Thiết kế thiết bị sấy chè dạng băng tải năng suất 250 kgh + cad

Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, tỷ trọng của nghành chiếm tỷ lệ khá cao trong cơ cấu kinh tế. Mặc dù vậy, nghành nông nghiệp đêm lại hiệu quả không cao, nguyên nhân chủ yếu là do công đoạn chế biến và bảo quản nông sản của nước ta còn quá lạc hậu, không tiếp cận được những thành tựu khoa học tiên tiến trên thế giới. Nó làm giảm đi giá trị, chất lượng cũng như là giá thành của sản phẩm.Ngành bảo quản và chế biến nông sản ra đời. Với việc chế biến và thưởng thức nước chè cũng đã xuất hiện từ rất lâu, nhờ điều kiện khí hậu cũng như địa hình thuận lợi để trồng các loại cây công nghiệp lâu năm và đặc biệt là chè. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm được tốt hơn, thời gian bảo quản được lâu hơn, đồng thời giá trị của sản phẩm được cao hơn thì đã ra đời rất nhiều phương pháp chế biến khác nhau nhằm phục vụ nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng.Với chè, việc áp dụng phương pháp sấy là khá phổ biến, ngày xưa, người nông dân đã biết lợi dụng năng lượng tự nhiên đó là ánh sáng mặt trời để làm khô chè, với sự phát triển của khoa học, giúp con người không phụ thuộc vào thiên nhiên, nâng cao năng suất thiết bị sấy chè đã ra đời.Trong công nghiệp, thiết bị sấy chè kiểu băng tải là một trong những phương pháp khá phổ biến, mang lại hiệu quả kinh tế, thuận tiện cho vận chuyển và tiết kiệm được thời gian. Nó thích hợp với nhiều loại nông sản như rau quả, ngủ cốc, các loại cây công nghiệp…Với mục đích tìm hiểu về quy trình sản xuất chè và làm quen với việc tính toán, thiết kế và vẽ một thiết bị cụ thể. Trong bài này tôi đề cập đến quy trình “Thiết kế thiết bị sấy chè dạng băng tải năng suất 250 kgh”

ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy MỤC LỤC SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-1- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước sản xuất nông nghiệp chủ yếu, tỷ trọng nghành chiếm tỷ lệ cao cấu kinh tế Mặc dù vậy, nghành nông nghiệp đêm lại hiệu không cao, nguyên nhân chủ yếu công đoạn chế biến bảo quản nông sản nước ta lạc hậu, không tiếp cận thành tựu khoa học tiên tiến giới Nó làm giảm giá trị, chất lượng giá thành sản phẩm Ngành bảo quản chế biến nông sản đời Với việc chế biến thưởng thức nước chè xuất từ lâu, nhờ điều kiện khí hậu địa hình thuận lợi để trồng loại công nghiệp lâu năm đặc biệt chè Để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt hơn, thời gian bảo quản lâu hơn, đồng thời giá trị sản phẩm cao đời nhiều phương pháp chế biến khác nhằm phục vụ nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng.Với chè, việc áp dụng phương pháp sấy phổ biến, ngày xưa, người nông dân biết lợi dụng lượng tự nhiên ánh sáng mặt trời để làm khô chè, với phát triển khoa học, giúp người không phụ thuộc vào thiên nhiên, nâng cao suất thiết bị sấy chè đời Trong công nghiệp, thiết bị sấy chè kiểu băng tải phương pháp phổ biến, mang lại hiệu kinh tế, thuận tiện cho vận chuyển tiết kiệm thời gian Nó thích hợp với nhiều loại nông sản rau quả, ngủ cốc, loại công nghiệp… Với mục đích tìm hiểu quy trình sản xuất chè làm quen với việc tính toán, thiết kế vẽ thiết bị cụ thể Trong đề cập đến quy trình “Thiết kế thiết bị sấy chè dạng băng tải suất 250 kg/h” SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-2- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu trình sấy 1.1.1 Khái niệm Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu Vật liệu sấy dạng rắn ẩm, bột nhão hay chất lỏng Kết trình sấy hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng việc bảo quản sản phẩm lương thực, thực phẩm thời gian dài, tăng độ bền học sản phẩm gốm sứ… Sau sấy, vật liệu giảm khối lượng, thể tích nên góp phần làm giảm giá thành vận chuyển 1.1.2 Phân loại Quá trình sấy chia làm phương thức: Sấy tự nhiên sấy nhân tạo * Sấy tự nhiên: tiến hành bay lượng tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió… (gọi trình phơi hay sấy tự nhiên) Phương pháp đỡ tốn nhiệt năng, không chủ động điều chỉnh vận tốc trình theo yêu cầu kỹ thuật, suất thấp, thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu… * Sấy nhân tạo: thường tiến hành loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuật sấy chia nhiều dạng: - Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy không khí nóng, khói lò,… SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-3- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy - Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn - Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn nhiệt phát truyền cho vật liệu sấy - Sấy dòng điện cao tần: phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng toàn chiều dày lớp vật liệu 1.2 Tổng quan nguyên liệu chè 1.2.1 Điều kiện tự nhiên đặc điểm sinh thái, sinh sản chè Thái Nguyên [10] Thái Nguyên tỉnh thuộc vùng trung du miền núi Bắc Bộ, vùng nằm ranh giới miền núi miền đồng Bắc Bộ bao gồm tỉnh Phú Thọ, Hoà Bình, Vĩnh Phú, Thái Nguyên, Hà Tây Hà Nội Với diện tích tự nhiên 3.541,1km2, chiếm 1,08% diện tích 1,34% dân số nước Thái Nguyên đầu mối giao lưu kinh tế thủ đô Hà Nội với tỉnh phía Bắc có vị trí quan trọng phát triển kinh tế, văn hoá xã hội đất nước Đặc biệt Thái Nguyên có vị trí điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc trồng phát triển chè * Điều kiện đất đai Đất vùng chè trung du Bắc Bộ chủ yếu feralit phân bố địa hình đồi núi, chia cắt mạnh gồm loại sau: - Đất phát triển phiến thạch sét Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hoà Bình, Thái Nguyên - Đất phát triển phiến thạch gneiss mica Phú Hộ - Đất nâu đỏ Thái Nguyên SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-4- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy - Đất nâu đỏ phù sa cổ Thái Nguyên, Phú Thọ, Hà Tây, Hà Nội - Đất vàng nhạt phát triển đá cát Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Tam Đảo, Hà Tây, Hà Nội Hình 1.1: Vùng chè 1.2.2 Các thành phần Thái Nguyên có chè * Thành phần hóa học [11]: Với thâm nhập trà vào phương Tây, thành phần hóa học chè bắt đầu nghiên cứu từ năm 1827 (Oudry) Đến nay, người ta phát thành phần chè có 13 nhóm gồm 120-130 hoạt chất khác nhau: • Nhóm chất đường: glucoza, fructoza, tạo giá trị dinh dưỡng mùi thơm chế biến nhiệt độ cao • Nhóm tinh dầu: metyl salixylat, citronellol, tạo nên hương thơm riêng loại chè, chịu ảnh hưởng khí hậu, loại đất quy trình chế biến • Nhóm sắc tố: chất diệp lục, caroten, xanthophin, làm cho nước chè từ màu xanh nhạt đến xanh lục sẫm từ màu vàng đến đỏ nâu nâu sẫm • Nhóm axít hữu cơ: gồm 8-9 loại khác nhau, có tác dụng tăng giá trị mặt thực phẩm có chất tạo vị • Nhóm chất vô cơ: kali, phốtpho, lưu huỳnh, flo,magiê, canxi, SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-5- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy • Nhóm vitamin: C, B1, B2, PP,…: hầu hết tan nước, người ta nói nước chè có giá trị thuốc bổ • Nhóm glucozit: góp phần tạo hương chè làm cho nước chè có vị đắng, chát màu hồng đỏ • Nhóm chất chát (tanin): chiếm 15%-30% chè, sau chế biến trở thành vị chát… • Nhóm chất nhựa: đóng vai trò tạo mùi thơm giữ cho mùi không thoát nhanh (chất quan trọng việc chế biến trà rời thành trà bánh) • Nhóm chất keo (petin): giúp bảo quản trà lâu có tính khó hút ẩm • Nhóm ancal: cafein, theobromin, theophylin, adenin, guanin, • Nhóm protein axit amin: tạo giá trị dinh dưỡng hương thơm cho chè • Nhóm enzim: chất xúc tác sinh học quan trọng trình biến đổi thể sống * Thành phần sinh hóa[12]: Bảng 1.1: Thành phần sinh hóa chè STT Thành phần hóa học Hàm lượng (%) SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A Vai trò rang:-6- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Nước 75-82 Nước ảnh hưởng biến đổi sinh hóa búp chè, đến hoạt động men trì sống Tanin Phân tử lượng: Tan este: 320-360 Tan nước: 420-450 Tanin giữ vai trò chủ yếu việc tạo thành màu sắc, hương vị chè Thái Nguyên Ancaloit 3-5 Protein acid amin 4-5 Glucid pectin Rất Diệp lục sắc tố khác gần Dầu thơm 0.007-0.009% Vitamin A, B1, B2, C, PP… Men 10 Chất tro Có khả kết hợp với tanin để tạo thành hợp chất tanat cafein có hương vị dễ chịu Protein trực tiếp kết hợp với tanin, polifenol tạo hợp chất không tan làm ảnh hưởng xấu đến phẩm chất chè Các axít amin kết hợp với đường tanin tạo thành andehit có mùi thơm chè Đường tác dụng với protein axít amin tạo nên chất thơm Pectin tham gia vào việc tạo thành hương vị chè Gây cho sản phẩm có mà xanh, mùi hăng, vị ngái Chè tươi: 4-5% Chè khô: 5-6% Ảnh hưởng đến hưởng vị chè Có giá trị dược liệu dinh dưỡng cao Quyết định chiều hướng phát triển phản ứng hóa học Làm thay đổi trạng thái keo ảnh hưởng trực tiếp đến trao đổi chất tế bào 1.2.3 Vai trò nghành chè * Về phương diện kinh tế SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-7- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Ở nước ta, thu nhập từ ngành chè hàng năm chiếm 0,2% tổng thu nhập quốc dân chiếm trung bình khoảng 1,51% tổng kim ngạch xuất hàng nông sản Việt Nam hàng năm - Ngành chè thúc đẩy trình công nghiệp hoá - đại hoá * Về phương diện văn hoá - xã hội - Phát triển ngành chè góp phần giữ gìn sắc văn hoá dân tộc - Phát triển ngành chè góp phần xóa đói giảm nghèo, giải công ăn việc làm cho người lao động, giảm tỷ lệ thất nghiệp * Về phương diện môi trường Sự phát triển ngành chè giúp phủ xanh đất trống, đồi trọc bảo vệ môi trường, chống xói mòn Trồng chè kỹ thuật tạo thảm thực vật có tác dụng phủ xanh đất dốc đồi núi trọc, xây dựng bảo vệ môi trường sinh thái SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-8- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy 1.3 Công nghệ thiết bị thực 1.3.1 Giới thiệu thiết bị sấy (Bảng 6-1/trang 85,[4]) Ngày nay, với phát triển vượt bậc khoa học – công nghệ, thiết bị sấy sử dụng rộng rãi với quy mô công nghiệp, thiết bị ngày tân tiến đại phù hợp với nhu câu cung ứng thị trường Bảng 1.2: Các kiểu thiết bị sấy ST T Kiểu thiết bị sấy Cách làm việc Sản phẩm sấy Chế độ sấy tiêu hoa riêng nhiệt Nhiệt độ môi chất sấy: 60 - 2500C q = 6000-10000 (kJ/kg) Nhiệt độ môi chất sấy: 50 - 1300C q = 5000-8000 (kJ/kg ẩm) Nhiệt độ môi chất sấy: 60 - 1800C q = 5000-6500 (kJ/kg ẩm) Nhiệt độ môi chất sấy: Than: 650 - 8500C Ngũ cốc: 60 - 1200C Năng suất bốc ẩm: A= 50 – 150 (kg ẩm/m3h) q = 35005000 (kJ/kg ẩm) Buồng sấy Chu kỳ Mảng gỗ nhỏ, rau quả, gạch… Hầm sấy Liên tục Nhiều loại sản phẩn Tháp sấy Liên tục Muối, quặng, ngũ cốc… Thùng quay Liên tục chu kỳ Vật liệu dạng hạt, than cát, ngũ cốc… Liên tục Vật liệu dạng hạt, than cám, chất kết tinh Tốc độ khí: 10-40 (m/s) q = 42006700 (kJ/kg ẩm) Liên tục Tre, len dạ, rau quả… Nhiệt độ môi chất sấy: 60 - 1700C q = 5000-7500 (kJ/kg) Sấy khí động Băng tải SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-9- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Sấy phun Sấy tầng sôi Liên tục Sữa, trứng loại dung dịch khác Liên tục hay chu kỳ Vật liệu có độ ẩm cao, bột nhão, hạt kết tinh… Khi t = 130 – 1500C A = - (kg ẩm/m3h) t = 300 – 4000C A = - 12 (kg ẩm/m3h) t = 500 – 7000C A = 15 - 25 (kg ẩm/m3h) Cường độ bốc ẩm: A= 100 – 3000 (kg ẩm/m3h) q = 3000-12000 (kJ/kg ẩm) SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-10- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy dtd = × 0,1256 1,256 = 0,4 m Diện tích mặt cắt ngang calorife Fcal = Lx × Bx =3,275 = 0,1256 9,3731 × 2,862= 9,3731 (m2) = 0,0134 Chuẩn số Raynon: Re = Với ω9 ω × d td γ9 = ω3 = 46,9875 γ9 = γ3 m/s × = 21,403 10-6 m2/s �9 = �3 = 0,9916 (kg/m3)  Re = ω9 × d td γ9 = 893203,7565 > 3500 nên ξ xác định theo bảng N 013 trang 388, [2]ta ξ= 0,4989 Vậy trở lực đột mở: = ξ× ρ × ω92 = 546,1158 (N/m2) 4.4.10 Trở lực đột mở từ đường ống vào phòng sấy F1 -Diện tích mặt ngang ống F10 = = 0,1256 m2 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-61- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Ta có: dtd = × F10 Π 10 + Π 10 Π 10 : chu vi mặt cắt ngang ống (m); × × =л d= 3,14 0,4 = 1,256 m Thay số vào ta được: dtd = × 0,1256 1,256 = 0,4 m × -Diện tích ngang phòng sấy Fcal = Lph Rph = 3,19 × 8,5 = 27,115 m2 F10 0,1256 = = 0,0046 Fcal 27,115 Chuẩn số Raynon: Re =  γ 10 γ = = 21,403 × 10-6 m2/s ρ10 = ρ = ω10 ω3 = ω10 × d γ 10 0,9916 kg/m3 = 46,9875 m/s 46,9875 × 0,4 21,403× 10 −6  Re = = 878147,9232 > 3500 nên ξ xác định theo bảng N013 trang 387,[2] ta ξ= 0,9913 Vậy trở lực đột mở: SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-62- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy ∆P10 = ξ ρ 10 × ω102 × = 0,9913 0,9918 × 46,9875 2 × = 1085,1163 N/m2 4.4.11 Trở lực đột thu khỏi phòng sấy - Chọn đường kính ống d =0,4 (m) Vận tốc khí ống là: ω11 = ω kk = 0,8319 m/s ρ11=ρ5= 1,128 (kg/m3) γ 11 = γ F1 F11 = Ta có: dtd = = 0,1256 m2 × F11 Π 11 + Π 11 × = 16,96 10-6 (m2/s) Π 11 : chu vi mặt cắt ngang ống (m); × × =л d= 3,14 0,4 = 1,256 m Thay số vào ta được: dtd = × 0,1256 1,256 = 0,4 m Diện tích ngang phòng sấsy: × Fcal = Lph Rph =3,19 × 8,5 = 27,115 m2 F11 0,1256 = = 0,0046 Fcal 27,115 Chuẩn số Re: SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-63- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Re = ω11 × d 0,8319 × 0,4 = γ 11 16,96 × 10 −6 = 19620,2830 > 3500 nên ξ xác định theo bảng N013 trang 388-Sổ tay QTTB- tập I ta ξ = 0,5018 Vậy trở lực đột thu: ∆P11 =ξ ρ 11 × ω112 × = 0,5018 1,128 × 0,8319 2 × = 0,1939 N/m2 4.4.12 Trở lực đột mở vào cyclon - Chọn đường kính ống d =0,4 (m) Diện tích mặt cắt ngang xyclon Fcyl= l × b = 0,6 × 0,26 =0,156 (m2) Diện tích mặt cắt ngang ống : F12=F1=0,1256 (m2) F12 0,1256 = = 0,8051 Fcyl 0,156 Chuẩn số Raynon: Re = Với ω12 × d γ 12 ω12= ω5= 41,3049 (m/s) ρ12=ρ5= 1,128 (kg/m3) γ 12 = γ = 16,96 × 10-6 (m2/s) 41,3049 × 0,4 16,96 × 10 −6  Re = = 974172,1698 > 1000 nên ξ xác định theo bảng N011 trang 387,[2] ta ξ= 0,04 - Vậy trở lực đột mở: SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-64- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy ∆P12 = ξ × ρ12 × ω122 = 1,128 × 41,30492 0,04 × = 38,4895 (N/m2) 4.4.13 Trở lực đột thu từ quạt hút đến cyclon - Chọn đường kính ống d =0,4 (m) -Vận tốc khí ống là: ω13= ω5= 41,3049 (m/s) F1 F13= = 0,1256 (m2) ρ13=ρ5= 1,128 (kg/m3) γ 13 = γ × = 16,96 10-6 (m2/s) Chuẩn số Re: Re= ω13 × d γ 13 F13 = 0,8051 FCYL Với ξ= 0,151 = 41,3049 × 0,4 16,96 × 10 −6 = 974172,1698 > 3500 nên ξ xác định theo bảng N013 trang 388,[2] ta Vậy trở lực đột mở: ∆P13 = ξ ρ13 × ω132 × = 0,151 1,128 × 41,30492 × = 145,2979 (N/m2) 4.4.14 Trở lực khủy Ta có α = 900 → ξ = 1,1 ( Trang 352,[6]) Vì có trục khủy nên: SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-65- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy ∆P14 = × ξ ρ14 × ω142 × × =2 1,1 1,128 × 42,0127 2 × = 2190,095 (N/m2) 4.4.15 Vậy tổng trở lực hệ thống ∆Ρ = ∆Ρ1 + + ∆Ρ14 ∆P = 5892,4696 N/m2 4.5 Quạt 4.5.1 Giới thiệu quạt Quạt thiết bị vận chuyển tác nhân sấy hệ thống sấy thường dùng hai loại: quạt ly tâm quạt hướng trục Quạt tạo áp suất cho dòng khí qua thiết bị: Caloriphe, máy sấy, đường ống, cyclone Năng lượng quạt tạo cung cấp cho dòng khí áp suất động học để di chuyển phần để khắc phục trở lực đường ống vận chuyển Năng suất quạt đặt trưng thể tích khí vào hay thiết bị sấy Sử dụng hai quạt: +Một dùng để hút khí thải cyclone +Một vừa hút khí vào caloriphe 4.5.2 Tính công suất quạt chọn quạt  Quạt đẩy đặt trước calorife - Lưu lượng không khí đẩy vào × × Qd =V’0=L’ v23 0C= 21067,425 0,8382= 17658,7156 (m3/h) = 4,9052 m3/s - Áp suất làm việc toàn phần: HΡ × H= 273 + t 760 ρ kk × × 293 B ρ (Công thức II.238a/trang 463, [2]) SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-66- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Trong đó: + Hp: trở lực toàn hệ thống (N/m2) Hp = ∆P (N/m2), t0 t0 + : nhiệt độ làm việc khí, =230c + B: áp suất chỗ đặt quạt, B=745mmHg + ρ: khối lượng riêng không dktc, ρ= 1,293 kg/m3 +ρkk: khối lượng riêng không điều kiện làm việc, ρkk=1,193 (kg/m3) Thay số vào ta được: H = 5892,4696 273 + 23 760 1,193 × × 745 1,293 × 293 = 5603,007 N/m2 Dựa vào suất, áp suất làm việc mà quạt cần theo đồ thị đặc tuyến quạt (Trang 494,[2]) ta chọn quạt II8-18N011, có hiệu suất khoảng 0,55 = 55 % - Công suất trục động điện : Qd × H p × ρ × g N= 1000 × η q × η tr (Công thức II.239a/trang 463, [2]) η tr = 0,95 ηq : hiệu suất truyền động qua bánh đai = 0,55 : Hiệu suất quạt Thay số vào ta được: N= Qd × H × ρ × g 1000 × η q × η tr = 4,9052 × 5603,007 × 9,81 × 1,193 1000 × 0,55 × 0,95 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A = 615,6028 kW rang:-67- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy - Công suất thiết lập với động × Ndc=N k3 Chọn k3=1,1 hệ số dự trữ ( Bảng II.48/trang 464,[2]) Thay số vào ta có: × Ndc= N k3 = 616,6028 × 1,1 = 677,163 kW  Quạt hút khí thải cyclon Không khí khỏi cyclon có nhiệt độ 400C, tích riêng V= 0,8865 m3/kg Lưu lượng hút quạt là: × × Qh = L’ v40 = 21067,425 0,8865 = 18676,2723 m3/h = 5,1879 m3/s Áp suất làm việc toàn phần tính theo công thức: HΡ × H= 273 + t 760 ρ kk × × 293 B ρ (Công thức II.238a/trang 463,[2]) Trong đó: + Hp: trở lực toàn hệ thống (N/m2) Hp= ∆P (N/m2), t0 t0 + : nhiệt độ làm việc khí, =400c + B: áp suất chỗ làm việc, B=745mmHg + ρ: khối lượng riêng không dktc, ρ=1,293 kg/m3 +ρkk: khối lượng riêng không điều kiện làm việc, ρkk=1,128 kg/m3 Thay số vào ta có: SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-68- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy HΡ × H= 273 + t 760 ρ kk × × 293 B ρ = 5892,4696 273 + 40 760 1,128 × × 745 1,293 × 293 = 5601,9853 N/m2 Dựa vào suất, áp suất làm việc mà quạt cần theo đồ thị đặc tuyến quạt ( Trang 494,[2]) ta chọn quạt II8-18N011, có hiệu suất khoảng 0,549 = 54,9 % - Công suất trục động điện : Qh × H p × ρ × g N= 1000 × η q × η tr ( Công thức II.239a/trang 463,[2]) Với: Qh = 5,2768 m3/s H = 5601,9853 N/m2 η tr = 0,95 ηq : hiệu suất truyền động qua bánh đai = 0,549 Hiệu suất quạt Thay số vào ta có: N= Qh × H × ρ × g 1000 × η q × η tr = 5,1879 × 5601,9853 × 9,81 × 1,128 = 1000 × 0,549 × 0,95 648,5913 kW - Công suất thiết lập động điện: × Nđc = N k3 (kW), với k3 hệ số dự trữ Khi N = 648,5913 > chọn k3 = 1.1 ( Bảng II.48/trang 464,[2] ) × Suy Nđc = 648,5913 1,1= 713,4504 kW Vậy ta dùng quạt li tâm có kí hiệu II8-18N011 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-69- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Hình 4.1: Quạt ly tâm II8-18N011 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-70- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy KẾT LUẬN Chè đen loại thức uống cổ truyền dân tộc ta từ xưa nay, hệ cách thưởng thức loại nước đặc biệt khác nhau, việc sản xuất, trồng loại chè hay việc chế biến đòi hỏi tính nghiên ngặt, khắc khe thông số công nghệ công đoạn đề cuối tạo sản phẩm đặc biệt Qua việc tìm hiểu nguyên liệu chè, quy trình sản xuất nói chung sấy chè nói riêng giúp em hiểu sâu kỹ thuật sấy nào? Cấu tạo hay nguyên tắc hoạt động hệ thông sấy chè dạng băng tải, tính toán thiết kế thiết bị sấy, việc tra sử dụng tài liệu tham khỏa, tính nội suy, ngoại suy Các thông số trình sấy như: nhiệt độ không khí, tác nhân sấy vào ra, độ ẩm vật liệu ban đầu đồng thời độ ẩm yêu cầu sản phẩm để bảo quản tốt Việc ứng dụng thiết bị sấy dạng băng tải theo quy mô công nghiệp Số liệu, công thức phương pháp mang tính tương đối, nhiều thông số chọn nên có sai số thực nghiệm, Mặc dù hệ thống sấy dùng phổ biến em chưa thực ngiệm để xem xét nên cad dựa vào sách thông qua tính toàn để thiết kế nên chổ thiếu sót, báo cáo vẽ chi tiết thiết bị dựa nhiều vào lý thuyết, em mong quý thầy cô góp ý cho làm em dược hoàn thiện tiến xa với thực tiễn sản xuất Em xin chân thành cảm ơn cô ĐỖ THỊ BÍCH THỦY tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-71- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, "Các trình thiết bị hóa chất công nghệ hóa chất thực phẩm tập IV", nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, năm 2004 [2] Nguyễn Bin cộng sự, "Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập I" , nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, năm 2004 [3] Nguyễn Bin cộng sự, "Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập II" , nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, năm 2004 [4] Hoàng Văn Chước, "Kỹ thuật sấy", nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, năm 1999 [5] Hoàng Văn Chước, “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy”, nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2006 [6] Trần Văn Phú, "Tính toán thiết kế hệ thống sấy", nhà xuất giáo dục, năm 2002 [7] Lê Ngọc Trung, "Bài giảng trình thiết bị truyền chất", trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, năm 2011 [8] Phạm Xuân Toản, "Các trình thiết bị truyền nhiệt tập III", nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, năm 2003 [9] Phạm Xuân Vượng Trần Như Khuyên, "Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản", trường đại học nông nghiệp I – Hà Nội, năm 2006 [10] Đặc điểm sinh thái, sinh sản chè Thái Nguyên, phân bố ngành hàng chè nước, http://tancuongtea.com.vn/bvct/che-thai-nguyen/68/2dac-diem-sinh-thai-sinh-san-cua-cay-che-phan-bo-cua-nganh-hang-chetrong-nuoc.html, truy cập lần cuối 15/03/2015 [11] Tìm hiều thành phần hóa học công dụng chè, http://vietcotra.vn/Tra-va-suc-khoe/Tim-hieu-thanh-phan-hoa-hoc-va-congdung-cua-tra-che.html, truy cập lần cuối 15/03/2015 [12] Sơ lược thành phần sinh hóa trà, http://triviettea.com/ThanhPhanSinhHoaCuaTra.aspx, truy cập lần cuối 15/03/2015 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-72- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-73- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-74- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-75- [...]... án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy 1.3.2 Chọn thiết bị sấy Với những đặc tính và yêu cầu của chè ta nên chọn sấy hầm với thiết bị vận chuyển băng tải cho việc sản xuất trà đen TNS 1 Phểu nhận vật liệu sấy 2 Trục lăn dẫn VLS VLS 3 Phng sấy hnh chữ nhật 4 Con lăn đỡ 5 Băng tải 6 Caloriphe sưởi 7 Thùng chứa sản phẩm 8 L đốt 9 Tấm chắn khí nóng –TNS 10 Ống khói Hình 1.2: Thiết bị sấy kiểu băng tải. .. thống sấy băng tải 1.4.1 Sơ đồ hệ thống sấy băng tải Ta có sơ đồ hệ thống của quá trình sấy chè như sau Khí thải 5 Không khí Nguyên liệu Hơi nước bão hòa 1 4 3 2 Bụi Nước ngưng tụ sản phẩm Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống sấy băng tải Chú thích: 1,5– Quạt đẩy và hút không khí 2 – Caloriphe 3 − Phòng sấy 4− Cyclone 1.4.2 Thuyết minh quy trình Quy trình sấy băng tải, tác nhân sấy ngược chiều với nguyên liệu chè. .. điểm của phương pháp sấy băng tải này là: + Làm việc liên tục phù hợp với sản xuất hiện đại + Dễ dàng khống chế các thông số sấy + có thể đốt nóng giữa chừng, điều khiển dòng khí + Khi qua một tâng băng tải vật liệu được đảo trộn và sắp xếp lại nên tăng bề mặt tiếp xúc pha làm tăng tốc độ dây Độ ẩm trong chè tương đối đồng đều 1.3.3 Chọn phương thức sấy và tác nhân sấy Sấy băng tải hoạt động liên tục... việc của phòng sấy: Hph = 2×h1 + 2×h2 + h3 Với h1 = d = 0,3 (m) là đường kính của tang quay băng tải h2 = 0,5 (m) khoảng cách từ băng tải đến tường h3 = 0,4 (m) khoảng cách giữa các băng tải Thay số vào ta được: Hph = 2×0,3 + 2×0,5 + 0,4 = 2 (m) Chiều rộng làm việc của phòng sấy: Rph = Btt + 2×b Với b là khoảng cách giữa băng tải đến tường, chọn b = 0,3 (m) Thay số vào ta được: Rph = 2,6 + 2×0,3 = 3,19... án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy  Thể tích ra khỏi phòng sấy V2 = L×v2 = 19430,0518 × 0,9348 = 18163,2124 (m3/h)  Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy Vtb = = = 19106,5415(m3/h) 3.1.2 Chọn kích thước của băng tải: Thiết bị sấy kiểu băng tải gồm một phòng hình chữ nhật trong đó có một hay vài băng tải chuyển động nhờ các tang quay, các băng này tựa trên các con lăn để khỏi bị. .. h = 0,025 (m) w: Vận tốc băng tải chọn w = 0,5 m/phút : khối lượng riêng của chè, chọn (kg/m3) Năng suất quá trình sấy: G1 = Br.h.w (kg/m3) ⇒ Br = = = 2,3 (m) Chiều rộng thực tế của băng tải : Btt = Trong đó : là hiệu số hiệu chỉnh SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A rang:-21- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Chọn = 0,9 Btt = = = 2,6 (m) Gọi Lb: chiều dài băng tải (m) Ls: chiều dài phụ... 612,5 250 62 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A Đơn vị Kg/h Kg/h % rang:-18- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy W2 W 5 375 SVTH: Phùng Xuân Giang - ớp:CNTP46A % Kg/h rang:-19- ồ án thiết bị GVHD: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy CHƯƠNG 3 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 3.1 Tính toán về thiết bị chính 3.1.1 Thể tích không khí :  Thể tích riêng của không khí vào thiết bị sấy: r... nhân sấy vào phòng sấy với không khí bên ∆ t1 = 83-23 = 600C ∆ t2: Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy đi ra khỏi phòng sấy với tác nhân sấy bên ngoài ∆ t2 = 40-23 = 170C Δttb=34,10C 3.2 Tổn thất nhiệt lượng: 3.2.1 Lượng nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang ra: Trong nông sản, nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi thiết bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ ÷ tác nhân sấy tương ứng từ (5 10 0C ), trong hệ thống sấy này,... 2,6 (m) Gọi Lb: chiều dài băng tải (m) Ls: chiều dài phụ thêm, Ls = 0,5 (m) T: Thời gian sấy, chọn T = 0,5 h Lb = + Ls (Công thức VII.48/trang 121, [3]) = + 0,5 = 14 (m) Chọn số băng tải là i = 2 Chiều dài mỗi băng tải Lb = = 7 (m) Đường kính tang quay băng tải: d = 0,3 (m) 3.1.3 Chọn vật liệu làm phòng sấy Phòng sấy được xây bằng gạch Bề dày tường 0,22 (m) có: • Chiều dày viên gạch: 0,2 (m) • Hai lớp... Hàm ẩm của không khí ra khởi phòng sấy trong quá trình sấy thực là: = x2’ − Ι 1 + ∆ × x1 + C k × t 2 ∆ − (ro + c h × t 2 ) = − 121,785 + 34,3107 × 0,0146 + 1 × 40 34,3107 − (2493 + 1,97 × 40) =0,032 kg/kgkkk ( Trang105,[3]) - Nhiệt dung riêng của không khí sau khi sấy: I2’= t 2 + ( ro + C h × t 2 ) × x 2 / = 40 + (2493 + 1,97 × 40) × 0,032 = 122,2976 (kJ/kgkk) - Độ ẩm tương đối: = ×100 = × 100 = 67,41%