THỰC tập sấy CHỦ đề TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH sấy mít BẰNG hệ THỐNG sấy đối lưu và hệ THỐNG sấy CHÂN KHÔNG

Đối với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO



THỰC TẬP SẤY

CHỦ ĐỀ

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY MÍT BẰNG

HỆ THỐNG SẤY ĐỐI LƯU VÀ HỆ THỐNG SẤY CHÂN KHÔNG

MÃ MÔN HỌC: 213DRYP322932 GVHD: TS Nguyễn Lê Hồng Sơn Thực hiện: Nhóm 1

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2022

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển mãi từ những năm 50 đến 60 ở cácViện và các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹ thuật sấy

các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp

Trong những năm 70 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thànhnhững sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú

thêm các mặt hàng sản phẩm như: trái cây, gỗ, mùn cưa, cà phê, sữa, bột, thịt cá Đối

với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy các nguyên

vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu

công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt được chất

lượng cao nhất Đặc biệt là sấy mít để tạo ra loại thực phẩm thơm ngon, kéo dài thời

gian bảo quản, an toàn vệ sinh và đạt giá trị kinh tế cao

Đây là lần đầu tiên nhóm được tiếp xúc với những hệ thống sấy ngoài thực tế Dokiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên nhóm không thể tránh khỏi sai sót

trong quá trình tính toán Nhóm xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình

của thầy TS Nguyễn Lê Hồng Sơn để nhóm có thể hoàn thành tốt bài báo cáo tính

toán này

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2022

Sinh viên thực hiện

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trang 3

Nhóm 1

Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG SẤY ĐỐI LƯU

1.1 Khái niệm sấy đối lưu

1.2 Đặc điểm sấy đối lưu

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của máy sấy đối lưu

1.4 Chọn thời gian sấy τ

1.5 Tính toán quá trình sấy

1.5.1 Thông số quá trình sấy và đường cong sấy

1.5.2 Cân bằng ẩm cho quá trình

1.5.3 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

1.2.4 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (calorife)

1.2.5 Xác định nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy

1.2.6 Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy

1.2.7 Tính toán lượng tiêu hao tác nhân sấy

1.2.8 Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG SẤY CHÂN KHÔNG

2.1 Khái niệm sấy chân không

2.2 Đặc điểm sấy chân không

2.3 Ưu điểm và nhược điểm của máy sấy chân không

2.4.1 Thông số trong quá trình sấy và đường cong sấy

2.4.2 Cân bằng ẩm cho quá trình

2.4.3 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

2.4.4 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (calorife)

2.4.5 Xác định nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy

Trang 5

2.4.6 Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy 20

2.4.7 Tính toán lượng tiêu hao tác nhân sấy 21

2.4.8 Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết 21

Trang 6

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG SẤY ĐỐI LƯU 1.1 Khái niệm sấy đối lưu

Hệ thống sấy đối lưu (sấy buồng) là một trong các hệ thống sấy đối lưu phổ biếnnhất dùng để sấy các loại vật liệu sấy khác nhau Các dạng vật liệu thường sử dụng

cho sấy đối lưu là vật liệu dạng thái lát như các loại rau, củ, quả,…

Hệ thống sấy đối lưu có thể được tổ chức trao đổi nhiệt ẩm bằng đối lưu tự nhiênhoặc cưỡng bức

Đây là thiết bị sấy đối lưu được sử dụng rộng rãi trong thực tế

1.2 Đặc điểm sấy đối lưu

- Quá trình sấy diễn ra phức tạp, đặc trưng cho tính không ổn định và không thuận nghịchgồm 4 quá trình diễn ra đồng thời: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách

ẩm vào môi trường xung quanh

- Thiết bị làm việc theo từng chu kì

- Vật liệu đưa vào buồng sấy theo mẻ

- Nhiệt độ và độ ẩm thay đổi theo thời gian sấy

- TNS có thể chuyển động tự nhiên hay cưỡng bức

- VLS để trên khay, trên giá hoặc trên băng tải

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của máy sấy đối lưu

Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp

- Sấy được đa dạng sản phẩm

Nhược điểm:

- Thời gian sấy kéo dài vì vật liệu nằm yên

- Sấy không đều, sản phẩm có chỗ khô chỗ ướt, dễ bị nứt nẻ

- Mất nhiều lượng nhiệt do tháo và nạp liệu qua cửa cũng như không tận dụng hết nhiệt của tác nhân sấy

1

Trang 7

- Điều kiện làm việc không tự động, cần phải có nhân công, không đảm bảo vệsinh.

- Cấu tạo đơn giản nhưng khó kiểm tra quá trình

* Một số hình ảnh hệ thống sấy đối lưu trong quá trình sấy

Hình 1 Bảng điều khiển

Hình 2 Calorife

Trang 8

Hình 3 Buồng sấy đối lưu

3

Trang 9

Hình 4 Quạt

Hình 5 Khoai tây trước khi sấy

Trang 10

Hình 6 Khoai tây sau khi sấy

1.4 Chọn thời gian sấy τ

Việc xác định thời gan sấy đóng vai trò quan trọng trong tính toán thiết kế và vậnhành thiết bị sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy phụ thuộc vào loại vật liệu

sấy, hình dáng, kích thước hình học của vật liệu, độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu,

loại thiết bị sấy, phương pháp cung cấp nhiệt, chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩm tương đối và

tốc độ tác nhân sấy)

Phương pháp xác định thời gian sấy bằng giải tích khó thực hiện được và có độchính xác thấp Thực tế thường chọn theo thực nghiệm đối với mít và thiết bị sấy đối

lưu ta chọn thời gian sấy τ =4 giờ

1.5 Tính toán quá trình sấy

Quá trình sấy lý thuyết không có hồi lưu biểu diễn trên đồ thị I-d ( hình vẽ)

5

Trang 11

Hình 7 Đồ thị I-d quá trình sấy không hồi lưu

- Điểm O ( t0, φ0 ) là trạng thái không khí bên ngoài

- Điểm 1 ( t1, φ1 ) là trạng thái không khí vào buồng sấy

- Điểm 2 ( t2, φ2 ) là trạng thái không khí sau quá trình sấy lý thuyết

Trang 12

1.5.1 Thông số quá trình sấy và đường cong sấy

Bảng 1 Thông số trong quá trình sấy

Thời gian (giờ)

1.5.2 Cân bằng ẩm cho quá trình

Lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy:

Trang 13

Trang 14

1.5.3 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phân xưởng nên thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngoài

Trạng thái không khí ban đầu có t0 = 270C và φ0 =81 %

1.2.4 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (calorife)

Trạng thái không khí ra khỏi calorife có t1 =70o C ;d1=d0=19,1 g /

kgKKK Áp suất bão hòa của hơi nước theo nhiệt độ t1:

Tại t1=70o C => ( tra bảng nước và hơi nước bão hòa)

Enthapy của không khí ở trạng thái 1:

8

p1 =0,3117 ¯ ¿

Trang 15

Trang 16

1.2.5 Xác định nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm không thay đổi: I 1=I2 =120,38 kJ /kgKKK

Nhiệt độ đốt nóng cho phép th:

t h=2,218 −4,343 ln (τ )+

Trong đó:

t h là nhiệt độ đốt nóng cho phép

ω tblà độ ẩm trung bình trước và sau khi sấy: ω tb=0,5 ( 36,5

t h=2,218 −4,343 ln (4 )+

0,37 +0,63

+11,5 )=24 %

≈ 42 o C

Nhiệt độ TNS ra khỏi buồng sấy t2 = t h+ 10=52o C

Áp suất bão hòa của hơi nước theo nhiệt độ t2:Tại t2 = 52oC => p2 = 0,13697 bar ( tra bảng nước và hơi nước bão hòa)Lượng ẩm của không khí:

9

Trang 17

Thể tích riêng của không khí ẩm:

1.2.6 Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy

Không khí khô đi qua máy sấy được xem là không thay đổi trong quá trình sấy

Lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy: LLượng ẩm mà không khí sấy mang theo: L.d1Lượng ẩm mà không khí mang ra khỏi thùng sấy: L.d2Lượng ẩm bốc ra từ VLS: W

Lưu lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy là:

Trang 18

Trang 19

Lưu lượng thể tích trung bình:

2 = 129,95+122,574 =126,262m3 / h=0,035 m3 / s

22

1.2.7 Tính toán lượng tiêu hao tác nhân sấy

Tiêu hao không khí lý thuyết :

1.2.8 Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết

Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1 kg ẩm bão hoà:

q=l0 ( I1 −I0 )=139,47.(120,38−71,91)=6760,11kJ / kg ẩm

Lượng nhiệt tiêu tốn cho cả quá trình sấy:

Q=q W =6760,11 0,945=6388,3 kJ /h=1,77 kW

Trang 20

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG SẤY CHÂN KHÔNG2.1 Khái niệm sấy chân không

Sấy chân không là phương pháp sấy trong môi trường gần như chân không

Vật sấy được đưa vào buồng kín, sau đó sử dụng máy bơm chân không để tạomôi trường chân không Môi trường có áp suất rất thấp, khoảng 50mmHg ( Áp suất

khí quyển là 760mmHg)

Ở môi trường áp suất thấp nước sẽ sôi ở nhiệt độ rất thấp khoảng 30-400C Khi nước sôi đồng nghĩa với sự bốc hơi nước diễn ra rất nhanh làm cho vật sấykhô nhanh hơn với sấy nhiệt thông thường

Sấy chân không có ưu điểm tốt hơn sấy lạnh là thời gian sấy nhanh Và sản phẩmđầu ra đẹp, giữ được cấu trúc, có độ giòn, xốp mà sấy lạnh hay sấy thông thường

không có được

Các sản phẩm sấy thường là dược liệu, sấy hoa quả, thực phẩm có giá trị cao bởiđáp ứng nhiệt độ sấy thấp, giữ chất lượng sản phẩm tốt hơn so với sấy thông thường

2.2 Đặc điểm sấy chân không

- Quá trình sấy diễn ra phức tạp, đặc trưng cho tính không ổn định và không thuận nghịchgồm 4 quá trình diễn ra đồng thời: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách

ẩm vào môi trường xung quanh

- Thiết bị làm việc theo từng chu kì

- Vật liệu đưa vào buồng sấy theo mẻ

- Nhiệt độ và độ ẩm thay đổi theo thời gian sấy

- TNS có thể chuyển động tự nhiên hay cưỡng bức

- VLS để trên khay, trên giá hoặc trên băng tải

2.3 Ưu điểm và nhược điểm của máy sấy chân không

Ưu điểm:

12

Trang 21

Sấy chân không làm cho nước trong sản phẩm sôi ở nhiệt độ thấp nên sấy nhanhhơn phương pháp sấy thông thường,

Sấy chân không nhiệt độ sấy thấp nên giữ nguyên được màu sắc, hương vị chấtdinh dưỡng cũng như các tính chất đặc trưng của sản phẩm

Sấy chân không hầu như không làm biến đổi tính chất vật lý, hóa học của vật sấy

Sấy chân không giữ nguyên được cấu trúc vật sấy (không móp méo, sẹp khi sấythông thường)

Sản phẩm được sấy chân không có độ ẩm rất thấp ~1-3% nên bảo quản được lâuhơn

Bộ điều khiển tự động, tự hoạt động theo cài đặt của người sử dụng giúp sử dụng

dễ dàng, tiết kiệm thời gian và công sức của người sử dụng

Máy sấy chân không có áp suất nhỏ nên thành máy được làm dày hơn, cứng hơn

Trong buồng sấy, VLS được gia nhiệt bằng điện trở ngay dưới khay chứa VLS

Khi gia nhiệt chỉ cần gia nhiệt ở nhiệt độ thấp dưới 500oC Tác nhân sấy sau khi đi ra

khỏi buồng sấy sẽ mang ẩm từ vật liệu lúc này tác nhân sấy sẽ đi vào hệ thống lạnh

Hệ thống lạnh đóng vai trò tách ẩm trong TNS tước khi được bơm chân không hút thải

ra ngoài Bơm chân không đóng vai trò tạo môi trường chân không giảm áp suất môi

trường xung quanh làm cho nhiệt độ sôi, hoặc nhiệt độ bay hơi của ẩm trong vật liệu

Trang 22

máy nén sang vị trí on thì quạt dàn ngưng sẽ chạy, đèn báo sáng, sau một khoảng thời

gian được cài đặt trên Timer thì máy nén hoạt động, đèn báo sáng

Khi ta gạt công tắc xoay resister sang vị trí on thì các điện trở trên khay sẽ cóđiện và nóng lên, đèn báo sáng Khi tác nhân sấy đã đạt nhiệt độ cài đặt trên

thermostat thì điện trở mất điện, nhiệt độ tác nhân sấy giảm xuống một giá trị delta đã

cài đặt thì điện trở hoạt động lại

Khi có sự cố cao áp hoặc thấp áp thì hệ thống sẽ báo đèn và còi đồng thời máynén ngừng hoạt động

* Một số hình ảnh hệ thống sấy chân không trong quá trình sấy

Hình 8 Mô hình hệ thống sấy chân không tại xưởng Nhiệt

14

Trang 23

Hình 9 Tủ điều khiển hệ thống sấy chân không

Trang 24

Hình 11 Calorife hệ thống sấy chân không

Hình 12 Mít sau khi sấy chân không

16

Trang 25

2.4.1 Thông số trong quá trình sấy và đường cong sấy

Bảng 2 Thông số trong quá trình sấy

Thời gian (giờ)

2.4.2 Cân bằng ẩm cho quá trình

Lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy:

=G2 ω1−ω2

=0,8 39−11.5

=0,36 kg / h 100−ω2100−ω1100−39

Khối lượng vật liệu đưa vào thùng sấy:

2.4.3 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phân xưởng nên thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngoài

Trạng thái không khí ban đầu có t0 = 270C và φ0 =81 %

Trang 26

2.4.4 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (calorife)

Trạng thái không khí ra khỏi calorife có t1=50o C ;d1=d0=19,1 g /

kgKKK Áp suất bão hòa của hơi nước theo nhiệt độ t1:

Tại t1 =50o C => ( tra bảng nước và hơi nước bão hòa)

Enthapy của không khí ở trạng thái 1:

Trang 27

Trang 28

2.4.5 Xác định nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm không thay đổi: I 1=I2 =99,63 kJ / kgKKK

Nhiệt độ đốt nóng cho phép th:

t h=2,218 −4,343 ln (τ )+

Trong đó:

t h là nhiệt độ đốt nóng cho phép

ω tblà độ ẩm trung bình trước và sau khi sấy: ω tb=0,5 ( 39+11,5 ) =25,25 %

Vậy

t h=2,218−4,343 ln (7)+ 23,5 =38,18

0,37+0,63 0,2525

Nhiệt độ TNS ra khỏi buồng sấy t2 = t h+ 10=49o C

Áp suất bão hòa của hơi nước theo nhiệt độ t2:Tại t2 = 49oC => p2 = 0,1178 bar ( tra bảng nước và hơi nước bão hòa)Lượng ẩm của không khí:

Trang 29

Trang 30

Thể tích riêng của không khí ẩm:

2.4.6 Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy

Không khí khô đi qua máy sấy được xem là không thay đổi trong quá trình sấy

Lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy: LLượng ẩm mà không khí sấy mang theo: L.d1Lượng ẩm mà không khí mang ra khỏi thùng sấy: L.d2Lượng ẩm bốc ra từ VLS: W

Lưu lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy là:

L= W = 0,36 1000 =900 kgKKK

19,5−19,1

1 2

Lưu lượng thể tích của TNS đi vào thùng sấy:

Trang 31

Trang 32

V tb= V1+ V 2

=833,85 m3 /h=0,232 m3 / s

22

2.4.7 Tính toán lượng tiêu hao tác nhân sấy

Tiêu hao không khí lý thuyết :

2.4.8 Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết

Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1 kg ẩm bão hoà:

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	3,55 MB