1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tính toán thiết kế hệ thống sấy hầm sấy mít

65 115 11

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 65
Dung lượng 1,78 MB
File đính kèm Bản vẽ đồ án sấy hầm sấy mít.rar (4 MB)

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN (13)
    • 1.1 Tổng quan về nguyên liệu (13)
      • 1.1.1 Nguồn gốc (13)
      • 1.1.2 Phân loại (13)
      • 1.1.3 Đặc điểm cơ bản của mít (15)
      • 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của mít (15)
      • 1.1.5 Tính chất vật lý cơ bản (17)
    • 1.2 Tổng quan về phương phap sấy mit (17)
      • 1.2.1 Bản chất của quá trình sấy (17)
      • 1.2.2 Phân loại phương pháp sấy (17)
      • 1.2.3 Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy mít (20)
    • 1.3 Tổng quan về hệ thống hầm sấy (22)
      • 1.3.1 Hệ thống hầm sấy (22)
      • 1.3.2 Phương pháp sấy (22)
      • 1.3.3 Chế độ sấy (22)
  • CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (23)
    • 2.1 Sơ đô quy trình công nghệ (23)
    • 2.2 Thuyêt minh quy trình công nghệ (24)
      • 2.2.1 Lựa chọn, phân loại (24)
      • 2.2.2 Xử lý hạt (24)
      • 2.2.4 Cắt đôi (26)
      • 2.2.5 Chần (26)
      • 2.2.6 Sấy (28)
      • 2.2.7 Phân loại (28)
      • 2.2.8 Đóng gói (29)
  • CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LY THUYẾT (30)
    • 3.1 Cân băng vât liệu (30)
      • 3.1.1 Các thông số ban đầu (30)
      • 3.1.2 Khối lượng vật liệu trước khi sấy (30)
      • 3.1.3 Lượng ẩm cần bay hơi (30)
      • 3.1.4 Lượng vật liệu khô tuyệt đối (31)
    • 3.2 Tinh toan qua trình sấy ly thuyêt (31)
      • 3.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoai (32)
      • 3.2.2 Tính toán trạng thái không khí vao hầm sấy (33)
      • 3.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khoi hầm sấy (33)
      • 3.2.4 Tiêu hao không khí (34)
      • 3.2.5 Lượng nhiệt tôn thất cho quá trình sấy lý thuyết (35)
    • 3.3 Tinh toan chọn xe goòng va kich thước của hầm sấy (35)
      • 3.3.1 Tính toán khay sấy (35)
      • 3.3.2 Tính toán chọn xe goòng (36)
      • 3.3.3 Kích thước của hầm sấy (37)
  • CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY (39)
    • 4.1 Tinh toan nhiệt hầm sấy (39)
      • 4.1.1 Tôn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi (39)
      • 4.1.2 Tôn thất nhiệt do thiết bị truyền tải q TBTT [kJ/kg ẩm] (39)
      • 4.1.3 Tôn thất do bao che (40)
    • 4.2 Tinh toan qua trình sấy thực (45)
    • 4.3 Tinh lượng tac nhân sấy trong qua trình sấy thực (46)
  • CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ (49)
    • 5.1 Tinh toan thiêt kê Calorifer (49)
      • 5.1.1 Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế calorifer (0)
      • 5.1.2 Tính toán thiết kế calorifer (0)
      • 5.1.3 Tính thiết kế kích thước hình học của calorifer (56)
      • 5.1.4 Tính toán tôn thất áp suất của dòng không khí (TNS) chuyển động cắt ngang qua Calorifer (57)
    • 5.2 Tinh chọn quạt (58)
      • 5.2.1 Lưu lượng quạt (58)
      • 5.2.2 Tính trở lực quạt (58)
      • 5.2.3 Tính toán chọn quạt (0)
  • KẾT LUẬN (63)
  • PHỤ LỤC (64)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (65)

Nội dung

Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta phát triển và đạt được rất nhiều thành tựu đáng kể. Không những đáp ứng đủ nhu cầu tiệu dùng nội địa mà còn bắt đầu xuất khẩu các mặt hàng nông sản cùng các chế phẩm của chúng. Đi cùng với sự phát triển ấy là sự ứng dụng các công nghệ mới đóng vai trò vô cùng quan trọng. Trong đó, công nghệ sấy là khâu quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản. Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng 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. Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó yêu cầu thiết bị sấy phải làm việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể điều chỉnh được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu và năng lượng, dễ sử dụng. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấy (hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy,…), thiết bị đốt nóng tác nhân (calorife) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân như quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt, Cyclon,.. Các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể được gọi là một hệ thống sấy. Hầm sấy là một hệ thống sấy đối lưu có cấu tạo đơn giản và thông dụng nhất. Đây là loại thiết bị dễ sử dụng các phương thức khác nhau như : sấy có tuần hoàn một phần khí thải, sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy, sấy có đốt nóng giữa chừng và sấy bằng khói lò trực tiếp. Sấy nông sản là một quy trình công nghệ phức tạp. Nó có thể thực hiện trên những thiết bị sấy khác nhau. Tùy loại nông sản mà ta có sự lựa chọn chế độ sấy thích hợp mang lại chất lượng sản phẩm sấy tốt, năng suất cao và tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng. Trong đồ án này, nhóm em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy chuối. Với nhiệm vụ này, nhóm em lựa chọn thiết bị sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào. Hệ thống này được lắp đặt tại tỉnh Bình Dương với nhiệt độ không khí và độ ẩm trung bình là t = 27oC ; φ = 83%. Đây là lần đầu thực hiện đồ án thiết kế thiết bị sấy đầu tiên nên trong quá trình thực hiện còn nhiều vấn đề bất cập, hạn chế về mặt kiến thức,

TỔNG QUAN

Tổng quan về nguyên liệu

Cây Mít (Artocarpus heterophyllus Lam) là loài cây ăn quả thuộc chi Mít hay chi Chay (Artocarpus) của họ dâu tằm (Moraceae), có nguồn gốc phát sinh ở Ấn Độ và Bangladesh, mọc trong rừng thường xanh ẩm được di thực đến trồng ở các nước Đông Nam Á từ lâu đời, trong đó có Việt Nam. Mít là cây đa dung quan trọng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc biệt ở Nam và Đông Nam Á Sản phẩm Mít tươi và Mít sấy dễ được tìm thấy tại các chợ thực phẩm Châu Á, đặc biệt là ở Philippines, Thái Lan, Việt Nam, Malaysia, Campuchia và Bangladesh Theo truyền thống, Mít chủ yếu được trồng trong vườn hộ gia đình, trồng thành rừng hoặc trang trại Trồng Mít, vừa là một cách làm kinh tế góp phần tăng thu nhập, giữ bản sắc văn hóa, vừa làm đẹp cho cảnh quan, cải thiện môi trường Những nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả đã khẳng định vai trò và giá trị của cây Mít.

Hình 1.1: Quả mít 1.1.2 Phân loại

Mít lại có nhiều giống: mít ướt, mit ráo, mít dừa, mít nghệ, mít tố nữ,gần đây có thêm mít Mã Lai Mít chín loại nào cũng cho mùi thơm quyến rũ

- Trọng lượng trung bình từ 2-3 kg.

- Múi thơm con hơi nhão, vị ngọt.

- Trọng lượng trung bình 800 – 1000g/ trái.

- Cơm nhão, vị ngọt, béo, có mùi thơm đặc trưng.

1.1.2.3 Mít nghệ:giống một chính để sản xuất mít sấy

- Giống mít nghệ cao sản có tên là Artocarplus hectorophyllus, là giống một chịu khô hạn tốt, chống được giông bão.

- Trái to, mũi thơm, giòn, ngọt, thích hợp ăn tươi hoặc chế biến xuất khẩu rất tốt, ngoài ra có thể sử dung làm thức ăn chăn nuôi và lấy gỗ.

- Mít nghệ dễ trồng, ít công chăm sóc, ít sử dung thuốc bảo vệ thực vật, cho năng suất cao Đặc biệt, thời gian tăng trưởng và cho trái của cây mít nghệ ngắn hơn nhiều so với các giống mít thường.

- Mít nghệ cao sản được chọn từ tổ hợp Mít nghệ ở miền Nam Đây là giống Mít thích hợp để ăn tươi và làm nguyên liệu cho công nghệ sấy chân không (chip).

- Giống mít được thị trường trồng nhiều và có chất lượng tốt nhất là : Mít Nghệ Cao Sản dòng M99-1:

+ Mẫu vàng tươi Thích hợp ăn tươi hay chế biến

- Cây mít nghệ (giống mit MDN06 ) được trồng nhiều ở các tỉnh phíaNam để cung cấp cho thị trường xuất khẩu Đây là cây mít đạt tiêu chuẩn củaViệt Nam được các nhà khoa học nhân bản nhưng không sử dung công nghệ biến đổi gen nên giữ nguyên tính trạng Khi thu hoạch, các múi mít được sấy khô để xuất khẩu Do giữ nguyên tính trạng nên mùi mít nghệ còn lớp vỏ lua bên ngoài, trong quá trình sấy khô, mùi mít không bị mất đi màu vàng vốn có của nó.

1.1.3 Đặc điểm cơ bản của mít

Quả mít gồm: vỏ, củi, xơ, múi và hạt mít.

Quả còn gọi “là hợp giả quả” hình bầu duc kích thước (30-60) × (20-30) cm, trọng lượng quả từ 6kg đến 20kg, mọc chủ yếu ở thân chủ, một chùm từ

3 đến 5 quá, khoảng 80 đến 100 quả/cây Bên ngoài quả là lớp vỏ có gai, vỏ quả lúc còn non có màu xanh, khi chín có màu xanh vàng, độ dày vỏ quả từ 1-1,3cm.

Bên trong quả gồm: bao hoa mỏng phát triển hoàn toàn bao quanh hột, có 2 từ diệp không bằng nhau, không có phôi nhủ gọi là múi mít có chiều dài từ 5,5 - 7,5 cm, chiều rộng từ 2,5 - 3,5cm, chiều dày thịt múi 1 - 1,5cm, màu vàng tươi (vàng tự nhiên), mùi vị ngọt, thơm; Loại quả lớp thứ hai gọi là xơ mít có màu trắng nhạt hay màu vàng nhạt Ở giữa quả có cùi mít.

Hạt mít có màu nâu sáng phủ bởi một mảng trắng mỏng Hạt dài khoảng 2 - 4cm và dày 1,25 - 2cm, bên trong có màu trắng và giòn.

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của mít

Quả Mít có thịt quả (múi mít) là loại thực phẩm lành mạnh, rất giàu dinh dưỡng có tác dung bồi bổ cho sức khỏe con người, với các thành phần như: năng lượng vừa phải, nước, protein, gluxit, canxi, photpho, sắt, mangan, betacaroten, vitamin C, vitamin B1, B2, PP, kali, phytonutrient (lignans, isoflavones và saponins) (Haq, 2006; APAARI, 2012; Tiwari and Vidyarthi,

2015) Thành phần các chất có trong quả xanh, thịt quả đã chín và hạt được tập hợp và thể hiện ở Bảng 1 Khi so sánh với các loại quả nhiệt đới khác, thịt quả và hạt Mít chứa nhiều protein, canxi, sắt, nhóm vitamin B trong đó vitamin B1 là nhiều hơn cả và Mít còn giàu vitamin C.

Bảng 1.1 Thanh phần chất trong 100g khối lượng tươi bộ phận ăn được Mít.

* Ghi chú:dấu ( – ) là chưa có số liệu.

Thành phần các chất trong quả Mít thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, mùa vu và giai đoạn phát triển của quả Hàm lượng carbohydrate trong quả của các giống Mít khác nhau có thể thay đổi từ 37,4% đến 42,5%, protein từ 0,57 đến 0,97%, chất xơ từ 0,57 đến 0,86% Thịt quả của 20 mẫu giống Mít

Thanh phần cac chất Quả xanh Quả chin Hạt

Chất xơ (g) 2,6 – 3,6 1,0 – 1,5 1,0 – 1,5 Đường tổng số (g) – 19,05 – 20,6 –

Cổ Loa - Hà Nội có độ Brix khá cao và dao động từ 20,35 - 23,1, các chất như Lipit, đường tổng số, canxi, Fe, Vitamin C, khá cao Đặc biệt Beta Caroten ở mẫu cao nhất là 84,8 àg/100g, đa số mẫu là 72,4 àg/100g (Phạm Hùng Cương và cs., 2019).

1.1.5 Tính chất vật lý cơ bản

− Nhiệt dung riêng: c = 1,3606 kJ/kg.độ

− Chiều dày thịt múi: 1,5 - 3,5cm

− Độ ẩm vật liệu sấy:

Độ ẩm của mít trước khi đem vào sấy: ω1= 40 %

Độ ẩm của mít sau khi sấy: ω2 = 10 %

− Nhiệt độ sấy cho phép: t = ( 60÷90°C).

− Thời gian sấy cho 1 mẻ là 12 giờ

Tổng quan về phương phap sấy mit

1.2.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là quá trình sử dung nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu. Trong quá trình sấy nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi (evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation) Chúng ta cần phân biệt sự khác nhau giữa sấy và cô đặc Trong quá trình sấy, mẫu nguyên liệu thưởng ở dạng rắn, tuy nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy cũng có thể ở dạng lỏng hoặc huyền phù Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn ở dạng rắn hoặc dạng bột.

1.2.2 Phân loại phương pháp sấy

Có nhiều phương pháp sấy và chúng được thực hiện theo những nguyên tắc khác nhau Chúng ta có thể chia các phương pháp sấy theo những nhóm như sau:

Trong phương pháp này, người ta sử dung nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dung phổ biến hiện nay là tia hồng ngoại Nguyên liệu se hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó se tăng lên Trong phương pháp sấy bức xạ, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn sự thải ẩm từ mẫu nguyên liệu ra môi trường bên ngoài se xảy ra theo nguyên tắc đối lưu Thực tế cho thấy trong quá trình sấy bức xạ se xuất hiện một gradient nhiệt rất lớn bên trong mẫu nguyên liệu Nhiệt độ tại vùng bề mặt có thể cao hơn nhiệt độ tại trung tâm mẫu nguyên liệu từ 20 - 50 � � Gradient nhiệt lại ngược chiều với gradient ẩm Điều này gây khó khăn cho sự khuếch tán ẩm từ tâm mẫu nguyên liệu ra đến vùng bề mặt, đồng thời còn ảnh hưởng đến các tính chất cấu trúc của sản phẩm sau quá trình sấy Để khắc phuc những nhược điểm trên, người ta se điều khiển quá trình sấy bức xạ theo chế độ luôn phiên. + Giai đoạn bức xạ nguyên liệu: gradient nhiệt se hướng từ bề mặt vào tâm mẫu nguyên liệu làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu, phần ẩm bên trên mặt nguyên liệu se bốc hơi.

+ Giai đoạn thổi không khí nguội: Nhiệt độ bề mặt mẫu nguyên liệu giảm xuống làm cho gradient nhiệt và gradient ẩm trong mẫu nguyên liệu trở nên cùng chiều Hiện tượng này làm cho sự khuếch tán ẩm từ tâm ra vùng bề mặt của nguyên liệu trở nên dễ dàng hơn.

Mẫu nguyên liệu cần sấy được đặt lên một bề mặt đã được gia nhiệt, nhờ đó mà nhiệt độ của nguyên liệu se gia tăng và làm cho một phần ẩm trong nguyên liệu se bốc hơi và thoát ra môi trường bên ngoài Trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu cần sấy se được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt.

Trong phương pháp này, người ta sử dung không khí nóng để làm tác nhân sấy Mẫu nguyên liệu se được tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu se bốc hơi Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy se được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu Khi đó, động lực của quá trình sấy là do:

+ Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ đó mà các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu se bốc hơi.

+ Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu se khuếch tán ra vùng bề mặt.

1.2.2.4 Sấy bằng vi sóng va dòng điện cao tầng

Vi sóng là những sóng điện từ với tần số 300 - 300.000 MHz Dưới tác động của vi sóng, các phân tử nước trong mẫu nguyên liệu cần sấy se chuyển động quay cực liên tuc Hiện tường này làm phát sinh nhiệt và nhiệt độ của nguyên liệu se gia tăng Khi đó, một số phân tử nước tại vùng bề mặt của nguyên liệu se bốc hơi Còn trong trường hợp sử dung dòng điện cao tần, nguyên tắc gia nhiệt mẫu nguyên liệu cần sấy cũng tương tự như trường hợp sử dung vi sóng, tuy nhiên tần số sử dung se thấp hơn (27 - 100MHz).

Trong trường hợp này, mẫu nguyên liệu cần sấy trước tiên se được đem lạnh đông để một phần ẩm trong nguyên liệu chuyển sang trạng thái rắn Tiếp theo, người ta se tạo áp suất chân không và nâng nhẹ nhiệt độ để nước thăng hoa, tức nước se chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng.

Hình 1.2: Giản đồ pha của nước

Hình trên giới thiệu giản đồ pha của nước Theo giản đồ pha, khi nước trong thực phẩm ở trạng thái rắn (nước đã lạnh đông) và áp suất hơi trên thực phẩm thấp hơn 610,5 Pa, nếu ta gia nhiệt thì phần nước ở trạng thái rắn se chuyển trực tiếp sang trạng thái hơi.

1.2.3 Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy mít

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy và chúng có thể được chia thành hai nhóm: các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy và các yếu tố liên quan đến bản chất của nguyên liệu cần sấy.

1.2.3.1 Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy

- Nhiệt độ tác nhân sấy:Khi tăng nhiệt độ tác nhân sấy thì tốc độ sấy se tăng theo Đó là do tốc độ truyền nhiệt gia tăng Việc tăng nhiệt độ tác nhân sấy se làm giảm độ ẩm tương đối của nó Điều này giúp cho các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu cần sấy se bốc hơi dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì các biến đổi vật lý và hóa học trong nguyên liệu se diễn ra mạnh me Một số biến đổi này có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm.

- Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy:khi tăng độ ẩm tương đối của các tác nhân sấy thì thời gian sấy se kéo dài Trong phương pháp sấy đối lưu, theo lý thuyết, để các phân tử nước trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi thì cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy.

Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên bề mặt nguyên liệu càng dễ bốc hơi. Đây cũng là động lực của quá trình sấy.

Nếu độ ẩm tương đối của các tác nhân sấy càng thấp thì tốc độ sấy trong giai đoạn sấy đẳng tốc se càng tăng Tuy nhiên, độ ẩm tương đối của không khí nóng ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc Cần lưu ý là độ ẩm tương đối của tác nhân sấy se ảnh hưởng quyết định đến giá trị độ ẩm cân bằng của sản phẩm sau quá trình sấy Khi sản phẩm sấy đạt độ ẩm cân bằng thì quá trình bốc hơi nước se ngừng lại.

Tổng quan về hệ thống hầm sấy

Hệ thống sấy hầm (HTSH) là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất , thiết bị sấy là một hầm sấy dài, vật liệu sấy vào đầu này và ra đầu kia của hầm HTSH có thể sấy nhiều dạng VLS khác nhau, do hoạt động liên tuc hoặc bán liên tuc nên năng suất của nó rất lớn.

Thiết bị truyền tải trong HTSH thường là các xe goòng với các khay chứa vật liệu sấy (VLS) hoặc băng tải Băng tải trong HTSH dạng xích kim loại có nhiệm vu chứa và vận chuyển VLS, đồng thời cho tác nhân sấy (TNS) đi qua băng tải để xuyên qua VLS thực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm. Cấu tạo chủ yếu của HTSH là hầm sấy dài từ 10 đến 20, 30m, trong đó VLS và TNS thực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm Các HTSH khác nhau chủ yếu ở cách tổ chức cho TNS và VLS đi cùng chiều, ngược chiều nhau hoặc zích zắc, hồi lưu hay không hồi lưu.

Do sản phẩm là múi mít và được dùng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh Do đó ta sử dung phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy Với yêu cầu và đặc tính của vật liệu sấy là mít và năng suất sấy không quá lớn chỉ dùng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức dùng quạt thổi.

Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí-hơi Không khí được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào hầm sấy Trong không gian hầm sấy không khí khô được thực hiện việc trao nhiệt-ẩm với vật liệu sấy là mít làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước nóng trong vật liệu sấy được rút ra ngoài Không khí này sau đó được thải ra ngoài môi trường.

1.3.3 Chế độ sấy Địa điểm sấy ở thành phố Hồ Chí Minh và mít là loại cây được trồng và thu hoạch quanh năm Vì vậy để xác định nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời khi đi vào thiết bị, ta lấy giá trị trung bình trong năm của khu vực thành phố Hồ Chí Minh theo thông tin của Bộ Kế hoạch và Đầu tư là to= 27,2 oC, φo= 77 % Với hệ thống sấy hầm và vật liệu là mít, ta se gia nhiệt cho không khí lên đến nhiệt độ t1= 65 o C, nhiệt độ của không khí khi ra khỏi hầm sấy là t25 o C.

Trong hệ thống sấy đối lưu, tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi là rất lớn Đồng thời, sản phẩm sau khi sấy được dùng làm thực phẩm cho con người nên yêu cầu chất lượng khá cao Do vậy, không khí sử dung làm tác nhân sấy yêu cầu phải sạch, tránh sử dung lượng không khí tươi ngoài trời quá lớn vừa gây tăng chi phí vận hành và lọc bui của hệ thống các phin lọc, ta sử dung chế độ sấy hồi lưu một phần tác nhân sấy Tức là cho một phần tác nhân sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy quay trở lại trước hoặc sau Calorifer để tận dung nhiệt vật lý của tác nhân sấy ở nhiệt độ t2 Với chế độ sấy này giúp giảm bớt chi phí về năng lượng và tránh làm mất hương vị của mít.

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Thuyêt minh quy trình công nghệ

Mục đích công nghệ: Nhằm loại bỏ những nguyên liệu bị hư thối, không đáp ứng được cho chế biến.

Tiến hanh: Lựa chọn những quả mít tươi tốt, cắt quả mít ra và lựa chọn những múi mít không bầm dập, không sâu bệnh và có độ chín thích hợp, loại bỏ những múi không đạt yêu cầu, không phù hợp sản xuất.

Nếu quả chưa chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít nên nhiều phế liệu, hàm lượng đường thấp.

Nếu quả quá chín thì mô quá mềm và bở

Mục đích công nghệ:loại bỏ phần hạt, thu phần thịt mít.

Phương pháp:dùng phương pháp thủ công, tách đôi múi mít rồi loại bỏ hạt.

Biến đổi về mặt hóa học, hóa lý, hóa sinh không có hoặc không đảng kể. Vật lý: giảm khối lượng

Sinh học: tăng khả năng nhiễm vi sinh vật.

Dao cắt: phải hợp vệ sinh và bén để đảm bảo vết cắt gọt không bị dập. Đảm bảo vệ sinh: do làm thủ công nên vệ sinh phải đảm bảo.

Tay nghề của công nhân

Mục đích công nghệ: nhằm loại bỏ tạp chất cơ học như: đất, cát, bui,… và đồng thời làm giảm đáng kể lượng vi sinh vật khi tách từng múi mít ra.

Có thể thực hiện công đoạn rửa mít trước khâu phân loại để làm lộ ra những chổ hư hỏng để dễ lựa chọn mít hơn, đảm bảo chất lượng.

Rửa sạch nhựa và mủ dính trên mít.

Phương pháp:Ngâm mít trong nước clo khoảng 10 phút.

Clo được cho vào nước ngâm để khử trùng vi khuẩn Nước rửa phải sạch và đạt chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định: độ cứng không quá 2mg đương lượng/lít, lượng clo còn lại trong nước tráng là 3-5 mg/l.

Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối.

+ Đầu tiên mít se được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới.

+ Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng.

+ Dung dịch ngâm là nước clo Thời gian ngâm phải ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng.

+ Rửa xối là dùng tác dung chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm), 500C để xối Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của múi mít mà ta có thể rửa xối một hoặc nhiều lần.

Các biến đôi của nguyên liệu

Trong quá trình ngâm, rửa không có sự biến đổi về mặt vật lý, hóa học, hóa sinh.

Sinh học: giảm lượng vi sinh vật bám trên múi mít.

Các yếu tố ảnh hưởng

Thời gian ngâm rửa: không được kéo dài để đảm bảo chất lượng nguyên liệu

Thao tác rửa: phải đảm bảo nguyên liệu sau khi rửa sạch, không dập nát,chất dinh dưỡng trong trái bị tổn thất ít nhất.

Nước rửa: phải sạch và đạt chỉ tiêu do Bộ Y Tế quy định: độ cứng không quá 2mg đương lượng/lít, lượng clo còn lại trong nước tráng là 3 - 5mg/l.

Mục đích công nghệ:Làm cho kích thước nguyên liệu đồng đều chuẩn bị quá trình sấy

Các yếu tố ảnh hưởng:

Vệ sinh: phải đảm bảo

Dao cắt: phải bén để đảm bảo vết cắt ngọt, không bị đập.

Dùng lực cơ học để cắt mít.

Chuẩn bị: làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi hơn: chần làm mít trở nên dẻo dai, không bị nhừ, giòn, gãy trong quá trình sấy tiếp theo.

Bảo quản: tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu, tránh sự biến đổi của nguyên liệu do nguyên nhân vi sinh vật khi quá trình chế biến kéo dài Đình chỉ quá trình sinh hóa của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi hoặc chỉ biến đổi rất ít Dưới tác dung của enzyme peroxydase, polyphenoloxydase trong mít thường xảy ra các quá trình oxy hóa các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen làm mất giá trị cảm quan Chần làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên không bị thâm đen. Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dung của oxy gây ra oxy hóa vitamin hay xúc tác cho các phản ứng oxy hóa khác Chần còn loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp.

Quá trình chần se giữ lại màu sắc nguyên thủy của nó và tránh sự biến màu khi sấy.

Nguyên liệu được nhúng vào dung hơi nước trong khoảng thời gian nhất định để đạt được một số biến đổi mong muốn Quá trình xử lý bằng hơi nước còn được gọi là hấp.

+ Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi.

+ Giảm cấu trúc cứng giòn, tạo mùi nấu, mất chất khô.

+ Chần làm sáng màu bằng cách đuổi không khí và bui bám trên bề mặt vì vậy làm thay đổi bước sóng của ánh sáng phản xạ.

+ Làm cho quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu.

+ Làm bay hơi một số chất hương.

+ Khoáng, vitamin tan trong nước và một sood hợp chất tan trong nước khác dễ mất mát khi chần Tổn thất khoảng 40% khoáng và vitamin (đặc biệt là vitamin C và B1) Phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ do quá trình oxy hóa.

+ Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%.

+ Loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp.

+ Dưới tác dung nhiệt độ và nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm mềm cấu trúc của mít Tuy nhiên, khi chần được xem là bước xử lý sơ bộ cho quá trình sấy thì đây là biến đổi không mong muốn Do vậy, người ta có thể thêm muối Ca (1-2%) vào nước chần để tạo thành

+ Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng.

+ Trích ly một số chất hòa tan vào nước.

+ Các enzym peroxydase Polyphenoloxydase bị vô hoạt dưới tác dung của nhiệt độ, tránh sự oxy hóa các hợp chất hóa học làm đen sản phẩm.

+ Đình chỉ các quá trình sinh hóa của tế bào của mít.

- Sinh học: tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.

Mục đích công nghệ: Nhằm đạt được chỉ tiêu về công nghệ và cảm quan, mùi vị cho sản phẩm và giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn.

Tiến hanh:Mít được xếp vào khay rồi đem đi sấy Sấy mít bằng thiết bị sấy hầm, là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất Thực hiện chế độ sấy bán liên tuc, phương pháp trao đổi nhiệt là đối lưu cưỡng bức, nghia là bắt buộc dùng quạt.

Mít được chứa trong khay và vận chuyển bằng xe goòng, tác nhân sấy se đi xuyên qua các lỗ của khay để xuyên qua vật liệu sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm.

Mục đích công nghệ: nhằm loại bỏ những sản phẩm không đạt yêu cầu, như bị cháy, chưa đạt chỉ tiêu cảm quan hay độ ẩm, chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo.

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LY THUYẾT

Cân băng vât liệu

3.1.1 Các thông số ban đầu Độ ẩm ban đầu của vật liệu: w1 = 40% Độ ẩm của vật liệu sau sấy: w2= 10%

(Theo Trần Văn Phú, Kỹ thuật sấy, NXBGD, 2008, trang 93)

Chọn: t 1 = 65 o C (nhiệt độ sấy đầu vào). t2 = 35 o C (nhiệt độ sấy đầu ra).

Dùng tác nhân sấy là không khí, chọn vị trí sấy tại Thành phố Hồ Chí Minh Vì vậy ta có: t không khi = t 0 = 27,2 o C. Độ ẩm: φ 0 = 77%.

3.1.2 Khối lượng vật liệu trước khi sấy

Khối lượng vật liệu trước khi sấy ta có thể tính toán theo công thức sau:

1 − ω 1 (công thức 9.3, trang 190 [3]) Trong đó:

G2: là khối lượng nguyên liệu sau khi sấy, kg/mẻ w 1 , w 2 : là độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy, %

3.1.3 Lượng ẩm cần bay hơi

Có thể tính lượng ẩm cần bay hơi theo công thức sau đây:

1 − ω 1 (công thức 9.3,trang 190 [3]) Trong đó:

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.

3.1.4 Lượng vật liệu khô tuyệt đối

Tinh toan qua trình sấy ly thuyêt

3.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoai

Theo như đề bài: địa điểm sấy là ở Thành phố Hồ Chí Minh Nên theo như đã chọn ta có: t không khi = t 0 = 27,2 o C. Độ ẩm: φ 0 = 77%. Độ chứa ẩm d 0 = 0,622 P − φ φ 0 P b0

0 P b0 , kg ẩm/kg kkk ([4] trang 105).

Chọn P áp suất chung của tác nhân sấy Chọn P = 1 at

P b0 : áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ bầu khô (at) Tra theo bảng Tính chất lý hóa của hơi nước phu thuộc vào nhiệt độ tại t không khi 27,2 o C.

Nội suy số liệu từ bảng trên ta được: P b0 = 0,0371 at

I 0 = C k t 0 + (r 0 + C h t 0 ) d 0 (công thức VII.13, trang 95 [4]) Trong đó:

C k : là nhiệt dung riêng của không khí khô C k = 1 kJ/kg.độ

(bảng 1.255, trang 318, [5]). r 0 : là ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r 0 = 2500 kJ/kg

3.2.2 Tính toán trạng thái không khí vao hầm sấy Độ chứa ẩm của tác nhân sấy vào hầm d 1 = d 0 = 0,0183 kg ẩm/kg kkk

Entalpy của tác nhân sấy vào hầm: (công thức 2.25, trang 43 [3])

= 112,939 kJ/kg kkk Độ ẩm của tác nhân sấy vào hầm φ 1 = P P d 1 ph1 (0,622 + d 1 ) Tra P ph1 ở 65 o C(bảng 1.250, trang 312 [5]) ta được:

Nhiệt dung riêng của dẫn xuất:

3.2.3 Tính toán trạng thái không khí ra khoi hầm sấy Độ chứa ẩm của tác nhân sấy ra khỏi hầm d 20 = d 1 + C x (t 1 − t 2 ) r + C h t 2 (theo Trần Văn Phú, Kỹ thuật sấy, NXB GD, 2008, công thức 5.5, trang 57)

= 0,0304 kg ẩm/kg kkk Entalpy của tác nhân sấy ra khỏi hầm sấy:

I20 = I1 = 112,939 kJ/kgkkk Độ ẩm tác nhân sấy ra khỏi hầm sấy φ 20 = P P d 20 bh2 (0,622 + d 20 ) Tra P bh2 ở 35 o C(bảng 1.250, trang 312 [5]) được: P bh2 = 0,0573 at

= 81,3 % Độ ẩm này thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi vừa đảm bảo không xảy ra điều kiện đọng sương mà chúng ta đặt ra trên đây.

Lượng không khí cần thiết cho quá trình sấy (công thức VII.19, [4])

= 9090,91 (kg/mẻ) Lượng không khí cần làm bay hơi 1 kg ẩm (Sô tay Quá trình va thiết bị Công nghệ hóa học tập 1, NXB KH-KT, 2006). l= 1 d 20 − d 1

3.2.5 Lượng nhiệt tôn thất cho quá trình sấy lý thuyết

Lượng nhiệt tiêu tốn cho cả quá trình sấy

Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1 kg ẩm: q = I 20 − I 0 d 20 − d 1 = 112,9652 − 73,8025

0,0304 − 0,0183 = 3236,5868 (kJ/kg ẩm)(công thức VII.22a, trang 103 [4]).

Tinh toan chọn xe goòng va kich thước của hầm sấy

Chọn khay sấy làm bằng nhôm kích thước (Bkx Lk x Hk) = (900 x 900 x 20mm) Khay có chừa mép để thuận tiện cho việc di chuyển khay, mỗi mép khay 20mm.

Trên khay có đuc lỗ phía đáy để nâng cao hiệu suất sấy, mỗi lỗ có đường kính∅ = 5mm.

Khoảng cách giữa hai lỗ là 5mm Khoảng cách giữa tâm lỗ với thành khay là 5mm.

Vậy số lỗ trên một hàng là x≈86 lỗ

- Số lỗ trên một khay là: x x = 86 86 = 7396 lỗ

3.3.2 Tính toán chọn xe goòng

- Với kích thước mỗi khay đã tính là 0,7396� 2 , khi chất lát mít tươi chiều dài 6 - 6,5 cm và chiều rộng 4 - 4,5 cm thành một lớp lên trên bề mặt lưới thép thì trên mỗi khay có thể chất lên từ 255 - 310 múi mít, với trọng lượng mỗi múi mít tươi 30gram thì trên mỗi khay cho phép chứa từ 7,65 - 9,3 kg Để tính trung bình ta lựa chọn trên mỗi khay trung bình cho phép chất lên là 8,48 kg.

- Với năng suất nhập liệu 330kg/mẻ số khay cần là: 330

- Xe goòng được chế tạo từ khung thép không gỉ Trên mỗi xe đặt 13 khay (Theo Trần Văn Phú,Thiết kế va tính toán hệ thống sấy, trang 190) Các khay được xếp trên mỗi tầng đặt cách nhau 10 cm để đảm bảo lưu thông của tác nhân sấy (không khí nóng) được dễ dàng Phía trên khung xe cách khay 2 cm và dưới các chân của xe có bố trí các bánh xe để có thể trượt được trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy.

→ Chọn xe goòng có kích thước (Bkx Lkx Hk) = (1000 x 1000 x 1700mm).

- Chọn vật liệu làm khung là thép CT3

- Khung xe được hàn bởi:

- Chiều cao của khung là 1700mm

- Trên mỗi xe goòng cho phép đặt 13 khay sấy, mỗi khay chứa được 8,48kg Do đó khối lượng VLS trên mỗi xe là: Gx = 13 8,48 = 110,24 (kg)

- Số xe goòng cần sử dung (Nx) là: 330

3.3.3 Kích thước của hầm sấy

Hầm sấy được xây dựng dựa theo kích thước đảm bảo thuận lợi cho việc di chuyển của các xe goòng, thuận tiện cho việc đẩy xe vào cũng như kéo xe ra khỏi hầm sấy.

Hầm sấy được xây dựng theo các kích thước sơ bộ sau:

3.3.3.1 Chiều rộng của hầm sấy (B h )

Chiều rộng của hầm sấy phu thuộc vào chiều dài của mỗi xe goòng (1m) Ta lấy dư 2 phía mép trái và phải của xe là 0,1m để di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng: (công thức 9.9, trang 191 [3])

3.3.3.2 Chiều cao của hầm sấy (H h )

Ta lấy dư ra phía mép trên của xe là 0,24 m để xe di chuyển thuận lợi không va vào trần của hầm: (công thức 9.10, trang 191 [3])

3.3.3.3 Chiều dai của hầm sấy

Gọi r là khoảng cách giữa 2 xe goòng: lấy r = 0,2m lo: khoảng cách ở hai đầu hầm để phân phối không khí vào và ra lo= 0,5m Chiều dài của hầm sấy là:

Tường hầm được xây bằng gạch đỏ có chiều dày � 1 = 0,25m Nền hầm sấy sau khi đặt đường rây (sắt chữ L) se được láng xi măng, trần hầm sấy được đổ bê tông xốp, nhẹ có chiều dày � 2 = 0,07m.

Chiều rộng phủ bì hầm: Bh+ 2 (0,25 + 0,07) = 1,2 + 0,64 = 1,84 (m) (công thức 9.11, trang 191 [3])

Chiều dài phủ bì hầm: Lh+ 2 (0,25 + 0,07) = 4,4 + 0,64 = 5,04 (m)

Trần bằng bêtông cốt thép dày 0,07m, lớp cách nhiệt là bông thủy tinh dày 0,15m

Chiều cao phủ bì hầm: H = Hh+ 0,07 + 0,15 = 1,94 + 0,22 = 2,02 (m)(công thức 9.12, trang 191 [3])

TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY

Tinh toan nhiệt hầm sấy

4.1.1 Tôn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi

Theo kinh nghiệm sấy nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi thiệt bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy từ 5 đến 10 o C Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu sấy nên � �2 = � 1 - 5 o C= 35 - 5 = 30 o C. Nhiệt độ VLS đi vào đúng bằng nhiệt môi trường t v1 = 27,2 o C.

Nhiệt dung riêng của Mít làC VL = 1,3606 kJ/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4,18 kJ/kg.K với sản phẩm đầu ra là Mít khô có độ ẩmW 2 %, do đó nhiệt dung riêng của Mít đi ra khỏi hầm sấy là: ([3],trang 197)

Do vậy, tổn thất nhiệt do sản phẩm sấy mang đi là:

4.1.2 Tôn thất nhiệt do thiết bị truyền tải q TBTT [kJ/kg ẩm]

Q kh vàQ xlần lượt là tổn thất do khay sấy và xe gòong mang đi.

T khvàt xlần lượt là nhiệt độ của khay sấy và xe gòong đi vào hầm sấy.

Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi vào hầm sấy lấy bằng nhiệt độ môi trường là:t kh1 =t x1 =t o = 27,2℃.

Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi ra khỏi khay sấy lấy bằng nhiệt độ sấy :t kh2 =t x2 =t 1 = 35℃.

Xe Goòng làm bằng thép CT3 có khối lượng một xe G x = 45kg, theo

Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi là: (Theo Trần Văn Phú, Tính toán va thiết kế hệ thống sấy,trang 197)

Với số lượng xe làN x = 3 xe Ta có:

Khay sấy làm bằng nhôm có trọng lượng mỗi khay là 2kg Theo phuc luc 4, nhiệt dung riêng của nhôm bằngC kh = 0,86 kJ/kg.K, G kh = 2kg;

Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi là: ([3],trang 198)

Với số lượng khay làN kh = 39 khay q kh = � �� ∗ � �� ∗ � � �� ∗ (� �� −� �� ) = 39 ∗ 2 ∗ 0,86 ∗ (35−27,2)

Do vậy tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi là: q TBTT = q kh + q x = 57,436 + 57,079 = 114,515 kJ/kg ẩm

4.1.3 Tôn thất do bao che

Diện tích tự do của hầm sấy:

Tác nhân sấy khi vào hầm sấy có t1= 65 o C và φ 1 = 11,2%.(Theo Trần Văn Phú, Tính toán va thiết kế hệ thống sấy, NXB GD, 2001, Phu luc 5) với thông số này thể tích không khí ẩm chứa một kg không khí khô vB= 1,004 ta cóv Co= 0,935 � 3 /kgkkk Do đó:

→Lượng thể tích trung bình �0 = 0,5 * (�� + ���)

Do đó, tốc độ TNS tổi thiểu se bằng lưu lượng thể tích trong quá trình sấy lý thuyết � 0 chia cho tiết diện tự do � �� :

Do lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực V bao giờ cũng lớn hơn � 0 Do đó giả thiết tốc độ trong quá trình sấy thực là w 0,11m/s.

Tường hầm sấy làm bằng gạch đỏ có bề dày 0,25m và hệ số dẫn nhiệt là 0,7 W/� 2 K.

Trong đó kết cấu cu thể như sau:

+ Lớp vữa mặt trong và mặt ngoài có cùng độ dày: �1 = �3 = 0,025m + Lớp gạch dày: �2 = 0,25m

Tra bảng 3.1, NguyễnĐức Lợi,Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh:

Mật độ dòng nhiệt q (W/� 2 ) truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt truyền nhiệt có thể tính bằng một trong các công thức sau đây: q = k Δt= k (t f1 - t f2 ) = � 1 (t f1 - t w1 ) = � 1 (t w4 - t f2 )

Trong kỹ thuật sấy, nhiệt độ bề mặt vách se không biết được, ta chỉ biết được nhiệt độ dịch thể nóng t f1 (là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy) và nhiệt độ dịch thể lanh t f2 (là nhiệt độ không gian bao quanh buồng sấy).

Như vậy ta phải đi tìm hệ số truyền nhiệt k, tức là phải đi tìm hệ số trao đổi nhiệt � 1 , � 2 Việc xác định hai thông số này chính xác khá là phức tạp vì ta phải tính vòng lập cho đến khi có được kết quả hợp lý mới thôi Do đó, ta se tính mật độ dòng nhiệt q, W/� 2 theo một phương thức khác cũng cho kết quảchinh xác tươngđối cao.

Nếu xem không khi phia ngoài vàphia trongđều chảy rối.

(Theo công thức 7.43, trang 143 [3]) ta có: q 1 = � 1 * (t f1 - t w1 ) Mặt khác:

Do đó: q 1 = 1,715 * (t f1 − t w1 ) 1,333 Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt q 2 bằng: q2 = � 2

� 2 *(t w1 - t w2 ) Mật độ dòng nhiệt do đối lưu tự nhiên từ mặt ngoài của tường với không khí xung quanh q 3 bằng: q 3 = 1,715 * (t w2 − t f2 ) 1,333 Giả thiết: t w1 = 42,6 � C (ta se kiểm chứng lại thông số này).

Với t f1 là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: t f1 = t 1 + t 2

Do quátrình truyền nhiệt là ổnđịnh nên q 1 = q 2

Kiểm tra kết quả tính toán bằng cách tính sai số: ε = q 1 − q 3 = 24,714 − 24,58 =0,5% 4.10 4 => không khí đi trong ống theo chế độ chảy xoáy

Chuyển động chảy xoáy chia làm 3 khu vực:

+ Vùng 1: nhẵn thuỷ lực học; khu vực này độ nhám không ảnh hưởng đến hệ số ma sát

� -4 : độ nhám tuyệt đối của ống

+ Khu vực 2: khu vực nhám; khu vực này hệ số ma sát phu thuộc vào độ nhám mà không phu thuộc vào chuẩn số Reynol:

+ Khu vực 3: khu vực nằm giữa khu vực nhẵn và khu vực nhám ứng với Regh< Re < Ren

Vậy hệ số ma sát được tính theo công thức : λ= 0,1∗ 1,46 � � + 100 �� 0,25 λ= 0,022

Vậy trở lực trên ống từ miệng quạt đến caloriphe là :

Nhiệt độ trung của không khí nóng trong calorifer là: ttb= 65+27,2

Tại nhiệt độ này tra bảng được: � = 0,0241 (W/mđộ),

Vận tốc của không khí trong calorifer là:

Re >10 4 vậy không khí chuyển động theo chế độ chảy xoáy

Do ống sắp theo kiểu bàn cờ Vì: �1 � > �2 �

Trong đó: �1- khoảng cách giữa các truc ống theo phương cắt ngang của dòng chuyển động (theo chiều rộng của dòng), �1 = 98 mm.

�2- khoảng cách giữa các truc ống dọc theo phương chuyển động của dòng (theo độ sâu của dòng), �2 = 46 mm.

Với m là số dãy ống chùm theo phương chuyển động, m = 38 dãy ống Suy ra � = 5,4 + 3,4 ∗ 38 ∗ 23798,68 −0,28 = 4,99

Vậy trở lực do caloriphe là:

5.2.1.3 Trở lực do đột mở vao calorifer

Diện tích của mặt cắt ngang của ống đẩy

� 0 = � * 0,38 2 2 = 0,113 � 2 Diện tích cắt ngang của caloriphe là:

Vậy trở lực do đột mở vào caloriphe là:

5.2.1.4 Trở lực do đột thu từ caloriphe ra ống dẩn không khí nóng

Không khí nóng có nhiệt độ t = 65 0 C có: � = 19,495.10 −6 (m 2 /s),� 1,045 ��/� 3

Diện tích cắt ngang của không khí nóng

� 2 = � * 0,38 4 2 = 0,113 � 2 Vận tốc của không khí nóng trong ống

Re > 10 4 : Vậy không khí chuyển động theo chế độ xoáy

Vậy trở lực do đột thu ở calorifer là:

5.2.1.5 Trở lực đường ống dẩn không khí từ caloriphe đến phòng sấy

Chọn đường ống dài 1,5(m) Đường kính ống d = 0,38 (m)

Tính toán giống ống từ miệng quạt đến caloriphe ta được:

Nên khí ở khu vực quá độ � = 0,016

Vậy trở lực trên đường ống dẩn khí là:

5.2.1.6 Trở lực đột mở vao phóng sấy

Diện tích mặt ngang ống �� = 0,113 m 2

Diện tích ngang của phòng sấy �1 = H * R =1,94 * 1,2 = 2,328 m 2

Vậy trở lực đột mở vào phòng sấy là:

5.2.1.7 Trở lực do đột thu ra khoi phòng sấy

Nhiệt độ ra khỏi phòng sấy là �2 = 35 0 C có:� = 1,147 (Kg/m 3 ),� 16,48.10 −6 (m 2 /s)

Re >10 4 không khí theo chế độ chảy xoáy.

5.2.1.8 Tông trở lực của cả hệ thống:

Ta có, công suất của quạt:

Do đó ta chọn quạt có công suất 1kW

Ngày đăng: 22/02/2024, 08:56

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w