Đồ Án thiết kế hệ thống sấy cá bằng sấy hầm năng suất 1,2 tấn ngày (kèm bản cad)

Thiết kế, tính toán hệ thống sấy hầm là loại sấy đơn giản và phổ biến nhất. Nêu tính chất, đặc điểm quá trình sấy, các quá trình biến đổi lý hóa trong quá trình sấy, các quá trình chuyển khối trong quá trình sấy. Tính toán các thông số của hầm sấy thông qua các phương trình cân bằng. tính toán thiết bị phụ trợ trong quá trình sấy hầm như calorifer, động cơ điện,...

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 5

GIỚI THIỆU NGUYÊN VẬT LIỆU SẤY 5

IA Tổng quan về phương pháp sấy 5

1.1 Khái niệm về phương pháp sấy 5

1.2 Mục đích của quá trình sấy 5

1.3 Phân loại quá trình sấy 5

1.3.1 Phân loại theo tác nhân sấy 5

1.3.2 Phân loại theo phương thức truyền nhiệt 6

1.3.3 Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy 7

1.4 Thiết bị sấy 7

1.4.1 Thiết bị sấy hầm: 7

1.4.2 Thiết bị sấy buồng 7

1.4.3 Thiết bị sấy tháp 8

1.4.4 Thiết bị sấy thùng quay: 9

1.4.5 Thiết bị sấy khí động 9

1.4.6 Thiết bị sấy tầng sôi 9

1.4.7 Thiết bị sấy phun 10

1.5 Tác nhân sấy 10

1.5.1 Định nghĩa 10

1.5.2 Không khí nóng 10

1.5.3 Khói lò 10

1.5.4 Hơi quá nhiệt 11

1.5.5 Hỗn hợp không khí và hơi nước 11

1.6 Nguồn nhiên liệu 11

IB : GIỚI THIỆU NGUYÊN VẬT LIỆU SẤY 11

1.7 Tính chất nguyên liệu cá 11

1.8 Tổng quan về công nghệ sấy Cá 12

1.8.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay 12

1.8.2 Công nghệ sấy Cá 13

CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY 15

2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế 15

2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ 15

2.1.2 Lựa chọn phương pháp sấy 15

2.1.3 Chọn chế độ sấy 16

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ THỐNG SẤY HẦM 17

IIIA- QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 17

3.1 Các thông số của không khí trong hệ thống 17

3.1.1 Thông số của không khí ngoài trời 17

3.1.2 Thông số của tác nhân sấy sau Calorifer : 17

3.1.3 Thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết : 18

3.2 Lưu lượng không khí khô lý thuyết 19

3.3 Xác định kích thước của thiết bị sấy (Khay sấy, xe goòng, hầm sấy).20 3.3.1 Kích thước khay sấy : 20

3.3.2 Kích thước xe goòng : 20

3.3.3 Kích thước hầm sấy : 21

IIIB- QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 21

3.4 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy 21

3.4.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi : 22

3.4.3 Tổn thất nhiệt ra môi trường của kết cấu bao che : 23

3.5 Tính toán quá trình sấy thực : 28

3.6 Lưu Lượng không khí khô thực tế cần dùng 28

3.7 Nhiệt lượng cần cung cấp cho TNS từ Calorifer và lập bảng cân bằng nhiệt của HTS : 29

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 31

THIẾT KẾ CALORIFER - CHỌN QUẠT- CHỌN NỒI HƠI 31

4.1 Tính chọn Calorifer : 31

4.1.1 Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế Calorifer 31

4.1.2 Tính toán thiết kế Calorifer 32

4.2 Tính toán chọn quạt : 36

4.2.1 Lưu lượng quạt : 36

4.2.2 Cột áp của quạt ( tổng trở lực mà quạt cần khắc phục ) : 36

4.3 Tính chọn nồi hơi : 41

KẾT LUẬN 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

LỜI NÓI ĐẦU

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp

và nông nghiệp khác nhau Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch Trong công nghiệp cũng như nông nghiệp chế biến nông- hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng một vai trò quan trọng trong dây truyền sản xuất Thực tế cho thấy quá trình truyền nhiệt nói chung và quá trình sấy nói riêng lànhững quá trình công nghệ phức tạp Để thực hiện tốt quá trình sấy người ta sử dụngmột hệ thống bao gồm các thiết bị như: Thiết bị sấy (Hầm, buồng sấy…), Calorifer,Quạt và một số thiết bị khác…

Trong đồ án này em được giao nhiệm vụ “thiết kế một hệ thống sấy dùng cho

việc sấy sản phẩm là cá tươi với năng suất sản lượng đầu ra là 1,2 tấn/ ngày” Với nhiệm vụ đó em lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là không

khí được gia nhiệt nhờ Calorifer Khí – Hơi và được quạt thổi vào

Với sự hướng dẫn của thầy đến nay em đã hoàn thành đồ án này Tuy nhiênvới kiến thức còn hạn chế và nguồn tài liệu tham khảo không đầy đủ, quá trìnhtính toán có sai số nên không tránh khỏi các sai sót Em mong nhận được sự đónggóp ý kiến của các thầy cô và các bạn đọc quan tâm

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày… tháng… năm

Sinh viên thực hiện :

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY

GIỚI THIỆU NGUYÊN VẬT LIỆU SẤY

IA Tổng quan về phương pháp sấy

1.1 Khái niệm về phương pháp sấy

Quá trình sấy là quá trình làm khô 1 vật thể bằng phương pháp bay hơi

Đối tượng của quá trình sấy là các vật chứa ẩm, là những vật chứa một lượng chất lỏng nhất định Chất lỏng trong vật ẩm thường là nước một số ít vật ẩm khác chứa chất lỏng là dung môi hữu cơ

1.2 Mục đích của quá trình sấy

 Giảm chi phí vận chuyển (do giảm tổng khối lượng toàn khối thực phẩm).Đồng thời giảm hao hụt trong vận chuyển do hư hỏng

 Vốn đầu tư thấp nhưng giữ được những đặc tính tốt đặc trưng của sản phẩm:

độ dẻo, giòn, dai, màu sắc, hương vị và độ bóng sáng của sản phẩm, không nứt

nẻ, cong vênh,

 Tăng khả năng bảo quản

 Sấy còn là một quá trình hoàn thiện cho một số loại sản phẩm đặc trưng (mít sấy khô, hoa quả sấy khô, )

1.3 Phân loại quá trình sấy

1.3.1 Phân loại theo tác nhân sấy

 Sấy tự nhiên : nhờ tác nhân chính là nắng, gió… Phương pháp này thời giansấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệucòn khá lớn, phụ thuộc vào khí hậu

 Sấy nhân tạo: quá trình cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng các tác nhân sấynhư khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt… và nó được hút ra khỏi thiết bịkhi sấy xong Quá trình nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên.1.3.2 Phân loại theo phương thức truyền nhiệt

 Phương pháp sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt từ

loại hệ thống sấy phổ biến hơn cả Trong hệ thống này người ta lại phân ra cácloại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thốngsấy tháp, hệ thống sấy khí động

 Phương pháp sấy bức xạ: Trong phương pháp này, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ

bề mặt khuếch tán vào môi trường Rõ ràng, trong hệ thống sấy bức xạ, người

ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu và môi trường chỉ bằng cách đốt nóng vật

 Phương pháp sấy tiếp xúc: Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Trong các hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp nhờ tăng phân

áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Chúng ta thường gặp hệ thống sấy lô,

hệ thống sấy tang

 Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần: Nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điệ cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên

 Phương pháp sấy thăng hoa: Hệ thống sấy lạnh mà trong đó ẩm trong vật liệu sấy ở dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy thường gọi là sấy thăng hoa, trong hệ thống này người ta tạo ra môi trường trong đó nước trong vật liệu sấy ở điểm ba thể Nghĩa là nhiệt độ của vật liệu ở T< 273K và áp suất tác nhân sấy bao quanh vật liệu P <610 Pa Khi đó nếu vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng thì nước trong vật liệu sấy ở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp thành hơinước đi vào tác nhân sấy Như vậy trong các hệ thống sấy thăng hoa, một mặt

ta phải làm lạnh vật xuống 0°C, mặt khác tạo chân không xung quanh vật liệu sấy

 Phương pháp sây tầng sôi: Nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau 1 thời gian nhất định hạt khô được tháo ra ngoài

 Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy sản phẩm dạng lỏng

1.3.3 Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy

 Sấy mẻ : vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần đến khi hoàn tất sẽ được tháo ra

 Sấy liên tục : vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật liệu

 Loại thổi qua bề mặt

 Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu

1.4 Thiết bị sấy

1.4.1 Thiết bị sấy hầm:

 Được dùng khá rộng rãi trong công nghiệp, dùng để sấy các vật liệu dạng hạt, cục, lát…với năng suất cao, dễ dàng cơ giới hóa

 Vật liệu sấy được đưa vào và lấy ra gần như liên tục

 Hầm sấy thường dài từ 10-15m hoặc lớn hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào xe goòng và khay tải vật liệu sấy, xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không

 Thiết bị chuyền tải thường là xe goong hoặc băng tải

 Tác nhân sấy: Chủ yếu là không khí nóng

 Calorife dùng để gia nhiệt cho không khí thường là calorife hơi hoặc khói lò tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu là hơi nước hay khói lò, thường được

khí-bố trí trên nóc hầm sấy Có 2 cách đưa tác nhân sấy hầm từ trên xuống hoặc đưa vào từ 2 bên

1.4.2 Thiết bị sấy buồng

 Thường dùng để sấy các vật liệu dạng cục, hạt với năng suất không lớn lắm

 Làm việc theo chu kỳ

 Buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp, giữa có cách nhiệt hoặc đơn giản xây bằng gạch đỏ có cách nhiệt hoặc không

 Dung lượng: Từ vài dm3 → vài m3, nhỏ

 Tác nhân sấy: Thường là không khí nóng hoặc khói lò ( không khí được đốt nóng nhờ Calorife điện hoặc Calorefe khí-khói Calorife được đặt dưới các thiết bị đỡ vật liệu hoặc 2 bên sườn buồng sấy )

 Cấu tạo đơn giản dễ vận hành không yêu cầu mặt bằng lớn nhưng năng suất không cao, khó cơ giới hóa, vốn đầu tư không đáng kể, do đó thiết bị buồng sấy thích hợp với các xí nghiệp bé, lao động thủ công là chính, chưa có điều kiện kinh phí để xây dựng các thiết bị sấy khác có năng suất cao, dễ cơ giới hóa

 Nhược điểm là năng suất nhỏ

và nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải ra ngoài Tháp sấy nhận nhiệt do trao đổinhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều, vừa cắt ngang

và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trên các

bề mặt đó Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất theo chuyển động thẳng đứng hoặc zích zắc trong tháp sấy

 Các loại máy sấy tháp phổ biến:

 Máy sấy tháp tam giác

 Máy sấy tháp tròn

 Máy sấy tháp hình thoi

 Là thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như thóc, ngô, đậu,… có độ

ẩm không lớn lắm

 Trong thiết bị sấy tháp nhiệt lượng vật liệu sấy gồm có hai thành phần:

 Thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối hạt

 Thành phần dẫn nhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó

 Kết cấu và cách bố trí các kênh dẫn và kênh thải ẩm có một ý nghĩa đặc biệtđến sự dịch chuyển cuả lớp hạt và độ sấy đồng đều của sản phẩm Nói cách khác, nó góp phần tăng năng suất thiết bị và nâng cao chất lượng sản phẩm.1.4.4 Thiết bị sấy thùng quay:

 Thiết bị sấy thùng quay cũng là thiết bị sấy chuyên dùng để sấy các vật liệu dạng hạt hoặc bột nhão, cục nhưng có thể có độ ẩm ban đầu lớn, và khó tự dịchchuyển nếu dùng thết bị sấy tháp

 Phần chính của thiết bị sấy thùng quay là một trụ tròn đặt nằm nghiêng một góc với mặt phẳng nào đó cố định hoặc không đổi

 Độ điền đầy của vật liệu sấy trong thùng tùy theo cấu tạo và vật liệu sấy Có

 Tác nhân sấy chủ yếu của thiết bị sấy thùng quay thường là không khí nóng hoặc khói lò Nó có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều với vật liệu sấy

 Thiết bị thùng quay không nên làm việc ở áp suất dương

1.4.5 Thiết bị sấy khí động

 Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt bé, nhẹ, xốp như than, cám, cỏ, hoặcrau băm nhỏ, các tinh thể,…

 Tác nhân sấy chủ yếu là không khí nóng hoặc khói lò

 Phần chính là một ống thẳng, vật liệu sấy được không khí nóng hoặc khói lò cuốn từ dưới lên trên và dọc theo ống

 Tốc độ tác nhân phụ thuộc vào chủng loại vật liệu sấy, kích thước, khối lượng riêng của hạt, có thể đạt tới 10-40 mm/seek

 Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng lớn, nhất là điện dùng cho quạt, điều kiện vệ sinh công nghiệp khó thực hiện tốt và có khả năng gây nguy hiểm nếu vật liệu

có thể gây cháy hoặc nổ

1.4.6 Thiết bị sấy tầng sôi

 Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt cục

 Ưu điểm:

 Cường độ sấy lớn có thể đạt hàng trăm kg ẩm/m3

 Dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ sấy và vật liệu sấy khá đồng đều

 Nhược điểm:

 Tiêu tốn năng lượng khá lớn để tạo áp lực đáng kể để duy trì trạng thái

“sôi” của vật liệu

 Cấu tạo phức tạp

1.4.7 Thiết bị sấy phun

 Chuyên dùng để sấy các dịch thể Dùng để sấy các sản phẩm dạng bột hòa tan như sữa bò, sữa đậu nành, bột trứng, cafe tan…

 Bộ phận cơ bản của thiết bị sấy phun là buồng sấy, là một tháp hình trụ

 Dịch thể được nén bởi một bơm cao áp đưa vào qua vòi phun cùng với tác nhân tạo thành sương mù và quá trình sấy được thực hiện

 Gia nhiệt cho vật sấy

 Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vào môi trường

 Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

1.5.2 Không khí nóng

 Không khí ẩm là loại tác nhân sấy thông dụng nhất

 Ưu điểm:

 Rẻ, có sẵn trong tự nhiên

 Có thể dùng hầu hết cho các loại sản phẩm

 Không độc, Không làm ô nhiễm sản phẩm

1.5.4 Hơi quá nhiệt :

Hơi quá nhiệt dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và sản phẩm sấy

là chất dễ cháy nổ

1.5.5 Hỗn hợp không khí và hơi nước

 Điện (calorife điện)

Thiết bị gọn nhẹ, sạch sẽ,dễ điều

chỉnh nhiệt độ của tác nhân

Chi phí lớn

 Nhiên liệu (than, củi……) (calorife khí-khói)

Khó điều chỉnh tác nhânBẩn

IB : GIỚI THIỆU NGUYÊN VẬT LIỆU SẤY

1.7 Tính chất nguyên liệu cá

Nguyên liệu đầu vào của Hệ Thống Sấy là Cá Thu

 Cấu Trúc: Cá là một hệ keo đặc được tạo nên từ các màng ngăn, các sợi và nộimạc

 Đặc điểm hóa học của Cá: Thành phần hóa học của Cá phụ thuộc vào từngvùng đánh bắt, thời gian đánh bắt trong năm và kích cỡ lớn nhỏ của Cá

 Nước: Trung bình chiếm từ 55-85% đóng vai trò, chức năng quantrọng trong đời sống và chất lượng cá

 Protein: Chia làm 3 nhóm cơ bản gồm: Nhóm hòa tan trong nước, nhóm hòa tan trong dịch muối và cuối cùng là nhóm hòa tan trong cả dịch muối và nước

 Chất béo: Chia làm 2 nhóm gồm: Chất béo trung bình và Lipoit

Nếu ta làm giảm độ ẩm xuống còn 35-40% thì sẽ ngăn cản được một số loại vi

khuẩn Nếu độ ẩm chỉ còn 10-12% thì hầu như các loại vi khuẩn không còn phát triểnđược nữa Ngoài các yếu tố trên thì nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình thối rữa

và phân hủy của Cá

Cá Thu là loại Cá có ít mỡ, tra bảng ra ta được nhiệt dung riêng của Cá Thu là C =

3, 62 kJ/kg Thực tế khi sấy thì do lượng ẩm trong Cá luôn thay đổi và giảm vì vậy giá trị nhiệt dung riêng ở trên cũng không phải là luôn không đổi, tuy nhiên giá trị này chỉ để phục vụ mục đích tính toán tổn thất nhiệt do VLS mang đi nên ta có thể chấp nhận giả thiết coi nhiệt dung riêng của Cá là không đổi và luôn bằng giá trị lớn nhất

1.8 Tổng quan về công nghệ sấy Cá

1.8.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay

Việt nam là nước có bờ biển dài và vùng ngư trường đánh bắt cá rất rộng Sản lượng tôm cá hàng năm rất lớn Cũng giống như các nước kém phát triển khác thì một phần sản lượng không nhỏ được chế biến dưới dạng khô, biện pháp chủ yếu vẫn

là phơi nắng truyền thống, dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc thực phẩm cho con người, phương pháp này rất bị động khi thời tiết biến động, chất lượng sản phẩm thấp

và gây ô nhiễm môi trường Nhu cầu sấy cá khô làm thực phẩm là cấp thiết ở nước tahiện nay Cá đánh bắt được tiêu thụ trong nước không hết cần phải được sấy khô để xuất khẩu bán ra các nước khác Hiện nay có rất nhiều hãng lớn trên thế giới cũng

đã tiếp xúc với thị trường máy nông nghiệp trong đó có máy sấy nông sản và cụ thể

là máy sấy cá, họ đem đến giới thiệu và chào hàng những dây chuyền hiện đại, năng suất lớn và hoàn toàn tự động chỉ phù hợp với quy mô công nghiệp Trong khi đó ở Việt nam do đặc thù của nền kinh tế là sản xuất không tập trung, nhỏ lẻ và phân tán

và quan trọng là chi phí đầu tư cho những dây chuyền như vậy rất đắt dẫn đến gây khó khăn cho nông dân hoặc các hộ kinh tế gia đình cá thể hay các doanh nghiệp vừa

và nhỏ muốn đầu tư trang bị

Vì vậy cần phải nghiên cứu chế tạo ra những hệ thống sấy phù hợp với điều kiện của nước ta, nhưng vẫn phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, giá thành thấp nhằm giảm chi phí trong quá trình đầu tư, vận hành và bảo dưỡng

 Cá còn nguyên vẹn không bị tổn thương.

 Cá không bị dịch bệnh hoặc có nguồn gốc xuất xứ từ những vùng mắc dịch bệnh

 Cá có mùi tanh tự nhiên

 Quá trình xử lý Cá:

 Tiến hành vệ sinh Cá bằng nước sạch

 Dùng dao mổ bụng cá nhằm loại bỏ những thành phần không cần thiết như nội tạng, bỏ vây…

 Cắt bỏ đầu , xương, vẩy…

 Rửa sạch Cá một lần nữa trước khi sấy Cá

 Yêu cầu cảm quan về thành phẩm:

Trong quá trình sấy phải đảm bảo không làm mất chất tức là phải giữ được mùi vị của Cá

 Về màu sắc: Đảm bảo màu sắc tự nhiên của Cá, không bị dính cát sạn

 Về mùi, vị: Mùi thơm tanh tự nhiên của cá và không có mùi lạ, Cá phải có

vị ngọt không mặn

 Về trạng thái: Cá khô, mình còn nguyên Hàm lượng từ 13-15%, có hàm lượng muối từ 1-2%

b) Công nghệ sấy Cá khô

Ta lựa chọn công ghệ sấy là công nghệ sấy hầm vì phù hợp với tính chất của vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn nên lựa chọn công nghệ sấy hầm là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer dạng khí -hơi không khí có nhiệt độ vào khoảng

80 - 95℃ , được quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy Vận tốc của dòng không khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát ra trong một đơn vị thời gian

Để tiến hành sấy Cá làm cho độ ẩm của Cá giảm xuống còn khoảng 10-12% thì nguyên liệu đầu vào là cá đã được làm sạch sẽ được xếp lên các khay sắt, các khay sắt được sắp xếp theo trật tự trên các xe goòng rồi đưa vào buồng sấy Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường

Quy trình phân loại, lựa chọn và sấy Cá khô:

Hình 1.1: Quy trình công nghệ Sấy Cá khô

CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ

CHẾ ĐỘ SẤY

2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế

2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ

Với nguyên liệu là Cá đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm ω1 = 78 % và yêu cầu của

sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là ω2 = 12 %

Với thời lượng làm việc của một ngày là 20 giờ (bao gồm tất cả các việc như tháo

và chất tải…) Do đó ta có trong 1h thì lượng sản phẩm đầu ra là:

2.1.2 Lựa chọn phương pháp sấy

Do sản phẩm sấy là Cá tươi và được dùng làm thực phẩm cho cả người nên để đảm bảo về yêu cầu vệ sinh Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy Với yêu cầu về đặc tính của loại vật liệu sấy là Cá, và năng suấtsấy không quá lớn chỉ dừng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức dùng quạt thổi

Không khí ngoài trời qua Calorifer khí- hơi Không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào buồng sấy Trong không gian buồng sấy không khí khô thực hiện việc trao đổi nhiệt- ẩm với vật liệu sấy là Cá tươi làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài Không khí này sau đó được thải ra môi trường

2.1.3 Chọn chế độ sấy

Với hệ thống sấy buồng và vật liệu sấy là Cá Ta sẽ gia nhiệt cho không khí lên đến nhiệt độ t1 = 65℃ (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ)

được quá thấp tránh hiện tượng đọng sương bên trong buồng sấy khi không khí bị quá bão hòa)

Ta sử dụng sơ đồ sấy không hồi lưu

3.1.1 Thông số của không khí ngoài trời

Với các thông số của không khí ngoài trời đã cho là t0 = 20℃ ; φ0 = 85 %

ta xác định được các thông số còn lại của không khí như sau:

 Phân áp suất bão hòa Pbh của hơi nước ứng với t0 = 20℃ :

Pbh = exp (12,00− ¿ 4026,42

235,5+t )Tại t0 = 20℃ : Pbh = exp (12,00 − ¿ 4026,42

Với độ ẩm tương đối φ20= 90,62% thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng

do tác nhân sấy vừa đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương mà chúng ta đã đặt ra φ20=(90±5)%

t2 = 31℃ ; d20 = 0,0264 kg ẩm/kgkk ; φ20= 90,62% ;

I20 = 98,53 kJ/kgkk

3.2 Lưu lượng không khí khô lý thuyết

 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy :

3.3 Xác định kích thước của thiết bị sấy (Khay sấy, xe goòng, hầm sấy)

Để đáp ứng yêu cầu về năng suất Thiết bị sấy của ta lựa chọn là Hầm sấy.Vật liệu sấy là cá tươi được chất lên các khay và các khay được chất lên các xe goòng để đẩy vào hầm sấy Sau khi sấy xong thì mở cửa hầm và đưa xe goòng ra ngoài

Khay sấy dùng để xếp vật liệu sấy(cá tươi miếng dầy khoảng 40mm) Khay sấy chế tạo từ inox , tạo hình phương pháp dập nhôm tấm bản có kích thước dày 1mm, kích thước khay sấy là : 770*580*40

Khối lượng mỗi khay sấy khoảng 1,5 kg/ khay

Với kích thước như vậy khi ta chất vật liệu sấy (cá tươi ) thành 1 lớp trên bề mặt lưới thì trên mỗi khay cho phép chất lên từ 10-12 miếng cá tươi với trọng lượng mỗi miếng cá tươi 450 gram Thì trên mỗi khay cho phép chứa 4,5-5,4 kg

Ta lựa chọn trên mỗi khay sấy cho phép chất lên là 5kg

Thời gian sấy τ = 8h

Số khay cần được chế tạo là : N = 240.85 = 384 khay

Xe goòng được chế tạo từ khung inox không gỉ, các thanh inox rỗng có tiết diện 25*25 mm , dày 1,5 mm được hàn lại với nhau Trên mỗi xe đặt 24 khay, mỗi khay chứa 5 kg vật liệu sấy, các khay được xếp trên mỗi tầng Khay đặt với khoảng cách là

100 mm để đảm bảo lưu thông của tác nhân sấy ( không khí nóng ) được dễ dàng Dưới các chân của xe có bố trí các bánh xe có ∅ = 75 mm để có thể trượt được trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy

Xe goòng được chế tạo kích thước 1200*850*1650 (mm)

Với kết cấu xe như vậy khối lượng của mỗi xe vào khoảng 25 kg/ xe

Khối lượng vật liệu sấy trên mỗi xe là : 24.5 = 120 kgVLS/ xe

Với thời gian sấy τ = 8h , do đó số xe goòng cần thiết là :

n = 240.8120 = 16 xe gòong

Hầm sấy : Vật liệu sấy là cá tươi được chất lên các khay và các khay được chất lên các xe goòng để được đẩy vào hầm sấy Sau khi sấy xong thì mở cửa hầm và đưa xe goòng ra ngoài ( quá trình sấy bán liên tục, cứ 30 phút lấy 1 xe ra và cho 1 xe mới vào )

 Chiều rộng của hầm Bh : Bh = Bx+ 100 = 1200 + 2.100 =1400 mm

 Chiều cao của hầm Hh : Hh = Hx +150 = 1650 + 150 = 1800 mm

 Chiều dài của hầm Lh : Lh = n Lx + 2.1000 = 16 850 + 2.1000 = 15600 mm

 Hầm sấy được xây bằng gạch đỏ có chiều dày δ1 = 250 mm Gồm lớp thép chiều dày δ2 = 5mm có hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,5 W/m.K Ở đoạn 10800 mm cuối trần hầm sấy lớp bông cách nhiệt có chiều dày δ3 = 200 mm có hệ số dẫn nhiệt λ3 = 0,058 W/m.K Ở đoạn 4800 mm có lớp bông thủy tinh cách nhiệt dày δ4 = 150 mm có hệ số dẫn nhiệt λ4 = 0,058 W/m.K, lớp bê tông có chiều dày δ2 = 50 mm có độ dẫn nhiệt λ5 = 1,55 W/m.K

 Chiều rộng phủ bì B : B = Bh + 2.δ1 = 1400 + 2.250 = 1900 mm

 Chiều cao phủ bì H : H = 2005 mm

IIIB- QUÁ TRÌNH SẤY THỰC

Khi vận hành làm việc hầm sấy thì tổn thất nhiệt của HTS bao gồm các tổn thất sau:

 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:

Ta lần lượt xác định các tổn thất này như sau:

Qv (kJ/h) ; qv (kJ/kg ẩm)

Theo kinh nghiệm vận hành hệ thống sấy với sản phẩm là nông sản thực phẩm thì sản phẩm sấy đi ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của tác nhân sấy đi vào tương ứng 5 ÷ 10℃ Trong hệ thống sấy, tác nhân sấy và dòng vật liệu sấy

chuyển động ngược chiều do đó vật liệu sấy đi ra có nhiệt độ là :

tv2 = t1 − ¿ 10℃ = 65 ℃ − ¿ 10℃ = 55℃

Nhiệt độ vật liệu sấy đi và đúng bằng nhiệt độ môi trường: tv1 = t0 = 20℃

Nhiệt dung riêng của cá khô là : Cvk = 3,62 kJ/kg.K Với sản phẩm đầu ra là cá khô

có độ ẩm ω2=12% Do đó nhiệt dung riêng của cá đi ra khỏi hầm sấy là :

Cv2 = Cvk.( 1−ω2 ) + ¿ Ca.ω2 = 3,62 ( 1 − ¿ 0,12 ) + ¿ 4,18.0,12 =3,6872 kJ/kg.K

Do vậy, tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi bằng :

Q = G C ( t –t ) = 60.3,6872.(55 20) = 7743,12 kJ/h