ĐỒ án QUÁ TRÌNH và THIẾT bị đề tài TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG sấy THÓC LIÊN tục với NĂNG SUẤT 2,5 tấn sản PHẨM h

Vì vậy trong thiết bị sấy phải có biện pháp hạn chế tối đa tính tự phân loại của khối thóc để chất lượng thóc sau khi sấy được nâng cao..  Sấy nhân tạo: là phương pháp sấy sử dụng nguồn

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÓC LIÊN

TỤC VỚI NĂNG SUẤT 2,5 TẤN SẢN PHẨM/ H

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Hoàng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hương Mssv : 20180466

Lớp : KTTP 03- K63

Hà Nội, 2021

MỤC LỤCKẾT

LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM

KHẢO……… 47

LỜI MỞ ĐẦU

Lúa là một trong những cây lương thực chính, cung cấp sảnlượng gạo cho hơn 65% dân số trên thế giới, sản lượng gạothành phẩm từ cây lúa tiêu thụ cao nhất Hiện nay hơn 100 nước trên thế giới sản xuất lúa Châu Á là vùng sản xuất lúa chủ yếuchiếm 90% về sản lượng cũng như về diện tích

Việt Nam cũng là nước có nghề lúa nước từ cổ xưa, với dân sốhơn 80 triệu dân và 100% dân số sử dụng lúa là lương thựcchính, kim ngạch xuất khẩu hàng năm đạt hơn 6 triệu tấn Điều

đó cho thấy nghề sản xuất lúa nước đóng vai trò rất lớn trongnền kinh tế quốc dân Là nước xuất khẩu gạo đứng thứ ba trênThế giới, không chỉ xuất khẩu và dùng làm lương thực, thóc gạocòn là nguyên liệu của các ngành sản xuất khác như rượu, bia,bột… Sản lượng không ngừng tăng lên đặt ra những yêu cầutrong việc bảo quản, dự trữ một trong đó là sấy - phương phápđược dùng phổ biến nhất hiện nay

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nôngnghiệp, công nghệ sấy là một khâu quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch,

chế biến và bảo quản nông sản Việc sấy sẽ giúp cho sản phẩm lúa gạo có độ

ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chếbiến, đồng thời thành phẩm bảo đảm chất lượng cũng như giá trị cảm quan.Trên cơ sở những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn của thầy NguyễnNgọc Hoàng trong đồ án môn học này, em xin được trình bày về “Tính toán thiết

kế hệ thống sấy thóc liên tục với năng suất 2,5 tấn sản phẩm /h” Đồ án bao gồmcác phần chính như sau:

đã tận tình hướng dẫn để em có thể hoàn thiện bài thiết kế đồ án lần này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY

1.1.Tổng quan về sản phẩm sấy

1.1.1 Nguồn gốc và giá trị của thóc

Thóc là một trong những loại lương thực chính trên thế giới Là loại cây nhiệtđới ưa thời tiết nóng ẩm mưa nhiều, nó có vùng phân bố khá rộng, lúa nước đượctrồng nhiều ở khu vực Đông Nam châu Á Các nước trồng nhiều lúa nướcphải kể đến là Thái Lan, Indo, Trung Quốc, Việt Nam… Ở nước tathì lúa được gieo trồng hầu hết ở các vùng miền nhưng chủ yếuphải kể đến hai vựa lúa lớn nhất là vùng đồng bằng sông CửaLong và vùng đồng bằng sông Hồng Sản lượng lúa hai vùng nàyquyết định đến sản lượng xuất khẩu và an ninh lương thực của

cả nước ngoài ra lúa còn được trồng ở vùng đồng bằng ven biển

và trung du miền núi Bắc Bộ như Lai Châu, Điện Biên…Theo nhiều

nguồn tài liệu thì cây lúa xuất hiện từ hơn 3000 năm trước Công nguyên ở vùngĐông Nam châu Á Tới nay rất nhiều nước trên khắp năm châu đều có trồng lúa.

1.1.2 Giới thiệu sơ bộ về cấu tạo hạt thóc

Hạt thóc nhìn từ ngoài vào có các bộ phận chính: mày thóc , vỏ trấu, vỏ hạt,nội nhủ, phôi

Hình 1 - Cấu tạo hạt thóc

- Mày thóc: trong quá trình sấy, bảo quan, mày thóc rụng ra làm tăng lượng tạp chất trong thóc

- Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hướng của môi trường

và sự phá hoại của sinh vật, nấm mốc

- Vỏ hạt: bao bọc nội nhủ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit va protit

- Nội nhũ: là thành phần chính và chủ yếu nhất của hạt thóc, 90% là gluxit

- Phôi: nằm ở góc dưới nội nhũ, làm nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong nội nhũ để nuôi mộng khi hạt thóc nảy mầm

1.1.3 Các thành phần hoá học của thóc :

Bảng 1.1 – Các thành phần hóa học của thóc

13,0% 64,03% 6,69% 2,1% 8,78% 5,36% 5,36%

1.1.4 Phân loại lúa

Cây lúa thuộc họ thân thảo và có trên 20 loại khác nhau Phổ biến nhất và có ýnghĩa kinh tế hơn là loại lúa nước (crizasativa) Lúa nước lại được chia làm 2 loại

là lúa ngắn hạt (C.s brevis) và lúa hạt bình thường (O.S communis) Lúa nướchạt bình thường là loại phổ biến hơn cả và đã tồn tại đến ngày nay Việc lai tạo ranhiều giống lúa lai có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khí hậu các vùngmiền nước ta cho năng suất chất lượng gạo tốt, giá trị kinh tế cao như:

 Về lúa tẻ thì ngon nhất phải kể đến là tẻ thơm, tám xoan Chất lượng của loạilúa này vừa dẻo lại vừa thơm ngon cũng rất giòn thơm

 Các giống X, Si đạt năng suất cao khi trồng, khi nấu thì cơm rất mềm

 Về lúa nếp: thì có thể kể đến các giống như nếp cái hoa vàng

vô cùng thơm dẻo được dùng để nấu xôi, bánh…

 Loại tiếp đến là nếp Lương được mang tên nhà khoa họcLương Định Của, cây nếp lương này được ông nghĩ, sáng tạo

ra loại cây lúa này, cây lúa rất dẻo, thơm và cho ra năng suấtcao nhưng chất lượng lại không bằng được nếp cái hoa vàng

1.1.5 Tính chất vật lý

Lúa mới thu hoạch là lúa tươi có hàm lượng nước trong hạtcao thông thường độ ẩm của thóc mới thu hoạch khoảng 20-27% Với độ ẩm như vậy ở một số giống có sức sống tốt có thểnảy mầm trong thời gian ngắn Việc thóc nảy mầm làm giảmchất lượng lương thực và chất lượng cây trồng Ngoài ra với độ

ẩm cao như vậy men mốc và nấm cũng rất dễ phát triển làm chothóc bị hư hoặc kém chất lượng Tùy theo nhu cầu làm khô thóc

để xay xát ngay hay để tồn trữ lâu dài hay để làm giống mà yêucầu làm khô và công nghệ sấy khác nhau Quá trình sấy phảilàm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ ẩm mongmuốn đồng thời đảm bảo được sự chênh lệch nhiệt độ trong hạtthóc so với bên ngoài là nhỏ nhất Độ ẩm an toàn của thóc chobảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu cũng như điềukiện bảo quản

 Thóc có độ ẩm từ 13- 14% có thể bảo quản được từ 2 đến 3tháng

 Để bảo quản dài hơn 3 tháng thì độ ẩm của thóc tốt nhất từ12- 12,5%.

1.1.6 Các đặc tính chung của khối thóc

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 của thóc trong quá trình sấy và bảo quản Đối với thóc,góc nghỉ khoảng từ 32 400

Nếu ta để hạt trên 1 mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khihạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt gọi làgóc trượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu φ2

Độ rời 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 kiệnbảo quản Nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình bốc nóng làm cho khốihạt bị nén chặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời

b Tính tự chia loại của khối thóc

Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc lép, tạp chất) khôngđồng nhất ( khác nhau về hình dạng,kích thước, tỷ trọng) Do đó trong quá trình

di chuyển tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng gọi là tính tự chia loạicủa khối hạt Hiện tượng tự chia loại làm ảnh hưởng đến việc làm khô, bảo quản.Những vùng nhiều hạt lép, tạp chất dễ hút ẩm, dễ bị cuốn lẫn theo tác nhân sấytrong quá trình sấy Vì vậy trong thiết bị sấy phải có biện pháp hạn chế tối đa tính

tự phân loại của khối thóc để chất lượng thóc sau khi sấy được nâng cao

c Độ hổng của khối thóc

Là khoảng không gian nằm trong khe hở giữa các hạt, có chứa đầy không khí

Độ hổng được tính bằng % thể tích khoảng không gian từ khe hở giữa các hạt vớithể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ Giữa độ hổng và khối lượng riêng có liên

quan với nhau, khối lượng riêng càng lớn thì độ hổng càng nhỏ Trong quá trìnhsấy, khối thóc cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho quá trình truyền vàtrao đổi nhiệt, ẩm với tác nhân sấy được dễ dàng.

d Tính dẫn, truyền nhiệt

Quá trình dẫn và truyền nhiệt trong khối thóc thực hiện theo 2 phương thứcluôn tiến hành song song và có quan hệ chặt chẽ với nhau đó là dẫn nhiệt và đốilưu Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của thóc là hệ số dẫn nhiệt λ ≈0,12 ÷ 0,2 Kcal/mh0C Và sự trao đổi nhiệt đối lưu giữa lớp hạt nóng và lớp hạtnguội mới vào Cả 2 đặc tính

này của thóc đều rất nhỏ nhưng cùng ảnh hưởng đến quá trình sấy

e Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm

Là khả năng hấp thụ và nhả chất khí, hơi ẩm của thóc trong quá trình sấy,thường là hiện tượng hấp thụ bề mặt Vì vậy trong quá trình sấy xảy ra nhiều giaiđoạn: Sấy → ủ → sấy → ủ …để giúp vận chuyển ẩm ra bề mặt thóc để thóc đượcsấy khô đều

1.2 Yêu cầu của sản phẩm thóc sau sấy

Tùy theo loại thóc sau sấy phục vụ cho nhu cầu về lương thực hay thóc giống

mà có một số yêu cầu về phương pháp sấy như sau:

- Hạt thóc còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo

- Hạt thóc còn giữ nguyên vẹn kích thước và màu sắc

- Tính chất hạt thóc phải được đảm bảo

- Đối với thóc giống sau khi sấy khả năng nảy mầm cao và tính chất giốngkhông bị thay đổi

- Có độ ẩm yêu cầu bảo quản thường nhỏ hơn 14%

- Thóc sau sẩy khi đem xay xát thì tỷ lệ nguyên hạt cao

Chính vì vậy khi thiết kế hệ thống sấy cần xác định rõ thông số của tác nhân sấyphù hợp cho thóc nhất là chọn nhiệt độ sấy và thời gian sấy thích hợp

1.3 Quy trình công nghệ

Thóc là đối tượng cần xử lý nhiệt nhiều hơn bất cứ loại hạtngũ cốc nào khác Sấy làm giảm độ ẩm của thóc vừa thu hoạchđến mức an toàn (13-14%) để bảo quản và xay xát Yêu cầu cơbản của quá trình sấy là nâng cao tốc độ sấy, giảm thiểu thờigian sấy và năng lượng tiêu hao mà vẫn giữ được chất lượng sảnphẩm sấy Trong sấy thóc đối lưu thời gian sấy phụ thuộc vào rấtnhiều yếu tố như: các thông số chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩmtương đối, tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt),phương pháp sấy(sấy liên tục và gián đoạn,sấy có đảo hạt, đảo gió, làm dịu sausấy ) và vật liệu sấy (loại thóc, kích thước hạt, độ chín khi thuhoạch, độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối quá trình sấy của thóc).

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ

2.1 Tổng quan về công nghệ sấy

2.1.1 Khái niệm sấy

Là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi bề mặt vật liệu Quátrình này xảy ra khi áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất riêngphần của hơi nước trong môi trường

2.1.2 Mục đích của quá trình sấy

- Giảm trọng lượng vật liệu sấy

- Giảm chi phí chuyên chở của vật liệu sấy

- Làm tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm, giữ được màu sắc, hương vị

- Ngăn cản các vi sinh vật như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn phát triển …giúp cho quá trình bảo quản thực phẩm được lâu hơn

2.1.3 Các phương pháp sấy

Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức:

 Sấy tự nhiên: là phương thức sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên nhờ

năng lượng mặt trời, gió… để làm bay hơi nước

- Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, không tốn năng lượng

- Nhược điểm: năng suất thấp, phụ thuộc thời tiết, diện tích phơi lớn, điều kiện

vệ sinh kém

 Sấy nhân tạo: là phương pháp sấy sử dụng nguồn năng lượng do con

người tạo ra, thường được tiến hành trong các thiết bị sấy, cung cấp nhiệt độcho các vật liệu ẩm

- Ưu điểm: điều chỉnh được nhiệt độ và tốc độ gió, thời gian sấy nhanh,năng suất cao, đảm bảo điều kiện vệ sinh

- Nhược điểm: tốn năng lượng và chi phí

Phương pháp sấy nhân tạo phù hợp với sản xuất ở quy mô lớn, dự trữ, xuấtkhẩu

- Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong

kỹ thuật sấy có thể chia thành:

 Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác

nhân sấy (không khí nóng, khói lò,…)

 Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vật liệu

sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một váchngăn

 Sấy bằng tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng

ngoại do nguồn điên phát ra truyền cho vật liệu sấy

 Sấy bằng dòng điện cao tầng: phương pháp dùng dòng điện cao tầng để đốt

nóng toàn bộ chiều dày của vât liệu sấy

 Sấy thăng hoa: phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không cao,

nhiệt độ rất thấp, nên độ ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từtrạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

2.1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy

Tốc độ sấy phụ thuộc vào nhiều nhân tố như: vật liệu sấy, tác nhân sấy, chế độsấy và thiết bị sấy Các nhân tố chủ yếu là:

- Loại vật liệu sấy: từng vật liệu có cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liênkết ẩm khác nhau nên có tốc độ sấy khác nhau

- Hình dạng vật liệu sấy: kích thước, chiều dày lớp vật liệu ( bề mặt F thoát ẩm

tự do của vật liệu) F tỷ lệ thuận với tốc độ ẩm thoát khỏi vật liệu, bề mặt Fcàng lớn, sấy càng nhanh

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ cao thì thời gian sấy càng giảm, tốc độ sấytăng

2.1.5 Các loại tác nhân sấy

Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy

Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy:

− Gia nhiệt cho vật liệu sấy

− Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường

− Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

Tùy theo phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiềucác nhiệm vụ trên Các loại tác nhân sấy:

 Không khí ẩm: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, có thể dùng cho hầuhết các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm sẽ có nhiều ưu điểm: không khí cósẵn trong tự nhiên, không độc, không làm sản phẩm sau khi sấy ô nhiễm vàthay đổi mùi vị Tuy nhiên, dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bịthêm bộ gia nhiệt không khí (caloripher điện, khí –hơi hay khí – khói), nhiệt

độ sấy không quá cao Thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bị

trao đổi nhiệt phải được chế tạo bằng thép hợp kim hay gốm sứ với chi phíđắt

 Khói lò: khói lò được dùng cho các loại sản phẩm dễ bị cháy nổ và có khảnăng chịu được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên 10000C

mà không cần thiết bị gia nhiệt, tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm do bụi

và các chất có hại như CO2, SO2 ,…

 Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy nhiệt độ cao

 Hỗn hợp không khí và hơi nước: tác nhân sấy này chỉ sử dụng khi độ ẩm

tương đối cao.

2.2 Tổng quan về thiết bị

2.2.1 Chọn phương pháp sấy và thiết bị sấy

- Đối với sản phẩm nông sản là thóc thì ta thường sử dụng hệ thống sấy

đối lưu

- Các thiết bị sấy tiêu biểu

 Tủ sấy có bổ sung nhiệt

Làm việc gián đoạn với năng suất trung bình và phương pháp tổ chức trao đổinhiệt chỉ có thể đối lưu cưỡng bức, nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt Cấu tạo của

hệ thống sấy tủ bao gồm ba phần chính: tủ sấy, calorifer và quạt tùy thuộc vàomục đích thiết kế mà tủ sấy có thể hồi lưu hoặc không hồi lưu

Nguyên lý hđ: Không khí đi vào được đốt nóng qua calorife xong được quạtthổi vào phòng sấy Khi vào phòng sấy không khí đi qua các giá dưới xe goongtheo hướng từ trái qua phải, tiếp xúc với vật liệu Sau đó được gia nhiệt thêm ởthiết bị gia nhiệt rồi đi từ phải qua trái tiếp tục sấy cho khoang trên TNS sau khi

ra khỏi buồng sấy có thể lấy một phần quay trở lại thực hiện chế độ sấy hồi lưuhoặc tháo toàn bộ ra ngoài nhờ tấm chắn

Ưu điểm:

 Nhiệt độ sấy không cần quá cao vì có bổ sung nhiệt trong quá trình sấy

 Tận dụng nhiệt nhưng thế sấy cao

 Tiết kiệm năng lượng quạt

Nhược điểm:

 Thiết bị phức tạp hơn các thiết bị sấy tủ đơn giản

 Thời gian sấy dài

 Chất lượng sản phẩm sấy không đồng đều vì vật liệu sấy được đặt cố địnhtrong suốt quá trình sấy.

 Mất nhiệt nhiều khi nạp liệu và lấy sản phẩm vì khi ta lấy hay cho khayvào cần mở tủ làm tổn thất nhiệt

 Năng suất thấp, tốn nhiều nhân công

 Không thể sấy liên tục

 Hầm sấy

Là hệ thống sấy đối lưu thông dụng Thiết bị sấy là hầm sấy, bên trong các xegoong chứa vật liệu sấy, các khay chứa nguyên liệu được chất lên các xe goong.Trong quá trình sấy, vật liệu được xếp lên các khay đặt trên xe, di chuyển( xegòong) trên đường cố định dọc theo hầm

Hầm sấy có thể sấy vật liệu gián đoạn hoặc sấy theo chu kì

Nguyên lí hđ: Xếp vật liệu sấy lên giá đỡ xe gòong Dùng hệ thống tời kéo xegòong vào ra khỏi phòng sấy Cho quạt làm việc, bật calorife, không khí quacalorife được nâng đến nhiệt độ sấy

Calorife- quạt thường được bố trí trên nóc hầm sấy cho gọn, đồng thời tạothuận lợi cho tác nhân đi vào hầm sấy Theo sự chuyển động tương đối của TNS

và VLS chia làm hai loại sấy cùng chiều và sấy ngược chiều

Ưu điểm:

 Năng suất lớn hơn so với thiết bị tủ sấy có bổ sung nhiệt

 Tốc độ sấy nhanh và chất lượng sản phẩm sấy đồng đều hơn vì vật liệu sấyđược tiếp xúc với mọi trạng thái của không khí nóng trong quá trình dịchchuyển

 Nhiệt độ sấy không quá cao nhưng thế sấy cao vì sấy có bổ sung nhiệt

 Tốn ít nhân công hơn so với sấy tủ

 Phù hợp để sấy chu kì, để sấy liên tục thì cần phải có thiết kế làm nóng,mát khá phức tạp

Nhược điểm:

 Thiết bị phức tạp hơn loại sấy tủ

 Sự đồng đều về chất lượng sản phẩm chưa cao

 Không phù hợp sấy theo mẻ

 Sấy băng tải

Vật sấy được rải đều trên băng tải nhờ cơ cấu nạp liệu Sản phẩm liên tục đượclấy ra ở cuối băng tải Tác nhân sấy là không khí nóng hay khói lò chuyển độngcắt ngang qua chiều chuyển động của băng tải Chiều dài và tốc độ của băng tảiphụ thuộc vào thời gian sấy.

Nguyên lí hđ: Băng tải chuyển động nhờ tang quay Không khí được hút vào ởphía dưới và đốt nóng đến nhiệt độ cần thiết nhờ calorife VLS được cấp vào liêntục ở phễu nạp liệu Vật liệu từ băng trên di chuyển đến cuối thiết bị bên phải thì

đổ xuống băng chuyền dưới chuyển động theo hướng ngược lại, đi đến băng dướicùng thì vật liệu khô được đổ vào ngăn chứa sản phẩm Không khí nóng đi ngượcvới chuyển động của băng hoặc đi từ dưới lên xuyên qua băng chuyền, xuyên quavật liệu

 Không dùng cho các sản phẩm giòn, dễ vỡ

 Không phù hợp để sấy các loại hạt như cà phê, khi sấy băng tải

 Sấy thùng quay

Sấy thùng quay được áp dụng rộng rãi để sấy các vật ẩm dạng hạt, mảnh vụn

có kích thước nhỏ như đậu đỗ, cà phê, ngô hạt, đường kính, muối ăn, củ cắt nhỏ,

gỗ mảnh, cát, Bên trong thùng sấy có các cánh đảo trộn Vật liệu ẩm được nạpvào đầu cao, sản phẩm lấy ra ở đầu thấp của thùng Tác nhân sấy có thể là khôngkhí được đốt nóng nhờ calorife, khói lò Chiều chuyển động của tác nhân sấy cóthể cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng vật sấy

Nguyên lí hđ: Thùng hình trụ được đặt nghiêng so với phương ngang Toàn bộtrọng lượng của thùng được đặt trên hai bánh đai đỡ Vật liệu ướt được nạp liêntục vào đầu cao của thùng, chuyển động dọc thùng nhờ các đệm ngăn vậtliệu.Cuối máy sản phẩm sấy khô được tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm Khi làmviệc thùng quay liên tục khí nóng từ lò đốt được đưa vào bằng một ống đặt ởgiữa đồng tâm với trục thùng

Ưu điểm:

 Tốc độ sấy nhanh, chất lượng sản phẩm sấy rất đồng đều

 Năng suất rất cao

Hệ thống sấy phun gồm có buồng sấy phun, bộ phận nạp liệu là những vòihoặc cơ cấu phun, hệ thống quạt, calorife để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, bộ phậnthu hồi sản phẩm Nhờ các bộ phận phun mà nguyên liệu sấy được phun thànhnhững hạt rất nhỏ vào dòng tác nhân sấy đi trong buồng sấy làm tăng sự tiếp xúcgiữa hai pha Nhờ vậy mà cường độ sấy rất cao, thười gian sấy ngắn, sử dụng tácnhân sấy có nhiệt độ cao Sản phẩm sấy có chất lượng cao

Hệ thống sấy phun có những nhược điểm: lưu lượng tác nhân lớn, tốn kémtrong khâu chuẩn bị dung dịch, hệ thống sấy phun có giá thành cao, hệ thốngkích thước lớn

 Thiết bị sấy tầng sôi

Máy sấy tầng sôi được áp dụng rất rộng rãi để sấy các vật sấy dạng hạt, bộtnhão, dung dịch,… Các hệ thống máy sấy tầng sôi có cấu tạo đơn giản, làm việcliên tục hoặc gián đoạn, cường độ sấy cao hơn hẳn so với sấy tháp và sấy thùngquay, thời gian sấy ngắn, sản phẩm khô đều và chất lượng tốt

Nhược điểm của máy sấy tầng sôi là phải tạo ra tốc độ tác nhân sấy đủ lớn đểduy trì quá trình sôi làm tăng chi phí năng lượng cho quạt Tác nhân sấy phảiđược cấp đều trên toàn diện tích lưới (ghi), nếu không thì chế độ sôi bị phá vỡ.Nếu trong buồng sấy có nhiều tầng sôi gọi là buồng sấy nhiều tầng sôi Quá trìnhsôi ở các tầng là như nhau, nhưng nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy cho mỗitầng thường khác nhau Nhờ các ống chảy truyền, độ dốc của ghi mà vật sấy từcửa nạp lần lượt chảy qua các tầng sôi, khi đã đạt độ khô thì chảy ra ngoài

Buồng sấy nhiều tầng sôi cho phép điều chỉnh chế độ sấy cho phù hợp với độ ẩmcủa vật sấy nên thường dùng để sấy các vật sấy có lượng ẩm liên kết cao, sảnphẩm khô đồng đều Cường độ sấy trong buồng sấy nhiều tầng sôi cao hơn buồng

có một tầng sôi

Bộ phận quan trọng của máy sấy tầng sôi là lưới(ghi)phân phối gió Để có quátrình sôi đồng đều trên toàn diện tích ghi thì áp suất tác nhân sấy phía dưới ghiphải đều Ghi có thể đặt cố định hoặc quay được để đổ vật liệu xuống ghi phíadưới

 Trong hệ thống sấy tầng sôi vật liệu sấy luôn được xáo trộn Quá trình sấyliên tục do vật liệu khô nhẹ sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra khỏithiết bị sấy Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt và ẩm giữa tác nhân sấy

và vật liệu sấy rất tốt nên trong các hệ thống sấy hiện có thì sấy tầng sôi cónăng suất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệu sấy được rất đều nhưng chi phí

Có thể sấy liên tục với năng suất cao Rất phù hợp cho sấy hạt, VLS chảy liêntục từ trên xuống dưới dưới tác dụng của trọng lực bản thân Trong quá trình sấyVLS được xáo trộn đều cùng TNS, nên sản phẩm sấy đồng đều

Là quá trình sấy diễn ra trong buồng sấy có chiều cao lớn Quá trình sấy diễn

ra trong tháp cũng là quá trình sấy đối lưu Vật sấy được gầu tải đưa lên và rótvào đỉnh tháp rồi chảy xuống đáy tháp dưới tác dụng của trọng lực, tác nhân sấyđược quạt thổi vào tháp từ dưới theo kênh dẫn đi lên Tác nhân sấy tiếp xúc vớicác vật sấy và làm bay hơi ẩm từ vật sấy

Ưu điểm:

 Với khả năng sấy được từ khoảng 9-10 tấn thóc, lúa mỗi lần, lò sấy tháp đápứng đủ nhu cầu sấy nông sản cho các cơ sở chế biến và bảo quản nông sản.Giá thành của các lò sấy tháp nông sản cũng phong phú, tùy vào kích thước

mà giá thành sẽ khác nhau

 Tuy vẫn còn những hạn chế về ứng dụng công nghệ nhưng gần đây các đồ ánthiết bị sấy tháp mới, tiên tiến hơn vẫn đang liên tục được nghiên cứu và cho

ra đời để cải tiến năng suất lên thêm nữa do lúa là một trong những cây nôngnghiệp đặc biệt quan trọng của nước ta

 Như vậy qua việc nghiên cứu các loại thiết bị sấy trên ta nhận thấy thiết bị sấytháp phù hợp để sử dụng sấy thóc vì đáp ứng được yêu cầu đề bài là:

- Phù hợp để sấy nông sản, các loại hạt như thóc…

Tác nhân sấy có các loại sau: Không khí ẩm, khói và hơi quá nhiệt

- Không khí ẩm: là loại TNS thông dụng nhất có thể dùng cho tất cả các loạisản phẩm Dùng không khí ẩm không sợ ô nhiễm sản phẩm sấy và nó dễ dàngnhận nhiệt từ chất tải nhiệt qua thiết bị trao đổi nhiệt Nhiệt độ sấy vừa phải,thường không đến 50℃ , phù hợp với thiết bị có chi phí thấp

- Khói lò: Là sản phẩm của quá trình cháy từ gỗ, than,… chứa nhiều hợp chấthóa học khác nhau ->độc hại.Được sử dụng khi sản phẩm sấy yêu cầu nhiệt độcao và không yêu cầu phải giữ vệ sinh.Việc dùng khói lò có ưu điểm là phạm vinhiệt độ rộng từ vài chục độ đến trên 100 , không cần calorife, giảm chiphí thiết bị Tuy nhiên dùng khói lò có nhược điểm là có thể làm ô nhiễm sảnphẩm sấy

- Hơi quá nhiệt: Dùng hơi quá nhiệt làm tác nhân sấy trong trường hợp sảnphẩm sấy dễ cháy nổ và sản phẩm sấy chịu được nhiệt độ cao vì sấy bằng hơi quánhiệt có nhiệt độ thường lớn hơn 100

Ta thấy VLS ở đây là thóc do đó ta chọn TNS là hỗn hợp khói lò hòa trộn vớikhông khí tươi là rất phù hợp bởi vì:

 Thóc có lớp vỏ trấu bên ngoài khi sấy bằng khói sẽ không làm ảnh hưởngtới chất lượng của hạt gạo bên trong

 Khói là TNS rẻ tiền nhất vì không cần tới calorife mà chỉ cần buồng hòatrộn, chi phí nhỏ hơn rất nhiều

Như vậy khói vừa đảm bảo được là TNS, lại tạo ra kinh tế hơn nên ta thấykhói lò là TNS phù hợp nhất.

1.Buồng đốt 3.Quạt

2 Buồng hòa trộn 4.Buồng sấy

Hình 2 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy bằng khói

2.2.3 Chọn chất tải nhiệt

Chất tải nhiệt là yêu cầu cần đảm bảo cả về kỹ thuật và kinh tế Những nhiênliệu thường được chọn để đốt tạo khói lò làm chất tải nhiệt dùng trong HTS dùngphương pháp đối lưu như: Than, củi gỗ, củi trấu, gas,…

Ta chọn nhiên liệu dùng là than có thành phần là C=36,7% ; H=2,7% ;O=11,1%; S=32%; N=0,7 % ; A( Nước)=2,5%; Tr( Tro) =20,6%

Trong buồng đốt người ta đốt cháy nhiên liệu với hệ số không khí thừa thíchhợp để quá trình cháy tốt nhất, khói lò thoát ra sẽ được đưa vào buồng hòa trộn, ởđây người ta đưa không khí ẩm trao đổi nhiệt với khói lò để tạo thành môi chấtsấy có nhiệt độ thích hợp Sau đó môi chất sấy được đưa vào tháp sấy để thựchiện quá trình sấy rồi thải ra ngoài Khói lò sau quá trình trao đổi nhiệt được đưa

ra ngoài xử lý bụi trước khi thải vào môi trường Tại buồng sấy lạnh của thápsấy, không khí ẩm được đưa vào để ủ VLS đến độ ẩm mong muốn Không khí

ẩm này sau đó được đưa đến buồng đốt cùng với dòng không khí ẩm cho vàobuồng đốt, nhằm tận dụng để giảm đi phần nào tiêu tốn năng lượng dùng choquạt

2.3 Giới thiệu về hệ thống sấy tháp

Máy sấy tháp hay còn gọi là tháp sấy, là máy sấy có kiểu dáng cao như tòatháp Máy sấy có nhiều tầng, nông sản được đổ vào các tầng sau đó sấy khô rồichuyển vào kho bảo quản Máy sấy tháp có công suất sấy cực lớn, phù hợp vớitrang trại, nông trường lớn Chủ yếu sấy khô lúa, ngô, khoai, sắn để bảo quản

2.3.1 Chi tiết máy sấy tháp

HTS tháp có năng suất lớn nên thường dùng để sấy bảo quản ở các kho, nhàmáy xay hoặc ở những nơi sản xuất lớn, tập trung Hệ thống sấy tháp có thể hoạtđộng liên tục hoặc chu kỳ tùy thuộc vào dạng VLS và trạng thái ẩm của nó Cóthể bố trí cho VLS di chuyển theo ba cách:

 VLS rơi tự do trong tháp nhờ trọng lực Đây là hệ thống sấy làm việc liêntục VLS có thể di chuyển một lần hoặc có thể quay vòng lại nhiều lần

 VLS được đưa vào tháp hoặc từng phần của tháp và tốc độ dịch chuyểncủa hạt được khống chế nhờ định kỳ và số hạt lấy ra, đưa vào Như vậy, hệthống sấy tháp kiểu này hoạt động bán liên tục

 VLS di chuyển liên tục từ trên xuống dưới trong tháp nhưng tốc độ nhanhchậm nhờ một hệ thống điều chỉnh bằng cơ cấu cơ khí chuyên dùng, nhờ cơcấu này mà HTS tháp loại này có thể hoạt động liên tục hoặc bán liên tục

Sơ đồ tháp sấy

2.3.2 Cấu tạo của máy sấy tháp

Máy sấy tháp có cấu tạo làm 3 phần chính: Thân máy, bộ phận gia nhiệt và bộphận điều chỉnh hướng gió.

 Thân máy được thiết kế hình trụ rỗng, bên trong là khoang chứa khí nóng,bên ngoài là khoang chứa nguyên liệu sấy (B)

 Hệ thống gia nhiệt có thể được sử dụng có thể là khí đốt hoặc hơi nướcnóng, cũng có thể là điện

 Quạt gió sẽ chịu trách nhiệm lưu thông khí nóng đi khắp thân máy sấy, hútkhí mới và thải khí cũ ra bên ngoài

Ngoài ra máy còn một số bộ phận khác như hệ thống đưa nguyên liệu lên sấy(A), hệ thống trộn đều nguyên liệu trong thân máy khi sấy và hệ thống xả hạt đãkhô ra ngoài (C)

2.4 Quy trình sấy của máy sấy tháp

Lúa từ vựa tiếp liệu được cho vào phễu Từ đó được gầu tải đưa lên phễu nhậpliệu, qua đĩa phân phối hạt, lúa sẽ được đổ đầy vào nắp tháp Than được đưa vào

lò đốt đặt trên ghi lò, được đốt để tạo ra khói lò trong lò đốt Khói lò sau khi rakhỏi lò đốt cho qua buồng lắng bụi rồi sau đó cho qua buồng hòa trộn Khói lòsau khi ra khỏi buồng hòa trộn được quạt thổi vào tháp sấy Lúa di chuyển xuốngdưới nhờ tác dụng của trọng lực qua các máng dẫn và máng thải TNS Khói lòđược thổi lên trên thông qua các máng dẫn khí thải tiếp xúc ngược chiều với lúa.Vật liệu chuyển động len lỏi qua khe hở giữa các máng tác nhân, từ từ điền đầycác chỗ trống trong tháp Sau khi sấy, vật liệu được đưa vào buồng làm nguội.Vật liệu sau khi được làm nguội ra ngoài và được tải ra ngoài nhờ băng tải

Ưu điểm của máy sấy tháp:

 Khởi động và vận hành dễ dàng

 Xây dựng đơn giản và đáng tin cậy

 Màn hình bên ngoài bằng thép không gỉ

 Dễ dàng vệ sinh mà không hạn chế luồng khí

 Duy trì cân bằng phân phối nhiệt / không khí trong hội nghị

 Hệ thống điều khiển menu thân thiện với người dùng

 Giám sát suốt ngày đêm

 Điều khiển trên máy vi tính với tự chẩn đoán

 Tăng năng suất và hiệu quả

 Hệ thống xả tích cực

 Đảm bảo dỡ tải ổn định và không cắm

 Chi phí lắp đặt hiệu quả

Máy sấy tháp được sử dụng cho mục đích làm khô các mặt hàng thực phẩm sauđây:

Máy sấy tháp, sấy tầng – Máy sấy chuyên dụng để sấy lúa, nông sản

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY

từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình trao 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 Thápsấy nhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừangược chiều vừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qualớp vật liệu nằm trên các bề mặt đó.

Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2 thànhphần: 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 nằmtrên đó Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuốngmặt đất theo chuyển động thẳng đứng hoặc zích zắc trong tháp sấy Để tăng năngsuất thiết bị ngoài phương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độđáng kể người ta còn tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ này có thể từ 0.2 ÷ 0.3 m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s hoặc lớn hơn Tuy nhiên,tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống góp kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượtquá 6m/s để tránh hạt bị cuốn theo tác nhân đi vào hệ thống thảiẩm (đọng lạitrong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải…) Khoảng cách giữa các kênh khoảng 70-

90 mm để đảm bảo cho thóc chuyển động dễ dàng chuyển động từ trên xuống

Kết cấu kênh dẫn, kênh thải

Các thông số:

 Vật liệu sấy: thóc