Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang LỜI NĨI ĐẦU Kỹ thuất sấy đóng vai trị vô quan trọng công nghiệp đời sống Trong quy trình cơng nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có cơng đoạn sấy khơ đẻ bảo quản dài ngày Công nghệ ngày phát triển công nghiệp công nghiệp chế biến hải sản, rau công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệ xây dựng thực phẩm khác.Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt lúa, ngô, đậu, cà fê sau thu hoạch cần sấy khô kịp thời, không sản phẩm giảm phẩm chất chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mùa sau thu hoạch Thực tế cho thấy trình nhiệt nói chung q trình sấy nói riêng q trình cơng nghệ phức tạp Chẳng hạn q trình sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu nhờ nhiệt sau sử dụng tác nhân để thải ẩm môi trường với điều kiện suất cao, chi phí vận hành , vốn đầu tư bé sản phẩm phải có chất lượng tốt, không nứt nẻ cong vênh , đầy đủ hương vị Để thực trình sấy người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị : thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy v.v ), thiết bị đốt nóng tác nhân (calorifer) thiết bị lạnh để làm khô tác nhân, quạ, bơm số thiết bị phụ khác buồng đốt, xyclon v.v Chúng ta gọi hệ thống thiết bị thực trình sấy cụ thể hệ thống sấy Trong đị án mơn học em giao thiết kế thiết bị sấy cá xuất khẩu.Với kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo chưa đầy đủ nên nhiều bỡ ngỡ chắn khơng tránh khỏi sai sót Mong thầy cô khoa dẫn thêm để em hoàn thành tốt đồ án sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.TRẦN VĂN VANG hướng dẫn tận tình đẻ em hồn thành đồ án Sinh viên thiết kế Trần Đình Nguyên Lộc Chương I: TÍNH CHẤT VẬT ẨM VÀ CƠNG NGHỆ SẤY 1.1 Tính chất vật ẩm Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang - Cá chuồn loại thủy sản có mỡ,có độ ẩm từ 78÷80% Khi cá chết với độ ẩm cao vây môi trường thuận lợi cho loại vi khuẩn phát triển gây tượng thối rữa - Nếu ta làm giảm độ ẩm xuống cịn 35÷10% ngăn cản số loại vi khuẩn.Nếu độ ẩm cịn 10÷ 12% vi khuẩn khơng cịn phát triển Ngồi cịn có nhiệt độ, độ ẩm tới trình thối rữa cá - Cá ch̀n loại cá mỡ nên nhiệt dung riêng cá chuồn ta chọn 3,62 kJ/kgK 1.2 Phương pháp sấy và chế độ sấy Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu Mỗi phương thức sấy co ưu khuyết điểm riêng nó Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy tác nhân sấy ngược chiều Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ (vật liệu sấy chuẩn bị khỏi hầm sấy) Dọc theo hầm sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao Nên càng cuối lượng ẩm bốc càng giảm và tốc độ sấy giảm dần Ưu điểm: vật liệu sấy lấy khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ cao nên khô Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy cùng chiều Vật liệu ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ ẩm nhỏ nên bốc nhanh Ưu điểm: thiết bị đơn giản so với sấy ngược chiều Nhược điểm: độ ẩm cuối vật liệu sấy còn cao sovới sấy ngược chiều Vậy trường hợp sấy cá theo phương phâp sấy ngược chiều hiệu nhất.Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sây là không khí 1.3 Tiêu chuẩn và lựa chọn nguyên liệu đầu vào * Tiêu chuẩn chọn cá: - Cá phải tươi tốt, thịt cứng trọng lượng khoảng 200g/con - Cá cịn ngun vẹn khơng bị tổn thương - Cá khơng bị dịch bệnh - Cá có mùi tự nhiên * Xử lý cá - Dùng dao mổ bụng loại bỏ thành phần như: ruột, gan mật, bong bóng - Cắt bỏ đầu, bỏ xương bỏ vảy - Rửa mạch máu phần bẩn khác bám cá 1.4 Công nghệ sấy cá - Trong q trình phải đảm bảo khơng làm chất cá tức phải đảm bao mùi vị cá - Để đáp ứng tiêu chẩn ta dùng tác nhân sấy khơng khí nóng đối lưu cưỡng Nhiệt độ sấy khoảng 45÷ 700 C, khoảng 8h Để độ ẩm cá giảm xuống cịn 10÷20%, cá xếp vỉ sắt không dày quá, khay xe goòng đưa vào hầm sấy - Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho khí nóng hầm calorife khí-hơi - Lượng ẩm sau thải ngồi mơi trường 1.5 Quy trình chế biến cá khơ xuất Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang - Chọn cá - Xử lý cá - Sấy cá nhiệt độ 45÷ 700C 8h - Phân loại (đảm bảo kích thước sản phẩm đồng đều) - Đóng gói - Thành phẩm Chương 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY Hệ thống sấy hầm hệ thống sấy lớn hệ thống sấy đối lưu cưỡng gồm thiết bị chính: hầm sấy, calorifer quạt 2.1 Năng suất sấy giờ: Năng suất hệ thống sấy 1h G2=300kg cá khô/h Khối lượng vật ẩm đưa vào là: 100 − ω2 100 − 12 = 300 = 1320 kg/h G1 = G2 100 − ω1 100 − 80 2.2 Lượng ẩm cần bốc giờ: ω − ω2 80 − 12 W = G2 = 300 = 1020 kghơi/h 100 − ω1 100 − 80 Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang 2.3 Chọn chế độ sấy (tác nhân sấy) Ta chọn hệ thống sấy hầm khơng hồi lưu tác nhân khơng khí nóng ngược chiều với vật liệu sấy Thông số không khí ngồi trời ta lấy t o=25oC ϕo=85 % Ta chọn nhiệt đô tác nhân sấy vào hầm sấy t 1=65oC, nhiệt tác nhân sấy khỏi hầm sấy chộn sơ t2=33oC với độ ẩm tương đối 85% ≤ ϕ2 ≤ 90% Chúng ta kiểm tra lại điều 2.4 Tính tốn q trình sấy lý thuyết I B t1 C1 t2 C0 ϕο t0 C2 ϕ =100% A d - Các thơng số khơng khí ngồi trời: Nhờ cặp thông số (to, ϕo) cho xác định trạng thái A khơng khí ngồi trời Theo cơng thức giải tích ta - Phân áp suất bão hoà ứng với to=25oC pb = exp{12 − 4026, 42 4026, 42 } = exp{12 − } = 0, 0315 bar 235,5 + to 235,5 + 25 - Lượng chứa ẩm do= 0, 621 0,85.0, 0315 745 = 0,0172 kg ẩm/kg kk − 0,85.0, 0315 750 d0= 0,0172 kg âm/kg kk - Entanpi Io Io= 1,004.to + d(2500 + 1,842.to) Io = 1,004.25 + 0,0172 (2500 + 1,842.25) = 68,8921 kJ/kg kk Cdx(d0) = Cpk+ Cpa.d0= 1,004+ 1,842.0,0172 =1,0353 kJ/kg kk * Entanpy TNS sau calorifer (điểm B): Trạng thái không khí sau calorifer B xác định đồ thị I- d cặp thông số (t1,d0) Từ điểm B dễ dàng tìm thấy đồ thị I- d entanpy I 1, độ ẩm tương đố Ngoài tính tốn theo cơng thức giải tích sau Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang + Entanpi I1: I1 = 1,004.t1 + d0 (2500 + 1,842.t1) I1 = 1,004.65 + 0,0172 (2500 + 1,842.65) = 110,3194 kJ/kgkk + Phân áp suất bão hòa nước Pb1 nhiệt độ t1 = 650C  Pb1 = exp 12 −  4026,42  4026, 42    = exp 12 −  = 0,2468 bar 235,5 + t1  235,5 + 65   + Độ ẩm tương đối ϕ1 745 0, 0172 B.d 750 ϕ1 = = = 0,1085 Pb1 ( 0, 621 + d ) 0, 2468 ( 0, 621 + 0, 0172 ) ϕ1=10,85 % - Thông số tác nhân sấy sau trình sấy lý thuyết (điểm C0) Trạng thái tác nhân sấy sau trình sấy lý thuyết xác định cặp thông số : I20 = I1 , t = t2 + Lượng chứa ẩm d20 d20 = d0 + C dx ( d )( t1 − t ) 2500 + 1,842.t d20 = 0,017+ 1, 0353(65 − 34) = 0, 0297 kgẩm/kgkk 2500 + 1,842.34 + Phân áp suất bão hòa nước ỏ nhiệt độ t2  Pb2 = exp 12 −  4026, 42  4026, 42    = exp 12 −  = 0, 0528 bar 235,5 + t2  235,5 + 34   + Độ ẩm tương đối ϕ20 = B.d 20 Pb ( 0, 621 + d 20 ) 745 0, 0297 750 = = 0,8587 0, 0528(0, 621 + 0, 0297) ϕ20 = 85,87 % Với độ ẩm ϕ20 = 85,22% thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng tác nhân sấy mang vừa đảm bảo không xảy tượng đọng sương mà đặt + Lượng khơng khí khô cần thiết để bốc 1kg ẩm l0 l0 = 1 = = 80 kgkk/kg ẩm d 20 − d 0, 0297 − 0, 0172 L0 = W.l0 = 1020.80= 81600 kgkk/h Tác nhân sấy trước vào hầm sấy có t1 = 650 ϕ1 = 11% Theo phụ lục 5, với thông số thể tích khơng khí ẩm chứa 1kg khơng khí: vB = 1,0028 m3/kgkk Tương tự tác nhân sấy sau trình sấy lý thuyết (điểm C0) có t2 = 340 C, ϕ20 = 86% Ta có: vC0 = 0,912 m3/kgkk Do đó: VB = L0.vB =81600.1,0028 = 81828,48 m3/h VCo = Lo.vco = 81600.0,912 = 74419,2 m3/h Lưu lượng thể tích trung bình Vo Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang Vo = 0,5(VB + VCo) = 0,5(81828,48 +74419,2) = 78123,84 m3/h Vo = 21,7 m3/s Nhiệt lượng tiêu hao qo qo = lo (I1 - I0) = 80 (110,3194 - 68,8921) = 3314,1840 kJ/kg ẩm Qo = qo.W = 3314,1840.1020 = 3380467,68 kJ/h Qo = 939,0188W Lo hai thông số cho phép ta chọn quạt Qo sở ta chọn Calorifer thiết kế sơ hệ thống sấy 2.5 Xác định kích thước hầm sấy Hình 2: khay sấy hình 3: xe goong * Chọn thiết bị chuyển tải xe gng có kích thước rợng * dài * cao 3000 x 1000 x 1500 mm Mỗi xe dặt 25 khay, khay chứa 30kg nguyên liệu Như khối lượng vật liệu sấy xe GX = 25.30 = 750 kg * Số xe goòng cần thiết G τ 1320.8 n= = ≈ 15 xe GX 750 * Kích thước hầm sấy: - Chiều rộng hầm: Bh = BX + 100 = 3100 mm - Chiều cao hầm: Hh = HX +50 = 1550 mm - Chiều dài hầm sấy: Lh = n.LX + 2.1000 = 17000 mm * Kích thước phủ bì hầm sấy: hầm xây gạch có chiều dày δ1 = 250mm Trần hầm sấy đổ bê tơng có chiều dày δ2 = 80 mm lớp cách nhiệt thủy tinh có chiều dày δ3 = 150 mm Chiều rộng phủ bì: B = Bh + 2δ1 = 3100 + 2.250 = 3600 mm Chiều cao phủ bì: H = Hh + δ2 + δ3 = 1550 + 80 + 150 = 1780 mm 2.6 Tính tốn nhiệt hầm sấy a Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang qv Để tính tổn thất vật liệu mang trước hết ta phải biết nhiệt độ vật liệu sấy khỏi hầm tv2 nhiệt dung riêng Theo kinh nghiệm, nhiệt độ vật liệu sấy khỏi Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang thiết bị sấy lấy thấp nhiệt độ tác nhân sấy tương ứng ÷ 100C hệ thống sấy ta, vật liệu sấy tác nhân sấy ngược chiều nên: tv2 = t1 - ( ÷ 10 ) 0C = 65 - 10 = 550C Nhiệt dung riêng cá sau sấy Cv2 =Cvk(1- 0,12) + 4,18.0,12 = 3,62.0,875 + 0,5225 = 3,3976 kJ/kgK Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang bằng: Qv = G2Cv2 (tv2 - tv1) = 300.3,3976(50 - 20) = 35448 kJ/h qv = Qv = 34, 7529 kJ/kg ẩm W b Tổn thất thiết bị chuyển tải mang - Tổn thất xe goòng mang Xe gng làm thép CT3 có khối lượng xe GX = 60 kg Nhiệt dung riêng thép CX =0,5 kJ/kgK Nhiệt độ xe goòng khỏi hầm lấy nhiệt độ tác nhân Như tX2 = t1 = 650C Do đó: n.GX C X (t X − t X ) 15.60.0,5(65 − 20) = = 2531, 25 kJ/h τ Q = X = qX W 2,4816 kJ/kg ẩm QX = - Tổn thất khay sấy mang Khay sấy làm nhơm có trọng lượng khay G k = kg Nhiệt độ khay khỏi hầm sấy nhiệt độ tác nhân, nghĩa t k2 = t1 = 650C Nhiệt dung riêng nhôm CK = 0,88 kJ/kgK Do tổn thất khay mang 15.n.GK CK (t K 2−t K ) 15.15.4.0,88.45 = = 4455 kJ/h τ Q = K = 4,3676 qK W kJ/kg ẩm QK = Vậy tổn thất thiết bị chuyển tải mang QCT = QX + QK =6986,25 kJ/h qCT = qx + qk =6,8493 kJ/kg ẩm c Tổn thất môi trường Giả thiết tốc độ tác nhân sấy Để tính tổn thất nhiệt môi trường giả thiết trước tốc độ tác nhân sấy hầm Khi kết cấu hầm xác định tiết diện tự hầm xác định Nếu chiều dài khay L K chiều rộng xe L X chiều cao khay lấy 50 mm tiết diện tự hầm sấy bằng: Ftd = (Bh.Hh - 15.Lk.Hk) =(3,1.1,550 -15.3.0,05) = 2,555 m2 Do tốc độ tác nhân sấy tối thiểu: wo = Vo 21, = = 8, 49 m/s Ftd 2,555 Vì lưu lượng trình sấy thực phải lớn lưu lượng tác nhân sấy trình sấy lý thuyết nên tốc độ tác nhân sấy giả thiết để tính tốn tổn thất phải lớn wo giả sử ta lấy w =9 m/s Chúng ta kiểm tra lại giả thiết sau tính lưu lượng thể tích thực tế Các liệu tính mật độ dịng nhiệt truyền qua hai tường bên hàm sấy Nhiệt độ dịch thể nóng trường hợp nhiệt độ trung bình tác nhân sấy: tf1 = 0,5 (t1 + t2) = 0,5 (65 + 34) = 49,5 0C Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang Nhiệt độ dịch thể lạnh nhiệt độ mơi trường: tf2 = 250C Kích thước xác định chiều cao tường hầm sấy: Hh = 1780 mm Tường xây gạch dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt: λ1 = 0,77 W/mK Chúng ta xem tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng với tốc độ: w = 9m/s, khơng khí bên ngồi chuyển động đối lưu tự nhiên chảy rối * Mật độ dòng nhiệt truyền qua hai tường bên: q - Mật độ dòng nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu tác nhân sấy mặt tường: q1 = 1,715 (tf1 - tw)1,333 + Giả thiết: tw1 = 45,150C q1 = 1,715 (49,5 - 45,15)1,333 = 12,1722 W/m2 -Mật độ dòng nhiệt dẫn nhiệt q2: qδ λ q = ( t w1 − t w ) ⇒ t w = t w1 − δ λ t w = 45,15 − 12,1722 = 29,3419 0C 0, 77 - Mật độ dòng nhiệt đối lưu từ mặt ngồi tường với khơng khí xung quanh q3: q3 = 1,715 (tw2 - tf2)1,333 = 1,715 (29,319 - 25)1,333 = 12,1420 W/m2 q1 ≈ q3 Vậy tw1 = 45,150C, tw2 =29,340C q = 12,1722 W/m2 = 43,819 kJ/m2h Theo cơng thức 7.43 trang 143 sách tính tốn thiết kế hệ thống sấy, ta có: q = k (tf1 - tf2) q 12,1722 k = t − t = 49,5 − 25 = 0, 4968 W/m2 K f1 f2 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng tác nhân sấy với mặt tường sấy (α1) mặt tường hầm sấy với khơng khí xung quanh (α2) : q 12,1722 α1 = t − t = 49,5 − 45,15 = 2, 7982 W/m2 K f1 w1 α2 = q 12,1722 = = 2,8034 tw1 − tw 29,3419 − 25 * Tổn thất nhiệt qua tường bên: Qt = F.q = 2(17.1,780).43,819 = 2651,9259 kJ/h qt = Qt == 2,5999 kJ/kg ẩm W * Tổn thất nhiệt qua trần Theo giáo trình truyền nhiệt, bề mặt nóng quay lên trần hầm sấy hệ số trao đổi nhiệt đối lưu: α2tr = 1,3α2 = 1,3.2,7982=3,6377 W/m2K Do hệ số truyền nhiệt tính cho trần bằng: ktr = 1 δ2 δ3 + + + α λ λ3 α Với λ2 λ3 tương ứng hệ số dẫn nhiệt bê tông thủy tinh cách nhiệt Theophụ lục ta có: λ2 = 1,28 W/mK, λ3 = 0,058 W/mK Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy ktr Ts Trần Văn Vang = 0,3048 0, 08 0,15 W/m2K + + + 2, 7982 1, 28 0, 058 3, 6377 = ktr =0,3048 W/m2K Do : Qtr = 3,6.ktr.Ftr (tf1 - tf2) Qtr = 3,6.0,3048.17.3,6.(49,5 - 25) = 1645,2616 kJ/h qtr = Qtr = 1, 613 kJ/kg ẩm W * Tổn thất qua cửa: Hai đầu hầm sấy có cửa làm thép dày δ = 5mm, hệ số dẫn nhiệt λ4 = 0,5 W/mK Do hệ số truyền nhiệt qua cửa kc bằng: kc = 1 = = 1,3811 δ4 1 0, 005 W/m2K + + + + α1 λ4 α 2, 7982 0,5 2,8034 Cửa phía tác nhân sấy có độ chênh lệch nhiệt độ (t - t0) cịn đầu có độ chênh lệch nhiệt độ (t2 - t0) Do đó: Qc = 3,6.kc.Fc {(t1 - t0) + (t2 - t0)} Qc = 3,6.1,3811.3,6.1,78{(65 - 25) + (34 - 25)} = 1561,1557 kJ/h Qc = 1,5305 kJ/kg ẩm W qc = * Tổn thất nhiệt qua Nhiệt độ trung bình tác nhân sấy 49,5 0C giả sử tường hầm sấy cách tường bao che phân xưởng 1m theo bảng 7.1 trang 142 sách thiết kế hệ thống sấy, ta có: q = 41,75 W/m2 Do tổn thất qua bằng: Qn = 3,6.Fn.q = 3,6.17.3,6.41,75 = 9198,36 kJ/h qn = Qc = 9, 018 kJ/kg ẩm W Như vậy, tổn thất nhiệt truyền qua kết cấu bao che môi trường xung quanh bằng: Qmt = Qt + Qtr + Qc + Qn Qmt = 2651,9259 +1645,2616+1561,1557 + 9198,36 = 16613,5475 kJ/h qmt = Qmt = 16, 2878 kJ/kg ẩm W * Tổng tổn thất : ∆ = Ca.tv1 - qv - qct - qmt ∆ = 1,842.20 - 34,7529 - 6,8493 - 16,2878 = -21,05 kJ/kg ẩm 2.7 Tính tốn q trình sấy thực Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang I t1 B Do t2 to D C ϕο Co Eo ϕ = 100% A d * Xây dựng trình sấy thực đồ thị I-d Từ đầu điểm Co ta đặt đoạn CoEo thỏa mãn đẳng thức (7.39) CoEo = ∆ (CoDo) (Md/MI) Trong đó: ∆ = - 21,05 kJ/kg ẩm Nối điểm Eo điểm B, giao điểm C đường BE o cắt đường t = 340C điểm biểu diễn trạng thái tác nhân sấy sau trình sấy thực Từ điểm C cúng ta tìm Entanpi I2, lượng chứa ẩm d2 độ ẩm ϕ2 tác nhân sấy sau q trình sấy thực Các thơng số xác định giải tích Trong đồ án ta xác định phương pháp giải tích * Lượng chứa ẩm d2 theo (7.32 tr 138, tl hdtkhts) d2 = + Cdx ( d o ) ( t1 − t2 ) 1, 0353.(65 − 34) = 0, 0172 + i2 − ∆ ( 2500 + 1,842.34 ) + 21, 05 d2 = 0,0296 kg ẩm/kgkkk * Entanpi I2 I2 = 1,004.t2 + d2 (2500 + 1,842.t2) I2 = 1,004.34 + 0,0296 (2500 + 1,842.34) = 109,9898 kJ/kgkkk * Độ ẩm tương đối ϕ2 (7.34) ϕ2 = B.d Pb ( 0, 621 + d ) 745 0, 0296 750 = = 0,8559 0, 0528 ( 0, 621 + 0, 0296 ) ϕ2 = 85,59% Vậy ϕ2 thỏa mãn điều kiện Như chọn t2 = 340C hợp lý 2.8 Tính lượng tác nhân sấy q trình sấy thực Khối lượng khơng khí khơ Theo công thức 7.35 sách thiết kế hệ thống sấy: lượng khơng khí khơ cần thiết để bốc kg ẩm trình sấy thực tế là: l= => 1 = = 80, 642 kgkkk/kg ẩm d − d o 0, 0296 − 0, 0172 lượng không khí khơ để làm bay W kg ẩm là: Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: 10 Đờ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang L = W.l = 1020.80,642 = 82258,0645 kgkk/h Để thiết lập bảng cân nhiệt ta tính: - Nhiệt lượng tiêu hao q: q = l (I1- Io) = 80,642(110,3194 - 68,8921) = 3333,3234 kJ/kg ẩm - Nhiệt lượng có ích q1: q1 = i2 - Ca.tv1 = (2500 +1,842.34) - 4,18.20 = 2479,028 kJ/kg ẩm - Tổn thất nhiệt thiết bị sấy mang đi: Nếu sử dụng khái niệm nhiệt dung riêng dẫn xuất C dx(do) theo công thức (7.17) nhiệt lượng bằng: q2 = l Cdx(do) (t2 - t0) q2 = 80,642.1,0353.(34 - 25) = 751,398 kJ/kg ẩm - Tổng lượng nhiệt có ích tổn thất q’: q’ = q1 + q2 + qv + qct + qmt q’ = 2479,028+751,398+34,7529+6,8493+16,2878=3288,3160 kJ/kg ẩm Có thể thấy nhiệt lượng tiêu hao q tổng nhiệt lượng có ích tổn thất q’ phải Tuy nhiên q trình tính tốn làm tròn sai số q trình tính tốn tổn thất mà ta phạm số sai số Chúng ta kiểm tra sai số này, sai số tuyệt đối: ∆q = q - q’ = 3333,3234 - 3288,3160 = 45 kJ/kg ẩm Hay sai số ε: ε= ∆q q 100% = 45 100% = 1,35% 3333,3234 Bảng cân nhiệt TT Đại lượng Nhiệt lượng có ích Tổn thất nhiệt tác nhân sấy Tổn thất nhiệt vật liệu sấy Tổn thất nhiệt thiết bị chuyền tải Tổn thất nhiệt mơi trường Tổng nhiệt lượng tính tốn Tổng nhiệt lượng tiêu hao Sai số tương đối Ký hiệu q1 q2 qv qct qmt q’ q ε kJ/kg ẩm 2479,028 751,398 34,7529 6,8493 16,2878 3288,316 3333,323 % 74,37 22,54 1,04 0,2 0,48 100 100 Từ bảng cân nhiệt ta có nhận xét: - Hiệu suất nhiệt thiết bị sấy: ηT = 74,37% - Trong tất tổn thất tổn thất tác nhân sấy mang lớn nhất, tiếp tổn thất vật liệu sấy, tổn thất môi trường vă tổn thất thiết bị chuyển tải bé xem không đáng kể * Bây kiểm tra giả thuyết tốc độ tác nhân sấy hầm sấy: - Thể tích tác nhân sấy sau khỏi thiết bị sấy t2 = 340C độ ẩm ϕ2 = 86 % Tra phụ lục ta có: vC = 0,912 m3/kgkk Do lưu lượng thể tích tác nhân sấy sau hầm sấy Vc: VC = L.vc = 82258,0645 0,912 = 75019,3548 m3/h Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: 11 Đờ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang - Thể tích tác nhân sấy trước vào hầm sấy tính q trình sấy lý thuyết, ta có: vB = 1,0028 m3/kg VB = L vB = 82258,0645 1,0028 = 82488,3871 m3/h - Lưu lượng thể tích trung bình tác nhân sấy hầm sấy V bằng: V = 0,5 (VB + VC) = 0,5 (82488,3871 + 75019,3548) = 78753,8709 m3/h v= 78753,8709 = 21,87 m3/s 3600 * Kiểm tra tốc độ tác nhân sấy giả thuyết: Tốc độ trung bình tác nhân sấy trình sấy thực w bằng: w= v 21,8761 = = 8,5 m/s Ftd 2,555 Tốc độ TNS giả thiết tính tổn thất 8,5 m/s So với tốc độ thực sai số nhỏ Như tính tốn xem Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: 12 Đờ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang Chương 3: TÍNH CHỌN CALORIFE VÀ QUẠT 3.1 Tính Calorifer - Nhiệt lượng mà Calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy: Q = W.q =1020.3333,323 = 3399989,46 kJ/h Q =944,4415 kW - Khi bề mặt truyền nhiệt Calorifer bằng: F= Q K ∆t tb η c Với : K: hệ số truyền nhiệt Calorifer ∆ttb : độ chênh lệch nhiệt độ trung bình khí ηc : hiệu suất nhiệt Calorifer Lưu lượng cần thiết D= Q 3399989, 460 = = 1963,9495 kg/h ηc r 0,8.2164 Vậy phải chọn l có công suất 1964 kg/h 3.2 Chọn quạt Lưu lượng quạt: V = 78753,8709 m3/h Thể tích khơng khí ẩm điều kiện tiêu chuẩn (to = 00C, Po = 760mmHg) Vo = L ρo Với: ρo: khối lượng riêng khơng khí khơ điều kiện tiêu chuẩn Theo /14/ ρo = 1,293 kg/m3 Vo = L 82258, 0645 = = 63617,9927 m3/h ρo 1, 293 Cột áp toàn phần mà quạt phải thực hiện: ∆P = ∆PC + ∆pô + ∆Ps + ∆Px + ∆Pd Với: ∆PC = 50mmH2O : trở lực qua Calorifer ∆pô = 0: trở lực qua đường ống dẫn ∆Ps = 30mmH2O: trở lực qua thiết bị sấy ∆Px = 0: trở lực qua thiết bị lọc bụi ∆Pd = 40mmH2O: áp suất động khí ∆P = 50+30+40 = 120mmH2O Vậy tổng cơng suất quạt: Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: 13 Đồ án môn học: kỹ thuật sấy N =k Ts Trần Văn Vang V ρ o ∆P 78753,8709.1, 293.120 = 1,1 = 59, 68 kW 3600.102.ρ η q 3600.102.1, 0562.0,55 Do ta chọn quạt có cơng suất: N = 60 kW MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: Tính chất vật ẩm và công nghệ sấy 1.1 Tính chất vật ẩm 1.2 Phương pháp sấy và chế độ sấy 1.3 Tiêu chuẩn và lựa chọn nguyên liệu đầu vào 1.4 Công nghệ sấy cá 1.5 Quy trình chế biến cá khô xuất khẩu Chương 2: Tính toán nhiệt thiết bị sấy 2.1 Năng suất sấy giờ .4 2.2 Lượng ẩm cần bốc giờ 2.3 Chọn chế độ sấy 2.4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 2.5 Xác định kích thước hầm sấy .6 2.6 Tính toán nhiệt hầm sấy 2.7 Tính toán quá trình sấy thực .10 2.8 Tính lượng tác nhân sấy quá trình sấy thực .11 Chương 3: Tính chọn calorife, lò và quạt 14 3.1 Tính chọn Calorife 14 3.2 Tính chọn quạt 14 Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: 14 .. .Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang - Cá ch̀n loại thủy sản có mỡ,có độ ẩm từ 78÷80% Khi cá chết... trường 1.5 Quy trình chế biến cá khơ xuất Svth: Trần Đình Ngun Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang - Chọn cá - Xử lý cá - Sấy cá nhiệt độ 45÷ 700C 8h - Phân... 300 = 1020 kghơi/h 100 − ω1 100 − 80 Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang: Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts Trần Văn Vang 2.3 Chọn chế độ sấy (tác nhân sấy) Ta chọn hệ thống sấy hầm