TÍNH TOÁN THIẾT kế mô HÌNH máy sấy PHẤN HOA

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Lời Cảm Ơn Lời Mở Đầu Mục Lục Trang CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY 1.1 Quá trình sấy 1.1.1 Định nghĩa 1.2 Các phương pháp sấy 1.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt Phương pháp sấy đối lưu Phương pháp sấy xạ Phương pháp sấy tiếp xúc Phương pháp sấy dùng điện trường cao tầng 1.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm Phương pháp sấy áp xuất khí Phương pháp sấy chân không 1.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo phương pháp sử lý Phương pháp sấy dùng nhiệt Phương pháp sấy dùng sử lý ẩm (hút ẩm) Phương pháp kết hợp gia nhiệt hút ẩm 10 1.3 Các loại thiết bị sấy 11 1.3.1 Thiết bị sấy đối lưu 11 1.3.2 Thiết bị sấy tiếp xúc 11 1.3.3 Thiết bị sấy dùng điện trường cao tầng 11 Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm 1.3.4.Thiết bị sấy thăng hoa 11 1.3.5 Thiết bị sấy chân không thông thường 11 1.4 Ảnh hưởng trình sấy đến chất lượng sản phẩm 11 1.4.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc 11 1.4.2 Ảnh hưởng đến mùi vị 12 1.4.3 Ảnh hưởng đến màu sắc 13 1.4.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng 13 1.4.5 Ảnh hưởng đến hồi nguyên sản phẩm (rehydration) 14 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy 15 1.5.1 Nhiệt độ sấy 15 1.5.2 Độ ẩm không khí 15 1.5.3 Lưu thơng khơng khí 16 1.5.4 Độ dày lớp sấy 16 1.6 So sánh phương pháp sấy lạnh với phương pháp sấy nóng 17 1.6.1 Phân loại hệ thống sấy lạnh 17 Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ nhỏ 00C 17 a Hệ thống sấy thăng hoa 17 b Hệ thống sấy chân không 17 Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ lớn 00C 18 a) Phương pháp sử dụng máy hút ấm chuyên dụng kết hợp với máy lạnh 18 b Phương pháp dùng bơm nhiệt nhiệt độ thấp 19 1.6.2 Phương pháp sấy nóng 20 1.Hệ thống sấy đối lưu 21 2.Hệ thống sấy tiếp xúc 21 Hệ thống sấy xạ 21 Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần dùng lượng điện từ trường 21 1.6.3 So sánh phương pháp sấy lạnh phương pháp sấy nóng 22 1.7 Đánh giá kết luận 24 1.7.1 So với sấy lạnh sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hơp máy lạnh 24 1.7.2 So với sấy thăng hoa sấy chân không 24 1.7.3 So sánh với sấy nóng 24 1.7.4 Kết luận 25 1.8 Lựa chọn phương pháp sấy theo hướng nghiên cứu đề tài 25 CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ PHẤN HOA 26 2.1 Khái niệm phấn hoa 26 2.2 Giới thiệu phấn hoa 26 CHƯƠNG III 32 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY SẤY LẠNH 32 3.1 Giới thiệu phương pháp sấy lạnh 32 3.1.1 Khái niệm , lịch sử hình thành phát triển bơm nhiệt 32 3.1.2 Giới thiệu phương pháp sấy lạnh 32 3.2 Sơ đồ nguyên lý, đặc điểm truyền nhiệt truyền chất hệ thống sấy lạnh 34 3.2.1 Nguyên lý làm việc hệ thống sấy lạnh 34 3.2.2 Đặc điểm trình truyền nhiệt truyền chất 35 3.3 Các thiết bị hệ thống sấy lạnh 37 3.3.1 Môi chất cặp môi chất 38 3.3.2 Máy nén lạnh 38 3.3.3 Các thiết bị trao đổi nhiệt 38 3.3.4 Thiết bị phụ bơm nhiệt 38 Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm 3.4 Giới thiệu tốn thiết kế mơ hình thiết kế 39 3.5 Tính tốn thiết kế 41 3.5.1 Quá trình sấy lý thuyết 41 46 3.5.2 Xác định nhiệt trình 3.5.3 Cân nhiệt cho trình sấy 47 3.5.4 Tính tốn q trình sấy thực tế 54 3.5.5 Tính tốn nhiệt q trình sấy thực tế 57 3.6 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị phụ trợ 58 3.6.1 Các thông số nhiệt độ môi chất lạnh 58 3.6.2 Tính tốn chu trình bơm nhiệt 59 3.6.3 Tính chọn máy nén 63 3.6.4 Chọn đường ống dẫn môi chất 68 3.6.5 Thiết kế dàn ngưng 69 3.6.6 Thiết kế dàn bay 80 3.6.7 Tính tốn trở lực chọn quạt 85 CHƯƠNG IV 89 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY SẤY NĨNG 89 4.1 Tính tốn q trình sấy lý thuyết 89 93 4.2 Xác định nhiệt trình 4.3 Cân nhiệt cho trình sấy 94 4.3 Tính tốn q trình sấy thực tế 101 4.4.Tính tốn nhiệt q trình sấy thực tế 103 4.5 Tính tốn chọn Calorife 104 4.5.1 Công suất nhiệt Calorife 104 4.5.2 Xác định bề mặt truyền nhiệt 104 Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Th Diễm 4.6 Tính tốn trở lực chọn quạt 105 CHƯƠNG V 109 KHẢO NGHIỆM Q TRÌNH SẤY THỰC TẾ TRÊN MƠ HÌNH MÁY SẤY 109 5.1 Mục đích 109 5.2 Thí nghiệm 109 5.3 Kết luận rút từ thực nghiệm 112 CHƯƠNG VI 113 HIỆU QUẢ KINH TẾ 113 6.1 Chi phí nguyên liệu, nhiên liệu 113 6.2 Lãi suất năm mà hệ thống đem lại: 114 CHƯƠNG VII 115 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 115 7.1 Kết luận 115 7.2 Đề nghị 115 Tài liệu tham khảo 117 Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ SẤY 1.1 Q trình sấy 1.1.1 Định nghĩa Q trình sấy q trình làm khơ vật thể phương pháp bay Đối tượng trình sấy vật ẩm vật thể có chứa lượng chất lỏng định chất lỏng chưa vật ẩm thường nước Một số vật ẩm chứa chất lỏng khác dung môi hữu ví dụ: sơn vecni,….Qua định nghĩa ta thấy q trình sấy yêu cầu tác động đến vật liệu ẩm là: Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm vật hoá Lấy ẩm khỏi vật thải mơi trường Ở q trình hoá ẩm lỏng vật bay nên xảy trường hợp Phân biệt trình sấy với trình làm khơ khác Có số q trình làm giảm ẩm vật thể trình sấy, là: Vắt li tâm q trình làm giảm ẩm vật liệu phương pháp học Phương pháp làm cho ẩm tự khỏi vật Cơ đặc phương pháp giảm ẩm vật thể (dung dịch) cách đun sơi Ví dụ: đặc dung dịch đường, sữa,… Người ta dùng phương pháp sấy phun để sấy dung dịch đường thành bột đường, sấy dung dịch sữa thành bột sữa,… sấy phun người ta phun dung Niên khoá 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm dịch thành hạt vô nhỏ Các hạt nhỏ tiếp xúc với khơng khí nóng ẩm bay vào khơng khí Chất rắn dung dịch lại ta thu dạng bột 1.2 Các phương pháp sấy Như trình bày Để sấy khơ vật ẩm cần hai tác động bản: gia nhiệt cho vật làm cho ẩm vật hoá (cụ thể bay nhiệt độ nào) hai làm cho ẩm thoát khỏi vật thải vào môi trường Để cấp nhiệt cho vật dùng phương pháp sau: dẫn nhiệt(cho vật ẩm tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn) Trao đổi nhiệt đối lưu(cho vật tiếp xúc với chất lỏng hay khí có nhiệt độ cao hơn), trao đổi nhiệt xạ(dùng nguồn xạ cấp nhiệt cho vật) Để lấy ẩm khỏi vật thải vào mơi trường dùng nhiều biện pháp như: dùng môi chất sấy, dùng máy hút chân không, sấy nhiệt độ cao 1000C ẩm có áp suất thấp áp suất khí tự vào mơi trường Khi dung môi chất sấy làm nhiệm vụ thải ẩm môi trường chất sấy tiếp xúc với vật ẩm, ẩm thoát lực tác động: chênh lệch nồng độ ẩm bề mặt môi chất sấy, chênh lệch nhiệt độ ẩm thoát môi chất sấy sinh lực khuếch tán nhiệt, chênh lệch phân áp suất nước bề vật ẩm môi chất sấy Khi dùng bơm chân không làm nhiệm vụ thải ẩm, ẩm bơm chân khơng hút thải vào mơi trường Có thể sử dụng thiết bị ngưng tụ (thay ngưng kết) cho ẩm ngưng thành lỏng (hoặc rắn thải vào môi trường cách xả)(ứng dụng vào sấy thăng hoa) Thường kết hợp máy hút chân không với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm để thải ẩm Cách phân loại phương pháp sấy đắn khoa học vào điểm phân tích Niên khố 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm 1.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt Phương pháp sấy đối lưu Trong phương pháp việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiên cách trao đổi nhiệt đối lưu(tự nhiên hay cưỡng bức) Trường hợp môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt Phương pháp sấy xạ Trong phương pháp việc gia nhiệt cho vật ẩm thực trao đổi nhiệt xạ Người ta dùng đèn hồng ngoại hay bề mặt rắn có nhiệt độ cao để xạ nhiệt tới vật ẩm Trường hợp môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật ẩm Phương pháp sấy tiếp xúc Trong phương pháp việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực cách dẫn nhiệt cho vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao Phương pháp sấy dùng điện trường cao tầng Trong phương pháp người ta để vật ẩm điện trường tần số cao Vật ẩm nóng lên Trường hợp mơi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật 1.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm Phương pháp sấy áp xuất khí Trong phương pháp áp suất buồng sấy áp suất khí Việc ẩm mơi trường chất sấy đảm nhiệm sấy nhiệt độ cao 1000C ẩm tự vào mơi trường Phương pháp sấy chân không Trong phương pháp áp suất buồng sấy nhỏ áp suất khí khơng thể dùng môi chất sấy để thải ẩm Việc thải ẩm dùng máy hút chân không kết hợp với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm Trường hợp dùng máy hút chân khơng máy hút chân khơng đảm nhiệm hút tồn ẩm từ vật để thải vào môi trường Trong trường hợp kếp hợp máy hút chân không với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm máy hút chân khơng có nhiệm vụ tạo Niên khố 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm chân không ban đầu(lúc khởi động máy) hút khí khơng ngưng thiết bị làm việc, thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm làm nhiệm vụ thải ẩm co nghĩa toàn ẩm thoát hay kết thành tuyết giải ngồi dạng lỏng Khi sấy chân khơng trạng thái điểm ba thể nước(P = 4,58 mmHg: t = 0,00980C) ẩm vật thể rắn vùng thăng hoa chế độ nhiệt nên việc hố ẩm q trình thăng hoa Ẩm thoát ngưng thành băng tuyết thiết bị ngưng kết ẩm thải ra cách xả băng Trường hợp gọi phương pháp sấy thăng hoa 1.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo phương pháp sử lý Khi sử dụng khơng khí làm mơi chất sấy cần xử lý khơng khí trước đưa vào buồng sấy Có hai cách xử lý khơng khí gia nhiệt khử ẩm(hoặc tăng ẩm) có nghĩa xử lý nhiệt ẩm Căn vào cách xử lý khơng khí ta có phương pháy sấy sau: Phương pháp sấy dùng nhiệt Trong phương pháp người ta phải gia nhiệt khơng khí đưa vào buồng sấy gia nhiệt khơng khí buồng sấy Phương pháp sấy đối lưu phương pháp sấy dùng xử lý nhiệt Khi gia nhiệt cho không khí, nhiệt độ khơng khí tăng lên, độ ẩm tương đối giảm chứa khơng đổi Khi khơng khí tiếp xúc với nhiệt truyền nhiệt cho vật để ẩm bốc hơi, đồng thời khơng khí có độ ẩm tương đối thấp nên chênh lệch phân áp suất bề mặt vật khơng khí đủ lớn làm cho ẩm thoát dễ dàng Chênh lệch nhiệt độ khơng khí vật lớn tốc độ bốc ẩm lớn, thời gian sấy nhỏ, vật khơ nhanh Tuy nhiên phụ thuộc vào trình truyền ẩm bên vật sấy Phương pháp sấy dùng sử lý ẩm (hút ẩm) Trong phương pháp người ta xử lý khơng khí cách hút ẩm Khơng khí hút ẩm, độ chứa gỉam làm cho độ ẩm tương đối giảm (nhiệt độ khơng đổi) dẫn đến nhiệt độ nhiệt kế ướt giảm tức tăng độ chênh At = tk – tu trị số At tăng tăng cường truyền nhiệt từ khơng khí tới vật làm cho ẩm bốc vào khơng khí tác động chênh lệch phân áp suất nước bề mặt vật áp suất khơng khí Phương pháp có nhược điểm sấy ẩm tự do, việc sấy ẩm liên kết khó khăn Mặt khác nhiệt độ khơng khí khơng cao, Niên khố 2009 – 2012 Page Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm thời gian sấy dài nên vật sấy dễ hỏng vi khuẩn Vì phương pháp dùng để sấy số vật liệu không bị ôi thiu, mốc nhiệt độ môi trường Để khử ẩm khơng khí dùng hai cách a)Dùng chất hút ẩm rắn Chất hút ẩm rắn Silicagen…có thể dùng để hút ẩm khơng khí trước đưa vào buồng sấy hút ẩm khơng khí hay buồng sấy b)Dùng máy hút ẩm Dùng máy hút ẩm để trì độ ẩm tương đối khơng khí buồng sấy có giá trị thích hợp nhằm trì q trị truyền nhiệt, bốc ẩm vật sấy thoát ẩm vào môi trường Phương pháp kết hợp gia nhiệt hút ẩm a) Dùng chất hút ẩm rắn Không khí thổi qua chất hút ẩm rắn để giảm độ chứa hơi, sau qua calorife để gia nhiệt đưa vào buồng sấy Dùng phương pháp không khí vào buồng sấy có nhiệt độ cao độ ẩm tương đối thấp nên tiếp xúc với vật sấy tăng đáng kể tốc độ bốc ẩm giảm thời gian sấy Tuy phương pháp không thích hợp với vật liệu khơng cho phép nứt, cong vênh vật liệu dày b) Dùng bơm nhiệt đẻ hút ẩm gia nhiệt Dùng bơm nhiệt phương pháp thích hợp khơng khí đưa qua dàn lạnh, nước khơng khí ngưng tụ ngồi làm cho độ chứa giảm Sau khơng khí qua dàn nóng bơm nhiệt để gia nhiệt đẳng dung ẩm làm cho nhiệt độ tăng lên, đọ ẩm tương đối ẩm Dùng phương pháp ta trì nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí thích hợp Tuy nhiên dùng phương pháp nhiệt độ môi chất sấy thấp thường gần nhiệt độ mơi trường thích hợp với số vật liệu, không sấy vật liệu dễ bị vi khuẩn, làm hỏng nhiệt độ mơi trường: ơi, thiu, mốc… Niên khố 2009 – 2012 Page 10 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm I2’ – I1 =  = (d2’ – d1) l I1 = Ckt1 + (2500 + 1,93t1)d1 I2’ = Ckt2’ + (2500 + 1,93t2)d2’ I1 –I2’ = Ck (t1 – t2’) + (2500 + 1,93t1)d1 – (2500 + 1,93t2’)d2 Ta đặt - A = Ck (t1 – t2’) + (2500 + 1,93t1)d1 - B = 2500 +1,93t2’  I1 – I2’ = A –Bd2’ = (d2’ – d1) * Entanpi I2’ = 90,01 –2321,95.(0,01975– 0,017) = 83,625 kJ/ Độ ẩm: 4.4 Tính tốn nhiệt q trình sấy thực tế Lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bay kg ẩm: Lưu lượng khơng khí tuần hồn q trình sấy: Ltt = W.ltt = 0,3103.363,63 = 112,836kg/mẻ Lưu lựợng khơng khí tuần hồn giây: Niên khố 2009 – 2012 Page 103 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Nhiệt lượng dàn nóng cung cấp cho trình sấy để làm bay kg ẩm: Nhiệt lượng cung cấp để sấy mẻ: Q0 tt = W.qtt = 0,3103.7235,636 = 2245,218 kJ Năng suất nhiệt cung cấp để sấy: 4.5 Tính tốn chọn Calorife 4.5.1 Cơng suất nhiệt Calorife Trong : Q0 tt :nhiệt cấp cho buồn sấy, Q0 tt =0,208 kW :hiệu suất nhiệt calorife, Vậy : 4.5.2 Xác định bề mặt truyền nhiệt Niên khoá 2009 – 2012 Page 104 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Th Diễm 4.6 Tính tốn trở lực chọn quạt Tính tốn đường ống dẫn tác nhân sấy Theo sơ đồ bố trí hệ thống, ta cần phải chế tạo hệ thống dẫn không khí từ quạt vào buồng sấy Diện tích mặt cắt xác định theo công thức F= V ω , m2 Trong : - F : Diện tích tiết diện đường ống dẫn, m2 - V : Lưu lượng khơng khí đoạn ống, m3/s -  : Tốc độ khơng khí ống, m/s a) Chọn  Để lựa chọn tốc độ gió thích hợp toán kinh tế kỹ thuật phức tạp - Khi chọn tốc độ lớn đường kính ống nhỏ, chi phí cho đầu tư thấp, nhiên trở lực hệ thống lớn độ ồn khí động dòng khơng khí cao - Khi chọn tốc độ thấp đường kính ống lớn, chi phí cho đầu tư lớn, khó khăn cho lắp đặt độ ồn giảm Để phù hợp với hệ thống ta chọn tốc độ gió kênh dẫn gió m/s b) Tính lưu lượng khơng khí: ta tính tốn lưu lượng khơng khí tuần hồn giây Gkk = 0,0167 kg/s Với nhiệt độ trung bình buồng sấy 400C, tra bảng Thông số vật lý không khí khơ ta có  = 1,128kg/m3 Khi ta có: Vậy - Đường kính ống dẫn khơng khí Niên khoá 2009 – 2012 Page 105 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Ta chọn đường kính ống dẫn d = 80mm c) Tổn thất áp suất đường ống gió - Tổn thất ma sát: Tổn thất ma sát tính theo công thức: l ω2 ρ ΔPms =λ , mmH2O d Trong đó: - Hệ số tổn thất ma sát; l: Chiều dài ống sơ chiều dài tổng cộng đường ống gió hệ thống từ xử lý khơng khí đến miệng thổi vào buồng sấy khoảng l = m d: Đường kính tương đương ống, d = 0,0798m; : Tốc độ khơng khí ống  = m/s; : Khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ 400C;  = 1,165 kg/m3; ν = 16,69.10-6 m2/s Khi đó: Re =  d =  = 0,14.105 Với ống tôn mỏng bề mặt láng, tiết diện tròn Re>105 thì: λ = 0,0032 + 0,221.Re-0,237= 0,0032 + 0,221.[0,14.105]-0,237 = 0,026 Vậy: Niên khoá 2009 – 2012 Page 106 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm d) Tổn thất cục  Pcb - Hệ thống đường ống gió sơ gồm có: - 1cút hình chữ U có góc 900 ta có ξ = 3,2 - Trở lực qua khay sấy ta có ξ = 0,5 - mở rộng góc α từ 45 – 900 ξ = 0,9 -1 Ta chọn ξ = 0,9 - thu nhỏ Với góc α khoảng 300 ξ = 0,8 - Tổn thất cục tính theo công thức: Vậy tổng tổn thất đường ống gió: d) Tổn thất qua thiết bị hệ thống - Trở lực buồng xử lý khơng khí, buồng sấy - Trở lực qua buồng xử lý không khí tính theo cơng thức: Với Vậy  = 2,3 m/s ta có trở lực qua buồng xử lý khơng khí 208,8 mmH2O P2 = 208,8 mmH2O Như tổng tổn thất trở lực hệ thống là: Δ P = Δ P1 + Δ P2 = 248,2mmH2O e) Chọn quạt Ta có cơng suất quạt N= 9,81.Vtb.P ; kW 1000. Niên khoá 2009 – 2012 Page 107 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Trong đó: Vtb- lưu lượng nhiệt độ trung bình tác nhân sấy, m3/h P - tổng cột áp quạt phải thực hiện, mmH2O q - hiệu suất quạt, q  (0,4  0,6) Theo [1] Chọn q =0,4  1,137 kg / m3 - khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ trung bình TNS Thay số ta có: Cơng suất động cơ: Ndc= k.N = 0,115.1,2 = 0,138 kW k - hệ số dự phòng, k =(1,1  1,2) k = 1,2 Từ suất quạt N, lưu lượng V cột áp P - ta tra sách bơm quạt máy nén chọn quạt QLT 500-200 với thông số sau: Năng suất quạt: V = 500 m3/h Cột áp quạt:  P  200 mmH O Công suất động : N = 0,6 kW Số vòng quay: Niên khố 2009 – 2012 n = 2900 Vg/ph Page 108 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm CHƯƠNG V KHẢO NGHIỆM Q TRÌNH SẤY THỰC TẾ TRÊN MƠ HÌNH MÁY SẤY 5.1 Mục đích Các kết tính tốn mặt lý thuyết hai chế độ sấy nóng sấy lạnh phù hợp với nguyên lý phương pháp học Tuy nhiên, cần thiết phải kiểm nghiệm tính xác phương pháp tính lựa chọn Từ việc xây dựng mơ hình lý thuyết đến thực tế đòi hỏi phải tiến hành thực nghiệm nghiên cứu tỉ mỉ mơ hình xây dựng để xác định chế độ sấy tối ưu Việc khảo nghiệm thực tế mơ hình máy sấy xây dựng từ tính tốn thiết kế việc kiểm tra thông số ảnh hưởng đến chế độ sấy từ tìm chế độ sấy tối ưu vật liệu khác 5.2 Thí nghiệm a) Mục đích thí nghiệm Nhằm xác định lượng ẩm ngựng tụ chế độ sấy nóng ,đồng thời xác định trình giảm ẩm vật liệu suốt trình sấy b) Bố trí thí nghiệm - Khối lượng đầu vào G1=1 kg - Sử dụng cân Nhơn Hòa kg để cân lượng ẩm ngưng tụ trình sấy Bảng kết thí nghiệm chế độ sấy nóng sử dụng điện trở STT Thời Gian(phút) Đầu Vào Buồng Sấy ()% T0 (0C) (%) T0 (0C) 75% 290C 75% 290C 15 71% 33,20C 73% 320C Niên khoá 2009 – 2012 Ra Khỏi Buồng Sấy Page 109 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm 30 45% 420C 53% 370C 45 30% 470C 36% 43,40C 60 22% 48,80C 27% 45,60C 75 14% 49,30C 25% 47,10C 90 11% 50,90C 21% 48,80C 105 9% 51,20C 19% 50,20C 120 8% 51,60C 18% 510C 10 135 8% 51,9 18% 51,2 Kết luận: thời gian mẻ sấy 135 phút phấn hoa trước sấy 1000g sau sấy lại 970g Bảng kết thí nghiệm chế độ sấy nóng sử dụng điện trở STT Thời Gian(phút) Đầu Vào Buồng Sấy ()% T0 (0C) (%) T0 (0C) 72% 320C 72% 320C 65% 38.20C 68% 36,50C 10 45% 50,30C 50% 44,20C 15 17% 57,60C 20% 53,40C 20 6% 610C 14% 59,20C 25 2% 63,20C 9% 60,80C Niên khoá 2009 – 2012 Ra Khỏi Buồng Sấy Page 110 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm 30 0% 66,40C 9% 64,30C 35 0% 680C 8% 65,70C 40 0% 69,80C 8% 68,40C 10 50 0% 720C 8% 70,60C Kết luận: thời gian mẻ sấy 50 phút phấn hoa trước sấy 1000g sau sấy lại 955g Bảng kết thí nghiệm chế độ sấy lạnh STT Thời Gian(phút) Đầu Vào Buồng Sấy (%) T0 (0C) (%) T0 (0C) 84% 29,40C 84% 29,40C 20 41% 31,70C 49% 30,30C 40 22% 32,70C 35% 30,80C 60 17% 34,50C 31% 32,80C 80 15% 36,40C 29% 34,70C 100 13% 38,80C 29% 360C 120 13% 38,80C 29% 36,10C 140 11% 42,40C 29% 380C 160 10% 42,80C 28% 38,20C 10 180 9% 42,40C 26% 38,90C Niên khoá 2009 – 2012 Ra Khỏi Buồng Sấy Page 111 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Kết luận: thời gian mẻ sấy 180 phút phấn hoa trước sấy 1000g sau sấy lại 987g 5.3 Kết luận rút từ thực nghiệm Từ mơ hình hệ thống sấy ta tiến hành thí nghiệm sấy Phấn hoa hai chế độ sấy nóng chế độ sấy lạnh Dựa vào sản phẩm thu từ trình sấy số liệu thu từ hai chế độ ta đưa kết luận sau: * Thực nghiệm q trình sấy mơ hình ta nhân thấy chế độ sấy thực nghiệm đảm bảo độ xác so với kết tính tốn lý thuyết * Sản phẩm hai chế độ sấy đạt yêu cầu màu sắc, mùi vị * Lượng ẩm ngưng tụ chế độ sấy nóng giảm so với lượng ẩm ngưng tụ từ chế độ sấy lạnh * Thời gian sấy nóng ngăn sấy lạnh.Nhiệt độ cao thời gian sấy sẻ giảm * Có nhiều yếu tố tác động đến trình sấy nhiệt độ, vận tốc tác nhân sấy; suất khử ẩm dàn lạnh cần phải tính đến để tăng sấy vv… Niên khố 2009 – 2012 Page 112 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm CHƯƠNG VI HIỆU QUẢ KINH TẾ 6.1 Chi phí nguyên liệu, nhiên liệu Các thơng số có: * Cơng suất tổng: 2,65 kW(Máy nén 750 W quạt 0,5kW, chiếu sáng 0,4kW, điện trở 1kW) * Giá thành điện : 2500đ/h Wh * Giá thành kg nguyên liệu đầu vào 180000 đ/kg Theo giá thành thị trường siêu thị Tp Hồ Chí Minh, giá Phấn hoa sấy có khối lượng 100g 23 000vnd Như giá kg Phấn hoa sấy là: Ts = 23000.10 = 230 000 VNđ * Như với sản lượng mẻ sấy kg ta tính số tiền thu sau mẻ sấy là: Tmẻ = Ts.G2 = 240000.1 = 240000 VNđ * Theo thực tế, để mua 1kg Phấn hoa tươi thị trường 180000 VNđ/kg Năng suất buồng sấy 10 kg/mẻ Như vậy, giá mua nguyên liệu sấy mẻ là: TNL = 180000= 180000 VNđ/mẻ Như với sản lượng mẻ sấy kg ta tính số tiền thu sau mẻ sấy là: Tmẻ = Ts.G2 = 180000.1 = 180000 VNđ Niên khoá 2009 – 2012 Page 113 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Tính thêm khoản đầu tư ban đầu để xây dựng hệ thống sấy, mua quạt chi phí cho bảo dưỡng sữa chữa q trình sấy thiết bị hệ thống, tổng vốn đầu tư cho tồn hệ thống sấy ước tính đạt P = 25triệu VNđ * Tiền nhân công người là: 15000 VNđ/1người/mẻ Vậy chi phí cho nhân cơng là: 15000 x 2= 30000 VNđ/1mẻ * Chí phí điện để sấy mẻ : (Tổng điện tiêu thụ) x (Giá điện 1kWh) x (Thời gian sấy) = 2,65 x 2500 x = 19875 VNđ/mẻ * Tổng chi phí cho mẻ sấy là: Tcp = 180000 + 30000 + 19875 = 229875 VNđ/1mẻ * Lãi suất thu sau mổi mẻ sấy là: T = Tmẻ - Tcp = 240000 – 229875 = 10125 VNđ 6.2 Lãi suất năm mà hệ thống đem lại: Trên thực tế, Phấn hoa thu hoạch nhiều từ khoảng tháng đến tháng Nếu hệ thống dùng để sấy Phấn hoa khoảng thời gian hoạt động liên tục năm sấy Phấn hoa khoảng 150 ngày Mổi ngày sấy mẻ (thời gian sấy mẻ tiếng) Do đó: A = T.600 = 10125.600 = 6075000 VNđ = triệu VNđ Niên khoá 2009 – 2012 Page 114 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 7.1 Kết luận Dựa kết tính tốn thực nghiệm nghiên cứu q trình sấy hai chế độ sấy khác mơ hình máy sấy ta rút kết luận: - Bước đầu xây dựng quy trình cơng nghệ sấy phấn hoa mơ hình máy sấy thơng qua hai chế độ sấy tiến hành thực nghiệm - Xác định thơng số q trình hai chế độ sấy qua xác định ưu nhược điểm chế độ, từ xây dựng quy trình sấy riêng biệt - Việc sử dụng máy sấy lạnh bơm nhiệt để sấy loại vật liệu đòi hỏi nhiệt độ thấp, với yêu cầu khắt khe chất lượng màu sắc, mùi vị khả thi Việc xây dựng mơ hình hồn chỉnh ứng dụng vào trình sản xuất thực tế - Đối với máy sấy lạnh việc xác định suất lạnh dàn lạnh đóng vai trò quan trọng việc xác định chế độ sấy tối ưu thiết bị, chi phí đầu tư, chi phí vận hành thiết bị - Hiệu suất tách ẩm tối ưu áp suất bay tối ưu sở cho việc thiết kế hệ thống điều khiển thích hơp ứng dụng phần mềm Labview, qua dễ dàng điều khiển q trình sấy nhiều chế độ khác cách dễ dàng 7.2 Đề nghị - Vì thời gian thực đề tài hạn chế nên việc tiến hành thực nghiệm mơ hình với chế độ khác thông số vận tốc tác nhân sấy, chưa tìm Niên khố 2009 – 2012 Page 115 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm dải nhiệt độ sấy tối ưu vật liệu, đòi hỏi phải nghiên cứu sâu để xây dựng nên mơ hình chuẩn vật liệu sấy - Cần phải cải tiến máy sấy bơm nhiệt có khả sấy phù hợp với loại VLS khác để tăng khả làm việc máy - Cần lắp thêm mạch điều khiển mạch bảo vệ để làm tăng tính tự động hóa thiết bị - Lắp đặt thêm biến tần điều khiển vận tốc quạt, qua điều khiển chế độ sấy vận tốc khác để tìm chế độ sấy tối ưu Niên khoá 2009 – 2012 Page 116 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : Lê Quang Huy – Bạch Thị Thuý Diễm Tài liệu tham khảo Nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm nhiệt phòng thí nghiệm để nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính bơm nhiệt – Lê Minh Trí- LV Thạc Sỹ - ĐHĐN 2003 Kỹ Thuật Sấy – Hoàng Văn Chước- Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Nhiệt Động Kỹ Thuật – PGS.TS Phạm Lê Dần, PGS.TS Bùi Hải - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh - Nguyễn Đức Lợi - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Thiết kế hệ thống thiết bị sấy – PGS.TS Hoàng Văn Chước – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Kỹ thuật lạnh sở - Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tùy – Nhà xuất Giáo Dục - 1994 Hệ thống máy thiết bị lạnh – PGS.TS Đinh Văn Thuận - TS Võ Chí Chính – NXB Khoa Học Kỹ Thuật Thiết bị trao đổi nhiệt – Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư – NXB Khoa Học Kỹ Thuật Bơm Quạt Máy Nén - Nguyễn Văn May – NXB Khoa Học Kỹ Thuật Niên khoá 2009 – 2012 Page 117 ... loại thiết bị sấy 1.3.1 Thiết bị sấy đối lưu Thiết bị sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây phương pháp sấy thông dụng thiết bị sấy đối lưu bao gồm: thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm, thiết bị sấy. .. thiết bị sấy khí động, thiết bị sấy tầng sôi , thiết bị sấy thấp, thiết bị sấy thùng quay, thiết bị sấy phun… Thiết bị sấy xạ Thiết bị sử dụng phương pháp sấy xạ thiết bị sấy sử dụng thích hợp... yêu cầu thực tế đó, cần thiết phải tính tốn thiết kế mơ hình thực tế kiểm tra thực nghiệm quy trình cơng nghệ Nơi dung thực Chương III: Tính tốn thiết kế mơ hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt”