Đồ án Thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay 1500kg một giờ

Đồ án môn học Thiết kế hệ thống sấy thùng quay MỞ ĐẨU Đường saccarose chất có vị tự nhiên loại thực phẩm bổ dưỡng cung cấp nhiều lượng cho thể người Đường dùng trực tiếp hay dùng làm nguyên liệu công nghệ sản xuất thực phẩm : công nghệ sản xuất đồ hộp , làm bánh kẹo, làm mức, làm rượu, nước giải khát Một công đoạn quan trọng hổ trợ đắc lực công nghệ sản xuất đường giai đoạn sấy đường sau tinh thể đường tạo Việc sấy đường giúp cho việc bảo quản vận chuyển đường thuận lợi nên công đoạn sấy đường công đoạn thiếu cộng nghệ sản xuất đường cát Tính chất nguyên liêu Đường saccarose thành phần quan trọng mía, sản phẩm công nghệ sản xuất đường o Tính chất vật lý: Là chất rắn kết tinh ,không màu, suốt, vị Khối lượng riêng : 1.5879 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy :186-188°c Không tan dầu hỏa, ancol, CS2, bezen, Glyxerin khan, Dễ tan nước độ tan tỉ lệ thuận với nhiệt độ Độ hoà tan đường sacaroza nước Nhiệt độ °c 10 Độ hoà tan g Saccarose/100g nước 179.20 190.50 20 30 203.90 40 50 238.10 260.10 219.50 Nhiệt độ °c 60 70 Độ hoà tan g Saccarose/100g nước 287.30 320.50 80 90 362.20 100 487.20 415.70 o Tính chất hoá học Trong môi trường acid Trong môi trường có tính acid (pH < 7) đường saccarose bị thủy phân thành glucoza fructoza c 12 H 22 o 11 +H o > c H12 o + c H 12 o Phản ứng phản ứng nghịch đảo đường Trong môi trường kềm Dung dịch đường có tính acid yếu nên tác dụng với chất kiềm tạo thành saccarate Phản ứng kiềm áp dụng sản xuất đường phản ứng vôi: Mono canxi saccarate dễ bị phân hủy , tri saccarate khó bị phân huỷ Đặc tính tri saccarate ứng dụng để lấy đường sacarose khỏi mật củ cải Điều kiện pH >8-9 bị nung nóng thời gian dài đường saccarose bị phân hủy tạo thành hợp chất có màu vàng màu nâu [1] CHƯƠNGI TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SAY Quá trình sấy: Sấy trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Như phơi nắng biện pháp sấy tự nhiên đơn giản áp dụng lâu đời nhân gian Tuy nhiên phơi nắng bị hạn chế diện tích sân phơi cần phải lớn, phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa Vì lĩnh vực sản xuất kinh tế xã hội người ta phải áp dụng biện pháp sấy nhân tạo Kết qủa trình sấy: hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên, điều có ý nghĩa quan trọng phương diện khác Ví dụ nông sản thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững bảo quản ; nhiên liệu (than, củi) nâng cao lượng nhiệt cháy; đốt với gốm sứ làm tăng độ bền học; v.v nói chung vật liệu sau sấy giảm giá thành vận chuyển Do ý nghĩa nêu, mà đối tượng trình sấy thật đa dạng: bao gồm nguyên liệu bán thành phần thành phẩm giai đoạn khác trình sản xuất chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác Nói cách khác, kỹ thuật sấy ứng dụng rộng rãi nghành công nông nghiệp Thật sấy trình công nghệ phức tạp, thường đóng vai trò định qui trình sản xuất Ví dụ sản xuất tinh bột, sản xuất chuối sấy v.v Nguyên tắc trì nh sấy, cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha pha lỏng vật liệu thành Hầu hết vật liệu trĩ nh sản xuất chứa pha lỏng nước người ta thường gọi ẩm Như thực tế xem sấy trình tách ẩm nhiệt Việc cung cấp lượng nhiệt cho vật liệu trình sấy tiến hành theo phương pháp truyền nhiệt biết Như có tên gọi tương ứng: cấp nhiệt đối lưu gọi sấy đối lưu; cung cấp dẫn nhiệt gọi sấy tiếp xúc, cấp nhiệt xạ gọi sấy xạ Ngoài có phương pháp sấy đặc biệt: sấy dòng điện cao tần; sấy trường siêu âm, sấy thăng hoa, v.v [2 ] Phương pháp sấy chia làm hai loại: -phương pháp sấy tự nhiên -phương pháp sấy cấp nhiệt ♦♦♦ Phươns pháp sấy tư nhiên có : • ưu điểm: Đơn giản Đầu tư vốn Bề mặt trao đổi nhiệt lớn Dồng nhiệt xạ từ mặt trời tới vật có mật độ lớn(1000w/M) • Nhươc Điểm: Khó thực giới hóa,chi phí lao động nhiều Nhiệt độ thấp nên cường độ sấy không cao Sản phẩm dễ bị ô nhiễm bụi sinh vật, vi sinh vật Chiếm diện tích mặt sản xuất lđn Nhiều sản phẩm sấy tự nhiên chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu ♦♦♦ Phươns pháp cung cấp nhỉêt: • TBS đối lưu • TBS tiếp xúc • TBS xạ, chân không thăng hoa Trong thiết bi sấy đối lưu thường găp thiết bi sấy sau đâv: • TBS Buồng • TBS hầm • TBS thùng quay • TBS khí động • TBS tầng sôi • TBS phun • TBS tháp ♦♦♦ CHỌN tác nhân sấy chất tải nhiệt + Cơ chế trình sấy gồm hai giai đoạn: Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường Nếu ẩm thoát khỏi vật liệu mà không mang kịp thời ảnh hưởng tđi qúa trình bốc ẩm từ vật sấy Cụ thể làm chậm trình thoát ẩm từ vật sấy chí làm ngừng trệ trình thoát ẩm vật sấy Quá trình dẫn tới làm tăng nhiệt độ vật sấy làm cho vật không khô mà bị ninh nhừ Để tải ẩm bay từ vật sấy vào môi trường dùng biện pháp sau: - Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt - Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải (sấy chân không) + Trong sấy đối lưu vai trò tác nhân sấy đặc biệt quan trọng đóng vai trò vừa giải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng không khí nóng, khói nóng, hỗn hợp không khí nóng khói, nhiệt, chất lỏng + Trong sấy đối lưu chất tải nhiệt dùng nước hay khói để gia nhiệt cho tác nhân sấy bề mặt truyền nhiệt cho vật liệu - Dùng khói làm chất tải nhiệt hệ thống thiết bị đơn giản hơn, giá thành thiết bị thấp so với dùng nưđc không cần dùng lò - Dùng nước làm chất tải nhiệt có ưu điểm calorife hơi-khí cấu tạo gọn nhẹ có hệ số truyền nhiệt lớn thường làm cánh Ở phía không khí, việc điều chỉnh nhiệt độ môi chất sấy dễ dàng Thiết bị không bị bám bẩn khói, lại làm việc Ở nhiệt độ thấp nên tuổi thọ cao so với calorife khí-khổi Hơn làm việc Ở nhiệt độ thấp CHƯƠNG II GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN THIÊT KÊ Sấy công đoạn quan trọng công nghệ sau thu hoạch loại nông sản.Thực tế cho thấy, phơi khô sấy khô không kịp nhiều nông sản bị mát ẩm mốc biến chất vào khoảng 10-20% Ngoài ra, sấy trình công nghệ quan trọng chế biến nông sản thành thương phẩm Do trước thiết kế TBS cần tìm hiểu qúa trình công nghệ khác có liên quan, đặc biệt hai công đoạn trước sau sấy Thiết kế thiết bị sấy nông sản thường tiến hành theo bước sau đây: > Chọn dạng thiết bị sấy > Chọn nguồn lượng tác nhân > Chọn chế độ sấy tối ưu >• Tính toán nhiệt cho TBS > Tính chọn thiết bị phụ > Tính toán kinh tế kỷ thuật cho toàn hệ thống sấy Vì đường vật liệu dạng hạt nên ta chọn thiết bị sấy thùng quay IL1 Hệ thống thùng quay: Hệ thống thùng quay HTS chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ v.v Hệ thống sấy thùng quay HTS đối lưu H.2 Cấu tao thống thùng quay: Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay thùng sấy hình trụ tròn Trong đặt cánh xáo trộn Thùng đặt nghiêng vđi mặt phẳng nằm ngang theo tỷ lệ: 1/15-1/50 Thùng sấy quay với tốc độ (1.5-8) vòng/phút Nhờ động điện thông qua hộp giảm tốc VLS từ phiễu chứa vào thùng sấy với tác nhân Thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa xáo trộn vừa dần từ đầu cao thùng xuống đầu thấp Trong trình sấy, tác nhân sấy VLS trao đổi nhiệt ẩm cho Vật liệu hết chiều dài thùng sấy lấy vận chuyển vào kho chứa nhờ băng tải tác nhân sấy qua xyclon để thu hồi vật liệu sấy theo thải môi trường Để tăng cường trình xáo trộn trình trao đổi nhiệt ẩm người ta bố trí thùng sấy có cánh đảo H.3 Nguyên tắc làm việc: Thiết bỉ làm việc liên tuc: Thùng đặt nghiêng vật liệu đổ vào ỏ đầu theo chiều nghiêng vật liệu chuyển dần xuống đầu thấp lấy Môi chất sấy đưa vào thùng thoát theo ống thoát đầu kia(thường chiều vật liệu) Không khí vật liệu xáo trộn thùng, trình trao đổi nhiệt ẩm xảy vật liệu sấy khô Thời gian sấy thời gian vật liệu di chuyển từ đầu vào đến đầu khỏi thùng.ĐỘ điền đầy vật liệu thùng đến 20% Để vật liệu sấy xáo trộn tốt với không khí thùng người ta đặt nhiều cánh hướng, chia thùng thành nhiều khoang Thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy vật liệu dạng hạt Khi sấy vật liệu dạng hạt cỡ nhỏ cần chọn tốc độ khí cho tránh bay vật liệu theo khí thoát Trong thiết bị sấy thùng quay thường không sử dụng tái tuần hoàn khí thoát có bụi Nếu dùng tái tuần hoàn phải đặt thêm thiết bị lọc bụi, tăng vốn đầu tư chi phí vận hành ta thấy thiết bị sấy thùng quay thiết bị sấy đối lưu ta thiết kế thiết bị sấy thùng quay ta cần chọn số thông số sau: > Ta chọn tác nhân sấy thùng quay không khí (vật liệu sấy phải sạch) > Chọn caloriíe khí-hơi (làm việc ỏ nhiệt độ 100°c ) > Chọn vật liệu sấy Đường (thiết bị sấy thùng quay ) > Chọn thiết bị làm việc liên tục > Chọn thiết bị có lắp cánh đảo (giúp trình xáo trộn vật liệu) H.4 Thu vết minh quv trình cỏng nghê Đường sau ly tâm liên tuc vận chuyển vào máy sấy nhờ phận vis tải, đường sấy nhờ tác nhân sấy từ calorife thông qua quạt ly tâm hút áp suất cao VLS TNS sáu trộn trao nhiệt ẩm thùng sau VLS vận chuyển cho vào kho chứa nhờ băng tải TNS sau sấy cho vào xiclon để loại bỏ bụi đường phần khí lại theo quạt hút CHƯƠNG III THIẾT KẾ THIẾT BỊ SAY THÙNG QUAY ĨĨI.1 CÂN BẰNG VẲT CHAT Vật liệu cần sấy đường có thành phần sau: Độ ẩm tương đối ban đầu: Wi = 4% Độ ẩm tương đối sau sấy: W2 = 1% Nhiệt độ không khí trước vào calorife: to = 23.6°c Độ ẩm tương đối: Q>Ữ = 85% Nhiệt độ không khí trưđc vào thiết bị sấy: ti = 100°c Nhiệt độ không khí sau khỏi thiết bị sấy: t2 = 40°c Năng suất nhập liệu: Gi = 1500kg/h Đặt thiết bị sấy tỉnh Thanh Hóa Độ ẩm tương đối không khí sau calorife: Ọ = 2.24% Độ ẩm tương đối không khí sau khỏi TBS: CP = 79.6 - Lượng ẩm cần bốc giờ: W=G = 1500 - -w2 0.04-0.01 = 45A5ikg/h) 7.5 trangl28 [3], 1-0.01 KHỐI lượng vật liệu khỏi TBS G2: G =G L -W = 1500-45.45 = 1454.55(KG/H) 11 trang127 [3] - Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước sau qúa trình sấy (không đổi nhau) Gk: Gk= Gl(l- Wi) = G2(l- w2) 7.4 trangl27 [3] G K = 1500(1 - 0.04) = 1440(KG/H) Lượng TNS cần thiết bốc sử dụng : L T =-Ĩ^(KGKK/H) *2-*l 7.13 trang 131 [3] Với Xi, X2 hàm ẩm không khí trước vào calorife sau khỏi thiết bị sấy Xi = 0.015 (kg/kgKK ) Dựa vào giản đồ I-x ta tìm được: x2 = 0.038 (kg/kgKK) L 45,45 0.038- = \ 950.62)(kgkk - Lượng TNS cần thiết bốc kg ẩm: /0 = —-—{KGKK/H) *2 -*1 l = -= 43.48 0.038-0.015 7.14 trang 131 [3] (kgkk/kgẩm) HI.2 TÍNH CẰN BẰNG NHTÊT III.2.1 Tính toán thiết kích thưđc thiết bi: Thể tích thùng sấy: V T = —,(M ) 10.2 trang 207 [3] Ã W:lượng ẩm bay VLS, kg/h VT: thể tích thùng sấy, m3 A:cường độ bay kg/m3h Chọn A=9 (Bảng 10.1 ữang 207 [3]) 4^> Y 7= = 05m3 - Đường kính chiều dài thùng sấy ^ = 3.5-7 DT chọn LT=6DT trang 174 [2] 4*Vr 71* 4*5.05 n* Dị DỊ =1.07 D T = 1,03m ưang 207 [3] Chọn đường kính thùng theo tiêu chuẩn: DT = m Chiều dài thùng sấy: LT = 6*1 = m Thời gian sấy: T _W ~ A*VT 42 trang 178 [2] _ 45.45 T = —7—— = H 9*5.05 Thời gian lưu TL = MK 6.39 trang 174 [2] L nDTtga n: số vòng quay thùng, chọn n =8 vồng/phút (trang 205 [3]) ki :hệ số đặc tính chuyển động VLS Chọn sấy xuôi chiều k = 0.4 (trang 176 [2]) m : hệ số dạng cánh thùng Chọn cánh nâng m = 0,5 (trang 176 [2]) A :góc nghiên thùng chọn «=2,5 sổ tay tập trang 122 [4 ] Yậy T L >T hợp 0.5lý.*0.4 « *6 hạt cho phép - Nhiệt độ đốt nóng T H = 2.218- 4.343 In T + — H 0.37 + 0.63 [...]... phòng sấy và về thông gió thì nên chọn quạt hút hơn là quạt thổi để tránh bụi đường lan tỏa trong phòng sấy qua các khe không khí của máy • Nồng độ của bụi đường trong không khí có thể gây nổ là 60 g/m 3 đối với bụi 0,1 mm ; nồng độ đó tụt xuống 7g/m3 đối với bụi thật nhỏ trang 939 [15] KET LUẶN Thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường cát là rất phù hợp Ngoài thiết bị sấy chính của hệ thống sấy là thùng. .. thùng sấy còn có các thiết bị phụ khá quan trọng như: caloriíe, xyclon , quạt ly tâm hút, con lăn chặn, con lăn đỡ, bánh đai, gầu tải Thiết bị sấy thùng quay chỉ cho phép sấy cùng chiều chứ không dùng cho sấy ngực chiều vì tuy nhiệt độ sấy đường là 100°c nhưng thời gian tiếp xúc lâu Ở 100°c sẽ dẫn đến hiện tượng đường bị caramen hóa Ngoài việc sấy đường thiết bị này cồn dùng để sấy các vật liệu sấy dạng... là 120°C và ra là 120°C, vì nhiệt độ sấy là lúc vào 100°C và ra khỏi thùng sấy là 40°C ) Sau khi gia nhiệt calorife ở nhiệt độ sấy thì vật liệu sấy ( đường ) được bộ phận vận chuyển ( Gầu tải ) chuyển vật liệu vào thùng nhập liệu và được đưa vào thùng sấy ( trong thùng sấy có bộ phận cánh đảo nhằm xáo trộn vật liệu trong thùng một cách đều đặn ) và sau quá trình sấy ta xác định được độ ẩm tương đối... của thùng sấy (tính 10.95 36.1 0.0372 2.62lần hai) Tiến hành tính lập nhiều q lần trên excel ta được kết quả vđi sai số 77=1.99(