THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY, TẦNG SÔI, DÒNG CAO TẦNG, BỨC XẠ

THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY, TẦNG SÔI, DÒNG CAO TẦNG, BỨC XẠ

GVHD: Thầy Nguyễn Lê Hồng Sơn

KỸ THUẬT SẤY

THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY, TẦNG SÔI, DÒNG CAO TẦNG, BỨC XẠ

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Tổng quan1

6 Thiết bị phụ trong hệ thống

Sấy là quá trình tách lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là phơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là bất lợi trong mùa mưa Vì vậy, trong

nhiều lĩnh vực sản xuất người ta phải sấy nhân tạo.

Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên

Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau.

- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi

trạng thái pha lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong sản xuất đề chứa pha lỏng là nước và người ta gọi là ẩm.

- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong quá trình sấy được tiến hành theo các phương pháp truyền nhiệt đã biết.

Vai trò của sấy trong sản xuất và đời sống

TỔNG QUAN

Phân loại kỹ thuật sấy:

1 Dựa vào tác nhân sấy: sấy không khí hay khói lò, sấy thăng hoa, sấy

bằng dòng điện cao tần

2 Dựa vào áp suất làm việc: sấy chân không, sấy ở áp suất thường

3 Dựa vào phương pháp làm việc: máy sấy liên tục, máy sấy gián

đoạn

4 Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: sấy tiếp

xúc hay sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy bằng dòng điện cao tầng

5 Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục,

sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun,

6 Dựa vào chuyển động tương đối của tác nhân sấy và vật liệu sấy:

sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng,…

Các thiết bị sấy cơ bản:

- Thiết bị sấy đối lưu

- Thiết bị sấy bức xạ

- Thiết bị sấy tiếp xúc

- Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần

- Thiết bị sấy thăng hoa

- Thiết bị sấy chân không thông thường

vào đầu này, ra đầu kia

Hệ thống sấy thùng quay chuyên

dùng sấy vật liệu dạng hạt hoặc dạng cục nhỏ, độ ẩm thường lấy đi là độ

ẩm bề mặt

Cánh khuấy

Nhiệm vụ của các cánh

khuấy là để đảo trộn cho các

VLS cho đều và để làm cho

các VLS tăng khả năng trao

đổi nhiệt và làm cho vật liệu

sấy thoát hơi ẩm nhanh hơn và

làm giảm bớt thời gian sấy Và

1.Thùng quay 2.Vành đi đỡ 3.Con Lăn đỡ 4.Bánh răng 5.Phễu hứng sản phẩm 6.Quạt hút 7.Thiết bị lọc bụi 8.Lò đốt 9.Con lăn chặn 10.Mô tơ quạt chuyển động 11.Bê tông 12.Băng tải13.Phểu tiếp liệu 14.Van điều chỉnh 15.Quạt thổi

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1- 6o Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (2) Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ (3), khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1 bệ đỡ (11) có thể thay đổi để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều chỉnh thời gian lưu vật liệu trong thùng

Thùng quay được là nhờ có bánh răng (4 ) Bánh răng (4) ăn khớp với với bánh răng dẫn động (12) nhận truyền động của động

cơ (10) qua bộ giảm tốc

Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa(14)và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó.

Vận tốc của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2- 3 m/s,thùng quay 5-8 vòng/phút Vật liệu khô ở cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích (12) vận chuyển vào kho

Khói lò hay không khí thải được quạt (7) hút vào hệ thống tách bụi,…

để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải Các hạt bụi thô được tách

ra, hồi lưu trở lại băng tải xích (12) Khí sạch thải ra ngoài Có nhiều loại thiết bị lọc bụi hình bên là thiết bị lọc bụi kiểu Xyclon

2.2 Ưu nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay

Nhược điểm :Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn

Do đó trong nhiều trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

sấy

Máy sấy thùng quay được sử dụng để sấy các loại vật liệu dạng bột hoặc hạt nhỏ ẩm ướt Đặc biệt thích hợp cho các loại nguyên liệu có khuynh hướng bị rối hoặc dính vào nhau trong băng chuyền hoặc khay sấy Tuy nhiên do va đập, cọ xát trong máy, chúng chỉ hạn chế sử dụng cho tương đối ít loại sản phẩm (ví dụ: hạt đậu, hạt cacao, café,…) Máy

có cấu tạo chuyên biệt cho việc làm khô nhanh chóng các vật liệu

Nó vận hành đơn giản, tiêu thụ điện năng thấp và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp

2.3 Ứng dụng:

Hệ thống sấy cát Sấy Cafe Thùng Quay

Sấy bức xạ là phương pháp sấy dùng dòng nhiệt bức xạ để gia nhiệt và sấy khô vật lệu Nguồn nhiệt bức xạ thường dùng là đèn hồng ngoại,điện trở (dây,tấm hay thanh điện trở), dùng nhiên liệu lỏng hay khí, tấm kim loại được đốt nóng tới nhiệt độ nhất định để vật nóng phát ra bức xạ hồng ngoại.

Ngoài ra sấy bằng bức xạ cũng được dựa trên sự hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt của nhiên liệu sấy (phương pháp tự nhiên)

Bản chất của quá trình sấy bức xạ:Là sự bốc hơi nước của sản phẩm ở nhiệt độ bất kì Là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở

bề mặt và bên trong vật liệu

5 HỆ THỐNG SẤY BỨC XẠ

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY BẰNG BỨC XẠ

Phương pháp tự nhiên: phơi nắng

Phương pháp nhân tạo:

- Thiết bị sấy bức xạ dùng hồng ngoại

- Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

- Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt

độ ẩm cần thiết Hiệu quả của quá

trình phơi nắng phụ thuộc vào nhiệt

độ và độ ẩm tương đối của không khí, tốc độ gió,loại và điều kiện của

nguyên liệu…

+ Không chủ động,hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết.

+ Không thực hiện được liên tục hoặc trong suốt cả năm

+ Tổn thất do gãy vỡ, chim chóc, chuột, bị lẫn đất cát và dễ bị ẩm khi trời mưa, vì vậy phải có những dụng cụ hay xây dựng sân phơi đặc biệt

+ Không phù hợp cho một lượng lớn nhiên liệu được thu hoạch trong một thời gian ngắn

+ Tốn nhiều công lao động và không cơ giới hóa được

Thiết bị loại này có kết cấu gọn nhẹ và dễ điều khiển chế độ sấy Thường dùng đèn hồng ngoại hay dây điện trở lồng trong ống gốm hoặc tấm điện trở làm nguồn bức xạ nhiệt.

Trong hệ thống sấy bức xạ, năng lượng để nung nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi của ẩm và cấp cho quá trình bay hơi ẩm chính là năng lượng bức xạ phát ra từ các nguồn bức xạ (đèn hồng ngoại, dây điện trở)

Phương pháp nhân tạo:

Thiết bị sấy bức xạ dùng hồng ngoại

1.Quạt,

2.Tang quay,

3.Phễu cấp vật liệu sấy,

4.Ống thải tác nhân sấy,

5.Buồng sấy,

6.Đèn phát tia hồng ngoại,

7.Băng tải,

8.Cửa ra sản phẩm

Dùng đèn hồng ngoại có ưu điểm là quán tính nhiệt không đáng

kể, điều khiển dễ dàng Nhược điểm là do toàn bộ sóng hồng ngoại phát ra có bước sóng khá rộng từ 0.76 ÷ 400μm, khi dùng sấy nông m, khi dùng sấy nông sản để tách nước lại cần bước sóng thấp từ 0.4 ÷ 40μm, khi dùng sấy nông m, do đó tiêu hao năng lượng cao, hiệu suất thiết bị thấp

Để quá trình bay hơi ẩm tốt và tránh cho vật liệu sấy bị đốt nóng quá mức người ta dùng quạt đối lưu cưỡng bức tác nhân sấy (không khí) Vì vậy mà hệ thống sấy bức xạ còn gọi là hệ thống sấy bức xạ - đối lưu

1.Cửa vào vật liệu sấy, 2.Thân tháp, 3.Đèn phát tia hồng ngoại, 4.Cửa ra

Ở hệ thống sấy tháp bức xạ - đối

lưu thì thời gian sấy phụ thuộc vào

tốc độ tự chảy của hạt và tổng

chiều dài máng nghiêng Năng suất

sấy phụ thuộc vào chiều rộng,

chiều dày,tốc độ chảy của lớp hạt

Chiều cao của tháp phụ thuộc vào

Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

1.Thanh điện trở 2.Giá treo vật liêu3.Lớp cách nhiệt 4.Khung máy

Thiết bị nguồn nhiệt là dây điện

trở đặttrong ống kim loại, thanh

điện trở hay điện trở tấm Công

suất riêng trên đơn vị diện tích bề

mặt khá lớn Thiết bị sấy bức xạ

thường bố trí các thanh điện trở

đặt ở xung quanh vách buồng sấy

Vật liệu sấy được treo trên giá

trong buồng sấy

Phương pháp này rẻ tiền hơn sử dụng điện nhưng có nhược điểm là vận hành phức tạp,sản phẩm cháy thoát ra gây ô nhiễm môi trường.

Trong thiết bị sấy bức xạ dùng hơi đốt, bề mặt bức xạ là các tấm gạch chịu lửa được gia nhiệt bẳng khí ga Thiết bị này dùng để sấy giấy (người ta có thể dùng máy sấy lô)

Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt

Ưu điểm:

+ Cường độ bay hơi ẩm lớn hơn vài lần so với phương pháp sấy đối lưu và tiếp xúc do dòng nhiệt bức xạ trên đơn vị diện tích lớn hơn

đáng kể

+ Thiết bị gọn nhẹ, chiếm ít diện tích

+ Thời gian sấy cho phép rút ngắn, do đó tăng năng suất và giảm giá thành sản phẩm

Nhược điểm:

+ Sản phẩm sấy dễ nứt và cong vênh Vì vậy các vật liệu như gỗ, men

sứ không thích hợp với kiểu sấy này

+ Phương pháp sấy bức xạ thích hợp với các vật liệu mỏng như vải, giấy, các chi tiết kim loại sơn hay các sản phẩm xi mạ

CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG SẤY

6.1 Calorifer

Có nhiệm vụ đốt nóng không khí đến một nhiệt độ theo yêu cầu để cung ấp nhiệt cho VLS đồng thời giảm độ ẩm tương đối để tăng khả năng nhận ẩm

Tùy theo nguồn cung cấp nhiệt lượng mà ta có:

- Calorifer điện

- Calorifer hơi nước

- Calorifer khói thải

6.2 Quạt

Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển ( hút và đẩy) đưa không khí qua Calorifer vào thiết bị sấy

để thực hiện quá trình sấy và mang

ẩm thải ra môi trường Cấu tạo và cách chọn quạt theo lưu lượng ta

đã được học trong giáo trình “ Bơm quạt và Máy nén

6.3 Buồng đốt

Buồng đốt trong thiết bị sấy khác với buồng đốt trong lò hơi.Buồng đốt trong thiết bị sấy có thể sử dụng nhiên liệu sấy vì nhiệt độ của môi chất yêu cầu thấp( thường không vượt quá 900-1000C)

6.4 Thiết bị truyền tải

Thiết bị truyền tải trong HTS được hiểu là thiết bị vận chuyển VLS trong TBS trước cũng như sau khi sấy Thiết bị truyền tải

co thể là xe goòng, băng tải,…

- Kết cấu và kích thước của xe goòng phụ thuộc vào hầm sấy -Để VLS không rơi, chiều rộng của băng tải không nên nhỏ hơn 500mm Các thông số của băng tải được xác định theo năng suất thể tích

Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ

Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏ và rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều

2.1.3 Cyclone