Đồ án sấy tiêu thùng quay

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ẨM 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HẠT TIÊU 1.1.1 Tên gọi phân loại khoa học 1.1.2 Thành phần hóa học 1.1.3 Phân bố CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẤY .10 2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 10 2.1.1 Bản chất trình sấy 10 2.1.2 Các thiết bị phù hợp .10 2.1.3 Thiết bị sấy thùng quay 12 2.1.4 sơ đồ nguyên lý hoạt động máy sấy thùng 13 2.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẤY TIÊU 16 2.2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NHIỆT THIẾT BỊ SẤY .21 3.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY 21 3.1.1 độ ẩm tuyệt đối 21 3.1.2 Độ ẩm tương đối 21 3.1.3 Độ chứa ẩm khơng khí ẩm 21 3.1.4 Nhiệt dung riêng khơng khí ẩm 21 3.1.5 Thể tích riêng khối lượng riêng cảu khơng khí ẩm 21 3.1.6 Entanpi khơng khí ẩm 22 3.2.TÍNH CÁC THƠNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY 22 3.3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .26 3.3.1 Lượng ẩm cần bốc 26 3.3.2 Lượng TNS lý thuyết cần thiết .27 3.3.3.Nhiệt lượng tiêu hao trình sấy lí thuyết 28 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY 3.4 TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH 28 3.4.1 Tính thời gian lưu sản phẩm sấy 28 3.4.2 Tính kích thước thùng quay 28 3.5 TÍNH TỔN THẤT NHIỆT: .29 3.5.1 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang ngoài: 29 3.5.2.Tổn thất nhiệt môi trường: 30 3.6 TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY THỰC TẾ: .33 3.6.1.Tính giá trị tổng tổn thất Δ 33 3.6.2 Xác định thơng số TNS sau q trình sấy thực: 33 3.6.3 Lượng TNS thực tế: 34 3.6.4.Lưu lượng thể tích trung bình q trình sấy thực .34 3.6.5.Thiết lập bảng cân nhiệt .35 3.7 Kiểm tra lại giả thiết tốc độ tác nhân sấy 35 CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ .36 4.1 TÍNH CALORIFER CẤP NHIỆT 36 4.1.1 Tính hiệu số nhiệt độ trung bình 37 4.1.2 Tính hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi ống α2 38 4.1.3 Tính hệ số cấp nhiệt phía ống α1 .41 4.1.4 Hệ số truyền nhiệt K 41 4.1.5 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt kích thước calorifer 42 4.1.6 Trở lực qua calorifer 42 4.2 TÍNH VÀ CHỌN XYCLON .43 4.3 TÍNH TRỞ LỰC VÀ CHON QUẠT : 45 4.3.1 Tính trở lực: 45 4.3.2 Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay: 46 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước có sản xuất nông nghiệp lâu đời giới Hiện nay, nông nghiệp chiếm tỉ trọng cao cấu kinh tế nước ta Mặc dù vậy, ngành nông nghiệp chưa đem lại hiệu tương xứng với vị trí kinh tế Ngun nhân chủ yếu khâu thu hoạch, bảo quản chế biến nông sản Việt Nam thực chưa khoa học Điều làm giảm giá trị sản phẩm đưa thị trường tiêu thụ Để cải thiện vấn đề có nhiều phương pháp đưa ra, sấy phương pháp thông dụng Sản phẩm sau q trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng cảm quan giá trị kinh tế Trong công nghiệp thực phẩm, sấy thùng quay phương pháp phổ biến mang lại hiệu kinh tế cao, thuận tiện vận hành tiết kiệm thời gian Do đó, người ta thường chọn thiết bị sấy thùng quay việc sấy sản phẩm lương thực, hạt, quả,… Trong phạm vi đồ án môn học này, chúng em trình bày quy trình công nghệ thiết bị sấy thùng quay để sấy hạt tiêu, suất 5000 kg hạt tiêu khô/ngày Mặc dù cố gắng nhiều song nhiều thiếu sót lần làm đồ án nên chưa có kinh nghiệm Bên cạnh trình độ tự nghiên cứu khả tư giới hạn nên đồ án nhóm khơng thể tránh nhiều thiếu sót Qua đồ án này, chúng em kính mong q thầy bảo để hoàn thiện tốt đồ án tập lớn mà thầy cô giáo cho chúng em vào lần sau Chúng em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, thầy cô giáo bạn bè giúp đỡ chúng em hồn thiện đồ án thời hạn NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ẨM 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HẠT TIÊU 1.1.1 Tên gọi phân loại khoa học  Tên khoa học: Piper nigrum  Giới: Plantae  Ngành: Angiospermae  Lớp: Magnoliidae  Phân lớp: Rosidae  Bộ: Piperales  Họ: Piperaceae  Chi: Piper  Loài: P.nigrum Hồ tiêu gọi cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt (danh pháp hóa học: Piper nigrum) lồi leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae), trồng chủ yếu để lấy hạt, thường dùng làm gia vị dạng khơ tươi Hình 1.1: Cây tiêu Hồ tiêu loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào khác rễ Thân mọc cuốn, mang mọc cách Lá trầu khơng, dài thn Có hai loại nhánh: loại nhánh mang quả, loại nhánh dinh dưỡng, hai NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY loại nhánh xuất phát từ kẽ Đối chiếu với cụm hoa hình sóc Khi chín, rụng chùm Quả hình cầu nhỏ, chừng 20- 30 chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu vàng, chín có màu đỏ Từ thu hoạch hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh hồ tiêu đen Đốt dòn, vận chuyển khơng cận thận chết Quả có hạt Hồ tiêu thu hoạch năm hai lần Muốn có hồ tiêu đen, người ta hái vào lúc xuất số đỏ hay vàng chùm, nghĩa lúc xanh; non q chưa có sọ giòn, phơi dễ vỡ vụn, khác phơi vỏ săn lại, ngả màu đen Muốn có hồ tiêu trắng (hay hồ tiêu sọ), người ta hái lúc chúng thật chín, sau bỏ vỏ Loại có màu trắng ngà hay xám, nhăn nheo thơm (vì lớp vỏ chứa tinh dầu mất) cay (vì chín) Hình 1.2: Hạt tiêu 1.1.2 Thành phần hóa học Hồ tiêu giàu vitamin C, chí nhiều cà chua Một nửa cốc hồ tiêu xanh, vàng hay đỏ cung cấp tới 230% nhu cầu canxi ngày/1 người Trong tiêu có 1,2- 2% tinh dầu, 5- 9% piperin 2,2- 6% chanvixin Piperin chanvixin NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay Trong tiêu có 8% chất béo, 36% tinh bột 4% tro Thường dùng hạt tiêu rang chín, thơm cay làm gia vị Tiêu thơm, cay nồng kích thích tiêu hố, có tác dụng chữa số bệnh Hạt tiêu giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn beta carotene, giúp tăng cường hệ miễn dịch ngăn ngừa hủy hoại tế bào, gây bệnh ung thư tim mạch 1.1.3 Phân bố Ở nước ta hồ tiêu phân bố thành vùng sản xuất Bắc Trung Bộ, Duyên hải Trung Bộ, Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ đồng sông Cửu Long, Tây Ngun Đơng Nam Bộ vùng sản xuất Sản xuất hồ tiêu thường hình thành vùng tiếng như: Tân Lâm (Quảng Trị), Lộc Ninh (Bình Phước), Bà Rịa (Bà Rịa– Vũng Tàu), Phú Quốc (Kiên Giang), Dak R’Lắp (Đăk Nông), Chư Sê (Gia Lai), điều tạo điều kiện thuận lợi cho việc quy hoạch thành vùng sản xuất hàng hóa tập trung, đạt chất lượng xuất cao Việt Nam nước xuất tiêu đứng hàng đầu giới chủ yếu xuất dạng thô Vì vấn đề bảo quản tiêu hạt để xuất quan trọng cần thiết kinh tế quốc dân Hình 1.3: lượng giá xuất bình quân hồ tiêu năm 2017-2018 Vấn đề bảo quản tiêu nhìn chung khó, tiêu mơi trường thuận lợi thích hợp cho sâu mọt phá hoại Muốn bảo quản lâu dài hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an tồn Vì vậy, q trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng bảo quản, chế biến nâng cao chất lượng hạt Với phương pháp bảo quản hạt tiêu lâu hơn, dễ dàng trình vận chuyển, ứng dụng nhiều trình chế biến sản phẩm ăn liền NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẤY 2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 2.1.1 Bản chất trình sấy Sấy trình tách nước (ẩm) khỏi vật nhiệt -Bức xạ -Dẫn nhiệt -Đối lưu nhiệt -Năng lượng điện trường cao tần 2.1.2 Các thiết bị phù hợp Phương pháp sấy chia làm hai loại lớn sấy tự nhiên sấy nhân tạo a Sấy tự nhiên Là q trình phơi vật liệu ngồi trời, sử dụng nguồn nhiệt xạ mặt trời ẩm bay khơng khí mang -Ưu điểm : đơn giản, đầu tư vốn ít, bề mặt trao đổi nhiệt lớn, dòng nhiệt xạ từ mặt trời đến có mật độ lớn - Nhược điểm: +Khó thực giới hóa, chi phí lao động nhiều +Nhiệt độ thấp nên cường độ sấy không cao +Sản phẩm dễ bị ô nhiễm bụi sinh vật, vi sinh vật +Chiếm diện tích mặt sản xuất lớn +Nhiều sản phẩm sấy tự nhiên chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu b Sấy nhân tạo NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY sấy nhân tạo thực loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuật chia làm nhiều dạng Được thực thiết bị sấy -Ưu điểm: Khắc phục nhược điểm phương pháp sấy tự nhiên -Nhược điểm : +Phức tạp chế tạo thiết bị +Chi phí đầu tư lớn Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác Căn vào phương pháp cung cấp nhiệt chia loại sau + Phương pháp sấy đối lưu: Nguồn nhiệt cung cấp cho trình sấy nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy cách truyền nhiệt đối lưu Đây phương pháp dùng rộng rãi cho sấy hoa sấy hạt Sấy đối lưu thực nhiều thiết bị sấy như: thiết bị sấy buồng, sấy hầm, sấy băng tải, thiết bị sấy kiểu tháp, thiết bị sấy thùng quay, thiết bị sấy tầng sôi vv +Phương pháp sấy xạ: Nguồn nhiệt cung cấp cho trình sấy thực xạ từ bề mặt đến vật sấy, dùng xạ thường, xạ hồng ngoại Phương pháp sấy xạ thực thiết bị sấy xạ dùng đèn hồng ngoại, thiết bị sấy dùng nhiên liệu khí, dùng dây điện trở vv +Phương pháp sấy tiếp xúc: Trong phương pháp người ta cung cấp nhiệt cho vật sấy cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt Phương pháp sấy tiếp xúc thực thiết bị như: thiết bị sấy tiếp xúc với bề mặt nóng, thiết bị sấy tiếp xúc kiểu tang quay vv +Phương pháp sấy điện trường dòng cao tần : Nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần vật sấy làm vật nóng lên +Phương pháp sấy thăng hoa: Được thực làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa nước, nước khỏi vật sấy nhờ q trình thăng hoa NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY 2.1.3 Thiết bị sấy thùng quay Hình 2.1: Máy sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy làm việc liên trục chuyên dùng để sấy hạt hồ tiêu Máy sấy thùng quay thùng hình trụ đặt nghiêng 1– o, có vành đai đỡ, vành đai tỳ vào lăn đỡ thùng quay Hồ tiêu vào sấy qua phễu nạp vật liệu Hồ tiêu thùng khơng q 20- 25% thể tích thùng Sau sấy xong, thành phẩm qua phận tháo sản phẩm Hồ tiêu ngồi Bên thùng có lắp cánh đảo để xáo trộn Hồ tiêu làm cho hiệu suất sấy đạt cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm đầu thùng cấm vào lò đốt nối với ống tạo tác nhân sấy Giữa thùng quay, hộp tháo lò có cấu bịt kín để khơng khí khói lò khơng ngồi Ngồi có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo khí thải khí mơi trường NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY Khí nóng Hồ tiêu ngược chiều chiều bên thùng Phía đầu chỗ nạp liệu bên thùng sấy có lắp cánh xoắn đoạn khoảng 700- 1000mm, chiều dài đoạn phụ thuộc vào đường kính thùng Tốc độ khơng khí nóng thùng không m/s để tránh Hồ tiêu bị nhanh khỏi thiết thùng Vận tốc quay thùng 5– vòng/phút Các đệm ngăn thùng chứa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng phân phối cho Hồ tiêu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc Hồ tiêu khơng khí nóng Dùng loại đệm ngăn phân phối hình chữ nhật kiểu vạt áo xếp toàn tiết diện thùng, thùng quay Hồ tiêu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc Hồ tiêu khơng khí nóng lớn -Ưu điểm: + Quá trình sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt Hồ tiêu khơng khí nóng Cường độ sấy lớn, đạt 100 kg ẩm bay hơi/m3.h + Thiết bị gọn khí tự động hóa hồn tồn + Máy sấy thùng quay đặt trưng công suât lớn mức tiêu thụ lượng thấp Nó thiết kế với cấu hợp lý, hoạt động thân thiện với mơi trường, tạo nhiễm + Được cung cấp với giá cạnh tranh so với máy loại, đồng thời có hiệu suất cao Máy sấy quay vận hành dễ dàng, hoạt động ổn định, tỷ lệ trục trặc thấp, có độ bền cao, sấy khô nhiều loại vật liệu -Nhược điểm: +Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ bị tạo bụi, vỡ vụn Do nhiều trường hợp làm giảm chất lượng sản phẩm sấy 2.1.4 sơ đồ nguyên lý hoạt động máy sấy thùng Hiện nay, máy sấy thùng quay sử dụng để sấy khô loại vật liệu dạng bột hoạt hạt nhỏ ẩm ướt Máy có cấu tạo chuyên biệt cho việc làm khơ nhanh chóng vật liệu Nó vận hành đơn giản, tiêu thụ điện thấp sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 10 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY 10 11 dòng lưu chất ống Chiều dài cánh Khoảng cách cánh liên tiếp Bề dày cánh Đường kính cánh Hệ số dẫn nhiệt vật liệu đỉnh tam giác ) s2 = 0.866 s1 h tc m m 0.002 0.005 δc dc λ m m w/m k 0.0005 0.036 57 dc=d2+2h Thép CT20 4.1.1 Tính hiệu số nhiệt độ trung bình Hiệu số nhiệt độ hai dòng môi chất đầu vào calorifer : ∆tmax = T – t2đ =158.84 – 23,4 = 135.44 [0C] ∆tmix = T – t2c = 158.84 – 55 = 1303.84 [0C] Hiệu số nhiệt độ trung bình tác nhân sấy nước cấp nhiệt : ∆ttb = = 118.94 [0C] 4.1.2 Tính hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi ống α2 4.1.2.1 Các thơng số khơng khí ngồi ống Tác nhân sấy khơng khí nhiệt độ mơi trường t 2đ = t0 = 23,40C sau qua calorifer gia nhiệt lên t2c = t1 = 550C Bảng4.3: tính nhiệt độ trung bình Kí STT Tên đại lượng Cơng thức hiệu Hiệu số nhiệt độ cực đại ∆tmax ∆tmax= T - t2d Hiệu số nhiệt độ cực tiểu Hiệu số nhiệt độ trung bình ∆ttb TNS nước Nhiệt độ T ∆tmin ∆tmin= T - t2c ∆ttb=(∆tmax∆tmin)/ln(∆tmax/∆tmin) Bảng4.4: thơng số khơng khí chuyển động ngồi ống NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 32 Kết 135.4 103.8 118.94 Đơn vị ◦C 158.8 ◦C ◦C ◦C ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY STT Ký hiệu tk ϕk Thống số Nhiệt độ trung bình Độ ẩm trung bình Công thức Hệ số dẫn nhiệt λk Độ nhớt µk Áp suất bão hồ pb Khối lượng riêng ρk Độ nhớt động νk 4.1.2.2 Tính hệ số cấp nhiệt Kết Đơn vị tk =(to+t1)/2 ϕk=(ϕ0+ϕ1)/2 39.2 47.96% ◦C % νk =µk/ρk 0.027 1.915.10^-5 0.771 1.125 1.7030.10^-5 W/m.◦k Ns/m2 Bar Kg/m3 m2/s Chú thích : diện tích phần cánh ống : diện tích phần khơng cánh ống : diện tích ngồi ống có cánh (phía khơng khí) : diện tích ống có cánh (phía nước ngưng tụ) l Hình4.1 : Các diện tích bề mặt ống có cánh - Số cánh ống: (cánh)  Làm tròn nc = 218 cánh - Diện tích phần khơng làm cánh ống: [m2] - Diện tích phần cánh ống: [m2] - Đường kính tương đương ống: [m] Chọn vận tốc dòng khí vào calorifer = 2,5 m/s - Vận tốc khơng khí khe hẹp calorifer: NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY [m/s] - Chuẩn số Reynolds: - Với ống xếp so le, chuẩn số Nusselt: - Hệ số cấp nhiệt cánh: [W/m2.K] - Hệ số cấp nhiệt tương đương phía ống có cánh: Trong đó:  : diện tích ngồi ống có cánh [m2] Chọn hiệu suất cánh tròn c 0,95 Vậy, hệ số cấp nhiệt phía ngồi ống: [W/m2K] - Hệ số làm cánh: [W/m2.độ] 4.1.3 Tính hệ số cấp nhiệt phía ống α1 Sự cấp nhiệt phía ống cấp nhiệt nước bão hòa ngưng tụ ống đứng Bảng 4.5: Các thông số nước bão hòa ngưng tụ ống ST T Thông số Áp suất nước ngưng tụ Nhiệt độ bão hòa Nhiệt độ thành ống phía tiếp xúc nước ngưng tụ Nhiệt độ trung bình màng NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Ký hiệu P T Đơn vị Giá trị Ghi at C 158.84 Chọn Chọn o tw o 155 tm o 156.92 Page 34 C C ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY nước ngưng tụ Hệ số dẫn nhiệt Độ nhớt Khối lượng riêng Độ nhớt động n n n n Ẩn nhiệt ngưng tụ R W/m.oK 0,6859 Ns/m 2,4064.10-4 kg/m3 3.169 m /s 2,55.10-7 2086*103 J/kg - Lấy tm 144,[12] - Lấy T 145,[12] Hệ số cấp nhiệt ngưng tụ nước bão hòa ống đứng, màng chất ngưng tụ chảy tầng: [W/m2K] 4.1.4 Hệ số truyền nhiệt K - Tỷ số đường kính ngồi đường kính ống: Với d2/d1 < 1,4 hệ số truyền nhiệt K tính với vách phẳng: [W/m2K] 4.1.5 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt kích thước calorifer Nhiệt lượng cần cung cấp cho calorifer : Q = L.(I1 – I0 ) = 1128649.482 [ KJ/h] = 91330.85 Diện tích bề mặt ống : Chọn hiệu suất calorifer η = 0,75 Khi F1 : [ m2] F1 = =7.97 Tổng số ống calorifer : n = = 82.64 ống → chọn số ống n =82 ống Số ống hàng m Chon số hàng Z = 14, : m = = 5.9 → Chọn m = → Tổng số ống calorifer : N = m.Z = 84 Kích thước calorifer bố trí ống đứng : NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 35 [J/s] ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY + Chiều dài : L = m.s1 = 0.47 m + Chiều rộng : a = Z.s2 = 0.97 m + Chiều cao : h = m 4.1.6 Trở lực qua calorifer Hệ số trở lực : ξ = 0,72.Re-0,245.(0,9 ( )-0,9.()0,9 ( )-0,1 = 3.197 Trở lực cục qua calorifer : [ N/m2] ∆Pc = ξ.ρ z = 436.9 4.2 TÍNH VÀ CHỌN XYCLON Khi tác nhân sấy khơng khí nóng qua máy sấy thường có mang theo nhiều hạt bụi nhỏ, chúng cần thu hồi để làm môi trường khơng khí thải Trong hệ thống sấy thùng quay thường dùng xyclon đơn Loại đảm bảo độ làm bụi lớn với hệ số sức cản thủy lực nhỏ Theo kinh nghiệm, diện tích tiết diện ống xyclon nên lấy (3÷ 4) lần tiết diện kênh dẫn Tốc độ tác nhân sấy kênh dẫn khơng nên vượt q (20÷ 25) m/s Thể tích xyclon tính theo lưu lượng tác nhân sấy khỏi thiết bị sấy nên vào số liệu thực nghiệm hay nhiều xyclon Quan hệ bán kính xyclon ống trung tâm Nếu kênh dẫn có tiết diện hình chữ nhật với kích thước b/a = (1,5÷ 2) bán kính xyclon R bán kính trung tâm R nên lấy theo quan hệ: [m3/h] Vxyclon = V2 = 9289.33 [m3/s] = 2.58 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 36 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY Kênh dẫn có tiết diện hình chữ nhật với kích thước b/a=(1,5-2) bán kính xyclon R bán kính trung tâm R1 nên lấy theo quan hệ : R - R1=a Lưu lượng khí vào xyclon lưu lượng tác nhân sấy khỏi thùng sấy Chọn kích thước xyclon đơn dựa vào Vxyclon theo bảng 17.3 Trang 321 tài liệu [1] Bảng 4.6: tính kích thước xyclon ST T 10 Tính chọn xyclon Lưu lượng khơng khí sau sấy vào xyclon V2 m3/h Đường kính xuclon D m Đường kính ống trung tâm D1 m Chiều rộng tiết diện kênh dẫn a a=( D-D1)/2 m Chiều dài tiết diện kênh dẫn vào xyclon b b=2a m Chiều dài phần ống cắm vào trung tâm xyclon h1 h1=4a2/(D-a) m Chiều cao phần hình trụ xyclon h2 h2=h1+2a m Chiều cao phần hình nón xyclon h3 h3=(D-d)β/2 m Đường kính phần bé phễu d m Hệ số ma sát β NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 37 9289.33 2.7 1.2 0.75 1.425 1.154 2.65 2.2 0.5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY 1 Hình 4.2: Xyclon đơn Lưu lượng thể tích sau sấy vào xyclon : V = 2.58 Góc nghiêng phần hình nón xyclon: chọn 60o so với phương nằm ngang Độ làm xyclon: 80- 85%, đường kính hạt bụi tách 5- 100mm Tốc độ không khí vào xyclon: [m/s] Trở lực qua xyclon: Chọn hệ số trở lực xyclon = 0,5 4.3 TÍNH TRỞ LỰC VÀ CHON QUẠT : 4.3.1 Tính trở lực: Tính tiêu chuẩn Re Đường kính trung bình tiêu lấy d = 0,007 m Ở nhiệt độ trung bình TNS t= 47,5 oC lấy gần =17,7.10 -6 m2/s (Phụ lục trang 350 tài liệu Tính tốn thiết kế hệ thống sấy) Do đó: NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 38 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY Re= Hệ số thủy động a: α = 5,85 + = 9.53 Khối lượng riêng dẫn xuất: [kg/m3] Hệ số Nếu lấy khối lượng riêng cà phê nhân = 600 kg/m3 ta có: = = 0,99 Hệ số C1: C1= Trở lực qua lớp hạt Như trở lực TNS qua lớp hạt bằng: ΔP1= =19 mmH2O Ở lấy khối lượng riêng TNS khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ 55 oC = 1,1245 kg/m3 Trở lực qua calorifer: trở lực qua calorifer = 34 mmH 2O, trở lực cục tổn thất phụ lấy 5% Tổng trở lực Tổng trở lực phải khắc phục bằng: Giáng áp động Giả sử tốc độ TNS khỏi quạt có tốc độ w= 20 m/s Khi giáng áp động bằng: ΔPd== 22.93 mmH2O Cột áp quạt: Δp =Δpt + Δpd = 78.62 mmH2O NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 39 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY 4.3.2 Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay: Để vận chuyển tác nhân sấy hệ thống sấy người ta thường dùng hai loại quạt: quạt ly tâm quạt hướng trục, chọn loại quạt nào, thông số kỹ thuật phụ thuộc vào thông số đặc trưng hệ thống sấy, trở lực mà quạt phải khắc phục p, suất ma quạt cần tải V củng nhiệt độ độ ẩm tác nhân sấy chọn quạt giá trị cần xác định hiệu suất quạt Ta chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay quạt ly tâm, có hai nhiệm vụ đẩy hút tác nhân sấy Cấu tạo quạt: Hình 4.3 cấu tạo quạt ly tâm NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 40 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY A N K G P B E M Căn vào cột áp ΔP =78.62 mmH2O lưu lượng Vtb=9664.18 m3/h Theo ta chọn quạt ly tâm Model: CTD.HK 4D, lưu lượng 9500 – 12500 m3/h, áp suất 1500 – 1000 Pa, công suất: 7.5 kW/380V/50Hz (theo đường link: https://quathutcongnghiep.vn/cong-tytin-dat ) NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 41 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS – TSKH Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB giáo dục, 2002 [2].Nguyễn Đức Lợi, Tính tốn thiết kế hệ thống lạnh, NXB khoa học kỹ thuật [3] Handbook of Industrial Drying, Edited by Arun S Mujumdar [4] GS.TSKH Trần Văn Phú, Kĩ thuật sấy, NXB giáo dục, 2008 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 42 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ BẢNG 3.1: Trạng thái tác nhân sấy trình sấy lý thuyết BẢNG 4.1 : Các thông số tác nhân qua calorifer BẢNG 4.2 : Kích thước Calorifer BẢNG 4.3: Tính nhiệt độ trung bình BẢNG 4.4: Thơng số khơng khí chuyển động ngồi ống BẢNG 4.5: Các thơng số nước bão hòa ngưng tụ ống BẢNG 4.6: Tính kích thước xyclon HÌNH 1.1: Cây tiêu HÌNH 1.2: Hạt tiêu HÌNH 1.3: Lượng giá xuất bình qn hồ tiêu năm 2017-2018 HÌNH 2.1: Máy sấy thùng quay HÌNH 2.2: Sơ đồ thiết bị sấy thùng quay HÌNH 2.3: Sơ đồ sấy nguyên liệu HÌNH 3.1: Đồ thị I – D trình sấy lý thuyết HÌNH 3.2 : Đồ thị I-d q trình sấy thực tế HÌNH 4.1 : Các diện tích bề mặt ống có cánh HÌNH 4.2 :Xyclon đơn HÌNH 4.3 : Cấu tạo quạt ly tâm NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 43 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 44 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 45 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM Page 46 ... 2.1.3 Thiết bị sấy thùng quay Hình 2.1: Máy sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy làm việc liên trục chuyên dùng để sấy hạt hồ tiêu Máy sấy thùng quay thùng hình trụ đặt nghiêng... nghiệp NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM Page 10 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY Hình 2.2: Sơ đồ thiết bị sấy thùng quay  Chú thích: Thùng quay Vành đỡ Con lăn đỡ Bánh Phễu hứng sản phẩm Quạt hút Thiết bị... HIỆN: NHÓM Page 11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN SẤY Máy sấy thùng quay gồm thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1- 60C Toàn trọng lượng thùng đặt bánh đai đỡ (2) Bánh đai đặt bồn lăn