BÁO cáo THỰC HÀNH kỹ THUẬT THỰC PHẨM 2 THỰC HÀNH bài 8 sấy đối lưu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM INDUSTR1AL UNIVERSITY 0F HOCHIMINH CITY BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM THỰC HÀNH BÀI 8: SẤY ĐỐI LƯU Lớp: DHTP16BTT GVHD: Nguyễn Minh Tiến Nhóm Sinh viên thực hiện: Trương Vũ Minh Oanh MSSV: 20124051 Huỳnh Tiểu Phương MSSV: 20123741 Nguyễn Trần Thảo Vy MSSV: 20031681 Ca Thanh Khiêm MSSV: 20124511 Nguyễn Trí Thiện MSSV: 20125111 Ngày thực : 09/03/2022 INDUSTRIAL UNIVERS1TY 0F HOCHIMINH CITY MỤC LỤC TÓM TẮT MỤC LỤC GIỚI THIỆU MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tĩnh học trình sấy 3.1.1 Chuẩn bị 3.1.2 Báo cáo 3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát động lực học trình sấy 3.2.1 Chuẩn bị 3.2.2 Các lưu ý 3.2.3 Đồ thị TÍNH TỐN TÀI LIỆU THAM KHẢO GIỚI THIỆU Sấy trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha pha lỏng vật liệu thành Hầu hết vật liệu trình sản xuất chứa pha lỏng lước thường gọi ẩm Vậy thực tế xem sấy q trình tách ẩm phương pháp nhiệt Sấy đối lưu phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với khơng khí, khói lị gọi chung tác nhân sấy Qúa trình sấy khảo sát hai mặt: tĩnh lực học động lực học Nghiên cứu tĩnh lực học trình sấy nhằm xác định mối quan hệ thông số dầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy dựa phương trình cân vật chất, lượng từ xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân lượng nhiệt cần thiết Nghiên cứu động lực học trình sấy nhằm nghiên cứu biến đổi hàm ẩm nhiệt độ trung bình vật liệu theo thời gian sấy Trong phạm vi thực ta nghiên cứu biến đổi hàm ẩm ( độ ẩm ) vật liệu theo thời gian sấy từ xác định thơng số hóa lý vật liệu thơng số nhiệt động q trình sấy MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tĩnh học trình sấy 3.1.1 Chuẩn bị o Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt o Kiểm tra hoạt động phong tốc kế o Tắt tất công tắc tủ điều khiển o Cài đặt nhiệt độ sấy o Khởi động tủ điều khiển o Kiểm tra hoạt động cân o Cân vật liệu sấy o Làm ẩm vật liệu sấy o Khởi động quạt, điều chỉnh tốc độ thí nghiệm o Đo tốc độ quạt, ghi nhận giá trị đo o Bật công tắc điện trở 1,2 o Khi nhiệt độ đạt giá trị thí nghiệm ổn định bắt đầu tiến hành thí nghiệm 3.1.2 Báo cáo Thành phần vật liệu sấy trình sấy: Giấy Lượng khơng khí khơ máy sấy w IV w IV L= = Trong đó: ■ L: Lượng khơng khí khơ máy sấy (kg/h) ■ W: Lượng ẩm tách khỏi vât liệu (kg/h) _ ■ _X, : Hàm ẩm ban đầu tác nhân sấy (kg/kgkkk) _ ■ X _X L : Hàm ẩm sau đơt nóng tác nhân sấy (kg/kgkkk) _ _X X, X : Hàm ẩm sau sấy tác nhân sấy (kg/kgkkk) Lượng nhiệt cung cấp cho trình sấy ■ QS = L (H1 - Ho ) Trong đó: ■ QS : Lượng nhiệt cung cấp cho trình sấy (kJ/h) ■ Ho : Hàm nhiệt ban đầu tác nhân sấy (kg/kgkkk) ■ H1 : Hàm nhiệt sau đơt nóng tác nhân sấy (kg/kgkkk) Trường hợp lượng nhiệt bổ sung chung khác với nhiệt lượng tổn thất chung gọi sấy thực tế Tốc độ sấy đẳng tốc dXdX N= 100,;„,,F100.;„,,F 100,J„,.F100.J,„,F Rv.p0 Rv.pa Rv.p0 Rv,p0 Go Go N= = Trong đó: N: TƠc độ sấy đẳng tơc (%/h) V: Thể tích vật liệu (m ) = = 100 J f m 3x : Khối lượng riêng chất khô vật liệu (kg/m ) G0: Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg) FF f= : Bề mặt riêng khối lượng vật liệu (m /kg) Jm: Cường độ bay hoi (kg/m h) Cường độ T - rr J m + ( bay \ tk ) t Trong đó: 2, 0.2 : Hệ số trao đối nhiệt ( kJ/m h C) r : Nhiệt hóa hoi nước nhiệt độ bầu ướt (kJ/kg) Nếu sấy đối lưu nhiệt độ khơng cao vật liệu phẳng ta có cơng thức thực X nghiệm xác định hết số trao đối nhiệt : ('Vk.PkỶ\'Vk.Pk)°'tt = 3,6 , ( W/m K) Trong đó: R: Nửa chiều dày vật liệu (m) Wk: Vận tốc tác nhân sấy (m/s) : Khối lượng riêng tác nhân sấy(kg/m ) Thời gian sấy giai đoạn đẳng tốc r _ l \r ri - x V Ar Trong đó: ■ ■ ■ X, ,Ă : Độ âm ban đầu vật liệu ( tính theo vật liệu khơ) X : Độ âm tới hạn (tính theo vật liệu khơ) N: Tốc độ sấy giai đoạn đẳng tốc (%/h) Tốc độ sấy giảm tốc dXổX dr dr XX = K( - XcbXcb Dấu (-) tốc độ sấy giảm dần K gọi hệ số sấy, phụ thuộc vào chế độ sấy tính chất vật liệu(1/h) K hệ số góc đường thẳng giảm tốc tính: xV K= xV - ^cb^kq ~^cb Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc ị ‘Crq- XCỊỊXỊỊỊỊ XCỊỊ _ KK , Xc—Xcb XỊ.— ■ ln( Xc b ^kq Xcb T2 = — „ -T2 = — „ - * xV J.v XcXcXcbXcbx độ âm cuối vật liệu sấy ( > X X* Trong đó: ln( ^c~^c-b ^c~^cb X^ ) ) X ) 3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát động lực học q trình sấy 3.2.1 Chuẩn bị o Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt o Kiểm tra hoạt động phong tốc kế o Tắt tất công tắc tủ điều khiển o Cài đặt nhiệt độ sấy o Khởi động tủ điều khiển o Kiểm tra hoạt động cân o Cân vật liệu sấy o Làm ảm vật liệu sấy o Khởi động quạt, điều chỉnh tốc độ thí nghiệm o Đo tốc độ quạt, ghi nhận giá trị đo o Bật công tắc điện trở 1,2 o Khi nhiệt độ đạt giá trị thí nghiệm ổn định bắt đầu tiến hành thí nghiệm o Sau kết thúc thí nghiệm giá trị nhiệt độ sấy, tiến hành thí nghiệm giá trị nhiệt độ sấy khác tiến hành tương tự từ bước cài đặt nhiệt độ sấy 3.2.2 Tiến hành thí nghiệm ❖ Kết thí nghiệm (sau lần đo): Nhiệt độ bầu ướt Kt0ư ti t2 Nhiệt độ bầu khô t t1 t2 J-1< Khối lượng Tốc độ quạt 28 41 35 34 50 38 189 2.8 (Ban đầu) 25 39 35 33 50 38 178 2.8 L1 25 40 35 33 50 38 175 2.8 L2 24 40 35 33 50 37 162 2.8 L3 24 40 35 32 49 38 152 2.8 L4 24 40 35 32 49 37 144 2.8 L5 24 40 34 32 50 37 139 2.8 L6 24 39 34 34 50 37 136 2.8 L7 24 39 35 32 49 39 127 2.8 L8 24 39 35 33 50 39 117 2.8 L9 24 38 34 33 50 38 97 2.8 L10 24 39 35 33 48 37 88 2.8 L11 23 38 35 32 49 37 78 2.8 L12 23 38 34 32 49 37 78 2.8 L13 *Bảng kết thực nghiệm ( với nhiệt độ t= 50 °c) T (ph) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 G (g) 189 178 175 162 152 144 139 136 127 117 97 88 78 78 w (%) N=dW/dĩ tư°c (%/ph) 170.0% 154.3% 150.0% 131.4% 117.1% 105.7% 98.6% 94.3% 81.4% 67.1% 38.6% 25.7% 11.4% 11.4% 0.000 7.857 2.143 9.286 7.143 5.714 3.571 2.143 6.429 7.143 14.286 6.429 7.143 0.000 39 35 32 29 28 27 26 26 26 26 26 26 26 26.0 tkDC 43 44 43 43 41 41 42 42 42 42 42 42 42 42.0 Pb (mmHg) 64.9 68.3 64.9 68.3 58.4 58.4 61.6 61.6 61.6 61.6 61.6 61.6 61.6 61.6 Ph (mmHg) 50.6 37.9 30.4 22.8 22.1 20.0 17.4 17.4 17.4 17.4 17.4 17.4 17.4 17.4 r (kj/kg) 2433.05415 2432.5308 2433.05415 2433.05415 2434.10085 2434.10085 2433.5775 2433.5775 2433.5775 2433.5775 2433.5775 2433.5775 2433.5775 2433.5775 Pb, Ph tra giản đồ 3.2.3 Đồ thị Đường cong tốc độ sấy Đường cong tốc độ sấy Đường cong sấy Jm(kg/m2.h) otq(kj/m2.h.°C) 0.5673 1.2091 1.3698 1.8085 1.4432 1.5267 1.7520 1.7520 1.7520 1.7520 1.7520 1.7520 1.7550 1.7550 345.0479 326.8057 302.9840 314.3042 270.2208 265.4425 266.4702 266.4702 266.4702 266.4702 266.4702 266.4702 266.4702 266.4702 *Nhận xét dạng đường cong tốc độ sấy giai đoạn sấy giảm tốc: Đường cong tốc độ sấy đường biểu diễn quan hệ tốc độ sấy độ ẩm vật liệu Đường cong tốc độ sấy giai đoạn sấy giảm tốc: đường cong tốc độ sấy giảm dần đều, nhiệt độ vật liệu tăng dần, độ ẩm giảm dần đến độ ẩm cân bằng, mức độ giảm chậm TÍNH TỐN N= = = c c = 100 Jm f drâỆ iv-ivrÉ4-Iiv-ivÉ+1 _ , _ đràT AT ủT Ta có: N = = ^ N == 7.85% G-GpG-Gp Với W = c c = = 170% Trong đó: G: khối lượng vật sấy ban đầu Go: khối lượng vật sấy nhúng nước W: Độ ẩm Cường độ ẩm Jm Jm= ■■m.(Pb- Ph).760/B (kg/m h) với ■ 'm = 0.04075.1- (kg/m h.mmHg) 2 760760 ^ Jm = 0.04075 (1,7) ’ (64.9 -50.6) = 0,8722 kg/m h Jm = ( tk - tư ) (KJ/m h C) ỉm,r ỉm-r ^ = ••• .• ••• .• = = 530.53KJ/m h C *Diện tích bề mặt F : F = d.r.4 = 0,2.0,191.4= 0,1528(m ) Với : Dài = d = 20cm = 0,2m Rộng = r = 19.1cm = 0,191m > Tốc độ sấy đẳng tốc : Nđt = (%/h) = = 190.39 (%/h) > Độ ẩm tới hạn : 1-71 y y —— T" X Ị, = -?••-? C = 211.7 = „+ _ 177-61 ~ỹ 'ỹ , ,- ,„, +••••.•• ••••.•• = + 60% = 154.44% : Độ ẩm ban đầu trước sấy (%) : Độ ẩm cân = 60% > Thời gian sấy giai đoạn đẳng tốc: T= = - ^1-4 - = = 0.082 (h) Trong đó: : Độ ẩm ban đầu vật liệu ( tính theo vật liệu khô) : Độ ẩm tới hạn (tính theo vật liệu khơ) N: Tốc độ sấy giai đoạn đẳng tốc (%/h) > Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc: ' = XpỊ, Xịỉ—Xcịĩ :: = ■■■ XỊỈ ~xc bxk -Xc b ■■■ ln( ) = ln()= 0.225 (h) So sánh kết thực nghiệm với lý thuyết: So với thực tế ta bỏ qua giai đoạn đun nóng nhỏ nên lượng nhiệt so với lý thuyết có sai lệch Nguyên nhân tạo nên khác biệt trình sấy lý thuyết trình sấy thực tế trình sấy lý thuyết xem nhiệt lượng bổ sung trình sấy với nhiệt lượng tổn thất trình sấy Trong trình sấy thực tế nhiệt lượng bổ sung khác nhiệt lượng tổn thất So sánh kết thí nghiệm: Trong q trình sấy ta nhận thấy nhiệt độ tăng thời gian sấy giảm xuống, tốc độ dịng khí cố định nên khơng ảnh hưởng Khi sấy khối lượng vật liệu khơng khối lượng vật liệu khơ ban đầu có lượng ẩm nhỏ khơng thể tách Ngồi nhiệt độ phụ thuộc vào độ ẩm môi trường dẫn đến nhiệt độ lúc tăng lúc giảm Do ảnh hưởng tầng sấy bị lung lây làm cho thành sấy va chạm vào lòng thành sấy làm cho khối lượng vật liệu thay đổi ảnh hưởng đến hiệu quả, nên khắc phục hạn chế tối đa va chạm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2014 [2] Nguyễn Văn May, Giáo trình kĩ thuật sấy nơng sản thực phẩm, NXB KHKT, 2007 [3] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 4: Phân riêng tác dụng nhiệt, NXB KHKT, 2013 ... 24 39 35 32 49 39 127 2. 8 L8 24 39 35 33 50 39 117 2. 8 L9 24 38 34 33 50 38 97 2. 8 L10 24 39 35 33 48 37 88 2. 8 L11 23 38 35 32 49 37 78 2. 8 L 12 23 38 34 32 49 37 78 2. 8 L13 *Bảng kết thực nghiệm... 50 38 1 78 2. 8 L1 25 40 35 33 50 38 175 2. 8 L2 24 40 35 33 50 37 1 62 2 .8 L3 24 40 35 32 49 38 1 52 2 .8 L4 24 40 35 32 49 37 144 2. 8 L5 24 40 34 32 50 37 139 2. 8 L6 24 39 34 34 50 37 136 2. 8 L7 24 ... 117.1% 105.7% 98. 6% 94.3% 81 .4% 67.1% 38. 6% 25 .7% 11.4% 11.4% 0.000 7 .85 7 2. 143 9 . 28 6 7.143 5.714 3.571 2. 143 6. 429 7.143 14 . 28 6 6. 429 7.143 0.000 39 35 32 29 28 27 26 26 26 26 26 26 26 26 .0 tkDC