Đang tải... (xem toàn văn)
Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ, được sử dụng phổ biến ở nhiều ngành công nghiệp chế biến nông lâm hải sản. Sấy không chỉ đơn thuần là tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu mà là một quá trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi vậy liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đó với mức chi phí năng lượng ( điện năng, nhiệt năng) tối thiểu. Chẳng hạn, khi sấy cà rốt thì không được nức nẻ, cong vênh hoặc khi sấy thực phẩm thì phải đảm bảo giữ được màu sắc, hương vị và chất lượng của sản phẩm…
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH-SH-TP THIẾT KẾ PHỊNG SẤY CÀ RỐT NĂNG SUẤT SẢN PHẨM KG/MẺ Giáo viên hướng dẫn: Phan Huy Trình Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt MSSV: 2004140029 Lớp: 05DHHH3 Năm 2017 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH-SH-TP THIẾT KẾ PHỊNG SẤY CÀ RỐT NĂNG SUẤT SẢN PHẨM KG/MẺ Giáo viên hướng dẫn: Phan Huy Trình Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt MSSV: 2004140029 Lớp: 05DHHH3 Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập trường em tiếp thu nhiều kiến thức tiểu luận thành trình học tập rèn luyện dày công dạy bảo quý thầy cô Em xin gửi thư viện nhà trường, đặc biệt đến thầy Phan Huy Trình lời cảm ơn chân thành, người giúp em hoàn thành tốt tiểu luận Với thời gian thực tập hạn hẹp kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không tránh khỏi thiếu xót, em kính mong nhận góp ý, bảo q thầy Một lần em xin chân thành cảm ơn, kính chúc thầy sức khỏe thành đạt i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt MSSV: 2004140029 Lớp: 05DHHH3 Nhận xét: Điểm số: điểm chữ: TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (kí ghi họ tên) ii DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU iii MỞ ĐẦU Sấy khâu quan trọng dây chuyền công nghệ, sử dụng phổ biến nhiều ngành công nghiệp chế biến nông lâm hải sản Sấy không đơn tách nước nước khỏi vật liệu mà q trình cơng nghệ phức tạp, địi hỏi liệu sau sấy phải đảm bảo chất lượng theo tiêu với mức chi phí lượng ( điện năng, nhiệt năng) tối thiểu Chẳng hạn, sấy cà rốt khơng nức nẻ, cong vênh sấy thực phẩm phải đảm bảo giữ màu sắc, hương vị chất lượng sản phẩm… Để thực trình sấy người ta sử dụng hệ thống thiết bị gồm thiết bị sấy phòng sấy, hầm sấy, tháp sấy… thiết bị đốt nóng tác nhân sấy calorifer, thiết bị ẩm để khử ẩm tác nhân sấy, bơm quạt số thiết bị phụ khác Đương nhiên, hệ thống đó, thiết bị sấy quan trọng Vì sấy đóng vai trị vơ quan trọng cơng nghệ đời sống, quy trình công nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có cơng đoạn sấy khơ để bảo quản dài ngày Công nghệ ngày phát triển ngành hải sản, cà rốtvà thực phẩm khác, sản phẩm nông nghiệp dạng hạt lúa, ngô, đậu… sau thu hoạch cần sấy khô kịp thời không sản phẩm giảm phẩm chất chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mùa sau thu hoạch iv Contents LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii MỞ ĐẦU iv CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÀ RỐT VÀ THIẾT BỊ SẤY 1.1 Giới thiệu cà rốt .1 1.1.1 Nguồn gốc phân loại .1 1.1.2 Phân bố 1.1.3 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cà rốt phương pháp sấy 1.2.1 Nguyên liệu cà rốt .4 1.2.2 Chần (hấp) 1.2.3 Xử lý hoá chất 1.2.4 Sấy .6 1.2.5 Bao gói .8 1.3 Tổng quan sấy 1.3.1 Động lực trình sấy 1.3.2 Phương pháp sấy .10 1.3.3 Tác nhân sấy 11 1.3.4 Chế độ sấy .11 1.3.5 Phân loại hệ thống sấy .12 CHƯƠNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY BUỒNG 15 2.1 Giới thiệu hệ thống sấy buồng 15 2.2 Phân loại hệ thống sấy buồng 15 2.3 Các loại tác nhân sấy hệ thống sấy buồng .16 2.3.1 Khơng khí ẩm 16 2.3.2 Khói lị .16 2.3.3 Hỗn hợp không khí nước 16 2.3.4 Hơi nhiệt 16 2.4 Các phương pháp sấy lựa chọn 16 2.4.1 Phương pháp sấy đối lưu 16 2.4.2 Phương pháp sấy xạ 16 2.4.3 Phương pháp sấy tiếp xúc 16 2.4.4 Phương pháp sấy dùng điện trường cao tần 16 2.4.5 Phương pháp sấy áp suất khí 17 2.4.6 Phương pháp sấy chân không 17 2.5 Các chế độ sấy lựa chọn 17 2.5.1 Chế độ sấy có đốt nóng trung gian 17 2.5.2 Chế độ sấy hồi lưu phần tác nhân sấy 17 2.6 Các loại calorifer .18 CHƯƠNG 3TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY BUỒNG 20 3.1 Tính tốn vật chất 20 3.1.1 Chế độ sấy .20 3.1.2 Tính lượng ẩm cần bay 21 3.1.3 Tính tốn q trình sấy lý thuyết .21 3.1.4 Trạng thái khơng khí vào phịngsấy 23 3.1.5 Trạng thái khơng khí khỏi phòngsấy 23 3.1.6 Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy lí thuyết 24 3.1.7 Nhiệt lượng tiêu hao lý thuyết: Error! Bookmark not defined 3.2 Cân lượng 25 3.3 Xác định kích thước thiết bị 29 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÀ RỐT VÀ THIẾT BỊ SẤY 1.1 Giới thiệu cà rốt Cà rốt thảo sống năm, rễ trụ, nhẵn, phồng nhiều Lá so le, khơng có kèm, xẽ 2-3 lần, có mùi thơm, bẹ phát triển, phiến xẻ lơng chim, gần phía đầu hẹp Cụm hoa mộc thành tán kép, nhỏ, mang hoa trắng, hồng tía, bắc tổng bao xẻ lông chim, bắc tiểu bao đơn xẻ ba, đế hoa khum lõm Lá đài nhỏ ba cạnh, cánh tràng mọc so le Trong tán hoa, hoa bất thụ có màu tía, cịn hoa xung quanh màu trắng màu hồng 1.1.1 Nguồn gốc phân loại Xuất khoảng 500 năm trước khu vực Bắc Phi, Tây Nam Á Châu Âu Nhưng gieo trồng rộng khắp giới, chủ yếu khu vực ôn đới Cà rốt xuất với đa dạng màu sắc, cà rốt có màu trắng, tím, đỏ, vàng, xanh đen khơng phải màu da cam Cà rốt sử dụng với nhiều mục đích khác như: sử dụng y dược, thực phẩm, làm đẹp… Cà rốt loại rau phổ biến giới đứng thứ sau khoai tây Trung Quốc quốc gia đứng đầu sản lượng cà rốt giới Ở nước ta, cà rốt tập trung vùng ray chuyên canh ven thành phố Hà Nội, Hải Phịng, Bắc Ninh, Đà Lạt… Cà rốt trồng nhiều vùng đất khác thích hợp nhấ đất bazan Hiện nay, nước ta nơi cung cấp cà rốt có hiệu Đà Lạt Cà rốt phân loại thực vật sau: Ngành: thực vật hạt kín Lớp: hai mầm Bộ: hoa tán Apiales Họ: Hoa tán Apiaceae Chi: Daucus Loài: D.carota L Tên khác: Hồ La Bặc Tên nước ngồi: Carrot(Anh) Carrotem(pháp) Phan Huy Trình Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Tổng tổn thất kết cấu bao che 𝑞𝐵𝐶 =𝑞𝑡 +𝑞𝑡𝑟 +𝑞𝑐 +𝑞𝑛 =193+55,96 +2,2 +18,63 = 269,61 Kj/Kg ẩm ➢ Quá trình sấy thực tế: C a tV q BC qV - 𝑞𝑐𝑡 = 4,18.27,2 – 269,61 – 5,25 – 20,54 = -181,7(kJ/kg ẩm) => Catv1 < qBC + qv + 𝑞𝑐𝑡 => I2 < I1 => Trạng thái tác nhân sấy sau trình sấy thực nằm đường I1(vậy đường sấy thực tế nằm đường sấy lý thuyết) Từ ta xác định lại tính chất tác nhân sấy khỏi thùng sấy: I I1 l Các thơng số sau q trình sấy thực: Trong đó: i1=2500+1,842.t1 =2628,94(KJ/kg) i2=2500+ 1,842.t =2573,68(kJ/kg • Nhiệt dung riêng dẫn xuất tác nhân sấy trước trình sấy: Cdx(d0)=𝐶𝑝𝑘 + 𝐶𝑝𝑎 𝑑𝑜 =1,0048 + 1,842 0,01795 =1,0379 Kj/kgđộ • Hàm ẩm khơng khí nóng sau trình sấy thực: i’2 = 2500 + Cpa t2 = 2500 +1,842 40 = 2573,68 (KJ/kg) d’2 = d0 + Cdx (t1 −t2 ) i2 −∆ = 0,01795 + 1,0379.(70−40) 2573,68−(−181,7) = 0,0293 (Kg ẩm/kg KKK) • Enthapy khơng khí sau q trình sấy thực: I’2 = Cpk t2 + d’2 i2 = 1,0048 40 + 0,0293 2573,68= 116,1 (KJ/kg KKK) • Độ ẩm tương đối khơng khí sau sấy thực: φ’2 = p0 d′2 p2 (0,621+d′2 ) = 0,027 0,0293 0,055.(0,621+0,0293) = 0,022 • Lưu lượng khơng khí thực tế: l’ = d′2 −d1 = 0,0293−0,01795 = 86,58 (KgKKK/kg ẩm) L’ = W l’ = 14,47 86,58 = 1252,8 (Kg KKK/h) • Lưu lượng khí qua buồng: Phan Huy Trình 34 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM V’o = 𝐿′ = 1252,8 ρk 1,033 Khoa Cơng Nghệ Hóa Học = 1212,79 𝑚3 /h • Nhiệt lượng tiêu hao q: (trang 159-[6]) q’ = l’ ( I1 – I0 ) = 86,58 (117,52 – 73,105 ) = 3845,45 (KJ/kg ẩm) 𝑄0′ = q’.W=3845,45.14,47 = 55643,67 KJ/h = 15,456 KW • Nhiệt lượng có ích q1: q’1 = i2 – Ca 𝑡0 = 2573,68– 4,18 27,2 = 2459,9 (KJ/kg ẩm) • Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang q2: q’2 = l’ Cdx (t2 – t0) = 86,58 1,0379 (40 – 27,2) = 1150,23 (KJ/kg ẩm) 3.5 Tính bề dày thiết bị • Tính bề dày buồng: Phịng chế tạo thép không gỉ, mác thép X18H10T, có thơng số sau: o Khối lượng riêng :𝜌 = 7900𝑘𝑔/𝑚3 o Hệ số dẫn nhiệt :𝜆 = 16,3 𝑊 𝑚 𝐾 o Ứng suất cho phép tiêu chuẩn :[𝜎]∗ = 140 𝑁/𝑚𝑚2 o Giới hạn bền kéo :𝜎𝑘 = 540 106 𝑁/𝑚𝑚2 o Giới hạn bền chảy : 𝜎𝑐ℎ = 220 106 𝑁/𝑚𝑚2 Phịng sấy có dạng hình trụ nằm ngang, chế tạo phương pháp hàn, phòng sấy làm việc áp suất khí Hệ số mối hàn 𝜑ℎ : chọn hàn tự động lớp thuốc, hàn giáp mối, phía Với đường kính D≥700mm, chọn 𝜑ℎ = 0,95 Hệ số hiệu chỉnh η: thiết bị có bọc cách nhiệt, chọn η = 0,95 ứng suất cho phép: [𝜎] = η [𝜎]∗ = 0,95 140 = 133 𝑁/𝑚𝑚2 Xét [𝜎 ] 133 𝜑ℎ = 0,95 = 1288 ≥ 25 𝑝 9,81 104 10−6 Do bề dày tối thiểu thùng xác định theo công thức: 𝐷𝑡 𝑃 569 9,81 10−2 𝑆 = = = 0,22 𝑚𝑚 2[𝜎] 𝜑ℎ 133 0,95 ′ Phan Huy Trình 35 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học (0,856.1,7) 𝐷𝑡 = (0,856+1,7) = 0,569m =569 mm Các hệ số bổ sung kích thước: o Ca : hệ số bổ sung ăn mịn hóa học môi trường Ca=0 o Cb: hệ số bổ sung bào mịn học mơi trường Cb=1mm o Cc: hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp, thép X18H10T Cc=0,8 mm o C0: hệ số bổ sung để quy trịn kích thước, chọn C0=0,71 C=Ca + Cb + Cc + C0=0 + + 0,8 + 0,98 = 2,78 mm Bề dày thực thùng: S=S’+C= 0,49 + 2,78= mm • Kiểm tra bề dày thùng: 𝑆 − 𝐶𝑎 3−0 ≤ 0,1 → = 5,27 10−3 ≤ 0,1 𝐷𝑡 569 Áp suất cho phép thiết bị: [𝑃 ] = [𝜎] 𝜑ℎ (𝑆 − 𝐶𝑎 ) 133 0,95 (3 − 0) 𝑁 = = 1,33 𝐷𝑡 + (𝑆 − 𝐶𝑎 ) 569 + (3 − 0) 𝑚𝑚2 [𝑃 ] ≥ 𝑃 Vậy bề dày phòng sấy: S=3mm Phan Huy Trình 36 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ 4.1 Tính tốn chọn Calorife 𝑞𝑠 = 𝐼1 −𝐼0 𝑑2 −𝑑1 = 117,52−73,105 0,03−0,01795 = 3685,89 Kj/kgẩm trang 125-[5] 𝑄𝑆 = 𝑞𝑠 W = 3685,89 14,47 = 53334,83 KJ/ h Cơng suất nhiệt trung bình mà đốt nóng calorife cần cung cấp 𝑄𝑇𝐵 = 𝑄𝑆 𝜏 = 53334,83 = 4,36 KW 3,4.3600 Điện trở calorife: R= 𝑈2 𝑄𝑇𝐵 2202 = 4,36.1000 = 11,1 𝛺 Cường độ dòng điện I= 𝑄𝑇𝐵 𝑈 = 4,36.1000 220 = 19,82 A Công suất nhiệt calorife 𝑄𝑐𝑎𝑙 = 𝑄𝑠 դ𝑐𝑎𝑙 = 𝑄1 դ𝑐𝑎𝑙 = 4,36 0,95 =4,589 KW 𝑄1 nhiệt cấp cho buồng sấy, KW դ𝑐𝑎𝑙 hiệu suất nhiệt calorife, դ𝑐𝑎𝑙 = 0,95 Xác định bề mặt truyền nhiệt calorife F= 𝑄𝑐𝑎𝑙 դ𝑐𝑎𝑙 𝑘.∆𝑡𝑡𝑏 = 4,589.1000.0,95 3,224.492,39 = 2,75 𝑚2 F bề mặt truyền nhiệt K hệ số truyền nhiệt ∆𝑡𝑡𝑏 độ chênh nhiệt độ trung bình ∆𝑡𝑡𝑏 = ∆𝑡1 + ∆𝑡2 ∆𝑡 𝑙𝑛∆𝑡1 𝜀∆𝑡 = 124,8+82 124,8 𝑙𝑛 82 1=492,39 Trong đó: ∆𝑡1 = 𝑡𝑠 - 𝑡𝑘1 =152-27,2= 124,8 ∆𝑡2 = 𝑡𝑠 - 𝑡𝑘2 =152-70= 82 Phan Huy Trình 37 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 𝑡𝑠 nhiệt độ bão hòa nước áp suất bar, 𝑡𝑠 = 152 ℃ 𝑡𝑘1 nhiệt độ khí vào calorife, 𝑡𝑘1 = 𝑡0 = 27,2 ℃ 𝑡𝑘2 nhiệt độ khơng khí khỏi calorife, 𝑡𝑘2 = 70 ℃ 𝜀∆𝑡 hệ số hiệu đính xác định theo đồ thị, 𝜀∆𝑡 = Cơng suất hữu ích P =𝑄0 = 14,573 KW Công suất thiết bị Chọn hệ số công suất k=1,16 Công suất thiết bị 𝑃𝑡𝑏 =k.P=1,16 14,573 =16,9 KW Tính chiều dài l l= 𝑈 𝜋.𝑑2 4.𝑃.𝜌𝑡 2202 𝜋.(1.10−3 )2 =4.14,573.9,086.10−4 = 2,871m kiểm tra lại công suất 𝑃𝑡𝑡 = 𝑈2 𝑅 = 𝑃1 𝑛ℎá𝑛ℎ = = 𝑈2 𝑙 𝑆 𝜌 = 𝑈2 𝜌 4.𝑙 𝜋.𝑑2 2202 4.2,871 =14,57 104 nên khơng khí ống theo chế độ chảy xoáy Chuyển động chảy xoáy chia làm vùng: (trang 378[2]) Vùng 1: nhẵn thủy lực học:khu vực độ nhẵn không ảnh hưởng đến hệ số ma sát 𝑅𝑒𝑔ℎ 𝑑 0.112 = ( ) = ∗ ( −4 ) = 18321,96 𝜖 10 𝜀 = 10−4 : độ nhám tuyệt đối tôn Vùng 2: khu vực nhám: khu vực hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhám mà không phụ thuộc vào Reynol 9 𝑑 0.112 𝑅𝑒𝑛 = 220 ( ) = 220 ∗ ( −4 ) = 592642,72 𝜀 10 Vậy 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒 < 𝑅𝑒𝑛 Vùng 3: khu vực độ 𝜀 10−4 = = 8,93 ∗ 10−4 ∈ (8 ∗ 10−5 ; 1250 ∗ 10−5 ) 𝑑 0.112 Vậy hệ số ma sát tính theo cơng thức: 𝜀 100 0.25 10−4 100 ) ) 𝜆 = 0.1 ∗ (1.46 ∗ + = 0.1 ∗ (1.46 ∗ + 𝑑 𝑅𝑒 0.112 213468,87 0.25 = 0,021 Vậy trở lực ống từ miệng quạt đến calorife là: Δ𝑃1 = 𝜆𝑙𝜌𝜔2 0,021 ∗ ∗ 1.1762 ∗ 302 = = 198,48 𝑁/𝑚2 2𝑑 ∗ 0,112 Trở lực calorife Nhiệt độ trung bình khơng khí nóng calorife: 𝑡𝑇𝐵 = 70 + 27,2 = 48,6℃ Tại nhiệt độ tra bảng phụ lục “ tính tốn thiết kế hệ thống sấy” – trần văn phú Phan Huy Trình 40 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 𝜆 = 2.82 ∗ 10−2 𝑊/𝑚độ 𝜌 = 1,098 𝑘𝑔/𝑚3 𝜈 = 17.81 ∗ 10−6 𝑚2 /𝑠 Vận tốc khơng khí calorife: 𝐿′ 𝐿′ 1252,8 𝜔= = = = 1,8 𝑚/𝑠 3600𝜌𝐹 3600𝜌 𝐵 𝐻 3600.1,098.0,856.1,7 Chuẩn số Reynol là: 𝑅𝑒 = 𝜔𝑘𝑘 𝑑𝑡𝑑 = 𝜈 (0,856.1,7) (0,856 + 1,7) = 57540,1 17.81 ∗ 10−6 1,8 ∗ Do 𝑅𝑒 ≥ 104 nên khơng khí chuyển động theo chế độ chảy xốy Trở lực đột mở vào calorife: Diện tích mặt cắt ngang ống đẩy: 𝑑 0.112 ) = 0,00985𝑚2 𝐹0 = 𝜋 ∗ ( ) = 𝜋 ∗ ( 2 Diện tích cắt ngang ống dẫn khơng khí nóng: 𝐹𝑡 = 𝐵 ∗ 𝐻 = 0,856.1,7 = 1,4552 𝑚2 Tỉ số: 𝐹0 0,00985 = = 0,00677 𝐹𝑡 1,4552 Tra bảng II.16 sách “số tay q trình cơng nghệ hóa chất tập I” trang 387 ta có: 𝜉 = 0.987 Vậy trở lực đột mở calorife là: Δ𝑃2 = 𝜉 ∗ 𝜌 ∗ 𝜔2 302 = 0.987 ∗ 1,098 ∗ = 487,7 𝑁/𝑚2 2 Trở lực độ thu từ calorife đường ống dẫn khơng khí nóng: Khơng khí nóng khỏi calorife có nhiệt độ 𝑡 = 70℃, có 𝜈 = 20.02 ∗ 10−6 𝑚2 /𝑠, 𝜌 = 1.029 𝑘𝑔/𝑚3 Diện tích cắt ngang ống dẫn khơng khí nóng: Phan Huy Trình 41 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 0.1122 𝐹2 = 𝜋 ∗ = 0,00985𝑚2 Vận tốc khơng khí nóng ống: 𝜔𝑘𝑘 𝐿′ 1252,8 = = = 34.33 𝑚2 3600 ∗ 𝜌 ∗ 𝐹2 3600 ∗ 1,029 ∗ 0,00985 Chuẩn số Reynol: 𝑅𝑒 = 𝜔𝑘𝑘 ∗ 𝑑 34.33 ∗ 0.112 = = 192055,9 𝜐 20.02 ∗ 10−6 𝑅𝑒 > 104 : khơng khí chuyển động theo chế độ xoáy Tỉ số: 𝐹2 0,00985 = = 0,00677 𝐹𝑡 1,4552 Tra bảng II.16 sách “số tay trình cơng nghệ hóa chất tập I” trang 388 ta có: 𝜉 = 0,5 Vậy trở lực đột thu calorife: 𝜔2 302 Δ𝑃3 = 𝜉 ∗ 𝜌 ∗ = 0,5 ∗ 1.029 ∗ = 231,53 𝑁/𝑚2 2 Trở lực qua van: Đường kính ống dẫn: d =0.108 m=108mm Chọn van tiêu chuẩn Tra bảng II.16 sách “số tay q trình cơng nghệ hóa chất tập I” trang 397 ta có: 𝜉 = 4,148 Vậy trở lực qua van: 𝜔2 302 Δ𝑃4 = 𝜉 ∗ 𝜌 ∗ = 4,148 ∗ 1.029 ∗ = 1920,73 𝑁/𝑚2 2 Trở lực qua co: Chọn ống trịn vng gập 90°, tra bảng phụ lục 8: trở lực cục dòng chảy – “kỹ thuật sấy” – Trần Văn Phú, ta có: 𝜉 = 1.1, gồm co Vậy trở lực qua co: Phan Huy Trình 42 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 𝜔2 202 Δ𝑃5 = ∗ 𝜉 ∗ 𝜌 ∗ = ∗ 1.1 ∗ 1.029 ∗ = 452,76 𝑁/𝑚2 2 Vậy trở lực toàn hệ thống: Δ𝑃 = Δ𝑃1 + Δ𝑃2 + Δ𝑃3 + Δ𝑃4 + Δ𝑃5 = 198,48 + 487,7 + 231,53 + 1920,73 + 452,76 = 3291,2 𝑁/𝑚2 Tính cơng suất quạt chon quạt Quạt đẩy hỗn hợp khí vào calorife: Lưu lượng đẩy vào: 𝑄đ = 𝐿′ ∗ 𝑉27,2℃ = 1252,8 ∗ = 1065,12 𝑚3 /ℎ 1,1762 Áp suất làm việc toàn phần: 𝐻 = 𝐻𝑝 ∗ 273 + 𝑡0 760 𝜌𝐾 273 + 27,2 760 1,1762 ∗ ∗ = 335,49 ∗ ∗ ∗ 293 𝐵 𝜌 293 757 1.181 (𝑡𝑟𝑎𝑛𝑔 463[3]) = 343,7 𝑁/𝑚2 Trong đó: 𝐻𝑃 = ∆𝑃 = 3291,2 𝑁 = 335,49 𝑚𝑚𝐻2 𝑂 𝑚2 𝑡0 = 27,2℃ B: áp suất nơi đặt quạt, 𝐵 = 757 mmHg 𝜌 = 1.181 𝑘𝑔/𝑚3 : khối lượng riêng khí điều kiện chuẩn 𝜌𝑘 = 1,1762 𝑘𝑔/𝑚3 : khối lượng riêng khí điều kiện làm việc Công suất trục động điện: 𝑁= 𝑄 ∗ 𝐻𝑃 ∗ 𝑔 ∗ 𝜌 0,296 ∗ 335,49 ∗ 9.81 ∗ 1,1762 = = 1,68 𝑘𝑊 (𝑡𝑟𝑎𝑛𝑔 463[3]) 1000 ∗ 𝜂𝑞 ∗ 𝜂𝑡𝑟 1000 ∗ 0.72 ∗ 0.95 Trong đó: 𝑄 = 1065,12 𝑚3 /ℎ = 0,296 𝑚3 /𝑠: suất quạt 𝜂𝑞 = 72%: hiệu suất quạt 𝜂𝑡𝑟 = 0.95: truyền động qua bánh đai Công suất thiết lập động điện: Phan Huy Trình 43 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 𝑁Đ𝐶 = 𝑁 ∗ 𝑘3 Với 𝑘3 hệ số dự trữ 𝑁 = 1,68 𝑘𝑊 nên chọn 𝑘3 = 1.2 suy (𝑡𝑟𝑎𝑛𝑔 463[3]) Công suất động 𝑁Đ𝐶 = 𝑁 ∗ 𝑘3 = 1,68 ∗ 1.2 = 2,016 𝑘𝑊 4.3 Tính tốn kính tế kỹ thuật hệ thống thiết bị sấy Đơn giá thép không gỉ sus 304 bao gồm chí phí gia cơng đơn giản 150000 VNĐ/Kg Động điện 1000000VNĐ/HP Động điện + hộp giảm tốc: 3000000 VNĐ/KW 𝑚𝑡 = 𝑚𝑡𝑟ầ𝑛 + 𝑚𝑡ℎâ𝑛 + 𝑚𝑛ề𝑛 + 𝑚𝑘ℎ𝑎𝑦 + 𝑚𝑐ℎâ𝑛 đỡ 𝑚𝑡𝑟ầ𝑛 =𝑚𝑛ề𝑛 = L.B.𝛿.𝜌 = 2,542.0,812.0,06 =92,885 Kg 𝑚𝑡ℎâ𝑛 = 𝐿 𝐵.H 𝜌 =2,542.0,812.1,705.1500 = 5278,95 Kg Khối lượng tổng khay 𝑚𝑘ℎ𝑎𝑦 = 22 𝑉𝑘 𝜌𝑘 = 22.1,41.10−3 1500 = 46,53 kg Khối lượng chân đỡ 𝑚𝑐ℎâ𝑛 đỡ = 𝐿 𝐵.H 𝜌 = 4.0,18.0,05.0,06 1500 = 3,24 Kg 𝑚𝑡 = 92,885 +5278,95+92,885+46,53+3,24= 5514,49 Kg Tổng tiền khối lượng thép 𝑇𝑡ℎé𝑝 = 5514,49 150000 =827173500 Chí phí tính tốn hàng năm 𝐶𝑡 = C + 𝑝𝑛 I = đồng /năm I: vốn đầu tư để thực phương án, đồng C: chi phí thường xuyên hàng năm cho phương án, đồng/ năm 𝑝𝑛 : hệ số hiệu kinh tế định mức, 1/năm Phan Huy Trình 44 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Lợi nhuận V = ∑𝑛𝑖=1 𝐵𝑖 (1 + 𝑎)−1 − 𝐼 = đồng I vốn đầu tư tổng cộng cho cơng trình, đồng 𝐵𝑖 tiền lãi thu năm thứ i, đồng a hệ số hóa n số năm vận hành thiết bị, năm xác định chi phí năm hệ thống thiết bị sấy a) Chí phí lượng Chí phí nhiên liệu: thiết bị dùng nước làm chất tải nhiệt tiêu hao nhiên liệu 𝐵𝑇 = 𝑄𝑛 𝑙𝑣 𝑄𝑡 դ𝐿𝐻 = tấn/ năm 𝐵𝑇 tiêu hao nhiên liệu năm 𝑄𝑛 phụ tải nhiên năm thiết bị, KJ/năm 𝑄𝑡𝑙𝑣 nhiệt trị thấp nhiên liệu KJ/Kg դ𝐿𝐻 hiệu suất lò Phụ tải nhiệt năm thiết bị xác định theo công thức: Thiết bị làm việc theo chu kỳ: 𝑄 𝑚 𝑄𝑛 = դ𝑠 𝑐𝑎𝑙 𝑄𝑠 tiêu hao nhiệt cho mẻ sấy KJ/mẻ m số mẻ năm, mẻ/năm Phan Huy Trình 45 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học chi phí điện 𝐸𝑐 = ∑𝑟𝑖=1 𝑁𝑖 𝑛𝑖 + 𝐸𝑠 kWh 𝑁𝑖 phụ tải nhiệt trung bình thiết bị 𝑛𝑖 số làm việc thiết bị 𝐸𝑠 lượng điện dùng để chiếu sáng r số thiết bị tiêu hao điện chi phí điện là: 𝐶𝐶 = 𝐸𝐶 𝑆𝐶 đồng/năm 𝑆𝐶 giá trị điện năng, đồng/KWh b) Chi phí tiền lương 𝐶𝐶 = 𝐿𝑡𝑏 M = đồng /năm 𝐿𝑡𝑏 tiền lương trung bình 𝑀 số nhân viên vận hành c) Chi phí bảo dưỡng sữa chữa thiết bị 𝐶𝑘 = 𝑝𝑘 I = đồng/năm 𝑝𝑘 hệ số khấu hao cho bảo dưỡng sửa chữa thiết bị Phan Huy Trình 46 Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học PHỤ LỤC Các giản đồ tra cứu Các bảng biểu trình bày kết tính tốn Phan Huy Trình 47 Trần Quốc Đạt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Hoàng Văn Chước, thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2006 [2] GS.TSKH TrầnVăn Phú, kỹ thuật sấy, NXB GIÁO DỤC, 2009 [3] Trần Xoa tác giả, sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI,2006 [4] Trần Xoa tác giả, sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI,2006 [5] Nguyễn Văn Lụa, kỹ thuật sấy vật liệu, NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM, 2013 [6] GS.TSKH TrầnVăn Phú, tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB GIÁO DỤC, 2002 ... lượng sản phẩm? ?? Để thực trình sấy người ta sử dụng hệ thống thiết bị gồm thiết bị sấy phòng sấy, hầm sấy, tháp sấy? ?? thiết bị đốt nóng tác nhân sấy calorifer, thiết bị ẩm để khử ẩm tác nhân sấy, ... dày lớp sản phẩm sấy ảnh hưởng đến trình sấy Lớp sản phẩm mỏng trình sấy nhanh đồng đều, mỏng làm giảm suất thiết bị sấy 1.2.5 Bao gói Dạng bao bì vật liệu bao bì dùng để đựng sản phẩm sấy tuỳ... bao gói cà rốtsấy sản phẩm khác Phương pháp bao gói cịn phù thuộc vào hàm lượng ẩm sản phẩm sấy Nếu cà rốtsấy có độ ẩm thấp, Phan Huy Trình Trần Quốc Đạt Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM