Tính toán và thiết kế thiết bị sấy tinh bột sắn bằng phương pháp tấng sôi ( kèm bản vẽ)

Tốc độ sấyI II III Thời gian sấy Mô tả các giai đoạn sấy - Giai đoạn nâng nhiệt độ vật liệu giai đoạn I Giai đoạn này thường rất ngắn: nó tương ứng với việc nâng nhiệt độ của vật liệu t

BM MÁY & TỰ ĐỘNG HOÁ CNSH TP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-***-NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên:

Khoá Nghành học 1 Đầu đề thiết kế:

2 Các số liệu ban dầu:

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

4 Các bản vẽ và đồ thị( ghi rõ các loại bản vẽ về kích thước và các bản vẽ)

5 Họ tên cán bộ hướng dẫn:

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế:

Ngày …….tháng……năm

Trưởng bộ môn Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:

Số hiệu sinh viên:

Lớp: Khoá:

Nghành:

Cán bộ hướng dẫn:

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

2 Nhận xét của người hướng dẫn:

Ngày …… tháng…….năm

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:

Số hiệu sinh viên:

Nghành:

Cán bộ hướng dẫn:

Cán bộ duyệt thiết kế:

3 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

4 Nhận xét của người duyệt:

Ngày tháng năm

Người duyệt

(Ký, ghi rõ họ và tên )

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

PHẦN I: TỔNG QUAN

CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SĂN

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẤY CHO

CÔNG NGHỆ SẤY TINH BỘT SẮN

1 Công nghệ ấy là gì ?

2 Lý thuyết về sấy.

2.1.Phân loại vật liệu sấy

2.2.Cơ chế tác ẩm trong công nghệ sấy

2.3.Các giai đoạn trong quá trình sấy

2.4.Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

3 Phân tích lựa chọn thiết bị sấy

3.1.Sơ lược về hệ thống sấy

3.2 Chọn tác nhân sấy và chất tải nhiệt

4 Kỹ thuật sấy tầng sôi

4.1 ưu nhược điểm của kỹ thuật sấy tầng sôi

4.2 Cơ chế của quá trình tạo tầng sôi

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TẦNG SÔI

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

1 Tính lượng ẩm cần bốc hơi

2 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

1.1 Xác định thông số không khí ngoài trời

(sau khi ra khỏi Calorife)

2.3.Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy lý thuyết

2 Tính toán quá trình sấy thực

2.1.Xác định tốc độ làm việc tối ưu(wt)

2.2.Xác định sơ bộ diện tích lưới và chiều cao VLS

2.3.Tính toán nhiệt cho thiết bị sấy

2.4.Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực

2.5.Cân bằng nhiệt và hiệu suất buồng sấy

3 Tính toán diện tích truyền nhiệt và lượng than cho quá trình sấy

3.1 Tính bề mặt truyền nhiệt

3.2 Tính lượng than tiêu thụ

3.3 Diện tích ghi lò

4 Tính lại một số kích thước

4.1 Tính lại kích thước lưới

4.2 Khối lượng VLS nằm trên lưới

4.3 Thời gian sấy

4.4 Xác định trở lực trong thiết bị sấy

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KẾT CẤU

1 Tính toán lưới thiết bị sấy

2 Tính chiều dày thân thiết bị

PHẦN III: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN XYCLON VÀ THIẾT BỊ LỌC BỤI TAY ÁO

1 Tính toán Xyclon

2 Tính toán thiết bị lọc bụi tay áo

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN QUẠT CHO HỆ THỐNG

1 Tính quạt cho thiết bị tầng sôi

1.1 Tính trở lực của hệ thống

1.2 Tính chọn quạt

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÍT TẢI VÀ BỘ PHẬN XẢ LIỆU KIỂU CÁNH

1 Tính toán thiết kế vít tải nạp liệu ở vị trí số 1

2 Tính toán thiết kế vít tải xả liệu của thiết bị lọc bụi tay áo ở vị trí

số 1

3 Tính toán thiết bị xả liệu kiểu cánh

4 Bộ phận rung và tính toán

4.1.Quan hệ giữa khối lượng khung và khối lượng đối trọng giữa biên

độ dao động và bán kính quay của đối trọng

4.2.Công suất của bộ phận rung

4.3.Tính bộ truyền đai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sau quá trình thực tập, nghiên cứu với sự nỗ lực của bản thân đồngthời được sự giúp đỡ tận tình của thầy Tôn Anh Minh chúng em đã hoàn thành

đồ án tốt nghiệp:” Tính toán và thiết kế thiết bị sấy tinh bột sắn bằng phương

pháp tấng sôi”.

Để thiết kế hoàn chỉnh thiết bị này đòi hỏi không những thời gian, kiến

thức vững vàng mà còn đòi hỏi cả những kinh nghiệm thực tế mà với một sinh

viên đang ngồi trên ghế nhà trường thì đó là một khó khăn rất lớn Mặc dù vậy,được sự hướng dẫn tận tình của thầy Tôn Anh Minh và bản thân chúng em cũng

đã rất cố gắng đi khảo sát thực tiễn và tham khảo sách vở, tham khảo ý kiến của

nhiều người chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn được giao,

để chúng em hoàn thành đồ án Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn

các thầy cô trong khoa máy thực phẩm, gia đình, bạn bè đã tạo mọi điều kiệnthuận lợi giúp đỡ chúng em

Xin chân thành cảm ơn

Hà nội ngày 5 tháng 5 năm 2006Sinh viên: VŨ MẠNH CƯỜNG

VŨ TRÍ HƯNG

PHẦN I: TỔNG QUAN

CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN

Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn

Q(hơi),t0,P(áp suất hơi)

Nguyên liệu

Tiếp nhận

Nghiền Rửa

Sắn lát khô đã

qua sử lý

Sử lý nước

Tách nước xả

Khối nguyên liệu đầu vào gồm có: Hệ thống cân, thiết bị bốc dỡ, băng tải,

động cơ điện đóng vai trò cung cấp truyền động điện

Tiếp nhận: Các băng truyền động, vít tải

+) Rửa: các cánh khuấy, bơm nước

+) Máy nghiền: Đọng cơ truyền động 1600Kw có sử dụng biến tần

+) Chiết suất: Các bơm áp suất cao, bơm nước dịch phun vào các lưới lọc

+) Cô đặc: Sử dụng các máy ly tâm tốc độ cao, động cơ truyền động thương làđộng cơ Roto dây quấn và nhiều phiến góp, hoặc động cơ không đồng bộ roto

lồng sóc và có sủ dụng biến tần

+) Tách cát: Bể lắng sử dụng cánh khuấy

+) Tinh chế: Sử dụng máy ly tâm

+) Tách xơ mịn: Máy bơm áp suất cao

+) Tách nước: Thùng sử dụng máy bơm ly tâm tốc độ cao

+) Sấy khô

+) Đóng bao: Sủ dụng hệ thống cân tự động và đóng bao tự động

*) Trong toàn bộ các khâu của dây truyền công nghệ tinh bột sắn, các thiết bị

điện được tham gia vào trong các khâu đóng va i trò cung cấp truyền động cho hệ

thống, hoặc điều khiển quá trình làm việc của các khâu và mạch điện cũng chialàm hai dạng: Mạch điện lực và mạch điều khiển

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẤY

CHO CÔNG NGHỆ SẤY TINH BỘT SẮN

1 CÔNG NGHỆ SẤY LÀ GÌ?

Công nghệ sấy nói chung là một khoa học trong sản xuất, nó bao gồmhàng loạt quá trình đơn giản và phức tạp tác động lên nguyên liệu ban đầu

nào đó để thu được sản phẩm cuối cùng theo ý muốn Lựa chọn công nghệ

sản xuất tốt sẽ thu được sản phẩm có chất lượng cao và giá thành hạ

Công nghệ sấy là quá trình làm giảm ẩm trong vật ẩm đến độ ẩmmong muốn Vật ẩm trước khi đem sấy thường có nguồn gốc thực vật, độngvật, khoáng vật Sản phẩm sấy được đem sủ dụng ngay, đem bảo quản hoặcmới là bán thành phẩm của công nghệ nào đó

Lựa chọn công nghệ sấy phải dự trên tính chất vật ẩm trước, trong khisấy và sản phẩm sấy Để lựa chọn công nghệ sấy cho mỗi loại sản phẩm tadựa trên những kinh nghiệm lâu đời của nhân loại dưới sự chỉ đạo về các lýthuyết về sấy và những kết quả thực nghiệm, những tiến bộ khoa học kỹ thuật

liên quan đến qua trình sấy

*) Những tính chất công nghệ của các sản phẩm thực phẩm là đối tượng sấy

Các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật, động vật h ay khoángvật Vì vậy mỗi loại có đặc tính riêng Mỗi loại cụ thể đều có các loại thông

số riêng như: hoá lý, cơ lý, nhiệt vật lý, điện vật lý, hoá học, sinh học Chúng

được gọi là những tính chất công nghệ của vật liệu sấy( vật sấy) Tất cả

những tính chất trên đều chịu đựng các sự thay đổi, nhất là sự thay đổi ẩm

dưới tác dụng của nhiệt trong quá trình sấy Sản phẩm sấy càng giữ nguyên

những tính chất ban đầu hoặc tăng cường tính chất tốt nào đó thì công nghệsấy đã

lựa chọn là phù hợp

Tất cả các sản phẩm thực phẩm đều có tính keo, xốp – mao dẫn.

Trong quá trình sấy, các sản phẩm thực phẩm mất đi phần lớn lượng ẩm

( có khi đến 50% hoặc 90%) của chúng có thể dẫn tới làm giảm chất lượng

Sự truyền ẩm, bay hơi ẩm lớn( tốc độ sấy cao) và không đồng đều sẽ làmcong vênh, nứt vỡ sản phẩm khi nhiệt độ sấy quá cao sẽ làm cho caramen hoá

đường, sự hoạt động của các enzim làm tối màu sản phẩm Mỗi loại sản phẩmđều quy định một nhiệt độ sấy cao nhất gọi là nhiệt độ sấy tối đa cho phép

(tmax) Thường chọn nhiệt độ vật sấy trong quá trình sấy nhỏ hơn tmax

Độ ẩm của sản phẩm sấy được quy định phụ thuộc vào phương pháp

bảo quản hoặc công nghệ chế biến tiếp theo Một số sản phẩm thực phẩm đòihỏi sấy đến độ ẩm phù hợp Sây kiệt sẽ làm cho một số ch ất hoạt tính sinhhọc mất khả năng phục hồi Sấy đến độ ẩm còn cao hơn độ ẩm yêu cầu cũng

không được Điều kiện cơ bản để bảo quản sản phẩm sấy trong môi trườngkhông khí là độ ẩm của nó phải thấp hơn độ ẩm cân bằng phụ thuộc vào độ

ẩm tương đói  của không khí có giá trị hạn chế sự phát triển của nấm mốchay các vi sinh vật nói chung Giới hạn dưới của độ ẩm không khí đối với sựsinh sôi của các loại như sau:

Chất lượng của một số sản ph ẩm thực phẩm còn là màu sắc và hương vị

Có những loại sau khi sấy càng giữ nguyên được màu sắc và hương vị ban đầu

càng tốt, song lại có thứ cần có màu sắc đặc trưng mới sau khi sấy như: thuốc lá,

cà fê, cacao Sự thay đổi màu gắn liền với sự thay đổi hoá học dưới tác dụng kéodài của nhiệt Nhiệt độ cao, tốc độ sấy làm bay hơi nhiều hương đặc trưng củasản phẩm

*) Lựa chọn phương pháp và chế độ sấy

Khi nói: chế độ sấy tốt nhất, phương pháp sấy phù hợp nhất trong hệthống máy sấy hiện đại nhất chỉ đúng cho từng loại sản phẩm sấy cụ thể Mỗiloại sản phẩm sấy đòi hỏi phương pháp và chế độ sấy riêng

2 LÝ THUYẾT VỀ SẤY.

2.1).Phân loại vật liệu sấy

Theo Lưcốp vật liệu ẩm được chia thành 3 nhóm khác nhau tuỳ theo

tính chất keo - vật lý và đặc biệt là khả năng thay đổi kích thước hình họctrong quá trình tách ẩm của vật liệu:

- Vật thể keo: có tính chất đàn hồi, kích thước của vật thay đổi lớn khi

độ ẩm thay đổi Cụ thể là khi tách ẩm kích thước của vật co lại

rất lớn, nhưng khi hút ẩm nó lại tr ương nở ra Thuộc nhóm nay làGelatin, Aga-Aga

- Vật liệu mao quản xốp: Có cấu trúc gồm những mao quản Kích thước

của vật không thay đổi khi độ ẩm thay đổi Ví dụ như Silicagel,than hoạt tính, than gỗ

- Vật liệu keo mao quản: Là những vật liệu có tính chất trung gian của

hai nhóm trên Nghĩa là chúng có tính đàn hồi và các mao quảncủa chúng có khả năng hấp thụ ẩm Thuộc về nhóm này là cácvật liệu có nguồn gốc thực vật

2.2) Cơ chế tác ẩm trong vật liệu sấy

lỏng sang pha hơi, quá trình chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bềmặt vật liệu (Pm) lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nưởc trong môi trườngkhông khí xung quanh ( Pm) Khi bề mặt của hạt khô đi sẽ xuất hiện gradien

ẩm giữa lõi và bề mặt hạt và gây nên sự chuyển dịch ẩm từ phần trung tâm

của hạt ra bề mặt hạt, áp suất của hơi nước trên bề mặt vật liệu phụ thuộc vào

độ ẩm của vật liệu, nhiệt độ và dạng liên kết của ẩm với vật liệu

2.3) Các giai đoạn trong quá trình sấy

Quá trình sấy một vật liệu được chia làm 3 giai đoạn như sau:

Tốc độ sấy

I II III Thời gian sấy

Mô tả các giai đoạn sấy

- Giai đoạn nâng nhiệt độ vật liệu ( giai đoạn I)

Giai đoạn này thường rất ngắn: nó tương ứng với việc nâng nhiệt độ của

vật liệu tới khi đạt nhiệt độ sấy ( khi đó năng lượng chỉ dùng để bay hơi nước).Nhiệt độ đó không đạt được ngay lập tức vì rằng lúc đầu vật liệu có nhiệt độ kháthấp so với nhiệt độ của tác nhân sấy và bản thân nó lại thường là một chất có độdẫn nhiệt kém, ở giai đoạn này tốc độ sấy tăng nhanh

-Giai đoạn tốc độ sấy không đổi ( giai đoạn II, giai đoạn đẳng tốc):

Giai đoạn II tương ứng với việc bay hơi ẩm tự do trên bề mặt vật liệu.Trong giai đoạn này tốc độ di chuyển ẩm từ trong ra bề mặt vật liệu lớn hơn tốc

độ bay hơi ẩm từ bề mặt vào môi trường ( khi nóng) Nhiệt lượng mà vật sấykhông đổi và đúng bằng nhiệt độ bầu ướt của không khí sấy

Trong giai đoạn này, tốc độ sấy không đổi một khi các thông số của tác

nhân sấy không đổi

-Giai đoan tốc độ sấy giảm dần ( giai đoạn III, giai đoạn giảm tốc):

Khi bề mặt vật liệu không còn ẩm tự do nữa th ì áp suất hơi riêng phần ở

đó sẽ giảm xuống rõ rệt và do vậy tốc độ sấy cũng giảm xuống nhanh chóng

Đôi khi người ta còn chia giai đoạn này thành hai giai đoạn khác nhau:Giai đoạn đầu ( trên bề mặt không còn ẩm tự do song ở các lớp sâu phía trong thì

vẫn còn ) và giai đoạn cuối ( không còn ẩm tự do trong toàn bộ vật liêu)

Khi nước tự do đã hoàn toàn biến mất thì trong v ật liệu chỉ còn ẩm liên

kết Việc tách ẩm liên kêt càng về sau càng khó khăn hơn do ở những lớp năng

lượng liên kết của ẩm trong vật liệu càng mạnh hơn Mặt khác các chất hoà tan

trong vật liệu ( ví dụ đường, muối) Do nước vận chuyển đến bề mặt vật liệu đãbịt kín liên kết của ẩm trong vật liệu càng mạnh hơn Mặt khác các chất hoà tantrong các lỗ mao quản làm cảc trở qua trình khuyéch tán ẩm của vật liệu

Trong giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu sấy dần dần tăng lên và cuối

cùng bằng nhiệt độ tác nhân sấy Sở dĩ như vậy là do tốc độ bay hơi giảm xuốngkéo theo hiệu ứng làm lạnh ( do bay hơi) cũng giảm xuống Nếu ta tiếp tục sấycho tới khi không còn khả năng thoát ẩm trong vật liệu, có nghĩa là vật liệu đạt

được độ ẩm cân bằng thì nhiệt độ của vật liệu sẽ bằng nhiệt độ của môi trường

xung quanh ( nhiệt độ của tác nhân sấy) và do đó có thể vượt quá nhiệt độ chophép của vật liệu

Thực tế trong giai đoạn này người ta thường duy trì nhiệt độ tác nhân sấythấp hơn ( vài độ) so với nhiệt độ cho phép của vật liệu để đảm bảo chất lượngcủa sản phẩm

Về lý thuyết, để tăng cường độ quá trình trong giai đoạn giảm tốc ta chỉ

có thể thay đổi những yếu tố bên trong hạt

Trong quá trình sấy thực phẩm nói chung và các hạt nông sản nói riêng,

giai đoạn đẳng tốc thường ngắn hơn nhiều so với giai đoạn giảm tốc

Do đó trên thực tế thường không quan sát thấy, nhất là khi độ ẩm ban đầu cuả

vật liệu không cao

Giá trị độ ẩm tới hạn ( điểm B) phụ thuộc vào tốc độ sấy, cách thức của

vật liệu và đặc tính hút nhả ẩm của vật liệu Do vậy, nói chung cần thiết phải xác

định thời gian sấy bằng phương pháp thực nghiệm

2.4) Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

Tốc độ sấy là tốc độ khuyếch tán của nước từ trong hạt ra ngoai không

khí, được quy ước biểu thị bằng lượng hơi nước bốc hơi từ một đơn vị bề mặt

trong một đơn vị thời gian ( kg/m2.h)

Ngoài ra trong thực tế sản xuất, tốc độ sấy còn được biểu diễn qua lượng

hơi nước bốc từ một đơn vị khối lượng hạt trong một đơn vị thời gian ( kg ẩm/kg

hạt.h)

Tốc độ sấy chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố phức tạp Trong giai đoạn

đẳng tốc, tốc độ sấy quyết định bởi tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt hạt vào trong

không khí Theo Danton tốưc độ hạt bay hơi từ bề mặt phụ thuộc vào sự chênhlệch áp suất hơi nước trê n bề mặt hạt trong không khí Như vậy muốn sấy đượcnhanh phải tăng áp suất trên bề mặt hạt, hoặc giảm áp suất hơi trong không khí

Áp suất hơi bề mặt hạt tăng và giảm theo sự tăng giamt độ ẩm và nhiệt độcủa nó Do đố tốc độ sấy cũng tăng, giảm phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ củahạt tăng hay giảm Lúc đầu quá trình sấy, độ ẩm trong hạt cao nên có tốc độ lớn,càng về cuối, độ ẩm của hạt càng giảm nên tốc độ sấy giảm

Mặt khác, nước trong hạt khi bốc hơi kèm theo sự thu nhiệt, nếu không có

sự đốt nóng, cung cấp từ ngoài vào nhiệt lượng tương ứng thì nhiệt độ của hạt bịgiảm dần, làm giảm tốc độ sấy Do vậy, muốn tăng tốc độ sấy cần phải cung cấpnhiệt cho hạt Trong thức tế, thường dùng không khí nóng hay hỗn hợp không

Tốc độ bay hơi phụ thuộc vào tốc độ cung cấp nhiệt từ ngoài vào do đótốc độ sấy phụ thuộc vào nhiệt độ của tác nhân sấy Như vậy, tăng nhiệt độ tác

nhân sấy là biệ n pháp tăng tốc độ sấy

Tốc độ không khí đi trên bề mặt cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ sấy, vì tốc

độ không khí càng lớn thì tốc độ truyền nhiệt từ ngoài vào hạt càng tăng và do

đó tốc độ khuyếch tán hơi nước trên bề mặt không khí càng lớn

Theo các tài liệu thì tốc độ sấy trong giai đoạn đẳng tốc là do tốc độ truyềnnhiệt qua lớp biên bao quanh vật liệu sấy quyết định Tốc độ có thể được tănglên bằng cách tăng nhiệt độ và tác nhân sấy Trên thực tế, người ta thương dùngnhiệt độ của tác nhân sấy lên tới nhiệt độ mà tại đó nhiệt độ bầu ướt của nó bằngxấp xỉ nhiệt độ đốt nóng cho phép của hạt

Tóm lại: Trong giai đoạn đẳng tốc, tốc độ sấy phụ thuộc chủ yếu vào cácthông số của tác nhân sấy như: nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ của không khí, hướng

và chiều chuyển đông của không khí bao quanh vật liệu sấy

Trong giai đoạn giảm tốc, tốc độ sấy phụ thuộc vào tốc độ khuyếch tán ẩm

từ trong ra bề mặt hạt: vì trong giai đoạn này, tốc độ khuyếch tán ẩm bên tronghạt nhỏ hơn tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt hạt và o môi trường Do đó tốc độ sấycủa giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào các thông số bên trong của vật liệu

như: dạng liên kết ẩm, cấu trúc, hình dạng và kích thước của hạt

Ngoài ra, tốc độ sấy con phụ thuộc vào hướng và chiều của gradien nhiệt

độ Nếu gradien nhiệt độ cùng chiều với gradien ẩm thì quá trình sấy sẽ đượctăng cường Ngược lại sẽ kìm hãm quá trình

Trên thực tế, với các quá trình sấy thông thường thì gradien nhiệt độ là

ngược chiều với gradien ẩm Để khắc phục nhược điểm đó nhà khoa học Xô Viết

đã đề ra phương pháp sấy hồi lưu đẳng nhiệt, tức là thức hiện quá trình sấy trongđiều kiện đẳng nhiệt để loại trừ tác động ngược của gradien nhiệt độ.

3.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẤY.

3.1) Sơ lược về các hệ thống sấy.

Khi đã chọn phương pháp sấy chúng ta tiến hành chọn HTS Vì tính chất phổ

biến và đa dạng của các HTS nóng nên dưới đây chúng ta chỉ giới thiệu đặc

điểm cấu tạo và phân loại các HTS này Trên cơ sở đó kết hợp với năng suất sấy

yêu cầu cũng như hình dáng và kích t hước của VLS mà chúng ta chọn HTS thíchhợp

a) Hệ thống sấy buồng

Cấu tạo chủ yếu của hệ thống sấy buồng là sấy buồng Trong buồng sấy

bố trí các thiết bị đỡ vật liệu sấy ta gọi chung là thiết bị truyền tải ( TBCT) Nếu

dung lượng của buồng sấy bé và TBCT là các khay sấy thì người ta thường gọi

hệ thống sấy buồng này là tủ sấy Nếu dung lượng buồng sấy lớn và TBCT làcác xe goòng thì người ta gọi là hệ thống sấy buồng kiểu xe goòng Nói chung,TBCT trong hệ thống sấy buồng rất đa dạng Ví dụ hệ thống sấy buồng để sấythuốc lá mà chúng ta thường gặp ở Việt Nam thì TBCT chỉ là các sào để treothuốc lá Đặc điểm của hệ thống sấy buồng, do tính chất cấu tạo của nó , là một

hệ thống sấy chu kỳ từng mẻ một Do đó, năng suất sấy không lớn Tuy nhiên,

nó có thể sấy nhiều dạng vật liệu sấy khác nhau từ vật liệu dạng cục, hạt đến cácvật dạng thanh, tấm

b}Hệ thống sấy hầm.

thống sấy hầm thường là xe goòng hoặc băng tải Đặc điểm chủ yếu của hệthống sấy hầm là bán liên tục hoặc liên tục và cũng như hệ thống sấy buồng nó

có thể

sấy được nhiều dang vật liệu sây

Tuy nhiên, do cấu tạo, năng suất của nó có thể lớn hơn năng suất của hệ thốngsấy buồng

c) Hệ thông sấy tháp

Trong hệ thông sấy này thiết bị sấy là một tháp sấy, trong đó người ta đặtmột loại kênh dẫn và kênh thải TNS xen kẽ nhau Vật liệu sấy trong hệ thống sấytháp là dạng hạt tự chảytừ trên xuống dưới TNS từ các kênh dẫn xuyên qua lớphạt chuyển động đi vào các kênh thải để thải ra ngoài Như vậy, hệ thống sấytháp là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt Cùng dạng với hệ thống sấy thápchúng ta cũng gặp những hệ thống sấy tương tự, ở đó hạt chuyể n động từ trênxuống còn TNS đi ngang qua lớp hạt thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm Hệthống sấy tháp là hệ thống sấy liên tục

d) Hệ thống sấy thùng quay

Thiết bị sấy trong hệ thống sấy thùng quay như tên gọi là thùng sấy hìnhtrụ tròn đặt nghiêng một góc nào đó Trong thùng sấy người ta bố trí các cánhtrộn Khi thùng quay, vật liệu sấy vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia củathùng sấy vừa bị xáo trộn từ trên xuống dưới TNS cũng vào đầu này và ra đầukia của thùng sấy Như vậy, hệ thống sấy th ùng quay cũng là hệ thống sấy

chuyên dùng để sấy hạt hoặc cục nhỏ và có thể làm việc liên tục

e) Hệ thống sấy khí động

Có rất nhiều dạng hệ thống sấy khí động Thiết bị sấy trong hệ thống sấynày có thể là ,ột ống tròn hoặc hình phễu, trong đó TNS có tốc độ cao vừa làmnhiệm vụ sấy vừa làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sấy từ đầu này đến đầu kiacủa thiết bị sấy Tốc độ tác nhân có thể đạt (40ữ50) m/s Vật liệu sấy trong các

hệ thống sấy này phải là các hạt, mảnh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi trong quá trìnhsấy thường là độ ẩm bề mặt

f) Hệ thông sấy tầng sôi

Trong hệ thống sấy tầng sôi thiết bị sấy là một buồng sấy trong đó người

ta bố trí ghi đỡ vật liệu sấy TNS có thông số thích hợp được đưa vào dưới ghivà

làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như hình ảnh các bọt nướcsôi Vì vậy người ta gọi đó là hệ thống sấy tầng sôi Đây cũng là hệ thống sấy

chuyên dùng để sấy hạt Hạt khô nhẹ hơn sẽ ở tầng trên của lớp sôi và được lấy

ra khỏi thiết bị sấy một cách liên tục Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt

và truyền ẩm giữa TNS và vật liệu sấy rất tốt nên trong các hệ thống ấy hạt hiện

có thì hệ thống sấy tầng sôi có năng suất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệusấy được sấy rất đều

g) Hệ thống sấy phun

Hệ thống sấy phun là một hệ thống sấy chuyên dùng để sấy các dung dịchhuyền phù như trong dây truyền sản xuất sữa bột, sữa đậu nành, thiết bị sấytrong hệ thống sấy này thường là một hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống

dưới Dung dịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun hoặc trênđĩa quay ở đỉnh tháp tạo thành những hạt dung dịch bay lơ lủng trong thiêt bị

sấy

TNS có thể được đưa vào cùng chiều hay ngược chiều thức hiện quá trình truyềnnhiệt, truyền ẩm với các hạt dung dịch và thoát ra ngoài qua xyclon

h) Phân tích lựa chọn hệ thống sấy tầng sôi

Qua giới thiệu và phân tích về các hệ thống sấy ở trên ta thấy lựa chọn hệthống sấy tầng sôi cho sấy tinh bột sắn là tương đối hợp lý và phù hợp vì sảnphẩm ta thu được vừa có dạng cục nhỏ vừa có dạng bụi

3.2 Chọn tác nhân sấy và tải nhiệt

Cơ chế quá trình sấy gồm 2 giai đoạn: gia nhiệt cho vật sấy làm ẩm hoáhơi và mang ẩm từ bề mặt vào môi trường Nừu ẩm thoát ra khỏ i vật mà khôngmang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng đến quá trình bốc hơi ẩm từ vật sấy Cụ thể là

làm chậm quá trình thoát hơi ẩm từ vật sấy thậm chí có thể làm ngưng trệ quátrình thoát hơi ẩm của vật sấy Quá trình có thể dẫn tới làm tăng nhiệt độ vậtsấy làm cho vật không khô mà bị ninh nhừ đi Để tải ẩm đã bay ra từ vật sấy

vào môi trường có thể duìng biện pháp sau:

- Dùng tác nhân sấy làm chất tải ẩm

- Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy ra ngoài ( sấy chân không)

- Sấy với nhiệt độ cao: nhiệt độ vật sấy lớn hơn nhiệt độ bão hoà ứng với áp suấtkhông khí ẩm ( ví dụ áp suất không khí ẩm P= 745mmHg nhiệt độ bão hoà

tương ứng là 1000C) Trường hợp này áp suất hơi ẩm thoát ra khỏi vật lớn hơn

áp suất không khí ẩm , do chênh áp suất này mà ẩm có thể tự thoá t ra ngoài môi

trường Như vậy ta thấy tác nhân sấy có thể vừa đóng vai trò ra nhiệt vứa tải ẩm

hoặc chỉ làm một trong hai chức năng ấy

Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặc biệt quan trọng vì nó đóng cảhai vai trò vừa ra nhiệt vừa tải ẩm Tuỳ theo chế độ sấy và yêu cầu chất lượngsản phẩm sấy mà chọn loại tác nhân sấy thích hợp Các tác nhân sấy thườngdùng là không khí nóng, khói nóng, hỗn hợp không khí và khói, hơi quá nhiệt,chất lỏng.

Khi chọn môi chất sấy có thể sơ bộ dựa vào các điều kiện sau:

• Trường hợp vật sấy chịu được nhiệt độ cao và không sợ nhiễm bẩn bởi tro,

bụi thì nên dùng khói là môi chất sấy vì dùng khói sẽ sấy được ở nhiệt độ cao

hơn, cường độ bay hơi ẩm lơn hơn, đồng thời thiết bị sấy rẻ tiền hơn vì không

cần calorife

• Trường hợp sản phẩm sấy cần tránh nhiễm bẩn do khói thì nên chọn không

khí nóng làm tác nhân sấy Để ra nhiệt cho không khí có thể dùng calorife hơi khí, khói - khí hay calorife điện

-Dùng kiểu calorife nào là tuỳ vào từn g trường hợp cuj thể và do tính toánkinh tế kỹ thuật quyết định

• Hơi quá nhiệt dùng trong trường hợp sấy các vật liệu dễ cháy, dễ nổ Hơi quá

nhiệt có nhược điểm là phải dùng lò hơi để sản xuất nên giá thành thiết bị cao.Trong thiết bị sấycần chọn chất tải nhiệt phù hợp với các điều kiện kinh tế

kỹ thuật cụ thể của việc sấy sản phẩm

Trong sấy đối lưu hay sấy tiếp xúc, chất tải nhiệt có thể dùng là hơi nước

hay khói để ra nhiệt cho tác nhân sấy và các bề mặt truyền nhiệt cho vật liệu

Dùng khói là chất tải nhiệt thjì hệ thống thiết bị sẽ đơn giản hơn, giá thành thiết

bị thấp hơn so với dùng hơi nước vì không cần dùng lò hơi Nhược điểm củacalorife khí - khói là lam việc ở nhiệt độ cao, bề mặt truyền nhiệt bám bụi …dẫn

bề mặt truyền nhiệt sẽ lớn hơn Hơn nữa việc điều chỉnh nhiệt độ môi chất sấy sẽ

khó khăn hơn so với calorife hơi - khí Dùng hơi nước làm chất tải nhiệt có ưuđiểm là calorife hơi - khí cấu tạo gọn nhẹ vì có hệ số truyền nhiệt lớn và thường

có thể làm cánh ở phía không khí, việc điều chỉnh nhiệt độ môi chất sấy dễ dàngthuận tiện Thiết bị không bị bám bẩn do khói, lại lam việc ở nhiệt độ thấp nêntuổi thọ cao hơn so với calorife khi -khói Hơn nữa do làm việc ở nhiệt độ thấp (

thường < 2000C) nên calorife có thể chế tạo bằng kim loại màu như đồng, nhômnên ít bị han rỉ nên tuổi thọ càng cao Nhược điểm dùng hơi nước làm chất t ảinhiệt là phải dùng lò hơi nên giá thành thiết bị cao

Việc chọn chất tải nhệt là hơi nước hay khói là tuỳ thuộc vào các điều kiện

cụ thể và phải trải qua nghiên cứu tính toán nhiều phương án kinh tế, kỹ thuật

để chọn phương án hợp lý Về nguyên tắ c có thể sơ bộ đánh giá theo các yếu tố

sau:

- Những nơi có nhiều hộ tiêu thụ nhiệt về sấy cũng như có nhiều các hộ tiêu thụcông nghệ khác dùng hơi nước thì việc dùng lò hơi là hợp lý vì lò hưoi cho phépsản xuấtnhiệt tập chung có hiệu suất cao hơn so v ới sản xuất nhiệt phân tán

- Những nơi chỉ có ít hộ tiêu thụ nhiệt về sấy thì dùng calorife khi – khói haycalorife kiểu ống nhiệt là hợp lý

4 KỸ THUẬT SẤY TẦNG SÔI

Hiện nay tầng sôi ( hay còn gọi là lỏng giả) đã được người ta nhắc đếntrong sách báo ngay từ năm 1878 Nhưng mãi đến những năm đầu thế kỉ 20 kỹ

thuật này mới được ứng dụng vào trong sản xuất Ứng dụng thành công đầu tiêncủa nó

là trong lĩnh vực chế biến dầu mỏ ( 1942) Ngày nay kỹ thuật tầng sôi đã được

ứng dụng khá rộng rãi để tiến hành các phản ứng hoá học có xúc tác pha rắn, để

khí hoá nhiệt liệu rắn, chế tạo than hoạt tính, đôt quặng pyrit

Thực chất quá trình lỏng giả là sự tác dụng tương hỗ giữa chất khí ( haychất lỏng giọt) với lớp hạt rắn ở trạng thái lơ lửng Lúc đó hệ khí rắn có đầy đủcác tính chất như một chất lỏng: tính linh động, tính điền đầy, tính chảy

4.1) Ưu nhược điểm của kỹ thuật tầng sôi

So với quá trình ở trạng thái tĩnh thì quá trình ở trạng thái lỏng giả có rấtnhiều ưu điểm, cụ thể là :

- Pha rắn được đảo tr ộn rất mãnh liệt, dẫn đến sự san bằng ở nhiệtk độ và nồng

độ trong toàn lớp hạt, nhờ đó tránh được nguy cơ quá trình nhiệt cục bộ, tạo điều

kiện thuận lợi cho nhiều quá trình trao đổi nhiệt và xúc tác dị thể được tiến hành

ở mức tối ưu

- Hệ số dẫn nhiệt cấp nhiệt từ bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị đến lớp sôi ( hay

ngược lại) rất lớn Có thể so sánh với trường hợp của chất lỏng giọt Điều này rất

quan trọng vì cho phép không những giảm bề mặt truyền nhiệt, giảm thể tíchthiết bị mà còn thực hiện n hiều quá trình hoá học và chuyển khối với hiệu suấtcao

- Tạo khả năng dùng các hạt rắn có kích thước nhỏ, tức là có bề mặt riêng lớn đểgiảm trở lực khuyếch tán, tăng diện tích tiếp xúc pha, tăng năng suất thiết bịtrong quá trình truyền nhiệt, chuyển khối, hoá học trên xúc tác pha rắn bởi vị nếudùng các hạt có kích thước nhỏ ở trạng thái bất động thì nhiệt độ cũng như nồng

độ có nguy cơ phân bố không đều theo cả chiều dọc cũng như tiết diện ngang

tích tiết xúc pha thực tế nhỏ hơn tổng diện tích các hạt nhiều Tất cả điều ấy dẫn

đến quả trình xảy ra không mãnh liệt, chất lượng không đồng đều, hiệu quả sử

dụnh nguyên liệu và thiết bị thấp

- Do tính linh động của lớp sôi nên dễ dàng nạp liệu và tháo sản phẩm, dễ thựchiện quá trình liên tục, cơ giới hoá và tự động hoá, dễ điều chỉnh các thông sốcông nghệ như lưu lượng và áp suất

- Trỏ lực tương đối nhỏ và ổn định, không phu thuộc vào tốc độ pha khí tronggiới hạn tồn tại trạng thái lỏng giả

- Cấu tạo thiết bị tương đối đơn giản, gon nhẹ và dễ chế tạo

Do tất cả những ưu điểm trên mà kỹ thuật tầng sôi được sử dụng ngày càng phổbiến trong công nghiệp như một phương pháp tăng cường độ quá trình

Tuy nhiên phương pháp này cũng có một số nhược điểm như:

+) Trong phạm vi một lớp vật liệu thì không có khả năng thực hiện quá trìnhtheo

nguyên tắc ngược chiều các pha ( vì bị khuấy trộn mãnh liệt)

Do đó động lực của các quả trình truyền nhiệt, chuyển khối , khô ng đạt được

cực đại Điều này có thể được khắc phục bằng cách bố trí thiết bị theo mô hìnhdãy hộp, tức là chuyển từ khuấy trộn lý tưởng sang đẩy lý tưởng

+) Thời gian lưu của các hạt trong lớp sôi không đều, dẫn đến hiện tượng có hạt

lưu lại quá ngắn, có hạt lại quá lâu so với thời gian trung bình cần thiết

+) Các hạt rắn bị va đập, bào mòn, vỡ vụn do đó thiết bị phải có thiết bị thu hồibụi Thiết bị tầng sôi phải chịu được mài mòn nhất là khi gia công các hạt cócạnh sắc.

+) Có hiện tượng tích điện và tĩnh điện dẫn đến khả năng dễ gây cháy nổ

+) Vận tốc của pha khí bị giới hạn trong phạm vi cần thiết để duy trì trạng tháitầng sôi mà nhiều khi không phải là thích hợp đối với quá trình công nghệ

4.2) Cơ chế của quá trình tạo tầng sôi

Khi cho dòng khí đi từ dưới lên qua ghi phân phối có chứa một lớp hạt rắnthì có thể xảy ra 3 trạng thái sau đây:

*) Khi tốc độ khí nhỏ, thì lớp hạt ở trạng thai bất động ( hình I – 5a) Các

đặc trưng của nó như bề mặt riêng, độ xốp không thay đổi khi thay đổi vận tốc

dòng khí Lúc này dòng khí đi qua lớp hạt tuân theo các định luật của quá trìnhlọc, chiều cao lớp hạt không thay đổi ( đoạn AB trên hình I – 6a) và trỏ lực củalớp hạt tĩnhtăng lên cùng với sự tăng vận tốc dòng khí

(a) (b) (c)

Chuyển động của dòng khí qua lớp hạt rắn

*) Nếu lớp hạt gồm các hạt nhỏ, cùng kích thước không bị dính bết vàonhau và không có lực kêt dính thì trở lực tăng theo đường thẳng OA( hình I –6b) Neu hạt có kích thước lớn, giữa các hạt có sự kết dính thì đẻ thắng lực kếtdính này phải tiêu tốn thêm năng lượng , trở lực sẽ tăng theo đường cong và sẽ

có cực đại như đường 2 hoặ c 3

*) Tăng vận tốc khí tới một giá trị tới hạn nào đó thì lớp hạt bắt đầu trở nênlinh động, chiều cao lớp hạt bắt đầu tăng lên, các hạt dần dần chuyển động vàđược khuấy trộn với nhau, trở lực đạt tới một giá trị nhất định và giữ nguyênkhông đổi ( hình I – 15b, đoạn BE trên hình I – 6a, đoạn AB trên hình I – 6b)

Đó là trạng thái tầng sôi, các hạt rắn lơ lửng trong pha khí và chuyểnđộng hỗn loạn, độ xốp của lớp hạt tăng lên theo sự tăng của vận tốc khí Trạng

thái này duy trì trong giới hạn từ vận tốc bắt đầu sôi ( còn gọi là vân tốc sôi tốithiểu) vstới vận tốc phụt ( còn gọi là vận tốc kéo theo) vf

*) Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí cho đến khi vượt giá trị vf thì trạng thái sôi

chấm dứt, các hạt rắn bị dòng khí cuốn theo ra khỏi thiết bị

Lúc này xảy ra quá trình vận chuyển hạt rắn bằng khí thổi, vf còn đượcgọi là vận tốc treo tự do, vì tại đây độ xốp của lớp hạt rất lớn, thực tế là các hạt

bị treo lơ lửng trong dòng khí không lắng xuống mà cũng không bị kéo ra ngoài,

thoả mãn điều kiện cân bằng giữa trọng lượng của hạt ( cĩ tính đến sức đẩyAcsimet) và sức cản của khơng khí, chỉ cần tăng vận tốc khí vượt quá vf mộtchút là các hạt rắn bắt đầu bị kéo theo ra ngồi

Quan hệ giữa tổn thất áp suất và vận tốc khí qua lớp hạt

Nếu vận tốc dịng khí giảm xuống dưới vsthì sự phụ thuộc của trỏ lực

Chiều cao lớp hạt

Thời gian sấy

BA

EF

Trở lực lớp hạt Lớp tĩnh Lớp sôi

Quan hệ giữa tổn thất áp suất và vận tốc khí qua lớp hạt

32

vào vận tốc sẽ không theo đường 1,2,3 nữa mà theo đường 4.

Còn chiều cao lớp hạt thì theo đương CD và lớn hơn khi chưa sôi Độ xốpcủa lớp hạt lớn hơn lúc ban đầu

Nếu tác nhân gây lỏng giảm là chất khí thì thường xảy ra hiện tượng

sôi không đều: Một phần khí đi qua lớp sôi dưới dạng các bọt khí, túi khí ( chứ

không phải ở dạng pha liên tục), các túi khí này khi lên tới bề mặt lớp sôi thì vỡ

ra làm cho chiều cao của lớp sôi giao động ( đường CE và CF trên hình I – 6a).Khi số tần sôi chưa lớn thì hiện tượng này không gây ảnh hưởng xấu đến quátrình mà chỉ làm tăng mức độ khuấy trộn trong lớp mà thôi Tuy nhiên, nếu tăng

số tần sôi lên thì các bọt khí lớn xuất hiện nhiều trong kớp sôi và làm các hạt bịbắn tung lên cao và bị kéo theo ra khỏi thiết bị

Hiện tượng này càng dễ xảy ra khi tăng kích thước hạt, tăng vận tốcdòng khí và giảm đường kính thiết bị Chế độ sôi phân tầng có ảnh hưởng xấu

đến quá trình như: Làm sự tiếp xúc giữa các hạt rắn và pha khí kém đi, trở lực

của tầng sôi bị dao động vì vậy cần tránh không để cho hiện tượng này xảy ra

Trong thực tế sản xuất, thường gặp các lớp hạt có kích thước khác

nhau, nhưng hình dạng như nhau hoặc cùng kích thước và hình dạng nhưng khốilượng riêng khác nhau thì sẽ tạo ra sự phân lớp: Những hạt lớn hơn hoặc nặnghơn sẽ ở dưới, còn những hạt nhỏ hơn sẽ ở lớp trên

Hạt càng nhỏ và càng nhẹ sẽ ở càng xa ghi phân phối khí

Qua nghiên cứu cho thấy, vật liệu dạng hạt có kích thước trong giải0.001ữ 65mm đều có thể tạo ra được lớp sôi Nhưng để tạo được một lớp sôi

đồng nhất thì hạt có kích thước 0.01ữ 0.2mm là dễ có khả năng nhất Những hạt

lớn gây ra sự dao động chiều cao lớp sôi rất lớn, còn những hạt nhỏ lại dễ dínhvới nhau và tạo nên hiện tượng vòi rồng

Trạng thái lỏng giả còn có thể được tạo ra nhờ các tác động cơ học, ví

dụ như khuấy trộn hoặc rung Khi đó ta có hiện tượng lỏng giả cơ học ( phân biệtvới trường hợp lỏng giả khí động và lỏng giả thuỷ lực)

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TẦNG SÔI

THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

1THIẾT BỊ LỌC BỤI TAY ỎO 4.VỚT TẢI NẠP LIỆU 7, 9 XẢ LIỆU KIỂU CỎNH

2.XYCLON 5.LŨ đốt 8.Quạt ly tâm.

3.THIẾT BỊ SẤY TẦNG SỤI 6.VAN LỎ 10.VỚT TẢI VẬN CHUYỂN

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị sấy tầng sôi (3) bằng vít tải nạp liêu(4)

Nguyên liệu ở trong thiết bị tầng sôi (3) được sấy bằng tác nhân sấy là không khí

nóng, không khí này được gia nhiệt gián tiếp bằng khói lò Vật liệu được sấy khôđược chia làm hai dạng, dạng cụ c sẽ được đưa ra nhờ cửa ra liệu kiểu cánh (7),

còn dạng bụi sẽ được quạt ly tâm (8) hút và được thu hồi nhờ xyclon lắng (2) vàlọc bụi tay áo (1)

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

Ta có các thông số ban đầu của công nghệ sấy tinh bột sắn bằng phương pháp tầng sôi:

Năng suất: G2=500kg/h

Độ ẩm trước khi sấy: W1=25%

Độ ẩm sau khi sấy: W2=12%

Với các thông số trên ta bắt đầu các bước tính toán sau:

1 1

2 1 2

12 , 0 25 , 0

2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

2.1) Xác định thông số không khí ngoài trời

Ta xác định bởi cặp thông số không khí ngoài trời ở khí hậu Việt

Nam (t0; ử0)= ( 250C; 85%) tương ứng với điểm A trên đồ thị I – d

Từ đồ thị I – d ta có thể xác định được d0và I0

Đồ thị sấy lý thuyết

Hoặc theo /III/ ta có thể tính được d0và I0

a) Tính áp suất bão hoà (Pbho) tại nhiệt độ t0= 25 0 C

12 bar (30 - III)

25 235

42 , 4026

P d

bh

bh

/ 621

, 0

0 0

0 0

2

1 o

kgam kgkk

031 , 0 85 , 0 98 , 0

031 , 0 85 , 0 621 , 0

0 1 , 004 t d 2500 1 , 842 t

2500 1 , 842 25

017 , 0 25 004 , 1

4 , 68

 ( kJ/ kgkk)

Trong đó:

t0: là nhiệt độ không khí ngoài trời ; t0= 25 0C

d0: là lượng chứa ẩm của không khí, d0= 0,017 (kg ẩm/ kg kk)

Vậy ta có các thông số không khí ngoài trời:t0= 250C

= exp 0 , 46

80 235

42 , 4026

1 1 004 t d 2500 1 , 842 t

2500 1 , 842 80

017 , 0 80 004 ,

3 , 125

 kJ/kgkk

Trong đó :

t1: là nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife; t1= 800C

d1: là lượng chứa ẩm tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife;

017 , 0

d B

bh

0 , 621 0 , 017 100

64 , 0

017 , 0 98 , 0

Pbh0:là áp suất bão hoà của tác nhân sấy ở t1= 800C

d1: là lượng chứa ẩm của tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife;

d1= 0,017 (kg ẩm / kg kk)

Vậy ta có các thông số của không khí trước khí vào TBS là:

t1 = 800C

φ1= 5,7 %

d1= 0,017 (kgam / kg kk )

I1= 125,3 ( kJ / kg kk)

2.3) Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy lý thuyết

Để tìm trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết ta chọn t2 = 400CVậy ta có cặp thông số (t2; I2) = (t2;I1) tương ứng với điểm C0trên đồ thị I - d

a) Tính áp suất bão hoà của tác nhân sấy ( P bh2) tại t2 = 40 0 C

235

42 , 4026 12

exp

t

07 , 0 40 235

42 , 4026 12

20

i

t t d C d



Trong đó :

+) t1: là nhiệt độ của TNS trước khi vào thiết bị sấy t1= 800C

+) t2: là nhiệt độ của TNS sau khi ra khỏi thiết bị sấy

+) i2: là Entapy của hơi nước tính theo công thức:

2

r: ẩm nhiệt hoá hơi của hơi nước: Cpa= 1,842 ( kJ / kg kk)

Cpa: nhiệt dung riêng của hơi nước : Cpa= 1,842 (kJ / kg kk)

7 , 2573 40

842 , 1 2500

Với: Cpxlà nhiệt dung riêng của không khí khô: Cpx= 1,004 (kJ/kg kk)

Cpalà nhiệt dung riêng của hơi nước : Cpa= 1,842 kJ / kg kk

, 2573

40 80 035 , 1 017 , 0

d B

bh

0 , 621 0 , 033 100

07 , 0

033 , 0 98 , 0

1 1

0 20

8 , 5418 5

, 62 7 , 86

0

3 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC

3.1) Xác định tốc độ là việc tối ưu (w t)

Trước hết ta tính tiêu chuẩn Fe

k v td

P V

p p g d

+) Fe: là công thức Phêđôrov

+) Ở điều kiện là việc:

t tv  0 , 5  1 2  0 , 5  80  40  600Tra bảng thông số nhiệt vật lý của không khí khô ta được

6

10 97 ,

, 9 4 003 ,



Ta thấy tốc độ làm việc tối ưu theo phương trình tiêu chuẩn

  1 , 56

258 , 0 19 , 0 5 , 0

Ret    Fe

Do đó ta có:

tb

k t t

10 97 , 18 8 ,

324   6



1 , 2

 (m / s)

Trong đó :

Ret: là trị số Reynol tối ưu; Ret= 324,8

Vk: là độ nhớt động của TNS; Vk= 18,97 10-6 m2/s

dtb: là đường kính trung bình của tinh bột sắn trước khi sấy

3.2) Xác định sơ bộ diện tích lưới và chiều cao VLS

a) Tính diện tích lưới

Ta có:

k t G

P W

L F

06 , 1 1 , 2 3600

8 , 5418 5

, 1

Wt: là tốc độ làm việc tối ưu : Wt= 2,1 (m/s)

Pk: là khối lượng riêng của TNS ; Pk= 1,06 (kg / m3)

bính đường kính sơ bộ của lưới

 G

F

D  4 

13 , 1 14 , 3

01 , 1 4

m H

D F