Đồ án môn học sấy băng tải luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Trong đồ án của mình em sử dụng vật liệu sấy là chè với tác nhân sấy là hỗn hợp không khí nóng.. Với các yêu cầu về hình thức, vệ sinh và chất lượng sản phẩm người ta sử dụng thiết bị sấ

Đồ án môn học: QTTE Sấy băng tai

1.1 Lời mở đầu

Trong ngành công nghiệp nói chung thì việc bảo quản chất lượng sản phẩm là

rất quan trọng Đề chất lượng sản phẩm được tốt ta phải tiến hành say déi tach 4m Vật liệu sau khi sấy có khối lượng giảm đo đó giảm công chuyên chở, độ bền tăng lên, chất lượng sản phẩm được nâng cao,thời gian bảo quản kéo dài

Quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt gọi là quá trình sấy

Người ta phân biệt sấy ra làm hai loại :sấy tự nhiên và sấy nhân tạo

Say tự nhiên dùng năng lượng mặt trời đê làm bay hơi nước trong vật liệu nên đơn giản „Ít tốn kém tuy nhiên khó điều chỉnh được quá trình sấy và vât liệu sau khi sấy vẫn còn độ â ẩm cao Trong công nghiệp hoá chất thường người ta dùng sấy

nhân tạo,tức là phải cung câp nhiệt cho vật liệu â ẩm Phương pháp cung cấp nhiệt

có thê bằng dẫn nhiệt ,đối lưu ,bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao

Đối với nước ta là nước nhiệt đới nóng ẩm,do đó việc nghiên cứu công nghệ

sấy để chế biến thực phẩm khô và làm khô nông sản có ý nghĩa rất đặc biệt Kết hợp phơi sấy nhằm tiết kiệm năng lượng,nghiên cứu những công nghệ sây và các thiết bị sấy phù hợp cho từng loại thực phẩm ,nông sản phù hợp với điều kiện khí

hậu và thực tiễn nước ta.Từ đó tạo ra hàng hóa phong phú có chất lượng cao phục

vụ cho xuất khẩu và tiêu dùng trong nước

Đồ án môn học: QTTB Say bang tai

Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết

bị như: thiết bị sây ( buồng sấy, hầm say, thiét bi say kiéu bang tải, máy sấy thùng

quay, sấy phun, sây tầng sôi, máy sấy trục ), thiết bị đốt nóng tác nhân, quạt, bơm và một số thiết bị phụ khác,

Trong đồ án này em sẽ tính toán và thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải Thiết

bị sấy loại này thường được dùng để sấy các loại rau quả, ngũ cốc, các loại nông sản khác, sấy một số sảm phẩm hoá học Trong đồ án của mình em sử dụng vật

liệu sấy là chè với tác nhân sấy là hỗn hợp không khí nóng

Chè là một cây công nghiệp lâu năm, thích hợp nhất đối với khí hậu nhiệt

đới Chè không đơn thuần chỉ là thứ cây được dùng để “giải khát” mà đã trở thành một sản phẩm có nhiều công dụng Chế biến chè không chỉ cung cấp phục vụ nhu cầu trong nước mà còn để xuất khẩu, yêu cầu về đầu tư thiết bị ít tốn kém hơn các loại nông sản khác

Trong công nghệ sản xuất chè thì sấy chè là một khâu rất quan trọng Chè sau khi thu hoạch qua chế biến sẽ được sây khô Sau khi sấy chè phải đạt được độ tơi, độ khô nhất định theo yêu cầu để đảm bảo chất lượng và tăng thời gian bảo quản

Với các yêu cầu về hình thức, vệ sinh và chất lượng sản phẩm người ta sử

dụng thiết bị sấy kiểu băng tải với nhiều băng tải làm việc liên tục với tác nhân sấy

là không khí nóng có tuần hoàn một phần khí thải

Vật liệu sây được cung cấp nhiệt bằng phương pháp đối lưu Ưu điểm của phương thức sấy này là thiết bị đơn giản, rẻ tiền, sản phẩm được sây đều, do có

tuần hoàn một phần khí thải nên dễ đàng điều chỉnh độ âm của tác nhân sấy, tốc

độ của không khí đi qua phòng sấy lớn, năng suất khá cao, hiệu quả

PHAN 2: SO DO CÔNG NGHỆ & THUYET MINH

2.1 SƠ ĐÒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH

Đồ án môn học: QTTE Say bang tái

Với các thiết bị và phương thức sấy như đã chọn, ta có sơ đồ công nghệ của quá trình sây chè như sau :

Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải

Do yêu cầu về độ khô của chè nên dùng tác nhân sáy là hỗn hợp không khí

nóng

Không khí ban đầu được đưa vào calorife, ở đây không khí nhận nhiệt gián

tiếp từ hơi nước bão hoà qua thành ô ống trao đổi nhiệt Hơi nước di trong Ong, không khí đi ngoài ống Tại calorife, sau khi nhận được nhiệt độ sấy cần thiết

không khí nóng đi vào phòng sấy tiếp xúc với vật liệu sây (chè) cấp nhiệt cho hơi

Trong quá trình sây, không khí chuyên động với vận tôc lớn nên có một

phần chè sẽ bị kéo theo không khí ra khỏi phòng sấy Để thu hồi khí thải và chè

người ta đặt ở đường ống ra của không khí nóng một cyclon Khí thải sau khi ra khỏi phòng sấy đi vào cyclon dé tách chè cuốn theo và làm sạch Sau đó một phần khí thải được quạt hút ra đường ô ống dẫn khí để thải ra ngoài không khí Một phần

khí cho tuần hoàn trở lại trộn lẫn với không khí mới tạo thành hỗn hợp khí được quạt đây đây vào calorife Hỗn hợp khí này được nâng nhiệt độ đến nhiệt độ cân

thiết rồi vào phòng sấy tiếp tục thực hiện quá trình sấy Quá trình sấy lại được tiếp tục diễn ra

Vat liệu sấy ban đầu có độ âm lớn được đưa vào phòng sấy đi qua các băng

tải nhờ thiết bị hướng vật liệu Vật liệu sấy chuyển động trên băng tải ngược chiều

với ciều chuyển động của không khí nóng và nhận nhiệt trực tiếp từ hỗn hợp không khí nóng thực hiện quá trình tách âm

'Vật liệu khô sau khi sấy được cho vào máng và được lấy Ta ngoài

Đồ án môn học: QTTE Say bang tái

PHAN3 : CAN BANG VAT CHAT

W: Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy s4y , (Kg/h)

L:Lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy , (Kg/h)

x¿:Hàm âm của không khí trước khi vào caloripher sưởi , (Kg/Kgkkk)

x¡x;: Hàm 4m của không khí trước khi vào mấy sây (sau khi đi qua

caloripher sưởi) và sau khi ra khỏi mấy sấy, (Kg/Kgkkk)

3.2 Các thông số ban đầu

Thiết kế hệ thông sấy băng tải đề sấy chè với năng suất khoảng 1400tắn/ năm Giả thiết một năm nhà máy làm việc 350 ngày ,mỗi ngày làm 20 giờ Vậy năng

suất trung bình trong một giờ là

1400000

35020 00 Kem Chè sau khi thu hoạch được sơ chế sơ bộ trước khi đem vào phòng sấy Độ â am

của chè lúc nay dat khoang ttr (60- 65)% Chọn độ ẩm của chè trước khi sây là Wi=63%.Để sản phẩm chè sau khi sây đạt được độ khô ,tơi,xốp theo yêu câu mà không bị gãy vụn,không bị ấm mốc thì ta khống chế độ âm ra của chè đạt khoảng W;=5%

Theo kinh nghiệm chè khô có thê chịu được nhiệt độ trên dưới 100°C.Do dé

ta chon nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị sây là t=1001 C.Đề đảm bảo tính kinh tế,giảm tốn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi đồng thời đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương sau khi sấy,ta chọn ta sao cho độ âm tương đối không quá

bé nhưng cũng không quá gần trạng thái bão hoà Do đó nhiệt độ tác nhân ra khỏi

buồng say được chọn sơ bộ khoảng =70°C

Thông số không khí ngoài trời được xác định tại thành phố Đà Nẵng

Như vậy,các thông số ban đầu được xác định là:

Năng suất tính theo sản phẩm : G; =200 kg/h

Độ âm vật liệu vào : W¡=63%

Độ ẩm vật liệu ra : W¿=5%

Nhiệt độ tác nhân sấy vào — :tị= 100C

Nhiệt độ tác nhân sấy ra :tyạ= 70%

Nhiệt độ không khí ngoài trời : tạ = 26°C ›Poon =0.0343 at

Đồ án môn học: QTTE Séy băng tai

-Nhiệt lượng riêng của không khí:

l¿=Cwwu#tetxe*i, , (J/kgkkk) {sách QTTBII- trang 156}

Với Cụ„; nhiệt dung riêng của không khí ,J/kg độ

Cu -10) J/kg độ

ty, — nhiệt độ của không khí tạ= 26°C

ïạ: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt d6 to , J/kg

Nhiệt lượng riêng i„ dược xác định theo công thức thực nghiệm

ip=to+Cy *t=(2493+1.97t,)10° , J/kg {sách QTTBII trang 156} Trong đó: r,=2493*10” :nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0°C

C¡= 1.97*10”: nhiệt dung riêng của hơi nước , J/kg độ

Từ đó ta tính được I,=69.76*10” J/kgkkk hay I,=69.76 (kJ/kgkkk)

-Trang thai của không khí sau khi ra khỏi caloripher là: t,=100°C,Pu¿=1.02 at

Khi đi qua caloripher sưởi, không khí chỉ thay đổi nhiệt độ còn hàm âm không

Đồ án môn học: QTTB Say băng tái

3.3.1 Cân bằng vật liệu cho vật liệu sấy

Trong quá trình sấy ta xem như không có hiện tượng mất mát vật liệu,lượng

không khí khô tuyệt đối coi như không bị biến đổi trong suốt quá trình sây.Vậy

lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy là:

100-W, _g 100-1,

GEG, 100 2—Tgọ {sách QTTBII_ trang 165}

Trong đó: W¡=63%, W¿=5%; Gz=200 ( Kg/h.)

Vậy G,=200 10075 _ 190 (Kg/h)

Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được tính theo công thức:

W=200:0 63-5 2-313 (Kgh)

Luong vat liệu trước hi vào phòng sấy

Gi=G;+W=200+313.5=513.5 (Kg/h)

3.3.2 Cân bằng vật liệu cho không khí sấy

Cũng như vật liệu khô ,coi như lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy không bị mất mát trong suốt quá trình sấy.Khi qua quá trình làm việc ổn định lượng không khí đi vào máy sấy mang theo một lượng am là :Lxị

Sau khi sấy xong , lượng ẩm bốc ra khỏi vật liệu là W do đó không khí có thêm

Đồ án môn học: QTTE Séy băng tái

Thay số vào ta có

1 0.029—0.0172

3.4 Quá trình sấy hồi lưu lý thuyết

Quá trình hoạt động của hệ thống này là:

Tác nhân sấy đi ra khỏi buồng sấy có trang thái t›, øa,xz được hồi lưu lại với

lượng lạ và thải ra môi trường Ï, ,Khối lượng lạ được hoà trộn với không khí mới

có trạng thái 1a to, 74 Xo với lượng lọ

Sau khi được hoà trộn,ta được lượng không khí là l ,được quạt hút và đây vào calorife để gia nhiệt đến trạng thái I,t¡,ø, rồi đây vào buông sấy

'Vật liệu âi âm có khối lượng là G¡ đi vào buồng sấy và sản phẩm ta la G) Tác nhân đi qua buồng sấy đã nhận hơi nước bay hơi từ vật liệu sây đồng thời bị mất nhiệt nên trạng thái của nó là x ,t›,/ 2

Gọi xụ,Iw là trạng thái của hỗn hợp khí ở buồng hoà trộn

Tacó: lEl,tly hoặc L=EL¿†tLw

-Chọn tỷ lệ hồi lưu là 50% vậy

Với tụ: Nhiệt độ của hồn hợp khí

Đồ án môn học: QTTB Séy băng tái

— — XP, _ — 00231*1033

Pu By, Gy +0622) 011(00231+0622)

Lượng không khí khô lưu chuyên trong thiết bị sây

1 1 l= =—————

x;—x„ 0.029—0.0231

= 0.336= 33.6 %

PHAN 4: CAN BANG NHIET LUQNG

& TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

4.1 Tính toán thiết bị chính 4.1.1Thể tích của không khí

a/Thê tích riêng của không khí vào thiết bị sấy:

Đồ án môn học: QTTE Séy băng tai

"" (1.033— 0.027 *1.02)*9.81*10"

b/Thể tích không khí vào phòng sấy:

Vị=L*v¡=26567.8*1.085=28826.1 (mỶ/h) c/ Thể tích riêng không khí ra khỏi phòng sây là:

-_ R1, Vạ=

d/Thé tích không khí ra khỏi phòng sấy:

'V;=Lv;=26567.8*1.018=27046.0 (m?/h) e/Thé tich trung bình của không khí trong phòng sấy:

V= 272 -27936.05 (m'/h)

4.1.2 Thiết bị sấy tiến băng tải

Thiết bị sấy kiểu băng tải gồm một phòng hình chữ nhật trong đó có một hay vài băng tải chuyển động nhờ các tang quay,các băng này tựa trên các con lăn để khỏi

bị võng xuống.Băng tải làm bằng sợi bông tẩm cao su,bản thép hay lưới kim

loại,không khí được đốt nóng trong carolifer Vật liệu sấy chứa trong phéu tiếp

liệu,được cuôn vào giữa hai đrục lăn đề đi vào băng tải trên cùng.Nêu thiệt bị có một băng tải thì sấy không đều vì lớp vật liệu không được xáo trộn do đó loại thiết

bị có nhiều băng tải được sử dụng rộng rãi hơn Ở loại này vật liệu từ băng trên di chuyển đến đầu thiết bị thì rơi xuông băng dưới chuyển động theo chiều ngược

lại.Khi đến cuối băng cuối cùng thì vật liệu khô được đổ vào ngăn tháo

Không khí nóng đi ngược với chiều chuyển động của các băng Để quá trình

sấy được tốt, „người ta cho không khí di chuyển với vận tốc lớn,khoảng 3m/s ,còn

băng thì di chuyên với vận tốc ( 0.3-0.6) m/ph

Chọn kích thước băng tải

Gọi B,: Chiều rộng lớp băng tải (m)

h : Chiều day lớp trà (m) ,Lẫy h=0.1(m)

ø : Vận tốc băng tải, chọn ø =0.4m/ph

V2

ø : Khối lượng riêng của chè , Chọn ø= 32058

m

-Nang suất của quá trình sấy:

Đồ án môn học: QTTB Say bing tai

By=— , voi 71a hiéu sé hiéu chinh

Vị

0.6686 Chon 7=0.9 ,tacd Be = 0.7429 (m)

Goi Lý: Chiéu dai băng tải ,m (chiều đài một mặt)

1: Chiéu dai phy thém, chon 1,=1.2 (m)

T: Thời gian sây, chọn T=30 phút=0.5 giờ

Lc 077 yị= — 235505 — ,12=12(m) B,*h*p 0.7429*0.1*320

Vậy L=12(m)

-Băng tải chỉ sử đụng một dây chuyền nên ta chọn chiều dài của một băng tải là

4(m) suy ra số băng tải là 3

Đường kính của băng tải d=0.3m

4.1.3 Chọn vật liệu làm phòng sấy

-Phòng sấy được xây bằng gạch

-Bề đày tường 0.22 (m) có:

+Chiêu dày viên gạch 0.2( m)

+Hai lớp vữa hai bên 0.01 (m)

Đồ án môn học: QTTE Say băng tái

Với: R¿: _ là hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chuyển động của dòng

lạ Đường kính tương đương

At,

Với Ai,: Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với không khí

bên ngoài

Ai, =100-26=74°C

Ar,: Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy đi ra khỏi phòng sấy với

không khí bên ngoài

-Chiêu dày viên gạch đ,„„ =0.2 (m)

-Chiều đày mỗi lớp vữa ö,= 0.01 (m)

Tra bảng 4,„„=0.77( w/mđộ) ‘gach

2, =1.2 (w/mđộ)

8 & 33

Lưu thể nóng (không khí nóng) chuyển động trong phòng do đối lưu tự nhiên(vì

có sự chênh lệch nhiệt độ) và do cưỡng bức ( quạt) Không khí chuyên động theo chế độ chảy xoáy(do Re>10!)

Gọi ø, là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt trong của tường phòng sấy

Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải

Gọi trlà nhiệt độ trung bình của bê mặt thành ông(tường) tiếp xúc với

không khí trong phòng sây

Chọn trị=70.0°C

Goi ty, 14 nhiét độ trung bình của chât khí vào phòng sây (tác nhân sây)

100+ 70 tbk =85°C

Gọi t„là nhiệt độ trung bình giữa tường trong phòng sấy với nhiệt độ trung

bình của tác nhân sây

— T0+§§

ty = =717.5°C

Chuan sé Gratket : Dat trung cho tac dung tuong hỗ của lực ma sát phân tử

và lực nâng do chênh lệch khôi lượng riêng ở các điêm có nhiệt độ cao khác của

Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải

Đồ án môn học: QTTE Séy băng tái

Chuan số Gratkev là 3 O17

Đồ án môn học: QTTE Sdy bang tai

Cửa phía tác nhân sấy vào có độ chênh lệch nhiệt độ (t¡-te) còn cửa đầu kia có độ

chênh lệch nhiệt độ băng (t;-fạ).Do đó:

Nhiệt độ trung bình của tác nhân sáy bằng 85”C và giả sử tường phòng sấy cách

tường bao che của phân xưởng 2m.Theo bảng 7.1 của sách tính toán & thiết kê hệ thống sấy trang 142.Ta có:

qi=50W/m Do đó tổn thất qua nền bằng: