Tính toán thiết kế thiết bị sấy rau thơm gia vị

MỤC LỤC Trang 10 Lời mở đầu PHẦN 1: Tổng quan nguyên liệu PHẦN 2: Chọn thuyết minh quy trình công nghệ PHẦN 3: Tính toán I – Cân vật chất II – Chế độsấy III – Các thông số ứng với trạng thái không khí trình sấy IV – Tính cân lượng IV.1 Xây dựng trình sấy lý thuyết IV.2 Tính thời gian sấy IV.3 Xây dựng trình sấy thực V – Tính toán thiết kế thiết bò V.1 Kích thước khay sấy V.2 Kích thước ngăn sấy V.3 Kích thước đường ống dẫn V.4 Kích thước tủ sấy VI – Tính toán chọn thiết bò phụ VI.1 Tính chọn máy nén hệ thống lạnh VI.2 Tính chọn quạt VII – Tính giá thành thiết bò VIII – Kết luận XIX – Tài liệu tham khảo 14 14 15 16 17 18 19 20 20 20 21 22 24 25 26 LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình tách pha lỏng hay lỏng khỏi vật liệu ( pha lỏng thường nước) Vật đem sấy gọi vật liệu sấy Tác nhân dùng để vận chuyển lỏng (hay lỏng) tách từ vật liệu sấy gọi tác nhân sấy Động lực trình sấy độ chênh lệch phân áp suất lỏng vật liệu sấy tác nhân sấy Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo động lực trình vận chuyển ẩm mà ta có hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng phương pháp sấy lạnh Và tuỳ theo phương thức truyền nhiệt mà ta có dạng: sấy xạ (truyền nhiệt xạ), sấy đối lưu (truyền nhiệt đối lưu), sấy tiếp xúc (truyền nhiệt dẫn nhiệt) Ngoài ta áp dụng dòng điện cao tần, trường sóng siêu âm … để thực trình sấy Từ lâu trình sấy áp dụng nhiều lónh vực khác Trong nông nghiệp, sấy công đoạn quan trọng công nghệ sau thu hoạch Trong công nghiệp sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất Ngày nay, công nghệ sấy ứng dụng với kỹ thuật tiên tiến ngành công nghệ thực phẩm Trong phải nói đến công nghệ sấy rau ngành thực phẩm Có nhiều nguồn nguyên liệu khác dùng, số nguồn nguyên liệu dồi nước ta từ loại rau thơm gia vò Không phong phú nguồn nguyên liệu mà loại rau thơm gia vò có giá trò sử dụng cao, dùng làm nguyên liệu thêm vào ăn chế biến làm phương thuốc khác dùng y học để chữa bệnh Và sau em xin trình bày cụ thể nguyên liệu rau thơm gia vò nội dung tính tốn thiết kế thiết bị sấy rau thơm gia vị Hoc Môn PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Nước ta có nhiều loại rau gia vò, loại nhiệt đới, chủ yếu hạt kín mầm (họ loa kèn đỏ, họ gừng) hai mầm (họ hoa môi, họ hoa tán, họ hồ tiêu …) Đó loại nông nghiệp có từ lâu đời nước ta với công dụng chủ yếu dùng làm thành phần tạo thêm mùi vò đặc trưng cho thêm vào ăn Đặc biệt hơn, loại rau gia vò hầu hết có công dụng làm thuốc trò bệnh hữu hiệu Đây nguồn nguyên liệu dồi phong phú, trồng nhiều vùng nước, giá trò sử dụng lại cao mà giá thành lại rẻ Ngày nay, có nhiều vùng trồng loại rau gia vò quy mô lớn để đưa vào sản xuất thực phẩm ứng dụng ngành y dược làm vò thuốc để chữa bệnh Các loại rau gia vò từ lâu dùng dạng ăn sống phối trộn nhiều loại với ăn, nhiên, phát triển công – nông nghiệp ngày cho đời nhiều dạng sản phẩm khác rau sấy dạng paste, rau sấy dạng khô hay bột khô … nâng cao giá trò sử dụng loại rau gia vò Sau số loại rau thông dùng đời sống ngày:  Họ hành tỏi: 1) Tỏi: Nguồn gốc từ miền Tây châu Á, trồng cách khoảng 2000 năm Là gia vò đặc biệt bữa ăn gia đình Tỏi dùng làm loại nước chấm, xào nấu, ăn sống.Trong tỏi có chứa chất alixin, có tính diệt khuẩn chất kháng sinh nên người thường dùng tỏi vò thuốc phòng trò bệnh thương hàn, lỵ tả bệnh bạch cầu Khi đầy ăn củ tỏi, hay giã nhỏ xoa vào bụng làm giảm chứng đầy Khi bò cảm cúm, nhai vài củ tỏi, biết uống rượu uống ly nhỏ với tỏi cảm thấy dễ chòu sau chốc lát Trong 100kg tỏi chứa 60-200g tinh dầu, thành phần chủ yếu tinh dầu allixin Chất có tác dụng diệt khuẩn mạnh, có tác dụng chống oxy hóa… Trong tỏi có glycoside alliin, vitamin C, vitamin B1, B2, B6, chất phytosterol, inulin 2) Hành: Là loại hàng năm, thường trồng miền Bắc vào tháng đến tháng 12 Hành trồng củ, ba tháng sau thu họach để ăn luộc, bốn tháng sau để làm dưa năm tháng sau để sử dụng dạng khô Tinh dầu hành có tác dụng kháng sinh, đáng ý Alixin hoạt chất tỏi: Alixin có tác dụng kháng sinh mạnh Nhân dân thường nấu cháo hành để điều trò cảm cúm, cảm nắng, sốt, ngạt mũi Hành tươi giã nát, trộn mật ong dùng để bôi trò mụn nhọt Hành tươi có chứa  - caroten, vitamin B1, B2, C  Họ hoa môi: 1) Húng cây: Húng ( bạc hà nam) chủ yếu để dùng làm rau gia vò húng láng, húng dũi hay bạc hà Thường dùng để ăn sống với loại rau sống, cá gỏi, thòt chó,lòng lợn, ăn với cà sống chấm mắm hay ruốc tôm ngon Húng gia vò cho gia đình Việt Nam Cũng bạc hà, húng quế, húng việc dùng làm gia vò dùng thuốc để trò bệnh cảm cúm, trò ho, giảm bớt ngạt mũi,làm giảm mùi tanh, mùi hôi cách lấy nhúm vò nát, xoa vào chỗ hôi, chỗ mẩn ngứa 2) Húng quế (rau quế): Húng quế loại rau có mùi thơm, với húng dũi, húng láng… dùng để làm rau gia vò bữa ăn hàng ngày, thường dùng để ăn sống, ăn chung với thòt chó, lòng lợn, ăn với rau sống loại làm cho bữa ăn thêm ngon miệng Húng quế chứa nhiều đạm, có khoảng 6% lượng protein, có chứa nhiều axit amin quan trọng tryptophan, menthionine, leucine Húng quế, từ năm 1975, miền Bắc có nhiều vùng trồng qui mô lớn để cất tinh dầu dùng công nghiệp chất thơm nước Ở miền Nam, việc dùng làm thức ăn gia vò miền Bắc, người ta dùng ( nhiều người gọi nhầm hạt – Fructus ocimi ) để ăn cho mát giải nhiệt gọi hạt é Do húng quế có khoảng 0,4 – 0,8% tinh dầu màu vàng nhạt, thơm nhẹ, dễ chòu nên nhân dân thường dùng thuốc Nam trò vài bệnh thông thường viêm họng, ho gà, dùng hạt để ăn cho mát, chống táo bón… nước khác dùng húng quế sắc uống chữa sốt, làm cho mồ hôi, chữa đau dày, ăn uống không tiêu, thông tiểu, nấu nước súc miệng ngậm chữa đau sâu 3) Tía tô: Tía tô rau gia vò thường thấy hàng ngày bữa ăn gia đình Do mùi thơm dễ chòu, mát nên thường dùng ăn sống với giá, loại rau khác Tía tô vò thuốc gia truyền dùng từ lâu đời nước ta Trong toàn tía tô có chứa 0,50% tinh dầu, tinh dầu thành phần chủ yếu perilla – andehide C10H14O ( 55% ), limonen 20 – 30%, … chất perilla andehide có mùi thơm đặc biệt tía tô, chất perilla andehide anti – oxim gấp 2000 lần đường, khó tan nước Trong hạt tía tô có chứa 45 – 50% chất dầu lỏng, màu vàng, mùi vò dầu lanh 4) Bạc hà: Bạc hà gia vò, dùng để ăn sống (ăn ghém) với loại rau thơm khác Cây bạc hà có chứa tinh dầu dùng để chữa bệnh thông thường cảm cúm, sổ mũi… ta có vùng trồng bạc hà làm dược liệu, với diện tích lớn làng Nghóa Trai Hải Hưng, làng Đại Yên ngoại thành Hà Nội Thành phần Bạc Hà tinh dầu Trong có 2,4 – 2,75% tinh dầu, hoa có – 6%, thân có 0,3% Bạc hà có vò cay, tính mát, tính giải cảm nên thường dùng để trò cảm nóng thích hợp Ngoài bạc hà có tính diệt khuẩn nhẹ, gây tê làm giảm đau nên tinh dầu bạc hà dùng để bôi vết xây xát nhẹ, bôi lên mũi chống nghẹt mũi, bôi lên thái dương dùng để xoa bóp thân thể ( cạo gió) Tinh dầu bạc hà có tác dụng sát trùng, điều trò ho, dùng dạng kẹo ngậm, kẹo cao su hay dung dòch phun mù Ở Việt Nam menthol dùng để làm kẹo bào chế hộp dầu cao vàng Menthol dùng mỹ phẩm  Họ hoa tán: 1) Mùi tây: Là loại thảo, mọc quanh năm Công dụng mùi tây để làm rau gia vò dùng xào nấu xào thòt bò, nấu với cá, trộn với giá chua, thành ăn hấp dẫn Bên cạnh đó, việc dùng làm rau gia vò ( có mùi thơm ) người ta dùng quả, rễ củ làm thuốc lợi tiểu, điều kinh, mùi tây có chất apiozit có tác dụng lợi tiểu Lá mùi tây cung cấp nguồn vitamin A đáng kể cho phần ăn giã nhỏ đắp lên vết viêm tấy làm giảm đau giảm sưng cho vết thương 2) Ngò gai: Ngò gai thân thảo, mọc hàng năm Ngò gai rau dùng làm gia vò, có mùi thơm nhẹ gần giống rau mùi ( rau ngò ) Thường dùng để ăn sống hay trộn vào thức ăn làm chín, nêm vào cháo, canh, xúp tạo thành mùi thơm dễ chòu, kích thích ăn ngon miệng 3) Rau mùi: Rau mùi loại thảo sống hàng năm Rau mùi gia vò vừa ăn thân lẫn lá: dùng để ăn sống nêm vào canh, cháo nấu chín, làm bữa ăn cho thêm hương vò dễ chòu Hạt mùi có nhiều công dụng: có tinh dầu với hàm lượng thường thấy 0,4 – 0,8%, có đạt đến 1%; 13 – 20% chất béo; 16 – 18% chất đạm nên hạt mùi dùng làm hương liệu công nghiệp chế biến rượu mùi, xà phòng Hạt mùi vò thuốc dùng để chữa cảm hàn, ho, sốt, nhức đầu, bệnh gan thận Trẻ lên sởi khó, giã nhúm hạt mùi, tẩm rượu so lên da, giúp sởi mọc tránh biến chứng vào đường ruột Ở nước ta, mùi mọc khắp nơi, quanh năm lúc chợ có rau mùi bán Nhưng mùi trồng thuận lợi từ tháng 10, tháng11 đến tháng – năm sau 4) Thìa là: Thìa thuộc loại thảo sống hàng năm Do có mùi thơm nặng nên thường dùng nấu canh cá, đặc biệt loại cá có mùi tanh, tạo thành ăn hấp dẫn Có thể dùng thân già, để làm gia vò muối dưa cải số sản phẩm đóng hộp ( dưa leo, cà chua… ) phơi khô làm thuốc chữa lạnh bụng, đầy hơi, nôn mửa, bí tiểu tiện Quả thìa có chứa – 4% tinh dầu, màu màu nhạt, thành phần tinh dầu chủ yếu D-limonen, phellandren, 40 – 60% D- cacvon, paraffin Người ta thường dùng thìa làm thuốc kích thích trung tiện, lợi sữa  Họ gừng: 1) Nghệ: Nghệ loại thảo, sống nhiều năm Trong bữa ăn hàng ngày nghệ coi gia vò đặc biệt Món “ cà ri” thiếu nghệ không thành “ cà ri “ Ở chợ người ta dùng bột nghệ thoa lên thòt gà cho có màu vàng mỡ gà để hấp dẫn khách hàng Bột cà ri thông dụng n Độ, Băng La Đét, Việt Nam Nghệ tham gia vào 15% thành phần bột cà ri Nghệ gia vò đặc biệt mà vò thuốc nam thông dụng Người ta xác đònh nghệ có chất curcumin chiếm khoảng 0,3% có tác dụng diệt khuẩn kháng sinh Người ta dùng nghệ xào với bún ăn giảm ho, bôi nghệ lên vết thương giúp vết thương chóng lên da non, không để lại sẹo Người ta thường dùng nghệ làm thuốc chữa dày dạng bột nghệ hay viên nghệ uống hàng ngày, uống riêng hay uống với mật ong Nghệ dùng để chữa bệnh vàng da, ứ huyết, đau bụng sau sanh Trong kháng chiến chống Pháp Chống Mỹ người ta dùng nghệ điều trò ngoại khoa: dùng bột nghệ bó xương gãy hở, trò vết trầy rách âm đạo sau sinh Nghệ ngâm rượu để rửa vết thương trò sưng da, viêm khớp Nước nghệ trò bỏng, dầu nghệ trò vết thương nhiễm trùng, viêm tử cung Ngoài ra, người ta thấy nghệ có khả làm tăng giải độc gan 2) Riềng: Riềng loại thảo Người Việt Nam thường trồng riềng đầu bể nước, đầu nhà Công dụng phổ biến dùng để chế biến với thòt chó Trong y học người ta coi riềng vò thuốc nam có giá trò, riềng có chứa 0,5 – 1% tinh dầu, lỏng sền sệt, màu vàng xanh Riềng có vò cay, dùng để kích thích tiêu hoá, giúp ăn ngon cơm, chữa đầy hơi, đau bụng, đau dày, sốt rét, sốt nóng lỏng, trùng hàn, nôn mửa, riềng, sả,lá bưởi hái chung, đun lấy nước tắm, xông bò cảm, người chóng khoẻ.3) Gừng: Gừng thân thảo Ở Việt Nam trồng gừng trồng khắp nơi, đặc biệt vào dòp Tết Gừng có vò cay, thơm, nên thường dùng làm gia vò phổ biến Ngoài việc dùng để làm gia vò, gừng coi vò thuốc nam dùng phổ biến để chữa trò chứng ho thường gặp, cảm mạo, nôn mửa, đau bụng, tiêu chảy, nhức đầu Gừng vò thuốc giúp cho thể thêm nhiệt thuốc bắc, thuốc nam ta thường thấy có dẫn thêm vài ba lát gừng vào siêu thuốc Ngâm gừng rượu dùng để xoa bóp chữa tê phù, tê thấp, đau nhức Nước chè, cho thêm vài lát gừng uống vừa miệng vừa chống viêm họng Trong củ gừng có – 3% tinh dầu, 5% nhựa dầu chất cay zingerol, zingeron shoyaol, có chứa 3,7% chất béo Tinh dầu gừng có chứa  - camplen,  - phellandren, zingeberen, citral, borneol geraniol Hiện người ta xác đònh zingerol có tác dụng chống oxy hóa chất kháng oxy hóa( antioxidant) có hoạt lực cao Thời gian gần đây, gừng sản xuất thực phẩm – thuốc để: - Giảm viêm khớp - Chống loét - Làm mau lành vết thương da  Họ hồ tiêu: 1) Lá lốt: Lá lốt thuộc thảo, giống trầu không, sống lâu năm, dễ mọc hoang chỗ bụi rậm, ẩm nhiều mùn Lá lốt gọi rau gia vò, gọi rau thức, thái nhỏ xào với thòt bò trở thành ăn ngon miệng Ngoài việc dùng làm gia vò hay rau ăn hàng ngày, lốt dùng làm thuốc xắt uống chữa đau xương, thấp khớp, tê thấp, đổ mồ hôi tay, chân, chữa bệnh lỏng Ngày dùng – 10g phơi khô hay người ta thường dùng dạng thuốc xắt cho ngâm chân hay tay bò chứng đổ mồ hôi, ngâm đến nguội 2) Tiêu: Cây tiêu trồng quanh vườn hay trồng thành đồn điền có nhiều giống khác Tiêu loại gia vò ưa chuộng khắp nơi giới Hạt tiêu có vò cay, có mùi thơm hấp dẫn nên sử dụng để làm gia vò cho nhiều ăn Hạt tiêu thương phẩm ( tiêu đen hay tiêu trắng ) có chứa từ 12 – 14% nước 86 – 88% chất khô Các chất khô hạt tiêu gồm có : tiêu đen  : 95,49% chất hữu : 4,51% chất khoáng tiêu trắng  : 98,38% chất hữu : 1,62% chất khoáng Thành phần hoá học hạt tiêu tóm tắt bảng sau : Chất Tiêu đen (%) Chất khoáng 4,51 Tiêu trắng (%) Tỷ lệ % tiêu trắng/tiêu đen 1,62 36 Chất đạm 11,67 11,71 97 Cellulose 16,49 6,35 39 Chất đường bột 42,45 62,30 146 Chất béo 8,10 9,21 116 Tinh dầu 1,56 1,86 119 Piperin 9,20 8,59 94 Nhựa 1,58 1,19 78 Nhờ hạt tiêu có thành phần hoá học nên dùng làm gia vò nước ta mà nhiều nước ưa chuộng Hiện nước ta xuất hàng năm hàng chục ngàn hạt tiêu thu nguồn ngoại tệ đáng kể Ngoài việc dùng để làm gia vò bữa ăn, hạt tiêu vò thuốc nam chữa bệnh thông thường hàng ngày Hạt tiêu sọ ngâm rượu để lâu ngày, đau bụng khó chòu uống ly giảm đau; ta bò cảm lạnh, uống ly giảm cảm 3) Rau răm: Rau răm loại thân thảo sống nhiều vu Rau răm trồng rộng rãi khắp đất nước, trồng quanh năm Công dụng chủ yếu để làm gia vò Về thành phần hoá học người ta biết toàn có chứa loại tinh dầu màu vàng rơm nhạt, mùi thơm mát dễ chòu Người ta dùng rau răm làm thuốc thông tiểu, chữa sốt, chống nôn Người bò hắt lào, sâu quảng, dùng rau răm giã nát thêm rượu vào bôi trực tiếp lên vùng bò hắt lào, lở chốc 4) Ớt: Ớt niên sống vài ba năm chăm sóc tốt Có nhiều giống ớt khác nhau: Ớt sừng trâu: phân biệt chủ yếu dạng dài cong Chiều cao khoảng 80 – 100 cm, có khả phân cành mạnh, có số nhiều: màu đỏ tươi, đỉnh nhọn cong, cho nhiều lứa hoa, có nhiều lứa Thời gian sinh trưởng 160 – 180 ngày, suất bình quân 10 – 14 tấn/ Ớt chìa vôi: có chiều cao 50 – 80 cm phân cành mạnh, số 150 – 200 Quả tương đối nhỏ, hình dạng quăn queo nhiều hạt, ớt chủ yếu để chế biến ớt bột, thời gian sinh trưởng 120 – 160 ngày, suất bình quân – / Ớt thiên, ớt mọi: ( giống ớt số Viện KHNNMN phóng thích ) thuộc dạng Lá nhỏ, thấp sống lâu năm trồng chỗ cao ( 1- năm ) mọc ngược, nhỏ, chín màu đỏ tươi, cay, tỷ lệ chất khô cao Cây cao trung bình 70 – 80 cm có khả phân cành mạnh Cây khoẻ, bé 1,2 x 0,8 cm Thời gian sinh trưởng 150 – 180 ngày Năng suất bìng quân – 10 / Ớt rau: thường thấp cây, to giống ớt số 1, to, có khía, có lúc to cà chua, không cay, ớt thường thu hoạch lúc xanh để sử dụng thay rau, suất tươi thường đạt 12 – 15 / Ứng dụng : ớt gia vò thường thấy hầu hết gia đình người Việt Nam ngưới nước Ở nước ta người miền Trung ăn nhiều ớt người miền Bắc Hầu hết ăn có ớt, ớt dùng để pha với nước chấm, cho canh cá, canh tôm, đặc biệt loại thức ăn có mùi Ớt pha với bột cà ri Có nhiều người ăn thiếu ớt không thấy bữa ăn ngon miệng Vì vậy, ớt trồng bán khắp nơi Ngày nay, ớt loại hàng xuất cho nhiều nước thu lượng ngoại tệ đáng kể 5) Sả: PHẦN 3: TÍNH TOÁN I – CÂN BẰNG VẬT CHẤT: _ Năng suất yêu cầu : G1 = 100 kg/mẻ _ Các thông số vật liệu: + độ ẩm ban đầu: w1 = 82% + độ ẩm cân bằng: wcb = 5% + độ ẩm tới hạn: wrh = w1 82  wcb =   50,56 % 1,8 1,8 + độ ẩm sản phẩm : w2 = 10% + khối lượng riêng: ρ = 1010 ( kg/m3) + nhiệt dung riêng trung bình: Ca = 4.174 (kj/kg.k) _ Năng suất thành phẩm: G1(1-w1) = G2(1-w2) → G2  G1(1  w1) 100(1  0,82)   20 ( kg/mẻ)  w2  0,1 _ Lượng nước cần tách trình sấy: Wo = G1 – G2 = 100 – 20 = 80 (kg) II – CHẾ ĐỘ SẤY: Chọn tác nhân sấy không khí,việc chọn chế độ sấy ta phải vào thông số sau: II.1 Nhiệt độ sấy: Một số tiêu sản phẩm rau sau sấy màu không bò thâm nâu, mùi khét … mà loại rau gia vò lại dễ bò thay đổi tính chất nhiệt cao Vì việc lựa chọn nhiệt độ sấy vấn đề quan trọng Chọn nhiệt độ sấy khoảng 25oC ( nhiệt độ sấy giữ tính chất nguyên liệu rau gia vò) II.2 Tốc độ tác nhân sấy (không khí): Theo số liệu thực nghiệm, trường hợp chọn tốc độ không khí sấy (m/s) III – CÁC THÔNG SỐ ỨNG VỚI CÁC TRẠNG THÁI CỦA KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH SẤY:[4] _ Trạng thái không khí môi trường bên (lấy huyện Hocmôn) khoảng 30oC độ ẩm tương đối 84% _ Lúc đầu không khí tủ sấy làm lạnh đến trạng thái bão hòa o C ( độ ẩm tương đối 100%) Thông số lại trạng thái này: + áp suất bão không khí: Pbho = exp(12  + hầm ẩm  0.621( 4026.42 4026.42 )  exp(12  ) = 0.007 (bar) 235.5  t 235.5   * Pbh 1*0.007 )  0.621( )  0.0043 ( kgẩm/ kgk2 khô) 760 B   * Pbh  1*0.007 750 entanpy: Io = Cpk*t + d*( 2500 + Cpa*t ) = 1.004*2 + 0.0043*( 2500 + 1.842*2) = 12.7738 ( kj/kgk2) _ Tiếp đến, không khí dẫn qua dàn nóng máy lạnh để thu nhiệt, nhiệt độ không khí tăng lên khoảng 25oC Đây trạng thái không khí trước vào tủ sây, thông số trạng thái này: + hàm ẩm: d1 = = 0.0043 ( kgẩm/ kgk2khô) + áp suất bão hoà: Pbh1 = exp(12  4026.42 4026.42 )  exp(12  )  0.0315(bar ) 235.5  t 235.5  25 + entanpy: I1 = Cpk*t + d*( 2500 + Cpa*t ) = 1.004*25 + 0.0315*( 2500 + 1.842*25) = 36.048 ( kj/kgk2) Sau đó, không khí vào tủ sấy để thực trình sấy IV – TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯNG: IV.1 Xây dựng trình sấy lý thuyết: _ Chọn nhiệt độ không khí sau trình sấy 16oC (sau khỏi tủ sấy) Xét trình sấy lý thuyết ta có: + entanpy I20 = I1 = 36.048 ( kj/kgk2) + áp suất bão hòa: Pbh20 = exp(12  4026.42 4026.42 )  exp(12  )  0.01814(bar ) 235.5  t 235.5  16 + hàm ẩm: I20 = Cpk*t2 + d20*( 2500 + Cpa*t2 ) → 36.048 = 1.004*25 + 0.0315*( 2500 + 1.842*25) → d20 = 0.0079 ( kgẩm/kgk2khô) + độ ẩm tương đối: Ψ= B*d Pbh(0.621  d ) → Ψ20 = 70% + nhiệt độ bầu ướt trạng thái tư = 14oC ( tra giản đồ I-d) IV.2 Tính thời gian sấy: _ Quá trình sấy gồm ba giai đoạn: + giai đoạn đun nóng vật liệu (xảy nhanh) + giai đoạn sấy đẳng tốc + giai đoạn sấy giảm tốc _ Do giai đoạn đun nóng vật liệu xảy nhanh, nên thời giai trình sấy chủ yếu hai giai đoạn sau _ Hệ số trao đổi ẩm không khí vật liệu (theo công thức thực nghiệm ứng với trường hợp tốc độ không khí ≤ 5m/s): α = 6.15 + 4.17*v = 6.15 + 4.17*3 = 18.66 ( W/m2K) _ Mật độ dòng nhiệt trao đổi: q = α ( ttb – tư ) với: ttb nhiệt độ trung bình không khí tủ sấy ttb = (t1 +t2 )/2 = (25 + 16)/2 = 20.5 ( oC) → q = 18.66( 20.5 – 14) = 121.29 ( W/m2) = 436.644 ( kj/m2h) _Cường độ trao đổi ẩm vật liệu không khí: j= q r với: r ẩn nhiệt hóa không khí ttb = 20.5oC r = 2467.4 ( kj/kg) →j= 436.664  0.1769 ( kgẩm/m2h) 2467.4 _ Tốc độ sấy: N= 100* j R * Với: R tỉ lệ thể tích bề mặt vật liệu Chọn R = (mm) → N= 100*0.1769  17.5185 ( %/h) 0.001*1010 _ Suy thời gian trình sấy: T = (w1 – wth)/N + [(wth – wcb)/N]*ln[(wth – wcb)/(w2 – wcb)] = (82-5056)/17.5185 + [(50.56 – 5)/17.5185]*ln[(50.56 – 5)/(10 – 5)] = 7.5411 ≈ 7.5 (h) Từ ta tính lượng nước bay tách khỏi vật liệu giờ: W = Wo/ T = 80/7.5 = 10.6667 ( kgẩm/h) _ Lượng không khí cần cho trình sấy lý thuyết: Llt = W/(d20 – d1) = 10.6667/(0.0079 – 0.0043) = 2962.97 ( kgk2/h) _ Nhiệt lượng cần cung cấp cho trình sấy lý thuyết: Qlt = Llt(I1 – Io) = 2962.97( 36.048 – 12.7738) = 68960.7564 (kj/h) → qlt = Qlt/W= 68960.7564/10.6667 = 6465.0507 (kj/kgẩm) IV.3 Xây dựng trình sấy thực: _ Về nguyên tắc, trình sấy lạnh tương tự trình sấy có bổ sung nhiệt, điều hoàn toàn phù hợp với thực tế nhiệt độ môi trường cao nhiệt độ tủ sấy, nên có lượng nhiệt truyền từ môi trường vào tủ sấy _ Chọn giá trò nhiệt lượng truyền vào qn = 2% qlt Suy giá trò Δ (đặc cho tổn thất nhiệt): Δ = Ca*θ1 + qn Với: θ1 nhiệt độ nguyên liệu nhập vào tủ sấy, chọn θ1 = nhiệt độ môi trường = 30oC → Δ = 4.174*30 + 0.02*6465.0507 = 254.521 (kj/kgẩm) _ Trang thái không khí sau trình sấy thực: + hàm ẩm: d2 = d1 + [Cdx(d1) *(t2 – t1)]/( i2 – Δ) với: Cdx(d1) = 1.004 + 1.842*d1 = 1.004 + 1.842*0.0043 = 1.01192 ( kgẩm/kgk2khô) i2 = 2500 + 1.842*t2 = 2500 + 1.842*16 = 2529.472 ( kj/kg) → d2 = 0.0083 ( kgẩm/kgk2khô) + độ ẩm tương đối: Ψ2 = B*d = 74% Pbh(0.621  d ) + entanpy: I2 = Cpk*t + d*( 2500 + Cpa*t ) = 1.004*16 + 0.0083*( 2500 + 1.842*16) = 37.0586 ( kj/kgk2) _ Lượng không khí thực tế cần thiết cho trình sấy: Ltt = W/(d2 – d1) = 10.6667/(0.0083 – 0.0043) = 2666.675( kgk2/h) V – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾTBỊ CHÍNH: _ Chọn hệ thống sấy dạng buồng sấy Ở em thiết kế giai đoạn nhập liệu khay sấy theo mẻvới suất theo yêu cầu 100 kg/mẻ, thiết bò sấy gọi tủ sấy _ Thiết kế tủ sấy gồm ngăn sấy ứng với ngăn nhập liệu 25kg _ Số khay ngăn 20, khối lượng nguyên liệu khay 1.25kg Do bố trí dòng không khí thổi từ lên với mục đích sấy nguyên liệu mặt nên khay sấy đục lỗ với đường kính lỗ 4mm (với đường kính nguyên liệu sau sấy không lọt qua lỗ rơi xuống V.1 Kích thước khay đựng vật liệu sấy: _ Vận tốc không khí buồng sấy dư chọn 3m/s _ Lượng không khí cung cấp cho ngăn sấy L = 2666.675 (kg/h) = 0.6173 (m3/s) (với khối lượng riêng không khí khoảng 20oC ρkk = 1.2 kg/m3) _ Do đó, tiết diện để đảm bảo cho vận tốc không khí ngăn sấy là: S= L 0.613   0.2058 (m2) v tiết diện tính tổng tiết diện lỗ khay Từ chọn khay có chiều dài 650mm chiều rộng 390mm _ Mặt khác, từ khối lượng vật liệu khay ta tính bề dày lớp vật liệu khay sau: ∂= 1.25  5.01 (mm) 0.38*0.65*1010 vật liệu có độ xốp đònh nên ta chọn chiều cao khay 30mm Tuy nhiên để tránh vật liệu sấy bay thổi bay lên, khay ta đặt lưới mỏng (chọn inox) có đục lỗ với đường kính 4mm khay chế tạo phù hợp để đặt lưới lên phía V.2 Kích thước ngăn tủ sấy: _ Chọn khoảng cách khay 30mm _ Khoảng cách khay đến trần 150mm _ Khoảng cách khay đến 100 _ Dùng ống inox vuông rỗng 30x30x2mm làm khung Mặt tủ sấy dùng inox (bề dày) 0,8mm để lót, mặt dùng cá c thép CT3 (bề dày 2mm) để bọc _ Bên ngăn sấy ta hàn giá đỡ để đặt khay vào ngăn sấy _ Đặt khay theo chiều dọc chọn chiều rộng ngăn sấy 400mm V.3 Kích thước đường ống dẫn không khí: _ Chọn vận tốc không khí đường ống dẫn vào ngăn sấy 10m/s _ Với lưu lượng không khí cấp cho ngăn 0.6173m3/s, ta tính chọn ống dẫn không khí có đường kính 300mm., bề dày 4mm _ Chọn đường kính ống nhánh dẫn không khí vào bốn ngăn sấy 150mm, bề dày 4mm Theo mong muốn việc thiết kế lưu lượng không khí vào ngăn nhau, thực tế có tổn thất áp suất khác vò trí vào ngăn sấy nên lưu lượng không khí không đồng Tuy nhiên chiều dài đường ống không lớn, điều kiện làm việc không đòi hỏi nghiêm ngặc nên ta xem không khí phân phối vào ngăn sấy Do điều kiện thiết kế nên chọn ống từ vật liệu thép CT3 V.4 Kích thước tủ sấy: _ Nền trần ngăn sấy đục lỗ để lắp đường ống dẫn khí _ Thiết kế bề dày vách ngăn sấy 60mm _ Bề dày hai vách 110mm (có thể đảm bảo cách nhiệt với môi trường ngoài) _ Do bố trí đường ống thổi không khí từ lên nên thiết kế khoảng cách từ ngăn sấy đến mặt đất 500mm (để thuận tiện cho việc lắp đặt) _ Từ kích thước ta tính kích thước tủ sấy sau: + chiều cao tủ sấy: 1952,8 mm + chiều dài tủ sấy: 1754 mm + chiều rộng tủ sấy: 662 mm (ứng với chiều dài khay sấy) VI – TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ:[8] Theo vẽ sơ đồ công nghệ biểu diễn đường không khí: không khí ban đầu tủ sấy làm lạnh dẫn qua giàn nóng máy lạnh để gia nhiệt đến 25o Sau khỏi tủ sấy, (nhiệt độ không khí 16oC) toàn lượng không khí hồi lưu hệ thống làm lạnh, tách ẩm, sau lại trở giàn nóng tiếp tục vào tủ sấy để thực trình sấy VI.1 Tính chọn máy nén cho hệ thống lạnh: _ Chọn máy lạnh với tác nhân lạnh Freon (R22) _ Nhiệt độ không khí cần làm lạnh (môi trường làm lạnh) oC, nên chọn nhiệt độ bay tác nhân lạnh -10oC _ Nhiệt độ không khí sau qua giàn nóng máy lạnh theo yêu cầu chọn 25oC, từ chọn nhiệt độ ngưng tụ tác nhân lạnh khoảng 35oC _ Chọn độ nhiệt 10oC _ Chu trình lạnh tóm tắt sau: tác nhân lạnh sau bay ( trạng thái 1) nhiệt đến trạng thái 1`, sau hút máy nén đến trạng thái Tiếp đến, vào giàn ngưng tụ chuyển thành trạng thái lỏng Trên đường dẫn van tiết lưu, lỏng sau ngưng tụ lạnh đến trạng thái 3` Sau lỏng qua van tiết lưu trạng thái 4, vào giàn bay tiếp tục chu trình lúc đầu _ Dựa vào giản đồ biểu diễn trạng thái tác nhân lạnh R22, ta tìm thông số tác nhân ứng với trạng thái tương ứng là: + h1 = 400 (kj/kg) + h1` = 408.334 (kj/kg); + thể tích riêng hút máy nén v1` = 0.058 (m3/kg) + h2 = 442.857 (kj/kg) + h3 = 244.286 (kj/kg) + h3` = 235.952 (kj/kg) + h4 = h3` = 235.952 (kj/kg) + áp suất bay hơi: Po = 3.667 (bar) + áp suất ngựng tụ: Pk = 14 (bar) _ Năng suất lạnh cần thiết máy lạnh: Qo = Ltt( I2 – Io) 1 3600 3600 = 2666.675(37.0586 – 12.7738) =17.9888 ≈ 18 (KW) 3600 _ Năng suất lạnh riêng: qo = h1` - h4 = 408.334 – 235.952 = 172.382 (kj/kg) _ Năng suất khối lượng thực tế máy nén: mtt = Qo/qo =18/172.382 = 0.1044 (kg/s) _ Năng suất thể tích thực tế máy nén: vtt = mtt * v1` = 0.1044* 0.058 = 0.006 (m3/s) _ Hệ số cấp máy nén: λ = 0.093 – 0.006( Pk/Po – 1) = 0.093 – 0.006(14/3.667 -1) = 0.076 _ Thể tích hút lý thuyết máy nén: vlt = vtt/ λ = 0.006/0.076 = 0.07895 (m3/s) _ Chọn máy nén Nga π60 (tác nhân lạnh R22) tích hút máy nén v` = 0.0433 (m3/s) → số máy nén dùng : n = vlt/v` = 0.07895/0.0433 = 1.823 → chọn máy nén _ Công nén riêng: l = h2 – h1` = 442.857 – 408.334 = 34.523 (kj/kg) _ Công suất máy nén: Ns = l * mtt = 34.523 * 0.1044 = 3.6042 ( KW) _ Hiệu suất thò: ηi = To/Tk + 0.001(to) = 10  273  0.001*(10) = 0.8438 35  273 _ Công suất thò: Ni = Ns/ ηi = 3.6042/0.8438 = 4.2714 (KW) _ Công suất hiệu dụng: Ne = Ni + Nms Với: Nms = vtt*Pms ( chọn máy nén thẳng dòng Pms = 0.059.106 Pa) = 0.006*0.059.106*10-3 = 0.354 (KW) → Ne = 4.2714 + 0.354 = 4.6254 (KW) _ Công suất tiếp điện máy nén: Nel = Ne/(ηtđηel) Với ηtđ = 0.95; ηel = 0.9 → Nel = 4.6254/(0.95*0.9) = 5.4098 (KW) _ Do an toàn sử dụng, ta chọn động có công suất dự trữ 20%: Nđc = (1 + 0.2)Nel = 6.49176 (KW) _ Suy công suất động máy nén là( dùng máy nén): Nmáy = Nđc/2 = 3.24588 (KW) _ Kiểm tra suất giàn nóng: + suất nhiệt riêng: qk = h2 – h3 =422.857 – 244.286 = 198.571 ( kj/kg) + suất nhiệt tổng: Qk = qk mtt = 198.571*0.1044 =20.7308 (KW) + theo phương trình cân nhiệt ( bỏ qua mát): Qk = Gkhôngkhí * Ckhôngkhí *( tra - tvào ) (với Ckhôngkhí = kj/kg.K) 20.7308 = 1 2666.675* 1*( tra – 2) 3600 3600 → tra = 29.98oC nhiên, thực tế có mát nhiệt nên ta xem nhiệt độ không khí sau khỏi giàn nóng máy lạnh khoảng 25oC ( thỏa điều kiện yêu cầu) VI.2 Tính chọn quạt: [7]&[4] V.2.1 Tổn thất ma sát: a) Tổn thất ma sát đường ống dẫn: _ Tính cho đường ống dẫn không khí vào khỏi thiết bò sấy _ Chiều dài đường ống dẫn 1629 (do thiết kế) _ Vận tốc trung bình không khí đường ống dẫn 10m/s _ Đường kính ống dẫn 300mm (vì chiều dài ống nhánh vào ngăn sấy nhỏ nên bỏ qua) _ Chuẩn số Renold: Re  v * d 10 * 0,3 *10-6 = 193174,5   15,53  kk = 15,53.10-6 m2/s) → Hệ số ma sát: λ = (1,8*lgRe – 1,64)-2 = 0,016 ΔPm1 =2* λ*v2 1, 629 *1, l * = 0,016*102  10, 4256 (N/m2) 2*d * 0,3 b) Tổn thất ma sát tủ sấy: _ Vận tốc không khí tủ sấy 3m/s _ Chiều cao ngăn sấy 1390mm (thiết kế) _ Đường kính tương ngăn sấy theo tính toán 0,498m _ Chuẩn số Renold: Re  v * d 3* 0,3 *10-6 = 96200,9   15,53 → Hệ số ma sát: λ = (1,8*lgRe – 1,64)-2 = 0,018 → ΔPm2 = 4* λ*v2 1,390 *1, l * = 0,016*32  1, 0852 (N/m2) 2*d * 0, 498 (tính cho bốn ngăn sấy) V.2.2 Tổn thất cục bộ: _ Hệ số trở lực cục (sau tra bảng tính toán)  = 2,87 _ ΔPcb =  *(ρ*v2)/2 =2,87*(1,2*102)/2 = 172,2 (N/m2) ( ρkk khối lượng riêng không khí = 1,2 kg/m3) V.2.3 thất áp suất động không khí: ΔPđ = (ρ*v2)/2= (1,2*102)/2 = 60 (N/m2) _ Sấy cột toàn phần mà quạt cần thực hiện: ΔP = ΔPm1 + ΔPm2 + ΔPcb + ΔPđ = 10, 4256 + 1, 0852 + 172,2 + 60 = 243,7108 = 10, 4256 + 1, 0852 + 172,2 + 60 = 243,7108 (N/m2) = 24,843 (mmH2O) _ Mặt khác, suất tính toán 8888,9167 m 3/h (cung cấp cho bốn ngăn sấy) _ Từ ta chọn quạt hiệu π 9-57 No4 có thông số sau: + hiệu suất quạt: η = 0,5 + lưu lương: 10000 m3/h + vận tốc: 1375 vòng/phút + khối lượng: 49 kg + công suất động quạt: Nđc = k P*L 3600*102*   với: k hệ số dự trữ =1,2 ΔP =24,843 (mmH2O) L lưu lượng không khí cần cung cấp = 10666,67 kg/h  hiệu suất quạt = 0,5 → Nđc = 1,2* 24,843*10666, 67  1,4433(KW) 3600 *102 *1, * 0,5 VII – TÍNH GIÁ THÁNH THIẾT BỊ: VII.1 Tủ sấy:  Vật liệu inox: _ Sử dụng loại inox rỗng kích thước 30x30x2 mm + khối lượng dài 1m 22,464kg + khối lượng dài 1390mm 187,35kg + khối lượng dài 1952,8mm 175,47kg + khối lượng dài 1690mm 75,93kg + khối lượng dài 600mm 26,95kg _ Sử dụng inox dày 0,8mm + khối lượng kích thước 1390x400mm 27,75kg + khối lượng kích thước 1690x660mm 13,92 kg _ Sử dụng thép V kích thước 20x20x2 + khối lượng 1m chiều dài 11,232kg + khối lượng 160 dài 660mm 1186kg _ Khay làm inox dày 0,8mm có đục lổ, kích thước khay 650x390x30mm + khối lượng khay (có đục lổ) 4,6672kg + tổng số lượng khay dùng cho tủ sấy 20x4 = 80 khay + tổng khối lượng khay 373,376kg _ Mỗi khay đậy lưới inox có đục lổ đường kính 4mm, kích thước lưới 650x375x0,8mm + khối lượng lưới 1,5kg + tổng số lượng lưới dùng 160 + tổng khối lượng lưới dùng 120kg _ Tổng khối lượng inox dùng 2186,746kg + giá thành 1kg inox 35000 đồng * Tổng số tiền mua vật liệu inox 76536110 đồng  Vật liệu thép CT3: _ Dùng thép CT3 dày 2mm để bọc bên + khối lượng kích thước 1952,8x662mm 40,592kg + khối lượng kích thước 1750x1952mm 53,65kg + khối lượng kích thước 1754x660mm 18,17kg _ Như chọn ống dẫn không khí làm thép CT3 + ống đường kính 300mm:  khối lượng ống dài 1m 14,8956kg  chiều dài ống dùng 1664mm  tổng khối lượng ống dùng 24,7862kg + ống đường kính 150mm:  khối lượng ống dài 1m 7,497kg  tổng chiều dài ống dùng 1280mm  tổng khối lượng ống dùng là9,59616kg _ Tổng khối lượng vật liệu thép CT3 146,79436kg _ Giá thành 1kg thép CT3 9000 đồng _ Tổng số tiền mua vật liệu thép CT3 1321149 đồng VII.2 Hệ thống lạnh: Sử dụng máy lạnh có công suất máy nén 6,49176KW giá khoảng 7000000 đồng VII.3 Quạt: _ Dùng quạt ly tâm công suất 1,4433KW giá khoảng 1000000 đồng _ Dùng động cho quạt giá khoảng 1000000 đồng VIII.4 Chi phí gia công sau hoàn tất việc chế tạo khoảng 10000000 đồng Thời gian chế tạo khoảng tháng * Vậy tổng số tiền để chế tạo thiết bò sấy (cả thiết bò phụ) dự đoán khoảng 100 triệu đồng VIII – KẾT LUẬN: Do kiến thức hạn chế nên trình thực đồ án nhiều thiếu sót Sau em xin rút vài kết luận thiết bò thiết kế: _ Giống hệ thống sấy buồng khác, tủ sấy thiết kế hoạt động hoạt động gián đoạn (thời gian sấy 7,5giờ), suất không cao _ Một số vật liệu cuối trình sấy bò thổi bay khỏi lổ lưới hay lọt qua lổ khay sấy (tuy nhiên số lượng không đáng kể) _ Hệ thống phân phối khí: lượng không khí phân phối vào ngăn không đồng Điều khắc phục thực tế vận hành thiết bò(chỉ mang tính tương đối) _ Tuy nhiên, thiết bò có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành (chỉ cần khoảng hai nhân công) Có thể sấy loại nguyên liệu rau gia vò khác nhau, nên hoạt động ổn đònh quanh năm VIII – Tài liệu tham khảo: Phạm Văn Bôn, Giáo trình “Quá trình & Thiết bò Công nghệ Hóa học” tập – “Quá trình & Thiết bò truyền nhiệt” Nguyễn Văn Lụa, Giáo trình “Quá trình & Thiết bò Công nghệ Hóa học” tập – “Kỹ thuật sấy vật liệu” Hồ Lệ Viên, “Cơ sở Thiết kế & Chế tạo máy Hóa chất”, NXB KHKT, Hà Nội 1997 Trần Văn Phú, “Tính toán & Thiết kế hệ thống sấy” Nguyễn Văn May, “Kỹ thuật sấy nông sản” Vũ Bá Minh - Hoàng Minh Nam “Quá trình & Thiết bò Công nghệ Hóa học” tập – “Cơ học vật liệu rời”, NXB KHKT Sổ tay “Quá trình & Thiết bò Công nghệ Hóa chất” – tập & tập 2, NXB KHKT Nguyễn Đức Lợi, “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh” MỤC LỤC Trang Lời mở đầu PHẦN 1: Tổng quan nguyên liệu PHẦN 2: Chọn thuyết minh quy trình công nghệ 10 PHẦN 3: Tính toán I – Cân vật chất 14 II – Chế độsấy 14 III – Các thông số ứng với trạng thái không khí trình sấy 15 IV – Tính cân lượng IV.1 Xây dựng trình sấy lý thuyết 16 IV.2 Tính thời gian sấy 17 IV.3 Xây dựng trình sấy thực 18 V – Tính toán thiết kế thiết bò V.1 Kích thước khay sấy 19 V.2 Kích thước ngăn sấy 20 V.3 Kích thước đường ống dẫn 20 V.4 Kích thước tủ sấy 20 VI – Tính toán chọn thiết bò phụ VI.1 Tính chọn máy nén hệ thống lạnh 21 VI.2 Tính chọn quạt 22 VII – Tính giá thành thiết bò 24 VIII – Kết luận 25 XIX – Tài liệu tham khảo 26 Thông số kỹ thuật Năng suất nhập liệu : 100kg/mẻ Độ ẩm ban đầu : 82% Độ ẩm tới hạn : 50,56% Độ ẩm cân : 5% Độ ẩm sản phẩm : 10% Máy lạnh công suất : 6.49176KW Quạt ly tâm công suất : 1.4433KW Lưu lượng không khí : 2666,675kg/h Tốc độ sấy : 17,5185%/h Thời gian sấy : 7,5h Nhiệt độ không khí vào : 25oC Nhiệt độ không khí : 16oC ... trình bày cụ thể nguyên liệu rau thơm gia vò nội dung tính tốn thiết kế thiết bị sấy rau thơm gia vị Hoc Môn PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Nước ta có nhiều loại rau gia vò, loại nhiệt đới, chủ... tế cần thiết cho trình sấy: Ltt = W/(d2 – d1) = 10.6667/(0.0083 – 0.0043) = 2666.675( kgk2/h) V – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾTBỊ CHÍNH: _ Chọn hệ thống sấy dạng buồng sấy Ở em thiết kế giai đoạn... khí trình sấy 15 IV – Tính cân lượng IV.1 Xây dựng trình sấy lý thuyết 16 IV.2 Tính thời gian sấy 17 IV.3 Xây dựng trình sấy thực 18 V – Tính toán thiết kế thiết bò V.1 Kích thước khay sấy 19 V.2