Thiết Kế Hệ Thống Sấy Thóc Sử Dụng Tháp Sấy Với Năng Suất 1500 Kg

Đồ án môn học này nhằm thiết kế hệ thống sấy thóc với năng suất 1500 kg khô/h bằng thiết bị sấy tháp, với tác nhân sấy là hỗn hợp khói và không khí.. - Mày thóc: trong quá trình sấy, bả

LỜI NÓI ĐẦU

Từ đầu thế kỷ XIX đến nay, khoa học kỹ thuật đã phát triển vô cùng mạnh mẽ Nó

đã giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất lên hàng chục lần Các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đã đóng góp cho loài người nhiều phát minh mới, phát triểncác loại máy móc phục vụ cho cuộc sống tiện nghi của loài người

Ngày nay, đối với nước ta, năng suất của người lao động được nâng lên rất cao nhờ sự giúp sức của nhiều loại máy móc hiện đại, các phương pháp nuôi trồng tiên tiến Sản lượng lương thực, thực phẩm hàng năm không những đủ dùng mà còn xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới Các loại lương thực, thực phẩm đều dễ bị hư hỏng ở điều kiện khí hậu bình thường Do đó muốn bảo quản lương thực, thực phẩm được lâu dài để có thể dễ dàng vận chuyển đi xa thì không còn cách nào khác là chúng ta phải sấy khô hoặc ướp lạnh lương thực, thực phẩm sau đó bảo quản ở môi trường thích hợp Ngoài kỹ thuật lạnh, sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là ngành công nghiệp chế biến nông – hải sản Trong nông nghiệp, sấy là một trong những công đoạn quan trọng sau thu hoạch Quá trình sấy không chỉ là tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn ít năng lượng và chi phí vận hành thấp Chẳng hạn trong chế biến nông – hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo duy trì mầu sắc, hương vị, các vi lượng v.v

Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với thóc người ta có thể dùng các phương pháp sấy như : phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp Đồ án môn học này nhằm thiết kế hệ thống sấy thóc với năng suất 1500 kg khô/h bằng thiết bị sấy tháp, với tác nhân sấy là hỗn hợp khói và không khí

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng đồ án chắc chắn không tránh khỏi các thiếu sót Em mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của Thầy Cô và các bạn

 

CHƯƠNG 1 VẬT LIỆU SẤY

1.1 Giới thệu sơ lược về vật liệu cần sấy – thóc :

1 1.1 Cấu tạo của hạt thóc :

Hạt thóc nhìn từ ngoài vào có các bộ phận chính: mày thóc , vỏ trấu, vỏ hạt, nộinhủ, phôi

Awn: râu lúa Lemma: vỏ Starchy endosperm: nội nhũ tinh bột Aleurone: hạt alơron

Tegmen: vỏ Palea: mày Pericap: vỏ hạt Sterile: vỏ bao nhỏ Embryo: mầm, phôi Scutellum: vảy nhỏ Epiblast: lá mặt Coleoptile: lá bao mầm Plumule: chồi mầm Radicle: rễ mầm Coleorhize: thân mầm Rachilla: cuống hạt

Hình 1 - Cấu tạo hạt thóc

- Mày thóc: trong quá trình sấy, bảo quan, mày thóc rụng ra làm tăng lượngtạp chất trong thóc.

- Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hướng của môi trường và sựphá hoại của sinh vật, nấm mốc

- Vỏ hạt: bao bọc nội nhủ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit va protit

- Nội nhũ: là thành phần chính và chủ yếu nhất của hạt thóc, 90% là gluxit

- Phôi: nằm ở góc dưới nội nhũ, làm nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong nội nhũ đẻ nuôi mộng khi hạt thóc nảy mầm

để xay xát ngay hoặc để tồn trữ lâu dài hoặc để làm giống mà yêu cầu làm khô và côngnghệ sấy khác nhau Quá trình sấy phải làm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ

ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trong hạt thóc so với bên ngoài

là nhỏ nhất Độ ẩm an toàn của thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậucũng như điều kiện bảo quản Khi thóc có độ ẩm từ 13-14% (cắn thử hạt thóc thấy giòn),

có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, nếu muốn bảo quản dài hơn 3 tháng thì độ ẩm củathóc tốt nhất từ 12-12,5% Độ ẩm thóc, công nghệ sấy cũng ảnh hưởng tới hiệu suất thuhồi gạo và tỷ lệ gạo gãy trong quá trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho quá trình xay xát từ13-14%

Khối lượng riêng : Thóc khô :  = 500 kg/m3

Khối lượng 1000 hạt : (24  30) g

1 = 22% ; 2 = 14%

Nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép: < (50  60) 0C

1.1.4 Các đặc tính chung của khối thóc :

- Tính tan rời : là đặc tính khi đổ thóc từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm

ngang,

thóc tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón Góc tạo thành bởi đườngsinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tựnhiên của khối hạt Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạtnên còn gọi là góc ma sát trong, kí hiệu φ1 Dựa vào độ tan rời này để xác định để xácđịnh sơ bộ chất lượng và sự thay đổi chất lượng của thóc trong quá trình sấy và bảoquản Đối với thóc , góc nghỉ khoảng từ 32 ÷ 400

Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khihạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt gọi là góctrượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu φ2 Trường hợp không phải là một hạt mà là mộtkhối hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên

Loại hạt có dạng hình cầu, bề mặt hạt nhẵn như đậu, loại hạt không có hình cầu và

bề mặt hạt xù xì như thóc thì góc nghỉ và góc trượt lớn

Độ tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiều tạp chất rác thì độ rời càng nhỏ

Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm

Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo

quản Nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bịnén chặt , độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời

- Tính tự chia loại : Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc

lép, tạp chất), không đồng nhất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỷ trọng) do đótrong quá trình di chuyển tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng, gọi là tính tựchia loại của khối hạt Hiện tượng tự chia loại ảnh hưởng xấu cho việc làm khô, bảoquản Những vùng nhiều hạt lép, tạp chất dễ hút ẩm , dễ bị cuốn lẫn theo tác nhân sấytrong quá trình sấy

- Độ hổng của khối thóc : là khoảng không nằm trong khe hở giữa các hạt, có

chứa đầy không khí Được tính bằng phần trăm thể tích khoảng không gian của khe

hở giữa các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ Trong quá trình sấy, khốithóc cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho quá trình truyền và trao đổi nhiệt,

ẩm với tác nhân sấy được dễ dàng

- Tính dẫn, truyền nhiệt : Quá trình dẫn và truyền nhiệt trong khối thóc thực

hiện theo hai phương thức luôn tiến hành song song và có quan hệ chặt chẽ với nhau

đó là dẫn nhiệt và đối lưu Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của thóc là hệ

số dẫn nhiệt   0,12  0,2 Kcal/mh0C Và sự trao đổi nhiệt đối lưu giữa lớp hạtnóng và lớp hạt nguội mới vào Cả hai đặc tính này của thóc đều rất nhỏ nhưng củngảnh hưởng đến quá trình sấy

- Tính hấp thụ và nhả các chất khí , hơi ẩm : Là khả năng hấp thụ và nhả

các chất khí , hơi ẩm của thóc trong quá trình sấy, thường là hiện tượng hấp thụ bềmặt Vì vậy trong quá trình sấy xảy ra nhiều giai đoạn: Sấy  ủ  sấy  ủ để giúpvận chuyển ẩm ra bề mặt thóc đẻ thóc được sấy khô đều

1.2 Sử dụng thóc sau sấy:

Thóc sau khi sấy được dùng để làm lương thực hoặc để làm thóc giống - dự trữ Vì vậythóc sau khi sấy phải bảo đảm được các yêu cầu:

- Hạt thóc còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo

- Hạt thóc còn giữ nguyên kích thước và màu sắc

- Có mùi vị đặc trưng của thóc, không có mùi lạ khác ( của tác nhân sấy )

- Thóc không bị rạn nứt, gãy vụn, đặc biệt là thóc giống phải đảm bảo được khảnăng sống của hạt sau sấy

- Có độ ẩm đạt độ ẩm bảo quản, không là môi trường cho mối mọt

1.3 Giới thiệu quy trình công nghệ

Lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á vàchâu Phi Nó cung cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người Lúa là các loàithực vật sống một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản(2-2,5 cm) và dài 50-100 cm Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành các cụm hoa phânnhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loạicây ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 2-3 mm Cây lúa non được gọi là mạ Sau khi ngâm ủ,người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ

hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau mộtkhoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính Sản phẩm thu được từ cây lúa

là thóc khoảng 85 ngày sau khi gieo xuống ruộng Sau khi loại tạp chất , phân loại thì lúađược đem đi sấy và cuối cùng xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm cho nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất

Hình 3 - Tóm tắt quy trình công nghệ

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY

2.1 Chọn phương pháp sấy , hệ thống sấy

2.1.1 Giới thiệu phương pháp sấy nóng

Để sấy thóc , ta dùng phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối  giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy giảm Mặt khác, do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng lên do đó phân

áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy củng tăng theo Nghĩa là ở đây có sự chênh lệch phân áp suất giữa bề mặt vật liệu sấy và môi trường, nhờ đó mà có sự dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào môi trường

Có 2 cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường:

- Giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó

- Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy

2.1.2 Chọn dạng hệ thống sấy

Trong phương pháp sấy nóng , với thóc người ta thường sử dụng hệ thống sấy đối lưu

Hệ thống sấy đối lưu gồm các dạng : HTS buồng, HTS hầm, HTS tháp, HTS thùng quay, HTS khí động, HTS tầng sôi, HTS phun

Trong đó ta thấy:

- HTS buồng: Năng suất thường nhỏ, VLS được đặt cố định trên quá trình sấy hoặc

xe goòng nên cố định trong suốt quá trình sấy QTS không được đồng đều Để khắcphục thì người ta bố trí cách đưa TNS theo đường dích dắc tạo nên sự đồng đều cho sảnphẩm sấy Hệ thống này chỉ phù hợp các VLS mà ta khó làm cho nó bị xáo trộn đượctrong quá trình sấy, đó là những VLS : Tấm gỗ, gạch, ngói … Trong khi đó thóc rất dễxáo trộn Không dùng thiết bị này

- HTS hầm : Có năng suất lớn hơn HTS buồng, QTS không theo chu kỳ như HTSbuồng mà liên tục Nhưng HTS này vẫn có nhược điểm giống HTS buồng Không dùng

để sấy thóc

- HTS phun : Chỉ dùng để sấy các dung dịch huyền phù Không dùng để sấy thóc

- HTS tháp : Có thể sấy liên tục với năng suất cao Rất phù hợp cho sấy hạt, VLSchảy liên tục từ trên xuống dưới dưới tác dụng của trọng lực bản thân Trong quá trìnhsấy VLS được xáo chộn đều cùng TNS Sản phẩm sấy đồng đều Hơn nữa việc phânvùng TNS nóng – lạnh cũng dễ dàng áp dụng được hiệu ứng A.V.Luikov

- HTS thùng quay: Cũng như HTS tháp, HTS này cũng rất phù hợp để sấy hạt VLSđược xáo trộn nhờ cánh xáo chộn khi thùng quay TNS vào đầu này và ra khỏi đầu kiacủa thùng sấy QTS được liên tục HTS này có ưu điểm xáo chộn đồng hơn nhiều so vớiTHS tháp do có cánh xáo chộn được dẫn động nhờ một động cơ quay Nhưng cũng điềunày mà nó chỉ hiệu quả khi sấy với năng suất trung bình còn khi sấy với năng suất lớn thìviệc dẫn động cho thùng quay cũng đòi hỏi tốn kém và phức tạp

- HTS tầng sôi: Ngay tên gọi của HTS ta đã hình dung được VLS luôn xáo chộntrong quá trình sấy VLS phù hợp vẫn là dạng hạt, dưới tác dụng của TNS với thông sốthích hợp VLS luôn bồng bềnh Quá trình sấy liên tục do hạt khô nhẹ sẽ ở phần trên của

lớp sôi lấy ra khỏi TBS Trong HTS tầng sôi, truyền nhiệt và ẩm giữa TNS và VLS làrất tốt nên trong các HTS hạt hiện có thì sấy tầng sôi có năng suất lớn, thời gian sấynhanh và VLS được rất đều.

Như vậy 3 HTS tháp – thùng quay – tầng sôi đều phù hợp cho sấy thóc Nhưng xét

về chi phí đầu tư và chất lượng sản phẩm thì sấy tháp phù hợp hơn cả cho sấy thóc HTSnày có chi phí đầu tư thấp hơn cả, việc xáo trộn VLS là do chính trọng lực của nó gây ra,không cần phải tác động bên ngoài như :

Quay : HTS thùng quay cần có động cơ để làm quay thùng tốn công suất cho độngcơ

Bồng bềnh : HTS tấng sôi, TNS phải có áp lực nhất định thì mới thổi lớp VLS thànhmàng bồng bềnh

Và hơn cả là VLS vẫn đảm bảo yêu cầu Thóc sấy đạt độ ẩm từ 20% xuống 15%,

có độ ẩm tương đối đồng đều

Còn nếu sản phẩm sấy đòi hỏi có yêu cầu cao hơn thì việc chọn HTS thùng quay

+ Thóc có lớp vỏ trấu bên ngoài khi sấy bằng khói sẽ không làm ảnh hưởng tớichất lượng của hạt gạo

+ Khói là TNS rẻ tiền nhất vì không cần tới calorife mà chỉ cần buồng hoà trộn,chi phí nhỏ hơn rất nhiều

Như vậy khói vừa đảm bảo được là TNS lại tạo ra kinh tế hơn Khói là TNS phùhợp nhất

+ Bên cạnh đó khói cũng có nhược điểm :

Trong khói có nhiều bụi cản trở dòng TNS, tốn năng suất cho quạt

Trong buồng đốt người ta đốt cháy nhiên liệu với hệ số không khí thừa thích hợp để quá trình cháy tốt nhất , khói thoát ra sẽ được đưa vào buồng hòa trộn , ở đây người ta đưa thêm không khí hòa trộn với khói để tạo thành môi chất sấy có nhiệt độ thích hợp Sau đó môi chất sấy được đưa vào buồng sấy để thực hiện quá trình sấy rồi thải ra ngoài

Tháp sấy với năng suất : G2 = 1500 kg khô/h

Thời gian sấy khi sấy thóc trong các hệ thống sấy tháp thường nằm trong khoảng

( 0,75  1,5 ) h ( Theo Trang 232 – Tài liệu 1 )

Vì vậy ta chọn : τ = τs + τlm = 1,2 h

2.3.1 Thiết bị sấy tháp và chọn sơ bộ kết cấu :

Tháp sấy là một không gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với chiềurộng và chiều dài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn và thải tác nhân xen

kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy (đặc điểm này khác với các thiết bị sấy buồng vàhầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trìnhtrao đổi nhiệt sấy và nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải ra ngoài Vật liệu sấy chuyểnđộng từ trên xuống dưới từ tính tự chảy do trọng lượng bản thân của chúng Tháp sấynhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiềuvừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trêncác bề mặt đó Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2thành phần : thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫnnhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó

Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đấttheo chuyển động thẳng đứng hoặc dzích dzắc trong tháp sấy Để tăng năng suất thiết bịngoài phương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độ đáng kể người ta còntìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ này có thể từ

0.2 ÷ 0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s hoặc lớn hơn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống góp kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượt quá 6m/s để tránh hạt bị cuốn theo tác nhân đi vào hệ thống thải ẩm (đọng lại trong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải…)

* Kết cấu tháp sấy :

Ở đây ta chọn tháp sấy gồm 2 vùng sấy và một vùng làm mát Bên trong tháp là các kênh gió nóng và kênh thải ẩm (gọi là kênh dẫn và kênh thải) được bố trí xem kẽ nhau Khoảng cách giữa các kênh khoảng 70 đến 90 mm để đảm bảo cho thóc chuyển động dễ dàng từ trên xuống dưới tháp

Kết cấu bên trong và cách bố trí các kênh dẫn kênh thải:

2.3.2 Chọn chế độ sấy :

Ở đây là chế độ sấy đối lưu Do yêu cầu sử dụng vật liệu sau sấy , nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép thấp ( khoảng 50 đến 60 0C ) Vì vậy trong thiết bị sấy tháp ta tổ chức sấy phân vùng ( 2 vùng ) và sau cùng là một vùng làm mát ( như đã chọn kết cấu ở trên ) đến nhiệt độ gần bằng nhiệt độ môi trường để đưa vào kho bảo quản hay chế biến

1) Chọn thông số không khí ngoài trời

Thông số ngoài trời được xác định dựa vào điều kiện khí hậu ngoài trời tại nơi lắp đặt công trình, cũng như đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt trong suốt quá trình sản xuất Trong đồ án môn học này em chọn vị trí lắp đặt công trình là tại Đà Nẵng

Thông số khí hậu tại Đà Nẵng như sau:

Nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất : ttb = 18,8 0C

Độ ẩm ban đầu của thóc sấy 1 = 22 %

Độ ẩm của thóc sau khi sấy 2 = 14 %

Như vậy ta chọn được các thông số trạng thái không khí ngoài trời :

2) Chọn độ ẩm vật liệu sấy tương ứng cho các vùng :

Theo yêu cầu và kinh nghiệm ta lấy độ ẩm trong các vùng sấy và vùng làm mát như sau :

+ Vùng sấy thứ nhất : 11 = 22 % ; 21 = 18 % ; tb = 20 %

+ Vùng sấy thứ hai : 12 = 21 = 18 % ; 22 = 15 % ; tb = 16,5 %

+ Vùng làm mát : 13 = 22 = 15 % ; 23 = 14 % ; tb = 14,5 %

3) Nhiệt độ tác nhân sấy trong thiết bị sấy tháp :

Nhiệt độ tác nhân sấy trong thiết bị sấy tháp dùng sấy thóc khoảng (80  140) 0C ,

do yêu cầu sử dụng ta chọn t1 như sau :

+ Đối với vùng sấy thứ nhất : t11 = 110 0C

+ Đối với vùng sấy thứ hai : t12 = 140 0C

+ Đối với vùng làm mát : t13 = 18,8 0C

4) Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi 2 vùng sấy và vùng làm mát:

- Nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt Nếu ta chọn thời gian lưu lại của hạt trong một

vùng τ1 = τ2 = τ3 = 0,4 h , theo CT 10.11 ( Trang 210 – Tài liệu 1 ) ta có nhiệt độ cho phépđốt nóng hạt trong các vùng tương ứng bằng :

- Nhiệt độ TNS ra khỏi các vùng Theo điều kiện 11.1 ( Trang 232 – Tài liệu 1 )

t2 ≤ th + (5  10) 0C và nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt đã tính ở trên ta chọn :

+ Vùng sấy thứ nhất : t21 = 39 0C+ Vùng sấy thứ hai : t22 = 43 0C+ Vùng làm mát : t23 = 25 0C

5) Nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi 2 vùng sấy và vùng làm mát :

Chọn theo kinh nghiệm, và nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép Trong đó nhiệt độ ra của các vùng lấy theo nhiệt độ TNS ra khỏi các vùng bằng quan hệ :

+ Nhiệt độ thóc vào vùng sấy 1: 11 = to =18,8 0C

+ Nhiệt độ thóc ra khỏi vùng sấy 1: 21 = 34 0C

+ Nhiệt độ thóc vào vùng sấy 2 : 12 = 21 = 34 0C

+ Nhiệt độ thóc ra khỏi vùng sấy 2: 22 = 38 0C

0,15−0,14 1−0,15 = 17,65 kg/h

W1 = G21

ω11−ω21100−ω11 = 1573,17

0,22-0,18

1−0 ,22 = 80,68 kg/h

⇒G1 = G11 = G21 + W1= 1573,17 + 80,68 = 1653,85 kg/h

2.3.4 Tính toán quá trình cháy và quá trình hòa trộn

+ Trạng thái không khí trước khi vào tháp sấy

Trạng thái không khí ban đầu được chọn theo thông số không khí ngoài trời

0 = 82,3 % I0 = 47,6 kJ/kg kk

Hình 6 - Đồ thị I – d : Quá trình sấy lý thuyết

+ Nhiệt trị cao của than :

+ Thông số khói sau buồng đốt ( trước buồng hòa trộn )

Trên đồ thị I – d trạng thái này được biểu diễn bởi điểm K Để xác định điểm này trên đồ thị I – d ta xác định lượng chứa ẩm dk và entanpy Ik của nó

Nếu lấy hệ số không khí thừa buồng đốt αbđ = 1,2 thì lượng chứa ẩm của khói :

dk =

( 9H + A )+αbdL0d o

(αbdL0+1)−{Tr+(9H + A)} =

(9.0,027 + 0,25)+1,2.4 ,857.0,0113 (1,2 4,857+1)−{0 ,206+(9.0,027 + 0,25)}

Ở đây ta chọn hiệu suất buồng đốt ηbđ= 75 %

Nhiệt dung riêng và nhiệt độ nhiên liệu tương ứng lấy bằng :

Cnl= 0,120 kJ/kgK ; t nl = 18,8 0C

Khi đó entanpy của khói sau buồng đốt bằng :

Ik =

14953.0 ,75+ 0,12.18,8+1,2.4,857.47,6 (1,2 4,857+1)−{0 ,206+(9.0,027 + 0,25)} = 1875,296 kJ/kg kk

+ Hệ số không khí thừa sau các quá trình hòa trộn :

αi =

Q c ηbđ+ Cnl.t nl −(9H + A )iai−{1−( 9H + A+Tr)}C pk t li

L0{d0(iai−ia0)+C pk (t li- t0)}

(2.8)Với nhiệt độ tli đã chọn ta tính được :

+ Thông số khói lò sau buồng hòa trộn ( Trước khi vào các vùng sấy ) :

Trạng thái này là trạng thái hỗn hợp giữa khói lò sau buồng đốt ( Điểm K ) và không khí ngoài trời ( Điểm A ) Do đó điểm hòa trộn H phải nằm trên đường thẳng AK.Lượng chứa ẩm của trạng thái H

d1i=

( 9H + A )+α i L0d o

(α i L0+1)−{Tr+(9H + A )}

(2.9)Thay αi và các đại lượng đã biết vào ta tính được lượng chứa ẩm của khói trước khivào các vùng sấy :

d11 =

(9.0,027 + 0,25)+22.4 ,857.0,0113 (22.4,857+1)−{0,206+(9.0,027 + 0,25)} = 0,01587 kg ẩm / kg kk

d12 =

(9.0,027 + 0,25)+16.4,857.0 ,0113 (16.4,857+1)−{0,206+(9.0,027 + 0,25)} = 0,01768 kg ẩm / kg kk

Từ đồ thị I – d với trạng thái H được xác định bởi cặp thông số (tli ; dli) ta có thể xácđịnh entanpy Ili của khói lò trước khi vào các vùng sấy Hoặc có thể xác định theo công thức :

2.3.5 Xác định kích thước sơ bộ của tháp sấy

Hình 7 - Kích thước và bố trí kênh nạp khí nóng và khí thải ẩm máy sấy tháp

Thể tích của thóc chứa trong tháp :

B, L, H - là chiều rộng, chiều dài, chiều cao của thiết bị sấy

Chọn L = 1,4 m ( Chiều dài của tháp sấy hay chiều dài của máng dẫn )Chọn số lượng máng dẫn ( kênh dẫn hoặc kênh thải ) trong mỗi dãy : k = 3

Chiều rộng tháp sấy :

B = 2k tn + 0,1 = 6.0,1 + 0,1 = 0,7 m ( tn = 0,1 m – Chiều rộng máng dẫn)Mặt khác thóc khi di chuyển từ trên xuống qua các kênh dẫn ( kênh thải ) sẽ không điền đầy các khoảng trống xung quanh các kênh dẫn ( kênh thải ) Thực tế với xu hướng di chuyển từ trên xuống chúng sẽ tạo ra các vết lõm phía bên dưới các kênh dẫn ( kênh thải ) Do đó :

n - Số kênh dẫn và kênh thải

L - Chiều dài của máng dẫn = chiều rộng của thiết bị sấy

FK - Tiết diện kênh

Ta có :

B L H = Vth + 1,25(n L FK)