đồ án tính toán thiết kế thiết bị sấy thùng quay năng suất 800 kg sản phẩm trên h

Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Nguồn gốc phân loại ngô 2 Đặc điểm nông sinh học ngô Thành phần hóa học hạt bắp cho bảng sau: Phân bố II TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP Bản chất trình sấy Phân loại trình sấy Phương pháp thực CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH I TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 10 II TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 11 Cân lượng cho thiết bị sấy lý thuyết: 11 Tính cân lượng cho thiết bị sấy thực: 15 Lưu Lượng thể tích tác nhân sấy trình sấy thực 19 III TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 20 Các kích thước thùng sấy 21 Tính thời gian sấy 22 Thời gian lưu 23 Tính bề dày cách nhiệt thùng 23 GVHD: Tiền Tiến Nam i Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h Kiểm tra bề dày thùng 29 Trở lực qua thùng sấy 31 Chọn kích thước cánh đảo trộn thùng 33 IV THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG 36 Chọn động 36 Chọn tỉ số truyền động 37 Tính truyền bánh 39 Tính vành đai 44 Tính tải trọng thùng 45 Tính lăn đơn 45 Tính lăn chặn 46 V TÍNH TỐN BUỒNG ĐỐT 47 VI TÍNH TỐN CHO BUỒNG HỊA TRỘN: 52 Đường kính ống dẫn khói sau buồng đốt: 54 Tính đường kính ống dẫn khói lị sau hịa trộn: 54 Tính đường kính ống dẫn khơng khí từ mơi trường: 55 VII TÍNH CALORIPHE 56 VIII IX TÍNH CHỌN XYCLONE 60 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU 62 X THIẾT KẾ VÀ TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG 64 Tính trở lực ma sát đường ống: 65 Tính trở lực cục 67 Hệ số trở lức đột thu: 68 Hệ số trở lực đoạn ống uốn 900: 69 GVHD: Tiền Tiến Nam ii Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h Trở lực ống thẳng: 69 Tính cơng suất chọn quạt 71 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 GVHD: Tiền Tiến Nam iii Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần hóa học gần thành phần hạt bắp (%) Bảng 1.2: Thành phần hố học hạt ngơ gạo (Phân tích 100g) Bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006 Bảng 2.1: Các thông số tác nhân sấy trình sấy lý thuyết 14 Bảng 2.2: Các thông số tác nhân sấy trình sấy thực tế 18 Bảng 2.3: Lưu lượng thể tích tác nhân sấy 20 Bảng 2.4: Các thông số tác nhân sấy thùng sấy 24 Bảng 2.5: Các thơng số khơng khí bên ngồi thùng sấy 25 Bảng 2.6: Các bề dày thùng vật liệu: 26 Bảng 2.7: Các thông số vật lý chế tạo thùng sấy 30 Bảng 2.8: Tỉ số công suất truyền động 39 Bảng 2.9: Thông số truyền bánh 43 Bảng 2.10: Khối lượng thùng sấy, Lt = m 45 Bảng 2.11: Thành phần nhiên liệu than sử dụng: Chọn than Tuyên Quang 48 Bảng 2.12: Một số kích thước caloriphe 56 Bảng 2.13: Kích thước cyclon đơn IIH-15 61 Bảng 2.14: Bảng thiết kế đường ống 65 Bảng 2.15: Kết tính trở lực ma sát đường ống 67 Bảng 2.16: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đột mở 60 Bảng 2.17: Tổn thất cột áp mà quạt phải khắc phục 70 Bảng 2.18: Tính cơng suất chọn quạt 72 GVHD: Tiền Tiến Nam iv Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các dạng cánh đảo Hình 2.1: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng 26 Hình 2.2: Cánh đảo trộn 34 Hình 2.3: Chiều cao lớp hạt 35 Hình 2.4: Bộ truyền động 38 Hình 2.5: Lực tác dụng lên lăn đơn 45 Hình 2.6: Sơ đồ buồng đốt 47 Hình 2.7: Buồng hòa trộn 52 Hình 2.8: Kích thước quạt ly tâm 64 GVHD: Tiền Tiến Nam v Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h LỜI MỞ ĐẦU Sấy phương pháp thường dùng công nghiệp đời sống Kết trình sấy làm cho hàm lượng chất khơ tăng lên Điều có nghĩa quan trọng nhiều phương diện khác Ví dụ: nông sản thực phẩm nhằm tăng cường bền vững bảo quản, nhiên liệu (than, củi) nâng cao lượng nhiệt cháy, gốm sứ làm tăng độ bền học, giảm chi phí vận chuyển, Để thực trình sấy người ta sử dụng thiết bị sấy như: buồng sấy, thùng sấy, hầm sấy, Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy bắp Mặc dù cố gắng nhiều song cịn nhiều thiếu sót lần làm đồ án nên chưa có kinh nghiệm Bên cạnh trình độ tự nghiên cứu khả tư bị giới hạn, nên đồ án em khơng thể tránh nhiều thiếu sót Qua lần làm đồ án em kính mong thầy giáo bảo để em hồn thiện tốt đồ án tập lớn mà thầy cô giao cho vào lần sau Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Tiền Tiến Nam, với thầy cô bạn bè giúp em hoàn thành đồ án hạn GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Nguồn gốc phân loại ngơ Ngơ có tên khoa học là: Zea mays L - Giới: Plantae - Ngành: Magnoliophyta - Lớp: Liliopsida (Monocotyledones) - Bộ: Poales (bộ Hòa thảo, cỏ, lúa) - Họ: Gramineae (họ Hịa thảo), Poaceae - Chi: Maydeae - Lồi: Zea mays L, Z.mexicana, Z.perrenis L Ngơ có nhiễm sắc thể (2n=20) Có nhiều cách để người ta phân loại ngơ, cách dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt hình thái bên ngồi hạt Ngơ phân thành lồi phụ: ngơ đá rắn, ngô ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngơ bột, ngơ nửa ngựa Từ lồi phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngô phân chia thành thứ Ngồi ngơ cịn phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng thương phẩm Bắp (ngô) thức ăn chăn nuôi quan trọng nay: 70% chất tinh thức ăn tổng hợp gia súc từ bắp Bắp thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt bò sữa Gần bắp thực phẩm Người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp có hàm lượng dinh dưỡng cao Bắp nếp, bắp đường dùng làm ăn tươi đóng hộp làm thực phẩm xuất Bắp cịn ngun liệu ngành cơng nghiệp lương thực – thực phẩm công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucose, bánh kẹo… Đặc điểm nông sinh học ngô Các quan sinh dưỡng bắp gồm: rễ, thân, làm nhiệm vụ trì đời sống bắp Phơi hạt khởi thủy mầm GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h Các quan sinh sản đực (bông cờ) (mầm bắp) khác biệt nằm Bắp giao phấn chéo nhờ gió trùng Khi thu hoạch, người sử dụng hạt bắp làm thực phẩm Hạt bắp thuộc loại đỉnh gồm phận chính: vỏ hạt, lớp aleron, phôi nội nhũ - Vỏ hạt (chiếm 6–9% khối lượng hạt bắp): màng nhẵn bao bọc xung quanh hạt có màu trắng, màu tím vàng tùy thuộc vào giống - Lớp aleron (6–8%): nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ phơi - Nội nhũ (70–85%): phận chứa đầy chất dinh dưỡng để nuôi phôi Nội nhũ chứa tinh bột Tinh bột nội nhũ gồm loại: bột, sừng pha lê Đặc điểm màu sắc nội nhũ để phân loại bắp - Phôi (8–15%): bao gồm mầm, trụ mầm, rễ mầm, chồi mầm Phôi bắp chiếm gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh phơi có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển nước vào phôi ngược lại thuận lợi Thành phần hóa học hạt bắp cho bảng sau: Bảng 1.1: Thành phần hóa học gần thành phần hạt bắp (%) Vỏ hạt Nội nhũ Mầm Protein 3.7 8.0 18.4 Chất béo 1.0 0.8 33.2 Chất xơ thô 86.7 2.7 8.8 Tro 0.8 0.3 10.5 Tinh bột 7.3 87.6 8.3 Đường 0.34 0.62 10.8 Thành phần hóa học Theo nguồn: Watson, 1987 (theo Ngô – Nguồn dinh dưỡng loài người, FAO, 1995) GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h So sánh thành phần hóa học ngơ gạo Bảng 1.2: Thành phần hố học hạt ngơ gạo (Phân tích 100g) Thành phần hóa học Gạo trắng Ngơ vàng Tinh bột (g) 65,00 68,20 Protein (g) 8,00 9,60 Lipid (g) 2,50 5,20 Vitamin A (mg) 0,03 Vitamin B1 (mg) 0,20 0,28 Vitamin B2 (mg) 0,08 Vitamin C (mg) 7,70 340 350 Nhiệt lượng (Kalo) (Cao Đắc Điểm, 1988) Phân bố Trên giới, ngô ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng thứ sau lúa mì lúa nước; sản lượng thứ hai suất cao ngũ cốc Một số nước Trung Quốc, Mỹ, Braxin chủ yếu sử dụng ngô lai gieo trồng nước có diện tích trồng ngơ lớn Ở Việt Nam, ngô lương thực quan trọng thứ hai sau lúa màu quan trọng trồng nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng mùa vụ gieo trồng hệ thống canh tác Ở nước ta ngô trồng hầu hết địa phương có đất cao dễ nước Những vùng trồng ngô lớn Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía Bắc, Trung du đồng Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 800kg sản phẩm/h Bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006 Năm Diện tích (1000 ha) Năng suất (Tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn) 2004 991.10 34.6171 343.09 2005 1052.60 35.6859 375.63 2006 1031.60 37.0240 381.94 Vấn đề bảo quản ngô nhìn chung khó khăn ngơ mơi trường thuận lợi thích hợp cho sâu mọt phá hoại Muốn bảo quản lâu dài hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an tồn Vì q trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng bảo quản, chế biến nâng cao chất lượng hạt Với phương pháp bảo quản lâu hơn, dể dàng vận chuyển ứng dụng cho nhiều trình chế biến sản phẩm khác TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP II Bản chất trình sấy Sấy qúa trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt, trình khuếch tán chênh lệch ẩm bề mặt bên vật liệu, hay nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần bề mặt vật liệu môi trường xung quanh Phân loại trình sấy Người ta phân thành loại:  Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân nắng, gió Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn cần diện tích sân phơi rộng phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa  Sấy nhân tạo: trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa phải dung dến tác nhân sấy khói lị, khơng khí nóng, q nhiệt.Quá trính sấy nhân, dễ điều khiển triệt để sấy tự nhiên Ngồi ra, cịn có số cách phân loại khác:  Dựa vào tác nhân sấy: Sấy khơng khí hay khói lị, sấy thăng hoa, sấy tia hồng ngoại hay dòng điện cao tầng  Dựa vào áp suất làm việc: Sấy chân không, sấy áp suất thường GVHD: Tiền Tiến Nam ... Để thực trình sấy người ta sử dụng thiết bị sấy như: buồng sấy, thùng sấy, h? ??m sấy, Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính toán, thiết kế h? ?? thống sấy thùng quay với phương thức sấy. .. với suất lớn GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp h? ??t 80 0kg sản phẩm/ h Tác nhân sấy sử dụng cho q trình sấy khơng khí nóng khói lị Q trình sấy bắp địi h? ??i đảm bảo tính. .. Đường kính tương đương: dtd = 7.5 mm  Năng suất sản phẩm: G2 = 800 kg/ h GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp h? ??t 80 0kg sản phẩm/ h I TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT Ta kí hiệu