Đề tài Thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, năng suất 300kg nguyên liệu/mẻ

TRƯỜNG ĐẠI HOC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CNSH&CNTP ĐO ÁN MƠN HOC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Đề tài: Thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ SVTH : Nguyễn Đức Hiếu GVHD: TS Nguyễn NgỌc Hoàng MSSV : 20180330 Lớp : KTSH 02 – K63 Hà Nội – 6/2021 ĐỀ TÀI ĐO ÁN Họ tên sinh viên: Nguyễn Đức Hiếu Mã sớ sinh viên: 20180330 Khóa: 63 Viện: Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Ngành: Kỹ thuật Sinh học Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm nguyên liệu: 80% - Độ ẩm thành phẩm: 4% - Nhiệt độ sấy: 55°C - Thời gian sấy: 8h Các vẽ, đồ thị: - Bản vẽ thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Họ tên cán hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Hoàng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 06/03/2021 Ngày hoàn thành đồ án: 10/05/2021 Ngày tháng năm 20… Trưởng bộ môn Cán bộ hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên đã hồn thành nộp đờ án tớt ngày… tháng…năm… Người duyệt Sinh viên (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Mục Lục LỜI NÓI ĐAU .5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 1.1 KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH SẤY 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy 1.1.3 Mục đích q trình sấy 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ SẤY 1.2.1 Các phương pháp sấy 1.2.2 Thiết bị sấy CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY HÀNH LÁ 15 2.1 ĐẶC ĐIEM CƠ BẢN CỦA HÀNH LÁ .15 2.2 GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA HÀNH LÁ .15 2.2.1 Thành phần hương vị 15 2.2.2 Thành phần dinh dưỡng 16 2.3 CÔNG DỤNG CỦA HÀNH LÁ 18 2.3.1 Dùng làm gia vị .18 2.3.2 Hành dùng để làm thuốc: .18 2.4 CÔNG NGHỆ SẤY HÀNH LÁ 20 2.4.1 Lựa chọn phương án thiết bị sấy .21 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 22 3.1 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỚ CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU SẤY 22 3.2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 22 3.2.1 Trạng thái khơng khí bên ngồi .22 3.2.2 Trạng thái khơng khí vào b̀ng sấy 23 3.2.3 Trạng thái khơng khí khỏi buồng sấy 24 3.2.4 Lưu lượng khơng khí khơ thực tế 24 3.2.5 Tiêu hao lý thuyết 25 3.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỦA THIẾT BỊ SẤY (KHAY SẤY, XE GOONG, B̀NG SẤY) 25 3.3.1 Kích thước khay sấy 25 3.3.2 Chọn kích thước xe goong .26 3.3.3 Chọc kích thước b̀ng sấy 26 3.4 QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 27 3.4.1 Xác định tổn thất nhiệt hệ thống sấy 27 3.4.2 Xác định thông số trình sấy thực tế 32 3.4.3 Tính tốn cân bằng nhiệt: 34 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BI ̣ PHU ̣ TRƠ ̣ 37 4.1 CHON CALORIFER 37 4.2 TÍNH TỐN TRỞ LỰC .39 4.3 CHON QUẠT .43 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 LỜI NĨI ĐAU Kỹ thuật sấy q trình cơng nghệ quan trọng đời sống sản xuất để bảo quản sản phẩm được lâu ngày Công nghệ ngày phát triển mạnh ngành chế biến rau-quả, hải sản, chế biến gỗ, nông sản : lúa, ngô, cà phê, đậu … Sấy không trình tách nước khỏi vật liệu cách đơn thuần mà phải đảm bảo chất lượng, tiêu tớn lượng, chí phí đầu tư vận hành thấp, đảm bảo vệ sinh mơi trường q trình cơng nghệ Để thực q trình sấy người ta sử dụng sớ hệ thớng: thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay…), thiết bị làm nóng tác nhân sấy (calorifer) số thiết bị khác quạt, bơm, xyclon… Trong đồ án môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Với kiến thức hạn chế cộng với sớ liệu tài liệu cịn hạn chế nên cịn nhiều khó khăn sai sót Mong quý thầy bảo thêm để em hồn thành tớt đồ án sau Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 1.1 Khái niệm trình sấy 1.1.1 Khái niệm Sấy trình tách ẩm (hơi nước nước) khỏi vật liệu sấy (VLS), VLS nhận lượng để ẩm từ lòng VLS dịch chuyển bề mặt vào môi trường tác nhân sấy (TNS) Quá trình sấy trình truyền nhiệt, truyền chất xẩy đờng thời Trong lịng VLS q trình dẫn nhiệt khuếch tán ẩm hỗn hợp Trao đổi nhiệt - ẩm bề mặt VLS với TNS trình trao đởi nhiệt trao đởi ẩm đới lưu liên hợp Quá trình bên VLS chủ yếu chịu ảnh hưởng dạng liên kết ẩm với cốt khô vật liệu, trình bề mặt VLS chủ yếu chịu ảnh hưởng cấu trao đổi nhiệt ẩm thông số TNS VLS 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy Người ta phân biệt phương pháp sấy:  Sấy tự nhiên: Sấy bằng khơng khí khơng dược đớt nóng, phương pháp thời gian sấy dài, khó điều chỉnh trình độ ẩm ći vật liệu cịn lớn q́c gia có khí hậu nhiệt đới nước ta  Sấy nhân tạo: Là trình sấy có cấp nhiệt từ bên ngồi, nghĩa phải dùng đến tác nhân sấy được gia nhiệt khói nóng, khơng khí nóng hơi… 1.1.3 Mục đích q trình sấy Sấy khơng q trình cơng nghệ, tính chất cơng nghệ ln ln thay đởi Tính chất cơng nghệ vật liệu gờm: tính chất hố lý, tính chất kết cấu, tính chất sinh hố… Q trình sấy nhằm tăng cường sớ đặc tính cơng nghệ để phục vụ nhiều mục đích khác Khi sấy sản phẩm gớm nhằm mục đích làm độ bền tăng lên để tiếp tục gia cơng; sấy hạt giớng phải làm tỷ lệ khả nảy mầm cao lên; sấy nơng sản thực phẩm giữ được hương vị, màu sắc, nguyên tố vi lượng mà tăng được thời gian bảo quản, giảm được giá thành vận chuyển, giảm được thể tích kho bảo quản… 1.2 Các phương pháp và thiết bị sấy Sấy có thể được chia hai loại: sấy tự nhiên sấy nhân tạo - Sấy tự nhiên: trình phơi vật liệu trời, khơng có sử dụng thiết bị Sấy nhân tạo: phương pháp sấy nhân tạo thực thiết bị sấy Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở… 1.2.1 Các phương pháp sấy 1.2.1.1 Phơi sấy bằng lượng mặt trời Sấy bằng cách phơi nắng (khơng có sử dụng thiết bị sấy) được sử dụng rộng rãi chế biến nông sản… Trong phương pháp phức tạp (sấy bằng lượng mặt trời), lượng mặt trời được thu nhận để gia nhiệt tác nhân sấy sử dụng lượng mặt trời sấy trực tiếp 1.2.1.2 Sấy đới lưu Ngun lý hoạt động: Khơng khí nóng khói lị được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tớc độ phù hợp, chủn động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm vật sấy bay rồi theo tác nhân sấy Khơng khí có thể chủn động chiều, ngược chiều cắt ngang dòng chuyển động sản phẩm Sấy đới lưu có thể thực theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục Trên hình vẽ dưới sơ đờ ngun lý sấy đới lưu bằng khơng khí nóng – Quạt; – Caloriphe; – Buồng sấy Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu Sản phẩm sấy có thể lấy khỏi b̀ng sấy theo mẻ liên tục tương ứng với nạp vào Caloriphe đớt nóng khơng khí có thể loại caloriphe điện, caloriphe nước v.v Kết cấu thực hệ thống đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố : chế độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng khơng khí, chủn động tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc b̀ng sấy Đới với q trình sấy chi phí lượng ́u tớ ảnh hưởng đến hiệu kinh tế sản xuất, thiết kế, cần ý đến biện pháp làm giảm thất thoát nhiệt, tiết kiệm lượng 1.2.2 Thiết bị sấy 1.2.2.1 Phòng Sấy Phòng sấy thường làm việc theo nguyên tắc, áp suất khí quyển Thiết bị thường gờm từ vài phịng sấy Vật liệu sấy được xếp giá xe goong, xe goong được đưa vào lấy cửa bằng tay tời nhờ động Hình 1.2: Hình ảnh phòng sấy 1-Phịng sấy; 2-xe goong; 3-Các chắn khơng khí;4-Caloriphe; 5-Van; 6-Quạt Phịng sấy có nhược điểm vật liệu sấy không được đảo trộn trình sấy nên thời gian sấy dài, nạp vật liệu vào tháo vật liệu ra, tổn thất nhiệt lớn phải mở cửa phòng; điều kiện làm việc nặng nhọc, khơng đảm bảo vệ sinh, khó kiểm tra trình tổn thất nhiệt lớn vì nhiệt lượng tác nhân sấy không được sử dụng triệt để (đặc biệt giai đoạn cuối trình sấy) Một dạng khác phong sấy phịng sấy bằng khơng khí nóng t̀n hồn có đớt nóng chừng, khơng khí nóng được đớt nóng phận caloriphe nhờ quạt đưa vào phía dưới phịng sấy chủn động theo hướng nằm ngang từ trái sang phải giá đựng vật liệu xe goong Sau khơng khí qua phân gia nhiệt phía dưới rời vào khu vực hầm sấy chuyển động từ phải sang trái, rời khơng khí lại được đớt nóng thiết bị đun nóng trung gian vào khu vực phía cùng phịng sấy chủn động từ trái sang phải Máy sấy có ưu điểm phương pháp sấy có đớt nóng chừng phương thức sấy có t̀n hồn phần khí thải, có nhược điểm sấy kiểu phòng sấy nêu Phòng sấy được ứng dụng rộng rãi công nghiệp chế biến nông, lâm, thủy hải sản chế biến thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn ni Nó có thể sấy vật liệu bất cứ dạng nào: hạt, miếng mảnh nhỏ xếp lớp, dạng bột nhão, … Buồng sấy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt, dễ vận hành, vớn đầu tư 1.2.2.2 Hầm sấy Hầm sấy làm việc ấp suất khí quyển dùng tác nhân sấy khói lof hay khơng khí nóng, vật liệu đucợ xếp giá hay khay xe goong Xe goong được di chuyển chậm dọc theo hầm nhờ người đẩy dùng tời (nếu suất lớn ) đẩy xe vào đầu hầm thì đầu có xe Thời gian lưu xe hầm thời gian sấy Cấu tạo hầm đơn giản gồm nhiều hầm sấy đặt song song liền kề Vật liệu sấy được đặt giá xe goong, xe goong thường chuyển động đường goong, nối tiếp nhau, việc di chuyển xe goong nhờ hệ thống tời Sau thời gian định thì cửa mở để đầu hầm có xe goong vật liệu khơ thì đầu hầm có xe vật liệu ướt vào, lại thì cửa hầm ln ln đóng để tránh nhiệt bên ngồi Khơng khí nóng được quạt thởi dọc theo hầm sấy theo phương thức ngược chiều hay xuôi chiều tùy theo tính chất vật liệu sấy Chiều dài hầm thường tối đa 60m để giảm trở lực thủy lực giảm tượng phân tầng khơng khí Vận tớc tác nhân sấy hầm sấy thường 2+3m/s Hình 1.3: Hình ảnh hầm sấy 1-Hầm; 2-Xe goong; 3-Caloriphe; 4-Quạt; 5-Cửa hầm; 6- Tời; 7- Đường goong Hầm sấy có nhược điểm loại máy sấy tĩnh, sấy không đồng lớp tượng phân tầng khơng khí (khơng khí nóng có khới lượng riêng bé nởi lên, khơng khí lạnh có khối lượng riêng lớn chìm xuống) Hầm sấy loại thiết bị dễ sử dụng phương thức khác như: sấy có t̀n hồn phần khí thải, sấy có bở sung nhiệt phịng sấy, sấy có đớt nóng chừng sấy bằng khói lị trực tiếp 1.2.2.3 Mấy sấy kiểu băng tải Gờm phịng hình chữ nhật, có vài băng tải chuyển động chậm nhờ tay quay Các băng tựa lăn để khỏi bị võng xuống, băng làm bằng sợi tẩm cao su, bằng kim loại hay lưới kim loại chuyển động với tốc độ khoảng 0,3  0.6 m/phút Loại thiết bị có thể dùng để sấy rau quả, ngũ cớc, than đá… Cấu tạo: 10 ... Thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm nguyên liệu: 80% - Độ ẩm thành phẩm: 4% - Nhiệt độ sấy: 55°C - Thời gian sấy: 8h Các vẽ, đồ thị:... - Bản vẽ thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Họ tên cán hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Hoàng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 06/03/2021 Ngày hoàn thành đồ án: 10/05/2021... án môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy buồng sấy hành lá, suất 300kg nguyên liệu/mẻ Với kiến thức hạn chế cộng với sớ liệu tài liệu cịn hạn chế nên cịn nhiều khó khăn