TRUONG DAI HOC CAN THO KHOA CONG NGHE
BO MON KY THUAT CO KHi
- & LL) as -
LUAN VAN TOT NGHIEP
THIET KE MAY SAY LUA NANG SUAT
10 TAN/GIO
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Trang 2MỤC LỤC ®0:0019)10507557- 1 ):7.08(9)8)1006221275 5 Ơ 1 1.1 Đặt vẫn đề cccctrttrHtHHHHHH111111rreg 1 1.2 Tình hình sản xuất, xuất khẩu và tốn thất sau thu hoạch lúa gạo ở ĐBSCL 2 1.3 Mục tiêu của để tài ch nh H111 re 3
IERSMNV 0i 0vi 1 3
1.3.2 Mục tiêu cụ thỂ - tt nh HH1 11.11 re 3
1.4 Phương pháp làm khơ truyền thống — phơi nắng ¿+ ¿2 2 + +x+xzxzxd 3
1.5 Sây hạt ở Việt Nam và trên thế giới - + E2 x33 SxSkSx SE Exkrkrkrrki 4 1.6 Khái niệm vỀ sấy Ăn 1xx TT TT T1 HT 0kg ryrrryg 5
1.7 Bán chất đặc trưng của quá trình sấy .-. - - + + Ecx xe cEeEsEsEereerererered 6 0:19019) 10601005575 8
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . 5-5-5 << 2 +2 SEsEsEsEs£sEeEsszszszseszses 8
2.1 Các phương pháp sấy băng nhiệt (sấy nĩng) . - - 2z £sE+EeEzkrxrsrered 8 2.2 Sây bằng khơng khí tự nhiên — phơi nắng . ¿- 2s z£z£zE+Ezxzxzxzszered 8
2.3 SAy MhAN ta0 cccecccccssscssssescscscecscssecscacececsesususesusssssesevecsvasssecsesesesssesessssceveveves 10
2.4 Cac phuong phap say nong nhan ta0 cceesceesescsceseessecsseessssseeseecsesesneseeaees 10 2.4.1 Vật liệu sấy được đảo trộn (motive grain drying) se csxsesecee 11 2.4.2 Sây vật liệu âm băng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu khơng khí li 2.4.3 Sây vật liệu âm băng phương pháp sấy tiếp xúc (Contacted drying) 12 2.4.4 Sây vật liệu âm bang phương pháp sấy bức xạ (Radiation drying) 12 2.4.5 Sây vật liệu âm bang phuong phap say thing hoa (Sublimation drying) 13 2.5 Cac dang may say c6 thé sy Lita oo cecesssesesesescscevscsvecscececscseseccsnsescevavaees 13 2.5.1 May say tang s6i (Fluidizer flat đry€T) -. -sc<scssx sex rerererersreree 13
Trang 32.5.3 Máy sây tháp trụ trịn sây tuân hồn theo mẻ cĩ đảo trộn - 17
2.5.4 Máy sây tháp hình hộp tuần hồn 66 oi ceeeeseeeseeseeeeseeees 18
2.5.5 Máy say dong liên tục 5 - kkSxSTSE5 3 K1, 19 2.6 Ứng dỤng + - 6 4 E113 E1 1111115111511 1 311111111111 1111111101 111 Hx TH 20
2.7 Vật liệu sấy — hạt lúa -¿-¿- + Lk 111111111111 1111111 11311111 101111111111 g 21 2.7.1 Cây Úa Ă << S313 13 1311 1 111 1 1111111111111 T111 1xx ryt 21 2.7.2 Cầu tạo hạt TÚa -G- S133 3 1 1E11E1511E151131515151515 1111k cxckrki 22
2.8 Các đặc tính chung của khối lúa 2-6 + +EE£ESESEeEEEErkrkrerererees 22 2.8.1 Tính tan TỜI CS Ki ng 23
VI ħ ¡i8 00:00 24
2.8.3 Độ xốp của khối hạtt -Ă- + 11x 11x TT TT 1H ng ren: 24 2.8.4 Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiỆt 2 2 +3 cx+xEsE+EeErerrsreererees 25
2.8.5 Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi âm trong quá trình sấy 25 2.9 Các yêu cầu đặc trưng của hạt lúa sau sấy -¿-¿-<c+ cty, 25
2.10 Cơng nghệ sấy lúa -G- << 111311111113 1 1 1111311111111 11111 Hx ky, 27
2.11 Tác nhân sấy -. - - k3 SE E111 11111111 18151111 11111 1111101111, 28 ®0:1019)1/6051005 29 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÁY SÂY TẦNG SƠI . - 29 3.1 Cac ván an ẽ 30 3.1.1 Xác định trạng thái khơng khí trước và sau khi sấy (dung đồ thị khơng khí 30
3.1.2 Đơi với vật liệu sấy lÚa -G- + tscx ES 1xx nh re rrryt 32
3.1.3 Lượng nước bốc hhơii - s + 2 xxx*x+ESEx cv E SE 11T ren: 32 3.2 Nhiệt lượng cho quá trình sấy -. ¿<2 + x+E+xE£ESEEEEEEESEEErErkrererrererereree 32
3.3 LƯỚI SẤY - HH1 TT 1T HT TT TT TT TT TT TT TT HT net 33 3.4 Thời gian SẤy - s11 TT TT TT TT TT HT HT net 34
3.5 Lưu lượng khí Sấy -. - - s1 S3 3S S3 SxE TT HT nh reg 34
3.6 Gĩc nghiêng của lưới sấy - 5 St SSkEvSxTT SE HT HT re reg 35
3.7 Vận tốc tới hạn -ce cà S11 1111111111 1111111 1111511111111 1xx grki 36
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 4
3.8 Cơng suất cân thiết cho quạt 5+ E3 x*xSkEkEEEEEE E113 1E1 111k re, 38
3.9 Bề đày thiết bị - k1 T TT TT TT KH TT TH HT TH HT tr rep 38
3.10 Buồng sấy và chiều cao buồng sấy - - - Là H11 kHx khu 38
3.10.1 BuGng SAY -. G1 HH T131 E111 11 11T HH1 01111 1xx rêi 38
3.10.2 Chiều cao buồng sấy, ¿- sẻ 1 1S 13T 111313111 61x rkg 39
¡nh Đo — 39
°SV › ốc 0 41
3.13 Ctra thao 16U o.oo e 45
0:0019)/012077 46
TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SÂY THÁP < 5< << =<<ss se 46 4.1 Xác định trạng thái khơng khí trước và sau khi sấy (dùng đồ thị khơng khí sấy) TS 110 1 KT TT go TH TT TT 11 ĐT 19 ĐT 8S TT 9 ĐT 9 ng K 47 4.2 Xác định kích thước cơ bản của tháp sấy - cv ve ng rrkeo 49 4.3 Khe dẫn tác nhân sấy - Gv S K11 E1 TT HE HT HH ngà u 49 4.4 Lưu lượng khí sấy cần thiẾt G + xxx SE TS HE HT 1n ru 50 191 .(dd 51
4.6 Cơng suất quạt cần thiết cho quạt . - + stst SE SE vn ro 53 4.7 Nhiệt luong can cho 10 d6t ccecccecescecscesscesssesesesesescevecsvacscecececscesessstseseevavaees 54 ch) 0vi060 10010 54
4.9 Máy vận chuyền vật liệu sây kiểu gàu chuyên . - ¿2 =+s+£sEeEeererered 56 00019016 1.1- 59
KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN . -5-<-<cesesscs=sesksessssssssesesesessse 50
5.1 KẾT QUÁ 5 E13 T 11H13 TT TH TT TT HH TT Tnhh rep 59
5.2 Thảo luận - - TQ SH ST cọ KH TK EEh 59
Trang 5LỜI MỞ ĐẦU
Sấy là một quá trình cơng nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành cơng nơng nghiệp Trong nơng nghiệp sấy là một trong những cơng đoạn quan trọng của cơng nghệ sau thu hoạch Trong cơng nghiệp như cơng nghiệp chế biến nơng — hải sản, cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng kỹ thuật sấy cũng đĩng vai trị quan trọng trong dây chuyên sản xuât
Kỹ thuật sây được sử dụng rộng rãi dé lam khơ hầu hết các loại thực phẩm, ngũ cốc, các loại hạt và nhiều loại thực phẩm khác, làm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất Quá trình sấy khơng chỉ đơn thuần là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật
liệu mà là một quá trình cơng nghệ Nĩ địi hỏi sau khi sấy vật liệu sấy phải đảm bảo
chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp Trong sấy lúa phải đám bảo lúa sau khi sấy cĩ tỉ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất
Hiện nay cĩ rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với lúa người ta cĩ thể dùng các phương pháp sấy như: phơi năng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy hầm, sấy
buơng, sấy tháp, sấy tầng sơi, sấy khí động Do đĩ đề tài " thiết kế hệ thống sấy lúa
năng suất 10 tân/giờ" được thực hiện
Tuy nhiên, do thời gian thực hiện cĩ hạn và kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sĩt trong quá trình thực hiện Rất mong nhận được nhiều ý kiến đĩng gĩp từ quý thây cơ và các bạn sinh viên để đề tài này được hồn thành tốt hơn
SVTH: Nguyễn Minh Đăng ii
Trang 7
MỤC LỤC HÌNH
Hình 2.1 Phơi lúa tự nhiên - - - - - CS nu cv va 8
Hình 2.2 Máy sấy tĩnh - - S1 151215131111 1 1 111 1111111111111 1.1 1e 11
Hình 2.3 Sấy vật liệu âm băng phương pháp trao đối nhiệt đối lưu khơng khí 12 Hình 2.4 Máy sấy rung tầng sơi -Ă + s 1xx S SE TT 1H HH ng ren ret 14 Hình 2.5 Máy sấy tầng sơi và tạo hạt - - -kHx HT 1111111111111 11t 15 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống sấy tầng sơi . - 55 SsSz E2 15
Hình 2.7 Máy sấy tháp trụ cĩ đảo trộn ¿ sec cx+ESx xxx E111 1E 1e 1e, 18 Hình 2.8 Máy sấy tháp cĩ Ủ -.- - + c1 21213 3111111 1 111 1111111111101 x1 y0 19 Hình 2.9 Máy sấy tháp liên tục - 2< 2 ++ xxx S331 111171711 1e 20
Hình 2.10 Cây lÚa - c1 91 1 TH Tà ng vn 21
Hình 2.11 Câu tao hat Waa cecccccseessssessessesseeseeecsesseeseeessesaneaesaseeseeesesseeeeeeesneaeeaseaee 22
Hinh 2.12 Cac géc trong khOi hat occ ceeseceesceecsesesescssesssesssaseesessenseeseneesees 23 Hinh 2.13 Tom tat quy trinh céng nghé oo eceesceeesescsescscscesessssssesessensesseneeees 26 Hinh 3.1 So d6 cau tao may say tang SOi ec sececesecesesesesssssveesvsvevevscececeeesentesees 29
Hình 3.2 Đồ thi khong khi Am ooo eseececscececsvececscecesecesesvevevsvevavavavscaseuseseneesees 31 Hình 3.3 Lỗ lưới sấy - << S11 13H 150511111 33 Hình 3.4 Gĩc nghiêng của lưới sấy - - + - 5 + kEEEE E511 11kg re, 35 5006m6 20:18 .‹cd 40 Hình 3.6 Sơ đồ cầu tạo CyCÏOne ¿- -< s1 SE SE ST 1n cưng 41 ši1 ve 0 8n 42
Hình 4.1 Sơ đồ cầu tạo máy sấy tháp - s1 1H rret 46
Hình 4.2 Đồ thị khơng khí âm + E3 SE E3 net 48
Hình 4.3 Sơ đồ cầu tạo CyCÏOïe - + xxx E2EEEEEEE 11 11x Hx HH re, 55
Hình 4.4 Gàu chuyên - ¿<< 22 E111 111311 E13 3 1111311511511 1111k HH 56
SVTH:NguyễnMinhĐăg CV
Trang 9
MUC LUC BANG
Bang 2.1 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tỷ lệ tắm sau khi xay xát đối với lúa 9 Bang 2.2 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tốc độ bốc âm - + +22 s+szsxrxz 9
Bảng 2.3 Các thành phần hĩa học của hạt lÚa -. 52 2S S2x+x*E+££z£zEzEzrez 22
Bảng 2.4 Các thơng số và số liệu của lúa ¿- ¿+ + ++E+E2E2kEEEkEkExEkEEEzrrkree 27
Bảng 3.1 Kích thước và năng suất cyclone lắng bụi - 5 xxx x£zzersrsree 40
Bảng 3.2 Năng suất của vít tái theo đường kính vít và tốc độ đề nghị 42
Bảng 4.1 Các thơng số và số liệu trong sấy tháp - - + xxx rrerersreree 48
Bang 4.2 Xác định À — hệ sỐ ma sắt - se SE SE EE HT kg re rep 52
Báng 4.3 Kích thước và năng suất cyclone lắng bụi 5 + 5 +sc£sEeeserereree 55 Báng 4.4 Kích thước và thê tích chứa của gàu chuyển lúa vào máy sấy 57
SVTH:NguyễnMinhĐăgp iy
Trang 10
CHUONGI:
PHAN NOI DUNG 1.1 Dat van dé
Ngày nay, trong sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm, kỹ thuật sấy chiếm một vai trị rất quan trọng Đặc biệt là trong lĩnh vực cơng nghệ sau thu hoạch, nơng sản sau thu hoạch cần phải tiến hành sấy khơ để bảo quản lâu dài và phục vụ cho các quá trình chế biến
Đối với nước ta nĩi chung và đồng bằng sơng Cửu Long nĩi riêng, ngành nơng nghiệp đã cĩ truyên thống lâu đời, quan trọng nhất là nơng nghiệp sản xuất lúa nước Vì vậy đã tạo điều kiện mạnh mẽ cho sự phát triển của kỹ thuật sấy lúa sau thu hoạch
Cũng như các loại nơng sản khác, lúa sau khi thu hoạch cĩ độ âm cao, dé 4m mốc và nảy mân, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng, thành phần dinh dưỡng của lúa Bên cạnh đĩ, độ am của lúa phải đạt đến 1 giá trị nhất định (thơng thường từ 13,5%-14%) mới đạt yêu cầu cho quá trình bĩc vỏ trong cơng nghệ xáy xát
Yêu cầu đặt ra cần phải tiến hành sấy lúa để đảm bảo độ ẩm tốt nhất cho việc bảo quản trong thời gian dài và phục vụ cho quá trình xay xát
Hiện nay, trên thế giới cĩ rất nhiều kỹ thuật sấy được áp dụng vào quá trình sấy như:
Sấy đối lưu
Sấy tiếp xúc
Sây bằng năng lượng mặt trời Say chan khong
Say thang hoa
Trang 11suất từ vài tấn đến hàng trăm tan gid da duoc dua vao san xuat dé sây các vật liệu cĩ dạng hạt cĩ kích thước từ I - 2mm đến 35 - 40 mm Trong cơng cuộc cơng nghiệp hĩa, hiện đại hĩa đất nước, việc tiếp thu cơng nghệ tiên tiễn trên thế giới là nhu cầu tất yếu
Hiện nay, nước ta vẫn đang là một nước nơng nghiệp, đang trong quá trình thực
hiện cơng nghiệp hĩa và hiện đại hĩa đất nước Mặt khác, với những yếu tố điều kiện
tự nhiên thuận lợi, rất phù hợp đối với phát triển các ngành nghề nơng nghiệp, nước ta cĩ khí hậu và hệ thống sơng ngịi rất phù hợp cho việc phát triển cây lúa Vì vậy, nơng nghiệp vẫn là một ngành cần được ưu tiên đầu tư từ trước đến nay Đồng bằng sơng Cửu Long (ĐBSCL), vựa lúa trọng điểm của cả nước, sản xuất và cung ứng hơn 20 triệu tấn lúa/năm, gĩp phần đưa hạt gạo Việt Nam cĩ mặt ở nhiều quốc gia Tuy nhiên, mỗi bận tâm của người trồng lúa lẫn nghành chức năng là vẫn đề cải tiến cơng nghệ bảo quản sau thu hoạch (BQSTH) như thế nào để gĩp phần nâng cao chất lượng hạt gạo Trên thực tế, vẫn đề này gặp khơng ít khĩ khăn, vướng mắt, thậm chí là chưa đúng quy trình Những tồn tại đĩ cĩ thể là trong cơng tác phát triển, trong quản lý, trong kỹ
thuật trồng, đặc biệt là các thiết bị kỹ thuật dùng trong khâu thu hoạch và sản xuất Vì vậy, đề tài "Thiết kế máy sấy lúa năng suất 10 tấn/giờ" vừa giúp chúng ta
hiểu rõ hơn về cách bảo quản Lúa tốt hơn, phục vụ cho việc xuất khâu gạo Đồng thời, gĩp phần thực hiện cơng nghiệp hĩa - hiện đại hĩa đất nước
1.2 Tình hình sản xuất, xuất khẫu và tốn thất sau thu hoạch lúa gạo ở ĐBSCL
Đồng bằng sơng Cửu Long (ĐBSCL) cĩ tổng diện tích đất tự nhiên khoảng 3,94
triệu hécta, chiếm 12,1% tong diện tích đất của cả nước Nĩ là vựa lúa lớn nhất của cả nước với tơng diện tích gieo trồng khoảng 3,86 triệu hécta với sản lượng hằng năm đạt khoảng 21 triệu tấn, chiếm 50% tổng sản lượng lúa của cả nước Xuất khâu gạo trung
bình hằng năm của cả nước từ 6,5 đến 7,0 triệu tẫn với giá trị khoảng 3,2 — 3,7 tỉ USD nhưng ĐBSCL đĩng gĩp đến 90-95% khối lượng Sản xuất lúa của ĐBSCL trong
những năm gần đây cĩ những bước phát triển đáng khích lệ, đĩng gĩp quan trọng cho an ninh lương thực quốc gia va cho ơn định kinh tế vĩ mơ của Việt Nam Mặc dù vậy, tốn thất sau thu hoạch cịn cao (13,7%), nhất là ở khâu phơi sấy (4,2%) Theo tính tốn sơ bộ, nếu giá trung bình của mỗi kg lúa là 5.000 Đồng, thì tơn thất sau thu hoạch hăng
năm của ĐBSCL lên đến 13.700 tỉ Đồng
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 12
( 5.000.000 D/tan x 20.000.000 tấn lúa/năm x 13,7%), tương đương 652 triệu Đơ la
Mỹ Trong đĩ, khâu phơi sấy chiếm tối thiểu là 33% của tơng mất mát ĐBSCL cĩ 3 vụ
lúa trong năm, thì tơn thất trong khâu phơi sấy của vụ lúa Hè-Thu là cao nhất Ngồi
ra, gid gạo xuất khâu của Việt Nam luơn thấp hơn của Thái Lan từ 30 USD/tần đến 100 USD/tấn tùy theo từng thời kỳ Thị trường của hạt gạo Việt Nam chủ yếu là thị trường
gạo cấp thấp (chiếm 85%) và thiếu tính ơn định Vì vậy, đời sống của nơng dân trồng lúa ở ĐBSCL chưa được cải thiện tương xứng với sự đĩng gĩp của họ Cùng với một số yếu tơ khác, những điều này gĩp phân làm cho tương lai của nên sản xuất lúa ở vùng ĐBSCL chưa được bền vững
1.3 Mục tiêu của đề tài
1.3.1 Mục tiêu chung
Mục tiêu chung là thiết kế hệ thống sấy lúa năng suất 10 tắn/giờ nhằm phục vụ cho việc bảo quản lúa sau khi thu hoạch
1.3.2 Mục tiêu cụ thể
Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy sấy Chọn máy sấy phù hợp với nhu cầu địa phương
Tính tốn và thiết kế hệ thống máy sấy để đạt được năng suất theo yêu cầu 1.4 Phương pháp làm khơ truyền thống — phơi nắng
Từ xưa, con người biết đến kỹ thuật sấy như là cách chế biến và bảo quản thực phẩm thơng dụng và tạo mùi vị đặc trưng cho mĩn ăn khi chế biến Phơi nang là một phương pháp cơ điển và sử dụng rộng rãi nhất khi con người chưa biết đến kỹ thuật sấy hiện đại
Trang 13để sử dụng vào những thời điểm khan hiếm Ngồi ra người ta cịn dùng cách phơi
năng đề chế biến nhiều loại bánh, hoa quả và đồ dùng khác
Ở châu Âu, người ta dùng khĩi nĩng dé sây khơ thịt, cá và thực phẩm khác, tạo thành các loại thực phẩm hung khĩi để dự trữ trong mùa đơng Ở nhiều dân tộc khác cũng vậy, người ta sử dụng khĩi hoặc hơi nĩng để làm khơ và bảo quản nhiều loại thực phẩm và ngũ cốc
Ngày nay, kỹ thuật sấy hiện đại và phát triển đã giúp con người cải thiện nhiều về chất lượng, thời gian sấy, thời gian bảo quản, năng suất và hiệu quả kinh tế được nâng cao Nhưng ở phương diện nào đĩ kỹ thuật sấy cơ truyền và phương pháp thủ cơng cịn mang đậm tính nghệ thuật và bí truyền nên vẫn giữ được vị trí của nĩ mà kỹ
thuật hiện đại khơng thê thay thế được
Nước ta là một nước nơng nghiệp do đĩ các nơng sản được sản xuất ra ngày một nhiều, nhất là các sản phẩm của vùng nhiệt đới cĩ giá trị xuất khẩu cao, ngày càng chiếm tỉ trọng lớn trong tồn bộ thu nhập của ngành nơng nghiệp Các sản phẩm này muốn bảo quản được tốt thì phải cĩ độ ẩm nhỏ nhưng độ âm này ít cĩ được sau khi thu hoạch Vì vậy hầu hết các sản phẩm nơng nghiệp cần phải thơng qua quá trình phơi sấy để làm khơ tới thủy phần yêu cầu của bảo quản Sấy là một phương pháp tương đối hiệu quả tạo nên tiền đề để bảo quản tốt sản phẩm Mặt khác cĩ nhiều sản phẩm chỉ thơng qua khâu phơi sấy mới đảm bảo phẩm chất tốt nâng cao được giá trị thương
phẩm như: chè, cà phê, thuốc lá, lúa, gỗ, giẫy, sữa bột
1.5 Sấy hạt ở Việt Nam và trên thế giới
Trên thế giới, hàng trăm triệu tan lua mi, bap, dau nanh, lua mién, hat bo bo, hat hướng dương, yến mạch, đại mạch và các loại hạt khác được sây khơ bằng máy sây hạt Trong nơng nghiệp ở các quốc gia, sấy là việc giảm âm từ khoảng 17-30% đến khoảng từ 8-15%, tùy theo từng loại hạt Độ ẩm đầu ra của hạt ở cuối quá trình sấy phải đủ cho việc bảo quản Hạt càng cĩ nhiều đầu thì độ âm lưu trữ càng phải thấp, ngũ cốc thường được sây khơ cho tới 14%, trong các loại hat dầu, đến 12,5% (hạt đậu
nành), 8% (hạt hướng dương), 9% (hạt đậu phộng) Sấy được sử dụng như là một
phương pháp lưu trữ an tồn, để ngăn cản vi khuẩn phát triển Tuy nhiên, nhiệt độ thấp
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 14
trong lưu trữ cũng được khuyến khích đề chống các phản ứng và các quá trình sinh hĩa đặc biệt là sự phát triển của cơn trùng và mọt
Các máy sấy lớn nhất thường được áp đụng để cơ khí hĩa nơng nghiệp ở ngồi đồng ruộng đang phát triển và đang được mở rộng các loại máy sấy hỗn lưu được ưa thích ở Châu Âu, trong khi người Mỹ chỉ ưa thích đưa lúa của họ một lần qua máy sấy Ở Argentina, cả hai loại này điều được tìm thấy Máy sẵy dịng liên tục đạt được năng suất 100 tấn hạt khơ/giờ Độ dày của lớp hạt để khơng khí đi qua máy sấy liên tục trong khoảng từ 0,15m trong một số dịng máy sấy hỗn hợp cĩ thể 0,3m trong một vịng lưu Loại may sây được sử dụng chủ yếu là loại sây tại ruộng, đặc biệt là ở Mỹ và Châu Âu Nĩ thường bao gồm một thùng, với khơng khí nĩng thối theo chiều ngang theo một ống trụ ở bên trong thơng qua một tâm kim loại, sau đĩ thơng qua một thùng quay, dày 0,50m xuyên giữa lớp hạt va cuỗi cùng bên ngồi là tâm lưới kim loại, trước khi được thải ra bên ngồi Thường thì làm khơ hạt nhiều lần từ 1 đến 4 giờ tùy thuộc vào bao nhiêu nước được tách ra, loại hạt gì, nhiệt độ khơng khí và bề dày lớp hạt
Ngày nay, cĩ thể để mơ phỏng hiệu suất của máy sây với một chương trình máy tính dựa trên các cơng thức (các mơ hình tốn học) là đại diện cho các thơng số tham gia vào việc làm khơ: tính chất vật lý, tính chất hĩa học, nhiệt động lực học và nhiệt và
khối lượng liên kết Gần đây, sự địi hỏi của xã hội được dự đốn chắc chắn để điều
chỉnh các tham số đề thiết lập một tý lệ sấy hợp lý để nhanh chống làm khơ hạt, hạn chế tiêu thụ năng lượng, và đạt được chất lượng hạt Một điển hình trong tham số chất lượng sây lúa mì là chất lượng tạo bột và tỷ lệ phan tram nay mầm, cịn đối với lúa nước là giảm tối đa độ nứt gãy của hạt khi xay xát
1.6 Khái niệm về sây
Trang 15bốc nĩng và làm cho hạt bị hỏng Để tránh hiện tượng trên ta phải đảm bảo độ ầm của hạt xuống khoảng 14% Do đĩ, đối với một nước nơng nghiệp nhiệt đới khí hậu nĩng âm mưa nhiều như nước ta thì sẵy là một phương pháp rất quan trọng
Những hạt và những sản phẩm chưa được sấy, bao giờ cũng chứa một lượng nước thừa trong bản thân chúng Ví dụ hạt thu hoạch cĩ độ ầm 37% thì cĩ tới 23% trọng lượng là nước thừa Hạt âm ảnh hưởng khơng tốt đến kỹ thuật xay xát, sản lượng bột giám, chỉ phí năng lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến và làm máy nhanh bị hư hỏng, hạt thu được và sản phẩm chế biến từ hạt sẽ bảo quản khĩ và chi tiêu phẩm chất sẽ thấp Ở những hạt đã sấy hay phơi khơ thì quá trình thủy phân chất béo thực hiện chậm, hiện tượng đăng của hạt và sản phẩm chế biến giảm, cơn trùng sâu mọt sẽ bị tiêu diệt
Những hạt bị bốc nĩng ở thời kì đầu, nhờ quá trình phơi sấy, hạt trở lại bình
thường, quá trình tự bốc nĩng được dừng lại và những tính chất của hạt được phục hồi Hạt cịn tươi chưa hồn thành quá trình chín sinh lý thì nhờ quá trình sấy quá trình chín sinh lý được rút ngắn, hạt cĩ được tính kỹ thuật thích hợp của nĩ Say khơ sản phẩm là một quá trình rất phức tạp, khi sấy cần dam bảo giữ được tính chất của sản phẩm, dam bảo chất lượng và giữ nĩ ở trạng thái tốt
Quá trình sấy thực chất là dùng nhiệt năng để làm bốc hơi một phần lượng nước cĩ trong sản phẩm Quá trình này phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên kết của vật liệu sây và tính chất hĩa học của sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản phẩm hút
A
am
1.7 Bản chất đặc trưng của quá trình sấy
Sấy là một quá trình tách âm ra khỏi vật liệu (hoặc chuyên nước trong sản phẩm sang thê hơi) Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất của hơi nước ở mơi trường xung quanh (P;„) và trên bề mặt của sản phẩm (P) Đề làm cho lượng âm
trên bề mặt sản phẩm bay hơi cần cĩ điều kiện P„>P„„ hay P„ - Pxq= AP Tri sé AP
càng lớn thì độ 4m chuyển ra mơi trường xung quanh càng mạnh P;¿„ phụ thuộc vào nhiệt độ say, d6 4m ban dau cua vat liéu say phụ thuộc vào tính chất liên kết của nước với sản phâm
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 16
Sự thốt âm trên bề mặt tăng lên khi nhiệt độ và tốc độ của luồng khơng khí tăng, khi độ âm tương đối giảm và áp suất khơng khí giảm Do vậy sự thốt âm trên bề mặt dẫn đến sự khuếch tán bên trong Đĩ là kết quả của sự phá vỡ mỗi cân bằng tương đối bên trong sản phẩm cũng là do sự thay đơi nhiệt độ và sự phân chia nước khơng đồng đều trong sản phẩm Trong sản phẩm (và nhất là hạt) sự vận chuyển nước bắt đâu từ nơi cĩ độ âm cao đến nơi cĩ độ âm thấp sự chênh lệch độ âm ở những phan khac nhau của hạt là nguyên nhân của sự khuếch tán bên trong khi sấy sự thay đổi về mặt phân bố nhiệt độ ở những điểm khác nhau của hạt làm cho sự vận chuyển độ âm tăng từ chỗ cĩ nhiệt độ cao đến nơi cĩ nhiệt độ thấp
Quá trình sây cĩ thê xúc tiễn nhanh nhờ sự tăng nhiệt độ khơng khí hoặc nhiệt
độ của hỗn hợp khơng khí và khĩi lị (t), giảm độ âm tương đối của khơng khí ('),
tăng vận tốc khơng khí (v) và nhờ sự giảm áp suất khơng khí trong mơi trường (B) Trong quá trình sấy, càng về sau hơi nước của mơi trường xung quanh càng nhiều, tức là áp suất P;¿ càng tăng và độ âm của sản phẩm ngày càng giảm đến một lúc nào đĩ đạt được trị số cân bằng Khi đĩ P,,=P;, và độ âm đĩ được gọi là độ am can bang Tai do âm cân bằng thì AP=0, quá trình sấy ngừng lại
Đối với hạt lúa, ẩm hiện diện ở hai nơi: ở bề mặt của hạt (âm bề mặt) và ở nhân
Trang 17CHUONG II:
LƯỢC KHẢO TAI LIEU
2.1 Các phuong phap say bang nhiét (say néng)
Quá trình dùng nhiệt để tách lượng nước trong sản phan chuyên thành hơi thốt ra mơi trường gọi là phương pháp sấy bằng nhiệt
2.2 Say bằng khơng khí tự nhiên — phơi nắng
Đĩ là phương pháp lợi dụng ánh nắng mặt trời để làm khơ hạt và sản phẩm Phơi nắng là phương pháp khơng tốn kém về nhiên liệu Nĩ thúc đây quá trình chín sinh lý của hạt, cĩ khả năng diệt trừ nắm Aspergillus, Penicilium, cơn trùng, sâu, mọt, bởi tác dụng của ánh nắng mặt trời Phơi nắng cịn tốn nhiều cơng lao động và khơng cơ giới hĩa được Thời gian để đạt được độ âm an tồn thường dài, nhất là đối với các hạt giỗng cĩ yêu cầu âm độ gần bằng 12% Tuy vậy, trong thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp đụng phương pháp phơi nắng đối với các loại ngũ cốc và một số nống sản khác Những sản phẩm cần phơi trải thành những lớp mỏng nên mặt đất,
chiêu, phên, nên gặp rất nhiêu bât tiện: dễ bị lẫn dat cat, dé bi 4m khi gặp mưa
Hình 2.1 Phơi lúa tự nhiên
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 18
Hạt được phơi năng trén san gach/xi- măng, trên nén dat, trén vai bat, trén nong nia bang tre, v.v Phuong phap này ít tốn kém nhưng khơng thể thực hiện được vào những ngày cĩ mưa dầm Theo các kết quả thăm dị, do khơng thể phơi nắng được nơng sản trong mùa mưa nên độ hao phí hạt thường rất cao, cĩ khi lên đến trên 10%, nhất là hao phí về chất, giảm tỉ lệ náy mầm với hạt giống và tốn kém rất nhiều chỉ phí và lao động trong suốt quá trình phơi
Trong mùa nắng, phơi hạt lớp mĩng dưới 5cm khi trời năng gắt thường khơng cĩ lợi do tốc độ bốc âm quá nhanh và hạt bị quá nĩng làm cho tỉ lệ tắm khi xay xát tang cao hoặc giảm tỉ lệ nảy mâm
Bảng 2.1 Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tỷ lệ tắm sau khi xay xát đối với lúa
Loại sân phơi Tỉ lệ tâm khi xay, %
Phoi trong bong mat Phơi ngịai năng gắt
Sân đất nện 4,7 10,2
Sân xi-măng 4,8 9,1
Phơi trên đệm cĩi trải trên san dat 5,1 10,4
Phoi trén dém coi trai trén san xi- 4.3 9,3 mang
Phơi trên đệm cĩi trải trên đất cỏ 5,7 10,9
Nguơn Auriol, Sở nơng sản lúa gạo Đơng Dương
Trong thực tế, nơng dân thường chỉ chú trọng đến phơi nơng sản thế nào cho mau khơ mà khơng để ý đến việc phơi nơng sản trên sân xi-măng đen khi trời năng gắt làm ảnh hưởng đến tỷ lệ náy mầm của hạt giống và tỷ lệ thu hồi gạo xay xát
Trang 19Hiện nay cĩ rất nhiều phương pháp để cái tiễn kỹ thuật này Sấy nhân tạo là một trong những phương pháp đĩ
2.3 Sây nhân tạo
Khi cần làm khơ một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kê điều kiện thời tiết thế nào thì phải sử dụng phương pháp sẫy nhân tạo Phương pháp này đắt tiền hơn và phức tạp hơn phương pháp sấy tự nhiên nhưng nĩ là điều cần thiết để cĩ được sản phẩm đơng nhất đem ra thị trường Sấy khơ nhân tạo là phương pháp sấy nhờ cĩ tác nhân sẵy đốt nĩng (khĩi lị hoặc khơng khí nĩng) tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sây, làm nĩng vật liệu sây và lầy nước của nĩ đi Quá trình này tơn nhiêu nhiệt năng 2.4 Các phương pháp sấy nĩng nhân tạo
Người ta phân biệt nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau, tuy nhiên khi phân loại phương pháp sấy khi xét riêng về vật liệu sấy trong buơng sấy thì người ta chia: sây vật liệu âm tĩnh tại và sây vật liệu âm cĩ chuyên động như sau:
Say tinh hoc (Stationary drying): 4p dung dé say hat 1a chi yéu
Hạt được giữ yên cĩ định trong một quá trình say, hạt được trải thành lớp nằm ngang và được khơng khí lưu thơng từ đưới lên trên Độ dày lớp này rất quan trọng (tới 60cm hạt) Phương pháp này muốn tốt phải tạo điều kiện lưu lượng khơng khí nĩng phù hợp cho sấy hạt đồng đều
Người ta đã làm thí nghiệm và thấy rằng: sấy khơ bằng khơng khí ở 600C phải
cĩ lưu lượng riêng 300 m⁄h cho 1m’ hat S6 này thực tế thể hiện ở độ dày của lớp hạt là 5cm Nếu lớp này quá dày hạt sẽ bị âm ở phía trên, cịn phía đưới lại quá khơ Để đồng đều khi sấy người ta làm động tác xáo trộn hạt khi tháo hạt ra khỏi máy sẵy hoặc quạt đồng đều hạt khi đã qua khỏi máy sấy
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 20Hình 2.2 Máy sấy tĩnh
2.4.1 Vật liệu sấy được đảo trộn (motive grain drying)
Lớp hạt được chuyển động trong lị sấy, bề dày nhỏ hơn trong trường hợp sấy tĩnh vào khoảng 20 đến 30cm và cĩ những bộ phận răng trộn hạt trong quá trình hạt đi qua buơng sấy, do đĩ khắc phục được hiện tượng lớp hạt khơ khơng đồng đều
Lượng khơng khí cĩ thê tùy theo loại máy sấy Cĩ loại dùng lưu lượng khơng
khí lớn 6000 đến 8000 mỉ/h/1m” sản phẩm, cĩ loại thấp hơn khoảng 2000 đến 4000
m/h/1m” sản phẩm Lượng khơng khí nĩng lớn làm tăng cơng suất lị sấy nhưng cĩ thê
làm cho sản phẩm sấy bị giịn, gãy khi chế biến Ví dụ: đối với ngơ hay xảy ra hiện
tượng nung hạt Nhiều cơng trình nghiên cứu của Mỹ đã chứng minh ánh hưởng xấu của việc sấy khơ nhanh đối với ngơ làm cho nhiều hạt bị rạn nứt, nếu sau khi sấy mà
hạt bị làm lạnh nhanh thì hạt sẽ đễ vỡ (do sức căng bề mặt ứng suất nhiệt)
2.4.2 Sây vật liệu âm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu khơng khí
Trang 21độ âm lớn, nhiệt độ thấp nên khơng khí nĩng hút độ ầm của sản phẩm bốc ra đề đưa ra ngồi làm cho độ ầm của khơng khí nĩng tăng lên, nhiệt độ giảm xuống, do đĩ khả năng hút âm giám dần Muốn quá trình sấy tiếp tục mạnh ta phải cho luồng khơng khí nĩng chứa âm cao thốt ra ngồi và cho luơng khơng khí nĩng khác cĩ độ âm thâp và 1 âm nhiệt độ cao tiếp tục đi vào buồng sấy nhiên liệu ———+>>- khĩi —? Td 1 mK 2 g « +£ ——————— —_O— 3 À k Q A 1 Buơng đơt khơng khí khơng khí Vật liệu sau | 2 Buong hoa tron khi say Quạt — 4 Buơng sây
Hình 2.3 Sấy vật liệu âm bằng phương pháp trao đối nhiệt đối lưu khơng khí
2.4.3 Sấy vật liệu 4m bằng phương pháp sấy tiếp xúc (Contacted drying)
Vật liệu sấy được đốt nĩng thơng qua chất tải nhiệt hoặc qua thành dẫn nhiệt bằng cách cho khĩi lị hoặc hơi nước đi qua phần dưới của buơng sấy, ngăn cách phần trên chứa vật liệu âm nhờ tiếp xúc với thành thiết bị đã đốt nĩng mà làm cho sản phẩm nĩng lên và được sấy khơ Hơi nước từ vật liệu được thốt ra ngồi thơng qua một quạt hut am
2.4.4 Sây vật liệu âm bằng phương phap say bire xa (Radiation drying)
Sây bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức xạ đê làm nĩng vật sây đên nhiệt độ bay hơi âm trong vật sây, làm giảm độ âm của nĩ đên mức yêu câu
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 22
2.4.5 Sây vật liệu âm bằng phương pháp sấy thăng hoa (Sublimation drying) Say thing hoa là quá trình làm giảm độ 4m của vật sấy bằng thăng hoa (từ thê rắn thành thê hơi)
Say thing hoa cĩ ưu điểm rất lớn mà các phương pháp sấy khác khơng cĩ: San phẩm sây cĩ chất lượng cao (giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính thủy hĩa, ), giữ được hoạt tính sinh học
Trong cơng nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, sấy thăng hoa được áp dụng dé sây thịt, cá, rau quả đĩng hộp, và trong các ngành sản xuất dược phẩm Muốn bảo quán lâu dài thì sản phẩm sấy thăng hoa phải được đĩng hộp cĩ độ kín cao 2.5 Các dạng máy sấy cĩ thể sây Lúa
Trong các thiết bị sấy đối lưu, năng lượng vật liệu sấy nhận được bằng phương pháp truyền nhiệt đối lưu, đo đĩ tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp năng lượng cho vật liệu sẵy và mang âm thốt ra từ vật liệu sấy thải vào mơi trường Tác nhân sấy trong thiết bị sây đối lưu thường là khơng khí nĩng hoặc khĩi lị Thiết bị sây đối lưu sấy lúa cĩ thê cĩ các dạng sau:
2.5.1 Máy sấy tầng sơi (Fluidizer flat dryer)
Nếu cĩ một dịng khơng khí hay chất khí nào đĩ được đốt nĩng và thổi qua một lớp vật liệu dạng hạt nằm trên một tâm đột lỗ (sàng), kết quả là cĩ một sự sụt ap do lực cản của sàng và lớp hạt do dịng khí xuyên qua Độ giảm áp này gia tăng theo vận tốc dịng khí Khi đạt đến một vận tốc nào đĩ, áp suất cịn lại sẽ đủ lớn để cân bằng VỚI trọng lượng vật liệu trên sàng và làm cho các hạt vật liệu được nâng lên hay nơi lên và nhảo lộn giống như hiện tượng nước đang sơi Quá trình này được gọi là say tang sdi
Trang 23
Hình 2.4 Máy sấy rung tầng sơi
Nếu cĩ một dịng khơng khí hay chất khí nào đĩ được đốt nĩng và thổi qua một lớp vật liệu dạng hạt nằm trên một tâm đột lỗ (sàng), kết quả là cĩ một sự sụt ap do lực cản của sàng và lớp hạt do dịng khí xuyên qua Độ giảm áp này gia tăng theo vận tốc dịng khí Khi đạt đến một vận tốc nào đĩ, áp suất cịn lại sẽ đủ lớn để cân bằng VỚI trọng lượng vật liệu trên sàng và làm cho các hạt vật liệu được nâng lên hay nơi lên và nhảo lộn giống như hiện tượng nước đang sơi Quá trình này được gọi là say tang sdi
Các hạt trên sàng sơi và chuyên đi giống như nước chảy từ chỗ cao đến chỗ
thấp Các hạt cũng cĩ thể đi chuyên nhờ dao động của sàng mà khơng cần cĩ sự sơi Tuy nhiên, người ta cĩ thể kết hợp quá trình sơi và dao động của sàng để làm cho vật liệu chuyên động nhanh hơn về phía cửa ra Hiệu ứng tương tự cĩ thể thực hiện bằng cách sử dụng tắm phân phối khí dạng lưới vảy cá cĩ lỗ nghiêng, trong đĩ dịng khí di chuyển nghiêng về phía cửa ra do đĩ cĩ sự đầy thêm các vật răn về phía đưới Trong cả hai trường hợp cho kết quả là cĩ sự chuyển động ngang của vật liệu trên mặt sàng Do cĩ sự tiếp xúc tốt của khí sẵy và các phần tử rắn, việc đốt nĩng vật liệu trên sàng diễn ra rất nhanh, kết quá là hơi âm bốc ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy tức thời
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 24Hình 2.5 Máy sấy tầng sơi và tạo hạt
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống sấy tầng sơi
2-calorife 3 - lưới phân phối khí 4 - thiết bị sây
1 — quat
Trang 25+ Sấy tầng sơi cĩ những ưu điểm và nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Năng suất sấy cao
Vật liệu sấy khơ đều
Cĩ thê tiễn hành sấy liên tục
Hệ thống thiết bị sấy đơn giản
Dê điêu chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buơng say
Cĩ thê điều chỉnh thời gian sấy
Nhược điểm:
- Trở lực lớp sơi lớn
- Tiêu hao nhiều điện năng đề thơi khí tạo lớp sơi
- Yêu câu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều 2.5.2 May say thap (Tower — Shaft Grain Dryer)
Cau tao, nguyên lí hoạt động và đặc điểm:
Hệ thống máy sẵy gồm calorifer hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hịa trộn
với khơng khí tươi, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác
Tháp sấy là một khơng gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng và chiều đài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn và kênh thải tác nhân xen kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy (đặc điểm này khác với các thiết bị sây buồng và sấy hầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn giĩ nĩng luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình trao đơi nhiệt sây và nhận thêm âm đi vào các kênh thải ra ngồi vật liệu sấy chuyển động từ trên xuống đưới từ tính tự chảy do trọng lượng bản thân của chúng Tháp sấy nhận nhiệt do trao đơi nhiệt đối lưu giữa dịng tác nhân chuyển
động vừa ngược chiều vừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải
qua lớp vật liệu nằm trên các bề mặt đĩ Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2 thành phần: thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫn nhiệt giữa bề mặt các kênh giĩ nĩng, kênh thải âm với
chính lớp vật liệu nằm trên đĩ
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 26
Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất theo chuyên động thắng đứng đzích đzäc trong tháp sấy Để tăng năng suất thiết bị ngồi phương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độ đáng kê người ta cịn tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ này cĩ thể từ 0,2 —
0,3 m/s đến 0,6 — 0,7 m/s hoặc lớn hơn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống gĩp
kênh thải theo kinh nghiệm khơng vượt quá 6m/s đề tránh hạt bị cuốn theo tác nhân đi vào hệ thống tải âm (đọng lại trong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải, )
*- Các loại máy sấy tháp phơ biến:
- Máy sấy tháp trụ trịn sấy tuần hồn theo mẻ cĩ đảo trộn - Máy sấy tháp hình hộp tuần hồn cĩ ủ
- May say dịng liên tục
2.5.3 Máy sấy tháp trụ trịn sấy tuần hồn theo mẻ cĩ đảo trộn
Trang 27Hình 2.7 Máy sấy tháp trụ cĩ đảo trộn 2.5.4 Máy sấy tháp hình hộp tuần hồn cĩ ủ
Nơng sản ẩm được gàu chuyển (bù đày) cấp ở đỉnh của tháp sấy Sau đĩ hạt chảy liên tục từ đỉnh xuống đáy trong suốt quá trình sấy Khơng khí nĩng được thơi liên tục qua địng hạt Máy sấy được thiết kế để mỗi pass hạt di chuyển trong thời gian từ 10 — 15 phút và giảm âm từ 1 — 3% Sau mỗi pass hạt đi vào buơng ủ trong một thời gian nhất định rồi được chuyển trở lại để được sây các pass tiếp theo cho đến khi hạt đạt đến độ 4m mong muốn Tùy theo kết cấu của buồng sây mà hạt cĩ hoặc khơng cĩ đảo trộn
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 28Elevators Hình 2.8 Máy sấy tháp cĩ ủ
2.5.5 Máy sấy dịng liên tục
Máy sấy dịng lien tục thường là máy sấy loại tháp cao, cĩ thể đến vài chục mét Hạt được gàu chuyền múc đơ trên hộc chứa trên đỉnh tháp, sau đĩ đi vào buơng sấy và chảy từ từ xuống đáy tháp nhờ trọng lượng Khơng khí sấy được hạt được thơi vào buơng sấy và hạt sẽ khơ đến độ âm cần sấy Đề khống chế hạt năm trong buơng sấy dé đạt độ âm mong muốn, ở cửa ra đưới đáy tháp cĩ bồ trí cánh quay đều chỉnh lượng hạt ra nhờ vậy điều chỉnh được vận tốc chảy xuống của hạt
Trang 29Hình 2.9 Máy sây tháp liên tục * Máy sây tháp cĩ các ưu điêm sau:
Sản phẩm trong máy sây tháp cĩ thê lây ra liên tục hoặc định kì
Chi phí sấy thấp
Năng suất lớn
Chất lượng tốt và ơn định
Tiêu thụ năng lượng thấp
Máy sây tháp cho độ đơng nhất âm độ tất tốt 2.6 Ứng dụng
Thiết bị sây tháp là thiết bị sây chuyên dụng để sây các loại hạt cứng như: lúa, ngơ, đậu, cĩ độ âm ban đầu khơng lớn lắm ( W = 20 - 30% ) và cĩ thể dịch chuyên dễ dàng từ trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ chính trọng lượng của nĩ Đơi khi trong thiết bị sây tháp người ta cịn đặt các kết cầu cơ khí để làm chậm hoặc tăng cường tốc độ dịch chuyên của khối hạt Sản phẩm trong máy sây tháp cĩ thể lấy ra liên tục hoặc định kì
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 30
Tĩm lại: Trong các loại máy sây cĩ thể sây được hạt lúa như trên, ta chọn hệ thống gồm: máy sấy tầng sơi và sấy tháp các ưu điểm cĩ thể áp dụng thực tế tại địa phương
2.7 Vật liệu sây — hạt lúa
2.7.1 Cây lúa
Trang 312.7.2 Cầu tạo hạt lúa
Hạt lúa nhìn bên ngồi cĩ các thành phân chính là: mày lúa, vỏ trâu, vỏ hạt, nội nhũ và phơi : Vo trau Tra (20%) Mam —== Si Coat ' (1-2%) Nurnllux (am Alaurane Layer Cc ám Noi nti (7-8%%) Mam Hat gao (70%)
Hình 2.11 Câu tạo hạt lúa
- Mày lúa: trong quá trình sấy và bảo quán, mày lúa rụng ra làm tăng lượng tạp
chất và bụi trong khối hạt
- Vỏ trâu: bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hưởng của mơi trường và sự phá hoại cua sinh vat, nam mốc
- Vỏ hạt: bao bọc nội nhũ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit và protit
- Nội nhũ: là thành phần chính của hạt lúa, chứa 90% 1a gluxit
- Phơi: nằm ở gĩc dưới nội nhũ, cĩ nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong nội nhũ đê nuơi mâm khi hạt lúa nảy mâm
Bảng 2.3 Các thành phần hĩa học của hạt lúa:
Nước Gluxit Protit Lipit Xenlulo | Tro vitaminB 1 13% 64.03% 6.69% 2.1% 8.87% 5.36% 5.36% 2.8 Các đặc tính chung của khối lúa
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 32
2.8.1 Tính tan rời
Tính tan rời là đặc tính khi đồ lúa từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang lúa tự dịch chuyển để tạo thành khối cĩ đạng chĩp nĩn Gĩc tạo thành bởi đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chĩp gọi là gĩc nghiêng tự nhiên của khối hạt Về trị số thì gĩc nghỉ tự nhiên bằng gĩc ma sát giữa hạt với hạt nên cịn gọi là gĩc ma sát trong, kí hiệu ø, Dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đơi chất lượng của lúa trong quá trình sấy và bảo quản Đối với lúa, gĩc nghỉ khoảng 32
đến 40)
Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phắng này cho tới khi hạt bắt đầu trượt thì gĩc giới hạn giữa mặt phăng ngang và mặt phặng trượt gọi là gĩc trượt (gĩc ma sát ngồi), kí hiệu ø, Trường hợp khơng phải là một hạt mà là một khối hạt thì gĩc trượt cĩ liên quan và phụ thuộc vào gĩc nghiêng tự nhiên | A p2 Hinh 2.12 Cac gdc trong khdi hạt
Gĩc nghỉ và gĩc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại gĩc nhỏ thì khả năng dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn
Trang 33tạp chất trong khối hạt Đối với gĩc trượt cịn thêm một yếu tố quan trọng nữa là loại
vật liệu và trạng thái bề mặt vật liệu trượt
Loại hạt cĩ dạng hình cầu, bề mặt hạt nhắn như đậu, loại hạt khơng cĩ hình cầu
và bề mặt hạt xù xì như lúa thì gĩc nghỉ và gĩc trượt lớn
Độ tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiều tạp chất rác thì độ rời càng nhỏ Độ âm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm
Trong bảo quán, độ rời của khối hạt cĩ thể thay đối tùy thuộc vào điều kiện bảo quản Nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nĩng làm cho khối hạt bị nén chặt, độ rời giảm hay thậm chí cĩ khi mất hắn độ rời
2.8.2 Tính tự phân loại
Khối hạt cĩ cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau (lúa chắc, lúa lép, tạp chất, ), khơng đơng chất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỉ trọng, ), do đĩ trong quá trình di chuyển chúng tự tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng gọi là tính tự phân loại của khối hạt Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu đén việc làm khơ và
bảo quản hạt Những vùng nhiều hạt lép và tạp chất sẽ đễ bị hút âm, đễ bị cuốn theo tác
nhân sấy trong quá trình sấy 2.8.3 Độ xốp của khối hat
Độ xốp của vật liệu e là thành phần thể tích bị chiếm chỗ do khoảng khơng
gian giữa các hạt Giá trị của độ xốp phụ thuộc vào hình dạng hạt, cách mà chúng sắp xếp trong khối hạt (những hạt nhỏ cĩ thê lắp đầy các khoảng trống giữa các hạt lớn) Trong quá trình sấy, khối hạt cần cĩ độ xốp (lỗ hỏng) cần thiết cho quá trình truyền
nhiệt và truyền âm với tác nhân sấy được dễ dàng _*%
Pr £=l
Trong đĩ:
ø, : mật độ khối hạt chứa trong đơn vị thể tích đĩ (khối lượng thể tích)
ø, : khối lượng riêng của hạt chứa trong đơn vị thê tích đĩ
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 34
2.8.4 Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiệt
Quá trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt trong khối hạt luơn tiễn hành theo hai phương pháp song song đĩ là dẫn nhiệt và đối lưu Đại lượng đặc trưng cho khả năng
dẫn nhiệt của lúa là hệ số dẫn nhiệt 24 = 0.12+0.2 kCal/m.h.độ và sự trao đơi nhiệt đối
lưu giữa lớp hạt nĩng và lớp hạt nguội mới vào Cá hai đặc tính này của lúa đều rất nhỏ nhưng chúng cũng cĩ ảnh hưởng đến quá trình sấy
2.8.5 Tinh hap thụ và nhả các chất khí, hơi âm trong quá trình sấy
Thường là hiện tượng ở bề mặt Vì vậy, trong quá trình sấy luơn xảy ra nhiều giai đoạn: sấy —>ủ —sấy —ủ để giúp độ âm trong nhân hạt cĩ thời gian di chuyển ra
bề mặt hạt, làm cho lúa được khơ đều và ít bị gãy khi xay xát
2.9 Các yêu cầu đặc trưng của hạt lúa sau sây
Lúa sau khi sấy cĩ thê được dùng làm lương thực hoặc đề làm giống, dự trữ Vì vậy, Lúa sau khi sây cân đảm bảo được các yêu câu sau:
Hạt lúa cịn nguyên vẹn vỏ trâu bao bọc hạt gạo
Hạt lúa cịn giữ nguyên hình dạng, kích thước và màu sắc
Cĩ mùi vị đặc trưng của lúa và khơng cĩ mùi khác (mùi tác nhân sây, )
Hạt lúa khơng bị rạn nứt, gãy vụn và đặc biệt là lúa giống phải đảm bảo khả năng nảy mâm của hạt sau khi sây
Trang 35* Tĩm tắt quy trình cơng nghệ: J Thu Hoach v Loai tap chat - phan loai Say v v v Kho bao quan Dong bao Xay xat v v Kho bao quan Gao v
Kho bao quan
Hinh 2.13 Tom tat quy trinh céng nghé
Ở Đồng Bằng Sơng Cửu Long (ĐBSCL), vụ đơng xuân là mùa vụ mà bà con
nơng dân trơng chờ nhiều nhất Đối với những vùng cĩ lũ lụt thì sau mùa lũ lụt thi lượng phù sa bồi đắp cho đất trồng rất lớn nên vụ lúa đơng xuân cĩ nâng suất lúa rất cao Mặt khác, vụ đơng xuân cĩ thời tiết khá thuận lợi cho việc canh tác lúa Ở mùa vụ này trời rat it mua nên bà con nơng dân cĩ thể để lúa chín trên cây đến độ âm hạt khoảng 20 đến 25% thì thu hoạch nhưng để lúa chín trên cây như thế thì sau khi thu hoạch tỉ lệ rơi rụng trên hạt rất nhiều, để giải quyết tình trạng này thì ngay khi cây lúa được khoảng 85 ngày, độ chín của hạt khoảng 80%, độ am hạt khoảng 27% thì bà con nơng dân hạ cây lúa xuống và bắt đầu phơi tự nhiên khoảng một ngày năng thì gom lại và suơt lây hạt Đơi với những sơ lúa đã tương đơi khơ, bà con nơng dân cĩ thê bán tại
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 36
ruộng Cịn đối với các trung tâm nơng sản, nhà máy xay xát hay các kho chứa lúa lớn thì người ta dùng phương pháp sấy lúa để nhanh chống đạt độ âm yêu cầu cho quá trình xay xát và bảo quản
2.10 Cơng nghệ sấy lúa
Lúa là vật liệu dạng hạt, cĩ thé duoc sây với nhiều loại máy sây khác nhau Ở đây ta dùng thiết bi sấy tầng sơi và sẵy tháp để sấy lúa Tác nhân sấy là hỗn hợp khĩi
và khơng khí tươi được hịa trộn với nhau rồi được dẫn qua các kênh dẫn để trao đơi
nhiệt, ẩm với khĩi lúa được chảy tự nhiên từ trên xuống nhờ chính trọng lượng của
chúng rồi sau đĩ khí thải vào các kênh thải để thải ra mơi trường Đây là thiết bị
chuyên dùng đề sấy hạt, với tác nhân sấy là khơng khí nĩng sẽ đảm bảo yêu câu vệ sinh cho hạt lúa, chế độ sấy khơng quá cao do đĩ đáp ứng được yêu cầu sử đụng lúa làm giống, làm thực phẩm hay bảo quản chúng
Bảng 2.4 Các thơng sơ và sơ liệu của lúa
Thơng sơ Số liệu
Độ âm sau thu hoạch +20 + 28%
Độ âm cân đạt được đê bảo quản ~ 14% Độ âm cân băng trong quá trình sây + 13% Diện tích bê mặt f ~1,31 m’/kg Trọng lượng của 1000 hạt/gam ~2,5.107” Số hạt trong lkg 37700 hạt Dung trọng ~90+120 gamilít Ti trọng ~1,04+ 1,18%
Khối lượng riêng của khơi hạt lúa ø ~580 kg/m”
Đường kính tương đương 3,5 mm
Nhiệt độ sây thích hợp 60”C lúa thương phẩm
40 +42”C lúa làm giống (máy sấy vi
ngang)
Trang 372.11 Tác nhân say
Trong kỹ thuật sấy các loại vật liệu âm băng phương pháp đối lưu, người ta
thường dùng các mơi chất như khơng khí, khĩi lị và hơi nước hĩa nhiệt để làm tác
nhân sấy
Khơng khí là loại tác nhân sấy rẻ tiền thường cĩ sẵn trong tự nhiên, khơng độc hại, khơng lam ban san phẩm Thanh phan khơng khí gồm hỗn hợp nhiều chất khí khác nhau như: W,, O,, CO,và một số khí khác Khi nghiên cứu về khơng khí ẩm, ta xem nĩ là một thành phần đồng nhất và khi sây khơng khí thường ở áp suất khí quyên, nhiệt độ trong phạm vi từ vài chục đến vài trăm độ C Khi tính tốn, ta xem khơng khí là khí lý tưởng
Khả năng sấy của khơng khí thể hiện bởi sự chênh lệch giữa nhiệt độ bầu khơ và
nhiệt độ bầu ướt Bằng sự thay đơi trạng thái của khơng khí, người ta cĩ thể tạo ra các chế độ sấy khác nhau phù hợp với từng loại vật liệu sấy khác nhau
Nhưng chúng ta đã biết, từng loại khơng khí âm, khĩi lị cũng là tác nhân sấy phơ biến Khĩi lị cĩ thể được tạo ra nhờ đốt nhiều loại nhiên liệu khác nhau trong đĩ
chủ yếu là nhiên liệu hĩa thạch (than đá) và các nhiên liệu gốc sinh khối khác như: củi,
trầu, bã mía, cùi bắp, Khĩi lị thường được sử dụng trong các thiết bị sẵy với tư cách là nguơn cung cấp gián tiếp để đốt nĩng tác nhân sấy (trong calorifer khơng khí — khĩi lị) hoặc với tư cách là tác nhân sấy trực tiếp, vừa cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy vừa mang âm thải vào mơt trường
Trong khĩi lị chỉ cĩ hai thành phần khĩi khơ và hơi nước Nếu sử dụng khĩi lị
với tư cách là tác nhân sấy thì trong tính tốn ta sẽ xem khới lị như là một dạng nào đĩ
của khơng khí âm, và vì thế ta cĩ thể dùng đồ thị I— d của khơng khí âm để biểu diễn
các trạng thái hay quá trình nhiệt động của khĩi lị Hay nĩi cách khác, khĩi lị cũng cĩ các thơng số như: entanpy (ID, độ chứa 4m (d), độ âm tương đối giống như khơng khí
^
ảm
SVTH: Nguyễn Minh Đăng
Trang 38
CHUONG III:
TINH TOAN VA THIET KE MAY SAY TANG SOI
Sơ đồ cầu tạo: 6 1® 9 bĐ PP SG Hình 3.1 Sơ đồ cầu tạo máy sấy tầng sơi Ch Quạt Đường đi tác nhân sấy Cửa nạp liệu Lưới sấy Cửa thốt khí Cửa tháo liệu Nguyên lý hoạt động:
Trang 393.1 Các ký hiệu sử dụng:
: năng suất nhập liệu trước khi sấy ở độ ẩm M,, (kg/h)
: năng suất sản phẩm đã sấy đến độ âm M,, (kg/h)
Zz
=
,: độ ầm của vật liệu ướt trước khi sây (9%)
_ „: độ ầm của vật liệu ướt sau khi sây (%) w,: ti số âm của khơng khí vào (mơi trường) w,: tỉ số âm của khơng khí vào sấy
AU : lượng âm bay hơi
L: lượng khơng khí khơ cần thiết
1: lượng khơng khí khơ cần thiết để tách 1kg âm ra khỏi vật liệu
+ Các thơng số cơ bản:
Nhiệt độ bầu khơ: 30°C Nhiệt độ bầu ướt: 27°C
Nhiệt độ sấy: 100°C
Độ âm của VLS trước khi sấy: 28%
Độ ẩm của VLS sau khi sấy: 21%
3.1.1 Xác định trạng thái khơng khí trước và sau khi sấy (dùng đồ thị khơng khí
am)
+ Khí sấy trước khi đốt nĩng (mơi trường): Ta chọn điêu kiện mơi trường:
Nhiệt độ bầu khơ 7„ =30°C Nhiệt độ bầu ướt 7„„ =27°C
Tra phần mềm CYTSoft Psychrometric Chart khơng khí âm ta cĩ: RH, =80%
h, =85 kJ/kg
W, =0,0215 kg am/kg kkk
SVTH: Nguyén Minh Dang