Tính toán thiết kế hệ thống sấy tầng sôi năng suất 450kg mẻ sấy ngô

1 cứu phù hợp, giải quyết các nhiệm vụ đồán được giao 8,0 1 a - Tính cấp thiết, tính mới nội dung chính của ĐATN có những phần mới so với các ĐATN - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA: CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

CHUYÊN NGÀNH: NHIỆT - ĐIỆN LẠNH

KHOA CƠ KHÍ NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Tin

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

1 Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ

☐Khôngđược bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng 6

Người hướng dẫn

ThS.GVC.

NGUYỄN CÔNG VINH

KHOA CƠ KHÍ NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1.Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Tin

3.Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi năng suất 450kg/mẻ sấy

Ngô 4.Người phản biện: ThS Nguyễn Thành Sơn Học hàm/ học vị:

Thạc Sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:

………

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: ………

………

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: ………

………

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: ………

………

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ………

………

………

………

TT Các tiêu chí đánh giá

Điể m tối đa

Điểm đánh giá

1 cứu phù hợp, giải quyết các nhiệm vụ đồ

án được giao

8,0

1

a

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của

ĐATN có những phần mới so với các ĐATN

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng

được kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành

trong vấn đề nghiên cứu;

- Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh

giá;

- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành

phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

3,0

1c

- Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo

cáo, bản vẽ, chương trình, mô hình, hệ thống,

- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề

nghiên cứu (thể hiện qua các tài liệu tham

ThS NGUYỄN THÀNH SƠN

Giảng viên hướng dẫn: ThS.GVC Nguyễn Công Vinh

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Tin Mã SV: 1811504310243

1 Tên đề tài:

Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi năng suất 450 Kg/mẻ sấy hạt

ngô

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Sản phẩm sấy là ngô, năng suất sấy 450 kg/ mẻ

- Thời gian sấy /mẻ tham khảo theo thực tế

- Tác nhân sấy là không khí nóng được gia nhiệt bởi hơi nước từ

lò hơi

3 Nội dung chính của đồ án:

- Giới thiệu các nguồn cấp nhiệt cho quá trình sấy, nêu ưu điểm

và hạn chế các loại;

- Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt calorifer;

- Tính toán các thiết chính của hệ thống sấy tầng sôi;

P Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn

ThS Nguyễn Công Vinh ThS.GVC Nguyễn Công Vinh

Đối với bản thân em, đồ án tốt nghiệp là một thử thách, là một cơhội để e có thể rèn luyện, tổng hợp lại các kiến thức đã học từ trướcđến nay Đề tài nghiên cứu là “ Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi năng

suất 450 Kg/mẻ sấy hạt ngô Cấu trúc của đồ án được chia thành 4

chương, từ tìm hiểu chung về các hệ thống sấy, đến tính toán, thiêt

kế hệ thống Xuyên suốt quá trình hoàn thành đồ án, em đã cố gắngvận dụng những kiến thức đã được học, tuy nhiên còn hạn chế vềkinh nghiệm và kiến thức thực tế nên không tránh khỏi những saisót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để em kịp thờisửa đổi, hoàn thành tốt hơn đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.GVC Nguyễn Công

Vinh cùng các thầy cô giáo bộ môn chuyên ngành Nhiệt Lạnh đã

hướng dẫn giúp đỡ tận tình và đầy nhiệt huyết trong quá trình thựchiện đồ án để em có thể hoàn thành một cách thuận lợi hơn

Xin chân thành cảm ơn!

ĐàNẵng, ngày…tháng…năm2022

Sinh viên

PHẠM

VĂN TIN

Em xin cam đoan đồ án này là hoàn toàn do em tự lập tính toán vàthiết kế dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy ThS.GVC Nguyễn CôngVinh, sự giúp đỡ của các Thầy cô trong bộ môn Công nghệ kỹ thuậtnhiệt - lạnh Trong đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được liệt

kê trong mục Tài liệu tham khảo, và bản vẽ em tự vẽ và có thamkhảo từ trên mạng

Em xin cam đoan tất cả những thông tin, công thức cũng nhưtài liệu được sử dụng trong phần trình bày này điều đảm bảo về tínhchính xác và minh bạch …

Sinh viên thựchiện

Phạm Văn Tin

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu

Lời cam đoan

Mục lục

Danh sách các bảng, hình vẽ

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2

1.1 Định nghĩa về sấy và mục đích sấy 2

* Khái niệm 2

* Mục đích của sấy 2

* Nguyên tắc của quá trình sấy 3

* Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí 5

* Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí 5

* Phương pháp sấy nóng 5

* Phương pháp sấy đối lưu 6

* Phân loại hệ thống sấy đối lưu 6

* Hệ thống sấy buồng 7

7

* Hệ thống sấy hầm 8

* Hệ thống sấy tháp 8

* Hệ thống sấy thùng quay 11

* Hệ thống sấy khí động 12

1.4 Giới thiệu về thiết bị sấy tầng sôi 14

* Đặc điểm cấu tạo 16

* Cơ chế tạo tầng sôi 16

1.6 Đặc tính của vật liệu sấy Ngô 18

1.7 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 20

1.7.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 20

1.7.2 Nguyên lý làm việc 20

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 22

2.1 Tính khối lượng VLS vào và ra TBS 22

2.2 Tính lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ W 22

2.3 Chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào ra khỏi tầng sôi 22

2.4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 22

2.4.1 Thông số cho ban đầu 22

2.5 Tính toán quá trình sấy thực 24

2.5.1 Thông số cho ban đầu 24

2.7 Tính các tổn thất nhiệt 25

2.7.1 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che 25

2.7.2 Tổn thất nhiệt do VLS mang đi 25

2.8 Tính lại kích thước 29

2.9 Khối lượng vật sấy trên ghi G 29

2.10 Độ chênh nhiệt độ trung bình giữa VLS và tác nhân sấy 29

CHƯƠNG 3: TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA THIẾT BỊ 31

3.1 Thông số cần thiết trong tính toán 31

3.2 Tốc độ giới hạn 31

3.3 Tốc độ tác nhân sấy trong tầng sôi 31

3.4 Tốc độ cân bằng 32

3.5 Lưới phân phối 32

3.6 Chiều cao buồng sấy 33

* Lưới 33

3.7 Buồng sấy 34

3.8 Bộ phận nạp liệu 35

Hình 3.2: Vít tải 36

3.9 Bộ phận tháo liệu 36

4.1 Thiết bị khử bụi 37

4.2 Calorifer 40

4.3 Tính trở lực và chọn quạt 43

* Trở lực từ quạt tới calorife 43

* Trở lực qua calorife 44

* Trở lực của lưới phân phối 45

* Trở lực qua lớp sôi 45

* Trở lực đột mở vào buồng sấy 45

* Trở lực đột thu ra khỏi buồng sấy 46

* Trở lực đoạn uốn cong vào Xyclon 46

* Trở lực đường ống từ buồng sấy đến Xyclon 46

* Trở lực Xyclon 47

* Trở lực do áp lực động quạt hút 47

4.4 Chọn quạt cho hệ thống 47

* Chọn quạt hút 50

* Chọn quạt đẩy 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

1 Tính toán thiết kế hệ thống sấy, PGS-TSKH Trần Văn Phú, nhà xuất bản giáo dục năm 2001 53

2 Nhiệt động kỹ thuật, Phạm Lê Dần – Bùi Hải, nhà xuất bản khoa học ký thuật, Hà Nội 1997 53

3 Hướng dẫn thiết kế hệ thống sấy, Trần Văn Phú, ĐHBK Hà Nội, 1991 53

Danh sách các bản:

- Bảng 1.2 Sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 1961 đến những năm gần đây

(Nguồn : Cục thống kê Việt Nam - 2010)

- Bảng 1.8 : Thành phần hóa học của hạt ngô

- Thông số sấy lý thuyết

- Hình 1.7: Đặc tính thay đổi lớp sôi

- Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ

- Hình 2.2: Đồ thị quá trình sấy lý thuyết

- Hình 4.1 : Lưới phân phối

- Hình 5.1: Cấu tạo của xyclon và các kích thước cơ bản

- Hình 5.2: biểu diễn kết cấu của một block calorifer khí-hơi

- Hình 5.3: Hệ thống quạt

- Hình 5.4: Cấu tạo hệ thống quạt

MỞ ĐẦU

Trong công nghiệp sản xuất và chế biến nguyên liệu, luôn cónhững yêu cầu về sấy vật liệu ẩm Đặc biệt các thiết bị sấy đóngvai trò vô cùng quan trọng trong công nghệ sấy

Trên thế giới, thì kỹ thuật sấy trở thành một ngành khoa học

và phát triển từ những năm 50 của thế kỉ XX Nhờ các thành tựukhoa học nói chung, kỹ thuật sấy nói chung, chúng ta đã giảiquyết những vấn đề kỹ thuật sấy cho các ngành công nghiệpcũng như nông nghiệp Đặc biệt là kỹ thuật sấy các nông sản vớiquy mô công nghiệp làm phong phú các mặt hàng nông sản

Là một quốc gia nằm trong vùng nhiệt đới, Việt Nam có nhữngsản phẩm từ nông ngành nông nghiệp vô cùng phong phú như lúagạo, ngô, khoai, sắn, đậu, lạc…vv Để bảo quản các nông sản khỏi

bị hỏng thì cần sử dụng các thiết bị sấy tương ứng với các phươngpháp sấy khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu và các chế độ sấy.Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta, các thiết bị sấy có hiệu quả caochủ yếu được nhập khẩu với giá thành cao nên chi phí sản suấtlớn dẫn tới các mặt hàng nông sản mang suất khẩu thị trườngnước ngoài không thu được nhiều lợi nhuận

Chính vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế các thiết bị sấy có ýnghĩa vô cùng quan trọng, nó quyết định đến hiệu suất và chấtlượng sản phẩm, việc sử dụng hợp lí nhiên liệu, góp phần làmgiảm chi phí và tăng thời gian bảo quản dẫn tới làm giảm giáthành nông sản

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Định nghĩa về sấy và mục đích sấy

* Khái niệm

Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cung cấpcho nó một lượng nhiệt, nhiệt được cung cấp nhằm thực hiện cácnhiệm vụ sau:

- Nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bầuướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh

- Vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra bên ngoài

- Vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trườngkhông khí

kỹ thuật sấy được áp dụng cho quá trình sấy và kỹ thuật sấytầng sôi đã dược áp dụng rộng rãi trong những năm gần đây

- Muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sản phẩm có chấtlượng cao, các loại hạt cần được sấy khô đến độ ẩm bảo quảnhoặc chế biến Đối với các loại hạt khi chọn chế độ sấy đặc biệtphải chú ý tới nhiệt độ TNS , nhiệt độ đun nóng hạt Nhiệt độ

đun nóng hạt cho phép phụ thuộc vào từng loại hạt mục đích sửdụng độ ẩm trước khi sấy

Hình 1.1: Mức giới hạn ẩm trong hạt

* Nguyên tắc của quá trình sấy

Cung cấp năng lượng nhiệt nhằm biến đổi trạng thái pha của chấtlỏng trong vật

liệu thành hơi Cơ chế được mô tả bằng 4 quá trình sau:

- Cấp nhiệt vào bề mặt vật liệu

- Dòng nhiệt từ bề mặt dẫn vào trong vật liệu

- Khi nhận được nhiệt lượng, dòng ẩm di chuyển ra ngoài bềmặt

- Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu đi vào môi trường xung quanh

* Các giai đoạn trong quá trình sấy

- Nếu chế độ sấy tương đối dịu, tức là nhiệt độ và tốc độ chuyểnđộng của không khí không lớn, đồng thời vật có độ ẩm tương đối cao,thì quá trình sấy sẽ xẩy ra theo ba giai đoạn: giai đoạn làm nóng vật,giai đoạn sấy tốc độ không đổi và giai đoạn sấy tôc độ giảm dần

* Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc vớikhông khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt đến bằng nhiệt độ nhiệt

kế ướt Trong quá trình này toàn bộ vật sấy đuợc gia nhiệt Ẩm lỏngtrong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứngvới phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồngsấy Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bayhơi ẩm còn nhiệt độ của vật tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho đếnkhi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tuy vậy sự tăng nhiệt độ trong quátrình xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật Vùngtrong vật đạt tới nhiệt độ nhiệt kế ướt chậm hơn.

* Giai đoạn sấy đẳng tốc

Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ của tác nhân sấy bằng nhiệt

độ nhiệt kế ướt Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi cònnhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ để làmhóa hơi nước Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ởbên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi Do nhiệt độkhông khí của tác nhân sấy không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổinên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi Dovậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũng không đổi Điều này sẽ làm chotốc độ giảm của độ chứa ẩm của vật theo thời gian (

- Khi độ ẩm của vật đạt tới trị số tới hạn thì giai đoạn sấy tốc độkhông đổi chấm dứt Đồng thời cũng là chấm dứt giai đoạnthoát ẩm tự chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm

* Giai đoạn sấy giảm tốc

- Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít

và chủ yếu là nước liên kết do đó năng lượng liên kết lớn Vìvậy, việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và cần năng lượng lớnhơn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường códạng cong Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộcvào dạng liên kết ẩm trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vậtliệu sấy

- Độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy tùy thuộc vào độ ẩm củamôi trường không khí xung quanh

* Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ làm khô

Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí.

- Việc tăng cao nhiệt độ không khí sẽ tăng nhanh tốc độ làm khô

- Lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống ở nhiệt độ sấy càngcao, như vậy ở nhiệt độ cao tốc độ làm khô sẽ nhanh hơn Nhiệt

độ sấy phải ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làmảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho thịt cá bị sấychín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp ngoài cản trở sự dichuyển của nước từ trong ra

- Nếu nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quátrình làm khô sẽ chậm lại dẫn tới sự thối rữa, hủy hoại vật liệu sấy Đốivới nguyên liệu gầy, người ta làm khô cao hơn nguyên liệu béo

- Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của tốc độ khuếch tánnội và ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độkhuếch tán nội chậm dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng tớiquá trình làm khô

* Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí

- Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởngquyết định đến quá trình làm khô Theo kinh nghiệm thì: độ ẩm tươngđối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình làm khô sẽ chậm lại rõ rệt,còn độ ẩm tương đối 80% thì quá trình làm khô dừng lại và bắt đầu xảy

ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm

- Độ ẩm của không khí tốt nhất để làm khô trong giới hạn 50 ¿

70% Độ ẩm quá nhỏ cũng không tăng được tốc độ sấy vì tốc độ làmkhô phụ thuộc nhiều vào sự khuếch tán nội của nước trong nguyênliệu

* Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

- Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quátrình làm khô, tốc độ không khí quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợicho quá trình sấy

- Nếu tốc độ quá lớn sẽ làm bay sản phẩm hay khó giữ được nhiệtlượng trên nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏlàm cho quá trình sấy lâu, dẫn đến sự hư hỏng sản phẩm, mặt ngoài

sản phẩm sẽ lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch nhầy có màu sắc

và mùi vị khó chịu Vì vậy cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất làgiai đoạn đầu của quá trình làm khô

* Phương pháp sấy nóng

Trong phương pháp sấy nóng tác nhân sấy (TNS) và vật liệu sấy(VLS) được đốt nóng Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩmtương đối φ giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước pam trong tác nhânsấy giảm Mặt khác, do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên, nên mật

độ hơi trong các mao quản tăng lên do vậy làm cho phân áp suất hơinước trên bề mặt vật liệu tăng Như vậy, trong các hệ thống sấynóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vậtliệu sấy và môi trường: thứ nhất là giảm phân áp suất hơi nước củatác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó và cách thứ hai là tăng phân ápsuất hơi trong vật liệu sấy Trong các hệ thống sấy đối lưu người ta

sử dụng cả hai cách này Ngược lại, trong các hệ thống sấy tiếp xúc,sấy bức xạ và hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần chỉ sử dụng cáchđốt nóng vật

* Ưu điểm

+ Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn sovới phương pháp sấy lạnh

+ Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp

+ Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng cóthể là khói thải, hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ,than đá, rác thải, cho đến điện năng

+ Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

+ Hệ thống sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy

nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng mà thông thường làkhông khí nóng hoặc khói lò

+ Hệ thống sấy tiếp xúc: Trong hệ thống sấy tiếp xúc, vật

liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy, trong các hệthống sấy tiếp xúc người ta tạo độ chênh phân áp suất hơi nướcnhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Trong sốnày chúng ta thường gặp hệ thống sấy lô và hệ thống sấy tang…

+ Hệ thống sấy bức xạ: Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu

sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ tronglòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào môitrường Như vậy, trong hệ thống sấy bức xạ người ta tạo ra độchênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường chỉbằng cách đốt nóng vật

* Phương pháp sấy đối lưu

Khái niệm:

Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp sấy dùng không khí nónghoặc khói lò làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ (t, , w…)phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vậtsấy bay hơi rồi theo tác nhân sấy vào môi trường Trong phươngpháp sấy đối lưu nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệttruyền từ tác nhân sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đốilưu

* Phân loại hệ thống sấy đối lưu

Người ta thường phân loại hệ thống sấy đối lưu chủ yếu theo cấutạo của các thiết bị sấy Có thể gặp các hệ thống sấy đối lưu sauđây:

* Hệ thống sấy buồng

Hình 1.2: Hệ thống sấy buồng

Cấu tạo chủ yếu của hệ thống sấy buồng là buồng sấy Trongbuồng sấy có bố trí các thiết bị đỡ vật liệu sấy mà ta gọi chung làthiết bị chuyển tải (TBCT) Nếu dung lượng của buồng sấy bé và thiết

bị chuyển tải là các khay sấy thì người ta thường gọi hệ thống sấybuồng này là tủ sấy Nếu dung lượng của buồng sấy là lớn và thiết bịchuyển tải là các xe goòng thì người ta gọi là hệ thống sấy buồngkiểu xe goòng Nói chung, thiết bị chuyển tải trong hệ thống sấybuồng rất đa dạng

* Hệ thống sấy hầm

Khác với hệ thống sấy buồng, trong hệ thống sấy hầm thiết bị sấy

là một hầm sấy dài, vật liệu sấy vào ở đầu này và ra ở đầu kia củahầm Thiết bị chuyển tải trong hệ thống sấy hầm thường là băng tải.Đặc điểm chủ yếu của hệ thống sấy hầm là bán liên tục hoặc liên tục

và cũng như hệ thống sấy buồng nó có thể sấy được nhiều dạng vật

liệu sấy Tuy nhiên, do cấu tạo, năng suất của nó lớn hơn năng suấtcủa hệ thống sấy buồng

Hình 1.2: Hệ thống sấy hầm

* Hệ thống sấy tháp

Trong hệ thống sấy này thiết bị sấy là một tháp sấy, trong đóngười ta đặt một loạt kênh dẫn và kênh thải tác nhân sấy xen kẽ

nhau Vật liệu sấy trong hệ thống sấy tháp là dạng hạt tự chảy từtrên xuống dưới Tác nhân sấy từ các kênh dẫn xuyên qua lớp hạtchuyển động đi vào các kênh thải để ra ngoài Như vậy, hệ thống sấytháp là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt Cùng dạng với hệthống sấy tháp chúng ta cũng gặp những hệ thống sấy tương tự, ở

đó hạt chuyển động từ trên xuống còn tác nhân sấy đi ngang qua lớphạt thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm Hệ thống sấy tháp là hệthống sấy liên tục

Hình 1.3: Sấy tháp

* Hệ thống sấy phun

Hệ thống sấy phun là một hệ thống sấy chuyên dùng để sấycác dung dịch huyền phù như trong dây chuyền sản xuất sữa bột,sữa đậu nành v.v… Thiết bị sấy trong hệ thống sấy này thường làmột hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống dưới Dung dịchhuyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun hoặc trên cácđĩa quay ở đỉnh tháp tạo thành những hạt dung dịch bay lơ lửngtrong thiết bị sấy Tác nhân sấy có thể được đưa vào cùng chiều

hay ngược chiều thực hiện quá trình truyền nhiệt truyền ẩm vớicác hạt dung dịch và thoát ra ngoài qua xyclon Vật liệu khô thuđược ở đáy chóp và được lấy ra ngoài hoặc liên tục hoặc định kỳ

Hình 1.4: Hệ thống sấy phun

* Hệ thống sấy thùng quay

Thiết bị sấy trong hệ thống sấy thùng quay như tên gọi là mộtthùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng một góc nào đó Trong thùngsấy người ta bố trí các cánh xáo trộn Khi thùng quay, vật liệu sấyvừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng sấy vừa bị xáotrộn từ trên xuống dưới Tác nhân sấy cũng vào ở đầu này và ra ởđầu kia của thùng sấy Như vậy, hệ thống sấy thùng quay cũng là hệthống sấy chuyên dùng để sấy hạt hoặc cục nhỏ và có thể làm việcliên tục

Hình 1.4: Hệ thống sấy thùng quay

* Hệ thống sấy khí động

Có rất nhiều hệ thống sấy khí động Thiết bị sấy trong hệ thống sấynày có thể là một ống tròn hoặc hình phễu, trong đó tác nhân sấy cótốc độ cao vừa làm nhiệm vụ sấy vừa làm nhiệm vụ vận chuyển vậtliệu sấy từ đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy Tốc độ của tác nhânsấy có thể đạt (40 ÷ 50) m/s Vật liệu sấy trong các hệ thống sấynày phải là những hạt, mảnh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi trong quá trìnhsấy thường là độ ẩm bề mặt

Trong hệ thống sấy tầng sôi, thiết bị sấy là một buồng sấy, trong

đó người ta bố trí ghi đỡ vật liệu sấy Tác nhân sấy có thông số thíchhợp được đưa vào dưới ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bậpbùng trên ghi như hình ảnh bọt nước sôi Vì vậy, người ta gọi là hệthống sấy tầng sôi Đây cũng là hệ thống sấy chuyên dùng để sấyhạt Hạt khô nhẹ hơn sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra khỏithiết bị sấy một cách liên tục Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyềnnhiệt và truyền ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy rất tốt nên

trong các hệ thống sấy hạt hiện có thì hệ thống sấy tầng sôi có năngsuất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệu sấy được sấy rất đều.

Hình 1.6: Hệ thống sấy tầng sôi

* Đặc điểm cấu tạo

Ưu điểm:

+ Cường độ sấy lớn

+ Năng suất cao

+ Cấu tạo đơn giản, sấy đồng đều

+ Có thể cơ khí hóa và tự động hóa hoàn toàn

Nhược điểm:

+ Chế độ làm việc khó khống chế

+ Tạo bụi trong quá trình sấy

+ Vật liệu có thể bị vỡ khi bị đỏa trộn mạnh

+ Tốn năng lượng cho các thiết bị thu hồi

* Cơ chế tạo tầng sôi

Ở chế độ sôi, các vật liệu ở dạng hạt được đẩy lên bởi dòng khí,mật độ hạt trong lớp sôi có giá trị nhỏ Lực ma sát giữa các hạt yếuhơn nhiều so với lớp chặt

Hình 1.7: Đặc tính thay đổi lớp sôi

* Sản phẩm sấy

Ngô vừa là cây lương thực vừa là cây thức ăn gia súc rất quantrọng, đứng hàng thứ ba trên thế giới Năng xuất ngô của nước tatrong thời gian qua cũng tăng nhanh Đồng thời ngô sau khi chế biến

đã trở thành các món ngon đặt trưng riêng

1.5 Phương pháp thực hiện quá trình sấy

Để thực hiện quá trình sấy, có thể sử dụng nhiều hệ thống sấykhác nhau: hầm sấy, tháp sấy Mỗi chế độ công nghệ sấy khác nhau

sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của sản phẩm.Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, được tạo ra từ quá trình đốt than

Do sản phẩm ngô sau khi sấy dùng để bảo quản để chế biến thực

phẩm, nên khói lò trước khi ra khỏi buồng đốt được đi qua nhiềuđoạn hình ziczac để tách bớt bụi, sau đó mới được đưa vào thùngsấy.

Ngô là một nguyên liệu chứa rất nhiều tinh bột Chế độ công nghệsấy tinh bột phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ hồ hóa sản phẩm.Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột khoảng 65C, do đó ta cần chọn nhiệt

độ tác nhân sấy phù hợp, không cao nhưng cũng không quá thấp, vàkhông làm cho nhiệt độ của nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa

1.6 Đặc tính của vật liệu sấy Ngô

Ở nước ta, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa nước,nhưng cho đến cuối những năm 1970 năng suất ngô Việt Nam chỉ đạtchưa đến 10 tạ/ha (chưa bằng 30% năng suất trung bình thế giới) dotrồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ giữanhững năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳQuốc tế, nhiều giống ngô cải tiến đã được trồng ở nước ta, góp phầnđưa năng suất tăng lên gần đạt 15 tạ/ha vào đầu những năm 1990

* Dưới đây là một số nội dung nghiên cứu về cây ngô và hạt ngô

 Đặc điểm cấu tạo, tính chất về ngô:

Các cơ quan sinh dưỡng ngô gồm: rễ, than, lá nhiệm vụ duy trìđời sống của

cây Phôi và hạt là khởi thủy cây mầm

Các cơ quan sinh sản đực (bông cờ), cái( mầm ngô) khác nhau nhưngtrên cùng một cây Ngô giao phấn chéo nhờ gió và côn trùng

Phôi (8-15% khối lượng hạt ngô) bao gồm lá mầm, trụ dưới lá mầm,

rễ mầm và chồi mầm Phôi ngô chiếm gần 1/3 thể tích hạt, baoquanh ngô có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển nước vào phôi vàngược lại thuận lợi

Thành phần hóa học và có trong hạt ngô:

Thành phần hóa

học ( % khối lượng)

Hạt ngô bao gồm một lớp vỏ quả ngoài (vách quả) hợp nhất với

lầm là một loại hạt Các hạt ngô có kích thước cỡ như hạt đậu vàbám thành các hàng đều đặn quanh một lõi màu trắng, tạo thànhbắp ngô.

Hạt ngô được sử dụng làm nhiên liệu dạng viên cho các bếp lò và

lò nung Hạt ngô là một viên tự nhiên, mang lại cho chúng một lợithế kinh tế so với các viên sinh khối nhân tạo và viên gỗ khác

Việc sử dụng ngô và các loại ngũ cốc khác làm nhiên liệu sinh họctái tạo có thể đem lại lợi ích về môi trường và tiết kiệm chi phí, so vớicác nguồn năng lượng khác, và có thể tạo ra các hình thức doanh thu

bổ sung cho nông dân và các ngành kinh tế khác Tuy nhiên, việc sửdụng ngô làm kho dự trữ nhiên liệu có thể làm tăng giá ngô và có tácdụng bất lợi đối với ngô làm nguồn lương thực dự trữ

1.7 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1.7.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ