-Éß+Æ +üN Kß++ THUß¦¼T Sß¦ñY N+öNG Sß¦óN-phan quang minh

5/16/2018 - + + N K ++ THU ¦¼T S ¦ Y N+ NG S ¦ N-phan quang minh - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/-essa-uen-kss-thusst-sssny-noeng-ssson-phan-quang-minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SẤY

Giáo viên hướng dẫn: Trần Như Khuyên.Sinh viên thực hiện: Phan Quang Minh.

Lớp: CKBQ- K51.

HÀ NỘI - 2010



ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SẤY NÔNG SẢN

Biến đề : Sấy sắn thái lát có …lưu khí thải bằng phương pháp sấy hầm, năngsuất 0,5 tấn/h, độ ẩm vật liệu ban đầu 65%, độ ẩm vật liệu sau khi sấy 16%.

II. Nội dung thực hiện

1. Đặc điểm, tính chất cơ lý của vật liệu sấ



Sắn lát thai khô được chế biến từ sắn để sử dụng lâu dài và làm nguyên liệu chế biến nhiều món ăn: Sắn lát thái khô có thể để cả vỏ hoặc bóc vỏ, nhưng loại bócvỏ có thương phẩm cao hơn.

Sắn là loại giàu tinh bột thủy phần của sắn vào khoảng 60 – 65 %. Tinh bột củasắn dễ bị hồ hóa ở nhiệt độ 50° C. Mặt khác độ trống rỗng của sắn rất nhỏ chonên khi sấy phải xếp từng lớp mỏng tạo điều kiện cho hơi nóng tiếp xúc trêntoàn bộ bề mặt của sản phẩm. Nhiệt độ ban đầu sấy < 50° C nếu quá nhiệt độ đósắn dễ bị chín, lớp vỏ ngoài bị hồ hóa. Thời gian sau đó có thể sấy ở nhiệt độkhoảng 70 - 80° C.

Khi sấy bằng lò sấy hoặc máy sấy để sấy sắn thái lát phải chú ý điều tiết nhiệtđộ và độ ẩm cho phù hợp để đảm bảo chất lượng của thành phần .

2. Các mẫu máy sấy cùng loại đang được sử dụng phổ biến trong sản xuất.

a. Sơ đồ goòng sấy đường hầm.

Cấu tạo: 1- Buồng sấy.

2- Cửa vào.

3- Quạt .

4- Bộ phận gia nhiệt.

5- Cửa ra.

6- Xe goong.



61

5

43

2

7

Nguyên lý làm việc :

Sản phẩm sấy được chất lên xe goòng 6 và đưa vào buồng sấy 1 thông qua cửavào 2. Không khí nóng sẽ được gia nhiệt thông qua bộ phận gia nhiệt 4, và được

quạt 3 thổi vào buồng sấy. Khí nóng tiếp xúc với sản phẩm sấy chất lên xe



goong sẽ lấy ẩm ra khỏi sản phẩm. Khí thải (khí nóng có chứa hơi ẩm của sản phẩm sấy ) sẽ được lấy ra theo cửa 7.

Calorife (Bộ phận gia nhiệt) trong thiết bị sấy hầm thường là

caloripe khí – khói hoặc khí- hơi và được đặt trên nóc hầm sấy.Thường có ba cách đưa tác nhân sấy vào hầm sấy. Cách thứ nhấtđưa từ trên xuống, cách thứ hai đưa từ hai bên và cách thứ ba đưathẳng từ một đầu cảu tiết diện hầm sấy.

• Cách thứ nhất đơn giản về kết cấu và thường gặp nhất nhưng phần đầu của hầm sấy và tác nhân phân bố không đều.

• Cách thứ hai khắc phục được nhược điểm này nhưng lại tiêu

tốn thêm vật tư và vị trí hai kênh tác nhân.

• Cách thứ ba thì tác nhân phần bố đều và tốt nhất nhưng lúcđó xe goong phải lấy ra khỏi hầm sấy theo phương vuônggóc với chiều dài hầm nhờ một xe cầu đổi hướng. Cách nàychỉ ứng dụng trong những trường hợp đặc biệt. Để tiết kiệmnhiệt năng và nhiều khi còn do yêu cầu công nghệ trong thiết

bị sấy hầm ta tổ chức tái tuần hoàn. Như phần trên đã phân

tích vấn đề tái tuần hoàn phải cân nhắc và so sánh số nhiênliệu tiết kiệm được với kinh phí bỏ thêm vào.

Xe goong dịch chuyển dọc theo hầm sấy và ngược chiều chuyển động của tácnhân, có thể cơ giới hóa nhờ tời đẩy hoặc tời kéo. Ở Việt Nam tời đẩy trongthiết bị sấy chưa được quy chuẩn, khi thiết kế phải tính toán và chọn sao cho tờiđủ sức kéo hoặc đẩy và khắc phục mọi trở lực khi xo goong chuyển động.

Đối với xe goong có thể để vật liệu trên xe goong, xếp và dỡ vật liệu dễ dàng.

Vật liệu ở trên xe goong đầu tiên tiếp xúc với tác nhân sấy nên sẽ khô nhất.Đối với khí thải sau khi đưa ra khỏi buồng sấy theo cửa 7. Để tiết kiệm nănglượng và kinh tế ta sử dụng hồi lưu khí thải khi mà nhiệt độ khí thải còn cao.Thường khí thải có nhiệt độ cao và độ ẩm cao : t= 70 °C và µ=95 %. Ta có thểchỉ lấy một phần khí thải khi nhiệt độ khí thải cao và lấy khí trời vì µ=70%.

b. Sơ đồ băng tải sấy đường hầm



khí

th?i

s?n ph?m

4

56

31



Cấu tạo :

1. Cửa nạp sản phẩm.

2. Cửa thoát khí thải.

3. Băng tải

4. Quạt

5. Calorife (Bộ phận gia nhiệt)

6. Cửa tháo sản phẩm.

Nguyên lý làm việc :

Sản phẩm sấy được chất lên băng tải 3 qua cửa nạp liệu 1 và dichuyển theo các nhánh của băng tải. không khí được gia nhiệt tạicalorife 5 và được quạt 4 thổi vào buồng sấy, không khí nóng sẽthổi qua lần lượt các băng tải 3 có chứa sản phẩm sấy và lấy ẩm rakhỏi sản phẩm sấy. khí thải (không khí có chứa hơi ẩm) lấy từ sản



phẩm sẽ được đưa ra ngoài qua cửa thoát khí thải 2. Sản phẩm sấysau khi được sấy khô sẽ được tháo ra ngoài bằng cửa 6.

Băng tải có thể thiết kế dạng lưới sẽ giúp sản phẩm tiếp xúc với khí

nóng tốt hơn và quá trình sấy sẽ nhanh hơn. Qua các calorife nhiệtđộ khí nóng sẽ tăng dần. Các băng tải chuyển hướng liên tục sẽgiúp sản phẩm sấy được lật đảo, sản phẩm sấy tiếp xúc với khínóng đều và tốt hơn. Ở đây ta sấy sắn thai lát nên sản phẩm khi rơiđảo qua băng tải sẽ ít bị vỡ hoặc nát.

Khí nóng thổi qua lần lượt các băng tải trong khoảng thời gian lớn,nên khí thải thoát ra có nhiệt độ ….. lớn, tận dụng triệt để khí nóngđể sấy sản phẩm, khí thải thoát ra có nhiệt độ thấp và độ ẩm cao95% ta có thể không sử dụng phương pháp hồi lưu khí thải mà lấykhông khí ngoài môi trường hâm nóng.

Nhược điểm của loại băng tải sấy đường hầm là vật liệu sấy cấp vào và tháo rakhông liên tục. Vì ta cần một khoảng thời gian để sản phẩm sấy nguội trước khiđưa vào sử dụng hoặc bảo quản trong kho nên cần có dụng cụ để chứa sản phẩmsấy.

a, Đặc điểm của hệ thống sấy kiểu xích : có thể vận chuyển các dạng vậtliệu sấy kiểu hộp nhỏ một cách thích hợp và sấy đạt được hiệu quả caohơn.Hệ thống cũng đơn giản.

3. Đặc điểm của sấy hầm.

- Sấy hầm được sử dụng để sấy các loại sản phẩm như sắn, quả, củ.

- Sấy hầm có năng suất cao hơn các loại sấy khác, làm việc bán liên tục

và có thể cơ giới hóa.- Hầm sấy thường dài từ 10- 15m hoặc lớn hơn. Tiết diện của hầm sấy

phụ thuộc vào kích thước xe goong và khay. Ở Việt Nam hầm sấythường cao khoảng 1200-1500m và chiều ngang khoảng 1200-1300m.Hầm sấy thường được sấy bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không.

- Trần hầm sấy thường được đổ bằng bê tông nhẹ có cách nhiệt.

Trên xe goong thường bố trí 10- 15 khay với diện tích mỗi khay trên

dưới 1m2 .



- Mật độ vật liệu sấy trên khay cũng khoảng từ 2 -5 kg/ m2 .

4. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế hợp lý

a. Xe goong sấy đường hầm.

Nhiệt độ khí thải khí thải khi ra khỏi buồng sấy cao, độ ẩm cao <T=70 °C ,µ= 95% > . Vì vậy ta cần hồi lưu khí thải đưa khí thải quay lại

bộ phận gia nhiệt thêm trước khi đưa vào buồng sấy. Tuy nhiên nếuhồi lưu khí thải toàn phần tức là nếu nhiệt độ và độ ẩm khi đưa vào

buồng sấy là t° = 100° C và µ° = 5% thì sau khi hồi lưu khí thải và gianhiệt khi đưa vào buồng sấy t ° = 100° C và µ° = 30%. Như vậy saukhi hồi lưu khí thải đọ ẩm của không khí nóng sẽ không còn như lúcđầu mà tăng lên dần đến quá trình sấy lấy ẩm ra khỏi vật liệu sẽ giảm.

Kết luận: ta chỉ lấy một phần khí thải khi nhiệt độ còn cao và lấy khítrời µ= 70%.

b. Băng tải sấy đường hầm .

- Tận dụng triệt để khí nóng để sấy sản phẩm không cần phải hồi lưu

khí thải. Vật liệu sấy tiếp xúc với khí nóng đều và tốt.

- Khong làm việc liên tục được vì phải chờ sản phẩm sấy nguội làmgiảm năng suất sấy.

Lựa chọn phương án thiết kế: qua các phân tích ở trên ta lựa chọn phương án thiết kế xe goong sấy đường hầm vì phương pháp nàycó nhiều ưu điểm nổi bật hơn phương pháp băng tải sấy đườnghầm.



5. Tính toán thiết kế các bộ phận chính của máy sấy.

Một hệ thống sấy hầm gồm 3 thiết bị chính: hầm sấy, calorifer, quạt.Trong hầm sấy người ta bố trí hoặc xe goong hoặc bang tải để chứa vật

liệu sấy

Theo tài liệu [ 2] ta chọn chế độ sấy tăng cường.

Nhiệt độ môi chất đưa vào hầm là t1 = 101oC

Độ chênh nhiệt độ khô ướt C t o261 =∆ .

Nhiệt độ thiết kế ướt tương ứng tM = 750C

Độ nhiệt độ khô ướt của không khí ra khỏi hầm là C t o52 =∆ . Như vậy nhiệtđộ không khí ra khỏi hầm là t2 = tM + 5oC = 80oC.

Chế độ lưu động không khí trong hầm là chế độ tuần hoàn cưỡng bức mạnhvới tốc độ môi chất v > 2 m/s.

Nhiệt độ không khí bên ngoài ( trong phân xưởng) là to = 25oC, độ ẩm tương

đối là 85=oϕ % .

Nhiệt độ vật liệu đầu vào hầm là tv1 = 22oC



Nhiệt độ vật liệu ra khỏi hầm là tv2 = t1 - t ∆ , chonj C t o21=∆ vậy tv2 = 100 – 21 = 79oC.

a. Tính toán nhiệt cho quá trình sấy .

Chế độ nhiệt trong hầm sấy

Tính toán thiết bị sấy, thường bắt đầu tính toán buồng sấy, gồm các giaiđoạn chính sau: Tính lượng ẩm bốc hơi, thiết lập phương trình cân bằngvà xác định chi phí không khí, xác định kích thước của buồng sấy, tínhtoán nhiệt buồng sấy.

Thông số của không khí bên ngoài: nhiệt độ t° , độ ẩm µ°, hàm lượng độẩm, entanpy I° được hâm nóng khi quạt thổi vào calorife và khi ra ngoàivới các thông số t1,µ1, d1,I1 được đưa trực tiếp vào buồng sấy. Trong quátrình sấy, nhưng thông số của không khí sẽ thay đổi và có giá trị t2, µ2, d2,I2 và thoát ra khỏi buồng sấy.

Trạng thái vật liệu trước khi sấy đặc trưng bởi W1 (độ ẩm ban đầu theo% đối với khối lượng chung) và t1 (nhiệt độ) sau khi sấy là W2 và t2.



I2= 30

Kcal/KgI0= 10

KCAL/Kg

I1= 60 Kcal/kg

w1= 50%w2= 10%

Ø = 100

Ø =15

t1= 120

to= 15

t2= 70

d0= 9 g/Kg

d2= 30 g/Kg



Tính lượng bốc hơi :

Theo định luật bảo toàn chất, khối lượng vật liệu đưa vào máy sấy phải bằng vật liệu đưa ra khỏi máy sấy cộng với khối lượng ẩm bốchơi.

G1 = g2 + u

Với : g1,g2 – khối lượng vật liệu ẩm đưa vào buồng sấy và đưa ra khỏi

buồng sấy (kg/h).

U – khối lượng ẩm bốc hơi (kg/h).

Theo công thức 2.8 TL [1] trang 65

U = g1 = g2

U= 500. = 290 (kg/h)

(với g1= 0,5 (tấn /h) w1= 65%, w2 = 16%)

Chọn chế độ sấy:

Ta chọn hệ thống sấy hầm có hồi lưu khí thải và tác nhân sấy là khôngkhí nóng đi ngược chiều với vật sấy. Thông số không khí ngoài trời(theo thống kê về khí hậu ở miền Bắc Việt Nam) ta lấy t0= 250c và φ0=85% . Theo kinh nghiệm sắn thái lát có thể chịu được nhiệt độ trên

dưới 900c, vì ta sử dụng phương án sấy xe goong có hồi lưu khí thải,



nhiệt độ tác nhân sấy khi ra khỏi hầm sấy vẫn còn cao t1= 700c. Do đóta chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm sấy t0= 1000c, độ ẩm tương đốicủa tác nhân sấy khi ra khỏi hầm sấy φ1= (95 ± 5) % . Chúng ta sẽkiểm tra lại điều kiện này.

Cân bằng ẩm và chi phí không khí trong buồng sấy.

Theo công thức (2.9) TL [1] trang 65

Ta có PT cân bằng ẩm đồi với buồng sấy

+ L. = + L.

Trong đó :

– khối lượng ẩm đưa vào buồng sấy cùng với VL (kg/h)

– khối lượng ẩm tách khỏi VL (kg/h)

L. – khối lượng ẩm trong khống khí vào sấy (kg/h)

L. – khối lượng ẩm tách không khí.

Chi phí không khí trong buồng sấy

L = 1,6 (CT 2.13 TL[1] trang 66)

Trong đó :

B – áp xuất khí trời.

Tính nhiệt buồng sấy:

Để tính chi phí nhiệt trong thiết bị buồng sấy, thiết lập sự cân bằngnhiệt của buồng sấy, sự giảm cân bằng giữa nhiệt đưa vào buồng sấyvà lượng nhiệt thoát ra khỏi buồng sấy. Để đơn giản tính toán, ta coiquá trình sấy không tổn thất nhiệt và bổ sung nhiệt.

• Sấy lý thuyết:



Sấy không có tổn thất, nghĩa là nhiệt chi phí làm bốc hơi ẩm của vậtliệu và đốt nóng khí đã làm việc. ta không tính nhiệt cần làm nóng cơ cấu vận chuyển, tổn thất vào môi trường, nhiệt làm nóng vật liệu.

- Tính toán các thông số trạng thái bên ngoài.Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phânxưởng thường cao hơn nhiều so với không khí ngoài trời và thường ổnđịnh hơn so với trạng thái không khí bên ngoài trời. Trạng thái khôngkhí dùng để tính toán hệ thống sấy khác xa với trạng thái không khítính toán ngoài trời khi tính toán điều hoà không khí. Ta có thể chọnt0= 250c, φ0= 85%

soo

sooo

p p

pd

ϕ

ϕ

−= 622 ; to = 25oC ta có pso = 0,03166 bar

32,1703166,0.85,0

750

74503166,0.85,0

622 =

−

=od g/kgkkkhô

( o phoo pk o t C r d t C I .. ++=

= 25 + 0,01732(2500+1,9.25)

= 68 kJ/kgkkkhô

( ) ( )13,1

25273287

03166,0.85,0.9333,0

2730

=+

=+

−=

ok

soko

r R

p p ϕ ρ



t1 = t 2 (t1,t2 nhiệt độ trước vào sau khi sấy của vật liệu)

Nhiệt truyền vào không khí trong calorife(KT/h)

Qk = L(I1 – I0)



Qk = l(I1 – I0)

Qk = Q bh + Qyx

Nhiệt truyền vào không khí trong calorife ẩm bốc hơi từ vật liệu(Q bh) , một phần của nó không tránh khỏi mất vào không khí thoát rakhỏi buồng sấy (Qyx)

• Sấy thực:

Là sấy có tính tới tổn thất: hâm nóng vật liệu Qve , cơ cấu vận chuyểnQvc , tổn thất vào môi trường Qmt . Ngoài ra không khí còn nhận đượcnhiệt từ bề mặt đốt nóng trong buồng sấy một lượng phụ thêm.

Tổng tổn thất nhiệt :

∑ Qtt = Qve + Qvc + Qmt

Lượng nhiệt chung đưa vào buồng sấy:

Q = Qk + Qft

Tổn thất hâm nóng vật liệu ra khỏi buồng sấy:

Qve = . Cve2 . (t2 – t1)

Trong đó :

: khối lượng vật liệu ra khỏi buồng sấy tính cho 1 kg ẩm

bốc hơi có thể tính theo w1,w2.

Nhiệt dung riêng của nhiệt đã sấy:

Cve2 =



b, Xác định các kích thước cơ bản của hầm sấy

kích thước cơ bản của hầm sấy gồm chiều rộng B, chiều caoH và chiều dài L.

Tiết diện hầm B × H được xác định theo điều kiện thong gió,còn chiều dài hầm xác định theo thời gian sấy và năng suất sấy.

Tiết diện thong gió trong phần sấy của hầm phải thỏa mãnđiều kiện thong gió, tức là:

ở đây vk là tốc độ môi chất trong hầm, khi xác định thời gian sấyta đã chọn chế độ tuần hoàn cưỡng bức mạnh tức là vk > 2 m/s.

Việc chọn vk ảnh hưởng đến kích thước thiết bị và tính kinh tếcủa hệ thống. Nếu chọn vk lớn thì tiết diện hầm sẽ nhỏ và như vậy đểthỏa mãn điều kiện về thời gian sấy và năng suất sấy chiều dài hầm sẽlớn.

Phương án 1 chọn tốc độ khí trong hầm là vk = 5 m/s.Tiết diện thong gió của hầm là (phần sấy):

Chọ hệ số điền đầy tiết diện phần sấy của hầm là 1β = 0,5. Vậy ta

có:



Chiều cao hầm là:

∆Hx là chiều cao bánh xe, ∆Hx ≈ 0,25 m

Vậy:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất bản Giáo

Dục, Hà Nội 2002.

2. Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khuyên, Giáo trình kỹ thuậy sấy nông sản,

Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà nội 2007.3. Bùi Hải, Trần Thế Sơn, Kỹ Thuật Nhiệt, Nhà xuất bản khoa học và kỹ

thuật, Hà Nội 2005.

4. Tài liệu từ internet về nguyên liệu sấy và các thông số khác.

-Éß+Æ +üN Kß++ THUß¦¼T Sß¦ñY N+öNG Sß¦óN-phan quang minh

Documents

Transcript of -Éß+Æ +üN Kß++ THUß¦¼T Sß¦ñY N+öNG Sß¦óN-phan quang minh