Thiết kế hệ thống sấy thùng quay ( Sấy đậu xanh nguyên hạt )

Thông tin tài liệu

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay ( Sấy đậu xanh nguyên hạt ).

GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạtPHẦN 1: MƠÛ ĐẦUSấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất và đời sống. Trong công nghiệp như chế biến nông – hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng…, kỹ thuật sấy đóng một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất. Trong nông nghiệp, sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch… Sản phẩm sau quá trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. ƠÛ Đồ án môn học này, em xin trình bày về quy trình công nghệ và thiết bò sấy thùng quay để sấy đậu xanh nguyên hạt, năng suất 1 tấn/h theo sản phẩm.I. SƠ LƯC VỀ NGUYÊN LIỆU -Đậu xanh, còn gọi là lục đậu, boubour, haricotdore, green bean. Tên khoa học: Phaseolus aureus Roxb., Vigna aurea Roxb. Thuộc họ đậu Fabaceae (Papilonaceae). Mô tả cây: cây thảo, mọc đứng, ít phân nhánh, cao 0,6m , lá có 3 lá chét, lá chét hình trái xoan, ba cạnh, màu lục sẫm, có lông nháp. Hoa màu vàng hoặc lục, rất dày đặc, xếp thành chùm ở nách, quả nằm ngang hình trụ, có lông rồi nhẵn, có đầu nhọn ngắn. Hạt 10–15, phân cách nhau bởi các vách, màu lục, bóng.-Đậu xanh, cùng với đậu nành, đậu đen, đậu trắng, đậu Hà Lan đều được xếp vào hàng họ đậu. Đặc điểm chung của chúng là chứa nhiều protein (25 –50%). Do ở rễ của cây họ đậu có các nốt sần, ở đó các vi khuẩn cộng sinh phát triển, có khả năng lấy Nitơ từ không khí nên không những cung cấp đủ Nitơ cho cây mà còn làm cho đất đai thêm màu mỡ bằng nguồn Nitơ thừa thải ra. -Về mặt cấu tạo, họ đậu thuộc các hạt họ hòa thảo. Chúng không có nội nhũ, nội nhũ của chúng bò mất trong quá trình hình thành hạt. Cấu tạo chủ yếu của họ đậu gồm 3 phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) và phôi (mộng).-Thành phần hóa học của hạt đậu xanh: hạt đậu xanh có trung bình:13,7% nước 2,4% lipid 4,6% xenluloza23% protit 52% glucid-Mỗi 100g đậu xanh cung cấp cho cơ thể:329 calo 62,7 mgCa 369,5 mgP4,75% Fe 0,06mg% caroten 0,71mg% vitB10,15mg% vitB22,4mg% vitPP 4mg% vitC-Đậu xanh được trồng ở khắp nước ta, lấy hạt chủ yếu làm thực phẩm, thường được chế biến ngay thành thức ăn. Đậu xanh, ngoài protid còn có nhiều glucid, chủ yếu là tinh bột, và ít lipid. Thành phần protein của nó chứa đầy đủ các acid amin không thay thế. Tinh bột đậu xanh có tỷ lệ amyloza tương đối rất cao (45 – 50%), được dùng nhiều để chế biến miến, làm bánh kẹo …-Vấn đề bảo quản đậu xanh cũng như các nguyên liệu họ đậu nói chung là khó, vì đậu là môi trường rất thích hợp cho các loại sâu mọt phá hoại. Mặt khác, nếu điều kiện bảo quản không tốt như nhiệt độ, độ ẩm cao, đậu sẽ bò “sượng” (hóa già) làm giảm chất lượng SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 1 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạtđậu. Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, không sâu mọt và có độ ẩm an toàn. Vì vậy, quá trình phơi, sấy hạt sau khi thu hoạch có vai trò rất quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như nâng cao chất lượng hạt.II. QUY TRÌNH SẤY ĐẬU XANH HẠT Đậu được thu hoạch từ đồng ruộng, người ta chặt cây và nhặt đậu ra. Khi mới thu hoạch từ ruộng về, hạt thường có độ ẩm cao trung bình 20 – 25%. Đối với đậu xanh thu hoạch cả vỏ thì phải phơi, sấy sơ bộ tới độ khô nhất đònh mới tách, lấy hạt khỏi vỏ thuận lợi. Việc đập và tách hạt đậu ra khỏi quả có thể làm bằng máy hoặc bằng tay. Sau đó tiến hành làm sạch, tách những tạp chất trong hạt như cỏ, rác, mảnh, cành lá, đất sỏi, đá, mảnh kim loại… lẫn vào hạt khi thu hoạch, tách hạt…. Có thể tách bằng sàng, rây: tạp chất hữu cơ (cỏ, rác, cành, lá…) lớn hơn hạt nên ở lớp trên cùng, lớp giữa là hạt, lớp dưới cùng là đất, cát, rác vụn nhỏ hơn hạt. Sau khi có khối đậu sạch thì tiến hành lấy mẫu đo độ ẩm bằng máy đo độ ẩm để xác đònh độ ẩm ban đầu. Tiếp theo, người ta phân loại đậu theo loại 1, 2, 3… theo kích cỡ, có thể dùng sàng với các lớp lưới có đường kính lỗ khác nhau. Sau khi phân loại, tiến hành sấy theo từng loại đậu. Sau thời gian sấy phải kiểm tra lại độ ẩm, độ ẩm thành phẩm đạt 14% thì quá trình sấy kết thúc. Sau khi sấy, đậu được làm nguội tự nhiên hoặc có quạt thổi để giảm nóng, tránh dùng không khí có độ ẩm cao để thông gió sẽ SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 2Đậu xanhThu hoạchPhơi (sấy sơ bộ)Đập, tách hạtVỏLàm sạchTạp chấtPhân loạiSấyLàm nguộiKiểm tra cỡ hạtĐóng góiThành phẩm GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạtlàm tăng độ ẩm hạt. Tiếp theo, khối đậu được kiểm tra lại cỡ hạt để loại bỏ những hạt lép, hỏng sau khi sấy. Có thể dùng sàng để phân loại hạt. Cuối cùng, đậu được đóng gói theo yêu cầu thò trường: 50 kg, 25 kg, 10 kg, 5 kg, 1kg. Sản phẩm đậu xanh nguyên hạt.III. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH SẤY -Muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sản phẩm có chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc chế biến. Để thực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống sấy như buồng sấy, hầm sâùy, tháp sấy, thùng sấy… Mỗi hệ thống có những ưu, khuyết điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm vì sấy là một quá trình trao đổi nhiệt – chất phức tạp và làm thay đổi không những cấu trúc vật lý mà còn cả thành phần hóa học của nguyên liệu.-Để sấy đậu xanh là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bò sấy tháp hoặc sấy thùng quay. ƠÛ Đồ án môn học này, em chọn thiết bò sấy thùng quay, là thiết bò chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch. Trong thiết bò sấy thùng quay, vật liệu được sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều. Hệ thống sấy thùng quay có thể làm việc liên tục với năng suất lớn.-Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc khói lò. Quá trình sấy đậu xanh hạt dùng làm thức ăn đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh cho sản phẩm, nên ở đây em chọn tác nhân sấy là không khí, được làm nóng trong caloriphe, nhiệt cung cấp cho không khí trong caloriphe là từ quá trình ngưng tụ hơi nước bão hòa. Nhiệt độ tác nhân sấy được chọn phụ thuộc vào bản chất của hạt. Có loại hạt sấy ở nhiệt độ cao vẫn giữ được tính chất vật lý, sinh lý và công nghệ, nhưng có loại không cho phép sấy ở nhiệt độ cao. Đối với đậu xanh là loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ không khí sấy từ 40 – 55oC 1. Do đó, em chọn nhiệt độ tác nhân sấy đưa vào thùng sấy là 55oC, chế độ sấy cùng chiều.-Quá trình hoạt động của hệ thống:Đậu xanh có độ ẩm ban đầu 20% được chuyển vào thùng sấy bằng băng tải và di chuyển trong thùng sấy cùng chiều với tác nhân, với độ chứa đầy 18%. Thùng sấy hình trụ tròn, đặt nghiêng 1,7o so với mặt phẳng ngang, trên hệ thống con lăn đỡ và con lăn chặn. Tốc độ quay thùng là 1 vòng/phút. Hệ thống truyền động cho thùng quay gồm bánh răng vòng lắp trên vỏ thùng, động cơ truyền động và hộp giảm tốc. Bên trong thùng có gắn các cánh nâng dọc theo đường sinh của thùng để nâng và đảo vật liệu, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu và tác nhân sấy, tăng bề mặt trao đổi nhiệt giúp đẩy nhanh quá trình sấy. ƠÛ đầu nhập liệu của thùng, cánh nâng được bố trí xoắn đóng vai trò như cơ cấu hướng dòng cho vật liệu sấy đi vào thùng. Khi thùng quay, hạt được mang lên cao tới góc rơi rồi đổ xuống, trong lúc đó tác nhân sấy nóng 55oC, được quạt hút vận chuyển đi với vận tốc 2,6 m/s, thổi qua, trao đổi nhiệt ẩm và làm khô hạt. Nhờ độ nghiêng của thùng mà hạt sẽ được vận chuyển dần ra phía tháo liệu. Thời gian lưu của vật liệu trong thùng sấy là 0,8 giờ. Kết 1 Theo Đoàn Dụ, Bùi Duy Hân, Võ Văn Mân, Lò sấy thủ công, NXB KHKT, Hà Nội, 1971.SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 3 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạtthúc quá trình sấy, đậu xanh có độ ẩm 14%, được dẫn ra ngoài bằng băng tải, đưa vào hệ thống đóng bao. Không khí nóng được đưa qua xyclon để lắng bụi rồi thải ra ngoài.Hình 1 : Một số hệ thống sấy thùng quayPHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤYVật liệu sấy là đậu xanh nguyên hạt có các thông số cơ bản như sau: Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm):SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 4 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạth1 = 20% = 0,2 Độ ẩm cuối của vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm):Đ2 = 14% = 0,14 Độ xốp của khối hạt vật liệu (lấy theo hạt đậu nành): [11]Đ o ä x o á p Khối lượng riêng của hạt vật liệu: [5]ρr = 1000 4 1400 kg/m3 Khối lượng riêng thể tích của vật liệu:rvρρε−=1⇒784560)1( ÷=−=ερρrvkg/m3Chọn ρv = 650 kg/m3 Nhiệt dung riêng của vật liệu khô: [6]Cvk = 1,2 4 1,7 kJ/kg.oKChọn Cvk = 1,5 kJ/kg.oK Đường kính trung bình của hạt vật liệu: d = 5 mm = 0,005m Năng suất (theo sản phẩm): G2 = 1000 kg/h.I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 1. Tính các thông số của tác nhân sấy: 1.1. Các công thức sử dụng: [1], [10]Dùng tác nhân sấy là không khí. -Phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:+−=Ctpob5,23542,402612exp,bar (CT 2.31, [10])-Độ chứa ẩm:bbpBpx 621,0ϕϕ−=,kg/kgkk (CT 2.18, [10])với: . B: áp suất khí trời, B = 1at = 0,981 bar-Enthapy của không khí ẩm:).842,12500(.004,1).(. txttCrxtCIpapk++=++=,kJ/kgkk(CT 2.25, [10])với: . Cpk : nhiệt dung riêng của không khí khô, Cpk = 1,004 kJ/kgoK. Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,842 kJ/kgoK. r : ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r =2500 kJ/kgSVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 5 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt-Thể tích riêng của không khí ẩm:bbpBTpBMRTv 288).(ϕϕ−=−=,m3/kgkk (CT VII.8, [1])với: . R : hằng số khí, R =8314 J/kmol.độ. M : khối lượng không khí, M = 29 kg/kmol. B, pb : áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí, N/m2-Lưu lượng không khí ẩm:V = v.L ,m3/kgvới: . L : lưu lượng không khí khô, kg/h. v : thể tìch riêng của không khí ẩm, m3/h-Khối lượng riêng của không khí ẩm:−=BpTTbook 378,01ϕρρ,kg/m3(CT 1.11, [8])trong đó: . ρo = 1,293 kg/m3: khối lượng riêng không khí khô ở điều kiện chuẩn. To = 273oK : nhiệt độ không khí ở điều kiện chuẩn.1.2. Tính các thông số của tác nhân sấy: -Trạng thái không khí ngoài trời: được biểu diễn bằng trạng thái A, xác đònh bằng cặp thông số (to, ωo). Do vật liệu sấy là đậu xanh có thể được trồng và thu hoạch nhiều vụ trong một năm, tuy nhiên tính theo mùa mưa, ít nắng thì thiết bò sẽ làm việc tốt quanh năm. Vì vậy, ta chọn trạng thái A theo giá trò trung bình vào tháng 9 ở Thành phố Hồ Chí Minh: [1]A: to = 27 oCωo = 84%0355,0275,23542,402612exp5,23542,402612exp =+−=+−=obtpo(bar)0194,00355,0.84,0981,00355,0.84,0621,0 621,0 =−=−=obooboopBpxϕϕ(kg/kgkk)7213,76)27.842,12500.(0194,027.004,1).842,12500(.004,1=++=++=ooootxtI9083,010.0355,0.84,010.981,0)27327(288 28855=−+=−=obooopBTvϕ(m3/kgkk)-Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (x1 = xo) đến trạng thái B (x1, t1). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy. Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, do tính chất của vật liệu sấy và chế độ công nghệ quy đònh. Nhiệt độ của tác nhân sấy ở B được chọn phải thấp SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 6(kJ/kgkk) 1915,0)0194,0621,0.(1556,0981,0.0194,0)621,0(.1111=+=+=xpBxbϕGVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạthơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh. Do đậu xanh là loại hạt giàu tinh bột, ban đầu khi độ ẩm của vật liệu sấy còn cao, nếu vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy nhiệt độ cao thì lớp bề mặt của hạt tinh bột bò hồ hóa và tạo thành một lớp keo mỏng bòt kín bề mặt thoát ẩm từ trong lòng vật liệu ra ngoài. Quy tắc sấy đối với loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ thấp, ví dụ như sấy một số loại đậu hạt chứa nhiều đạm thì nhiệt độ không khí sấy từ 40 – 55oC.Do đó, chọn điểm B: t1 = 55oCx1 = xo = 0,0194 (kg/kgkk)1556,0555,23542,402612exp5,23542,402612exp11=+−=+−=tpb(bar)11111 621,0bbpBpxϕϕ−=⇒8369,105)55.842,12500.(0194,055.004,1).842,12500(.004,11111=++=++= txtI9931,010.1556,0.1915,010.981,0)27355(288 288551111=−+=−=bpBTvϕ(m3/kgkk)-Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bò sấy để thực hiện quá trình sấy lý thuyết (I1 = I2). Trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bò sấy là C (t2, ω2).Nhiệt độ của tác nhân sấy ra khỏi thiết bò sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương, nghóa là tránh trạng thái C nằm trên đường bão hòa. Đồng thời, độ chứa ẩm của tác nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút ẩm trở lại.Với I2 = I1 = 105,8369 kJ/kgkkω = 100% Chọn t2 = 35oC.0558,0355,23542,402612exp5,23542,402612exp22=+−=+−=tpb(bar)).842,12500(.004,12222txtI ++=0290,035.842,1250035.004,18369,105.842,12500.004,12222=+−=+−=⇒ttIx(kg/kgkk)7844,0)0290,0621,0.(0558,0981,0.0290,0)621,0(.2222=+=+=xpBxbϕ9465,010.0558,0.7844,010.981,0)27335(288 288552222=−+=−=bpBTvϕ(m3/kgkk)-So sánh x2 với độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy:SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 7(kJ/kgkk) tđs ≈ 31oC GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt Bảng 1 : Hàm ẩm cân bằng :cb của vật liệu sấy (với vật liệu sấy là đậu nành): [5], [9](kg ẩm/kg chất khô)toCĐộ ẩm không khí, â %20 30 40 50 60 70 80 90 10030 - 0,0563 0,06 0,068 0,0846 0,103 0,142 0,199 0,30420 0,054 0,065 0,071 0,08 0,095 0,116 0,153 0,209 -Ta thấy, tại điểm C (t2 = 35oC, ω2 = 78,4%), hàm ẩm cân bằng của vật liệu sấy cb ≈ 0,128 (kg/kg)  Độ chứa ẩm của không khí x2 < cb, vật liệu sấy không hút ẩm trở lại.-Tóm lại, trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết:Bảng 2 : Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết:Đại lượng Trạng thái không khí ban đầu (A)Trạng thái không khí vào thiết bò sấy (B)Trạng thái không khí ra khỏi thiết bò sấy (C)t (oC) 27 55 35ω (đơn vò) 0,84 0,1915 0,7844x (kg/kgkk) 0,0194 0,0194 0,0290I (kJ/kgkk) 76,7213 105,8369 105,8369pb (bar) 0,0355 0,1556 0,0558v (m3/kgkk) 0,9083 0,9931 0,94652. Tính cân bằng vật chất: [8]-Năng suất thiết bò sấy theo nhập liệu:10752,0114,01.100011.1221=−−=−−=ωωGG(kg/h)-Lượng ẩm cần tách:W = G1 – G2 = 1075 – 1000 = 75 (kg/h)-Lượng tác nhân khô cần thiết:742,78370194,0029,07512=−=−=xxWL(kg/h)-Lượng tác nhân tiêu hao riêng:503,1040194,0029,01112=−=−==xxWLl(kgkk/kg ẩm)II. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯNG [10]Quá trình sấy không có bổ sung nhiệt lượng, QBS = 0Thiết bò sấy thùng quay không có thiết bò chuyển tải, QCT = 0-Nhiệt lượng đưa vào thiết bò sấy gồm: Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I1 – Io) Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 8 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt-Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bò sấy gồm: Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I2 – Io) Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: QBC Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2.Cv2.tV2Với:o tv1 : nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường: tv1 = to = 27oCo tv2 : nhiệt độ cuối của vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bò sấy: tv2 = t2 – (5 410oC) = 35 – 5 = 30oCo Cv1 = Cv2 = Cv : nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bò sấy là như nhau. ƠÛ đây, Cv là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm 2:Cv = Cvk(1-C2) + Ca. 2,kJ/kgoK äCa: nhiệt dung riêng của ẩm. Với ẩm là nước thì: Ca = Cn = 4,18 kJ/kgoK⇒Cv= Cvk(1-42) + Ca. 2= 1,5.(1 - 0,14) + 4,18.0,14= 1,8752 (kJ/kgoK)-Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thống sấy:L(I2 – I1) + [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1 = L(I2 – Io) + QBC + G2.Cv2.tV2Đặt: Qv = G2Cv(tv2 – tv1) : tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.Mặt khác: G2 = G1 – WCv1 = Cv2 = Cv-Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực:Q = L(I1 – Io) = L(I2 – Io) + QBC + Qv - WCatv1-Nhiệt lượng tiêu hao riêng (cho 1kg ẩm cần bốc hơi):q = l(I1 – Io) = l(I2 – Io) + qBC + qv – Catv1trong đó:WQqBCBC=;WttCGWQqvvvvv)(122−== Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy:Qv = G2Cv(tv2 – tv1) = 1000.1,8752.(30 – 27) = 5625,6 (kJ/h)008,75756,5625===WQqvv(kJ/kg ẩm) Nhiệt do ẩm trong vật liệu đưa vào:WCatv1 = 75.4,18.27 = 8464,5 (kJ/h)SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 9 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạtCa.tv1 = 4,18.27 = 112,86 (kJ/kg ẩm) Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che:QBC = (0,03 4 0,05).Qhi[14]Qhi : nhiệt hữu ích, là nhiệt cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu:Qhi = W.[rtv1 + Ca(t2 – tv1)] [8]với:o rtv1 : ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ vào, rtv1 = 2500 kJ/kgo Ca : nhiệt dung riêng của ẩm.Với ẩm là hơi nước thì: Ca = Cpa = 1,842 kJ/kgoK⇒Qhi= 75.[2500 + 1,842.(35 – 27)] = 188605,2 (kJ/h)⇒QBC = 0,03.Qhi= 0,03.188605,2 = 5658,156 (kJ/h)4421,7575156,5658===WQqBCBC (kJ/kg ẩm)-Đặt: g a å Catv1 – qBC – qv : nhiệt lượng riêng cần bổ sung cho quá trình sấy thực, là đại lượng đặc trưng cho sự sai khác giữa quá trình sấy thực tế và sấy lý thuyết. Với quá trình sấy lý thuyết: s = 0Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:Q = L(I2 – Io) = 7837,742.(105,8369 – 76,7213) = 228200,399 (kJ/h)q = l(I2 – Io) = 104,503.(105,8369 – 76,7213) = 3042,672 (kJ/kg ẩm) Với quá trình sấy thực tế: 3 ≠ 0 0 = Catv1 – qBC – qv = 112,86 – 75,4421 – 75,008 = -37,5901 (kJ/kg ẩm)= < 0⇒Catv1 < qBC + qv⇒I2 < I1⇒trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm dưới đường I1 (đường sấy thực tế nằm dưới đường sấy lý thuyết)Từ đó ta xác đònh lại các tính chất của tác nhân sấy khi ra khỏi thùng sấy:lIIí∆+=2Tuy nhiên vì l chưa biết nên ta xác đònh độ chứa ẩm x2 trước thông qua t2 đã biết:SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 10 [...]... VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt x2 = C pk (t 1 − t 2 ) + x o (i í − ) (i 2 − ∆ ) = C pk (t 1 − t 2 ) + x o [( r + C pat 1 ) − ∆] [( r + C pat 2 ) − ∆] = 1,00 4(5 5 − 3 5) + 0,0194. [(2 500 + 1,842.5 5) − ( 37,590 1)] = 0,0274 (kg/kgkk) [(2 500 + 1,842.3 5) − ( 37,590 1)] I 2 = 1,004.t 2 + x 2 (2 500 + 1,842.t 2 ) = 1,004.35 + 0,027 4(2 500 + 1,842.3 5) = 105,5365 (kJ/kgkk)  4026,42... BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt  thỏa điều kiện S −Ca < 0,1 DT -Áp suất lớn nhất cho phép trong thân thiết bò: 2[σ ].ϕ h (S − C a ) 2.140.0,95 .(8 − 0) [p] = = = 1,76 (N/mm 2) DT + (S − C a ) 1200 + (8 − 0) Vậy thùng sấy có bề dày là 8mm, thỏa điều kiện làm việc p < [p] 6 Tính trở lực qua thùng sấy: [10] Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy không những đi qua lớp hạt. .. tác nhân sấy trung bình trong thùng sấy: V + V 2 9319,181 + 8860,144 V = 1 = = 9089,6622 (m3/h) 2 2 = 2,5249 (m3/s) SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan Trang 16 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt -Tiết diện chảy của tác nhân: 2 πDT π 1,2 2 2 = (1 − 0,1 8) = 0,9274 (m ) 4 4 -Vận tốc tác nhân sấy: V 2,5249 ′ vk = = = 2,7226 (m/s) F 0,9274 F = (1 − β ). FT = (1 − β ) -Sai... VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt Đ D 3 1 Đ D 2 1 C h C h C h K SVTH: Đặng Thò Hoàng Lan 12,5 10 22,5 D1 + D 2 2 m (Z 1 + Z 2 ) = 2 A = 770 Trang 29 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt VI CHỌN KÍCH THƯỚC CÁNH ĐẢO TRONG THÙNG Hình 5: Hình dạng một số cánh đảo trong thùng -Sử dụng cánh nâng có các thông số đặc trưng như sau: (Bảng... 0,0558 (bar)  235,5 + 35    ϕ2 = x 2 B 0,0290.0,981 = = 0,7436 p b2 (0 ,621 + x 2 ) 0,0558 .(0 ,621 + 0,027 4) v2 = 288.T 2 28 8(3 5 + 27 3) = = 0,9442 (m3/kgkk) B − ϕ 2 p b2 0,981.10 5 − 0,7436.0,0558.10 5 -Tóm lại, trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế: Bảng 3: Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực: Đại lượng t (oC) ω ( ơn v ) x (kg/kgkk) I (kJ/kgkk) pb (bar) v (m3/kgkk)... BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt với: Wcb : độ ẩm cân bằng của vật liệu, % B : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ Vì ω < 1 ⇒ ln ω < 0 ⇒ để B > 0 thì 1 1 < W cb W h max ⇒ Wcb > Whmax (1 ) Mà quá trình sấy ở đây có độ ẩm cuối (W2 = 14 %) > độ ẩm cân bằng (Wcb = 12,8 %): W2 > Wcb (2 ) (1 ), (2 ) ⇒ W2 〈 Whmax Vậy ta lấy ⇒ A = 3,03 W2 = 1 trong công thức tính A W h max 1,091.2,6 0,005 1 .(. .. Lan (CT 10.22, [10 ]) 1 − ζ 1 − 0,9870 = = 0,0134 ζ2 0,9870 2 Trang 23 GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt  ∆Phạt = = 2 a.L v k ρ k C 2.g d 10,2074.6,5.2,6 2 1,0910.0,0134 2.9,81.0,005 = 61,1443(mmH 2O ) = 599,8256(N / m 2 ) V THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG 1 Tính công suất quay thùng: -Công suất cần thiết để quay thùng: N = 0,0013.DT2.LT.L n., với: kW (CT... 0,740 7) 0,5 0,18 tg 1,7 1 = 10,7123 (kg/m3h) tg 27 1 Tính thời gian sấy: τ= 2 ρv β (W 1 − W 2 ) 2.650.0,18 .(2 0 − 1 4) = = 0,79 (h) A [200 − (W 1 + W 2 )] 10,7123.[200 − (2 0 + 1 4)] = 47,37 (ph) IV TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH [8] 1 Tính kích thước thùng quay: -Thể tích thùng sấy: W 75 VT = = = 7,0013 (m 3) A 10,7123 -Chọn đường kính thùng, theo tiêu chuẩn: DT = 1,2m -Chiều dài thùng: 4V 4.7,0013 LT = T = = 6,1905 (m)... GVHD: Thầy PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt Nu = 0,018 .Re0,8 (CT 3.32, [3 ]) l L  trong đó: ε l = f  Re,  D  Với: Re = 1,76.105  εl = 1,135 (Bảng II-2, [2 ]) L = 5,42 D ⇒ Nu = 0,018.1,135 .(1 ,7625.10 5)0 ,8 = 321,4382 -Hệ số cấp nhiệt 7 1: Nu λ k 321,4382.0,02755 α1 = = = 7,380 (W/m2.K) DT 1,2 5.2 .Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung... tốc tác nhân sấy: Bảng 5: Lưu lượng và khối lượng riêng không khí sấy tại các điểm của quá trình sấy thực: Đại lượng Ký hiệu – Đơn vò Nhiệt độ t (oC) ω ( ơn v ) V (m3/h) V (m3/s) Độ ẩm Lưu lượng Khối lượng riêng r (kg/ m 3) Trạng thái không khí ban đầu – A (trạng thái 1) 27 Trạng thái không khí vào thiết bò sấy – B (trạng thái 2) 55 Trạng thái không khí ra khỏi thiết bò sấy - C’ (trạng thái 3) 35 Bảng . BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt0 274, 0)] 5901,3 7 () 35.842,12500 [ () ]5901,3 7 () 55.842,12500. [(0 194, 0)3 55 5(0 04,1 ]) [(] ) [ () ( )( ) ( )( 2 1212212=−−+−−++−=∆−+∆−++−=∆−∆−+−=tCrtCrxttCiixttCxpapaopkíopk5365,10 5)3 5.842,1250 0(0 274,035.004, 1). 842,1250 0(. 004,12222=++=++=. PHẠM VĂN BÔNThiết kế thiết bò sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên hạt- Tiết diện chảy của tác nhân:9274,042,1 .)1 8,0 1(4 ) 1 () . 1(2 2=−=−=−=ππββTTDFF(m 2)- Vận tốc

Ngày đăng: 09/11/2012, 14:37

Xem thêm: Thiết kế hệ thống sấy thùng quay ( Sấy đậu xanh nguyên hạt ), Thiết kế hệ thống sấy thùng quay ( Sấy đậu xanh nguyên hạt ), Tính các thông số của tác nhân sấy:, Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy, Các thông số của không khí ngoài ống: Tính hệ số cấp nhiệt â, Cơ cấu căng băng: Con lăn đỡ: Cơ cấu nhập liệu và tháo liệu:, Hệ số trở lực do đột mở: Hệ số trở lực do đột thu: