Sấy là quá trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu rắn hay dung dịch khi có sự thay đổi trạng thái bốc hơi hoặc thăng hoa. Kết quả là làm cho hàm lượng chất khô của vật liệu tăng lên. Đây là một quá trình kỹ thuật rất phổ biến và rất quan trọng trong công nghiệp và đời sống. Mục đích của quá trình sấy: Kéo dài thời gian bảo quản Tăng tính cảm quan cho thực phẩm Làm chín một phần sản phẩm thực phẩm Tạo hình cho sản phẩm thực phẩm Giảm nhẹ khối lượng thuận tiện cho quá trình vận chuyển
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KỸ THUẬT SẤY VÀ CHƯNG CẤT SẤY THÙNG QUAY MÃ MƠN HỌC: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Tp Hồ Chí Minh, 02 tháng 12 năm 2022 HỌC KÌ , NĂM HỌC TỈ LỆ % ST HỌ VÀ TÊN SINH MÃ SỐ SINH HOÀN T VIÊN VIÊN THÀNH NHIỆM VỤ SĐT Tháng 11, TP Hồ Chí Minh Ghi : Tỷ lệ % = 100% Nhận xét giáo viên Ngày tháng 12 năm 2022 Giáo viên chấm điểm MỤC LỤC PHẦN MỘT: LỜI MỞ ĐẦU .1 PHẦN HAI: NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SẤY 1.1 Khái niêm chung trình sấy 1.2 Nguyên lý trình sấy 1.3 Phân loại phương pháp sấy .3 1.4 Tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy thiết bị sấy 1.4.1 Tác nhân sấy .4 1.4.2 Chế độ sấy 1.4.3 Thiết bị sấy Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY .6 2.1 Khái niệm 2.2 Phân loại 2.2.1 Mấy sấy đốt giản tiếp 2.2.2 Máy sấy đốt trực tiếp 2.3 Các phương thức truyền nhiệt 11 2.3.1 Phương pháp truyền nhiệt sấy quay gián tiếp 11 2.3.2 Phương pháp truyền nhiệt sấy quay trực tiếp 11 2.4 Ứng dụng .12 2.4.1 Máy sấy quay gián tiếp 12 2.4.2 Máy sấy quay trực tiếp 12 2.5 Ưu nhược điểm hệ thống sấy thùng quay 12 2.5.1 Ưu điểm hệ thống sấy thùng quay 12 2.5.2 Nhược điểm hệ thống sấy thùng quay 13 Chương 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG SẤY 13 3.1 Cấu tạo 13 3.2 Nguyên lý hoạt động 16 3.2.1 Sấy liên tục .16 3.2.2 Sấy theo mẻ 16 3.3 Vị trí lắp đặt buồng đốt 16 Chương NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 17 4.1 Độ ẩm thời gian sấy 17 4.2 Diễn biến trình sấy 18 4.2.1 Giai đoạn làm nóng vật 18 4.2.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi .18 4.2.3 Sấy tốc độ giảm 18 4.3 Các quy luật trình sấy 19 4.3.1 Đường cong sấy 19 4.3.2 Đường cong tốc độ sấy 21 4.3.3 Đường cong nhiệt độ sấy 22 4.4 Đồ thị I-d trình sấy 24 4.4.1 Quá trình sấy lý thuyết 24 4.4.2 Quá trình sấy thực tế .25 Chương 5: TÍNH TỐN HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY 27 5.1 Đặc trưng hệ thống sấy thùng quay 27 5.1.1 Đặc trưng hình học 27 5.1.2 Độ điền đầy .27 5.1.3 Cường độ bốc ẩm 27 5.1.4 Thể tích thùng sấy 28 5.2 Phương pháp tính hệ thống sấy thùng quay để sấy hạt 29 5.2.1 Hệ số trao đổi nhiệt khối lượng αgg 30 5.2.2 Nhiệt độ cho phép hạt .30 5.2.3 Thời gian sấy hạt .31 PHẦN BA: KẾT LUẬN 33 Tài Liệu Tham Khảo .33 DANH SÁCH HÌNH Hình Mơ tả sấy thùng quay (trang 6) Hình 1.1 Hình Dựng 3D phịng đốt (trang 8) Hình 1.2 Hình mặt cắt sáy có buồng đốt (trang 9) Hình 1.3 Hình mặt cắt sấy khơng có buồng đốt (trang 10) Hình 1.4 Hình ảnh thực tế sấy khơng có buồng đốt (trang 11) Hình Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay (trang 14) Hình 2.1 Cấu tạo kích thước cánh khuấy đơn hình ảnh trao đổi nhiệt ẩm thùng sấy (trang 15) Hình 2.2 Hình ảnh bên thùng sấy với cánh khuấy kép (trang 15) Hình Đồ thị q trình ẩm (trang 17) Hình 3.1 Đường cong sấy (trang 20) Hình 3.2 Đường cong tốc độ sấy (trang 21) Hình 3.3 Đường cong nhiệt độ sấy (trang 22) Hình 3.4 Đường cong nhiệt độ sấy vật xốp mao dẫn (trang 23) Hình 3.5 Biểu diễn trình sấy lý thuyết đồ thị I-d (trang 25) Hình 3.6 Quá trình sấy thực tế đồ thị I-d (trang 26) DANH SÁCH BẢNG Bảng Cường độ bốc ẩm A vài vật liệu sấy (trang 28) Bảng 2: Số liệu thực nghiệm (trang 30) Bảng 3: Quan hệ M đường kính hạt (trang 31) PHẦN MỘT: LỜI MỞ ĐẦU Ngày công nghiệp nông nghiệp phát triển Các sản phẩm nông nghiệp sản suất với sản lượng lớn nhu cầu bảo quản sản phân tăng cao Nhằm mục đích giử sản phẩm lâu để sử dụng nước phục vụ cho việc xuất Bên cạnh ngành sản xuất yêu cầu, đầu vào nguyên liệu đầu sản phẩm có độ ẩm thấp như: ngành gỗ, sản xuất thép, sản xuất viên nén mùn cưa, điều đặt toán cho chuyên gia Để giải vấn đề sử dụng phương pháp sấy, ngày có nhiều phương pháp sấy khác như: sấy lượng mặt trời, sấy hồng ngoại, sấy thăng hoa, sấy thùng quay, tùy thuộc vào đặt tính sản phẩm yêu cầu đầu sản phẩm mà lựa chọn phương pháp sây phù hợp Tiểu luận này, chúng em tìm hiểu sâu phương pháp sấy thùng quay Em xin cảm ơn thầy Lê Minh Nhựt tận tâm truyền đạt kiến thức quý báo để chúng em có kiến thức để hồn thành tiểu luận Với thời gian khả hạn chế, tiểu luần khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận đóng góp từ thầy Chúng em xin chân thành cảm ơn! PHẦN HAI: NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SẤY 1.1 Khái niêm chung trình sấy Sấy trình tách nước (ẩm) khỏi vật liệu rắn hay dung dịch có thay đổi trạng thái bốc thăng hoa Kết làm cho hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Đây trình kỹ thuật phổ biến quan trọng cơng nghiệp đời sống Mục đích q trình sấy: -Kéo dài thời gian bảo quản -Tăng tính cảm quan cho thực phẩm -Làm chín phần sản phẩm thực phẩm -Tạo hình cho sản phẩm thực phẩm -Giảm nhẹ khối lượng thuận tiện cho trình vận chuyển 1.2 Nguyên lý trình sấy Sấy trình làm khơ vật liệu ẩm cung cấp lượng theo trình tự: gia nhiệt vật liệu ẩm, cấp nhiệt để làm khuếch tán ẩm vật liệu, đưa ẩm khỏi vật liệu Q trình sấy q trình chuyển khối có tham gia pha rắn phức tạp bao gồm trình khuếch tán bên bên ngồi vật liệu rắn đồng thời với q trình truyền nhiệt Đây trình nối tiếp, nghĩa trình chuyển lượng nước vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đố tách pha khỏi vật liệu ban đầu, vận tốc toàn trình định giai đoạn chậm Động lực trình chênh lệch độ ẩm lòng vật liệu bên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha xảy áp suất bề mặt vật liệu lớn áp suất riêng phần nước mơi trường khơng khí xung quanh Trong q trình sấy nhiệt độ mơi trường khơng khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng lớn trực tiếp đến vận tốc sấy Hai mặt trình sấy cần nghiên cứu: Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân vật liệu cân nhiệt lượng ta tìm mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy, tác nhân sấy từ đố xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy, lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy Mặt động lực học: tức nghiên cứu mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian sấy thơng số q trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước vật liệu sấy điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy để từ xác định chế độ, tốc độ thời gian sấy phù hợp 1.3 Phân loại phương pháp sấy Sấy tự nhiên Tiến hành bay lượng tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió… (gọi q trình bay tự nhiên) + Ưu điểm phương pháp là: - Tiến hành cách đơn giản, dễ dàng, khơng địi hỏi kĩ thuật cao - Chi phí đầu tư thấp + Nhưng bên cạnh phương pháp lại đem theo nhiều nhược điểm: - Khó điều chỉnh thơng số kĩ thuật sấy, phụ thuộc vào khí hậu - Cần diện tích lớn để thực trình sấy - Độ ẩm sau sấy khơng điều chỉnh để đảm bảo yêu cầu - Sản phẩm sấy không đều, dễ bị nhiễm bẩn, nhiễm vi sinh vật - Địi hỏi sứa lao động, nhân cơng lớn - Tốn thời gian, suất thấp Sấy nhân tạo Thường tiến hành thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuật sấy chia thành nhiều dạng: - Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân truyền nhiệt khơng khí nóng, khói lị,… - Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn - Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn điện phát truyền cho vật liệu sấy - Sấy dòng điện cao tần: phương pháp dùng dịng điện cao tần để đốt nóng tồn chiều dày vât liệu sấy - Sấy thăng hoa: phương pháp sấy mơi trường có độ chân khơng cao, nhiệt độ thấp, nên độ ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành khơng qua trạng thái lỏng Ngồi cịn có sấy lạnh, sấy phun,… Ưu điểm sấy nhân tạo khắc phục nhược điểm phương pháp sấy tự nhiên Nhưng kéo theo nhược điểm khơng tránh khỏi tốn chi phí đầu tư trang thiết bị chi phí để vận hành, hoạt động thiết bị thực trình sấy 1.4 Tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy thiết bị sấy 1.4.1 Tác nhân sấy Tác nhân sấy chất dùng để tách ẩm khỏi vật liệu sấy đưa ẩm khỏi thiết bị sấy Trong trình sấy, cần có tác nhân sấy để thực tách ẩm khỏi vật liệu để đảm bảo đưa vật liệu độ ẩm an tồn Đồng thời, sấy mơi trường bao quanh vật liệu sấy luôn bổ sung lượng ẩm tách từ vật liệu Nếu độ ẩm khơng mang độ ẩm tương đối buồng sấy tăng lên trình ẩm vật liệu dừng lại, Do nhận tấy nhiệm vụ tác nhân sấy: + Gia nhiệt cho vật liệu sấy + Tách ẩm khỏi vật liệu sấy + Đưa ẩm khỏi thiết bị sấy Cơ chế trình sấy gồm giai đoạn: Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường Nếu ẩm khỏi vật liệu mà không mang kịp thời ảnh hưởng tới trình bốc ẩm từ vật liệu sấy chí làm ngừng trệ q trình ẩm Để tải ẩm bay từ vật liệu sấy vào mơi trường dùng biện pháp: + Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt + Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật liệu sấy thải ngồi ( sấy chân khơng) Trong sấy đối lưu vai trò tác nhân sấy đặc biệt quan trọng đóng vai trị vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng không khí nóng khói lị, q nhiệt, chất lỏng… + Khơng khí ẩm: loại tác nhân sấy thơng dụng dùng cho hầu hết loại sản phẩm Dùng khơng khí ẩm khơng làm sản phẩm sau sấy bị ô nhiễm làm thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm gia nhiệt khơng khí (calorifer khí, hay khí khói), nhiệt độ sấy khơng q cao, thường nhỏ 1800C nhiệt độ cao thiết bị trao đổi nhiệt phải chế tạo thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí cao