thí nghiệm sấy đối lưu

Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH BÀI 2: SẤY ĐỐI LƯU I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sấy trình dùng nhiệt để làm bốc nước khỏi vật liệu Tuỳ theo phương pháp truyền nhiệt ,tring kỹ thuật sấy phân loại: -Sấy đối lưu -Sấy tiếp xúc -Sấy tia hồng ngoại -Sấy thăng hoa Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng,tăng thời gian bảo quản vật liệu Cơ sở trình sấy 1.1 Tĩnh lực học trình sấy 1.1.1 Các thơng số khơng khí ẩm 1.1.1.1 Nhiệt độ: Gồm loại : -Nhiệt độ bầu khô -Nhiệt độ bầu ướt -Nhiệt độ điểm sương 1.1.1.2 Độ ẩm Gồm thông số: d,A, -d: Độ chứa hơi,kg ẩm kg khơng khí khơ khơng khí chưa bão hoà -A:Là độ ẩm cực đại ,kg ẩm 1kg khơng khí khơ khơng khí bxo hồ - Độ ẩm tương đối hay độ bão hoà nước 1.1.1.3 Áp suất: Gồm có thơng số :P, -P: Áp suất tổng khơng khí (mmHg) - Áp suất bão hoà nhiệt độ (mmHg) - Áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu (mmHg) - Áp suất riêng phần nước tác nhân sấy (mmHg) -Quan hệ chúng theo công thức: d=0,622*=0,622* 1.1.1.4.Nhiệt lượng H H:Entapy hỗn hợp không khí ẩm Giản đồ khơng khí ẩm( giản đồ Rdamzdim) 1.2 Động học trình sấy: Tốc độ sấy : Là lượng ẩm bay vật liệu đơn vị thời gian GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH Thời gian sấy :Là thời gian đun nóng vật liệu đến vật liệu đạt độ ẩm cần thiết Các giai đoạn sáy: Giai đoạn tăng tốc: Giai đoạn dung nóng vật liệu,nhiệt độ tăng,lượng ẩm bay chậm Giai đoạn sấy đẳng tốc: Giai đoạn vật liệu sấy bay ( tốc độ sấy không đổi) theo thời gian ,nhiệt độ vật liệu sấy không tăng Giai đoạn giảm tốc: Nhiệt độ vật liệu tăng,lượng ẩm bay chậm dần Tính tốc độ sấy: N= hay Dw=S.N.dt => => =>N= (kg ẩm/.h) : Lượng ẩm bay thời điểm : Thời gian sấy từ giai đoạn đến giai đoạn Thời điểm bắt đầu sấy, lượng ẩm bay (kg) Giai đoạn tăng tốc : Giai đoạn đẳng tốc : Giai đoạn giảm tốc : Tính thời gian sấy Thời gian sấy tính tốn lý thuyết giai đoạn tính cơng thức: t= Trong thực tế , để tính thời gian sấy phải làm thực nghiệm có kết xác Giản đồ sấy: 1.3 Thiết bị sấy: X (kgẩm/kg vật liệu khô) N Tăng tốc Đẳng tốc Giảm tốc Đẳng tốc GVHD: Võ Văn Sim Tăng tốc Giảm tốc X Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH Do điều kiện sấy trường hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau, có nhiều cách phân loại sấy sau: Dựa vào tác nhân sấy: -Thiết bị sấy khơng khí thiết bị sấy khói lị, ngồi cịn thiết bị sấy phương pháp đặc biệt sấy thăng hoa, sấy tia hồng ngoại hay dòng diện cao tần Dựa vào áp suất làm việc: -Thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy áp suất thường Dựa vào phương thức làm việc: -Sấy liên tục hay sấy gián đoạn Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho trình sấy -Thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy xạ Dựa vào cấu tạo thiết bị -Phòng sấy, hầm sấy, sấy bang tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi II Sơ đồ thiết bị GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH Cửa khí vào Buồng sấy 2.Quạt ly tâm Khây sấy 3.Caloriphe Cửa khí thải Cân Câu hỏi chuẩn bị Câu Định nghĩa trình sấy đối lưu? - Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho bay Trong đó, hai q trình cấp nhiệt ẩm thực phương pháp đối lưu Câu Thế truyền nhiệt truyền ẩm phương pháp đối lưu? - Là trình phân tử chất lỏng chất khí nhận nhiệt đổi chỗ cho Câu Các giai đoạn sấy? - Gồm co giai đoạn: + Giai đoạn đun nóng vật liệu + Giai đoạn sấy đẳng tốc GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH + Giai đoạn sấy giảm tốc Câu Có q trình sấy? - Có q trình: + Truyền nhiệt cho vật liệu + Dẫn ẩm lòng vật liệu + Chuyển pha + Tách ẩm vào môi trường xung quanh Câu Kể tên số thiết bị sấy? - Thiết bị sấy băng tải - Thiết bị sấy tầng sôi - Thiết bị sấy khí động - Thiết bị sấy phun loại thùng - Thiết bị sấy xạ - đối lưu - Thiết bị sấy thăng hoa - Thiết bị sấy điện cao tần Câu Các thông số cần đo trình thí nghiệm? - Khối lượng, nhiệt độ bầu khơ, nhiệt độ bầu ướt thời gian Câu Nội dung thí nghiệm? Tiến hành sấy miếng vải nhiệt độ 50 độ C Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận giá trị thí nghiệm: khối lượng, nhiệt độ bầu khơ, nhiệt độ bầu ướt Sau phút ghi nhận giá trị lần, tiếp tục đến giá trị khối lượng vật liệu không đổi 15 phút Câu Cách thức tiến hành thí nghiệm? - Bước : Chuẩn bị thí nghiệm: + Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (Go) vật liệu: Mở cửa buông sẩy ra, đặt cẩn thận vật liệu cân vào đọc giá trị + Làm ẩm vật liệu: Sau cân xong, lấy vật liệu nhúng nhẹ nhàng vào chậu nước Chờ khoảng 30 giây cho nước thấm đều, lấy vật liệu lên để xếp vào giá + Chuẩn bị đồng hồ đeo tay để đo thời gian GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH + Kiểm tra hệ thống cách lắp lại cửa buồng sẩy Mở hết van hai khí vào Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống) + Lập hàng số liệu thí nghiệm - Bước 2: Khởi động hệ thống: + Khởi động quạt, bật công tắc quạt để hút dòng tác nhân vào thổi qua caloriphe gia nhiệt dịng tác nhân Bật cơng tắc Caloriphe Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe nhiệt độ thí nghiệm - Bước 3: Tiến hành thí nghiệm + Chờ hệ thống hoạt động ổn định Tiến hành sẩy vật liệu nhiệt độ khảo sát + Đo số liệu theo yêu cầu thí nghiệm + Đọc ghi nhận số liệu đo - Bước 4: Kết thúc thí nghiệm Câu 9: Mục đích thí nghiệm? - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm thiết bị - Vận hành thiết bị - Tính tốn thơng số thiết bị sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, tốc độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc - Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy dựa số liệu thực nghiệm Câu 10: Đường cong sấy? - Là đường cong biểu diễn thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian sấy - Phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên kết giữ ẩm vật liệu, hình dáng, kích thước, cấu trúc vật liệu, phương pháp chế độ sấy - Đường cong sấy hàm trình sấy Câu 11: Đường cong tốc độ sấy - Là đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm vật liệu sấy - Đường cong tốc độ sấy đạo hàm đường cong sấy Câu 12:? Câu 13 Sấy gì, khác q trình sấy đặc? GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH - Sấy trình làm bay nước làm cho vật liệu khô khơng cịn độ ẩm - Cơ đặc q trình làm bốc nước làm giàu nồng độ cấu tử có dung dịch Câu 14: Thời gian sấy vật liệu? - Phụ thuộc vào chế độ sấy vật liệu mà ta biết thời gian sấy vật liệu Vì vật liệu có chế độ sấy khác thời gian sấy khác III.TÍNH TỐN THÍ NGHIỆM Theo thực nghiệm Wi = Ni+1 = = i T(phút ) 10 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (%/h) Gi(g) Wi(%) 55 52 49 47 45 44 43 42 42 42 GVHD: Võ Văn Sim 30.95 23.81 16.67 11.90 7.14 4.76 2.38 0 N=dw/d t (%h) 85.68 85.68 57.24 57.12 28.56 28.56 28.56 0 Tktb Tưtb 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 Pb (mmHg ) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Ph (mmHg ) 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 48.5 Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH Pb, Ph tra giản đồ không khí ẩm Theo lý thuyết Cường độ ẩm: Jm= am.(Pb(TB) – Ph(TB)).760/B (kg/m2.h) =(0.0229 + 0.0174.1.6).(50-48.5).760/760=0.07611 (kg/m2.h) Trong đó: − Jm : Cường độ ẩm − B: Áp suất phòng sấy; B = 760mmHg − am : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m2.h.mmHg) − am = 0,0229 + 0,0174.Vk − Vk : Tốc độ khí phịng sấy ( chọn Vk = 1,6 (m/s)) Diện tích bề mặt F : F=d.r.4 =0,3.0,16.4= 0,192(m2) Với : Dài = d = 30cm = 0,3m Rộng = r = 16cm = 0,16m  Tốc độ sấy đẳng tốc : Nđt =100.Jm.F/Go (%/h) =100.0,07611.0,192/0.042=34.79 (%/h)  Độ ẩm tới hạn : Wth = % W1 : Độ ẩm ban đầu trước sấy(%) Wc : Độ ẩm cân = 3% • Thời gian sấy :  Thời gian sấy đẳng tốc: =  Thời gian sấy giảm tốc: = Wcuoi : Độ ẩm cuối trình sấy  Thời gian sấy tổng cộng gần trình sấy Tsấy = T+T2 = 0.309 + 0.863 = 1.172 (h) Sai số: GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH % sai số = x100 = x100=52.49% Vẽ đồ thị GVHD: Võ Văn Sim Trường Đại Học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM - Khoa CNHH KẾT LUẬN: Đồ thị: + Đồ thị W-τ đường cong + Độ ẩm vật liệu giảm dần theo thời gian + Đồ thị đường cong tốc độ sấy khác biệt nhiều,so với lí thuyết +Đường đẳng tốc khơng rõ ràng Kết thí nghiệm: có sai số  Nguyên nhân: + Các thao tác kỹ thuật q trình thí nghiệm cịn vụng Canh thời gian sấy không ổn định + Ảnh hưởng từ nhiệt độ môi trường đến giá trị cân + Sai số thiết bị + Sai số q trình tính tốn, xử lý số liệu + Nhiệt độ khơng khí: điều kiện khác không đổi độ ẩm khơng khí, tốc độ gió, việc nâng cao nhiệt độ làm tăng nhanh tốc độ làm khô GVHD: Võ Văn Sim 10 ... Kể tên số thi? ??t bị sấy? - Thi? ??t bị sấy băng tải - Thi? ??t bị sấy tầng sôi - Thi? ??t bị sấy khí động - Thi? ??t bị sấy phun loại thùng - Thi? ??t bị sấy xạ - đối lưu - Thi? ??t bị sấy thăng hoa - Thi? ??t bị sấy... trình sấy -Thi? ??t bị sấy tiếp xúc, thi? ??t bị sấy đối lưu, thi? ??t bị sấy xạ Dựa vào cấu tạo thi? ??t bị -Phòng sấy, hầm sấy, sấy bang tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi II Sơ đồ thi? ??t... hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thi? ??t bị sấy khác nhau, có nhiều cách phân loại sấy sau: Dựa vào tác nhân sấy: -Thi? ??t bị sấy khơng khí thi? ??t bị sấy khói lị, ngồi cịn thi? ??t bị sấy phương pháp đặc