Đang tải... (xem toàn văn)
. Công nghệ và thiết bị sấy nông sản thực phẩm Ngành công nghệ sấy ngày càng phát triển để đáp ứng yêu cầu sấy của từng loại nguyên liệu sấy. Sau đây là một số công nghệ sấy và thiết bị sấy thường được sử dụng trong ngành thực phẩm. a, Phương pháp sấy nóng Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng. Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối giảm dẫn đến phần áp suất hơi nước pam trong tác nhân sấy giảm. Mặt khác, do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi nước trong các mao quản tăng, phân áp suất hơi nước pab trên bề mặt vật liệu tăng. Như vậy trong các hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh lệch áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường: cách thứ nhất là giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó, cách thứ hai là tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy. Trong các hệ thống sấy đối lưu, người ta sử dụng cả hai cách này. Trái lại trong các hệ thống sấy bức xạ, hệ thống sấy tiếp xúc và hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần đốt nóng vật Tóm lại, nhờ đốt nóng hoặc cả tác nhân sấy lẫn vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu sấy mà hệ số hiệu phân giữa áp suất hơi nước trên bề mặt vật pab và phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy pam tăng dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào môi trường. Do đó hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt: 1. Hệ thống sấyđối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng mà thông thường là không khí hoặc khói lò. Đây là loại hệ thống sấy phổ biến hơn cả. Trong hệ thống sấy đối lưu người ta lại phân ra các loại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay,….. 2. Hệ thống sấy tiếp xúc: Như tên gọi, trong hệ thống sấy tiếp xúc vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng. Như vậy trong các hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy. Trong số này chúng ta thường gặp hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang,… 3. Hệ thống sấy bức xạ: Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào môi trường. Rõ ràng, trong hệ thống sấy bức xạ, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường chỉ bằng cách đốt nóng vật. 4. Các hệ thống sấy khác: Ngoài ba hệ thống sấy đối lưu, tiếp xúc và bức xạ, trong các hệ thống sấy nóng còn có hệ thống sấy dùng dòng điện cao tàn hoặc dùng năng lượng điện từ trường để đốt nóng vật. Trong các hệ thống sấy loại này, khi vật liệu sấy đặt trong một trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và chính dòng điện nàyđốt nóng vật. Như vậy, cũng như các hệ thống sấy bức xạ và hệ thống sấy tiếp xúc, các hệ thống sấy loại này cũng chỉ tạo ra sự chênh lệcháp suất giữa vật liệu sấy và môi trường sấy bằng cách đốt nóng vật. Do kĩ thuật tạo ra trường điện từ cũng như tính kinh tế của nó nên các hệ thống sấy này rất ít gặp. b, Phương pháp sấy lạnh Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy chỉ bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy pam nhờ giảm lượng chứa ẩm d. Khi đó ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thể trên dưới nhiệt độ môi trường và cũng có thể nhỏ hơn 0oC . Phương pháp sấy lạnh chia làm hai loại hệ thống sấy: 5. Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0: Với hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí trước hết được khửẩm hoặc bằng phương pháp làm lạnh hoặc băng phương pháp khử hấp phụ và sau đó lạiđược đốt nóng hoặc làm lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ sấy yêu cầu, rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó, do phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy. Như vậy quy luật dich chuyển ẩm trong lòng vật và từ bề mặt vật vào môi trường trong các hệ thống sấyloại này hoàn toàn giống như trong hệ thống sấy nóng. Điều khác nhau ở đây chính là cách giảm phân áp suất hơi nước pam trong tác nhân sấy. 6. Hệ thống sấy thăng hoa: Hệ thống sấy lạnh mà trong đóẩm trong vật liệu sấyở rạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy được gọi là thăng hoa. Trong hệ thống sấy thăng hoa, người ta tạo ra môi trường trong đó nước trong vật liệu sấyở dướiđiểm ba thể, Nghĩa là nhiệt độ của vật liệu T < 273 K và áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p < 610 Pa. Khi đó nếu vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng thì nước trong vật liệu sấyở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp thành dạng hơi nước vàđi vào bên trong tác nhân sấy. Như vật trong các hệ thống sấy thăng hoa, một mặt ta phải làm lạnh vật xuống dưới 0 oC, mặt khác tạo chân không xung quanh vật liệu sấy. 7. Hệ thống sấy chân không Nếu nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ hơn 273 K nhưng áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p > 610 Pa thì khi vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng, các phần tử nước ở thể rắn không thể chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi biến thành hơi đi vào môi trườngở thể rắn phải chuyển qua thể lỏng. Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy chân không và hệ thống sấy thăng hoa cũng như các hệ thống sấy lạnh nói chung chỉ được dùng để sấy những vật liệu sấy quý hiếm, không chịu được nhiệt độ cao. Vì vậy các hệ thống sấy loại này là những hệ thống sấy chuyên dùng, không phổ biến. 3. Tính chất của nguyên liệu sấy Lúa gạo là nguồn lương thực chính của ½ dân số thế giới. Lúa là loại cây ưa nóng và ẩm do đó thường được trồng nhiều ở vùng có khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường đước trồng ở các vùng châu thổ lớn. Nước ta có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho sự phát triển cây lúa. Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu, không thể thiếu trong đời sống con người. Lúa là nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm, góp phần vào quá trìnhthúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển. Theo Bộ NNPTNT, hiện mỗi năm Việt Nam sản xuất 45 triệu tấn lúa và xuất khẩu 67 triệu tấn gạo (tương đương với 25% tổng sản lượng). Trong 10 tháng đầu năm 2016, Việt Nam đă xuất khẩu gần 5 triệu tấn gạo đi 140 quốc gia và vùng lănh thổ. Do lượng sản phẩm lúa hàng năm khá ổn định, với khối lượng cao như vậy thì nhu cầu chế biến chất lượng là tối cần thiết. Những ưu điểm của sấy: Cho chất lượng sản phẩm đồng đều như mong muốn. Làm khô nhanh và tập trung: không làm cho sản phẩm bị lẫn những tạp chất, rác rưởi từ môi trường ngoài. Tiết kiệm diện tích: nếu phơi nắng sẽ cần một diện tích đủ rộng, mặt khác diện tích này không dùng thường xuyên. Thời điểm bình thường thì không cần thiêt, nhưng đến mùa vụ thì không đủ. Tiết kiệm nhân công: nếu phơi lúa ngoài trời phải trông chừng nắng mưa, mang ra phơi, cất vào. Tiết kiệm thời gian: phơi phải mấy ngày mới xong một mẻ, trong khi sấy chúng ta có thể làm khô 3 đến 4 mẻ một ngày. Chủ động trong mọi thởi tiết, không phụ thuộc vào nắng, mưa.
GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh LỜI NĨI ĐẦU Từ đầu kỷ XIX đến nay, khoa học kỹ thuật phát triển vơ mạnh mẽ Nó giải phóng sức lao động cho người, tăng suất lên hàng chục lần Các cách mạng khoa học kỹ thuật đóng góp cho lồi người nhiều phát minh mới, phát triển loại máy móc phục vụ cho sống tiện nghi loài người Ngày nay, nước ta, suất người lao động nâng lên cao nhờ giúp sức nhiều loại máy móc đại, phương pháp ni trồng tiên tiến Sản lượng lương thực, thực phẩm hàng năm khơng đủ dùng mà xuất nhiều nước giới Các loại lương thực, thực phẩm dễ bị hư hỏng điều kiện khí hậu bình thường Do muốn bảo quản lương thực, thực phẩm lâu dài, để dễ dàng vận chuyển xa khơng cách khác phải sấy khô ướp lạnh lương thực, thực phẩm sau bảo quản mơi trường thích hợp Ngồi kỹ thuật lạnh, sấy q trình công nghệ sử dụng nhiều ngành công nghiệp đặc biệt ngành công nghiệp chế biến nông , hải sản Sấy công đoạn quan trọng công nghệ sau thu hoạch loại nông sản Thực tế cho thấy phơi khô sấy khơng kịp, nhiều nơng sản bị mát ẩm mốc biến chất (chiếm khoảng 10-20%, vài loại lên đến 40-50%) Ngồi ra, sấy q trình cơng nghệ quan trọng chế biến nông sản thành thương phẩm.Sản phẩm sau sấy có độ ẩm thích hợp, thuận lợi cho việc bảo quản, vận chuyển chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Đối với nước ta nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt, nghiên cứu công nghệ sấy thiết bị sấy phù hợp với loại nguyên liệu để đạt chất lượng cao Trong đồ án trình thiết bị lần em có nhiệm vụ thiết kế máy sấy thùng quay để sấy sơ thóc trước đưa vào kho lưu trữ bảo quản Đây lần em tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy Do kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế, mong nhận ý kiến nhận xét góp ý từ thấy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình thầy Tơn Thất Minh suốt trình làm đồ án để em hồn thành nhiệm vụ Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh MỤC LỤC Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh PHẦN 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẤY Công nghệ sấy ngành công nghiệp Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu rắn hay lỏng với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm cơng chun chở), tăng độ bền vật liệu (ví dụ gốm, sứ, gỗ, ), bảo quản tốt thời gian dài, lương thực, thực phẩm Qúa trình sấy khơng q trình tách nước nước khỏi vật liệu cách đơn mà quy trình cơng nghệ Nó đòi hỏi sau sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng, tiêu tốn lượng chi phí vận hành tốt Qúa trình sấy đóng vai trò quan trọng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, hóa học, dược phẩm, điện tử, Vai trò công nghệ sấy ngành công nghiệp: a, Ngành công nghiệp nông sản thực phẩm: Thực phẩm vô quan trọng, khơng thể sống khơng có thực phẩm Nền cơng nghiệp thực phẩm giới nói chung Việt Nam nói riêng có bước phát triển rõ rệt, ngày hoàn thiện mẫu mã chất lượng sản phẩm Để cho thực phẩm, sản phẩm nông sản đạt chất lượng tốt đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng cần ý trình chế biến bảo quản Và sấy công tác bảo quản không kể đến Sấy công tác dùng nhiệt độ cao làm giảm lượng khơng khí ẩm có nơng sản, thực phẩm; đồng thời làm giảm phát triển vi sinh vật, điển hình nấm mốc Sấy giúp hồn thiện sản phẩm, tạo màu, mùi tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm, giúp sản phẩm đến nhanh hấp dẫn với người tiêu dùng b, Ngành công nghiệp hóa học Ngành cơng nghiệp hóa học ngày phát triển cách mạnh mẽ trở nên phổ biến vô quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp khác Việc bảo quản hóa chất dạng bột hay hạt đòi hỏi cần có độ ẩm thấp, nước nhiệt đới nóng ẩm Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Việt Nam việc bảo quản cần lưu ý kĩ Hóa chất dễ bị hút ẩm gây mốc biến đổi mặt hóa học, làm đặc trưng hóa học hóa chất Chính cơng nghệ sấy sử dụng thường xuyên nằm sấy khô vật liệu ẩm để sử dụng bảo quản Không q trình nghiên cứu sản xuất hóa chất cơng nghệ sấy phổ biến công nghệ thiếu c, Ngành y học Y học ngành nghề thiếu vô cấp thiết đời sống ngày người, thời điểm Việc sản xuất dược phẩm vô quan trọng, phục vụ cho qua trình khám chữa trị y học Và dây chuyền sản xuất dược liệu không nhắc đến công nghệ sấy Sấy khô thảo dược, dược liệu nhằm phục vụ cho trình sản xuất, sấy khô sản phẩm thành phẩm để thuận lợi đảm bảo thời gian bảo quản Ngoài ra, sấy sử dụng để sấy khơ dụng cụ y tế sau lần sử dụng làm giảm hoen gỉ dụng cụ y tế kim loại, để phục vụ cho việc khám bệnh nghiên cứu d, Ngành sản xuất thức ăn gia súc Nói đến ngành sản xuất thức ăn chăn ni khơng thể khơng nhắc đến q trình sấy Sấy giúp giữ cho nguyên liệu không bị nấm mốc, không bị hỏng vi sinh vật xâm nhập điều kiện độ ẩm cao Hơn nữa, có nguyên liệu có vụ năm muốn lưu giữ để sử dụng dần trình sản xuất cần sấy đến độ ẩm thích hợp Nếu nguyên liệu phải nhập sấy giúp giảm nhiều cơng vận chuyển so với nhập vật liệu tươi Nếu nguyên liệu sấy làm giảm bớt trình sơ chế so với vật liệu tươi, giúp tiết kiệm chi phí, giảm giá thành sản phẩm Từ việc sấy khô nguyên liệu đầu vào ngô, gạo, sắn, để bảo quản dài hạn đảm bảo liên tục cho trình sản xuất đến đầu ra, trình sấy làm khô sản phẩm để làm giảm khối lượng sản phẩm thuận tiện cho trình vận chuyển, giúp kéo dài thời gian bảo quản, thuận tiện trình sử dụng e, Ngành điện tử Đây ngành phát triển nhanh với tốc độ chóng mặt, thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa, máy móc ngày sử dụng nhiều để thay người, nâng cao suất chất lượng giảm cơng sức lao động Máy móc thiết bị điện tử sử dụng chủ yếu sản xuất từ kim loại nên dễ bị oxi hóa gây hoen gỉ, Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh máy móc quan trọng đắt tiền vấn đề vơ nghiêm trọng Hơn nữa, nước ta nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm dễ làm hỏng linh kiện điện tử có máy móc, thiết bị gây tổn thất lớn kinh tế Vì mà để giảm tác hại này, người ta dùng công nghệ sấy ngành điện tử phổ biến Sấy không cách đơn giản mà phổ biến tiết kiệm chi phí, dễ dàng chọn cách thức sấy, nhiệt độ sấy khác cho yêu cầu khác nguyên liệu sấy Công nghệ thiết bị sấy nông sản thực phẩm Ngành công nghệ sấy ngày phát triển để đáp ứng yêu cầu sấy loại nguyên liệu sấy Sau số công nghệ sấy thiết bị sấy thường sử dụng ngành thực phẩm a, Phương pháp sấy nóng Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy vật liệu sấy đốt nóng Do tác nhân sấy đốt nóng nên độ ẩm tương đối giảm dẫn đến phần áp suất nước p am tác nhân sấy giảm Mặt khác, nhiệt độ vật liệu sấy tăng lên nên mật độ nước mao quản tăng, phân áp suất nước p ab bề mặt vật liệu tăng Như hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo độ chênh lệch áp suất nước vật liệu sấy môi trường: cách thứ giảm phân áp suất tác nhân sấy cách đốt nóng nó, cách thứ hai tăng phân áp suất nước vật liệu sấy Trong hệ thống sấy đối lưu, người ta sử dụng hai cách Trái lại hệ thống sấy xạ, hệ thống sấy tiếp xúc hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần đốt nóng vật Tóm lại, nhờ đốt nóng tác nhân sấy lẫn vật liệu sấy đốt nóng vật liệu sấy mà hệ số hiệu phân áp suất nước bề mặt vật p ab phân áp suất nước tác nhân sấy pam tăng dẫn đến trình dịch chuyển ẩm từ lòng vật liệu sấy bề mặt vào mơi trường Do hệ thống sấy nóng thường phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt: Hệ thống sấyđối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt đối lưu từ dịch thể nóng mà thơng thường khơng khí khói lò Đây loại hệ thống sấy phổ biến Trong hệ thống sấy đối lưu người ta lại phân loại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay,… Hệ thống sấy tiếp xúc: Như tên gọi, hệ thống sấy tiếp xúc vật liệu sấy nhận nhiệt từ bề mặt nóng Như hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo độ chênh lệch phân áp nhờ tăng phân áp suất nước bề mặt vật liệu sấy Trong số thường gặp hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang,… Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Hệ thống sấy xạ: Trong hệ thống sấy xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn xạ để ẩm dịch chuyển từ lòng vật liệu sấy bề mặt từ bề mặt khuếch tán vào môi trường Rõ ràng, hệ thống sấy xạ, người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất nước vật liệu sấy môi trường cách đốt nóng vật Các hệ thống sấy khác: Ngoài ba hệ thống sấy đối lưu, tiếp xúc xạ, hệ thống sấy nóng có hệ thống sấy dùng dòng điện cao tàn dùng lượng điện từ trường để đốt nóng vật Trong hệ thống sấy loại này, vật liệu sấy đặt trường điện từ vật xuất dòng điện dòng điện nàyđốt nóng vật Như vậy, hệ thống sấy xạ hệ thống sấy tiếp xúc, hệ thống sấy loại tạo chênh lệcháp suất vật liệu sấy môi trường sấy cách đốt nóng vật Do kĩ thuật tạo trường điện từ tính kinh tế nên hệ thống sấy gặp b, Phương pháp sấy lạnh Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất nước vật liệu sấy tác nhân sấy cách giảm phân áp suất nước tác nhân sấy pam nhờ giảm lượng chứa ẩm d Khi ẩm vật liệu dịch chuyển bề mặt từ bề mặt vào mơi trường nhiệt độ mơi trường nhỏ oC Phương pháp sấy lạnh chia làm hai loại hệ thống sấy: Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ t > 0: Với hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường khơng khí trước hết khửẩm phương pháp làm lạnh băng phương pháp khử hấp phụ sau lạiđược đốt nóng làm lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ sấy yêu cầu, cho qua vật liệu sấy Khi đó, phân áp suất nước tác nhân sấy bé phân áp suất nước bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay vào tác nhân sấy Như quy luật dich chuyển ẩm lòng vật từ bề mặt vật vào mơi trường hệ thống sấyloại hồn tồn giống hệ thống sấy nóng Điều khác cách giảm phân áp suất nước pam tác nhân sấy Hệ thống sấy thăng hoa: Hệ thống sấy lạnh mà đóẩm vật liệu sấyở rạng rắn trực tiếp biến thành vào tác nhân sấy gọi thăng hoa Trong hệ thống sấy thăng hoa, người ta tạo mơi trường nước vật liệu sấyở dướiđiểm ba thể, Nghĩa nhiệt độ vật liệu T < 273 K áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p < 610 Pa Khi vật liệu Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh sấy nhận nhiệt lượng nước vật liệu sấyở dạng rắn chuyển trực tiếp thành dạng nước vàđi vào bên tác nhân sấy Như vật hệ thống sấy thăng hoa, mặt ta phải làm lạnh vật xuống oC, mặt khác tạo chân không xung quanh vật liệu sấy Hệ thống sấy chân không Nếu nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ 273 K áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p > 610 Pa vật liệu sấy nhận nhiệt lượng, phần tử nước thể rắn chuyển trực tiếp thành để vào tác nhân sấy mà trước biến thành vào môi trườngở thể rắn phải chuyển qua thể lỏng Do tính phức tạp khơng kinh tế nên hệ thống sấy chân không hệ thống sấy thăng hoa hệ thống sấy lạnh nói chung dùng để sấy vật liệu sấy quý hiếm, khơng chịu nhiệt độ cao Vì hệ thống sấy loại hệ thống sấy chuyên dùng, khơng phổ biến Tính chất ngun liệu sấy Lúa gạo nguồn lương thực ½ dân số giới Lúa loại ưa nóng ẩm thường trồng nhiều vùng có khí hậu ơn đới cận nhiệt đới Năng suất lúa nước cao nhất, nên lúa thường đước trồng vùng châu thổ lớn Nước ta có khí hậu hệ thống sơng ngòi phù hợp cho phát triển lúa Ở Việt Nam, lúa gạo nguồn lương thực chủ yếu, thiếu đời sống người Lúa nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm Lúa dùng làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm, góp phần vào q trìnhthúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển Theo Bộ NNPTNT, năm Việt Nam sản xuất 45 triệu lúa xuất 6-7 triệu gạo (tương đương với 25% tổng sản lượng) Trong 10 tháng đầu năm 2016, Việt Nam đă xuất gần triệu gạo 140 quốc gia vùng lănh thổ Do lượng sản phẩm lúa hàng năm ổn định, với khối lượng cao nhu cầu chế biến chất lượng tối cần thiết Những ưu điểm sấy: - Cho chất lượng sản phẩm đồng mong muốn - Làm khô nhanh tập trung: không làm cho sản phẩm bị lẫn tạp chất, rác rưởi từ môi trường Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh - Tiết kiệm diện tích: phơi nắng cần diện tích đủ rộng, mặt khác diện tích khơng dùng thường xun Thời điểm bình thường khơng cần thiêt, đến mùa vụ khơng đủ - Tiết kiệm nhân cơng: phơi lúa ngồi trời phải trơng chừng nắng mưa, mang phơi, cất vào - Tiết kiệm thời gian: phơi phải ngày xong mẻ, sấy làm khơ đến mẻ ngày - Chủ động thởi tiết, khơng phụ thuộc vào nắng, mưa Thành phần hóa học hạt lúa chủ yếu tinh bột, protein, xenlulose Ngồi hạt lúa có chứa số chất khác với hàm lượng so với thành phần kể như: đường, tro, chất béo, sinh tố Thành phần hóa học hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố giống, đất đai trồng trọt, khí hậu chế độ chăm sóc, chủ yếu thành phần dinh dưỡng nói chung bảng Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng hạt thóc nói chung Thàn h phần Hàm lượng Protei n (g) Lipd (g) Gluxi d (g) Xơ % Cacl Phosph i o (mg) (mg) Vitami Vitami Sắt n n (mg) B1(mg) B2(mg) 7,9 76,2 (10 2) 30 1,3 104 0,1 0,03 Khi thu hoạch lúa thường có độ ẩm cao nên số giống lúa nảy mầm, mem mốc nấm dễ phát triển, làm hư phẩm chất thóc gạo Độ ẩm trung bình thóc thu hoạch 20- 27% Để lúa khơng bị hư hại giảm phẩm chất, vòng 48 tiếng sau thu hoạch phải làm khơ lúa đạt độ ẩm 20% Vì để xử lí tác động xấu ta phải sấy thóc Sấy phương pháp làm khơ hạt thóc bị chịu tác động bên ngồi, người nơng dân chủ động Nhưng cần phải ý tác nhân nhiệt độ sấy không làm biến chất thành phần dinh dưỡng hạt thóc Theo thống kê, độ ẩm an tồn hạt thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu điều kiện bảo quản Khi thóc có độ ẩm 13- 14% bảo quản Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh từ 2-3 tháng, muốn bảo quản tháng độ ẩm thóc tốt từ 1212,5% độ ẩm thóc, cơng nghệ sấy ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo tỷ lệ gạo q trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho q trình xay xát từ 13- 14% Với độ ẩm lớn 14% hoạt động sống tăng, hơ hấp mạnh, lơ hạt bị nóng ẩm thêm, điều kiện thuận lợi phát triển vi sinh vật trùng Do nước nơng nghiệp nhiệt đới nước ta, khí hậu nóng ẩm mưa nhiều cơng đoạn vơ quan trọng q trình sau thu hoạch Vậy nên thiết kế Hệ thống sấy (HTS) ta cần xác định rõ thông số Tác nhân sấy (TNS) phù hợp cho thóc, để thóc bảo quản lâu, chất lượng tốt lượng phế phẩm xay xát thấp Một hạt thóc có ba phận chủ yếu là: vỏ trấu, phần hạt gạo, phần phôi để sấy tốt cần nắm vững yêu cầu việc sấy tạo gạo hay thóc giống, để chọn nhiệt độ sấy thời gian sấy thích hợp Nhất lúa giống khơng làm chết hạt mầm Thóc loại vật liệu sấy có vỏ bao ngồi kín bền vững nên thơng thường dùng trực tiếp khói qua phận lọc bụi để sấy điều có ưu điểm sau: - Thiết bị đơn giản - Ít tổn hao nhiệt làm giảm chi phí nhiên liệu Tùy theo mục đích thời hạn sử dụng mà yêu cầu độ ẩm hạt thóc sau sấy khác Chính mà việc lựa chọn công nghệ sấy vô quan trọng Để lựa chọn công nghệ sấy cho sản phẩm, ta dựa kinh nghiệm lâu đời nhân dân sở lí thuyết sấy kết thực nghiệm, tiến khoa học kỹ thuật liên quan đến trình sấy cho kết sấy thu tốt Các loại thiết bị sấy a, Sấy hầm: Khái niệm - tính năng, công dụng hầm sấy Hầm sấy dạng thiết bị sấy đối lưu làm việc áp suất khí dùng tác nhân khơng khí nóng hay khói Hầm sấy dạng thiết bị sử dụng rộng răi cơng nghiệp Nó sấy nhiều loại vật liệu sấy khác với suất cao, giá thành tương đối rẻ, dễ dàng giới hóa đặc biệt đơn giản dễ chế tạo, sử dụng Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh với nhiều loại tác nhân sấy khác nên xây dựng khắp nơi từ sỏ địa phương có quy mơ nhỏ đến nhà máy xí nghiệp lớn Trong qua trình sấy, vật liệu xếp lên giá (hoặc khay) đặt xe di chuyển đường cố định dọc theo hầm Hầm sấy sấy vật liệu gián đoạn (nghĩa sấy khơ tồn người ta lấy tất cho đợt sản phẩm lấy theo chu kì (cứ cách hệ thời gian lấy xe cho tiếp vào xe) Hầm sấy có cấu tạo đơn giản (hình 6.1) gồm hầm sấy riêng lẻ hai hay nhiều hầm ghép sát với tạo thành hệ dài 15-20 m, chiều rộng chiều cao phụ thuộc vào xe chở vật liệu sấy Ở nước ta, hầm sấy xây dựng với kích thước rộng khoảng 1000 -1400mm, chiều cao khoảng 1200-1600 mm Hầm sấy thường đước xây gạch đỏ hai lớp, có cách nhiệt không Nếu hầm xây hai lớp gạch hai lớp người ta xây cách 20-100 mm (để tao khe khơng khí tình nhằm cách nhiệt) cách đoạn có viên gạch giằng hai lớp nhàm tăng độ bền tường Phía hầm sấy thường lát bêtơng cốt thép dày từ 60-70 mm đổ xỉ than lên để cách nhiệt Nền hầm sấy xây cần đặc biệt mặt tiếp xúc hầm sấy tổn thất nhiều nhiệt sấy Theo kinh nghiệm, tổn thất nhiệt qua với điều kiện Việt Nam lớn phụ thuộc nhiều vào điều kiện địa chất môi trường xây dựng (độ ẩm đất, vị trí nền, phía có nước ngầm hay khơng ) Có thể lấy tổn thất khoảng 10-15 w/m2 vận tốc khơng khí hầm từ 1-3 m/s Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 10 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh hợp Ngoài thời gian sử dụng hệ thống sấy năm phải xem xét chọn dạng hệ thống sấy Ví dụ để sấy thóc sơ thu hoạch, thời gian sấy vài chục ngày vụ, lại phân bố rải rác hộ gia đình nên nay, người ta sử dụng hệ thống sấy buồng đối lưu tự nhiên Ngược lại kho bảo quản nhà máy xay, người ta thường dùng hệ thống sấy tháp sấy động Nói chung chọn dạng hệ thống sấy toán kinh tế kĩ thuật c, Chọn chế độ sấy Sau chọn hệ thống sấy thích hợp, vào yêu cầu mà chủ yếu nhiệt độ độ ẩm mà vật liệu sấy chịu để chọn chế độ sấy thích hợp Chẳng hạn sấy thóc giống vật liệu sấy không chịu nhiệt độ cao trình sấy phải dịu nên phải chọn chế độ sấy đốt nóng trung gian hồi lưu phần kết hợp vừa hồi lưu vừa đốt nóng trung gian Ngồi ra, nhiệt độ TNS khỏi thiết bị sấy t2 cần chọn đủ bé để giảm tổn thất nhiệt TNS mang phải đủ xa trạng thái bão hòa để tránh tượng đọng sương lên bề mặt vật liệu sấy khơ d, Tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy Khi định dạng hệ thống sấy chế độ sấy, tiến hành tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy Đây nội dung thiết kế hệ thống sấy Mục đích tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy tìm lượng TNS nhiệt lượng cần thiết Khối lượng TNS một hai sờ để chọn quạt Lượng nhiệt cần thiết lại sở để tính caloriphe từ công suất điện lượng tiêu thụ cần thiết Bước tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy e, Chọn nguồn lượng TNS Ngoài hệ thống sấy lạnh, nguồn lượng điện hệ thống sấy nóng, nguồn lượng ngồi điện nước, khí đốt, dầu mỏ, than đá, củi phế liệu cơng nghiệp khác trấu, bã mía, Chúng ta chọn dạng lượng sở điều kiện cụ thể nơi ta xây dựng hệ thống sấy tính tốn kinh tế Chẳng hạn dùng khơng khí nóng đốt nóng caloriphe điện để làm TNS tiện lợi Tuy nhiên, giá điện rẻ Hơn đâu có Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 25 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh điện đủ điều kiện để làm nguồn lượng Khi phải tính toán cụ thể, so sánh với dạng lượng khác Caloriphe khí – sẽ, dễ điều chỉnh nhiệt độ tác nhân nói chung kinh tế dùng điện để đốt nóng Mặc dù vậy, thích hợp hệ thống sấy nằm khu cơng nghiệp có hệ thống cung cấp nước từ trung tâm nhiệt điện nhà máy phải có lò riêng Khi dùng khí đốt, dầu mỏ, than đá làm nguồn lượng, phải thiết kế thêm buồng đốt hệ thống sấy Khi dùng khói lò từ buồng đốt để gia nhiệt cho khơng khí (TNS) caloriphe khí – khói dùng khói lò làm chất vừa mang nhiệt vừa thải ẩm Với vật liệu sấy cho phép thóc thức ăn gia súc trường hợp nên dùng khói lò làm TNS để giảm vốn đầu tư caloriphe khí – khói tổn thất nhiệt Như vậy, chọn nguồn lượng TNS cho hệ thống sấy toán kinh tế kĩ thuật f, Tính caloriphe thiết bị phụ Trong kỹ thuật sấy, tính caloriphe chủ yếu tính bề mặt truyền nhiệt cần thiết nhiệt lượng tiêu hao Trên sở chọn caloriphe thích hợp Ngồi cần buồng đổt, xyciclon phải tính tốn đề chọn thiết bị thỉch hợp g, Bố trí hệ thống sấy trợ lực chọn quạt Để chọn quạt, chứng ta cần bố trí cụ thể hệ thống sấy vào việc bố trí tiến hành tính trở lực Khi có tổng trở lực lưu lượng tác nhân sấy cần thiết tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy, chọn quạt Đặc tính, cấu tạo, suất cột áp số loại quạt hay dùng hệ thống sấy giới thiệu phần chọn quạt i, Tính hiệu kinh tế hệ thống sấy Nội dung tính tốn kinh tế hộ thống sấy thiết kế gồm phần: Đánh giá hiệu sử dụng lượng Xác định phỉ đầu tư, chi phí vận hành chi phỉ bảo dưỡng Xác định giá thành sản phẩm Hiệu kinh tế xã hội mà hộ thống sấy mang lại Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 26 GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Qúa trình hoạt động hệ thống - Thóc sấy khơ sơ có độ ẩm ban đầu 21% chuyển vào thùng sấy băng tải di chuyển thùng sấy chiều với tác nhân, với độ chứa đầy 33% Thùng sấy hình trụ tròn, đặt nghiêng so với đường thẳng song song với mặt phẳng ngang khoảng 2o, hệ thống lăn đỡ lăn chặn Tốc độ quay thùng 10 vòng/phút Hệ thống truyền động cho thùng quay gồm bánh vòng lắp vỏ thùng, động truyền động hộp giảm tốc Bên thùng có gắn cánh nâng dọc theo đường sinh thùng để nâng đảo vật liệu, làm tăng diện tích tiếp xúc vật liệu tác nhân sấy, tăng bề mặt trao đổi nhiệt giúp đẩy nhanh trình sấy Ở đầu nhập liệu thùng, cánh nâng bố trí xoắn đóng vai trò cấu hướng dòng cho vật liệu sấy vào thùng Khi thùng quay, hạt mang lên cao tới góc rơi đổ xuống, lúc tác nhân sấy nóng 65 oC, quạt hút vật nghiêng cánh quạt nâng thùng mà hạt vận chuyển dần phía tháo liệu Thời gian lưu vật liệu thùng sấy 1/3 Kết thúc q trình sấy, thóc khơ có độ ẩm 13%, dẫn băng tải, đưa vào hệ thống đóng bao Khơng khí nóng đưa qua xyclon để lắng bụi thải ngoài.Ở sấy thóc khơng có bụi bụi nên ta giản bớt thiết bị xyclon Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 27 GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh PHẦN 2:TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY Yêu cầu đề tài: Xác định thông số lưu lượng tác nhân, nhiệt lượng cần thiết, tính trở lực chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay để sấy thóc Các số liệu cho: Năng suất thiết bị G2=5000 kg/h Các thông số thóc: Độ ẩm ban đầu w1 = 21%; độ ẩm cuối w2 = 16%; nhiệt độ ban đầu hạt t0 = 20 0C; khối lượng riêng hạt = 750 kg/m3 Thơng số khơng khí ngồi trời P = 745 mmHg; t0 = 20 0C; φ0 = 85% Nhiên liệu Diesel có thành phần cơng thức tính theo % sau: C = 85,2; O = O,5; W = 2,0; A = 0,1; tn.liệu = 20 0C Quan hệ L/D = 3,5 Độ điền đầy β = 33% Số vòng quay thùng sấy n = 10 vòng/phút Thời gian sấy τ = 20p Ta tính tốn ví dụ theo thứ tự sau đây: Tính tốn kích thước thùng sấy: Theo cơng thức tính thể tích thùng sấy bằng: Ta chọn tỷ số chiều dài đường kính đầu cho L/D = 3,5 Do đường kính D thùng sấy tích tính theo cơng thức: Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 28 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh V 6,34 m3 Do đó: Ta chọn: Chiều dài thùng sấy bằng: L = 3,5D = 3,5 × 1,5 = 4.7 m Có thể tính làm tròn L = m Tính nhiệt trị nhiên liệu: Nhiệt trị nhiên liệu tính theo công thức Mendeleev sau: Nhiệt trị cao nhiên liệu: Qc = 81C + 300H – 26(O-S) Q c =81.85,2 + 300.11,5 Qc = 10350 kcal/kg Nhiệt trị thấp nhiên liệu Qt = Qc – 600Gn = 10350 - 600.1,05 = 9720 kcal/kg nhiên liệu Ở Gn lượng nước có nhiên liệu (W) lượng nước phản ứng cháy hydro sinh ra: Gn = = 1,05 kg/kg nhiên liệu Thay thành phần công tác nhiên liệu cho ta Gn = 1,05 kg/kg nhiên liệu Qc = 10350 kcal/kg nhiên liệu Qt = 9720 kcal/kg nhiên liệu Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy: Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 29 GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Lượng khơng khí cần thiết cho trình sấy bằng: L0 = 0,115C + 0,345H – 0,043(O – S) = 0,115.85,2 + 0,345.11,5 + 0.043(0,5 – 0,5) Thay giá trị thành phần công tác nhiên liệu ta được: L0 = 9,798 + 3,967 = 13,765 KG/KG NHIÊN LIỆU Nhiệt độ tác nhân vào buồng sấy: Như biết, nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng sấy chon theo yêu cầu công nghệ loại vật liệu sấy tính tốn theo chế độ sấy Đối với thiết bị sấy hạt, nhiệt độ tính theo phương pháp sau: Từ tốc độ quay thùng sấy cho n = 10 vòng/phút giả thiết lớp hạt đưa vào thùng sấy tiếp xúc trực tiếp với tác nhân khoảng ¼ vòng quay thùng trước bị xáo trộn, thời gian tiếp xúc trực tiếp tác nhân với lớp hạt bằng: 15 s Ta giả thiết thêm tốc độ tác nhân thùng sấy thỏa mãn điều kiện: 0,8< v < 10 m/s Với điều kiện theo biểu đồ ta xác đinh sơ hệ số truyền nhiệt kg nhiên liệu αB = 80 kcal/kg.h.oK Gía trị = 1,5 s αg = 80 kcal/kg.h.0K Cũng từ biểu đồ ta có độ chênh lệch nhiệt độ ∆t = 60 o Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình tính theo cơng thức: ∆t = Ở ∆’t ∆”t độ chênh lệch nhiệt độ tác nhân vật liệu đầu vào đầu thùng sấy Ta chọn độ chênh lệch nhiệt độ khỏi thùng sấy ∆”t = 100C Do độ chênh lệch nhiệt độ tác nhân vật liệu vào buồng sấy là: ∆t = = 600C Giari gần phương trình phương pháp lặp ta tìm ∆’t = 1850C Do nhiệt độ vào tác nhân là: Tk1 = θ1 + ∆’t = 20 + 185 = 205 oC Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 30 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Hệ số khơng khí thừa: Hệ số khơng khí thừa dung cho buồng đốt buồng hòa trộn xác định theo cơng thức (5.14): α= Trong đó:Qc = 10350 kcal/kg; ηT – hiệu suất buồng đốt, chọn 0,9 Nhiệt dung riêng khói Ckh = Ct = 0,24 kcal/kg.độ ia – entanpi nước hỗn hợp khói xác định theo biểu thức: i0 = 2500 + 1,842t0 = 2500 + 1,842.20 = 2537 kJ/kg ia = 2500 + 1,842t.205 = 2877,6 kJ/kg Từ điểm A (φ0, t0) ta tìm đồ thị I-d giá trị d0 = 12,5 g/kg KK i0 = 12,4 kcal/kg KK Thay đại lượng biết ta được: α = 13,739 α= α = 13,63 Entanpi lượng chứa ẩm hỗn hợp khói: Để tính entanpi lượng chứa ẩm khói lò trước hết ta tính lượng khói khơ L K, theo cơng thức ta có: LK = α.L0 + – LK = 13,739.13,765 + – LK = 189,117 + – 1,056 = 189,061 kg/kg nhiên liệu Sử dụng công thức ta tìm lượng chứa ẩm entanpi khói lò trước vào thùng sấy d1 = Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 31 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh d1 = d1 = 5,289(1,055 + 2,364) = 18,08 g/kg KK Và I1 = I1 = I1 = 62 kcal/kg KK Nhiệt độ vật liệu khỏi thùng sấy tính theo cơng thức: θ2 = + 20 – 10.lgτ Ở w = = 17 ;CV = 0,37 kcal/kg.0C thời gian sấy τ = 20 phút θ2 = + 20 – 10.lg20 = 56,4 0C Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thùng sấy t: Nhiệt độ ta biết thường lớn nhiệt độ vật liệu sấy 10 0C, nghĩa là: t2 = θ2 + 10 = 56,4 + 10 = 66,4 0C Lượng ẩm cần bốc hơi: Theo cơng thức ta có: W = G2 = 5000 = 459,8 kg/h Mà ta có thời gian sấy t = 20 phút → Lượng ẩm cần bốc 459,8 : = 153,2 kg ẩm 10 Tổn thất nhiệt mơi trường: Để tính tổn thất ta xác định trước hết diện tích xung quanh thùng sấy: F = Strụ + 2.Sđáy F = π.DL + F = π.1,35.5 + = 24 m2 Hệ số truyền nhiệt K xác định công thức: Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 32 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh K= Ở α1 α2 hệ số cấp nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy tới thành thiệt bị sấy từ thiết bị sấy tới môi trường Để đơn giản cho ví dụ này, ta giả thiết vận tốc tác nhân thùng gió ngồi thùng v = m/s, α2 α2tínhtheo cơng thức kinh nghiệm sau: Nếu lấy v = m/s thì: α1 = α2 = + 3,4v = + 3,41 = 8,4 kcal/m2.độ Thép làm thùng sấy ta chọn chiều dài δ = 0,003 có λ = 50 kcal/m2.độ Do đó: K = = 4,2 kcal/m2.độ Nhiệt lượng tổn thất môi trường tính theo cơng thức: Q5 = K.F.∆t Ở đây: ∆t = ∆’t = 205 – 20 – 185 t = 65 – 55 = 10 Do đó: ∆t = = 96,4 Thay giá trị K,F ∆t ta được: Q5 = 4,4 24 96,4 = 9717 kcal Tổn thất mơi trường tính cho kg ẩm cần bốc là: q5 == 21,1 kcal/kg ẩm 11 Tổn thất vật liệu mang Tổn thất biết tính theo cơng thức: Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 33 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Qv = G2.Cv(θ1 – θ2) Ở đây: Cv = = 0,47 kcal/kg.độ Do đó: Qv = 5000 0,47(55-20) = 82250 kcal Và: qv = = = 178,8 kcal/kg ẩm 12 Xác định lượng nhiệt cần thiết q1 lượng tác nhân sấy thực tế: Có thể xác định lượng tác nhân sấy cần thiết điều kiện trình sấy thức tế theo hai cách: cách giải tích cách giải đồ thị Trong cách giải tích ta tính lượng khí – khói để bốc kg ẩm theo biểu thức: l= Ở q1 nhiệt lượng cần thiết để bốc kg ẩm, biết: q1 = 595 + 0,47t2 – Cn.θ1 kcal/kg ẩm (hoặc q1 = i2 – Ca.tvl Kj/kg ẩm) Thay giá trị t2 = 65 ; θ1 = 20 0C ta được: q1 = 606 kcal/kg ẩm Do đó: l= l = 227,2 kg/kg ẩm ≈ 72 kg/kg ẩm Lượng tác nhân cần thiết điều kiện thức tế tính cho W(kg) ẩm bằng: L = W l =459,8 27 = 12414,6 kg/h Để xác định lượng khí – khói cần tiết điều kiện thực tế đồ thị ta tính: ∆ = Cn.θ1 – (qv + q5) = 20 – (178,8 + 21,1) = -179,9 kcal/kg ẩm Từ giá trị ∆ ta xây dựng trình sấy thực tế đồ thị I-d tính lượng chứa ẩm d2 = 55 g/kg KK Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 34 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Theo công thức lượng khí-khói khơ cần thiết để bốc kg ẩm bằng: l0 = = = 27 kg/h Ta nhận thấy kết giải tích kết tìm đồ thị xấp xỉ Thực vậy, lượng tác nhân sấy có lượng chứa ẩm trung bình dtb = = = 36,5 g/kg Có thể tính theo cơng thức: l = (1 + 0,001.dtb).l0 Hay: l = 28 kg/kg ẩm Như biết giá trị L sở để tính tốn chọn quạt cho hệ thống sấy Bây ta thử kiểm tra tốc độ tác nhân sấy mà ta giả thiết nằm vòng 0,5 ÷10 m/s, cụ thể ta lấy v = m/s Tốc độ tác nhân chuyển động bề mặt vật liệu tính theo công thức: V = = = 0,53 m/s Vậy tính tốn hợp lí 13 Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang q2: q2 = l.Cdo(t2 – t0) = 28.1,0269(65 – 20) ≈ 1294 kJ/kg ẩm ≈ 310 kcal/kg ẩm Trong đó: Cdo nhiệt dung riêng khơng khí ẩm d0 14 Tổng nhiệt lượng có tích tổn thất: q = q + q + qv + q q = 606 + 301 + 178,8 + 21,1 = 1106,9 kcal/kg ẩm 15 Nhiệt lượng tiêu hao cho trình sấy: Theo cơng thức ta có: q = l(I1 – I0) = 27(62 – 12,4) = 1339 kcal/kg ẩm lượng tiêu hao cho trình sấy là: Q = q.W = 459,8 1339 = 615672,2 kcal Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 35 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh 16 Nhiên liệu tiêu hao: Với nhiên liệu cho trình sấy cần lượng nhiên liệu là: B = = = 59,5 kg/h 17 Tính trở lực hệ thống chọn quạt: Trở lực lớp hạt tính theo công thức: ∆P1 = mm cột nước Ở hệ số thủy động a = + 5,85 Với tốc độ v1 = m/s; = 20.10-6 m2/s d kích thước lớn hạt, d = 0,008 m; khối lượng riêng tác nhân sấy k = 1,04 kg/m3; l = m chiều dài thùng Ta có: Re = = = 400 Do đó: a = + 5,85 = 12,075 Hệ số C1= ; ξ = Khối lượng riêng dẫn xuất M khối hạt tính theo cơng thức: M = = = 83,3 Do đó: ξ = ≈ 0,89 Vì vậy: C1 = = 0,14 Do áp lực lớp hạt bằng: ∆P1 = = 56 mm H2O Trở lực cyclone lấy theo kinh nghiệm 20 mmH2O Trở lực buồng đốt mmH2O Trở lực cục tổn thất phụ lấy thêm 5% Vậy tổng trở lực bằng: ∆P = 1,05(56 + 20 + 5) = 85 mmH2O Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 36 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Giảm áp động học cửa vào quạt bằng: ∆Pđ = = = 21 mm cột nước Tổng cột áp mà quạt cần khắc phục là: H = ∆P + ∆Pđ = 85 + 21 = 106 mmH2O Theo suất quạt (864 m3/h) tốc độ khí trước vào quạt (20 m/s) tổng cột áp (106 mmH2O) theo biểu đồ chọn quạt, ta chọn quạt N0 = 5, ta có: H = 100 mmH2O A = 400 Số vòng quay quạt: n = = 800 vòng/phút PHẦN 3: KẾT LUẬN Trong đồ án em làm lần này, em giới thiệu cách tổng quan sấy, số công nghệ thiết bị sấy phổ biến tiêu biểu Em chọn thiết bị sấy phù hợp với sản phẩm tính tốn số thơng số thiết bị sấy thùng quay lựa chọn để sấy sản phẩm thóc đạt yêu cầu đặt Tuy nhiên lượng kiến thức em hạn hẹp tài liệu tham khảo tìm chưa phong phú, em chưa thiết kế hết thơng số chi tiết cho thiết bị Ngồi ra, phần tính tốn xử lí số liệu thiếu xót, chưa thật xác Cần tham khảo thêm nhiều tài liệu trước làm thiết kế thiết bị, cần thận trọng xử lí số liệu kĩ trước làm tính tốn Ngồi ra, em cần tìm hiểu thêm kiến thức tiếp thu kĩ kiến thức từ thầy cô suốt trình giảng dạy để hiểu kĩ vấn đề mơn học đề cập Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 37 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Do lần đầu làm đồ án “Q trình thiết bị” nên nhiều thiếu xót, mong thầy góp ý để làm em hoàn thiện cho em biết thêm nhiều kiến thức môn quan trọng Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình trình thiết bị công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm ( PGS.TS Tôn Thất Minh chủ biên) PGS – TSKH Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB giáo dục, 2002 PGS – TS Hoàng Văn Chước Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB KH – KT, 2006 Nguyễn Đức Lợi HD Thiết kế hệ thống ĐHKK , NXB KH – KT, 2005 Thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam – Viện dinh dưỡng – Bộ y tế NXB Đại học Y Hà Nội, 2005 Nguyễn Văn May, Kĩ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB KHKT, 2002 Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 38 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy vật liệu, NXB ĐHQG TPHCM, 2001 Phan Văn Thơm, Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, Viện đào tạo mở rộng, 1992 Cao Văn Hùng, Nguyễn Hải Dương, Sấy bảo quản thóc, ngơ giống gia đình, NXB Nơng nghiệp, 2001 Sinh viên: Lê Thị Thu Hương L ớp:CNTP-K59 Page 39 ... dùng thiết bị sấy tháp sấy thùng quay Ở đồ án môn học này, em chọn thiết bị sấy thùng quay, thiết bị chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch Trong thiết. .. thước thiết bị sấy (buồng sấy hay hầm sấy) xác định qua việc chọn thiết bị chuyển tải số kg vật liệu sấy chứa đó, chẳng hạn xe gòong Trong hệ thống sấy thùng quay, thiết bị sấy thùng sấy hình trụ... mà học Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy qua lớp hạt nằm cánh mặt thùng sấy mà qua dòng hạt rơi từ đỉnh thùng cánh từ xuống Do đó, trở lực tác nhân sấy thùng sấy có đặc thù riêng Mỗi