tính toán thiết kế thiết bị sấy phun protease kiềm với công suất (nhà máy) 200 tấn năm

Bộ công thương Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa CNSH & KTMT  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY PHUN PROTEASE KIỀM VỚI CÔNG SUẤT (NHÀ MÁY) 200 TẤN/NĂM GVHD: Nguyễn Thị Quỳnh Mai SVTH: Cao Nguyễn Khánh Linh Ngô Lan Phương Trương Minh Ngọc Phan Thị Mỹ Hạnh TpHCM, tháng 5/2017 MỤC LỤC DANH SÁCH NHÓM LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI I Khái niệm chung thiết bị sấy 1.1 Định nghĩa 1.2 Phân loại 1.3 Các phương pháp làm khô vật liệu 1.4 Các thông số không khí ẩm a Độ ẩm tuyệt đối không khí (ρh ) b Độ ẩm tương đối không khí (φ) c Hàm ẩm không khí ẩm (x) d Hàm nhiệt không khí ẩm (H) e Nhiệt độ bầu khô (tk) f Nhiệt độ bầu ướt (tư) g Nhiệt độ điểm sương (ts) II Thiết bị sấy phun 2.1 Khái niệm 2.2 Cấu tạo chung 2.3 Nguyên lý hoạt động III Tổng quan Bacillus subtilis 3.1 Đặc điểm phân loại Bacillus subtilis 3.2 Đặc điểm hình thái sinh hóa 3.3 Đặc điểm nuôi cấy 11 IV Tổng quan enzyme protease 12 4.1 Khái niệm 12 4.2 Phân loại enzyme protease 12 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH SẤY PHUN PROTEASE KIỀM VỚI CÔNG SUẤT (NHÀ MÁY) 200 TẤN/NĂM 15 DANH SÁCH NHÓM HỌ VÀ TÊN MSSV Cao Nguyễn Khánh Linh 2008140142 Ngô Lan Phương 2008140225 Phan Thị Mỹ Hạnh 2008140073 Trương Minh Ngọc 2008140181 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, Bacillus sp.nói chung Bacillus subtilis nói riêng đóng vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực sản xuất khác Bacillus subtilis có khả sinh nhiều loại enzyme nội bào ngoại bào như: protease, amylase, caltalase, xylanase, oxydase… Các enzyme thu nhận từ Bacillus subtilis thường có hoạt tính cao so với enzyme loại thu nhận từ đối tượng vi sinh vật khác, ứng dụng rộng rãi lĩnh vực sản xuất công nghiệp đặc biệt ngành như: thực phẩm, chất tẩy rửa, dệt may, da, giấy, thuốc men… Hơn nữa, với đặc điểm có khả sinh 20 loại kháng sinh khác loại kháng sinh có tác dụng ức chế sinh trưởng phát triển nhiề đối tượng vi sinh vật khác Chính vậy, Bacillus subtilis có tiềm ứng dụng lớn lĩnh vực kiểm soát sinh học đặc biệt chăn nuôi nuôi trồng thủy sản Bacillus subtilis giúp cải thiện nâng cao khả hấp thụ chất dinh dưỡng, từ kích thích sinh trưởng phát triển đối tượng mục tiêu, cải thiện khả phòng chống dịch bênh đối tượng Chính định thực đề tài: “Tính toán thiết kế trình sấy phun protease kiềm từ Bacillus subtilis với công suất 200 tấn/năm” CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI I Khái niệm chung thiết bị sấy 1.1 Định nghĩa Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu rắn hay lỏng Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng độ bền vật liệu, bảo quản tốt thời gian dài Bản chất sấy trình khuếch tán: bao gồm trình khuếch tán ẩm từ bên lớp bề mặt bên vật liệu trình chuyển nước từ bề mặt vật liệu môi trường xung quanh 1.2 Phân loại Quá trình sấy bao gồm phương thức: ❖ Sấy tự nhiên: tiến hành bay lượng tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió,…Phương pháp đỡ tốn nhiệt năng, không chủ động điều chỉnh vận tốc trình theo yêu cầu kỹ thuật, suất thấp ❖ Sấy nhân tạo: thường tiến hành loại thiết bi 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 thành 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… • Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp 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 nhiệt cho vật liệu sấy • Sấy dòng điện cao tầng: phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng toàn bề dày lớp vật liệu • Sấy thăng hoa: phương pháp sấy môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp, nên ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng 1.3 Các phương pháp làm khô vật liệu Tùy theo tính chất độ ẩm vật liệu, với yêu cầu mức độ vật liệu sau làm khô ta có phương pháp sấy sau: - Phương pháp học: dùng máy ép, lọc, ly tâm,…để tách nước khỏi vật liệu Phương pháp dùng để tách sơ nước khỏi vật liệu - Phương pháp hóa học: dùng hóa chất để hút nước vật liệu, phương pháp đắt tiền, không kinh tế nên dùng - Phương pháp nhiệt: dùng nhiệt làm bốc nước vật liệu, phương pháp sử dụng rộng rãi tách nước triệt để 1.4 Các thông số không khí ẩm Một hỗn hợp không khí nước gọi hỗn hợp không khí ẩm, đặc trưng thông số sau: a Độ ẩm tuyệt đối không khí (ρh ) Độ ẩm tuyệt đối không khí lượng nước chứa 1m3 không khí ẩm, trị số khối lượng riêng nước hỗn hợp không khí ẩm, ký hiệu ρh (kg/m3) b Độ ẩm tương đối không khí (φ) Độ ẩm tương đối không khí hay gọi mức độ bão hòa nước tỷ số lượng nướcchứa 1m3 không khí ẩm với lượng nước 1m3 không khí ẩm bão hòa nước nhiệt độ áp suất, ký hiệu φ Ph φ= 𝜌ℎ 𝜌𝑏ℎ = 𝑃ℎ 𝑃 𝑏ℎ ρh : khối lượng nước 1m3 không khí ẩm (kg/m3) ρ bh : khối lượng nước 1m3 không khí bão hòa nước (kg/m3) Ph : áp suất riêng phần nước hỗn hợp không khí ẩm điều kiện xét (N/m2) Pbh : áp suất riêng phần nước hỗn hợp không khí ẩm bão hòa (N/m2) c Hàm ẩm không khí ẩm (x) Trong trình sấy lượng không khí khô tuyệt đối không thay đổi Để đánh giá xác thay đổi độ ẩm không khí, người ta đưa khái niệm hàm ẩm (x) Đó lượng nước chứa 1kg không khí khô tuyệt đối (kkk) x = ρh/ρkkk (kg nước / kg kkk) d Hàm nhiệt không khí ẩm (H) Hàm nhiệt không khí ẩm nhiệt lượng hỗn hợp không khí ẩm có chứa 1kg không khí khô, ký hiệu H (enthapy) (kcal/kgkkk; kj/kgkkk) e Nhiệt độ bầu khô (tk) Nhiệt độ bầu khô nhiệt độ hỗn hợp không khí xác định nhiệt kế thông thường tk f Nhiệt độ bầu ướt (tư) Nhiệt độ bầu ướt nhiệt độ ổn định đạt lượng nhỏ nước bốc vào hỗn hợp không khí chưa bão hào điều kiện đoạn nhiệt, đo nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt đầu cảm biến, ký hiệu tư g Nhiệt độ điểm sương (ts) Nhiệt độ điểm sương nhiệt độ trạng thái bão hòa nước, ký hiệu ts II Thiết bị sấy phun 2.1 Khái niệm Sấy phun hay sấy phun khô trình công nghiệp sử dụng rộng rãi cho hình thành hạt, sấy khô trình sinh học (sấy enzyme, sấy huyền phù tế bào…) Sấy phun thích hợp cho sản xuất liên tục chất rắn khô dạng bột nghiền tích tụ lại từ chất lỏng Sấy phun khô lý tưởng sản phẩm cuối phải tuân thủ tiêu chuẩn chất lượng xác bao gồm yếu tố như: phân bố kích thước hạt, mật độ lại, mật độ số lượng lớn hình thái hạt Hình 1: Máy sấy phun 2.2 Cấu tạo chung Tất máy sấy phun bao gồm: ❖ Cơ cấu phun Có chức đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng dạng hạt mịn (sương mù) Quá trình tạo sương mù định kích thước giọt lỏng phân bố chúng buồng sấy, ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt tốc độ sấy Cơ cấu phun có dạng như: cấu phun áp lực, cấu phun khí động, đầu phun ly tâm Hình 2: Cơ cấu phun áp lực ❖ Hình 3: Cơ cấu phun khí động Buồng sấy Là nơi hòa trộn mẫu sấy (dạng sương mù) tác nhân sấy (không khí nóng) Buồng sấy phun có nhiều hình dạng khác phổ biến buồng sấy hình trụ đứng, đáy côn Kích thước buồng sấy (chiều cao, đường kính…) thiết kế phụ thuộc vào kích thước hạt lỏng quỹ đạo chuyển động chúng, tức phụ thuộc vào loại cấu phun sương sử dụng ❖ Tác nhân sấy Không khí nóng tác nhân sấy thông dụng Hơi tác nhân gia nhiệt phổ biến Nhiệt độ sử dụng thường dao động khoảng 150-2500C nhiệt độ trung bình không khí nóng thu thấp nhiệt độ sử dụng 100C ❖ Hệ thống thu hồi sản phẩm Bột sau sấy phun thu hồi cửa đáy buồng sấy Để tách sản phẩm khỏi khí thoát, người ta sử dụng nhiều phương pháp khac nhau: lắng xoáy tâm, lọc, tĩnh điện… Phổ biến phương pháp lắng xoáy tâm, sử dung cyclon ❖ Quạt Quạt để tăng lưu lượng tác nhân sấy, người ta sử dụng quạt ly tâm Ở quy mô công nghiệp, thiết bị sấy phun trang bị hệ thống quạt Quat đặt sau thiết bị thu hồi bột sản phẩm từ dòng khí thoát Còn quạt phụ đặt trước thiết bị gia nhiệt không khí trước vào buồng sấy Hình 4: Sơ đồ hệ thống sấy phun Buồng sấy Caloriphe Thùng chứa nguyên liệu sấy Bơm nguyên liệu Cơ cấu phun mẫu Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát Cyclon vận chuyển sản phẩm Hệ thống quạt hút màng lọc 2.3 Nguyên lý hoạt động Quá trình sấy phun khô bắt đầu với việc phát tán nguyên liệu chất lỏng vào bình xịt hạt Các giọt nước đặt tiếp xúc với không khí buồng sấy Các thuốc xịt (phun) sản xuất hai bình xịt quay bình xịt vòi phun Sự bay chất lỏng từ giọt nước trình hình thành hạt khô thực nhiệt độ kiểm soát điều kiện luồng không khí Bột liên tục thải từ buồng sấy thu hồi từ khí thải sử dụng gió xoáy túi lọc Trong máy sấy phun trình xảy nhiệt độ tác nhân sấy 1300C nhiệt độ sản phẩm sấy không lớn 500C Sấy phun nói chung sấy phun khô có ưu điểm là: cường độ sấy cao, thời gian sấy ngắn suất lớn Tuy nhiên trình có số nhược điểm sau: kích thước buồng sấy lớn, cấu tạo phức tạp, chi phí lắp đặt sử dụng cao Trong trình sấy nguyên liệu thường bổ sung thêm hàm lượng maltodextrin định, tùy vào chất yêu cầu sản phẩm Maltodextrin có vai trò chất mang giúp chống bám dính vào thiết bị trình sấy, giúp trình sấy phun thực dễ dàng, tăng hàm lượng chất khô giảm chi phí cô đặc vừa tạo nên cấu trúc bột mịn cho sản phẩm, vừa tăng hiệu suất cho trình sấy Hơn nữa, maltodextrin sử dụng để bao gói sinh khối vi sinh vật, giúp tăng tỉ lệ sống vi sinh vật trình sấy nhiệt độ cao Khi lựa chọn thiết bị công nghệ, điều quan trọng phải hiểu cách cẩn thận hai điều: thuộc tính chất lỏng sấy khô chất lượng bột sản xuất Hình thức phun quan trọng trình thiết bị phun Sự lựa chọn phun phụ thuộc vào tính chất nguồn cấp liệu đặc tính mong muốn sản phẩm khô III Tổng quan Bacillus subtilis: 3.1 Đặc điểm phân loại Bacillus subtilis : Bacillus subtilis phân loại sau : - Giới: Bacteria - Ngành: Fermicutes - Lớp: Bacillis - Bộ : Bacillales - Họ : Bacillaceae - Chi: Bacillus - Loài: Bacillus subtilis 3.2 Đặc điểm hình thái sinh hóa Bacillus subtilis trực khuẩn, gram (+), sinh nội bào tử, kích thước 0,5- 8μm x 1,8-3μm vi khuẩn hiếu khí tùy nghi, t bào tạo thành chuỗi thường dạng đơn bào diện nhiề đất, nước đường tiêu hóa người động vật Hình dạng Bacillus subtilis môi trường TSA khuẩn lạc khô, có rìa cưa, có đường kính 3-5mm nằm sát bề mặt thạch Hình 5: Khuẩn lạc Bacillus subtilis môi trường TSA nhuộm gram Bacillus subtilis Các phản ứng sinh hóa sử dụng để để khẳng định Bacillus subtilis Phản ứng lecithinase (-), khả phân giải casein (+), khả phân giải tinh bột (+), phân giải gelatin (+), phản ứng khử nitrate (+), phản ứng khử citrate (+), VP (+), indol (-), lên men không sinh loại đường như: glucose, mannitol, saccharose, xylose, arabinose Bacillus subtilis vi khuẩn gram (+) tập trung nghiên cứu nhiều thời điểm nay, bô genome loài giải mã toàn , gene có Mbp, trọng lượng genome khoảng 2,4×109 đến 2,6×109 dalton đặc biệt genome Bacillus subtilis có nhiề gene qui định cho khả kháng lại kháng sinh gene kháng thiostrepton, streptomycin, erythromycin, spectinomycin, chloramphenicol, penicilin.v.v…tuy nhiên gene kháng kháng sinh qui định genome hay plasmid nguồn cung cấp gene kháng kháng sinh cho vi sinh vật đường ruột Ở điều kiện kỵ khí Bacillus subtilis sử dụng nitrate chất nhận điện tử cuối cùng, môi trường thiếu nitrate Bacillus subtilis phát triển cách lên men 10 Bảng 1: Các phản ứng sinh hóa Bacillus subtilis 3.3 Đặc điểm nuôi cấy - Điều kiện phát triển: hiếu khí, nhiệt độ tối ưu 37oC - Nhu cầu oxi: Bacillus subtilis vi khuẩn hi khí có khả sinh trưởng điều kiện thiếu khí - Điều kiện pH tối ưu từ 7-7.4 - Môi trường thạch đĩa SA: khuẩn lạc hình tròn, mọc không đều, có tâm sẫm màu, rìa cưa, phát triển chậm, màu vàng xám, đường kính 3-5mm, sau 1-4 ngày bề mặt nhăn nheo - Môi trường thạch nghiêng TSA: dễ mọc, màu xám, rìa gợn sóng - Môi trường canh trường TSB: phát triển làm đục môi trường, tạo màng nhăn, kết cặn vẩn mây đáy, khó tan lắc lên - Dinh dưỡng cần thiết bao gồm nguyên tố : C, H, O, N nguyên tố khác - Bacillus subtilis vi khuẩn hiếu khí nên trình nuôi cấy cần bổ thêm oxy vào môi trường cách sục khí oxy để đạt nồng độ 1mg/l Trong lên men chìm, lượng oxy 11 cần thiết phải lượng oxy hòa tan vào môi trường nuôi, bình lên men người ta thường bố trí cánh khuấy màng chắn để tăng cường hòa tan oxy Lượng oxy hòa tan phụ thuộc vào cấu tạo tốc độ cánh khấy IV Tổng quan enzyme protease 4.1 Khái niệm Nhóm enzyme protease xúc tác trình thủy phân liên kết peptid (-CO-NH)n phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối axit amin Ngoài ra, nhiều protease có khả thủy phân liên kết este vận chuyển axit amin Protease phân bố động vật, thực vật, vi sinh vật Tuy nhiên, nguồn enzyme phong phú từ nguồn vi sinh vật, có hầu hết vi sinh vật vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn Protease cần thiết cho sinh vật sống, đa dạng chức từ mức độ tế bào, quan đến thể nên phân bố rộng rãi nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virut) đến thực vật (đu đủ, dứa…) động vật (gan, dày bê,…) So với protease động vật thực vật, protease vi sinh vật có đặc điểm khác biệt Hệ protease vi sinh vật hệ thống phức tạp bao gồm nhiều enzyme giống cấu trúc, khối lượng hình dạng phân tử nên khó tách dạng tinh thể đồng Thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để da dạng 4.2 Phân loại enzyme protease 12 Hình 5: Sơ đồ phân loại protease Protease chia thành loại endopeptidase exopeptidase ❖ Dựa vào vị trí tác động mạch polypeptid exopeptidase chia thành loại: • Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide đầu N tự chuỗi polypeptid để giải phóng axit amin, dipeptide hay tripeptide • Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide đầu C chuỗi polypeptid để giải phóng axit amin dipeptide ❖ Dựa vào động học chế xúc tác endopeptidase chia thành loại: • Serine proteinase: protein chứa nhóm –OH gốc serine trung tâm hoạt độngvà có vai trò đặc biệt quan trọng hoạt động xúc tác enzyme Thường hoạt động mạnh vùng kiềm tính thể tính đặc hiệu chất tương đối rộng • Cystein proteinase: proteinase chứa nhóm –SH trung tâm hoạt động, thường hoạt động pH trung tính, có tính đặc hiệu chất rộng • Aspartic proteinase: hầu hết aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin, thường hoạt động mạnh pH trung tính 13 • Metallo proteinase: metallo proteinase nhóm proteinase đươc tìm thấy vi khuẩn, nấm mốc vi sinh vật bậc cao Thường hoạt động mạnh pH trung tính hoạt độ giảm mạnh tác dụng EDTA 14 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH SẤY PHUN PROTEASE KIỀM VỚI CÔNG SUẤT (NHÀ MÁY) 200 TẤN/NĂM Sau 48h lên men, tiến hành ly tâm liên tục dịch lên men để thu cặn lắng máy ly tâm dạng đĩa với tốc độ 4500 vòng/phút nhiệt độ phòng để loại bỏ tạp chất thu sinh khối o Khối lượng vật liệu vào trình sấy khối lượng cặn lắng thu sau ly tâm: M1= 1.727 (tấn/mẻ) - Giả sử trình sấy hao hụt 1% trình sấy, có lượng vật liệu bị dính vào thiết bị thu hồi gây hao hụt - Giả sử độ ẩm trước sấy nguyên liệu là: W1 = 38% - Giả sử độ ẩm thành phẩm là: W2 = 7% - Quá trình sấy phun có bổ sung 5% maltodextrin để tăng khả chịu nhiệt độ cao cho sinh khối vi sinh vật (Liêu Mỹ Đông, 2015) Trong đó: ▪ M1, M5: Khối lượng cặn lắng vào khỏi thiết bị ▪ M2, M6: Khối lượng maltodextrin vào khỏi thiết bị ▪ M4: Lượng nước bốc o Khối lượng maltodextrin bổ sung là: 15 M2 = M1 x 5% = 1.727 x 0.05 = 0.086 (tấn/mẻ) o Khối lượng nguyên liệu đem sấy phun: G1 = M1 + M2 = 1.727 + 0.086 = 1.813 (tấn/mẻ) o Lượng sản phẩm sau sấy: G2 = G1 × 0.99 = 1.813 x 0.99 = 1.795 (tấn/mẻ) Trong : ▪ G1, G2 khối lượng nguyên liệu sấy khối lượng sản phẩm thu sau sấy ▪ W1, W2 độ ẩm trước sấy độ ẩm thành phẩm ▪ 0.99 tỉ lệ thu nhận sản phẩm hao hụt chiếm 1% o Tổng lượng sinh khối thực tế đem sấy Tổng sinh khối = 200∗100 99 = 202.02 tấn/năm o Số mẻ cho năm Quá trình lên men thu sinh khối Bacillus subtilis đạt hiệu suất cao 48h Gỉa sử thời gian nghỉ 20h Giả sử cho nghỉ 35 ngày 365 ngày Suy ra: Số làm việc = (365-35) x 24 = 7920 (giờ) Số mẻ = thời gian làm việc năm thời gian mẻ Lượng sinh khối mẻ = tổng sinh khối số mẻ 16 = = 7920 48+20 202.02 117 = 117 mẻ = 1.727 tấn/mẻ - Khối lượng đem sấy sau mẻ: 1.727 tấn/mẻ - Quá trình sấy phun có bổ sung 5% maltodextrin để tăng khả chị nhiệt độ cao cho sinh khối vi sinh vật - Giả sử vận tốc sấy bằng: V= 550 (kg/m2.h) - Giả sử bề mặt bốc ẩm 70kg/m2.h tổng thời gian thực trình sấy sau mẻ tối đa 40 (8 dành cho bảo hành sửa chữa thiết bị) o Khối lượng vật liệu sấy tính theo khối lượng khô tuyệt đối (kg/h) Gk = G1 x (1-W1) = 1727 x (1 - 0.38) = 1070.74 (kg) o Tổng bề mặt bay sản phẩm sấy bằng: F= G1 70×40 = 1727 2800 = 0.617 (m2/h) o Thời gian sấy mẻ sấy T= Gk (W1−W2) V.F 1070.74 ×(0.38−0.07) = 550×0.617 = 0.978 (h) o Lượng nguyên liệu cần phải sấy mẻ sấy là: M4 = G1 t = 1727 40 =43.175 (kg/h)  Với khối lượng sấy mẻ 43.175 kg/h cần thiết bị sấy đảm bảo yêu cầu sản xuất o Lượng ẩm cần bốc hơi: W = M4 x W1−W2 = 43.175 × 100−W2 38−7 100−7 Trong : ▪ M4: khối lượng nguyên liệu sấy cho mẻ (kg/mẻ) ▪ W1,W2: độ ẩm đầu độ ẩm cuối sấy (%) o Lưu lượng dòng không khí khô 17 = 14.392 (kg/mẻ) - Nhiệt độ không khí trước vào máy sấy: t = 37oC - Nhiệt độ không khí sau khỏi calorife: t1 = 120oC - Nhiệt độ không khí sau khỏi máy sấy: t2 = 60oC o Trạng thái ban đầu không khí trước vào calorife trạng thái không khí điều kiện tự nhiên lấy theo độ ẩm nhiệt độ trung bình năm là: to= 27oC 𝜑o= 82% o Hàm ẩm không khí X1 = 0.622 x φo × Pbh P − φo×Pbh (kg ẩm/kgKKK) o Ở nhiệt độ to= 27oC áp suất nước bão hòa Pbh = 0.0345 (at) (Đào Thanh Khê, 2015), áp suất chung khí P = (at) X1 = 0.622 x 0.82 × 0.0345 − 0.82×0.0345 = 0.018 (kg ẩm/kgKKK) o Nhiệt lượng không khí nóng sau qua calorife Suy nhiệt lượng không khí nóng sau khỏi calorife là: I1 = t1 + (2493 + 1.79t1).X1 = 120 + ( 2493 + 1.79 × 120 )x 0.018 = 168.74 (kJ/kgKKK) Do tính trình sấy lý thuyết nên I2 = I1 Chọn trạng thái không khí khỏi máy sấy t2=60, ta có: I2 = t2 + (2493+ 1.79t2).X2 168.74 = 60 + (2493+1.79x60).X2 X2 = 0.042 (kg ẩm/kg kkk) o Lượng không khí cần để bốc kg ẩm (không khí tiêu hao riêng): l= 𝑥2−𝑥1 = 0.042−0.018 = 41.66 (kgkkk/kg ẩm) o Nhiệt lượng cần dùng cho trình sấy 18 Giả sử có t0 = 60oC, suy ra: q = l.(0.24 + 0.00047 X0).(t1-t0) =29.762 x (0.24 + 0.00047 x 0.018) x (120-37) =592.88 (kcal/kg ẩm bốc hơi) Trong : ▪ t0: Nhiệt độ ban đầu không khí (0C) ▪ t1 : Nhiệt độ không khí vào thiết bị sấy (oC) ▪ l : Lượng không khí cần thiết dùng làm tác nhân sấy (kg KKK/ kg ẩm bốc hơi) o Lượng không khí cần thiết tiêu tốn (kg/h) L = W.l =14.392 x 41.66 =599.58 (kg/h) =0.167 (kg/s) o Lượng nhiệt tiêu tốn (kcal/h): Q1 = W.q = 14.392 x 592.88 = 8532.73 (kcal/h) o Nhiệt tiêu tốn dùng để đun nóng sản phẩm sấy từ nhiệt độ t0 đến t1: Giả sử Csp=3.48(kcal/kg C), tIb= 70 t0=60 , ta có: Q2 = Q1 Csp (tIb- t0) =8532.73 x 3.48 x (70-60) = 296939 (kcal/h) Qcal = Q1+ Q2+ Qtt = 8532.73 + 296939 + (10% x 8532.73 ) = 306325 (kcal/h) (Với Qtt = 10% Q1) 19 Để thực sấy 1.727 tấn/mẻ sản phẩm lượng không khí tiêu tốn cho trình sấy 0.167 (kg/s) Giả sử thời gian lưu khí buồng sấy 25s mật độ dòng khí 0.89kg/m3, suy ra: o Thể tích buồng sấy Vbs= 0.167 0.89 x 25= 4.69 (m3) Cấu tạo buồng sấy chia làm phần gồm phần thân hình trụ phần chóp nón đáy thể tích thân thiết bị hình trụ bằng: Vttb = 𝜋𝐷2 ℎ1 o Thể tích khối nón đáy thiết bị Vkn = 𝜋𝐷2 ℎ2 12 Chọn h1 = 1.5 D, ta có tổng thể tích thiết bị bằng: Vd = 𝜋𝐷2 ℎ1 + 𝜋𝐷2 ℎ2 12 =1.5 x D3 = 4.69 (m3)  D = 1.46 (m) Ta có: H1 = 1.5 D = 2.19 (m)  H2 = 𝑫.𝒕𝒂𝒏𝟔𝟎𝟎 𝟐 = 1.26 (m) Vậy chiều cao thiết bị là:  Htb = H1 + H2 = 3.45 (m) 20 ... tài: Tính toán thiết kế trình sấy phun protease kiềm từ Bacillus subtilis với công suất 200 tấn/ năm CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI I Khái niệm chung thiết bị sấy 1.1 Định nghĩa Sấy trình... enzyme protease 12 4.1 Khái niệm 12 4.2 Phân loại enzyme protease 12 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH SẤY PHUN PROTEASE KIỀM VỚI CÔNG SUẤT (NHÀ MÁY) 200 TẤN/NĂM... CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH SẤY PHUN PROTEASE KIỀM VỚI CÔNG SUẤT (NHÀ MÁY) 200 TẤN/NĂM Sau 48h lên men, tiến hành ly tâm liên tục dịch lên men để thu cặn lắng máy ly tâm dạng đĩa với tốc