THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG

Mặt khác do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng và phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật cũng tăng theo công thức:... Phương pháp sấy lạnh• Khác vớ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA TP – MT - ĐD

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN CHẤT (TRUYỀN KHỐI)

ĐỀ TÀI: THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG

GVHD: th.S Trần Giang Sơn

Nhóm: 4

DANH SÁCH NHÓM 4

1 Trần Mỹ Cương

2 Phan Tuấn Anh

3 Phan Quốc Hiệp

4 Nguyễn Duy Kiên

5. Hoàng Tiến Đạt

•

Giới thiệu

kĩ thu

ật sấ

y c hân khô

ng

2

•

Cấu tạo &

ng uyê

n lý ho

ạt đ ộng

3

•

Một

số thiết b

ị sấ

y c hân

khô ng

Nội dung

SƠ LƯỢC VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY

Dựa vào tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy lạnh.

Phương pháp sấy nóng

Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối φ giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước pam trong tác nhân sấy giảm Mặt khác do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi trong các mao quản tăng và phân

áp suất hơi nước trên bề mặt vật cũng tăng theo công thức:

Trong hệ thống sấy tiếp xúc, vật sấy được trao đổi nhiệt với một bề mặt đốt nóng Bề mặt tiếp xúc với vật sấy có thể là bề mặt vật rắn hay vật lỏng Nhờ đó người ta làm tăng sự chênh lệch áp suất hơi nước Các phương

pháp thực hiện có thể là sấy kiểu trục cán, sấy kiểu lô quay, sấy dầu,

Vật sấy được nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để

ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt

và từ bề mặt ẩm khuếch tán vào môi trường Nguồn bức xạ thường dùng là đèn hồng ngoại, dây hay thanh điện trở Sấy bức xạ

có thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên hay trong buồng kín

Sấy bức xạ

Hệ thống sấy dùng điện cao tần

nồi cơm điện cao tần

• * Ưu điểm của phương pháp sấy ở nhiệt độ cao

• + Thời gian sấy bằng các phương pháp sấy nóng ngắn hơn so với phương pháp sấy lạnh

• + Năng suất cao và chi phí ban đầu thấp

• + Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp sấy nóng có thể là khói thải, hơi nước nóng, hay các nguồn nhiệt từ dầu mỏ, than đá, rác thải, cho đến điện năng

• + Thời gian làm việc của hệ thống cũng rất cao

* Nhược điểm của hệ thống sấy ở nhiệt độ cao

+ Các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ.

+ Sản phẩm sấy thường hay bị biến màu và chất lượng không cao.

Phương pháp sấy lạnh

• Khác với phương pháp sấy nóng, để tạo ra sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy, người ta giảm phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bằng cách giảm dung ẩm trong tác nhân sấy và

độ ẩm tương đối (φ).

Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0

• Với những hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc bằng các máy khử ẩm hấp phụ, sau đó nó được đốt nóng hoặc làm lạnh đến các nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy Khi đó

do phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy

Hệ thống sấy thăng hoa

• Phương pháp sấy thăng hoa được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp Chế độ làm việc thấp hơn điểm ba thể của nước (t =

0,0098oC, p = 4,58mmHg) Quá trình sấy được thực hiện trong một buồng sấy kín

Hệ thống sấy chân không

• Hệ thống sấy chân không gồm có buồng sấy, thiết bị ngưng tụ và bơm chân không Vật sấy được cho vào trong một buồng kín, sau đó buồng này được hút chân không (ở áp suất lớn hơn 4,56 mmHg) Lượng ẩm trong vật được tách ra khỏi vật và được hút ra ngoài Nhiệt độ trong buồng sấy dao động xung quanh nhiệt độ ngoài trời

PHẠM VI ÁP DỤNG

• Phương pháp sấy chân không được áp dụng để sấy các loại vật liệu có chứa nhiều hàm lượng tinh dầu, hương hoa, dược phẩm; các nông sản thực phẩm có yêu cầu nhiệt độ sấy thấp nhằm giữ nguyên chất lượng và màu sắc, không gây phá hủy, biến tính các chất;

• Đặc biệt phương pháp sấy chân không được dùng để sấy các loại vật liệu khô chậm khó sấy (như gỗ sồi, gỗ giẻ ), các loại gỗ quí nhằm mang lại chất lượng sản phẩm sấy cao đáp ứng được các yêu cầu sử dụng trong và ngoài nước, rút ngắn đáng kể thời gian sấy,và đặc biệt là có khả năng tiến hành sấy ở nhiệt độ sấy thấp hơn nhiệt độ môi trường.

Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy chân không

• Là sự phụ thuộc vào áp suất điểm sôi của nước Nếu làm giảm (hạ thấp) áp suất trong một thiết bị chân không xuống đến áp suất mà ở đấy nước trong vật bắt đầu sôi và bốc hơi sẽ tạo nên một dòng chênh lệch áp suất đáng kể dọc theo bề mặt vật, làm hình thành nên một dòng ẩm chuyển động trong vật liệu theo hướng từ trong ra bề mặt vật

• Điều này có nghĩa là ở một áp suất nhất định nước sẽ có một điểm sôi nhất định,

do vậy khi hút chân không sẽ làm cho áp suất trong vật giảm đi và đến mức nhiệt

độ vật (cũng là nhiệt độ của nước trong vật) đạt đến nhiệt độ sôi của nước ở áp suất đấy, nước trong vật sẽ hóa hơi và làm tăng áp suất trong vật và tạo nên một chênh lệch áp suất hơi ∆p = (pbh- ph)giữa áp suất bão hòa hơi nước trên bề mặt vật và phân áp suất hơi nước trong môi trường đặt vật sấy, đây chính là nguồn động lực chính tạo điều kiện thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm từ bên trong vật ra ngoài bề mặt bay hơi của quá trình sấy chân không

• Chế độ sấy: tùy thuộc vào đặc tính, tính chất của từng loại vật liệu sấy

sẽ ảnh hưởng đến tốc độ sấy mà ta cần quan tâm xem xét để chọn các thông số áp suất, nhiệt độ thích hợp cho từng loại vật liệu sấy

• Phương pháp cấp nhiệt: trong buồng sấy chân không, đối tượng sấy thường được

gia nhiệt bằng phương pháp tiếp xúc hoặc bức xạ

• Với phương pháp cấp nhiệt bằng tiếp xúc, đối tượng sấy được đặt trực tiếp lên nguồn nhiệt hoặc tiếp xúc với nguồn nhiệt qua những tấm vật liệu dẫn nhiệt tốt Nguồn năng lượng nhiệt có thể là điện năng hoặc hơi nước nóng Để nâng cao hiệu quả truyền nhiệt cần tạo điều kiện tiếp xúc tốt giữa đối tượng sấy và bề mặt dẫn nhiệt

PHÂN LOẠI THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG

• Thiết bị sấy chân không kiểu gián đoạn

• Tủ sấy

Tủ sấy chân không là một thiết bị sấy đơn giản nhất, có dạng hình trụ hoặc hình hộp chữ nhật, được cấp nhiệt bằng hơi nước, nước nóng hoặc sợi đốt điện trở Vật liệu được xếp vào khay và cho vào tủ sấy đặt trực tiếp lên nguồn nhiệt hoặc được cấp nhiệt bằng bức xạ

• Trong thời gian làm việc tủ được đóng kín và được nối với hệ thống tạo chân không (thiết bị ngưng tụ và bơm chân không) Việc cho liệu vào và lấy liệu ra được thực hiện bằng tay Tủ sấy chân không có năng suất nhỏ và hiệu quả thấp nên nó được sử dụng chủ yếu trong phòng thí nghiệm.

Thùng sấy chân có cánh đảo

THIẾT BỊ SẤY CHÂN KHÔNG LIÊN TỤC

1- phếu tiếp liệu2-Tang cấp liệu3-bộ dẫn động băng tải4-cửa quan sát

5-dàn cấp nhiệt6-ống dẫn hơi cấp nhiệt7-băng tải

8-con lăn9-con lăn đỡ10-cửa hút chân không11-vít tháo sản phẩm12-thùng tháo sản phẩm

KỸ THUẬT TẠO CHÂN KHÔNG

ộ

• Bơm chân không

• Bơm chân không là thiết bị dùng để hút khí và hơi của các vật chất khác nhau ra khỏi thể tích cần hút, bằng chuyển động cơ học hay tạo sự liên kết chúng trong đó bằng cơ chế hấp thu (hấp thụ vật lý, hóa học, hấp thụ , hấp phụ ion do phóng điện khí ).

• Việc chọn loại bơm phụ thuộc vào loại và lưu lượng khí cần hút cũng như vùng áp suất làm việc Các bơm chân không hút khí ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển và đẩy ra ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển một

ít

Giới thiệu cấu tạo một số bơm cơ học

• Bơm chân không pittông

1

Hình 9: Sơ đồ động học của bơm píttông

1Píttông 2Van phân phối 3Cơ cấu dẫn động van phân phối.

4Cơ cấu dẫn động píttông

• Bơm vòng nước

- Do không cần có dầu bôi trơn nên bơm vòng nước rất thuận tiện trong công nghiệp hóa học và được dùng rộng rãi Bơm thích hợp để hút các loại khí có bụi hoặc hơi nước nhờ giữa guồng quay và vỏ bơm có có sự quay tương đối của không khí nên không bị bẩn, tắc Giới hạn áp suất do bơm tạo ra phụ thuộc vào nhiệt độ vòng nước, bằng khoảng 15 đến 110mmHg

Bơm rôto nhiều bảng

Bơm chân không dầu

1

2 3 4

• Bơm phun tia

• Bơm phun tia gồm các loại: ejectơ dòng hơi và bơm khuyếch tán Loại này không

có bộ phận chuyển động, cơ cấu chủ yếu của chúng là dòng hơi hoặc dòng chất lỏng Bơm loại này có kết cấu gọn nhẹ và không đòi hỏi hệ thống nền móng vững vàng

• Nguyên tắc làm việc là nhờ lực ma sát bề mặt của tia hơi hay nước chuyển động với vận tốc lớn kéo theo không khí hay khí cần hút, truyền cho nó một phần động năng để sau đó phần động năng này biến đổi thành thế năng (áp suất)

Bơm chđn không dòng nước

Nư ớc

Khí

Nư ớc

Khí

Bơm ejectơ dòng hơi

Trong bơm ejectơ dòng hơi, khí được dòng hơi cuốn theo vì áp suất tại chỗ phun tia nhỏ hơn áp suất môi trường và nhờ hiện tượng kết dính bề mặt giữa khí và dòng hơi Các chất lỏng để tạo hơi có thể là dầu, thuỷ ngân, nước và các chất lỏng khác

Áp suất giới hạn có thể đạt được ở bơm ejectơ dòng hơi là 10-2mmHg Năng suất bơm có thể thay đổi bằng cách thay đổi thay đổi tiết diên cửa loa công tác chứ không phải bằng các van tiết lưu ở ống dẫn hơi và có thể đạt tới hàng trăm nghìn lít trong một giây Bơm còn có thể tạo được áp suất nhỏ bằng cách làm bơm thành nhiều cấp hoặc tổ hợp với các loại bơm khác

Bơm phân tử

Bơm dựa trên hiện tượng các phân tử khí bị các bề mặt quay quanh cuốn theo khi va đập vào Nếu trong môi trường có một vật chuyển động nhanh thì phân tử khí sau khi va chạm vào các bề mặt vật sẽ tăng vận tốc và có hướng chuyển động của bề mặt đó Với điều kiện đó, các phân tử trong không gian có vật chuyển động sẽ dịch chuyển theo hướng chuyển động của vật và tạo nên chênh lệch áp suất pB- pA tỉ lệ với chiều dài bề mặt tiếp xúc với phần tử l, độ nhớt của khí µ, vân tốc chuyển động của bề mặt ν và tỉ lệ nghịch với khe hở h giữa hai bề mặt chuyển động và bề mặt không chuyển động

cả những thành phần khí trơ.

Bơm ion hấp thụ có các loại như: Bơm ion hấp thụ thuỷ tinh, bơm ion hấp thụ kim loại, bơm ion hấp thụ phóng điện.

Bơm ngưng tụ

Bơm ngưng tụ dựa trên nguyên tắc ngưng tụ các chất khí trên bề mặt lạnh Nhiệt độ bề mặt càng thấp thì khả năng làm ngưng tụ nhiều loại khí càng lớn Ngày nay người ta đã tạo được nitơ, hyđrô, hêli lỏng để làm lạnh các bề mặt ngưng tụ