ĐỒ án TÍNH TOÁN THIẾT kế THIẾT bị sấy nấm BẰNG PHƯƠNG PHÁP sấy hầm với NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 600KG mẻ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -o0o - BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY NẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY HẦM VỚI NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 600KG/MẺ Giảng viên hướng dẫn: Trần Lưu Dũng Sinh viên thực hiện: Nhóm 01 STT Họ và tên MSSV 1 Võ Thị Trường An 2005190042 2 Nguyễn Thị Minh Anh 2005191563 Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2021 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án MỤC LỤC 1 Tình hình phát triển của ngành trồng nấm trên thế giới và ở Việt Nam 5 2 Giới thiệu chung về nấm 6 2.1 Một số đặc điểm sinh học 6 2.2 Giá trị của nấm trồng 7 3 Giới thiệu chung về nấm linh chi 11 3.1 Đặc điểm thực vật 12 3.2 Thành phần và công dụng của nấm linh chi 13 3.3 Quy trình sấy nấm 15 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 18 1 Bản chất của sấy 18 2 Phân loại phương pháp sấy 18 2.1 Phương pháp sấy nóng 18 2.2 Phương pháp sấy lạnh 19 3 Thiết bị sấy 20 3.1 Thiết bị sấy buồng 20 3.2 Thiết bị sấy hầm 21 3.3 Thiết bị sấy tháp 22 3.4 Thiết bị sấy thùng quay 22 3.5 Thiết bị sấy khí động 23 3.6 Thiết bị sấy phun 23 3.7 Thiết bị sấy tầng sôi 24 4 Tác nhân sấy 24 5 Lựa chọn thiết bị 25 6 Kỹ thuật sấy nấm 26 7 Sơ đồ nguyên lí hệ thống sấy nấm 27 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY 28 1 Cân bằng vật liệu 28 1.1 Các thông số ban đầu 28 1.2 Lượng ẩm cần bay hơi: ( trang 98 ) 29 1.3 Khối lượng vật liệu sau khi sấy: 29 1.4 Lượng vật liệu khô cần tuyệt đối 29 2 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án 2.2 Tính toán quá trình sấy lí thuyết 29 2.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài 29 2.2.2 Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy 31 2.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy 32 2.2.4 Tiêu hao không khí 32 2.2.5 Lượng nhiệt tổn thất cho quá trình sấy lý thuyết 33 2.2.6 Tính chọn thời gian sấy 33 2.3 Tính chọn số xe goong và kích thước của hầm sấy .36 PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY 37 3.1 Tính toán nhiệt hầm sấy 37 3.1.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi 37 3.1.2 Tổn thất do thiết bị vận chuyển 37 3.1.3 Tổn thất ra môi trường 38 3.2 Tính toán quá trình sấy thực tế 41 3.3 Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực 42 3.4 Thiết lập bảng cân bằng nhiệt 42 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 43 4.1 Tính chọn calorifer 43 4.2 Chọn quạt 48 3 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với sự đa dạng về các sản phẩm nông sản Các mặt hàng nông sản được thu hoạch theo mùa vụ và cần tích trữ để sử dụng lâu dài Do đó ngành công nghiệp thực phẩm nước ta rất chú ý đến quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm Mục đích của quá trình bảo quản thực phẩm là vẫn giữ được đặc tính ban đầu của thực phẩm, đồng thời tăng giá trị sản phẩm, giữ được trong thời gian dài Có rất nhiều phương pháp được sử dụng trong quá trình bảo quản và chế biến như ngâm đường, …và phương pháp sấy là một trong những phương pháp được sử dụng khá phổ biến Sấy là một phương pháp được nghiên cứu và sử dụng khá lâu đời Kỹ thuật sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô để bảo quản dài ngày Công nghệ này ngày càng phát triển trong công nghiệp cũng như công nghiệp chế biến hải sản, rau quả, lương thực, thực phẩm,…Từ đó làm phong phú hơn các sản phẩm thực phẩm như trái cây sấy, thịt khô, cá khô,… Thực tế cho thấy các quá trình nhiệt nói chung và quá trình sấy nói riêng là những quá trình công nghệ rất phức tạp Chẳng hạn quá trình sấy là quá trình tách chất ẩm khỏi vật liệu nhờ nhiệt và sau đó sử dụng tác nhân để thải ẩm ra môi trường với điều kiện năng suất cao, chi phí vận chuyển hàng, vốn đầu tư thấp nhưng sản phẩm phải có chất lượng tốt Để tìm hiểu sâu hơn về phương pháp sấy cũng như tính toán cho một vật liệu sấy cụ thể nên đề tài của chúng em là: Thiết 4 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án kế hầm sấy nấm với năng suất 600kg nguyên liệu độ ấm 75% Độ ẩm sản phẩm 14% Chúng em đã cố gắng hoàn thành công việc đúng thời hạn Tuy nhiên do kiến thức và nguồn tài liệu còn hạn chế, chúng em không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế, em rất mong sự góp ý để hoàn thiện đố án môn học này Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Lưu Dũng đã tận tình giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẤY 1 Tình hình phát triển của ngành trồng nấm trên thế giới và ở Việt Nam Ngành sản xuất nấm ăn đã hình thành và phát triển trên thế giới từ hàng trăm năm Hiện nay có khoảng 2.000 loài nấm ăn được, trong đó có khoảng 80 loài nấm ăn ngon và được nghiên cứu nuôi trồng nhân tạo (UNESSCO 20040 Việc nghiên cứu và sản xuất nấm ăn trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ và đã trở thành một ngành công nghiệp thực phẩm thực thụ Ở Châu Âu và Bắc Mỹ đã được cơ giới hóa toàn bộ nên năng suất và sản lượng rất cao Ở nhiều nước châu Á, trồng nấm còn mang tính chất thủ công, chủ yếu là trên quy mô gia đình và trang trại, sản lượng chiếm 70% tổng sản lượng nấm ăn toàn thế giới Ớ Nhật Bản, nghề truyền thống trồng nấm là nấm hương – Donko, mỗi năm đạt 1 triệu tấn 5 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Hàn Quốc nổi tiếng với nấm linh chi (Ganoderma), mỗi năm xuất khẩu thu về hàng trăm triệu USD Năm 1960, Trung Quốc đã bắt đầu trồng nấm, áp dụng các biện pháp cải tiến kỹ thuật, năng suất tăng 4-5 lần, sản lượng tăng vài chục lần Tổng sản lượng nấm của Trung Quốc chiếm 60% sản lượng nấm ăn của thế giới gồm nhiều loại nấm như; nấm mỡ, nấm hương, mộc nhĩ, nấm sò, nấm kim châm,…và một số loài nấm khác chỉ có ở Trung Quốc như Đông trùng hạ thảo, tuyết nhĩ Hàng năm Trung Quốc xuất khẩu hàng triệu tấn sang các nước phát triển, thu về nguồn ngoại tệ hàng tỷ đô la Hiện nay Trung Quốc đã dùng kỹ thuật “Khuẩn thảo học” để trồng nấm” nghĩa là dùng các loại cỏ, cây thân thảo để trồng nấm hay cho gỗ rừng và nguồn nguyên liệu tự nhiên ngày càng cạn kiệt, Ở Việt Nam thì đang nuôi trồng 6 loại nấm phổ biến ở các đia phương: nấm rơm, mộc nhĩ, nấm mỡ, nấm sò, nấm hương, nấm dược liệu (Linh chi, Vân chi, Đầu khi, ) và một số nấm khác trong thời kỳ nghiên cứu và thử nghiệm Nghề trồng nấm của nước ta đang phát triển nhưng ở quy mô nhỏ, lẻ hộ gia đình, trang trại Tổng sản lượng các loại nấm ăn và nấm dược liệu của Việt Nam hiện nay đạt khoảng trên 150.000 triệu tấn/ năm Kim ngạch xuất khẩu khoảng 60 triệu USD/ năm 2 Giới thiệu chung về nấm Nấm hay nấm lớn, nấm quả thể là loại cây không có hoa, có cuống hoa, không có lá và không có chất diệp lục, sống nhờ vào các ký sinh trùng hoặc thực vật hoại sinh Cấu tạo của nấm có nhiều sợi xơ màu đen, xanh lá cây, vàng hoặc xanh dương, những sợi xơ này có hai phần Phần thứ nhất là phần xơ trải dài giống như rễ cây, sống dựa vào chất ở bên dưới mà chúng mọc lên từ đó Phần 6 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án thứ hai giống như cái mũ tròn, có chứa bào tử Nấm bắt đầu sinh sôi nảy nở ở những nơi nóng và ẩm thấp 2.1 Một số đặc điểm sinh học Hình thái: Nấm ăn có cấu tạo căn bản gồm 2 phần: hệ sợi tơ nấm và quả thể Phần nhiều quả thể các nấm lớn rất đa dạng: hình dù với mũ nấm và cuống nấm (hình 1.1), có bao ngoài (hình 1.2), giống vỏ sò như nấm sò, hình cúp uốn nhăn, dạng cầu, dùi cui nhỏ (hình 1.3), dạng giống lỗ tai như nấm tai mèo Trên thực tế, khó mà kể hết các hình dạng của các nấm lớn Hình 1.1: Nấm hương Hình 1.2: Nấm rơm Hình 1.3 Nấm rơm lụa ( Hình dù ) ( có bao ngoài ) bạc ( dùi cui nhỏ ) Màu sắc của nấm lớn cũng rất khác nhau: trắng, xám, vàng, nâu đỏ, đen, tím,… Cấu trúc người bình thường gọi nấm, thực chất là quả thể hay tai tấm của loài nấm Phần sinh dưỡng (vegetative part) của loài nấm, được gọi là hệ sợi tơ nấm (mycelium), bao gồm một hệ các sợi mãnh nhỏ dài như các sợi chỉ mọc lan ra đất, khúc gỗ hay cơ chất trồng nấm Sau một thời gian tăng trưởng và dưới điều kiện thuận lợi, hệ sợi tơ nấm trưởng thành có thể sinh sản ra quả thể là tai nấm 7 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Sinh lý, sinh hóa: Nhóm nấm lớn đặc biệt này đòi hỏi các nguồn dinh dưỡng dồi dào hơn và các điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, không khí, pH, ánh sáng, ) phức tạp hơn để hình thành quả thể, so với việc tạo các bào tử vô tính ở vi nấm Nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho nấm lớn là các chất xơ lignocellulose của thực vật Điều đặc biệt là các nấm lớn, giống các loài nấm khác nói chung, có thể tiết ra các enzym mạnh (như cellulase, ligninase, ) phân rã các vật liệu lignocellulosic thành các chất dinh dưỡng dễ hấp thu Sinh thái: Các loài nấm được tìm thấy mọi nơi Sự xuất hiện của nấm lớn là một điều lạ đối với người thường: hoàn toàn khác thực vật xanh, chúng tăng trưởng không hạt, không lá và chồi, quả thể của chúng thình lình xuất hiện sau cơn mưa Do vậy được coi là “mọc nhanh như nấm” Hơn nữa, ở các chỗ ẩm ướt, như các lớp lá cây mục và các vùng rừng mưa, độ ẩm cao làm nấm lớn chỉ có thể xuất hiện sau cơn mưa Sự hình thành các quả thể nấm phụ thuộc rất nhiều vào kiểu mưa và trong một số năm có thể mất hẵn sự tạo thành tai nấm Trong trồng nấm, nhiều khi thất bại do không thu được quả thể 2.2 Giá trị của nấm trồng ♣ Giá trị kinh tế: Trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp, nấm là một trong những loại đối tượng sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất, do: Với diện tích nhỏ nhất vẫn có thể cho năng suất cao nhất nên có thể áp dụng trồng nấm ở quy mô nhỏ hay lớn, kinh tế hộ gia đình Nấm có chu kì sinh trưởng ngắn, quay vòng vốn nhanh, có thể ngừng sản xuất bất cứ lúc nào khi thời tiết bất thuận lợi nên thiệt hại không nhiều Nguyên liệu trồng nấm rẻ và sẵn 8 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Nấm là loại thực phẩm giá trị xuất khẩu cao Góp phần xóa đói giảm nghèo, nâng cao mức sống, giải quyết công ăn việc làm cho người lao động ở nông thôn ♣ Giá trị dinh dưỡng Nấm được xem là một loại rau, cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng cho con người như: hàm lượng protein (đạm thực vật) chỉ sau thịt, cá, rất giàu chất khoáng và các axit amin không thay thế, các vitamin A,B,C,D,E,…không có các độc tố Có thể coi nấm ăn như một loại “rau sạch” và “thịt sạch” Giá trị dinh dưỡng của một số nấm ăn phổ biến so với trứng gà thể hiện trong một số bảng sau: 9 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Theo thạc sĩ Cổ Đức Trọng: Nấm còn đem lại nguồn thực phẩm giàu đạm đầy đủ các acid amin thiết yếu, hàm lượng chất béo ít và là nhửng acid béo chưa bão hòa, do đó tốt cho sức khỏe, giá trị năng lượng cao, giàu khoáng chất và các vitamin Ngoài ra, trong nấm còn chứa nhiều hoạt chất có tính sinh học, góp phần ngăn ngừa và điều trị bệnh cho con người, vì hầu như các loài nấm ăn đều có tác dụng phòng ngừa chống u bướu Việt Nam bắt đầu có những căn bệnh của xã hội công nghiệp như stress, béo phì, xơ mỡ động mạch, huyết áp, ung thư…nếu mỗi tuần chúng ta đều ăn nấm ít nhất một lần thì cơ thể sẽ chậm lão hóa hơn và ngăn ngừa được những bệnh nêu trên Từ đó cho thấy, nấm còn là nguồn thực phẩm chức năng của thế kỉ 21 ► Đạm thô: Nấm có hàm lượng đạm cao Hàm lượng đạm thô ở một số loại nấm như: - Nấm mèo từ 4 - 8% - Nấm rơm lên đến 43% 10 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án b Tổn thất do khay đựng mang đi : Khay đựng sản phẩm làm bằng nhôm có đục lỗ với = 2 kg, = 0,86 kJ/kg Do đó: (theo Trần Văn Phú -Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008 –trang 103) = = = 31,4 kJ/kgh Vậy tổn thất do thiết bị truyền tải : = q x + qk = 13,04 + 31,4 = 44,44 kJ/kg ẩm 3.1.3 Tổn thất ra môi trường Diện tích tự do của hầm sấy: = (.- 14 ) = ( 1,1.1,8 – 14.1.0,05) = 1, 28 Tác nhân sấy khi vào hầm sấy có = 65 và = 11,2 % (Theo phụ lục 5 Tính toán và thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001- trang 196),với thông số này thể tích không khí ẩm chứa một kh không khí khô = 1,004 /kgkk Tương tự ta có tác nhân sấy ở = 35 và = 81,3 % => = 0,937 /kgkk Do đó: = = = 22819,74 = = = 21297,12 Lượng thể tích trung bình: = 22058,37 = 6,127 Lưu lượng tác nhân sấy tối thiểu: = = = 4,43 m/s (trần phú ,2001-trang 198) Tường hầm sấy làm bằng gạch đỏ có bề dày 0,25m và hệ số dẫn nhiệt là 0,77W/K 43 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Do lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực V bao giờ cũng lớn hơn Do đó ta giả thiết tốc độ trong quá trình sấy thực là w = 4,5 m/s - Các dữ liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua 2 tường bên hầm sấy: + Nhiệt độ dịch thể nóng trong trường hợp này là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: = = = 50 + Nhiệt độ dịch thể lạnh là nhiệt độ môi trường: = 27,2 Kích thước xác định chiều cao tường hầm sấy: H h = 1800 mm và hệ số dẫn nhiệt: = 0,77 W/mK Chúng ta đem tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng bức với tốc độ v = 4,5 m/s, không khí bên ngoài chuyển động đối lưu tự nhiên và chảy rối Hệ số trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và tường bên k tb: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và tường hầm sấy thực α1 và giữa mặt ngoài tường hầm với môi trường α2 tính theo công thức sau: = 6,15 + 4,17.w = 6,15 + 4,17.4,5 = 24,915 W/ (công thức 7.46 trang 144 Tính toán và thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001) = (công thức 7.50 trang 145 Tính toán và thiết kế hệ thống sấy-Trần Văn Phú, NXBGD,2001) Từ đây, phương pháp lặp theo công thức: = (-)= ()(+)=(-) Giả sử: Nhiệt độ mặt trong của tường sấy hầm : 44 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án = 35,56 W/ = - = 48,7 - = 37,15 Chênh lệch nhiệt độ giữa mặt ngoài của tường với môi trường: = 37,15 – 27,2 = 9,95 Nhiệt độ xác định = (/2 = = 32,2 Tại tra bảng (I.255 STQTTBT1 trang 318) ta được: = 2,69 W/m.độ v = 16,19./s Pr = 0,7 = = = 6,9 2.= 4,6 ( Tra hệ số C,n từ bảng : Vì chế độ chuyển động là chảy rối nên C= 0.135; n=1/3) = 0,135= 224,51 = = = 3,35 W/K = (-) =3,35.( 37,15 – 27,2) = 33,33 W/ - So sánh sai số của dòng nhiệt : 100% = 6,27% Vì sai số của dòng nhiệt không quá 10% Do đó: - Tổn thất qua 2 tường bên: = = = 1,507 W/K Tiết diện tường bên: = = = 17,87 kJ/kgh - Hệ số trao đổi nhiệt giữa TNS và trần : = = = 1,74 - : 45 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án Tiết diện trần hầm sấy: = = = 6,305 kJ/kgh - Tổn thất qua 2 cửa hầm sấy Cửa hầm sấy được làm bằng thép có chiều dày = 5mm và hệ số dẫn nhiệt = 0,5 W/K Do đó: = = = 2,86 W/ Tiết diện cửa: Cửa phía TNS vào có độ chên lệch nhiệt độ ( còn nửa đầu kia có độ chênh lệch bằng ( Do đó: = = = 2,194 kJ/kgh - Tổn thất qua nền : Tiết Nhiệt độ trung bình của TNS từ khi đi vào đến khi ra khỏi HTS là Tiết diện nền: Giả sử tường hầm sấy cách tường bao che của phân xưởng là 2m qntb = 34,866 W/m2 = = 5,541 kJ/kgh - Tổng tổn thất ra môi trường: = + = 17,87+ 6,305 + 2,194 + 5,541 = 31,91 kJ/kgh Tổng tổn thất - = 4,18.27,2 – 25,53 – 44,44 – 31,91 = 11,816 kJ/kg ẩm 3.2 Tính toán quá trình sấy thực tế - Thông số trạng thái TNS sau quá trình sấy thực: = = 0,0183 + = 0,03 (kg ẩm/kgkkk) 46 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án = +) = 112,9652 + 11,816.( 0,03 – 0,0183)= 113, 103 Kj/kgkkk = = 100% = 80,7% 3.3 Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực - Lượng không khí khô thực tế: L = = = 36199,05 V =.L = 1,001 36199,05 = 36235,25 /h - Kiểm tra tốc độ giả thiết: v = = 3.4 Thiết lập bảng cân bằng nhiệt - Nhiệt lượng có ích : = 2493 + = 2569,99 = = 2569,99 – 4,18.27,2 = 2456,294 - Tổn thất nhiệt do TNS mang đi : ()) = 36199,05/423,529 1,036 ( 35- 27,2) = 690,66 - Tổn thất nhiệt theo tính toán = ++ = 2456,294 +690,66 +25,53 +44,44 + 31,91 = 3248,834 - Nhiệt lượng Calorifer cần cung cấp q: ) = ( 112,9652 – 73,8025) = 3347,238 ẩm Sai số = = 2,93% Bảng cân bằng nhiệt 47 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án TT Đại lượng 1 Nhiệt lượng có ích 2456,29 2 3 4 5 Tổn Tổn Tổn Tổn 4 690,66 25,53 44,44 31,91 6 trường Tổng nhiệt theo 3248,83 7 tính toán Tổng nhiệt lượng 4 3347,23 8 thất thất thất thất Kí hiệu do TNS do VLS do TBTT ra môi q ẩm tiêu hao 8 Sai số tương đối - Hiệu suất nhiệt của hầm sấy: % 2,93 = = = 75,6% ( KTS- Trần Văn Phú, Trang 106) CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 4.1 Tính chọn calorifer Trong kỹ thuật sấy người ta thường sử dụng 2 loại caloriphe để đốt nóng không khí: caloriphe khí-hơi và calorife khí - khói Trong đồ án này, chúng em cũng chọn calorife khí - hơi, Calorifer khí-hơi là loại thiết bị có vách ngăn Trong ống là hơi bảo hòa ngưng tụ và ngoài ống là khí chuyển động Do hệ số tỏa nhiệt khi ngưng αN của hơi lớn hơn hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài của ống với không khí Theo lí thuyết truyền nhiệt, phía không khí thường được làm cánh để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt Nhiệt lượng mà caloriphe cần cung cấp cho tác nhân sấy Q là: ) = 36199,05( 112,9652 – 73,8025) = 1417652,535[KJ/h] = 393,792 kW Do nhiệt độ tác nhân sấy không cao lắm nên ta chọn lò hơi có áp suất bão hoà là 2 bar Tra bảng nước và hơi nước bão hoà theo áp 48 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án suất ta có ẩn nhiệt hoá hơi r = 2202 KJ/kgđộ Nhiệt độ hơi bão hoà là 120oC Với công suất nhiệt của Caloriphe yêu cầu trong quá trình tính toán sấy thực tế ở trên ta có Q caloriphe = 393,792 kW Coi hiệu suất của Caloriphe là 90% (10% tổn thất bụi bẩn, vật liệu chế tạo lâu ngày bị ăn mòn) do đó công suất nhiệt mà hơi nước vận chuyển cho thiết bị sấy: Qcal = = = 437,54 kW Giả sử hiệu suất truyền nhiệt của caloriphe là  Lưu lượng hơi cần cung cấp là: (kg/h) Các thông số ban đầu của caloriphe: Đường kính ống d2/d1 Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ không khí không khí hơi nước hơi nước ra vào (C) ra (C) vào (C) (C) (mm) 24/22 27,2 65 120 120 Ống làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt � = 45 �⁄�� Chùm ống bố trí so le với bước ống: �1 = 0,08 �; �2 = 0,045 � Cánh làm bằng đồng có hệ số dẫn nhiệt �� = 110 �⁄�� Đường kính cánh: �� = 40 �� Chiều dày cánh: �� = 0,5 �� Bước cánh: � = 3 �� Đường kính ống: �� = 0,6 � Chiều dài phần nằm ngang của ống: l =1,2m Tính chênh lệch nhiệt độ: Ta có: Hiệu số nhiệt độ của 2 dòng lưu chất ở đầu vào và ra của caloriphe: (15.5 và 15.6) 49 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án  Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình của khí và hơi: o C (công thức 15.4-kỹ thuật sấy, trang 218) = 120 – 72,7 = 47,3 Tính hệ số cấp nhiệt cho ống ngoài  2 (Trang 220 [8]) Bước cánh: sc  t   c  0,003  0,0005  0,0035m Số cánh trên một ống: (Trang 219 ) nc  l 1.2   342,85  c  t 0, 0035 → Lấy nc  343 cánh Chiều cao của cánh: (Trang 219 [8]) h d c  d 2 0, 04  0,024   0, 008m 2 2 Diện tích phần không làm cánh của một ống: (Trang 219 [8]) Diện tích phần cánh của một ống: (Trang 219 [8]) Đường kính tương đương của ống: (Trang 219 [8]) Khi đó, tốc độ không khí cực đại tại khe hẹp nhất của caloriphe: (Trang 220 [8]) 50 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm max   1 ( d 2 2h c  ) s1 s1 sc Đồ án  2,5  3, 72 0, 024 2.0,008.0, 0005 1 (  ) 0, 08 0, 08.0,0035 (m/s) - Xác định các tiêu chuẩn đồng dạng : (Trang 220-KTS) Với nhiệt độ trung bình không khí ℃ ta tìm được: v  17,95.106 ( m 2 / s),   2,83.10 2 (W/m.độ) Re  max d td 3, 72.0, 027   5595,54 v 17,95.106 Với ống so le, chuẩn số Nusselt: (Trang 220 [8]) Nu  0, 251Re0,67 ( s1  d 2 0,2 s1  d 2 ) (  1) 0,2 d2 t  0, 251.5595,540,67 ( 0, 08  0, 024 0,2 0, 08  0, 024 ) (  1)0,2 0, 024 0, 003  37,87 - Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu phía không khí: Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của cánh: (Trang 220) c  Nu.k 37,87.2,83.10 2   39, 69(W / m 2 K ) dtd 0, 027 Diện tích ngoài của một ống có cánh: dC 0, 04   1, 66 nc d 0, 024 Hiệu suất cánh , với 2  2. C 2.39, 69   38 C  C 110.0, 0005  h   h  38.0, 008  0,30 51 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án dC Với d 2 và  h = 0,30; từ biểu đồ nC  f (dC d 2  h ) ta tìm được: nC  0,97 Hệ số trao đổi nhiệt tương đương phía ống có cánh: (Trang 220 ) Hệ số cách  C : (Trang 221) C  1  nC ( dC2  d 22 ) 343(0, 042  0, 024 2 )  1  7, 65 2d1l 2.0, 022.1, 2 Hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi nước bão hòa trên đường ống khi màng chất ngưng tụ chảy tầng (Trang 221) Chọn Ta sẽ kiểm tra lại độ chênh lệch độ này sau khi tính được hệ số truyền nhiệt k Khi đó: Hệ số dẫn nhiệt: (Trang 221) k 1 1  1   1   2 C  1  290W / m 2 K 1 0, 001 1   26964 45 38, 64.7, 65 Kiểm tra lại độ chênh (tb  tw ) Mật độ dòng nhiệt truyền qua caloriphe: (Trang 221 ) Theo phương trình truyền nhiệt, ta có mật độ truyền nhiệt qua mặt phẳng: (Trang 221) 52 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án o Như vậy, giả thiết (tb  tw )  0, 7 C là chính xác Diện tích bề mặt bên trong của calorifer: Lấy hiệu suất calorifer C = 0,75(C = 0,5÷0,75) (Trang 329 ) (Trang 326 ) Số ống cần thiết: (Trang 221 ) (ống) Số ống trong một hàng: Chọn số hàng ống z= 25 (Trang 221 ) ống Tổng số ống calorifer: (Trang 221 ) ống Kích thước calorifer: Chiều dài: l= 1200mm Chiều rộng: Chiều cao: 4.2 Chọn quạt Lưu lượng quạt: V = 3,39 m3 /s Thể tích không khí ẩm theo điều kiện tiêu chuẩn ( = 0, = 760mmHg) = (15.14- sách KTS) Với : o: khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn o = 1,293 kg/m3 53 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án = = 27918,832/h Cột áp toàn phần mà quạt phải thực hiện: P =  +  + +  +  (15.14) Vậy:  = 50 mm : trở lực qua Calorifer  = 0: trở lực qua đường ống dẫn = 30 mm: trở lực qua thiết bị sấy  = 0: trở lực qua thiết bị lọc bụi  = 40mmH2O: áp suất đọng của khí thoát P = 50+30+40 = 120 mm Vậy tổng công suất của quạt: N= k = 1,1 = 19,39 Kw (15.17) Trong đó: k là hệ số dự phòng Chọn k =1,1 là hiệu suất của quạt Chọn Vậy chọn công suất quạt : N = 20 kW 54 ... nhân sấy Thiết bị sấy 3.1 Thiết bị sấy buồng - Cấu tạo chủ yếu thiết bị sấy buồng buồng sấy Nếu dung lượng buồng sấy bé thiết bị khay sấy người ta gọi hệ thống sấy buồng tủ sấy - Là thiết bị sấy. .. thường dùng loại sấy phun loại tầng sơi Vì vậy, với vật liệu sấy Nấm ta 29 GVHD: Trần Lưu Dũng Kỹ Thuật Thực Phẩm Đồ án chọn phương pháp sấy hầm Sấy hầm thiết bị sấy liên tục, suất cao mà đảm... 20 3.1 Thiết bị sấy buồng 20 3.2 Thiết bị sấy hầm 21 3.3 Thiết bị sấy tháp 22 3.4 Thiết bị sấy thùng quay 22 3.5 Thiết bị sấy khí