Đồ án Quá trình và Thiết bị trong CNTP 2017

Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giảng viên ký tên TS LÊ ĐỨC TRUNG Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giảng viên ký tên Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 LỜI CẢM ƠN Trước tiên nhóm chúng em xin chân thành cám ơn sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vói chung thầy giáo khoa Cơng nghệ Hóa Học – Thực Phẩm nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức, kinh nghiệm học tập lý thuyết thực hành cho chúng em suốt thời gian học tập vừa qua Đặc biệt, chúng em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Lê Đức Trung, thầy người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, dạy tận tình cho chúng em suốt thời gian làm đồ án mơn học q trình thiết bị Cơng nghiệp Thực phẩm để chúng em hồn thành cách tốt tiếp thu nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho trình học tập công tác sau Sau cùng, chúng em xin kính chúc q thầy khoa Cơng Nghệ Hóa Học – Thực Phẩm thật dồi sức khỏe, có tinh thần niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho hệ mai sau Chúng em xin chân thành cảm ơn Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 MỤC LỤC GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .9 1.1 Tổng quan nguyên liệu cá Tra 1.2 Tổng quan sản phẩm cá tra sấy khô 14 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .23 2.1 Lựa chọn phương án sấy .23 2.2 Chọn chế độ sấy tác nhân sấy 23 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 25 A QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT .25 3.1 Các thông số thiết kế 25 3.2 Tính tốn thơng số tác nhân sấy 25 3.2.1 Thơng số khơng khí ngồi trời (trước vào calorife): 26 3.2.2 Thông số khơng khí sau thiết bị sấy (thơng số khơng khí thải ngồi, khơng khí hồi lưu lại buồng hịa trộn) .26 3.2.3 Thơng số khơng khí sau buồng hịa trộn 28 3.2.4 Thơng số khơng khí sau Calorife: 29 3.3 Tính toán cân vật chất 29 3.3.1 Lưu lượng khơng khí khô lý thuyết lưu chuyển thiết bị sấy: 29 3.3.2 Lưu lượng khơng khí khơ lý thuyết ngồi trời cấp vào thiết bị sấy: 30 3.3.3 Biểu diễn thông số tác nhân sấy lên đồ thị I-d 30 3.4 Tính tốn thiết bị (khay sấy, xe goòng, Hầm sấy) .31 B 3.4.1 Kích thước khay sấy 31 3.4.2 Kích thước xe gòong 31 3.4.3 Kích thước hầm sấy .32 QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 33 3.5 Tổng tổn thất nhiệt trình sấy 33 3.5.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 33 3.5.2 Tổn thất nhiệt thiết bị truyền tải 33 3.5.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che 34 3.6 Tính tốn q trình sấy thực 39 Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 3.6.1 Thông số không khí sau Thiết bị sấy 39 3.6.2 Thơng số khơng khí sau buồng hịa trộn 39 3.6.3 Thông số khơng khí sau Calorife 40 3.7 Lưu lượng khơng khí khơ thực tế cần dùng 41 3.7.1 Lượng khơng khí khơ thực tế lưu chuyển thiết bị sấy 41 3.7.2 Lượng khơng khí khơ ngồi trời thực tế cấp vào cần thiết 41 3.8 Nhiệt lượng cần cung cấp cho tác nhân sấy từ Calorife 41 3.9 Biểu diễn thông số trạng thái tác nhân sấy đồ thị I – d .43 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 44 4.1 Tính tốn thiết kế Calorife 44 4.1.1 Công suất nhiệt calorife: ŋcal .44 4.1.2 Tiêu hao calorife (lượng vào calorife yêu cầu) .44 4.1.3 Tính diện tích trao đổi nhiệt F Calorife .44 4.1.4 Tính thiết kế kích thước hình học Calorife 49 4.1.5 Tính tốn tổn thất áp suất dịng khơng khí (TNS) chuyển động cắt ngang qua Calorife 49 4.2 Quạt .50 4.2.1 Lưu lượng quạt 50 4.2.2 Cột áp quạt 50 4.2.3 Tính chọn quạt 53 4.3 Tính chọn nồi 54 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG SẤY 56 CHƯƠNG 6: CÁC BẢN VẼ THIẾT BỊ, HỆ THỐNG 60 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 DANH MỤC BẢNG Bảng Thành phần khối lượng cá tra 10 Bảng Thành phần hóa học fillet cá tra khu vực ni khác 11 Bảng Tính chất thơng số khơng khí bên ngồi hầm sấy .35 Bảng Cân nhiệt hệ thống sấy 41 Bảng Giá trị trở lực cục 51 Bảng Giá trị trở lực hình học 52 Bảng Giá trị trở lực ma sát 52 Bảng Các thông số nồi 54 Bảng 10 Kinh phí chế tạo lắp đặt hệ thống: 58 DANH MỤC HÌNH Hình Cá tra ni (Pangasius hypophthalmus ) .9 Hình Biểu đồ sản lượng cá tra từ năm 1997-2012 14 Hình Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất cá tra sấy khô 17 Hình Sơ đồ cơng nghệ hệ thống sấy .24 Hình Bộ số liệu sau xử lý excel 37 Hình Dàn ống cánh Calorife 45 Hình Kết chọn quạt phần mềm Fantech 53 Hình Lị sử dụng cho hệ thống 55 Hình 10 Hệ thống hầm sấy kiến nghị .63 Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp thực phẩm, nhiều sản phẩm thực phẩm dần đời với nhiều kiểu dáng đặc sắc Đặc biệt, các mặt hàng khô đã và bước chiếm lĩnh thị trường thực phẩm vì những lợi ích và chức vượt bậc của chúng Trong đó, sản phẩm sấy không ngoại lệ Công đoạn sấy khô thực phẩm giúp nâng cao chất lượng cũng thời gian bảo quản sản phẩm tạo nên mùi vị đặc trưng Trong báo cáo mơn Đồ án Q trình Thiết bị công nghệ Thực phẩm chúng em xin trình bày đề tài Thiết kế hệ thống thiết bị sấy hầm (tunnel) dùng khơng khí nóng để sấy cá tra (phi lê) từ độ ẩm đầu 70% tới độ ẩm cuối 30% Năng suất thiết bị 1000kg/h theo nguyên liệu đầu thời gian sấy 8h Trong báo cáo chúng em lựa chọn hệ thống sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng dùng tác nhân sấy khơng khí gia nhiệt nhờ quạt thổi vào Vật liệu sấy bố trí lên khay xếp xe gng đẩy vào hầm sấy thông qua hệ thống đường ray bố trí hầm Hệ thống có khả làm việc liên tục, suất cao, dễ vận hành, điều khiển, vật liệu sấy lúc khỏi thiết bị sấy khô Cá Tra là nguyên liệu cá nước ngọt, được nuôi phổ biến ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, là một những loài cá có tốc độ phát triển nhanh và giá trị xuất khẩu cao Chế biến cá Tra lĩnh vực chủ yếu tạo sản phẩm thực phẩm dùng để tiêu thụ nội địa xuất Khai thác thu họach tốt nguồn cá Tra vấn đề quan trọng, kỹ thuật chế biến nhiều hạn chế, nguyên liệu thủy sản dễ ươn hỏng chưa sử dụng triệt để nguồn lợi quý giá Một nguyên liệu giảm chất lượng khơng có kỹ thuật cải thiện Chính vậy, sản phẩm cá tra sấy đời nhằm mục đích kéo dài thời hạn sử dụng trì chất lượng sản phẩm Cá tra sấy khơ có nhiều ưu điểm vật liệu sau sấy khối lượng giảm, độ bền tăng, chất lượng sản phẩm tăng, thời gian bảo quản kéo dài giảm chi phí vận chuyển Vì phương pháp sử dụng rộng rãi phổ biến giá thành tương đối thấp khả sử dụng sản phẩm tốt Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 MỞ ĐẦU Cá Tra loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, có giá trị cao kinh tế có khả xuất lớn Cá Tra có tiềm đánh bắt lớn ni trồng nhiều nơi Vì nguồn nguyên liệu sử dụng để sản xuất thực phẩm dồi Tuy nhiên để nguyên liệu bảo quản thời gian dài, hạn chế hư hỏng biến đổi dinh dưỡng vơ quan trọng Có nhiều phương pháp bảo quản sử dụng lạnh đông, sấy… Tuy nhiên việc sử dụng phương pháp sấy có nhiều ưu điểm vật liệu sau sấy khối lượng giảm nên giảm chi phí vận chuyển; độ bền tăng tách nước làm thay đổi tính lưu biến độ cứng, dẻo, dai, đàn hồi; chất lượng sản phẩm tăng, giảm hoạt độ nước làm môi trường sống vi sinh vật kéo dài thời hạn sử dụng Sấy trình tách nước khỏi vật liệu ẩm phương pháp nhiệt nhiệt độ áp suất xác định Người ta phân biệt sấy làm sấy tự nhiên (sử dụng lượng mặt trời) sấy nhân tạo (chủ động cấp nhiệt cho vật liệu ẩm) Trong sấy nhân tạo có nhiều ưu điểm khơng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, điều chỉnh lượng nhiệt cung cấp dễ dàng lựa chọn phương pháp cung cấp nhiệt Một số hệ thống thiết bị sấy sử dụng phổ biến như: sấy hầm, sấy buồng, sấy băng tải, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… tùy theo nguyên liệu sấy mà lựa chọn hệ thống thiết bị phù hợp Với u cầu tốn đặt dùng hệ thống sấy hầm để sấy nguyên liệu fillet cá Tra từ độ ẩm ban đầu 70% xuống độ ẩm 30%, chúng em lựa chọn thiết bị sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức, có sử dụng xe gng khay sấy, tác nhân sấy khơng khí nóng có hồi lưu phần khí thải Hệ thống khả làm việc liên tục, suất cao, dễ vận hành, điều khiển, vật liệu sấy lúc khỏi thiết bị sấy khô thao tác hồi lưu cịn giúp tận dụng phần khí thải giúp giảm chi phí lượng, chi phí vận hành tránh làm mát mùi vị cá Tra sấy Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu cá Tra 1.1.1 Hệ thống phân loại Hình Cá tra ni (Pangasius hypophthalmus ) Cá Tra lồi cá có giá trị dinh dưỡng xuất lớn Vật liệu sấy cá Tra có hệ thống phân loại cụ thể sau: - Danh pháp khoa học: Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878) Tên thương mại Pangasius tên tiếng Anh là: Shutchi catfish - Ngành động vật có xương sống - Lớp cá lưỡng tiêm (Pisces) - Bộ cá da trơn (Siluriformes) - Họ Pangasiidae - Giống Pangasius - Lồi Pangasius hypophthalmus 1.1.2 Đăc điểm hình thái sinh trưởng Loài cá thường phân bố lưu vực sơng Mê kơng, có mặt bốn nước Lào, Việt Nam, Campuchia và Thái Lan [1] Ở nước ta có khoảng 16 lồi cá tra, có lồi giống ngoại hình tập tính sinh học Những lồi nuôi nhiều đồng sông Cửu Long, đặc biệt tỉnh An Giang Chúng có tên khoa học sau: - Pangasius Hypothalmus sauvage - Pangasius Pangasius hamiiton Trang Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 - Pangasius micronemus blecke (cá tra nuôi) - Pangasanodon gigas Chevey (cá tra dầu) - Pangasius sutchi (cá tra yêu) [16] 1.1.2.1 Đặc điểm hình thái Theo từ điển Việt Nam thuộc Nhà Xuất Bản Khoa học Xã hội (năm 1977) định nghĩa cá Tra lồi cá nước khơng có vây, giống với cá Trê ngoại hình khơng có ngạnh Lồi cá cá da trơn, thân cá thon dài lưng có màu xám đen, màu nhạt dần hai phía hơng cá, bụng có màu trắng bạc Màu sắc cá thay đổi cá lớn dần: phần lưng đầu thân cá có màu xanh lục cá nhỏ chuyển sang màu xanh xám hay nâu đen nhạt dần xuống bụng cá trưởng thành Vây bụng có tia phân nhánh, vây lưng vây ngực có tia vây cứng Vây lưng vây có màu xám đen Phần cuối vây có màu đỏ Đường bên phân nhánh mép lỗ mang đến điểm gốc vây đuôi [15, 11,16] Cá tra dễ ni, chủ yếu sống nước ngọt, sống nước lợ ÷ 10 % muối, chịu nước phèn với pH > 5, dễ chết nhiệt độ thấp 15 0C chịu nóng tới 390C Loại cá ni với mật độ cao Một ao ni chưa 50 con/m2 [16] Cá tra có quan hơ hấp phụ, hơ hấp bóng khí da nên chịu đựng mơi trường nước thiếu oxy hịa tan Tiêu hao oxy ngưỡng oxy cá tra thấp lần so với cá mè trắng 1.1.2.2 Đặc điểm sinh trưởng Tốc độ sinh trưởng cá tra tương đối nhanh, giai đoạn cá bột cá Tra phát triển chiều dài Trong 15 ngày đầu từ nở, cá Tra tăng nhanh chiều dài trọng lượng Sau hai tháng ni chiều dài cá đạt 1,0 – 2,0 cm Trong ao ni lồi cá phát triển đạt khối lượng từ 1,0 – 1,5 kg/con năm nuôi Cá từ 3,0 – 4,0 tuổi có mức tăng trọng nhanh so với chiều dài Từ khoảng 2,5 kg trở đi, trọng lượng có gia tăng nhanh so với chiều dài thể Trong tự nhiên, kích thước cá 10 tuổi tăng Đối với cá Tra 20 năm tuổi khối lượng đạt lên đến 18 kg chiều dài 1,8m Sự tăng trưởng phụ thuộc nhiều vào mơi trường ni, loại thức ăn hay điều kiện khí hậu… Trang 10 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 ∆ p = ξ ρ ω2 Z Trong đó: Z: số dãy ống, Z = ω : tốc độ dịng khơng khí qua khe hẹp Calorife, ω = 23,97 m/s ρ : khối lượng riêng khơng khí, ρ = 1.06kg/m3 ξ: hệ số trở lực, với chùm ống so le xác định gần qua biểu thức sau: S 1−d +2 SC ξ = 0.72 ℜ ( −0.245  ξ = 0.72 (46,35.103) −0.245 Thay vào ta có: ∆ p = ξ ρ 62−34 +2 3,5 ( 0.9 ) ( 62−34 34 0.9 ) ( 0.9 0.9 S 1−d d2 ) ( S 1−d S 2−d ) 62−34 55−34 ) ( −0.4 −0.4 ) = 0,3 23,97 ω 7=639,48 Pa Z = 0,3 1,06 2 Quạt 4.2 Quạt phận vận chuyển khơng khí tạo áp suất cho dịng khí qua thiết bị: Calorife, máy sấy, đường ống cyclon Năng lượng quạt tạo cung cấp cho dịng khí áp suất động học để di chuyển phần để khắc phục trở lực đường ống vận chuyển Để lựa chọn quạt đáp ứng yêu cầu làm việc HTS ta cần xác định suất quạt V cột áp ∆ p 4.2.1 Lưu lượng quạt Quạt bố trí kênh dẫn TNS sau điểm hịa trộn (M), có lưu lượng qua quạt là: V = 1,05 65351,1 ≈ 69000 m3/h 4.2.2 Cột áp quạt Tổng trở lực hệ thống mà quạt cần khắc phục tính qua biểu thức sau: ∆ p = ∑ ∆ p cb + ∑ ∆ p ms+ ∑ ∆ phh+ ∆ pCalorifer Trong đó:  ∆ pcb : trở lực cục bộ, xảy vị trí mà dịng TNS bị chuyển hướng, đột mở đột thu… Được xác định qua biểu thức: ∆ pcb = ξ cb ρo ω 1+ t Pa (t [oC]) 273 ( ) Khối lượng riêng khơng khí điều kiện chuẩn ρo = 1.293kg/m3 Trang 53 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017  ∆ pms : trở lực ma sát, xảy dọc theo kênh dẫn TNS, phụ thuộc vào độ nhám bề mặt kênh dẫn… Được xác định qua biểu thức: ∆ pms =λms L ω t ρo 1+ Pa (t[oC]) d td 273 ( ) Đường kính tương đương lênh dẫn xác định qua biểu thức: x a xb K dtd = Hệ số trở lực ma sát λms = 0,11 d x ( a+b ) td 0.25 ( ) , độ nhám mặt tường lấy K = 5mm = 0.005m  ∆ phh : trở lực hình học, trọng lượng dịng khơng khí gây ra, phụ thuộc vào hướng chuyển động dòng TNS Giá trị ∆ phh lấy dấu “+” dòng TNS từ xuống lấy dấu “−¿” trường hợp ngược lại Được xác định qua biểu thức: ∆ phh=± H g ρ0 (t 1 − t+ 273 Pa mt +273 )  ∆ pCalorifer : trở lực Calorife xác định trên: ∆ pCalorifer = 639,48 Pa  Phân bố trở lực hệ thống sấy: Hình Phân bố trở lực hệ thống sấy Ta xác định trở lực sau: 4.2.2.1 Tổng trở lực cục ∑ ∆ p cb ( D) ( E) ( F) ∑ ∆ p cb=∆(Ap ) + ∆(Bp ) +∆(C) p +∆ p + ∆ p + ∆ p cb cb cb cb cb cb Ta có bảng kết tính sau: Trang 54 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 Bảng Giá trị trở lực cục Tốc độ Nhiệt độ ω [m/s] t [oC] 0,84 7,48 32,6 1,155 30,38 (B – Trước calorife) 0,81 39,95 32,6 1,155 835,72 (C – Cong 90o) 0,176 8,2 60 1,06 7,65 (D – Cong 90o để hồi lưu) 0,176 11,75 40 1,128 15,71 E (Van hồi lưu) 0,9 11,75 40 1,128 6,838 (F – Khí thải) 35,17 40 1,128 799,84 Điểm nút Ξ (A- Sau điểm hòa trộn M) Trở lực cục ρ ∆ pcb Tổng trở lực cục ∑ ∆ p cb =1696,14 Pa 4.2.2.2 Tổng trở lực hình học ∑ ∆ p hh ∑ ∆ p hh = ∆ phh(MA ) + ∆ phh(DF ) Ta có bảng kết tính tốn sau: Bảng Giá trị trở lực hình học Đoạn Chiều cao H Nhiệt độ t[oC] Trở lực hình học ρ ∆ pms [Pa] [m] MA 3,75 32,6 1,155 +3,54.10-3 DF 3,75 40 1,128 −6,67.10 -3 Tổng trở lực hình học ∑ ∆ p hh=¿-3.13.10-3 (Pa) 4.2.2.3 Tổng trở lực ma sát ∑ ∆ p ms ( DE) ( EF) +∆p +∆p ∑ ∆ p ms=∆(pAB)+ ∆(CD) p ms ms ms ms Ta có bảng kết tính tốn sau: Bảng Giá trị trở lực ma sát Trở lực Đoạn λms L [m] dtđ ω [m/s] T [oC] ρ ma sát ∆ pms [Pa] Cửa vào đến van hồi lưu 0,021 3,75 1,15 13,86 25 1,185 8,51 Trang 55 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 Ống từ miệng quạt 0,0145 1,5 0,74 39,95 32,6 1,155 30,32 0,0266 1,5 8,2 60 1,093 2,18 Buồng sấy 0,0264 16 1,58 4,4 50 1,093 3,06 Đoạn EF 0,03 4,8 0,81 11,75 40 1,128 14,07 đến calorife Đường dẫn từ calorife đến buồng sấy Tổng trở lực ma sát ∑ ∆ p ms 58,14 Tổng trở lực hệ thống mà quạt cần khắc phục tính qua biểu thức sau: ∆ p = ∑ ∆ p cb + ∑ ∆ p ms+ ∑ ∆ phh+ ∆ pCalorifer = 1696,14 +58,14+ (- 3,13.10-3) + 639,48 = 2393,76 (Pa) 4.2.3 Tính chọn quạt:  Áp suất làm việc toàn phần: H= ∆px 273+t o 760 ρk x x 760 ρ 293 = 2393,76 x 273+25 1,185 x = 2231,25 (Pa) = 0,228 mH2O = 228 mmH2O 293 1,293 Trong t = 25C  = 1,293 kg/m3: khối lượng riêng khí điều kiện chuẩn k = 1,185 kg/m3: khối lượng riêng khí điều kiện làm việc Như vậy, ta sử dụng quạt trung áp có ∆ p nằm khoảng 100 – 300 mmH2O [19] Với yêu cầu quạt cần chọn đảm bảo lưu lượng cột áp qua quạt là: V = 69000 m3/h, ∆ p = 228 mmH2O Sử dụng phần mềm chọn quạt hãng Fantech, ta lựa chọn quạt có thơng số sau: Trang 56 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 Hình Kết chọn quạt phần mềm Fantech  Công suất tốc độ quạt: Công suất động điện lắp đặt cho quạt tính theo cơng thức: Ndc = β × ∆ Ptp ×V 1000 × ɳ H ×ƞq × ƞck (Công thức 3.101, trang 152, [23]) Với β =1,1÷ 1,4: hệ số an toàn, chọn β=¿ 1,2 ɳ H hiệu suất thủy lực quạt, chọn ɳ H =0,9 ƞq hiệu suất trục quạt, chọn ƞq =0,9 ƞck hiệu suất động quạt, chọn ƞck =0,9 ∆ P = 2393,76 N/m2 V = 69000 m3/h  Ndc =1,2 2393,76.6 =¿ 75,5 kW 3600 1000.0,9.0,9 0,9  Các thông số quạt chọn gồm: - Model: 54ALSW - Lưu lượng: 20m3/s - Cột áp: 2300 Pa Trang 57 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 - Nhiệt độ khơng khí làm việc: 33oC - Độ cao lắp quạt: m - Đường kính đầu đẩy: 1372 mm - Tốc độ cánh quạt: 15,8 r/s - Trọng lượng: 1792 kg - Cơng suất động cơ: 90 kW 4.3 Tính chọn nồi hơi: Với yêu cầu Calorife vào có nhiệt độ bão hịa 100 oC (áp suất bão hòa tương ứng 1,0132Bar), lưu lượng vào 958,74 kg/h Ta lựa chọn nồi hãng NỒI HƠI VIỆT BUN loại nồi đáp ứng yêu cầu sau: Bảng Các thông số nồi Loại nồi kiểu ống nước tuần hồn tự 1.5/10VB nhiên, ba lơng bố trí theo chiều ngang Năng suất sinh D [kg/h] 1500 Áp suất làm việc p [Bar] 10 Nhiệt độ bão hòa t [oC] 183 Loại nhiên liệu Than Hình Lị sử dụng cho hệ thống Trang 58 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG SẤY 5.1 Tính toán kinh tế kỹ thuật hệ thống thiết bị sấy 5.1.1 Xác định chi phí năm hệ thống thiết bị sấy: Chi phí năm thiết bị sấy bao gồm chi phí lượng (điện, nhiên liệu,…), khấu hao cho bảo dưỡng sửa chữa thiết bị, tiền lương, thuế 5.1.1.1 Chi phí lượng: Chi phí nguyên liệu: CT = BT.ST [5] Trong đó: CT – chi phí cho nhiên liệu tiêu hao (đồng/đợt sấy) BT – tiêu hao nhiên liệu cho đợt sấy (tấn/đợt sấy) ST – giá nhiên liệu (đồng/tấn) Ở sử dụng than cục 5A làm nhiên liệu có + Giá nhiên liệu ST = 3,29 triệu đồng/tấn + Nhiệt trị thấp nhiên liệu Qlvt =7850kcal/kg = 7850.4,186 = 32860,1 (kJ/kg) Lượng nhiệt cần cung cấp cho hầm sấy Q : (kJ/h) Q = 3643,42 1500 kgH2O/24h = 227713,75 (kJ/h) Lượng nhiệt Calorife cần cung cấp cho máy sấy (hiệu suất Calorife 95%) Qci = QS 100 = 253015,28 (kJ/h) 95 Lượng than đá cần tiêu thụ là: mtd = 253015,28 = 7,7 kg/h 32860,1 Thiết bị hầm sấy sử dụng Calorife khí – hơi: Thiết bị làm việc theo chu kỳ 8h, ta có: - Phụ tải nhiệt năm thiết bị, kJ/năm: Qn = Q s m [5] ƞ cal Trong đó: QS – tiêu hao nhiệt cho mẻ sấy (kJ/mẻ) m – số mẻ sấy làm việc thiết bị sấy năm (1 tuần có mẻ => m = 105 mẻ) Trang 59 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 ƞcal – hiệu suất làm việc Calorife khí – = 95% QS = Q.8 = 227713,75.8 = 1821710 kJ/mẻ Thay vào, ta có: Qn = Qs m 1821710.105 = = 212532833,3 (kJ/năm) 0,9 ƞ cal Từ đó, nhiên liệu tiêu hao năm: BT = Qn lv t Q ƞLH Trong đó: lv Qt – nhiệt trị thấp nhiên liệu ƞ LH – hiệu suất lị = 90% Thay vào, ta có: BT = Qn lv t Q ƞLH = 212532833,3 =7186 , 45(kg/năm) 32860,1.0,9 Như vậy, chi phí nhiên liệu tiêu hao cho năm là: CT = BT.ST = 7186,45 3,29 = 23,64 triệu đồng /năm 10 Chi phí điện năng: Nguồn điện cung cấp 380V/50Hz Công suất hầm sấy là: 27kW Lượng điện tiêu thụ giờ: Ec = 27.1 = 27 kWh Chi phí điện năng: Cc = Ec Sc (đồng/h) [5] Trong đó, SC giá điện (đồng/h) = 1,606 nghìn đồng/kWh Ta có : Cc = Ec Sc = 27 1,606 = 43,36 nghìn đồng/h Chi phí tiền lương: - Số lượng nhân viên vận hành:  Nhân viên điều khiển máy  Nhân viên điều phối xe goòng  Nhân viên kiểm tra chất lượng sản phẩm - Chi phí tiền lương là: Cl = Ltb.M (đồng/đợt sấy) Trong đó: Trang 60 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 Ltb – tiền lương trung bình = 70000 đồng/đợt sấy M – số nhân viên vận hành = Thay vào, ta có: Cl = Ltb.M = 70000 = 210.000 nghìn đồng [5] Chi phí bảo dưỡng sửa chữa thiết bị: Chi phí thường tính theo tỷ lệ định vốn đầu tư, ta có: Ck = pk.I (đồng/đợt sấy) [5] Trong đó: pk – hệ số khấu hao cho bảo dưỡng sửa chữa thiết bị Thời gian khấu hao máy năm Chi phí vật tư + Gạch: sử dụng gạch có kích thước (65x105x220) mm Chiều dài hầm sấy: 16 m Chiều rộng hầm sấy: 1350 mm Chiều cao hầm sấy: 1800 mm Tổng gạch cần sử dụng là: 183 viên Chi phí vật tư gạch là: 183 1280 = 234.240 đồng + Xi măng: lượng xi măng ước lượng sử dụng khoảng 10 bao 50kg Sử dụng loại xi măng Holcim, giá bao 89000 đồng Chi phí cho xi măng: 10 x 89000 = 890 000 đồng Chi phí thiết bị phụ (quạt, Calorife, nồi hơi) BẢNG 10 KINH PHÍ CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG: Tên phận Giá thành Đơn vị Số lượng Bộ cửa kéo ra, vào thép 5.000.000 Cánh 10.000.000 Khung inox 304 (xe goong) 4.000.000 Chiếc 32 128.000.000 Nhôm (khay sấy) 400.000 Chiếc 417 166.800.000 Cặp 40.000.000 Đường ray dẫn bên hướng bên 10.000.000 Thành tiền hầm Quạt thổi ly tâm 5.600.000 Cái 5.600.000 Quạt hướng trục (hồi lưu) 9.850.000 Cái 9.850.000 Calorife 20.000.000 Cái 20.000.000 m 15 37.500.000 Hệ thống ống nối vào tác nhân 2.500.000 Trang 61 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 sấy Đồng hồ báo nhiệt độ trao 2.000.000 Chiếc 2.000.000 Chiếc 8.000.000 Chiếc 3.000.000 Bộ 8.000.000 đổi nhiệt Đồng hồ báo nhiệt độ sấy 2.000.000 hầm Hệ thống báo động nhiệt độ cao 3.000.000 Hệ thống đèn chiếu sáng 2.000.000 hầm sấy Bảng điện điều khiển 10.000.000 Bộ 10.000.000 Thiết bị xác định độ ẩm 3.700.000 Chiếc 3.700.000 TỔNG CỘNG 452.450.000 Trang 62 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 KẾT LUẬN Sau tính tốn thiết kế chi tiết hệ thống hầm sấy để đáp ứng yêu cầu dùng không khí nóng để sấy fillet cá Tra từ độ ẩm ban đầu 70% xuống độ ẩm 30%, với suất 1000kg/h theo nguyên liệu ban đầu thời gian sấy 8h Nhóm tổng kết lại thơng số hầm sấy fillet cá Tra sau: Một số đặc tính kỹ thuật hầm sấy fillet cá: Kích thước hầm sấy: 16 m x 1350 mm x 1800 mm Số xe goòng: 32 Số khay xe gng: 13 Kích thước vật liệu sấy: 24x 14 cm Độ ẩm đầu vào vật liệu sấy: 70% Độ ẩm đầu vật liệu sấy: 30% Thời gian sấy: 8h Năng suất sấy: 1000kg/h Nhiên liệu đốt cho lò hơi: Than cục 5a theo TCVN 1790-1999 Tiêu hao than đá cho hầm sấy giờ: 7,7kg/h Hệ thống điều khiển: Điều khiển tự động nhiệt độ sấy và thời gian sấy độc lập cho từng hầm sấy Nguồn điện: 380V/50Hz -    Công suất tiêu hao điện của 01 hầm sấy: 27 Kw Calorife: sử dụng calorife khí – có chiều dài 1,32m Quạt thổi: 54ALSW Lò hơi: hãng Việt Bun 1.5/10VB Hệ thống hầm sấy fillet cá Tra nguyên liệu có suất lớn (1000kg/giờ) nên sau tính tốn thơng số q trình, kích thước thiết bị có có điểm chưa phù hợp với thông số thiết bị thực tế Việc tính tốn, thiết kế, tính tốn thông số phù thuộc vào nhiều vào số liệu thực nghiệm số liệu độ ẩm ban đầu, hàm ẩm ngun liệu… khơng có điều kiện tiếp xúc với hệ thống sấy hầm thực tế, phương pháp tính tốn thơng số ban đầu dựa vào nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác nên dẫn đến tính tốn có tính đồng không cao sai số lớn Các thiết bị lựa chọn tính dư để đảm bảo điều kiện làm việc, vận hành thay đổi… Kết cấu xây dựng hầm sấy thực tế thi Trang 63 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 cơng phát sinh dẫn đến kích thước hình học sai lệch, nhiên sai lệch khơng nhiều kết tính tốn hồn tồn đáp ứng cho việc xây lắp Mặc dù hệ thống sấy băng tải sử dụng phổ biến công nghiệp thực phẩm chúng em chưa có điều kiện tham quan tiếp xúc thực tế nên đa phần tính tốn cịn thiên lý thuyết, đôi chỗ chưa hợp lý không khoa học Chúng em mong thầy cô nhận xét hướng dẫn thêm để góp phần hồn thiện mơn học tốt  Kiến nghị Sau tiến hành tính tốn khảo sát đồ án này, nhóm nhận thấy hầm sấy có ưu điểm trội bên cạnh tồn đọng khuyết điểm như: dễ thất nhiệt, cồng kềnh, tốn diện tích phân xưởng, gây khó khăn cho việc tính tốn trở lực… -Kiến nghị: Nhóm xin đề xuất phương án cải tiến nhằm khắc phục nhược điểm tồn đọng sử dụng hầm sấy với kênh dẫn khí dạng ống mơ tả hình đây: Trang 64 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 Hình 10 Hệ thống hầm sấy kiến nghị  CÁC BẢN VẼ THIẾT BỊ, HỆ THỐNG: Toàn vẽ: - Bản vẽ thống - Bản vẽ thiết bị - Bản vẽ chi tiết thiết bị (khay sấy, xe goòng, calorife, quạt…) Các vẽ đính kèm phần cuối đồ án Trang 65 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cacot, P., 1994 Présentation de la Pisciculture en Cages Flottantes dans le Sud Vietnam CIRAD-EMVT, Maisons-Alfort, France [2] Elena Orban, Teresina Nevigato, Gabriella Di Lena, Maurizio Masci, Irene Casini, Loretta Gambelli, Roberto Caproni, 2008 New trends in the seafood market Sutchi catfish (Pangasius hypophthalmus) fillets from Vietnam Nutritional quality and safety aspects Food Chemistry Trang 383-389 [3] Edwin H Robinson, Menghe H Li, Bruce B Manning, 2001 A Practical Guide to Nutrition, Feeds, and Feeding of Catfish (Second Revision) Office of Agricultural Communications, Mississippi State University, 44 pages [4] PGS TS Hoàng Văn Chước 2006 Thiết kế hệ thống thiết bị sấy Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] PGS TS Hoàng Văn Chước 2006 Hệ thống cung cấp nhiệt Phần Nhà xuất Bách khoa Hà Nội [6] Hồ Lê Viên Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí Nhà Xuất Bản Văn hóa Dân tộc 2006 [7] Hung, L.T., Thanh Truc L.T., Huy H.P.V., 2007 Case study on the use of farm- made feeds and commercially formulated pellets for pangasiid catfish culture in the Mekong Delta, Viet Nam Trang 363-379 [8] Lê Văn Việt Mẫn 2011 Công nghệ chế biến thực phẩm Nhà xuất đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [9] Lê Bạch Tuyết 1994 Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm Nhà xuất giáo dục [10] M K Krokida, V T Karathanos Z B Maroulis 1998 Effect of Freeze-drying Conditions Shrinkage and Porosity of Dehydrated Agricultural Products Journal of Food Engineering Trang 369-380 [11] Nelson, Joseph S 2006 Fishes of the World. John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0471-25031-7 [12] Nguyễn Tấn Dũng, (2013) Q trình thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Tập Các trình thiết bị truyền nhiệt Phần Các trình thiết bị làm lạnh lạnh đơng NXB Đại học Quốc gia TP HCM 406 trang Trang 66 Đồ án Quá trình Thiết bị CNTP 2017 [13] Nguyễn Thị Thanh Hiền, 1998 Thành phần dinh dưỡng cá basa, cá tra Thông tin Khoa Học Công Nghệ - Kinh Tế Thủy sản Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp [14] Nguyễn Tiến Lực, 2016 Công nghệ chế biến thịt thủy sản Nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [15] PTS Phạm Văn Khánh 2003 Kỹ thuật ni số lồi cá xuất Nhà xuất nơng nghiệp TP Hồ Chí Minh [16] Thoại Sơn 2006 Kỹ thuật nuôi cá tra & cá basa Nhà xuất tổng hợp Đồng Nai 2006 [17] Trần Minh Phú, Trần Thủy Tiên, Nguyễn Lê Anh Đào, Trần Thị Thanh Hiền, 2014 Đánh giá chất lượng cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thương phẩm khu vực ni khác Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Thủy sản trang 15-21 [18] Trần Thị Huyền, Nguyễn Anh Tuấn, Hoàng Ngọc Anh, Vũ Lệ Quyên 2012 Tách chiết collagen từ da cá tra (Pangasius hypophthalmus) phương pháp hóa học Tạp chí khoa học – cơng nghệ thủy sản, trường Đại học Nha Trang, số 2, trang 31 – 36 [19] Trần Văn Phú Kỹ thuật sấy Nhà xuất Giáo dục 2008 [20] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên Sổ tay q trình thiết bị cơng số hóa chất tập Nhà Xuất Bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1992 [21] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản 1992 Sổ tay q trình thiết bị cơng số hóa chất tập Nhà Xuất Bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [22] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh 2004 ‘Q trình thiết bị Cơng nghệ hóa học Thực phẩm - Tập 3: Truyền khối’ Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM 388 trang [23] TS Nguyễn Tấn Dũng, “Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập – Các q trình thiết học, thủy lực khí nén”, NXB ĐH Quốc gia TP.HCM, năm 2013 Trang 67