Đang tải... (xem toàn văn)
GVHD trần văn hùng SVTH Nguyễn Trí khôi – hà đúc hải BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP VỚI NĂNG SUẤT 780 KGH GVHD TRẦN VĂN HÙNG SVTH NGUYỄN TRÍ KHÔI 2005170071 HÀ ĐỨC HẢI 2005170044 HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2019 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUA.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP VỚI NĂNG SUẤT 780 KG/H GVHD: TRẦN VĂN HÙNG SVTH: NGUYỄN TRÍ KHƠI - 2005170071 HÀ ĐỨC HẢI - 2005170044 HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2019 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP VỚI NĂNG SUẤT 780 KG/H GVHD: TRẦN VĂN HÙNG SVTH: NGUYỄN TRÍ KHƠI - 2005170071 HÀ ĐỨC HẢI - 2005170044 HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2019 MỤC LỤC GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải DANH MỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU Đối với thực phẩm, việc tách bớt hay loại bỏ nước khỏi thực phẩm phương pháp bảo quản tối ưu các sản phẩm khơ tiện dụng Bên cạnh đó, q trình sấy cịn đem lại nhiều lợi ích khác làm tăng độ giòn cấu trúc sản phẩm hay tăng hàm lượng chất khô số dung dịch cách làm bốc nước Do đó, GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải sấy cơng đoạn đóng vai trị quan trọng đa số ngành, đặc biệt với ngành công nghiệp thực phẩm Đối với loại thực phẩm khác nhau, sử dụng thiết bị sấy khác Yếu tố định cho khác tùy thuộc vào nhiều điều kiện, yếu tố quan trọng kích thước cấu trúc vật liệu đem sấy Có nhiều thiết bị, hệ thống sấy khác như: sấy hầm, sấy băng tải, sấy tầng sôi, sấy buồng Và đồ án sử dụng thiết bị sấy thùng quay để sấy vật liệu hạt bắp Được thầy Trần Văn Hùng giao nhiệm vụ tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy bắp, chúng em tính tốn song cịn nhiều thiếu sót lần làm đồ án, chưa có nhiều kinh nghiệm Bên cạnh trình độ tự nghiên cứu khả tư chúng em hạn hẹp nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Qua lần làm đồ án chúng em kính mong thầy giáo bảo để chúng em hồn thiện tốt đồ án tập lớn mà thầy cô giáo giao vào lần sau Chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Trần Văn Hùng, với thầy cô bạn bè giúp em hoàn thành đồ án hạn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1.1 Đặc điểm chung nguồn gốc ngô a) Đặc điểm chung Ngô, bắp hay bẹ loại có tên khoa học Zea mays L thuộc chi Maydeae, họ hịa thảo Gramineae Ngơ lương thực canh khu vực Trung Mỹ GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải sau lan tỏa khắp châu Mỹ Ngơ trồng phổ biến với phần cịn lại giới sau có tiếp xúc người châu Âu với châu Mỹ vào cuối kỷ 15, đầu kỷ 16 Ngô lương thực gieo trồng nhiều châu Mỹ (chỉ riêng Hoa Kỳ sản lượng khoảng 270 triệu năm) Các giống ngô lai ghép nông dân ưa chuộng so với giống, thứ ngơ thơng thường có suất cao có ưu giống lai Trong vài giống, thứ ngơ cao tới m (23 ft) số nơi, giống ngơ thương phẩm tạo với chiều cao khoảng 2,5 m (8 ft) Ngô (Zea mays var rugosa hay Zea mays var saccharata) thông thường thấp so với thứ, giống ngơ khác Ngơ có nhiễm sắc thể (2n=20) Có nhiều cách để người ta phân loại ngơ, cách dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt hình thái bên ngồi hạt Ngơ phân thành lồi phụ: ngơ đá rắn, ngô ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngơ bột, ngơ nửa ngựa Từ lồi phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngô phân chia thành thứ Ngồi ngơ cịn phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng giá trị thương phẩm b) Nguồn gốc Có số thuyết nguồn gốc ngô Trung Mỹ, ví dụ như: Ngơ sản phẩm dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp parviglumis) năm Trung Mỹ, có nguồn gốc từ khu vực thung lũng sông Balsas miền nam México, với tối đa khoảng 12% vật chất gen thu từ Zea mays ssp mexicana thông qua xâm nhập gen Ngơ sinh từ q trình lai ghép ngơ hóa nhỏ (dạng thay đổi khơng đáng kể ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes, Z luxurians Z diploperennis Ngô trải qua hay nhiều lần dưỡng ngơ dại hay cỏ ngơ Ngơ tiến hóa từ trình lai ghép Z diploperennis với Tripsacum dactyloides (Thuật ngữ cỏ ngô tất loài phân loài chi Zea, ngoại trừ Zea mays ssp mays.) Vào cuối thập niên 1930, Paul Mangelsdorf cho ngô dưỡng kết lai ghép ngô dại mà người rõ với lồi chi Tripsacum, chi có họ hàng gần Tuy nhiên, vai trò đề xuất Tripsacum (cỏ gama) nguồn gốc ngô bị phân tích gen đại bác bỏ, qua đỏ phủ nhận mơ hình Mangelsdorf thuyết thứ tư Tuy vậy, dù nguồn gốc loại ngơ có chung đặc điểm hình thái sinh học tiêu biểu loại ngơ Zea mays L GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải 1.1.2 Đặc điểm sinh học ngô Cơ quan sinh dưỡng cũa ngô gồm: rễ, thân làm nhiệm vụ trì đời sống cá thể Hạt coi quan khởi đầu Hạt ngô thuộc loại dĩnh gồm phân chính: vỏ hạt, lớp alơron, phơi nội nhũ Phía hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô Vỏ hạt bao bọc xung quanh, màu sắc vỏ hạt tùy thuộc vào giống, nằm sau lớp vỏ hạt lớp aleron bao bọc lấy nội nhũ phơi Nội nhũ thành phần 70-78% trọng lượng hạt, thành phần chủ yếu tinh bột, ngồi cịn có protein, lipid, vitamin, khống enzyme để nuôi phôi phát triển Phôi ngô lớn (chiếm -15%) nên cần trọng bảo quản 1.1.3 Thành phần hóa học ngơ Các chất hạt ngơ dễ bị đồng hóa nên có giá trị dinh dưỡng cao Hạt ngô chứa tinh bột, lipid, protein, đường (chiếm khoảng 3,5%), chất khoáng (chiếm khoảng 1– 2,4%), vitamin (gồm vitamin A, B1, B2, B6, C lượng nhỏ xenlulo (2,2%) Hạt ngô chứa phần lớn tinh bột, hàm lượng tinh bột hạt thay đổi giới hạn 60 - 70% Hàm lượng lipid cao thứ hai loại ngũ cốc sau lúa mạch, chiếm khoả ng (3,5 – 7%) Hàm lượng protein dao động từ 4,8 đến 16,6,% tùy vào giống Bảng Thành phần hố học hạt ngơ gạo (Phân tích 100g) Đắc Điểm, 1.1.4 bố ngơ ngũ quan diện đứng sau lúa lúa Ngơ gieo rộng khắp Thành phần hóa học Gạo trắng Ngô vàng Tinh bột (g) 65,00 68,20 Protein (g) 8,00 9,60 Lipid (g) 2,50 5,20 Vitamin A (mg) 0,03 Vitamin B1 (mg) 0,20 Vitamin B2 (mg) Vitamin C (mg) 7,70 Nhiệt lượng (Kalo) 340 350 (Cao 1988) Phân Trên giới, 0,28 0,08 giới với sản lượng hàng năm cao lương thực cốc trọng, tích thứ mì nước trồng có GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải suất cao ngũ cốc Trong Hoa Kỳ sản xuất gần nửa sản lượng chung giới nước sản xuất hàng đầu khác cịn có Trung Quốc, Brasil, México, Argentina, Ấn Độ, Pháp, Indonesia, Nam Phi Italia Các nước chủ yếu sử dụng ngơ lai gieo trồng Sản lượng tồn giới năm 2003 600 triệu — lúa lúa mì Năm 2004, gần 33 triệu ngô gieo trồng khắp giới, với giá trị khoảng 23 tỷ USD Tình hình sản xuất ngô số quốc gia giới thể qua bảng Bảng Tình hình sản xuất ngơ số quốc gia giới năm 2007 (Nguồn: Số liệu thống kê FAO, 2008) Tên nước Diện tích Năng suất Sản lượng (Triệu ha) (Tạ/ha) (triệu tấn) Italy 1,06 93,15 10,62 Mỹ 30,08 100,64 280,22 Hy lạp 0,84 80,95 6,80 Canada 1,08 77,43 8,39 Trung Quốc 26,22 50,01 131,15 Ấn Độ 7,40 19,60 14,50 Qua bảng 1.2 cho thấy, Mỹ nước có diện tích, suất, sản lượng lớn đạt 30,08 triệu ha, với tổng sản lượng đạt 280,22 triệu tấn, suất bình quân đạt 100,64 tạ/ha Ở Việt Nam, ngô lương thực quan trọng thứ hai sau lúa màu quan trọng trồng nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng mùa vụ gieo trồng hệ thống canh tác.Ở nước ta ngô trồng hầu hết địa phương có đất cao dễ nước Những vùng trồng ngô lớn Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía Bắc, Trung du đồng Sơng Hồng, Duyên hải Miền Trung Bảng Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006 Diện tích Năng suất Sản lượng (1000 ha) (Tạ/ha) (1000 tấn) 2004 991,10 34,6171 343,09 2005 1052,60 35,6859 375,63 2006 1031,60 37,024 381,94 Năm Bảng Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 2015 đến năm 2017 GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Diện tích Năng suất Sản lượng (1000 ha) (Tạ/ha) (1000 tấn) 2015 1150 45,5123 5230 2016 1100 46,4781 5100 2017 1180 46,6024 5500 Năm Nhìn chung thấy, diện tích trồng ngơ suất sản lượng thu hoạch ngô ngày gia tăng qua năm, chứng tỏ loại lương thức đóng vai trò quan trọng đời sống người dân Việt Nam Tuy nhiều thách thức khó khăn phía trước nơng nghiệp trồng trọt ngơ nói riêng lương thức nói chung có tiềm phát triển tiến xa tương lai, góp phần xây dựng nơng nghiệp Việt Nam ngày vững mạnh 1.1.5 Những thuận lợi trở ngại a) Thuận lợi triển vọng Ở nước ta ngô lương thực sau lúa, năm trở lại sản xuất ngô ý ngơ khơng lương thực mà cịn sử dụng làm thức ăn gia súc cấu nông nghiệp chuyển dịch theo hướng giảm dần tỷ trọng ngành trồng trọt tăng tỷ trọng ngành chăn nuôi nên nhu cầu ngô lớn Mục tiêu ngành nông nghiệp năm tới phấn đấu xây dựng vùng trồng ngơ hàng hố khu vực: vùng Trung Du Miền Núi phía Bắc, vùng đồng song Hồng, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên Phát triển ngô đông đất lúa nơi có điều kiện phù hợp, có đủ nước tưới Đây hướng tích cực chuyển dịch cấu sản xuất theo hướng thâm canh tăng vụ, góp phần tăng sản lượng lương thực vững đặc biệt khu vực miền núi dân cư Hiện diện tích trồng ngơ nước gần 1,2 triệu ha, suất trung bình 43 tạ/ ha, sản lượng giao động khoảng 4,5 - triệu tấn/năm, nhu cầu ngô nước ta triệu tấn/ năm kể cho chế biến lương thực chăn nuôi, tổng sản lượng ngô sản xuất chưa đủ cho nhu cầu nước, hàng năm phải nhập nửa triệu Đây điều kiện thuận lợi để sản xuất ngô phát triển mở rộng Điều kiện tự nhiên Việt Nam hồn tồn thích hợp cho sản xuất ngơ, đặc biệt vùng miền núi điều kiện canh tác lúa bị hạn chế Nơng dân Việt Nam có kinh nghiệm trồng ngô từ lâu đời, với việc đầu tư cho khoa học công nghệ nông nghiệp ngày tăng, kết hợp với tiếp thu ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ ngô nước GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải khu vực giới, sản lượng ngô gia tăng triển vọng khả thi nông nghiệp trồng ngô Việt Nam Ngơ cịn mặt hàng xuất có giá trị, bước đầu xuất bán giống ngô sản xuất nước Trong tương lai, sản xuất đủ cho nhu cầu nội địa, chắn ngô mặt hàng xuất nước ta giống lúa gạo, nhu cầu lương thực chế biên giới ngày tăng, nhiều nước giới sử dụng ngô lương thực chính, giống ngơ trồng Việt Nam có chất lượng tốt Hệ thống chế, sách nhà nước khuyến khích tạo điều kiện phát triển sản xuất lương thực có sản xuất ngơ Ngồi ra, Việt Nam gia nhập WTO, hội lớn tạo điều kiện thuận lợi cho loại sản phẩm nông nghiệp khác có quyền bình đẳng tham gia vào thị trường thương mại nông sản giới b) Trở ngại thách thức Sản xuất ngô nước ta mang tính nhỏ lẻ phân tán, đặc biệt vùng miền núi, khó giới hóa Q trình áp dụng giống chụi thâm canh, phát triển thành vùng sản xuất hàng hóa điều kiện thuận lợi để loại dịch hại xuất hiện, khó phịng trừ Trong đó, vào vài năm tới, có mặt ngơ biến đổi gen nước ta, giống ngơ có nhiều ưu suất, thực tế phải chấp nhận làm để cạnh tranh lành mạnh với giống ngô sản xuất nước vấn đề không chút dễ dàng cho sản xuất ngô nước ta Tham gia vào thị trường thương mại giới có địi hỏi khắt khe chất lượng nông sản Do phải có đầu tư cách đồng từ sản xuất đến đánh giá kiểm định chất lượng, bảo quản vận chuyển tiêu thụ Đáng ý vấn đề bảo quản ngơ, nhìn chung việc khó khăn ngơ mơi trường thuận lợi thích hợp cho sâu mọt phá hoại Muốn bảo quản lâu dài hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an tồn Vì q trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trị quan trọng bảo quản, chế biến nâng cao chất lượng hạt Với phương pháp sấy đồ án bảo quản lâu hơn, dể dàng vận chuyển ứng dụng cho nhiều trình chế biến sản phẩm khác 1.2 TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP 1.2.1 Bản chất trình sấy Sấy qúa trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt, trình khuếch tán chênh lệch ẩm bề mặt bên vật liệu, hay nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần bề mặt vật liệu môi trường xung quanh 1.2.2 Phân loại trình sấy Người ta phân biệt loại: GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân nắng, gió Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn cần diện tích sân phơi rộng phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa Sấy nhân tạo: trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa phải dung dến tác nhân sấy khói lị, khơng khí nóng, q nhiệt.Q trính sấy nhân, dễ điều khiển triệt để sấy tự nhiên Và có nhiều cách phân loại: Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khơng khí hay khói lò - Sấy thăng hoa - Sấy tia hồng ngoại hay dòng điện cao tầng Dựa vào áp suất làm việc: - Sấy chân không - Sấy áp suất thường Dựa vào phương pháp làm việc: - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy: - Máy sấy tiếp xúc máy sấy đối lưu - Máy sấy xạ máy sấy dòng điện cao tầng Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… Dựa vào chuyển động tương hỗ tác nhân sấy vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng… 1.2.3 Phương pháp thực Để nâng cao giá trị sử dụng niều mặt ngơ công đoạn sau thu hoạch làm khô, bảo quản chế biến nhằm làm giảm tổn thất trì chất lượng ngơ việc làm vơ quan trọng cần thiết Khi bảo quản ngô hạt phải đặc biệt quan tâm tới tình trạng phơi ngơ phơi ngơ dễ hút ẩm, có sức hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng Đặc biệt xảy q trình hơ hấp q trình bảo quản Mục tiêu bảo quản: giữ đến mức tối đa số lượng chất lượng đối tượng bảo quản suốt q trình bảo quản Ngơ hạt khơng có vỏ vỏ trấu, điều kiện bảo quản không tốt (ngơ chưa chín già, phơi chưa thật khơ, dụng cụ chứa đựng khơng kín )thì chim, chuột, mốc, mọt phá hỏng hồn tồn kho ngơ vịng vài ba tháng Vì cần làm ngơ khơ đến độ ẩm 12-13% để bảo quản an toàn, hạn chế mức độ hư hỏng GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Đường kính vịng đỉnh De (mm) De = dl + 2m 370 1,420 Đường kính vịng chân Di (mm) Di = dl − 2.5m 326 1,375 Chiều cao đầu hd (mm) hd = m Chiều cao H 10 h = 2.25m 22.5 ~ 23 Tính lực tác dụng lên trục( khơng xét ma sát) Moment xoắn Mx: (CT 3-53/55-[8]) Lực vòng P: (CT 3-49/54-[8]) Khối lương bánh răng: bánh làm thép C35, ρ = 7850 kg/m3 3.4 TÍNH VÀNH ĐAI: Chọn sơ thông số vành đai sau: Bề rộng vành đai: B=100mm h= B = 38,46(mm) 2,6 Bề dày vành đai: thùng tải trọng nặng chọn Chọn h=40mm Vật liệu làm vành đai: thép CT3, ρ=7850kg/m3 Gân để lắp vành đai: - Chiều dày:h1=10mm - Bề rộng: h2=40mm - Chiều dài l=160mm Chân đế: - Chiều dày: h3=20mm - Bề rộng: h4=40mm - Chiều dài h5=240mm - Chiều cao h6=40mm Khoảng cách gân thân thùng đề lắp chân đế:60mm GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Đường kính vành đai: Dđai=1238+2(40+20+60)=1478(mm) Khối lượng vành đai: 3.5 TÍNH TẢI TRỌNG THÙNG: Khối lượng thùng quay: Bảng 16 Khối lượng thùng sấy, LT=7,5m Thông số Vật liệu Thân thùng CT3 Lớp cách nhiệt Bông thủ Lớp bảo vệ CT3 Khối lượng thùng mthùng=2072,985(kg) Tải trọng thùng: Q = (mthùng+mcánh+mđai+mbánh +mvật liệu ).g 873,077 377,697 488,993 = (2072,985+ + + +800).9,81 = 4612,752.9,81=45251,0971(N) 3.6 TÍNH CON LĂN ĐỠ: Chọn góc hai lăn đở là:2ϕ = 60° ⇒ ϕ = 30° Q α S N T Hình Lực tác dụng lên lăn GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khôi – Hà Đức Hải Phản lực lăn đỡ lên vành đai: (CT 5-27/245-[17]) Lực đẩy lăn theo chiều ngang: Lực ép lăn lên bệ: Bề rộng lăn : , chọn Bc=16cm (CT 5–34/245–[17]) Đường kính lăn thép: (CT 5–36/245–[17]) Ta chọn d= 10 (cm) = 100 (mm) 3.7 TÍNH CON LĂN CHẶN: Lực dọc thùng U xác định sau: Lực U có khuynh hướng kéo thùng tụt xuống, ta đăt lăn sát vành đai đề giữ thùng vị trí ổn định Trên thùng quay, ta lắp hai lăn chặn nằm hai phía vành đai đặt gần bánh vòng Khi lắp đặt, lắp cho trục lăn vng với mặt đất Góc nghiên lăn: Trong d: đường kính lăn : góc nghiên thùng quay Vậy chọn d=85mm Lực tác dụng lớn lên lăn: Trong f hệ số ma sát vành đai lăn, chọn f = 0,1 GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải 3.8 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU: Ta chọn cấu nhập liệu gầu tải chúng có ưu điểm sau: cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, có khả vận chuyển vật liệu lên độ cao lớ, suất cao Do vật liệu sấy bắp hạt có đường kính trung bình 7,5mm, dạng hạt, ẩm, ta chọn gầu tải băng vận tốc cao, gầu nơng, gắn cố định Bắp vật liệu có ma sát nhỏ, dó ta chọn phương pháp nhập liệu sau: đổ vật liệu xuống đáy gầu, dùng gầu múc, vận chuyển lên 3.8.1 Chọn chi tiết gầu tải: Bộ phận kéo: Băng làm vải cao su Chọn chiều rộng băng 400mm, chọn số lớp vải z=5(do vật liệu dạng hạt), theo bảng 5.9/227-[2]) Gầu: Chọn loại gầu nơng đáy trịn có kích thước sau: - A=65mm; - B=125mm; h=85mm: chiều cao gầu; - R=30mm; i=0,2lít =0,0002m3: dung tích gầu Các gầu đáy trịn lắp phận kéo cách khoảng: Khi bắt đầu gắn vào băng, ta đập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để ghép gầu vào băng, mặt băng bu long nằm mặt phẳng, băng ơm khít với tang Tan dẫn động: tang gầu tải băng chế tạo cách hàn Đường kính tan xác định: - , chọn đường kính theo tiêu chuẩn D=800mm, theo bảng 3.11/201-[2] 3.8.2 Xác định suất công suất gầu tải: Năng suất gầu tải: Trong đó: v=2m/s: vận tốc cấu kéo băng ρb:khối lượng riêng xốp khối hạt GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải ϕ=0.6: hệ số chứa đầy vật liệu gầu, cho vật liệu dạng hạt Công suất gầu tải: Công suất cần thiết động truyền chuyển động cho gầu tải dùng băng: Trong đó: H=2,5m: chiều cao nâng vật liệu gầu tải = 0,7: hiệu suất gầu tải băng, H ≤ 30m 3.9 TÍNH XYCLON Khi tác nhân sấy khơng khí nóng qua máy sấy hường có mang theo nhiều hạt bụi nhỏ, chúng cần thu hồi đề làm mơi trường khơng khí thải Trong hệ thống sấy thùng quay dùng xyclon đơn Chọn loại xyclon đơn ЦH-15 với góc nghiên cửa vào =150 Loại đảm bảo độ làm bụi lớn nhât với hệ số sức cản thủy lực nhỏ Đối với xyclon ЦH-15 chọn đường kính từ 40 800mm Hệ làm bụi tăng bán kính xyclon bé, nên dùng xyclon có bán kính nhỏ Năng suất xyclon đơn xyclon đơn lớ, muốn tăng suất ghép nhiều xyclon làm việc song song Lưu lượng khí vào xyclon lượng tác nhân sấy khỏi thùng sấy: Đường kính xyclon: Chịn xyclon, đường kính D=650mm, dùng suất xyclon ЦH-15 từ 7650 8920 m3/h (bảng III.5/524-[6]) Kích thước xyclon ЦH-15 Bảng 17 Kích thước xyclon đơn loại ЦH-15(bảng III.5/524-[6]) STT Kích thước xyclon ЦH-15 Kí hiệu Cơng thức Giá trị Đơn vị Đường kính xyclon D 670 mm Chiều cao cửa vào a 0,66D 400 Chiều cao ống tâm có mặt bích h1 1,74D 1131 Chiều cao phần hình trụ h2 2,26D 1525 GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Chiều cao phần hình nón h3 2,0D 1000 Chiêu cao phần bên ống tâm h4 0,3D 195 Chiều cao chung H 4,56D 2678 Đường kính ngồi ống d1 0,6D 390 Đường kính cửa tháo bụi d2 0,3D 195 10 Chiều rộng cửa vào b1/b 0,26D/0,2D 169/130 11 Chiều dài ống cửa vào l 0,6D 390 12 Khoảng cách từ tận xyclon đến mặt bích h5 0,32D 208 13 Góc nghiên giửa nắp ống vào ξ Hệ số trở lực xyclon Độ 105 Đơn vị a h2 l h5 h3 h1 a h4 14 15 D Hìn h Xyclon đơn Bunke chứa bụi: - Thể tích làm việc bunke dối với nhóm xychon Vbunke=1,1 m3(bảng III.5a[6]) - Góc nghiên thành bunke: chọn 600 GVHD: Trần Văn Hùng - SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Để giảm chiều cao chung bunke, ta đặt bunke chung cho nhóm xyclon Xem lưu lượng khí vào xyclon nhóm xyclon bằng: Tốc độ quy ước khí: D= V V 1,309 = >ω q = = = 3,947( m / s) 0,785.ω q 0,785.D 0,785.0,65 (CTIII.47/522-[6]) Trở lực qua xyclon: (CT III.50/522-[6]) Trong đó, : khối lương riêng khơng khí t2=350C 3.10 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn, nên ta sử dụng quạt để vận chuyển khơng khí tác nhân sấy qua hệ thống, thực hiên trình sấy Quạt đặt cuối hệ thống- quạt hút, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy, sau thổi vào xyclon để trình lắng diễn nhanh Đường ống từ sau thùng sấy đến cửa vào xyclon hình chữ nhật tiết diện cửa vào xyclon, đường có chỗ uốn 90 0, rẽ nhánh vào xyclon Chọn quat ly tâm áp suất trung bình Ц 9-57,N05 có kích thước: Mặt bích cửa ra: hình trịn, B=350mm Mặt bích cửa vào: hình trịn, D=509mm Bảng 18 Bảng thiết kế đường ống Bắt đầu đoạn ống ST T Kết thúc đoạn ống Đoạn ống Điểm bắt đầu Kích thước (mm) Chiều dài l (m) Kích thước (mm) Lưu lượng khí V (m3/s) Vận tốc khí v (m/s) Điểm kết thúc Kích thước (mm) Cửa quạt đẩy ∅250 ∅250 2,562 13,055 Lối vào caloriphe ∅250 GVHD: Trần Văn Hùng Cửa caloriphe Cửa thùng tháo liệu Cửa nhóm cyclon ∅250 SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải 2 429 x169 (nhánh chính) ∅250 2,81 22,373 429 x169 2,618 26,109 Cửa vào thùng nhập liệu ∅250 429 x169 1,5x2 (2 nhánh rẽ) 429 x169 1.309 18,055 Cửa vào xyclon 429 x169 ∅400 ∅400 2,618 20,844 Cửa vào quạt hút ∅509 3.10.1 Tính trở lực ma sát đường ống: Chế độ dòng chảy xác định: Trong đó: ρk µk v, , : vận tốc (m/s), khối lượng riêng(kg/m3), độ nhớt(Ns/m2) khơng khí sấy vị trí tương ứng Dtđ: đường kính tương đương ống(m) Ống trịn: Dtđ=Dống Ống hình chữ nhật: Với a, b: chiều dài cạnh tiết diện ống,(m) S: diện tích tiết diện ống,(m) Π : chu vi tiết diện,(m) Khi Re>4000: dịng khí chế độ chảy xốy, xem dịng chảy khu vực nhẵn thủy lực Từ xác định hệ số trở lực ma sát λ theo bảng II.12/379-[6] (CT II.56/377-[6]) Bảng 19: Kết tính trở lực ma sát đường ống GVHD: Trần Văn Hùng ST T Đoạn ống SVTH: Nguyễn Trí Khôi – Hà Đức Hải L (m) ∆ Pl (N/m2) ∆ Pl (mmH2O) Dtđ (m) Re λ Từ sau quạt đầy đến trước caloriphe 0,25 421530,654 0,01378 13,915 1,418 Từ sau caloriphe đến thiết bị sấy 0,25 485330,67 0,01315 17,2359 1,806 Nhánh 0,2425 532541,951 0,01267 40,816 4,165 Từ sau thùng sấy đến xyclon nhánh rẽ 0,2425 266270,976 0,01534 11,816 1,206 0,4 507111,852 0,01298 16,164 1,648 Từ sau xyclon đến quạt hút 3.10.2 Tính trở lực cục Áp suất cần thiết đề khắc phục trở lực cuc ống dẫn: (CT II.56/377-[6]) Trong đó: ζ : hệ số trở lưc cục Hệ số trở lực đột mở Với A1,A2: diện tích tiết diện ống nhỏ ống mở rộng,m2 Theo bảng N°11/387–[6],xác định ξ Bảng 20 Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đột mở S T T Ống nhỏ Vị trí trở lực Dtđ1 (m) Ống mở rộng Dtđ2 A1 (m ) (m) ξ A2 (m ) ∆ Pl (N/m2) ∆ Pl (mmH2O) GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Từ cửa quạt đẩy đến đường ống 0,35 0,0962 0,4 0,1257 0,065 6,5643 0,669 Từ cửa caloriphe đến đường ống 0,25 0,0491 0,25 0,1256 0 0,4 0,1257 0,509 0,2035 0,16 39,849 4,062 Từ ống đến cửa vào quạt hút Hệ số trở lực đột thu: Vị trí có trở lực dột thu từ đường ống vào caloriphe - A1=0,0491: diện tích tiết diện ống nhỏ,m2 - A2=0,1257: diện tích tiết diện ống mở rộng,m2 - Theo bảng N°13/387–[6],xác định - Ta có A1/A2=0,0491/0,1257=0,391=> Hệ số trở lưc đoạn ống uốn 900: Đối với ống tiết diện hình chữ nhật, vị trí uốn sau thùng sấy, trước vào xyclon Hệ số tồn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong 900: Trong đó: θ = 90°: A = Chọn : B= 0,11 (Bảng N°24/393–[6]) (Bảng N°25/393–[6]) (Bảng N°26/393–[6]) Trở lực ống thẳng 3.10.3 Tính trở lục cho hệ thống: Tổn thất cột áp động cửa quạt: GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Vận tốc khí cửa quạt: Tổn thất cột áp động: Tổn thất cột áp tinh tốn: Tổn thất cột áp tồn phần (CT II.238a/463-[6]) Với: t: nhiệt độ làm việc khí,0C B: áp suất chỗ đặt quạt,B= 760 mmHg : khối lượng riêng khí làm việc điều kiện tiêu chuẩn Bảng 21 Tổn thất cột áp mà quạt phải khắc phục Quạt đẩy Tồn thất ma sát ∆ ∆ Công thức Pms Giá trị (N/m2) Tổn thất cục bô ∆ P1 + Giá trị (N/m2) ∆ Pt Tổn thất cột áp động P2 + Pms + ∆ ∆ Pđ (N/m2) ∆ Pcb + ∆ P3 + ∆ P4 68,796 P4 + ∆ P6 Pcaloriphe+ Giá trị (N/m2) ∆ P2 148,845 ∆ Tổn thất cột áp tĩnh ∆ ∆ Pcb Gổm ∆ 31,151 ∆ Công thức P1 + Quạt hút P3 + ∆ P5 72,742 ∆ Phạt ∆ Pms + ∆ ∆ Pcb + Pxyclon 839,662 1079,246 97,7 86,788 GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải Tổn thất cốt áp tính tốn ∆ Tổn thất cơt áp tồn phần ∆ 937,362 Ptt (N/m2) 1166,034 912,993 P (N/m2) 1086,628 3.11 TÍNH CƠNG SUẤT VÀ CHỌN QUẠT Năng suất quạt V (m3/h): khơng khí kít bẩn suất quạt lấy lưu lượng khí theo tính tốn điều kiện làm việc Trở lực mà quạt phải khắc phục: lấy tổn thất cột áp toàn phần điều kiện làm việc Công suất trục động điện vận chuyển khí là: (CT II.239a/463-[6]) Với: ηtr=0,9: hiệu suất truyền động quạt với động bánh ma sát ηq :hiệu suất quạt(tra giản đổ đặc tuyến quạt ly tâm Ц 9–57, N°5 (H.II.58/489-[6]) Công suất động điện: Nđc = k3.N,kw (CT II.240/464, [6]) Với, k3: hệ số trữ Bảng 22 Tính cơng suất chọn quạt STT Đại lượng Kí hiệu Quạt hút Quạt đẩy Năng suất trung bình V (m3/s) 2,618 2,81 Khối lượng riêng tác nhân sấy ρ 1,146 1,125 Tổn thất cột áp toàn ∆P (N/m2) phần 1086,628 912,993 Hiệu suất quạt ηq 0,5 0,5 Công suất trục động điện N (kW) 3,622 3,205 Công suất động điện Nđc (kW) 4,165 3,685 (kg/m3) GVHD: Trần Văn Hùng Tốc độ vòng bánh guồng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải n(m/s) 36,7 26,4 Do N>3,622KW nên chọn k3=1,15 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Thiết bị sấy thùng quay thiết kế làm việc với thơng số kỷ thuật sau: Năng suất 780kg/h Độ ẩm từ 22% xuống 13% Thời gian sấy mẻ 81,0973 phút Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị: 550C Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị: 350C Nhìn chung, với hệ thống sấy thùng quay này, có thề đảm bảo suất độ ẩm yêu cầu với thời gian sấy phù hợp Tuy nhiên, hệ thống số nhược điểm sau: chi phí đầu tư nhiên liệu lớn, nhiệt độ khói lị khơng ổn định, khó điều chỉnh, thiết bị cồng kềnh, chi phí chế tạo cao GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khôi – Hà Đức Hải TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002 [2] Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy vật liệu, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2001 [3] Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 2002 [4] Cao Văn Hùng, Nguyễn Hữu Dương, Sấy bảo quản thóc ngơ giống gia đình, NXB Nơng nghiệp, 2001 [5] Hoàng Văn Chước, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2006 [6] Trần Xoa tác giả, Sổ tay trình- thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999 [7] Trần Xoa tác giả, Sổ tay q trình- thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999 [8] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, 2000 [9] Phạm Thanh, Giáo trình lị cơng nghiệp, Trường đại hoc Bách Khoa Đà Nẵng, 2007 [10] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 1, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1978 GVHD: Trần Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải [11] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1998 [12] Phạm Thị Tải, Trương Đích, Kỹ thuật trồng ngơ giống suất cao,NXB Lao Động-Xã Hội,2005 [13] Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khun,Giáo trình kỹ thuật sấy nơng sản, Hà Nội, 2006 [14] Trần Văn Phú,Kỹ thuật sấy, NXB Giáo dục,2008 [15] Phan Văn Thơm, Số tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, Viện đào tạo mở rộng, 1992 [16] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật,1978 [17] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật,1978 ... Văn Hùng SVTH: Nguyễn Trí Khơi – Hà Đức Hải KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP VỚI NĂNG SUẤT 780 KG/H GVHD: TRẦN VĂN HÙNG SVTH: NGUYỄN... thước cấu trúc vật liệu đem sấy Có nhiều thiết bị, hệ thống sấy khác như: sấy hầm, sấy băng tải, sấy tầng sôi, sấy buồng Và đồ án sử dụng thiết bị sấy thùng quay để sấy vật liệu hạt bắp Được thầy... vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… Dựa vào chuyển động tương hỗ tác nhân sấy vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều,