THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH: THIẾT BỊ SẤY

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 1. THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU 2. THIẾT BỊ SẤY TIẾP XÚC 3. THIẾT BỊ SẤY BỨC XẠ 4. THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 5. THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY Độ ẩm tương đối còn gọi là độ ẩm toàn phần, là số phần trăm khối lượng nước chứa trong 1kg vật liệu ẩm

Company LOGO THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Chương THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 2.2 THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU 2.3 THIẾT BỊ SẤY TIẾP XÚC 2.4 THIẾT BỊ SẤY BỨC XẠ 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 2.1.1 Vật liệu ẩm 2.1.2 Tác nhân sấy 2.1.3 Truyền nhiệt truyền ẩm trình sấy 2.1.4 Động học trình sấy 2.1.5 Phương pháp xác định thời gian sấy 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Định nghĩa  Độ ẩm tương đối  Độ ẩm tương đối gọi độ ẩm tồn phần, số phần trăm khối lượng nước chứa 1kg vật liệu ẩm  g = ga + gk ga  W= g 100%  Trường hợp W=0 ta có vật khô tuyệt đối 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA Q TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Độ ẩm truyệt đối  Độ ẩm tuyệt đối số phần trăm khối lượng nước chứa 1kg vật liệu khô  Wk = ga 100% gk  Công thức chuyển đổi  Độ chứa ẩm ( Khối lượng ẩm riêng) ga u= gk Wk W= 100% 100 + Wk Wk =100*u W Wk = 100% 100 − W Wk u= 100 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Độ ẩm cân  Độ ẩm cân độ ẩm vật trạng thái cân với môi trường xung quanh vật Ở trạng thái độ chứa ẩm vật đồng phân áp suất nước bề mặt vật ẩm phân áp suất nước không khí ẩm  Độ ẩm cân phụ thuộc trạng thái mơi trường bao quanh vật, xác định giới hạn trình sấy dùng để xác định độ ẩm bảo quản loại vật liệu điều kiện môi trường khác 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA Q TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Ẩm vật liệu  Các dạng liên kết vật liệu ẩm  Các đặc trưng nhiệt động vật liệu ẩm  Các thông số nhiệt – vật lý vật liệu ẩm  Nhiệt dung riêng vật liệu ẩm (J/Kg.0K ) Ca − C K CM = C K + W 100 = CK + Ca u CK (100 − W ) + Ca W CM = 100 CMqd 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Các thông số nhiệt – vật lý vật liệu ẩm  Nhiệt dung riêng vật liệu ẩm (J/Kg.0K ) Hình 1.7 Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng hạt lúa tiểu mạch vào độ ẩm 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA Q TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Các thông số nhiệt – vật lý vật liệu ẩm  Hệ số dẫn nhiệt vật liệu ẩm Truyền nhiệt vật liệu ẩm khác với truyền nhiệt vật liệu khô Hệ số dẫn nhiệt vật liệu ẩm phụ thuộc vào chất vật khô, độ ẩm nó, cấu trúc hang xốp, đường kính mao quản, Hệ số dẫn nhiệt λ (W/m K) hệ số tỉ lệ phương trình Fua-riê q = −λ.∇θ Trong đó: q – mật độ dòng nhiệt vật (W/m ) dθ - Gradien nhiệt độ K/m 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.1 Vật liệu ẩm  Các thông số nhiệt – vật lý vật liệu ẩm  Hệ số dẫn nhiệt vật liệu ẩm λ2 − (1 − ).ψ V1 λ1 λ = λK + (ψ − 1).V2 Trong đó: λ1, V1, λ2, V2 – Tương ứng hệ số dẫn nhiệt thể tích vật cứng pha ψ- Hệ số hình dáng phân tử tạo nên vật liệu ẩm THIẾT BỊ SẤY 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.1 Khái niệm Sấy thăng hoa trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp C D từ trạng thái rắn sang trạng thái nhờ trình thăng hoa Để tạo điều kiện sấy thăng hoa, vật liệu sấy phải làm lạnh điểm ba thể(lỏng, khí, rắn), nhiệt độ t = 0,0098 C A B áp suất p = 4,6 mmHg THIẾT BỊ SẤY 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.1 Khái niệm Giai đoạn 1: làm lạnh sản phẩm Sản phẩm làm lạnh từ nhiệt độ mơi trường xuống -10 ÷ -15 C Giai đoạn 2: Thăng hoa Ẩm vật liệu rắn thăng hoa thành thoát khỏi vật liệu Giai đoạn thăng hoa xem tốc độ sấy không đổi Giai đoạn 3: Bốc ẩm lại Ở giai đoạn nhiệt độ vật liệu tăng độ ẩm vật liệu trở dạng lỏng THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA Cấu tạo chung thiết bị sấy thăng hoa gồm 2.5.2 Nguyên lý cấu tạo Bình thăng hoa Bình ngưng đóng băng Bơm chân khơng Máy nén Máy lạnh THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Nguyên lý cấu tạo www.themegallery.com Company Logo THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Lý thuyết tính tốn Thiết bị hệ thống sấy thăng hoa bình thăng hoa bình ngưng đóng băng Q trình trao đổi nhiệt bình thăng hoa xạ bình ngưng đóng băng q trình dẫn nhiệt chủ yếu a) Tính tốn nhiệt bình thăng hoa Trong hệ thống sấy thăng hoa, bình thăng hoa khơng có tổn thất cho thiết bị vận chuyển Q vc = 0, tổn thất môi trường Qmt = Và khơng có tổn thất tác nhân sấy mang Qz = 0; Nhiệt lượng tiêu hoa Q = (Qll + Qth ) + Qcl − (Q + Q ) ' Nhiệt làm lạnh vật liệu Qll '' trình đơng đặc Q” nhiệt cần q nhiệt vật lý để đưa vật liệu từ nhiệt ban nhiệt cần bay ẩm lại Qcl trình thăng hoa Qth đầu tới nhiệt độ thăng hoa Q’ THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Lý thuyết tính tốn a) Tính tốn nhiệt bình thăng hoa Truyền xạ nóng liệuphẳng truyền hai phẳng song song, ta tính Trườngnhiệt hợp vịbức trí vật vàcác tấmtấm nóngđốt khơng coivà vật hai song songnhiệt ta có lượng nhiệt vật liệu sấy nhận được:  T1  4 T2     T÷1 −   T÷2  Q = K F C ε  qd  Q = K H F C0 ε qd 100 −  ÷  100  ÷    100   100     1 ε qd = ε qd = F1 1 + − + −ε1 ε ε F ε Diện tích đốt nóng Hệ số thực nghiệm K = 1,2 ÷ 1,25 Hằng số2 vật đen tuyệt đối diện tích bề mặt vật liêu (m ) Nhiệt độ nhiệt nóng Độ đen quy dẫn Là hệ số tính quan hệ tương hỗ bề mặt truyền nhiệt 2 Độ đen nguồn xạ vật liệu Diện tích gia nhiệt vật liệu tiếp nhận xạ Nhiệt độ thăng hoa VL THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Lý thuyết tính tốn b) Nhiệt toả bình ngưng - đóng băng Đây loại thiết bị trao đổi nhiệt kiểu chùm ống Ngồi ống amơniăc bay nhận nhiệt nước – khơng khí bên ống, làm cho nước đóng băng Qn = Wb (r + rd ) + C ph (th − tb )  Nhiệt ẩn hóa đơng đặc dung riêng nước ẩm cần ngưng trình truyền nhiệt qua vách ngăn hỗnNhiệt độ băng ống amơniăc sơi ngồi MặtLượng khác theo phương hợp nước Nhiệt - khơng khívàtrong Để tăng khả làm việc bình ngưng - đóng băng người ta dùng nhiều bình ln phiên thay đổi nhau; băng bám bề nước o ốnglàm ta có mặt trình truyền nhiệt, nên cần xả băng Việc xả băng dùng NH nóng 30 - 25 C dùng thoát từ Q = K F ∆t trình sấy giai đoạn thổi trực tiếp vào băng Khi bình ngưng - đóng băng giữ vai trò giàn ngưng máy lạnh Nếu n bình, Độ chênh nhiệt độ hai dịch thể truyền n bình có diện tích truyền nhiệt F cường độ ngưng q’ nhiệt α1 amôniắc ngưng nước Được xác định từ thực nghiệm K= w δ1 δ ' q = + + + n.Fnα1 λ1 λ2 α Hệ số truyền nhiệt α2 hệ số trao đổi nhiệt sơi Diện tích bề mặt truyền nhiệt THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Lý thuyết tính tốn c) Nhiệt cần thiết làm tan băng Nhiệt lượng cần thiết bình ngưng đóng băng bao gồm: nhiệt vật lý băng, nhiệt đông đặc , nhiệt vật lý khối lượng ống thép Qx = Gb  rb + C pb (tn − tb )  + Gô C pô (tô2 − tô1 ) độ củabăng nước sau khilượng tan toàn Nhiệt độ Nhiệt ống thépống sauthép trước xả Khối ống Nhiệt độ băng Nhiệt riêngđộcủa Khối lượngNhiệt băng đông đặcdung củaNhiệt nước Nhiệt dung riêng thép Thơng thường người ta biết trước Gơ Gb tính theo băng xả băng Gb = Fb δ b ς b δ bδ≈b ≈6 ÷290 8mm kg / m Diện tích mặt bám băng THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG HOA 2.5.2 Lý thuyết tính tốn d) Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu NH3 tới bề mặt ống Dùng amơniắc để xả băng amơniắc ngưng tụ lại Do α1 tính hệ trao đổi nhiệt ngưng theo cơng thức thực nghiệm sau r.γ λ α1 = 1,177 µ qF e)Thời gian xả băng τx thời gian lùa khí bình thăng hoa τđ Qx τx = K Fn ∆t Nhiệt hóa NH3 Độ nhớt động lực học NH3 Trọng lượng NH3 Hệ số dẫn nhiệt NH3 Nhiệt truyền cho bình ngưng Phụ tải nhiệt bình ngưng điều kiện làm (kcal/h) việc định mức (kcal/m h) B − P0 V τ đ = β ln vh P − P0 Q qF = F áp suất giới hạn tạo nên bơm chân Hệ số truyền nhiệt K giữađộ amơniắc với tan có Thể tích bình áp kín thăngcần thiết bình chênh ngưng lệch nhiệt Hệlớp độ số băng dự phòng nóng suất Vận tốc lùa khí khơng thể tính theo hoa thăng hoa băng THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY 2.6.1 Thiết bị gia nhiệt a) Bộ gia nhiệt khơng khí khói lò b) Bộ gia nhiệt khơng khí nước nóng 2.6.2 Buồng đốt thiết bị sấy a) Buồng đốt dùng nhiên liệu rắn b) Buồng đốt dùng nhiên liệu lỏng, khí 2.6.3 Quạt gió 2.6.4 Hệ thống làm bụi THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY 2.6.1 Thiết bị gia nhiệt Calorife Calorife khí - Calorife khí - khói Thường dùng trường hợp, cần nhiệt độ không khí vượt qua 150 C Khi khơng khí cần đốt nóng tới nhiệt độ 200 300 C THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY 2.6.1 Thiết bị gia nhiệt Qk = C.L.(t2 − t1 ) Chi phí khơng khí cuối khơng Nhiệt Nhiệtkhí đầu khơng khí a) Bộ gia nhiệt khơng khí khói lò b) Bộ gia nhiệt khơng khí nước nóng THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY 2.6.2 Buồng đốt thiết bị sấy a) Buồng đốt dùng nhiên liệu rắn b) Buồng đốt dùng nhiên liệu lỏng, khí 2.6.3 Quạt gió 2.6.4 Hệ thống làm bụi Company LOGO Thank You www.themegallery.com ...THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 2.2 THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU 2.3 THIẾT BỊ SẤY TIẾP XÚC 2.4 THIẾT BỊ SẤY BỨC XẠ 2.5 THIẾT BỊ SẤY THĂNG... 2.6 THIẾT BỊ PHỤ HỆ THỐNG SẤY THIẾT BỊ SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 2.1.1 Vật liệu ẩm 2.1.2 Tác nhân sấy 2.1.3 Truyền nhiệt truyền ẩm trình sấy. .. KJ / Kgkk 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  2.1.2 Tác nhân sấy  Khơng khí ẩm  Nhiệt độ nhiệt kế ướt Trong lý thuyết trình sấy thông số đặc trưng