QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY ppt

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÀI TIỂU LUẬN KĨ THUẬT THỰC PHẨM II ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY NHÓM SV THỰC HIỆN: MÃ SV: 1.NGUYỄN THỊ THÚY HỒNG 3005100260 2.NGUYỄN THỊ HIỀN 3005100222 3.TRIỆU THỊ HIỆU 3005100230 4.TRẦN HUỲNH HOA 3005100232 5.LÊ BÌNH HÒA 3005100242 6.TRẦN MINH HÂN 3005100182 7.NGUYỄN THỊ BÍCH HỒNG 3005100258 GVHD: HỒ TẤN THÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 2 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÀI TIỂU LUẬN KĨ THUẬT THỰC PHẨM II ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Trình bày: Nguyễn Thị Thúy Hồng GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 3 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY PHÂN CÔNG LÀM VIỆC Stt Họ Và Tên Công Việc 1 Nguyễn Thị Thúy Hồng Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy,các thông số đặc trưng, công thức tính toán quá trình sấy. 2 Nguyễn Thị Hiền Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình sấy, các thiết bị sấy. 3 Lê Bình Hòa Các thông số đặc trưng, công thức tính toán quá trình sấy. 4 Trần Minh Hân Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình sấy. 5 Trần Huỳnh Hoa Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình sấy 6 Triệu Thị Hiệu Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình sấy, các thiết bị sấy. 7 Nguyễn Thị Bích Hồng Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy, các thiết bị sấy. GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 4 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY MỤC LỤC Mục lục 3 Mở đầu 4 Nội dung 5 Phần 1: cơ sở lý thuyết của quá trình sấy 5 1.1 Khái niệm, nguyên tắc,phân biệt quá trình sấy 5 1.2 các phương pháp sấy 6 1.3 một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 8 Phần 2: các thông số đặc trưng và công thức tính toán quá trình sấy 9 2.1 đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy 9 2.2 tính nhiệt trị của nhiên liệu 10 2.3 xác định lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình sấy 12 2.4 xác định lượng không khí khô thực tế cho quá trình sấy 12 Phần 3: cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình 15 3.1cân bằng lượng ẩm trong vật liệu 15 3.2cân bằng nhiệt lượng trong máy sấy 17 3.3sấy lý thuyết và sấy thực tế 20 Phần 4:các thiết bị sấy 23 4.1máy sấy đối lưu 23 4.2máy sấy thùng quay 24 4.3Thiết bị sấy kiểu phun bụi 26 4.4thiết bị sấy tầng sôi 28 4.5 một số thiết bị sấy khác 29 Phần 5: Bài tập áp dụng 34 Phần 6: tài liệu tham khảo 38 MỞ ĐẦU Trong công nghiệp hóa chất,thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi vật liệu (làm khô vật liệu) là rất quan trọng. GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 5 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Phương pháp làm khô sản phẩm thực phẩm đơn giản nhất là phơi nắng, có ưu điểm là tận dụng được năng lượng mặt trời,tiết kiệm chất đốt; nhưng thời gian làm khô kéo dài, làm giảm nhiều vitamin C (đến 80%) và caroten(tiền sinh tố A), màu sắc sản phẩm kém, đòi hỏi nhiều diện tích sân phơi, khó giải quyết được khối lượng lớn và đặc biệt là phụ thuộc vào thời tiết. Để chủ động việc làm khô phải sử dụng các thiết bị sấy. Trong bài tiểu luận này nhóm sẽ trình bày về quá trình và thiết bị sấy. Sấy là quá trình tách nước trong sản phẩm bằng nhiệt. Đó là quá trình khuếch tán nước từ các lớp bên trong ra bề mặt sản phẩm và hơi nước từ bề mặt sản phẩm khuếch tán ra môi trường xung quanh. Trong quá trình làm bài còn nhiều thiếu sót rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy và các bạn! GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 6 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY NỘI DUNG PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 1.1 Khái niệm, nguyên tắc, phân biệt quá trình sấy. • Khái niệm: Sấy là quá trình làm khô vật liệu bằng phương pháp bay hơi do nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt, đây là phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. Đối tượng của quá trình sấy là các vật ẩm, là những vật liệu có chứa một lượng chất lỏng nhất định. Chất lỏng chứa trong vật liệu ẩm thường là nước. một số ít vật ẩm chứa chất lỏng khác là dung môi hựu cơ. Quá trình sấy yêu cầu các tác động cơ bản đến các vật ẩm là: - Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hóa hơi. - Lấy hơi ẩm ra khỏi vật liệu và thải vào môi trường.  Ở đây quá trình hóa hơi của ẩm lỏng trong vật là bay hơi nên có thể xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào. • Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt biến đổi trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm. • Phân loại quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác: GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 7 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Có một số quá trình có thể làm giảm ẩm trong vật thể nhưng không phải là quá trình sấy, đó là: - Vật ly tâm là quá trình làm giảm ẩm của vật liệu bằng phương pháp cơ học , phương pháp này chỉ có thể làm cho ẩm tự do thoát khỏi vật. - Cô đặc là phương pháp giảm ẩm của vật liệu bằng cách đun sôi. 1.2 Các phương pháp sấy. Như đã trình bày ở trên để sấy khô một vật ẩm cần hai tác động cơ bản: 1 là gia nhiệt cho vật làm cho ẩm trong vật hóa hơi ( cụ thể là bay hơi ở bất kì nhiệt độ nào); 2 là làm cho ẩm thoát ra khỏi vật và thải vào môi trường. Để cung cấp nhiệt cho vật thể dùng các phương pháp sau: dẫn nhiệt (cho vật ẩm tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn), trao đổi nhiệt đối lưu (cho vật ẩm tiếp xúc với chất lỏng hay khí có nhiệt độ cao hơn), trao đổi nhiệt bức xạ (dùng các nguồn bức xạ cấp nhiệt cho vật), dùng điện trường cao tầng để nung nóng vật. Để lấy ẩm ra khỏi vật và thải vào môi trường có thể dùng nhiều biện pháp nhu: dung môi chất sấy, dùng máy hút chân không, khi sấy ở nhiệt độ cao hơn 100 o C hơi ẩm thoát ra có áp suất lớn hơn áp suất khí quyển sẽ tự thoát vào môi trường. Khi dung môi chất sấy làm nhiệm vụ thải chất ẩm do mỗi chất sấy tiếp xúc với vật ẩm, ẩm sẽ thoát ra do 3 lực tác động: do chênh lệch nồng độ ẩm trên bề mặt vật và môi chất sấy, do chênh lệch nhiệt độ giữa ẩm thoát ra và môi chất sấy sinh ra lực khuếch tán nhiệt, do chênh lệch phần áp suất hơi nước trên bề mặt vật ẩm trong mỗi chất sấy. Khi dùng bơm chân không làm nhiệm vụ thải ẩm hơi ẩm được bơm chân không hút đi và thải vào môi trường. Có thể sử dụng thiết bị ngưng tụ hơi (hay ngưng kết) làm cho ẩm ngưng thành lỏng (hoặc rắn và thải vào môi trường bằng cách xả ( ứng dụng vào trong sấy thăng hoa)), thường dùng kết hợp máy hút chân không với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm để thải ẩm. Cách phân loại các thiết bị sấy đúng đắn và khoa học nhất là căn cứ vào các điểm cơ bản đã phân tích ở trên. GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 8 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY 1.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt Phương pháp sấy đối lưu: trong phương pháp này việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự nhiên hay cưỡng bức). trường hợp này mỗi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt. Phương pháp sấy bức xạ: ở phương pháp này gia nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng trao đổi bức xạ nhiệt. Người ta dùng đèn hồng ngoại hay các bề mặt rắn có nhiệt độ cao hơn để bức xạ nhiệt tới vật ẩm. Trường hợp này môi chất sấy không phải làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật ẩm. Phương pháp sấy tiếp xúc: trong phương pháp sấy này việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực hiện bằng dẫn nhiệt do vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn. Phương pháp sấy dùng điện trường cao tầng: trong phương pháp này người ta để vật ẩm trong điện trường tần số cao. Vật ẩm sẽ được nóng lên. Trường hợp này môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật. 1.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm. Phương pháp sấy dưới áp suất khí quyển: trong phương pháp này áp suất trong buồng sấy bằng áp suất khí quyển việc thoát ẩm do môi chất sấy đảm nhiệm hoặc sấy ở nhiệt độ cao hơn 100 o C, ẩm tự thoát vào môi trường. Phương pháp sấy chân không: trong phương pháp này áp suất trong buồng sấy nhỏ hơn áp suất khí quyển vì vậy không thể dùng môi chất sấy để thải ẩm.việc thải ẩm dùng máy hút chân không hoặc kết hợp với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm. 1.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo cách xử lí không khí Phương pháp sấy dùng nhiệt: trong phương pháp này ta phải gia nhiệt không khí rồi đưa vào buồng sấy hoặc gia nhiệt không khí ngay trong buồng sấy. phương pháp sấy đối lưu là một phương pháp sấy dùng sử lí nhiệt. GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 9 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Phương pháp sấy dùng sử lý ẩm (hút ẩm): trong phương pháp này người ta xử lý khơng khí bằng cách hút ẩm, độ chứa hơi giảm làm cho độ ẩm tương đố giảm, dẫn đến nhiệt độ giảm, nhiệt kế ước giảm tức là chênh độ chênh áp suất hơi nước. Phương pháp kết hợp gia nhiệt và hút ẩm: dùng chất hút ẩm rắn hoặc dùng bơm nhiệt để gia nhiệt và hút ẩm. 1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy Tốc độ sấy phụ thuộc vào một số yếu tố chủ yếu sau: - Bản chất của vật liệu sấy như cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết ẩm,…. - Hình dạng vật liệu sấy: kích thức mẫu sấy, bề dày lớp vật liệu,… Diện tích bề mặt riêng vật liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh. - Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu. - Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của khơng khí. - Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của khơng khí sấy, nhiệt độ cuối cao thì nhiệt độ trung bình của khơng khí càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng nhiệt độ cuối khơng nên q cao vì khơng sử dụng triệt để nhiệt. - Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức và chế độ sấy. PHẦN II: CÁC THƠNG SỐ ĐẶC TRƯNG VÀ CƠNG THỨC TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY 2.1. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy 2.1.1 Khái niệm về tốc độ sấy ĐN: Tốc độ sấy là lượng ẩm (kg) bay hơi trên một mét vuông bề mặt vật liệu sấy trong một đơn vò thời gian dW U F.d = τ (kg/m 2 .h) Trong đó: W – là lượng ẩm bay hơi trong thời gian sấy (kg) F - là bề mặt chung của vật liệu sấy (m 2 ) GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 10 [...]... bổ sung này mới tham gia vào quá trình bốc hơi nước trong vật liệu sấy Cuối cùng ta có: GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 21 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY qs = l( I3 – I1) - ∆ hoặc qs = I2 − I1 - ∆ d3 − d1 gọi là nhiệt lượng bổ sung thực tế trong thiết bị sấy bằng nhiệt lượng bổ sung chung trừ cho nhiệt lượng tổn thất chung 3.3 sấy lý thuyết và sấy thực tế 3.3.1 Sấy lý thuyết Trong qúa trình sấy lý thuyết người ta... của sấy lý thuyết I3 = I2 GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 23 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY PHẦN IV: THIẾT BỊ SẤY 4.1 Máy sấy đối lưu 4.1.1 Phòng sấy - Cấu tạo: Thiết bò bao gồm một hoặc vài phòng, trong đó vật liệu được xếp bất động trên những giá hay toa xe Việc nạp và tháo vật liệu sấy tiến hành qua cửa phòng sấy Người ta kéo toa xe bằng tay hay bằng tời có động cơ - Nhược điểm của phòng sấy: + Thời gian sấy. .. khô đi qua máy sấy: Giả sử lượng không khí khô không bò mất mát khi đi qua máy sấy Trong quá trình sấy lượng không khí đi vào máy sấy có mang theo một lượng ẩm là (L d 2 ) Sau khi sấy xong, không khí nhận thêm một lượng ẩm từ vật liệu chuyển vào là W và lượng ẩm của không khí khi ra khỏi máy sấy sẽ là (L.d3) Ta có phương trình cân bằng độ ẩm GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 18 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY L.d 2 +... TẤN THÀNH Trang 16 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY PHẦN III: CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG TRONG Q TRÌNH SẤY 3.1 Cân bằng lượng ẩm trong vật liệu Gọi: G1, G2 : là lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy, (kg/s) Gk : lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy, (kg/s) ω1 , ω2 : độ ẩm của vật liệu khi vào và ra khỏi máy sấy, (%) W : lượng hơi ẩm tách ra khỏi vật liệu sấy, (kg/s) L : lượng... Loại thiết bò này làm việc ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy có thể là không khí hay khói lò Vật liệu sấy thường được xếp trên các giá đặt trên xe goòng, di chuyển chậm dọc theo một hầm dài - Để tăng nhanh qúa trình sấy người ta cho tuần hoàn tác nhân sấy Như vậy sẽ tăng được tốc độ sấy, độ ẩm của tác nhân sấy Đồng thời tăng tốc độ sấy và độ đồng đều của quá trình - Nhược điểm của quá trình sấy: + Sấy. .. Phòng sấy Lưới phân phối Vít tải vật liệu sấy Tấm chắn Thùng chứa Xyclo Vật liệu sấy Thu hồi bụi Khói lò Không khí vào Sản phẩm GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 29 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Nguyên tắc làm việc: - Quạt 1 đưa không khí vào trộn với khói lò (hay không khí + khói lò) ở phòng 2 rồi vào bên dưới phòng sấy 3, qua lưới phân phối 4 rồi tiến hành sấy vật liệu -Vật liệu cho vào phểu và nhờ vít tải 5 đưa vào... chắn bụi 4.3.3 Cơ chế của quá trình, các phương pháp phun bụi và ứng dụng GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 28 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY - Cơ chế : Việc phun chất lỏng thành bụi mù trong phòng sấy và quá trình tiến hành rất nhanh đến mức chưa kòp đốt nóng vật liệu lên quá thời hạn cho phép thì vật liệu đã khô Sản phẩm thu được ở dạng bột mòn nên sau đó không cần nghiền tán nữa Cường độ sấy tăng tỉ lệ thuận với... khơng khí vào 8 ống dẫn khơng khí thải ra Trang 24 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY d c - Cấu tạo hầm sấy rất đơn giản Thường có một hoặc vài hầm sấy 1 đặt song song Vật liệu sấy xếp trên các goòng xe 2 di chuyển chậm nhờ tời 3 Sau một thời gian nhất đònh thì xe goòng có vật liệu khô sẽ ra ở cửa 4c còn cửa đầu kia 4d cũng có số xe goòng như vậy chứa vật liệu ướt đi vào hầm sấy Trong thời gian sấy cửa 4c và 4d đóng... Phểu tiếp liệu Ống sấy vật liệu Không khí Trang 31 GVHD: HỒ TẤN THÀNH Thiết bò sấy bằng khí thổi Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY 5 6 7 8 9 Thùng giảm tốc Vít tải tháo liệu Xyclon Thiết bò lọc Ống xả khí nóng –TNS - Dùng sấy vật liệu dạng hạt nhỏ hay tinh thể - Vật liệu vào máy và được dòng khí có tốc độ 10 ÷ 20 m/s cuốn theo lên ống thẳng đứng dài từ 10 ÷ 20 m/s sau đó vào phòng giảm tốc độ rồi vào xyclon thu... ngoại Phòng sấy Ống khói Trang 32 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY - Năng lượng bức xạ tia hồng ngoại phát ra có thể truyền cho vật liệu một lượng nhiệt lớn và đạt được tốc độ bay hơi ẩm cao hơn so với sấy đối lưu và tiếp xúc - Sấy bức xạ thường dùng để sấy bề mặt sơn trong công nghiệp chế tạo máy, sấy hàng dệt, giấy chất dẻo, các sản phẩm gỗ, thực phẩm… 4.5.4 Sấy trục - Có thể gồm một hay hai trục Máy sấy có cường . liệu và nhiệt lượng trong quá trình sấy, các thiết bị sấy. 7 Nguyễn Thị Bích Hồng Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy, các thiết bị sấy. GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 4 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY MỤC. loại quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác: GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 7 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY Có một số quá trình có thể làm giảm ẩm trong vật thể nhưng không phải là quá trình sấy, . HỒ TẤN THÀNH Trang 6 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY NỘI DUNG PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 1.1 Khái niệm, nguyên tắc, phân biệt quá trình sấy. • Khái niệm: Sấy là quá trình làm khô vật liệu