ĐỒ án kỹ THUẬT THỰC PHẨM đề tài THIẾT kế THIẾT bị sấy hầm DÙNG để sấy TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 tấn NGUYÊN LIỆUMẺ

TỔNG QUAN

Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Đặc điểm sinh học và nguồn gốc cây tiêu:

Tên khoa học: Piper nigrum

Hồ tiêu, hay còn gọi là cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt (Piper nigrum), là một loại cây leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae) Loài cây này được trồng chủ yếu để thu hoạch quả và hạt, thường được sử dụng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi.

Hồ tiêu là một loại dây leo có thân dài, nhẵn và không lông, bám vào các cây khác bằng rễ Thân cây mọc cuốn và mang lá mọc cách, lá có hình dạng tương tự như lá trầu không nhưng dài và thuôn hơn Hồ tiêu có hai loại nhánh: nhánh mang quả và nhánh dinh dưỡng, cả hai đều phát triển từ kẽ lá Đặc biệt, cụm hoa của hồ tiêu hình đuôi sóc, và khi chín, chúng sẽ rụng cả chùm.

Quả hình cầu nhỏ, có một hạt duy nhất, thường mọc thành chùm với khoảng 20-30 quả Ban đầu, quả có màu xanh lục, sau chuyển sang màu vàng và khi chín sẽ có màu đỏ Từ loại quả này, có thể thu hoạch được các loại hồ tiêu như hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen Cây rất dễ gãy, do đó cần cẩn thận trong quá trình vận chuyển để tránh làm chết cây.

Hồ tiêu được thu hoạch hai lần mỗi năm Để có hồ tiêu đen, người ta hái quả khi xuất hiện một số quả đỏ hoặc vàng trên chùm, tức là khi quả còn xanh Những quả non rất giòn và dễ vỡ khi phơi, trong khi các quả khác sẽ săn lại và chuyển sang màu đen Đối với hồ tiêu trắng, người ta hái quả khi chúng đã chín hoàn toàn, sau đó bỏ vỏ Hồ tiêu trắng có màu trắng ngà hoặc xám, ít nhăn nheo và thơm hơn nhưng cay hơn do quả đã chín.

Hình 1.2 Tiêu xanh Hình 1.3 Tiêu khô đen và tiêu sọ

1.1.2 Thành phần cơ hóa lý của tiêu trái

Khối lượng của tiêu chủ yếu là nước, chiếm từ 66-68%, tạo ra các liên kết cơ lý dễ bị loại bỏ trong quá trình chế biến nhờ tác động cơ học và vật lý Nước không chỉ tạo sức căng cho hạt tiêu mà còn đóng vai trò là dung môi hòa tan nhiều chất như vitamin, pectin, amilopectin và khoáng Tuy nhiên, lượng nước cao trong nguyên liệu có thể gây hư hỏng trong quá trình bảo quản trước khi sấy.

Hồ tiêu là nguồn cung cấp vitamin C dồi dào, vượt trội hơn cả cà chua Chỉ với nửa cốc hồ tiêu xanh, vàng hoặc đỏ, bạn đã nhận được hơn 23% nhu cầu canxi hàng ngày của cơ thể.

Tiêu chứa 1,2 - 2% tinh dầu, 5 - 9% piperin và 2,2 - 6% chanvixin, trong đó piperin và chanvixin là hai alkaloid mang vị cay đặc trưng Ngoài ra, tiêu còn có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4% tro Hạt tiêu thường được sử dụng sau khi rang chín để tạo hương vị thơm ngon, cay nồng, đồng thời kích thích tiêu hóa và có tác dụng chữa một số bệnh.

Hạt tiêu chứa nhiều chất chống oxy hóa, đặc biệt là Beta Carotene, có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch và bảo vệ tế bào khỏi sự hủy hoại, từ đó giúp ngăn ngừa các bệnh ung thư và tim mạch.

1.1.3 Phân bố Ở nước ta hồ tiêu được phân bố thành các vùng sản xuất chính ở Bắc Trung Bộ, Duyên hải Trung Bộ, Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, trong đó Tây Nguyên và Đông Nam Bộ là 2 vùng sản xuất chính Sản xuất hồ tiêu thường hình thành các vùng nổi tiếng như: Tân Lâm (Quảng Trị), Lộc Ninh (Bình Phước), Bà Rịa (Bà Rịa– Vũng Tàu), Phú Quốc (Kiên Giang), Dak R’Lắp (Đăk Nông), Chư Sê (Gia Lai), điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quy hoạch thành các vùng sản xuất hàng hóa tập trung, đạt chất lượng xuất khẩu cao

Việt Nam hiện đang dẫn đầu thế giới về xuất khẩu tiêu, nhưng chủ yếu vẫn ở dạng thô Do đó, việc bảo quản hạt tiêu để xuất khẩu trở nên vô cùng quan trọng và cần thiết cho nền kinh tế quốc dân.

Bảo quản tiêu sau thu hoạch và chế biến là một vấn đề cấp bách do thành phần sinh hóa trong tiêu tạo điều kiện thuận lợi cho sâu mọt và vi sinh vật Để bảo quản lâu dài, hạt tiêu cần có chất lượng tốt và độ ẩm an toàn Quá trình sấy khô hạt sau thu hoạch đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và bảo quản, giúp hạt tiêu được bảo quản lâu hơn, thuận tiện cho vận chuyển và ứng dụng trong chế biến sản phẩm ăn liền.

Tổng quan về phương pháp

1 2.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là quá trình loại bỏ độ ẩm từ vật liệu thông qua nhiệt, dựa trên sự khuếch tán do chênh lệch ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu Quá trình này diễn ra nhờ sự chênh lệch áp suất hơi giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.

1 2.2 Phân loại quá trình sấy

Người ta phân biệt ra 2 loại:

Sấy tự nhiên sử dụng nắng và gió làm tác nhân chính, nhưng phương pháp này gặp khó khăn do cần diện tích sân phơi lớn và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là trong mùa mưa.

Sấy nhân tạo là quá trình sử dụng nguồn nhiệt như khói lò, không khí nóng hoặc hơi quá nhiệt để làm khô sản phẩm Phương pháp này cho phép điều khiển quá trình sấy một cách dễ dàng và hiệu quả hơn so với sấy tự nhiên.

Ngoài ra chúng ta cũng có nhiều cách phân loại quá trình sấy theo các lựa chọn sau:

 Dựa vào tác nhân sấy:

- Sấy bằng không khí hay khói lò

- Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng

 Dựa vào áp suất làm việc:

 Dựa vào phương pháp làm việc:

 Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:

- Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu

- Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng

 Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy hầm, sấy tầng sôi, sấy phun,…

 Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng,…

 Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm:

 Loại thổi qua bề mặt

 Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu

Các liên kết ẩm với chất khô trong nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy và hiệu suất của nó Có nhiều dạng phân biệt liên kết ẩm, nhưng phương pháp phân loại theo bản chất hình thành các liên kết nước trong nguyên liệu của P.H Robinde (Hoàng Văn Chước, 1999) là phổ biến nhất Phân loại này được chia thành ba nhóm chính.

Để nâng cao giá trị sử dụng của tiêu, các công đoạn sau thu hoạch như làm khô, bảo quản và chế biến là rất quan trọng nhằm giảm tổn thất và duy trì chất lượng Khi bảo quản hạt tiêu, cần chú ý đến tình trạng của hạt vì chúng dễ hút ẩm, có khả năng thu hút mọt cao và dễ hư hỏng Quá trình hô hấp cũng diễn ra trong quá trình bảo quản, ảnh hưởng đến chất lượng của tiêu.

Mục tiêu của bảo quản là duy trì tối đa số lượng và chất lượng của đối tượng trong suốt quá trình lưu trữ Đối với tiêu hạt không có vỏ như vỏ trấu, nếu điều kiện bảo quản không đảm bảo, chẳng hạn như tiêu chưa chín già, phơi chưa thật khô, hoặc dụng cụ chứa không kín, thì có thể bị chim, chuột, mốc, mọt phá hỏng hoàn toàn trong vài tháng Do đó, cần làm khô tiêu đến độ ẩm 12-13% để bảo quản an toàn và hạn chế hư hỏng.

Có hai phương pháp làm khô tiêu khô là phơi nắng và sấy, nhưng trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào phương pháp sấy để bảo quản lương thực và chế biến sản phẩm chất lượng cao Việc sấy các loại hạt đến độ ẩm bảo quản là rất cần thiết Có nhiều hệ thống sấy như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy và thùng sấy, mỗi loại đều có ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau Chế độ sấy ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm vì đây là quá trình trao đổi nhiệt và chất phức tạp, làm thay đổi cả cấu trúc vật lý và thành phần hóa học của nguyên liệu Đối với việc sấy tiêu dạng hạt, thiết bị sấy hầm thường được sử dụng, vì nó chuyên dụng cho vật liệu dạng hạt và nhỏ, phổ biến trong công nghệ sau thu hoạch Trong thiết bị sấy hầm, vật liệu được xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy, giúp tăng tốc độ sấy và đảm bảo hạt được sấy đều, đồng thời cho phép hệ thống làm việc liên tục với năng suất lớn.

Tác nhân sấy trong quá trình sấy thực phẩm có thể là không khí nóng hoặc khói lò, nhưng để đảm bảo vệ sinh an toàn, không khí được đun nóng bởi calorêwxiphe là lựa chọn tối ưu Nhiệt độ của tác nhân sấy phụ thuộc vào loại hạt, và để rút ngắn thời gian sấy, cần tăng tốc độ tác nhân sấy bằng quạt gió Với nguyên liệu là tiêu, chế độ sấy cùng chiều được ưu tiên vì cường độ cao, thời gian sấy ngắn hơn, sản phẩm ra khỏi hầm đã nguội và kinh tế hơn Ngược lại, sấy ngược chiều thích hợp cho thành phẩm yêu cầu chất lượng cao, không bị cong vênh hay nứt nẻ.

 Quá trình sấy tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy

 Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m 3 h

 Không tạo bụi trong sản xuất

 Thiết bị chiếm diện tích lớn, khó có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn

 đều đặn và mãnh liệt nhờ

Quy trình sản xuất

Tiêu thường được thu hái khi quả đạt kích thước lớn, với mỗi chùm có từ 20-30 quả, trong đó 60% quả có đường kính trên 4.0 mm Khi chế biến tiêu đen, có thể hái cả chùm khi quả đã chín hoặc chùm quả đã già, thường có màu vàng xanh Cần tránh hái những chùm tiêu còn xanh non, trừ khi đó là đợt thu hoạch cuối cùng của vụ, vì hái tiêu quá sớm sẽ làm hạt tiêu bị lép.

Dựa theo quy mô mà chúng em xin giới thiệu về hai phương pháp sản xuất tiêu đen phổ biến ở Việt Nam

1.3.1 Chế biến tiêu đen tại nông hộ

Chế biến tiêu đen là quy trình quan trọng sau thu hoạch, đặc biệt đối với những hộ gia đình trồng tiêu quy mô nhỏ Hạt tiêu đen đạt chất lượng khi có độ ẩm từ 12 đến 13%, với hình dạng nhăn đều và màu sắc đen đặc trưng Quy trình sơ chế tiêu đen bao gồm các bước cụ thể để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

► Những chùm quả tiêu sau khi chín được thu hái thì các gié được chất thành đống ủ trong

5 giờ hoặc phơi ngay hoặc dồn khoảng 2 hoặc 3 ngày rồi phơi một lần

Hạt tiêu nên được phơi trên sân xi măng hoặc trải bạt PP trên bề mặt đất phẳng để đảm bảo vệ sinh và tránh lẫn đất đá trong quá trình phơi.

► Trong thời gian phơi tiêu không nên cho súc vật hoặc người mang giày dép đi lên tiêu

Quá trình phơi tiêu cần được thực hiện với độ dày khoảng 2 đến 3 cm và đảo đều từ 4 đến 5 lần mỗi ngày để đảm bảo tiêu khô đều Thời gian phơi tiêu khoảng 3 đến 4 ngày nắng sẽ giúp tiêu đạt độ khô mong muốn.

Hình 1.4 Phơi tiêu nông hộ

Để giảm thời gian phơi tiêu, nên tách hạt tiêu ra khỏi gié trước khi phơi và ngâm hạt trong nước gần sôi (80 - 90 độ C) khoảng một phút Sau đó, để ráo nước và trải đều ra phơi, phương pháp này giúp hạt tiêu mau khô và có màu đen bóng đẹp Từ 100 kg tiêu tươi, có thể thu được khoảng 30 - 35 kg tiêu đen khô với độ ẩm 15%.

► Sau khi phơi khô tiêu dùng máy tách tạp chất, bụi tiêu, cuống tiêu, lá, tiêu lép lần cuối rồi mới đóng vào bảo để cất giữ

Hình 1.5 Tiêu đen vào bao trữ kho

1.3.2 Quy mô lớn dạng công nghiệp Đây là quy mô mà nhóm muốn hướng tới và đưa ra phương pháp, máy móc, công nghệ cải tiến mang lại hiệu suất cao, đạt chuẩn cũng như mang lại vệ sinh Tiêu xanh sau khi được khô một nắng hoặc 6-12 tiếng theo khí hậu hoặc thời tiết để hạ đổ ẩm tiêu từ 66-68% xuống còn 43-45% Đây được gọi là đổ ẩm của tiêu thô nguyên liệu

► Đóng bao tiêu với 2 lớp, lớp ngoài với vải sợi thông thường, lớp ni lông bên trong để tránh tiêu bị hút ẩm trở lại dẫn tới nấm mốc

► Lưu trữ tiêu ở những vị trí thoáng mát và khô ráo Tiêu thô đi vào quá trình sản xuất theo quy trình sau:

Hình 1.6 Quy trình công nghệ

Hạt tiêu được đưa vào hộc nạp liệu dưới đất và chuyển đến sàng tạp chất qua gầu tải Sàng tạp chất hoạt động dựa trên nguyên lý khí động học, phân cách trọng lượng và thể tích, giúp tách khoảng 90% tạp chất lẫn trong hạt tiêu Các tạp chất này bao gồm những hạt nhỏ hơn, lớn hơn và nhẹ hơn hạt tiêu, trong đó có bụi.

Sàng tạp chất không chỉ loại bỏ tạp chất mà còn có khả năng tách sắt thép khỏi nguyên liệu nhờ vào bộ phận từ tính Sau khi được xử lý qua sàng, hạt tiêu nguyên liệu có kích thước dao động từ 2,5 mm đến 6,5 mm.

Công đoạn 2: Phân loại theo kích cỡ

Sau khi tách tạp chất, hạt tiêu được chuyển vào sàng đảo phân loại bằng gầu tải Sàng đảo này có 3 lưới với kích cỡ 4,5mm, 4,9mm và 5,5mm Hạt tiêu sau khi làm sạch sẽ được phân loại thành 4 dòng sản phẩm khác nhau.

• Hạt có kích thước từ F2,5mm - F4,5mm

• Hạt có kích thước từ F4,5mm - F4,9mm

• Hạt có kích thước từ F4,9mm - F5,5mm

• Và hạt có kích thước lớn hơn F5,5mm

Hạt tiêu được phân loại kích cỡ và đưa vào 4 thùng chứa khác nhau Từ những thùng chứa này, chúng ta có thể phối trộn các loại hạt theo yêu cầu của sản phẩm để xuất khẩu hoặc tiếp tục chế biến.

Công đoạn 3: Tách đá sạn

Hạt tiêu trước khi vào máy tách đá sạn thường lẫn với các hạt sạn có kích thước tương đương Máy tách đá sạn hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt về tỷ trọng giữa các hạt Các hạt tiêu nhẹ hơn sẽ được luồng khí nâng lên, tạo thành dòng chảy song song với lưới sàng và thoát ra ngoài, trong khi các hạt đá sạn nặng hơn sẽ rơi xuống, va chạm với các cạnh của rãnh lưới và nhảy ngược lại để thoát ra ngoài.

Công đoạn 4: Phân loại bằng khí động học

Hạt tiêu sau khi rời máy tách đá sạn vẫn còn những hạt chắc và xốp không bị loại ra do cùng kích cỡ Để phân loại, hạt tiêu được đưa vào thiết bị phân loại khí động học gọi là Catador, nơi có dòng khí thổi từ dưới lên theo chiều thẳng đứng Nhờ vào dòng khí này, các hạt tiêu xốp và nhẹ sẽ được nâng lên và thoát ra ngoài, trong khi các hạt chắc lơ lửng và được tách ra theo một đường khác Lưu lượng dòng khí trong Catador được điều chỉnh tùy theo chất lượng hạt tiêu.

Công đoạn 5: Phân loại tỷ trọng xoắn ốc

Sau khi trải qua quy trình làm sạch, hạt tiêu được phân loại theo kích cỡ, tách bỏ đá sạn và phân loại bằng khí động học, vẫn tồn tại sự khác biệt về hình dạng, bao gồm hạt tiêu móp méo, hạt tròn và cả những cọng tiêu lẫn lộn.

Máy phân loại hình dạng kiểu xoắn ốc có cấu trúc với các vách ngăn xoắn ốc xung quanh trục thẳng đứng Hỗn hợp hạt tiêu, bao gồm hạt tiêu biến dạng và hạt tròn, được đưa vào miệng trên của máy để tiến hành phân loại.

Hạt tiêu di chuyển theo chiều xoắn ốc dưới tác động của trọng lực, với các hạt tròn xoay tròn gia tốc đến một điểm nhất định Tại đây, chúng tách ra theo độ nghiêng của vách ngăn nằm rìa ngoài, trong khi các hạt biến dạng rơi tự do trên máng xoắn ốc chịu lực ma sát cao hơn, dẫn đến tốc độ dòng chảy chậm hơn Kết quả là, các hạt biến dạng chảy gần trục máy xoắn ốc và được đưa ra ngoài.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

Cân bằng vật liệu

G1,G2:Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy (kg/h)

 1,2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo % khối lượng vật liệu ướt

 W:Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h)

 Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h)

 d0:Hàm ẩm của không khí ngoài trời(kg ẩm/kg kkk)

 d1:Hàm ẩm của không khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk)

 d2: Hàm ẩm của không khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk)

2.1.1 Các thông số ban đầu

 Độ ẩm ban đầu của vật liệu (tiêu thô): w1 = 45%

 Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy: w2 = 15%

Không khí bên ngoài được sử dụng trong thiết bị sấy thường có nguồn gốc từ phân xưởng, dẫn đến việc nhiệt độ và độ ẩm của nó thường cao hơn và ổn định hơn so với không khí bên ngoài.

 Nhiệt độ sấy đầu vào: t1 = 80 0 C ;

 Nhiệt độ sấy đầu ra: t2 = 36 0 C ;

2.1.2 Lượng ẩm cần bay hơi

 G1 là khối lượng nguyên liệu trước khi sấy (kg/mẻ)

 w1,w2 là độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy (%)  W = G1

2.1.3 Khối lượng vật liệu sau sấy

 G1,G2 là khối lượng nguyên liệu trước và sau khi sấy, kg/mẻ;

 W là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy, kg;

2.1.4 Lượng vật liệu tuyệt đối

Tính toán quá trình sấy lý thuyết

2.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

 t0 = 23,3 0 C và W 0 = 82%, áp suất khí quyển p = 757 (mmHg) là khí hậu ở Đaklac

𝑃−𝜑 0 𝑝 𝑏ℎ0 , kg ẩm/kg kk ( trang 150, [2] ) Trước khi sấy: cho P áp suất chung của tác nhân sấy Chọn P = 1 atm

Áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ bầu khô (at) có thể được tra cứu qua bảng tính chất lý hóa của hơi nước, với nhiệt độ không khí là 23,3 ℃.

Công thức tính toán nhiệt lượng I0 được xác định qua biểu thức I0 = Ck.t0 + (r0 + Cn.t0).d0, trong đó Ck đại diện cho nhiệt dung riêng của không khí khô với giá trị Ck = 1 kJ/kg.độ, theo bảng 1.225 tại trang 318, với nhiệt độ tkk = 23,3 ℃ Thêm vào đó, r0 là ẩn nhiệt hóa hơi của nước, có giá trị r0 = 2493 kJ/kg.

2.2 2 Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy

 Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm: d1 = d0 = 0,0151 kg ẩm/kg kkk

 Entalpy của tác nhân sấy vào hầm:

 Độ ẩm tác nhân sấy vào hầm:

Tra Pbh1 ở 80 ℃ ( [3]-bảng 1.250-trang 312 ) Ta được: Pbh1 = 0,4736 bar

 Nhiệt dung riêng của dẫn xuất:

Cx(d1) = Ck +d1.Ch = 1+0,0151.1,97 = 1,029 kj/kgkkk

2.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy

 Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm: d2 = d1 + 𝐶 𝑥 (𝑡1−𝑡2)

 Entalpy cuả tác nhân sấy ra khỏi hầm:

 Độ ẩm tác nhân sấy ra khỏi hầm:

 Độ ẩm này thỏa mãn điều kiện kinh tế - kỹ thuật: 80℃ ≤ 𝜑 2 ≤ 90℃

- Lượng không khí cần thiết trong quá trình sấy (Công thức VII.19.[3]):

- Lượng không khí cần làm bay hơi 1 kg ẩm (công thức VII.18 [3]): l = 1

2.2.5 Lượng nhiệt tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết

- Lượng nhiệt tiêu tốn cho cả quá trình sấy (công thức dòng 30 – trang 103, [2]):

- Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1 kg ẩm bão: q = 𝐼 1 −𝐼 0

0,03275−0,0151 = 3558,1 (kj/kg ẩm) hòa (ct VII.22a – trang 103[2])

2.2.6 Tính chọn thời gian sấy

Ta có : t1 = tk = 80 ℃, 𝜑 1 = 5% Tra đồ thị I-d, ta được nhiệt độ tư≈ 34℃

Cường độ bay hơi theo công thức (dòng 22- trang 32 – [1]):

Với B: áp suất khí trời, B = 760 mmHg am: hệ số bay hơi, kg/m 2 h

Với r: ẩn nhiệt hóa hơi, kJ/kg a: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu ( W/m 2 K) Suy ra từ công thức 2.32, 2.33, 2.34 – trang 31 [1], ta có:

Chọn vận tốc tác nhân trong hầm sấy là v = 2,5 m/s

Vì v ≥ 0,5 m/s nên theo thực nghiệm A = ( 65+ 6,75

2,9.3600).10 -5 65.10 -5 Khi tốc độ dòng khí v ≤ 5 m/s, a = 6,15+4,17 v, (W/m 2 K) (công thức 7.46 trang 144 [1]):

 Jm = am.(Pm-Pa ) = am A.(tk-tư) = 23164.65.10 -5 (80-34) = 692,60 (kg/m 2 h)

 Tốc độ đẳng tốc: N = 100.J m f ( %/h) - (công thức5 trang 63 [5]) Với:

Gk: Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối, kg/mẻ;

 f: Diện tích bề mặt vật liệu, m 2 Đường kính tiêu là 5 mm;

 Độ ẩm cân bằng: wcb = 13%;

 Độ ẩm tới hạn: wth = wcb + 𝑤0

𝑤 2 −𝑤 𝑐𝑏 ) = 3,2 h Thực tế chuyển động sấy trong vật liệu không đồng đều nên thời gian sấy lý thuyết cần tăng lên 1,5 đến 2 lần chon A = 1,7

Tính chọn số xe goong và kích thước của hầm sấy

Chọn khay sấy nhôm kích thước 1200×1200×20 mm, với mép 20 mm cho việc di chuyển dễ dàng Thành khay cao 50 mm ở bốn phía và có lỗ đục ở đáy để tăng hiệu suất sấy, mỗi lỗ có đường kính 2 mm Khoảng cách giữa các tâm lỗ và thành khay là 5 mm.

- Gọi x là số lỗ trên 1 hàng:

- Số lỗ trên 1 khay: x.x = 164.164 = 27083 lỗ

Bảng 2.1 Thông số chọn xe gòong Đối tượng Kích thước

Chiều cao sàn xe h1 = 150 mm (đường kính bánh xe 10 cm) Chiều cao chứa khay h2 = h-h1 = 2150-150 = 2000mm khoảng cách giữa 2 khay 100 mm

Chọn khối lượng vật liệu trên 1 khay 10 kg

Số xe goong cần thiết là n = 𝐺

200 = 8 xe Khối lượng vật liệu sấy trên 1 xe Gvlsx = 10 x 20 = 200 kg

Kích thước hầm sấy

Gọi r là khoảng cách giữa 2 xe goòng lấy r = 0,1 m

Và la là khoảng cách ở 2 đầu hầm để phân phối không khí vào và ra la = 0,5 m

B = l+2r1 với r1 = 0,3 là khoảng cách giữa xe goong và tường hầm sấy

H = h+r2 với r2 = 0,3 m, là khoảng cách giữa trần với xe

Bảng 2.2 Thông số kích thước hầm sấy

Kích thước phủ bì của hầm

Tường được xây bằng gạch đỏ có chiều dày 𝛿 1 = 250 mm, lớp cách nhiệt 𝛿 𝑡 = 70 mm

Trần hầm sấy được thiết kế với lớp bê tông dày 70 mm và lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 150 mm Kích thước hầm được xác định với chiều rộng phủ bì cụ thể.

BN = Bh + 2.( 𝛿 1 + 𝛿 𝑡 ) = 1,85 +2.(0,25+0,07) = 2,49 m Chiều cao phủ bì của hầm là:

Bảng 2.3 Thông số phủ bì hầm

Thông số Kích thước Độ dày bê tông xốp trần hầm 𝛿 1 = 250 mm Độ dày lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh trần hầm 𝛿 2 = 70 mm

Chiều rộng phủ bì của hầm 2,49 m

Chiều cao phủ bì của hầm 2,67 m

TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY (SẤY THỰC)

Mục đích tính toán nhiệt

Mục đích của tính toán nhiệt là xác định tiêu hao không khí (L, kg/h) và tiêu hao nhiệt (Q, kj/h) trong quá trình sấy Từ những tính toán này, các kích thước cơ bản của thiết bị sẽ được xác định Đồng thời, việc thiết lập cân bằng nhiệt và cân bằng năng lượng của hệ thống giúp xác định hiệu suất sử dụng nhiệt, hiệu suất sử dụng năng lượng, cũng như tiêu hao riêng nhiệt của hầm sấy và toàn bộ hệ thống.

Tính tổn thất nhiệt

3.2.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra ngoài

Theo kinh nghiệm sấy nông sản, nhiệt độ của vật liệu sau khi sấy thường thấp hơn nhiệt độ của tác nhân sấy từ 5 đến 10℃ Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu, dẫn đến công thức tv2 = t1 - (5 đến 10℃) Do đó, nếu t1 là 80℃, thì nhiệt độ của vật liệu sau sấy sẽ là 70℃.

Nhiệt dung riêng của tiêu ra khỏi hầm:

 Cv2 = Cvl (1-𝑤 2 )+Ca 𝑤 2 (kJ/kgK)

 Ca – Là nhiệt dung riêng của nước

 Cvl – Là nhiệt dung riêng của tiêu khô

 Tổn thất do vật liệu mang đi:

 Tổn thất do thiết bị vận chuyển: a) Tổn thất do xe goong mang đi: Xe goong được làm bằng thép CT3 với khối lượng

Gx = 35 kg, Cx = 0,5 kJ/kg.K Do đó: qx = 𝑛.𝐺 𝑥 𝐶 𝑥 (𝑡 1 −𝑡 𝑣1 )

529,41 = 14,99 kj/kg ẩm b) Tổn thất do khay đựng mang đi qk:

Khay đựng sản phẩm làm bằng nhôm có đục lỗ với Gk = 4 kg, Ck = 0,86 kJ/kg

Tổn thất do thiết bị truyền tải là: qtt = qx +qk = 14,99+58,94 = 73,93kj/kg ẩm

3.2.2 Tổn thất ra môi trường

Vận tốc tác nhân sấy v = 2,5 m/s;

 Các dữ liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua 2 tường bên hầm sấy:

 Nhiệt độ dịch thể nóng trong trường hợp này là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: tfl = 𝑡 1 +𝑡 2

 Nhiệt độ dịch thể tích lạnh là nhiệt độ môi trường: tf2 = 23,3℃

 Kích thước xác định là chiều cao tường hầm sấy: Hh = 2,45 m

 Tường xây bằng gạch dày 250 mm, hệ số dẫn nhiệt: 𝜆1 = 0,77 W/Mk Bên ngoài là lớp cách nhiệt dày 70 mm,hệ số dẫn nhiệt là: z = 0,053 𝜃 W/Mk

 Tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng bức tốc độ v = 2,5 m/s, không khí bên ngoài chuyển động đối lưu tự nhiên và chảy rối

Hệ số trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và tường bên trong kho chứa (ktb) được xác định thông qua hai hệ số: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu 𝛼1 giữa tác nhân sấy và tường hầm sấy thực, cùng với hệ số 𝛼2 giữa mặt ngoài tường hầm và môi trường xung quanh Các hệ số này được tính toán theo công thức cụ thể để đảm bảo hiệu quả trong quá trình sấy.

 Tính các toán tổn thất

Giả sử nhiệt độ vách trong của tường là 52 ℃ Mật độ dòng nhiệt truyền từ tác nhân sấy vào tường được tính bằng công thức: q’ = 𝛼1.(ttb - tw1) = 16,5 (58-55) = 49,41 W/m² Nhiệt độ mặt ngoài của tường, theo định luật Fourier, được xác định là tw2 = tw1 - q.

0,77 = 35,95 ℃ Δ𝑡 = tw2 -t0 = 12,65 ℃ Nhiệt độ xác định: tm = 0,5.( tw2 + tf2 ) = 0,5.(23,3+35,95) = 30 ℃

Từ nhiệt độ tm tra bảng thông số vật lý của không khí ( [3] trang 318 ) ta được:

 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên 𝜶 2 bằng:

 Dòng nhiệt truyền từ bề mặt ngoài của tường vào môi trường: q’’ = 𝛼2 (tw2 -tf2) = 3,785 (35,95-23,3) = 47,88 W/m 2

𝜎 = 3,1 %  chấp nhận sai số nằm trong giới hạn cho phép

 Hệ số truyền nhiệt K: Ktb = 1

 Tổn thất quá 2 bên tường: qtb = 3,6 ktb Ftb (tf1 −tf2 )

 Tổn thất qua trần: 𝛼2tr = 1,3𝛼2 = 1,3 3,785 = 4,9 W/m 2 ;

Trần phụ hầu như không bị tổn thất, vì vậy chỉ tính tổn thất qua trần chính Trần chính có lớp bê tông dày 70 mm với hệ số dẫn nhiệt z2 = 1,15 W/mK, được cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 150 mm với hệ số dẫn nhiệt z3 = 0,058 W/mK.

 Hệ số dẫn nhiệt qua trần :

 Tổn thất nhiệt qua trần:

Chiều cao cửa hc = 2,45 m; Chiều rộng cửa bc = 1,5 m;

- Hai đầu hầm sấy có cửa làm bằng thép dày 𝛿4 = 50 mm, có hệ số dẫn nhiệt z4 = 0,5 W/mK

- Mỗi cửa gồm 3 lớp: 2 lớp phía ngoài làm bằng thép 304 dày δC1 = δC3 = 0,002 m có λ1 = 0,5 W/m.K; một lớp giữa làm bằng bông thủy tinh cách nhiệt cóδ2 = 0,03 m và λ2 0,058 W/m.K

- Cửa phải tác nhân sấy có độ chênh lệch nhiệt độ (t1 -t0) còn đầu kia có độ chênh lệch nhiệt độ bằng (t2 -t0):

Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy là 58 ℃ Giả sử tường hầm sấy cách tường bao che của phân xưởng 2m, theo bảng 7.1 trang 142 sách thiết kế hệ thống sấy, ta tính được q = 37,97 W/m².

Do đó tổn thất qua nền bằng: Qn = 3 Fn q /W = 7,64 ( Kj/kg ẩm );

Như vậy tổn thấy nhiệt truyền qua kết cấu bao che ra môi trường xung quanh bằng:

Qmt = qt +qtr+qn +qc = 6,28 + 2,38 + 4,7 + 7,64 = 21 ( kJ/ kg ẩm);

Tổng tổn thất: Δ = Ca.tvl  qv – qc – qmt = 4,18.23,3 – 149,74 – 67,888  21

Tính toán quá trình sấy thực

Quá trình sấy không bổ sung nhiệt lượng dẫn đến công thức Δ = Cn t0 – (qvl + qm + qct), trong đó Δ là lượng nhiệt bổ sung thực tế Thông số không khí ra khỏi hầm cũng cần được xem xét để đảm bảo hiệu quả của quá trình sấy.

𝑙 (1) Mặt khác: I2 = t2 + 0,001.d2 (2500 + 1,97.t2 ) (2) Thay (1) vào (2) và biến đổi ta được:

 Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy: d2 = 1000𝐼1− 1000 𝑡2−Δ𝑑1

 Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy:

 Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:

Để tính toán lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực, cần xác định khối lượng không khí khô Cụ thể, lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy là l = 1000/(d2 - d1) = 1000.

- Lượng không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy:

- Lưu lượng thể tích không khí cần thiết cho quá trình sấy là:

 Tiết diện tự do của tác nhân sấy nóng đi trong hầm là: Ftd = FH - FX

 Tiết diện của xe goòng (2 thanh thẳng đứng 502000 mm, 20 thanh nằm ngang 501000 mm): FX = 2.0,05.2 + 20.0,05.1,2 = 1,4 m 2

 Tiết diện của hầm sấy (18502450mm) : FH = 1,85 2,45 = 4,53 m 2

 Tiết diện tự do : Ftd= 4,53 – 1,4 = 3,1 m 2

 Tốc độ chuyển động của tác nhân sấy trong hầm là:

 Sai số nằm trong mức cho phép

 Tính toán lượng nhiệt trong quá trình sấy thực:

 Nhiệt lượng tiêu hao q: q = l (I1 – Io ) = 54,49 ( 124,5540 – 61,7534) = 3422 (kJ/ kg ẩm)

 Nhiệt lượng có ích: qci = i2 – Cn tv1 = ( 2500 +1,97.36) – 4,18.23,3 = 2473 (Kj/ kg ẩm)

 Tổn thất do tác nhân sấy mang đi

 Nhiệt dung riêng của không khí ẩm:

1000 = 1,011 ( kj/kg K) q2 = l.Cdx( do ).(t2 -to) = 54,49 1,011( 36 – 23,3) = 699,63 (kj/ kg ẩm)

 Tổng lượng nhiệt tổn thất và các tổn thất q: q’ = qci +q2+qct +qv+qmt = 2473+699,63+62,888+21+149,74 = 3408,258 ( kj/kg ẩm)

Nhiệt lượng tiêu hao q, tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất q’ phải bằng nhau Tuy nhiên, trong quá trình tính toán, việc làm tròn hoặc sai số trong các tổn thất có thể dẫn đến một sai số nhất định Sai số này được gọi là sai số tuyệt đối.

Bảng 3.4 Cân bằng nhiệt của hệ thống sấy

STT Đại lượng Ký hiệu Giá trị

[kJ/kg ẩm] Giá trị %

1 Nhiệt lượng có ích qci 2473,000 72,260

2 Tổn thất do tác nhân sấy q2 699,630 20,440

3 Tổn thất do vật liệu sấy qV 149,740 4,300

4 Tổn thất do thiết bị truyền tải qTBTT 67,888 1,900

5 Tổn thất ra môi trường qMT 21,000 0,610

6 Tổng nhiệt lượng tính toán q ’ 3422,000 100,000

7 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3408,258 100,000

Nhận xét từ bảng cân bằng nhiệt cho thấy thiết bị sấy hoạt động với hiệu suất khoảng 72,26% Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi chỉ chiếm khoảng 4,3%, trong khi tổn thất ra môi trường và từ thiết bị truyền tải cũng không đáng kể Do đó, tổn thất chủ yếu đến từ tác nhân sấy mang đi, và khi tính toán thực tế, tổng tổn thất có thể được ước tính gần đúng vào khoảng 10%, giúp việc tính toán và thiết kế trở nên dễ dàng hơn.

TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

Tính chọn caloripher

Caloriphe là thiết bị truyền nhiệt được sử dụng để gia nhiệt gián tiếp cho không khí sấy Trong kỹ thuật, có hai loại caloriphe phổ biến là caloriphe khí-khói và caloriphe khí-hơi Bài viết này sẽ tập trung vào caloriphe khí-khói.

Bảng 4.5 Thông số kích thước của caloriphe để sử dụng trong tính toán:

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ống

Chiều dài L M 1,2 Đường kính ngoài d2 M 0,057 Đường kính trong d1 M 0,05

Bước ống ngang dòng lưu chất s1 M 0,1

Bước ống dọc dòng lưu chất ngoài ống s2 M 0,1 Đường kính ống ở mặt bích lắp ống khói ra (vào) mm 400 Đường kính của ống cho không khí ra (vào) mm 250

Chiều rộng mặt bích caloriphe M 500

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống (thép

Nhiệt độ khói vào caloriphe được chọn là 250°C, trong khi nhiệt độ không khí vào là 23,3°C Nhiệt độ không khí ra khỏi caloriphe là 70°C Lưu lượng không khí vào caloriphe được xác định với thông số khô là G’ = L = 29994,9 kgkkk/h, tương đương với 8,33 kgkk/s.

Nhiệt độ của khói ra khỏi caloriphe:

 Độ chênh nhiệt độ: Δ𝑡 𝑡𝑏 = Δ𝑡 𝑚𝑎𝑥 −Δ𝑡 𝑚𝑖𝑛 ln Δ𝑡𝑚𝑎𝑥 Δ𝑡𝑚𝑖𝑛

 Hệ số trao đổi nhiệt giữa khói và bề mặt ống: 1  b 1 đ

  1 đ : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu

  b :hệ số xét đến trao đổi nhiệt bức xạ,theo kinh nghiệm  b  0 , 05  0 , 15

Với nhiệt độ trung bình của khói là: t tb 1 229 0 C

Giả sử vận tốc dòng khói là 2,5(m/s) ờ đường ống 0,4(m), vậy thì vận tốc của khói thổi vào caloriphe là:

 Chuẩn số Nusselt: 𝑁𝑢 𝑓 = 0,021 Re 𝑓 0,8 Pr 𝑓 0,43 ( Pr 𝑓

 Đối với khói, trị số tiêu chuẩn ít thay đổi nên: ( Pr 𝑓

 𝐻ệ 𝑠ố 𝜀 𝑓 phụ thuộc vào chiểu dài ống, ta có: 𝐿

 Hệ số trao đổi nhiệt giữa bề mặt ngoài của ống với không khí  2 :

 Nhiệt độ trung bình của không khí:𝑡 𝑡𝑏2 = 70+23,3

4.1.3 Vận tốc khí lưu thông qua Calorife

Tra bảng có các thông số sau:

 Vận tốc của dòng khí trong ống dẫn trước khi vào caloriphe có đường kính là 0.5m

 Vận tốc của dòng khí khi vào cửa của caloriphe dường kính 0,25m:

 Chuẩn số Reynolds của dòng không khí:

 Chuẩn số Nusselt của không khí:

= 0,26 175503,537 0,65 0,699 0,33 1,053 = 623,541 Trong đó: s : hệ số xét đến ảnh hưởng của bước ống:chùm song song:

 Hệ số truyền nhiệt là:

 Chọn số ống trên một hàng là m và số hàng là z = 8, khi đó:

Bảng 4.6 Thông số kích thước calorife

Buồng đốt

Hệ thống sấy bắp yêu cầu không cần công suất lớn, vì vậy chúng ta sử dụng buồng đốt thủ công ghi phẳng Cấu tạo của buồng đốt ghi phẳng được minh họa trong hình bên dưới.

Loại ghi thanh thích hợp cho các loại than có kích thước trung bình và lớn, với thiết kế đơn giản và dễ thay thế Tuy nhiên, nó không phù hợp cho than vụn và gây khó khăn trong việc đánh xỉ Để tránh quá nhiệt trong quá trình làm việc, cần trải một lớp xỉ mỏng lên mặt ghi trước khi cho than vào.

Các kích thước cơ bản của buồng đốt:

Bảng 4.7 Thành phần nhiên liệu than sử dụng: Than Tuyên Quang

4.2.2 Các thông số của khói lò:

 Nhiệt trị cao của nguyên liệu:

 Nhiệt trị thấp của nguyên liệu:

 Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy:

𝐿 0 : hệ số không khí thừa của buồng đốt:

bđ = 1,5–1,8(Bảng VII–2/190–[8]), chọn bđ = 1,5

 Lượng hơi nước trong khói lò sau buồng đốt:

( kg ẩm / kg nhiên liệu )(CT 3.20/58–[1])

 Khối lượng khói khô sau buồng đốt:

𝐿 𝑘 = (𝛼 𝑑đ 𝐿 0 + 1) − (𝑇𝑟 + 9𝐻 + 𝐴) = (1,5.8,17 + 1) − (0,19 + 9.0,046 + 0,15) = 12,501 ( kg khói khô/ kg nhiên liệu) (CT 3.23/59–[1])

 Độ chứa ẩm của khòi lò sau buồng đốt:

12,501 = 0,0635 ( kg ẩm/ kg khói khô) (CT 3.26/59–[1])

 Enthalpy của khói lò sau buồng đốt:

12,501 = 1198,19 (kj/ kg khói khô) (CT 3.31/60 – [1]

 Nhiệt độ của khói lò sau buồng đốt:

 Thể tích riêng sau buồng đốt:

 Lượng nhiên liệu (than) tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm:

Trong đó ƞ 𝑏𝑑 = 0,6: hiệu suất của buổng đốt;

 Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 h:

 Lượng khói khô cần thiết trong 1 h:

 Lưu lượng thể tich khói:

 Diện tích bề mặt ghi lò:

 B = 20,91kg/h: lượng than cần cung cấp,(kg/h)

 Q t = 23548,78(kJ/kg): Nhiệt trị thấp của than(kj/kg)

 r = 465000( W/m 2 ): cường độ nhiệt của ghi,(bảng 3-1/30-[7])

465000 = 0,345 (m 2 ) Đối với than antraxit, chon tỷ lệ mắt ghi f 0.15

 Vậy diện tích mắt ghi: f = 0,15.0,345 = 0,05178(m 2 )

 Thể tích buồng đốt: Mật độ nhiệt thể tích của buổng đốt, khi sử dụng than antraxit có q )0.10 3 -348.10 3 (W/m 3 ) Ta chọn q = 348.10 3 (W/m 2 ) (Bảng 3-2/30-[7])

Chiều dài buồng đốt là khoảng cách mà sản phẩm cháy di chuyển trước khi vào buồng hòa trộn Đối với buồng đốt thủ công, chiều ngang thường được chọn lớn hơn chiều dài để đảm bảo phân bố than đồng đều, giúp thao tác dễ dàng và giảm bớt khó khăn trong việc đánh xỉ Tỷ lệ giữa chiều ngang (N) và chiều dài (L) của buồng đốt được xác định là N/L = 1,5.

4.4.1 Thông số sơ lược về cyclone

Khi không khí nóng đi qua máy sấy, nó mang theo nhiều hạt bụi nhỏ cần được thu hồi để làm sạch môi trường không khí thải Hệ thống sấy thùng quay sử dụng xyclon đơn, với loại xyclon ЦH-15, đảm bảo độ làm sạch bụi lớn nhất với sức cản thủy lực nhỏ nhất Đường kính của xyclon ЦH-15 nên được chọn từ 400 đến 800mm, và việc sử dụng xyclon có bán kính nhỏ sẽ tăng cường hiệu quả làm sạch bụi Năng suất của xyclon đơn khá lớn, và để tăng năng suất, có thể ghép nhiều xyclon làm việc song song.

 Lưu lượng khí vào xyclon chính là lượng tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy:

 Đường kính xyclon: Chòn 1 xyclon, đường kính D = 650mm, dùng khi năng suất của xyclon ЦH-15 từ 7650  8920 m 3 /h (bảng III.5/524-[6])

 Kích thước cơ bản của xyclon ЦH-15: h2 h5 h3 h4 a l a h1

D Hình 4.8 Kích thước cơ bản của xyclon đơn loại ЦH-15(bảng III.5/524-[6])

Bảng 4.7 Thông số của Xyclon

Kích thước của xyclon ЦH-15 Kí hiệu Công thức Giá trị Đơn vị

1 Đường kính trong của xyclon D 670 mm

3 Chiều cao ống tâm có mặt bích h 1 1,74D 1131

4 Chiều cao phần hình trụ h 2 2,26D 1525

5 Chiều cao phần hình nón h 3 2,0D 1000

6 Chiêu cao phần bên ngoài ống tâm h 4 0,3D 195

8 Đường kính ngoài của ống d 1 0,6D 390

9 Đường kính trong của cửa tháo bụi d 2 0,3D 195

11 Chiều dài của ống cửa vào l 0,6D 390

12 Khoảng cách từ tận cùng xyclon đến mặt bích h 5 0,32D 208

13 Góc nghiên giửa nắp và ống vào 𝜶 15 Độ

Hệ số trở lực của xyclon  105 Đơn vị

- Thể tích làm việc của bunke dối với 2 nhóm xychon Vbunke = 1,1 m 3 (bảng III.5a[6])

- Góc nghiên của thành bunke là 60 0

- Để giảm chiều cao chung của bunke, ta đặt bunke chung cho nhóm xyclon

- Xem lưu lượng khí vào mỗi xyclon trong 2 nhóm xyclon là bằng nhau và bằng:

 Tốc độ quy ước của khí:

⁄ : khối lượng riêng của không khí ở t2 = 36 0 C

Năng suất quạt V (m³/h) đối với không khí kít bẩn được xác định bằng lưu lượng khí theo tính toán trong điều kiện làm việc Chúng ta sẽ thiết kế một quạt đẩy tại đầu calorife và một quạt hút tại cyclon để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Cho tổng trở lực của toàn bộ quá trình: ΔP = 2200 (N/m 3 )

4.3.3 Quạt đẩy hỗn hợp khí vào cyclone

Lưu lượng đẩy vào Qđ = L V23,3 = 4249 (m 3 /h)

 Áp suất làm việc toàn phần:

Với Hp: trở lực của toàn hệ thống:

To nhiệt độ của không khí vào t0 = 23,3 ℃

B = 760,8 mmHg : áp suất tại chỗ đặt quạt

𝜌𝑘 khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc 𝜌𝑘 = 1,178 kg/m 3

𝜌 khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn 𝜌 = 1,181 kg/m 3

Công suất trên trục động cơ điện:

𝜂 𝑞 𝜂 𝑡𝑟 1000 Với 𝜂 𝑡𝑟 = 0,95 truyền động qua bánh đai

0,8.0,95.1000 = 4,19 (Kw) Công suất thiết lập với động cơ điện: Nđc = N.k3 = 4,05.1,15 = 4,82 (Kw)

4.3.4 Quạt đẩy khí thải cyclon:

Lưu lượng đẩy vào Qđ = L V23,3 = 4249 (m 3 /h) Áp suất làm việc toàn phần: H = Hp 273+𝑡0

𝜌 Với Hp: trở lực của toàn hệ thống

To nhiệt độ của không khí vào t0 = 36 ℃

B = 760,8 mmHg : áp suất tại chỗ đặt quạt

𝜌𝑘 khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc 𝜌𝑘 = 1,135 kg/m 3

𝜌 khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn 𝜌 = 1,181 kg/m 3

Công suất trên trục động cơ điện: N = 𝑄.𝐻.𝑔,𝜌

𝜂 𝑞 𝜂 𝑡𝑟 1000 Với 𝜂 𝑡𝑟 = 0,95 truyền động qua bánh đai

0,8.0,95.1000 = 4,05 (Kw) Công suất thiết lập với động cơ điện:

Nđc = N.k3 = 4,05 1,15 = 4,6575 (Kw) Chọn quạt cả hai quạt đều sử dụng quạt ly tâm loại II4.70N 0 4 cùng hiệu suất 𝜂 𝑞 = 0,8 ( trang 194 [9]).

Xyclon

5 1 Chi phí xây dựng hầm sấy

Bảng 5.9 Chi phí mua vật liệu bao gồm chi phí nhân công lắp đặt

Vật liệu Giá thành Số lượng Đơn vị Thành tiền Thương hiệu

CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ XÂY DỰNG NHẬT MINH ANH

Xi măng 80,000 233 bao 18640000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

Cát bê tông 220,000 2 m 2 440000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

Cát xây tô 180,000 0.5 m 2 90000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

1000000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

CTY CITISTEEL HTTPS://CITISTEEL.VN/

Dây chì xay dựng 12,000 4 cuộn 48000

CTY CITISTEEL HTTPS://CITISTEEL.VN/

CTY CẤP THOÁT NƯỚC ĐỊA PHƯƠNG

Sàn chống thấm chịu nhiệt 80,000 20 m 3 1600000

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI TRẦN VŨ

Sơn tĩnh điện xe goong 125000 40 lít 5000000

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI TRẦN VŨ

TÍNH TOÁN TÀI CHÍNH- KINH TẾ

Chi phí xây dựng hầm sấy

Bảng 5.9 Chi phí mua vật liệu bao gồm chi phí nhân công lắp đặt

Vật liệu Giá thành Số lượng Đơn vị Thành tiền Thương hiệu

CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ XÂY DỰNG NHẬT MINH ANH

Xi măng 80,000 233 bao 18640000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

Cát bê tông 220,000 2 m 2 440000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

Cát xây tô 180,000 0.5 m 2 90000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

1000000 CTY XI MĂNG HÀ TIÊN

CTY CITISTEEL HTTPS://CITISTEEL.VN/

Dây chì xay dựng 12,000 4 cuộn 48000

CTY CITISTEEL HTTPS://CITISTEEL.VN/

CTY CẤP THOÁT NƯỚC ĐỊA PHƯƠNG

Sàn chống thấm chịu nhiệt 80,000 20 m 3 1600000

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI TRẦN VŨ

Sơn tĩnh điện xe goong 125000 40 lít 5000000

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI TRẦN VŨ

Chi phí xây dựng , lắp đặt thiết bị

Bảng 5.10 Chi phí mua máy móc bao gồm chi phí nhân công lắp đặt

Tên bộ phận Giá thành Đơn vị Số lượng Thành tiền Thương hiệu

Bộ cửa kéo 2 cánh cách nhiệt 4,000,000 bộ 2 8,000,000

Công ty CP Máy sấy Hai Tấn https://maysayhaitan.com/

Công ty CP Máy sấy Hai Tấn https://maysayhaitan.com/

Khung sắt inox xe goong 4,000,000 chiếc 8 32000000

CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/

CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/

CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/ Đồng hồ báo nhiệt 8,000,000 bộ 2 16000000

CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI https://songhieploi.com/

Hệ thống báo nhiệt độ cao 500,000 bộ 1 500000

CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI https://songhieploi.com/

Hệ thống đèn chiếu trong hầm 1,400,000 bộ 1 1400000

CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI https://songhieploi.com/

Thiết bị xác định độ ẩm 3,000,000 bộ 1 3000000

CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI https://songhieploi.com/

Bảng điều chỉnh điện tử 8,000,000 bộ 1 8000000

CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI https://songhieploi.com/

Chi phí thuê nhận công lao động vận hạnh

Bảng5.11 Chi phí thuê nhận công lao động vận hạnh

Thời gian làm việc (giờ)

Nhân viên vận hành máy móc

Nhân viên kiểm tra, rà sót nguyên liệu đầu vào và thành phẩm

Nhân viên đóng gói, sản xuất 8 5,000,000 Nắng suất

Trưởng ca (QA) 12 2 10,000,000 Theo doanh thu

Trưởng ca (QA) 12 1 10,000,000 Theo doanh thu

Nhân viên sale, marketting 6 4,300,000 Theo doanh thu

Chi phí tiêu thụ điện năng, nhiên liệu

Bảng 5.12 Chi phí tiêu thụ điện năng, nhiên liệu của doanh nghiệp

Quạt 8 12 96 điện năng 2 1,500 kw/h.VND 288000

Calorife 4 8 32 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 48000 Đèn lò hơi 0.8 0 0 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 0

Cyclone 4 12 48 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 72000

Bảng điện tử 1 12 12 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 18000

Thiết bị xác định độ ẩm 0.2 0.15 0.03 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 45

Tời kéo 6 1 6 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 9000

Lò than đốt 12 0 Than bùn 1 1,500 kg 45000

Khả năng thu hồi vốn

- Tổng chi phí ban đầu là 228,391,200 VND

- Tổng chi phí duy trì hằng tháng bao gồm nhân công và điện năng, nhiên liệu là 88,400,000 vnd

- Giá tiêu nguyên liệu là 49.000 VND/kg Giá bình là 45%.- Công suất hoạt động là 6 tiếng 1 mẻ 1500kg sau tổn thất còn 970,59 kg

- Công suất tối đa một ngày là 3000 kg,Tiêu sau sấy có khối lượng còn lại là 1941,18 kg

- Giá thành nhập nguyên liệu ban đầu kèm chi phí vận chuyển là: 49,000 VND/kg x 3000 + xe tải chở 100,000 = 147,100,000 VND

Tiêu sau sấy phân loại lần nữa được tiêu loại 1 và 2 :

Tiêu loại 1 được xác định dựa trên tỷ lệ heo hụt không quá 10%, với tổng khối lượng sau phân loại đạt 650.003 kg Giá thành trên thị trường cho loại tiêu này là 280.000 VND/kg, tổng giá trị lên tới 462.000.840 VND, phù hợp cho các đơn vị phân phối bán lẻ và doanh nghiệp xuất khẩu.

Theo tiêu chuẩn FAQ 500g/lít

Tiêu loại 2 có tỷ lệ heo hụt không quá 15% và tổng khối lượng còn lại là 291.177 kg Để nâng cao khả năng cạnh tranh và tăng thu nhập cho doanh nghiệp, các công ty có thể phối trộn tiêu đen với tiêu sọ, tiêu đỏ loại 2, tiêu xanh sấy nhiệt độ thấp và tiêu đỏ hồng theo tỷ lệ 6:1:1:1:1, từ đó tạo ra sản phẩm tiêu ngũ sắc hấp dẫn hơn trên thị trường.

Giá trung bình cho nguyên liệu tiêu không đạt chuẩn loại 2 tại cơ sở sản xuất là 160,000 VND/kg Tổng khối lượng tiêu là 194.118kg, dẫn đến tổng chi phí là 31,058,880 VND.

Sau khi phối trộn theo tỷ lệ đã định với Tiêu loại 2, cơ sở sản xuất đã tạo ra 291.177 kg sản phẩm, đạt được 485.295 kg Giá thành cung cấp cho các đơn vị bán lẻ tại TP.HCM như SG Foods, Bách Hóa Xanh, Minimart, CO.OP Mart và VinMart là 360.000 VND/kg, mang lại doanh thu tổng cộng là 174.706.200 VND.

Nếu doanh nghiệp đầu tư thêm vào chế biến như máy móc định lượng, đóng gói và xe vận chuyển mà không tính chi phí ban đầu, lợi nhuận hàng tháng có thể đạt tối đa 370,000,000 VND sau khi trừ các chi phí như nhân công, điện năng và nguyên vật liệu (không bao gồm giá xây hầm sấy).

 Lợi nhận tối đa mà doanh nghiệp có thể đạt được là 121%

Hình 5.9 Tiêu đen và tiêu ngũ sắc