Tính toán thiết máy sấy xoài lát

LỜI NÓI ĐẦU . Kỹ thuật sấy là một môn học quan trọng của sinh viên ngành Nhiệt lạnh .Đồng thời nó được ứng dụng rộng rãi và giữ một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống. Vì vậy tầm quan trọng của Kỹ thuật sấy là rất lớn. Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với một kỹ sư ngành Nhiệt. Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong việc trở thành một kỹ sư trong tương lai. Đồ án môn học Kỹ thuật sấy trong ngành Nhiệt lạnh là một môn học giúp cho sinh viên làm quen với kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống máy sấy cụ thể. Ngoài ra môn học này còn giúp sinh viên củng cố kiến thức của các môn học liên quan, vận dụng khả năng nghiên cứu, sáng tạo và phát triển khả năng làm việc theo nhóm. Trong quá trình thực hiện đồ án môn học này, chúng em luôn được sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Trung Thành và các thầy cô bộ môn trong khoa nhiệt lạnh. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án môn học này. MỤC LỤC Trang Mục lục . 1 Lời nói đầu 3 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 4 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ . 4 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI. 5 1.3 YÊU CẦU 5 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU & CÔNG NGHỆ 6 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU XOÀi. . 6 2.1.1 Nguồn gốc. . 6 2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thế giới 6 2.1.3 Hiện trạng xoài ở Việt Nam. . 10 2.1.4 Đặc điểm một số giống xoài nước ta . 11 2.1.5 Thất thu sau thu hoạch xoài quả 13 2.1.6 Nhu cầu chế biến 17 2.1.7 Một số sản phẩm chế biến từ xoài . 18 2.1.8 Phụ phẩm trong chế biến xoài sấy . 19 2.1.9 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xoài sấy . 20 2.1.10 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xoài sấy 20 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN XOÀI SẤY TẠI CAM RANH KHÁNH HÒA . 21 2.2.1 Xoài lát sấy. 21 2.2.2 Khái quát về nguyên liệu xoài Canh Nông Cam Ranh Khánh Hòa. . 21 2.2.3 Vị trí, địa điểm, điều kiện đất đai thỗ nhưỡng, khí hậu của khu vực thực hiện đồ án 22 2.2.4 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. . 23 2.2.5 Chọn loại máy sấy. 27 2.2.6 Biện pháp kỹ thuật sử dụng trong quy trình công nghệ. . 29 2.2.7 Sơ đồ quy trình công nghệ. . 30 2.2.8 Mô tả từng công đoạn 30 CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY 32 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY. 32 3.2 TÍNH CÂN BẰNG ẨM. 32 3.3 THÔNG SỐ TNS TRƯỚC QUÁ TRÌNH SẤY . 33 3.3.1 Thông số TNS trước Calorifer. . 33 3.3.2 Thông số TNS sau Calorifer từng giai đoạn . 34 3.4 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH SẤY LT 35 3.5 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BUỒNG SẤY . 37 3.6 TÍNH THỜI GIAN SẤY. 37 3.7 TÍNH LƯỢNG NHIỆT TIÊU TỐN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY. 38 3.7.1 Lượng nhiệt cần thiết để bốc ẩm W. 38 3.7.2 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che. 38 3.7.3 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi . 44 3.7.4 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi. . 3.7.5 Tổng nhiệt lượng tiêu tốn trong quá trình sấy 45 3.7.6 Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy . 46 3.8 CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC. . 46 3.8.1 Delta từng giai đoạn của quá trình sấy thực . 46 3.8.2 Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực. . 46 3.8.3 Lượng không khí khô thực tế. 48 3.9 ĐỒ THỊ KHÔNG KHÍ 48 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ 48 4.1 THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT 50 4.1.1 Mục đích 50 4.1.2 Xác định nhiệt độ của khói lò và lưu lượng không khí cấp. . 50 4.1.3 Xác định kích thước của buồng đốt. . 52 4.1.4 Lựa Chọn Vật Liệu Xây Lò. . 54 4.1.5 Xác định trở lực của không khí khi qua ghi lò và lớp than . 54 4.2 THIẾT KẾ CALORIFER . 54 4.3 TÍNH VÀ CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG SẤY. 58 4.3.1 Tính và chọn quạt cấp khói để gia nhiệt không khí trong Calorifer. 58 4.3.2 Tính và chọn quạt cấp không khí nóng cho buồng sấy . 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 63 CHÚ THÍCH : TÀI LIỆU GỒM FILE PDF + FILE WORD

doc88 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 17/06/2013 | Lượt xem: 4185 | Lượt tải: 24download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tính toán thiết máy sấy xoài lát, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
NH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN XOÀI SẤY TẠI CÁI BÈ TIỀN GIANG. 2.2.1 Xoài lát sấy. Xoài lát sấy có dạng lát mỏng, màu vàng nhạt, vị ngọt, hương vị đặc trưng của sản phẩm. Độ ẩm trong khoảng 14 – 16%. Sản phẩm được chế biến nhiều ở Thái Lan, và một số nước ở Châu Á. Hình 2.10 Xoài lát sấy 2.2.2 Khái quát về nguyên liệu xoài Cát Hòa Lộc tại Tiền Giang Riêng tại Tiền Giang, xoài cát Hoà Lộc được trồng nhiều ở huyện Cái Bè với khoảng hơn một ngàn ha, sản lượng hàng năm khoảng 15.000 tấn, tập trung ở 13 xã gồm Hòa Hưng, An Hữu, An Thái Trung, Tân Hưng, Tân Thanh, Mỹ Lương, An Thái Đông, Mỹ Đức Tây, Mỹ Đức Đông, Thiện Trí, Hòa Khánh, Hậu Thành và Đông Hoà Hiệp. Ngoài ra, nó còn được trồng rải rác ở các huyện khác. Nguồn gốc của xoài cát Hòa Lộc được trồng tại xã Hòa Lộc, quận Giáo Đức, tỉnh Định Tường nay là ấp Hòa, xã Hòa Hưng, huyện Cái Bè tỉnh Tiền Giang, nên được GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 19 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát mang tên là xoài cát Hòa Lộc. Đây là vùng đất phù sa ven sông nên giàu chất dinh dưỡng, rất thích hợp cho xoài cát Hòa Lộc sinh trưởng và phát triển. Do chất lượng ngon, hương vị đậm đà nên hiện nay giống xoài cát Hòa Lộc được trồng với qui mô công nghiệp. Tuy nhiên, có nhiều ý kiến cho rằng xoài cát Hòa Lộc khi được trồng ở những nơi khác thì phẩm chất không ngon bằng tại nơi xuất xứ của nó. Hiện nay, xoài cát Hòa Lộc đã được trồng ở nhiều tỉnh thuộc đồng bằng Sông Cửu Long và một số tỉnh miền đông Nam Bộ như Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Bà Riạ - Vũng Tàu…. Năm 2004 tỉnh Tiền Giang tiến hành triển khai dự án "Xây dựng mô hình hợp tác xã (HTX) tiêu thụ sản phẩm VAC cây xoài cát Hòa Lộc" tại xã Hòa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang với tổng vốn đầu tư hơn 194 triệu đồng. Trong đó, Hội Làm vườn Việt Nam đầu tư 110 triệu đồng, số còn lại do nhân dân địa phương đóng góp. Dự án được thực hiện trên 10 ha xoài cát Hòa Lộc do HTX xoài cát Hòa Lộc quản lý. HTX có trách nhiệm hướng dẫn xã viên ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong thâm canh, thu hoạch, bảo quản xoài cát Hòa Lộc theo hướng sử dụng phân hữu cơ, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có chọn lọc để hàng hóa đạt chất lượng cao, đẩy mạnh tiếp thị nhằm mở rộng đầu ra xoài cát Hòa Lộc. Những năm gần đây do nhu cầu thị trường tăng cao xoài Cát Hòa Lộc được tiêu thụ mạnh tại Thành Phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Bắc. Xoài Cát Hòa Lộc có vụ giá cao lên đến 23.000 đến 25.000 đồng/kg (loại I), loại II từ 18.000 đến 20.000đồng/kg . 2.2.3 Vị trí, địa điểm, điều kiện đất đai thỗ nhưỡng, khí hậu của khu vực thực hiện đồ án. a. Vị trí địa lý : Vị trí thực hiện sấy xoài là xã Hòa Hưng ,huyện Cái Bè ,tĩnh Tiền Giang b. Khí hậu, thủy văn: ¨ Khí hậu Tiền Giang mang tính chất nội chí tuyến - cận xích đạo và khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ bình quân cao và nóng quanh năm. Nhiệt độ bình quân trong năm là 27 - 27,9oC; tổng tích ôn cả năm 10.183oC/năm. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 20 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ¨ Có 2 mùa : Mùa khô từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau ; mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (thường có hạn Bà chằng vào tháng 7, tháng 8). ¨ Tiền Giang nằm trong dãy ít mưa, lượng mưa trung bình 1.210 - 1.424mm/năm và phân bố ít dần từ bắc xuống nam, từ tây sang đông; Độ ẩm trung bình 80 - 85%. ¨ Gió : có 2 hướng chính là Đông bắc (mùa khô) và Tây nam (mùa mưa); tốc độ trung bình 2,5 - 6m/s. ¨ Nhiệt độ không khí TB năm: 27,20C Nhiệt độ cao nhất : 320C Nhiệt độ thấp nhất : 23,20C ¨ Độ ẩm trung TB : 80 % ¨ Tổng tích ôn: 10.183oC/năm . c. Bản đồ địa lý Huyện Cái Bè –Tĩnh Tiền Giang. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 21 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Hình 2.11 Bản đồ huyện Cái Bè 2.2.4 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. Để bảo được hoặc dùng để chế biến các sản phẩm có chất lượng cao, các loại nông sản cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến. Để thực hiện quá trình sấy, có thể dùng nhiều hệ thống sấy khác nhau : hầm sấy, buồng sấy, sấy chân không, sấy lạnh,…Mỗi chế độ công nghệ sấy khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của sản phẩm. ¨ Thiết bị sấy hầm: được dung khá rộng rãi trong công nghiệp, dung để sấy các vật liệu dạng hạt, cục, lát,…với năng suất cao, dễ dàng cơ giới hóa, vật liệu được đưa vào liên tục. d c Hình 2.12 Hệ thống sấy hầm Hầm sấy thường dài 10 – 15m hoặc lớn hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào xe goong và khay tải vật liệu sấy. ¨ Thiết bị sấy băng tải: dung để sấy các vật liệu như rau quả, ngũ cốc, than đá,…Cấu tạo gồm một phòng hình chữ nhật, trong đó có một vài băng tải chuyển động nhờ tay quay, các băng tải này tựa trên các con lăn để không bị võng xuống. TNS VLS Hình 2.13 Hệ thống sấy băng tải GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 22 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ¨ Thiết bị sấy buồng: dung sấy các vật liệu dạng hạt, cục, tấm,… Cấu tạo chủ yếu của hệ thống là buồng sấy, trong buồng sấy có bố trí các thiết bị giá đỡ gọi chung là thiết bị chuyên tải. Nhược điểm là năng xuất nhỏ. Hình 2.14 Hệ thống sấy buồng ¨ Thiết bị sấy tháp: là thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như thóc, ngô, đậu,… có độ ẩm không lớn lắm và có thể tự dịch chuyển từ trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ trọng lượng của chúng. Đặc điểm của thiết bị là có kênh gió nóng và kênh gió thải ẩm được bố trí xen kẽ ngay trong lớp vật liệu. Tác nhân sấy đi qua kênh gió nóng thực hiện quá trình sấy rồi nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải và đi ra ngoài. ¨ Thiết bị sấy thùng quay: là thiết bị chuyên dung để sấy các vật liệu có dạng hạt hoặc bột nhão, cục có độ ẩm ban đầu lớn. Ñeäm chaén Hình 2.15 Hệ thống sấy thùng quay Phần chính của thiết bị là một trụ tròn đặt nằm nghiêng với mặt phẳng một góc nào đó cố định hoặc biến đổi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 23 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ¨ Thiết bị sấy khí động: dung để sấy các vật liệu dạng hạt bé, nhẹ xốp, caccs tinh thể,… Khoâng khí Thieát bò saáy baèng khí thoåi Hình 2.16 Hệ thống sấy khí động Phần chính của thiết bị là một ống thẳng đứng, trong đó vật liệu được không khí nóng hoặc khói lò cuốn đi từ dưới lên trên và dọc theo ống. ¨ Thiết bị sấy tầng sôi: dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt. Cũng như thiết bị sấy khí động, sấy tầng sôi có ưu điểm là cường độ sấy rất lớn, dể điều chỉnh nhiệt độ sấy và vật liệu sấy khô khá đồng đều. Taùc nhaân saáy Vaät lieäu saáy Thu hoài buïi Khoùi loø Khoâng khí vaøo Saûn phaåm Hình 2.17 Hệ thống sấy tầng sôi GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 24 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ¨ Thiết bị sấy phun: chuyên dung để sấy các dịch thể. Sản phẩm sấy dạng bột hòa tan như sữa bò, sữa đậu nành, bột trứng, cafe tan,… Khoâng khí vaøo Khoâng khí ra Saûn phaåm Hình 2.18 Hệ thống sấy phun Bộ phận cơ bản của thiết bị sấy phun là buồng sấy, thường là tháp hình trụ, trong đó dịch thể được nén bởi một bơm cao áp đưa qua vòi phun cùng với tác nhân sấy tạo thành dạng như sương mù và quá trình sấy được thực hiện. 2.2.5 Chọn loại máy sấy. Để sấy xoài lát, người ta có thể dùng thiết bị sấy chân không, hầm sấy, buồng sấy,... Ở đây, chúng tôi dùng thiết bị sấy buồng, là thiết bị chuyên dụng để sấy các vật liệu có dạng cục, hạt hoặc lát với năng xuất không lớn lắm. Thiết bị sấy buồng là thiết bị làm việc theo chu kỳ. Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp giữa có cách nhiệt hoặc đơn giản xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không. Do yêu cầu về an toàn thực phẩm, ta chọn buồng sấy làm bằng thép có cách nhiệt. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 25 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Hình 2.19 Máy sấy buồng Tác nhân trong thiết bị buồng sấy ta dùng không khí nóng, không khí được đốt nóng nhờ calorifer khí – khói, khói được tạo từ lò đốt than đá. Trong thiết bị buồng ta tổ chức cho tác nhân sấy lưu động cưỡng bức nhờ hệ thống quạt gió. Buồng sấy cần bố trí giá đỡ, khay,… Sao cho tác nhân có thể dễ dàng đi qua vật liệu sấy để truyền nhiệt cho vật liệu và nhận thêm ẩm thải ra ngoài. Vì vậy mật độ vật liệu sấy trên khay, khe hở giữa thành khay với tường thiết bị sấy, kích thước và vị trí lỗ thoát ẩm có ý nghĩa đặc biệt trong thiết bị sấy buồng. Khe hở giữa thành khay và tường thiết bị được bố trí đủ cho thao tác được dễ dàng. Mật độ vật liệu sấy trên khay cũng có một ý nghĩa đặc biệt. Nếu vật liệu có mật độ quá lớn thì tác nhân sấy khó lưu chuyển dẫn đến thời gian sấy lớn và vật liệu khô không đều, do đó chất lượng và năng suất có thể giảm. Ngược lại nếu mật độ vât liệu trên khay quá bé, điều kiện truyền nhiệt truyền chất được tăng cường thì thời gian sấy sẽ giảm, chất lượng sản phẩm sấy cao nhưng năng suất thiết bị không lớn. Do đó mật độ vật liệu trên khay có một giá trị tối ưu. Giá trị tối ưu này phụ thuộc vào từng loại vật liệu và thường được xát định bằng thực nghiệm. Về kết cấu, phần trên của thiết bị sấy buồng được bố trí dạng chóp, đỉnh chop là lỗ thoát ẩm. kích thước lỗ thoát ẩm cân xứng với thiết bị và có cơ cấu điều chỉnh lượng tác nhân thoát ra bằng van con bướm. Thiết bị sấy buồng có kết cấu đơn giản, dễ vận hành, không yêu cầu mặt bằng lớn nhưng năng suất không cao, khó cơ giới GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 26 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát hoá, vốn đầu tư không đáng kể. Do đó thiết bị buồng sấy thích hợp cho các xí nghiệp vừa và nhỏ, lao động thủ công là chính. 2.2.6 Biện pháp kỹ thuật sử dụng trong quy trình công nghệ. ¨ Chần. Chần là phương pháp xử lý nhiệt độ cao khoảng 90 – 1000C trong thời gian vài phút nhằm vô hoạt các enzyme oxy hóa (polyphenoloxydase, peroxydase) để hạn chế tối đa khả năng biến màu tong khi sấy và diệt một phần vi sinh vật. Ngoài ra chần còn làm thay đổi thể tích khối lượng của nguyên liệu có lợi cho quá trình tiếp theo nhờ tác dụng bài khí trong gian bào và làm cho độ thấm hút của màng tế bào tăng lên giúp rút ngắn thời gian sấy. ¨ Tách nước thẩm thấu bằng phương pháp ngâm. (Dewatering And Impregnation Soaking Process – DIS) Chần là phương pháp xử lý nhiệt độ cao khoảng 90 – 1000C trong thời gian vài phút nhằm vô hoạt các enzyme oxy hóa (polyphenoloxydase, peroxydase) để hạn chế tối đa khả năng biến màu tong khi sấy và diệt một phần vi sinh vật. Ngoài ra chần còn làm thay đổi thể tích khối lượng của nguyên liệu có lợi cho quá trình tiếp theo nhờ tác dụng bài khí trong gian bào và làm cho độ thấm hút của màng tế bào tăng lên giúp rút ngắn thời gian sấy. Khi ngâm xoài trong dung dịch đường có nồng độ cao (40 – 50Bx), bằng quy luật thẩm thấu, nước trong sản phẩm sẽ đi ra dung dịch và chất hòa tan sẽ chuyển dịch theo chiều ngược lại từ dung dịch vào trong sản phẩm. Sau quá trình này sản phẩm sẽ khô hơn do mất nước và hấp thu nhiều chất hòa tan. Sản phẩm sau DIS thường không ổn định ở điều kiện thông thường nên cần phải sấy. ¨ Quá trình sấy. Sấy là quá trình bốc hơi nước trong sản phẩm bằng nhiệt, là quá trình khuếch tán ẩm do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu. Hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh 2.2.7 Sơ đồ quy trình công nghệ. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 27 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Xoài nguyên liệu Rửa sạch, gọt vỏ, thái lát (Định hình sản phẩm) Xử lý nhiệt (chần) (Trong nước nóng 80-900) Thẩm thấu đường (Nồng độ 40-500Brix) Rửa lại (Nước ấm) Sấy khô (Độ ẩm <18%) Đóng gói (bao PE, PP hoặc hộp mica) Bảo quản Hình 2.20 Quá trình sấy xoài 2.2.8 Mô tả từng công đoạn. − Chuẩn bị nguyên liệu : + Chọn xoài còn ương, dày quả, không mềm nát, không thối rửa. + Xoài được ủ ở nồng độ CaC2 (khí đá) 1%, thời gian ủ 36 giờ . + Rửa sạch, để ráo nước, gọt vỏ bằng dao không rỉ, thái lát mỏng theo chiều dọc quả với kích thước yêu cầu 2 mm – 3 mm + Xử lý nhiệt độ : 80 – 900C trong 5 – 9 phút. − Các bước thẩm thấu : GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 28 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát + Tạo dung dịch đường (sirô) có nồng độ 40 % : cho 0,6 lít nước sạch với 0,4 kg đường, đung cho chảy đường ở nhiệt độ 80 - 850C. + Cho xoài đã thái lát vào ngâm trong thời gian 28 – 20 giờ . + Kết thúc thẩm thấu : vớt xoài ra khỏi dung dịch đường, để ráo. − Rửa : đun nước sôi, thả xoài vào chần 30 giấy – 1 phút, vớt ra để ráo. Mục đích công đoạn này để loại bớt dịch đường còn dính trên bề mặt đường. − Sấy và bao gói : + Xếp các miếng xoài vào khay sấy và đưa vào buồng sấy. sấy ở nhiệt độ 50 – 600C cho đến khi lát xoài đủ độ ẩm yêu cầu, trong thời gian 12– 18 giờ. Lấy xoài ra khỏi tủ sấy, để nguội hoàn toàn. + Bao gói sản phẩm trong bao PE, PP hoặc hộp mica. + Lưu trữ khoảng 9 tháng − Chất lượng sản phẩm cần đạt : + Sản phẩm phải có độ ẩm 14 – 18% . + Thịt xoài hơi co lại, khô, màu vàng nhạt, vị ngọt, hương vị đặc trưng của sản phẩm. − Dụng cụng, thiết bị : + Dao inox. + Nồi bằng inox. + Tủ sấy. + Rổ, bao bì nilông và nhiều thiết bị và dụng cụ cần thiết khác phục vụ cho quá trình gia nhiệt. CHƯƠNG 3 : Tính toán quá trình sấy 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY. Theo công nghệ sấy xoài, để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sản phẩm thì TNS phải sạch. Nên trong hệ thống sấy cần phải có bộ Calorifer khói khí. Đồng thời xoài là loại vật liệu có độ ẩm ban đầu rất cao nên để đảm bảo thời gian sấy ngắn nhất thì trong giai đoạn đầu cần phải tăng cường khả năng bốc ẩm của vật liệu, nhưng để đảm bảo chất lượng sản phẩm thì trong giai đoạn sau cần GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 29 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát có thời gian sấy dịu để giảm độ ẩm xuống mức bảo quản mà không gây ảnh hưởng đến chất lượng cũng như tính thẩm mỹ của sản phẩm sau khi sấy. Như vậy, theo quy trình công nghệ ta chia quá trình sấy xoài thành 2 giai đoạn. Khoâng khí t ,x ,00 0  Calorifer qs t ,x ,  Buoàng saáy qb  Khoâng khí noùng ra t ,x , 1 1 1 Hình 3.1 Sơ đồ quá trình sấy 3.1.1 Giai đoạn I: sấy với tốc độ sấy không đổi. 2 - Nhiệt độ TNS vào, ra:I 0 0 - Độ ẩm: ωI80% t1= 70 C , tI2= 36 C 1= , ωI25% 2= 3.1.2 Giai đoạn II : sấy dịu - Nhiệt độ TNS vào, ra:II  0  0 - Độ ẩm: ωII 25% 1=50 C , t II t 2=31 C 1= , ωII 14% 3.2 TÍNH CÂN BẰNG ẨM. 2= G1, G1, là khối lượng vật liệu trước và sau mỗi giai đoạn. W là lượng hơi nước thoát ra từ vật liệu sấy. 3.2.1 Giai đoạn II: - Khối lượng VLS ra: G = 200 KgII . 2 - Theo CT 3.3[3]. Khối lượng VLS vào: II II 1- ωII  1-0,14 G = G . 2 = 200. = 229,333Kg . 1 2 II 1- ω1 1-0,25 - Khối lượng ẩm cần bốc hơi trong 1h là: W = G - G = 229,333- 200 = 29,333KgII II II 3.2.2 Giai đoạn I: 1 2 - Khối lượng VLS ra:I G = G = 229,333KgII . 2 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành 1  Trang 30 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát - Theo CT 3.3[3]. Khối lượng VLS vào: I  II 1- ωI  1-0,25 G = G . 2 = 229,333. = 860Kg . 1 1 I 1- ω1 1-0,8 - Khốilượngẩmcần bốchơi:  W = G - G = 860 - 229,333 = 630,7KgI I I 1 2 3.3 THÔNG SỐ TNS TRƯỚC QUÁ TRÌNH SẤY. 3.3.1 Thông số TNS trước Calorifer. Thông số không khí ngoài trời. - Nhiệt độ không khí vào Calorifer: t = 27,2 C0. - Độ ẩm không khí:  ϕ0= 80% 0 - Áp suất hơi bão hòa được tính theo CT thực nghiệm: ⎧ 4026,42 ⎫ Pbh0= exp 12- 235,5 + t0 ⎬ ⎪ ⎪ . = exp 12-⎧ 4026,42 ⎫ = 0,0354Bar ⎩ 235,5+ 27,2 ⎬ ⎭ - Theo CT2.13[3]. Độ chứa ẩm: d  0 = 0,621. ϕ0.Pbh0 P − ϕ0.Pbh0 = 0,621. 0,8.0,0354 0,981 0,8.0,0354 = 0,0185 Kga / KgKK - Theo CT 2.20[3] Entanpy: I0=Cpk.t0+d0.(r+Cpht0) =1,004.27.2+0,0185.(2500+1,842.27.2)=74,48 KJ/Kg - Nhiệt dung riêng dẫn suất: Cdx(d0)=Cpk+Cph.d0 = 1,004+1,842.0,0185=1,038 KJ/KgK 3.3.2 Thông số TNS sau Calorifer từng giai đoạn. - Giai đoạn I: d = d = 0,0185 Kga / KgKKI 1 0 I =C .t +d .(r+C t )I I I I 1 pk 1 1 ph 1 =1,004.70+0,0185.(2500+1,842.70)=118,92 KJ/Kg GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 31 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ⎧ ⎪ ⎫ 4026,42 ⎪ PI = exp 12- ⎬ bh1 ⎪ 235,5 + t1I ⎪ ⎧ ⎩ ⎭ ⎫ = exp 12- 4026,42 ⎬ = 0,306 Bar ⎩ 235,5+ 70 ⎭ P d I I ϕ = . 1 1 PI ( I ) = bh1. 0,621 + d1 0,981.0,019 0,0307349.(0,621 0,019) = 0,0927 9,3% Thể tích riêng I R.TI 287.(273+ 70) 3 v = 1 I I P - .P1 bh1 = 0,981-0,093.0,306 =1,0334m / KgKK - Giai đoạn II: d = d = 0,0185 Kga / KgKKII 1 0 I =C .t +d .(r+C t )II II II II 1 pk 1 1 ph 1 =1,004.50+0,0185.(2500+1,842.50)=98,154KJ/Kg ⎧ ⎫ ⎪ PII = exp 12- 4026,42 ⎪ ⎬ bh1 ⎪ 235,5 + t1II ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,121 Bar II ϕ = ⎩ P d II  . 1 235,5+50 ⎭ 1 P II ( II ) Thể tích riêng = bh1. 0,621+ d1 0,981.0,0185 0,121.(0,621 0,0185) = 0,2345 23,45% II R.TII 287.(273+50)  3 v = 1 II II P - ϕ1 bh1.P = 0,981-0,2345.0,121 = 0,9731m / KgKK 3.4 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH SẤY LT. 3.4.1 Giai đoạn I. - Độ chứa ẩm dI20: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 32 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát I I I I I C (d ).(t - t ) d = d + dx 1 1 2 20 1 I r + C .tph2 (  ) 1,038. 70 - 36 = Kga KgKK = 0,0185 + - Áp suất hơi bão hòa : ⎧ 2500 +1,842.36 ⎫ 0,03225 / PI ⎪ 4026,42 ⎪ bh20 = exp 12- ⎬ ⎪ 235,5+ t2I ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,0583 Bar ⎩ 235,5+36 ⎭ - Theo CT 2.15[3]. Độ ẩm tương đối: P.dI ϕ I= I 20 I = Pbh2.(0,621+ d20) 0,981.0,03225 (  )  = 0,8307 83,07% 0,0583. 0,621+ 0,03225 - Theo 3.11 [3]. Lượng không khí khô cần thiết: l =I 1 = 1 =  KgKK Kga I I 0,03225 - 0,0185 72,73 / d20- d1 L = l .W = 72,73.630,7 = 45871KgKKI I I 3.4.2 Giai đoạn II. - Độ chứa ẩm dII20: II II II II II C (d ).(t - t ) d = d + dx 1 1 2 20 1 II r + C .tph2 1,038.(50 - 31)  =  Kga KgKK = 0,0185 + - Áp suất hơi bão hòa : ⎧ 2500 +1,842.31 ⎫ 0,0263 / ⎪ PII = exp 12- 4026,42 ⎪ ⎬ bh20 ⎪ 235,5+ t2II ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,044 Bar ⎩ 235,5 +31⎭ GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 33 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát - Độ ẩm tương đối: P.dII ϕ = II 20 II = Pbh2.(0,621+ d20) 0,981.0,0263 0,044.(0,621+ 0,0263)  = 0,90587 90,587% - Lượng không khí khô cần thiết: l =II 1 = 1  =128,2052  / II II 0,0263- 0,0185 d20- d1 L = l .W = 128,2052.29,333 = 3760,64II II II KgKK 3.5 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BUỒNG SẤY. Theo thực nghiệm, với khối lượng xoài ban đầu là 215Kg/mẻ thì ta chọn hệ thống sấy với kích thước như sau: - Chiều dài: 1960 mm. - Chiều cao: 1560 mm. - Chiều rộng: 860 mm. - Kích thước khay chứa VLS: 1600x800x50. - Số khay chứa : 10 khay. - Tầng khay cách nhau : 140 mm. 3.6 TÍNH THỜI GIAN SẤY. - Chọn vận tốc tác nhân sấy qua buồng sấy: v=0,25 m/s. - Diện tích tiết diện TNS đi qua: Ftd=0,86.1,56=1,3416 m2. - Lưu lượng TNS qua buồng sấy: GTNS = v.Ftd =0,25.1,3416=0,3354 m3/s. 3.6.1 Giai đoạn I: - Lưu lượng TNS qua quạt: I G  0,3354 G = TNS = = 0,3246Kg / s q I v 1,0334 - Khả năng mang ẩm của quạt: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 34 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát I I ( I − I ) D 2 = Gq . d d 20 1 = 0,3246.(0,03225 0,0185) 0,004463 - Thời gian sấy LT: / t I LT=  I WI  =  630,7 0,004463.3600  = 39,25h DH2O.3600 - Thời gian sấy thực tế lớn hơn thời gian sấy LT 30%. Do đó thời gian sấy thực tế: t I t I  .1,3 39,25.1,3 51,025h 3.6.2 Giai đoạn II: TT=LT - Lưu lượng TNS qua quạt: II G  0,3354 G = TNS = = 0,34467Kg / s q II v 0,9731 - Khả năng mang ẩm của quạt: II II ( II − II ) D 2 = Gq . d d 20 1 − / 0,34467.(0,0263 0,0185) 0,00269 - Thời gian sấy LT: t II LT=  II WII  =  29,333 0,00269.3600  = 3,03h DH2O.3600 - Thời gian sấy thực tế lớn hơn thời gian sấy LT 30%. Do đó thời gian sấy thực tế: t II t II  .1,3 3,03.1,3 3,94h TT=LT 3.6.3 Tổng thời gian sấy : - Thời gian sấy LT: t t I t II  39,25 3,03 42,28h LT=LT+LT= - Thời gian sấy thực tế: t t I t II  51,025 3,94 54,965h TT=TT+TT= 3.7 TÍNH LƯỢNG NHIỆT TIÊU TỐN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY. 3.7.1 Lượng nhiệt cần thiết để bốc ẩm W. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 35 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát - Giai đoạn I: I = I I -26 Q -26L I ba.( ) 1 − I0 45871.(118,92 76,48) 2038507KJ - Giai đoạn II: Q II = II II − I L I  ) ba .( 1 0 3760,64.(98,154 74,48) 89029,39KJ 3.7.2 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che. a. Tổn thất qua vách buồng sấy. Chọn vật liệu mặt trong và ngoài của vách là tôn tráng kẽm với độ dày σton= 0,0005m và hệ số dẫn nhiệt λton= 45,5 /W m K2 Với lớp cách nhiệt làm bằng sợi thủy tinh với độ dày σsoi= 0,02m và hệ số dẫn nhiệt λsoi= 0,051 /W m K2 Vận tốc TNS: v=0,25 m/s Hệ số dẫn nhiệt theo thực nghiệm: 2 α1= 6,15 4,17.v = 6,15 4,17.0,25 7,1925W/m K Diện tích vách buồng sấy: Fv=1,96.1,56+2.0,86.1,56=5,7408 m2. Tổn thất nhiệt qua vách được tính theo CT: Q = 3,6. .K F .(t − t ) Trong đó: V K =  1 V f 2 1 σtonσsoi f 1 1 - Giai đoạn I: α1 + 2. λton + λsoi + α2 t I t I I = 1+t2=  70 36  = 530C f 1 2 2 tI = =t 27,20C f 2 0 Bằng phép tính lặp, ta có thể giả thiết trước nhiệt độ tường phía nóng tW1 và tính được mật dộ dòng nhiệt truyền từ TNS vào vách q’. Từ dòng nhiệt này và từ tW1 ta có thể tính được nhiệt độ mặt ngoài của vách tW2. Từ nhiệt độ tW2 và nhiệt độ môi trường tf2 ta tính được nhiệt lượng do truyền nhiệt đối lưu tự nhiên giữa vách ngoài của buồng sấy và môi trường q’’. Sai lệch không quá 5% thì xem kết quả tính toán là chấp nhận được. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 36 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Phép lặp này đã được thực hiện nhờ chương trình Excel do thành viên thực hiện đồ án này viết. Sau đây là bài toán của phép lặp với giả thiết tW1= 48,720C chấp nhận với độ chính xác 0,5%. Mật độ dòng nhiệt truyền từ TNS vào vách: 'I I I 2 q = α1.(tf− t 1 W1 ) 7,1925.(53 48,72) 30,7839W/m Nhiệt độ mặt ngoài của vách: q I  t I  − t I ' = ⎛ W1 W2 σtonσsoi⎞ ⎜ 2. + ⎟ ⎜ λton λsoi⎟ ⇒ t I ⎝ I ⎠ ' . 2.σton − q  + σsoi⎞⎟ W2=tW1 t I ⎜ ⎝ λton ⎛ λsoi⎟⎠ 0,0005 0,02 ⎞  =  0 ⇒ W2 = 48,72 30,7839. 2.⎜ + 45,5 0,051 ⎟ 36,647 C ⎝ ⎠ Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vách vách ngoài và môi trường là: I I − I = Δ =t t W2 tf 2 36,647 27,2 9,447 Nhiệt độ xác định tm bằng: t I t I W2 − I tf  2 36,647 27,2  = 31,92350 m = 2 = 2 C Từ nhiệt độ này ta tìm được các thông số của không khí: 1  1  0,0032795 β =Tm= 273 31,9235= λ = 2,687.10−2 W/mK υ =16,192.10−6 2m/ s Pr 0,70053 3 Δ Gr =g l. . . t  = 3 9,81.0,0032795.1,56 .9,447 = 4,4.109 2 16,192.10−62 υ ( ) Theo tiêu chuẩn Nu trong truyền nhiệt đối lưu tự nhiên: NuI=C.(Gr.Pr)n=0,135.(4,4.109.0,70053)1/3=196,469. Vì vậy hệ số truyền nhiệt2 I Nu I I αIbằng: α = .λ 2 l − = 196,469.2,687.10 2 1,56 = 3,384 / 2 W m K Dòng nhiệt đối lưu giữa vách ngoài và môi trường: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 37 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát ''I I I q = α Δt 2. 3,384.9,447 31,969W/m2 Sai số giữa q’ và q’’ là: q ' I − q'I 31,969 30,7839 3,7% q I q ''I = 31,969 = Sai số này cho phép tính toán tiếp. Mật độ dòng nhiệt qI = q'I + q' I 2  = 30,7839 31,969 2 = 31,376W/m2 Hệ số truyền nhiệt K: K I =  1 1 σton + 2. + σsoi + 1 α I λton λsoi α I = 1 1 2 =1,205 / 2 W m K 1 0,0005 0,02 + 1 7,1925 + 2. + 45,5 0,051 3,3487 Vậy tổn thất qua vách : I = I I I  − t I Q V 3,6.K F. .(t V f 1 f 2 ) = 3,6.1,205.5,7408.(53 27,2) 642,52 / - Giai đoạn II: t II + t II  50 31 t II f 1 = 1 2 2 = 2 = 40,50C tIIt = = 27,20C f 2 0 Sau đây là bài toán của phép lặp với giả thiết tW1= 38,460C chấp nhận với độ chính xác 1,2%. Mật độ dòng nhiệt truyền từ TNS vào vách: 'II II II 2 q = α1.(tf−t 1 W1 ) 7,1925.(40,5 38,46) 14,6727W/m Nhiệt độ mặt ngoài của vách: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 38 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát q II t II − t II ' = ⎛ W1 W2 σtonσsoi⎞ ⎜ 2. + ⎟ ⎜ λton λsoi⎟ II ⎝ ⎛ ⎠ σ σ ⎞ ⇒ t II − q' . 2. ton + soi ⎟ W2=tW1 ⎜ λton λ ⎟ t II ⎝ ⎛ soi ⎠ 0,0005 0,02 ⎞ = 0 ⇒ W2 = 38,46 14,6727. 2.⎜ + 45,5 0,051 ⎟ 32,7 C ⎝ ⎠ Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vách vách ngoài và môi trường là: II II − II = Δt = t W2 t f 2 32,7 27,2 5,5 Nhiệt độ xác định tm bằng: II + II t II t W2 tf 2 32,7 27,5 = 29,950 m = 2 = 2 C Từ nhiệt độ này ta tìm được các thong số của không khí: 1 1 0,003339 β =Tm= 273 30,1= λ = 2,67.10−2 W/mK υ =16,00.10−6 2m/ s p r 0,7 3 Δ  3 Gr =g l. . . t = 9,81.0,003339.1,56 .5,5 = 2,672.109 2 16,00.10−62 υ ( ) Theo tiêu chuẩn Nu trong truyền nhiệt đối lưu tự nhiên: NuII=C.(Gr.Pr)n=0,135.(2,9454.109.0,70097)1/3=166,333. Vì vậy hệ số truyền nhiệt2 αIIbằng: II NuII II −2 α 2 = .λ = 166,333.2,67.10 = 2,847 / 2 W m K l 1,56 Dòng nhiệt đối lưu giữa vách ngoài và môi trường: ''II II II  2 = α Δ = q 2 . t 2,847.5,5 15,6585W/m Sai số giữa q’ và q’’ là: q ' I − q'I  15,6585 14,6727 4% ΔqII = q ''I = 15,6585 = Sai số này cho phép tính toán tiếp. Mật độ dòng nhiệt q'II + q' II 14,6727 15,6585 qII = 2 = 2 =15,1656W/m2 Hệ số truyền nhiệt K: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 39 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát K II =  1 1 σton + 2. +  σsoi  +  1 α II λton λsoi α II = 1 1 2 = 1,1232 / 2 1 0,0005 0,02 1 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua vách : 45,5 0,051 2,78499 Q II = II II II K .F .(t 3,6. − t II ) V V f 1 f 2 3,6.1,1232.5,7408.(40,5 27,2) 308,733 / b. Tổn thất qua trần. Diện tích trần: Ftr=0,86.1,96=1,6856 m2. - Giai đoạn I: I I 2 Hệ số truyền nhiệt αtr Hệ số truyền nhiệt =1,3.α = 2 1,3.3,384 4,3992W/m K KtrI =  1  + 2. 1 σton +  σsoi  +  1 α I λton λsoi α I = 1 1 tr =1,3142 / 2 1 0,0005 0,02 1 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua trần: 45,5 0,051 4,3543 Q I = I I I 3,6.K F. .(t − t I  ) tr tr tr f 1 f 2 - Giai đoạn II: = 3,6.1,3142.1,6856(53 27,2) 205,749 / II II 2 Hệ số truyền nhiệt αtr Hệ số truyền nhiệt KtrII = =1,3.α = 2 1,3.2,847 3,701W/m 1 K 1 α II + 2. σton λton + σsoi λsoi + 1 α II = 1 1 1 0,0005 0,02 tr  1 =1,2385 / 2 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua trần: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành 45,5 0,051 3,6205 Trang 40 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Q II = I I I 3,6.K F. .(t −t I ) tr tr tr f 1 f 2 = 3,6.1,2385.1,6856(40,5 27,2) 99,955 / c. Tổn thất qua cửa. Diện tích cửa Fcua=1,96.1,56=3,0576 m2 - Giai đoạn I: Hệ số truyền nhiệt K I cua= Vậy tổn thất qua trần : K I = 1,2051W/m2K ( ) ( ) I I I ⎞ Q 3,6.F .K t − t c =  cua cua -120⎛ ⎜ ⎟ 2 0 ⎠ = ⎝ (( ) ( )) = 451 / 3.6.3,0576.1,2051. 70 27,2 36 27,2 - Giai đoạn II: Hệ số truyền nhiệt K II cua= Vậy tổn thất qua trần : K II = 1,1232W/m2K QcII=  F 3,6. K II . (tII − t . 1 0 ) (tII  ) ⎞ ⎟ = cua cua ⎝ (( 2 −t0⎠ ) ( )) = 234,9 / 3.6.3,0576.1,1232. 50 27,2 31 27,2 d. Tổn thất qua nền bằng tổn thất qua trần. - Giai đoạn I: QI QI  205,749KJ - Giai đoạn II: nen =tr= QI QI = 99,955KJ /h tr= nen /h e. Tổng tổn thất qua kết cấu bao che. - Giai đoạn I: Q I I Q + Q I + QI cua + QI nen bc= v tr 642,52 205,749 451 205,749 1505,018 / - Giai đoạn II: QII bc= QvII+ QtrII+ QII cua + QII nen 308,733 99,955 234,9 99,955 743,543= / 3.7.3 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 41 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát - Giai đoạn I: Q  I  =  I 0  .  pk  .  ( )t0=  KJ 45871.1,004.(36 27,2) 405279,5 TNS - Giai đoạn II: Q II = II L C  . (tII )=  3760.1,004.(31 27,2) 14345,152  KJ TNS 0 . pk 2 − t0 3.7.4 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi. Để tính tổn thất này cho các giai đoạn sấy chúng ta lấy nhiệt độ VLS trước và sau mỗi giai đoạn sấy nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ trung bình của TNS. - Giai đoạn I: Tổn thất do VLS mang qua giai đoạn II. t I t II 40,50C V1=f 1= t I t I 530C V 2=f 1= C I ( 25%) = ( Ck+ Ca − Ck ).ω V ( ) 1,32 + 4,1816 1,32 .0,25 2,0354 / Nhiệt lượng do VLS mang qua đi: QI = I . I( ).(t I − t I ) VLS 2 V v2 v1 = 229,333.2,0354.(53 40,5) 5834,8KJ - Giai đoạn II: Tổn thất do VLS mang ra ngoài. tII V1t0 27,20 C t II t I 40,50 C V 2 =V1= C II ( ) = ( ) ω V 14% Ck+ Ca − Ck ( . ) 1,32 + 4,1816 1,32 .0,14 1,7206 / Nhiệt lượng do VLS mang qua đi: II = II II ( ) t II − t II Q G C . 14% .( ) VLS = 2 V v2 v1 =  KJ 200.1,7206.(40,5 27,2) 4576,796 3.7.5 Tổng nhiệt lượng tiêu tốn trong quá trình sấy. - Giai đoạn I: Q  T = Q  ba + Q  bc + Q  TNS + Q  VNS QI = Q I + QI + QI + Q I T ba bc TNS VNS = 2038507 1505,018 405279,5 5834,8 2,451.106 KJ GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 42 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát q  I Q I T =W=  2,41.106 630,7  = 3886,158 / - Giai đoạn II: 1 QII = Q II + Q II + QII + QII T ba bc TNS VNS = 89029,39 734,543 14345,152 4576,796 108685,881KJ II  QII  108685,881 3705,243 / q T =W= 29,333 KJ Kga 2  Qba 3.7.6 Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy. η =QT - Giai đoạn I: Q I - Giai đoạn II: I η = II η = ba Q I T Q II ba = = 2038507=0,832 83,2% 2,451.106 89029,39=0,819 81,9% Q II T 108685,881 3.8 CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC. 3.8.1 Delta từng giai đoạn của quá trình sấy thực. Theo CT 5.15[2]: Δ = C ta f. − q - Giai đoạn I: I I I Δ = C ta f. − q = - Giai đoạn II: 4,187.53 3886,158 = −3664,247 / II II II Δ = C ta f. − q = 4,187.40,5 3705,243 = −3535,67 / 3.8.2 Xác định thông số TNS sau quá trình sấy thực. ¨ Độ chứa hơi: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 43 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát C ( ) ( − t ) Theo CT 5.19[2]: d 2'd1 ⎛ dx 1t2 1 ⎞ - Giai đoạn I: I  I  C dx ⎝⎜ r Cph. 2 ⎟⎠ − Δ ( ) .⎛⎝⎜t2I − t1I ⎞⎟⎠ d = d + 2' 1 ⎛ r Cpht I ⎞ − Δ I ⎜ .2⎟ ⎝ = 0,0185 + - Giai đoạn II: C  ( ⎠ 1,038.(70 36) ) 2500 1,842.36 − −( 3664,247) ( ) ⎛tII II ⎞ = 0,0242 / II II dx .⎝⎜2− t1 ⎟ d 2' = d 1 + ⎛ ⎠ II ⎞ − Δ II ⎝⎜ r Cph.t2 ⎟ ⎠ = 0,0185 +  ( 1,038.(50 31) ) 2500 1,842.31 ( 3535,67) = 0,0217 / ¨ Độ ẩm tương đối:  P d . 2 Theo CT 5.21[2]: ϕ = 2' P .(0,621+ d2) - Giai đoạn I: I ϕ =  I  P d I . ' 2 bh2 I 2' P bh2 .(0,621 + d 2 ') - Giai đoạn II: = 0,981.0,0242 0,0583.(0,621 0,0242) =  0,6311 63,11% GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 44 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát P d II II ϕ =  II . ' 2  II 2' P bh2 .(0,621 + d 2 ') = ¨ Entanpy: 0,981.0,0217 0,044.(0,621 0,0217) =  0,7527 75,3% Theo CT 5.20[2]: - Giai đoạn I:  I  2'  = Cpk.t2+ d2'.(r Cph. )2 I I  =  C t I  + I d r C I . ) 2' pk . 2 2' .( ph 2 = 1,004.36 0,0242.(2500 1,842.36) 98,249 / - Giai đoạn II: I II = C tII+ dII  r C II 2' pk . 2 2' .( ph .t ) 2 = 1,004.31 0,0217.(2500 1,842.31) 86,613 / 3.8.3 Lượng không khí khô thực tế. Theo CT 5.18[2]: l - Giai đoạn I: l I ' = 1  =  d 1 2' − d1 1 = = Kga KgKK d I − d I 0,0247 0,019 175,439 / 2' 1 L I ' = lI'.WI=175,439.630,7 110649,38KgKK - Giai đoạn II: l II ' = 1  =  1  = 312,5  / d II − dII 0,0217 0,0185 2' 1 L II ' = lII'.WII=312,5.29,333 9166,6KgKK 3.9ĐỒ THỊ KHÔNG KHÍ 3.9.1 Giai doạn I: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 45 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát (Kj/kg) ϕ1= 9,6% t1=70°C t2= 36°C t0=27,2°C 1  ϕ0= 80% 0 ϕ2, 2' 2  = 63,11%ϕ2= 85% ϕ= 100% (g/Kg kk) Hình 3.2 Đồ1 thị không khí bi ễu di2=32,3ễn quá trình sấy 3.9.2 Giai đoạn II: (Kj/kg) ϕ1=24% 1 t1=50°C t2=31°C t0=27,2°C  ϕ0=80% 0 ϕ2, 2' 2 =75,3%ϕ2=91% ϕ=100% (g/Kg kk) 0 d1=d=18,5 d'=21,7 d2=26,3 Hình 3.3 Đồ thị không khí biễu diễn quá trình sấy GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 46 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát CHƯƠNG 4 : Tính toán thiết kế thiết bị phụ 4.1THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT 4.1.1 Mục đích. Buồng đốt trong hệ thống sấy được sử dụng với hai mục đích. ¨ Thứ nhất buồng đốt tạo ra khói lò có nhiệt độ cao dùng để cấp nhiệt cho không khí trong Calorifer. ¨ Thứ 2 là buồng đốt tạo ra khói lò có nhiệt độ thích hợp để làm tác nhân sấy. Đối với đồ án này, nhiệt độ TNS tương đối thấp nên ta dùng nhiên liệu là trấu có thành phần khối lượng là: Clv=0,3713, Hlv=0,027, Slv=0,0412, Nlv=0,0036, Olv=0,316, Alv=0,1775, Wlv=0,09. Theo tài liệu [5] 4.1.2 Xác định nhiệt độ của khói lò và lưu lượng không khí cấp. ¨ Nhiệt trị cao của nhiên liệu. Theo TL [5] : Q C  c = 340C C +1250H C + (SC− OC) (4.1) 110 lv = QC [QCC (100 − lv A − W lv ) /100] ¨ Nhiệt trị thấp làm việc của trấu. Theo TL [5] : Qlv = Q lv − 25(9H lv +W lv) (4.2) Trong đó : t c CC, HC, SC, OC lần lượt là thành phần cháy theo thành phần làm việc như sau : XC=Xlv. 100 100 − Alv− Wlv , X là các thành phần C , H ,O… Vậy ta có: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 47 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát CC=Clv. 100 lv  lv  37,13. 100  =  50,7% 100 − A −W= − 100 17,75 9 HC=Hlv. 100 lv  lv  4,12. 100  =  5,6% C 100 LV − A − W= 100 − 100 17,75 9 100  = S = S . LV LV 0,04. 0,05% 100 − A −W= − 100 17,75 9 C  LV 100  = 100  = O = O . 100 − LV A −W LV 31,6. − 100 17,75 9 43,1% Từ đó ta có: c = 340.Cc+  c +  (  c c ) Qc = 1250H 110 S − O ( ) 340.50,5 1250.5,6 110 0,05 43,1− = 19502,5 / ⎡  Q c ( 100  −  lv A −W lv ) ⎤  ⎡  (  ) − ⎤ Qclv=⎢ c ⎥ = 19502 100 17,75 9 ⎢ ⎥ = 14285,6 / lv ⎢  lv −  ( 100 lv ⎥ ⎣ lv ) = 100 (  +  ) ⎦ Qt= Qc 25 9H + W 14285,6 25 9.4,12 9 = 13133,6 / = 3137 / = kj kg 13131,5 / Thể tích của không khí và sản phẩm cháy. Thể tích không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn nhiê liệu: o = 0,089 (Clv+ 0,375Slv) + 0, 268Slv− 0,0333.Olv Vkk = ( ) 3 m tc kgnl 0, 089 37,13 0,375.0,04 + 0, 268.4,12 0, 0333.31, 6 3,38 / Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết(khi hệ số không khí thừa α = 1 ). V  0 =  V  0 + Nlv  = 0,36  =  3 m tc kgnl N 2 0,79 0,8 100 0,79.3,38 0,8 100 2,67 / V  0  = Clv+ 0,375.Slv  = 37,13 0,375.0,04  =  3 m tc kgnl RO 2 1,886 100 1,886 100 0,69 / 0 VH20 = = 0,111Hlv+ 0,0124Wlv+ 0,016V0 =  3 m tc kgnl 0,111.4,12 0,0124.9 0,0161.3,38 0,62 / ¨ Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình. Theo CT 3.11[1] : L0= 11,6C + 34,8H + 4,3(S O) (4.3) = L011,6.0,3713 34,8.0,0412 4,3(0,004 0,316) =4,4 kgkk/kgnl ¨ Lượng không khí khô thừc tế cho quá trình cháy GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 48 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Theo CT 3.14[1] : L αbd=L (4.4) Trong đó : 0 L lượng không khí khô thực tế để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu αbdhệ số không khí thừa của buồng dốt. Trong các lò đôt lấy khói của hệ thống sấy : αbd=1,2-1,3. Ta chọn αbd=1,2 L L kgkk kgnl = αbd.0=1,2.4,4 5,28 / ¨ Khối lượng nước chứa trong khói lò sau buồng đốt Theo công thức 3.20[1] ta có G a' = (9H A+ + ) αbdL d 0 0  (4.5) Ga' =(9.0,0412 0,1775) 1,2.4,4.0,0185 =0,646 kg Trong đó d0 dung ẩm của không khí ¨ Khối lượng khói khô sau buồng đốt Theo công thức 3.25[1] L (αbd.L 1) W + (9H A) k = 0 + − ⎡⎣ ⎤ (4.6) Lk =(1,2.4,4+1)- 0,09 (9.0,0412 0,1775) ⎤ =5,64kgkk/nl ¨ Lượng chứa ẩm của khói sau buồng đốt ' Ga 0,646  ≈ d =Lk= 5,64 0,115 kgẩm/kgkk ¨ Entapi của không khí sau buồng đốt Tính theo công thức 3.31[1] Q η . + C t +α .L I I ' = c bd nl nl Lk bd 0 0  (4.7) Trong đó : ηbd=0,75 hiệu suất của buồng đốt GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 49 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Cnl= 0,120 / . Như vậy:  nhiệt dung riêng của nhiên liệu I ' = 14285,6.0,75 0,12.27,2 1,2.4,4.74,48=1969,9 / ¨ Nhiệt độ của khói sau buồng đốt. Theo công thức 3.33[1] ta có ' − 2500 ' 5,64 tk = I d  (4.8) t 1,004 1,842d' 1969,9 2500.0,115  =1383,80C k=1,004 1,842.0,115 ¨ Lượng nhiên liệu thực tê để bốc hơi 1kg ẩm Theo công thức 5.53[2] ta có Trong đó:  b q =.η (4.9) q- nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực kJ/kgam Qc: nhiệt trị cao của nhiên liệu kJ/kgnl b q 3886,158  =  Kgnl Kga =.η= 14285,6.0,75 0,363 / ¨ Lượng nhiên liệu tiêu hao trong một giờ B=w.b=630,7.0,363=228,94 (kgnl/h) 4.1.3 Xác định kích thước của buồng đốt. ¨ Diện tích ghi lò Theo công thức 3.2[7] 0,28. .B Qt Trong đó: F = r  (4.10) F diện tích bề mặt ghi lò Qt nhiệt trị thấp của trấu B lượng trấucần đốt trong một giờ r cường độ nhiệt của ghi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 50 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Tra bảng 3.3[7] r=(465-1744).103 w/m2 Thay vào công thức F = 0,28.228,94.13131,5=(1,81 0,48)m2 (465 1744).103 Chọn F=1,8 m2 Theo bảng 3.2[7] quan hệ giữa loại trấu và mắt ghi f/F = 10 ÷ 15 % trong đó f- diện tích mắt ghi F diện tích mặt ghi Chọn f/F=15% f=1,81.0,15=0,27 m2 ¨ Xác đinh thể tích buồng đốt Theo công thức 3.3[7] ta có . V = tq m3 (4.11) Trong đó: V thể tích buồng đốt q mật độ thể tích buồng đốt (kcal/m2.h). Tra bảng 3.4[7] q = (250 ÷ 300).103 kcal/m2.h Thay vào công thức ta có V = 13131,5.228,94 4,18.(250 300).103 =(2,88 2,39) m3 Chọn V=2,9 m3 ¨ Xác định chiều cao buồng đốt V H 2,9 m = =F1,8=1,6 ¨ Xác định chiều dài và chiều ngang của buồng đốt Theo 3.5[7] ta có Chieu dai 1 2,3 chieu ngang= ÷ Chọn chiều dài= 0,8m Chiều ngang= 0,5 m Chọn kích thước cửa lò là 400x400mm GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 51 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát 4.1.4 Lựa Chọn Vật Liệu Xây Lò. Khi lò hoạt động, nhiệt độ của lò rất cao. Để đảm bảo lò hoạt động tốt và tuổi thọ cao thì vật liệu làm lò phải là vật liệu chịu lửa tốt. Lò làm việc ở nhiệt độ tương đối cao 13830C nên ta chọn vật liệu là gạch chịu lữa. Vữa từ đất sét và nước thủy tinh. 4.1.5 Xác định trở lực của không khí khi qua ghi lò và lớp than. - Tổn thất áp suất qua ghi được tính theo công thức 3.6[9] ΔP  =  m  ⎛  B ⎞2( )2 ghi 9,8 ⎝⎜ 150. F ⎠⎟  (4.12) Trong đó B- lượng than cần đốt trong một giờ F- diện tích bề mặt ghi m=25÷50 hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro. Thay vào công thức 228,942 ΔPghi = ⎛ ⎞ 9,8.30.⎜⎝150.1,8 ⎟⎠ ( ) = 211,4 N/m2 = 21,4mmH O2 4.2 THIẾT KẾ CALORIFER Nhiệt độ không khí ngoài t0=27,20C Nhiệt độ không khí trong buồng sấy t1=700C Chọn ống trong calorifer là chùm ống trơn bằng thép có hệ số dẫn nhiệt λ =46,5 / .0, đường kính ống d2 1/ d = 53/ 50mm , ống xếp sole với s2= s1= 2d2, vận tốc không khí ω = 1 /m s + t t  27,5 70  0 Nhiệt độ trung bình của không khí t = 0 1 = = 48,6 C tb 2 2 Dựa vào bảng 22[5] ta có các thông số vật lý của không khí như sau: ρ kk = kg m3 1,1105 / C p =1,005 / λ −2 0 W m K =2,793.10 − / . υ =17,32.10 6 2m / pr = 0,9895 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 52 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Nhiệt lượng Calorifer cần cung cấp : Q=L. ( I1- I0)=45871.(118,92-74,48) =2,0385.106 KJ/Kg = 566 KW Diện tích bề mặt truyền nhiệt của calorifer Q F =.Δ (4.13) Trong đó: k hệ số truyền nhiệt Δt nhiệt độ trung bình logarit của khói và hơi Hệ số truyền nhiệt k có thể tính theo vách phẳng k =  1 1 δt + +  1  (4.14) α1 λ α2 Trong đó α1 hệ số tỏa nhiệt của khói α2 hệ số tỏa nhiệt của không khí δt=1,5mm chiều dày của ống thép ¨ Xác định α2 Ta có tốc độ không khí qua tiết diện hẹp ω = 1 /m s Tiêu chuẩn reynold khi đi qua tiết diện hẹp ω.d 2 1.0,033 −= 3 Re = υ=17,32.10 6 1,9.10 3 5 Ở đây thỏa điều kiện Re 10 ÷10 , theo 2.27[8] ta có Nu = 0,41.Re .Pr0,60,33. .εl (4.15) Vì s1=s2 nên s1/ s2=1, theo 2-29[8] εl=1 và tiêu chuẩn Pr ít khi thay đổi theo nhiệt độ nên ta chọn A=1 Nu = ( 3 )0,6.0,98950,33 = 37,89 0,41. 1,9.10 Hệ số tỏa nhiệt của không khí  − α = Nu λ = 2,793.10 2 = 2 0 W m K 2 ¨ Xác định α1 . d 2 37,89. 0,033 32 / GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 53 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Lượng khói khô sau buồng đốt Lkh . =k= 5,64.228,94 1291,22 / Nhiệt độ của khói sau buồng đốt Q t k 2 t k C pkh kh.L (4.16) Trong đó C pkh nhiệt dung riêng của khói Vấn đề ở đây là ta chưa biết được nhiệt dung riêng của thép là bao nhiêu nên ta sử dụng phép tính lặp. Ở lần thử đầu tiên ta chọn C pkh =1,32kJ/kgđộ. Khi đó tk2=1383,8 −  2,0385.106 1,32.1291,22  0 = 187,8  C Nhiệt độ trung bình của khói ttbk= 1383,8 187,8 2  =  785,40  C Dựa vào bảng 23[6] ta tìm được C pkh =1,26kJ/kgđộ. Ta thấy kết quả không phù hợp ở lần chọn tiếp theo ta chọn C pkh =1,26kJ/kgđộ Nhiệt độ ở lần này sẽ là tk2=1383,8 −  2,0385.106 1,26.1291,22  0 = 130,8  C Nhiệt độ trung bình của khói ttbk= 1383,8 130,8 2  = 757,30  C Dựa vào bảng 23[6] với nhịêt đọ là 757,30C ta tìm được C pkh =1,262 kJ/kgđộ. Như vậy kết quả tính của chúng ta là khá phù hợp. Các thông số vật lý của khói trong trường hợp này sẽ là ρ kh = kg m3 0,384 / Cpkh=1,262 / λ −2 0 W m K kh =7,845.10 − / . υkh=102,9.10 6 2 / p = 0,615 rkh GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 54 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Chọn vận tốc khói trong ống là Tiêu chuẩn Reynold: ωkh= 8 /m s ω .d kh 1  =  8.0,05 −=  3 Re = υ kh 102,9.10 6 3,89.10 Theo công thức 2-18[8] ta có Nu = 0,021.Re0,8.Pr0,43 kh 3 0,8 0,43 = 12,7 0,021.(3,89.10 ) .0,615 Hệ số tỏa nhiệt của khói α 1  = .λ  = −2 12,7.7,845.10 −  =  19,93 /  2 W m do d 1 50.103 Hệ số truyền nhiệt k =  1  =  1  3  = 12,3 / 2 W m K 1 δt + + 1 1 + 1,5.10 − + 1 α1 λ α2 19,93 46,5 32 Nhiệt độ trung bình Δtmax − Δtmin t  ( ln Δtmax Δtmin −  (4.17) ) (130,8 70) Δ = t 1383,8 27,2 ( − ) = 417,30 C 1383,8 27,2 ln(130,8 70) Vậy diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F  =  Q .Δ  = 566.103 12,3.417,3  =110m2 Tổng số ống theo 2-72[7] ta có 4.Lk n = π .d 2.ω ρ.  (4.18) n = 1 kh kh 4.339,18  = 19 ống 3,14.0,05 .8.0,325.36002 Chiều dài mỗi ống GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 55 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát l = F  = 11  = 1,8m (4.19) π 2. . . 1 2.19.3,14.0,05 Số ống trong mỗi hàng ống m. chọn số hàng ống Z=6, khi đó: Chọn m=4 n m = =Z 19=3,16 6 Tổng số ống trong calorifer là N=m.Z=4.6=24 ống Kích thứơc của calorifer - Chiều dài l=1,8 m - Chiều cao a=Z.s2=6.2.0,053=0,64m - Chiều rộng h=m.s1=4.2.0,053=0,424m 4.3 TÍNH VÀ CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG SẤY. 4.3.1 Tính và chọn quạt cấp khói để gia nhiệt không khí trong Calorifer. Tổn thất áp suất trên đường ống hút bao gồm tổn thất do ma sát và tổn thất cục bộ do qua co,… và tổn thất phía đẩy để cấp khói trong calorifer. ¨ Tổn thất qua ghi lò đốt Theo 4.12 Ta có tổn thất áp suất qua ghi lò: Δpghi= 25mmH O2 ¨ Tổn thất phía đầu hút Theo công thức 3.44[8] ⎛ l ⎞ 2. H = ⎜⎝ λd+ ξ ⎟ ∑ ⎠ 2  (4.33) Trong đó:  l λ chiều dài của đường ống có cùng đường kính hệ số ma sát giữa lưu thể với thành ống ∑ ξ tổng trở lực cục bộ trên đường ống hút - Lưu lượng khói cần cấp Lkh=339,18kg/h 3 - Khối lượng riêng của khói là GVHD : Th.S Bùi Trung Thành ρkk= 0,325kg m/ Trang 56 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát - Lưu lượng thể tích V L kh 339,18=10443/ m h kh=ρkh= Chọn vận tốc trong ống là 8m/s 0,325 V Diện tích của ống là F = =ω 1044 3600.8  = 0,036m2 Đường kính của ống là d = ω d  . 4.0,036=0,22m 3,14 8.0,22 = = = 3 5 Tiêu chuẩn reynold Re Hệ số trở lực ma sát υ − 135,7.106 12,9.10 < 10 λ = 0,3164= 0,3164  = 4 Re 4 12,9.103 0,0296 (4.34) Theo sơ đồ ta có 1 co 900 và một đột thu Đối với co 900 ta chọn tỉ số R/d=1, tra bảng 9.7[11] ta được ξ =0,22, và đối với đột thu ta chọn F0/F1=0,5,tra đượcξ =0,3 Thay vào công thức 4.33 ta được ⎛ H = ⎜ 0,027 6 ⎞ + 0,22.0,3⎟ 2 8 .0,325  = 8,3mmH O2 ⎝ 0,22 ⎠ 2 ¨ Tổn thất phía đầu đẩy - Tổn thất do ma sát Theo công thức 2.50[7] ta có l Δpms= ξ ρ ω2 . . .d2  (4.35) Trong đó ξ được tính theo công thức 2.51[7] ξ  = 64 Ref  ϕ  (4.36) Với ϕ =1 Theo mục 4.2 ta xác định được Ref= 2,95.103 64 Thay vào công thức 4.36 ta được Từ công thức 4.35 ta tính được 3 ξ = 2,95.10= 0,0217 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 57 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Δpms= 0,0217. - Tổn thất cục bộ 3,5 0,05  .0,325. 82 2  = 15,8mmH O2 Theo công thức 2.60[7] ta có ω 2 Δ =pcξ ρ . .2  (4.36) Trong đó ξ hệ số trở kháng cục bộ toàn bộ ξ ξ = ∑i (4.37) ξi=3,5 hệ số trở kháng cục bộ được xác định bằng thực nghiệm Từ công thức 4.36 ta có: pcξ ρ ω2 . .2  82 3,5.0,325. 2 = 36,4mmH O2 Trở lực trong calorifer là Δ = Δpclpms+ Δp c = 15,8 36,4 52,2mmH O2 Vậy trở lực toàn bộ hệ thống : Δ = Δ pghi = p + + ΔH p cl =  mmH O 25 8,3 52,2 85,2 2 Ta chọn được quạt với các thông số như sau: - Lưu lượng thể tích: V=0,29 m3/s - Áp suất: P=85,2 mmH2O 4.3.2 Tính và chọn quạt cấp không khí nóng cho buồng sấy. Quạt cấp không khí nóng cho buồng đốt sẽ chịu tổn thất áp suất do calorifer và buồng sấy và đường ống và co . ¨ Tổn thất áp suất qua calorifer Khi dòng không khí chảy cắt ngang bên ngoài chùm ống, trở lực của môi chất( kể cả trở lực cục bộ từ hàng ống này đến hàng ống kia) được tính theo công thức 2.53[7] Δ =p Eu. .ρ ω2 (4.38) GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 58 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát Trong đó Eu - tiêu chuẩn Euler 1  − d  − 0,053 s2 = 1 2.0,053 0,5 0,53 s 1 d − 1 2.0,053 0,053 − 1  0,25 Theo công thức 2.54[7] ta có Eu = 1,4(z + 1).Re− (4.39) Theo mục 4.2 ta có Re=2,95.103, thay vào công thức 4.39 ta được Eu = 1,4.(6 1).(2,95.10 ) 3 −0,25 = 1,33mmH O2 ¨ Tổn thất áp suất qua buồng sấy Không khí chạy trong đường ống vào buồng sấy dưới dạng cưỡng bức giữa các khay. Giả sử khoảng cách giữa các khay chứa VLS được xem là một đường ống vì ở mỗi khay ta đều có đặt các cánh chắn gió để cưỡng bức hướng không khí thổi như ý muốn đo đó ta xem khoảng cách giữa 2 khay là một đường ống và chọn tổn thất trên mỗi mét ống là 2Pa. Chiều dài của tất cả các ống là: Lo = (18+1).1,96 + 2.1,56=40,36 m Tổn thất trong buồng sấy sẽ là. 40,36.2=80,72 Pa=8,072 mmH2O Vậy cột áp của quạt sẽ là 1,33+8,072=9,4 mmH2O Lưu lượng thể tích là V=0,86.1,56.0,25=0,3354 m3/s Ta chọn được quạt với các thông số như sau: - Lưu lượng thể tích: V=0,3354 m3/s - Áp suất: P=9,4 mmH2O GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 59 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. PGS-TSKH Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002. 2. PGS-TSKH Trần Văn Phú, Kỹ thuật sấy, NXB Giáo dục, 2008. 3. Th.S Bùi Trung Thành, Giáo trình lý thuyết sấy & tính toán thiết kế hệ thống sấy, ĐHCN Tp Hồ Chí Minh, 2007. 4. PGS Hoàng Đình Tín, Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001. 5. TS Nguyễn Thanh Hào, Thiết kế lò hơi, NXB ĐHQG Tp.HCM,2009. 6. PGS Hoàng Đình Tín – Bùi Hải, Bài tập Nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt, NXB DHQG Tp Hồ Chí Minh, 2004. 7. PGS TS Phạm Văn Trí – Dương Đức Hồng – Nguyễn Công Cẩn, Lò công nghiệp, NXB KHKT, 1999. 8. Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học kỹ thuật, 1999. 9. Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học kỹ thuật, 1993. 10. Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, ĐHBK Tp Hồ Chí Minh, 1996. 11. Nguyễn Văn Lụa, Quá trình thiết bị trong công nghệ hóa học (tập 7), ĐHBK Tp Hồ Chí Minh, 1996. 12. Nguyễn Văn May, Kỹ thuật sấy nông sản và thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002. 13. Dương Minh, Võ Thanh Hoàng, Lê Thanh Phong, Kỹ thuật trồng xoài, NXB Nông nghiệp, 1999. 14. Nguyễn Minh Xuân Hồng, Luận văn tốt nghiệp “Thử nghiệm quy trình chế biến xoài sấy bằng phương pháp tách nước thẩm thấu đối với giống xoài Ghép”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2000. 15. Lê Ngọc Nhân, Luận văn tốt nghiệp “Thử nghiệm quy trình chế biến nước xoài từ phụ phẩm trong chế biến xoài sấy”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2000. 16. Nguyễn Thị Kim Màu, Luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu quy trình chế biến nước trái cây xoài, dứa từ phụ phẩm chế biến xoài sấy của giống xoài Canh Nông Khánh Hòa”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2004. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 60

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTinh toan TK may say xoai lat.doc
  • pdfTinh toan TK may say xoai lat.pdf