2.1 CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA MÁY SẤY m : năng suất các dạng vật chất qua máy sấy kgh X : độ ẩm của không khí kg hơi nướckg KKK L : khối lượng không khí khô kgh G : khối lượng sản phẩm sấy kgh W : khối lượng ẩm của sản phẩm sấy kgh
Sấy nông sản_Bài 2: Kỹ Thuật sấy CHƯƠNG II : CƠ SỞ KỸ THUẬT SẤY 2.1 CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA MÁY SẤY m : suất dạng vật chất qua máy sấy [kg/h] X : độ ẩm khơng khí [kg nước/kg KKK] L : khối lượng khơng khí khơ [kg/h] G : khối lượng sản phẩm sấy [kg/h] W : khối lượng ẩm sản phẩm sấy [kg/h] 2.2 MÁY SẤY LÝ THUYẾT Với máy sấy lý thuyết người ta giả thiết : Nhiệt cho qúa trình sấy phận đun nóng cung cấp – Trong máy sấy khơng có đun nóng bổ sung : – Bỏ qua tổn thất nhiệt : – Hàm nhiệt sản phẩm sấy thiết bị vận chuyển khơng thay đổi q trình sấy – Nhiệt liên kết nước (ẩm vật liệu) không đáng kể : Khi : 2.3 SỬ DỤNG BIỂU ĐỒ I-X TRONG TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY 2.3.1 Mơ tả trình sấy đồ thị i-X khơng khí ẩm – Cấu tạo đồ thị i –X – Xác định trạng thái khơng khí ẩm – Xác định nhiệt độ điểm sương 2.3.2 Tính tốn cho máy sấy cấp – Đoạn 1-3 : tiêu tốn nhiệt q tính theo phương trình q = di/dx, giá trị đọc trực tiếp từ đồ thị i-X theo đường song song với đường 1-3 qua trục tương ứng đồ thị i-X – Nhu cầu nhiệt : phụ thuộc vào trạng thái đầu cuối q trình – Để khơng khí sấy tiếp nhận lượng ẩm cao (X3’ – X1) người ta cần phải đun nóng khơng khí nhiệt độ cao (t’2 > t2) nhu cầu nhiệt q phải lớn tức đoạn thẳng 13’ 2.3.3 Máy sấy nhiều cấp Nhu cầu nhiệt riêng tính theo cơng thức : So sánh với máy sấy cấp : – Nhu cầu nhiệt độ ẩm ban cuối khơng khí sấy giống nhau, nhiệt độ đun nóng khơng khí thấp nhiều – Nhu cầu nhiệt nhỏ nhiệt độ đun nóng khơng khí sấy giống nhau, thay đổi di/dx xảy tương tự máy sấy cấp 2.3.4 Máy sấy tuần hoàn – Máy sấy tuần hoàn sử dụng với sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ sấy khơng khí sấy vào cần giữ trạng thái bị thay đổi, tức phụ thuộc vào điều kiện thời tiết bên ngồi, khơng khí (khơng khí bên ngồi) hỗn hợp với phần khơng khí sấy khỏi máy sấy Nếu bỏ qua nhiệt liên kết nước sản phẩm sấy : – Nếu tổn thất nhiệt qtt tổn thất nhiệt sản phẩm trang bị vận chuyển mang cân với nhiệt đung nóng bổ sung, q trình sấy xảy theo đường hàm nhiệt không đổi nghĩa I = II – Nếu qbs=0, III) 2.4 CHUYỂN ĐỘNG ẨM TRONG SẢN PHẨM SẤY Quá trình chuyển ẩm vật liệu sấy bao gồm : chuyển dời ẩm từ bên vật liệu ẩm tới bề mặt nó, ẩm bay bề mặt, chuyển dời ẩm dạng từ bề mặt vật liệu đến luồng khơng khí sấy bao quanh vật liệu sấy Ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu sấy môi trường sấy chung quanh, cần đền bù cách chuyển ẩm từ bên vật liệu sấy đến bề mặt Lượng ẩm bay chuyển từ bề mặt vật liệu môi trường xung quanh tính theo phương trình : Độ dẫn ẩm : trình chuyển dời ẩm bên sản phẩm sấy chênh lệch ẩm lớp bề mặt lớp bên vật liệu sấy, thực nhờ lực khuếch tán, thẩm thấu, lực mao quản… Do có độ dẫn ẩm mà ẩm chuyển dời thể lỏng độ ẩm lớn thể độ ẩm bé, theo hướng từ trung tâm đến bề mặt Trong giai đoạn vận tốc sấy khơng đổi, ẩm bốc bề mặt vật liệu sấy Sau điểm tới hạn thứ I, trình bốc ẩm xuất bên mao quản Trong giai đoạn vận tốc sấy giảm, ẩm chuyển từ bên vật liệu đến bề mặt thường thể hơi, mà tạo “lớp bay hơi” hay gọi “màng sấy” sâu vật liệu kèm theo khuếch tán thể lỏng Sau điểm tới hạn thứ II chuyển dời ẩm sản phẩm sấy thể Lượng ẩm chuyển dời độ ẩm dẫn ẩm qua bề mặt F, sau thời gian T, từ điểm vật liệu có độ ẩm W1 đến điểm khác có độ ẩm W2 (nếu W1>W2), xác định theo biểu thức sau : Ngồi ra, ẩm chuyển dời nhờ tượng dẫn nhiệt ẩm Quá trình thực tác dụng nhiệt khuếch tán co dãn khơng khí mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa từ bề mặt nóng phía ngồi vào sâu vật liệu (từ vào trong) kèm theo ẩm 2.5 VẬN TỐC SẤY 2.5.1 Khái niệm vận tốc sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy : – Bản chất sản phẩm sấy : cấu trúc, thành phần hố học, đặc tính liên kết ẩm… – Hình dáng trạng thái sản phẩm sấy – Độ ẩm ban đầu, ban cuối độ ẩm tới hạn sản phẩm sấy – Nhiệt độ, độ ẩm vận tốc tác nhân sấy – Chênh lệch nhiệt độ ban đầu ban cuối tác nhân sấy – Cấu tạo máy sấy, phương thức sấy chế độ sấy 2.5.2 Các giai đoạn vận tốc sấy : Đường cong vận tốc sấy : biểu thị quan hệ vận tốc sấy độ ẩm sản phẩm sấy, xác định thực nghiệm Quá trình sấy đến độ ẩm cân gồm giai đoạn : – Giai đoạn đốt nóng sản phẩm sấy, tương ứng với đoạn AB – Giai đoạn vận tốc sấy không đổi (đẳng tốc), đoạn BK1 – Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần, tương ứng với đoạn K1C – Điểm K1 gọi điểm tới hạn, tương ứng với độ ẩm tới hạn Wth, xuất ẩm tự Việc xác định hai giai đoạn sấy có ý nghĩa quan trọng để thiết lập chế độ sấy phù hợp với giai đoạn sấy loại sản phẩm sấy 2.5.3 Tính tốn vận tốc sấy 2.5.3.1 Giai đoạn vận tốc sấy không đổi Ẩm tách chủ yếu bốc từ bề mặt sản phẩm sấy, : dW = b.dQ, b : hệ số tỉ lệ – Động lực q trình sấy khơng biểu thị chênh lệch độ ẩm, mà chênh lệch nhiệt độ tác nhân sấy bề mặt sản phẩm sấy Ngồi biểu diễn hiệu số áp suất riêng phần nước bão hồ khơng khí Pbh tương ứng với nhiệt độ bay bề mặt sản phẩm sấy áp suất riêng phần khơng khí Ph, hiệu số hàm ẩm khơng khí bề mặt vật liệu sấy Xbh (có thể coi hàm ẩm tương ứng với trạng thái bão hoà) hàm ẩm khơng khí sấy Xh 2.5.3.2 Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần (thay đổi) Quá trình sấy xảy phức tạp Đường cong sấy cong có điểm uốn Để đơn giản hố với mức độ gần đúng, người ta coi vận tốc sấy giảm theo đường thẳng Động lực trình sấy hiệu số độ ẩm sản phẩm sấy độ ẩm cân phương trình có dạng : 2.5.4 Tính tốn thời gian sấy Thời gian sấy thông số đặc biệt quan trọng sử dụng tính tốn thiết kế vận hành thiết bị sấy Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố loại vật liệu sấy, hình dáng, kích thước hình học vật liệu, độ ẩm đầu cuối vật liệu, loại thiết bị sấy, phương pháp cấp nhiệt, chế độ sấy Do việc xác định thời gian sấy giải tích gặp nhiều khó khăn Vì tính tốn thực tế thiết bị sấy thời gian xác định theo thực nghiệm theo kinh nghiệm vận hành.Tuy nhiên nghiên cứu thiết bị sấy để sấy vật liệu chưa có kinh nghiệm người ta phải dựa vào lý thuyết giải tích nửa giải tích nửa thực nghiệm để tính tốn thời gian sấy Nguyên tắc xác định thời gian sấy giải tích : 1- Xây dựng mơ hình vật lý phù hợp với vật liệu cần sấy với thiết bị sấy phù hợp với phương pháp cấp nhiệt chế độ sấy 2- Từ mơ hình vật lý thiết lập mơ hình tốn học toán truyền nhiệt truyền chất, nghĩa viết hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất với điều kiện đơn trị tương ứng Trong hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất phải thể mơ hình vật lý cách tồn diện, xác lược bỏ nhân tố phụ để mơ hình tốn học đơn giản giải 3- Giải mơ hình tốn học để xác định thời gian sấy Do mô hình vật lý mơ hình tốn học bỏ số yếu tố thời gian sấy xác định giải tích sai khác với thực tế, cần phải trải qua thực nghiệm để chỉnh lý cho phù hợp ... tới hạn sản phẩm sấy – Nhiệt độ, độ ẩm vận tốc tác nhân sấy – Chênh lệch nhiệt độ ban đầu ban cuối tác nhân sấy – Cấu tạo máy sấy, phương thức sấy chế độ sấy 2.5.2 Các giai đoạn vận tốc sấy : Đường... TỐC SẤY 2.5.1 Khái niệm vận tốc sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy : – Bản chất sản phẩm sấy : cấu trúc, thành phần hố học, đặc tính liên kết ẩm… – Hình dáng trạng thái sản phẩm sấy –... : Đường cong vận tốc sấy : biểu thị quan hệ vận tốc sấy độ ẩm sản phẩm sấy, xác định thực nghiệm Quá trình sấy đến độ ẩm cân gồm giai đoạn : – Giai đoạn đốt nóng sản phẩm sấy, tương ứng với đoạn