sấy cà phê dạng sấy thùng quay có bản cad

sấy thùng quay cà phê, có luôn bản cad, năm suất 2000kgh, tài liệu mới....................................................................................................................................................................................................................................... Các em mua xong nhắn chị mail để gửi bản cad nha

KHOA CÔNG NGHỆ

  

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY CÀ PHÊ NHÂN NĂNG SUẤT 2000 KG KHÔ/H

SVTH: Nguyễn Ngọc Tiểu Thúy GVHD: Trần Lưu Dũng

− Nguyên liệu: Cà phê nhân

Mã số: 2004180041 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiểu Thúy Chữ Ký:………

Lớp: 09DHHH5 Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học I Đầu đề đồ án ( Tên đồ án ) ………

………

………

II Nhiệm vụ đồ án ( nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu ): ………

………

………

………

………

………

III Nội dung các phần thuyết minh tính toán:

Khoa: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Bộ Môn: QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ TRONG

MÔN HỌC: KỸ THUẬT QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH

IV.Các bản vẽ và đồ thị ( loại và kích thước bản vẽ ):

………

………

………

………

V Ngày giao đồ án:………

VI Ngày hoàn thành đồ án: ………

VII Ngày nộp đồ án:……….

TpHCM ngày…….tháng …….năm 2018

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

………

………

Điểm:……… Chữ ký: ………

Cán Bộ chấm hay Hội Đồng bảo vệ Nhận xét: ………

………

………

………

………

Điểm:……… Chữ ký: ………

Điểm tổng kết:………

Tp HCM, ngày … tháng …… năm ……

Giáo viên hướng dẫn

Tp.HCM, ngày … tháng …… năm ……

Giáo viên hướng dẫn

DANH MỤC BẢNG

LỜI MỞ ĐẦU

Cà phê là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, làmặt hàng nông sản xuất khẩu đứng thứ 2 về kim ngạch sau gạo Chính vì thếngành cà phê đã có một vai trò rất lớn trong nền kinh tế quốc dân Theo Cục Chếbiến và Phát triển thị trường Nông sản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn),xuất khẩu cà phê tháng 9/2019 ước đạt 81 nghìn tấn với giá trị đạt 143 triệu USD.Đức và Mỹ tiếp tục duy trì vị trí hai thị trường tiêu thụ cà phê lớn nhất của ViệtNam trong 8 tháng đầu năm 2019

Chất lượng của hạt cà phê Việt Nam phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau Trong đó, quá trình bảo quản ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, nhất là đốivới các mặt hàng khô Thời gian của quá trình bảo quản này dài hayngắn phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của thực phẩm Vì vậy, quá trình sấy cà phê hếtsức quan trọng và ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm

Kỹ thuật sấy đã được nghiên cứu từ khá lâu và được ứng dụng phổ biếntrong quá trình sấy hiện nay Đối với sản phẩm cà phê, người ta có khá nhiềusản phẩm sấy khác nhau như: sấy vỉ ngang, hầm sấy, sấy thùng quay, trong đó

hệ thống sấy thùng quay đang được ứng dụng khá nhiều vì nó có nhiều ưu điểmvượt trội so với phương pháp khác

Trong đồ án này em có nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy thùng quay cà phênhân với năng suất 3000 kg khô/h Đây là lần đầu tiên tiếp nhận đồ án thiết kế hệthống sấy mang tính chất chuyên ngành, với kiến thức và tài liệu tham khảo cònhạn chế nên em không thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế Em xin chânthành cảm ơn sự giúp đỡ và góp ý tận tình của GVHD Trần Lưu Dũng để em cóthể hoàn thành tốt đồ án này

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SẤY VÀ NGUYÊN LIỆU CÀ

PHÊ

1.1Khái niệm chung về quá trình sấy

1.1.1.Khái niệm

Sấy là quá trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu rắn hay dung dịch khi có

sự thay đổi trạng thái bốc hơi hoặc thăng hoa Kết quả là làm cho hàm lượng chấtkhô của vật liệu tăng lên

Đây là một quá trình kỹ thuật rất phổ biến và rất quan trọng trong côngnghiệp và đời sống

Mục đích của quá trình sấy:

- Kéo dài thời gian bảo quản

- Tăng tính cảm quan cho thực phẩm

- Làm chín một phần sản phẩm thực phẩm

- Tạo hình cho sản phẩm thực phẩm

- Giảm nhẹ khối lượng thuận tiện cho quá trình vận chuyển

1.1.2.Nguyên lí quá trình sấy

Sấy là quá trình làm khô vật liệu ẩm khi được cung cấp năng lượng theotrình tự: gia nhiệt vật liệu ẩm, cấp nhiệt để làm khuếch tán ẩm trong vật liệu, đưahơi ẩm thoát khỏi vật liệu

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 vậtliệu 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 đótách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu, vận tốc của toàn bộ quá trình được quyếtđịnh bởi giai đoạn nào chậm nhất

Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bêntrên 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 môitrường không khí xung quanh.Trong quá trình sấy thì nhiệt độ và môi trườngkhông khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy.Hai mặt của quá trình sấy cần nghiên cứu:

- Mặt tĩnh lực học: tức là dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt

lượng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vậtliệu sấy, tác nhân sấy từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tácnhân sấy, lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy

- Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ của sự biến thiên của

độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tínhchất, cấu trúc, kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lựchọc của tác nhân sấy để từ đó xác định được chế độ, tốc độ và thời giansấy phù hợp

1.1.3.Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình sấy.

Trong quá trình sấy xảy ra rất nhiều biến đổi và ít nhiều ảnh hưởng đếnchất lượng sản phẩm, cụ thể là làm ảnh hưởng đến cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giátrị dinh dưỡng và tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy Tuy nhiên, trong quátrình sấy vấn đề đặt ra là phải bảo vệ tốt nhất chất lượng thực phẩm, hạn chếnhững hư hại có thể xảy ra, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tối ưu.Xét về bản chất, nguyên liệu khi sấy có thể xảy ra những biến đổi sau:

1.1.3.1.Biến đổi vật lý

Trong quá trình sấy, các tính chất vật lý của nguyên liệu như hình dạng,kích thước, khối lượng, tỷ trọng, độ giòn, tính đàn hồi của thành tế bào, sẽ thayđổi Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quátrình sấy mà các biến đổi vật lý sẽ diễn ra theo quy luật và mức độ khác nhau.Khi sấy, các chất hòa tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt của sảnphẩm Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt

độ cao của không khí gây ra các phản ứng lý hóa phức tạp của các chất tan ở bề

mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm được, điều này đặc biệt xảy rakhi sấy trái cây, cá, thịt Hiện tượng này xảy ra làm giảm tốc độ sấy và làm chosản phẩm có bề mặt khô nhưng bên trong thì ẩm Tốc độ sấy càng nhanh và nhiệt

độ càng cao sẽ làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy có tốc độ vừaphải ở nhiệt độ thấp Chẳng hạn, khi sấy rau quả, bản chất và mức độ xử lý rauquả trước khi sấy đều có ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm sau khi hồinguyên Điều này được giải thích là do sự hồ hóa của tinh bột, sự hình thành cácsức căng bên trong do khác biệt về độ ẩm ở các vị trí khác nhau, dẫn đến sự tạothành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép và biến dạng vĩnh viễn, làm cho sảnphẩm có bề ngoài bị co ngót và nhăn nheo Trong quá trình làm ướt trở lại, sảnphẩm hút nước chậm và không lấy lại được cấu trúc cứng như ban đầu Chính vìvậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong

và bề mặt sản phẩm Sau khi sấy, đặc tính về cấu trúc của các sản phẩm dạng bộtliên quan đến dung lượng và tính hồi nguyên Dung lượng của sản phẩm bột phụthuộc vào kích cỡ, cấu trúc rỗng hay đặc của các hạt và được quyết định bởi bảnchất, thành phần của sản phẩm và điều kiện sấy Tính dễ chảy của khối bột phụthuộc vào hàm lượng béo Các nguyên liệu ít béo như nước ép trái cây, khoai tây

và cà phê cho bột dễ chảy hơn là các sản phẩm nhiều béo như trứng nguyên quảhoặc chiết xuất từ thịt

1.1.3.2.Biến đổi hóa học

Trong quá trình sấy xảy ra nhiều phản ứng hóa học khác nhau Hơn nữa,khi nhiệt độ tăng tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ tăng Những thay đổi nàyảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chất lượng các sản phẩm sấy Một số sản phẩmsấy có kết cấu xốp tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc với sảnphẩm gây ra các phản ứng oxy hóa các chất tan và chất béo trong quá trình bảoquản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm Chẳng hạn, các hợp chất lipid, đặc biệt

là các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hình thành các peroxyd

và nhiều loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm Sự oxy hóa củacác chất béo không no có trong rau quả tạo ra các hydroperoxyd tham gia tiếp

vào các phản ứng polyme hóa, phản ứng tách nước hoặc oxy hóa để tạo thànhaldehyd, keton và các acid gây mùi ôi thiu khó chịu Ngoài ra, dưới tác dụng củanhiệt độ, các thành phần hóa học như đường, tinh bột, vitamin, chất màu(carotenoid, chlorophyll) bị biến đổi Chẳng hạn, phản ứng maillard, caramenxảy ra làm cho các sản phẩm sau khi sấy cũng như trong quá trình bảo quản bịsẫm màu, Tốc độ của phản ứng sẫm màu maillard ở sản phẩm sữa và trái câykhi bảo quản phụ thuộc vào hoạt độ của nước trong sản phẩm và nhiệt độ bảoquản Tốc độ sẫm màu tăng đáng kể khi nhiệt độ sấy cao, độ ẩm của sản phẩmvượt quá 4÷5% và nhiệt độ bảo quản trên 380C Hoặc khi sấy, riboflavin(vitamin B2) đạt trạng thái quá bão hòa và kết tủa khỏi dung dịch do đó bị tổnthất Acid ascorbic (vitaminC) hòa tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuốngđến mức rất thấp, nó phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơntrong quá trình sấy, ngoài ra vitaminC cũng bị phá hủy dưới tác dụng của nhiệt vàchất oxy hóa Thiamin (vitamin B1) cũng nhạy cảm với nhiệt vì thế để tránhnhững thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ

ẩm thấp và nồng độ khí oxy thấp Nhiệt độ trong quá trình sấy làm giảm khảnăng hydrat hóa của tinh bột và làm biến tính protein,-giảm-khả-năng-giữ-nước-của-chúng Cũng dưới tác dụng của nhiệt độ, những thành phần hóa học dễ bayhơi (chất thơm, acid hữu cơ, ) bị tổn thất nên sản phẩm sấy bị giảm mùi vị.Chính vì vậy, với những nguyên liệu là rau gia vị thì nên được sấy ở nhiệt độthấp Mức độ thất thoát mùi vị phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm, ápsuất hơi nước và độ hòa tan của\các\chất-bay-hơi-trong1hơi-nước Ngoài ra, độphản xạ ánh sáng và màu sắc của sản phẩm sấy sẽ thay đổi xảy ra do sự thay đổicác đặc trưng bề mặt của sản phẩm

1.1.3.3 Biến đổi hóa lý.

Biến đổi quan trọng nhất trong quá trình sấy là sự chuyển pha của nước từlỏng thành hơi Một số chất khác cũng bị thay đổi pha trong quá trình sấy Chẳnghạn tinh bột bị hồ hóa, protein bị đông tụ bất thuận nghịch, chất béo từ trạng tháirắn hóa lỏng,

1.1.3.4 Biến đổi sinh học.

Dưới tác dụng của nhiệt độ hệ enzyme bị vô hoạt bất thuận nghịch và cácthành phần khác trong tế bào như DNA bị biến tính do đó sự trao đổi chất của các

tế bào và mô nguyên liệu động thực vật bị ngừng lại Ngoài ra, các vi sinh vật bị

ức chế hoặc bị tiêu diệt

1.1.3.5 Biến đổi hóa sinh.

Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ chưa cao các phản ứng enzymediễn ra mạnh mẽ Ví dụ, giai đoạn đầu của quá trình rau quả, polyphenol sẽ bịoxy hóa bởi enzyme polyphenoloxydase Khi nhiệt độ tăng, các enzyme bị vôhoạt và các phản ứng hóa sinh sẽ dừng lại

1.1.4 Phân loại phương pháp sấy

• Sấy tự nhiên

Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, nănglượng gió… (gọi là quá trình bay hơi tự nhiên)

- Ưu điểm của phương pháp này là:

+ Tiến hành một cách đơn giản, dễ dàng, không đòi hỏi kĩ thuật cao

+ Chi phí đầu tư thấp

- Nhưng bên cạnh đó phương pháp này lại đem theo rất nhiều nhược điểm: + Khó điều chỉnh các thông số kĩ thuật khi sấy, phụ thuộc vào khí hậu

+ Cần diện tích lớn để thực hiện quá trình sấy

+ Độ ẩm sau khi sấy không điều chỉnh được để đảm bảo yêu cầu

+ Sản phẩm sấy không đều, dễ bị nhiễm bẩn, nhiễm vi sinh vật

+ Đòi hỏi sức lao động, nhân công lớn

+ Tốn thời gian, năng suất thấp

Thường được tiến hành trong các thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vậtliệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong

kỹ thuật sấy có thể chia ra thành nhiều dạng:

- Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, màtác nhân truyền nhiệt là không khí nóng, khói lò,…

- Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vậtliệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua mộtvách ngăn.

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

- Sấy bằng dòng điện cao tần: phương pháp dùng dòng điện cao tần để đốtnóng toàn bộ chiều dày của vât liệu sấy

- Sấy thăng hoa: phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không cao,nhiệt độ rất thấp, nên độ ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từtrạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng Ngoài ra còn có sấylạnh, sấy phun,…

Ưu điểm của sấy nhân tạo đó là khắc phục được những nhược điểm củaphương pháp sấy tự nhiên Nhưng cũng kéo theo những nhược điểm không tránhkhỏi đó là tốn chi phí đầu tư trang thiết bị và chi phí để vận hành, hoạt động thiết

bị đó thực hiện quá trình sấy

1.1.4.1.Tác nhân sấy

Tác nhân sấy là những chất dùng để tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy và đưa

ẩm đi ra khỏi thiết bị sấy

Trong quá trình sấy, cần có tác nhân sấy để thực hiện tách ẩm ra khỏi vật liệu

để đảm bảo đưa vật liệu về độ ẩm an toàn Đồng thời, khi sấy môi trường baoquanh vật liệu sấy luôn luôn được bổ sung một lượng ẩm tách ra từ vật liệu Nếu

độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối của buồng sấy sẽ tăng lên vàquá trình thoát ẩm của vật liệu sẽ dừng lại Do đó có thể nhận thấy nhiệm vụ củatác nhân sấy:

- Gia nhiệt cho vật liệu sấy

- Tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy

- Đưa ẩm ra khỏi thiết bị sấy

Cơ chế của quá trình sấy gồm 2 giai đoạn: Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm

ẩm hóa hơi và mang hơi ẩm từ bề mặt vật vào môi trường Nếu ẩm thoát ra khỏivật liệu mà không mang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng tới quá trình bốc ẩm từ vật liệu

sấy thậm chí làm ngừng trệ quá trình thoát ẩm Để tải ẩm đã bay hơi từ vật liệusấy vào môi trường có thể dùng các biện pháp:

- Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt

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

Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặc biệt quan trọng vì nó đóng vaitrò vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng là không khí nóng vàkhói lò, hơi quá nhiệt, chất lỏng…

- Không khí nóng: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùng cho hầuhết các loại sản phẩm Dùng không khí nóng không làm sản phẩm sau khisấy bị ô nhiễm cũng như làm thay đổi mùi vị của nó Tuy nhiên dùngkhông khí nóng làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí(calorifer khí, hơi hoặc khói), nhiệt độ sấy không quá cao, thường nhỏ hơn

1800C vì nếu nhiệt độ quá cao thiết bị trao đổi nhiệt phải được chế tạobằng thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí cao

- Khói lò: dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên 10000C màkhông cần thiết bị gia nhiệt, tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gây mùikhói Vì vậy khói chỉ dùng cho vật liệu không sợ bị ô nhiễm như gỗ, đồgốm, một số loại hạt có vỏ

- Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm dễ bịcháy nổ và thường có khả năng chịu được nhiệt độ cao, Vì vậy sấy bằnghơi quá nhiệt nhiệt độ thường lớn hơn 1000C (sấy ở áp suất khí quyển)

 Đối với cà phê nhân (chỉ có lớp lụa bên ngoài) nên trong quá trình sấy yêucầu sạch không bị ô nhiễm, bám bụi và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên

ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

1.1.4.2.Chế độ sấy

Chế độ sấy là cách thức tổ chức quá trình truyền chất giữa tác nhân sấy vàvật liệu sấy và các thông số của nó để đảm bảo năng suất, chất lượng sản phẩmtheo yêu cầu và chi phí vận hành cũng như chi phí năng lượng hợp lí.

Một số chế độ sấy thường gặp:

- Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy này dùng để sấy những

vật liệu không chịu được nhiệt độ cao

- Chế độ sấy hồi lưu một phần: Chế độ này khá tiết kiệm năng lượng

nhưng lại tốn nhiều chi phí đầu tư thiết bị

- Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: Là chế độ sấy kín, tác nhân sấy được hồi

lưu hoàn toàn

- Chế độ sấy hồi lưu và đốt nóng trung gian.

Thông thường, chế độ sấy trong hệ thống sấy thùng quay bao gồm 3 yếu tố:nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng sấy và nhiệt độ ra khỏi thùng sấy, không có hồilưu, hạt cà phê nhân được nâng lên đến độ cao thích hợp, sau đó rơi xuống.Trong quá trình đó vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá trìnhtruyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi ẩm Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùngđược chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấy mang đi là nhỏ nhất Đối với vật liệusấy là cà phê nhân cần có một chế độ sấy thích hợp để đảm bảo giữ được các tínhchất về hương vị, màu sắc và các thành phần có trong hạt

1.1.4.3.Thiết bị sấy thùng quay

Thiết bị sấy thùng quay là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt Loại thiết bịnày được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật liệu ẩndạng hạt, có kích thước nhỏ Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộnmạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấynhanh, và độ đồng đều của sản phẩm cao Ngoài ra, thiết bị còn có thể làm việcvới năng suất lớn

Hình 1 1 : Thiết bị sấy thùng quay

Chú thích:

1 Thùng quay 5 Phễu hứng sản phẩm 9 Con lăn chặn

2 Vành đai đỡ 6 Quạt hút 10 Mô tơ quạt

3 Con lăn đỡ 7 Thiết bị lọc bụi 11 Bê tông

4 Bánh răng 8 Lò đốt 12 Băng tải

13 Phểu chứa 14 Con quay phân phối 15 Quạt vàoThiết bị sấy thùng quay có:

• Ưu điểm:

- Quá trình sấy đều đặn, diễn ra mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy

và tác nhân sấy

- Công suất lớn, tiêu thụ năng lượng thấp

- Thiết kế với cơ cấu hợp lý, ít tạo ra ô nhiễm với môi trường

- Hiệu suất cao, có khả năng cạnh tranh mạnh với các máy cùng loại

- Vận hành dễ dàng, hoạt động ổn định, tỷ lệ trục trặc thấp, có độ bền cao,sấy khô được nhiều loại vật liệu

- Cấu tạo gon nhẹ, chiếm mặt bằng nhỏ, có thể cơ khí hóa và tự động hóahoàn toàn

• Nhược điểm: vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn, và hao

tổn

vật liệu dẫn đến năng suất không cao, và làm giảm chất lượng sản phẩm

Nguyên tắc làm việc của hệ thống sấy thùng quay

Thiết bị là một thùng hình trụ đặt dốc so với phương nằm ngang từ 1/15 đến1/50 có hai vành đai khi thùng quay thì trượt trên con lăn tựa khoảng cách giữacác con lăn tựa này có thể thay đổi được để thay đổi độ nghiêng của thùng.Thùng quay được nhờ vành bánh răng khía gắn vào thùng vành bánh răng này ănkhớp với bánh răng truyền động để nhận truyền động của mô tơ qua hộp giảmtốc.

Vật liệu ướt vào thùng ở đầu cao được đảo trộn, di chuyển trong thùng nhờnhững cánh đảo Vận tốc chuyển động của tác nhân sấy trong thùng khoảng 2-3m/s còn thùng quay với tốc độ 1-8 vòng/phút Trong thùng sấy vật liệu tiếp xúcvới tác nhân sấy thực hiện quá trình truyền nhiệt và chuyển khối làm bay hơi ẩm.Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật liệu di chuyển theo chiều dài thùng.quá trìnhtính toán làm sao khi hết chiều dài thùng vật liệu đạt độ ẩm cần thiết và đượctháo ra qua cửa tháo liệu Khí thải được thu hồi qua cyclon để thu hồi các vậtliệu rắn bị dòng khí cuốn theo, phần khí còn lại được quạt hút ra ngoài

Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau.Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy

có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy Dọc theo hầm sấy tácnhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấytiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất Nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơicàng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần

1.1.5.Một số ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm.

Máy sấy phun áp lực cao: Thiết bị phù hợp cho các ngành thực phẩm, dượcphẩm, hóa chất, bột màu, hóa chất nông nghiệp, nhựa…

Đặc điểm:

− Tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các loại nguyên liệu nhạy nhiệt

− Sản phẩm sau khi sấy có dạng hạt tròn, kích thước đồng đều, độ trơn chảytốt sản phẩm có độ tinh khiết và chất lượng cao

− Phạm vi ứng dụng của thiết bị rộng rãi Tùy theo tính chất của nguyên liệu

mà có thể ứng dụng nhiệt nóng để sấy hay dùng khí mát để tạo hạt thiết bịthực sự hoàn hảo cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau

− Vận hành máy đơn giản, máy chạy luôn ổn định Máy vận hành tự động hóacao

Máy sấy buồng tầng:

− Thực phẩm: sữa bột, cà phê, chè, trứng, ngũ cốc, các loại gia vị, hương liệu,tinh bột và các dẫn xuất tinh bột, vitamin, enzyme, chất tạo màu

− Dược: thuốc kháng sinh, các thành phần y tế, phụ gia

− Công nghiệp: màu sơn, vật liệu gốm, hỗ trợ chất xúc tác, vi tảo

− Máy sấy buồng tầng: được ứng dụng như máy sấy thuc phẩm công nghiệp,

sấy trái cây, rau quả, sấy cá, tôm, thịt khô, giấy, nông sản , áp dụng chosấy sơ bộ hoặc làm khô sản phẩm khác như linh kiện điện tử, động cơ, mạđiện, in ấn và trà,

Máy sấy bức xạ đối lưu: Thích hợp với các vật liệu mỏng, như bánh tráng, hoaquả, nông sản thái mỏng

Máy sấy phun sương: Phù hop cho các loại nguyên liệu như hoá chất thựcphẩm, dược,… phương pháp sây phun dc ứng dụng rộng rãi trong nghành chếbiến sữa bột

Máy sấy băng tải vi sóng: Thích hợp cho việc sấy khô các nguyên liệu: dạngbột,hạt, cao đặc, các nguyên liệu trong ngành cong nghe tp, dược phẩm hóa chất

và cung có thể sấy khô các nguyên liệu dạng kem

Đặc điểm: tốc độ ra hơi nhanh, thoi gian sấy ngắn, giữ nguyeen liệu k bị biến

chất Tiết kiệm năng lượng , hiệu suất cao Kiểm soát dễ dàng, hoạt động đơngiản thuận tiện, sản phẩm đạt độ an toàn cao Không gây ô nhiễm môi trường, dễdàng vệ sinh

Máy sấy băng tải: là kiểu thối luồn khí nóng,hoạt động chạy liên tục,dùng sấykhô các miếng, lát, hiệu suất sấy rất cao, phù hợp cho công đoạn tách nướcrau,dược liệu, những nguyên liệu chứa nhiều nước bên trong nhung không sấyđược ở nhiệt độ cao

1.2.Giới thiệu về nguyên liệu sấy

Cà phê là loại cây công nghiệp, có nguồn gốc từ êtiôphia (cà phê chè) vàvùng Bắc Phi (cà phê vối), là cây công nghiệp có thân lớn, màu xanh đậm, láhình oval, quả hình bầu dục, hoa màu trắng, quả khi còn non màu xanh, chínchuyển sang màu đỏ

Hạt cà phê khi chín chứa đầy đủ các loại chất dinh dưỡng như: glucid, lipid,vitamin, cafein,… Đặc biệt cà phê còn chưa một số mùi đặc trưng, khi chế biến

có mùi thơm riêng biệt và hấp dẫn

Do đó các sản phẩm chế biến từ cà phê rất nhiều Từ những sản phẩm mà cà phê

là nguyên liệu chính như cà phê rang xay, cà phê hòa tan đến những sản phẩm mà

cà phê được bổ sung vào tạo nên mùi vị cho sản phẩm như bánh kẹo, đồ uống,…

1.2.1.Cấu tạo quả cà phê

Quả cà phê gồm: lớp vỏ quả, lớp vỏ thịt, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa

và nhân

Hình 1 2 Cấu tạo của hạt cà phê

- Lớp vỏ quả: là lớp mầng mỏng, mềm, dai Vỏ quả cà phê chè mềm hơn

vối và mít Trong vỏ quả có alkaloid, tanmin, cafein, các loại enzyme

- Lớp vỏ thịt: là phần dưới lớp vỏ quả, gồm những tế bào mềm, không có

cafein, tanmin, chứa nhiều đường và pectin

- Lớp nhớt: nằm sát nhân, khó tách ra Thành phần chính là pectin, các loại

đường khử, cellulose, enzyme pectase Đặc tính của lớp này là không hòatan trong nước, hút ẩm rất mạnh vì vậy trở ngại khi phơi sấy khô và bảoquản hạt

- Lớp vỏ trấu: là lớp kế tiếp lớp vỏ thịt, chứa nhiều cellulose nên khá cứng,

là một màng bán thấm thô có nhiệm vụ bảo vệ cho nhân

- Lớp vỏ lụa: khi loại bỏ lớp vỏ trấu còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ

lụa Đặc tính khác nhau tùy vào mỗi loại cà phê Với vỏ lụa cà phê chèmàu trắng bạc, dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến

- Nhân cà phê: là phần nằm trong cùng của hạt Một quả cà phê thường có

từ 1, 2 hoặc 3 nhân Thường chỉ có 2 nhân, trong nhân có chứa phôi và môdinh dưỡng

1.2.2.Thành phần hóa học của cà phê

Thành phần g/100g mẫu

Chất dầu 4-18Đạm 1,8-2,5Protein 9-16Cafein 1-2

Cafeic acid 1Tinh bột 5-23Saccharose 5-10Cellulose 10-20Hemicellulose 20

Bảng 1 1 Thành phần hóa học của nhân cà phê

1.3.Quy trình công nghệ sản xuất cà phê nhân

Quả cà phê tươi sau thu hoạch

Hình 1 3 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê nhân

Sấy

Cà phê nhânĐóng gói, bảo quảnPhân loạiĐánh bóngXátPhân loại tạp chất

Thuyết minh quy trình:

Cà phê quả tươi: Nguyên liệu cà phê quả tươi trong phương pháp chế

biến ướt cũng có những yêu cầu tương tự như trong phương pháp chế biến khô.Tuy nhiên do đặc thù của phương pháp chế biến ướt mà nguyên liệu cà phê quảtươi không nên có tỉ lệ quả xanh vượt quá 5%

Cà phê quả tươi sau dùng trong phương pháp chế biên ướt có thể được bảoquản trong bể chứa Bể dùng để chứa cà phê có đáy nghiêng để thoát nước và vậnchuyển quả cà phê vào máy bơm Trong quá trình bảo quản, thường xuyên tướinước lên khối quả để làm giảm nhiệt độ khối quả do quá trình quả hô hấp tăngnhiệt

a Làm sạch, phân loại

Mục đích:

Cà phê nguyên liệu thu hái về là một khối quả có nhiều thành phần nhưquả cà phê (xanh, vàng, chín đỏ, đỏ nâu, quả khô…) và các tạp chất (cát, đất, sỏi,

đá, mảnh sành sứ, mảnh kim loại, mảnh gỗ, cành cây khô, cỏ, lá cây…)

Trong quá trình xát vỏ, phần tạp chất cứng có thể gây hư hỏng máy sát,còn tạp chất mềm cản trở quá trình xát hoặc lẫn theo cà phê làm giảm chất lượng.Đồng thời chỉ có những quả chín mới có lớp nhớt giúp dễ dàng xát vỏ khỏi hạt

mà không làm hạt bị tổn thương, lớp nhớt này chưa hình thành ở quả xanh và đãtiêu hao đi ở quả khô Vì thế trước khi xát vỏ quả cần phải tách loại tạp chất cũngnhư quả khô, quả xanh ra khỏi khối quả chín

Qúa trình phân loại và loại tạp chất nhằm tạo điều kiện tốt cho việc tăngnăng suất máy, giữ độ bền nhiệt thiết bị và đảm bảo chất lượng sản phẩm

Yêu cầu:

Phải loại hết tạp chất có kích thước lớn và nhỏ hơn quả cà phê Tách đượccác tạp chất nặng nhẹ theo trọng lượng riêng Phân được khối quả cà phê thànhcác phần có trọng lượng riêng khác nhau và tất cả các tạp chất loại ra đều khôngđược lẫn nguyên liệu

Phương pháp làm sạch và phân loại

Khối quả cà phê trước tiên được đưa qua sàng rung để tách tạp chất có kíchthước lớn như cành lá và tạp chất kích thước nhỏ như đất cát… Sau đó khối quảđược đưa vào bể xi phông để tách các quả xanh, quả khô và loại các hạt đá sỏi cókích thước tương tự quả cà phê

b Xát vỏ quả tươi

Mục đích:

Thành phần chủ yếu của vỏ quả cà phê là nước, glucid và protein gây khókhăn cho quá trình làm khô nhân, ngoài ra đây còn là môi trường tốt cho vi sinhvật hoạt động dễ gây thối rữa Xát vỏ quả tươi nhằm loại bỏ lớp vỏ và thịt quảkhỏi hạt cà phê, tạo điều kiện tốt cho quá trình làm khô nhân cà phê và hạn chế

sự phát triển của vi sinh vật gây thối

Yêu cầu:

Cà phê sau khi sát tươi phải giữ được nguyên hạt, tỉ lệ hạt bị dập, bị xérách vỏ thóc, vỏ quả và cà phê quả nguyên còn lẫn trong cà phê thóc ướt càngthấp càng tốt

Phương pháp xát vỏ quả tươi

Qủa cà phê chín sau khi làm sạch, phân loại được đưa vào máy xát tươi đểtách vỏ quả Xát vỏ quả cà phê tươi thường dựa trên nguyên lý vào lực ma sáthoặc lực cắt giữa vỏ và trục của thiết bị để làm rách lớp vỏ quả ngoài cùng

Hiện nay, ở Việt Nam thường dùng 3 loại máy là máy sát hình trụ Gosdon,máy xát đĩa Hamburg và máy xát liên hoàn Raoeng

c Tách nhớt

Mục đích:

Cà phê sau khí xát tươi, lớp nhớt vẫn còn bám xung quanh vỏ thóc Đặctính của lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu là pectin(khoảng 56% theo trọng luộng nguyên liệu tươi) vừa làm trở ngại cho việc phơi

sấy khô vừa là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của nấm và vi khuẩn Vìvậy, cần phải tách bỏ lớp nhớt nhày.

Phương pháp cơ học: Phương pháp này dựa trên cơ sở ma sát giữa thiết

bị và nguyên liệu kết hợp với phun áp lực nước vào khối hạt Người ta có thểdùng các loại máy vừa xát vỏ vừa đánh tan lớp nhớt (Raoeng), hoặc dùng máyđánh nhớt riêng

Phương pháp sinh hóa (lên men): Phương pháp này dựa trên nguyên tắc

dùng enzyme có trong nguyên liệu hoặc được cấy vào làm tác nhân phân giải lớpnhớt thành các chất hòa tan trong nước

d Rửa cà phê thóc

Mục đích:

Rửa nhớt nhằm loại bỏ những mảnh vỏ thịt còn sót lại dính vào vỏ thóc.Qúa trình rửa cà phê thóc đóng một vai trò quan trọng vì những mảnh vỏ trên cònbám vào cà phê thóc không chỉ ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của cà phê thànhphẩm mà còn kéo dài thời gian sấy

Yêu cầu:

Việc rửa nhớt có thể dùng phương pháp cơ giới hay phương pháp thủcông Nhưng dù là phương pháp nào cũng phải đạt yêu cầu sạch nhớt và khôngảnh hưởng đến hình thức bên ngoài cũng như chất lượng của hạt

Phương pháp rửa cà phê thóc

Rửa thủ công: Rửa cà phê được tiến hành ngay trong bể ngâm ủ bằng

cách cho nước vào bể và khuấy trộn bằng trang gỗ hoặc cao su Nước bẩn đượctháo ra và thay thế bằng nước mới cho đến khi cà phê thật sạch

Rửa bằng cơ giới: Người ta có thể dùng máy rửa kiểu đứng hoặc máy nằm

Tiếp theo hạt cà phê nhanh chóng được đưa đến ẩm độ 1112% để ngănchặn sự phát triển của vi sinh vật có thế gây lỗi trong khâu thử nếm cũng như sảnsinh ra các độc tố làm ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng Ở ẩm độ này, cảphê có thể bảo toàn được các đặc tính về chất lượng, nấm mốc sẽ được hạn chế

và nhân sẽ ít bị vỡ khi chế biến xát vỏ thóc, phân loại và xuất khẩu

Yêu cầu:

Cà phê sau khi phơi khô phải có màu sắc tươi sáng, đồng nhất, hạt cà phêkhông bị chai, đen Độ ẩm còn lại <13%

Phương pháp làm khô cà phê thóc

Phương pháp sấy: Sấy cà phê thường được áp dụng cho những nơi bị

mưa kéo dài trong mùa thu hoạch, hoặc muốn làm khô nhanh cà phê thóc Tuynhiên ngày nay để thu hoạch cà phê nhân có chất lượng người ta cũng dùngphương pháp sấy

Trước khi sấy cà phê, người ta làm ráo vỏ thóc bằng cách ly tâm, dùng quạthoặc sấy sơ bộ Trong đó phương pháp sấy sơ bộ bằng không khí nóng, nhiệt độkhoảng 50°C, bên trên có quạt hút không khí ẩm hiện đang được áp dụng tại cácnước sản xuất cà phê quy mô lớn và hiện đại

f Tách tạp chất

Mục đích:

Cà phê thóc khô hay quả khô được bảo quản ở kho để đưa vào chế biến càphê nhân Trong cà phê thóc khô hay cà phê quả khô không tránh khỏi các tạpchất cần phải làm sạch rồi mới đưa vào máy xát để đảm bảo hiệu suất xát và thiết

bị không bị hư hỏng

Thường dùng sàng rung với kích thước lỗ sàng khác nhau để tách tạp chất rariêng, quả cà phê khô hoặc cà phê thóc ra riêng Ở miệng phễu có thể gắn mộtthanh nam châm vĩnh cửu để hút các tạp chất kim loại có từ tính Cần vệ sinhsàng thường xuyên để nâng cao hiệu suất làm việc của sàng

g Xay xát khô

Mục đích:

Nhân cà phê bị bao bọc ở phía ngoài bởi một lớp vỏ thóc hoặc vỏ quảtương đối dày và chắc chắn, chủ yếu là xenlulo nên cơ thể con người hoàn toànkhông có khả năng tiêu hoá được, mặt khác lớp vỏ này cũng không giúp ích gìcho quá trình tạo thành mùi vị của cà phê tách Do đó phải bóc lớp vỏ thóc hoặc

vỏ quả để lấy cà phê nhân ra

Yêu cầu:

Cả phê sau khi xát khô thì nhân phải nguyên vẹn, tỷ lệ vỡ nát là tối thiểu,

tỷ lệ cà phê thóc hoặc cà phê quả còn xót lại là thấp nhất và mức độ quạt sạch vỏphải cao

Phương pháp xay xát khô: Tuỳ theo từng loại thiết bị mà ta có các tác động

cơ học khác nhau

h Đánh bóng cà phê nhân

Mục đích:

Cà phê nhân sau khi xát vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó

là lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulo, nó không giúp gì cho quátrình tạo thành chất lượng cho sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan củanhân cà phê Vì vậy và phê nhân sau khi xát khô phải đưa đi đánh bóng để làmbong lớp vỏ lụa đi, đó cũng là một chi tiêu không thể thiếu được của côngnghiệp

Yêu cầu:

Trong quá trình đánh bóng, nhiệt độ khối cà phê không được quá 55 và tỷ

lệ vỏ lụa không được quá 1,5%

Phương pháp đánh bóng cà phê nhân:

Người ta dùng máy để đánh bóng cả phê nhân Đối với cà phê chè, lớp vỏ luakhông bám chắc vào nhận, do đó dễ đánh bóng Cà phê vối vỏ lụa bám chắc vàonhận nên khó đánh bóng hơn Vì thế khi đánh bóng cả phê vối thường kèm theotạo ẩm làm mềm vỏ lụa để quá trình đánh bóng dược dễ dàng hơn Cà phê nhânđánh bóng có kèm theo tao ẩm được gọi là cà phê rửa

i Phân loại cà phê nhân

Mục đích:

Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng người ta thường gọi là cà phê xô,bao gồm tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng nhẹ, vỏ thóc, vỏ lụa, mảnh vỡ tonhỏ Vì vậy, để nâng cao chất lượng và đa dạng hóa sản phẩm đáp ứng nhu cầutiêu dùng người ta phải tiến hành phân loại

- Phân loại cà phê nhân theo kích thước:

Thường dùng các hệ thống sàng lắc hoặc sàng tròn quay Dựa trên tính chấtcủa hạt cà phê mà người ta bố trí các tấm lưới sàng có lỗ sàng thích hợp cho 3dạng phân loại như sau:

+ Phân loại theo chiều rộng

+ Phân loại theo chiều dày

+ Phân loại theo chiều dài

Người ta thường dùng 2 loại sàng chính để phân loại cà phê: Sàng tròn quay

và sàng lắc

- Phân loại cà phê theo trọng lượng riêng:

Loại máy phân loại theo tỷ trọng phổ biến là Catador

- Phân loại theo màu sắc:

Hạt tốt là những hạt có màu sắc tự nhiên của cà phê: Arabica: xanh xám,Robusta: vàng xanh, Cheri: vàng nâu

Phân loại theo màu sắc nhằm loại bỏ phững hat lỗi nhằm đạt được màu sắcđồng đều, tăng giá trị cảm quan Có thể phân loại bằng thủ công hoặc bằng máy

- Phân loại theo lỗi:

Lỗi được tính bằng tổng số các loại hạt khuyết tật và các vật ngoại lai đượctính chung với nhau hoặc riêng biệt

Số điểm lỗi được tính bằng cách nhân số lượng của mỗi loại khuyết tật haytạp chất tìm thấy trong một mẫu 300g cà phê với hệ số điểm phạt tương ứng Hệ

số điểm phạt với mỗi loại lỗi được quy định theo trọng lượng hoặc kích thướccủa chúng Mỗi quốc gia, mỗi tuyến thị trường đều có những quy đinh riêng về

hệ số điểm phạt cho mỗi loại lỗi, nhưng tất cả đều coi hạt đen là một đơn vị điểmphạt, điểm phạt của các loại lỗi khác thường được so sánh với hạt đen về mức độlàm giảm chất lượng nước pha khi thử nếm hoặc nguy cơ làm hỏng máy móc

Sự phân loại theo số lỗi thường gắn với sự phân hạng theo kích thước hạt, ở

đó một hạng cà phê có kích thước nhất định sẽ được phép chứa tối đa bao nhiêulỗi (theo cách đếm hoặc theo cách tính phần trăm trọng lượng)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

2.1 Các thông số ban đầu

Các thông số cho tính toán như sau:

− Năng suất sấy: 2000kg/h

− Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: w1 = 23%

− Độ ẩm cuối cùng của sản phẩm: w2 = 12%

− Nhiệt độ không khí: t0 = 250C

− Độ ẩm môi trường: 0 = 85%

− Áp suất: p = 757 mmHg = 1,009 bar

− Thời gian sấy: 25 phút

− Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 80

− Nhiệt độ tác nhân sấy ra: t2 = 38

2.2 Lượng ẩm được tách ra

w = G1 = G2 CT VII.18, tr102, [3]Trong đó:

w: lượng ẩm được tách ra (%)

G1, G2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy (kg/h)

w1: độ ẩm của vật liệu trước khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt

w2: độ ẩm của vật liệu sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt

Suy ra: W = 2000 = 285,71 (kg/h)

2.3 Khối lượng vật liệu vào thùng sấy

G1 = G2 + w = 2000 + 285,71 = 2285,71 (kg/h) CT VII.17, tr102, [3]2.4 Lượng vật liệu khô tuyệt đối

Gk = G1 = G2 CT VII.19, tr102, [3]

= 2000 = 1760 (kg/h)

2.5 Tính toán quá trình sấy lý thuyết

2.5.1 Tính trạng thái không khí ngoài trời

• Phân áp bão hòa theo nhiệt độ:

Pb = exp{12 - } CT 2.31, tr31, [5]Trong đó:

Pb: phân áp suất bão hòa của hơi nước (bar)

t0: nhiệt độ không khí ()

Suy ra: Pb = exp{12 - } = 0,0315 (bar)

• Hàm ẩm ban đầu: x0 = 0,622 CT VII.11, tr95, [3]Trong đó:

x0: hàm ẩm ban đầu (kg/kgkkk)

0: độ ẩm tương đối của không khí

Pb: phân áp suất bão hòa của hơi nước (bar)

P: áp suất khí quyển (bar)

Nên: x0 = 0,622 = 0,0170 (kg/kg không khí khô)

• Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm:

2.5.2 Tính toán không khí đưa ra khỏi calorifer

• Hàm ẩm của không khí là không thay đổi:

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm không đổi: I1 = I2 = 125,0602 (kJ/kg kkk)Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi máy sấy: t2 = 380

• Phân áp suất bão hòa hơi nước theo nhiệt độ:

2.5.4 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Tại nhiệt độ đọng sương ta có φ =1

Từ công thức: x2 = 0,622 CT VII.11, tr95, [3]

 Áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ đọng sương:

=

= =0,0517 (bar)

Tra bảng và tính toán (bảng II.251, tr314, [2]) ta có nhiệt độ tương ứng với

=0,0517 bar là nhiệt độ đọng sương ts = 32,50C

Chênh lệch nhiệt độ đọng sương với nhiệt độ tác nhân sấy khi ra khỏi thiết bị sấylà: Dt = t2 – ts = 38 – 32,5 = 5,50C

 Chênh lệch nhiệt độ này là hợp lý, vậy thông số đã chọn là chính xác

2.5.5 Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy

Coi không khí khô đi qua máy sấy không bị mất đi trong quá trình sấy

Lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy: L

Khi làm việc ổn định thì không khí sấy mang theo lượng ẩm: L.x1

Sau khi sấy lượng ẩm bốc ra từ vật liệu: W

Lượng ẩn không khí ra khỏi máy sấy: L.x2

Lúc này ta có phương trình cân bằng vật liệu theo lượng ẩm:

- Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy đi vào máy:

G1: khối lượng vật liệu vào thùng sấy (kg/h) 2285,71

G2: khối lượng vật liệu ra khỏi thùng sấy (kg/h) 2000

Gk: khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg/h) 1760

w1: độ ẩm vật liệu vào (%) 23

w2: độ ẩm vật liệu ra (%) 12W: lượng ẩm được tách ra (kg/h) 285,71

L: lượng không khí khô để bốc hơi w không khí ẩm (kg kkk/h) 16233,525

Đại lượng

Trạng thái tác nhân ban đầu (A)

Trạng thái tác nhân vào thiết

bị sấy (B)

Trạng thái tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy (C)

I (kJ/kg kk) 68,218 125,0602 125,0602

Bảng 2 2 Các thông số của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

3.1 Tính cân bằng nhiệt lượng

Ck là nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối Ck = 1,547 (kJ/kg0K)

3.1.1 Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy

3.1.1.1 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang vào: q

3.1.2 Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy

3.1.2.1 Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: q kkr

F: diện tích bề mặt xung quanh máy sấy

t: hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy với môi trường xung quanh

w: lượng ẩm bay hơi; K: hệ số truyền nhiệt

K = (w/m2.K)

Trong đó:

: hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt trong của thùng sấy

: tổng nhiệt trở của máy sấy

: hệ số cấp nhiệt của thành thùng ra môi trường xung quanh

 Tính hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt trong của thùng sấy

+ Chuẩn số Nuselt đối với chất khí:

Vì Re > 104 nên tác nhân sấy chuyển động tương ứng với chế độ chảy xoáy (rối)Khi đó: Nu = 0,018..

Với: là hệ số phụ thuộc vào tỉ lệ L/D và Re

Mà L/D = 4 và Re = 244047,0732 nên = 1,1436