Đang tải... (xem toàn văn)
Biến đổi khí hậu diễn biến hết sức phức tạp, nhiệt độ trái đất sắp đạt đến đỉnh điểm có thể xảy ra những biến đổi to lớn, không thể đảo ngược nên việc sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng trở nên cấp thiết. Với sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ hiện đại, con người đã có thể phát triển năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thủy triều và năng lượng sinh khối… Trong những năm gần đây, năng lượng mặt trời dần trở thành lý tưởng, nguồn năng lượng sạch và vô tận, năng lượng tái tạo hoàn toàn miễn phí. Với việc Việt Nam là một trong những nước nằm trong vùng phân bố bức xạ mặt trời hàng năm trên bản đồ bức xạ mặt trời thế giới, nước ta có thể sử dụng nguồn năng lượng này thay thế dần các nguồn năng lượng truyền thống khác. Việt Nam có hơn 3.000 km bờ biển, mạng lưới sông ngòi dày đặc trên đất liền, tiềm năng thủy sản rất lớn, trong đó hàng khô cũng chiếm tỷ trọng lớn. Đề tài “Thiết kế hệ thống sấy cá tra bằng năng lượng mặt trời”, sau khi tìm hiểu các nội dung cơ bản về vật liệu sấy cá tra và các quy trình, thông số cần thiết phục vụ cho tính toán, thiết kế máy sấy cá tra bằng năng lượng mặt trời với năng suất là 900kgmẻ
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ––o0o— TIỂU LUẬN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DÙNG HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH ĐỂ SẤY CÁ TRA GVHD: Lê Đình Nhật Hồi SVTH: Võ Thành Sơn Nguyễn Thành Thái Cao Huy Tấn Tài Huỳnh Anh Thắng LỚP: DHNL16B_Nhóm Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TIỂU LUẬN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT Họ tên: Ngành: Võ Thành Sơn Nguyễn Thành Thái Cao Huy Tấn Tài Huỳnh Anh Thắng CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT-LẠNH MSSV: MSSV: MSSV: MSSV: 20028481 20053681 20059501 20053211 Năm học: 2022-2023 Tên đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẤY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DÙNG HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH ĐỂ SẤY CÁ TRA CĨ PHỤ TẢI NHIỆT LỊ ĐỐT CỦI I/ Nội dung đề tài: Tìm hiểu Vật liệu sấy Tìm hiểu cơng nghệ, thiết bị sấy Tính tốn q trình sấy Tính tốn, lựa chọn thiết bị phụ Bản vẽ ( mạch điện, thiết bị sấy ) II/ Ngày giao nhiệm vụ: 09/02/2023 III/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 09/05/2023 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên giảng dạy Lê Đình Nhật Hồi TĨM TẮT Biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp, nhiệt độ trái đất đạt đến đỉnh điểm xảy biến đổi to lớn, đảo ngược nên việc sử dụng lượng tái tạo ngày trở nên cấp thiết Với phát triển vượt bậc khoa học công nghệ đại, người phát triển lượng lượng mặt trời, lượng gió, lượng địa nhiệt, lượng thủy triều lượng sinh khối… Trong năm gần đây, lượng mặt trời dần trở thành lý tưởng, nguồn lượng vô tận, lượng tái tạo hồn tồn miễn phí Với việc Việt Nam nước nằm vùng phân bố xạ mặt trời hàng năm đồ xạ mặt trời giới, nước ta sử dụng nguồn lượng thay dần nguồn lượng truyền thống khác Việt Nam có 3.000 km bờ biển, mạng lưới sơng ngịi dày đặc đất liền, tiềm thủy sản lớn, hàng khơ chiếm tỷ trọng lớn Đề tài “Thiết kế hệ thống sấy cá tra lượng mặt trời”, sau tìm hiểu nội dung vật liệu sấy cá tra quy trình, thơng số cần thiết phục vụ cho tính tốn, thiết kế máy sấy cá tra lượng mặt trời với suất 900kg/mẻ Mục lục I CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÁ TRA .12 1.1 Hệ thống Phân Loại: 12 1.2 Hình thái sinh trưởng: 13 1.2.1 Hình thái: 13 1.2.2 Sinh trưởng: .13 1.2.3 Quá trình sinh sản: 14 1.3 Tổng quan sản phẩm sấy cá tra: 14 1.3.1 Thành phần khối lượng cá tra: 15 1.3.2 Thành phần hóa học fillet cá tra: 15 1.3.3 Hàm lượng acid amin fillet cá tra khu vực khác nhau: 17 1.3.4 Tình hình ni nước ta: 17 1.3.5 Về khoa học: 17 II CHƯƠNG QUY TRÌNH VÀ CƠNG NGHỆ SẤY 18 2.1 Nhà sấy lượng mặt trời (sấy động sấy tĩnh) .20 2.2 Nhà sấy lượng mặt trời trực tiếp gián tiếp (sấy động sấy tĩnh) .21 2.2.1 Nhà sấy lượng mặt trời trực tiếp: .21 2.2.2 Thiết bị sấy lượng mặt trời gián tiếp: 22 2.3 Máy sấy NLMT kết hợp với chất đốt tách khói (tồn khói đưa ngồi ống dẫn) 22 2.4 Thơng tin loại vật liệu nhà sấy: 24 III CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG SẤY,XÂY DỰNG SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 26 3.1 Q trình sấy lý thuyết 26 3.2 Quá trình sấy thực .30 3.2.1 Nhiệt hữu ích ẩm mang vào 30 3.2.2 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang đi: 30 3.2.3 Tổn thất vật liệu sấy mang 30 3.2.4 Tổn thất nhiệt môi trường 30 3.2.5 Thời gian sấy 34 IV CHƯƠNG THIẾT BỊ PHỤ 37 4.1 Tính tốn thiết bị phụ (lò đốt củi) 37 4.2 Tính chọn quạt .38 V CHƯƠNG NĂM BẢN VẼ, MẠCH ĐIỆN, TÍNH TỐN KINH TẾ 41 5.1 Mạch điện 41 5.2 Các mặt nhà sấy chi tiết thiết bị; .42 5.3 Thống kê vật tư ban đầu 44 5.4 Chi phí vận hành thời gian hồn vốn: .44 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Hình 1.1 Cá tra ni (Pangasius hypophthalmus) 12 Hình 1.2 Cá tra chuẩn bị nuôi 13 Hình 1.3 Cá tra khổng lồ 14 Hình 1.4 Fillet cá tra sau thành phẩm 16 Hình 2.1 Quy trình phân loại, lựa chọn sấy cá khô 18 Hình 2.2 Cá tra đưa lên bàn sơ chế 18 Hình 2.3 Quy trình máy sấy đối lưu tự nhiên gián tiếp 19 Hình 2.4 Hệ thống nhà kính 19 Hình 2.5 Bên ngồi nhà sấy 20 Hình 2.6 Tấm Poly Twinlite màu suốt 24 Hình 2.7 Tấm Poly Twinlite 24 Hình 4.1 Quạt Dasin 38 Hình 4.2 Thơng số quạt 39 Hình 4.3 Thơng số hoạt động quạt đảo trần 40 Hình 5.1 Mạch động lực nhà thiết kế cho nhà sấy 41 Hình 5.2 Mạch điều khiển thiết bị có bên nhà sấy 41 Hình 5.3 Hình chiếu cạnh nhà sấy 42 Hình 5.4 Hình chiếu nhà sấy 42 Hình 5.5 Hình chiếu trục đo nhà sấy 43 Hình 5.6 Ký hiệu sử dụng vẽ 43 Danh mục bảng sơ đồ Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Bảng thống kê thành phần khối lượng tỷ lệ cá tra: 15 Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng cá tra 16 Bảng 1.3 Hàm lượng acid amin bên cá 17 Bảng 2.1 Bảng kích thước Poly Twinlite 24 Bảng 2.2 Bảng màu sắc khả truyền nhiệt, truyền sáng 24 Bảng 3.1 Tổng hợp thơng số tính tốn 28 Bảng 3.2 Giá lập giá trị tính tốn tw1 32 Bảng 3.3 Bảng giá trị cân nhiệt 33 Bảng 3.4 Giá trị hệ số k1, k2 phụ thuộc độ ẩm 35 Bảng 4.1 Thống kế số lượng quạt điện tiêu thụ 40 Bảng 5.1 Thống kê vật tư ban đầu 44 Bảng 5.2 Chi phí tiêu thụ điện 44 Sơ đồ Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 3.1 Quá trình sấy lý thuyết 29 Tài liệu tham khảo - Thông tin vật liệu sấy, thành phần thơng số vật lí [1]https://vi.wikipedia.org/wiki/Pangasianodon_hypophthalmus [2]https://tailieu.vn/docview/tailieu/2011/20110819/phalinh18/10_nvthuong_2734.pdf?rand=191072 [3]https://www.foodnk.com/tong-quan-nganh-ca-tra-viet-nam-tiem-nang-trong-san-xuat-dauca.html [4]https://nongnghiep.farmvina.com/sinh-truong-sinh-san-ca-tra-ca-basa/ [5]https://tapchicongthuong.vn/bai-viet/khao-sat-thanh-phan-omega-3-6-9-ly-trich-tu-ca-tra-odong-bang-song-cuu-long-viet-nam-54256.htm [6]https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1800/2019 [7]https://tongcucthuysan.gov.vn/vi-vn/tin-t%E1%BB%A9c/-tin-v%E1%BA%AFn/doctin/017744/2022-08-07/Banner%20002 [8]https://wiki.edu.vn/wiki/index.php?title=Pangasianodon_hypophthalmus [9]https://doan.edu.vn/do-an/do-an-thiet-ke-he-thong-say-ca-15611/ [10]https://www.slideshare.net/pramodrai30/greenhouse-drying [11]https://sokhcn.baria-vungtau.gov.vn/ManagementNews/DetailNew/4564 [12]https://khangphatvn.com/product/may-say-nang-luong-mat-troi-cach-chon-may-say-phu-hopvoi-nhu-cau-cua-ho-gia-dinh-va-doanhnghiep/?gclid=Cj0KCQjw2cWgBhDYARIsALggUhpNU3C9xpl6BrRrXBXjcxsgLN28tfgbfeurj1EjUBSYWu0-3gqWoEaAiMuEALw_wcB [13]https://khangphatvn.com/product/may-say-nang-luong-mat-troi-cach-chon-may-say-phu-hopvoi-nhu-cau-cua-ho-gia-dinh-va-doanhnghiep/?gclid=Cj0KCQjw2cWgBhDYARIsALggUhpNU3C9xpl6BrRrXBXjcxsgLN28tfgbfeurj1EjUBSYWu0-3gqWoEaAiMuEALw_wcB [14]https://thegioiquatdien.com/quat-hut-va-cap-gio-duong-ong-bhf-fg [15]https://www.mpi.gov.vn/Pages/tinhthanhchitiet.aspx?idTinhThanh=35#:~:text=Nhi%E1%BB% 87t%20%C4%91%E1%BB%99%20trung%20b%C3%ACnh%20n%C4%83m,v%C3%A0o%20 c%C3%A1c%20th%C3%A1ng%20m%C3%B9a%20m%C6%B0a) [16] https://mactech.com.vn/cac-yeu-to-can-thiet-khi-say-kho-ca [17] https://dailyalu.com/tam-lop-poly-twinlite.html [18]https://www.google.com/search?q=c%C3%A1+tra+kh%E1%BB%95ng+l%E1%BB%93&rlz=1 C1VDKB_enVN1046VN1046&oq=c%C3%A1+tra+kh%E1%BB%95ng+l%E1%BB%93&aqs=chr ome 69i57.3135j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8 Nguồn công thức tính tốn sấy cho hệ thống: - Giáo trình Kỹ thuật Sấy Bùi Trung Thành; - Giáo trình Kỹ thuật Sấy thầy Trần Văn Phú; - Tài liệu tham khảo Truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt; - Tài liệu tham khảo mơn Kỹ thuật Sấy; - Giáo trình Năng Lượng Tái Tạo Sự phát triển bền vững ( Xuất năm 2020) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, em xin chân thành cảm ơn sau sắc tới thầy Lê Đình Nhật Hồi tận tình hướng dẫn em thời gian qua Ngồi ra, em xin gủi lời cảm ơn đến thầy cô trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh tận tình dạy em suốt thời gian theo học trường Đồng thời em xin chân thành cảm ơn người thân gia đình, người bạn giúp đỡ động viên em mặt tinh thần suốt khóa học Em xin chân thành cảm ơn! 10 - Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc 𝝉𝟐 Tốc độ sấy giảm tốc: U2 = k(Mkx1 – Mke) Hệ số tỉ lệ: K = 𝑥.U1 = 0.568 29,75 = 16,91 ( ) ℎ % U2 = k(Mkx1 – Mke) = 16,91 (16,1 – 14,34) = 29,75 ( ) ℎ Thời gian sấy giảm tốc: Vì U2 = U1 nên 𝜏2 = 𝜏1 = 𝑀𝑘1 − 𝑀𝑘𝑥1 317−18 = 𝑈1 29,27 = 10,8 h Tổng thời gian sấy 𝝉: 𝜏 = 𝜏0 + τ1 + 𝜏2 = 0,2 + 10,8 + 10,8 = 21,8 h khoảng 20 48 phút Lượng ẩm bốc giờ: 𝑊ℎ = 𝑊 645,88 = = 29,7 𝑘𝑔/ℎ 𝜏 21,8 36 IV CHƯƠNG THIẾT BỊ PHỤ 4.1 Tính tốn thiết bị phụ (lị đốt củi) Vật liệu : Củi Các trị số làm việc : Clv = 85.2% Hlv = 11.5% Olv = 0.6% Alv = 2% Wlv= 7% Trong củi khô thành phần lưu huỳnh S =0% Nhiệt trị cao củi : Qc = 33858.C + 125400.H – 10868.(O-S) = 33858 0,852 + 125400.0,115 – 10868.( 0.006-0 ) = 43202,81 kJ/kg Nhiệt trị thấp củi : Qt = Qc – 2500*( 9H+A) = 43202,81 – 2500*(9.0,115 + 0,02) = 40656,31 kJ/kg Lượng nhiên liệu để bốc 1kg: b= 𝑞 𝑄𝑡 𝜂 = 2803,98 40656.31 0,75 = 0,087 (kgnl/kgẩm) Lượng nhiên liệu tiêu hao mẻ sấy : B = b*W = 0,087 645,88 = 55,89 kgnl/ mẻ ≈ 56 kgnl/mẻ Mật độ dòng nhiệt thể tích buồng đốt: Chọn q = (150 – 250).10^3 kCal/m3h (Chọn phù hợp với khối lượng vật liệu cần sấy 900kg cá ) Chọn q = 250.10^3 kCal/m3h Thể tích buồng đốt: Vbd = 𝑄𝑡 𝐵 𝑞 = 40630,52 56 250.10^3 = 9,1 m3 Chọn buồng đốt có kích thước d*r*c= 3*2*1.5 (m); G0 = 𝑙0 𝑃𝑏 = 83.088 0,0356 = 2267 m3/h = 0.63 m3/h 37 - Nhiệt lượng đưa vào buồng sấy Qk = G0 Cp (t1-t0) = 2267 1,004 ( 60 – 27,5) = 74000 kJ/kg - Công suất nhiệt Calorifer: chọn hiệu suất calorifer 0,75 Qcal = 𝑄𝑘 𝜂𝑐𝑎𝑙 = 74000 0,75 = 98500 kJ/kg = 27,3 kWh (:3600) 4.2 Tính chọn quạt - Diện tích sàn sấy: Với diện tích sàn sấy 100 m2 chúng em dự định thiết kế nhà sấy với kích thước 10x10x3 (m), treo miếng cá cách 15-25 cm để tăng khoảng trống trao đổi nhiệt Như diện tích để treo vật liệu sấy nhà sấy cịn khoảng 70-80% Tổng lượng khơng khí: Tg = X.V Trong đó: - X hệ số thay đổi khơng khí (lần/h): Chọn X=10 lần/h (đủ đáp ứng nhu cầu phòng thí nghiệm) - V thể tích nhà sấy (m3) V1= 0.5*1.35*10*2= 67,5 m3 V2 = 10*10*2 = 200(m3) - Tổng thể tích: V=V1 + V2 = 67,5 + 200 = 267,5 m3 Tg = X V = 10 267,5= 2675 (m3/h) Với lượng khơng khí chúng em dự tính dùng quạt thơng gió Quạt thơng gió DASIN KVF-1025 có lưu lượng vào khoảng 12 m3/phút Hình 4.1 Quạt Dasin 38 Hình 4.2 Thơng số quạt Vậy số lượng quạt thơng gió cần: N= 𝑇𝑔 𝑄 = 2675 12∗60 ≈ 3,7 Vậy chọn Để khơng khí bên ngồi khơng khí ẩm bên hịa trộn đều, nhóm thiết kế chọn quạt đảo trần thông số Quạt đảo trần VinaWind QDT-400XĐB Như theo thiết kế nhà sấy gồm quạt thơng gió để loại bỏ khơng khí ẩm dự định lắp quạt đảo để khơng khí nóng phân tán 39 Hình 4.3 Thơng số hoạt động quạt đảo trần Thiết bị cần có: + Lị đốt củi; + Quạt thổi buồng gia nhiệt; + Quạt đảo; + Quạt hút; Tổng lượng điện tiêu thụ dự kiến: Thiết bị Quạt thổi Quạt đảo Quạt hút Quạt thổi vào lò Số lượng (cái) Tổng Mức tiêu thụ (W) 32 32 100 Tổng mức tiêu thụ (W.h) 64 184 164 100 412 Bảng 4.1 Thống kế số lượng quạt điện tiêu thụ 40 V CHƯƠNG NĂM: BẢN VẼ, MẠCH ĐIỆN, TÍNH TỐN KINH TẾ 5.1 Mạch điện Hình 5.1 Mạch động lực nhà thiết kế cho nhà sấy Hình 5.2 Mạch điều khiển thiết bị có bên nhà sấy 41 5.2 Các mặt nhà sấy chi tiết thiết bị; Hình 5.3 Hình chiếu cạnh nhà sấy Hình 5.4 Hình chiếu nhà sấy 42 Hình 5.5 Hình chiếu trục đo nhà sấy Hình 5.6 Ký hiệu sử dụng vẽ 43 5.3 Thống kê vật tư ban đầu Số lượng Đơn vị tính Tấm Giá thành Khung sắt Nhân công Quạt đảo Quạt hút Quạt thổi Dây điện 4 2 100 Contactor Cầu dao điện Cầu chì Cảm biến nhiệt Đèn báo Nút nhấn tắt/mở (nhã) Tiếp điểm đóng/ mở Tổng giá thành 1 Đơn giá Tổng 1,950,000 33,150,000 8,000,000 8,000,000 Người 500,000 2,000,000 590,000 2,360,000 640,000 1,280,000 640,000 1,280,000 mét 19,460 1,946,000 Các thiết bị điện 130,000 390,000 269,000 269,000 358,000 358,000 cái cái 490,000 30,000 1,470,000 120,000 26,000 156,000 300,000 1,800,000 54,579,000 Bảng 5.1 Thống kê vật tư ban đầu 5.4 Chi phí vận hành thời gian hồn vốn: - Chí phí tiêu thụ điện Quạt hút khơng khí bên ngồi Quạt thổi khơng khí từ ngồi vào Quạt đảo trần Quạt thổi vào lò đốt Tổng thiết bị Số lượng công suất (W) 2 32 32 46 100 Điện 1h (W) Điện mẻ sấy (W.h) 64 64 184 100 412 1408 1408 4048 1600 8464 Bảng 5.2 Chi phí tiêu thụ điện 44 Như trình sấy tốn 8,5(kWh) điện, với mức giá bình quân 2.250 (đ/kWh) tháng nhà sấy vận hành 20-25 ngày (5-6 ngày lại để bảo dưỡng, lau dọn thiết bị, sàn nhà) - Giá tiền điện sấy tháng = 8,5*25*2250 = 480,000đ/tháng Giá nhân công 500,000/người/ ngày => Tiền lương 500,000*25 = 12.500.000/ tháng Tổng chi phí vận hành cho tháng = 480.000 + 12.500.000 = 12.980.000 đ Giá thu mua cá bè 30,000/kg, với sản lượng suất nhà sấy mẻ sấy cần cá mẻ sấy (chưa qua sơ chế) 30.000*2000= 60.000.000đ; Tiền nhập gia vị (nguyên liệu tẩm vào cá): 500.000đ/mẻ; Giá khô bán thị trường 250.000/kg; Với sản lượng 250kg/mẻ thu =250.000*250kg/mẻ=62.500.000 đ/mẻ Số tiền thu ứng với 25 ngày/ tháng: = 62.500.000*25 = 1.562.500.000đ Lợi nhuận thu tháng: = 1.562.500.000đ – 25*(60.000.000đ − 500.000đ/mẻ − 500.000đ) − 480.000 = 87.020.000đ Vậy vòng thời gian ngắn khoảng tháng đầu thu lợi nhuận 87 triệu, khấu trừ chi phí cho nhà sấy ban đầu khoảng 55 triệu tháng lãi 32 triệu Tiếp tháng sau thời gian giá trì mức độ tháng thu lợi 87.020.000đ cho tháng Đó dự tốn thực tế cịn có nhiều vấn đề phát sinh, nhóm nhận thấy hệ thống sấy dùng lượng cần ứng dụng rỗng rãi nhiều nơi 45 KẾT LUẬN Với ưu điểm hệ thống sấy trên, cần có nghiên cứu hướng đầu tư để hồn thành hệ thống sấy, vừa tận dụng tối đa nguồn lượng mặt trời miễn phí vơ tận vừa tạo sản phẩm sấy có chất lượng cao đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm 46 Phụ lục 47 48 49 50