Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản
Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 1 bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp i - hà nội GS.TS. Phạm xuân vợng (Chủ biên) TS. Trần nh khuyên Giáo trình Kỹ thuật sấy nông sản Hà nội 2006 Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 2 lời nói đầu Giáo trình Kỹ thuật sấy nông sản đề cập tới nguyên lý làm việc, lý thuyết tính toán các quá trình kỹ thuật sấy, làm cơ sở cho việc thiết kế các thiết bị sấy. Mặt khác sấy là một quá trình công nghệ đợc sử dụng rộng ri trong các ngành của sản xuất nông nghiệp. Sấy là công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch trớc khi thực hiện bảo quản sản phẩm. Đối tợng sử dụng là sinh viên năm cuối của ngành cơ khí bảo quản chế biến của trờng đại học Nông Nghiệp. Đồng thời cũng có thể sử dụng cho sinh viên cơ khí nông nghiệp, công thôn, .v.v. và các kỹ s làm việc liên quan tới lĩnh vực này. Sinh viên trong quá trình học cần nắm vững quá trình sấy là một quá trình công nghệ, không đơn thuần là tách nớc ra khỏi vật liệu. Yêu cầu sau khi sấy vật liệu phải đạt chất lợng cao, chi phí năng lợng sấy thấp. Giáo trình đợc trình bày trong 6 chơng. - Chơng 1 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy. Trong chơng này trình bày các khái niệm và lý thuyết chung của quá trình sấy. - Chơng 2: Thiết bị sấy đối lu. - Chơng 3: Thiết bị sấy tiếp xúc. - Chơng 4: Thiết bị sấy bức xạ. - Chơng 5: Thiết bị sấy thăng hoa. - Chơng 6: Các thiết bị phụ trợ hệ thống sấy. Trong từng chơng đ đề cập tới một số vấn đề mới cập nhật trong thời gian gần đây, hệ thống hoá các kiến thức cơ bản giúp sinh viên nắm bắt dễ dàng. Sau mỗi chơng có câu hỏi ôn tập và một số bài tập ứng dụng. Trong quá trình biên soạn tác giả đ đợc đồng nghiệp góp ý. Tác giả chân thành cảm ơn Bộ môn Máy nông nghiệp và khoa Cơ Điện trờng Đại học Nông Nghiệp I - Hà Nội. Cuốn sách chắc chắn không tránh khỏi những thiếu xót, rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp của bạn đọc. Các ý kiến xin gửi về Phòng đào tạo, khoa Cơ Điện trờng đại học Nông Nghiệp I. Chủ biên GS.TS. Phạm Xuân Vợng Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 4 Chơng 1 Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy Sấy là quá trình loại bỏ bất kỳ chất lỏng nào ra khỏi vật liệu, kết quả là tăng tỷ lệ hàm lợng chất khô. Thực tế sấy đối với lơng thực và thực phẩm là loại bỏ nớc ra khỏi sản phẩm. Sấy vật liệu nhằm mục đích: giảm khối lợng, tăng độ bền (gỗ) tăng nhiệt cháy (nhiên liệu), tăng ổn định khi bảo quản (nông sản). Sấy là quá trình công nghệ phức tạp. Về nguyên tắc, có nhiều phơng pháp sấy vật liệu khác nhau. Theo dấu hiệu về năng lợng ta có hai nguyên tắc chính: - Loại bỏ ẩm (nớc) ra khỏi vật liệu, không làm thay đổi trạng thái liên kết: Vẫn ở dạng lỏng. - Loại bỏ ẩm khi thay đổi trạng thái liên kết: Lỏng biến thành hơi. Loại đầu có thể thực hiện bằng phơng pháp cơ học (ép, ly tâm, lọc). Loại thứ hai liên quan tới chi phí nhiệt để hâm nóng vật liệu ẩm, bốc hơi nớc ở bề mặt vật liệu và làm sôi lỏng bên trong vật liệu và dần thoát ra ngoài. 1.1. Vật liệu ẩm Đa số nông sản là vật liệu ẩm, chứa một lợng nớc đáng kể. Nớc là thành phần của tổ chức động vật và thực vật. Động vật lại là nguồn thức ăn cho con ngời. Tuy nhiên thừa nớc có thể dẫn đến h hại sản phẩm do tác động của vi sinh vật trong môi trờng nớc. Do đó phần lớn các sản phẩm cần phải giữ khô. Trạng thái vật liệu ẩm đợc xác định bởi độ ẩm và nhiệt độ của nó. Tính chất của vật liệu ẩm đợc đặc trng bởi tính chất nhiệt vật lý và các thông số vật lý: nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt vv. Trong lý thuyết sấy, độ ẩm của vật liệu đợc phân chia thành độ ẩm tơng đối và độ ẩm tuyệt đối. 1.1.1. Độ ẩm tơng đối. Độ ẩm tơng đối còn gọi là độ ẩm toàn phần, là số phần trăm khối lợng nớc chứa trong 1kg vật liệu ẩm. Khối lợng chung của vật liệu ẩm. g = g a + g k ở đây: g a Khối lợng nớc (kg). g k Khối lợng chất khô tuyệt đối (kg). Độ ẩm tơng đối sẽ là: %100= g g W a Trờng hợp W = 0 ta có vật liệu khô tuyệt đối. 1.1.2. Độ ẩm tuyệt đối. Độ ẩm tuyệt đối là số phần trăm khối lợng nớc chia trong 1kg vật liệu khô. %100= K a K g g W Công thức chuyển đổi %100 100 + = K K W W W Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 5 %100 100 = W W W K Từ bảng phụ lục cho ta các giá trị khi chuyển đổi từ W ra W K . Do khối lợng của ẩm g a chứa trong vật liệu có thể lớn hơn khối lợng vật liệu khô g K , nên khác với độ ẩm tơng đối, độ ẩm tuyệt đối W K có thể lớn hơn 100%. Trờng hợp tỷ số giữa khối lợng ẩm của vật liệu ẩm với khối lợng chất khô tính bằng kg/kg vật liệu khô, ta có khối lợng ẩm riêng (độ chứa ẩm). K a g g u = Khối lợng ẩm riêng có thể đặc trng độ ẩm không chỉ cho toàn thể tích của vật liệu mà còn là độ ẩm ở lớp hoặc ở điểm nào đó. Nếu ẩm phân bố đều theo tiết diện thì. W K = 100u hoặc 100 W K =u Mật độ ẩm trong vật liệu C (kg/m 3 ) quan hệ với khối lợng ẩm riêng u theo quan hệ. 0 C u = ở đây: 0 Khối lợng tuyệt đối chất khô trong một đơn vị thể tích vật liệu ẩm (kg chất khô/m 3 ) Nếu độ giảm thể tích (giảm thể tích trong quá trình sấy) nho thì 0 K ( K mật độ chất khô của vật liệu, hoặc khối lợng riêng của vật liệu khô) 1.1.1. ẩm trong vật liệu. a) Tính chất lý hoá của nớc: Nớc trong vật liệu ẩm có thể tồn tại dới 3 dạng: rắn, lỏng, khí ở áp suất khí quyển nớc chuyển từ pha nóng sang pha lỏng, ngợc lại ở 0 0 C nớc chuyển từ pha rắn sang pha lỏng. Đối với nớc thông thờng, ở nhiệt độ 3,98 0 C có mật độ lớn nhất 1 g/cm 3 . Khi tăng nhiệt độ lên mật độ của nớc bắt đầu giảm vì chuyển động của các phân tử mạnh lên. Phân tử chất lỏng cũng nh vật rắn liên tục chuyển động dao động phức tạp. Ngoài ra đối với vật thể nhiều nguyên tử, còn có chuyển động dao động của nguyên tử này đối với nguyên tử khác. Trong bất kỳ thời điểm nào, năng lợng chuyển động dao động đợc xác định bằng tổng thế năng và động năng của phân tử. Khi phân tử ở vị trí trung gian, thế năng của nó nhỏ nhất còn động năng đạt giá trị cực đại. Ngợc lại ở các vị trí tận cùng của phân tử, động năng bằng không, còn thế năng đạt giá trị cực đại. Phần tử nớc có 3 nguyên tử tạo thành cấu trúc tam giác, 2prôtôn ở đáy và nguyên tử ôxy ở đỉnh ở vị trí không kích động, nhân nguyên tử ở hơi nớc có đặc tính sau: Hình 1.1. Sơ đồ xây dựng phân tử nớc Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 6 Khoảng cách OH 0,9584 0 A , HH 1,5150 0 A góc HOH 104 0 27 . Tơng ứng với mức dao động dới; khoảng cách OH 0,4568 0 A HH 1,5400 0 A và góc HOA 105 0 03 . Nớc là dịch thể dính ớt. Sức căng mặt ngoài ở 20 0 C bằng 0,0727 Pa. Các đặc trng vật lý trên đây, cũng nh các đặc trng khác của nớc đá, nớc và hơi nớc đều phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. b) Hiện tợng hấp phụ. Nghiên cứu hiện tợng phát triển trên bề mặt phân chia pha (lỏng rắn) đối với vật liệu ẩm có một ý nghĩa quan trọng. Quá trình sấy cung cấp năng lợng cho nớc thắng các lực liên kết giữa nớc và vật liệu sấy, để dịch chuyển nớc từ trong lòng vật sấy ra bề mặt và đi vào tác nhân sấy để thải vào môi trờng. Bản chất các liên kết giữa nớc và vật liệu là hiện tợng hấp phụ. Thờng ngời ta khảo sát hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học. Hấp phụ hoá học là sự liên kết giữa phân tử nớc và các phân tử của vật hấp phụ thông qua trao đổi điện tử vòng ngoài (tính ngậm nớc). Vì thế hấp phụ hoá học rất bền vững, rất khó dùng nhiệt để tách nớc khỏi hấp phụ hoá học. Hấp phụ vật lý là liên kết giữa các phân tử nớc với các phân tử vật hấp phụ không có trao đổi iôn mà chỉ do sức căng mặt ngoài. hấp phụ vật lý xảy ra không đồng đều theo chiều dày lớp nớc và rất dễ tách khỏi vật liệu khi sấy. Nớc có trong vật liệu sấy chủ yếu là nớc hấp phụ vật lý. Nh đ biết, ứng với định luật thứ 2 của nhiệt động học, khi hệ tiến dần đến trạng thái cân bằng thế năng của hệ tiến dần tới cực tiểu, có nghĩa là bề mặt chất lỏng cần tác động lực tiến tới giảm diện tích của nó, đó là lực căng bề mặt (sức căng bề mặt) đối với một đơn vị dài tiếp tuyến với bề mặt (đin/cm hoặc N/m). Sức căng bề mặt tính bằng năng lợng tự do của lớp bề mặt trên một đơn vị diện tích (đin cm/cm 2 nghĩa là erg/cm 2 hoặc Nm/m 2 ). Nói cách khác, bằng mật độ năng lợng tự do của mang mỏng bề mặt. Đối với nớc ở 0 0 C, 75,7 đin/cm 75,7erg/cm 2 0,0757N/m. Khảo sát sự tác động tơng hỗ của chất lỏng với bề mặt vật cứng. Trong trờng hợp này phân tử bề mặt vật cứng sẽ tác dụng với lực xác định F c lên phân tử lớp biên chất lỏng về phía chất cũng tác dụng lực F e Có thể trình bày sơ đồ tác động tơng hỗ chất lỏng với vật cứng, thờng trong đó có pha thứ 3 là pha khí. Khí không có tác động của ngoại lực, giọt chất lỏng có dạng hình cầu. Trên bề mặt vật cứng trong môi trờng không khí có dạng phân chia 1,2,3 nh (hình 1.2). Dạng giọt nớc phụ thuộc vào sự tơng ứng giữa và góc . Góc côn là sự đo độ ớt bề mặt cứng; có thể có 3 trờng hợp sau. Trờng hợp 1: 1 -3 > 2 3 + 1 2 cos Hình 1.2. Dạng giọt chất lỏng giới hạn phân chia 3 pha Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 7 1, 2, 3 pha khí, lỏng và rắn. ở đây 1 -3 , 2 -3 và 1 -2 là sức căng bề mặt giới hạn giữa pha khí vật cứng, Lỏng vật cứng và khí lỏng. - Góc tạo thành từ tiếp tuyến với đờng viền giọt nớc. Trong trờng hợp này giọt chất lỏng bị dẹt trên mặt vật cứng. Trờng hợp 2: 1 -3 < 2 3 + 1 2 cos Giọt chất lỏng bị ép và có dạng elipxô - it. Trờng hợp 3: 1 -3 = 2 3 + 1 2 cos Khi đó: 1-3 2 3 1 2 cos = (1-1) Ro ràng ở trờng hợp thứ nhất 0 < cos < 1, góc 0 < < 90 0 (Hình 1.2) bề mặt vật cứngbị ớt. Dịch thể dạng này gọi là dịnh thể dính ớt ( 1 -3 > 2 3 ). Nếu hiệu số 1 3 - 2 3 = 1- 2 thì phù hợp với công thứ (1 1), cos = 1 và = 0, nghĩa là bề mặt vật rắn bị dính ớt hoàn toàn, góc không tạo thành, sức căng bề mặt đặc trng bởi sự thừa năng lợng tự do của lớp bề mặt. Phụ thuộc vào nhiệt độ t, sức căng bề mặt của nớc có thể xác định theo công thức (erg/cm 2 ). t = 75,7(1 0,002t) Trong trờng hợp thứ hai (- 1) < cos < 0, 90 0 < <180 0 (hình 1 3), bề mặt không bị ớt, gọi là dịch thể không dính ớt ( 1 -3 < 2 -3 ). Tính dính ớt là động lực tạo ra áp suất mao dẫn hay chiều cao cột dịch thể trong các ống mao dẫn. (Hình 1.4) Trong một thời gian nhất định dịch thể trong ống mao dẫn dâng lên độ cao h so với mặt thoáng của dịch thể. Nếu chất lỏng không ớt thành ống, nớc trong ống mao sẽ hạ xuống. Cột chất lỏng có mật độ l , ở độ cao h, cân bằng với tổng lực tác dụng lên chu vi ống mao bán kính r 0 . 2 0 0 2 l r h g r cos = Từ đó xác định chiều cao chất lỏng dâng lên h 0 2 l cos h r g = Đối với nớc khi ớt hoàn toàn ( = 0, cos = 1), bán kính cong của bề mặt dịch thể: 0 0 r r r cos = = Hình 1.3. Dạng giọt chất lỏng ở biên giới giữa 3 pha khi 90 0 < <180 0 Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 8 Khi t = 20 0 C, 73 erg/cm 2 và 0 0,15 h r = (cm) Trong ống mao bán kính r 0 = 10 -5 cm, chiều cao h = 0,15.10 5 cm = 150m và áp lực cột nớc bằng 1,5 MPa. Nếu chiều cao h nhỏ hơn và ứng với r 0 , thì độ lõm của bề mặt cột dịch thể sẽ giảm, bề mặt tạo thành áp suất dơng. Đối với vật thể dính ớt chiều cao cột dịch thể trong ống mao h > 0 so với chiều cao mặt thoáng, ngợc lại với dịch thể không dính ớt chiều cao cột dịch thể trong ống mao h < 0 so với chiều cao mặt thoáng. áp lực của ống mao gây ra giảm áp suất hơi bo hoà phía trên bề mặt cong, nâng cao áp suất của nó trên mặt lồi so với áp suất phía trên bề mặt chất lỏng. Phù hợp với định luật Ken-Vin, độ đàn hồi tơng đối của hơi: 0 0 2 exp . h r l p p p r = = (1.2) ở đây: p r và p 0 - áp suất hơi bo hoà trên mặt cong và mặt phẳng. Bảng 1.1. Sự phụ thuộc giữa độ co dn tơng đối của hơi nớc khi ớt hoàn toàn của và r 0 của ống mao. r 0 .10 7 cm r 0 .10 7 cm r 0 .10 7 cm 0,05 0,36 0,5 1,56 0,95 21,9 0,1 0,46 0,55 1,8 0,96 26,3 0,15 0,57 0,6 2,11 0,97 25,3 0,20 0,67 0,65 2,50 0,98 53,3 0,25 0,78 0,7 3,01 0,99 107,5 0,30 0,89 0,75 3,73 0,999 1077,0 0,35 1,02 0,8 4,83 1,000 10770,0 0,40 1,17 0,85 6,61 0,45 1,34 0,9 10,25 Từ bảng trên cho thấy khi r 0 = 107,510 -7 cm = 1,0710 -5 cm, thì 1 và áp suất hơi bo hoà trên mặt dính ớt thực tế bằng áp suất hơi bo hoà trên mặt phẳng chất lỏng. Hiện tợng này là cơ sở để chia ống mao thành loại cực nhỏ (r 0 < 10 -5 cm) và ống mao lớn (r 0 > 10 -5 cm). Nh đ thấy ở phần trên, hiện tợng bề mặt đợc phát triển khi tác động tơng hỗ của chất lỏng (nớc) với vật cứng, về cơ bản liên kết không chỉ với tơng tác vật lý mà cả tơng tác Hình 1.4. Chiều cao dịch thể dính ớt trong ống mao dẫn Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 9 hoá học. Khảo sát hiện tợng phức tạp trên là một khó khăn rất lớn; mà phải áp dụng phơng pháp hiện đại của cơ học lợng tử. 1.1.2. Phân loại dạng liên kết ẩm trong vật liệu. Nông sản là một hệ trong đó ẩm có dạng liên kết khác nhau với vật rắn. Nhiều công trình nghiên cứu cho phép đơn giản hoá việc phân loại các dạng liên kết nớc, nhng hiện nay ta chia làm hai loại: nớc nớc tự do và nớc liên kết. Các dạng liên kết ẩm đợc chia thành ba nhóm chính: liên kết hoá học, liên kết vật lý và liên kết cơ vật lý. Trong đó ẩm liên kết hoá - lý không có thể khử đợc bằng quá trình sấy. Mặt khác liên kết hoá học của nớc với vật liệu chỉ đợc loại bỏ nhờ tác động hoá học hoặc gia công nhiệt đặc biệt mạnh. Khi sấy loại liên kết này khó loại bỏ. a) Năng lợng liên kết ẩm với vật liệu. . A. Rêbinđer sử dụng quan hệ nhiệt động học cơ bản, cho đặc tính số lợng năng lợng liên kết ẩm với vật liệu tiếp nhận năng lợng tự do đẳng nhiệt. Vì liên kết nớc với vật liệu làm giảm áp suất hơi nớc trên bề mặt của nó, chính vì thế năng lợng tự do tơng ng sẽ giảm. Giảm năng lợng tự do F ở nhiệt độ T không đổi hoặc năng lợng liên kết biểu diễn bởi công L cần chi phí để tách rời 1 mol nớc khỏi vật liệu (không thay đổi thanh phần), có thể xác định theo công thức (erg/mol). ln ln h u P F L R T R T P = = = ở đây: P h - áp suât hơi bo hoà của nớc tự do. P u - áp suất hơi nớc cân bằng trên vật liệu với hàm lợng ẩm u trong môi trờng không khí bất kỳ. Rõ ràng: u h P P = Liên kết giữa nớc với vật liệu càng chắc, càng làm giảm độ lớn P u và ngợc lại, đối với nớc tự do P u đạt đợc giá trị P h , = 1 và năng lợng liên kết L = 0. L = RTln1 = 0 Chỉ lớp nớc một phần tử, nghĩa là lớp nớc có chiều dầy một phân tử (đờng kính phân tử nớc bằng 310 -8 cm) là liên kết hấp thụ với năng lợng của liên kết phân tử thấy rõ. Liên kết của lớp nớc xảy ra giảm đột ngột với việc tăng khoảng cách đối với bề mặt hấp thụ tơng ứng với quy luật của lực phân tử. Vì vậy lợng nớc liên kết hấp thụ trong vật liệu phụ thuộc vào tổng bề mặt bên trong của phần tử và có thể thờng (theo thể tích) chiếm 1 ữ 5% đối với thể tích chung của vật. Khi đờng kính phân tử 10 -6 cm nớc hấp thụ có thể chiếm 18% và lớn hơn nếu đờng kính phân tử càng nhỏ. Hiệu quả nhiệt liên kết của nớc: u h Q Q Q = hoặc u r r r = ở đây: Q u - nhiệt bốc hơi của nớc liên kết với vật liệu ta xác định độ ẩm (r u ). Trng ủi hc Nụng nghip 1 Giỏo trỡnh K thut synụng sn 10 Q h - Nhiệt bốc hơi của nớc tự do. Theo phơng trìnhGips-Hemlhols, sự thay đổi năng lợng bên trong hoặc entanpi trong quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích và: F I F T T = Từ (1.3) suy ra: 2 2 ln ln ; u h h h P P Q R T Q R T T T = = Khi đó: 2 2 ln ln ln u h P P Q R T R T T T T = = (1.4) Bởi vì Q u > Q h và P u < P h thì ln ln u h P P T T > Bất đẳng thức này minh hoạ bởi đờng cong (Hình 1.5) biểu diễn sự phụ thuộc giữa P và T. Từ hình ta thấy, đờng cong lnP u = f(T), tang góc nghiêng của tiếp tuyến lớn hơn so với lnP h = f(T). Đối với khoảng nhiệt độ không lớn: 2 ln Q R T const T = và 0 Q T = Ta có biểu thức đối với áp suất hơi trên nớc liên kết: exp u h Q P P R T = (1.5) Từ những giả thiết nhiệt động đặc trng cho độ lớn năng lợng liên kết. .A Rêbinđe đ tính những dạng liên kết nớc với vật liệu khuếch tán (UCEPCH) khi sấy. + Nớc liên kết hoá học. Đối với nớc này, năng lợng liên kết L đạt giá trị lớn nhất. Thí dụ đối với sự kết tinh của sunphát đồng CuSO 4 ở 25 0 C P u = 0,11, P h = 3,2 KPa và L = 8,4.10 -3 J/mol. + Nớc liên kết hấp phụ. Đối với nớc liên kết hấp phụ áp lực hơi phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu đợc gọi là hấp phụ đẳng nhiệt. Dạng liên kết ẩm này đặc trng chỉ đối với vật liệu có độ ẩm nhỏ, nghĩa là giá trị u h P P = không đáng kể; tơng ứng với năng lợng liên kết lớn. Thí dụ khi = 0,25, L = 3,47.10 3 J/mol. + Liên kết mao dẫn. Năng lợng liên kết đối với nớc loại này gây ra liên kết hấp phụ của lớp đa phân tử trên thành ống mao và giảm áp suất hơi trên mặt cong trong ống mao so với áp suất hơi trên bề mặt phẳng của nớc tự do. Nớc còn lại ở bên trong ống mao không khác với nớc tự do. Hình 1.5. Sơ đồ sự phụ thuộc giữa P và T trong bảng bán logarit [...]... khói lò, thiết bị sấy đơn giản, giảm đợc chi phí điện năng vì giảm đợc sức cản của không khí Tuy nhiên sử dụng trực tiếp sản phẩm cháy của nhiên liệu l m tác nhân sấy, phải lọc to n bộ bụi, tro, vì chúng l m giảm chất lợng sản phẩm sấy Khi nhiên liệu cháy, trong khói lò chứa một lợng đáng kể lu huỳnh v hợp chất của lu huỳnh có tính độc hại Do đó không đợc sấy trực tiếp đối với các sản phẩm có tính hấp... buồng sấy Tác nhân sấy nhất thiết phải chuyển động tơng đối so với bề mặt của vật liệu, v tạo th nh lớp biên, có ảnh hởng lớn tới quá trình sấy Trong trờng hợp n y tất cả các thông số cơ bản của khí chuyển động trong lớp biên, khác với các thông số trạng thái tơng ứng của khí trong buồng sấy Điều n y l m xuất hiện sức cản phụ của quá trình truyền nhiệt v ẩm Nghĩa l lớp giới hạn l yếu tố cản trở quá trình. .. lạnh chậm Phơng trình vi phân truyền nhiệt bên trong có dạng: = a 2 (1.12) Trên hình 1.8 theo số liệu của A.B.Lkốp trình b y đờng cong đặc trng phụ thuộc của hệ số a v o h m lợng ẩm u đối với cát, đất sét v than bùn Các đờng cong có điểm cực trị 1.2 Tác nhân sấy Quá trình sấy nhiệt bao gồm chuyển ẩm có trong lòng vật liệu dới dạng hơi v loại bỏ hơi ẩm đó v o môi trờng bên ngo i Quá trình phân tử... đối với không khí 3, 67 1.3 Truyền nhiệt v truyền ẩm trong quá trình sấy Khoảng cách đối với bề mặt vật liệu 1.3.1 Truyền ẩm từ bề mặt vật liệu v o môi trờng Quá trình sấy l quá trình vật liệu nhận nhiệt năng từ một nguồn nhiệt để chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu ra mặt vật liệu, sau đó đi v o môi trờng thông qua tác nhân sây Nh vậy quá trình truyền nhiệt v truyền chất xảy ra đồng thời Đầu tiên, khảo... khí ẩm phụ thuộc v o hai thông số thay đổi trong quá trình sấy: nhiệt độ v áp suất riêng phần của hơi nớc pa Khi tăng pa trong quá trình hh = Tr ng ủ i h c Nụng nghi p 1 Giỏo trỡnh K thu t s ynụng s n - 20 sấy, hh sẽ giảm bởi vì hơi bị thay thế bởi không khí khô Tuy nhiên sự giảm nhiệt độ của không khí kéo theo quá trình sấy đối lu, dẫn tới tăng hh 1.2.4 Nhiệt dung riêng trung... lò l tác nhân sấy phổ biến, vừa trực tiếp cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy, vừa mang ẩm thải ra môi trờng (sấy trực tiếp) hoặc l nguồn cung cấp nhiệt gián tiếp để hâm nóng tác nhân sấy (trong calorifer khí - khói) Nh vậy nếu biết entanpi, lợng chứa ẩm d, độ ẩm tơng đối v nhiệt độ t của nó ta có thể coi khói lò l một dạng không khí ẩm tơng đơng v có thể sử dụng đồ thị I - d đ nói ở trên Sấy trực tiếp,... không khí bị nguội đi, đồng thời tiếp nhận ẩm thoát ra từ vật liệu ẩm Khi h m lợng ẩm của không khí tăng lên, khả năng sấy sẽ giảm Do đó tác nhân sấy cần đợc cải thiện, đa v o khí đ đợc hâm nóng mới, khô hơn Để l m nhiệm vụ n y ta dùng quạt 3 Trong quá trình sấy, trạng thái của tác nhân sấy liên tục thay đổi Không khí ẩm l hỗn hợp của không khí khô với hơi nớc Gần đúng có thể coi không khí khô nh l khí... ẩm trộn lẫn với sản phẩm cháy của nhiên liệu (tác nhân sấy) để dịch chuyển từ trong Tr ng ủ i h c Nụng nghi p 1 Giỏo trỡnh K thu t s ynụng s n - 16 vật thể ra bề mặt v từ bề mặt v o không gian tác nhân sấy bao quanh để thải v o môi trờng Nh vậy không khí cùng một lúc l m nhiệm vụ truyền nhiệt v truyền ẩm Thiết bị sấy gồm hai phần tử chính: calorife 1 v buồng sấy 2 Trong calorife... độ không khí ẩm, giữ nguyên h m lợng ẩm, độ ẩm tơng đối của không khí giảm, nghĩa l tăng khả năng sấy của không khí Quá trình n y trên đồ thị d = const, gọi l đờng hâm nóng Thực tế quá trình n y ta gặp khi đốt nóng không khí trong calorifer (trớc khi sấy) hoặc hâm nóng trung gian không khí trong buồng sấy Bốc hơi nớc đoạn nhiệt trong không gian khép kín, nhiệt độ không khí sẽ giảm Bởi vì việc tạo th... hơi đa v o cũng vẫn chính thể tích đó, nên entanpi I của hỗn hợp trên 1Kg không khí khô sẽ không thay đổi Quá trình n y xảy ra ở máy sấy không có tổn thất (sấy lý thuyết) Biểu diễn trên đồ thị I - d, đờng I = const, gọi l đờng bốc hơi Cần lu ý, entanpi của không khí không thay đổi trong quá trình bốc hơi đoạn nhiệt chỉ trong trờng hợp, nếu nhiệt độ nớc bốc hơi bằng nhiệt độ nhiệt kế ớt (t) v bằng 0