy thực tế sau mật đạt độ ẩm yêu cầu (18 %) 45 phút Tính chi phí sấy theo khối lượng nguyên liệu 776 đồng/kg Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Th.S Lê Quang Giảng Lê Tiến Trung Th.S Vũ Kế Hoạch Ừng Thanh Sơn - vi - MỤC LỤC Trang THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT NĂNG SUẤT 25kg/MẺ ii  LỜI CẢM TẠ v TÓM TẮT iv MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH SÁCH CÁC BẢNG xii Chương MỞ ĐẦU .1  1.1 Đặt vấn đề 1  1.2 Mục đích 2  Chương TỔNG QUAN 3  2.1Tổng quan mật ong 2.1.1 Ong mật 2.1.2 Đặc điểm mật ong 2.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ 2.1.4 Thành phần công dụng mật ong 2.1.5 Tính chất mật 10 2.1.6 Sản xuất bảo quản mật ong thành phẩm 12 a Quy trình sản suất mật: 12 b Bảo quản mật ong thành phẩm 13 2.2 Tổng quan kỹ thuật sấy nông sản, thực phẩm 14 2.2.1Đồ thị T – s, giản đồ trắc ẩm q trình sơi 14 a Đồ thị T – s 14 b Giản đồ trắc ẩm 15 c Các khái niệm liên quan 15 2.2.2 Lựa chọn phương pháp sấy 16 2.2.3 Công nghệ tách nước mật Việt Nam giới 16 2.2.4 Thiết bị trao đổi nhiệt ống nhiệt 18 a Cấu tạo nguyên lý hoạt động 18 b Phân loại 20 c Chọn môi chất nạp ống nhiệt .22 d Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất nhiệt 26 e Ưu khuyết điểm ống nhiệt 27 f Ứng dụng 28 2.2.5 Giới thiệu thiết bị bơm nhiệt 29 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34  3.1 Nội dung nghiên cứu 34  3.2 Phương pháp nghiên cứu 34  - vii - 3.2.1 Phương pháp lý thuyết 34 a Phương pháp kế thừa 34 b Phương pháp tiếp cận hệ thống 35 c Phương pháp tính tốn thiết kế máy .35 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 35 Chương 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39  4.1 Khảo nghiệm máy sấy Trung Tâm Công nghệ Thiết bị Nhiệt Lạnh trường Đại Học Nông Lâm TP HCM 39  4.1.1 Mục đích khảo nghiệm 39 4.1.2 Tiến trình khảo nghiệm 39 4.1.3 Kết khảo nghiệm 39 4.2 Thông số ban đầu sơ đồ nguyên lý hệ thống 40 4.3 Tính tốn lưu lượng tác nhân sấy 43 4.3 Tính tốn thiết kế buồng sấy 45 4.3.1 Tính tốn diện tích mặt cắt ngang buồng sấy .45 4.3.2 Tính tốn khoảng cách lưới sàng: 45 4.3.3 Tính chiều cao buồng sấy .46 4.3.4 Tính tốn khoang chứa mật 47 4.4 Tính chọn chu trình lạnh máy nén lạnh 47 4.4.1 Chu trình lạnh .47 4.4.2 Tính cơng suất máy nén: .49 4.5 Tính diện tích dàn bay .49 4.6 Tính diện tích dàn ngưng tụ 50 4.7 Tính ống nhiệt 50 4.8 Tính tốn thiết bị phụ 51  4.8.1 Tính tốn trở lực chọn quạt 51 4.8.2 Chọn xyclon 53 4.8.3 Tính chọn bơm mật .53 4.8.3 Tính chi phí sấy hiệu sử dụng ống nhiệt 54 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55  5.1 Kết luận 55  5.1.1 Kết đạt 55 5.2 Đề nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .57 PHỤ LỤC 1: TÍNH TỐN TỔN THẤT ÁP SUẤT .59  PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH CÁC THIẾT BỊ 68 PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU KHẢO NGHIỆM MẬT ONG .71 PHỤ LỤC 4: KHẢO NGHIỆM SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN MỨC TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG 78  PHỤ LỤC 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU 83 PHỤ LỤC 6: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT DÀN BAY HƠI 96 PHỤ LỤC 7: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT DÀN NGƯNG TỤ 98  PHỤ LỤC 8: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA ỐNG NHIỆT .105  PHỤ LỤC 9: TÍNH TỔN THẤT ÁP SUẤT VÀ CÔNG SUẤT BƠM 109  PHỤ LỤC 10:HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT 115  - viii - DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT o TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh o FAO: Food and Agricultural Organization of the United Nations (Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc) o HMF: Hydroxymethylfurfuraldehyde o RH: Relative humidity (Ẩm độ tương đối) o VLS: Vật liệu sấy o TNS: Tác nhân sấy o KKA: Không khí ẩm o kkk: Khơng khí khơ o kk: Khơng khí o EMC: Equilibrum moisture constant (hằng số ẩm độ cân bằng) o NDR: Nhiệt dung riêng o HVAC: Heating, ventilation and air – conditioning ( Làm nóng, thơng thống điều hòa khơng khí) o BF: Bybass factor (hệ số vòng) o KLT: Khí lý tưởng o TT: Tổn thất o HTS: Hệ thống sấy o SHF: Sensible heat factor (hệ số nhiệt hiện) o NCG: Non – condensable gas (khí khơng ngưng) o USA: United States of America (Hiệp chủng quốc Hoa Kỳ) o CTL: Chất tải lạnh - ix - DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Mật ong thực phẩm dinh dưỡng Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hường nhiệt độ ẩm độ đến độ nhớt 10 Hình 2.3: Sơ đồ khối quy trình chế biến mật 12 Hình 2.4: Đồ thị T – s 14 Hình 2.5: Giản đồ trắc ẩm 15 Hình 2.6: Hệ số bypass 16 Hình 2.7: Máy sấy M00568 công ty Dadant and Sons 17 Hình 2.8: Máy sấy kỹ sư Huỳnh Tiến Trung 17 Hình 2.9: Cấu tạo hoạt động ống nhiệt 19 Hình 2.10: Đồ thị T – s ống nhiệt 19 Hình 2.11 : Ống nhiệt mỏng “NanoSpreader” 22 Hình 2.12: Đồ thị thể giới hạn công suất nhiệt ống nhiệt 27 Hình 2.13: Bộ tản nhiệt ống nhiệt vi xử lý (trái), card đồ họa (phải) 29 Hình 2.14: Chu trình làm việc bơm nhiệt (hay máy lạnh) 29 Hình 2.15: Sơ đồ phân loại máy nén lạnh 30 Hình 2.16: Máy nén kín 31 Hình 2.17: Thiết bị trao đổi nhiệt 31 Hình 2.18: Thiết bị tiết lưu: van tiết lưu (trái), ống mao (phải) 32 Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý máy sấy mật ong 33 Hình 3.1: Khúc xạ kế đo ẩm độ mật 35 Hình 3.2: Đồng hồ đo nhiệt độ 36 Hình 3.3: Súng hồng ngoại 36 Hình 3.4: Đồng hồ đo vận tốc 36 Hình 3.5: Dụng cụ gia công ống 37 Hình 4.1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống 42 Hình 4.2: Giản đồ trắc ẩm trình sấy 43 Hình P2.1: Hệ thống sấy mật 68 -x- Khoảng cách hai cánh t = S c − δ c = 2,2 − 0,2 = mm Ta có: h chiều cao cánh, h = 0.5 * (d c − d ) = 0,5.(0,02 − 0,008) = 0,006 m Tốc độ dòng khí vào ống nhiệt khe hẹp ω max = ω1 ⎡d hδ c ⎤ 1− ⎢ + ⎥ ⎣ S S1 S c ⎦ = 0,4 = 0,57 m/s ⎡ 0,008 2.0,006.0,0002 ⎤ + 1− ⎢ 0,03.0,0022 ⎥⎦ ⎣ 0,03 Tỷ lệ chia chiều dài phần sôi Li phần ngưng Lo: β= Suy Li = L0 = αi =1 α0 = m Công suất ống nhiệt: Qong = Δt Δt = = R E + Ri Ri Δt 1 + α i Fi α o F (P8.1) Ta có: Số cánh chiều dài phần sôi: nc = Li = = 455 cánh S c 0,0022 Diện tích mặt ngồi ống: Fi = Fong + Fc Trong đó: o Fong - diện tích phần ống trơn, m2 o Fc - diện tích phần cánh, m2 Fong = π d t.nc = π 0,008.0,002.455 = 0,023 m Fc = 2.( πd c2 − πd 22 ⎛ π 0,02 π 0,008 ⎞ ⎟⎟.455 = 0,24 m2 ) * nc = 2.⎜⎜ − 4 ⎠ ⎝ Vậy Fi = Fong + Fc = 0,023 + 0,24 = 0,26 m2 Hệ số tỏa nhiệt dòng khí vào phụ thuộc vào hiệu suất cánh ηc - 106 - αi = αc * Fc Fi F ⎞ ⎛ ⎜⎜η c + ong ⎟⎟ Fc ⎠ ⎝ Xác định ηc dựa vào hệ số β với β = 2.α c Vì vậy, ta phải xác định αc hệ số λc δ c tỏa nhiệt cánh tản nhiệt làm nhôm Khi ống xếp so le, hệ số tỏa nhiệt bề mặt cánh xác định: Nu f = 0.251* Re Re f = 0.67 f ⎡ S − d2 ⎤ *⎢ ⎥ ⎣ d2 ⎦ −0.2 ⎡ S − d2 ⎤ *⎢ + 1⎥ ⎦ ⎣ t −0.2 (P8.2) ω max * d E υ (P8.3) Fong d + Fc dE = Fc 2.nc Fi 0,023.0,008 + 0,24 = 0,26 0,24 2.455 = 0,016 m Thay giá trị dE vào (P8.3), ta Re f = 0,57.0,016 = 558 16,35.10 −6 Thay giá trị vào (P8.2), ta Nu f = 0.251.558 , 67 ⎡ 0,03 − 0,008 ⎤ ⎢ ⎥ ⎣ 0,008 ⎦ −0.2 ⎡ 0,03 − 0,008 ⎤ ⎢ + 1⎥ ⎦ ⎣ 0,002 −0.2 = 8,6 Hệ số trao đổi nhiệt cánh αc = Nu f λ dE = 8,6.0,027 = 15 W/m K 0,016 Khi hiệu suất cánh xác định từ đồ thị 1-44/6/, với số liệu sau: dc 0,02 = = 2,5 d 0,008 β= 2.α c 2.15 = = 31 160.0,0002 λc δ c Ta có β * h = 31.0,006 = 0,18 Ta có hiệu suất cánh ηc = 0,98 Vậy hệ số tỏa nhiệt dòng khí vào phần sơi: - 107 - αi = αc Fong ⎞ Fc ⎛ 0,24 ⎛ 0,023 ⎞ ⎟⎟ = 15 .⎜⎜η c + ⎜ 0,98 + ⎟ = 15 W/m K 0,26 ⎝ 0,24 ⎠ Fi ⎝ Fc ⎠ Do tốc độ dòng khí dường không thay đổi, chiều dài Li = Lo Nên ta lấy hệ số tỏa nhiệt dòng khí qua phần sơi phần ngưng α i = α = 15 W/m2K Vậy công suất nhiệt ống nhiệt là: Qong = Δt Δt = = k Fi Δt 1 + α i Fi α F0 α i Fi Với k = αi = (P8.4) 15 = 7,5 W/m K với k hệ số truyền nhiệt Δt = t i − t độ chênh nhiệt độ hai phần ống nhiệt t = 0.5 * (t + t ) = 0,5.(16 + 10) = 13 0C t i = 0.5.(t1 + t ) = 0,5.(29 + 35) = 32 0C Suy Δt = t i − t = 19 0C Thay vào phương trình (P8.4) Qong = 7,5.0,26.19 = 37 W Số lượng ống nhiệt cần thiết: n= 0,4.10 Q = = 11 ống 37 Qong Chọn số ống n = 14 Bố trí số ống hàng m = 14 ống Số hàng ống z = n 14 = = hàng m Kích thước xung quanh ống nhiệt : • Chiều dài : L = 1m • Chiều rộng : B = z.S = 1.0,02 = 0,02 m • Chiều cao: H = m.S1 = 14.0,03 = 0.42 m - 108 - PHỤ LỤC 9: TÍNH TỔN THẤT ÁP SUẤT VÀ CƠNG SUẤT BƠM Các thơng số cần thiết Theo sơ đồ bố trí hệ thống, số liệu thiết kế buồng sấy phía trên, ta có số liệu thiết kế sau: Bảng P9.1: Thông số thiết kế hệ thống đường ống mật Thông số Giá trị Đơn vị Ghi Chiều dài đầu hút 0,5 m Ø 42 Chiều dài đoạn ống 3,3 m Ø 27 Hiệu độ cao đường mật 2,8 m Ø 27 nhánh Ø 27 0,35 m Bộ phun mật Chiều dài nhánh Việc thiết kế chia mật ý, phải đảm bảo sợi mật khí khỏi đầu chia phải trải khắp sàng, diện tích tiếp xúc với khơng khí sấy tối đa Do khơng có lý thuyết tính tốn, nên việc bố trí nhánh số lỗ, kích thước lỗ phun dựa thực nghiệm trình chế tạo Kinh nghiệm cho thấy với kích thước sàng 300 x 500 mm, nên bố trí nhánh phun trung bình khoảng 75 lỗ nhánh, đường kính lỗ ∅ mm sợi mật nhỏ, phân bố sàng Việc lựa chọn đường kính đầu hút đầu đẩy dựa kích cỡ đầu hút đầu đẩy bơm mật sử dụng đề tài Tiếp theo ta xác định thơng số đặc tính mật thơng số u cầu tốn: Bảng P9.2: Bảng thơng số tính tốn bơm Thơng số Độ nhớt động lực học Độ nhớt động học Khối lượng riêng Gia tốc trọng trường Kí hiệu μ ν ρ g Giá trị 0,003528 1417,1 9,807 - 109 - Đơn vị Pa.s m2/s kg/m3 m/s2 Ghi 25oC, ẩm độ 18 % Bảng P9.3: Hệ số tổn thất cục vài phận đường ống Chủng loại Hệ số tổn thất k Co 90o tiêu chuẩn 0,75 T (theo nhánh chính) 0,4 T (theo nhánh phụ 1,5 Van cầu mở 100 % 6,4 Nguồn: Kỹ thuật điều hòa khơng khí,Lê Chí Hiệp, NXB KH-KT, trang 438 Tính tổng tổn thất áp suất hệ thống TT hệ thống = TT đầu đẩy + TT đầu hút o Tính lưu lượng bơm dựa vào suất mẻ sấy Năng suất yêu cầu đặt đề tài 25 kg/giờ phải qua buồng sấy 25 vòng Vì lưu lượng mật qua bơm mẻ sấy tính theo cơng thức: Lưu lượng mật = suất máy*số vòng mật qua bơm Trên thực tế, ta chọn chiều cao sàng thấp, nên sàng lớp mật Do đó, để đảm bảo mật tiếp xúc tốt với khơng khí sấy ta nhân thêm với hệ số 1,5 Ta gọi Qm lưu lượng mật, [kg/s] Ta tính Q m = 1,5.25.25 = 937,5 kg/h= 0,26 kg/s= 0,00019 m3/s = 11,1 L/phút o Tổn thất (TT) đường ống đầu đẩy TT đầu đẩy = TT đoạn ống + TT chia mật + TT chiều cao mật ƒ TT đoạn ống TT đoạn ống bao gồm TT ma sát TT cục TT ma sát tính theo công thức: Δp ms = f ρ Lc ω 2.d c Trong đó:Δpms: TT ma sát đường ống, Pa Pa f: hệ số ma sát mật thành ống dẫn Lc: chiều dài đoạn ống chính, m ω: vận tốc lưu chất ống, m/s ρ: khối lượng riêng mật, kg/m3 dc: đường kính ống dẫn, m - 110 - Vận tốc đoạn ống tính theo cơng thức: ωc = 4Q m ωc = 4.0,00019 π d c2 m/s Suy ra: π 0,027 = 0,32 m/s Xác định f: Hệ số Reynold tính theo cơng thức ω d Re = d c ; đó: ν hệ số nhớt động học mật ν Re = 0,32.0,027 = 2,5 352,8.10−5 Với giá trị Re nhỏ tính được, ta khẳng định dòng chảy ống dòng chảy tầng Do đó, hệ số ma sát f mật ống tính gần theo cơng thức: f= 64 64 = = 25,8 Re 2,5 Suy 1417,1.3,3.0,322 = 234851Pa 2.0,027 TT cục tính theo công thức: Δp ms = 25,8 Δpcb = ∑ k ρ * ωc2 Pa Trong đó:k: hệ số ma sát cục Trên đoạn ống có ba co 90o co chữ T, ta tìm hệ số ma sát cục k: co 90o có k = 0,75, chữ T có k = 0,4 (theo ống chính) Nên tổng hệ số tổn thất cục là: ∑ k = 3.0,75 + 1.0, = 2,65 Suy ra: ΔPcb = 2,65 1417,1.0,32 = 197 Pa Vậy TT đoạn ống chính: Δpc = Δp ms + Δpcb = 234851 + 197 = 235049 Pa - 111 - ƒ TT phun Để đơn giản tính tốn, ta cần tính TT nhánh sau nhân theo số nhánh để có TT Tương tự trên, ta tính TT ma sát TT cục nhánh, với cơng thức tính tốn TT ma sát tính theo cơng thức: Δp ms = f n ρ L n ωn 2.d n Pa Xác định ωn Do phun, đường ống bị phân nhánh, lưu lượng bị giảm 1/3, đường kính ống khơng đổi nên theo lý thuyết vận tốc mật bị giảm 1/3 so với đoạn ống Nên vận tốc tính sau: 3 ωn = ωc = 0,32 = 0,11 m/s Xác định fn: ω d 0,11.0,027 64 = 0,83; suy f n = = 77 Re = n n = − Re ν 352,8.10 Do đó: 1417,1.0,35.0,112 = 8303 Pa 2.0,027 TT cục tính theo cơng thức: ρ ω n2 , Δpcb = ∑ k Δp ms = 77 Pa - Xác định k: Trên phun có hai co 90o, chữ T Hệ số TT cục lỗ phun xác định k = 60 Khí hệ số k nhánh kn tính sau: kn = 75.60 + ( 2.0, 75 + 1.1,5) = 4500,75 Δpcb = 4500,75 1417,1* 0,112 = 37255 Pa TT qua nhánh = Δp n = Δp ms + Δpcb = 8303 + 37255 = 45558 Pa - 112 - Do đó: TT phun = Δp bp = TT nhánh = 45558 = 136674 Pa ƒ TT theo chiều cao mật Δpcc = ρ g h = 1417,1.9,801.2,8 = 38913 Pa Vậy tổng TT đầu đẩy là: ∑ Δpd = Δpc + Δpbp + Δpcc = 235049 + 136674 + 38913 = 410636 Pa o TT đầu hút TT ma sát tính theo cơng thức: Δp ms = f h ρ L h ωh 2.d h Pa Vận tốc đầu hút tính sau: ωh = 4Q m π d h = 4.0,00019 π 0,0422 = 0,13 m/s Xác định fn: ω d 0,13.0,042 = 1,6 ; Re = h h = ν 352,8.10−5 Suy f = 40,1 Do đó: 1417,1* 0,5* 0,132 Δp ms = 40,1 = 6077 Pa * 0,042 TT cục tính theo cơng thức: Δpcb = ∑ k ρ * ωh2 Pa Trên đường ống có co 90o, van cầu mở 100 % chữ T (để lấy mật đo ẩm độ), nên TT cục tính theo công thức: ∑ k = 1.0, 75 + 1.0, + 1.6, = 7,55 1417,1* 0,132 Δpcb = 7,55 = 96 Pa - 113 - Vậy tổng tổn thất đầu hút: Δp h = Δp ms + Δpcb = 6077 + 96 = 6173 Pa Tóm lại, tổng tổn thất hệ thống TT đầu hút TT đầu đẩy, ta có: Δp ht = 410636 + 6173 = 416809 Pa Tính chọn bơm o Tính cơng suất bơm Do mật loại thực phẩm đặc biệt có độ nhớt cao nên ta chọn loại bơm pittơng thích hợp ƒ Cơng thức tính bơm: G.Δp ht Nb = ,W η Trong đó:G: lưu lượng bơm mật, m3/s η: hiệu suất bơm Chọn η = 0,55 0,00019.416809 = 141 W = 0,19 HP 0,55 Nb = ƒ Công suất điện động kéo bơm: Nm = Nb ηmη td ,W Trong đó:ηm = 0,9 hiệu suất động điện ηtd = 0,95 hiệu suất truyền đai Nm = ƒ 141 = 165 W = 0,22 HP 0,9.0,95 Chọn bơm Dựa vào thơng số tính ta chọn bơm cánh gạt có thơng số: Lưu lượng bơm: 12 L/phút Cột áp: 42 mH20 - 114 - PHỤ LỤC 10:HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT Tính chi phí sấy theo khối lượng sản phẩm Chi phí lượng tiêu thụ ™ Các liệu cần thiết Bảng P10.1: Các liệu máy sấy mật Thông số Giá trị Đơn vị Thời gian sấy mẻ h Năng suất máy 25 kg/h Lượng nước tách đuợc 1,52 kg Năng suất sấy 23,48 kg/h Quạt 0,5 kW Bơm nhiệt 1,6 kW Bơm mật 0,5 kW Tổng 2,6 kW Lượng điện tiêu thụ Giá điện sản xuất vào tháng 06 năm 2010 1195 đ/kWh (Áp dụng cho làm việc: sáng từ 00 – 11 giờ, chiều từ 00 – 00) (Nguồn: www.chinhphu.vn/portal/page?_pageid=578,33345598&_dad=portal&_schema=POR TAL&docid=93339) ™ Các bước tính tốn LượngĐiệnTiêuThụ[kWh] = NăngLuợngTiêuThụ[kW]* ThờiGianSấyMộtMẻ[h] = 2,6.1 = 2,6 kWh CHI_NăngLượng [đ/kg] = LượngĐiệnTiêuThụ[kWh]* GiáNăngLượng[đ/kWh] / NăngSuấtMáy[kg/h] - 115 - CHI_NăngLượng = 2,6.1195/23,48 = 132,3 đ/kg Chi phí cơng lao động ™ Các liệu cần thiết Bảng P10.2: Các liệu chi phí lao động Thơng số Giá trị Đơn vị Thời gian làm việc h/ca Số nhân công nhân cơng Cơng lao động ™ Các bước tính tốn 100000 đ (đồng) CôngTheoThờiGian[đ/h] = SốNhânCông*CôngLaoĐộng[đ/ca] / ThờiGianLàmViệc[h/ca] Công theo thời gian = 1.100000/8 = 12500 đ/h CôngTheoKhốiLượng[đ/kg] = CôngTheoThờiGian[đ/h] / NăngSuấtSấy[kg/h] Công theo khối luợng = 500 đ/kg Công khoáng khối lượng = đ/kg Chi Lao Động = 500 + = 500 đ/kg Ghi chú: Các bước tính chi phí lao động nhằm hợp lý hóa tốn Thực tế máy có suất nhỏ đơn giản khơng tốn cơng lao động nói; nói cách khác bỏ qua chi phí Khí chi phí sấy kg mật giảm nhiều Chi phí khấu hao ™ Các liệu cần thiết Bảng P10.3: Các liệu suất sấy máy sấy suất 25 kg/mẻ Thông số Năng suất sấy theo thời gian Thời gian sấy ngày Số ngày sấy năm Năng suất sấy ngày Khối luợng mật sấy năm Giá trị Đơn vị 300 200 60000 60 h/ngày ngày kg/ngày kg/năm tấn/năm - 116 - Bảng P10.4: Chi phí đầu tư thiết bị nhà xưởng Thành phần đầu tư Giá cả,đ Phần máy sấy Quạt Máy lạnh 3HP Ống nhiệt Bơm mật Tôn thép không gỉ Khung sắt Sàng Ống dẫn mật Xyclon đường ống Tấm cách nhiệt River, keo… Thiết bị đo Đồng hồ đo nhiệt 1.500.000 12.000.000 4.000.000 2.000.000 3.000.000 1.000.000 1.000.000 500.000 2.000.000 500.000 500.000 50.000 Tuổi Thành tiền,đ thọ, năm Số lượng Đơn vị 1 1 cái cái 1 cái 1.500.000 12.000.000 4.000.000 >15 2.000.000 10.000 3.000.000 1.000.000 1.000.000 500.000 2.000.000 500.000 500.000 100.000 28.100.000 28.100.000 Tổng Phần nhà che Tổng đầu tư 5 Ghi chú: *Tuổi thọ bơm tính ™Tính tốn chi phí khấu hao đơn vị sản phẩm KhấuHaoPhần SấyMỗiNăm[đ/kg] =GiáPhần Sấy[đ] / (TuổiThọMáy[năm] * LượngSấyMỗiNăm[kg/năm]) Khấu hao sấy năm = 28100000/(5.60000) = 93,7 đ/kg Khấu hao nhà che = đ/kg Chi_KhấuHaoĐầuTư[đ/kg] =KhấuHaoPhần Sấy MỗiNăm[đ/kg] + KhấuHaoNhàChe[đ/kg] = 93,7 + = 93,7 đ/kg Chi_KhấuHao[đ/kg] = 1,3* Chi_KhấuHaoĐầuTư[đ/kg]=1,3 93,7 = 121,8 đ/kg ¾ Lãi vay Lãi suất vay ngân hàng thời điểm tháng 06 năm 2010 cho doang nghiệp vừa nhỏ 14 %/năm Lãi vay vốn hàng năm tính theo cơng thức: - 117 - LãiVayVốnMỗiNăm[đ] = 0,5 * TổngĐầuTư [đ] * LãiSuất/100 = 0,5 28100000.14/100 = 1967000 đ/năm Chi phí lãi vay vốn năm tính theo cơng thức: Chi_LãiVay = LãiVayVốnMỗiNăm [đ/năm] / LượngSấyMỗiNăm[kg/năm] =1967000/60000 = 32,8 đ/kg ¾ Bảng tổng hợp chi phí Bảng P10.5: Tổng hợp chi phí sấy đơn vị sản phẩm Chi phí Chi cố định Chi vận hành Thành phần chi phí sấy Chi phí khấu hao, sữa chữa, vận hành Chi lãi vay Cộng Chi luợng Chi lao động Cộng Tổng cộng Đơn giá, đ/kg 121,8 32,8 154,6 132,3 500,0 632,3 786,9 ™ Nhận xét:Chi phí bỏ qua chi phí nhà xưởng Chi phí chế biến kilogram mật thành phẩm thấp (< 1000 đồng) giá mật thị trường cao (> 100000 đồng) b Hiệu sử dụng ống nhiệt Giả sử hệ thống không dùng thiết bị ống nhiệt lượng bơm nhiệt dùng để tách ẩm kilogram khơng khí hồi qta = Δi14, kJ/kgkk Khi đó: Δi14 = i1 – i4 = 71,5 – 29,5 = 42 kJ/kgkk Khi sử dụng ống nhiệt, lượng lượng tương ứng qta = Δi24 Khi đó: Δi24 = i2 – i4 = 65 – 29,5 = 35,5 kJ/kgkk Lượng lượng tiết kiệm kilogram khơng khí: qs = Δi14 - Δi24 = 42 – 35,5 = 6,5 kJ/kgkk Lượng công suất tiết kiệm tính theo lưu lượng khơng khí Qslt = Gk qs = 0,086.6,5 = 0,559 kW Xác định công suất máy nén không sử dụng bơm nhiệt Năng suất lạnh riêng hệ thống: - 118 - Q0 = G k * (I1 − I4 ) = 3,612 kW Chọn máy nén có suất lạnh tăng thêm 1,3 lần so với suất lạnh riêng hệ thống Q0 = 4,7 kW Năng suất khối lượng máy nén Q0 3,612 = = 0,032 kg/s q0 143 Công suất nén đoạn nhiệt m= N s = m * l = 0,030.35 = 1,15 kW Dựa vào tỷ số nén ta có hiệu suất nén hữu ích ηe = 0,7 Cơng nén hữu ích Ne = Ns ηe = 1,061 = 1,64 kW 0,7 Công suất điện tiêu thụ, ta có Nel =1,12.Ne = 1,12.1,64 = 1,84 kW Cơng suất động cơ, ta có N’dc = 1,12.Nel = 1,12.1,84 = 2,06 kW Cơng suất tiết kiệm tính theo công suất máy nén Ntk = N’dc – Ndc = 2,06 – 1,55 = 0,5 kW Suy lượng tiết kiệm hay mức điện tiết kiệm vận hành máy là: Qtk = 0,5.1 = 0,5 kWh Chi phí tiết kiệm vận hành máy tính theo cơng thức: LợiNhuậnTiếtKiệm[đồng/h] =MứcĐiệnNăngTiết Kiệm[kW]*GiáĐiện[đồng/kWh] = 0,5.1195 = 551 đồng/h Khoảng lợi nhuận tiết kiệm lượng sau vòng đời máy LợiNhuận[đồng] = LợiNhuậnTiếtKiệm[đồng/h]*ThờiGianVậnHành[h] =551.(8.300.5) = 6612000 đồng Tỷ lệ lợi nhuận so với tổng đầu tư: rln = (6612000/28100000).100 = 23,5 % - 119 - Lợi nhuận tính theo đơn vị sản phẩm LợiNhuận[đồng/kg] = LợiNhuậnTiếtKiệm[đồng/h]/NăngSuấtSấy[kg/h] = 551/23,48 = 23,47 đồng/kg Tỷ lệ lợi nhuận so với tổng chi kilogram sản phẩm: r’ln = (23,47/ 786,9).100 = % ™ Nhận xét: Lợi nhuận tiết kiệm khí sấy mẻ (25 kg) 551 đồng lợi nhuận tiết kiệm trung bình sấy kg mật 24 đồng Sau năm vận hành máy, ta lời nhờ việc giảm đóng tiền điện, thời gian sử dụng ống nhiệt theo phần trình bày kéo dài 15 năm Do đó, việc sử dụng ống nhiệt khả quan - 120 - ... viên thực Lê Tiến Trung Ừng Thanh Sơn -v- TÓM TẮT Đề tài “ Thiết kế chế tạo khảo nghiệm máy sấy mật suất 25 kg/mẻ” Thời gian thực hiện: từ tháng 3/2010 đến tháng 8/2010 Địa điểm: Trung tâm Công... o KLT: Khí lý tưởng o TT: Tổn thất o HTS: Hệ thống sấy o SHF: Sensible heat factor (hệ số nhiệt hiện) o NCG: Non – condensable gas (khí khơng ngưng) o USA: United States of America (Hiệp chủng... vị g/100g, trừ pH) Thành phần Mật dịch hoa Trung bình Mix-Max 17,2 15-20 38,2 30-45 31,3 24-40 0,7 0,1-4,8 5,0 28