Thuyết trình hệ thống sấy phun

Thuyết trình hệ thống sấy phun

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VỮNG TÀU

HE THONG SAY PHUN

Môn học: Quá Trình và Thiết bị 2 ( Truyền khối)

Nhóm: 8

@ GVHD:Ths.Nguyễn Quốc Hải

6 Huynh Tan Phat

7 Van Huy Phu

8 Pham Minh Tuan

MÁY SÁY PHUN

+ Chênh lệch độ âm giữa bê mặt và bên trong vật liệu

+ Chênh lệch áp suất hơi riêng phân của nước tại bê mặt vật liệu và môi trường xung quanh

Mục đích của quá trình sây là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bên và bảo quản sản phầm được lâu hơn

- Bây phun là một trong những công nghệ sây công nghiệp chính do khả năng sây một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang

dạng bột khá đơn giản, dễ dang kiém soat nhiét d6 va dinh dang hat san pham mot cach chinh xac

Thiét bi say phun dùng đề sây các dạng dung dịch và huyền phù trong trạng thái phân tán nhăm tách âm ra khỏi vật liều

s1úp tăng độ bên và bảo quản sản phẩm được lâu hơn

Sản phẩm của quá trình say phun la dang bot mịn như bột đậu nành bột trứng, bột sữa, hoặc các chế phẩm sinh học,

MÁY SÁY PHUN

GIOI THIEU MOT SO THIET BI SAY PHUN

TONG QUAN

Quá trình sây phun nhanh

Có thê điều khiên được tỉ trọng sản phẩm

Bột sau khi sây có độ hòa tan

cao(90-100%) độ âm thấp (3-4%)

Vân hành liên tục và có tính tự

động hóa cao

( hIiph1 nhân công thâp

Vận hành và bảo dưỡng đơn giản

Thiêt kê đơn giản cho từng loại san

phâm từng loại quy mô trong nhà

máy

Ap dụng được cho các sản phâm bên

nhiệt,nguyên liệu ở dạng dung

dịch hô vửa huyề phù

i Chat luong bot duoc dam bao trong

qua trinh say

bé mat kim loai cia san pham

o Nhuoc diém:

› Yêu cầu độ âm ban đầu cao dé dam

bảo nguyên liệu có thê bơm đến

thiết bị tạo giọt lỏng

Chi phí năng lượng cao hơn (đề

> Chê độ làm việc: liên tục

> Điêu khién :bao vé chong qua nhiệt

S + Cơ câu phun:

o Co chtc nang dua nguyén liệu (dạng

lông) vào buông dưới dạng hạt mịn

(sương mù) Quá trình tạo sương mù

long va su phân bó của chúng trong

buông say, do dé SẼ ảnh hướng đến

giá trị bề mặt truyền nhiệt và tốc độ

sây Cơ cầu phun có các dạng như: co

cầu phun áp lực, cơ cầu phun bang

khí động, đầu phun ly tâm

oBuong say:

© Là nơi hòa trộn mẫu sấy (dạng

sương mù) và tác nhân sây (không

khí nóng) Buông sây phun có thé có

nhiều hình dạng khác nhau nhưng

phô biến nhất là buông sây hình trụ

đứng, đáy côn lXích thước buông sấy

(chiêu cao, đường kính ) được thiết

kế phụ thuộc vào kích thước các hạt

lỏng và quỹ đạo chuyên động của

chúng, tức phụ thuộc vào loại co cau

oTac nhan say:

o Khong khi nong 1a tac nhan say

thông dụng nhất Hơi là tác nhân gia

nhiệt phô biến nhất Nhiệt độ hơi sử

dụng thường dao động trong khoảng

150-2500%(7 Nhiệt độ trung bình cua

không khí nóng thu được thấp hơn

nhiệt độ hơi sử dụng là 100C )NIÌH)OV.L(IV.)

Hệ thông thu hôi sản

tại cửa đáy buông sấy Đề tách sản

phâm ra khỏi khí thoát, người ta có

thê sử dụng nhiều phương pháp khác

nhau: lắng xoáy tâm, lọc, lắng tĩnh

điện

Phô biên nhât là phương pháp lăng

(UAT

© Quat: Dé tang luu lượng tác nhân sây, người ta

sử dụng quạt ly tâm Ở quy mô công nghiệp các thiết bị sây phun được tr ang bị hệ thông hai quạt

Quạt chính được đặt sau thiết bị thu hôi bột sản

phâm từ dòng khí thoát Còn quạt phụ đặt trước

thiết bi gia nhiệt không khí trước khi vào buông

say Uu điêm của việc sử dụng hệ thông hai quạt

là người ta có thê kiêm soát để dàng áp lực trong

buông say

PHAN LOAI THIET BI

Phan loai theo chiéu cua

Phân loai theo cap dé say

tac nhan say

o + Cung chiêu © + Sây một cấp

Product Out Pestint Oa

© Nguyên lý của phương pháp sây

phun

từ chât lỏng hòa tan, nhũ tương huyền

phù đã được cô đặc trước (40 - 60% am)

được phun đề hình thành những giọt mịỊm

rơi vào trong dòng khí nóng cùng chiêu

hoặc ngược chiêu ở nhiệt đô khoảng 150 -

300°C trong buéng say lon Két qua la hoi

nước được bốc đi nhanh chóng Các hạt sản

phẩm được tách ra khỏi tác nhân sây nhờ

một hệ thông thu hôi riêng ©

SO pO HE THONG MAY SAY

1 Buong say 5 Co cau phun mau

2 Caloriphe 6 Cvclon thu hôi sản phâm từ khí thoát ra

3 Thùng chứa nguyên liệu cần sấy 7 Cyclon vận chuyên sản phẩm

4 Bơm nguyên liệu § Hệ thông quạt hút và màng lọc

1 He changer 6 He clratribe it D ree oatict for finished gw

Nguyén liệu từ thùng chứa được sini vao KIÊN sấy, khi vào vali say age nei bố mấu : thành hạt nhỏ li ti (dạng mù) nhờ cơ cấu phun Không khí nóng thối qua caloriphe đưa vào | buông say Không khí nóng và nguyên liệu ở dạng mù tiếp xúc với nhau trong vài giây trong | buồng sấy, nước từ nguyên liệu bốc hơi sau đó thoát ra ngoài, sản phẩm khô được thu gom tại | day cyclon, được làm nguội và thu hôi Một phân bụi mịn theo không khí qua cyclon, sau đó | qua bộ lọc nhằm thu hồi lại các hạt bụi mịn còn sót lại và thải ra ngoài

” Không khí nhờ quạt thổi qua bộ trao đổi nhiệt caloriphe và nâng lên nhiệt độ ny theo yêu câu của chế độ sấy Không khí trước khi qua bộ trao đổi nhiệt được lọc sạch bở |

bị lọc

|

TÍNH TOÁN

Các thông số ban đầu :

Năng suất theo sản phẩm sấy : G, (kg/h)

Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: W, %

Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy : W,%

G, : Nang suất nhập liệu, kg/h

G„ : Năng suất bốc hơi ẩm, kg ẩm/h

G, : Lượng không khí tiêu hao, kg kk/h

Trong quá trình sấy hàm lượng chất khô trong nguyên

liệu không thay đổi do vậy ta có:

„ 100 - , =G* 100—1,

G, =G, 5

100 100 Lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy G,=G,-G,

Chọn không khí vào calorifer có nhiệt đột,

Quá trình sấy theo lí thuyết do vậy Enthanpi của không khí ra

khối thiết bị sấy H;= H; do vay:

Lượng không khí tiêu hao riêng: Í

Thể tích không khí vào và ra khỏi thiết bị sấy

Các thông sô ban đầu

- Chọn vòi phun tạo sương lọaI cơ khí có đường

kính lỗ phun là d (m), góc phân tán tia x

-_ Giả thiết vận tốc chuyển động của không khí trong thấp

Rp; bán kính tấn phun, m

œ ; vận tốc dòng khí chuyến động trong thiét bi, m/s

r ; ãnnhiệt hóa hơi của 4m, kj/kg

C¡ C¿; nhiệt dung riêng của vật liệu sấy 6 nhiét d6 T, T, kj/kg

L Xác đình chiều cao của tháp sây-

Chiều cao hữu hiệu của tháp sấy được xác định theo công thức

x ;hệ số dẫn nhiệt của không khí, ^( w/m? độ)

d„a„; kích thước lớn nhất của hạt sản phẩm, d„„„ =2 đụ„ (m)

L Kiểm tra lại vân tốc của không khí đi trong tháp so với

lựa chọn ban đầu: x Tr 2

oA ° - ~ IT D, 2

Tiết diện của tháp sấy: F= —q im )

V

Vận tốc khí được xac định theo céng thife @ = _ im /s)

chênh lệch so với lựa chọn ban đầu < 5% ; lựa chọn ban đầu

mới coi như hợp lí hợp lý

—=>Xác đỉnh thời gian sấy:

Hệ số cấp nhiệt tổng quát từ trong đến thành thiết bị

xc, =k*( a, +a, )

k là hệ số tính đến độ nhám,

Hệ số cấp nhiệt từ ngoài thành thiết bị đến môi trường

xung quanh.Gia sử nhiệt độ của không khí trong phân

xưởng là (, Nhiệt độ của lớp thép bảo vệ ngoài thánh thiết

£„ :là mức độ đen của vật, với hệ thống bằng thép chon

C : là hệ số cấp nhiệt của vật đen tuyệt đối

- Bề dày thiết bị là b, (mm), bề đầy lớp vồ bảo vệ là

b; (mm), lam bang vat liéu la thép không rỉ có À¡=^+ (W/m độ)

- Bề dày của lớp cách nhiệt là :b,

Lượng nhiệt truyền từ trong tháp do cấp nhiệt là

q =rŸ Dr* œi(t¿p =2)

2

trong đó :

t¡ _L ; nhiệt độ bên trong và bên ngoài thành thiết bị

Dạ, ; đường kính trung bình của thiết bị khi kể cẩ lớp cách

nhiệt

Da — D, + 2*b, +b,

Thay vào ta tính được bề dày cua lớp cách nhiệt là b;

- Hệ số truyền nhiệt tổng quát từ trong lòng thiết bị ra môi trường

- Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi trường trong thiết bị

và môi trường xung quanh

Cân bằng nhiêt lượng trong quá trình sấyư1

Theo khong khi vao :G,* H,

Theo ẩm ctiavat liéu : C,*t,,,

I.Nhiét ra_(kj/kg dm )

Theo khong khi G, * H,

Theo san pham di ra

Tổn thất ra môi trường xung quanh : q

- Tổng nhiệt lượng ra là : 2⁄dra

trong đó :

- €, là nhiệt dung riêng của vật liệu

C,, 1a nhiét dung riéng cua nuéc; C,, ( kj/kg.d6)

- t.3, nhiét d6 vao cua nguyén liéu ; t,;, °C

-t, nhiét d6 ractia san pham_ ; t;°C

Chénh léch giiéa sấy thực tế và sấy lý thuyết:

A = C,*t,- (q,+q,,)

trong đó :

P

G, G, q> “GE © * bao =œc © *t,

a

Thân chịu lực nén chiều trục và sẽ ổn định nếu thỏa mãn

điều kiện sau đây

C, : là hệ số cấp nhiệt của vật liệu chế tạo tháp

E!; là mô đun đàn hồi của vật liệu chế tạo thân

Tính thiết bị truyền nhiệt:

Các thông số ban đầu:

Lượng không khí đi trong thiết bị G,’

Chọn loại ống thép dùng làm ống truyền nhiệt có hệ số dẫn

nhiệt À Wámn °C đường kính ống d, mm Ống được đặt so le

;bước ống :S¿

Khói lò cho đi trong ống thép với vận tốc là œ, m/s ; không

khí đi ngoài ống thép với vận tốc là : @; mí

Không khí vào thiết bị sấy được gia nhiệt bằng khói lò, các

thông số của khói lò như sau:

Khối lượng riêng :p;› ( kg/m?);

Độ nhớt động :U;› (m2⁄5) ;

Hệ số dẫn nhiệt : A; (W/m °C);

Nhiệt dung riêng : C,› (kj/kg);

(Việt lượng mà không khí nhân được:

Khối lượng riêng của khóilò : p,

Nhiệt dung riêng của khói lò : C,,

Độ nhớt động học của khối lò : 0.,(m/s)

Chuẩn số Prandl của khóilò : Pr

Chuẩn số Reynolds của khói lò được tính theo công thức sau:

*

Re = “

Với giá trị của chuẩn số Re trên =>Nu

Từ đây ta tính được hệ số cấp nhiệt về phía khói lò :

Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

Diện tích mặt ngoài của một ống là

Fqang = 2”7“ dụ*L (m7)

Trong đó L là chiều dài của thiết bị

Tổng số ống cần cho thiết bị truyền nhiệt là F

- Tinh va chon xyclon lang

Đường kính của xyclon được tính theo công thức sau

V D=

1.Tré luc qua xyclon:

Hệ số trở lực qua xyclon được tính theo công thức sau:

2

(2 * Ø

Ap=§#——— :N/m`

£ , là hệ số trở lực phụ thuộc vào kiểu xyclon

p là khối lượng riêng của không khí ,kg/m?

Trở lực từ quạt đến calorferlà AY, =H * 2 (N/ mí )

Tro luc trong calorifer:

Nhiệt độ trung bình của dòng khí trong calorifer T

Xem trở lực đột thu bằng trở lực đột mở vậy tổng trở lực do

đột thu và đột mở được tính theo biểu thức sau

Trong hệ thống dùng hai quạt mắc nối tiếp như vậy công suất

của mỗi quạtlầ Ƒy= N/2 (kw)

Ding bom cao 4p, áp suất của bơm tạo được :p;

Lưu lượng dung dịch theo lý thuyết O= G, ( np | ii)

Khối lượng riêng của chất lỏng : p kg/m?

H,- Chiều cao hình học đưa chấy lỏng lên

AH - Ấp suất mất do khắc phục trở lực trên đường ống

* * > *

_ GTA PS (ey)

10007

Công suất của bơm là :

Để bơm lầm việc an toần ta chon hệ số an toàn B

Chọn loai chân đỡ như hình vẽ

Tổng khối lượng của thiết bị là : M (kg)

Với tải trọng này dựa vào sổ tay quá trình và

thiết bị hoá học ta chọn được chân đỡ với các

thông số kích thước

TỔNG KẾT

©s Sấy được nguyên liệu dang © Hiệu suất sử dụng không cao

dung dịch, dạng huyền phù © Thiết bị khó gia công đặc biệt

© Sản phẩm thu được dạng hạt là cơ cấu phun

mịn không cần nghiền

© Dễ dàng điều khiển bằng tự

động hóa, công nghệ

TAILIEU THAM KHAO

[1] — Nhóm tác giả _ SỐ TAY QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊCÔNG NGHỆ HOÁ CHẤT TapI & II

[2]- Neuyén Van Lua_ KY THUAT SAY VATLIEU

Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh - 2000

[3]— Trần Văn Phú _ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY

Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội - 1999,

[4]- Phạm Văn Bôn_ Nguyễn Đình Thọ _ QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN

NHIỆT

[5]— Phạm Văn Bôn -Vũ Bá Minh - Hoàng Minh Nam _ QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT

BI CONGNGHE HOA HOC

[6] Bang tra dac tinh cua cac loai vat liéu chịu lửa,vật liệu cách nhiệt

CÁM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA THẦY VÀ CÁC BAN