Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ ĐỀ TÀI SẤY TRÀ BĂNG TẢI NĂNG SUẤT 30.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ ĐỀ TÀI SẤY TRÀ BĂNG TẢI NĂNG SUẤT 300 KG/H SVTH: Nguyễn Phạm Như Ngọc MSSV: 18128042 Nguyễn Hồng Đĩnh MSSV: 18128014 GVHD: TS Đặng Đình Khơi TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC -oOo - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ Giảng viên hướng dẫn: Đặng Đình Khôi Họ tên sinh viên thực hiện: MSSV Nguyễn Hoàng Đĩnh Nguyễn Phạm Như Ngọc Tên đồ án: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Các số liệu ban đầu: • Năng suất sản phẩm sấy: 300 kg/h • Độ ẩm nguyên liệu đầu vào 60% • Độ ẩm sản phẩm sau sấy 5% • Tác nhân sấy khơng khí nóng • Các số liệu khác tự chọn u cầu phần thuyết minh tính tốn: 1) Tổng quan sản phẩm qui trình cơng nghệ sấy liên quan 2) Đề nghị qui trình sấy trà 3) Tính cân vật chấtnăng lượng 4) Tính cấu tạo thiết bị 5) Chọn thiết bị phụ phù hợp 6) Kết luận Yêu cầu trình bày vẽ: • 01 vẽ qui trình khổ A1 01 vẽ khổ A4 kẹp tập thuyết minh • 01 vẽ cấu tạo thiết bị khổ A1 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 05/03/2021 Ngày hoàn thành đồ án: 16/08/2021 Tp Hồ Chí Minh, ngày TRƯỞNG BỘ MƠN Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ – NĂM HỌC 2020 – 2021 MÃ MƠN HỌC: PWPD322703 GVHD: TS Đặng Đình Khơi Sinh viên: Nguyễn Hoàng Đĩnh MSSV: 18128014 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Kết đánh giá STT Thang điểm Nội dung Xác định đối tượng yêu cầu thiết kế – 1,0 Lập qui trình cơng nghệ tính tốn chi tiết thiết bị – 2,5 Điểm số Đánh giá phù hợp, điểm mạnh, yếu thiết kế – 0,75 Lập kế hoạch triển khai thực thiết kế – 0,75 Lập vẽ với phần mềm chuyên dụng – 2,5 Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, xác logic – 1,0 Hoàn thành trách nhiệm cá nhân nhóm – 0,75 Thực kế hoạch công việc GV giao – 0,75 TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ……………………………………….) 10 Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm Các nhận xét khác (nếu có) Kết luận: Được phép bảo vệ : Không phép bảo vệ : Ngày …… tháng … năm 20… Người nhận xét (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ – NĂM HỌC 2020 – 2021 MÃ MÔN HỌC: PWPD322703 GVPB: Sinh viên: Nguyễn Hoàng Đĩnh MSSV: 18128014 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Kết đánh giá STT Thang điểm Nội dung Lập qui trình cơng nghệ tính tốn chi tiết thiết bị – 2,5 Lập vẽ với phần mềm chuyên dụng – 2,5 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, xác logic – 1,0 Trình bày nội dung cốt lõi đồ án – 1,0 Điểm số – 3,0 Trả lời câu hỏi phản biện TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ……………………………………….) 10 Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm Các nhận xét khác (nếu có) Ngày …… tháng … năm 20… Người phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HÓA HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ – NĂM HỌC 2020 – 2021 MÃ MÔN HỌC: PWPD322703 GVHD: : TS Đặng Đình Khơi Sinh viên: Nguyễn Phạm Như Ngọc MSSV: 18128042 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Kết đánh giá STT Thang điểm Nội dung Xác định đối tượng yêu cầu thiết kế – 1,0 Lập qui trình cơng nghệ tính toán chi tiết thiết bị – 2,5 Đánh giá phù hợp, điểm mạnh, yếu thiết kế – 0,75 Lập kế hoạch triển khai thực thiết kế – 0,75 Lập vẽ với phần mềm chuyên dụng – 2,5 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, xác logic – 1,0 Hồn thành trách nhiệm cá nhân nhóm – 0,75 Thực kế hoạch công việc GV giao – 0,75 TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ……………………………………….) 10 Điểm số Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm Các nhận xét khác (nếu có) Kết luận: Được phép bảo vệ : Không phép bảo vệ : Ngày …… tháng … năm 20… Người nhận xét (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ – NĂM HỌC 2020 – 2021 MÃ MÔN HỌC: PWPD322703 GVPB: TS Đặng Đình Khơi Sinh viên: Nguyễn Phạm Như Ngọc MSSV: 18128042 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Kết đánh giá STT Thang điểm Nội dung Lập qui trình cơng nghệ tính tốn chi tiết thiết bị – 2,5 Lập vẽ với phần mềm chuyên dụng – 2,5 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, xác logic – 1,0 Trình bày nội dung cốt lõi đồ án – 1,0 Trả lời câu hỏi phản biện – 3,0 TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ……………………………………….) Điểm số 10 Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm Các nhận xét khác (nếu có) Ngày …… tháng … năm 20… Người phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM & QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẤY BĂNG TẢI 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.2 Quy trình cơng nghệ sấy băng tải CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẤY BĂNG TẢI 2.1 Sơ đồ quy trình 2.2 Thuyết minh sơ đồ quy trình CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Thơng số tính tốn khơng khí 3.2 Cân vật chất 3.3 Cân lượng 3.4 Tính vận tốc dịng khí CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 4.1 Tính kích thước thiết bị 4.2 Tính kích thước thân thiết bị 4.3 Động băng tải CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN TỔN THẤT NHIỆT VÀ LẬP BẢNG CÂN BẰNG NHIỆT 5.1 Sấy lý thuyết 5.2 Tổn hao nhiệt trình sấy thực 5.3 Tính tốn q trình sấy thực 5.4 Lập bảng cân nhiệt CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 6.1 Tính toán thiết bị cho vùng sấy 6.2 Tính chọn cyclone 6.3 Tính trở lực 6.4 Tính chọn quạt KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC ẢNH LỜI MỞ ĐẦU Trà thức uống phổ biến thứ giới, sau nước Tất loại trà giới làm từ loại cây, gọi trà (Camellia Senensis), mọc cao nguyên vùng nhiệt đới, trà sử dụng để sản xuất trà Trà ban đầu có xuất sứ từ Trung Quốc, người ta biết dùng trà 2500 năm trước Sau trà vận chuyển sang Ấn Độ Con Đường Tơ lụa, công ty Đông Ấn thuộc người Anh phát u thích đồ uống Và từ khiến trà trở nên phổ biến khắp Châu Âu toàn giới Ở Việt Nam, việc sản xuất trà số lượng lớn, tạo tiền đề phát triển thành ngành công nghiệp bắt đầu Pháp xâm lược vào năm 1890 Dẫn đến hình thành trung tâm nghiên cứu Phú Thọ để phát triển giống trà lai khác Tuy nhiên dù xuất phát chậm Việt Nam nước sản xuất chè lớn thứ xuất chè lớn thứ toàn cầu, với 130 000 diện tích trồng chè 500 sở sản xuất, chế biến, công suất đạt 500 000 chè khô/năm Các sản phẩm chè ngày đa dạng, phong phú chủng loại, đảm bảo phục vụ nhu cầu tiêu thụ người tiêu dùng nước như: Chè lăn, chè xanh, chè Ô Long, chè Hương, chè Thảo dược Trong sản xuất trà, bước cuối bước quan trọng nhất, sấy trà Nhằm để tạo thành phẩm cuối trước phân loại đóng gói, trà phải qua hầm sấy thổi khí nóng làm bay lượng ẩm trà để trà chuyển thành màu nâu đen sẵn sàng tiêu dùng Cụ thể phương pháp có tên gọi phương pháp sấy băng tải Trong môn học đồ án trình thiết bị này, chúng em trình bày thiết kế thân cho hệ thống sấy băng tải trà để đạt suất 300 kg/h 10 +Ống dẫn khí có đường kính mm +Tương ứng với nhiệt độ sau khỏi calorifer t1= 1010C, tra (Bảng I.255, Tr318 [4]) ta được: Kg/m3 m2/s Vận tốc khơng khí ống dẫn: m/s Tương tự ta có: Vậy: N/m2 6.3.1.5 Trở lực ma sát thiết bị sấy: Tại nhiệt độ trung bình t= 630C ta có: Kg/m3, m2/s λ: hệ số ma sát, λ = 0,02 ÷ 0,05 ta chọn λ = 0,02 (theo T224[4]) l: chiều dài mà TNS chuyển động l = 23m 1,060 Kg/m3 ω : vận tốc TNS hầm, ω = 18,165 m/s Vậy: 87,08 N/m2 6.3.1.6 Trở lực ma sát đường ống từ buồng sấy đến cyclone: 57 Chọn L= m: chiều dài ống dẫn từ buồng sấy đến cyclone Lưu lượng khơng khí ống lưu lượng khơng khí sau khỏi buồng sấy V = m3/h = 4,74 m3/s m2 m/s Tương ứng với nhiệt độ khơng khí sau khỏi buồng sấy 400C, tra (Bảng I.255, Tr318 [4]) ta được: Kg/m3 m2/s Chuẩn Reynolds: Nên chọn chế độ chảy xoáy Hệ số ma sát: Suy N/m2 6.3.1.7 Trở lực ma sát đường ống từ cyclone đến quạt hút Chọn L= m: chiều dài ống dẫn từ cyclone đến quạt hút Lưu lượng khơng khí ống lưu lượng khơng khí sau khỏi xyclon: V = m3/h = 4,74 m3/s 58 m2 m/s Tương ứng với nhiệt độ khơng khí sau khỏi buồng sấy 400C, tra (Bảng I.255, Tr318 [4]) ta được: Kg/m3 m2/s Chuẩn Reynolds: Nên chọn chế độ chảy xoáy Hệ số ma sát: Suy N/m2 6.3.1.8 Trở lực cục đột mở vào calorifer: Ta có: Trong diện tích mặt cắt ngang ống m2 m2 : chu vi mặt cắt ngang ống m m Suy m 59 Diện tích mặt cắt ngang calorifer m2 Suy Vận tốc dịng khí thổi ống: m/s Chuẩn Reynolds: Nên xác định theo (Bảng No13, Tr387 [4]), suy 0,423 N/m2 6.3.1.9 Trở lực cục đột thu từ calorife ống dẫn khơng khí nóng Ta có: Trong diện tích mặt cắt ngang ống m2 m2 : chu vi mặt cắt ngang ống m m Suy m Diện tích mặt cắt ngang calorifer m2 Suy 60 m/s Chuẩn Reynolds: Nên xác định theo (Bảng No13, Tr387 [4]), suy N/m2 6.3.2 Trở lực cục đột mở từ đường ống vào buồng sấy Chọn đường kính ống d= 0.6 m Tương ứng với nhiệt độ khơng khí vào buồng sấy 1010 C , tra (Bảng I.255, Tr 318 [4]) ta : 0,946 Kg/m3 23,12 m2/s Diện tích mặt cắt ngang ống: m2 Diện tích mặt cắt ngang buồng sấy: Fs = dài x rộng = 1,1 x 0,71 = 0,781 m2 Vận tốc khơng khí là: m/s Chuẩn Reynolds: Nên chọn chế độ chảy xoáy 61 Tỷ số Nên xác định theo (Bảng No13, Tr387 [4]), suy N/m2 6.3.2.1 Đột thu từ hầm sấy vào ống dẫn cyclone chọn ống có đường kính φ = 0,5 m Nên xác định theo (Bảng No13, Tr387 [4]), suy 0,38 N/m2 Vậy tổng trở lực là: 2855,02 6.4 Tính chọn quạt 6.4.1 Quạt đẩy đặt trước calorifer: -Lưu lượng khơng khí đẩy vào 108 = 4,45 m3/s -Áp suất làm việc tồn phần (CT II.238a, Tr 463, [4]) Trong đó: Hp trở lực toàn hệ thống N/m2 62 N/m2 t0 nhiệt độ làm việc lúc đầu khơng khí: t0= 250C B áp suất làm chỗ làm việc: B=735,5 mmHg Ρ khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn: Kg/m3 khối lượng riêng khí điều kiện làm việc: Kg/m3 Thay số vào ta có: N/m2 Dựa vào suất, áp suất làm việc mà quạt cần theo đồ thị đặc tuyến quạt (Tr489 [4]) ta chọn quạt có hiệu suất khoảng 0,6 Cơng suất trục động điện Trong đó: hiệu suất quạt hiệu suất truyền động qua bánh đai Thay số vào ta kW Công suất thiết lập động điện: (CT II.240, Tr464 [4]) Trong k hệ số dự trữ, với N >5 ta chọn k = 1,1 (Bảng II.48, Tr464 [4]) Vậy cơng suất động là: Qđc = 1,1 × 134,77= 148,247 kW 6.4.2 Quạt hút đặt sau cyclone: Lưu lượng hút: m3/h 63 = 4,85 m 3/s Áp suất làm việc toàn phần: (CT II.238a, Tr 463, [4]) Trong đó: N/m2 t2: nhiệt độ khơng khí sau khỏi thiết bị sấy: t2= 40 0C ρkk: khối lượng riêng của khơng khí điều kiện làm việc: ρkk= 1.128 Kg/m3 ρ: khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn: ρ= 1.125 Kg/m3 B: áp suất nơi đặt quạt: B=735,5 mmHg Thay số vào cơng thức ta có: N/m2 Dựa vào suất, áp suất làm việc mà quạt cần theo đồ thị đặc tuyến quạt (Tr485 [4]) ta chọn quạt có hiệu suất khoảng 0,72 Cơng suất trục động điện Trong đó: hiệu suất quạt hiệu suất truyền động qua bánh đai Thay số vào ta kW Công suất thiết lập động điện: (CT II.240, Tr464 [4]) Trong k hệ số dự trữ, với N >5 ta chọn k = 1,1 (Bảng II.48, Tr464 [4]) Vậy cơng suất động là: Qđc = 1,1 × 123,63 = 136 kW 64 KẾT LUẬN -Sau học kì nghiên cứu, tìm đọc tài liệu khơng thể không kể đến giúp đỡ kĩ thầy Đặng Đình Khơi, chúng em hồn thành đồ án thiết kế hệ thống sấy băng tải trà suất 300 kg/h -Những kiến thức kỹ chúng em học tích lũy sau trình thực đồ án là: +Biết kiến thức tổng quan nguyên liệu trà xanh, nguồn gốc, thành phần hàm lượng +Biết thêm dây chuyền xử lý trà xu hướng thị trường để tạo loại sản phẩm trà khác sản phẩm trà qua máy ‘Orthodox’, nhằm nhắm đến người tiêu dùng muốn trải nghiệm vị ‘thật’ trải nghiệm mùi vị trà trộn loại trà khác Còn sản phẩm trà qua máy CTC hay máy ‘Unorthodox’, trà có vị đậm, đắng, mạnh kết hợp với sữa, đường + Chọn qui trình sấy trà sấy băng tải công nghiệp áp suất thường, sử dụng băng tải +Biết cách tính toán cân vật chất cân lượng Tìm số liệu liên quan lượng khơng khí khơ tiêu hao để làm bốc 412,5 kg ẩm/h 18092,105 kg kk khô/h + Biết cách tính thơng số cho kích thước thiết bị Với số liệu sau, chiều dài hầm 22,4m, chiều cao toàn máy 1,4m, chiều rộng hầm 0,71m, + Biết cách tính thông số cho ba thiết bị phụ calorifer, cyclone quạt Ở caloriphe, ta có thơng số chiều dài 2,22m, chiều rộng 2,67m, chiều cao 1,8m Ở cyclone, ta chọn loại đơn có đường kính D = m Ở quạt, ta chọn quạt đẩy loại có hiệu suất khoảng 0,6 quạt hút loại có hiệu suất khoảng 0,72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Phú, “Tính tốn thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo dục [2] Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, “Cơ học vật liệu rời”, NXB KHKT 65 [3] Phạm Văn Thơm, “Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng”, Đại học Cần Thơ, 1997 [4] Nguyễn Bin cộng sự, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999 [5] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, “Ví dụ tập”, tập 10 sách “Qúa trình thiết bị cơng nghệ hóa học”, trường ĐH Bách Khoa TpHCM [6] Nguyễn Bin cộng sự, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999 [7] Nguyễn Văn Lụa, “Kĩ thuật sấy vật liệu”, tập sách “Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM [8] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB Giáo dục, 1999 66 67 ... kiện thiết kế cho thiết bị sấy hầm vận chuyển băng tải: +Năng suất sản phẩm sấy: 300 kg/h +? ?ộ ẩm nguyên liệu đầu vào: 60% +? ?ộ ẩm sản phẩm sau sấy: 5% +Tác nhân sấy khơng khí nóng +Chế độ sấy có... đề tài: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Kết đánh giá STT Thang điểm Nội dung Xác định đối tượng yêu cầu thiết kế – 1,0 Lập qui trình cơng nghệ tính tốn chi tiết thiết bị... đồ án: Thiết kế hệ thống sấy băng tải sấy trà suất 300 kg/h Các số liệu ban đầu: • Năng suất sản phẩm sấy: 300 kg/h • Độ ẩm nguyên liệu đầu vào 60% • Độ ẩm sản phẩm sau sấy 5% • Tác nhân sấy khơng