Mục lục1Lời mở đầu2Chương 1:Tổng quan31.1.Giới thiệu vế sản phẩm sấy31.2.Giới thiệu về phương pháp sấy61.2.1.Định nghĩa61.2.2.Mục đích61.2.3.Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy61.2.4.Các phương pháp sấy61.2.5.Chọn tác nhân sấy71.2.6.Chọn phương thức sấy71.2.7.Chọn thiết bị sấy71.2.8.Chọn chế độ sấy81.3.Giới thiệu về hệ thống sấy hầm8Chương 2 :Tính toán công nghệ102.1.Tính cân bằng vật chất102.2.Tính toán quá trình sấy lý thuyết112.2.1.Tính các thông số của tác nhân sấy112.2.1.2.Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy112.3.3.Kích thước của hầm sấy152.4.Tính toán nhiệt của quá trình sấy152.4.1.Tính toán tổn thất nhiệt152.4.3.Tính cân bằng nhiệt22Chương 3:Tính thiết bị phụ233.1.Thiết kế buồng đốt233.1.1.Xác định nhiệt đọ của khói lò và lượng không khí cần cấp233.1.2.Tính kích thước buồng đốt253.2.Tính caloriphe253.3.Tính trở lực và chọn quạt gió28Kết luận……………………………………………………………………….. 29Tài liệu tham khảo 30
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Mục lục Mục lục Lời mở đầu Chương 1:Tổng quan 1.1.Giới thiệu vế sản phẩm sấy 1.2.Giới thiệu về phương pháp sấy 1.2.1.Định nghĩa 1.2.2.Mục đích 1.2.3.Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy 1.2.4.Các phương pháp sấy 1.2.5.Chọn tác nhân sấy 1.2.6.Chọn phương thức sấy 1.2.7.Chọn thiết bị sấy 1.2.8.Chọn chế độ sấy 1.3.Giới thiệu về hệ thống sấy hầm Chương 2 :Tính toán công nghệ 2.1.Tính cân bằng vật chất 2.2.Tính toán quá trình sấy lý thuyết 2.2.1.Tính các thông số của tác nhân sấy 2.2.1.2.Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy 2.3.3.Kích thước của hầm sấy 2.4.Tính toán nhiệt của quá trình sấy 2.4.1.Tính toán tổn thất nhiệt 2.4.3.Tính cân bằng nhiệt Chương 3:Tính thiết bị phụ 3.1. T hiết kế buồng đốt 3.1.1.Xác định nhiệt đọ của khói lò và lượng không khí cần cấp 3.1.2.Tính kích thước buồng đốt 3.2.Tính caloriphe 3.3.Tính trở lực và chọn quạt gió Kết luận 29 Tài liệu tham khảo 30 1 1 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Lời mở đầu Từ năm 1960,kỹ thuật sấy đã được nghiên cứu ở nhiều trường đại học trên khắp thế giới để phục vụ cho quá trình sản xuất.Cho đến nay,kỹ thuất sấy ngày càng phát triển và đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp,đặc biệt là ngành công nghiệp thực phẩm. Nước ta là một nước có nền nông nghiệp lâu đời.Hiện nay,nông nghiệp vẫn chiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu ngành kinh tế nước ta.Sản phẩm nông nghiệp của nước ta rất phong phú,đa dạng với sản lượng rất lớn.Nhưng hiệu quả kinh tế mà nông nghiệp đem lại là chưa xứng với tiềm năng của nó.Một trong những nguyên nhân là do quá trình chế biến sau thu hoach,bảo quản chưa được khoa học.Điều đó làm giảm giá trị của sản phẩm trên thị trường tiêu thụ. Để giải quyết vấn đề này ,việc nghiên cứu phát triển công nghệ sấy nông sản thực phẩm có thể coi là nhiệm vụ chiến lược trong sự nghiệp phát triển kinh tế đất nước.Công nghệ sấy phát triển cho ta tạo ra những sản phẩm có giá trị,chất lượng cao,có thể bảo quản lâu dài và giảm được chi phí vận chuyển. Nhằm trang bị cho kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm trước khi ra trường những kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật sấy, các thầy cô đã giao nhiệm vụ cho tôi làm đồ án môn học Quá trình và thiết bị về kỹ thuật sấy. Để có một cái nhìn trực quan và thực tế hơn, trong quá trình làm đồ án, em đã được giao đề tài cụ thể là “ Thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy rau với năng suất 200kg/h”. Bản đồ án gồm các phần chính như sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Tính toán công nghệ Chương 3:Tính toán thiết bị phụ Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt kiến thức lý thuyết và thực tế nên bản đồ án này sẽ không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý của các thầy cô cũng như các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ! 2 2 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Chương 1:Tổng quan 1.1.Giới thiệu vế sản phẩm sấy • Cũng như các loại thực vật khác ,rau có cấu trúc và thành phần hóa học rất đa dạng,nhưng chửa chủ yếu là nước(> 80%).Ngoài ra, trong rau còn chứa protein,gluxit,cenlulose , tro , photpho,canxi,sắt, magie.Hàm lượng các chất phụ thuộc vào loại rau. • Rau là nguồn nguyên liệu thực phẩm giàu chất dinh dưỡng,có màu sắc và hương vị đa dạng và rất dễ biến đổi trong quá trình chín cũng như bảo quản chế biến. • Rau thuộc họ cây thân mềm.Thân,lá, hoa,trái, củ đều có thể sử dụng để chế biến các món ăn hàng ngày.Rau rất giàu chất xơ,vitamin và muối khoáng. • Khoa học đã chứng minh rằng,rau là nguồn cung cấp chất cơ,có tác dụng giải độc tố trong tiêu hóa thức ăn,và có tác dụng chống táo bón.ngoái ra rất nhiều loại rau co tác dụng làm thuốc chữa bệnh như: Cải bắp có tác dụng trị giun, là loại thuốc dịu đau trong bệnh thấp khớp, thống phong, đau dây thần kinh hông (lấy các lá cải bắp rồi dùng bàn là ủi cho mềm, sau đó đắp lên các phần bị đau). Nó làm sạch đường hô hấp bằng cách hoặc dùng đắp (trị viêm họng khản tiếng) hoặc uống trong (ho, viêm sưng phổi). Cải bắp cũng là thuốc chống hoại huyết, trị lỵ và cung cấp cho cơ thể một yếu tố quan trọng là lưu huỳnh (S). Nước cải bắp dùng lọc máu. Sau hết, nó là loại thuốc mạnh để chống kích thích thần kinh và chứng mất ngủ. Những người hay lo âu, các thí sinh đi thi, các người bị suy nhược thần kinh, những người mệt mỏi liên miên nên dùng Cải bắp thường xuyên.ngày nay cải bắp còn dùng để chữa đau dạ dày. Vì vậy,trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày,rau là thực phẩn không thể thiếu. • Cũng như việc sản xuất rau,công nghiệp chế biến rau đang tìm hướng phát triển cho riêng mình.Tuy nhiên,ngành chế biến rau ở Việt Nam còn ở mức độ thấp,chưa đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Quy trình sản xuất rau sấy 3 3 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 4 4 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 1.2.Giới thiệu về phương pháp sấy 1.2.1.Định nghĩa Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt bằng phương pháp bay hơi. 1.2.2.Mục đích • Chế biến:Sấy để sản xuất các mặt hàng ăn liền. • Vận chuyển:Dễ dàng hơn và giảm chi phí. • Bảo quản: lâu dài hơn do lượng ẩm đạt được sau sấy đảm bảo điều kiện bảo quản của vật liệu. 1.2.3.Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy • Quá trình trao đổi nhiệt:Vật liếu sấy nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và làm bay hơi ẩm ra ngoài. • Quá trình trao đổi ẩm:Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ ẩm tương đối của vật ẩm và độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh.Động lực của quá trình là độ chênh lệch áp suất hơi trên bề mạt vật liệu và áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí.Quá trình thoát ẩm diễn ra dến khi vật liệu đạt tới độ ẩm cân bằng . 1.2.4.Các phương pháp sấy • Sấy tự nhiên:Sử dụng năng lượng tự nhiên như:năng lượng mặt trời,năng lượng gió,… sản phẩm sấy không đồng đều , thời gian sấy lâu…. • Sấy nhân tạo:là phương pháp sấy cần phải cung cấp nhiệt.quá trình sấy nhanh,sản phẩm đồng đều,dễ điều chỉnh nhiệt độ. Phân loại theo phương pháp sấy nhân tạo : Sấy đối lưu:Là phương pháp phổ biến rộng rãi nhất hiện nay để sấy rau,phương pháp truyền nhiệt là truyền nhiệt đối lưu. Sấy bức xạ:Là phương pháp sấy truyền nhiệt bằng bức xạ nhiệt. Sấy tiếp xúc:Vật ẩm tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt 5 5 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Ngoài ra ,còn có các phương pháp sấy khác như:sấy phun,sấy tầng sôi,sấy bằng dòng điện cao tần,… Trong các phương pháp trên,ta chon phương pháp sấy đối lưu. 1.2.5.Chọn tác nhân sấy Vì rau là nguồn thực phẩm nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng để tránh làm bẩn sản phẩm.Không khí sẽ được gia nhiệt trong calorife bằng nhiệt do than cung cấp . 1.2.6.Chọn phương thức sấy Trong công nghệ sấy thực phẩm,các nguyên liếu sấy đều nhạy cảm với nhiệt nên để giữ được chất dinh dưỡng,hương vị và màu sắc của sản phẩm,ta cần sấy ở nhiệt độ thấp và hạ nhiệt độ từ từ.Vì vậy ta chon phương thức sấy hồi lưu một phần không khí nóng.Với phương thức sấy này,ta vừa có thể tiết kiệm được nhiệt lượng,vừa thu được sản phẩm không giũ được hương vị và màu sắc gần với trạng thái ban đầu hơn,lượng chất dinh dưỡng cũng giảm ít hơn. Chọn phương thức sấy cùng chiều do nó có các ưu điểm sau: - Tốc độ sấy ban đầu cao - Sản phẩm ít bị co ngót,tỉ trọng thấp. - Sản phẩm ít bị hư hỏng,và ít nguy cơ hư hỏng do vi sinh vật. 1.2.7.Chọn thiết bị sấy Phân loại thiết bị sấy Người ta phân loại các hệ thống sấy đối lưu như sau: - Buồng sấy. - Hấm sấy. - Sấy thùng quay. - Sấy băng tải. - Sấy phun. Mỗi loại thiết bị trên có những ưu điểm khác nhau,thường dùng cho các loại nguyên liệu sấy khác nhau.Với nguyên liệu là rau,năng suất sấy là lớn,độ ẩm 6 6 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h cuối yêu cầu không quá thấp,ta chon hệ thống hầm sấy với thiết bị chuyền tải xe gòong là hợp lý nhất. 1.2.8.Chọn chế độ sấy Rau có các thành phần rất nhạy cảm với nhiệt độ nên yêu cầu nhiệt độ sấy không được cao.Trong môi trường ẩm nếu nhiệt độ lớn hơn 60 o C,protein bị biến tính;lớn hơn 90 o C,fructoza bị caramen hóa,các phản ứng tạo melanoidin,polyme hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh.Nếu nhiệt độ cao hơn nữa rau có thể bị cháy.Vì vậy,ta phải chọn chế độ sấy ôn hòa. Độ ẩm không khí vào không được quá thấp để giảm thiểu biến đổi cơ học như hiện tượng nứt sản phẩm và làm khô bề mặt sản phẩm. 1.3.Giới thiệu về hệ thống sấy hầm 7 7 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 8 8 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 9 9 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Chương 2 :Tính toán công nghệ Nguyên liệu sấy:rau Năng suất G2=200kg/h Độ ẩm đầu :W 1 =85% Độ ẩm cuối:W 2 =14% Khối lượng riêng: )/(702 3 mkg= ρ Tác nhân sấy : không khí nóng Nhiệt độ đầu: t 1 =80 o C Nhiệt độ cuối :t 2 =50 o C Năng lượng dùng cấp nhiệt:than Thời gian sấy 8h/mẻ 2.1.Tính cân bằng vật chất Lượng vật liệu vào: 67.1146 85100 14100 .200 100 100 . 1 2 21 = − − = − − = W W GG kg/h Lượng ẩm cần tách: 67.94620067.1146 21 =−=−= GGW kg/h 10 10 [...]... = 67,13 kJ/kgk3 2.2.1.2.Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy t2 = 50oC 11 11 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Quá trình sấy lý thuyết là đẳng etanpi nên ta có: Do d1 =dM nên: Thay vào với t1=80oC ,t2=50oC ,n = 1 ta được :d2 =0,0405 kg/kgk3 - Etanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy: I2=1,004.t2+d2.(2500+1,842.t2) = 155,18 kJ/kgk3 - Phần áp suất bão hòa của hơi nước: Pb 2 =... Lượng không khí tiêu hao riêng: l lt = 13 Llt 77596 = = 81,96 W 946,67 kgk3/kgẩm 13 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Tra PL5[2] ta được:v1 =1,0665 m3/kgk3 v2 =0,9956 m3/kgk3 V lt = Llt ( v1 + v 2 ) 77596.(1,0665 + 0,9956) = = 80005 ,36 2 2 m3/h b.Lượng không khí khô ngoài trời cần cấp vào thiết bị Không khí ngoài trời có t0 =26oC => ρ = 1,181 kg/m3 Lưu lượng thể tích không khí. .. 155,77 kJ/kgk3 Phần áp suất bão hòa của hơi nước: Pb1 = exp[12 − 4026.42 4026.42 ] = exp[12 − ] = 0,4667 235.5 + t1 235.5 + 80 bar Độ ẩm tương đối của không khí: ϕ1t = d 1 B 0,0285 0,993 = = 0.093 = 9,3% Pb1 ( 0,622 + d1 ) 0,4667.( 0,622 + 0,0285 ) Nhận xét: Độ ảm không khí trước khi vào hầm sấy phù hợp với kỹ thuật sấy rau quả 2.4.2.4.Lưu lượng không khí khô thực tế a.Lượng không khí khô thực tế lưu... Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh N= Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h V ∆p.10 −3 19682 ,55.395.10 −3 = = 3,43 η 0,63.3600 kW Công suất động cơ chạy quạt: N đc = N 3,43 1,3 = 1,3 = 4,46 η đc 1 kW Kết luận Hệ thống thiết bị sấy hầm là loại thiết bị có cấu tạo đơn giản,dễ vận hành nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu của sản phẩm sấy. Hầm sấy thích hợp không chỉ với sấy rau mà cồn có thể sấy hầu hết tất cả các loại nông... b.Lượng không khí khô ngoài trời cần cấp vào thiết bị Không khí ngoài trời có t0 =26oC => ρ = 1,181 kg/m3 Lưu lượng thể tích không khí cần cấp là: tt V0 tt L0 Ltt 76344,4 = = = = 32322 ρ tb (n + 1).ρ (1 + 1).1,181 m3/h Kiểm tra tốc độ không khí: v tt = V tt 78730 ,2 = = 3,85 Z ( B h H h − 12.B k H k ).3600 4.(1,3.1,6 − 12.1,1.0,05).3600 m/s Nhận xét:Do quá trình sấy thực ∆ > 0 nên lượng không khí tiêu...Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 2.2.Tính toán quá trình sấy lý thuyết 2.2.1.Tính các thông số của tác nhân sấy 2.2.1.1.trạng thái không khí ngoài trời Chọn t0 = 26oC , ϕ 0 = 80 % Tính các thông số còn lại của không khí như sau: Phần áp suất bão hòa hơi nước: - Pb 0 = exp[12 − 4026.42 4026.42 ] = exp[12 − ] = 0.0335 235.5... khí khô thực tế lưu chuyển trong thiết bị Lượng không khí khô cần thiết: Ltt = W 946,67 = = 76344,4 d 2t − d M 0,0409 − 0,0285 kgk3/h Lượng không khí tiêu hao riêng: l tt = 21 Ltt 76344,4 = = 80 ,645 W 946,67 kgk3/kgẩm 21 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h Tra PL5[2] ta được:v1 =1,0665 m3/kgk3 v2 =0,996 m3/kgk3 Do đó lưu lượng không khí thực tế là: Ltt ( v1 + v 2 ) 76344,4.(1,0665... lưu tự nhiên của không khí bên ngoài (trần hầm sấy nằm ngang) là: 18 18 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h α2tr=1,3 α2 =1,3.4.058=5.2754 (W/m2K) ktr = 0.397(W/m2K) Diện tích trần hầm sấy: Ftr = Lh.BN = 16,4.6 = 98,4 (m2) Tổn thất nhiệt qua trần: Qtr = 3,6Ftr.ktr.∆ttb = 3,6.98,4.0,397.39=5484,7 (kJ/h) c.Tổn thất nhiệt qua nền Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy là: ttb = 650C... = Q mt 43719,46 = = 46,2 W 946,67 kJ/kga 2.4.1.4.Tổn thất nhiệt trong quá trình sấy thực ∆ = Cn.tv1 – ( qvl + qCT + qmt ) ∆ = 4,18.26 – ( 16,537+10,27 +46,2) = 35,67 (kJ/kg ẩm) 2.4.2.Tính toán quá trình sấy thực tế 19 19 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 2.4.2.1.Thông số của không khí sau thiết bị sấy -Hàm ẩm: Trong đó: i1 = r + 1,482.t1 = 2500 + 1,842.80 = 2647,36 kJ/kgk3 i... 1,842.80 ) = 155,24 kJ/kgk3 - Phần áp suất bão hòa của hơi nước: Pb1 = exp[12 − - 4026,42 4026,42 ] = exp[12 − ] = 0,4667 235,5 + t1 235,5 + 80 bar Độ ẩm tương đối của không khí: ϕ1 = d 1 B 0,0283 0,993 = = 0,093 = 9,3% Pb1 ( 0,622 + d 1 ) 0,4667.( 0,622 + 0,0283) 2.2.1.5.Lưu lượng không khí khô lý thuyết a.Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị Lượng không khí khô cần thiết: Llt = W 946,67 . thống sấy hầm 7 7 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 8 8 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 9 9 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất. xuất rau sấy 3 3 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 4 4 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h 1.2.Giới thiệu về phương pháp sấy 1.2.1.Định nghĩa Sấy. nguyên liệu sấy khác nhau.Với nguyên liệu là rau, năng suất sấy là lớn,độ ẩm 6 6 Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h cuối yêu cầu không quá thấp,ta chon hệ thống hầm sấy với