Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy đậu tương với năng suất 120 tấnngày.

Hiện nay, ngành công nghiệp hóa chất đang được chú trọng xây dựng và phát triển vì nó được ứng dụng nhiều trong các ngành như: thực phẩm vật liêu xây dựng, sản xuất Trường : ĐHCN Hà Nội Khoa : CN Hoá Học 2 hóa chất, đồ gốm, phân bón, dược phẩm… Sấy là một trong những quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt. Trong nông nghiệp, sấy là một công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch. Trong công nghiệp như công nghiệp chế biến nông – hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất. Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ, nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng và chi phí vận hành thấp. Để thực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều phương thức sấy như sấy nóng hoặc sấy lạnh, nhiều thiết bị sấy như hầm sấy, tủ sấy, thùng sấy… Đồ án “ Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy đậu tương với năng suất 120 tấnngày ” là một trong những bài tập lớn nằm trong nội dung của bộ môn quá trình và thiết bị khoa Công Nghệ Hóa – trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kỹ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ hóa học nói chung.

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ

NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

Họ và tên HS - SV : Lê Anh Tuấn

Lớp : ĐH Hoá 2 Khoá: 9

Khoa : Công nghệ Hoá

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Xuân Cảnh

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấyđậu tương với năng suất 120 tấn/ngày

Các số liệu ban đầu:

- Độ ẩm đầu của vật liệu: 35%

- Độ ẩm cuối của vật liệu: 10%

- Nhiệt độ khói vào : 1150C

- Nhiệt độ khói ra : 460C

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, ngành công nghiệp hóa chất

đang được chú trọng xây dựng và phát triển

vì nó được ứng dụng nhiều trong các ngành

như: thực phẩm vật liêu xây dựng, sản xuất hóa chất, đồ gốm, phân bón, dượcphẩm… Sấy là một trong những quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiềutrong sản xuất cũng như trong sinh hoạt Trong nông nghiệp, sấy là một côngđoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch Trong công nghiệp như côngnghiệp chế biến nông – hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuấtvật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng vai trò quan trọng trong dây chuyềnsản xuất

Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu một cách đơnthuần mà là một quá trình công nghệ, nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảmbảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng và chi phí vận hành thấp

Để thực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều phương thức sấy như sấynóng hoặc sấy lạnh, nhiều thiết bị sấy như hầm sấy, tủ sấy, thùng sấy…

Đồ án “ Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi

chiều dùng để sấy đậu tương với năng suất 120 tấn/ngày ” là một trong

những bài tập lớn nằm trong nội dung của bộ môn quá trình và thiết bị khoaCông Nghệ Hóa – trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có

kỹ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn

về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ hóa học nói chung

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nguyễn Xuân Cảnh

2

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Nguyễn Xuân Cảnh cùng các thầy côtrong khoa Công Nghệ Hóa đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian làm bài.

Do hạn chế về tài liệu tham khảo và kiến thức nên bản đồ án chắc chắnkhông tránh khỏi sai sót mong nhận được sự đóng góp, sửa chữa của các thầycô

Em xin chân thành cảm ơn!Sinh viên thực hiện

Lê Anh Tuấn

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.Giới thiệu về kỹ thuật sấy

1.1.1 Khái niệm và mục đích.

- Khái niệm: Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi nước rakhỏi vật liệu ẩm

- Mục đích:

+ bảo quản nguyên vật liệu ( thực phẩm, hóa chất, quặng ) vì sấy làm giảm

độ ẩm của vật liệu đến mức cần thiết do đó vi khuẩn, nấm mốc, nấm men bị ứcchế hoặc không phát triển và hoạt động được, giảm hoạt động các enzim

+ Tiết kiệm năng lượng tiêu tốn cho quá trình vận chuyển vì sấy làmgiảm kích thước và trọng lượng của vật liệu

+ Đảm bảo các thông số kĩ thuật cho quá trình gia công vật liệu tiếp theo.+ Đảm bảo tính mĩ thuật

1.1.2 Phân loại phương pháp sấy

Có rất nhiều cách để phân loại:

a Phân loại theo nguồn năng lượng sử dụng để sấy:

+ Sấy tự nhiên: Tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên nhưnăng lượng mặt trời, năng lượng gió Dùng các phương pháp này chỉ đỡ tốnnăng lượng nhưng không chủ động được điều chỉnh được vận tốc của quá trìnhtheo yêu cầu kĩ thuật, năng suất thấp

+ Sấy nhân tạo: sử dụng nguồn năng lượng do con người tạo ra như khói

lò, hơi nước bão hòa, dòng điện Phương pháp này khắc phục được các nhượcđiểm của phương pháp sấy tự nhiên

b Phân loại theo phương pháp truyền nhiệt trong kĩ thuật sấy:

+ Sấy đối lưu: Phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy vớikhông khí nóng, khói lò ( gọi là tác nhân sấy )

+ Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trựctiếp với vật liệu mà truyền nhiệt gián tiếp cho một vách ngăn

+ Sấy bằng tia hồng ngoại: Phương pháp sấy dùng năng lượng của tiahồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy

+ Sấy bằng dòng điện cao tầng: Phương pháp sấy dùng năng lượng điệntrường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày lớp vật liệu

+ Sấy thăng hoa: Phương pháp sấy trong môi trường có độ chân khôngrất cao nhiệt độ thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạngthái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

Ba phương pháp cuối cùng chỉ được sử dụng trong công nghiệp nên gọichung là phương pháp sấy đặc biệt

Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đốilưu và tiếp xúc được sử dụng phổ biến hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu

Nó có nhiều dạng khác nhau và có thể sấy được hầu hết các dạng vật liệu sấy

c Dựa vào phương pháp làm việc.

+ Máy sấy liên tục

+ Máy sấy gián đoạn

d Dựa vào áp suất làm việc:

+ Sấy chân không

+ Sấy áp suất thường

e Dựa vào cấu tạo thiết bị:

+ Thiết bị sấy buồng: có thể sấy được tất cả các loại vật liệu, cấu tạo thiết

bị đơn giản nhưng vật liệu không được đảo trộn trong quá trình sấy dẫn đến sấykhông đồng đều, thời gian sấy dài, năng suất thấp Thiết bị làm việc không liêntục do phải ngừng hoạt động để nạp và tháo vật liệu làm tổn thất năng lượngnhiều Khí nóng phân bố không đồng đều trong toàn bộ buồng sấy

+ Thiết bị sấy hầm: hầm cấu tạo đơn giản, năng suất cao, làm việc bánliên tục, sấy không đồng đều giữa các lớp vật liệu

+ Thiết bị sấy nhiều băng tải: vật liệu được đảo trộn, thời gian sấynhanh, sấy đồng đều thích hợp sấy vật liệu dạng hạt ít bị vỡ vụn như rau, quả,sấy ngũ cốc, sấy bánh kẹo nhưng không sấy được vật liệu khích thước lớn, vậtliệu có thể bị vỡ vụn, không sấy được vật liệu quá ẩm do có khả năng bị bếtdính lại trên băng tải làm giảm hiệu quả sấy

+ Thiết bị sấy thùng quay: cường độ bốc hơi ẩm lớn có, quá trình sấy đềuđặn, tiếp xúc giữa khói nóng và vật liệu tốt, thời gian sấy nhanh, thiết bị gọn, cóthể cơ khí hóa, tự động hóa được hoàn toàn, thích hợp sấy nhiều loại vật liệu,năng suất lớn Vật liệu bị đảo trộn nhiều dễ bị vỡ vụn có thể ảnh hưởng đến chất

lượng sản phẩm, không sấy được vật liệu có độ bết dính lớn làm giảm hiệu quảsấy, cấu tạo thiết bị phức tạp

+ Thiết bị sấy tầng sôi: cường độ sấy lớn, năng suất cao, năng suất cao, thiết

bị sấy đồng đều, có thể cơ khí hóa tự động hóa hoàn toàn tuy nhiên khó vật liệu cóthể bị vỡ vụn tạo bụi, bào mòn thiết bị, tốn năng lượng cho thiết bị thu hồi bụi

+ Thiết bị sấy phun: sấy nhanh, vật liệu ở dạng bột mịn không cầnnghiền, phụ hợp vật liệu không sấy ở nhiệt độ cao tuy nhiên kích thước phòngsấy lớn, tốc độ của tác nhân sấy nhỏ do đó cường độ sấy nhỏ tiêu tốn nănglượng lớn, cấu tạo thiết bị phức tạp

1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

a Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độgió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nướctrong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạncho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sảnphẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bềngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài.Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làmkhô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thíchhợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức củathịt quả và đối với các nhân tố khác Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thìnguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá

trình sấy cao hơn 600ΟC thì protein bị biến tính, nếu trên 900ΟC thì fructazabắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polyme cao phân tửchứa N và không chứa N, có màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ Nếu nhiệt độcao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mấtgiá trị cảm quan của sản phẩm.

Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tánngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội thìchậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô

b Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc

độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì tốc độchuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cânbằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại Vìvậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trìnhlàm khô

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng giósong song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh Nếu hướng gióthổi tới nguyên liệu với góc 45oC thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổithẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm

c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đếnquá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại

Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ ẩm tươngđối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ ẩmtương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại

và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh hiệntượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức làvừa sấy vừa ủ

Làm khô trong điều tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của không khí50% đến 60% do nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao Do đó, mộttrong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí có thể tiến hànhlàm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ của không khí dướiđiểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khícũng được hạ thấp Như vậy để làm khô không khí người ta áp dụng phươngpháp làm lạnh

d Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng

bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thướcquá bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ

Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khíquyển) thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch vớichiều dày nguyên liệu δ

e Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm

Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích là làm cho tốc độ khuếch tán nội và khuếchtán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh quá trình làm khô Trong khi làmkhô quá trình ủ ẩm người ta gọi là làm khô gián đoạn.

f Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu

Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù hợp,cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như: nước, lipit, chấtkhoáng, protein, Vitamin, kết cấu tổ chức thịt quả chắc hay lỏng lẻo

1.1.4 Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống

Sấy là quá trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản làphơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng

và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa Vì vậy, trong cácngành công nghiệp người ta thường phải tiến hành quá trình sấy nhân tạo

- Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên.Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau

+ Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thànhvận chuyển.

- Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của quá trình sấy thật đa dạng,bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn khácnhau của quá trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau.Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các ngành côngnghiệp và nông nghiệp

- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổitrạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong quátrình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm Như vậytrong thực tế có thể xem sấy là quá trình tách ẩm bằng phương pháp nhiệt

- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong quá trình sấy được tiến hànhtheo các phương pháp truyền nhiệt đã biết

Ví dụ :

+ Cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu

+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc

+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ

+ Ngoài ra, còn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng điệncao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không…

- Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui trìnhcông nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô.

- Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy cũngđược cải tiến và phát triển như trong ngành hải sản, rau quả và nhiều loại thựcphẩm khác Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…sau khi thuhoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất lượng thậm chí

bị hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch

Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị sấy

để sấy các loại sản phẩm khác nhau Ngoài ra đôi khi cùng một loại sản phẩmnhưng nếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị sấy phùhợp Đối với từng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được các yêu cầucủa sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban đầu thấp nhất

1.2 Giới thiệu về máy sấy thùng quay

Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng đểsấy vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường, muối, và cácloại hóa chất như : NaHCO , BaCl …ngũ cốc, mì chính Hệ thống dùng nhiênliệu đốt có thể là dầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt

- Hệ thống thông gió thu hồi bụi cuối lò.

Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy Thùng sấy là mộtống hình trụ tròn bằng vật liệu thép, trong đó có lắp các cánh xáo trộn để phânvùng hoặc không Tùy theo đường kính của ống thép mà chiều dày của thànhống có thể từ 10 - 14 mm Ống thép này được đặt nghiêng 1 - 6 trên 2 ổ trụcquay, để tránh tình trạng ống bị trôi khi quay ở 2 ổ trục có bệ đỡ bằng con lănchống trôi Đầu cao của ống có buồng đốt cấp nhiệt và bên trên có ống dẫn vậtliệu vào Đầu thấp của ống có buồng cuối lò, bên dưới có ống dẫn vật liệu rakhỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa Bên trong buồng cuối lò có gắnquạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thông gió bên trongmáy sấy

Bên trong thùng sấy người ta lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm quátrình trao đổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn Các đệm ngăntrong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng vừa làmtăng bề mặt tiếp xúc Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vậtliệu sấy và độ ẩm của nó Các loại đệm ngăn được dùng phổ biến trong máy sấythùng quay gồm :

- Đệm ngăn loại mái chèo nâng và loại phối hợp dùng khi sấy nhữngvật liệu cục to, ẩm, có xu hướng đóng vón lại, loại này có hệ số chứa đầy vậtliệu không quá 10 - 20 %

- Đệm ngăn hình quạt có những khoảng không thông với nhau

- Đệm ngăn phân phối hình chữ thập và kiểu vạt áo được xếp trên toàn

bộ tiết diện của thùng, được dùng để sấy vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùngquay vật liệu được đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc pha lớn

- Đệm ngăn kiểu phân khu để sấy các hạt đã đập nhỏ, bụi loại này chophép hệ số chứa đầy từ 15 - 25 %

Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200C thì dùng khói lò nhưng không dùng chonhiệt độ lớn hơn 800C

1.2.2 Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay.

- Ưu điểm:

+ Cường độ bốc hơi ẩm lớn có thể đạt 100 kg ẩm bây hơi/m3h

+ Quá trình sấy đều đặn

+ Tiếp xúc giữa tác nhân sấy và vật liệu tốt

+ Thời gian sấy nhanh

+ Thiết bị gọn

+ Có thể cơ khí hóa và tự động hóa hoàn toàn

+ Thích hợp với sấy nhiều loại vật liệu

+ Năng suất lớn có thể lên đến 20 tấn/h

+ Không sấy được thiết bị dễ vỡ

+ Cấu tạo thiết bị phức tạp

1.3 Giới thiệu về vật liệu sấy đậu tương

Đậu tương hay còn được gọi là đỗ tương, đậu nành là loại cây giàu hàmlượng đạm protein Hạt đậu nành chứa 8% nước, 5% chất vô cơ, 15 – 25%glucose, 15 – 20% chất béo, 35 – 45% chất đạm với đủ các loại amino acidcần thiết và nhiều sinh tố, khoáng chất So với thịt động vật, đậu nành cónhiều chất dinh dưỡng hơn: 100g đậu nành có 411 calo; 34 g đạm; 18g béo;165mg calcium; 11mg sắt; trong khi đó thịt bò loại ngon chỉ có 165 calo, 21gđạm; 9g béo; 10mg calcium và 2.7mg sắt Quan trọng hơn cả là trong đậunành có một hóa chất tương tự như kích thích tố nữ estrogen mà nhiều côngtrình khoa học chứng minh là rất tốt trong việc trị và ngừa một số bệnh

Đậu tương có chứa rất nhiều các chất phốt pho béo và các thành phần dinhdưỡng khác vì vậy người ta đang khai thác triệt để để làm các món ăn vàthuốc uống.Tác dụng của đậu tương đối với sức khoẻ đang ngày càng đượctăng cường Các sản phẩm làm từ đậu tương đang ngày càng được mọi người

ưa chuộng

1.4 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thùng quay

1 4 1 Sơ đồ công nghệ

1 Buồng đốt 2 Ghi lò 17 Cánh xới

3 Cửa hòa gió 4 Phễu nạp liệu

1.4.2 Nguyên lí hoạt động của máy sấy thùng quay

Máy sấy thùng quay gồm một thùng hình trụ l đặt nghiêng so với mặt

phẳng nằm ngang 1/15- 1/50.Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên haibánh đai đỡ 2

Bánh đai đỡ được đặt trên bốn con lăn đỡ 3 ; khoảng cách giữa giữa hai conlăn đỡ 11 dễ dàng điều chỉnh để điều chỉnh góc nghiêng của thùng , tức là điềuchỉnh thời gian lưu của vật liệu Thùng quay được là nhờ bánh răng 4 gắn chặtvào thùng: bánh răng 4 ăn khớp với bánh răng dẫn động 12 nhận truyền độngcủa động cơ 10 qua bộ giảm tốc

Vật liệu ướt đươc nạp liên tục vào đầu cao của thùng và được chuyển độngdọc thùng nhờ các đệm ngăn Các đệm ngăn này vừa có tác dụng phân bố đềuvật liệu theo tiết diện thùng đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúcgiữa vật liệu sấy với tác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kíchthước của vật liệu sấy, tính chất và độ ẩm của nó Vận tốc của khói lò haykhông khí nóng đi trong máy sấy thường khoảng 2 – 3 m/s ,còn thùng quay từ

5 – 8 vòng/ph Vật liệu cuối máy sấy ( vật liệu khô ) được tháo qua cơ cấutháo sản phẩm 5 rồi nhờ máy vận chuyển vít tải , băng tải … vận chuyển vàokho Khói lò hay không khí thải được quạt 7 hút và đẩy vào hệ thống tách bụinhư xyclon, lọc túi … để tách những hạt bụi bị cuấn theo khí thải Các hạtbụi tách được dẫn về máy vận chuyển 13, còn khí thải sạch được thải ra ngoài

Ưu điểm của máy sấy thùng quay là quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờtiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy.Cường độ sấy lớn có thể đạt 100

kg hơi ẩm bay hơi / m3.h Thiết bị gọn có thể cơ khí hoá và tự động hoá toàn

bộ khâu sấy Tuy nhiên máy sấy thùng quay cũng có những nhược điểm là vậtliệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn nên trong nhiều trường hợp sẽlàm giảm chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH ĐỐT THAN

2.1.Các thông số ban đầu:

2.1.1 Thiết bị sấy:

- Máy sấy thùng quay

- Phương thức sấy: xuôi chiều

2.1.2 Tác nhân sấy : khói lò

- Nhiệt độ khói vào thùng sấy: 1150

- Nhiệt độ khói ra thùng sấy : 460

2.1.3 Vật liệu sấy : đậu tương

- Năng suất : 120 tấn / ngày = 5000 kg/ h

- Độ ẩm của VL trước khi sấy W1 = 35%

- Độ ẩm của VL sau khi sấy W2= 10%

2.1.4 Điều kiện môi trường

Trạng thái không khí đặt ngoài trời nơi đặt thiết bị sấy :

0

0   o

− ( kg ẩm/kg kkk )

CT 7.3 – T 273 [6]

Trong đó :

P : Áp suất khí quyển ( mmHg ) P = 760 mmHg

Pbh : Áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp không

khí ẩm đã bão hoà hơi nước ( mmHg )

2.3.2 Nhiệt dung riêng của than đá

Công thức tính nhiệt dung riêng :

Ct = 837 + 3,7 to + 625.x ( J/ Kg.độ )

CT I.48 – T 153 [1]

2.3.3.Nhiệt trị của than

Nhiệt trị cao của than :

Qc = 339.Clv + 1256.Hlv – 109.(Olv – Slv) ( kJ/kg )

CT VII.37 – T 110[2] → Qc = 339.70,64 + 1256.3,92 + 109.( 2,96 – 3,65 )

→ Qc = 28884,67 (kJ/kg)

Nhiệt trị thấp của than :

Qth = Qc - 25.( 9H + W ) = 28884,67 - 25( 9.3,92 + 7 ) = 27827,67 ( kJ/kg )

2.3.4 Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than

Lo = 0,115.Clv + 0,346.Hlv +0,043.( Slv – Olv ) Công thức VII.38 – T111 [2]

Lo = 0,115.70.46 + 0,346.3,92 + 0,043.( 3,65 – 2.96 ) = 9,49 (kg không khí/kg than)

2.3.5 Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn

Do nhiệt độ khói lò sau buồng đốt rất lớn so với yêu cầu , Vì thế trong thiết bị sấy thùng quay dùng khói lò làm TNS người ta tổ chức hoà trộn với không khí ngoài trời để cho một hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp Vì thế , trọng hệ thống sấy thùng quay người ta xem hệ số không khí thừa là tỷ số giữa không khí khô cần cung cấp thực tế cho buồng đốt cộng với lượng không khí khô cần cung cấp thực tế cho buồng đốt cộng với lượng không khí khô đưa vào buồng hoà trộn với lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy

Để tính hệ số không khí thừa không khí ở buồng đốt và trộn người

ta sử dụng phương pháp cân bằng nhiệt lò đốt than

2.3.5.1 Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1kg than

Qv = Q1 + Q2 + Q3 ( kJ )Trong đó :

Q1 : Nhiệt lượng than mang vào ( tính cho 1kg than )

Q2 : Nhiệt lượng do không khí mang vào

Q3 : Nhiệt do đốt 1 kg than

a Nhiệt lượng do than mang vào :

Q1 = Cn.tn

Trong đó :

Cn : Nhiệt dung của than ; Cn = 948,25.10-3 ( kJ/kgoC )

tn : Nhiệt độ của than ( nhiệt độ môi trường ); tn = 25oC

Q3 = Qc.ηTrong đó :

η : Hiệu suất buồng đốt η = 0,8

Qc : Nhiệt trị cao của than; Qc = 28884,67 kJ/kg

Q4 : Nhiêt do xỉ mang ra

Q5 : Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt

Q6 : Nhiệt mất mát ra môi trường

Cxỉ : Nhiệt dung riêng của xỉ; Cxỉ = 0,75 kJ/kgoC ( Bảng I.144 – 162 [1] )

Gkhí : Khối lượng của chất khí trong lò

Ckhí : Nhiệt dung riêng của khói lò

Tk : Nhiệt độ của khói , Tk = 115°C

→ Tổng nhiệt lượng ra khỏi buồng đốt và buồng trộn :

Qr = Q4 + Q5 + Q6

Qr = 1294,8943+ 1184,318 α ( kJ ) Cân bằng nhiệt lượng lò đốt

Qc : Nhiệt trị cao của than; Qc = 28884,67 ( kJ/kg ).

bd

η : Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn ηbd= 0,8.

Ct : Nhiệt dung riêng của than; Ct = 948,25.10-2

to : Nhiệt độ không khí; to = 25ºC

t1 : Nhiệt độ của khói ra khỏi buồng trộn; t1 = 115°C

Ck: Nhiệt dung riêng của khói; Ck = 1,004 kJ/kgºC

Lo : Lượng không khí lý thuyết để đốt 1kg than; Lo = 9,49 kg/kg

xo : Hàm ẩm của không khí; xo = 0,017 kg/kg kkk

iao : Entapin của nước trong không khí

iao = 2493 + 1,97.25 = 2542,25 kJ/kg

ia1 : Entapin của nước trong khói; ia1 = 2719,55 kJ/kg

α =

28884,67.0,8 948, 25.10 25 [(9.3,92 7).10 ].2719,55 9.49.[0,017.(2719,55 2542, 25) 1,004.(115 25)]

−

2 [1 (9.3,92 7 7,07).10 ].1,004.115 9.49.[0,017.(2719,55 2542, 25) 1, 004.(115 25)]

2.4 Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy

2.4.1 Nhiệt độ của khói : t 1 = 115ºC

= 386,46 kg/kg than

- Lượng hơi nước chứa trong khói :

Ga = ( 9.Hlv + W ) + α.Lo.xo , kg = ( 9.3,92 + 7 ).10-2 + 40,67 9,49.0,017

115 5 , 235

42 , 4026 12

exp 5

, 235

42 , 4026 12

018 , 0 621 , 0 (

750

760 018 , 0

ϕ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

3.1 Cân bằng vật liệu

3.1.1 Lượng ẩm bay hơi

W = G1 , ( kg / h ) Trong đó :

G1 : lượng đậu tương vào thùng sấy; G1 = 5000 ( kg / h )

W1: Độ ẩm của vật liệu trước khi sây W1 = 35%

W2: Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy W2 = 10%

=> W = 5000 100 10

10 35

−

−

( kg / h) = 1388,89 ( kg / h )

3.1.2 Lượng vật liệu ra khỏi thùng sấy

Phương trình cân bằng vật liệu

3.2.1 Thể tích của thùng sấy

Vt = , ( m3)Trong đó :

W : Lượng ẩm bay hơi; W = 1388,89( kg/ h )

A : Cường độ bay hơi ẩm; A = 40 ( kg/m3.h ) ( Bảng 10.1 – T207 [4] )

→ Vt =

40

89 , 1388

4

t

t t

D

L V

37,68 4

c Chiều dày thân thùng :

δ = ( 0,005 ÷ 0,01 ).Dt ( m ) Công thức 10.15 – T83[8] chọn δ = 0,01 : Dt = 0,01.2 = 0,02( m )

3.2.3 Thời gian lưu vật liệu trong thùng

Ta có: 120[200 (( ))

2 1

2 1

W W A

W W

ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng

ρ = 795kg/m3

W1 : Độ ẩm đầu của vật liệu; W1 = 35%

W2 : Độ ẩm cuối của vật liệu W2= 10%

β : Hệ số chứa đầy; chọn β = 0,15

A : Cường độ bay hơi ẩm; A = 40 ( kg ẩm/m3.h )

→

)1035(200.[

40

)1035.(

795.15,0.120

t t

m k L n

Ta chọn : k = 1và m = 1.

τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay

7,57.3tan.2

12.1.1

= ( vg/ph )

3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng

N = 0,13.10-2.Dt3.Lt.a.n.ρ ( kW ) Công thức VII.54 _T123[2]

Trong đó:

n : Số vòng quay của thùng; n = 1,98( vg/ph )

ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu; ρ = 795 ( kg/m3 )

Dt : Đường kính của thùng: Dt = 2 m

Lt:: Chiều dài của thùng :Lt = 12

a : Hệ số phụ thuộc vào các loại đệm trong thùng quay

Bản đồ án nghiên cứu vật liêu sấy là đậu tương với đường kính là 3 mm nên ta chọn loại đêm là cánh nâng

Với β = 0,15 → a = 0,053 ( Bảng VII.3 – T123 [2] )

Công suất cần thiết để quay thùng :

N = 0,13.10-2.23.12.0,053.1,98 795 = 10.41 ( kW )

Công suất động cơ điện

Nđc = 1,25.N = 1,25.10,41 = 13.01 ( kW )

3.2.6 Cấu tạo thân thùng

Thân thùng cấu tạo từ ba lớp :

- Lớp bảo vệ : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ1 = 0,002 m

- Lớp cách nhiệt : làm từ vật liệu là bê tông xốp, có chiều dày δ2 = 0,02 m

- Lớp thân thùng : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ3 = 0,018 m

Vậy các thông số cơ bản của thùng sấy

Loại cánh : Loại chia khoang có cánh nâng

Thể tích : Vt = 34,72 m3

Chiều dài : Lt = 12 m

Đường kính trong : Dt = 2 m

Đường kính ngoài : Dn = 2,08 m

Tốc độ quay : 1,98 vg/ph

3.3 Quá trình sấy lý thuyết

3.3.1 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy

46 95 , 163

97 , 1

2 2

−

= +

42 , 4026 12

exp 5

, 235

42 , 4026 12

% 70 0999 , 0 ).

046 , 0 0621 , 0 (

750

760 046 , 0

+

= ϕ

Vậy trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy là :

qo : Nhiệt lượng tiêu hao riêng

lo : Lượng khói cần để bốc hơi 1 kg ẩm