(Tiểu luận) đề tài thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với năng suất 7 tấn sản phẩmngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN CÁC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY PHUN DỊCH CHANH DÂY VỚI NĂNG SUẤT TẤN SẢN PHẨM/NGÀY GVHD: TS Nguyễn Văn Nguyện SVTH: Đặng Thị Hậu _ 14116056 TP HCM, 12/2017 h MỤC LỤC A MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN NỘI DUNG ĐỒ ÁN B NỘI DUNG .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan chanh dây .4 1.1.1 Giới thiệu: 1.1.2 Đặc điểm sinh học 1.1.3 Thành phần hóa học: .5 1.2.Tổng quan phương pháp sấy 1.2.1 Sơ lược sấy 1.2.1.1 Khái niệm 1.2.1.2 Động lực trình sấy .8 1.2.1.3 Các giai đoạn trình sấy .9 1.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 11 1.2.2 Một số phương pháp thiết bị sấy 11 1.2.2.1 Sấy đối lưu 11 1.2.2.2 Sấy tiếp xúc (sấy rang) 12 1.2.2.3 Sấy xạ 12 1.2.2.4 Sấy thăng hoa 13 1.3.Tổng quan hệ thống thiết bị sấy phun 13 1.3.1 Nguyên lý làm việc 13 1.3.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun .14 1.3.2.1 Cơ cấu phương pháp phun sương 14 1.3.2.2 Buồng sấy .18 1.3.3 Ưu nhược điểm trình sấy phun 20 CHƯƠNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 21 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột chanh dây 21 h 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ .22 2.2.1 Chọn lựa – phân loại: 22 2.2.2 Rửa: .23 2.2.3 Lấy ruột quả: 23 2.2.4 Chỉnh pH: .24 2.2.5 Thủy phân: 25 2.2.6 Chà: 26 2.2.7 Lọc: 26 2.2.8 Phối trộn: 27 2.2.9 Cô đặc: 27 2.2.10 Sấy phun 28 2.2.11 Hoàn thiện: 30 2.2.12 Đóng gói: .30 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 31 3.1 Tính cân vật chất .31 3.1.1 Xử lý số liệu 31 3.1.2 Tính các thông số của không khí 32 3.1.3 Tính cân vật liệu cho vật liệu sấy .35 3.1.4 Tính cân vật liệu cho khơng khí sấy 35 3.2 Tính cân lượng 37 3.2.1 Tính cân nhiệt lượng 37 3.2.2 Tổn thất nhiệt tháp sấy .39 3.2.3 Tính tốn trình sấy thực tế 45 3.2.4 Xác định thông số tác nhân sấy trình sấy thực 45 3.3 Tính tốn hệ thống thiết bị sấy phun dịch chanh dây 47 3.3.1 Tính tốn thiết bị 47 3.3.1.1 Kích thước thiết bị 47 3.3.1.2 Tính bền cho thiết bị .51 3.3.2 Tính tốn thiết bị phụ 52 3.3.2.1 Tính calorifer cấp nhiệt .52 3.3.2.2 Tính và chọn xyclon 57 3.3.2.3 Tính trở lực và chọn quạt 58 h 3.3.2.4 Tính chọn bơm cao áp .64 3.4 Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây .66 3.4.1 Thiết kế bố trí hệ thống thiết bị 66 3.4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị 66 CHƯƠNG BẢN VẼ 66 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 h A MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội đại ngày phát triển đời sống người ngày nâng cao, nhu cầu sản phẩm mang tính tiện lợi, đặc biệt phù hợp với công việc nhịp sống người ngày tăng cao Việc cung cấp sản phẩm thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng nhiệm vụ lớn kỹ sư công nghệ thực phẩm Bên cạnh thực phẩm chế biến sẵn, thức ăn nhanh, nước giải khát phải kể đến loại bột trái mặt hàng người tiêu dùng ưa chuộng, tính chất riêng biệt mà bột rau củ mang lại Từ thực tế nhận thấy có mặt loại bột trái ngày nhiều thị trường quốc tế nước như: bột cam, bột dứa, bột xồi, Trong đó, sản phẩm bột chanh dây với hương vị, thành phần dinh dưỡng riêng chiếm yêu thích người tiêu dùng Ở nước ta với điều kiện khí hậu nhiệt đới tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển cho chanh dây phát triển tốt sản lượng cao Từ điều kiện em nhận thấy điều kiện thuận lợi để sản xuất bột chanh dây Điều vừa tạo công việc cho nguồn lao động nước ta, tăng thu nhập cho người dân, nâng cao đẩy mạnh nông nghiệp nước nhà đảm bảo nhu cầu thị trường Để đảm bảo dinh dưỡng tính cảm quan cho bột chanh dây trình sản xuất việc chọn thiết bị phù hợp điều kiện q trình sản xuất Ta thấy ưu điểm thiết bị sấy phun như: Tính chất, chất lượng sản phẩm đạt tốt hơn, sản phẩm sau sấy có dạng bột mịn đồng nhất, xốp, dễ hịa tan, khơng phải qua giai đoạn nghiền, chất lượng bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu, tiện lợi cho sử dụng chế biến; Thiết bị đơn giản, cho phép hoạt động suất cao liên tục; Sấy nguồn nguyên liệu có tính nhạy cảm với nhiệt độ thấp thời gian ngắn; Khí nén thường sử dụng khí trơ khơng khí; Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị điều kiện khơ việc chọn thiết bị chống ăn mòn cho thiết bị đơn giản; Khoảng nhiệt tác nhân sấy rộng h Từ ưu điểm thiết bị sấy phun em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản phẩm/ngày để thực đồ án mơn học Các q trình thiết bị Công Nghệ Thực Phẩm MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây với suất sản phẩm/ngày Nội dung đồ án gồm: - - NỘI DUNG ĐỒ ÁN Chương 1: Tổng quan + Tổng quan chanh dây + Tổng quan phương pháp sấy + Tổng quan hệ thống thiết bị sấy phun Chương 2: Quy trình sản xuất bột chanh dây phương pháp sấy phun Chương 3: Tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị sấy phun dịch chanh dây Chương 4: Bản vẽ + Bản vẽ tổng thể hệ thống thiết bị sấy phun + Bản vẽ chi tiết thiết bị chính, thiết bị phụ h B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chanh dây 1.1.1 Giới thiệu: Chanh dây có nguồn gốc từ Nam Brazil, sau du nhập sang châu Âu châu Úc từ kỷ 19 người Pháp mang đến cao nguyên Lâm Viên từ đầu kỷ 20 [1].  Tên khoa học chanh dây Passiflora edulis, Sims; thuộc họ Passifloraceae (họ Chùm bao); Violales; chi Passiflora; có 400 lồi, có khoảng 60 lồi cho trái ăn [1]. Chanh dây có tên tiếng Việt chanh dây (chanh leo, dây mát, lạc tiên tây, mê ly), tên tiếng Anh passion fruit, passion vine, purple granadilla; tên tiếng Pháp fruit passion [1] Chanh dây chia làm dạng tùy màu vỏ trái:  - Dạng trái tím (forma eduli, lạc tiên tây): Có vỏ trái màu tím đến tím sậm Trái nhỏ (đường kính 4-5 cm), có tua dây, nhánh gân xanh Dạng phổ biến vùng khí hậu mát (cao độ 1200-2000m), có vĩ độ cao (như Đà Lạt, Tây Nguyên) cho hương vị trái ngon Trồng cao độ < 1000m, dạng trái tím khơng hoa [1].   - Dạng trái vàng (forma flavicarpa, lạc tiên trứng): Vỏ trái màu vàng chanh Trái lớn dạng trái tím (6-12 x 4-7 cm), có tua dây, nhánh gân ửng đỏ tím Hoa lớn có tràng (corona) màu tím sậm dạng trái tím, đồng thời dây mọc mạnh Đây dạng chịu nóng, thích hợp với vùng có cao độ thấp (0-800 m) Đồng Bằng Sông Cửu Long Nam Bộ [1] Trái Chanh dây lớn hẳn trái Lạc tiên (Nhãn lịng, Chùm bao) Ruột trái có mùi thơm, vị chua Chanh leo loại ăn trái lấy nước đóng hộp Về lâu dài nên phát triển để chế thuốc an thần: vừa lành, vừa rẻ, vừa có tác dụng [1] 1.1.2 Đặc điểm sinh học h Chanh dây thuộc dây đa niên, nửa gỗ, dài đến 15 m Thân tròn cạnh, xanh, mang tua dài có đốt Cuống dài 2-5 cm, mang phiến có ba thùy dài, kích thước 10-15 x 12-25 cm, bìa phiến có cưa nhỏ, trịn đầu [1] Chanh dây có hoa mọc từ nách lá, đẹp, thơm, đường kính 7,5-10 cm với cuống dài 2-5 cm Năm cánh hoa năm đài hoa trắng mọc xen nhau, bên lớp tràng (corona) với sợi trắng dài 2-3 cm, có màu ửng tím gốc đẹp Mỗi hoa mang năm nhị đực với năm dính thành ống đáy tách rời phần mang bao phấn Do hoa đẹp nên nhiều nơi trồng làm kiểng [1] Trái chanh dây hình cầu đến bầu dục, kích thước 4-12 x 4-7 cm, màu tím sậm hay vàng chanh, tự rụng chín Vỏ chanh dây có ngoại bì mỏng, cứng; trung bì màu xanh; nội bì màu trắng Trái chứa nhiều hột có cơm mềm, mùi thơm quyến rũ, thêm đường, đặc chế biến làm nước giải khát, rượu hay mứt [1].  1.1.3 Thành phần hóa học: Trong dịch chanh dây chứa thành phần hóa học như:  Carbohydrat: Lượng carbohydrat dịch chanh dây khoảng 15 - 20% Trong chanh dây chứa chủ yếu đường glucose, fructose saccharose [2] Bảng Hàm lượng đường tổng lượng đường loại (%) [2] Loại chanh dây Quả tía Quả vàng Fructose 33,5 29,4 Glucose Saccharose 37,1 29,4 38,1 32,4  Acid: Hàm lượng acid hữu cao tính chất đặc trưng bên cạnh mùi vị chanh dây Chính lượng acid hữu làm cho dịch chanh dây có giá trị pH thấp vị chua gắt [2] Bảng Thành phần acid hữu có hai loại tính (%) [2] Thành phần Acid citric Acid malic Quả tía Quả vàng 13,1 3,86 55 10,55 h Acid lactic Acid malonic Acid succinic Acid ascorbic 7,49 4,95 2,42 0,05 0,58 0,13 Rất 0,06 Bảng Tỉ lệ đường : acid hai loại chanh dây [2] Loại chanh dây Đỏ tía Vàng Tỉ lệ Đường Acid  Các axit amin: Năm 1963, Pruthi tìm số loại acid amin tự dịch chanh dây đỏ leucine, valine, tyrosine, proline, threonine, glycine, acid aspartic, arginine lysine [2]  Sắc tố: Năm 1972, người ta xác định sắc tố carotenoid thành phần chanh dây đỏ tía là: _carotene, _carotene, _carotene, phytofluene, _apo_12’_carotenal, _apo_8’carotenal, cryptoxanthin, auroxanthin, mutatoxanthin [2]  Alkaloid hợp chất Cyanogenic: Có bảy loại alkaloid chanh dây, bốn số xác định đặt tên harman (có nghĩa điều hoà), harmin, harmol harmalin Các thử nghiệm dược lý cho thấy chanh dây có tác dụng an thần nhẹ Hàm lượng alkaloid chanh dây 0.012-0.7% [2]  Chất dễ bay hơi: Năm 1972, 165 loại hợp chất dễ bay dịch chanh dây vàng xác định Đa số ester, acid béo có số C2-C8 Những hợp chất dễ bay khác có thành phần trái chanh dây có tác dụng làm giảm hoạt tính carotenoid, hợp chất chứa lưu huỳnh ester béo [2] Năm 1987, Casmir Whitfield cho biết ảnh hưởng mùi 300 hợp chất dễ bay tạo 22 hợp chất tạo nên mùi chanh dây [2] h Bảng Hàm lượng chất gây mùi chanh dây [2] Hàm lượng có (ppm) Tỉ lệ (%) 1,1 30 - - (Z)-hex-3-enyl butanoate 0,8 10 Hexyl butanoate 4,1 Ethyl (Z)-oct-4-enoate 0,4 Beta-ionone 0,05 Edulan I 0,8 Ethyl (Z)-octa-4,7-dienoate 0,06 Linalool 0,05 Ethyl hexanoate 7,6 Heptan-2-ol 5,3 (Z)-hex-3-enol 0,3 S compounds 0,1 Hexanol/ nonan-2-one 4,0 Rose oxide 0,2 Methyl butanoate 8,3 Hợp chất 6-(but-2'-enylidene) 1,5,5-trimethylcyclohex-1-ene  Vitamin chất khống: Trong dịch chanh dây cịn chứa loại vitamin như: vitamin C, Vitamin A, ; khoáng chất Ca, P, Fe, Mg, Na, K, Zn, Cu, 10 h 2  Nu. 2, 67  105  68,16 102   30,33 bg 0, 006 (W/m2.độ) Suy ra: α2tt = 22 (W/m2.độ) (Đồ thị V.17b/T20, [10])  Tính hệ số truyền nhiệt K K 1 F  bm   rt  2tt  Ftr (W/m2.độ) (CT V.58/T21, [10]) Trong đó: + Fbm: bề mặt ngoài toàn bộ của ống kể cả bề mặt gân tính cho một đơn vị chiều dài của ống, m2 + Ftr: bề mặt của ống tính cho đơn vị chiều dài cuả ống, m2 +  rt : Tổng nhiệt trở của tường và các lớp cặn bẩn Tính Ftr, Fbm - Diện tích bề mặt của ống: Ftr    dtr  l  3,14  0,026 1,  0,1143 m2 - Diện tích bên ngoài ống: Fng    d ng  l  3,14  0,028 1,4  0,1231 m2 - Diện tích phần có gân:   d g2   d ng2 Fg    d g  lg   4  3,14  0,0392  0,  3,14 3,14  0,03922   0,0282  0, 0868 4 m2 - Diện tích phần không gân Fkg   d ng lkg  3,14  0,028  0,7  0,0615 m2 Suy ra: Diện tích bên ngoài của ống: 59 h Fbm = Fg + Fkg = 0,0868 + 0,0615 = 0,148m2 Thay số vào cơng thức ta có K=57 (W/m2.đợ) q2 = K t tb = 57  70 =3990(W/m2) Sai số: q  q  q1  0, 0284  2,84 q2 % < 5%  Tính bề mặt truyền nhiệt - Nhiệt lượng calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy: Q  L' ( I1  I )  4558,   219,9  70, 69   680158,86 (KJ/h) - Bề mặt truyền nhiệt: F Q 680158,86 1000   55, 71  K ttb 0,85  57  70  3600 m2  Tính các ống truyền nhiệt và kích thước calorifer - Diện tích bề mặt trung bình của ống: Ftb  Fbm  Ftr 0,148  0,1143   0,1312 2 m2 - Tổng số ống truyền nhiệt calorifer: n F 55, 71   424, Ftb 0,1312 Chọn n = 424 ống Chọn số ống xếp theo hàng ngang là 20 ống (i = 20) Chọn số ống xếp theo hàng dọc là 21 ống (m =21) Khoảng cách giữa các ống x = 0,05m Khoảng cách giữa ống ngoài cùng đến thành thiết bị x’ = 0,01m - Kích thước calorifer: + Chiều dài: Lc  (m  1)  x  m  d ng   x '  (21  1)  0, 05   0, 01  1,536 + Chiều rộng: 60 h Bc  (i  1)  x  i  d ng  x '  (20  1)  0,05  20  0,028   0,01  1,53(m) + Chiều cao calorifer: Hc = H + 2.Hch H: chiều cao ống, H = 1,4m Hch: chiều cao của lớp chắn, chọn Hch = 0,15m Suy ra: Hc = 1,4 + 20,15 = 1,7m 3.3.2.2 Tính và chọn xyclon - Không khí vào xyclon chính là không khí sau khỏi máy sấy, có các thông số sau: + t = 850C + Khối lượng riêng (kg/m3)   0,86    1,163  + Thể tích riêng (m3/kg) - Lưu lượng không khí vào xyclon: V  v.L '  1,163  4558,98  5302,093 (m3/h) - Gọi Pxyclon 540  trở lực xyclon Pxyclon  750 k (Tr 522, [9]) Pxyclon Pxyclon  k  Chọn  k =700 Suy ra: = 700=0,86  650 = 559 - Tốc độ quy ước : wq  2.Pxyclon   k (m/s) (CT III.48/T522, [9]) + Với  hệ số phụ thuộc vào kiểu xyclon w  4, 65 + Chọn loại cyclon là LIH-24 thì   60 suy q - Đường kính của xyclon: 61 h D D V 0,785.wq (CT III.47/T522, [9]) 5302, 093  0, 635 0, 785  4, 65  3600 (m) Dựa vào đường kính và suất, ta chọn loại cyclon đơn LIH-24, đường kính D = 0,64 m với các thông số kĩ thuật sau: (Bảng III.4/T524, [9]) Bảng 11 Kích thước bản của cyclone đơn loại LIH-24 STT Tên kích thước Ký hiệu Gía trị (m) Đường kính D 0,64 Chiều cao cửa vào (kích thước bên trong) A 0,71 Chiều cao ống tâm có mặt bích h1 1,35 Chiều cao phần hình trụ h2 1,35 Chiều cao phần hình nón h3 1,12 Chiều cao phần bên ống tâm h4 0,26 Chiều cao chung H 2,73 Đường kính ngồi ống d1 0,38 Đường kính cửa tháo bụi d2 0,20 10 Chiều rộng cửa vào b1/b 0,17/0,13 11 Chiều dài ống vào L 0,38 12 Khoảng cách từ tận đến mặt bích h5 0,15 13 Góc nghiêng nắp ống vào Α 240 14 Hệ số trở lực xyclon Ξ 60 3.3.2.3 Tính trở lực và chọn quạt 62 h Trong hệ thống sấy, chúng ta cần sử dụng quạt để tạo áp suất động để di chuyển không khí vào hệ thống và một phần khắc phục trở lực đường ống Sử dụng loại quạt: - Quạt đẩy để đẩy không khí từ calorifer vào thùng sấy - Quạt hút ở cuối hệ thống để hút không khí thải vào cyclone lọc bụi  Tính trở lực của quá trình -Trở lực qua xyclon Hệ số trở lực qua xyclon tính theo cơng thức sau: x , hệ số trở lực phụ thuộc vào kiểu xyclon; tra bảng ta có x = 60 r , khối lượng riêng khơng khí, kg/m3 r = 0,97 kg/m3 thay số vào ta có: * Trở lực từ quạt đến calorifer (khoảng cách từ quạt đến calorifer m) Chọn ống dẫn khơng khí có đường kính  =300mm Vận tốc dịng khí thổi ống: k   Gk  4558,98   16,34  m / s       1, 097  3600  3,14  0,32 Suy : Re  k   16,34  0,3   306375  16.106 Ta có: Regh = (F/e)8/7 Ren = 220 (F/e)9/8 Chọn ống tơn có sơn chống rĩ sét, e = 0,5 mm 63 h  0,5   1, 67  103   0,8  125   10 4  300 từ ta có: Regh = 0,86  104 Ren = 27,34  104 Ta thấ: Regh < Re < Ren Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:   100    0,1 1, 46     Re   0,25  0, 023 (CT tr380, [9]) -Trở lực từ quạt đến calorifer L 2 0,38 16,342 1        0, 0385  1, 097   7,14  N / m   0,3 (II.55, tr377, [9]) *Trở lực calorifer Nhiệt độ khơng khí ban đầu 30oC vào calorifer gia nhiệt đến 200oC H kk  n  A    T T0 đó: Hệ số ống chiều dài m chọn A = Tổn thất áp để khơng khí vào thiết bị xem tổn thất áp suất ống thiết bị  115  273  H kk'   H kk     16,342     9107,  273  64 h Vì thiết bị chứa khơng khí nên cần cung cấp lượng khơng khí tăng lên.Do trở lực qua thiết bị tăng khoảng 25% tổng tổn thất qua thiết bị: Vậy tổng trở lực tổng cộng tháp sấy là: Dp2 = 9107,2  1,25 = 11384 (N/m2) *Trở lực từ calorifer đến phòng sấy Khoảng cách từ calorifer đến phịng sâý 2m Vậnktốclkhơngpkhíptrongpốngpdẫn: k   Gk  4558,98   24, 03     0, 746  3600  3,14  0,32 Re  e   24, 03  0,3   206858 v 34,85 10 6 Tương tự ta có:   100    0,1 1, 46     Re   0,25 100    0,1 1, 46 1, 67 10 3   206858   0,25  0, 0232 L 2 24, 032 3        0, 0232   0, 746   33,31 N / m   0,3 Vậy: *Trở lực thiết bị sấy Tại nhiệt độ trung bình t=127,5oC 6 ta có:   0,8749(kg / m ) , v  26, 27 10 ( m / s) Vận tốc khơng khí ống dẫn: k  4 GK  4558,98   0, 21 m / s   D 0,8749  3600  3,14  32 Re   k  D 0, 21   23981, 73  26, 27  106 16 16   2,13 0,2 Re 23981, 730,2 Vậy:     L 2 0, 212   2,13   0,8749   0, 055  N / m2  D *Trở lực đột thu đột mở vào thiết bị sấy: 65 h Tiết diện ống    3,14  0,32 F   0, 071 m  4 Tiết diện tháp sấy: F1    D 3,14  32   7, 065  m  4 F 0,071   0,01 F , 065 Ta có tỷ lệ : Suy ra: e = 0,5 (tr388, [9]) Xem trở lực đột thu trở lực đột mở tổng trở lực đột thu đột mở tính theo biểu thức sau        2 24, 032   0,5  0, 799   224,91  N / m  2 Bỏ qua trở lực đổi hướng trở lực khác Vậy tổng trở lực là: SDp = Dpxyclon + Dp1 + Dp2 + Dp3 + Dp4 + Dp5  629, 21  7,14  11384  33,31  0,055  224,91  12278,625 (N/m2)  Tính chọn quạt  Quạt đẩy đặt trước calorife - Lưu lượng khơng khí đẩy vào Qd  V0'  L'  v0  4325  0,902  3901,15  m3 / h   1, 08  m3 / s  -Áp suất làm việc toàn phần H  HP  273  t0 760  kk   293 B  (CT II238a, Tr 463, [9]) Trong đó: Hp trở lực toàn hệ thống(N/m2), Hp  -  12278, 625   6139,3 2 t0 nhiệt độ làm việc lúc đầu khơng khí, t0= 260c 66 h - B áp suất làm chỗ làm việc, B=735,5 mmHg - Ρ khối lượng riêng khơng khí điều kiện làm việc,  = 1,181 kg/m3 -  k khối lượng riêng khí điều kiện làm việc,  k = 0,87kg/m Thay số vào ta có H  6139,3  273  26 760 0,87    4768,95  N / m  293 735,5 1,181 Dựa vào suất, áp suất làm việc mà quạt cần theo đồ thị đặc tuyến quạt (trang 488, [9]) ta chọn quạt II9-57 N04 có hiệu suất khoảng 0,62 - Công suất trục động điện N  Qd  H  g   1000  q tr Trong q  0, 62 hiệu suất quạt tr  0,95 hiệu suất truyền động qua bánh đai Thay số vào ta N 1, 08  4768,95  9,811,181  101,31 kW  1000  0,95  0, 62 Công suất thiết lập động điện: Nđc = k  N Trong k hệ số dự trữ, với N >5 ta chọn k = 1,1 Vậy công suất động Nđc = 1,1  101,31 =111,44 (kw)  Quạt hút đặt sau cyclon - Lưu lượng hút Qh=L’.v2=1,14 4325=4930,59 (m3/h)=1,369(m3/s) Áp suất làm việc toàn phần: H  HP  273  t2 760  kk   293 B  (CT II238a, Tr 463, [9]) Trong đó: Hp trở lực tồn phần hệ thống (N/m2), Hp=6139,3 (N/m2) - t2: nhiệt độ khơng khí sau khỏi thiết bị sấy, t2=850c - ρkk: khối lượng riêng của khơng khí điều kiện làm việc, ρkk=0,986 (kg/m3) 67 h - ρ: khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn, ρ=1,181(kg/m3) - B: áp suất nơi đặt quạt, B=735,5 mmHg Thay số vào cơng thức ta có: H  6139,3  273  85 760 0,986    6471,31 293 735,5 1,181 (N/m2) Từ đồ thị đặc tuyến quạt (trang 485, [9]), ta chọn quạt II9-57 N 04 có hiệu suất khoảng 0,52 N  - Cơng suất trục động điện: Trong q  0,52 Qh  H  g   1000  q tr hiệu suất quạt tr  0,95 hiệu suất truyền động qua bánh đai Thay thông số vào ta công suất trục động điện N 9,811,1811,369  6471,31  207, 77  kW  1000  0,95  0,52 - Công suất thiết lập với động điện Công suất thiết lập động điện: Nđc = k N Trong k hệ số dự trữ Vì N>5 nên ta chọn k=1,1 suy Nđc=207,77  1,1=228,55 (kW) 3.3.2.4 Tính chọn bơm cao áp Dùng bơm cao áp, áp suất bơm tạo được: p2 = 60 at Lưu lượng dịch chanh dây theo lý thuyết : Q G1 435, 26   0,35(m3 / h) 1 1232 Cột áp toàn phần bơm tạo chạy : H 2  1  H H  g (II.185, tr438, [9]) Trong đó: p1, p2: áp suất bề mặt chất chất lỏng khoảng hút khoảng đẩy p1 = at; p2 = 60 at 68 h  : Khối lượng riêng chất lỏng: r = 1232 kg/m3 g: Gia tốc trọng trường, g =9,81 Ho: Chiều cao hình học đưa chất lỏng lên, Ho = m DH: áp suất khắc phục trở lực đường ống, DH = 3% H Thay vào công thức, ta được: H = 510 (m) Công suất bơm : N Q  H    g 0,35  510 1232  9,81   0,86  kW  1000  1000  0,7  3600 Để bơm làm việc an toàn ta chon hệ số an toàn b = N’ = b  N =  0,86= 1,72 (kW) Bảng 12 Tổng kết tính tốn chọn thiết bị thiết bị phụ ĐẠI LƯỢNG KÝ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ Đường kính vịi phun (giọt vật liệu) dtb 1,635x10-3 M Đường kính buồng sấy DT M Chiều cao buồng sấy H M Thể tích buồng sấy V 28,26 m3 Tiết diện buồng sấy F m2 Chiều dày thân, nắp đáy buồng sấy S Mm Hệ số truyền nhiệt calorifer K 57 W/m2 độ Q 680158,86 KJ/h Chiều dài calorifer Lc 1.536 m Chiều rộng calorifer Bc 1.53 m Chiều cao calorifer Hc 1,7 m Số ống truyền nhiệt calorifer n 424 ống Đường kính cylcone D 0,64 m Chiều cao cửa vào (kích thước bên A 0,71 m Nhiệt lượng calorifer cung cấp cho tác nhân sấy 69 h trong) cylcone Chiều cao ống tâm có mặt bích h1 1,35 m Chiều cao phần hình trụ cylcone h2 1,35 m Chiều cao phần hình nón cylcone h3 1,12 M h4 0,26 M H 2,73 M d1 0,38 m d2 0,20 m b1/b 0,17/0,13 M L 0,38 m h5 0,15 m Α 240 m Ξ 60 m Qd 1,08 m3/s Ndc 111,44 kW Qh 1,369 m3/s Ndc 228,55 kW N’ 1.72 kW cylcone Chiều cao phần bên ống tâm cylcone Chiều cao chung cylcone Đường kính ngồi ống cylcone Đường kính cửa tháo bụi cylcone Chiều rộng cửa vào cylcone Chiều dài ống vào cylcone Khoảng cách từ tận đến mặt bích cylcone Góc nghiêng nắp ống vào cylcone Hệ số trở lực xyclon Lưu lượng khơng khí đẩy vào quạt đẩy đặt trước calorifer Công suất quạt đẩy đặt trước calorifer Lưu lượng hút quạt hút đặt sau cyclone Công suất quạt hút đặt sau cyclone Công suất bơm cao áp 70 h 3.4 Thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây 3.4.1 Thiết kế bố trí hệ thống thiết bị 3.4.2 Thiết kế chế tạo thiết bị CHƯƠNG BẢN VẼ Hai vẽ khổ A1: - Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy phun - Bản vẽ cấu tạo chi tiết thiết bị KẾT LUẬN Như vậy, thông qua đồ án môn học Các trình thiết bị cơng nghệ thực phẩm tìm hiểu đề tài thiết kế hệ thống sấy phun dịch chanh dây sản phẩm /ngày, em hiểu phương pháp sấy phun cách tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị sấy phun Do yếu tố chủ quan khách quan nên đồ án em cịn nhiều điểm thiếu sót chưa hoàn thiện Và em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nguyện hướng dẫn em bạn suốt thời gian làm đồ án 71 h TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Coronel, 1986, Promising Fruits of the Philippines, CA-UPLB, USDA Handbook No.8, p.502 [2] Robert J Lancashire, 2014, The chemistry of passion fruit, University of the West Indies, Mona Campus, Kingston 7, Jamaica [3] Julia F Morton, 2004, Fruits of warm climates, Creative Resource Systems, Inc, p 1477 [4] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, 2000, Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, Tập 3, Truyền khối, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 390 trang [5] Nguyễn Văn Lụa, 2001, Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học, Tập 7, Kĩ thuật sấy vật liệu, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 252 trang [6] Th.S Lê Mỹ Hồng, 2005, Giáo trình cơng nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, Nhà xuất Đại học Cần Thơ, 127 trang 72 h [7] TS Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, 2010, Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 1019 trang [8] Tơn Nữ Minh Nguyệt, Đào Văn Hiệp, 2006, Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy phun sản xuất bột chanh dây, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Hội nghị Công nghệ Khoa học lần [9] Nguyễn Bin cộng sự, 1999, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Nguyễn Bin cộng sự, 1999, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [11] Trần Văn Phú, 2002, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [12] Lê Văn Hồng, 2004, Các q trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 73 h