Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang LỜI NỚI ĐẦU Kỹ thuật sấy trình công nghệ quan trọng đời sống sản xuất để bảo quản sản phẩm lâu ngày Công nghệ ngày phát triển mạnh ngành chế biến rau-quả, hải sản, chế biến gỗ, nông sản : lúa, ngô, cà phê, đậu … Sấy không trình tách nước khỏi vật liệu cách đơn mà phải đảm bảo chất lượng, tiêu tốn lượng, chí phí đầu tư vận hành thấp, đảm bảo vệ sinh môi trường trình công nghệ Để thực trình sấy người ta sử dụng số hệ thống: thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay… ), thiết bị làm nóng tác nhân sấy (calorifer ) số thiết bị khác quạt, bơm, xyclon… Trong đồ án môn học em giao nhiệm vụ chọn phương án thiết kế hệ thống sấy mực suất 750kg/mẻ Với kiến thức hạn chế cộng với số liệu tài liệu hạn chế nên nhiều khó khăn sai sót Mong quý thầy cô bảo thêm để em hoàn thành tốt đồ án sau Em xin chân thành cảm ơn Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Chương TÌM HIỂU TÍNH CHẤT CỦA MỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY Theo số liệu điều tra nhất, vùng biển Việt Nam có tới 25 loài mực ống (mực ) thuộc Teuthoidea Đa số mực ống sống độ sâu < 100 m nước, tập trung nhiều vùng biển nước sâu khoảng 30-50 m Ngoài có số loài thường sống vùng biển khơi với độ sâu > 100m nước Mực ống động vật nhạy cảm với biến đổi điều kiện thủy văn, thời tiết ánh sáng nên di chuyển theo mùa, ngày đểm Nhìn chung ban ngày, lớp nước bề mặt bị ánh sáng mặt trời hun nóng làm nhiệt độ nước tăng lên, mực ống thường lặn xuống đáy lớp nước tầng Ban đêm, nhiệt độ bề mặt giảm đi, quần thể mực ống lại di chuyển từ lớp nước tầng đáy lên bề mặt Trong mùa khô (tháng 12 – tháng năm sau), mực ống di chuyển đến vùng nước nông hơn, độ sâu < 30m Trong tháng mùa mưa (tháng 6-9), mực ống di chuyển đến vùng nước sâu 30-50m a Đặc điểm cấu tạo: Hình 1.1: Cấu tạo nội quan mực nang Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Chú thích: 1.Tay; 2.Hàm; 3.Não; 4.Ống dẫn nước bọt; 5.Động mạch trước; 6.Tuyến tiêu hóa; 7.Hầu; 8.Thận; 9.Dạ dày; 10.Ruột sau; 11.Động mạch áo; 12.Nang mực; 13.Áo; 14.Tuyến sinh dục; 15.Tĩnh mạch sau ; 16.Tim; 17.Ống dẫn sinh dục; 18.Tim mang; 19.Ruột; 20.Túi mực; 21.Mang; 22.Hậu môn; 23.Xiphông có van; 24.Bình nang; 25.Raluda; 26.Tay sinh dục b Vùng phân bố: Cũng mực nang, vùng biển phía Bắc mực ống tập trung vùng đánh bắt mực quanh đảo Cát Bà, Cái Chiên, CôTô, Hòn Mê-Hòn Mát khu vực Bạch Long Vĩ, vào mùa xuân Ở vùng biển phía Nam, vùng tập trung mực chủ yếu Phan Rang, Phan Thiết, Vũng Tàu, Cà Mau quanh Côn Đảo, Phú Quốc c Sản lượng hàng năm: Với mùa khai thác là: vụ Bắc (tháng 12-4 ) vụ Nam (tháng 6-9), hình thức khai thác câu, mành đèn, nghề vó, chụp mực Kết hợp với ánh sáng mực có tính hướng quang tập trung đông Sản lượng khai thác toàn vùng biển Việt Nam hàng năm khoảng 24.000 tấn, vùng biển phía Nam có sản lượng cao khoảng 16.000 (chiếm 10% ), vịnh Bắc Bộ chiếm sản lượng lớn thứ nhì khoảng 5000 tấn(20% ), biển miền Trung có sản lượng thấp khoảng 2.500 (10% ) d Sản phẩm xuất khẩu: Mực ống Việt Nam xuất sang 30 thị trường nước ngoài, với doanh thu năm đạt khoảng 50-60 triệu USD tính sản phẩm đông lạnh sản phẩm khô Sản phẩm chế biến: Đông lạnh nguyên hình thức đông khối (Block ), đông rời nhanh (IQF ), hay đông lạnh semi-IQF, semi-block Các sản phẩm chế biến sẵn để nấu, dạng sản phẩm sushi, sashimi để ăn gỏi, sản phẩm phối chế khác chế biến ăn liền mực nướng, mực khô nghiền tẩm gia vị 1.2 PHÂN LOẠI a Theo chủng loại (một số loài thường gặp Việt Nam) Mực ống Trung Hoa Tên tiếng Anh: Mitre Squid Tên khoa học: Loligo chinensis Gray, 1849 Đặc điểm hình thái: loài mực ống thể lớn, thân dài Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang khoảng 350-400 mm, thân hình hỏa tiễn, chiều dài thân gấp lần chiều rông, đuôi nhọn, râu dài 2/3 chiều dài thân Vỏ sừng suốt, có gờ dọc Vùng phân bố: loài mực ống sống tầng mặt, phân bố rộng khắp dọc bờ biển Việt Nam từ Bắc đến Nam Mùa vụ khai thác: quanh năm, vụ vào tháng 1-3 tháng 6-9 Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng Các dạng sản phẩm: nguyên sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị Mực ống Nhật Bản Tên tiếng Anh: Japanese Squid Tên khoa học: Loligo japonica Hoyle, 1885 Đặc điểm hình thái: thân hình đầu đạn, chiều dài thân gấp đôi khoảng lần chiều rộng Bề mặt thân có đặc điểm sắc tố gần tròn, to, nhỏ xen kẽ chiều dài râu 65% chiều dài thân Vùng phân bố: loài mực ống sống vùng biển nông thềm lục địa Mùa hè thường vào vùng nước ven bờ < 10 nước để đẻ trứng Mực chủ yếu phân bố vùng biển miền Trung Nam Bộ, đặc biệt khai thác nhiều vùng biển Nha Trang Bình Thuận Mùa vụ khai thác: quanh năm, vụ vào tháng 1-3 tháng 6-9 Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng Các sản phẩm: nguyên sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị Mực ống Beka Tên tiếng Anh: Beka Squid Tên khoa học: Logigo beka sasaki, 1929 Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Đặc điểm hình thái: kích thước thể trung bình, thân hình đầu đạn, chiều dài thân khoảng lần chiều rộng Trên thân có nhiều đốm sắc tố màu tím Chiều dài vây nhỏ chiều dài thân Chiều ngang vây nhỏ chiều dài vây Mai chất sừng mỏng, suốt, lưng có sống dọc trông lông gà Vùng phân bố: loài mực chủ yếu sống vùng lộng Đến mùa khô chúng thường vào bờ để đẻ trứng Trứng thường kết thành đám 30-50 cm Mỗi đám trứng có khoảng 20-40 trứng Loài phân bố ba vùng biển Bắc, Trung, Nam Bộ Việt Nam Mùa vụ khai thác: quanh năm, vụ vào tháng 1-3 tháng 6-9 Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng Các sản phẩm: nguyên sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị Mực Tên tiếng Anh: Bigfin reef Squid (Broad Squid) Tên khoa học: Sepioteuthis lessoniana Lesson, 1830 Đặc điểm hình thái: loài mực có thể lớn, nhìn bề vừa giống mực nang, vừa giống mực ống Chiều dài thân 250-400 mm, thân dài gấp lần chiều rộng Vùng phân bố: Việt Nam loài mực phân bố ba vùng biển Bắc Trung Nam bộ, tập trung nhiều vùng Vịnh Bắc Bộ, Phú Yên, khánh Hòa, Bình Thuận Mùa vụ khai thác: quanh năm, vụ vào tháng 1-3 tháng 6-9 Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng Các dạng sản phẩm: nguyên sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị Mực ống Thái Bình Dương Tên tiếng Anh: Japanese flying Squid Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Tên khoa học: Todarodes pacifcus Steenstrup, 1880 Đặc điểm hình thái: thân tròn, hình ống thuôn dài Vây ngắn,chiều dài vây chiếm khoảng 40% chiều dài thân Rãnh phễu dạng hố nông, túi bên Bông xúc giác rộng, thô, dài Các tay tua ngắn Vùng phân bố: loài mực sống vùng lộng vùng khơi, tới độ nước sâu 500m Thích nghi với phạm vi nhiệt độ 5-270C Loài phân bố vùng biển miền Trung Việt Nam Mùa vụ khai thác: quanh năm, vụ vào tháng 1-3 tháng 6-9 Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng Các sản phẩm: nguyên sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị b Theo kích thước Người ta phân loại mực dựa vào tiêu chí chiều dài lớn tính từ đuôi đến đầu mực, có hai loại: - Loại nhỏ: loại 1s dài 16-20 cm Loại 2s dài 14-16 cm Loại 3s dài 12-14 cm Loại 4s dài 8-10 cm - Loại lớn: loại 4l dài 32-40 cm Loại 3l dài 28-32 cm Loại 2l dài 24-18 cm Loại 1l dài 20-24 cm Chọn loại mực ống nhỏ 4l để vật sấy Thời gian đánh bắt từ tháng 12 đến tháng năm sau thời điểm sấy mực mùa hè Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 1.3 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA MỰC SẤY - Thành phần dinh dưỡng mực ống: Thành phần dinh dưỡng 100g sản phẩm ăn Thành phần (kCal) Muối khoáng Vitamin mg mg g Calories Mositure Protein Lipid Glucid Ash Calci Phosphor Iron A B1 B2 PP C 71 82.2 15.6 1.0 - 1.2 55 160 1.2 210 0.01 0.04 2.5 - Mực ống loại thủy sản mỡ, có độ ẩm khoảng 80% Khi mực chết với độ ẩm cao môi trường thuận lợi cho loại vi khuẩn phát triển gây tượng thối rữa - Nếu ta làm độ ẩm giảm xuống 35-10% ngăn cản số loại vi khuẩn Nếu độ ẩm 10-20% vi khuẩn không phát triển Ngoài có nhiệt độ, độ ẩm tới trình thối rữa mực - Mực ống loại mực mỡ nên nhiệt dung riêng Mực ống ta chọn là: 3,62 kJ/kgK - Do hàm lượng nước nước mực lớn để bảo quản gặp nhiều khó khăn 1.4 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MỰC VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY Các thông số mực cấu trúc trạng thái liên kết ẩm mực a Các thông số mực: Chiều dài 4l (32-40 cm ) Độ ẩm = 70%, nhiệt độ t = = 250C Độ ẩm sau sấy Khối lượng riêng Khối lượng đưa vào sấy mẻ 750 kg tươi/mẻ b Cấu trúc mực ống có dạng sau: - Lớp da sắc tố bên ngoài: lớp da bao phủ bên thân mực ống chiều dày khoảng từ 0,05-0,1 mm (đối với mực tươi chưa qua ngâm nước ) Lớp da có cấu trúc sợi mền có chứa sắc tố thay đổi theo môi trường bên ngoài, dễ bị bóc tách trình bảo quản vận chuyển Đối với mực tươi sấy khô người ta thường bóc lớp da trước sấy (hàng cao cấp ) Còn hàng khô thông thường giữ lại lớp da Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang - Lớp màng da trong: có độ dày từ 0,03-0,04 mm, có độ dài lớp da bên Nó cấu tạo từ lớp sợi tính lại với theo lớp chiều Dể bị trương nở ngâm dể nước sấy (hình vẽ sợi màng da ) - Lớp mỏng: có độ dày từ 0,01-0,02 mm có độ săn lớp màng nhiều sợi nhỏ chéo tạo thành dạng lưới nhiều lớp săn chắc, đàn hồi Tỷ lệ nước xâm nhập vào nên trình tách nước lớp tương đối khó - Lớp thịt (còn gội miếng fillet): có độ dày lớn chiếm 96% trọng lượng miếng fillet Độ dày dao động theo chiều dài thân mực Chiều dài (cm) 4.0 10 20 30 40 Độ dài (mm) 1.5-2.0 2.0-3.0 3.0-4.0 4.0-5.0 5.0-6.0 - Nó gồm nhiều hạt tế bào thịt lien kết dính lại với Lớp dể bị ngấm nước dễ bị nước trình sấy Lớp dễ bị bóc tách, xé nhỏ Lượng nước lưu giữ miếng thịt lớn gần 98% Mục đích trình sấy làm nước lớp thịt - Hai lớp màng trong: hai lớp tiếp xúc với nội tạng mực có cấu trúc sợi dạng chéo độ săn lớp màng sợi cơ, dễ bị nước sấy trương nước ngâm c Sự bay trình sấy mực Nước mực tồn hai dạng nước tự nước liên kết, sấy nước tự bay trước tới nước liên kết Lượng nước giảm dần theo thời gian trình sấy phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm, tốc độ,… không khí Trong trình sấy nước tự dễ bị tách khỏi mực ẩm liên kết khó Nguyên nhân lớp màng mỏng bên có hàm lượng nước hơn, cấu tạo chặc chẻ sợi bên nên khô nhanh trong trình sấy, lúc tạo thành lớp keo ngăn cản bay ẩm Càng khô lớp màng dính chặc vào miếng fillet làm cho nước không bay Quy trình công nghệ Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Mực đánh bắt xong vận chuyển khu sơ chế, người ta tiến hành rửa sạch, làm khô học, khử trùng đem bỏ mực vào khay lưới đặt xe gong đưa vào sấy Tiêu chuẩn chọn mực: - Mực phải tươi tốt, thịt cứng trọng lượng khoảng 200g/con Mực nguyên vẹn không bị tổn thương Mực không bị dịch bệnh Mực có màu xanh tự nhiên Xử lý mực: - Mực sau tiếp nhận cần phải nhanh chóng đưa vào bể rửa Dung dao mổ phần lưng mực lấy mai Dùng dao lấy phận túi mực Rửa mạch mực phần bẩn khác mực Công nghệ sấy mực ống: Trong trình phải đảm bảo không làm chất cá tức phải đảm bảo mùi vị mực sau sấy Để đáp ứng tiêu chuẩn ta dung tác nhân sấy không khí nóng đối lưu cưỡng với vận tốc không khí nóng chuyển động khoảng 1,2 m/s Nhiệt độ sấy khoảng 45-600C, khoảng 12h Để độ ẩm giảm xuống 10-20%, mực xếp vỉ sắt không dày quá, vỉ xe gòng đưa vào hầm sấy - Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho không khí nóng hầm calorife khí-hơi - Lượng ẩm sau thoát thải môi trường Quy trình chế biến mực khô xuất khẩu: - Chọn mực Xử lý mực Sấy mực nhiệt độ từ 45-600C 12h Phân loại (đảm bảo kích thước sản phẩm ) Đóng gói Thành phẩm 1.5 CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY - Có hai phương pháp sấy sấy nóng sấy lạnh Mỗi phương thức sấy có ưu khuyết điểm riêng Và phương pháp sấy có nhiều hệ thống sấy để ta Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang chọn lựa Ở nguyên liệu sấy mực yêu cầu không khắc khe nên ta chọn phương án có lợi mặt kinh tế mà đảm bảo tốt yêu cầu chất lượng sấy - Phổ biến phương pháp sấy nóng với TNS VLS đốt nóng Dựa vào đặc điểm ưu cầu sấy nên ta chọn hệ thốn sấy đối lưu dùng hệ thống sấy buồng để sấy mực Đặc điểm hệ thống sấy buồng có chu kỳ mẻ một, mà suất không lớn Tuy nhiên sấy nhiều loại vật liệu có hình dáng khác không cần liên tục Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sấy không khí nóng Chương TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY MỰC Trang 10 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang nhiệt độ vật kiệu sấy, nhiệt độ khỏi buồng sấy vật liệu sấy theo kinh nghiệm lấy nhỏ nhiệt độ tác nhân sấy vị trí từ Vậy: = - (1 C ) = 30 – = 280C Thay vào công thức ta được: = 2841,3 kJ = 2841,3/40,7 = 69,8 kJ/kg ẩm 2.7.3 Tổn thất qua kết cấu bao che Tổn thất qua kết cấu bao che phức tạp gồm phần sau: qua bề mặt tường xung quanh, trần - Tổn thất qua buồng sấy: Tổn thất qua phụ thuộc nhiều vào cấu tạo địa tầng Mặc dù thiết bị sấy xử lý bê tông gạch vỡ láng xi măng Nhưng theo kinh nghiệm, vùng ẩm ướt tổn thất nhiệt lớn so với đất khô Ở Việt Nam chưa có số liệu nghiên cứu tổn thất nền, ta dựa vào bảng số liệu nghiên cứu thực tế Nga Bảng số liệu tổn thất qua phụ thuộc vào khoảng cách X (m) tường thiết bị sấy với tường phân xưởng nhiệt độ trung bình tác nhân sấy thiết bị sấy Tra bảng 7.1 [TL ] trường hợp với nhiệt độ trung bình tác nhân sấy 400C cách tường với khoảng cách X = m nên ta chọn được: Vậy: - W/m2 = 2,1.7,4.27,8 = 432 W = 1555,2 kJ/h Tổn thất nhiệt qua kết cấu tường bao: Trang 22 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Kết cấu tường bao xây gạch đỏ dày 0,3m Trong kết cấu cụ thể sau: + Lớp vữa mặt mặt có độ dày là: = 0,025m + Lớp gạch dày: = 0,25 m Tra bảng 3.1 [TL3 ] W/m.K; = 0,93 = 0,77 W/m.K Mật độ dòng nhiệt q (W/m2) truyền qua đơn vị diện tích bề mặt truyền nhiệt tích công thức sâu đây: Q = k = k.( = , [W/m2] Trong kỹ thuật sấy, nhiệt độ bề mặt vách được, ta biết nhiệt độ dịch thể nóng (là nhiệt độ trung bình tác nhân sấy) nhiệt độ dịch thể lạnh (là nhiệt độ không gian bao quanh buồng sấy) Như ta phải tìm hệ số truyền nhiệt k, tức phải tìm hệ số trao đổi nhiệt Việc xác định hai thông số xác phức tạp ta phải tính vòng lặp có kết hợp lý Do đó, ta tính mật độ dòng nhiệt q [W/m2] theo phương trình khác cho kết xác tương đối cao Cách tính sau: + Nếu xem không khí phía phía chảy rối Theo công thức 7.43 trang 143 [TL3 ] ta có: Trang 23 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang (*) Mặt khác: 0,333 (2.1) Do đó: 1,333 Mật độ dòng nhiệt dẫn nhiệt = (**) Mật độ dòng nhiệt đối lưu tự nhiên từ bề mặt tường với không khí xung quanh bằng: 1,333 (***) Như vậy, công thức (*), (**) (***) có ẩn số phương pháp ta phải giả thiết nhiệt độ từ tìm Để tính toán theo thông số lại Giả thuyết: Với C, thay vào (*) ta được: nhiệt độ trung bình tác nhân sấy = 400C Vậy: 1,333 = 15,05 W/m2 Do trình truyền nhiệt ổn định nên: Trang 24 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Từ công thức (***) ta có: Thay số được: = 300C Vậy ta có: 1,333 Từ công thức (2.1) ta suy = 14,66 W/m2 : 0,333 0,333 Và: = 2,95 W/m2.K 0,333 = Thay số vào, ta có: 0,333 = 3,68 W/m2.K Kiểm tra kết tính toán cách tính sai số sau: = 0,0259 = 2,59% < 5% Với sai số thỏa mãn nên kết tính toán hoàn toàn chấp nhận Như vậy, mật độ dòng nhiệt truyền qua đơn vị diện tích tường bao là: W/m2 Diện tích tường bao, hai tường trước sau có diện tích cửa chiếm phần lớn lại khoảng 20% tường nên ta có: Trang 25 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 37,128 m2 Vậy tổn thất qua tường bao là: 15,05.37,128 = 558,78 W = 2011,6 kJ/h - Tổn thất qua trần: Theo giáo trình truyền nhiệt tính tổn thất nhiệt cho trần với hệ số lưu 1,3 lần đối đối lưu tường bên, nên ta có: = 1,3.2,95 = 3,835 W/m2.K Như mật độ dòng nhiệt truyền qua đơn vị diện tích trần là: = 1,3.15,05 = 19,565 W/m2 Tổn thất qua trần là: = 19,565.2,1.7,4 = 304 W = 1094,5 kJ/h Vậy tổng tổn thất qua kết cấu bao che hệ thống sấy tổng tổn thất trao đổi nhiệt qua tường bao cộng với trần = 1555,2 + 2011,6 + 1094,5 = 4661,3 kJ/h = 1,295 kW Nếu tính cho 1kg ẩm thì: = 114,5 kJ/kg ẩm Trang 26 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Ta thấy tổn thất qua kết cấu bao che lớn Điều hoàn toàn chưa hợp lý thực tế nhiệt độ bên buồng sấy nhiệt độ buồng sấy chênh lệch lớn 2.7.4 Tổn thất qua cửa Đầu buồng sấy có cửa làm thép dày W/mK Do hệ số truyền nhiệt qua cửa =5 mm, có hệ số dần nhiệt bằng: = 1,611 W/m2.K = = 4,032 m2 Diện tích cửa trước: Cửa phía tác nhân sấy vào có độ chênh lệch nhiệt độ ( chênh lệch nhiệt độ ( = 0,5 cửa đầu có độ Do ta có: = 1,611.4,032.[(50 – 25) + (30 – 25)] 194,87 W = 701,5 kJ/h Tính cho 1kg ẩm: = 704,5/40,7 = 17,24 kJ/kg ẩm Vậy tổng tổn thất : = 1,842.25 - 8,74 - 69,8 - 114,5 – 17,24 = 164,23kJ/kg ẩm Trang 27 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 2.8 Tính toán trình sấy thực I B t1 D D t2 C 80% C E 0 100% t0 A d Hình 2.4 Quá trình sấy thực đồ I - d • Xây dựng trình sấy thực đồ thị I-d Từ đầu điểm ta đặt đoạn thỏa mãn đẳng thức (7.39 ) trang 141 [TL 2] ) Trong đó: kJ/kg ẩm Trang 28 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ Nối điểm va điểm B, giao điểm C đường B GVDH: TS.Trần Văn Vang cắt đường t = 300C điểm biểu diễn trạng thái tác nhân sấy sau trình sấy thực Từ điểm C tìm Entanpi , lượng chứa ẩm độ ẩm tác nhân sấy sau trình sấy thực Các thông số xác định giải thích Trong đồ án ta xác định phương pháp giải tích • Lượng chứa ẩm = = 0,02378 kg ẩm/kg kk • Entanpi = 49,5 kJ/kg kk • Độ ẩm tương đối = Vậy: thỏa mãn điều kiện (80 = 0,868 )% Như chọn hợp lý 2.9 Tính lượng tác nhân sấy trình sấy thực Khối lượng không khí khô Theo công thức (7.35) [TL 2] lượng không khí khô cần thiết để bốc kg ẩm trình sấy thực tế là: Trang 29 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 131,9 kgkkk/kg ẩm Suy lượng không khí khô để làm bay W kg ẩm là: = 40,7.131,9 = 5368,33kgkk/h Để lập bảng cân nhiệt ta tính: - Nhiệt lượng tiêu hao q = 131,9.(92,154 – 66,34) = 3404,87 kJ/kg ẩm - Nhiệt lượng có ích = (2500 + 1,842.30) – 4,18.25 = 2450,76 kJ/kg ẩm - Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang = 131,9.1,004.(30 – 25) = 662,138 kJ/kg ẩm - Tổng lượng nhiệt có ích tổn thất q’ = 2450,76 + 662,138 + 114,5 + 69,8 + 8,74 + 17,24 = 3323,2 kJ/kg ẩm Kiểm tra sai số trình tính toán tổn thất mà ta phạm phải, sai số tuyệt đối bằng: = = 81,67 Sai số : = 2,4 % thỏa mãn điều kiện sai số Bảng cân nhiệt Trang 30 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ TT Đại lượng Ký hiệu Nhiệt lượng có ích Tổn thất nhiệt tác nhân sấy Tổn thất nhiệt vật nhân sấy Tổn thất nhiệt thiết bị chuyền tải Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che Tổn thất qua cửa Tổng nhiệt lượng tính toán Tổng nhiệt lượng tiêu hao Sai số tương đối GVDH: TS.Trần Văn Vang q Đơn vị (kJ/kg ẩm) 2450,76 662,138 69,8 8,74 114,5 17,24 3332,198 3404,87 % 72 19,5 0,25 3,3 0,5 100 100 2,13 Từ bảng cân nhiệt ta có nhận xét: - Hiệu suất nhiệt thiết bị sấy: = 72% - Trong tất tổn thất tổng tổn thất tác nhân sấy mang lớn nhất, tiếp tổn thất qua kết cấu bao che, kể đến tổn thất qua cửa, tổn thất vật liệu sấy mang thiết bị chuyển tải bé xem ko đáng kể Bây ta kiểm tra giả thuyết tốc độ tác nhân sấy buồng sấy: - Thể tích tác nhân sấy sau khỏi thiết bị sấy nhiệt độ độ ẩm 86,8% sau: Tra phụ lục [TL 2] ta có: = 0,90972 m3/kg kk Do lưu lượng thể tích tác nhân sấy sau buồng sấy = 5030,5.0,90972 = 4576,35 m3/h Thể tích tác nhân sấy trước vào buồng sấy tính cho trình sấy lý thuyết, ta có = 0,96 m3/kg Trang 31 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 4829,28 m3/h Lưu lượng thể tích trung bình tác nhân sấy buồng sấy V bằng: = 0,5.(4829,28 + 4576,35) = 4702,8 m3/h V = 0,5.( Suy ra: v= = 1,3063 m3/s Kiểm tra tốc độ tác nhân sấy chọn làm giả thuyết: Tốc độ TNS giả thuyết tính toán tổn thất m3/s So với tốc độ thực sai số tương đối 0,01% Như tính toán gần xác Chương TÍNH CHỌN CALORIFER VÀ QUẠT 3.1 Tính chọn Calorifer Nhiệt lượng mà Calorifer càn cung cấp cho tác nhân sấy: Trang 32 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 5368,33.(92,154 – 66,34) = 138578 kJ/h Suy ra: Q = 38,5 kW Khi bề mặt truyền nhiệt Calorifer bằng: Với: K hệ số truyền nhiệt Calorifer độ chênh lệch nhiệt độ trung bình khí hiệu suất nhiệt Calorifer Suy lưu lượng cần thiết: Nếu lấy hiệu suất nhiệt calorifer = 70%, nhiệt ẩm hóa r nước áp suất bar 2164 kJ/kg lượng cần cung cấp D là: = = 91,5 kg hơi/h 3.2 Chọn quạt Lưu lượng quạt: V = 1,5 m3/s Thể tích không khí ẩm điều kiện tiêu chuẩn ( Với khối lượng riêng không khí khô điều kiện tiêu chuẩn m3 Trang 33 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ Suy ra: = GVDH: TS.Trần Văn Vang = 4151,84 m3/h = 1,1533 m3/s Cột áp toàn phần mà quạt phải thực hiện: Với: =50 mm mm = 80 mm trở lực qua Calorifer trở lực đường ống dẫn trở lực qua thiết bị sấy = trở lực qua thiết bị lọc bụi áp suất động khí thoát Suy ra: Vậy tổng công suất quạt là: Trong đó: – số kg không khí khô/m3 không khí ẩm = = 0,9941 kg kkk/m3kk ẩm K – hệ số dự phòng lấy k = (1,1 1,2) Trang 34 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang hiệu suất quạt Suy ra: N = = 5,97 kW Do ta chọn quạt có công suất cần đáp ứng là: N = kW Tài liệu tham khảo: [ TL 1] - Giáo trình KỸ THUẬT SẤY – Tác giả: PGS.TS Hoàng Văn Chước – Nhà xuất khoa học kỹ thuật [TL 2] – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY – Tác giả: PGSTSKH Trần Văn Phú – Nhà xuất giáo dục [TL 3] – HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH – Tác giả: PGS-TS Nguyễn Đức Lợi – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trang 35 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 750kg/mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Trang 36 [...].. .Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 2.1 Năng suất sấy theo mẻ Năng suất sấy là sản lượng thành phẩm trong một đơn vị thời gian (đvtg) Năng suất có thể là khối lượng G (kg/ đvtg) hoặc thể tích V (m3/đvtg) Theo yêu cầu thiết kế, năng suất đầu vào của buồng sấy là 75 0kg/ mẻ Nếu gọi , , , tương ứng là khối lượng và độ ẩm tương đối của vật liệu sấy đi vào và... án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 6 8 7 9 B-B A-A 14 kk 15 Trong đó: 1 - Ống gió thải 2-Trần buồng sấy Trang 19 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 3 - Quạt gió 4-Calorifer 5-Kênh dẫn TNS vào buồng sấy 6-Cửa buồng sấy 7-Chốt gài then chèn cửa 8-Tường bên 9-Đường ray 10-Tường sau 11-Xe goòng 12-Nền buồng sấy 13-Khay sấy 14-Động... Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 2.8 Tính toán quá trình sấy thực I B t1 D 0 D t2 C 80% C E 0 0 100% t0 A d Hình 2.4 Quá trình sấy thực trên đồ thì I - d • Xây dựng quá trình sấy thực trên đồ thị I-d Từ đầu điểm ta đặt đoạn thỏa mãn đẳng thức (7.39 ) trang 141 [TL 2] ) Trong đó: kJ /kg ẩm Trang 28 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ Nối điểm va... Trang 11 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang 2.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy a Sơ đồ nguyên lý 1 3 4 5 2 7 6 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy buồng Chú thích: 1 - ống thải tác nhân sấy và hơi ẩm 2 - khay đựng mực sấy 3 - quạt cấp không khí vào calorifer 4 - calorifer để gia nhiệt cho TNS là không khí 5 - kênh dẫn tác nhân sấy là khí... sấy Thể tích hiệu dụng của buồng sấy: [m3] Trong đó: là khối lượng riêng của mực bằng 120 0kg/ m3 là hệ số điền đầy thể tích buồng Trang 17 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ Với sấy) = GVDH: TS.Trần Văn Vang hệ số điền đầy tiết diện buồng (theo chiều vuông góc với dòng môi chất ; là lưu lượng thể tích môi chất sấy [m3/s] = 1,164 m3/s; = F là tiết diện buồng sấy [m2] F = 2,4.2,1 = 5,04... [TL 2] ta có: = 0,90972 m3 /kg kk Do đó lưu lượng thể tích tác nhân sấy sau buồng sấy = 5030,5.0,90972 = 4576,35 m3/h Thể tích tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy khi tính cho quá trình sấy lý thuyết, ta đã có = 0,96 m3 /kg Trang 31 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 4829,28 m3/h Lưu lượng thể tích trung bình tác nhân sấy trong buồng sấy V bằng: = 0,5.(4829,28... Khay sấy Bài toán đặt ra là tìm trong mỗi xe goong đặt bao nhiêu khay và mỗi khay chứa bao nhiêu con mực để từ đó xác định được số xe vận chuyển mực là bao nhiêu xe trong một mẻ sấy, và từ đó có thể định được kích thước cơ bản của buồng Ta làm như sau: a Xác định số lượng mực trên khay - Mỗi con mực đem vào sấy có khối lượng trung bình là 0,125 kg Trang 16 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ. .. kW Nếu tính cho 1kg ẩm thì: = 114,5 kJ /kg ẩm Trang 26 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang Ta thấy rằng tổn thất qua kết cấu bao che này là rất lớn Điều này cũng hoàn toàn chưa hợp lý vì thực tế nhiệt độ bên trong buồng sấy và nhiệt độ ngoài buồng sấy chênh lệch nhau khá lớn 2.7.4 Tổn thất qua cửa Đầu buồng sấy có cửa làm bằng thép dày W/mK Do đó hệ số truyền nhiệt... hợp lý 2.9 Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực Khối lượng không khí khô Theo công thức (7.35) [TL 2] lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy thực tế là: Trang 29 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang = 131,9 kgkkk /kg ẩm Suy ra lượng không khí khô để làm bay hơi W kg ẩm là: = 40,7.131,9 = 5368,33kgkk/h Để lập bảng cân bằng nhiệt... giữa tường thiết bị sấy với tường phân xưởng và nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy Tra bảng 7.1 [TL 2 ] trong trường hợp này với nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy là 400C và cách tường với khoảng cách X = 2 m nên ta chọn được: Vậy: - W/m2 = 2,1.7,4.27,8 = 432 W = 1555,2 kJ/h Tổn thất nhiệt qua kết cấu tường bao: Trang 22 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 75 0kg/ mẻ GVDH: ... Trang 18 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 75 0kg/ mẻ GVDH: TS.Trần Văn Vang B-B A-A 14 kk 15 Trong đó: - Ống gió thải 2-Trần buồng sấy Trang 19 Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 75 0kg/ mẻ GVDH:... ÁN SẤY - Có hai phương pháp sấy sấy nóng sấy lạnh Mỗi phương thức sấy có ưu khuyết điểm riêng Và phương pháp sấy có nhiều hệ thống sấy để ta Trang Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực suất 75 0kg/ mẻ. .. 2.1 Năng suất sấy theo mẻ Năng suất sấy sản lượng thành phẩm đơn vị thời gian (đvtg) Năng suất khối lượng G (kg/ đvtg) thể tích V (m3/đvtg) Theo yêu cầu thiết kế, suất đầu vào buồng sấy 75 0kg/ mẻ