LOI NOI DAU
Sây là quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nông nghiệp Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trong của công nghiệp sau thu hoạch Trong công nghiệp như công nghiệp chế biến nông - hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng kỹ thuật sấy cũng đóng góp một vai trò quan trọng trong dây truyền sản xuất
Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bao chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp Chang hạn, trong chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, sản phẩm sau khi sấy không được nứt nẻ cong vênh Trong chế biến nông - hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo duy trì màu sắc, hương vị, các vi lượng Trong sấy thóc phải đảm bảo thóc sau khi sấy có tỷ lệ nứt gẫy khi say xát là thấp nhất
Sây gỗ là một bộ phận quan trọng của lĩnh vực gia công thuỷ nhiệt gỗ Y
nghĩa của quá trình gia công thuỷ nhiệt gỗ trong công nghiệp chế biến gỗ nói riêng
và trong nền kinh tế quốc dân rất to lớn Hiện nay, với yêu cầu chất lượng ngày càng cao của thị trường gỗ thì công đoạn sấy càng trở lên quan trọng trong công nghiệp chế biến gỗ Một yêu cầu quan trọng đó là sản phẩm gỗ phải đạt được độ ẩm tiêu chuẩn và đồng đều không cong vénh nứt nẻ Nhất là đỗi với thị trường xuất khẩu gỗ hiện nay thì vấn đề chất lượng càng trở lên quan trọng
Nhằm đáp ứng yêu cầu đó, tác giả trong phạm vi đồ án tốt nghiệp đã được giao đề tài: “ Thiết kế hệ thống sấy buông dé say gỗ với năng suất 40m”/mé”.Nội dung gồm các phần như sau:
Chương I Tổng quan về công nghệ và thiết bi sây nông lâm hải sản Chương II Tính toán nhiệt hệ thống sây buồng đề sấy gỗ
Chương III Tính chọn calorifer và nồi hơi
Chương IV Bố trí thiết bi tính trở lực và chọn quạt
Trang 22
LOI CAM ON
Trong quá trình làm đồ án, với sự giúp đỡ của các thầy, các cô và các bạn
sinh viên trong ngành “Công nghệ nhiệt - lạnh”, cùng với sự nỗ lực của bản thân,
em đã hoàn thành đồ án này
Tuy nhiên với thời gian tương đối ngắn, khối lượng công việc lại không nhỏ nên bản đồ án này không thê tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các thông số Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng có hạn cũng như kinh nghiệm còn thiếu nên em rất mong được các thầy cô và các bạn chỉ bảo thêm
Qua đây cho em được bày tỏ lòng biết ơn sự hướng dẫn tận tình của GS- TSKH Tran Van Phú đã giúp đỡ em hoàn thành bán đồ án tốt nghiệp này
Trang 3CHUONG I TONG QUAN VE CONG NGHE VA THIET BI SAY
NONG LAM HAI SAN
1.1 khái niệm quá trình sấy 1.1.1 Khái niệm
Sây là quá trình tách âm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp bay hơi Trong trường hợp sấy nóng nhiệt được cung cấp nhằm thực hiện nhiệm vụ nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thích hợp để vận chuyển âm từ các lớp bên trong ra bên ngoài và vận chuyên âm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trường không khí
1.1.2 Phân loại phương pháp sấy
Sây có thê được chia làm hai phương pháp:
— Sấy tự nhiên (phơi nắng): Sử đụng năng lượng mặt trời để tách âm ra khỏi vật liệu sấy
— Sấy nhân tạo: Sử dụng tác nhân sấy để thực hiện quá trình tách âm, tác nhân sấy thường được sử dụng là: không khí âm, khói lò, hơi nước quá nhiệt Tuy nhiên không khí âm vẫn là tác nhân sấy được sử dụng phổ biến nhất
Tác nhân say duoc str dung nhằm thực hiện hai nhiệm vụ sau:
— Vận chuyên lượng nhiệt để cung cấp cho vật liệu sấy — Vận chuyển lượng âm tách ra khỏi vật liệu sấy ra ngoài 1.1.3 Mục đích của quá trình sấy
Sây được sử dụng với các mục đích sau đây:
— Chế biến: Có thể dùng phương pháp sấy để sản xuất các mặt hàng ăn liền
— Van chuyén: Do khi ta tách bớt âm ra khỏi vật liệu thì khối lượng của nó
giảm rất nhiều nên quá trình vận chuyển sẽ đơn giản và giảm chỉ phí
Trang 41.1.4 Nhitng bién d6i co ban cia qua trinh say Trong qua trinh say xay ra hai quá trình cơ bản:
— Quá trình trao đổi nhiệt: Vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và để âm bay hơi vào môi trường
— Quả trình trao đôi âm: Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ am
tương đối của vật âm và độ âm tương đôi của môi trường không khí xung quanh
Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch áp suất hơi trên bề mặt của vật liệu
sấy và áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí Quá trình thai âm diễn ra cho đến khi độ âm của vật 4m bằng độ âm cân bằng với môi trường không khí xung quanh Do đó, trong quá trình sây ta không thê sấy đến độ âm nhỏ hơn độ âm cân bằng Độ âm của môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì quá trình sấy càng nhanh và độ 4m cuối của vật liệu càng thấp Qua đó có thê kết luận độ âm tương đối của môi trường không khí xung quanh là động lực của quá trình sấy, đây cũng là nguyên nhân tại sao khi sấy băng bơm nhiệt (sấy lạnh) thì thời gian sấy giảm đi rất nhiều
1.2 Cơ chế thoát âm ra khỏi vật liệu trong quá trình sẵy
Quá trình thoát âm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được chia ra làm hai quá trình:
1.2.1 Quá trình khuếch tán nội (trong lòng vật liệu sấy)
Quá trình khuếch tán nội là quá trình chuyển địch âm từ các lớp bên trong ra
lớp bề mặt của vật ẩm Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch nồng độ âm
giữa các lớp bên trong và các lớp bề mặt Qua nghiên cứu ta thấy rằng 4m dich chuyển từ nơi có phân áp suất cao đến nơi có phân áp suất thấp Như ta đã biết do nhiệt độ tăng nên phân áp suất giảm Do đó tùy thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng âm dịch chuyển đưới tác dụng của nồng độ âm và dòng âm dịch
chuyển dưới tác dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với nhau
Ta có thê biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phương trình sau:
aw _ pp
at dx
Trang 5dt — thoi gian khuéch tan, gid; F — dién tich bé mat khuéch tan, m’;
k- hệ số khuếch tán;
de gradien độ âm
dx
Nếu hai đòng âm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đầy quá trình thoát âm, rút ngắn thời gian sấy Nếu hai đòng âm dịch chuyên ngược chiều nhau sẽ kìm hãm sự thoát âm, kéo dài thời gian sấy
1.2.2 Quá trình khuếch tán ngoại
Quá trình khuếch tán ngoại là quá trình địch chuyên âm từ lớp bề mặt của vật liệu sây vào môi trường không khí xung quanh Động lực của quá trình này là do sự chênh phân áp suất hơi trên bề mặt của vật âm và phân áp suất hơi trong môi trường không khi
Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới
điều kiện áp suất hơi nước trên bề mặt (Py„) lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (P¿,) Sự chênh lệch đó là AP = P,„ — P„ Lượng hơi nước bay hơi tỷ lệ thuận với AP, với bề mặt bay hơi và thời gian làm khô ta có:
dW = B(P,, - P„).F.dr
Tốc độ bay hơi nước được biểu diễn như sau: aW _ BP, —P,).F
dt
Trong đó: W - lượng nước bay hơi, kg
F - điện tích bề mặt bay hơi, mĩ
dt — thời gian bay hơi, giờ B — hé sé bay hoi
1.2.3 Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại
Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau, quá trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán ngoại và ngược lại Tức là
Trang 6thế độ âm của nguyên liệu mới được giảm dân Tuy nhiên trong quá trình sấy ta phải làm sao cho hai quá trình này ngang bằng với nhau, tránh trường hợp khuếch tán ngoại lớn hơn khuếch tán nội Vì khi đó sẽ làm cho sự bay hơi ở lớp bề mặt diễn ra mãnh liệt
làm cho bề mặt của sản phẩm bị khô cứng, hạn chế sự thoát âm Khi xảy ra hiện tượng
đó ta khắc phục bằng cách sấy gián đoạn (quá trình sấy - ủ liên tiếp) mục đích là để thúc đây quá trình khuếch tán nội
1.3 Các giai đoạn trong qua trinh say
Quá trình làm khô vật liệu 4m duoc chia lam ba giai doan:
1.3.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu sấy
Giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu say tăng từ nhiệt độ ban đầu cho đến nhiệt
độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh, trong giai đoạn này trường nhiệt độ biến đôi không đều và nó tùy thuộc vào phướng án sấy Âm bay hơi chủ yếu là âm liên kết cơ lý do đó tốc độ sấy tăng dần Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là một đường cong, do năng lượng liên kết của nước liên kết cơ lý là nhỏ vì vậy đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường là đường cong lôi
1.3.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc
Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn âm bay hơi ở nhiệt độ không đổi (nhiệt độ bầu ướt), do sự chênh lệch giữa nhiệt độ của vật liệu sấy và nhiệt độ của tác nhân sây không đổi nên tốc độ sấy là không đổi Do đó, đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là một đường thắng Âm tách ra trong giai đoạn này chủ yếu là âm liên kết cơ lý và âm liên kết hóa lý
1.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc
Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu là
nước liên kết có năng lượng liên kết lớn Vì vậy, việc tách am cũng khó khăn hơn
và cần năng lượng lớn hơn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có dạng cong Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết
am trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu say Độ âm của vật liệu cuối quá
Trang 71.4 Các nhân tố ảnh hướng tới tốc độ làm khô 1.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí
Trong các điều kiện khác không đối như độ âm không khí, tốc độ gió nâng
cao nhiệt độ của không khí sẽ làm tăng nhanh quá trình làm khô Như vậy ở nhiệt độ
sấy cao tốc độ làm khô sẽ nhanh hơn Tuy nhiên, nhiệt độ tăng cao cũng phải trong giới
hạn cho phép, vì nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Mặt khác, sự cân
bằng giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, khuếch tán ngoại thì lớn còn khuếch tán nội thì nhỏ dẫn đến hiện tượng vỏ cứng ánh hưởng sự di chuyên của nước từ trong ra Nhưng nếu nhiệt độ làm khô thấp quá, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại thịt cá Nhiệt độ làm khô tùy thuộc vào loại nguyên liệu, kết cầu tổ chức cơ thịt, phương pháp chế biến và nhiều phương pháp khác
1.4.2 Ảnh hướng của độ ẫm tương đối không khí
Độ âm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô Độ âm tương đối không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ càng chậm Khi không khí càng khô tức là độ âm càng thấp quá trình khuếch tán tăng, âm càng dễ thoát ra hơn Tuy nhiên, cần chú ý đến hiện tượng mắt cân bằng trong quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại, gây nên hiện tượng tạo màng cứng Để tránh hiện tượng này người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn, tức là vừa sấy vừa ủ âm
1.4.3 Ảnh hướng của tốc độ chuyền động không khí
Tốc độ chuyên động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm khô Tốc độ không khí quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Nếu tốc độ quá lớn sẽ làm bay sản phẩm hay khó giữ được nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ làm cho quá trình sấy lâu, dẫn đến sự hư hỏng sản phẩm Khi đó ngoài sản phẩm sẽ lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch nhầy có màu
sắc và mùi vị khó chịu Vì vậy cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai doan
đầu của quá trình làm khô
1.4.4 Ảnh hướng của áp suất tác nhân sấy
Tốc độ say trong khi quyền ở một nhiệt độ nhất định được biểu thị:
dw
Trang 8Trong đó: P¡ — Phân áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu (zưnHp) P, — Phân áp suat riéng phan hoi nuéc trong khong khi (mmHg) B- Hệ số bay hơi nước trong khí quyên
B phụ thuộc vào tốc độ gió, hướng gió và cấu tạo của nguyên liệu Khi sấy ở áp lực thường có tốc độ gió không đổi thì B là một hằng số phụ thuộc vào sự truyền dẫn âm phần trong nguyên liệu và sự trao đôi chất trong máy sấy, lúc đó hệ số bay
hơi B được đặc trưng bằng hệ số K, tức là:
S =K(fi~B)
Như vậy khi sây trong chân không có nhiệt độ không đôi, thì tốc độ say tỉ lệ
với hiệu số áp suất trên bề mặt nguyên liệu và trong hệ thống sấy Áp suất P; trong máy sấy giảm thì tốc độ sẫy sẽ tăng, nhưng quan hệ đó không phải là quan
hệ bậc nhất
1.4.5 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
Nói chung nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh Như đã nói ở trên cả hai quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại đều tỉ lệ thuận với điện tích bề mặt của nguyên liệu Khi vật có bề mặt hơi nước lớn thì nước trong nguyên liệu càng để bay hơi, vật liệu càng nhanh khô
Trong những điều kiện khác như nhau thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S, và tỷ lệ nghịch với chiều dày của nguyên liệu ø
aw _ 3S
dt o
Trong đó:
S — diện tích bề mặt bay hơi của nguyên liệu o — chiều dày của nguyên liệu
B— hệ số bay hơi đặc trưng cho bề mặt nguyên liệu
Chang hạn khi làm khô cá to, muốn cho nhanh chóng thì phải cắt, mỗ phân chia nhỏ ra Dựa vào thời hạn bảo quản sản phẩm để chọn phương pháp cắt mô cho phù hợp Muốn bảo quán cá khô được lâu khi mô phải giữ lai da va vay dé lam chậm
Trang 91.4.6 Ảnh hướng của việc ủ âm
U 4m là công đoạn tiếp theo của bán thành phẩm, sau khi đã sây khô một thời gian Vì vậy ủ âm là mục đích của quá trình sấy khô gián đoạn để đảm bảo sự di chuyên của nước trong sản phẩm ra bề mặt được đều hơn, rút ngắn được thời gian sấy khô Nhưng quá trình ủ âm phải là một thời gian nhất định và thời gian sẵy khô ban đầu cũng không được quá ngắn hoặc quá dài Nếu thời gian sấy quá ngắn thì bề mặt ngoài của nguyên liệu chưa khô nên khi ủ âm sẽ làm cho bề mặt ngoài của bán thành phẩm xảy ra hiện tượng sinh ra chất nhớt Ngược lại thời gian sấy quá lâu thì bề mặt nguyên liệu quá khô sẽ ảnh hưởng tới thời gian ủ âm, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vì vậy phải chú ý đến chế độ sấy khô gián đoạn cho thích hợp với từng loại nguyên liệu 1.4.7 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu
Nguyên liệu đưa vào làm khô cần phải xét đến thành phần hóa học như: nước, mỡ, protit, chất khoáng, kết cấu tô chức rắn chắc hay lỏng lẻo Ví dụ: Cá tươi hay ươn, mặn hay nhạt căn cứ vào các yếu tố đó ta chọn chế độ là khô cho thích hợp
Cá được cắt mô, loại cá nhỏ sẽ được làm khô nhanh nhưng quan trọng ở
đây là tỉ lệ = càng lớn thì quá trình làm khô sẽ càng nhanh, bề mặt nguyên liệu
nhãn và sáng thì tốc độ khô sẽ chậm
1.5 Các phương pháp sấy và thiết bị sấy
Căn cứ theo phương pháp sấy mà người ta phân loại các thiết bị say * Phương pháp sấy nóng:
Trong phương pháp sấy này vật liệu được đốt nóng Hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt, bao gồm các thiết bị sau đây:
Hệ thống sấy đối lưu:
Trong hệ thống sấy này vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt đối lưu từ tác nhân sấy là không khí nóng hoặc khói lò Đây là loại hệ thông sấy phổ biến hơn cả trong hệ thống sấy đối lưu người ta phân ra: Hệ thống sấy buông, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy khí động
Trang 1010
Vat liéu say nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy, trong hệ thống say tiép
xúc người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất nhờ tăng phân áp suất trên bề mặt
vật liệu say: hé thống say 16 va hé thống sây tang Hệ thống sấy bực xạ:
Vật liệu sây nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để 4m dịch chuyển từ bên trong
vật liệu sấy ra bề mặt và khuếch tán vào môi trường Hệ thống sây bức xạ người ta
tạo ra sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sây và môi trường xung
quanh chỉ băng cách đốt nóng vật liệu sấy
Các hệ thống sấy khác: hệ thông sây băng đòng điện cao tần và hệ thống sấy dùng năng lượng điện từ trường
Ưu nhược điểm của phương pháp sấy nóng:
Ưw điểm: Phương pháp sấy nóng phô biến và thiết bị sấy đa đạng, áp dụng cho nhiều loại vật liệu sấy, đải nhiệt độ nóng rộng đễ điều chỉnh cho mỗi loại vật liệu sấy, nguần nhiệt cung cấp phong phú và chỉ phí đầu tư thiết bị không cao
Nhược điểm: không thích hợp cho một số loại vật liệu, chất lượng sản phẩm không cao, màu sắc sản phẩm để biến đổi và chỉ phí năng lượng cao
* Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo độ chênh lệch phân áp suất giữa Phương pháp sây lạnh:
VLS và TNS bằng cách làm giảm phân áp suất hơi nước trong TNS Thực hiện băng cách làm giám độ chứa âm của không khí nhờ tách âm ở đàn lạnh Khi đó âm dịch chuyên từ bề mặt vào môi trường xung quanh có thê xảy ra ở nhiệt độ lớn hơn hoặc nhỏ hon 0°C Phương pháp sấy lạnh bao gồm các hệ thống sấy sau:
hệ thống say lạnh ở nhiệt độ t > 0°C, hệ thống sây chân không thăng hoa, hệ thống
say chan khong
1.6 Một số thiết bị sấy ứng dụng để sấy Nông lâm Hải sản qua khảo sát thực
tế
1.6.1 Sử dụng thiết bị sấy buồng để sấy thóc, ngô, đậu tương ở Công ty Cé phần Giống cây trồng Thái Bình
Trang 1111
Công ty Cổ phần Giống cây trồng Thái Bình sử đụng hệ thống sấy chủ yếu phục vụ cho sấy thóc, ngô, đậu tương để làm giống và đem xuất khẩu Vì vậy đòi hỏi chất lượng hạt giống khá cao, đáp ứng được yêu cầu chất lượng cao phục vụ cho người nông dân làm giống
Nguyên liệu sau thu hoạch được đưa tới nhà máy để sấy, rồi sơ chế, sấy lại cuối cùng bao gói đem bán cho người nông dân Sơ đồ công nghệ chế biến thóc,
ngô, đậu tương được cho ở hình 1.1 Nguyên liệu sau thu hoạch Làm sạch sơ bộ Sây sơ bộ Chê biên, làm sạch Say khô Bao gói Bán Bảo quản Hình 1.1
Nguyên liệu thóc, ngô, đậu tương được thu hoạch theo mùa vụ Khi thu
Trang 1212
ánh nắng mặt trời, mà ta phải chuyển sang dùng thiết bi dé say đảm bảo chất lượng cao
1.6.1.2 Thiết bị sấy
Nhà máy dùng thiết bị sấy buông để sấy, hệ thống sấy này được Công Ty nhập về từ Dan Mach va được đánh giá là một trong những hệ thống sắy lớn Hệ thống sấy buồng này sấy theo mẻ, với năng suất rất cao mỗi mẻ có thê đạt từ 5 + 30 tần/mẻ Sơ đồ thiết bị sây dùng để sấy thóc, ngô, đậu tương cho trên hình 1.2 EBACE APES EEE ỘO Sue HERO Gen OCHRE ORE PROBA Nguyén liéu Ghi buéng Quat hut
Hình 1.2 So dé thiết bị sấy buông của Công ty Giống cây trồng Thái Bình Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy: Nguyên liệu được đưa vào rải đều
trên ghi buông Sau đó tiễn hành đốt lò, khí nóng được quạt hút vào buông Vật liệu say sẽ nhận nhiệt nóng lên, âm được thốt ra ngồi
1.6.1.3 Các thông số dùng cho sấy của nhà máy
- Nhiệt độ: ban đầu khi nguyên liệu mới đưa vào thì ta sây ở chế độ nhiệt độ thấp khoang 33°C Vi ban đầu độ âm khá cao nên ta không sây ở nhiệt độ cao, nếu say ở nhiệt độ cao làm cho khuếch tán ngoại kìm hãm khuếch tán nội âm
khơng thốt ra được Sây khoảng 3 + 5 giờ thì ta nâng dần nhiệt độ lên đến khoảng
45°C thì không nâng nữa
- Độ âm: độ âm đưa vào khoảng 70% + 80%, đem sấy đến độ 4m cuối cùng để đem bảo quản từ 11%+11,5%( nếu đưa bán ngay thì độ âm vào khoảng 13%)
- Thời gian sấy: tuỳ thuộc từng loại nguyên liệu, độ âm đưa vào sẽ có thời gian sấy khác nhau Thời gian sấy của thóc, ngô, tương khoảng 20 giờ
- Năng suất: Nhà máy có chín buồng sấy, tổng năng suất khi hoạt động tối
Trang 1313 Nhu vay chế độ sây thóc, ngô, đậu tương tóm lại như sau: Độ âm vật liệu | Độ âm vật liệu | Thời gian say Nhiệt độ sây (tị) ` x dau w,(%) cudi w2(%) +(h) °C 33 70+80 45+55 3+5 45 45+55 11+13 15+18
1.6.2 Sử dụng hệ thống sấy buồng để sấy gỗ ở Công ty Cô phần Chế biến Lâm sản xuất khẩu Nam Định
1.6.2.1 Vài nét sơ lược Công Ty Cổ phân Chế biến Lâm sản xuất khẩu Nam Định Công ty cổ phần lâm sản Nam Định là doanh nghiệp đuy nhất trên địa bàn tỉnh chuyên sản xuất các mặt hàng đồ gỗ xuất khẩu trực tiếp Với phương châm "Buôn có bạn, bán có phường", Công ty đã sớm gia nhập Hiệp hội gỗ và lâm sản Việt Nam Hiện Hiệp hội có 1200 doanh nghiệp chuyên chế biến các sản phẩm đồ gỗ xuất khẩu, tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền Nam, Tây Nguyên, trong đó có 200 doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài, sản phẩm đã có mặt ở thị trường 120 nước trên thế giới
Thông qua Hiệp hội gỗ và lâm sản Việt Nam, Công ty đã nắm bắt được nhiều thông tin chuyên ngành Theo Bộ Thương mại, sau khi Việt Nam gia nhập Tổ chức Thương mại thế giới (WTO), ngành chế biến gỗ xuất khẩu của Việt Nam sẽ được giảm thuế nhập khẩu gỗ nguyên liệu cũng như giảm thuế xuất khẩu sản phẩm vào thị trường các nước, đây là lợi thế lớn cho Công ty trên thị trường Trong khi nhu câu của thị trường thế giới về sản phẩm đồ gỗ hàng năm đều có xu hướng tăng cao nhưng đồng thời cũng phải cạnh tranh quyết liệt với sản phẩm cùng loại của Trung Quốc, Malaixia là những nước khá phát triển ở lĩnh vực này
Bám sát thông tin từ các cuộc đàm phản song phương, đa phương của Việt Nam với các nước và khu vực, trong may nim gan đây, Công ty cổ phần lâm sản
Nam Định đã chủ động đầu tư - hiện đại hoá doanh nghiệp, nhằm tăng nhanh sức
Trang 1414
đến cuối năm 2005, xí nghiệp số 2 tại Khu công nghiệp Hoà Xá đã được đầu tư
xây dựng hoàn chỉnh, với thiết bị, công nghệ hiện đại đứng đầu các doanh nghiệp
cùng loại thuộc khu vực các tỉnh đồng bằng trong cả nước (theo đánh giá của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn) Với tổng vốn đầu tư trên 16 tỷ đồng Đây là cố gắng rất lớn của tập thể cán bộ công nhân và cô đông của Công ty sau khi thực hiện cổ phần hoá doanh nghiệp Với tông quy mô mặt bằng rộng trên 33 nghìn m' tại khu công nghiệp Hồ Xá, Cơng ty đã xây dựng, đưa vào hoạt động 3 xưởng chế biến gỗ, có tông diện tích trên 10 nghìn mỶ, Công ty đã đầu tư nhiều thiết bị chuyên dùng đồng bộ như máy cưa, máy cắt, máy bào, máy khoan, máy đánh bóng hiện đại, đủ trang bị cho 3 dây chuyền sản xuất Đối với doanh nghiệp chế biến các mặt hàng gỗ xuất khẩu, điều quan trọng đầu tiên là khâu xử lý gỗ trước khi đưa vào chế biến ra thành phẩm Khâu này đòi hỏi phải đạt ngang trình độ quốc tế, nếu không doanh nghiệp không thể tổn tại trong cơ chế cạnh tranh ngày càng quyết liệt Từ nhận thức đó - thực hiện đường lối công nghiệp hoá hiện đại hoá của Đảng, Công ty đã mạnh đạn vay vốn đầu tư xây dựng 18 lò sấy hơi nước, với thiết bị, công nghệ đồng bộ, hiện đại và tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay của ngành chế biến gỗ nhập khẩu từ Italia, với công suất sấy 780m” gỗ/làn
Cùng với việc đầu tư hiện đại hố thiết bị cơng nghệ, tăng sức cạnh tranh
cho sản phẩm và doanh nghiệp, Công ty đặc biệt coi trọng đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao nhằm phát huy và khai thác tốt nhất thiết bị, công nghệ mới Với
nhiều hình thức đào tạo, hiện nay Công ty đã có gần 30 cán bộ có trình độ đại học
Trang 1515
các nước châu Âu, Mỹ, Nhật Bản Đặc biệt, năm 2007, Công ty đã thành công
trong việc chế biến và xuất khẩu nhiều mặt hàng từ gỗ rừng trồng như xoan, keo, cao su và thông
1.6.2.2 Quy trình chế biễn của nhà máy
Quy trình chế biến gỗ của nhà máy cho hình 1.3 Gõ tròn được đưa vê nhà máy Xẻ gỗ theo quy cách Xếp, buộc thành từng kiêu gỗ Đưa vào buông sây Say khô Chế biến thành sản phẩm Đưa xuât khâu Hình 1.3
Nhà máy chủ yếu chế biến các loại gỗ thông, gỗ keo, gỗ quế để xuất khẩu dùng làm các tắm ván nền nhà Các loại gỗ này được thu mua từ các nơi vận chuyển về nhà máy Ban đầu gỗ được đưa vào xẻ thành những kích thước đã được đặt sẵn của khách hàng, tiếp đó gỗ được công nhân xếp thành từng bó sau đó được đưa vào buồng sẵy nhờ máy nâng Gỗ được sấy trong buông sấy khi đạt yêu cầu
thì đưa ra chế biến rồi xuất khẩu
1.6.2.3 Sơ đô nguyên lý hoặt động của hệ thống sấy của nhà máy
Trang 1616
cấp ẩm vào buông sấy Nhiệt được lấy từ lò hơi trao đổi nhiệt qua calorifer nhờ quạt đảo chiều 7 QO 6 att — o
Hinh 1.4 So dé nguyén ly hé thong say ở nhà máy
1,2, 3, 4 - là các lò sây; 5 — dàn calorifer; 6 — dàn phun âm; 7 - quạt; 8 — bình gom hơi; 9 - nôi hơi; 10 — bình chứa nước
Trang 1717 “~~ ? ĐỰI {-
Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo của hệ thông lò hơi
Nguyên lý làm việc của hệ thống lò hơi: Nước được cấp từ các bình chứa (đã được làm sạch, xử lý làm mềm nước) vào trong lò hơi Nhà máy tận dụng gỗ phế liệu làm nhiên liệu đốt, các ống trao đối nhiệt trong lò hơi nhận nhiệt trong đổi nhiệt với nước trong ông Nước nhận nhiệt sinh hơi với áp suất khoảng 4 + 5at đưa tới calorifer Khói lò được quạt hút ra đưa qua bê xử lý rồi thải ra môi trường
1.6.2.3 Các chế độ sấy gỗ
Tại nhà máy có 2 kiêu buồng sấy đó là buồng bán tự động và buồng tự động - O buồng bán tự động thì công nhân sẽ vận hành theo chế độ sấy của 2 thông số đó là ty và tự
- Ở buồng tự động thì chế độ sây làm việc theo 3 thông $6 ty, O55 Dison «
Am duoc phun vao khi bat dau say 26 dé dat duoc d6 4m thich hop Nếu các
chế độ sấy làm việc không đúng thì ta có thể phun ẩm hoặc xả âm để điều chỉnh Hệ thống sử đụng quạt 2 chiều (quạt đảo chiều) để quạt gió trao đổi nhiệt cưỡng bức với calorifer Cứ 2 + 3 giờ đảo chiều một lần
Nhiệt độ bầu khô được đo bằng nhiệt kế thuỷ ngân đặt ở sau giàn calorIfer
Nhiệt độ bầu ướt cũng đựơc đo ở sau giàn calorifer đặt ở giữa tường e Sấy gỗ thông với kích thước 2000mmX100mmX37mm
Ở nhà máy thì có hai kiểu lò sấy bán tự động và lò sấy tự động Thường gỗ
Trang 1919 3 67 51 1 68 50 lãi 2 69 50 3 70 50 1 71 48 12 2 72 46 3 73 45 1 73 44 13 2 73 43 3 73 42 1 47 14 2 73 42 - Độ ẩm gõ: độ âm đưa vào ban đầu khoảng 60 ~ 70%, độ ầm cuỗi ra lò phải đạt 8=10%
e Sấy gỗ keo với kích thước 1000mmX80mmX28mm
Trang 2222 3 60 07 10 5 - DO 4m gỗ: độ âm đưa vào ban đầu khoảng 50 ~ 60%, độ âm cuôi ra lò phải đạt 8+12%
- Thời gian sấy: vì gỗ là loại vật liệu rất dé nứt, cong vênh do đó thời gian sấy kéo
đài khoảng 25 ngày
- Kích thước gỗ: tuỳ vào đơn đặt hàng
eSấy gỗ quế với kích thước 1000X70X25mm
Trang 2323 8 2 56 48 3 56 47 1 66 46 9 2 68 45 3 70 45 1 72 44 10 2 72 45 3 72 44 1 72 43 11 2 72 43 3 72 43 1 72 42 12 2 72 42 3 72 42 1 72 42 13 2 72 45 3 72 42 - Độ ẩm gỗ: độ âm đưa vào ban đầu khoảng 60 ~ 70%, độ ẩm cuối ra lò phải đạt 10%
- Thời gian sấy: vì gỗ là loại vật liệu rất dé nứt, cong vênh do đó thời gian sấy kéo
đài khoảng 13 ngày
- Kích thước gỗ: tuỳ vào đơn đặt hàng
1.7 Tình hình chế biến gỗ xuất khẩu của Việt Nam và lý do chọn đề tài 1.7.1 Vài nét sơ lược về chế biến gỗ xuất khẩu ở Việt nam
Trang 24Theo bộ Thượng Mại Việt Nam cho biết thì kế từ đầu thế kỷ thứ Cappy LJ) eh 21 đến nay, các sản phẩm gøố xuất khẩu của Việt Nam đã tăng lên từ 219
triệu đô la năm 2000 đến
2 tỉ đô la trong năm 2006
Đà tăng trưởng này, theo
dự liệu vân sẽ giữ ở mức
Mật kiểu bàn ghế ngoài trời
cao trong năm nay Lên
tiếng về tình hình sản phẩm gỗ của Việt Nam, tiến sỹ Trần Đức Sinh, chủ tịch Hiệp Hội Gỗ và Lâm Sản Việt Nam cho biết: Hầu hết các sản phẩm đồ gỗ xuất khẩu nói ở đây là đồ đạc dùng trong nhà, hàng nội thất Những công ty đóng góp vào việc sản xuất những mặt hàng này là những công ty nội địa, công ty liên đoanh với nước ngoài và các công ty nhà nước Tính chung thì ngành chế biến gỗ tại Việt Nam thu
dụng được khoảng gần một triệu nhân công Hiệp hội Gỗ và Lâm Sản Việt Nam chỉ
mới thành lập được mấy năm nay, đại diện cho các doanh nghiệp trong ngành này Một trong những điểm khó cho ngành chế biến và sản xuất gỗ tại Việt Nam hiện nay là không đủ nguyên liệu Gỗ nội địa chỉ thỏa mãn được 20% nhu cầu, phần còn lại phải nhập khẩu, và vì thế các đoanh nghiệp trong ngành này tại Việt Nam phải lệ thuộc vào thị trường gỗ thế giới cũng như tình trạng giao động của thị trường này
Những doanh nghiệp cỡ nhỏ ở địa phương thiếu sự phối hợp, rất khó có thể cung ứng nổi khi nhận được những khối lượng hàng đặt mua thật lớn
Một thử thách khác nữa cho ngành sản xuất đồ gỗ của Việt Nam là chất lượng chưa được cao Hiện chỉ có 10% trong tổng số 2.000 cơ sở chế biến gỗ tại
Việt Nam đạt tiêu chuẩn quốc tế
Trang 2525
tới năm 2020 qua các chương trình trồng cây gây rừng để có thể thỏa mãn được 70% toàn thể nhu cầu
Riêng về hàng xuất khẩu sang Hoa Kỳ, ngành chế biến gỗ gặp một số những khó khăn.Theo lời Tiến sỹ Trần Đức Sinh thì hiện nay mẫu mã sản phẩm đồ gỗ xuất khẩu sang Hoa Kỳ do chính công ty đặt mua đưa ra, còn những mẫu mã do các công
ty tại Việt Nam sáng tạo vẫn còn rất hạn chế
1.7.2 Lý do chọn đề tài
Sau khi tìm hiểu thực tế tại Công ty Cổ phần Chế biến Lâm sản Xuất khẩu
Nam Định, cùng với tìm hiểu trên mạng, sách báo đã cho thay hién nay Cong
Nghiệp chế biến gỗ ở nước ta đang phát triển rất mạnh Số Doanh Nghiệp đầu tư vào sản xuất và chế biến gỗ ngày càng tăng, các sản phẩm xuất khẩu gỗ hàng năm đạt khoảng 2 tỉ USD và tăng rất mạnh Nhưng sản phẩm chế biến gỗ của nước ta
vẫn chưa thể cạnh tranh được với các nước phát triển, mới chỉ có khoảng 20 Doanh
Nghiệp sản xuất gỗ đạt tiêu chuẩn quốc tế
Sây gỗ là một trong nhưng công đoạn rất quan trọng trong chế biến gỗ Vì gỗ là loại vật liệu rất đễ nứt, cong vênh đòi hỏi phải sấy với chế độ rất nghiêm ngặt Say gỗ sẽ quyết định phần lớn chất lượng gỗ của Doanh Nghiệp Sau khi tìm hiểu thực tế về công nghiệp chế biến gỗ của nước ta và vai trò sấy gỗ trong chế biến gỗ tôi đã quyết định chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy buồng để sấy gỗ với năng
suất 40 m/mẻ”
1.8 Tổng quan về công nghệ sấy gỗ 1.8.1 Khái niệm về sấy gỗ
Say gỗ là quá trình khử âm từ gỗ băng cách làm chất âm trong gỗ bay hơi Trong kỹ thuật đôi khi người ta nén vật liệu để đây âm ra, nhưng đối với gỗ người ta không dùng phương pháp này
Hàm lượng nước chứa trong gỗ được đặc trưng bằng độ âm của gỗ, là hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một đơn vị khối lượng gỗ
Trang 2626
Sự thay đổi độ âm của gỗ dẫn đến sự thay đổi hình dạng, kích thước gỗ Vì
vậy độ âm của chỉ tiết gỗ trong kết cầu hay công trình cần phải ôn định hình dạng, kích thước trong môi trường sử dụng
Tóm lại, mục đích công nghệ của sấy gỗ là đề phòng trước sự thay đổi hình dạng, kích thước chỉ tiết đã hình thành
1.8.2 Mục đích của sấy gỗ
Mục đích của sấy gỗ là để nâng cao độ bền của công trình và sản phẩm từ gỗ
- Say gỗ dé gỗ không bị mốc, mục, mọt, mối xâm hại; giữ được ôn định hình
dạng, kích thước, giảm được cong vênh, nứt nẻ lúc gia công và sử dụng
- Sây gỗ để giảm trọng lượng chỉ tiết, công trình gỗ, đảm bảo được chất lượng đán keo và trang sức bề mặt
1.8.3 Tầm quan trọng của sấy gỗ
Gỗ phải được sấy trong bất kỳ một quá trình gia công, chế biến gỗ nào (sản
xuất đồ mộc, sản xuất gỗ dán, ván nhân tạo, sản xuất kết cầu xây dựng từ gỗ, chế
biến song mây tre, làm hàng thủ công mỹ nghệ )
Sử dụng gỗ tươi, hoặc gỗ sây có độ âm chưa đạt yêu cầu sẽ dẫn đến giảm thời gian sử dụng sản phẩm, hoặc hủy bỏ (hàng sơn mài xuất khẩu bị nứt, hàng song
mây tre bị mốc, chỉ tiết đồ mộc bị cong vênh, co rút, giản nở không lắp lẫn được, hoặc lắp xong bị nứt, bị hỏng ; kết cấu xây dựng bị mục, mọt )
Vì vậy nhiệm vụ chủ yếu của sấy gỗ là giám đều độ âm toàn chồng gỗ, trong
thanh gỗ đem sây theo tiết điện và chiều dài lúc đảm bảo chất lượng vật liệu
1.8.4 Các khuyết tật của gỗ sấy sản sinh trong quá trình sấy 1.8.4.1 Cong vênh
Gỗ bị cong vênh là do các bộ phận của gỗ co rút không đồng đều sinh ra (co rút không đồng đều theo các chiều thớ khác nhau) Nếu độ cong vênh ở các loại ván khác nhau có khác nhau, đối với ván tiếp tuyến là nghiêm trọng nhất Để hạn chế mức độ cong vênh cần tuân theo các biện pháp sau: khi xếp đống, cần sử dụng thanh kê có bề dày đều nhau và phải đặt đúng vị trí của thanh kê, cự ly thanh kê không nên cách xa nhau quá
Trang 2727
Sự nhăn mặt gỗ (ván) là một hiện tượng biểu hiện trạng thái biến dạng hết sức mãnh liệt và không tốt Có khi do gỗ bị nhăn mặt mà sinh ra nứt nẻ lớn Khuyết tật này thường xảy ra ở một số loại gỗ nhất định Để tránh hiện tượng này, khi sấy không nên sử đụng nhiệt độ sấy quá cao và không được phép tăng nhiệt độ quá mức quy định của chế độ sấy
1.8.4.3 Nứt nẻ
Là do sự phát sinh ứng suất quá lớn bên trong gỗ làm cho các thớ gỗ bị phá hoại Ứng suất hình thành ở các giai đoạn sấy đầu sẽ gây nên nứt ngoài Còn ứng suất hình thành ở giai đoạn sấy sau sẽ gây nên nứt trong Để tránh nứt nẻ ở bề mặt
ván, ta cần tuân thủ chế độ say, nhat thiét không được hạ thấp độ ẩm của môi
trường sấy xuống quá đáng so với quy định của chế độ sấy 1.8.5 Các phương pháp sấy gỗ
Cũng như các phương pháp sấy khác, đối với gỗ có các phương pháp say sau: Hong khô, sấy chân không, sấy ngưng tụ âm, sấy cao tần, sây hơi nước quá nhiệt, sấy qui chuẩn, sấy bằng năng lượng mặt trời, sấy gỗ trong chất lỏng, sấy ly
A
Trang 2828
CHUONG II TINH TOAN NHIET HE THONG SAY BUONG DE SAY GO
Khi tính toán nhiệt một hệ thống sấy buông ta có thể tiễn hành theo các bước sau đây:
- _ Căn cứ vào yêu cầu công nghệ, chúng ta phải quyết định chế độ sấy chế độ sấy được hiểu chủ yếu là nhiệt độ vào của tác nhân sấy và thời gian
sấy
- _ Tính khối lượng vật liệu sẫy vào ra buồng sấy
- _ Tính lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ W (*&g ẩmh) - _ Xác định thông số tác nhân sấy trước và sau calorifer
- _ Xây dựng quá trình sấy lý thuyết mà nội dung cơ bản của nó là tính lượng không khí khô cần thiết L„ (kg kk/h)
- _ Xác định kích thước cơ bản của buồng sấy
- _ Tính tất cả các tốn thất nhiệt có thể có
- Xây đựng quá trình sấy thực Nhiệm vụ chủ yếu của phần này là tính lượng tác nhân sấy cần thiết L (kg kk/h) va nhiệt lượng Q (#J⁄%) mà calorifer cần cung cấp
2.1 Chọn chế độ sấy
Do gỗ là loại vật liệu rất đễ cong vênh, nứt lẻ do đó ngoài nhiệm vụ làm
khô gỗ thì ta phải chọn chế độ sấy làm sao cho gỗ không được cong vênh, nứt lẻ Vì vậy phải đòi hỏi một chế độ sấy hết sức nghiêm ngặt với thời gian sấy khá
đài Dựa vào thực nghiệm ta chọn được chế độ sây gỗ như sau:
Trang 2929
- Giai đoạn (3)
+ Nhiét d6 tac nhan say: t; = 70°C
+ Độ âm của gỗ: , = 30%; w = 10%
+ Thời gian sấy: t=120h
- Giai doan (4) xt ly 4m va quat ngudi: t= 16h 2.2 Khối lượng vật liệu sấy ra vào mỗi giai đoạn
Theo yêu cầu thiết kế năng suất đầu vào của hệ thống sấy lạnh là: 40m⁄mẻ Ta có khối lượng riêng của gỗ khi đưa vào buồng p = 546 kg/m'
Nếu gỌọI1 G\, G¿, @¡, M2 tương ứng là khối lượng và độ am tuong đối của vật
liệu sấy đi vào và đi ra khỏi thiết bị sấy thì rõ ràng lượng âm đã bốc hơi trong thiết bi say bang: W =G,-G, hay W =G,.0,-G,.o, hay W = G,.@, — G,.a, 100
Trong đó ø, và ø, được viết theo giá trị thực
Trang 3030 G2 = G3 12 =118561 9 — 922 1kg — Ø; 1-0 2.3 Lượng am cần bốc hơi Lượng ẩm cần bốc hơi trong cả quá trình là : W = G_- G{kg) Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ: w-— ken T Trong đó : 1 1a thdi gian say - Giai doan (1) 1 1 W = G'-G,' _ 21840-20748 _ 68,25 kg/h T 16 - Giai doan (2) 2 2 W, = Gy" = Gy" _ 20748-11856 _ 55) 1 T 168 - Giai doan (3) 3 3 W, = G,-G,* _ 11856-9221 _ 22kg lh T 120
2.4 Xác định các thơng số ngồi trời
Do địa điểm khảo sát cũng như để thiết kế hệ thống sấy ở Nam Định nên thơng số khơng khí ngồi trời ta tra trong bảng Nhưng để tiện trong quá trình tính toán ta lay:
— Nhiệt độ môi trường trung bình năm 4, = 25°C
— Độ âm tương đối trung bình năm g, = 85%
Như vậy điểm 0 có cặp thông số (7¿; ø,) ta đễ đàng xác định được lượng chứa am d, va entanpy I, trén dé thị I-d Các thông số này cũng có thể tính theo các công thức giải tích Khi đó:
— Lượng chứa âm dụ:
dạ =0,621— “nếu —
B—Ø.P,
Trang 3131 B= lat = 0,98 bar: Áp suất khí quyên Trong đó ø;: -eœoha 402642 _Ì SE“ 23s500+,Ƒ Thay số: P, = ©€Xp l2a_—_ “02642 _ = 0,0315bar 235,500 + 25 Vậy lượng chứa âm d, 0,85.0,0315 = = 0,0174 kgdm/kgkk 0,98 — 0,85.0,0315 d, = 0,621 — Nhiét dung riéng dan suat: Cdx(d,)=C jp + Coq Trong đó: C¿, Cpa - trong tng là nhiệt dung riêng của không khí khô và hơi nước Lây C„„ = 1,004kJ/*kgK; C„„ = 1,842 kJ/kgK Thay s6: Cadx(d, ) = 1,004 + 1,842.0,0174 = 10364 /kgK — Entanpy Jo: Ty =C yuty td lr +C pat) Trong d6: r = 2500 KJ/kgKK - nhiệt ân hóa hơi của nước Do đó: 7ạ = 1,004.25 + 0,0172(2500 + 1,842.25) = 69,44J / kgkk
2.5 Xác định entanpy của tác nhân sấy trước quá trình sấy
— Entanpy của tác nhân sấy trước quá trình sấy của từng giai đoạn lI¡ có thể được
xác định bằng đồ thị 7 - d theo cặp thông sé (d,; t,)trong d6 d, = do), như vậy ta xác dinh duoc diém 1 Cac thông số còn lại của điểm 1 ta dé dàng tìm được như ø; 1 Do đây là quá trình đốt nóng được chọn theo thiết kế Từ đó tìm được 7; hoặc có thể tính bằng giải tích
l.=Ch +dữứ+C th)
Trong đó t, đã chọn trước lần lượt bằng 50°C; 60°C; 70 °C Thay số vào từng giai đoạn ta được
- Gjiai doan (1):
I,'= 1,004.50 + 0,0174(2500 +1,842.50) = 95,3 ki/kg - Gjiai doan (2):
Trang 3232
- Giai doan (2):
1,°= 1,004.70 + 0,0174(2500 +1,842.70) = 116,024 kJ⁄kg
— Chọn nhiệt độ tác nhân sấy sau quá trình sấy sao cho bé nhất để giảm tối thiêu tốn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi nhưng cũng phải hết sức quan tâm việc chọn f; sao cho không được đọng sương Theo kinh nghiệm chọn /; = 31C; 33”C; 35”C 2.6 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết
Xác định các thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết I B ti Ce te al Ci Ce to A a
Hình 2.1 Đồ thị I-d của quá trình sấy lý thuyết - Trang thai A là trạng thái khơng khí ngồi trời
- _ Trạng thái B là trạng thái đầu của quá trình sấy
- Trang thai C, 1a trạng thái tác nhân sẫy sau quá trình sấy lý thuyết
Khi đã chọn được nhiệt độ ¿; thì trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý
thuyết hoàn toàn xác định được nhờ cặp thông SỐ (†s; lạ = l;¡), trong đó lạ = lị, Khi điểm Cạ đã được xác định trên đồ thị I-d thì lượng chứa âm dạo và Ø;,„ cũng hoàn toàn xác định được Các đại lượng này cũng có thê xác định bằng giải tích:
Trang 3333 - Giai doan (1) d„ =0,0174+ 0360-31 _ 0,0251kg dm/kg kk 2500 +1,842.31 - Giai doan (2) dy, =0,0174+ 1,036(60= 2500 + 1,842.33 33) _ 0,0283kg am/kg kk - Giai doan (3) d,, = 0,0174+ 1,036(70 = 39) _ 0,0315kg dm/kg kk 2500 + 1,842.35
Như đã nói ở trên nhiệt độ t¿ được chọn theo kinh nghiệm Do đó, ta tính ø, để kiểm tra xem tính hợp lý khi chọn ø¿
Trang 3434 9x = 0,98.0,0283 = 0,854 = 85% 0,05(0,621+ 0,0283) - Giai doan (3) gx = 0,98.0,0315 = 0,85 = 85% 0,0558(0,621+ 0,0315) Lượng không khi lý thuyết
Ta có lượng 4m do Ikg không khí khô mang ra trong quá trình sấy là: Ad =d, - dạ = d, - d,: kgẩm/kgkk Như vậy, lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy là: 1 1 1 .(kgkk/kgả Ad d,-d, d, a, (GKK NGẬM) Thay số: - Giai đoạn (1) 1 =—————— =l130 kekk/keẩm 0,0251-0,0174 & B ly
Jp - goi la luong tiéu hao khéng khi riéng
Vay dé tach W kg 4m trong 1 giờ thì lượng không khí khô là: L, = W, Jy = 68,25.130 = 8864kgkk/h - Giai doan (2) I, = 00283- 00174 =92 kg kk/kg dm Vậy đề tách W kg âm trong 1 giờ thì lượng không khí khô là: Lạ =W, lạ = 53.92 = 4863kgkk/h - Giai đoạn (3) 1 =————————=71 kekk/ke ẩm 0,0315—-0,0174 5 5 ly Vậy để tách W kg âm trong 1 giờ thì lượng không khí khô là: lạ =W, 1y = 22.71 =1560kgkk/h
2.7 Xác định các kích thước cơ bản của hệ thống sấy
Kích thước của buông sấy phụ thuộc vào năng suất của buồng sấy và đặc
Trang 3535
Năng suất của buồng sấy là 40m /mẻ, còn kích thước của gỗ đưa vào sấy có kích thước như sau:
Do gỗ sấy nhằm mục dich 1a tam ván sàn nên kích thước đã được đặt sẵn VỚI:
- Chiều đài của thanh gỗ có kích thước 1,3 = 2000 mm - Chiều dây của thanh gỗ có kích thước là ö„s = 37 mm - Chiều rộng của thanh gỗ có kích thước là rg = 100 mm
Dé cho khả năng vật liệu được chất cao thì ta không dùng xe goòng dé dua gỗ vào mà đùng xe nâng để đưa từng bó gỗ vào chồng lên nhau, như thế sẽ đảm bảo
được vật liệu không bị đô, năng suất cao chiếm ít diện tích
Cách bố trí gỗ như hình vẽ: do chiều dài của gỗ 2000mm nên ta bố trí gỗ để ngang là 2 hàng, với mỗi bó gỗ cao 1000mm và khoảng trống giữa các bó là
100mm để dễ đưa vật liệu ra vào, cách trần 300mm "| @&đ@ â& H2 H S —=E = = m mm x = = =f = H3 == = = " ———— "¬ " "——— "——— or ca —= x 1 1 rô L ra 1 a R r
Trang 3636 Vậy chiều cao buông sấy là: H =700 + 300 + 3200 = 4200mm - Chiều rộng của buông sây được tính: r = 2.r¡†rạ+2.r;mm Trong đó:
- _ r¡ là khoảng cách giữa gỗ và tường, r¡ = 250mm;
- _ rạ là khoảng cách giữa hai bó gỗ, r = 100mm; - _ 7s là chiều đài của thanh gỗ, r; = 2000mm;
Vậy chiều rộng của buồng sấy là:
r = 2.250 + 100 + 2000.2 = 4600mm;
- Chiêu dài của buông sây được tính(L):
Chọn thê tích khơng gian thống để mơi chất tuần hồn là: V,= 100m’; Vậy tông thê tích không gian của buồng sấy là: Vụ = V, + V„ạ = 100 + 40 = 140 m’; Ta lạ có: HLr=V, > L= hộ = _140- = 7,2m Hr 4,2.4,6 2.8 Tính các tốn thất Khi tính tốn thất ta tính riêng cho từng giai đoạn 2.8.1 Giai đoạn 1
2.8.1.1T6n that qua kết cấu bao che
Tổn thất qua kết cầu bao che là phức tạp nhất, ta chia kết câu làm 3 phân: các
bề mặt bao quanh, trần và nên
— Tổn thất qua nền buông say phu thudc rất nhiều vào cấu tạo nền va ca dia
tầng Mặc dù nền các thiết bị sấy đều được xử lý bằng bê tông gạch vỡ và láng xi măng nhưng theo kinh nghiệm ở những vùng nên âm ướt tốn thất này vẫn rất lớn so
với nền đất khô ráo Ở Việt Nam chưa có số liệu nghiên cứu về tôn thất nền do đó ta
dựa vào bảng số liệu nghiên cứu thực tế của Nga Bảng số liệu tổn thất qua nền phụ thuộc vào khoảng cách Xứn) giữa tường thiết bị sấy với tường phân xưởng và nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy
Theo tài liệu [1], trong trường hợp này với nhiệt độ trung bình TNS là 40,5°C
Trang 3737
Với khoảng cách X = lớn do thiết bị sấy trong trường hợp này được bồ trí đặt gân kề với các phân xưởng bên cạnh
Vậy : Q„= F„.q„ =7,2.4,6.35 =1159,2W
— Tổn thất qua tường bao:
Kết cấu của tường bao: Tường buồng say được xây bằng gạch đỏ dày 0,25m
Trong đó kêt câu cụ thê như sau :
+ Lớp vữa mặt trong và mặt ngoài có cùng độ dày: ở, = ở; = 0,015n
+ Lớp gạch dày : ở; = 0,22m Tra bảng ta được:
A, =A, =0,93 W/mK;
A, = 0,77 W/mK Hình 2.3 Kết cầu tường buồng sây
Mật độ dong nhiét g(W/m’) truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt truyền nhiệt có thể tính băng một trong các công thức sau đây:
q = KAt = Kí —fr;) = Q (tp — tạ) = Œ;(f2¿ — fz; )
A TA TA
Trong kỹ thuật sấy thì nhiệt độ bề mặt vách sẽ không biết được, ta chỉ biết được nhiệt độ dịch thê nóng ; (là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy) và nhiệt độ dịch thể lạnh #› (là nhiệt độ không gian bao quanh buông sấy)
Như vậy là phải đi tìm hệ số truyền nhiệt K tức phải đi tìm hệ số trao đổi nhiệt œ,;œz, Việc xác định hai thông số này chính xác là khá phức tạp vì ta phải tính vòng lặp cho đến khi kết quả hợp lý mới thôi Do đó, ta sẽ tính mật độ đòng nhiệt
q(WZm)
0 0
Trang 3838
Hệ số trao đôi nhiệt đối lưu của không khí trong buồng với tường là ơ; được xác định theo tài liệu [2] như sau:
Khi v <5 m/s ta có dị = 6,15 + 4,18.v, W/mˆK vận tốc gió tuần hoàn ta chọn 2m/s
Vậy ơ = 6,15 + 4,18.2 = 14,51 W/mˆK
Trao đôi nhiệt từ tường bao đến khơng khí bên ngồi là đối lưu tự nhiên với
hệ số trao đôi nhiệt d¿ Muốn xác định ơ; cần biết nhiệt độ bề mặt tuong ¢,, Tri sé
nay chưa biết nên phải giả thiết sau đó kiểm tra lại Việc tính toán theo phương pháp tính lặp cho đến khi sai số nhỏ hơn trị số cho phép
Giả thiết z,„„= 32°C; At; = 7„„- tạ = 7°C;
Trang 3939 Trong đó: ø„„ = ø;.1,3 = 312.13 = 4,056 W/mˆK Vậy ta có: k„ = 1 022 20015 Ị 1 = 1,58 W/m°K , + + + 14,51 0,77 0,93 4,056 Nhiệt truyền qua trần buồng sấy là: Qi = ky-Fi-(ta — to) = 1,58.7,2.4,6(40,5 - 25) =811,1 W Vậy tông tôn thất ra môi trường là: Q =Q,+Q:+ Qe = 1159,2 + 2166,27 + 811,1 =4136,56W = 14891,652 kJh duet = é - 14821652 — 21g2 kJ/⁄gẩm W 68/25 2.8.1.2 Tôn thất do vật liệu mang di
Để tính tôn that này cho các giai đoạn say chung ta thay nhiệt độ của vật liệu
sây trước và sau mỗi giai đoạn sấy nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy Vì giai đoạn (1) vật liệu sấy vào có nhiệt độ thấp bằng nhiệt độ tác nhân sấy ra môi trường (t;) của giai đoạn (1) nên nhiệt độ ra của giai đoạn (1) chúng ta
lây nhỏ hơn nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy khoảng (4°C-+5°C) Như vậy chúng
ta có:
ty’ = t2 =31°C
1 yee
tạ = |-5=355"C
Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy được tra bảng trong [1] ta được C,' = 2,72 (g6 khi dua vao voi d6 4m 62%)
Tổn thất nhiệt do vật liệu mang đi sẽ được tính theo biểu thức: Qy' =G;'`.C/'(t¿ — ty) = 20748.2,72.(35,5 — 31) = 253955,52 kJ 71 = Qe — 25395552 ” "Wo 68,25 2.8.2 Giai doan (2) 2.8.2.1 Ton that nhiệt qua kết cấu bao che =3720,96 kJ/kgắm
— Tôn thât qua nên buông sây phụ thuộc rât nhiêu vào câu tạo nên và cả địa
tâng Mặc dù nên các thiệt bị sây đêu được xử lý băng bê tông gạch vỡ và lắng xi măng nhưng theo kinh nghiệm ở những vùng nên âm ướt tôn thât này vẫn rât lớn so
Trang 4040
dựa vào bảng số liệu nghiên cứu thực tế của Nga Bảng số liệu tổn thất qua nền phụ thuộc vào khoảng cách Xứn) giữa tường thiết bị sấy với tường phân xưởng và nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy
Theo tai liệu [1], trong trường hợp này với nhiệt độ trung bình tác nhân sấy là
46,5°C nên ta chọn được: q„ạ= 4 0W/m?
Với khoảng cach X = 1m do thiét bị sây trong trường hợp này ta bố trí đặt gần kể với các phân xưởng bên cạnh
Vậy : Ó„= F„.q„ =7,2.4,6.40 =1324,8W — Tổn thất qua tường bao:
Với #„ là nhiệt độ trung bình của TNS: /„, = sere’ = 46,5°C
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của không khí trong buồng với tường là ơ; được xác định theo tài liệu [2] như sau:
Khi v <5 m⁄ ta có œị = 6,15 + 4,18.v, W/mK
vận tốc gió tuần hoàn ta chọn 2m/s
Vay a, = 6,15 + 4,18.2 = 14,51 Wim?K
Trao đôi nhiệt từ tường bao đến không khí bên ngoài là đối lưu tự nhiên với
hệ số trao đôi nhiệt œ; Muốn xác định ø; cần biết nhiệt độ bề mặt tuong ¢,, Tri số
này chưa biết nên phải giả thiết sau đó kiểm tra lại Việc tính toán theo phương pháp tính lặp cho đến khi sai số nhỏ hơn trị số cho phép
Giả thiết ¿„„= 34°C; At; = /„„- tạ = 99C;
![Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy được tra bảng trong [1] ta được C¿' =2,72 (gỗ khi đưa vào với độ âm 62%) - Đồ án Thiết kế hệ thống sấy buồng để sấy gỗ với năng suất 40m3](https://media.store123doc.com/figures/001/096/nhiet-dung-vat-lieu-say-bang-dua-do-1096235.png)
