Đang tải... (xem toàn văn)
tổng quan về vật liệu, vật chất thực hiện quá trình công nghệ, một số loại cá cơm phổ biến,thành phần hóa cơ bản trong 100g cá cơm, tổng quan về quá trình sấy, các thiết bị sấy, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ, thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy dùng điện trường cao tầng, thiết bị sấy thăng hoa, tính toán thiết bị chính, tính toán thiết bị phụ, tính toán và thiết kế thiết bị sấy băng tải để sấy cá cơm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TÍNH TỐN & THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI ĐỂ SẤY CÁ CƠM NĂNG SUẤT 1000 KG/H GVHD: SV: MSSV: Tp.HCM, tháng 12 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TÍNH TỐN & THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI ĐỂ SẤY CÁ CƠM NĂNG SUẤT 1000 KG/H GVHD: SV: MSSV: Tp.HCM, tháng 12 năm 2020 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình hướng dẫn suốt trình làm đồ án Em chân thành cảm ơn q thầy, Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức trình em học tập Dựa vào vốn kiến thức tiếp thu q trình học khơng tảng cho q trình em làm đồ án mà cịn kiến thức cho em trình học tập nghiên cứu sau tốt hành trang quí báu để em bước vào đời cách vững tự tin Cuối em kính chúc quý thầy, cô dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng 12 năm 2020 i Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên: MSSV: Nhận xét : Điểm đánh giá: Ngày ……….tháng ………….năm 2020 Giáo viên hướng dẫn (ký tên, đóng dấu, ghi rõ họ tên) ii Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên: MSSV: Nhận xét : Điểm đánh giá: Ngày ……….tháng ………….năm 2020 Giáo viên phản biện (ký tên, đóng dấu, ghi rõ họ tên) iii Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học MỤC LỤC Chương Tổng quan: 1 Tổng quan vật liệu, vật chất thực q trình cơng nghệ: Tổng quan trình sấy: Các thiêt bị sấy: a Thiết bị sấy đối lưu: b Thiết bị sấy xạ: c Thiết bị sấy tiếp xúc (sấy rang): d Thiết bị sấy dùng điện trường cao tầng: e Thiết bị sấy thăng hoa: Lựa chọn thiết bị thực đồ án: Sơ đồ cơng nghệ q trình: 11 Thiết minh quy trình cơng nghệ: 12 Chương Tính tồn cân vật chất cân lượng: 13 Các thông số ban đầu xác định là: 13 a Khơng khí ngồi trời: (Điểm A) 13 b Khơng khí sau qua calorifer: (Điểm B) 13 c Khơng khí sau khỏi buồng sấy: (Điểm C) 14 Cân vật chất: 16 Chương Tính tốn thiết bị chính: 18 Chương Tính tốn q trình sấy thực: 25 Tính tốn tổn thất nhiệt: 25 Quá trình sấy thực: 32 Chương Tính tốn thiết bị phụ: 35 Calorifer: 36 a Tính tốn kích thước calorifer: 40 b Trở lực calorifer: 40 Thiết bị lọc túi vải: 41 Quạt: 44 Gầu tải nhập liệu: 45 a Bộ phận kéo: 45 b Tang dẫn động: 45 iv Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Chương Tính kinh tế: 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 v Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Chương Tổng quan: Tổng quan vật liệu, vật chất thực q trình cơng nghệ: Cá cơm (Stolephorus) thuộc họ cá Trổng (Engraulidae) chủ yếu sống nước mặn (có số lồi sống nước hay nước lợ), có kích thước nhỏ, họ cá đứng đầu sản lượng ngành khai thác giới đối tượng đánh bắt quan trọng nghề cá ven biển phân bố rộng từ Bắc đến Nam nước ta Theo ướctính Viện nghiên cứu biển Nha Trang trữ lượng cá cơm nước ta vào khoảng 50÷60 vạn Với nguồn nguyên liệu dồi dào, giá thành rẻ thời gian thủy phân nhanh so với số loại cá khác nên cá cơm trở thành nguyên liệu sản xuất nước mắm hãng nước mắm tiếng Phú Quốc, Nha Trang, Phan Thiết… Cá cơm thường sống thành đàn chủ yếu tập trung vùng ven biển (độ sâu 100m) biển nhiệt đới cận nhiệt đới, có số lồi phân bố rộng vào cửa sơng Các nơi có sản lượng cá cơm cao là: Quảng Ninh, Cửa Lị, Bình Định, Quảng Nam, Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thiết Các loài chiếm ưu khai thác là: cá cơm than-stolephorus heterolobus Ruppel Phú Quốc, cá cơm trổng (hay cá cơm Ấn Độ) stolephorus indicusBleeker Bình Định, cá cơm đỏ-Stolephorus zollingeri Bleeker cá cơm săng-Stlephorus tri bleeker Nha Trang Ở Việt Nam giống cá cơm có khoảng 140 lồi Một số lồi cá cơm phổ biến: Cá cơm săn: Tên khoa học: Stolephorus tri (Bleeker, 1852) Tên tiếng Anh: Spined anchovy Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên Đầu tương đối to Mõm ngắn Chiều dài thân gấp 4.8 lần chiều cao thân 4.6 lần chiều dài đầu Mắt tương đối to, khơng có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng Trên hàm, xương mía, xương có nhỏ Khe mang rộng, lược mang dài nhỏ Vẩy trịn, nhỏ, dễ rụng Có vây lưng, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học khởi điểm nằm sau khởi điểm vây bụng, trước khởi điểm vây hậu mơn Thân màu trắng, bên thân có sọc dọc màu trắng bạc, vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục Phân bố: Ấn Độ, Malaixia, Inđônêxia, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam Mùa vụ khai thác: Quanh năm Ngư cụ khai thác: Lưới vây, mành, lưới kéo đáy Kích thước khai thác: 40 - 55 mm Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, làm nước mắm Cá cơm thường Tên khoa học: Stolephorus commersonii (Lacepede, 1803) Tên tiếng Anh: Commerson's anchovy Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên Đầu tương đối to Mõm nhọn Chiều dài thân gấp 4,4 - 5,2 lần chiều cao thân 4,2 - 5,0 lần chiều dài đầu Mắt to, khơng có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng Trên hàm, xương mía, xương có rang nhỏ Khe mang rộng, lược mang dẹp, mỏng cứng Vảy tròn, to vừa, dễ rụng Khởi điểm vây lưng nằm sau khởi điểm vây bụng, gần ngang với khởi điểm vây hậu môn Vây hậu môn to, dài Thân màu trắng, đầu có hai chấm màu xanh lục, bên thân có sọc dọc màu trắng bạc Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam Mùa vụ khai thác: Quanh năm, tập trung vào tháng - Ngư cụ khai thác: Lưới vây, mành, lưới kéo đáy Kích thước khai thác: 50 - 70 mm Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, làm nước mắm Cá cơm sông Tên khoa học: Corica sorbonna (Whitehead, 1895) Tên tiếng Anh: Ganger River Sprat Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Đặc điểm hình thái: Thân thon dài, khe miệng sâu, góc miệng dài chưa đến bờ trước ổ mắt Phần hàm dẹp đứng Hàm nhô ra, mắt to, viền bụng cong lườn bụng khơng sắc cạnh Vảy trịn thân dễ rụng Vây lưng trước vây bụng Vây hậu mơn thấp có vây lẻ phía sau Cá có màu trắng bạc Vây lưng, vây hậu mơn vây rải rác có chấm sắc đen li ti Phân bố: Thái Lan, Philipin, Malaixia, Inđônêxia, Lào, Campuchia Ở Việt Nam gặp nhiều đồng Nam Bộ Mùa vụ khai thác: Quanh năm Kích thước khai thác: Nhỏ, tối đa 5cm Ngư cụ khai thác: Lưới, câu, vó, mành, đăng Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khơ Thành phần hố học 100g cá cơm: Thành phần hoá học cá cơm thường: STT Thành phần (%) Cá tươi Độ ẩm 74.22 Protein 19.5 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Chương Tính tốn thiết bị phụ: Nhiệt trị cao nhiên liệu: 𝑄𝑐 = 𝑄𝑡 + 2500(9𝐻 + 𝐴) = 2950 + 2500(9 × 0.06 + 0.3) = 5050(𝑘𝑗⁄𝑘𝑔𝑛𝑙 ) Với Qt nhiệt trị thấp than củi tra bảng 8.1[12] Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu: 𝐿0 = 11.6𝐶 + 34.8𝐻 + 4.3(𝑆 − 𝑂) = 11.6 × 0.5 + 34.8 × 0.06 + 4.3(0 − 0.43) = 6.04 (𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘⁄𝑘𝑔𝑛𝑙 ) ≈ (𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘⁄𝑘𝑔 𝑛𝑙 ) Enthalpy khói sau lò đốt I’: 𝐼′ = 𝑄𝑐 𝑏đ + 𝐶𝑛𝑙 𝑡𝑛𝑙 + 𝛼𝑏𝑑 𝐿0 𝐼0 𝐿′𝑘 Ở ta chọn suất buồng đốt 𝑏đ = 90%, Cnl = 0.12 kj/kgK, tnl = 26oC Khối lượng nước khói sau buồng đốt là: 𝐺′𝑎 = (9𝐻 + 𝐴) + 𝛼𝑏𝑑 𝑑0 𝐿0 = (9 × 0.06 + 0.3) + 1.2 × 0.0169 × = 0.962 (𝑘𝑔ẩ𝑚 ⁄𝑘𝑔𝑛𝑙 ) Khối lượng khói khơ sau buồng đốt: 𝐿′𝑘 = (𝛼𝑏𝑑 𝐿0 + 1) − [𝑇𝑟 + (9𝐻 + 𝐴) = 7.35(𝑘𝑔ẩ𝑚 ⁄𝑘𝑔𝑘𝑘) Lượng ẩm d’: 𝑑′ = 𝐺′𝑎 0.962 = = 0.1309 (𝑘𝑔ẩ𝑚 ⁄𝑘𝑔𝑘𝑘) 𝐿′𝑘 7.35 → 𝐼′ = 5050 × 0.9 + 0.12 × 26 + 1.2 × × 69.16 = 686.54 (𝑘𝑗⁄𝑘𝑔𝑘𝑘) 7.35 Nhiệt độ khói sau buồng đốt: 𝑡′ = 𝐼′ − 2500𝑑 ′ 686.54 − 2500 × 0.1309 = = 288.56℃ 1.004 + 1.842𝑑 ′ 1.004 + 1.842 × 0.1309 Các thơng số khói sau buồng hồ trộn: Giả sử nhiệt độ sau buồng hoà trộn ta chọn 90oC Hệ số khơng khí thừa sau buồng hồ trộn: 35 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM 𝛼= 𝑄𝑐 𝑏đ Khoa Cơng Nghệ Hố Học + 𝐶𝑛𝑙 𝑡𝑛𝑙 − (9𝐻 + 𝐴)𝑖𝑎 − [1 − (9𝐻 + 𝐴 + 𝑇𝑟)]𝐶𝑝𝑘 𝑡𝐻𝑇 𝐿0 [𝑑0 (𝑖𝑎 − 𝑖𝑎0 ) + 𝐶𝑝𝑘 (𝑡𝐻𝑇 − 𝑡0 )] Trong đó: i = 2500 + 1.842t → 𝑖𝑎0 = 2500 + 1.842 × 26 = 2547.89(𝑘𝑗⁄𝑘𝑔) 𝑖𝑎 = 2500 + 1.842 × 90 = 2665.78 (𝑘𝑗⁄𝑘𝑔) Thay số vào biểu thức ta có: 𝛼 = 9.85 ≈ 10 Lượng khói khơ sau buồng hồ trộn: 𝐿𝑘 = (𝛼𝐿0 + 1) − [𝑇𝑟 + (9𝐻 + 𝐴)] = 60.153 (𝑘𝑔ẩ𝑚 ⁄𝑘𝑔𝑘𝑘 ) Hàm lượng ẩm khói lị sau buồng hồ trộn: 𝑑= (9𝐻 + 𝐴) + 𝛼𝐿0 𝑑0 = 0.0308 (𝑘𝑔ẩ𝑚 ⁄𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘 ) 𝛼𝐿0 + [1 − 𝑇𝑟 − (9𝐻 + 𝐴)] Entalpy khói lị sau buồng hồ trộn: 𝐼= 𝐼= 𝑄𝑐 𝑏đ + 𝐶𝑛𝑙 𝑡𝑛𝑙 + 𝛼𝐿0 𝐼0 𝐿𝑘 5050 × 0.9 + 0.12 × 26 + 10 × × 69.16 = 144.59 (𝑘𝑗⁄𝑘𝑔𝑘𝑘) 60.153 Phân áp suất bão hoà khói là: 𝑃𝑏 = exp (12 − 4026.42 4026.42 ) = exp (12 − ) = 0.6908 (𝑏𝑎𝑟) 235.5 + 𝑡𝐻𝑇 235.5 + 90 Độ ẩm tương đối khói sau buồng hồ trộn: 𝜑𝐻𝑇 = 𝐵𝑑𝐻𝑇 1.013 × 0.0308 = = 0.0693 = 6.93% 𝑃𝑏 (0.621 + 𝑑𝐻𝑇 ) 0.6908(0.621 + 0.0308) Calorifer: Sử dụng calorifer khí-khói để gia nhiệt cho khơng khí: Khói ống Khơng khí ngồi ống Tính tổn thất nhiệt calorifer: Công suất nhiệt calorifer: 36 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học 𝑄 = 𝑞𝑊 = 3545.47 × 1833 = 6498846.51 (𝑘𝑗⁄ℎ) = 1805.24(𝑘𝑊 ) Lượng khói cần thiết để gia nhiệt cho khơng khí: Giả thuyết hiệu suất calorifer 95%: 𝐺𝑘 = 𝑄 𝑟 × 0.95 Sử dụng ống làm thép CT10 với d1, d2: đường kính đường kính ngồi ống Ta chọn ống: 𝑑2 𝑑1 = 50 46 Chiều dài ống: l = 1m Đường kính cánh dc = 58mm Chiều dày cánh: δc = 0.7mm Bước ống s1 = s2 = 64mm Khoảng cách cánh t = 5mm Ống thép nên có λ = 45 W/m2K, cánh đồng λc = 110 W/m2K Số cánh ống với 𝑠𝑐 = 𝑡 + 𝛿𝑐 = + 0.7 = 5.7(𝑚𝑚) 𝑛𝑐 = 1 = = 175 𝑐á𝑛ℎ 𝑠𝑐 0.0057 Chiều cao cánh: ℎ= 𝑑𝑐 − 𝑑2 58 − 50 = = 4𝑚𝑚 2 Diện tích cánh (bỏ qua phần đỉnh cánh) 𝜋𝑑𝑐 𝜋𝑑2 𝜋582 𝜋502 −6 𝐹′𝑐 = ( − ) 𝑛𝑐 × 10 = ( − ) × 175 × 10−6 = 0.237 (𝑚2 ) 4 4 Diện tích khoảng cách cánh: 𝐹′0 = 𝜋𝑑2 𝑡𝑛𝑐 = 𝜋 × 50 × × 175 = 0.137 (𝑚2 ) Đường kính tương đương ống: 𝐹′0 𝑑2 + 𝐹′𝑐 √ 𝑑𝐸 = 𝐹′0 + 𝐹′𝑐 𝐹′𝑐 2𝑛𝑐 0.137 × 0.005 + 0.237√ = 0.137 + 0.237 0.237 × 175 = 0.018 (𝑚) 37 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Công Nghệ Hố Học Chọn vận tốc khí vào calorifer 𝜔 = 5.5 𝑚⁄𝑠 Tốc độ khơng khí khe hẹp: 𝜔 𝜔𝑚𝑎𝑥 = 1−( 𝑑2 2ℎ𝛿𝑐 + ) 𝑠1 𝑠1 𝑠𝑐 7.5 = 9.76 𝑚⁄𝑠 0.005 × 0.004 × 0.007 1−( + ) 0.064 0.064 × 0.0057 = Nhiệt độ trung bình khơng khí calorifer: 𝑡𝑓 = 26 + 70 = 48℃ Các thông số khí: Độ nhớt khơng khí 𝛾 = 16.79 × 10−6 (𝑚2 ⁄𝑠) Hệ số dẫn nhiệt 𝜆 = 2.76 × 10−2 (𝑊 ⁄𝑚2 độ) Tiêu chuẩn Re không khí: 𝑅𝑒𝑓 = 𝜔𝑚𝑎𝑥 𝑑𝐸 9.76 × 0.018 = = 10463.37 𝛾 16.79 × 10−6 → 𝑁𝑢𝑓 = 0.251𝑅𝑒 0.67 −0.2 𝑠1 − 𝑑2 −0.2 𝑠1 − 𝑑2 [ ] ×[ + 1] 𝑑2 𝑡 = 0.251 × 10463.37 0.67 −0.2 64 − 50 −0.2 64 − 50 [ ] ×[ + 1] = 122.31 50 Hệ số toả nhiệt cánh: 𝑁𝑢𝑓 𝜆 122.31 × 2.76 × 10−2 𝛼𝑐 = = = 187.54 (𝑊 ⁄𝑚2 độ) 𝑑𝐸 0.018 Hệ số toả nhiệt tương đương phía ống có cánh: 𝐹′𝑐 𝛼2 = 𝛼𝑐 ′ (𝜂𝑐 + 𝜒) 𝐹2 Với F’2: diện tích ngồi ống có cánh (phía khơng khí), ηc hiệu suất cánh 𝐹 ′ = 𝐹 ′ 𝑐 + 𝐹 ′ = 0.237 + 0.137 = 0.374 (𝑚2 ) 𝜒= 𝐹 ′ 0.137 = = 0.578 𝐹 ′ 𝑐 0.237 2𝛼𝑐 × 187.54 𝛽=√ =√ = 69.79 → 𝛽ℎ = 69.79 × 0.004 = 0.28(1) λ𝑐 𝛿𝑐 110 × 0.0007 𝑑𝑐 58 = = 1.16(2) 𝑑2 50 38 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Từ (1) (2) tra đồ thị 2.31[11], ta có: ηc = 0.90 → 𝛼2 = 187.54 0.237 (0.90 + 0.578) = 175.65 (𝑊 ⁄𝑚2 độ) 0.374 Hiệu suất truyền nhiệt: Với 𝐾= 𝑑2 𝑑1 = 50 46 = 1.08 < 1.4, ta áp dụng cơng thức: 1 𝛿 + + 𝛼1 𝜆 𝛼2 𝜀𝑐 Với 𝜀𝑐 : hệ số cánh 𝑛𝑐 (𝑑𝑐2 − 𝑑22 ) 175(0.0582 − 0.052 ) 𝜀𝑐 = + =1+ = 2.64 2𝑑1 × 0.046 Chiều dày vách ống là: 𝛿= 1 (𝑑2 − 𝑑1 ) = (50 − 46) = (𝑚𝑚) 2 Hệ số toả nhiệt α1 ống: 𝑟𝜆3 𝜌 𝛼1 = 0.725 √ 𝜇∆𝑡1 𝑑1 Với r = 2500x103 J/kg tra bảng 5[10] Nhiệt độ mảng chất ống: (với giả thuyết tw =87oC) 𝑡𝑚 = 𝑡𝐻𝑇 + 𝑡𝑤 90 + 89 = = 89.5℃ 2 ∆𝑡1 = 𝑡𝐻𝑇 − 𝑡𝑤 = 1℃ Các thông số khói (xem khơng khí ẩm dựa vào chứng minh 63[1]), ta có: λ = 87.75x10-2 W/mđộ µ = 0.4203x10-3 Ns/m2 𝜌 = 1004.2 (kg/m3) 2500 × 103 × 0.87753 × 1004.22 𝑟𝜆3 𝜌2 √ → 𝛼1 = 0.725 = 0.725 √ 𝜇∆𝑡1 𝑑1 0.4203 × 10−3 × × 0.046 = 12490.77 (𝑊 ⁄𝑚2 độ) 39 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM →𝐾= Khoa Công Nghệ Hoá Học 1 = = 346.24 (𝑊 ⁄𝑚2 độ) 0.002 1 𝛿 + + + + 45 175.65 × 2.06 𝛼1 𝜆 𝛼2 𝜀𝑐 12490.77 Kiểm tra lại độ chênh lệch ∆𝑡: 𝑞1 = 𝐾∆𝑡 Với ∆𝑡: độ chệnh lệch nhiệt độ trung bình ∆𝑡 = ∆𝑡1 − ∆𝑡2 (90 − 26) − (90 − 70) = = 37.83℃ ∆𝑡1 (90 − 26) 𝑙𝑛 𝑙𝑛 ∆𝑡2 (90 − 70) → 𝑞1 = 346.24 × 37.83 = 13098.26 (𝑊 ⁄𝑚2 ) Mặt khác: 𝑞1 = 𝛼1 ∆𝑡1 → ∆𝑡1 = 𝑞1 13098.26 = = 1.048℃ 𝛼1 12490.77 Kiểm tra sai số: 𝜀 = |1.048−1| 1.048 = 4.58% < 5% (𝑐ℎấ𝑝 𝑛ℎậ𝑛 đượ𝑐) a Tính tốn kích thước calorifer: Diện tích bề mặt ống: 𝑄 1805.24 × 103 𝐹= = = 137.83(𝑚2 ) 𝐾∆𝑡 346.24 × 37.83 Tổng số ống: 𝑛= 𝐹 2𝜋𝑑1 = 137.83 𝜋×0.046×2 = 477 (ống) Chọn số ống hàng m = 24 ống: Số hàng ống: 𝑧 = 𝑛 𝑚 = 477 24 = 19.88 ≈ 20 (ống) Kích thước calorifer: Cao: ℎ = 𝑙 + 2ℎ𝑏𝑠 = + × 0.25 = 1.5𝑚 Rộng: 𝑏 = 𝑧𝑠1 + 2𝑏𝑏𝑠 = 20 × 0.064 + × 0.2 = 1.68𝑚 Dài: 𝑐 = 𝑚𝑠1 = 24 × 0.064 = 1.54𝑚 b Trở lực calorifer: 𝜔𝑚𝑎𝑥 ∆𝑃𝑐 = 𝜉𝜌 𝑧 Trong đó: 40 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học 𝜌: khối lượng riêng khơng khí 𝜌= 𝑣𝐴 = 0.873 = 1.145(𝑘𝑔⁄𝑚3 ) ξ: hệ số trở kháng tính theo cơng thức sau: ξ = 0.72𝑅𝑒 −0.245 0.9 𝑠1 − 𝑑2 𝑠1 − 𝑑2 0.9 𝑑𝐸 0.9 𝑠1 − 𝑑2 −0.1 [ + 2] [ ] ( ) ( ) 𝑠𝑐 𝑑2 𝑑2 𝑠2 − 𝑑2 = 0.72 × 10463.37−0.245 ( 0.9 + 2) 0.064 − 0.05 0.0057 0.064 − 0.05 0.9 0.018 0.9 0.064 − 0.05 −0.1 ( ) ( ) ( ) 0.05 0.05 0.064 − 0.05 = 0.0362 Vậy trở lực calorifer là: 9.762 ∆𝑃𝑐 = 0.0362 × 1.145 × × 20 = 39.53(𝑁⁄𝑚2 ) 2 Thiết bị lọc túi vải: Bề mặt lọc: 𝐹= 𝑉 𝑣𝜂 Với 𝑣: cường độ lọc, 𝑣 = (15 ÷ 200 𝑚3 ⁄𝑚2 ℎ), khí qua thiết bị lọc nhiệt độ khơng khí ngồi trời 26oC ta sử dụng vải bơng nên chọn 𝑣 = 200 (𝑚3 ⁄𝑚2 ℎ) 𝜂: hiệu suất làm việc bề mặt lọc thường lấy 𝜂 = 85% →𝐹= 𝑉 142235.11 = = 836.68 (𝑚2 ) 𝑣𝜂 200 × 0.85 Số túi vải: 𝑛= 𝐹 836.68 = ≈ 190 (ố𝑛𝑔) 𝜋𝐷𝑙 𝜋 × 0.4 × 3.5 Trở lực túi lọc: ∆𝑃 = 𝐴𝑣 𝑛 Trong đó: A: hệ số thực nghiệm độ ăn mịn, bẩn…, cải bơng A = 10.5 n: hệ số thực nghiệm, n = 1.05 41 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học ∆𝑃 = 10.5 × 2001.05 = 2736.97 (𝑁⁄𝑚2 ) Tổng trở lực: Trở lực phòng sấy: Trở lực ma sát: ∆𝑃𝑚𝑠 𝑙 𝜔2 =𝜆 𝜌 𝑑 𝜆: hệ số ma sát, ta chọn 𝜆 = 0.04 l: chiều dài TNS chuyển động 𝑙 = 16𝑙𝑏 = 16 × 12.57 = 201.12𝑚 𝜌 = 𝜌𝐵 = 0.999(𝑘𝑔⁄𝑚3 ) → ∆𝑃𝑚𝑠 𝑙 𝜔2 201.12 1.52 =𝜆 𝜌 = 0.04 × × 0.999 × = 3.93(𝑁⁄𝑚2 ) 𝑑 2.3 Trở lực cục qua băng tải: 𝑣2 ∆𝑃1 = 𝜉 𝜌 Tra bảng phụ lực 8[1] ta có: ξ = 1.1 1.52 ∆𝑃1 = 1.1 0.999 = 0.62(𝑁⁄𝑚2 ) Trở lực cục phòng sấy (qua 16 tầng băng tải): ∆𝑃𝑐𝑏 = 16∆𝑃1 = 16 × 0.62 = 9.92(𝑁⁄𝑚2 ) Trở lực phòng sấy là: 𝐹𝑠 = ∆𝑃𝑐𝑏 + ∆𝑃𝑚𝑠 = 9.92 + 3.93 = 13.85(𝑁⁄𝑚2 ) Trở lực qua đường ống: Đột mở từ quạt vào calorifer: 𝑣1 = 𝑉1 = 𝑆 𝑉1 𝜋 𝑑𝑜 3600 = 142235.11 = 29.77(𝑚⁄𝑠) 1.32 𝜋× × 3600 𝑑𝑜2 1.32 𝜋 𝐹0 𝜋 4 𝛼= = = = 0.54 𝐹1 𝑏ℎ 1.65 × 1.5 𝜉 = (1 − 𝛼)2 = (1 − 0.54)2 = 0.21 42 Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Trở lực đột mở từ quạt vào calorifer: 𝜔2 29.772 ∆𝑃𝑡1 = 𝜉 𝜌 = 0.21 0.999 = 92.96(𝑁⁄𝑚2 ) 2 Đột thu từ calorifer vào ống: Đường ồng từ calorifer vào phịng sấy có đường kính = 1.3m Vận tốc khí vào ống: 𝑣2 = 𝑉2 = 𝑆 𝑉2 𝜋 𝑑𝑜 3600 = 131578.14 = 27.55(𝑚⁄𝑠) 1.32 𝜋× × 3600 𝑑𝑜2 1.32 𝜋 𝐹0 𝛼= = = = 0.54 𝐹1 𝑏ℎ 1.65 × 1.5 𝜋 𝜉 = (1 − 𝛼)2 = (1 − 0.54)2 = 0.21 Trở lực đột thu: 𝑣2 27.552 ∆𝑃𝑡2 = 𝜉 𝜌 = 0.21 0.999 = 79.62(𝑁⁄𝑚2 ) 2 Đột mở từ ống vào hầm sấy: 𝑑𝑜2 1.32 𝜋 𝐹0 𝜋 4 𝛼= = = = 0.68 𝐹1 𝐵𝑑𝑏 2.78 × 0.7 𝜉 = (1 − 𝛼)2 = (1 − 0.68)2 = 0.10 𝑣2 27.552 ∆𝑃𝑚 = 𝜉 𝜌 = 0.1 0.862 = 32.71(𝑁⁄𝑚2 ) 2 Đột thu từ phòng sấy ống khói: 𝑣3 ∆𝑃𝑡3 = 𝜉 𝜌 𝑉3 𝑉3 142093.02 × 0.926 𝑣3 = = = = 27.54(𝑚⁄𝑠) 1.32 𝑆 𝑑𝑜 𝜋× × 3600 𝜋 3600 4 𝑑𝑜2 1.32 𝜋 𝐹0 𝛼= = = = 0.68 𝐹1 𝐵𝑑𝑏 2.78 × 0.7 𝜋 𝜉 = (1 − 𝛼)2 = (1 − 0.68)2 = 0.10 43 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Công Nghệ Hoá Học 27.542 ∆𝑃𝑡3 = 0.1 0.926 = 35.12(𝑁⁄𝑚2 ) Vậy tổng trở lực cục đường ống là: ∆𝑃𝑜 = ∆𝑃𝑡1 + ∆𝑃𝑡2 + ∆𝑃𝑚 + ∆𝑃𝑡3 = 240.41(𝑁⁄𝑚2 ) Trở lực ma sát đường ống: 𝑙 𝜔2 =𝜆 𝜌 𝑑 ∆𝑃𝑚𝑠 ‘l: chiều dài đoạn ống, m ‘λ: hệ số ma sát, chọn λ = 0.03 Đoạn ống Từ quạt vào Chiều Vận tốc, Đường kính, Khối lượng dài, m m/s m riêng 29.77 1.3 0.873 22.32 0.5 27.55 1.3 1.001 4.38 27.54 1.3 0.926 16.21 ∆𝑃, N/m2 calorifer Từ calorifer vào phịng sấy Từ phịng sấy ống khói Tổng 42.91 Quạt: Tổng trở lực quạt: ∆𝑃 = ∆𝑃𝑐 + ∆𝑃𝑐𝑏 + ∆𝑃ô = 332.77(𝑁⁄𝑚2 ) = 33.94(𝑚𝑚𝐻2 𝑂) Công suất quạt: Do ta dùng quạt để giảm trở lực, không để quạt thổi bay vật liệu 𝑁= 𝑉𝐻𝑝 𝜌𝑔 1000𝜂𝑞 𝜂𝑡𝑟 3600 q = 0.9: hiệu suất quạt tr =1: lắp trực tiếp với trục động điện Tra đồ thị đặc tính quạt trang 458 tài liệu [4] ta chon quạt kí hiệu II4-70 No8 44 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học = 0.7, tốc độ bánh guồng 34 m/s, = 65 rad/s V = V𝑡𝑏 = 136906.62 m3/h = 0.873 kg/m3 →𝑁= 136906.62 × 33.94 × 0.873 × 9.81 = 10.07 (𝑘𝑊 ) 1000 × 0.9 × × 3600 = 12.3(𝐻𝑃) Gầu tải nhập liệu: Ta chọn cấu nhập liệu gầu tải có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, có khả vận chuyển vật liệu lên độ cao lớn, suất cao Do vật liệu sấy cá cơm, ẩm, ta chọn gầu tải băng vận tốc thấp, gầu cố định Bảng 5.14[2] Chọn chi tiết gầu tải: a Bộ phận kéo: Băng làm vải cao su Chọn chiều rộng băng 500mm, theo bảng 5.9/199[2], chọn số lớp vải z = (do vật liệu dạng nhẹ) Gầu: Chọn loại gầu nơng, đáy trịn có kích thước sau: A = 125 mm B = 220 mm h = 150 mm, chiều cao gầu R = 60 mm i = 0.75: dung tích gầu Các gầu đáy tròn lắp phận kéo cách khoảng a= (2.5÷3)h = 3xh = 3x 150 = 450 mm b Tang dẫn động: Tang dẫn động băng chế tạo hàn Đường kính tang xác định: D = (125÷250)z = 150 x = 600 mm (5.22[2]) 45 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Chọn đường kính tang theo tiêu chuẩn D = 600 mm Theo bảng 5.11[8], chọn chiều dài tang L = 400 mm Công suất suất gầu tải: Năng suất gầu tải: 𝑖 𝑄 = 3.6 𝜑𝜌𝑣 𝑎 Trong đó: i: thể tích gầu, i = 0.5.10-3 (m3) a: bước gầu băng, a = 0.39(m) = 0.7: hệ số chứa đầy = 620 (kg/m3): khối lượng riêng vật liệu v = 1.5 (m/s): vận tốc kéo băng 0.5 × 10−3 𝑄 = 3.6 × × 0.7 × 620 × 1.5 = 3.03 (𝑡ấ𝑛 ⁄ℎ) = 3030 (𝑘𝑔⁄ℎ) 0.39 Ta nhận thấy Q vượt suất nhập lieu G1 = 2833 kg/h Ta chọn gầu tải hợp lí Cơng suất gầu tải: Công suất cần thiết cho động truyền chuyển động gầu tải dùng băng là: 𝑁= 𝑄𝐻 367𝜂 Với: Q: suất gầu tải, (tấn/h) H = 7m: chiều cao nâng vật liệu gầu tải = 0.7: hiệu suất gầu tải Tra bảng 5.13[8] 𝑁= 3.03 × = 0.083(𝑘𝑊) 367 × 0.7 46 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học Chương Tính kinh tế: STT Tên vật liệu 10 11 12 13 14 15 16 Tổng Băng tải (thép không gỉ) Tang dẫn động Con lăn đỡ Động băng tải 3HP Quạt 6.5HP Hộp giảm tốc Ống thép (Φ=1.3m) Xi măng Cát Đá dăm Gạch chịu lửa Cách nhiệt Cửa Calorifer Lọc túi vải Chi phí lắp đặt Số lượng-khối lượng 4500kg Đơn giá 18 672 cái 7.5m 2500kg 50m3 20m3 15000 viên 25m3 cái 5% tổng chi phí 700,000 100,000 500,000 8,500,000 1,500,000 100,000 92,000/50kg 200,000 230,000 12,000 3,000,000 500,000 120,000,000 100,000,000 50,000 Thành tiền (VND) 225,000,000 12,600,000 67,200,000 1,500,000 17,000,000 1,500,000 750,000 4,600,000 10,000,000 4,600,000 180,000,000 75,000,000 1,000,000 120,000,000 100,000,000 41,037,500 861,787,500 47 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học KẾT LUẬN Sau hồn thành xong đồ án giúp em tìm hiểu sâu kỹ thuật sấy Đặc biệt nguyên tắc hoạt động cách tính tốn thiết kế hệ thống sấy Mục đích tầm quan trọng của thiết bị sấy băng tải quy trình sản xuất Vì đồ án mơn học mà em tiếp xúc, kiến thức hạn hẹp.hơn nưa cơng thức tính tốn cịn mang tính tương đối, vài hệ số tự chọn dẫn đến sai lệch kết Tuy nhiên với giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn! 48 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hố Học TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXBGD, 2002 Trần Văn Phú Kỹ Thuật Sấy, NXBGD, 2008 TS Trần Xoa, Pgs, TS Nguyễn Trọng Khng, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất Tập 1&2, NXB KH&KT HN, 2006 TS Phan Văn Thơm, Sổ tay thiết kế thiết bị hoá chất chế biến thực phẩm đa dụng TS Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học Kỹ thuật HN, 2004 Nguyễn Văn May, Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật HN Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB KHKT Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, 1999 10 Hồng Đình Tín, Cơ sở truyền nhiệt & thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt, NXB ĐHQGTPHCM 11 Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư, Thiết bị trao đổi nhiệt, NXB KHKT 12 Phạm Văn Bơn, Q trình thiết bị truyền nhiệt tập 1, NXB ĐHQGTPHCM 49 ...TRƯỜNG ĐẠI H? ??C CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ H? ?? CHÍ MINH ĐỒ ÁN TÍNH TỐN & THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI ĐỂ SẤY CÁ CƠM NĂNG SUẤT 1000 KG /H GVHD: SV: MSSV: Tp.HCM, tháng 12 năm... nhiều so với h? ?? thống sấy buồng Q trình sấy khơng theo chu kì h? ?? thống sấy buồng mà hoạt động liên tục Do h? ?? thống phù h? ??p để sấy h? ?nh với suất lớn Tháp sấy: Sấy tháp trình sấy diễn buồng sấy. .. phẩm sấy phun có chất lượng cao H? ?? thống sấy phun có nhược điểm: lưu lượng tác nhân lớn, tốn khâu chuẩn bị dung dịch, h? ?? thống sấy phun có giá thành cao, h? ?? thống kích thước lớn b Thiết bị sấy