tính toán thiết bị sấy atiso

Tính toán vật liệu và tác nhân sấy 4.. Tính toán quá trình sấy lý thuyết 4.1 Kích thước cơ bản của máy sấy băng tải 4.2 Tính thời gian sấy 5 Tính toán quá trình sấy thực 5.1 tổn thất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Khoa Kỹ Thuật Hóa Học

GVHD : TẠ ĐĂNG KHOA

BTL : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MÁY SẤY

ATISÔ

Lê Văn Nhân-1512258

Nội dung:

 I/ Tính chất của Atiso

 II/ Tính toán thiết bị sấy

1 Chọn tác nhân sấy và chế độ sấy

1.1 Chọn tác nhân sấy

1.2 Chế độ sấy

2 Lựa chọn chế độ sấy

3 Tính toán vật liệu và tác nhân sấy

4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

4.1 Kích thước cơ bản của máy sấy băng tải 4.2 Tính thời gian sấy

5 Tính toán quá trình sấy thực

5.1 tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi 5.2 Tổn thất nhiệt ra môi trường

I/ Tính chất của Atiso

Lá Atisô chứa:

1. Acid hữu cơ bao gồm:

- Acid Phenol: Cynarin (acid 1 - 3 Dicafeyl Quinic) và các sản phẩm của sự thủy phân (Acid Cafeic, acid Clorogenic, acid Neoclorogenic)

- Acid Alcol

- Acid Succinic

2 Hợp chất Flavonoid (dẫn chất của Luteolin), bao gồm:

Cynarozid (Luteolin - 7 - D Glucpyranozid), Scolymozid

(Luteolin - 7 - Rutinozid - 3’ - Glucozid)

3 Thành phần khác: Cynaopicrin là chất có vị đắng, thuộc nhóm Guaianolid

II/ Tính toán thiết bị sấy

1 Chọn tác nhân sấy và chế độ sấy

1.1 Chọn tác nhân sấy

1.2 Chế độ sấy

2 Lựa chọn chế độ sấy

3 Tính toán vật liệu và tác nhân sấy

4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

4.1 Kích thước cơ bản của máy sấy băng tải

4.2 Tính thời gian sấy

5 Tính toán quá trình sấy thực

5.1 tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi

5.2 Tổn thất nhiệt ra môi trường

1 Chọn tác nhân sấy và chế độ sấy

1.1 Chọn tác nhân sấy

Đối với atiso là sản phẩm con người dùng để uống cho lên trong quá trình sấy atiso yêu cầu tác nhân sấy phải sạch không bị ô nhiễm và bám bụi nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

1.2 Chế độ sấy

Với tác nhân không khí, người ta thường chia hai phương pháp sấy: sấy hai lần hoặc một lần

- Phương pháp sấy hai lần:

+ Lần thứ I: nhiệt độ sấy từ 90-95 oC, thời gian sấy kéo dài 12-15 phút, sau khi sấy độ ẩm của atiso còn lại từ 18-20 %

+ Lần thứ II: nhiệt độ sấy từ 80-85 oC thời gian sấy gần như lần I, độẩm của sản phẩm sau khi sấy lần thứ II khoảng 3-5

%

Phương pháp sấy 1 lần: dùng nhiệt độ sấy >1200 C

Ưu điểm của phương pháp này nâng cao được hiệu suất sử dụng của thiết bị sấy, nếu đảm bảo đúng điều kiện kỹ thuật thì chất lượng của sản phẩm vẫn được đảm bảo

Nhược điểm của phương pháp này: khó khống chế điều kiện kỹ thuật trong qúa trình sấy đối với nguyên liệu tươi có chất lựông không đồng đều

2 Lựa chọn chế độ sấy

- Nhiệt độ: thường sấy atiso ở 800 C, nếu cao hơn 80 0C thì atiso mất đi nhiều hương thơm và màu sáng, nếu thấp hơn 80 0 C thì quá trình sấy kéo dài, các enzym trong atiso không được đình chỉ kịp thời,,̀ dễ bị len men quá mức

- Tốc độ không khí trong máy sấy: tốc độ không khí nóng trong máy sấy thường khống chế ở 0,5 m/s, nếu khống chế nhỏ hơn tốc độ này thì thời gian sấy kéo dài và nếu khống chế ở khoảng 0,6 m/s thì vụn sẽ bị cuốn theo

- Độ dày của lớp rải trên băng chuyền máy sấy: thực nghiệm cho thấy nếu tốc độ không khí nóng trong máy sấy < 0,5 m/s thì độ dày của lớp rải trên băng chuyền không ảnh hưởng đến chất lượng sấy được Do đó, nếu ta khống chế tốc độ không khí bằng 0,5 m/s và sấy hai lần thì độ dày của các lớp rải trên băng chuyền là:

Sấy lần 1: 3 ÷ 3,5 cm

Sấy lần 2: 4 ÷ 6 cm

3 Tính toán vật liệu và tác nhân sấy

Tính lượng vật liệu sấy vào buồng sấy:

G1=G2

G1=2000 = 2560 kg/mẻ

Lượng ẩm bốc hơi trong 1 mẻ: W=G1-G2=2560 – 2000= 560 ( kg/mẻ )

Thông số không khí ngoài trời: lấy địa điểm là Sơn La, Sapa, Vĩnh Phúc nên ta lấy nhiệt độ không khí trung bình t0= 300C và độ

ẩm chọn mùa hè và áp suất khí quyển p = 757 mmHg

Chọn nhiệt độ tác nhân sấy (TNS) để sấy là t1= 800C

4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

t0 = 300C và Dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta xác định

Điểm O có giá trị sau: do= 0,02 (Kg/Kgkk)

Io= 81,2 (kJ/kgkk)  

Nhận nhiệt từ hơi nước và tăng lên nhiệt độ t1 = 80 0C.quá trình có d= const nên d 1 = d0 = 0,02(kg/kgkk) Điểm 1 được xác định bằng 2 thông số t1, d1

I1 = 133,2 (kJ/kgkk) ; = 3.2 % ;P hbh1=0,4736 (bar); Ph1=0.01515(bar); Tư =40 oC

TNS trạng thái 1 đi vào máy sấy đốt nóng vật liệu sấy và nhận ẩm trong điều kiện lí tưởng bỏ qua tổn thất thì: I2=I1=133,2 (kJ/kgkk)

Ta tính nhiệt độ ra khỏi thiết bị sấy ( TBS) là t2

Thế sấy : = t2 – tư

Ta có t2 = tư 1,15 = 40 1,15 = 46 0C Vậy xác định được điểm 2 là giao I1 = I2 = const và t1 = t2 = const

Từ đồ thị I – D ta tìm được :

d2 = 0,0336 (kg/kgkk)

Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm:d2-d0

l0 = = = 73,53 (kgkk/kg ẩm)

Lượng tác nhân sấy cần thiết để bốc hơi lượng ẩm trong VLS :

L0 = W l0 = 560 73,53 = 41176,8 (kgkk/mẻ)

Phương trình cân bằng năng lượng cho TBS lý tưởng :

q0 = l0 ( I1 – I0 ) = l0 ( I2 – I0 ) = 73,53 ( 133,2 – 81,2 ) = 3823,56 (kJ/kg ẩm) Nhiệt lượng tiêu hao toàn quá trình sấy lý thuyết;

Q0 = W q0 = 560 3823,56 = 2141193,6 (kJ/mẻ)

4.1 Kích thước cơ bản của máy sấy băng tải

Khối lượng atiso ban đầu là 3622,6 kg/mẻ thì ta chọn hệ thống với kích thước như sau:

Chiều dài : 14 m

Chiều rộng : 2,5 m

Chiều cao : 3,5 m

Số băng tải : 4 băng

Khoảng cách các băng tải ; 25 cm

v = 0,5 m/s

4.2 Tính thời gian sấy

Ftd = 3,5 2,5 = 8,75 m2 Gtns = v.Ftns = 8,75 0,5 = 4,375 m3/s Thời gian sấy vật liệu là tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy :

Với : thời gian đốt nóng vật liệu

: thời gian sấy đẳng tốc : thời gian sấy giảm tốc  

Thời gian đốt nóng vật liệu sấy :

F0 =

Trong đó :

Va a – hệ số dẫn nhiệt độ của vật liệu sấy ( với a = )

R – phân nửa chiều dày của vật liệu sấy

F0 – chuẩn số furê xác định sự phụ thuộc giữa tốc độ biến đổi trường nhiệt trong vật với các kích thước và đặc trưng của vật đó

Từ đây ta suy ra = = 60 ( giây) = 1 phút

Thời gian sấy đẳng tốc

Trên cơ sở cân bằng nhiệt lượng: J1b = J2b r

Trong đó : r là ẩn nhiệt hóa hơi, r = 2500 (kJ/kg)

J1b = = 800C, tb = tư = 40 0C

là hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, tính theo vận tốc không khí, với vận tốc khí v < 2 m/s

( W/m2 độ ) =27360(J/m2hđộ) J1b = 27360 ( 80 – 40 ) = 1094,4 ( KJ/m 2h )

Vậy : J2b = ( kg/m 2h )

Giải bài toán khuếch tán ẩm đối xứng trong tấm phẳng với điều kiện biên loại 2, ta được:

U = ( %h )  

– độ ẩm đầu vào VLA , % – độ ẩm cân bằng , %

– độ ẩm tới hạn cuối giai đoạn sấy đẳng tốc với

U – tốc độ sấy

– hệ số sấy tương đối phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu

= 0,072

Vậy ( h ) = 8 ( phút)

Thời gian sấy giảm tốc :

5 Tính toán quá trình sấy thực

5.1 tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi

Qv = G2.Cv.(tv2 –t0)

qv =  

Cv = Cvk ( 1- ) + Ca

5.2 Tổn thất nhiệt ra môi trường

q1 =  

qmt2 =  

q = k ( tf1 – tf2 )

k =  

qmt =  

q1 = i2 – Ca.t0

= Ca.t0 – qv – qmt