Nghiên cứu thiết kế cải tiến máy sấy cà phê ht405

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN HỒNG TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY SẤY CÀ PHÊ HT405 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ HUẾ - 2016 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN HỒNG TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY SẤYCÀ PHÊ HT405 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 60.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN TIẾN LONG CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN HUẾ 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết quả, số liệu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Mọi tài liệu tham khảo luận văn trích dẫn cụ thể Thừa Thiên Huế, ngày 30 tháng năm 2016 Tác giả Phan Hồng Trường ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình, đóng góp ý kiến quý báu quý thầy, cô giáo khoa Cơ khíCơng nghệ, cán viên chức phịng Đào tạo sau Đại học Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tiến Long dành thời gian giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi gửi lời cảm ơn chân thành tới Công ty trách nhiệm hữu hạn thương mại Việt Long (xã Chư H Dông, thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai) giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt đề tài Cuối tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè động viên, quan tâm, giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập hồn thành luận văn Thừa Thiên Huế, ngày 30 tháng năm 2016 Phan Hồng Trường iii TÓM TẮT Máy sấy cà phê HT405 loại máy sấy tĩnh vỉ ngang dùng để sấy cà phê với công suất sấy cà phê tươi/mẻ thời gian 12 Qua đánh giá, tính tốn xác định thơng số trình sấy máy sấy HT 405 từ so sánh phân tích để rõ ưu nhược điểm máy làm sở cho việc cải tiến số phận máy sấy HT 405 nhằm nâng cao tính động, giảm tổn thất lượng nhằm giảm chi phí sấy giảm nhân cơng cào đảo cà phê q trình sấy Kết thiết kế cải tiến buồng sấy, lò đốt máy sấy cà phê HT 405 nâng cao hiệu làm việc máy, đảm bảo chất lượng sản phẩm phù hợp với điều kiện sản xuất địa phương, làm sở khoa học để phát triển hệ thống sấy cà phê phát triển cho nghiên cứu tương tự ứng dụng sấy cà phê tươi nguyên nhằm đáp ứng nhu cầu sấy cà phê cho hộ dân sở sơ chế cà phê nhỏ lẻ địa bàn tỉnh Gia Lai iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm cấu tạo thành phần vật chất cà phê 1.1.1 Cấu tạo giải phẫu cà phê 1.1.2 Tính chất lý hạt cà phê 1.2 Tổng quan tình hình sản xuất cà phê giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình sản xuất cà phê giới 1.2.2 Tình hình sản xuất cà phê Việt Nam 10 1.3 Tổng quan công nghệ sấy giới Việt Nam 13 1.3.1 Quy trình chế biến khô 13 1.3.2 Quy trình chế biến ướt 13 1.3.3 Tình hình sử dụng cơng nghệ sấy hạt nông sản Việt Nam 14 1.3.4 Tình hình sử dụng cơng nghệ sấy hạt cà phê Việt Nam 16 1.4 Nguyên lý sấy số loại máy sấy cà phê phổ biến 17 v 1.4.1 Nguyên lý sấy 17 1.4.2 Một số loại máy sấy cà phê phổ biến 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tượng, phạm vi thời gian nghiên cứu 23 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 23 2.1.3 Thời gian nghiên cứu 23 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 2.3 Phương pháp nghiên cứu 23 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 23 2.3.2 Phương pháp chuyên gia 23 2.3.3 Phương pháp tính tốn thiết kế 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25 3.1 Phân tích nguyên lý làm việc ưu nhược điểm máy sấy cà phê HT 405 25 3.1.1 Nguyên lý làm việc 25 3.1.2 Ưu điểm 25 3.1.3 Nhược điểm 26 3.2 Kiểm tra, đánh giá thông số làm việc máy sấy tĩnh vỉ ngang HT 405 26 3.2.1 Xác định thông số trình sấy 26 3.2.2 Tính tốn thơng số q trình sấy lý thuyết 27 3.2.3 Xác định kích thước buồng sấy 31 3.2.4 Tính tốn trình sấy thực tế 31 3.3 Tính tốn thiết kế cải tiến số phận máy HT 405 37 3.3.1 Cải tiến buồng sấy 37 3.3.2 Tính tốn cải tiến lị đốt 44 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 4.1 Kết luận 49 4.2 Kiến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TNHH TM Trách nhiệm hữu hạn thương mại ICO Tổ chức cà phê giới NN&PTNN Nông nghiệp Phát triển nông thôn USD Đô la Mỹ KH&CN Khoa học Công nghệ AFTA Khu vực mậu dịch tự ASEAN QCVN Quy chuẩn Việt Nam BXD Bộ Xây dựng r Nhiệt ẩn hóa W Độ ẩm vật liệu φ Độ ẩm khơng khí d Lượng chứa ẩm I Entanpy Q Nhiệt lượng α Hệ số tỏa nhiệt đối lưu λ Hệ số dẫn nhiệt t Nhiệt độ C Nhiệt dung riêng Δ Tổng đại số nhiệt tổn thất η Hiệu suất vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học cà phê Bảng 1.2 Diện tích trồng cà phê Việt Nam theo khu vực 10 Bảng 3.1 Tính tốn xác định mật độ dòng nhiệt cho giá trị tương ứng tw1 39 Bảng 3.2 Bảng thành phần hóa học củi 46 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Quả cà phê Hình 1.2 Cấu tạo cà phê Hình 1.3 Sản lượng cà phê giới năm (2010-2015) Hình 1.4 Bản đồ nước trồng Cà phê giới Hình 1.5 Diện tích sản lượng cà phê Việt Nam (2005-2014) 11 Hình 1.6 Sản lượng cà phê Việt Nam theo chủng loại 12 Hình 1.7 Máy sấy dùng lượng mặt trời 15 Hình 1.8 Máy sấy tháp 15 Hình 1.9 Máy sấy thùng quay 16 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý sấy tĩnh 17 Hình 1.11 Sơ đồ máy sấy tháp 20 Hình 1.12 Sơ đồ máy sấy thùng quay 21 Hình 3.1 Máy sấy HT 405 25 Hình 3.2 Đồ thị I-d trình sấy lý thuyết 27 Hình 3.3 Đồ thị I-d trình sấy thực tế 31 Hình 3.4 Sơ đồ truyền nhiệt qua vách phẳng 33 Hình 3.5 Sơ đồ truyền nhiệt qua vách phẳng lớp 38 Hình 3.6 Cấu tạo khung đỡ buồng sấy 41 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo vỉ sấy 42 Hình 3.8 Sơ đồ cấu tạo thành buồng sấy 42 Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo nắp buồng gió 43 Hình 3.10 Sơ đồ tác nhân sấy từ lên 44 Hình 3.11 Sơ đồ tác nhân sấy từ xuống 44 Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo lị đốt 48 37 - Nhiệt lượng có ích q1: q1= i2-Ca.tv1 = 2573,68 – 4,1816.22 = 2481,6848 (kJ/kg ẩm) - Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang đi: Q2 = L.Cdx(do)(t2-to) =32504.1,028(40-22) = 601454,016 (kJ/h) q2 = (kJ/kg ẩm) = =1394,28 - Tổng nhiệt lượng tính tốn q’: q’ = q1+q2+qbc+qv = 2481,6848 + 1394,28 + 94,881 + 97,968 = 4068,8138 (kJ/kg ẩm) Về nguyên tắc, trình sấy phải đảm bảo cân nhiệt, nghĩa tổng lượng nhiệt tiêu hao phải tổng nhiệt lượng tính tốn (q=q ’) Nhưng nhiều lý do, làm trịn q trình tính tốn nên có sai khác Ta có sai số tương đối: ε= =0,009 = 0,9% < 10% nên thỏa mãn Mọi tính = tốn q trình sấy thỏa mãn - Hiệu suất buồng sấy: η = = 0,6043 = 60,43% 3.2.4.6 Công suất nhiệt hệ thống sấy: - Nhiệt lượng tiêu hao cho trình sấy xác định sau: Q= q’.Wh = 4068,8138.431,3725 = 1755174,380 (kJ) - Công suất nhiệt thiết bị sấy: N= = = 487,55 (kW) 3.3 Tính tốn thiết kế cải tiến số phận máy HT 405 3.3.1 Cải tiến buồng sấy Từ kết tính tốn ta thấy lượng nhiệt cần thiết để sấy khô cà phê từ độ ẩm 70% xuống độ ẩm 15% 12 trình: - Sấy lý thuyết: Qo = 20174191 (kJ/mẻ) = 5604 (kW) - Sấy thực tế: Q = 21257381,11 (kJ/mẻ) = 5905 (kW) Nhiệt lượng chênh lệch trình sấy lý thuyết trình sấy thực tế tổn thất nhiệt: Q-Qo = 5905-5604 = 299 (kW) 38 Trong q trình tính tốn sấy thực tế ta xác định tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang kết cấu bao che buồng sấy Qv = 507129,138 kJ = 141 (kW) Qbc = 491150,1312 kJ =136,43 (kW) Như ta thấy q trình sấy tổn thất nhiệt kết cấu bao che vật liệu sấy mang tổn thất chủ yếu, ngồi cịn có tổn thất nhiệt đường ống dẫn từ quạt vào buồng đốt a) Đề xuất biện pháp giảm tổn thất nhiệt: Để giảm tổn thất nhiệt kết cấu bao che, đề xuất bọc lớp vật liệu cách nhiệt quanh buồng sấy Chọn vật liệu bọc quanh buồng sấy cách nhiệt amiăng dày mm (Tra Bảng A1-QCVN 09:2013/BXD ta có hệ số dẫn nhiệt amiăng λ = 0,13 W/m.K) Hình 3.5 Sơ đồ truyền nhiệt qua vách phẳng lớp + Quá trình tổn thất nhiệt sau bọc lớp vật liệu cách nhiệt tính sau: q1 = 1,715(tf1-tw1)1,333 q2 = (tw1-tw2) q3 = (tw2-tw3) q4 = 1,715(tw3-tf2)1.333 (W/m2) (3.11) 39 Nhiệt độ mặt thành buồng sấy tw1 mặt tw3 (sau bọc amiăng cách nhiệt) ta chưa biết Vì để xác định mật độ dòng nhiệt qt ta giả thiết hai nhiệt độ tw1 tw3 Ta giả thiết nhiệt độ tw1 phương pháp tính lặp với sai số đủ bé ta có Bảng 3.1 Tính tốn xác định mật độ dòng nhiệt cho giá trị tương ứng tw1 tw1[oC] q1[W/m2] tw2 [oC] q2[W/m2] tw3 [oC] q3[W/m2] q4[W/m2] 40.33 75.895 40.323 75.8949585 39.1554 75.895 75.809 40.34 75.836 40.333 75.8360429 39.1663 75.836 75.8733 40.35 75.7771 40.343 75.7771386 39.1772 75.7771 75.9376 40.36 75.7182 40.353 75.7182459 39.1881 75.7182 76.0019 40.37 75.6594 40.363 75.6593645 39.1991 75.6594 76.0662 40.38 75.6005 40.3731 75.6004946 39.21 75.6005 76.1305 Từ bảng ta chọn tw1 = 40,34oC thay vào công thức (3.11) ta có: q1 = 1,715(57,5-40,34)1,333 = 75,836 (W/m2) tw3 = 39,16oC, q4 =75,873 Sai số ε = = (W/m2) = 0,00049 Vậy ta chọn mật độ dòng nhiệt qt = 75,836 0,001 (W/m2) - Tổn thất nhiệt qua thành buồng sấy: Qt =3,6.qt.Ft = 3,6.75,836.31,2 = 8518 (kJ/h) - Nhiệt lượng tổn thất qua buồng sấy: Qn = qt.Fn = 3,6.75,836.40 = 10920 (kJ/h) - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che: Qbc = Qt + Qn = 8518 +10920 = 19438 kJ/h = 233256 kJ = 64,8 (kW) So sánh với Qbc lúc chưa bao bọc amiăng Qbc =136,43kW tổn thất giảm lần 40 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che qbc tính cho 1kg ẩm bốc hơi: qbc = = (kJ/kg ẩm) = 45,06 Tổng đại số tổn thất nhiệt: Δ = Ca.tv1-qbc-qv= 4,1816.22-45,06-97,968 = -51,0328 (kJ/kg ẩm) Xác định lượng chứa ẩm dc: Ta có cơng thức: dc = + Trong đó: (kg ẩm/kg kk) (3.12) i2 = r + Cph.t2; r =2500- Nhiệt ẩn hóa i2 = 2500 + 1,842.40 = 2573,68 (kJ/kg) (kJ/kg) Do = d1 nên ta có: Cdx (do) = Cpk +Cph.d1 = 1,004+1,842.0,013 = 1,028 Từ ta tính lượng chứa ẩm điểm C là: dc = 0,013 + = 0,02670 (kg ẩm/kg kk) Xác định Entanpy Ic: Entanpy tác nhân sấy sau trình sấy xác định sau: Ic = Cpk.t2+dc.i2 = 1,004.40+0,02670.2573,68 = 108,877 (kJ/kg kk) Xác định tiêu hao khơng khí khơ: Lượng tiêu hao khơng khí khơ tính cho 1kg ẩm bốc hơi: l= = = 73,96 (kg kk/kg ẩm) Lượng tiêu hao khơng khí khơ L tính cho q trình sấy: L = l.Wh = 73,96.431,3725 = 31904 (kg kk/h) - Tổng nhiệt lượng tiêu hao: q=l.(I1-Io) = 73,96.(110,0943-55,59472)= 4030,78 (kJ/kg ẩm) - Tổng lượng nhiệt tiêu hao cho trình sấy: Q=q.W = 4030,78.5176,47 = 20865211,75kJ/mẻ = 4991677,45 kcal/mẻ = 5795 kW So sánh với nhiệt lượng tiêu hao trình sấy trước bọc vật liệu cách nhiệt giảm 100kW (tương đương khoảng 40 kg củi khô, 1kg củi khô sinh nhiệt lượng 2,77kW) 41 b) Đề xuất cải tiến mặt kết cấu Buồng sấy chế tạo thép CT3 dày 5mm đặt khung thép lắp ghép + Khung đỡ buồng sấy làm thép hộp 40 x 40 mm liên kết với bu lông Các dùng để đỡ vỉ sấy đặt song song với khoảng cách 1000mm thép hộp thành buồng sấy cố định ghép với thành buồng sấy 1200 1000 Thành buồng sấy Buồng gió Khung đỡ vỉ sấy Buồng chứa hạt Trụ chống Hình 3.6 Cấu tạo khung đỡ buồng sấy + Sàn sấy gồm 16 vỉ sấy làm thép đột lỗ đường kính mm để cà phê khỏi lọt qua, kích thước vỉ 2500 x 1000 mm Chiều dày vỉ sấy từ 2-3mm Vỉ sấy gắn cố định vào thép dẹt kích thước 40x5 mm nhờ liên kết hàn, sau bắt cố định lên khung đỡ nhờ bulong M 14 Để tạo độ cứng vững bên buồng gió bố trí trụ đường kính 40mm chiều dài 600mm có nhiệm vụ chống khung đỡ vỉ sấy 42 500 40 1000 10 10 40 2500 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo vỉ sấy + Thành buồng sấy làm thép gắn cố định khung thép hộp 40 x 40 mm đinh tán Trên thép hộp khoan lỗ để bắt bu lông qúa trình tháo lắp với khung buồng sấy Trên thành buồng sấy bố trí cửa xả liệu kích thước 200 x 400 mm Cửa xả liệu làm thép cacbon dày 5mm kéo lên hạ xuống nhờ khe trượt thành buồng sấy Bulong Cửa xả liệu Khung thép Tay cầm cửa tháo liệu Hình 3.8 Sơ đồ cấu tạo thành buồng sấy + Trong trình sấy lớp cà phê sàn sấy lớn (30-40 cm) nên để đảm bảo hạt cà phê khô không bị cháy lớp tiếp xúc với vỉ sấy công nhân phải thường xuyên đảo trộn cà phê phương pháp thủ cơng Để giảm chi phí cơng lao động (cào đảo) trình sấy, đồng thời để hạt cà phê khô không 43 bị cháy tơi đề xuất đảo chiều gió sấy Như gió sấy từ xuống từ lên Để tạo buồng gió tơi dùng thép hộp 60x120 mm, dài 5m đặt thép chữ L bắt cố định 40x40mm thành buồng chứa hạt với khoảng cách 2m, liên kết với thành buồng sấy bu lông Tạo đậy bên tơn dày 5mm với kích thước 2000 x 1000 mm cố định vào thép giằng dày 5mm rộng 40mm để tạo độ cứng vững cho đậy Trên thép hộp đậy khoan lỗ bắt bulong M14 tạo động q trình tháo lắp buồng gió Trên đậy tơi bố trí cửa mở kích thước 1000 x 500mm đóng mở lề để tạo đường gió sấy từ lên đậy lại sấy đảo chiều từ xuống 1000 1000 490 2000 40 40 Thép giằng Nắp mở Lỗ bắt bu lơng Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo nắp buồng gió + Bộ phận đảo chiều gió gồm cửa đóng mở có kích thước 2400mm x 600mm, đặt phận phân phối gió gắn với thành ống phân phối gió lề Trên ống phân phối gió có chốt để cố định cửa Khi mở cửa lên (vng góc với thành buồng sấy) gió theo chiều từ lên, hạ cửa xuống (song song với thành buồng sấy) gió theo chiều từ xuống 1200 600 44 Hình 3.10 Sơ đồ tác nhân sấy từ lên 8000 600 Phân phối tác nhân sấy Lớp hạt Cửa tác nhân sấy vào Cửa đảo chiều tác nhân sấy Quạt Lò đốt Hình 3.11 Sơ đồ tác nhân sấy từ xuống 3.3.2 Tính tốn cải tiến lị đốt a) Đặc điểm mục đích lị đốt Lị đốt hệ thống sấy thường sử dụng với hai mục đích Thứ buồng đốt tạo khói lị có nhiệt độ cao dùng làm dịch thể nóng cung cấp nhiệt để đốt nóng khơng khí calorifer khí- khói Thứ hai buồng đốt tạo khói lị có nhiệt độ thích hợp để dùng làm tác nhân sấy Do nhiệt độ tác nhân sấy thông thường thấp nên nhiên liệu dùng buồng đốt hệ thống sấy khơng cần loại có nhiệt trị cao Mặt khác dùng khói lị làm tác nhân sấy thơng thường sau buồng đốt buồng hịa trộn khói khơng khí ngồi trời để có tác nhân sấy với nhiệt độ thích hợp 45 Nhiên liệu dùng buồng đốt hệ thống sấy chủ yếu nhiên liệu lỏng nhiên liệu rắn Dùng nhiên liệu lỏng khí buồng đốt gọn gàng, dễ điều chỉnh tự động hóa q trình cháy Tuy nhiên chi phí nhiên liệu để sấy 1kg sản phẩm cao so với dùng nhiên liệu rắn Buồng đốt nhiên liệu rắn dễ xây dựng cồng kềnh đặc biệt khói buồng đốt loại chứa nhiều bụi bẩn gồm có tro hạt nhiên liệu chưa cháy hết bay theo Để khử tro khói bay theo buồng đốt ta cho khói dích dắc qua nhiều lần [4] b) Tính tốn lị đốt - Thể tích buồng đốt: vbđ = (3.13) Trong đó: (kcal/kg) Qt - Nhiệt trị thấp nhiên liệu B - Lượng nhiên liệu tiêu hao (kg) q – Mật độ nhiệt thể tích buồng đốt (kcal/m3) q = (250-300).103 (Tra bảng 17.6 [14]) (kcal/m3) - Tính nhiệt trị nhiên liệu (Chọn nhiên liệu đốt củi): Nhiệt trị nhiệt lượng tỏa cháy hoàn toàn kg nhiên liệu Nhiên liệu chủ yếu gồm Cacbon (C), Hydro (H), Nitơ (N), Oxi (O), Lưu huỳnh (S), Nước (A) chất không cháy khác mà ta gọi tro (Tr) Ta viết: C+H+N+O+S+A+Tr = hay 100% Ta có cơng thức tính nhiệt trị cao nhiên liệu: Qc = 33858C+125400H – 10868(O-S) (kJ/kg) mà 1kcal =4,18kJ đó: Qc= 8100C+30000H-2600(O-S) (kcal/kg) Trong nhiên liệu thành phần nước (A) chứa nhiên liệu cịn có thành phần nước phản ứng cháy hydro sinh ra.Từ phản ứng cháy hydro dễ đàng thấy 1kg hydro cháy hết cho ta kg nước Do đó, lấy nhiệt ẩn hóa hơi nước áp suất khí trời r =2500 kJ/kg nhiệt trị thấp nhiên liệu bằng: Qt = Qc-2500(9H+A) kJ/kg hay Qt=Qc-600(9H+A) [4] Ta có thành phần làm việc củi sau: (kcal/kg) 46 Bảng 3.2 Bảng thành phần hóa học củi C H N O S A Tr 48% 6,5% 0.5% 43% 0.00% 1% 1% Nhiệt trị cao nhiên liệu (củi): Qc= 8100C+30000H-2600(O-S) = 81.48 +300.6,5-26(43-0)= 4720 (kcal/kg) Nhiệt trị thấp nhiên liệu (củi): Qt = Qc-600(9H+A) = 4720-600(9.0,065+0,01) = 4363 - Lượng nhiên liệu tiêu hao giờ: B = (kcal/kg) (3.14) Trong đó: q- Tổng nhiệt lượng cần thiết (q=4106,54 kJ/kg = 982,43 kcal/kg) Wh- Lượng ẩm cần bốc (Wh= 431,3725 kg/h) Qt- Nhiệt trị thấp nhiên liệu ηbđ – Hiệu suất buồng đốt (Với nhiên liệu rắn chọn ηbđ = 0,62) Thay giá trị vào cơng thức (3.12) ta có: B= Thể tích buồng đốt Vbđ = = 156,66 = 2,73 Chọn lò đốt có kích thước DxRxC: 1,5 x 1,2 x 1,5 (kg/h) (m3) (m) c) Cải tiến lị đốt Theo tính tốn ta có lượng nhiên liệu cần thiết sấy 156,66 kg/h Vậy để sấy mẻ cà phê 12 lượng nhiên liệu cần 156,66 x 12 = 1880 kg/mẻ - Lượng nhiệt cần thiết để bay kg ẩm: q = 4106,5 (kJ) - Lượng nhiệt cần thiết để bốc tồn lượng ẩm q trình sấy: Q = q.W = 4106,5 5176,47 = 21 257 174 kJ = 5905 (kW) 47 Biết: Nhiên liệu sinh đốt cháy 1kg củi khô 10.106 (Jun) = 2,77 (kW) Vậy lượng nhiên liệu cần thiết để sinh 5905 kW là: B = 5905/2,77 = 2131,7 (kg) Lượng nhiên liệu tổn thất là: 2131,7-1880 = 251,7 kg/ mẻ = 697,2 (kW) Nguyên nhân hiệu suất lò đốt tổn thất nhiệt đường ống dẫn từ quạt đến buồng đốt Lò đốt dùng nhiên liệu rắn có cường độ cháy cao, hệ số khơng khí thừa lớn nên lượng khơng khí tiêu hao lớn Trong vật liệu cần sấy thường yêu cầu nhiệt độ sấy nhỏ nhiệt độ khói lị Vì sau cháy khói lị phải hịa trộn với khơng khí mơi trường để đạt đến nhiệt độ phù hợp cho nguyên liệu sấy Để giảm tổn thất nhiệt cần phải trì lị đốt với cường độ cháy thấp phải điều chỉnh khống chế nhiệt độ sấy khoảng nhiệt độ định Trước u cầu đặt tơi đề xuất cải tiến lị đốt sau: Thiết kế lị đốt có điều chỉnh lượng gió cấp để hịa trộn khói lị, cụ thể sau: Lò đốt xây gạch chịu lửa bao bọc tôn Nhiên liệu dùng đốt cấp nhiệt củi, trấu, vỏ cà phê Trên cửa lị có bố trí rãnh nhỏ để tháo lắp thùng chứa nhiên liệu Khi sử dụng nhiên liệu trấu vỏ cà phê ta lắp thùng chứa nhiên liệu vào gờ thành cửa lò Khi sử dụng nhiên liệu củi ta tháo bỏ thùng chứa ngun liệu Trên lị đốt bố trí cửa xả xỉ, cửa cấp nhiên liệu, cửa cấp gió vào buồng đốt, cửa dẫn gió vào quạt Kết cấu lị đốt nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển trình sấy tùy thuộc vào vị trí máy sấy Do đó, tính động hệ thống máy sấy cao, di chuyển tới vùng khác suốt q trình thu hoạch, đặc biệt có vận chuyển vào kho cất giữ bảo quản 48 Cửa cấp nhiên liệu 3.Thùng trấu Cửa lấy tro Buồng đốt Cửa cấp gió Cửa cấp khí pha lỗng Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo lò đốt 49 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu cải tiến máy sấy tĩnh vỉ ngang HT 405cho phép rút số kết luận sau: - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che máy sấy lớn (40929,18 kJ/h) - Phải đảo trộn thủ cơng q trình sấy nên tốn nhiều công lao động - Cải tiến khung buồng sấy thép hộp 40 x 40 mm liên kết với bulong thuận tiện cho việc lắp ghép.Nắp buồng sấy thiết kế tôn dày 5mm cố định khung thép bulong - Buồng sấy gia cố thêm amiăng dày mm cách nhiệt, tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che máy sấy sau cải tiến giảm nửa (19438 kJ/h) - Thiết kế hệ thống đảo chiều gió sấy máy sấy nhằm giảm thiểu cơng lao động q trình cào đảo cà phê - Cải tiến lị đốt để điều chỉnh lượng gió để điều chỉnh nhiệt, thay đổi phần cấp liệu tháo lắp cho phù hợp với loại nhiên liệu đốt 4.2 Kiến nghị Do hạn chế thời gian kinh phí nghiên cứu nên đề tài tính tốn đề xuất phương án cải tiến nên cần tiến hành chế tạo kiểm tra máy thực nghiệm từ áp dụng cải tiến cho máy sấy cà phê HT 405 địa bàn tỉnh Gia Lai 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Hoàng Văn Chước (1999), Giáo trình Kỹ thuật Sấy, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Lê Quang Hưng (1999), Kỹ thuật trồng thu hoạch cà phê xuất khẩu, NXB Giáo dục [3] Nguyễn Văn May (2004), Giáo trình Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Trần Văn Phú (2002), Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất Giáo dục [5] Phạm Thanh (2007), Giáo trình kỹ thuật sấy 1, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [6] Hồng Đình Tín (2001), Truyền nhiệt tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, NXB Khoa học Kỹ thuật [7] Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khun (2006), Giáo trình Kỹ thuật sấy nơng sản, Trường Đại học Nông nghiệp I Trang thông tin điện tử [8] http://diendannongnghiep.com/cay-cong-nghiep/10127-cau-tao-va-thanh-phanhoa-hoc-cua-qua-ca-phe.html [9] http://huyhung.com.vn/vi/san-pham-dich-vu/Ca-phe-sach/Hai-phuong-phapdung-pho-bien-trong-san-xuat-la-che-bien-uot-va-che-bien-kho-1/ [10] http://vinacafemienbac.blogspot.com/2012/08/tong-quan-ve-ca-phe-va-ca-pheviet-nam.html [11] http://www.cesti.gov.vn/the-gioi-du-lieu/ca-phe-viet-nam-nhung-nam-qua.html [12] http://www.vietrade.gov.vn/ca-phe/5059-thi-truong-ca-phe-viet-nam-qui-i-nam2015-phan-1.html [13] http://phuocancoffee.com.vn/services/viewdetail/dich-vu-che-bien-ca-phe-39/ [14] Giới thiệu dự án IRRI-ADB vấn đề sau thu hoạch lúa gạo Việt Nam Nguyễn Văn Hùng, Trương Quang Trường, Phan Hiếu Hiền http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/tqtruong/F01A-TongQuanDuAnCacvandeSTH.pdf [15] The Coffee Belt cập nhật ngày 28 tháng năm 2016 website:http://www.cornerofthecafe.com/the-coffee-belt/) 51 PHỤ LỤC ... giá thông số làm việc máy sấy cà phê HT 405 - Thiết kế cải tiến số phận máy sấy cà phê HT 405 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học Kết thiết kế cải tiến máy sấy cà phê HT 405 làm sở khoa... sấy thất thoát lượng… Để khắc phục nhược điểm tồn máy sấy HT 405, thực đề tài: ? ?Nghiên cứu thiết kế cải tiến máy sấy cà phê HT 405” 2 Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu thiết kế, cải. .. triển hệ thống sấy cà phê tươi phát triển cho nghiên cứu tương tự ứng dụng sấy cà phê tươi nguyên 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết thiết kế cải tiến máy sấy cà phê HT 405 nâng cao hiệu máy, chất lượng