BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ SẤY đề TÀI CÔNG NGHỆ SẤY KHÔ GÀ

Công nghệ này ngày càng phát triển trong công nghiệp như công nghiệp chế biến hải sản, rau quả công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng vàthực phẩm khác.Các sản ph

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT-LẠNH

BÀI TẬP LỚN & CÔNG NGHỆ SẤY

ĐỀ TÀI : CÔNG NGHỆ SẤY KHÔ GÀ

GVHD: MAI XUÂN ĐIỀU

Nhóm:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY THỊ GÀ +Năng suất 200kg/1 mẻ

+Lắp đặt tại Long An

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về sấy và các sản phẩm sấy ở Việt Nam

1.1.1 Giới thiệu về sấy

Kỹ thuất sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô đẻ bảo quản dài ngày Công nghệ này ngày càng phát triển trong công nghiệp như công nghiệp chế biến hải sản, rau quả công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng vàthực phẩm khác.Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu, cà fê sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ giảm phẩm chất thậm chí bị hỏng dẫnđến tình trạng mất mùa sau thu hoạch

Sản phẩm sấy được sử dụng phổ biến, đủ các loại thực phẩm, nguyên liệu đều có thể được đem sấy Tuy nhiên, tùy mỗi loại nguyên liệu, với các đặc tính khác nhau mà người

ta áp dụng những phương pháp sấy khác nhau

Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng các thiết bị sấy như: buồng sấy, thùng sấy, hầm sấy

.1.2

1Các sản phẩm sấy

Sản phẩm sấy lạnhSấy hoa quả xoài dẻo, mít dẻo, chuối dẻo, táo, thanh long, dừa, nho

Sấy thực phẩm các loại rau củ quả dùng trong gia đình, sấy thịt khô, hành khô Sấy nông sản Sấy khô các loại rau xanh, nông sản như bắp cải, cà rốt, xu hào, Sấy thủy hải sản Sấy khô các loại cá, tôm

Sấy dược liệu Các loại thảo dược, nấm, cây thuốc, đông trùng hạ thảo

SÂY HOA QUẢ

SẤY THỰC PHẨM

SẤY NÔNG SẢN

SẤY THỦY HẢI SẢN

SẤY DƯỢC LIỆU

Trên đây là các sản phẩm cần sấy lạnh để đảm bảo giữ nguyên màu sắc tự nhiên, hương

vị, cấu trúc, hàm lượng chất dinh dưỡng có trong sản phẩm

1.2 Tổng quan đối tượng (sản phẩm : thịt gà )

1.2.1 Giới thiệu về sản phẩm.

Cá chỉ vàng (danh pháp hai phần: Selaroides leptolepis) là loài cá nước mặn[1] và là loài cá nổi ven bờ thuộc họ Cá khế (Carangidae), phân bố ở Ấn Độ Dương, tây nam TháiBình Dương Đây là loài cá có giá trị kinh tế và là nguyên liệu để chế biến thành những món ăn ngon

Cá chỉ vàng sinh sản từ tháng 4 đến tháng 8 hàng năm Chúng có thân hình thoi, dẹp hai bên Đặc biệt, dọc thân cá có một sọc vàng óng ánh chạy thẳng từ sau mắt đến gần đuôi,

do đó cá được gọi là cá chỉ vàng

Loài cá này người ta có thể sử dụng khi cá tươi hoặc chế biến thành đồ khô mang lại giá trị kinh tế cao hơn

Đối với cá được sơ chế qua thành khô cá chỉ vàng hay cá chỉ vàng tẩm để có thể chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn, đặc biệt như nướng, rán vàng hoặc chiên sốt cà chua tỏi và

ớt phục vụ trong các bữa tiệc nhậu Xét về khía cạnh kinh tế thì khô cá chỉ vàng đem lại giá trị kinh tế cao hơn nhiều lần nhưng kèm theo đó là công sức tương đối nhiều, đòi hỏi

sự kỳ công mới có những sản phẩm chất lượng nhất Bản thân thịt cá chỉ vàng rất ngon và

có vị hơi ngọt, khi người ta chế biến thành đồ khô đã tẩm thêm gia vị như đường để tăng

độ ngọt và nâng cao giá trị sản phẩm để làm ra các món ăn vặt: cá chỉ vàng nướng, rán

Thành phần dinh dưỡng có trong cá chỉ vàng:

- Omega 3: là một acid béo không no nhưng rất cần thiết cho cơ thể chúng ta Loại acid này cơ thể không tự sản sinh ra được mà phải thông qua con đường ăn các loại thực phẩm giàu Omega 3 Thích hợp cho những người bị bệnh gan nhiễm mỡ, ngủ không sâu giấc, cải thiện thị lực

- Sodium : Là một chất ion có trong cơ thể có tác dungh điều hòa dịch thể tham gia vào sự dẫn truyền thần kinh Điều hòa huyết áp

- Vitamin B12: Giúp tăng chuyển hóa carbohydrat thành glucose để cung cấp năng

lượng cho cơ thể, tạo hồng cầu cho máu Cung cấp vitamin B12 đầy đủ làm cho tóc, móng căng bóng không bị khô, da khong bị mụn trứng cá Ngoài ra còn rất tốt cho phụ nữtrong thai kì.

- Calci: Đây là một chất khoáng trong cơ thể Nó tham gia vào cấu tạo nên xương

và răng và hoạt động của các sợi thần kinh, cơ tim

- Niacin hay còn gọi là vitamin B3 Có tác dụng làm giảm cholesteron, tăng cường trí nhớ

1.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng

- Các yếu tố cần quan tâm khi sấy :

+ Tính chất thực phẩm:

* Sự khuếch tán ẩm ( nội, ngoại)

* Sự hấp thụ nhiệt ( bứt xạ, dẫn nhiệt và đối lưu )

+ Yếu tố hình học

+ Loại máy sấy

+ Chất lượng ban đầu của thực phẩm

+ Thành phần Hóa - Lý của sản phẩm: hàm lượng chất béo, hàm lượng protein,

1.3 Tác nhân sấy:

Để duy trì động lực của quá trình sấy cần một môi chất mang ẩm thoát từ bề mặt vật liệu sấy thải vào môi trường Môi chất làm nhiệm vụ nhận ẩm từ bề mặt vật để thải vào môi trường gọi chung là tác nhân sấy (TNS) TNS có thể là không khí, khói là hoặc một

số chất lỏng như dầu mỏ, macarin trong đó không khí và khói ló là hai TNS phổ biến nhất Trong các TBS đối lưu TNS còn làm thêm nhiệm vị đốt nóng vật Trạng thái của TNS cũng như nhiệt độ và tốc độ của nó đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình sấy

không khí ẩm mà lượng hơi nước chứa trong đó chưa đạt đến giá trị cực đại và hơi nước trong đó là hơi nước quá nhiệt Khi đó, phân áp suất hơi nước Ph nhỏ hơn phần áp suất bão hòa p, tương ứng với nhiệt độ Ngược lại, không khí ẩm bão hòa là không khí ẩm mà lượng hơi nước chứa trong đó đạt đến giá trị cực đại và hơi nước trong đó là hơi nước bãohòa khô Cuối cùng, không khí ẩm quá bão hòa là không khí ẩm mà trong đó có một phần

là không khí ẩm bão hòa và một phần hơi nước đã ngưng tụ thành các giọt nước Như vậy, chỉ có không khí ẩm chưa bão hòa mới có khả năng nhận thêm hơi nước hay nói cách khác, với trạng thái đó không khí ẩm chưa bão hòa mới có thể đóng vai trò của TNS

Không khí bao quanh chúng ta phổ biến là không khí ẩm chưa bão hòa Tuy nhiên, nhữnghôm trời nồm trên mặt gương hoặc kính xuất hiện một lớp sương mờ, không khí ẩm lúc

đó là không khí ẩm bão hòa, Khi trên mặt gương, kính hay thậm chí trên nền nhà xuất hiện các giọt nước thì không khí ẩm đạt trạng thái quá bão hòa

1.3.2 Khói lò

Trong các HTS, khói là có thể được dùng hoặc với tư cách là TNS hoặc với tư cách là

nguồn cung cấp nhiệt lượng để đốt nóng không khí trong calorifer khí-khói Khói lò gốm khói khô và hơi nước vốn có trong nhiên liệu và do phản ứng cháy hydro sinh ra Hơn nữa, khói khô bao giờ cũng chứa một lượng nhất định tro bay theo và những chất độc hại như lưu huỳnh vốn có trong nhiên liệu

1.4 Tổng quan thiết bị sấy

1.4.1 Các phương pháp sấy bảo quản lương thực thực phẩm

Phân chia làm hai phương pháp chính: sấy khô ở áp lực thường và sấy khô bằng chân không

-Sấy khô ở áp lực thường: gồm sấy đối lưu, sấy bức xạ…

-Sấy khô bằng chân không: Sấy khô chân không ở nhiệt độ thường, sấy thănghoa…

a.Sấy đối lưu

Là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy.

Thiết bị sử dụng:

Buồng sấy, hầm sấy…

Ưu điểm:

-Buồng sấy: có chi phí đầu tư thấp

-Hầm sấy: năng suất yêu cầu khá lớn, vật liệu không cần đảo trộn nhiều trong quá trình sấy

- Sấy bằng tia hồng ngoại là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao

để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu

c.Sấy khô chân không ở nhiệt độ thường

Cơ sở khoa học: khi giảm áp suất xuống thì điểm sôi của chất lỏng trong nguyên liệu sẽ hạ xuống Phương pháp sấy khô chân không ở điều kiện nhiệt độ thường là giảm

áp suất xuống dưới 149mmHg, lúc đó nhiệt độ sấy dưới 60oC sẽ làm sản phẩm khô đảm bảo được chất lượng tốt.

1.1 Hệ thống sấy bơm nhiệt

- Với hệ thống sấy này, tác nhân sấy thông thường là không khí trước hết được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ, sau đó được đưa đến nhiệt độ thích hợp rồi cho đi qua làm khô sản phẩm Khí sấy sau khi qua buồng sấy sẽ bị giảm nhiệt và mang nhiều hơi nước từ sản phẩm thoát ra, phần khí này được đưa tới dàn lạnh để ngưng

tụ hơi nước (làm khô không khí), tiếp theo sẽ đi qua dàn nóng để được làm nóng đến nhiệt độ sấy cần thiết và cuối cùng không khí khô nóng này sẽ đi qua buồng sấy tiếp tục sấy khô sản phẩm Chu trình này diễn ra liên tục cho đến khi sản phẩm khô đạt yêu cầu máy sẽ ngừng hoạt động

1.2 Hệ thống sấy thăng hoa

Trong hệ thống sấy này, nước ở dưới điểm ba thể (T<273oK (-15oC), p < 610Pa) nhận được nhiệt lượng thực hiện qua trình thăng hoa để nước chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi và đi vào tác nhân sấy Như vậy trong các hệ thống sấy thăng hoa, một mặt ta phảilàm lạnh vật liệu sấy xuống dưới 0oC trong các kho lạnh và sau đó đưa vật liệu sấy với

ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa Ở đây vật liệu sấy được đốt nóng và đồng thời tạo chân không trong không gian xung quanh bằng bơm hút chân không

1.3 Hệ thống sấy chân không

Sau khi cho sản phẩm sấy vào buồng sấy, bơm hút chân không hoạt động làm áp suất trong buồng sấy giảm xuống ngưỡng yêu cầu Lúc này hệ thống nhiệt bắt đầu cấp nhiệt cho buồng sấy Tại thời điểm này áp suất trong buồng sấy thấp nên chỉ cần cấp nhiệt từ

30 – 50oC là nước đã sôi, nước trong sản phẩm nhanh chóng hóa hơi khuếch tán ra ngoài Khi hơi nước thoát ra khỏi sản phẩm sấy, áp suất trong buồng sấy tăng lên, lúc này hệ thống điều khiển cấp tín hiệu cho bơm hút chân không làm việc Không khí mang nhiều hơi nước này được hút ra ngoài và được ngưng tụ hoàn toàn hơi nước trước khi đi vào máy hút chân không Quá trình hút diễn ra liên tục cho đến khi sản phẩm được sấy khô

2 Hệ thống sấy nóng

Có thể phân làm ba loại dựa theo phương pháp đốt nóng vật: hệ thống sấy tiếp xúc, hệ thống sấy đối lưu và hệ thống sấy dùng điện trường dòng cao tần

pa.Hệ thống sấy tiếp xúc

Hệ thống sấy trong đó vật liệu sấy nhận nhiệt bằng cách tiếp xúc trực tiếp với bề mặt gia nhiệt Bề mặt gia nhiệt là chất rắn (vách phẳng, vách trụ…) Chất tải nhiệt (hơi nóng hoặckhói lò) chuyển động ở phía bên kia của vách Phía còn lại của vách tiếp xúc trực tiếp vớivật liệu sấy

Hệ thống tang trống (sấy trục lăn)

b Hệ thống sấy đối lưu

Hệ thống sấy đối lưu là hệ thống sấy trong đó vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,…Dựa vào cấu tạo có thể phân thành nhiều loại sau:

Hệ thống sấy tháp

Chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt như ngô, thóc, lúa mì Trong tháp sấy người ta đặt một loại các kênh dần xen kẽ với một loạt các kênh thải Vật liệu sấy đi từ trên xuống và tác nhân sấy từ kênh dần xuyên qua vật liệu sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với vật liệu sấy rồi đi vào kênh thải và thải vào môi trường

Hệ thống sấy thùng quay

Chuyên dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt Khi thùng sấy quay, vật liệu sấy vừa dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia vừa bị xáo trộn và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với dòng tác nhân sấy.

Hệ thống sấy tầng sôi

Thiết bị sấy là một buồng sấy, trong đó vật liệu sấy nằm trên ghi có đục lỗ, chuyên dùng

để sấy hạt Tác nhân sấy có nhiệt độ và tốc độ thích hợp đi xuyên qua ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên mặt ghi như hình ảnh các bọt nước sôi để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm Hạt khô nhẹ hơn sẽ nằm phía trên và được lấy ra một cách liên tục

Hệ thống sấy phun

Dùng để sấy các dung dịch huyền phù như sữa bột Dung dịch huyền phù được bơm cao

áp đưa vào thiết bị tạo sương mù Tác nhân sấy có nhiệt độ thích hợp đi vào thiết bị sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với sương mù vật liệu sấy và thải ra môi trường

Do sản phẩm sấy ở dạng bột nên trong hệ thống sấy phun tác nhân sấy trước khi thải vào môi trường bao giờ cũng đi qua xyclon để thu hồi vật liệu sấy bay theo

c Hệ thống sấy dùng điện trường dòng cao tần

Về nguyên lý chung, vật liệu sấy được đặt giữa hai bản tụ có điện áp tần số cao, dưới tác dụng của điện trường tần số cao, vật liệu được gia nhiệt và ẩm trong vật liệu hóa hơi thoát

ra ngoài Kiểu sấy này có ưu điểm hơn các kiểu sấy khác là nhiệt độ trong toàn bộ thể tích vật liệu đồng đều hơn, thích hợp với các vật liệu dày và có hình dáng phức tạp mà gia nhiệt bằng đối lưu hay tiếp xúc đều khó thực hiện

1.4 Đề xuất

1.4.1 Phân tích ưu, nhược điểm

Ưu điểm:

+Doanh nghiệp, cơ sở chế biến không còn phải trông chờ vào thời tiết, không cần tốn quá nhiều thời gian, sức lực mà vẫn thu được sản lượng sản phẩm sấy như mong muốn.

+Không chỉ dừng lại ở việc sản xuất ra các loại máy sấy, các nhà sản xuất cũng cung cấp rất nhiều hệ thống sấy chất lượng cao, còn được gọi là dây chuyền sấy, vận hành hoàn toàn tự động và cho ra sản lượng, chất lượng sản phẩm sấy rất cao, không bị biến đổi các chất dinh dưỡng

+Dây chuyền sấy hiện đại hoạt động rất nhanh chóng, vận hành êm ái và giảm thiểu nguy cơ gây ô nhiễm môi trường ở mức rất thấp

+ Hệ thống cũng vận hành an toàn, bảo đảm, không gây khó khăn cho người trực tiếp tham gia quản lý quy trình sấy

Nhược điểm:

+Chi phí đầu tư cao, việc lựa chọn máy sấy lạnh công nghiệp thì chi phí bỏ ra ban đầu sẽ cao hơn so với máy sấy truyền thống

+Quá trình bảo dưỡng và vận hành máy sẽ phức tạp hơn

+Không có độ giòn xốp so với các phương pháp sấy khác

1.4.2 Nội dung và phương pháp cần thực hiện

Với sản phẩm sấy là cá chỉ vàng, kết quả cần đạt được là:

+Độ dày: 5mm

+Tạo lát cá, lóc xương, làm sạch

+Bảo quản theo đúng quy trình trước khi cho vào lò sấy

Công nghệ sấy:

Phương pháp sấy: sấy bơm nhiệt

-Phương pháp sấy với tác nhân sấy có ẩm độ thấp Tác nhân sấy được quạt đưavào dàn lạnh và được làm lạnh dưới nhiệt độ đọng sương, nên ẩm sẽ ngưng tụ và tách rakhỏi tác nhân sấy Dung ẩm của không khí giảm, không khí lúc này trở thành không khíkhô, không khí khô được thực hiện một trong hai quy trình sau

+ Không khí khô ( tác nhân sấy) tiếp tục được quạt đưa vào dàn nóng và được gia nhiệtđến nhiệt độ sấy sau đó không khí khô sẽ được đưa vào buồng sấy, hấp thụ ẩm của vậtliệu sấy, độ ẩm của tác nhân sấy tăng lên và được quạt hút về dàn lạnh Tiếp tục chutrình

+ Tác nhân sấy đi thẳng vào buồng sấy, do độ chênh áp của ẩm độ trong vật sấy và tácnhân sấy cao, ẩm sẽ chuyển dịch từ trong vật ra bề mặt và hóa hơi vào tác nhân sấy, độ

ẩm tác nhân sấy tăng lên và được hút về dàn lạnh Chu trình tiếp tục

Thiết bị sấy: Hệ thống sấy buồng

-Là thiết bị sấy dạng buồng, sản phẩm sấy được trải đều hoặc xếp trên khay sau đóxếp lên các xe sấy và đưa vào buồng sấy Sau một thời gian sấy nhất định, sản phẩm sấy

sẽ phải đảo mặt để cho việc sấy khô được đồng đều hơn, sau khi sấy khô các sản phẩm sấy được thu gom và đóng gói

Thời gian sấy khô nhanh, đó là kết quả của nguyên lý sấy buồng, không khí trước khi đưavào buồng sấy đã được làm khô hoàn toàn, sản phẩm Có thể thoát hơi nước liên tục mà không phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm môi trường Tiết kiệm thời gian và công sức cho người sản xuất, tất cả các máy sấy của hãng Mactech hiện tại đều sử dụng bộ điều khiển điện tử để điều khiển tự động cho máy sấy, do vậy sẽ giúp người dùng tiết kiệm thời gian

và chi phí nhân công Tiết kiệm điện, nguyên lý của bom nhiệt là gom nhiệt từ nơi này đểchuyển tới nơi khác, do vậy máy sấy tận dụng được nguồn năng lượng trong tự nhiên, qua đó mức tiêu hao điện năng chỉ là ở mức nhỏ

Nhược điểm

• Nhược điểm lớn nhất của sấy buồng, sấy lạnh chính là đắt tiền, các hệ thống lạnh, hệ thống bơm nhiệt, điều khiển, các loại máy nén trong bom nhiệt đều là thiết bị đất tiền, chinh vị vậy giá máy sấy buồng thuờng khá cao

Tác nhân sấy: Không khí khô

- Hệ thống sấy băng tải gồm một buồng sấy hình khối chữ nhật, trong đó có một hay vàibăng tải chuyển động chận nhờ nhận truyền động từ các tang quay Các băng này dựa trên các con lăn để khỏi bị võng xuống, băng này làm bằng vải cao su, bằng kim loại hay lưới kim loại và chuyển động với vận tốc khoảng 0,3 ÷ 0,6 m/phút.

- Vật liệu sấy do phễu cấp liệu cung cấp vào buồng sấy và được các băng tải vận

chuyển dần xuống phía dưới, ngược chiều với tác nhân sấy do quạt và calorifer cung cấp

đi lên, các tấm chắ làm nhiệm vụ dẫn hướng dòng không khí nóng di chuyển

* Ưu điểm:

+ Do vật liệu sấy được xáo trộn liên tục nên vật liệu sấy khô đều

+ Thời gian sấy ngắn, có thể tăng năng suất sấy do việc cấp và tháo vật liệu sấy diễn

ra liên tục

* Nhược điểm: Tổn thất nhiệt lớn, VLS dễ bị vỡ vụn

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN

THIẾT KẾ MÁY SẤY BƠM NHIỆT

2.1 Các số liệu ban đầu

+Vật liệu sấy: cá chỉ vàng Kích thước 10mm

+Độ ẩm ban đầu w1=45%

+Độ ẩm cuối w2=25%

+Thời gian sấy t=6 h/mẻ

+Năng suất sấy: 202 kg/mẻ

2.2 Tính toán thiết kế máy sấy:

2.2.1 Tính toán thiết kế máy sấy

Theo dữ liệu đầu bài:

-Năng suất máy sấy: G1=202 kg/mẻ

-Thời gian sấy t=6 h/mẻ

-Khối lượng thể tích cá chỉ vàng: 830 kg/m3

Ta có thể tích vật liệu sấy là V=202/830=0.243 m3

Chọn buồng sấy có dạng hộp chũ nhậ0t, gồm 30 khay sấy

Thể tích của VLS trên 1 khay sấy: Vkhay=V/30=0,24330 =0,0081 m3

Chọn chiều dày lớp cá trên mỗi khay là h=0,01m

Vậy diện tích 1 khay sấy là F=0,00810,01 =0,811m2

Vậy chọn kích thước khay sấy là DxRxC :1020x820x10 mm

Chọn khoảng hở theo chiều cao giữa mỗi khay là 100 mm

Vậy chiều cao buồng sấy phải lớn hơn: 110x15=1650 mm

Chọn khoảng hở theo chiều ngang mỗi khay là 200 mm

Vậy chiều dài buồng sấy phải lớn hơn: 1020x2+200=2240 mm

Chọn kênh phân phối gió đặt hai bên buồng sấy, với kích thước mỗi kênh 150mmVậy ta chon kích thước buồng sấy là DxRxC :2240x880x1650 mm

Chọn vật liệu trong buồng sấy làm bằng inox 304 dày 0,5 mm

Chọn vật liệu ngoài buồng sấy làm bằng inox 304 dày 0,5 mm

Ở giữa là lớp PE 30 mm

Khung và khay làm bằng inox 304

2.2.2 Tính toán nhiệt quá trình sấy

2.2.2.1 Tính toán nhiệt quá trình sấy lý thuyết

Với máy sấy trên ta chọn tác nhân sấy là không khí với các thông số sau:

-Thông số ngoài trời: Thông số trung bình tại đảo Phú Quốc:

a.Xây dựng quá trình sấy lý thuyết trên đồ thị I-d

Điểm 1: Trạng thái TNS sau dàn lạnh

Điểm 2: Trạng thái TNS sau dàn nóng

Điểm 3 Trạng thái TNS sau TBS

Điểm 4: Điểm đọng sương của tác nhân sấy

1-2: Quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm trong dàn nóng

2-3: Quá trình sấy đẳng entanpi trong TBS

3-4-1: Quá trình làm lạnh TNS và ngưng tụ ẩm trong dàn lạnh.

B.Tính toán quá trình sấy

*Các thông số tại các điểm nút

-Thông số trạng thái 1:

t1=10oC; φ 1=100%

φ 1=P hmax 1 P h 1 => Ph1= φ 1 Phmax1

Tra bảng nước và hơi bão hòa theo nhiệt độ, ta được:

Phmax1 =0,012 bar => Ph1 =0,012 bar

d1 =0,622.1−0,0120,012 =0,008 kg/kgkkk

I1 =t1+d1.(2500+1,93.t1) = 10+0,008.(2500+1,93.10) =30,15 kJ/kgkkk

*Thông số trạng thái 2:

Ta có: d2 =d1 =0,008 kg/kgkkk

Chọn nhiệt độ không khí ra khỏi dàn nóng là 50oC

Tra bảng nước và hơi bão hòa theo nhiệt độ:

φ 4 =P hmax 4 P h 4 => Phmax4 = 0,0191 =0,019 bar

Với Phmax4 =0,019 bar tra bảng nước và hơi bão hòa => t4=17,3oC

V =

G

ρ0=0,25 (m3/s)Nhiệt lượng dàn nóng cung cấp để sấy một mẽ:

Qk = G.(I2 -I1) = 25,2(kW)

Lượng nhiệt dàn lạnh thu được.( Nhiệt lượng cần thải ra để ngưng tụ ẩm đi qua dàn lạnh)

Q0 = G.(I3 -I1) = 25,2(kW)

2.2.2.2 Tính toán quá trình sấy thực tế

a Xây dựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị Id

Qđc tác nhân sấy mang vào:

Q = L(I3 – I1)

Qvlv = G1C1t1

Nhiệt lượng tiêu hao do quá trình sấy thực:

Q= L(I3 – I1) = L ( I3’ –I1) + QBC + G2 *Cv *(tv2 – tv1)- W* (I3’ – Ca*tv1)Đặt

QV = G2 * CV*(tV2-tV1)

Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:

Q1 = W*(I3’ – Ca*tv1)

Nhiệt hữu ích do ẩm mang vào:

Ta được:

Q = L(I3 – I1) = L(I3’ – I1) + QV + QBC – W*Ca*tV1

Cho 1kg ẩm bóc hơi ta được:

Tổn thất nhiệt ra môi trường:

Nhiệt độ ngoài buồng sấy :

tf2 = t0 = 300C

Nhiệt độ bên trong buồng sấy:

tf1 = t2+t3

2 = 50+402 =45 ℃C

Buồng sấy làm inox 2 lớp:

+Lớp bên ngoài là inox:

Hệ số dẫn nhiệt Inox: = 22 (W/mk)

Bề dày inox: δ2=0,5(mm)

+ Lớp giữa là mút cách nhiệt (PE):

Hệ số dẫn nhiệt của cách nhiệt:

= 0,04 (W/mk)

Bề dày của lớp cách nhiệt : δ1=30(mm)

Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường

q=α1(t f1−t w2)=λ1

δ1(t w1−t w2)=λ2

δ2(t w2−t w1)=λ2

δ2(t w3−t w4)=α2(t w4−t f2)q= (t f1−t w1)=6,567∗(45−43)

= 13,334 (W/m2)

t w2=t w1−q∗δ1

13,334∗0,00522

=42,99℃C

t w3=t w2−q∗δ2

λ2 =42,99−

13,334∗0,030,047

= 34,47℃C

t w4=t w3−q∗δ3

λ3 =34,47−

13,334∗0,030,047

=0,89 (W/m2*độ)

Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường

Qv= G2*Cv(tv2-tv1)

Trong đó: Cv= 3,75 kJ/kg.k (Nhiệt dung riêng của cá )

tV1 = to = 30oC

tV2 = t1 = 10oC

qa=4,18.30=124,4(kJ/kg)Trong quá trình sấy không có bổ sung thêm nhiệt nên qBS =0

∆ = Ca.tV1 - qBC - qV

= 125,4 – 10,01+100,38

= 215,77(kJ/kg)

Vậy đường sấy thực nằm bên trái

Do Δ > 0 nên điểm 3’ trong quá trình sấy thực tế sẽ nằm bên phải điểm 3

Hình 2.4 Đồ thi I-d quá trình sấy thực.

Đồ thị I-d trong trường hợp sấy thực tế được biểu thị như sau:

Điểm 1: Trạng thái không khí sau dàn lạnh

Điểm 2: Trạng thái không khí sau dàn nóng

Điểm 3’: Trạng thái không khí sau thiết bị sấy trong trường hợp sấy thực tế

Điểm 4’: Điểm đọng sương trong trường hợp sấy thực tế

1-2: Quá trình gia nhiệt trong dàn nóng

2-3’: Quá trình sấy thực tế trong thiết bị sấy

3’-4’-1: Quá trình làm lạnh không khí và ngưng tụ ẩm trong dàn lạnh trong trường hợpsấy thực tế

b.Tính toán quá trình sấy thực tế

* Thông số tại các điểm nút của đồ thị

0,013(kg/kgkkk)Với nhiệt độ t3’ = 40o C tra bảng [13]

Bảng 2.2 Bảng thông số các điểm nút trong quá trình sấy thực

Lượng không khí cần thiết bay hơi

Qkn =

Qk

τ =

437558 6.3600 =20,25kW

Lượng ẩm ngưng tụ:

∆d = d3’ – d1 =0,013 - 0,008= 0,005kg/kgkkkLượng nhiệt thu được ngưng tụ 1 kg:

qnttt=ltt.(I3’-I1) = 200.(71,73 - 30,15) = 8296 (kJ/kg) Lượng nhiệt dàn lạnh thu được

Qnttt = W.qnttt = 53,86.8296 = 446822,6 (kJ)Năng suất dàn lạnh

a) xác định chế độ làm việc

 Nhiệt độ ngưng tụ

Dàn ngưng của bơm nhiệt có nhiệm vụ gia nhiệt cho không khí nên môi trườnglàm mát dàn ngưng chính là tác nhân sấy Do chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng khôngkhí theo [15]:

tk= tw2 + ∆t

k = 45+5 = 500CTrong đó:

tw2 – là nhiệt độ không khí ra khỏi dàn ngưng , 400C

∆tk – là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu Chọn ∆tk=5oC

 Nhiệt độ bay hơi

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh có thể lấy như sau: