ĐỒ án môn học QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Thiết kế hệ thống thùng quay sấy đường năng suất 1 tấn sản phẩmh Mục lục 1 Lời mở đầu 2 Phần I: Tổng quan 4 1.1. Giới thiệu về sản phẩm sấy 4 1.2. Giới thiệu về phương pháp sấy 5 1.3. Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay 8 Phần II: Tính toán công nghệ sấy đường 10 2.1. Tính cân bằng vật liệu 10 2.2. Tính thời gian sấy 11 2.3. Tính kích thước và các thông số của thùng sấy 11 2.4. Tính toán quá trình sấy lý thuyết 12 2.5. Tính toán quá trình sấy 16 2.5.1. Tính tổn thất nhiệt 16 2.5.2. Tính toán quá trình sấy thực 24 2.5.3. Tính cân bằng nhiệt 26 Phần III: Tính toán thiết bị phụ 28 3.1. Caloripher 28 3.2. Tính trợ lực và chọn quạt 30 3.3. Tính công suất của động cơ quay 34 Lời kết 35 Tài liệu tham khảo 36

Mục lục

Mục lục 1

Lời mở đầu 2

Phần I: Tổng quan 4

1.1 Giới thiệu về sản phẩm sấy 4

1.2 Giới thiệu về phương pháp sấy 5

1.3 Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay 8

Phần II: Tính toán công nghệ sấy đường 10

2.1 Tính cân bằng vật liệu 10

2.2 Tính thời gian sấy 11

2.3 Tính kích thước và các thông số của thùng sấy 11

2.4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 12

2.5 Tính toán quá trình sấy 16

2.5.1 Tính tổn thất nhiệt 16

2.5.2 Tính toán quá trình sấy thực 24

2.5.3 Tính cân bằng nhiệt 26

Phần III: Tính toán thiết bị phụ 28

3.1 Caloripher 28

3.2 Tính trợ lực và chọn quạt 30

3.3 Tính công suất của động cơ quay 34

Lời kết 35

SVTH: Nguyễn Thị Lĩnh– 20113071 - Lớp KTTP1 – K56

Tài liệu tham khảo 36

LỜI MỞ ĐẦU

Đường saccarose là chất có vị ngọt tự nhiên, là loại thực phẩm bổ

dưỡng, cung cấp nhiều năng lượng cho con người, một sản phẩm của công

nghiệp thực phẩm.Đường có thể dùng trực tiếp hoặc có thể dùng làm nguyên

liệu cho các ngành công nghệ sản xuất thực phẩm như: công nghệ sản xuất đồ

hộp, công nghệ sản xuất bánh kẹo, mứt, nước giải khát,làm rượu

Một trong những quá trình quan trọng trong công nghệ sản xuất đường

là sấy đường khi tinh thể đường được tạo ra Sấy là một quá trình công nghệ

được sử dụng rất nhiều trong các công nghệ sản xuất và đời sống thực tế Đặc

biệt, trong các ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến, hóa chất, sản xuất vật

liệu xây dựng, kỹ thuật sấy đóng một vai trò quan trọng trong dây chuyền

sản xuất Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩm thích hợp thuẩn tiện cho việc bảo

quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm

Sấy đã giúp cho việc bảo quản và vận chuyển đường được thuận lợi,

đồng thời đường thành phẩm bảo đảm chất lượng cũng như giá trị cảm quan

Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được những tính chất

về giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng nên có thể sử dụng một số loại thiết

bị như sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi, tuy nhiên thông dụng nhất

trong sấy hiện nay là kiểu sấy thùng quay với tác nhân là không khí nóng

Trên cơ sở những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn của thầy

giáo trong đồ án môn học này, em xin trình bày về “Tính toán thiết kế sấy

thùng quay sấy đường với năng suất 1 tấn sản phẩm /h” với các nội dung

bao gồm các phần sau:

Phần I: Tổng quan.

Phần II: Tính toán công nghệ sấy đường.

Phần III: Tính chọn thiết bị phụ.

Do trình độ, kinh nghiệm nghiên cứu và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán, thiết

kế đồ án này, rất mong được thầy cô và các bạn góp ý, chỉ bảo để em có thể

bổ sung, củng cố kiến thức cho bản thân

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS.Lê Nguyên Đương đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình để em có thể hoàn thành đồ án môn học này!

Sinh viên

Nguyễn Thị Lĩnh

Phần I

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về sản phầm sấy

Đường saccarose có công thức phân tử là C12H22O11, cấu tạo từ 2 đườngđơn là Glucose và Fructose, trọng lượng phân tử là 342,3 đvC Tinh thể

saccarose trong suốt không màu, không mùi, có vị ngọt; khối lượng riêng: 1,5879 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 180 – 1860C; dễ tan trong nước với độ hòatan khá cao, tỷ lệ thuận với nhiệt độ Ở trạng thái kết tinh, đường saccarose không hút ẩm, độ hút ẩm của nó phụ thuộc vào tạp chất lẫn trong tinh thể đường, độ tạp chất càng lớn thì khả năng hút ẩm càng cao

Đường saccarose không có tính khử Trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh, saccarose bị thủy phân tạo thành glucose và fructose.Trong môi trườngkiềm, dung dịch đường có tính axít yếu nên dễ tác dụng với các chất kiềm tạo thành saccarate.Phản ứng kiềm áp dụng trong sản xuất đường là phản ứng vôi.Mono và disaccarate dễ bị phân hủy, trisaccarate khó bị phân hủy Đặc tính này được ứng dụng để lấy đường saccarose ra khỏi mật củ cải Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (1600C) đường saccarose bị nóng chảy và khi nhiệt độ lớn hơn 1800C thì nó sẽ bị caramen hóa

Trong tự nhiên, đường saccarose có nhiều trong mía, củ cải đường, thốtnốt, nhưng trong công nghiệp, đường saccarose được sản xuất chủ yếu từ mía

và củ cải đường

Ở Việt Nam, nguyên liệu chủ yếu sản xuất đường là mía Quy trình sản xuất đường từ nguyên liệu mía như sau:

Bao gói

Quá trình sấy đường tương đối dễ vì tinh thể đường saccarose không ngậm nước, chủ yếu là tách ẩm bề mặt tinh thể, mặt khác là độ ẩm ban đầu của đường nhỏ Vì vậy, thiết bị sấy không phức tạp nhưng sấy xong bắt buộc phải làm nguội đến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện bảo quản tốt cho sau này

1.2 Giới thiệu phương pháp sấy.

1.2.1 Khái niệm chung về sấy.

1.2.1.1 Định nghĩa

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi bề mặt vật liệu nhờ sử dụng nhiệt năng.Quá trình sấy nhằm mục đích giảm bớt khối lượng, tăng độ bền của vật liệu, bảo quản tốt vật liệu trong một thời gian dài, nhất là đối với các sản phẩm nông sản, lương thực, thực phẩm; giảm năng lượng tiêu tốn trong quá trình vận chuyển vật liệu; hoặc để đảm bảo các thông số kỹ thuật cho các quá trình gia công vật liệu tiếp theo

1.2.1.2 Phân loại

Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức:

Nguyên

liệu (Mía) Ép Làm trong

nước mía Lọc nước mía

Cô đặc

Nấu đườngTrợ tinh

Ly tâm

Sấy đường

Thành

phẩm

 Sấy tự nhiên: là phương pháp sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, để làm bay hơi nước Phương pháp này đơn giản, không tốn năng lượng, rẻ tiền tuy nhiên không điều chỉnhđược tốc độ sấy theo yêu cầu kỹ thuật nên năng 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 lẻ, hộ gia đình

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

- Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò, (gọi là tác nhân sấy) Thiết bị sấy đối lưu thường gặp: sấy buồng, sấy hầm, thùng quay, khí động, tầng sôi, sấy phun, tháp…

- Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc với nhiệt độ sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn

- Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương thức sấy dùng năng lượng của tiahồng ngoại do nguồn điện phát ra truyền cho vật liệu sấy

- Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu

- Sấy thăng hoa: 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 từ trạng thái rắn thành hơi mà không qua trạng thái lỏng

1.2.1.3 Nguyên lý của quá trình sấy.

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắnrất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp,nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quátrình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốc của toàn bộ quá trình được quy định bởi giai đoạn nào là chậm nhất Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra ngoài bề mặt vật liệu sấy

Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất vàthông số cơ bản của quá trình sấy

1.2.2 Tác nhân sấy.

Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vậtliệu sấy Trong quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vật liệu sấy Nếu độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy được tăng lên đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật liệu sấy và môi trường trong buồng sấy, quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại

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 tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiều trong các nhiệm vụ trên.

Các loại tác nhân sấy:

 Không khí ẩm: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, có thể dùng cho hầu hết các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm có nhiều ưu điểm: không khí có sẵn trong tự nhiên, không độc, không làm sản phẩm sau khi sấy ô nhiễm và thay đổi mùi vị Tuy nhiên, dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí (caloripher 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 phí đắt

 Khói lò: khói lò được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độsấy lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiệt, tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ônhiễm do bụi và các chất có hại như CO2, SO2,

 Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm

dễ bị cháy nổ và có khả năng chịu được nhiệt độ cao

 Hỗn hợp không khí và hơi nước: Tác nhân sấy này chỉ dùng khi

độ ẩm tương đối cao

1.2.3 Thiết bị sấy.

Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiềukiểu thiết bị sấy khác nhau để phù hợp với loại vật liệu sấy riêng biệt Có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:

- Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí hay thiết bị sấy bằng khói lò, ngoài ra còn có nhiều thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần,

- Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy ở áp suất thường.

- Dựa vào phương thức và chế độ làm việc: sấy liên tục hay sấy gián đoạn

- Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy: Thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy bức xạ,

- Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải

- Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy: cùng chiều hay ngược chiều

- Chọn thiết bị sấy: Căn cứ vào ưu, nhược điểm của các loại thiết

bị sấy và đặc điểm của vật liệu sấy ở đây là đường ta chọn thiết bị sấy là hệ thống sấy thùng quay Hệ thống thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy các vật liệu dạng hạt, cục nhỏ Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau: thu hoạch để sấy các vật liệu ẩm dạng hạt có kích thước nhỏ

- Chọn tác nhân sấy: Đường là sản phẩm thực phẩm có thể dùng

để ăn trực tiếp hoặc dùng làm nguyên liệu chế biến sản xuất các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm khác vì vậy yêu cầu quá trình sấy phải sạch, không bị

ô nhiễm, bám bụi Mặt khác, sấy đường không sấy ở nhiệt độ cao Do đó ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

- Chọn phương án sấy: Đường được sấy liên tục với tác nhân là

không khí nóng Vật liệu và tác nhân sấy đi cùng một chiều Sau khi sấy, đường được tháo ra qua cửa tháo sản phẩm, còn tác nhân sấy sẽ đi qua đi qua xyclon thu hồi bụi đường và thải khí ra ngoài môi trường

1.3. Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay

Cấu tạo chính của hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ tròn được đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một khoảng 1 – 5 độ Có

2 vành đai trượt trên các con lăn đỡ khi thùng quay Khoảng cách giữa các con lăn có thể điều chỉnh được để thay đổi góc nghiêng của thùng Thùng quay với tốc độ 0,5 – 8 vòng/phút nhờ một động cơ điện thông qua hộp giảm tốc Bên trong thùng có lắp các cánh đảo để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất đạt cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm

Hệ thống sấy thùng quay làm việc ở áp suất khí quyển Tác nhân sấy

có thể là không khí sạch hay khí lò Tác nhân sấy và vật liệu có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều Vận tốc của tác nhân sấy đi trong thùng không quá 3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng

Vật liệu ướt qua phễu nạp liệu rồi vào thùng sấy ở đầu cao Thân thùng quay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn, vừa đi dần từ đầu cao xuống đầuthấp của thùng Nó chuyển động được nhờ những đệm chắn Đệm chắn vừa phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, vừa xáo trộn vật liệu, làm cho vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy tốt hơn

Quá trình vật liệu đi trong thùng quay, tác nhân sấy và vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho nhau Vật liệu đi hết chiều dài thùng sấy được lấy ra và vận chuyển cào kho nhờ bằng tải còn tác nhân sấy đi qua xyclon để thu hồi vật liệu sấy cuốn theo và khí thải được thải ra ngoài môi trường

- Ưu điểm:

+ Quá trình sấy được đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vậtliệu sấy và tác nhân sấy

+ Cường độ làm việc tính theo lượng ẩm khác cao, có thể lên tới

100 kg/m3.h

+ Thiết bị đơn giản, dễ vận hành, chiếm diện tích mặt bằng nhỏ

- Nhược điểm:

+ Vật liệu dễ bị vỡ vụn, làm giảm chất lượng sản phẩm

+ Cần có xyclon để lọc bụi nếu vật liệu sấy tạo ra nhiều bụi

+ Tiếng ồn lớn do quạt tạo ra

Phần II

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY ĐƯỜNG

Thông số đề bài:

 Độ ẩm vật liệu trước khi sấy: W1 = 2%

 Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: W2 = 0,2%

 Nhiệt độ của vật liệu trước khi vào thiết bị sấy: tv1 = 25

 Nhiệt độ của vật liệu sau khi ra khỏi thiết bị sấy: tv2 = 35

 Nhiệt độ của tác nhân sấy trước khi vào thiết bị sấy: t1 = 100

 Nhiệt độ của tác nhân sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy: t2 = 40

 Cường độ bốc hơi ẩm: A = 9kg/m3h

Năng suất: G2 =1000 kg/h

2.1 Tính cân bằng vật liệu.

Lượng ẩm bốc hơi trong 1h của vật liệu sấy:

W = G2 , kg/h ( Công thức VII.18 – trang 102 –

Trong đó;

W: Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ của vật liệu sấy,(kg/h)

W1: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy,(%)

W2: Độ ẩm của vật liệu ra khỏi máy sấy,(%)

G2 : Lượng vật liệu ra khỏi máy sấy,(kg/h)

Vậy: W =1000 = 18,37(kg/h)

Khối lượng vật liệu ẩm vào thùng sấy:

G1 = G2 + W, kg/h ( Công thức VII.17 – trang 102 - [2] )

G1 = 1000 + 18,37 = 1018,37( kg/h )

Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối:

Gk = G2. , kg/h ( Công thức VII.19 – trang 102 - [2]

Gk = 1000 = 998,0(kg/h)

2.2 Thời gian sấy

, phút (Công thức VII.53 – trang 123 [2])

W1 , w2 : Độ ẩm ban đầu và cuối của vật liệu, [%]

Suy ra: V = = = 2,04(m3 )

Đường kính và chiều dài của thùng sấy ( D,L ):

L = ,m ( Công thức VII.51 – trang 121 - [2]

Trong đó:

L: Chiều dài của thùng sấy, (m)D: Là đường kính của thùng sấy, (m)V: Là thể tích của thùng sấy, (m3)Theo kinh ngiệm người ta lấy quan hệ giữa chiều dài và đường kính thùng sấy là L/D = (3,5 7)

Chọn L/D = 6 hay L = 6.D

L,D: Chiều dài và đường kính của thùng sấy, (m)

a : Hệ số phụ thuộc đường kính và kiểu cánh đảo, chọn a = 1,2

τ : Thời gian sấy, (phút)

α: Góc ngiêng của thùng sấy, chọn Vậy: n = = 7,43 (vòng/phút)

Hình 1.1: Đồ thị quá trình sấy lý thuyết không có hồi lưu

+ Điểm A(t0 ,φ0 ) là trạng thái không khí bên ngoài

+ Điểm B(t1 ,φ1) là trạng thái không khí vào buồng sấy

+ Điểm C(t2 ,φ2) là trạng thái không khí sau qua trình sấy lý luyết

 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài.

Chọn không khí bên ngoài được xác định bởi cặp thông số nhiệt độ và

độ ẩm tương đối (t0 , 0 ) = (25 ,85%), có áp xuất p = 745 mmHg

Áp xuất bão hòa ứng với t0 = 25

Pb0 = exp = exp = 0,0315 bar

Lượng chữa ẩm d 0 :

d 0 = 0,621 = 0,621

( Công thức 2.13 – trang 28 - [1])

I 0 = 1,004.t 0 + d 0 (2500 + 1,842.t0 ) (Công thức 2.25 – trang 29 - [1 )

=1,004.25 + 0,0172.(2500 + 1,842.25) = 68,892 (kJ/kg kk)

Không khí được đưa vào thùng sấy được qua caloripher để đốt nóng không tăng ẩm đến nhiệt độ t 1 = 100 , lượng chứa ẩm d 1 = d 0 =0,0172 kg ẩm/

kg kk.

Áp suất bão hòa ưng với t 1 = 100 :

P b1 = exp =exp = 0,9987 bar

Độ ẩm tương đối của không khí sau quá trình sấy lý thuyết d 20 :

- Lượng ẩm mà không khí nhận từ vật liệu:

Gbc0 =d20 – d1 = 0,0439 – 0,0172 = 0,0267(kg ẩm/kg kk)

Ta có bảng thông số của quá trình sấy:

Không khí trước khi đi

 Lượng ẩm tác nhân sấy lý thuyết cần thiết.

- Lượng không khí khô cần thiết l0 để bốc hơi 1kg ẩm là:

- Lượng thể tích trung bình của quá trình sấy lý thuyết Vtb0:

2.5.1.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.

- Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở độ ẩm w2 = 0,2% là:

Cv = Cvk.(1 – w2) + Ca.w2 , [kJ/kg độ] (Công thức 7.40 – trang

141 – [1])

Trong đó:

Cvk: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy khô ,Cvk = 1,45 kJ/kg độ

Ca: Nhiệt dung riêng của hơi nước , Ca = 4,1868 kJ/kg độ

Suy ra Cv = 1,45.(1 – 0,002) + 4,1868.0,002 = 1,4555 kJ/kg độ

- Tổn thất nhiệt do vật liệusấy mang đi: qv = = ,

kJ/kg ẩm

( Công thức 7.19 – trang 135 - [1])Trong đó:

G2: Lượng vật liệu ra khỏi máy sấy (kg/h)

Cv: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở độ ẩm w2 ,(kJ/kg độ)

tv1,tv2 :Nhiệt độ của vật liệu sấy trước và sau khi sấy,

Vậy: qv = = 792,324 (kJ/kg ẩm)

2.5.1.2 Tổn thất nhiệt do môi trường.

Để tính được tổn thất nhiệt do môi trường ta phải giả thiết tốc độ sấy của tác nhân sấy la w(m/s).Sau khi tính toán xong lượng tác nhân quá trình sấy thực ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này

Cơ sở để giả thiết tốc độ tác nhân sấy trong thiết bị sấy thực tế là tốc

độ sấy lý thuyết w0(m/s).Tốc độ này chính là tỉ số giưa lưu lượng thể tích trung bình Vtb0 và Chọn β = 0,1 do đó tiết diện tư do của thùng sấy có thể tính gần đúng bằng :

Ftd = (1 –β)Fts = (1 – β) = (1 – β) = (1 – 0,1) = 0,408(m2 )

Khi đó tốc độ tác nhân sấy lý thuyết bằng:

w0 = = = 0,49 (m/s)

Giả thiết tốc độ tác nhân sấy trong quá trình sấy thực w = 0,8(m/s)

Như vậy dữ liệu để tính mật độ dòng gồm:

- Nhiệt độ của dịch thể nóng trong trường hợp này là trung bình nhiệt độ của tác nhân vào và ra thùng sấy

tf1 = 0,5(t1 + t2) = 0,5(100 + 40 ) = 70℃

- Nhiệt độ của dịch thể lạnh.Nhiệt độ này chính la nhiệt độ của môi trường

tf2 = t0 = 25℃

Thùng được cấu tạo 3 lớp từ trong ra ngoài như sau:

Hình 1.2: Đồ thị quá trình truyền nhiệt

Các quá trình truyền nhiệt xảy ra:

 Quá trình cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị sấy.

 Quá trình dẫn nhiệt từ thành trong ra thành ngoài thiết bị

 Quá trình cấp nhiệt từ thành ngoài thiết bị đến không khí

Lớp thép bọc bên ngoài lớp cách nhiệt với bề dày 1mm có tác dụng chủ yếu là để bảo vệ,tổn thất nhiệt quá lớp này la không đáng kể nên khi tính toán có thể bỏ qua

Hệ số truyền nhiệt từ tác nhân sấy ra ngoài môi trường xung quanh K

được tính theo công thức:

a) Quá trình cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị sấy

Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và thành trong của thùng sấy q1 được xác định theo công thức:

q1 = α1.(tf1 – tw1) , W/m2Với tw1 : là nhiệt độ thành trong của thiết bị sấy

α1 được xác định bằng công thức sau: