Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô

Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô Thiết kế và tính toán thiết bị máy sấy tháp ngô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Viện Công nghệ Sinh Học và Công nghệ Thực Phẩm

*******************

ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY SẤY THÁP NGÔ NĂNG SUẤT

SẢN PHẨM 1500KG/H

Giảng viên hướng dẫn: T.S Phạm Ngọc Hưng

Lớp : Kỹ thuật thực phẩm 02 – K61

MSSV : 20162361

2.2.2 Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu 272.2.3 Thông số khói sau buồng đốt( trước buồng hòa trộn) 272.2.4 Thông số của khói lò sau buồng đốt (trước buồng hòa trộn) 28

2.2.5 Thông số của khói lò sau các quá trình hòa trộn 28

bày trong phần báo cáo dưới đây.

Đây là lần đầu tiên làm một đề tài về thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành

vì vậy trong lúc làm bài có thể có sai sót do kiến thức và tài liệu tham khảo có hạn nên em mongcác thầy có thể góp ý để em có thể rút kinh nghiệm và hoàn thiện tốt hơn cho những thiết kế saunày

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của T.S Phạm Ngọc Hưng

+ Cấp nhiệt để làm bay hơi cho vật thể

+ Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường

Có nhiều cách gia nhiệt vật thể và tương ứng với chúng có nhiều phương pháp sấy khácnhau

Đối tượng của quá trình sấy là các vật chứa ẩm, là những vật chứa một lượng chất lỏng

nhất định Chất lỏng trong vật ẩm thường là nước một số ít vật ẩm khác chứa chất lỏng làdung môi hữu cơ

Mục đích: Tăng năng suất cao, chi phí vận chuyển giảm, vốn đầu tư thấp nhưng giữ

được những đặc tính tốt đặc trưng của sản phẩm: độ dẻo, giòn, dai, màu sắc, hương vị và

độ bóng sáng của sản phẩm, không nứt nẻ, cong vênh và tăng khả năng bảo quản

1.1.2 Các phương pháp sấy

Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức:

● Sấy tự nhiên : là phương pháp sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên như năng lượngmặt trời, năng lượng gió,… để làm bay hơi nước Phương pháp này đơn giản, không tốnnăng lượng, rẻ tiền tuy nhiên không điều chỉnh được tốc độ sấy theo yêu cầu kỹ thuật nênnăng suất thấp, phụ thuộc vào thời tiết, cần diện tích bề mặt lớn, điều kiện vệ sinh kém,

… Do đó phương pháp này được áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ lẻ, hộ gia đình

� Ưu điểm:

- Đơn giản đầu tư ít vốn

- Bề mặt trao đổi nhiệt lớn, dòng nhiệt bức xạ từ mặt trời tới vật có mật độ lớn( tới 1000W/m2

� Nhược điểm:

- Khó thực hiện cơ giới hóa, chi phí lao động nhiều

- Nhiệt độ thấp nên cường độ sấy không cao

- Sản phẩm dễ bị ô nhiễm do bụi và sinh vật, vi sinh vật

- Chiếm mặt bằng sản xuất lớn

- Nhiều sản phẩm nếu sấy tự nhiên chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu( ví dụ sấy chè)

● Sấy nhân tạo : là phương pháp sấy được sử dụng các nguồn năng lượng do con ngườitọa ra, thường được tiến hành trong các thiết bị sấy, cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy

có thể chia ra làm các dạng :

Việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu ( tự nhiên haycưỡng bức ) Trường hợp này môi chất làm nhiệm vụ cấp nhiệt

Trong phương pháp này, việc gia nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng trao đổi nhiệt bức xạ.Người ta dùng đèn hồng ngoại hay các bề mặt rắn có nhiệt độ cao hơn để bức xạ nhiệt tớivật ẩm

Việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực hiện bằng dẫn nhiệt do vật sấy tiếp xúc với bề mặt cónhiệt độ cao hơn

Người ta để vật ẩm trong điện trường tần số cao Vật ẩm sẽ được nóng lên Trong trườnghợp này mỗi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt

Là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm

tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi trừ trạng thái rắn thành hơi mà không qua trạngthái lỏng

Kết luận: Từ đề bài và điều kiện, chọn phương pháp sấy đối lưu.

1.1.3 Tác nhân sấy

Là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật sấy.

Nhiệm vụ:

- Gia nhiệt cho vật sấy

- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vào môi trường

- Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

❖ Các loại tác nhân sấy

- Cần trang bị thêm bộ phận gia nhiệt không khí( calorife khí-hơi hay khí-khói)

- Nhiệt độ không khí để sấy không thể quá cao( thường <5000o

C) Vì nếu nhiệt độ caohơn làm ảnh hưởng lớn đến thiết bị nên phải sử dụng các vật liệu như thép hợp kim haygốm sứ chi phí cao

→ chỉ dùng cho các vật liệu không sợ bị ô nhiễm như gỗ, đồ gốm, một số loại hạt có vỏ

- Dùng khi cần có độ ẩm tương đối cao

- Hơi quá nhiệt dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và sản phẩm sấy

là chất dễ cháy nổ

Kết luận: Từ đề bài và điều kiện chọn khói lò

- Áp suất sử dụng thấp hơn khi dùng hơi

- Lò nước nóng có cấu tạo đơn giản hơn, giá thàn rẻ hơn

- Nhiệt dung riêng của nước lớn nên thiết bị gọn gàng

- Nhiệt độ có thể tăng lên vài trăm độ ở áp suất khí quyển

- Không có hiện tượn đóng cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt

- Lò gia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi

Nhược điểm:

- Nhiệt dung riêng bé hơn nước nên lưu lượng lớn hơn so với nước khi cùng công suất

- Giá thành đắt hơn nước

Ưu điểm:

Nhược điểm:

- Calorife khí-khói làm việc ở nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt

- Khói lò có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so vớidùng hơi nước hay chất lỏng

- Giá thành nhiên liệu cao

Kết luận: Từ đề bài và điều kiện, chọn khói lò

1.1.5 Nguồn nhiên liệu

Mục đích: để gia nhiệt cho không khí

Kết luận: Chọn nguồn nhiên liệu than,củi

1.2 Thiết bị sấy

1.2.1 Thiết bị sấy đối lưu

Sử dụng phương pháp truyền nhiệt đối lưu:

- Tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp năng lượng cho vật liệu sấy

và mang ẩm thoát ra từ vật liệu sấy vào môi trường Thường sử dụng không khí sấy hoặckhói lò

1.2.2 Thiết bị sấy buồng

- Thường dùng để sấy các vật liệu dạng cục, hạt với năng suất không lớn lắm

- Làm việc theo chu kỳ

- Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp, giữa có cách nhiệt hoặc đơn giản xâybằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không

- Dung lượng: Từ mấy dm3

→ mấy m3, nhỏ

- Tác nhân sấy: Thường là không khí nóng hoặc khói lò ( không khí được đốt nóngnhờ calorife điện hoặc calorefe khí-khói Calorife được đặt dưới các thiết bị đỡ vật liệuhoặc 2 bên sườn buồng sấy )

- Cấu tạo đơn giản dễ vận hành không yêu cầu mặt bằng lớn nhưng năng suất khôngcao, khó cơ giới hóa, vốn đầu tư không đáng kể, do đó thiết bị buồng sấy thích hợp vớicác xí nghiệp bé, lao động thủ công là chính, chưa có điều kiện kinh phí để xây dựng cácthiết bị sấy khác có năng suất cao, dễ cơ giới hóa

1.2.3 Thiết bị sấy hầm

- Sấy vật liệu dạng cục, hạt, với năng suất cao và dễ dàng cơ giới hóa

- Khác với buồng sấy từng mẻ, với thiết bị sấy hầm vật liệu sấy được đưa vào và lấy ragần như liên tục

- Hầm sấy thường dài từ 10-15m hoặc lớn hơn, xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặckhông

- Thiết bị chuyền tải thường là xe goong hoặc băng tải

- Tác nhân sấy: Chủ yếu là không khí nóng

- Calorife dùng để gia nhiệt cho không khí thường là calorife khí-hơi hoặc khí-khóitùy thuộc vào nguồn nguyên liệu là hơi nước hay khói lò, thường được bố trí trên nóchầm sấy Có 2 cách đưa tác nhân sấy hầm từ trên xuống hoặc đưa vào từ 2 bên

1.2.4 Thiết bị sấy thùng quay

- Thiết bị sấy thùng quay cũng là thiết bị sấy chuyên dùng để sấy các vật liệu dạng hạthoặc bột nhão, cục nhưng có thể có độ ẩm ban đầu lớn, và khó tự dịch chuyển nếu dùngthết bị sấy tháp

- Phần chính của thiết bị sấy thùng quay là một trụ tròn đặt nằm nghiêng một góc vớimặt phẳng.

- Độ điền đầy của vật liệu sấy trong thùng tùy theo cấu tạo và vật liệu sấy Có thể đạttrong khoảng

- Tác nhân sấy chủ yếu của thiết bị sấy thùng quay thường là không khí nóng hoặckhói lò Nó có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều với vật liệu sấy

- Tốc đọ tác nhân sấy trong thiết bị thường không nên vượt quá 2-3mm/seek

- Thiết bị thùng quay không nên làm việc ở áp suất dương

1.2.5 Thiết bị sấy khí động

- Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt bé, nhẹ, xốp như than, cám, cỏ, hoặc raubăm nhỏ, các tinh thể,…

- Tác nhân sấy chủ yếu là không khí nóng hoặc khói lò

- Phần chính là một ống thẳng, vật liệu sấy được không khí nóng hoặc khói lò cuốn từdưới lên trên và dọc theo ống

- Tốc độ tác nhân phụ thuộc vào chủng loại vật liệu sấy, kích thước, khối lượng riêngcủa hạt, có thể đạt tới 10-40mm/seek

- Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng lớn, nhất là điện dùng cho quạt, điều kiện vệ sinhcông nghiệp khó thực hiện tốt và có khả năng gây nguy hiểm nếu vật liệu có thể gây cháyhoặc nổ

1.2.6 Thiết bị sấy tầng sôi

Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt cục

Ưu điểm:

- Cường độ sấy lớn có thể đạt hàng trăm kg ẩm/m3

- Dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ sấy và vật liệu sấy khá đồng đều

Nhược điểm:

- Tiêu tốn năng lượng khá lớn để tạo áp lực đáng kể để duy trì trạng thái ‘sôi’ của vậtliệu

- Cấu tạo phức tạp

1.2.7 Thiết bị sấy phun

- Chuyên dùng để sấy các dịch thể Dùng để sấy các sản phẩm dạng bột hòa tan nhưsữa bò, sữa đậu nành, bột trứng, cafe tan…

- Bộ phận cơ bản của thiết bị sấy phun là buồng sấy, là một tháp hình trụ

- Dịch thể được nén bởi một bơm cao áp đưa vào qua vòi phun cùng với tác nhân tạothành sương mù và quá trình sấy được thực hiện

1.2.8 Thiết bị sấy tháp

Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm:

- Hệ thống máy sấy gồm calorife hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn vớikhông khí tươi, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác.

- Tháp sấy là một không gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với chiềurộng và chiều dài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn và thải tác nhân xen

kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy (đặc điểm này khác với các thiết bị sấy buồng vàhầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồn lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trìnhtrao đổi nhiệt sấy và nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải ra ngoài Vật liệu sấy chuyểnđộng từ trên xuống dưới từ tính tự chảy do trọng lượng bản thân của chúng Tháp sấynhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiềuvừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trêncác bề mặt đó Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2thành phần: thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫnnhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó

- Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất theochuyển động thẳng đứng hoặc dzích dzắc trong tháp sấy Để tăng năng suất thiết bị ngoàiphương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độ đáng kể người ta còn tìmcách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ này có thể từ 0.2 ÷ 0.3m/sđến 0.6 ÷ 0.7 m/s hoặc lớn hơn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống góp kênh thảitheo kinh nghiệm không nên vượt quá 6m/s để tránh hạt bị cuốn theo tác nhân đi vào hệthống thải ẩm (đọng lại trong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải…)

- Các loại máy sấy tháp phổ biến:

∙ Máy sấy tháp tam giác

∙ Máy sấy tháp tròn

∙ Máy sấy tháp hình thoi.

- Là thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như ngô, ngô, đậu, …

- Đặc điểm khác với sấy buồng và sấy hầm là các kênh thông gió nóng và các kênhthải ẩm được bố trí xen kẽ ngay trong lớp vật liệu sấy Tác nhân sấy từ kênh gió nóngluồn lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình sấy rồi nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải

ra ngoài

🡪 Trong thiết bị sấy tháp nhiệt lượng vật liệu sấy gồm có hai thành phần:

- Thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối hạt

- Thành phần dẫn nhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vậtliệu nằm trên đó

- Hệ số truyền nhiệt giữa tác nhân và lớp hạt có thể xác định bằng công thức thựcnghiệm của V.W

Khi Re=20-200 thì Nu=0,106Re

Khi Re>200 thì Nu=0,610Re0.67

Kết cấu và cách bố trí các kênh dẫn và kênh thải ẩm có một ý nghĩa đặc biệt đến sự dịchchuyển cuả lớp hạt và độ sấy đồng đều của sản phẩm Nói cách khác, nó góp phần tăngnăng suất thiết bị và nâng cao chất lượng sản phẩm

Kết luận: Từ đề bài và điều kiện ta chọn thiết bị sấy tháp.

1.3 Động học quá trình sấy

1.3.1 Đặc điểm diễn biến quá trình sấy

Quá trình xảy ra 3 giai đoạn:

- Giái đoạn làm nóng vật

- Giai đoạn sấy tốc độ không đổi

- Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

❖ Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóngcho đến khi nhiệt độ đạt đến bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt ( t ư) Trong quá trình này, toàn bộvật sấy được gia nhiệt Ẩm lỏng trong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt

độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí buồng sấy( t ư) Dođược làm nóng nên nhiệt độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ củavật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho đến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tuy vậy sựtăng nhiệt độ xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật Vùng trong vật đạttới t ưchậm hơn Đối với những vật dễ sấy thì giai đoạn làm nóng vật xẩy ra rất nhanh

❖ Giai đoạn tốc độ sấy không đổi.

Kết thúc giai đoạn nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tiếp tục cungcấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượngcung cấp chỉ để làm hóa hơi nước Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật,ẩm lỏngbên trong vật sẽ truyền ra ngài bề mặt vật để hóa hơi Do nhiệt độ không khí nóng khôngđổi, nhiệt độ vật không đổi, nên chênh lệch nhiệt độ vật và môi trường cũng không đổi

Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũng không thay đổi Điều này sẽ làm cho tốc độ giảm

độ chứa ẩm của vật theo thời gian(∂u

∂ τ ¿ không đổi, cũng có nghĩa là tốc độ sấy không đổi:

∂u

∂ τ =const

Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian làtuyến tính Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do Khi độ ẩm của vật đạt đếntrị số giới hạn Uk=Ucbmax thì giai đoạn có tốc độ sấy không đổi kết thúc.Đồng thời cũngchấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyến sang giai đoạn tốc độ sấy giảm

❖ Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại trong vật

là ẩm liên kết Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do và càng tăng

lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ ( liên kết càng chặt) Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giaiđoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy trong giai đoạnnày nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm củavật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật giảm đến bằng độ ẩm cânbằng ứng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy (u cb , ω cb ) thì quá trìnhthoát ẩm của vật ngừng lại có nghĩa là tốc độ sấy bằng không(∂ u

∂ τ=0) Trong khi giaiđoạn sấy tốc độ giảm nhiệt độ sấy tăng lên lớn hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt Nhiệt độ ở cáclớp bên ngoài mặt tăng nhanh hơn còn càng sâu vào bên trong vật nhiệt độ tăng chậm do

đó hình thành gradient nhiệt độ trong vật sấy Khi độ ẩm của vật đã đến độ ẩm cân bằngthì lúc này giữa vật sấy và môi trường có sự cân bằng nhiệt và ẩm Ở cuối quá trình sấy

do tốc độ sấy nhỏ nên thời gian sấy kéo dài Người ta sấy đến độ ẩm cuối u2(ω2 ) lớn hơn

độ ẩm cân bằng

1.3.2 Các quy luật cơ bản của quá trình sấy

Đường cong sấy: Đường cong sấy biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của vật sấy theothời gian sấy gọi là đường cong sấy: w= f(τ¿ Đồ thị hàm f(τ¿ phụ thuộc nhiều vào cácyếu tố như dạng liên kết giữa nước và vật sấy,hình sáng, kích thước và dặc tính sâu,phương pháp, chế độ sấy, tuy nhiên chúng đều có dạng chung như hình minh họa ở hình1

Đường cong tốc độ sấy:đường cong tốc độ sấy biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ sấy vàhàm ẩm của vật sấy, thu được bằng cách đạo hàm đường cong sấy theo thời gian: dw/dτ=f(w) Hình 2 minh họa 1 dạng đường cong tốc độ sấy Trong giai đoạn sấy thứ nhất, tốc

độ sấy không đổi nên đồ thị hàm f(w) là đoạn thằng AB song song với trục hoành Đoạnbiểu diễn thứ 2 của quá trình sấy có hình dạng phức tạp, phụ thuộc vào cấu trúc vật liệusấy và dạng liên kết giữa ẩm với vật chất khô trong vật sấy

1.4 Giới thiệu về nguyên liệu ngô

Ngô (bắp) vừa là cây lương thực vừa là cây thức ăn gia súc rất quan trọng, đứng

hang thứ 3 trên thế giới Ở nước ta, cây ngô xuất hiện từ lâu, ngô được trồng ở cả đồng bằng, trung du và miền núi

Việt Nam đứng thứ 24 thế giới về sản xuất ngô Theo Trung tâm Tin học thống kê(Bộ NN&PTNT), năm 2016, diện tích ngô của Việt Nam đạt hơn 1,15 triệu ha (chiếm0,65% diện tích ngô toàn thế giới; 1,94% diện tích ngô châu Á; 11,6% diện tích ngô khuvực Đông Nam Á), và Việt Nam đứng thứ 24/166 nước trồng ngô trên thế giới

Theo Cục Trồng trọt, hiện nay, tỷ lệ sử dụng giống ngô lai trong sản xuất đạt gầnnhư tuyệt đối (100% diện tích gieo trồng) Tổng số giống ngô lai có mặt trong sản xuấtkhoảng trên dưới 50 giống do các công ty trong và ngoài nước cung cấp Hàng năm, tổnglượng hạt giống ngô cung cấp cho sản xuất khoảng trên dưới 20.000 tấn (bao gồm cảgiống sản xuất trong nước và giống nhập khẩu)

Tình hình sản xuất ngô năm 2017

tỉnh miền Bắc giảm do mưa nhiều gây ngập úng, người dân không xuống giống được.Các tỉnh có diện tích ngô giảm nhiều là Sơn La giảm 14,3 nghìn ha; Đắk Lắk giảm 12,1nghìn ha; Đồng Nai giảm 5,3 nghìn ha; Gia Lai giảm 4,6 nghìn ha; Nghệ An giảm 2,4nghìn ha; Thanh Hóa giảm 2,7 nghìn ha,

Cấu tạo và thành phần hóa học của ngô

Cơ quan sinh dưỡng của ngô: rễ, thân, lá làm nhiệm vụ duy trì đời sống của

cây bắp Phôi và hạt là khởi thủy của cây mầm

Cơ quan sinh sản đực ( bông cờ) và cái (mầm bắp) khác biệt nhau nhưng nằm trên cùng 1 cây Ngô giao phấn chéo nhờ gió và côn trùng.

Khi thu hoạch, con người sử dụng hạt ngô làm thực phẩm Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aleron, phôi và nội nhũ

Cấu tạo:

● Vở hạt ( chiếm 6-9% khối lượng hạt ngô) : là 1 màng nhẵn bao bọc xung quanh hạt

có màu trắng, màu tím hoặc vàng tùy thuộc vào giống

● Lớp aleron ( 6-8% khối lượng hạt ngô) : nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ vàphôi

● Nội nhũ ( 70-85% khối lượng hạt ngô): là bộ phận chính chứa đầy các chất dinhdưỡng đẻ nuôi phôi Nội hũ chứa tinh bột Tinh bột nội nhũ gồm 3 loại: bột, sừng

và pha lê Đặc điểm và màu sắc nội nhũ là căn cứ để phân loại ngô

● Phôi (8- 15% khối lượng hạt ngô) : bao gồm lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm vàchồi mầm Phôi ngô chiếm gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh phôi có lớp tế bào xốpgiúp cho vận chuyển nước vào phôi và ngược lại thuận lợi

Tính tan rời: là đặc tính khi đổ ngô từ trên độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang,

ngô tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón Góc tạo thành bởi đường sinhvới mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiêncủa khối hạt Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt nên còn gọi

là góc ma sát trong, kí hiệu (φ1) Dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ chất lượng và

sự thay đổi chất lượng ngô trong quá trình sấy và bảo quản Đối với ngô, góc nghỉ khoảng

từ 32-40o

Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khihạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng trượt gọi làgóc trượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu (φ2) Trường hợp không phải là một hạt mà là mộtkhối hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên

Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả năngdịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn

Độ rời của khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố nhưkích thước, hình dạng hạt và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại tạpchất trong khối hạt Đối với góc trượt còn thêm một yếu tố quan trọng nữa là loại vật liệu

và trạng thái bề mặt vật liệu trượt Bề mặt hạt thóc xù xì thì góc nghỉ và góc trượt lớn

Độ ẩm tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiêu tạp chất rác thì độ rời càngnhỏ Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm

Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảoquản nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị nénchặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời

Tính tự phân loại: Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau (hạt chắc,

hạt lép, tạp chất…),không đồng chất (khác nhau về hình dạng, kích thước , tỉ trọng…), do

đó trong quá trình di chuyển chúng tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng gọi làtính tự phân của khối hạt Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu đến việc làm khô và

bảo quản hạt Những vùng nhiều hạt lép và tạp chất sẽ dễ bị hút ẩm Dễ bị cuốn theo tácnhân sấy trong quá trình sấy.

Độ xốp của khối hạt: độ xốp của vật liệu (ε) là thành phần thể tích bị chiếm chỗ

do khoảng không gian giữa các hạt Giá trị của độ xốp phụ thuộc vào hình dạng hạt, cách

mà chúng sắp xếp trong khối hạt (những hat nhỏ có thể lấp đầy các khoảng trống giữa cáchạt lớn) Trong quá trình sấy, khối hạt cần có độ xốp (lỗ hổng) cần thiết cho quá trìnhtruyền nhiệt với tác nhân sấy được dễ dàng

Trong đó: : mật độ khối hạt chứa trong đơn vị thể tích đó( khối lượng thể tích) : khối lượng riêng của hạt chứa trong đơn vị thể tích đó

Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiệt: quá trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt trong

khối hạt luôn tiến hành theo hai phương pháp song song đó là dẫn nhiệt và đối lưu Đạilượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của ngô là hệ số dẫn nhiệt (λ= 0.12-0.2kCal/m.h.độ)

Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm trong quá trình sấy: thường là hiện

tượng ở bề mặt Vì vậy, trong quá trình sấy luôn xảy ra nhiều giai đoạn:

sấy => ủ => sấy => ủ…

Để giúp độ ẩm trong nhân hạt có thời gian di chuyển ra bề mặt hạt, làm cho ngôđược khô đều và ít bị nứt gãy khi xay xát

Các sản phẩm từ ngô

- Hạt ngô có giá trị sử dụng rất cao

- Dùng làm thức ăn tốt cho người và gia súc mà còn là nguyên liệu cho nhiềungành công nghiệp khác nhau

- Các sản phẩm chủ yếu từ hạt ngô gồm bột ngô, tinh bột

Các yêu cầu đặc trưng của hạt sấy

Ngô sau khi sấy có thể được dùng làm lương thực hoặc để làm giống, dự trữ Vì vậy,ngô sau khi sấy cần đảm bảo được các yêu cầu:

- Hạt ngô còn nguyên vẹn

- Hạt còn giữ nguyên hình dạng, kích thước và màu sắc

- Có mùi vị đặc trưng của hạt và không có mùi vị khác(mùi tác nhân sấy)

- Hạt ngô không bị rạn nứt gãy vụn , đặc biệt là hạt làm giống thì phải đảm bảo khảnăng nảy mầm của hạt sau khi sấy

- Sau khi sấy hạt phải đảm bảo độ ẩm bảo quản nếu không sẽ là môi trường không tốtcho mối mọt phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng của hạt;

Công nghệ sấy ngô

Ngô là đối tượng cần xử lý nhiệt nhiều hơn bất cứ loại hạt ngũ cốc nào khác Sấy làmgiảm độ ẩm của ngô vừa thu hoạch đến mức an toàn (13-14%) để bảo quản và xay xát.Yêu cầu cơ bản của quá trình sấy là nâng cao tốc độ sấy, giảm thiểu thời gian sấy vànăng lượng tiêu hao mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm sấy Trong sấy ngô đối lưuthời gian sấy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các thông số chế độ sấy (nhiệt độ, độ

ẩm tương đối, tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt),phương pháp sấy (sấy liên tục và giánđoạn,sấy có đảo hạt, đảo gió, làm dịu sau sấy ) và vật liệu sấy (loại ngô, kích thước hạt,

độ chín khi thu hoạch, độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối quá trình sấy của ngô

Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

THIẾT BỊ SẤY THÁP

❖ Các dữ liệu đề bài và các thông số về ngô

● Năng suất sấy G23=1.5 tấn/h= 1500kg/h (sản phẩm)

● Độ ẩm của ngô trước và sau quá trình sấy:

ω11 =25% ω23 =13%

- Nhiên liệu là than có thành phần: C = 57%, H= 4.6%, S= 1.6%, O= 2.6%, N= 0.2%, Tr= 19%, A= 15%

Khối lượng riêng hạt vật liệu: ρr = 1,253 kg/m3

Khối lượng riêng khối hạt: ρr = 850 kg/m3

Nhiệt dung riêng của vật liệu khô:

Đường kính tương đương: dtđ = 7.5 mm.

Không khí ngoài trời có B= 745 mmHg; t0 =200

C; φ0=85%

Cường độ bốc hơi ẩm: A = 32 kg/mTa kí hiệu các đại lượng như sau:

G11 (kg/h) : Khối lượng vật liệu sấy đi vào thiết bị sấy

ω1, ω2 : Độ ẩm tương đối của vật liệu sấy ở đầu vào, ra của thiết bị sấy

W (kg/h) : Lượng ẩm bay hơi trong 1 giờ

Gk (kg/h) : Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối

Phương trình cân bằng vật chất:

Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ là:

Lượng vật liệu đưa vào là G11= W + G2 = 1500+ 240= 1740 kg

Chia bốc hơi theo các giai đoạn sau:

, 0 1

1 3

, 0 2 5

, 0 15 00

1 1

2 1 2

Lượng vật liệu ra khỏi giai đoạn 1 là G21 = G1−W1 = 1740 - 140 = 1600 kg