(Đồ án hcmute) tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cấp nhiệt cho quá trình sấy bằng bơm nhiệt với năng suất 35kg ẩm ngưng mẻ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẢM TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA CẤP NHIỆT CHO QUÁ TRÌNH SẤY BẰNG BƠM NHIỆT VỚI NĂNG SUẤT 35KG ẨM NGƯNG/MẺ GVHD: TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: LÊ THỊ ANH THƯ SKL009986 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2017-13116144 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA CẤP NHIỆT CHO QUÁ TRÌNH SẤY BẰNG BƠM NHIỆT VỚI NĂNG SUẤT 35KG ẨM NGƢNG/MẺ GVHD: TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: LÊ THỊ ANH THƢ MSSV: 13116144 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 08/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Anh Thƣ Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cấp nhiệt cho trình sấy bơm nhiệt với suất 35kg ẩm ngƣng/mẻ Nhiệm vụ khóa luận: - Tổng quan thiết bị - Phƣơng pháp nghiên cứu tính tốn thiết kế - Tiến hành tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa - Kết luận kiến nghị Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/01/2017 Ngày hồn thành khóa luận: 20/07/2017 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS Nguyễn Tấn Dũng Phần hƣớng dẫn: tồn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đƣợc thông qua Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày tháng năm 2017 Trƣởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong suốt bốn năm học trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM, em đƣợc dạy dỗ ân cần giúp đỡ thầy cô giáo trƣờng, đặc biệt thầy cô giáo khoa Cơng Nghệ Hóa – Thực Phẩm Em xin chân thành cảm ơn:  Toàn thể giáo viên trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM dạy dỗ, giúp đỡ em suốt q trình học tập  Tồn thể thầy giáo khoa Cơng Nghệ Hóa – Thực Phẩm cung cấp cho em kiến thức bổ ích suốt q trình học tập  Gia đình bạn bè động viên, khích lệ em suốt thời gian học đại học  Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo: TS Nguyễn Tấn Dũng Thầy tận tình bảo, hƣớng dẫn giúp đỡ em nhiều để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Trong q trình tính tốn, thiết kế đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong đƣợc bảo tận tình thầy để em có thêm kiến thức bổ ích làm hành trang bƣớc vào đời i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung đƣợc trình bày khóa luận tốt nghiệp tơi thực Tơi xin cam đoan nội dung đƣợc tham khảo khóa luận tốt nghiệp đƣợc trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng năm Ký tên ii 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA 2017 (NGƯỜI HƯỚNG DẪN) Tên khóa luận: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cấp nhiệt cho trình sấy bơm nhiệt với suất 35kg ẩm ngƣng/mẻ Mã số khóa luận: 2017 - 13116144 Họ tên sinh viên: Lê Thị Anh Thƣ Mã số sinh viên: 13116144 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS Nguyễn Tấn Dũng Hình thức luận văn: Tổng số trang:………; Số chƣơng:……… ; Số bảng:……………; Số hình:…… …… Số tài liệu tham khảo:……… ; Phần mềm tính tốn:…………………………………… Bộ cục:…………………………………………………………………………………… Hành văn:………………………………………………………………………….……… Sử dụng thuật ngữ chuyên môn:………………………………………………………… Những ƣu điểm khóa luận: Mục tiêu:……………………………………………………………….…………….…… Nội dung:…………………………………………………………….…………….…… Phƣơng pháp:…………………………………………………………………… ……… Kết biện luận:……………………………………………………….…… …… Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn triển vọng đề tài:……………… … …… Những thiếu sót khóa luận: iii Đề nghị ngƣời hƣớng dẫn Đƣợc bảo vệ  Bổ sung thêm để đƣợc bảo vệ  Không đƣợc bảo vệ  Bảo vệ vào đợt khác  10 Đánh giá ngƣời hƣớng dẫn: STT Nội dung đánh giá Giá trị khoa học công nghệ đề tài Giá trị khoa học (khái niệm, phạm trù, cách tiếp cận , có hay khơng có sử dụng kỹ thuật phân tích đại) Điểm tối đa 50 25 Giá trị công nghệ (cơng nghệ, qui trình, sản, cách tiếp cận …) cách thức lựa chọn thiết kế, phƣơng pháp tính cân vật chất Các hiệu qủa đề tài Khả ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất ) Khả chuyển giao công nghệ Chất lƣợng viết Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy đủ/đa dạng…) 25 Bố cục viết Các kiện nghiên cứu (độ tin cậy, cách xử lý số liệu ) 10 20 100 Tổng Điểm đánh giá 15 10 35 Ghi chú: Xếp loại (theo điểm trung bình cuối cùng): Xuất sắc: 95-100 điểm; Tốt: 85-94 điểm; Khá: 70-84 điểm; Đạt: 50-69 điểm; Không đạt: < 50 điểm 11.Ý kiến kiến nghị khác: Ngày tháng năm 2017 Ngƣời hƣớng dẫn iv BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA 2017 (NGƯỜI PHẢN BIỆN) Tên khóa luận: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cấp nhiệt cho trình sấy bơm nhiệt với suất 35kg ẩm ngƣng/mẻ Mã số khóa luận: 2017 - 13116144 Họ tên sinh viên: Lê Thị Anh Thƣ Mã số sinh viên: 13116144 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS Nguyễn Tấn Dũng Hình thức luận văn: Tổng số trang:………; Số chƣơng:……… ; Số bảng:……………; Số hình:…… …… Số tài liệu tham khảo:……… ; Phần mềm tính tốn:…………………………………… Bộ cục:…………………………………………………………………………………… Hành văn:………………………………………………………………………….……… Sử dụng thuật ngữ chuyên môn:………………………………………………………… Những ƣu điểm khóa luận: Mục tiêu:……………………………………………………………….…………….…… Nội dung:…………………………………………………………….…………….…… Phƣơng pháp:…………………………………………………………………… ……… Kết biện luận:……………………………………………………….…… …… Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn triển vọng đề tài:……………… … …… Những thiếu sót khóa luận: v Đề nghị ngƣời hƣớng dẫn Đƣợc bảo vệ  Bổ sung thêm để đƣợc bảo vệ  Không đƣợc bảo vệ  Bảo vệ vào đợt khác  10 Đánh giá ngƣời hƣớng dẫn: STT Nội dung đánh giá Giá trị khoa học công nghệ đề tài Giá trị khoa học (khái niệm, phạm trù, cách tiếp cận , có hay khơng có sử dụng kỹ thuật phân tích đại) Điểm tối đa 50 25 Giá trị công nghệ (cơng nghệ, qui trình, sản, cách tiếp cận …) cách thức lựa chọn thiết kế, phƣơng pháp tính cân vật chất Các hiệu qủa đề tài Khả ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất ) Khả chuyển giao công nghệ Chất lƣợng viết Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy đủ/đa dạng…) 25 Bố cục viết Các kiện nghiên cứu (độ tin cậy, cách xử lý số liệu ) 10 20 100 Tổng Điểm đánh giá 15 10 35 Ghi chú: Xếp loại (theo điểm trung bình cuối cùng): Xuất sắc: 95-100 điểm; Tốt: 85-94 điểm; Khá: 70-84 điểm; Đạt: 50-69 điểm; Không đạt: < 50 điểm 11.Ý kiến kiến nghị khác: Ngày tháng năm 2017 Ngƣời hƣớng dẫn vi BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA 2011 (THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG) Tên khóa luận: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa cấp nhiệt cho trình sấy bơm nhiệt với suất 35kg ẩm ngƣng/mẻ Mã số khóa luận: 2017 - 13116144 Họ tên sinh viên: Lê Thị Anh Thƣ Mã số sinh viên: 13116144 Đánh giá thành viên hội đồng: STT Nội dung đánh giá Điểm tối đa Giá trị khoa học công nghệ khóa luận 50 Giá trị khoa học (khái niệm, phạm trù, cách tiếp cận , có hay khơng có sử dụng kỹ thuật phân tích đại) 25 Giá trị cơng nghệ (cơng nghệ, qui trình, sản, cách tiếp cận …) cách thức lựa chọn thiết kế, phƣơng pháp tính cân vật chất 25 Các hiệu qủa khóa luận 10 Khả ứng dụng (qui mô nhỏ, qui mô sản xuất ) Khả chuyển giao công nghệ Chất lƣợng viết 20 Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo đầy đủ/đa dạng…) Bố cục viết Các kiện nghiên cứu (độ tin cậy, cách xử lý số liệu ) 10 vii Điểm giá đánh Giải hệ gồm hai phƣơng trình: qw.tr = 67,69.(36,4 – θ) qa.tr = 1,67.θ4(3.235) Ta suy ra:  = 5,9ºC Do tính đƣợc qw.tr = 2064,545W/m2 Diện tích truyền nhiệt chùm ống, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: Ftr  Q0mn 103 3,68.103   1,78 m2 q w.tr 2064,545 (3.236) Tổng chiều dài chùm ống, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: Lc  Ftr 1,78   47, 24 m .d tr 3,14.0,012 (3.237) Chiều dài thiết bị hóa đá L = 0,85 m; chiều dài ống l0 = 0,8 m Nhƣ vậy, số ống đƣợc xác định: n Lc 47, 24   59,05 ống l0 0,8 (3.238) Chọn n = 60 ống bố trí ba kênh, kênh vào 20 ống, kênh 20 ống kênh 20 ống Kết luận: ống trao đổi nhiệt bên thiết bị hóa đá (thiết bị ngƣng tụ - đóng băng hay thiết bị bay giai đoạn sấy thăng hoa) đƣợc thiết kế nhƣ sau: - Ống trao đổi nhiệt bố trí song song bên thiết kênh dẫn ẩm - Số kênh dẫn ẩm zk = - Tổng số ống trao đổi nhiệt n = 60 ống bố trí ba kênh, kênh vào 20 ống, kênh 20 ống kênh 20 ống - Chiều dài ống trao đổi nhiệt l0 = 0,8m - Trên kênh dãy ống dọc 5; dãy ống ngang 3.4.2.5 Tính tốn chọn bơm chân khơng Năng suất lƣu lƣợng bơm chân khơng 86 Để tính tốn chọn bơm chân không cho phù hợp với xuất buồng thăng hoa thể tích buồng thăng hoa ta có phƣơng trình tính tốn, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: Qb  1.  B  Pgh  ln   , m /h  d  Pth  Pgh  V (3.239) Trong đó: Nb (m3/h): suất thể tích hút bơm chân khơng; V (m3) Thể tích buồng thăng hoa, đƣợc xác định, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: V Với: Rc   Dtr2  L1   Rc3 360 (3.240) R12  hc2 0, 4252  0, 22   0,552 m, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] 2.hc 2.0, Sin   R1 0, 425   0, 77 , (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] Rc 0,552 Vậy: α = 500C Chiều dài thân hình trụ: L1 = 1,05 m Chiều cao chỏm cầu: hc = 0,2 m Đƣờng kính trong: D1 = 2R1= 0,85 m Từ suy ra: V  3,14.0,852 50 1, 05  3,14.0,5523  0, 69 m3 360  d (h) : thời gian đuổi hết khí bình thăng hoa Thực tế thời gian đuổi hết khí bình thăng hoa (0,5 ÷ 5) phút, chọn d = phút = 1/15 h, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]  B = 760mmHg: áp suất khí quyển, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]  Pth = 0,411mmHg: áp suất làm việc bình thăng hoa  Pgh = 0,001 mmHg: áp suất giới hạn mà bơm chân khơng tạo 87  1 = (1,2 ÷ 1,5): hệ số rò rỉ buồng thăng hoa, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016)  2 = (1,12÷ 1,15): hệ số an tồn bơm chân khơng, (Nguyễn Tấn Dũng, [2] 2016) [2] Nhƣ vậy, tốc độ đuổi khí bơm chân không đƣợc xác định: Qb  1, 2.1,15 0, 69  760  0, 001  ln   107, 48 m3/h   0, 411  0, 001  15 Công suất bơm chân không Công suất bơm chân không đƣợc xác định, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: N dcbck   Pb Qb 0, 46.105.107, 48  1,15  1,8 kW (3.241) 1000. H vck 3600.1000.0,92.0,97.0,98 Với Pb  0,46.10 N/m2 áp suất máy hút chân không tạo ra; H  0,92 hiệu suất thủy lực; v ck = 0,97, hiệu suất thể tích; = 0,98 hiệu suất khí máy hút chân khơng;  = 1,15 hệ số an tồn máy hút chân khơng; Nhƣ sở tính tốn ta chọn bơm chân không cho phù hợp với hệ thống sấy nhƣ sau: Công suất: N dcbck = 1,8 kW (3.242) 3.4.2.6 Tính cơng suất gia nhiệt đốt phụ Trong q trình giải nhiệt dạng nóng để làm tăng nhiệt độ nƣớc lên trƣớc cấp vào cho giá truyền nhiệt, hiệu suất giải nhiệt cao dàn nóng lúc đạt tới trạng thái cân lƣợng Nhƣng trạng thái cân lƣợng nhiệt độ nƣớc chƣa đạt tới nhiệt độ yêu cầu cao 390C, lúc cần phải dùng giải pháp đốt phụ nhằm mục đích đƣa nhiệt độ chất tải nhiệt nƣớc đạt tới nhiệt độ yêu cầu, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] 88 Bộ đốt phụ cung cấp thêm phần lƣợng, nhƣng để dự phịng dàn nóng hƣ hỏng Do cơng suất đốt phụ đƣợc chọn 100% công suất giải nhiệt dàn nóng 1, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] Nhƣ công suất đốt phụ là: Nbdp  2,54kW (3.243) Điện áp nguồn đốt phụ AC – 380V/50Hz, hệ số công suất cosυ = 0,95 Khi dịng điện qua điện trở đốt phụ đƣợc xác định, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: I Nbdp U cos   2,54.103  7, 036 A 380.0,95 (3.244) 3.4.2.7 Tính kiểm tra bền cho thiết bị buồng sấy thăng hoa thiết bị ngƣng tụ đóng băng Tính bền ổn định cho q trình sấy Do suốt trình làm việc hệ thống sấy thăng hoa, áp suất làm việc buồng sấy thăng hoa thiết bị ngƣng tụ - biến đổi khoảng giá trị áp suất khí Pkq = 1kg/cm2 đến giá trị áp suất chân không Pck = 0,001 mmHg  0kg/cm2, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] Nhƣ vậy, áp suất tính tốn, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: Ptt = Plv + 2Pmt (3.245) Trong đó: Plv (kg/cm2) áp suất làm việc thiết bị; Pmt (kg/cm2) áp suất môi trƣờng; Ptt = + 2.1 = kg/cm2 = 0,196133 N/mm2 Khi buồng sấy thăng hoa thiết bị ngƣng tụ đóng băng làm việc nhiệt độ buồng sấy thiết bị hóa đá biến đổi từ -40,46°C (nhiệt độ mơi trƣờng lạnh đơng) đến 35°C (nhiệt độ cuối q trình sấy) Khi thiết bị làm việc nhiệt độ thấp 250°C nhiệt độ tính tốn nhiệt độ lớn mơi trƣờng thực q trình bên thiết bị, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016)[2] Do buồng sấy thăng hoa thiết bị hóa đá làm việc áp suất nhỏ áp suất mơi trƣờng bên ngồi buồng sấy, tức buồng sấy chịu áp suất nên ta sử dụng 89 cơng thức tính bền cho thiết bị chịu áp suất ngồi để tính bền cho buồng sấy, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2] Vật liệu chế tạo buồng thăng hoa inox SUS316 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn inox SUS316: [  ]* = 123 N/ mm2 Chọn hệ số hiệu chỉnh:  = 0,95  Ứng suất cho phép vật liệu, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: [  ]* =  [  ]*=0,95.123 = 116,85 N/mm2  (3.246) Bề dày thân buồng sấy thăng hoa đƣợc xác định theo công thức sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S1'  Dtr ptt 850.0,196133   0,751 mm 2.[ ]. 2.116,85.0,95 (3.247) Với: Dtr (mm) đƣờng kính thân buồng sấy thăng hoa; Do buồng sấy thăng hoa có dạng hình trụ với đƣờng kính: Dtr = 0,85 m =850 mm  Bề dày thực buồng sấy thăng hoa, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S1 = S’1 + C ( mm) (3.248) Trong đó: C (mm) hệ số bổ sung, đƣợc xác định nhƣ sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: C = Ca + Cb +Cc + C0 (mm) (3.249) Với: Ca (mm) hệ số bổ sung ăn mịn hóa học mơi trƣờng; Cb (mm) hệ số bổ sung bào mòn học môi trƣờng; Cc (mm) hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp; C0 (mm) hệ số bổ sung để quy trịn kích thƣớc; Ta giả thiết tốc độ ăn mịn hóa học môi trƣờng 1mm/năm Thời gian sử dụng buồng sấy 10 năm Ca = 0,1.10 = 1mm Tốc độ hút bơm chân không ảnh hƣơng đến bào mịn học mơi trƣờng nên: Cb = 0,22 Ta giả thiết việc chế tạo, lắp ráp hầu nhƣ xác, có sai lệch nhỏ, nên: Cc = 0,5 Tra bảng ta xác định đƣợc giá trị bề dày có thị trƣờng inox 316 90 Chọn: C0 = 0,2 mm C = Ca + Cb +Cc + C0 = 1+ 0,22 + 0,5 +0,2 = 1,92 mm Vậy bề dày buồng sấy thăng hoa là: S1 = S’1 + C = 0,751 +1,92 = 2,671 mm Chọn bề dày buồng sấy thăng hoa là: S1 = mm > 2,671 mm  Bề dày thân thiết bị ngƣng tụ đóng băng đƣợc xác định theo công thức sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S2'  Dtr ptt 460.0,196133   0,41 m 2.[ ]. 2.116,85.0,95 (3.250) Với: Dtr (mm) đƣờng kính thân thiết bị ngƣng tụ - đóng băng; Do thiết bị ngƣng tụ - đóng băng có dạng hình trụ với đƣờng kính: Dtr = 0,46m = 460 mm  Bề dày thực thiết bị ngƣng tụ đóng băng, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S2 = S’2 + C (mm) (3.251) Trong đó: C (mm) hệ số bổ sung, đƣợc xác định nhƣ sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: C = Ca + Cb +Cc + C0 (mm) (3.252) Với: Ca (mm) hệ số bổ sung ăn mịn hóa học mơi trƣờng; Cb (mm) hệ số bổ sung bào mòn học môi trƣờng; Cc (mm) hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp; C0 (mm) hệ số bổ sung để quy tròn kích thƣớc; Ta giả thiết tốc độ ăn mịn hóa học môi trƣờng 1mm/năm Thời gian sử dụng buồng sấy 10 năm Ca = 0,1.10 = 1mm Tốc độ hút bơm chân không ảnh hƣơng đến bào mịn học mơi trƣờng nên: Cb = 0,22 Ta giả thiết việc chế tạ, lắp ráp hầu nhƣ xác, có sai lệch nhỏ, nên: Cc = 0,5 Tra bảng ta xác định đƣợc giá trị bề dày có thị trƣờng inox 316 Chọn: C0 = 0,2 mm C = Ca + Cb +Cc + C0 = 1+ 0,22 + 0,5 +0,2 = 1,92 mm Vậy bề dày thiết bị ngƣng tụ đóng băng là: 91 S2 = S’2 + C = 0,41 +1,92 = 2,33 mm Chọn bề dày thiết bị ngƣng tụ đóng băng S2 = mm > 2,33 mm Kiểm tra bề dày buồng sấy thăng hoa thiết bị ngƣng tụ đóng băng  Kiểm tra bề dày buồng thăng hoa Theo công thức sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S1  ca    3,53.103  0,1 (thỏa mãn) Dtr 850 (3.253) Áp suất tính tốn cho phép bên thân trụ, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]:  p  2.[ ]..(S1  ca ) 2.116,85.0,95.(4  1)   0,78  0,196133 N/mm2 Dtr  (S1  ca ) 850  (4  1) (3.254) Kết luận: Bề dày buồng sấy thăng hoa mm an tồn q trình làm việc  Kiểm tra bề dày thiết bị ngƣng tụ - đóng băng Theo công thức sau, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]: S2  ca    6,5.103  0,1 (thỏa mãn) Dtr 460 (3.255) Áp suất tính tốn cho phép bên thân trụ, (Nguyễn Tấn Dũng, 2016) [2]:  p  2.[ ]..(S1  ca ) 2.116,85.0,95.(4  1)   1,43  0,196133 N/mm2 Dtr  (S1  ca ) 460  (4  1) (3.256) Kết luận: Bề dày thiết bị ngƣng tụ - đóng băng mm an tồn q trình làm việc 92 KẾT QUẢ TÍNH TỐN HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA Bảng 3.2 Kết tính tốn kích thƣớc buồng sấy Các thơng số cần tính tốn, thiết kế Buồng sấy Kết Chiều dài thân hình trụ L = 1130mm Đƣờng kính D1 = 850mm Đƣờng kính ngồi D2 = 858mm Đƣờng kính buồng sấy D = 958mm Chiều cao chỏm cầu hc = 200mm Diện tích trao đổi nhiệt Fdl = 10,85m2 Bảng 3.3 Kết tính tốn truyền nhiệt Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Tấm truyền nhiệt Chiều dày δ1 = 20mm Chiều rộng a = 600mm Số lƣợng N = Bảng 3.4 Kết tính tốn chọn máy nén hệ thống lạnh cấp đơng Các thơng số cần tính tốn, thiết kế Máy nén cấp Tổng công suất tiếp diện động 93 Kết Ndc = 5,7 kW Bảng 3.5 Kết tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt Các thông số cần tính Kết tốn, thiết kế Thiết bị hồi nhiệt Dàn ngƣng Thiết bị bay Nhiệt tải thiết bị hồi nhiệt Qk1 = 2,54kW Chiều dài ống l = 0,45m Tổng số ống N = 30 ống Số hàng ống z=6 Nhiệt tải thiết bị Nng2 = 7,37kW Tổng chiều dài ống L = 147,56m Tổng số ống n = 185 ống Số hàng ống z=6 Nhiệt tải thiết bị Q = 4,1kW Tổng chiều dài ống L = 50m Số ống lắc N0 = 11 ống Bảng 3.6 Kết tính tốn thiết kế bình trung gian Các thơng số cần tính tốn, thiết kế Kết Nhiệt lƣợng tỏa trình Qtg = 2,09636kW lạnh Tổng chiều dài ống xoắn Bình trung gian L = 10,88m Số vòng xoắn chùm ống n = vòng xoắn Chiều cao chùm ống xoắn H = 0,301m Chiều cao bình trung gian Hbtg = 0,5m Đƣờng kính bình trung gian Dbtg = 0,35m 94 Bảng 3.7 Kết tính tốn chọn van tiết lƣu Van tiết lƣu Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Làm mát trung gian Tiết diện van tiết lƣu F1 = 4,77mm2 Vào thiết bị bay Tiết diện van tiết lƣu F2 = 8,56mm2 Bảng 3.8 Kết tính tốn chọn đƣờng ống Đƣờng ống Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Thấp áp Cao áp Đƣờng ống đẩy Dtr.d.1 = 17mm Đƣờng ống hút Dtr.h.1 =19mm Đƣờng ống đẩy Dtr.d.2 = 13mm Đƣờng ống hút Dtr.h.2 = 16mm Bảng 3.9 Kết tính tốn thiết kế thiết bị ngƣng tụ - đóng băng Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Thiết bị ngƣng tụ - đóng Năng suất thiết bị Qngtdb = 3,68 kW Tổng chiều dài chùm ống L = 47,24m Số ống n = 60 ống Đƣờng kính Dtr =0,46m Chiều dài thiết bị L = 0,85m Đƣờng kính ngồi thiết bị Dng = 0,47m băng 95 Bảng 3.10 Kết tính tốn bơm chân khơng Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Bơm chân không Năng suất lƣu lƣợng Qb = 107,48m3/h Công suất động Ndcbck = 1,8kW Bảng 3.11 Kết tính tốn đốt phụ Các thơng số cần tính Kết tốn, thiết kế Bộ đốt phụ Cơng suất Ndcbdp =2,54kW 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sấy thăng hoa phƣơng pháp sấy đƣợc nghiên cứu áp dụng Việt Nam Phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm có khả tin cậy cao so với phƣơng pháp khác Ở đề tài em nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống sấy thăng hoa với hai mục đích sau: - Mục đích thứ tiết kiệm lƣợng sử dụng nguồn lƣợng thải thiết bị ngƣng tụ cấp trở lại cho trình sấy buồng thăng hoa - Mục đích thứ hai phục vụ cho sản xuất chế biến loại thực phẩm cao cấp ứng dụng bảo quản thực phẩm, chế phẩm sinh học Hệ thống sấy thăng hoa hệ thống sấy vô phức tạp kỹ thuật sấy mẻ đới với sinh viên chúng em Với đồ án dựa kiến thức học, thông qua tham khảo tài liệu đặc biệt dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy hƣớng dẫn Nguyễn Tấn Dũng em tính tốn thiết kế có đƣợc thông số định chƣơng Do thời gian có hạn, tài liệu trình độ hiểu biết hạn chế, cố gắng nghiêm túc làm việc thời gian làm đồ án nhƣng thực đề tài tránh khỏi sai sót, mong đƣợc đóng góp ý kiến chân thành q thầy để đề tài em đƣợc hoàn thiện, đầy đủ ý nghĩa KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu em dừng mức độ tính tốn thiết kế em mong đề tài tiếp tục nghiên cứu hồn thiện để có thơng số xác đáng tin cậy để chế tạo đƣợc hệ thống sấy thăng hoa phục vụ cho sản xuất nƣớc ta Cần phải có nhiều tổ chức sản xuất thiết kế chết tạo hệ thống sấy thăng hoa Việt Nam thay nhập nƣớc ngồi đắt tiền Cần có nhiều sách chiến lƣợc quảng bá nâng cao tính kỹ thuật sấy thăng hoa sản phẩm đƣợc sấy thăng hoa 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Dũng 2008 Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ có giai đoạn cấp đơng buồng thăng hoa Tạp chí Giáo dục Khoa học Kỹ thuật [2] Nguyễn Tấn Dũng 2016 Quá trình thiết bị CNHH&TP, Kỹ thuật công nghệ sấy thăng hoa NXB ĐHQG TP HCM [3] Nguyễn Tấn Dũng 2016 Q trình thiết bị CNHH&TP, Cơng nghệ lạnh NXB ĐHQG TP HCM [4] Nguyễn Tấn Dũng 2008 Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ phục vụ cho chế biến loại sản phẩm cao cấp Đề tài NCKH cấp bộ, mã số: B2006-22-08, năm 2006-2008 [5] Nguyễn Tấn Dũng 2007 Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy thăng hoa công nghiệp DS-3 phục vụ cho sản xuất loại thực phẩm cao cấp Tạp chí Giáo dục Khoa học Kỹ thuật [6] Thái Thế Hùng 2006 Tuyển tập tốn giải sẵn mơn sức bền vật liệu NXB KHKT [7] Trần Thanh Kỳ 1995 Máy Lạnh NXB Giáo dục [8] Hồ Lê Viên 2006 Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí NXB KHKT [9] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên 2006 Sổ tay q trình thiết bị, Tập 1: Cơng nghệ hóa chất NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản 2006 Sổ tay trình thiết bị, Tập 2: Cơng nghệ hóa chất NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [11] Đỗ Minh Chiến 2015 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thiết bị làm khô thực phẩm phương pháp sấy thăng hoa [Luận văn thạc sĩ] Hà Nội: Trƣờng đại học Công Nghiệp I 98 DANH MỤC BẢN VẼ 99 S K L 0