BÁO CÁO THỰC TẬP QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY

1 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA HÓA NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM THỰC TẬP QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ SẤY HẠT ĐẬU XANH GVHD TS Phạm Thị Đo.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA HĨA NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  THỰC TẬP QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ SẤY HẠT ĐẬU XANH GVHD : TS.Phạm Thị Đoan Trinh NHÓM: SVTH : Hồ Tấn Hoàng Nguyễn Thị Hiền Lê Thị Minh Nga Nguyễn Văn Huy Lê Thị Ngọc Trâm Nguyễn Thị Thu Hà Đà Nẵng, năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN TĨM TẮT Tên đề tài: Thực tập q trình thiết bị – Thiết kế hệ thống thiết bị sấy thùng quay dung để sấy hạt đậu xanh Bài báo cáo gồm phần sau: Mở đầu: Phần 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG Chương 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐƯỜNG Chương 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG Phần 2: THỰC HÀNH Chương 1: LÝ THUYẾT Chương 2: BÀI TẬP NỘI DUNG CÔNG VIỆC VÀ PHÂN CÔNG Tên Trâm Huy Hiền Cơng việc Tính chất hóa lý, phương pháp điều chế, ứng dụng sản phẩm sấy hạt đậu xanh Tóm tắt nội dung nhà máy đường buổi Sơ lược trình sấy, chọn quy trình thuyết minh sơ đồ lưu trình cơng nghệ LÝ Tóm tắt nội dung nhà máy đường buổi THUYẾT Granchart Slide Tóm tắt tổng hợp phần nhà máy đường Tính thời gian sấy Tóm tắt nội dung quy trình sản xuất đường Tính tốn cân nhiệt lượng Tính tốn thiết bị Hồng Nga Hà TÍNH TỐN Cân vật chất Tổng hợp word Excel Cân vật chất Tóm tắt nội dung nhà máy đường buổi DEADLINE Ghi 11h59pm ngày 16/1/2022 4pm ngày 22-1-2022 8pm ngày 17/1/2022 8pm ngày 16/1/2022 TIẾN ĐỘ CÔNG VIỆC STT 11 CÔNG VIỆC GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG VÀ QUÁ TRÌNH CN SEMINAR VỀ CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐƯỜNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ LÝ THUYẾT THỜI GIAN BẮT ĐẦU KẾT THÚC 11/1/2022 12/1/2021 13/1/2022 13/1/2022 14/1/2022 14/1/2022 23/1/2022 15/1/2022 TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 15/1/2022 16/1/2022 TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 17/1/2022 18/2021 TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 19/1/2022 20/12022 BẢO VÊ THỰC TẬP 11/1/2022 21/1/2022 Mục lục NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN TÓM TẮT NỘI DUNG CÔNG VIỆC VÀ PHÂN CÔNG TIẾN ĐỘ CÔNG VIỆC Danh sách hình vẽ Danh sách bảng Lời nói đầu 10 PHẦN 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG 1.1 Lịch sửa đời: 1.2 Thông tin nhà máy: 1.3 Quy trình hoạt động nhà máy: Chương 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG [13] 2.1 Giai đoạn khai thác nước mía 2.2 Giai đoạn hịa đường thơ 2.3 Giai đoạn làm nước mía 2.4 Qúa trình đặc 10 2.5 Giai đoạn kết tinh đường 11 2.6 Ly tâm 12 2.7 Sấy đường 12 Phần 2: THỰC HÀNH 13 Chương 1: LÝ THUYẾT 13 1.1 Mở đầu: 13 1.1.1 Sơ lược trình sấy: 13 1.1.2 Một số phương pháp sấy: 13 1.1.3 Ứng dụng trình sấy: 14 1.2 Sơ lược nguyên liệu hạt đậu xanh: 14 1.3 Quy trình sấy hạt đậu xanh: 14 1.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy sấy thùng quay: 15 1.4.1 Cấu tạo máy sấy thùng quay: 15 1.4.2 Nguyên lý hoạt động máy sấy: 16 1.5 Ưu điểm nhược điểm máy sấy thùng quay: 16 1.6 Tính chất hóa lý hạt đậu: 16 1.7 Phương pháp điều chế: (TCVN 8797: 2011) 17 1.8 Ứng dụng: 17 Chương 2: TÍNH TOÁN 18 2.1 Cân theo vật liệu sấy: 18 2.1.1 Các thông số ban đầu: 18 2.1.2 Cân theo tác nhân sấy: 19 2.2 Cân nhiệt lượng: 23 2.2.1 2.3 Sấy lý thuyết: 23 Tính tốn thiết bị chính: 26 2.3.1 Các thông số ban đầu: 26 2.3.2 Kích thước thùng sấy: 26 2.3.3 Chiều dày thùng sấy thép CT3: 27 2.3.4 Thời gian sấy: 27 KẾT LUẬN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 Danh sách hình vẽ Hình Cơng ty TNHH MTV Thành Thành Cơng Gia Lai Hình Gia nhiệt Hình Búa đập Hình Khu cán ép Hình Thu hồi nước ngưng Hình Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất đường mía Hình Sơ đồ trình ép thấm thấu đơn Hình Sơ đồ trình ép thấm thấu kép Hình Cấu tạo bàn lóng Hình 10 Thiết bị lắng Hình 11 Thùng lắng nhanh SRI Hình 12 Hệ bốc chân khơng bốn hiệu Hình 13 Nồi bốc cô đặc mật chè nồi nấu-kết tinh đường Hình 14 Mơ hình máy sấy thùng quay Hình 15 Ứng dụng bánh đậu xanh Hình 16 Sơ đồ thơng số khơng khí q trình sấy Hình 17 Giản đồ sấy lý thuyết Hình 18 Tra nhiệt độ bầu ướt Danh sách bảng Bảng Yêu cầu hóa lý Bảng Tổng qt thơng số đầu vào Bảng Tác nhân sấy trình sấy lý thuyết Bảng Cân vật chất Bảng Cân nhiệt lượng sấy thực tế Bảng Thông số ban đầu sấy thực tế Bảng Thông số ban đầu sấy thực tế Bảng Các thông số ban đầu thiết bị Bảng Tính tốn thiết bị Lời nói đầu Trong thời đại kinh tế phát triển nay, thiết bị công nghệ ngày phát triển tiên tiến hoạt động nơng nghiệp chuyển sang máy móc khơng cịn làm thủ cơng xưa Ngày xưa, người dùng lực sức lao động người để sấy hạt đậu xanh khiến cho suất chất lượng sản phẩm không cao Nhưng ngày với thiết bị máy móc đại, người áp dụng loại máy móc vào việc sản xuất khiến suất làm việc cao, sản phẩm đưa thị trường có chất lượng cao Đậu xanh loại sản phẩm cung cấp chất dinh dưỡng cho người tiêu dùng, giúp họ ngăn ngừa bệnh tật, hỗ trợ giảm huyết áp,phòng ngừ bệnh tim, giúp phục hồi sức khỏe,… Đậu xanh đậu có danh pháp hai phần Vigna radiata có kích thước hạt nhỏ (đường kính khoảng 2–2,5 mm) Ở Việt Nam đậu xanh loại đậu thường sử dụng để làm xôi, làm loại bánh khọt, bánh đậu xanh, bánh ngọt, chè, ủ cho lên mầm để làm thức ăn (giá đỗ) Vì vậy, năm gần đây, xu hướng sống xanh liền với việc lựa chọn dinh dưỡng có nguồn gốc từ thiên nhiên, điển hình sản phẩm trội đậu xanh sấy ngày yêu chuộng Việt Nam, bạn trẻ hướng tới lối sống thư thái để cân với sống hối thường ngày Nắm bắt xu hướng phát triển người tiêu dùng đại, nhận thấy tác dụng tích cực đậu xanh mang lại giảm nguy bị bệnh tim, phòng ngừa cao huyết áp, phịng chống ung thư kiểm sốt cân nặng,… nhóm nghiên cứu “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy hạt đậu xanh” đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hạt đậu xanh khách hàng đại Qua đó, ta biết thiết bị dùng để sấy đậu xanh, phận thiết bị sấy thùng quay, nguyên lí hoạt động thiết bị sấy thùng quay Chúng ta biết cách tính tốn thơng số sấy lí thuyết sấy thực tế 10 THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 1.4.2 Nguyên lý hoạt động máy sấy: Hình 14 Mơ hình máy sấy thùng quay Vật liệu cần sấy (Wet Feed) vận chuyển băng truyền tới đầu thùng quay, khơng khí nóng từ thiết bị gia nhiệt khơng khí (Air Heater) truyền vào Vật liệu di chuyển theo dạng xoắn ốc từ đầu đến cuối thùng quay tới phận thu hồi sản phẩm, phần đưa sấy lại để đảm bảo tách tối đa lượng ẩm yêu cầu, khí nóng di chuyển theo đường thẳng đến cuối thùng quay tới thiết bị tách Cyclones, lượng ẩm lượng sản phẩm có khí nóng tách triệt để Lượng khí nóng sau tách bỏ tạp chất hồi lưu lại thiết bị gia nhiệt (Air Heater) tái sử dụng 1.5 Ưu điểm nhược điểm máy sấy thùng quay: 1.5.1 Ưu điểm: Máy sấy thùng quay nhạy với kích thước hạt Nó chấp nhận lượng khí thải cao loại máy sấy Chi phí bảo trì thấp Nó có cơng suất lớn so với loại máy sấy 1.5.2 Nhược điểm: Có thể xảy tổn thất mức theo dịng khí tồn tại, đặc biệt vật liệu chứa hạt cực mịn thể tích khí lớn vận tốc khí cao thường u cầu [6] 1.6 Tính chất hóa lý hạt đậu: Các yêu cầu lý hóa yêu cầu bảng sau: Bảng Yêu cầu hóa lý Chỉ tiêu Yêu cầu Độ ẩm, % khối lượng, không lớn 13,5 Tạp chất, % theo khối lượng, không lớn 2,0 Hạt hư hỏng tổng số, % theo khối lượng, khơng lớn 6,0 Trong hạt bị mọt, % theo khối lượng, không lớn 2,0 Hạt vỡ hạt non, % theo khối lượng, không lớn 4,0 Hạt đậu khác, % theo khối lượng, khơng lớn 2,0 16 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Phương pháp điều chế: (TCVN 8797: 2011) Xác định tạp chất có hạt đậu xanh: Các hạt đậu xanh sau sấy phải có chất lượng tốt tới tay người tiêu dùng Từ mẫu phân tích, cân khoảng 200g mẫu, xác đến 0,01g cho lên sàng có đường kính lỗ 1mm khơ có đáy thu nhận có nắp, sàng lắc tròn với tốc độ 30 r/min, sau phút lại đổi chiều quay Đổ phần lại sàng khay men trắng Nhặt tạp chất hữu vơ cịn lẫn đó, gộp với phần tạp chất lọt qua sàng cho vào cốc thủy tinh khô sạch, biết trước khối lượng (m0) Cân tồn lượng tạp chất, xác đến 0,01g (m1) Xác định hạt hư hỏng, hạt vỡ hạt non, hạt bị mọt, hạt đậu khác Cân khoảng 100g mẫu sau loại tạp chất, xác đến 0,01g Đổ vào khay men trắng, dàn dùng kẹp nhặt riêng loại hạt: Hạt hư hỏng, hạt vỡ hạt non, hạt bị mọt, hạt đậu khác bỏ vào cốc thủy tinh khô sạch, biết trước khối lượng (m0) Cân loại hạt trên, xác đến 0,01g (m1) 1.8 Ứng dụng:  Đậu xanh để chế biến trà đậu xanh sấy khô  Làm snack đậu xanh sấy khô  Làm bánh đậu xanh  Làm bột ngũ cốc 1.7 Hình 15 Ứng dụng bánh đậu xanh 17 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Chương 2: TÍNH TỐN 2.1 2.1.1 - Cân theo vật liệu sấy: Các thông số ban đầu: Năng suất sấy (tính theo vật liệu): 𝐺2 = 2500 kg/h (giả thuyết) Độ ẩm ban đầu: 𝑤1 = 25%=0.25 (kg ẩm/kg vật liệu ướt) (gỉa thuyết) Chọn độ ẩm cuối: 𝑤2 = 15% =0.15(kg ẩm/kg vật liệu ướt) (gỉa thuyết) Khối lượng riêng: 𝜌 = 13686 kg/m3 [7] Đường kính vật liệu: d = 5mm = 0.005m [7] Nhiệt dung riêng (vật liệu khô): 𝐶𝑘 = 1.5 kJ/kg.K Chất tải nhiệt khơng khí nóng Thiết bị sấy đặt Hải Phịng Bảng Tổng qt thơng số đầu vào Thơng số ban đầu Kí hiệu Gía trị Đơn vị Năng suất G2 2500.0000 kg/h Độ ẩm đầu w1 25.0000 % Độ ẩm cuối w2 15.0000 % t0 23.5000 0 82.0000 % 1.0000 atm 1.0133 bar 760.0000 mmHg 1.0000 at 0.9810 bar Địa điểm: Hải Phòng Áp suất khí P C Áp suất khí trời B Khối lượng riêng vật liệu Đường kính vật liệu  d 13686 5.0000 kg/m3 mm Nhiệt dung riêng(VLK) Ck 1.5000 kJ/kg*K Nhiệt dung riêng nước Cpa 1,8420 kJ/kgoK Ẩn nhiệt hóa nước r 2500.0000 kJ/kg Thế sấy  5.0000 C 18 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 2.1.2 Cân theo tác nhân sấy: a Công thức chung: Thiết bị sấy đặt Hải Phòng [8] - Hình 16 Sơ đồ thơng số khơng khí q trình sấy Trong đó:  t: Nhiệt độ trung bình (0C)  𝜑: Độ ẩm tương đối trung bình (%)  𝑥: Độ chứa ẩm (kg ẩm/kgkk)  I: Enthapyl khơng khí ẩm (kJ/kg kkk)  𝑃𝑏ℎ : Áp suất bão hòa (bar) Áp suất bão hòa: 4026.4200 ) (𝑏𝑎𝑟) (P216 [9]) 𝑃𝑏ℎ = exp (12.0000 − 235.5000+t℃ Độ chứa ẩm (hàm ẩm): 𝜑∗𝑃𝑏ℎ 𝑥 = 0.6210 ∗ (P265 [10]) 𝐵−𝜑∗𝑃𝑏ℎ - Với B: Là áp suất khí trời, B = 1.0000 at = 0,9810 bar Enthanpyl khơng khí ẩm: 𝑘𝐽 ) = 1.004𝑡 + 𝑥(2500 + 1.842𝑡) (P265 [10]) 𝐼𝑛 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡 + 𝑥(𝑟 + 𝐶𝑝𝑎 ∗ 𝑡) ( 𝑘𝑔𝑘𝑘 Với:  Cpk: Nhiệt dung riêng khơng khí khô, Cpk = 1,004 kJ/kgoK  Cpa: Nhiệt dung riêng nước, Cpa = 1,842 kJ/kgoK  r: Ẩn nhiệt hóa nước, r =2500 kJ/kg b Tính tốn:  Tại A: Trạng thái khơng khí ngồi trời: biểu diễn trạng thái A, xác định cặp thông số (𝑡0 , 𝑤0 ) - Vật liệu sấy hạt đậu xanh có mùa vụ Đơng Xuân (gieo hạt tháng 11 đầu tháng 12, thu hoạch cuối tháng – đầu tháng 2); vụ Xuân Hè (gieo hạt đầu tháng – tháng 3, thu hoạch tháng 4-5); vụ Hè Thu (gieo hạt tháng 4-5, thu hoạch tháng 6-7), cho thấy mùa vụ trồng hạt đậu xanh quanh năm để đạt suất sấy hiệu nên tính theo trình sấy trung bình 12 tháng năm Vì vậy, ta chọn trạng thái A theo giá trị trung bình 12 tháng Hải Phịng.(P97 [9]) A (t0=230C; w0 =85%) 19 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ  𝑃𝑏ℎ0 = exp (12.0000 − - - 4026.4200 ) 4026.4200 ) = 0.0288(𝑏𝑎𝑟) = exp (12.0000 − 235.5000 + 23.5000 𝜑∗𝑃𝑏ℎ  𝑥0 = 0.6210 ∗ 𝐵−𝜑∗𝑃𝑏ℎ 0.8200 ∗ 0.0288 𝑘𝑔 = 0.6210 ∗ = 0.0153( ) 0.981 − 0.8200 ∗ 0.0288 𝑘𝑔𝑘𝑘  𝐼0 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡 + 𝑥(𝑟 + 𝐶𝑝𝑎 ∗ 𝑡) = 1.0040𝑡 + 𝑥(2500.0000 + 1.8420𝑡 ) = 1.0040 ∗ 23.5000 + 0.0153 ∗ (2500.0000 + 1.8420 ∗ 23.5000) 𝑘𝐽 = 62.6071( ) 𝑘𝑔𝑘𝑘  Tại B: Khơng khí quạt đưa vào caloriphe đốt nóng đẳng ẩm (x1 = xo) đến trạng thái B (x1, t1) Trạng thái B trạng thái tác nhân sấy vào thùng sấy Nhiệt độ t1 điểm B nhiệt độ cao tác nhân sấy, tính chất vật liệu sấy chế độ công nghệ quy định Nhiệt độ tác nhân sấy B chọn phải thấp nhiệt độ hồ hóa tinh bột đậu xanh Do đậu xanh loại hạt giàu tinh bột, ban đầu độ ẩm vật liệu sấy cao, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy nhiệt độ cao lớp bề mặt hạt tinh bột bị hồ hóa tạo thành lớp keo mỏng bịt kín bề mặt ẩm từ lịng vật liệu Quy tắc sấy loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao sấy nhiệt độ thấp, ví dụ sấy số loại đậu hạt chứa nhiều đạm nhiệt độ khơng khí sấy từ 40 – 55oC [11] Vậy nên, ta chọn điểm B (t1=550C; x1=x0=0.0154kg/kgkk) 235.5000+t ℃ Hình 17 Giản đồ sấy lý thuyết  𝑃𝑏ℎ1 = exp (12.0000 − 4026.4200 ) 4026.4200 ) = 0.1556(𝑏𝑎𝑟) = exp (12.0000 − 235.5000 + 55 235.5000+t ℃ 20 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ  𝑥0 = 𝑥1 = 0.6210 ∗ => 1 =  - 1 ∗𝑃𝑏ℎ1 𝐵−1 ∗𝑃𝑏ℎ1 𝑥1 ∗𝐵 𝑃𝑏ℎ1 (0.621+𝑥1 ) = 0.0153( = 𝑘𝑔 ) 𝑘𝑔𝑘𝑘 0.0153∗0.9810 0.1556∗(0.6210+0.0153) =0.1520=15.20% 𝐼1 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡1 + 𝑥1 (𝑟 + 𝐶𝑝𝑎 ∗ 𝑡1 ) = 1.0040𝑡1 + 𝑥1 (2500.0000 + 1.8420𝑡1 ) = 1.004 ∗ 55.0000 + 0.0153 ∗ (2500.00000 + 1.8420 ∗ 55.0000) 𝑘𝐽 = 95.1232( ) 𝑘𝑔𝑘𝑘  Tại C: Không khí trạng thái B đẩy vào thiết bị sấy để thực trình sấy lý thuyết (I1 = I2) Trạng thái khơng khí đầu thiết bị sấy C (t2, w2) Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị sấy t2 tùy chọn cho tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang bé nhất, phải tránh tượng đọng sương, nghĩa tránh trạng thái C nằm đường bão hòa Đồng thời, độ chứa ẩm tác nhân sấy C phải nhỏ độ ẩm cân vật liệu sấy điểm để vật liệu sấy khơng hút ẩm trở lại [1] Hình 18 Tra nhiệt độ bầu ướt Với: I2=I1= 95.3636( 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝑘𝑘 ) Từ đồ thị tứ = 29.0000 0C Chọn 𝑡2 = 𝑡ư + 𝜀=29.0000+6.0000=35.00000C 4026.4200 ) = exp (12.0000 −  𝑃𝑏ℎ2 = exp (12.000 − 235.5000+t ℃ 4026.4200 235.5000+35.0000 ) 21 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ = 0.0558(𝑏𝑎𝑟)  𝐼 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡2 + 𝑥2 (𝑟 + 𝐶𝑝𝑎 ∗ 𝑡2 ) = 1.004𝑡2 + 𝑥2 (2500 + 1.842𝑡2 ) => 𝑥2 =  => 𝐼2 −1.004𝑡2 = 95.1232−1.0040∗35.0000 =0.0234(kg/kgkk) 2500+1.842𝑡2 2500.0000+1.8420∗35.0000 𝑥2 𝐵 0.0234∗0.981 2 = 𝑃 (0.621+𝑥 ) = 0.0558∗(0.621+0.0234) 𝑏ℎ2 = 0.7400 = 74 Bảng Tác nhân sấy trình sấy lý thuyết TÁC NHÂN SẤY Ở QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT Ban đầu (A) t0 23.5 j0 Pbh 0.82 % 0.0288 bar x0 0.0153 I0 62.6071 C kg ẩm/kg kkk J/kg kkk Trước ống sấy (B) CHỌN 55 C t1 j1 0.152 % Pbh1 0.1556 bar x1 0.0153 I1 95.1232 kg ẩm/kg kkk J/kg kkk Sau ống sấy ( C) t2 35 C j2 0.74 % Pbh2 0.0558 bar x2 0.0234 I2 95.1232 kg ẩm/kg kkk J/kg kkk 2.1.3 Cân vật chất: a Công thức chung: - Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu: 1−𝑤2 𝐺1 = 𝐺2 (kg/h) (P289 [12]) - 1−𝑤1 Lượng ẩm cần tách: 𝑊 = 𝐺1 − 𝐺2 (kg/h) (P289 [12]) Phương trình cân vật liệu theo lượng ẩm: L.x1 + W = L.x2 (P290 [12]) Lượng khơng khí khô tiêu tốn để làm bốc W kg ẩm vật liệu: W 𝑘𝑔 𝐿= ( )(P290 [12]) 𝑥2 −𝑥1 ℎ - Lượng tác nhân tiêu hao riêng (Lượng khơng khí khơ riêng): L 𝑘𝑔𝑘𝑘 ( )(P290 [12]) 𝐼= = - Phương trình cân vật liệu chung: G1 = G2 + W (P288 [12]) Trong đó: G2 : Năng suất sấy W: Độ ẩm sau sấy G1 : Lượng vật liệu trước sấy Lượng vật liệu khô tuyệt đối: 100−𝑤1 100− 𝑤2 ) = 𝐺2 ( ) (P289 [12]) Gk = G1 ( 𝑊 - 𝑥2 −𝑥1 𝑘𝑔 ẩ𝑚 100  𝑊 = 𝐺2 100 𝑤1 − 𝑤2 100− 𝑤1 22 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Trong đó: W: Độ ẩm sau sấy 𝑤1 : Độ ẩm ban đầu 𝑤2 : Độ ẩm cuối G2 : Năng suất sấy b Tính tốn: - Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu: 1−𝑤2 1−0.1500 𝐺1 = 𝐺2 = 2500.0000 ∗ =2833.3333(kg/h) 1−𝑤1 - - 1−0.2500 Lượng ẩm cần tách: 𝑊 = 𝐺1 − 𝐺2 =2833.3333-2500.0000=333.3333(kg/h) Phương trình cân vật liệu theo lượng ẩm: L.x1 + W = L.x2 Suy ra, Lượng khơng khí khơ tiêu tốn để làm bốc W kg ẩm vật liệu: W 333.3333 𝑘𝑔 𝐿= = = 41402.3188( ) 𝑥2 − 𝑥1 0.0235 − 0.0153 ℎ Lượng tác nhân tiêu hao riêng (Lượng khơng khí khơ riêng): L 41402.3188 𝑘𝑔𝑘𝑘 𝐼= = = = 124.2070( ) 𝑊 𝑥2 − 𝑥1 333.3333 𝑘𝑔 ẩ𝑚 Bảng Cân vật chất Vật liệu sấy Lượng ẩm tách W = G1 -G2 1-w2 G1 = G2 1-w1 G2 W L= x2 -x1 L I= = W x2 -x1 Năng suất vào Lượng vật liệu khô tuyệt đối Lượng không khí khơ tiêu tốn Lượng khơng khí khơ riêng 2.2 2.2.1 a - 333.3333 kg/h 2833.3333 kg/h 2500.0000 kg/h 41402.3188 kg/h 124.2070 kgkk/kg ẩm Cân nhiệt lượng: Sấy lý thuyết: Công thức chung: Nhiệt lượng riêng thiết bị sấy sấy: 𝐼 −𝐼 𝑞0 = (kJ/kg ẩm) (P.257 [9]) 𝑥2 −𝑥0 Trong :  I0, I2 : hàm nhiệt khơng khí trước vào sau sấy ( kcal/kg kkk)  x0, x2:hàm ẩm khơng khí trước sau sấy ( kg nước/ kg kkk) - Nhiệt lượng tiêu thụ giờ: 𝑄0 = L(I1 – I0 ) (kJ/h) (P.257 [9] ) Trong đó: 23 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ  L: lượng khơng khí khơ sử dụng (kg)  I0, I2 : hàm nhiệt không khí trước vào sau sấy ( kcal/kg kkk) b Tính tốn: - Nhiệt lượng riêng thiết bị sấy: 𝐼 −𝐼 95.1232−62.6071 𝑘𝐽 𝑞0 = = = 4038.7199( ẩ𝑚) 𝑥2 −𝑥0 - 0.0234−0.0153 𝑘𝑔 Nhiệt lượng tiêu thụ 𝑘𝐽 𝑄0 = L(I1 – I0 )= 41151.85 (105,165 − 76.063) = 1367608.4523( ) ℎ Bảng Cân nhiệt lượng sấy thực tế Các thơng số Kí hiệu Gía trị Đơn vị -Nhiệt lượng riêng thiết bị sấy: 𝑞0 4038.7199 kg/h Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu Q0 1367608.4523 kJ/h 2.2.2 Sấy thực tế: a Thông số ban đầu: Bảng Thông số ban đầu sấy thực tế [2] Đơn vị Nhiệt dung riêng nước (Ca) 4.1800 kJ/kg*độ Mật độ dịng nhiệt (q) 540.4250 W/m2 Diện tích bao quanh thùng (F) 22.0780 m2 Nhiệt dung riêng kkk (Cpk) 1.0040 kJ/kg kkk Nhiệt dung riêng kk ẩm Cpa 1.8420 kJ/kg kkk Cdx(d0) 1.0323 kJ/kg kkk Lượng kk tiêu thụ qt sấy 1kg ẩm (l) 123.4600 Cvk 1.2000 Cv2 1.6470 b Cơng thức chung: - Nhiệt lượng có ích: q1= i2 – Ca tvl1 (kJ/kg ẩm) (P.222 [9]) Trong đó:  i2: nhiệt lượng riêng nước nhiệt độ t2 ( 2500+1.842 t2)  Ca: nhiệt dung riêng nước ( Ca = 4.18kJ/kg.độ)  tvl1: nhiệt độ vật liệu trước sấy - Tổn thất nhiệt TNS mang đi: 24 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ q2=l*Cdx(d0)*(t2-t0) (kJ/kg ẩm) (P.222 [9]) Trong đó:  Cdx(d0): nhiệt dung riêng dẫn xuất TNS trước qua caloriphe  l:lượng khơng khí khơ tiêu thụ q trình sấy tính theo kg ẩm  t0,t2: Nhiệt độ tác nhân sấy trước qua caloriphe sau sấy - Nhiệt lượng tổn thất môi trường qmt = 5% ∗ q1 (kJ/kg ẩm) (P.220 [9]) - Tổn thất nhiệt VLS mang lại 𝐺 ∗𝑐 ∗(𝑡 −𝑡 ) 𝑞𝑣 = 𝑣2 (kJ/kg ẩm) (P.219 [9]) 1−𝑤1 Trong đó:  Cv2: nhiệt dung riêng vật liệu khỏi thùng sấy (Cv2= Cvk (1-ω2)+Ca.ω2 )  G2: khối lượng vật liệu rắn sau sấy  t0,t2: Nhiệt độ vật liệu trước qua caloriphe sau sấy - Tổng nhiệt có ích tổn thất : q’ = q1 + q2 +qv +qm (kJ/kg ẩm) (P.223 [9]) c Tính tốn: - Nhiệt lượng có ích: q1 = i1 − Ca *t vl1 Mà: i2 = 2500.000+1.8420t2 = 2500.0000+1.8420*35.0000 = 2564.4700 Suy ra: q1 = 2564.4700 - 4.1800*27.0000=2468.33(kJ/kg ẩm) - Nhiệt tổn thất môi trường 𝑘𝑗 𝑞𝑚𝑡 = 5% ∗ 𝑞1 = 128.8602( ẩ𝑚) 𝑘𝑔 - - Tổn thất nhiệt TNS sấy mang lại: q2 =l* Cdx (𝑑0) *(t − t ) Mà: Cdx (𝑑0) = Cpk+Cpa.x0= 1.0040+1.8420*0.0153 = 1.0323 (kJ/kg KKK) ( Cpk Cpa nhiệt dung riêng không khí khổ ẩm) Suy ra: q2= 123.4600*1.0324*( 35.0000-23.5000) =1465.5862 (kJ/kg ẩm) Tổn thất nhiệt VLS mang lại: 𝐺2 ∗ 𝑐𝑣2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1 ) 𝑞𝑣 = − 𝑤1 Mà: Cv2= Cvk (1-w2)+Ca.w2 =1.2*(1-15%) + 4.18*15%=1,6470 (kJ/kg ẩm K) 2500.000∗1.6470∗(35.0000−23.5000) 𝑘𝐽 Suy ra: qv = = 142.0538 ( ẩ𝑚) 333.3333 - 𝑘𝑔 Tổng nhiệt cung cấp cho máy sấy tính theo kg ẩm: q’=q1+q2+qv+qmt = 4202.7402 (kJ/kg ẩm) Tổng nhiệt tiêu thụ tính theo Q = q’.W= 1400913.4069 (kJ/h) 25 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Bảng Thông số ban đầu sấy thực tế Tổn thất nhiệt Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang Nhiệt lượng có ích qv q1 142.0538 2466.2400 kJ/kg ẩm kJ/kg ẩm Nhiệt lượng tổn thất môi trường qmt 128.8602 kJ/kg ẩm Tổn thất nhiệt tác nhân sấy q2 1465.5862 kJ/kg ẩm Tổng nhiệt lượng cung cấp q' 4202.7402 kJ/kg ẩm Tổng nhiệt lượng cung cấp tính theo kg ẩm Q 1400913.4069 kJ/h 2.3 Tính tốn thiết bị chính: 2.3.1 Các thơng số ban đầu: Bảng Các thơng số ban đầu thiết bị [2] Thơng số Kí hiệu Gía trị Ứng suất tiêu chuẩn s0 373.0000 Đơn vị N/mm2 Giới hạn an toàn Hệ số bền mối hàn n Fh 1.2000 0.9500 Ứng suất cho phép [s] 311.0000 N/mm2 Đường kính thùng sấy D 1.3500 m2 Chiều dài thùng sấy Thể tích thùng sấy L Vt 4.725 6.7599 m m3 Áp suất làm việc hệ thống sấy p 0.1000 N/mm2 Hệ số bổ sung ăn mịn hóa học Ca 1.0000 Hệ số bổ sung bào mòn học Cb 0.0000 Hệ số bổ sung sai lệch chế tạo Cc 0.8000 Hệ số quy trịn kích thước C0 6.0000 Đường kính hạt d M M' 5.0000 0.7000 0.0070 mm 2.3.2 Kích thước thùng sấy: Vt = 𝜋𝐿𝐷2 (P.214 [9]) 26 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Theo chọn tỷ số L/D= 3,5 hay L=3,5D Khi thu giá trị thể tích thùng sấy: Vt = 3.5𝜋𝐷3 Theo đường kính thùng sấy: D =√ = 6,7340 m3 4.0000∗6.7340 3.5000𝜋 = 1,3500 m2 Do đó, chiều dài thùng sấy: L= 3.5000*D = 4.7000m 2.3.3 Chiều dày thùng sấy thép CT3: Từ thơng số ban đầu, ta tính bề dày tối thiểu thân thùng: S’= 𝑝.𝐷𝑇 = 2.σo.Φh 0,1.1,35 2.373.0.95 = 2.10-4 (m) (P370 [9]) Hệ số bổ sung kích thước: C=Ca+Cb+Cc+C0 = 7.8000 (mm) (P370 [9]) Bề dày thực tế thân thùng sấy: S = S’+C = 8.10-3 (m) (P370 [9]) Kiểm tra: 𝑆−𝐶𝑎 𝐷𝑇 = 8−0 1350 = 0,0059 < 0,1 ( Thỏa mãn điều kiện) Áp suất lớn mà hệ thống sấy hoạt động được: pmax= ∗.σo∗Φh∗(S−Ca) 𝐷+(𝑆−𝐶𝑎) = 3,65 N/mm2 Vậy thùng sấy có độ dày mm có áp suất làm việc p< pmax 2.3.4 Thời gian sấy: Theo bảng 10.3 Quan hệ giữu đường kính hạt với M ( P210 [9]) Với d=5mm suy M=0,70 Ta có cơng thức : w1 – w2 = M’(11,1τ + 3) M’=10-2M= 10-2 0,70 = 7.10-3 Vậy : τ = 𝑊1−𝑊 −3 𝑀′ 11,1 = 0.25−0.15 −3 7×10−3 11,1 =1.0167 (h) Độ ẩm trung bình wtb: 27 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ wtb= 0.5(w1+w2) = 0.5(0.25+0.15) = 0.2 Nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt th: th=2,218 − 4,343𝑙𝑛𝜏 + = 2,218 − 4,343𝑙𝑛1,29 + 23,5 0,37+0,63𝑤𝑡𝑏 23,5 = 48,49°𝐶 0,37 + 0,63 × 0,2 Bảng Tính tốn thiết bị Kí hiệu S’ Gía trị 0.0002 Đơn vị m Hệ số bổ sung kích thước C 7.8000 mm Bề dày thực tế thân thùng sấy Áp suất lớn mà hệ thống sấy hoạt động Thời gian sấy S 0.0078 m Pmax 3.6500 N/mm2  1.0167 h Độ ẩm trung bình wtb 20 % th 48.49 Thông số Chiều dày tối thiểu thân thùng Nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt C 28 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nhóm hồn thành xong đồ án với chủ đề nghiên cứu “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy hạt đậu xanh” Mặc dù tham khảo tài liệu, cố gắng nỗ lực để hồn thành đồ án, số kiến thức thực tế cơng nghệ sấy thùng quay nói chung cơng nghệ ngành sấy hạt đậu xanh nói riêng nhóm hạn chế, hiểu biết chưa nhiều nên nhiều thiếu xót, chưa đầy đủ, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn bè để đồ án hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn GVHD Phạm Thị Đoan Trinh thầy nhóm q trình thiết bị giúp đỡ nhóm chúng em hồn thành đồ án Qua đó, chúng em biết thiết bị dùng để sấy đậu xanh, phận thiết bị sấy thùng quay, nguyên lí hoạt động thiết bị sấy thùng quay Chúng ta biết cách tính tốn thơng số sấy lí thuyết sấy thực tế Ngồi ra, cịn tìm hiểu lịch sử phát triển nhà máy đường q trình, cơng đoạn sản xuất đường cơng nghiệp 29 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS.LêNgọcTrung, Bài giảng trình thiết bị truyền chất [2] ĐạihọcDuyTân, "Tổng quan trình sấy," [Online] [3] LinhNhu, Foodnk-Tìm hiểu trình sấy nhiệt biến đổi trình sấy [Online] [4] Wikipedia, "Đậu xanh," [Online] [5] Đặng Thị Hoàng Lan, "Thiết kế hệ thống sấy thùng quay đậu xanh nguyên hạt" [6] Pharmapproach, "Rotary Dryer" [7] web, "Theo TC KHKT Nông Lâm nghiệp số 2/2010," [Online] [8] TS.TrầnXoa, PGS.TS.NguyễnTrọngKhng, TS.PhạmXnToản, Sổ tay q trình thiết bị tập 2, Hà Nội: Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 [9] PGS.TSKH.TrầnVănPhú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, Hà Nội: Nhà xuất giáo dục, 2002 [10] GS.TSKH.NguyễnBin, Tính tốn q trình thiết bị tập [11] DryingAllFoods, "How to dehydrate Green Beans," [Online] [12] GS.TSKH.NguyễnBin, Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 4, Hà Nội: Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2008 [13] Công nghệ chế biến thực phẩm, Lê Việt Mẫn 30 SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh ... thùng quay, nguyên lí hoạt động thiết bị sấy thùng quay Chúng ta biết cách tính tốn thơng số sấy lí thuyết sấy thực tế 10 THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHẦN 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐƯỜNG VÀ CÔNG... TẮT Tên đề tài: Thực tập trình thiết bị – Thiết kế hệ thống thiết bị sấy thùng quay dung để sấy hạt đậu xanh Bài báo cáo gồm phần sau: Mở đầu: Phần 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SẢN... TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Hình Búa đập Hình Khu cán ép Hình Thu hồi nước ngưng SVTH: Nhóm GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Chương 2: CƠNG