Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi để sấy thức ăn nuôi tôm năng suất 450kgh

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có các bờ biển dài rất thuận lợi cho hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản. Hoạt động nuôi trồng thủy sản trong thời gian qua phát triển với tốc độ khá nhanh, thu được hiệu quả kinh tế xã hội đáng kể từng bước góp phần thay đổi cơ cấu kinh tế ở các vùng ven biển, nông thôn và góp phần giải quyết việc làm, tăng thu nhập và xóa đói, giảm nghèo. Những năm gần đây tôm được nuôi ở khắp các tỉnh ven biển trong cả nước nhất là đồng bằng song Cửu Long. Các loại tôm được nuôi là tôm sú, tôm he, tôm bạc thẻ, tôm rảo, song chủ yếu là tôm sú. Để nâng cao được giá trị của con tôm thì đòi hỏi các khâu nguyên liệu đầu vào cho nuôi tôm cần được chú trọng đảm bảo cho con tôm đạt giá trị kinh tế cao. Hiện nay, các cơ sở sản xuất thức ăn nuôi tôm trong nước đang ngày càng được mở rộng, tuy nhiên thị phần thức ăn thủy sản gần như vẫn nằm trong tay các doanh nghiệp nước ngoài. Do đó cần nâng cao năng lực sản xuất thức ăn nuôi tôm của các doanh nghiệp trong nước để vừa tăng sức cạnh tranh, vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm qua đó nâng cao tính cạnh tranh của mặt hàng tôm xuất khẩu của Việt Nam. Trong quá trình sản xuất một trong những khâu quan trọng là sấy thức ăn nuôi tôm, do đó cần lựa chọn phương pháp sấy phù hợp để đảm bảo chất lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

“ Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi để sấy thức ăn nuôi tôm năng suất 450kg/h”

2 Các số liệu ban đầu

- Năng suất ban đầu: 450 kg/h

- 1 bản vẽ kĩ thuật thiết bị chính: Khổ giấy A1

- 1 bản vẽ dây chuyền công nghệ: Khổ giấy A3

5 Ngày giao nhiệm vụ : 25/01/2016

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: /05/2016

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có các bờ biển dài rất thuận lợi cho hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản Hoạt động nuôi trồng thủy sản trong thời gian qua phát triển với tốc độ khá nhanh, thu được hiệu quả kinh tế - xã hội đáng kể từng bước góp phần thay đổi cơ cấu kinh tế ở các vùng ven biển, nông thôn và góp phần giải quyết việc làm, tăng thu nhập và xóa đói, giảm nghèo

Những năm gần đây tôm được nuôi ở khắp các tỉnh ven biển trong cả nước nhất là đồng bằng song Cửu Long Các loại tôm được nuôi là tôm sú, tôm he, tôm bạc thẻ, tôm rảo, song chủ yếu là tôm sú

Để nâng cao được giá trị của con tôm thì đòi hỏi các khâu nguyên liệu đầu vào cho nuôi tôm cần được chú trọng đảm bảo cho con tôm đạt giá trị kinh tế cao Hiện nay, các cơ sở sản xuất thức ăn nuôi tôm trong nước đang ngày càng được mở rộng, tuy nhiên thị phần thức ăn thủy sản gần như vẫn nằm trong tay các doanh nghiệp nước ngoài Do đó cần nâng cao năng lực sản xuất thức ăn nuôi tôm của các doanh nghiệp trong nước để vừa tăng sức cạnh tranh, vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm qua đó nâng cao tính cạnh tranh của mặt hàng tôm xuất khẩu của Việt Nam Trong quá trình sản xuất một trong những khâu quan trọng là sấy thức ăn nuôi tôm,

do đó cần lựa chọn phương pháp sấy phù hợp để đảm bảo chất lượng

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó cùng với những kiến thức, hiểu biết của mình

em tiến hành làm đồ án với nhiệm vụ ” Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi để sấy thức

ăn nuôi tôm năng suất 450kg/h” để phục vụ cho các doanh nghiệp sản xuất thức ăn nuôi thủy sản ở nước ta hiện nay, đặc biệt là tại địa bàn tỉnh Quảng Trị

Trong quá tình tiến hành làm đồ án do còn nhiều hạn chế về tìm hiểu thông tin

và hiểu biết của mình nên không thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận được góp ý của thầy hướng dẫn và các thầy cô để em hoàn thiện đồ án này tốt hơn!

Em xin cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hà Ly

PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về kỹ thuật sấy

1.1.1 Khái niệm về sấy

Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay

lỏng.Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (VD: giảm công chuyên chở),tăng

độ bền vật liệu (VD: gốm, sứ, gỗ ), bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực, thực phẩm

Quá trình sấy: không chỉ là quá trình 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 năng lượng ít và chi phí vận hành thấp

Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như: thiết bị sấy (buồng sấy,hầm sấy,tháp sấy,thùng sấy ),thiết bị đốt nóng tác nhân sấy (calorife) hoặc thiết bị lạnh để làm khô tác nhân sấy,quạt,bơm và một số thiết bị phụ khác như buồng đốt, xiclon Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy

1.1.2 Phân loại

Quá trình sấy gồm hai phương thức:

 Sấy tự nhiên: tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời,năng lượng gió, (gọi là quá trình phơi sấy tự nhiên) Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật, năng suất thấp

 Sấy nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm.Sấy nhân tạo có nhiều dạng,tuỳ theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kĩ thuật sấy có thể chia ra nhiều dạng:

- Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,

- Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn

- Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

- Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường

có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu

- Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng bang và bay hơi trực tiếp từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng (180 – [])

Tùy vào mục đích sấy và điều kiên công nghệ hiện có mà người ta ưu tiên lựa chọn phương pháp sấy thích hợp nhất

1.1.3 Nguyên lý của quá trình sấy:

Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và trên bề mặt vật liệu.Vận tốc của toàn bộ quá trình được quy định bởi giai đoạn nào chậm nhất Nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quá trình sấy:

*Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy để từ đó xác định được thành phần vật liệu,lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy

*Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấu tạo…

1.1.4 Tác nhân sấy

Tác nhân sấy là những chất dùng để đưa lượng ẩm ra từ vật liệu sấy ra khỏi thiết bị sấy Nhiệm vụ chủ yếu của tác nhân sấy là gia nhiệt cho vật liệu sấy, tải ẩm, bảo vệ

vật liệu sấy khỏi bị ẩm khi quá nhiệt,

Các loại tác nhân sấy:

- Không khí ẩm: là loại tác nhân thong dụng nhất, có thể dùng cho hầu hết các loại sản phẩm Nhưng nhiệt độ sấy không quá cao thường nhỏ hơn 500ºC, do đó cần

trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí Dùng không khí ẩm có nhiều ưu điểm: có sẵn trong tự nhiên, không độc, không làm ôi nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sản

phẩm

- Khói lò: được tạo thành khi đốt cháy các nguyên liệu rắn, lỏng hoặc khí ở trong

lò đốt Sử dụng làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùng calorife, phạm vi nhiệt độ rộng, có thể đạt tới 1000ºC nhưng khói lò có nhược điểm là có thể làm ôi nhiễm sản phẩm do bụi và các chất có hại như C , ,…

- Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được sử dụng đối với các sản phẩm dễ cháy nổ

và có khả năng chịu được nhiệt độ cao

- Hỗn hợp không khí hơi và hơi nước: loại tác nhân sấy này được sử dụng khi cần

độ ẩm tương đối φ cao

1.1.5 Chế độ sấy

Phân loại thiết bị sấy: Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp khác nhau nên có nhiều cách để phân loại thiết bị sấy:

- Dựa vào tác nhân sấy: có thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng

khói lò, các thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng dòng điện cao tần

- Dựa vào áp suất làm việc: có thiết bị sấy chân không và thiết bị sấy ở áp suất

thường

- Dựa vào phương thức làm việc: có sấy liên tục và sấy gián đoạn

- Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc,

thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ

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

thùng quay, sấy phun

- Dựa vào chiều chuyển động của vật liệu sấy và tác nhân sấy: sấy cùng chiều,

ngược chiều, giao chiều

 Thiết bị sấy tầng sôi

 Thiết bị sấy khí động

1.2 Sấy tầng sôi

1.2.1 Lý thuyết về sấy tầng sôi

Sấy tầng sôi là một phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối lưu, thích hợp sấy cho các vật liệu sấy dạng hạt

Thiết bị sấy tầng sôi sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây là phương pháp sấy thông dụng nhất

Hiện nay kỹ thuật sấy tầng sôi (hay còn gọi là lỏng giả) đã được người ta nhắc đến trong sách báo từ năm 1878 Nhưng mãi đến những năm đầu thế kỷ 20 thì kỹ thuật này mới được ứng dụng vào sản xuất Ứng dụng thành công đầu tiên của nó là trong lĩnh vực chế biến dầu mỏ (1942) Ngày nay kỹ thuật tầng sôi đã được ứng dụng khá rộng rãi để tiến hành các phản ứng hóa học có xúc tác pha rắn,

để khí hóa nhiệt liệu rắn, chế tạo than hoạt tính, đốt quặng pyrit

Sấy tầng sôi là một trong những thiết bị sấy tân tiến nhất Quá trình sấy trong lớp sôi bề mặt tiếp xúc pha là lớn nhất, vật liệu được khuấy trộn một cách mãnh liệt, nên cường độ sấy rất cao và sấy đồng đều

Tầng sôi là quá trình dùng dòng khí tạo cho lớp hạt rắn chuyển thành trạng thái linh động gần giống như chất lỏng Dòng khí được thổi từ dưới lên xuyên qua lớp hạt tạo ra một lực nâng đủ để xáo trôn trật tự sắp xếp giữa các hạt trong khối hạt Tới một lúc nào đó, lực nâng của khí đủ để nâng hạt lên và xáo trộn nhẹ

nhàng, bắt đầu có sự giãn nở thể tích lớp hạt Giai đoạn này được gọi là giai đoạn tiền tầng sôi, lớp hạt từ trạng thái tĩnh trở nên linh động

Bộ phận chính của thiết bị sấy tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới đăt ghi lò Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác nhân sấy đi qua nhưng vật liệu sấy không lọt xuống được Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng các hạt vật liệu sấy lên và làm cho lớp hạt bị xóa trộn Quá trình sôi này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy, các hạt khô hơn nên nhẹ hơn và sẽ nằm ở lớp trên của hạt đang sôi, và ở một độ cao nào đó sẽ được đưa ra ngoài qua đường tháo liệu

1.2.2 Ứng dụng của kỹ thuật sấy tầng sơi

Kỹ thuật tầng sơi đã và đang được sử dụng cho các quá trình cần tới cĩ sự tiếp xúc mãnh liệt giữa pha khí và pha rắn nhằm đạt được sự truyền nhiệt và

chuyển khối là cao nhất hệ thống sấy tầng sơi thường gồm các bộ phận chính sau :

- Cơ cấu nạp liệu và tháo liệu

- Buồng tầng sơi với đáy buồng gắn tấm phân phối khí

- Máy thổi khí (quạt) và buồng phân phối (phía dưới tấm phân phối)

- Nguồn nhiệt (caloriphe, buồng đốt,…)

- Bộ phận tách bụi (xyclon, buồng lọc tĩnh điện)

Sấy tầng sơi là một trong các phương pháp sấy thuộc nhĩm sấy đối lưu, thích hợp cho việc sấy các thực phẩm dạng hạt

1: Quạt 4: Lưới phân phối 7: Thùng chứa

2: Calorife 5: Bộ phận nhập liệu 8: Xiclon

Sản phẩm Tác nhân sấy

Thuyết minh quy trình:

Vật liệu sấy được vít tải đưa vào qua cửa nạp liệu vào buồng sấy và

được rải trên đều các ghi Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được

thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu Với vận tốc đủ lớn, tác nhân sấy nâng

các hạt nâng các hạt vật liệu lên và làm cho lớp hạt xáo trộn Quá trình sôi

này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và vật liệu

sấy Các hạt vật liệu khô hơn nên nhẹ sẽ nằm ở trên cùng với tầng hạt sôi, và

ở nhiệt độ cao nào đó hạt khô sẽ được đưa ra ngoài qua cửa tháo liệu Không

khí sau khi sấy có lẫn tạp chất và một số hạt bị cuốn theo và được hút vào

cyclon

Sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau

 Ưu điểm

Năng suất sấy cao

Vật liệu sấy khô đều

Có thể tiến hành sây liên tục

Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản

Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu sây ra khỏi buồng sấy

Có thể điều chỉnh thời gian sấy

 Nhược điểm

Trở lực sôi lớn

Tiêu hao nhiều năng lượng để thổi khí tạo lớp sôi

Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều

1.3 Tổng quan về nguyên liệu

1.3.1 Phân loại thức ăn nuôi thủy sản

 Thức ăn tự nhiên

Là các loại thức ăn được sinh ra trong môi trường nuôi, như các loại động vật phù du, các loại rong tảo… loại thức ăn này có chất lượng cao nhưng do mật độ sinh khối hạn chế và phải có thời gian cho phát triển sinh khối nên chỉ thích hợp với hình thức nuôi quảng canh và nuôi ấu trùng tôm cá Hiện nay để chủ động người ta nghiên cứu thay thế một phần thức ăn tự nhiên bằng thức ăn nhân tạo trong nuôi ấu trùng tôm cá

 Thức ăn tươi

Là thức ăn được sơ chế từ các nguồn nguyên liệu tươi như cá tạp, ruốc biển, rau cỏ…và được cho ăn ngay Lợi điểm của thức ăn này là kỹ thuật chế biến đơn giản, thức ăn có mùi vị tự nhiên (nếu được sản xuất với nguyên liệu tươi), giá thành thấp, có thể sử dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ Điểm yếu của thức ăn tươi là thời gian bảo quản không được lâu, thành phần dinh dưỡng không cân đối, tan rữa nhanh trong nước nên ảnh hưởng tới môi trường nuôi và nguồn cung cấp không ổn định

 Thức ăn công nghiệp dạng viên

Là loại thức ăn được chế biến từ nhiều nguyên liệu bằng phương pháp công nghiệp, có thành phần phù hợp với loài vật nuôi, được tạo dạng viên hay mảnh, sấy khô và bao gói, thuận tiện cho quá trình nuôi, vận chuyển và bảo quản theo tập tính bắt mồi của vật nuôi thủy sản , thức ăn viên cho thủy sản lại được sản xuất thành các loại: thức ăn viên nổi (như cá mè,…) trong khi các loại tôm sử dụng thức

ăn chìm

Ưu điểm rõ ràng của thức ăn nuôi công nghiệp là thuận tiện cho việc sử dụng khi nuôi theo phương pháp công nghiệp mặt khác, thành phần dinh dưỡng cân đối, kích cỡ viên có thể điều chỉn cho cân đối phù hợp với các giai đoạn phát triển của vật nuôi

1.3.2 Đặc điểm nguyên liệu

Trong việc lựa chọn thức ăn cho tôm, người ta thường dựa vào các nguyên tắc như đặc điểm bên ngoài, độ hấp dẫn, độ an toàn cho tôm và người sử dụng, chất lượng

thức ăn hợp khẩu vị, kích cở viên thức ăn

- Đặc điểm bên ngoài của viên thức ăn phải đảm bảo:

+ Kích cỡ đồng đều hoặc tương đối đồng đều, bề mặt thức ăn nhẵn bóng và ít vụn + Chìm xuống nước nhanh khi rải xuống ao nuôi

+ Có mùi thơm và khô ráo

+ Không vón cục và có nấm mốc

+ Thời gian tồn tại trong nước phải đảm bảo từ 2 đến 3 giờ để tôm đủ ăn hết, thức

ăn và các chất dinh dưỡng không bị tiêu hao trong nước, làm cho tôm có thể sử dụng và hấp thu được các chất cần thiết một cách tối ưu

Thức ăn phải có mùi thơm hấp dẫn như mùi tanh, mùi thơm để hấp dẫn tôm lại ăn

và ăn được nhiều Thức ăn phải đảm bảo độ an toàn và các chất độc hại như thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh hoặc nấm mốc độ hại để vừa đảm bảo sức khỏe cho tôm,

vừa không ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng Thức ăn ngon hợp khẩu vị

sẽ kích thích tôm ăn nhiều và ăn hết thức ăn khi cho xuống, trong trường hợp thức

ăn có vị đắng, hôi hoặc vị lạ làm cho tôm bỏ ăn Mỗi một giai đoạn phát triển của tôm phù hợp với kích cỡ khác nhau Tôm là loại động vật bắt mồi rồi gặm nhấm, thích sống riêng biệt, không thích sống tập thể, chính vì vậy kích cở của viên thức

ăn phải phù hợp để tránh xảy ra trường hợp tôm tranh giành nhau ăn, ngoài ra việc thức ăn có kích cở không thích hợp sẽ làm cho thức ăn dư thừa và tan trong nước

làm cho đáy ao bị ô nhiễm

PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI TÔM

2.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm

Để tạo ra sản phẩm đúng tiêu chuẩn và đúng yêu cầu về chất lượng, qui trình sản xuất thức ăn nuôi tôm cần có những công đoạn sau

2.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu:

- Việc chuẩn bị nguyên liệu trước khi đưa vào máy nghiền là rất quan trọng vì

nó quyết định chất lượng và tiêu chuẩn sản phẩm

- Tính chất của hạt ngũ cốc được đặc trưng bởi cấu tạo thành phần hóa học, tính chất cơ lí và hóa sinh của hạt

- Tính chất của hạt có ảnh hưởng quyết định đến quá trình sản xuất

2.1.2 Nghiền các loại hạt

- Nghiền hạt là một quá trình biến vật thể thành phần tử nhỏ hơn nhờ lực phá vỡ hơn lực liên kết giữa các phân tử bột Có hai hình thức nghiền: nghiền đơn giản và nghiền phức tạp

+ Nghiền đơn giản: là quá trình biến vật thể thành các phần tử có kích thước xác định, các phần tử này là sản phẩm cuối cùng của quá trình nghiền

+ Nghiền phức tạp: là quá trình biến vật thể rắn thành những phần tử có kích

thước nhỏ hơn, nhưng sau mỗi lần nghiền có phân lọa và các phần tử có kích thước khác nhau được đưa vào các hệ nghiền khác nhau cho nhỏ hơn

- Trong dây chuyền sản xuất bột cùng loại có thể áp dụng hình thức nghiền đơn giản hoặc phức tạp

Tỷ lệ lấy bột (phần tram lấy bột được từ hạt) cũng như chất lượng bột thành phẩm phụ thuộc rất nhiều vào quá trình nghiền hạt Năng lượng tiêu hao của quá trình nghiền thường chiếm khoảng 50-80% tổng số năng lượng tiêu hao của toàn bộ dây chuyền sản xuất của các nhà máy

2.1.3 Định lượng nguyên liệu

- Trong các dây chuyền sản xuất cần thiết phải định lượng nguyên liệu sản phẩm và các bán thành phẩm ở các công đoạn chế biến trung gian Nếu thành

phẩm gồm nhiều nguyên liệu thì khâu định lượng phải đảm bảo đúng tỷ lệ thành phần và khâu trộn để đảm bảo tính đồng đều là cần thiết đặc biệt số xi nghiệp chế biến thức ăn hỗn hợp, thức ăn gia súc thì các máy định lượng, máy trộn và máy tạo viên là rất quan trọng

- Thông thường các máy định lượng được lắp ngay dưới boong khe dưới đặt trước các máy Dụng cụ định lượng thường là cân gián đoạn theo mẻ, dựa vào nguyên tắc định lượng Nhưng đồng thời đã có các máy định lượng làm việc liên tục theo nguyên tắc trọng lượng và thể tích

- Các máy định lượng theo thể tích thường dùng các vật liệu có độ tơi, khối lượng riêng ít thay đổi để có sai số nhỏ như các loại hạt, loại bột,…

√∑

Trong đó: x là giá trị trung bình của các thành phần trong mẫu (%)

là giá trị của mẫu kiểm tra nào đó (%)

n là số lượng mẫu kiểm tra

- Nếu trộn đều thì gần đúng bằng x lúc đó 0, điều này chúng tỏ hiệu suất trộn rất cao, ngược lại giá trị càng lớn thì hiệu suất trộn càng thấp

- Qúa trình trộn được thực hiện trong máy trộn gián đoạn hay máy trộn liên tục

2.1.5 Trộn bột nhão

Sau khi hỗn hợp bột khô được trộn đều thì ta cho nước vào hỗn hợp để tạo sự kết dính để ta ép viên

2.1.6 Ép viên

- Tạo viên thức ăn chăn nuôi là định hình các hỗn hợp thức ăn sau khi trộn Mục đích tạo viên là làm chặt các khối hỗn hợp, tăng khối lượng riêng và khối lượng thể tích ( tới 1000-1300 kg/m³), làm giảm khả năng hút ẩm và oxy hóa trong không khí, giữ chất lượng dinh dưỡng Nhờ đó, hỗn hợp thức ăn được bảo quản lâu hơn, gọn hơn, vận chuyển dễ dàng hơn, giảm được chi phí vận chuyển và bảo quản Ngoài ra, đặc biệt đối với thức ăn nuôi gia cầm, cá và tôm, việc phân phát và cho thức ăn viên rát thuận lợi hơn về chất lượng và độ đồng đều để cơ khí hóa phân phát thức ăn

- Chỉ số độ chặt của sản phẩm ép được biểu thị bằng hệ số nén λ

Sau khi sàng phân loại sản phẩm xong đưa qua khâu cân và đóng bao

2.2 Sơ đồ chung của cả dây chuyền

Từ những yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ chế biến thức ăn cho chăn nuôi, ta phải xây dựng một dây chuyền sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi để đáp ứng các nhu cầu trên Ta có thể thiết lập một dây chuyền chế biến thức ăn như sau

Nghiền nguyên liệu

PHẦN 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH 3.1 Các kí hiệu sử dụng

G₁: Lượng vật liệu trước khi vào máy sấy (kg/h)

G₂: Lượng vật liệu sau khi ra khỏi máy sấy (kg/h)

: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy (%)

: Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy (%)

W: Năng suất tách ẩm (kg ẩm/h)

Lo: Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết (kg ẩm/kg KKK)

lo: Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết để tách 1 kg ẩm ra khỏi vật liệu

Io, I₁, I₂: Entanpy của không khí ở trạng thái ban đầu, trước khi vào và ra thiết bị

3.2 Chọn các thông số ban đầu

Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy : = 40%

Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy : = 10%

Nhiệt độ của không khí sau khi qua calorife : t₁ = 90ºC

Nhiệt độ của không khí sau khi sấy : t₂ = 40ºC

Các thông số đối với vật liệu (thức ăn nuôi tôm)

- Nhiệt dung riêng: C = 1 kJ/kg

- Khối lượng riêng rắn: ρr = 1190 kg/m3

= G₂.(1- w₂) = 450.(1- 0,1) = 405 (kg/h)

Năng suất nhập liệu:

G₁ = G₂ + W = 450 + 225 = 675 (kg/h)

3.4 Tính toán các thông số của tác nhân sấy

3.4.1 Xác định thông số ngoài trời

Tác nhân sấy (TNS): không khí ở bên ngoài trời có nhiệt độ 25ºC được quạt hút vào và đẩy qua calorife được gia nhiệt đến nhiệt độ 105ºC

Ta chọn cặp thông số không khí ngoài trời (tₒ, φₒ) = (25ºC, 85%)

 Tại nhiệt độ to=25ºC => = 0,0323 at (Bảng I.250/312-[1])

Ta có:

- Ethanpy được tính bằng công thức:

Io = 1,004.to + do.( 2500 + 1,842.to) (CT2.15/15-[3])

Với hàm ẩm của không khí là

 Tại nhiệt độ t₁ = 90ºC => ₁= 0,715 (at) (bảng I.250/312-[1])

 Tính enthanpy của không khí ẩm I₁:

3.4.3 Tính toán các thông số của tác nhân sấy khi ra khỏi buồng sấy

Đặc trưng của sấy lí thuyết là enthanpy của tác nhân sấy trước và sau quá trình sấy

là không đổi

Nên I₁ = I₂= 135,678 (kJ/kgkkk) Mặt khác theo định nghĩa enthanpy ta có:

I = .t + (r + ).d (CT2.18/15-[3])

Nếu nhiệt lượng tính bằng Kj thì:

- = 1,004 là nhiệt dung riêng của không khí khô lấy bằng 1,004 kJ/kg.ºC

- = 1,842 là nhiệt dung riêng của hơi nước quá nhiệt lấy bằng 1,842

Tại nhiệt độ t₂ = 40ºC => = 0,0752 (at) (bảng I.250/312 – [1])

Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy φ₂

φ₂ =

= 0,772 hay 77,2%

3.4.4 Tính nhiệt độ điểm sương

Ở nhiệt độ điểm sương ta có φ=0

=

= > =

bề mặt sản phẩm không bị động sương

Lượng không khí khô lý thuyết

- Lượng không khí khô tiêu tốn riêng cho 1kg ẩm bốc hơi là:

Bảng 3.1: Bảng tổng kết cho vật liệu sấy

G₁: khối lượng vật liệu vào thiết bị sấy (kg/h) 675 G₂: khối lượng vật liệu ra khỏi thiết bị sấy (kg/h) 450

Bảng 3.2 Tổng kết cho thông số của tác nhân sấy

tº (ºC) d (kg/kgkkk) φ (%) I (kJ/kgkkk) Trước khi vào calorife 25ºC 0,017 85 68,383 Sau khi ra khỏi calorife 90ºC 0,017 3,8 135,678 Sau khi ra khỏi buồng sấy 40ºC 0,038 79 135,678

PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG

Nguyên tắc của việc tính cân bằng nhiệt lượng là tổng nhiệt lượng đi vào một thiết

bị hoặc một hệ thống bằng tổng nhiệt lượng đi ra (kể cả mất mát ra môi trường xung quanh) của thiết bị hoặc hệ thống của thiết bị đó

Xác định thông số tính toán trung bình cho không khí

- Nhiệt độ tính toán trung bình ttb=65oC

Tra bảng I.255 trang 318 sổ tay QTTB tập 1 ta có các thông số ở nhiệt độ

= 65ºC

 Khối lượng riêng: = 1,0445 kg/m³

 Nhiệt dung riêng: = 1,005 kJ/kg

Tốc độ tới hạn

=

( 6 3

)

113, 01.

1, 002 3.10

26, 625.10





 m/s

4.2 Xác định tốc độ làm việc tối ƣu :

Tốc độ làm việc tối ưu là tốc độ ở đó chế độ sôi ổn định Tốc độ làm việc tối ưu phải đảm bảo điều kiện:

Ta thấy thỏa mãn điều kiện: = (2 3) (CT 10.18/154 – [3])

4.3 Tốc độ của tác nhân sấy trong tầng sôi

Chọn độ xốp của thức ăn nuôi tôm trong tầng sôi ɛ = 0,5

Vì nhiệt độ trong buồng sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt lưới phân phối nên tốc

độ của tác nhân sấy ở trên bề mặt lưới phân phối là:

= .

= 2,817.

= 3,03 m/s Tốc độ thực qua lớp giả:

p = √ (CT II.90/409 –[1])

= √

4.4 Xác định sơ bộ diện tích ghi và chiều cao lớp vật liệu

- Diện tích ghi (lưới):

Theo kinh nghiệm ta lấy sơ bộ diện tích ghi bằng (1,2 1,5) Diện tích ghi tính theo lượng TNS lí thuyết:

Chiều cao lớp hạt vật liệu sấy nằm trên ghi chúng ta cũng chọn chiều cao sơ bộ H0=0,15m Để bố trí phễu đưa VLS vào ra buồng sấy ta chọn chiều cao buồng sấy Hb=1,3m, Cũng như diện tích ghi lò chiều cao H0 sẽ được tính toán khi tính xong quá trình sấy thực

Như vậy, diện tích quanh vùng sấy bằng:

F = FG+ 4.A.Hb = 1,52 + 4.1,23.1,3 = 7,916 m2

4.5 Cân bằng nhiệt lƣợng

Nhiệt lượng mang vào máy sấy:

Nhiệt lượng do không khí mang vào: LI0

Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G2Cvl 1 + CnW 1

Nhiệt lượng do Calorife cung cấp: Qc

Nhiệt lượng mang ra khỏi máy sấy:

Không khí thải mang ra: LI2

Vật liệu sấy mang ra: G2Cvl 2

Do mất mát ra môi trường xung quanh: Qm

4.5.1 Tính toán theo sấy lí thuyết

- Nhiệt lượng do Calorife cung cấp

Theo phương trình cân bằng nhiệt lượng:

4.5.2 Nhiệt lượng hữu ích cần bốc hơi 1kg ẩm

q0= 2500 + 1,842.t2 - Cnt0

Với Cn=4,18 (KJ/kgoK): Nhiệt dung riêng của nước

q0= 2500 + 1,842.40 - 4,18.25 = 2469,18 (kJ/kg ẩm)

4.5.3 Nhiệt lượng của vật liệu

- tvl1 : nhiệt độ vật liệu trước khi vào sấy, tvl1 = tmt = 25ºC

- ttv2: nhiệt độ vật liệu sau khi ra khỏi buồng sấy

∑ : tổng nhiệt trở của thiết bị

α1: Hệ số cấp nhiệt từ TNS đến bề mặt trong phòng thiết bị

α₂: Hệ số cấp nhiệt từ TNS đến thành máy sấy do đối lưu cưỡng bức (W/m2.độ)

Tính α 1:

- Xác định chế độ chảy của tác nhân sấy trong thiết bị

+ Chuẩn số Reynolds:

Re = =

Trong đó:

l:kích thước hình học theo đường kính tương đương

Thân buồng sấy của thiết bị có hình dạng trụ đứng, đáy hình vuông Vậy nên theo bảng II.1/360 – [1] giá trị tương đương của một số mặt cắt ngang, ta có

Vật liệu Hệ số dẫn

nhiệt λ (W/mK)

2 Bề dày lớp cách nhiệt 2 0,03 Bông thủy tinh 0,04

Đường kính ngoài của thùng sấy

λ0 Hệ số dẫn nhiệt không độ 0ºC

c: hằng số phụ thuộc vào loại khí

T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí

=

=

= 1,67 (W/m2.ºC) Vậy α1 = k.(α’1 + α”1) = 0,5.(3,71 + 1,67) = 2,69 (W/m2.ºC)

Chọn nhiệt độ thành ngoài của thùng (phía sấy tiếp xúc với không khí) t3=30ºC

là nhiệt độ thích hợp để tác nhân sấy sau khi truyền qua vách buồng sấy và lớp cách nhiệt đến phía ngoài của buồng sấy thì không còn quá nóng an toàn cho người làm việc

Thiết bị đặt trong môi trường có nhiệt độ là 25ºC, tra bảng ta có bảng

I.125/T318–[1], ta có bảng số liệu sau:

STT Thông số Kí hiệu Đơn vị Nguồn công thức Giá trị

2 Hệ số dẫn nhiệt λ0 W/m.ºK Bảng I.255/T318-[1] 2,635.10-2

3 Độ nhớt 𝛍0 Ns/m2 Bảng I.255/T318-[1] 18,4.10-6

4 Áp suất bảo hòa pb Bar Bảng I.250/312-[1] 0,0323

5 Khối lượng riêng ρ0 Kg/m3 Bảng I.255/T318-[1] 1,185

6 Độ nhớt động v0 m2/s v k = 15,53.10-6

Gr = =

=

(CT V.39/T13 – [2]) =

- Hệ số cấp nhiệt do bức xạ :

= C0.ɛ

4 4

100 100

cp ct

T T

Trong đó:

- C0 = 5,7: Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối

- T1: Nhiệt độ tuyệt đối của thành máy sấy, ºK, T1 = t3 + 273

- T2: Nhiệt độ của môi trường, ºK, T2 = t0 + 273

- ɛ: Độ đen của bề mặt ngoài của máy sấy

Đối với bức xạ giữa khí và bề mặt vật thể, do bề mặt của khí lớn hơn bề mặt vật hệ nên độ đen của hệ xem như bằng độ đen của vật thể: ɛ = 0,8 1



2.K)

Đường kính của máy sấy

F = 4Dtb Hb + FG + √

=4.1,265.1,3 + 1,52 + √ = 10,47 m2

Tính hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và môi trường xung quanh:

∆ttb =

ln

d c

Sai số này nhỏ hơn 5% nên cho phép chúng ta xem xét kết quả trên là đáng tin cậy

4.6 Xác định thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy thực