Thiết kế hệ thống sấy mực, năng suất 500kg nguyên liệu mẻ

Đồ án trình thiết bị CNSH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện CNSH&CNTP ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Đề tài : Thiết kế hệ thống sấy mực, suất 500kg nguyên liệu/mẻ SVTH: GVHD: Bộ môn: Nguyễn Thị Dịu - 20180313 TS Phạm Ngọc Hưng Quá trình thiết bị CNSH-CNTP Hà Nội,6-2021 Đồ án trình thiết bị CNSH ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Dịu Khóa: 63 Số hiệu sinh viên: 20180313 Viện: Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Ngành: Kỹ thuật Sinh học Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống buồng sấy mực với suất nguyên liệu 500kg/mẻ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm nguyên liệu: 70% - Độ ẩm thành phẩm: 15% - Nhiệt độ sấy: 65°C - Thời gian sấy: 12h Các vẽ, đồ thị: - Bản vẽ thiết kết thiết bị sấy buồng sấy mực suất nguyên liệu 500kg/mẻ Họ tên cán hướng dẫn: Phạm Ngọc Hưng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/03/2021 Ngày hoàn thành đồ án: 06/06/2021 Ngày tháng năm 20… Trưởng môn Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt ngày… tháng…năm… Người duyệt Sinh viên (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Đồ án trình thiết bị CNSH Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I-TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẤY 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỰC 1.1.1 Đặc điểm mực 1.1.2 Vùng phân bố 1.1.3 Sản lượng khai thác hàng năm 1.1.4 Sản phẩm từ mực tiềm chúng 1.2 PHÂN LOẠI 1.2.1 Mực 1.2.2 Mực xà 1.2.3 Mực nang .8 1.2.4 Mực ống 1.3 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN HIỆN NAY 10 1.4.1 Bảo quản mực tươi khơng có tủ lạnh .10 1.4.2 Bảo quản tủ lạnh/ tủ đông 10 1.4.3 Bảo quản việc làm khô .10 1.5 ỨNG DỤNG VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG MỰC KHÔ 12 CHƯƠNG II- TỔNG QUAN VỀ SẤY 13 2.1 KHÁI NIỆM 13 2.2 PHÂN LOẠI 13 2.3 MỤC ĐÍCH 14 2.4 CÁC YẾU TỐ CẦN QUAN TÂM TRONG QUÁ TRÌNH SẤY 14 2.5 CÁC THIẾT BỊ SẤY .14 2.5.1 Thiết bị buồng sấy .15 2.5.2 Tủ sấy có bổ sung nhiệt .16 2.5.3 Hầm sấy .17 2.5.4 Sấy băng tải 17 2.5.5 Sấy thùng quay 18 2.5.6 Sấy phun 19 2.6 CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT BỊ SẤY MỰC TƯƠI .20 2.6.1 Chọn phương án sấy 20 2.6.2 Chọn tác nhân sấy .21 2.6.3 Chọn thiết bị sấy 21 2.6.4 Thời gian sấy .22 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY TỦ SẤY MỰC 23 3.1 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU 23 3.2 TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 23 3.2.1 Trạng thái khơng khí bên ngồi ( điểm A) 24 3.2.2 Trạng thái khơng khí vào buồng sấy 25 3.2.3 Trạng thái khơng khí khỏi buồng sấy 25 3.2.4 Lưu lượng khơng khí thực tế 26 3.2.5 Tiêu hao nhiệt lý thuyết .27 3.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỦA THIẾT BỊ SẤY( KHAY SẤY, XE GOONG, BUỒNG SẤY) 27 3.3.1 Kích thước khay sấy 27 3.3.2 Chọn kích thước xe goong 27 3.3.3 Chọn kích thước buồng sấy 28 3.4 QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 29 3.4.1 Xác định tổn thất vật liệu 29 3.4.2 Tổn thất thiết bị vận chuyển 30 Đồ án trình thiết bị CNSH 3.4.3 Tổn thất tỏa nhiệt môi trường qmt .31 3.5 TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT 36 3.5.1 Nhiệt đưa vào hệ thống 36 3.5.2 Nhiệt lượng khỏi hệ thống .36 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 38 4.1 CHỌN CALORIFER .38 4.2 TÍNH TỐN TRỞ LỰC 40 4.2.1 Trở lực từ quạt đến calorifer .40 4.2.2 Trở lực từ đoạn ống thẳng calofife đến cút cong: .41 4.2.3 Trở lực cút cong: 41 4.2.4 Trở lực đoạn ống từ cút cong vào buồng sấy 42 4.2.5 Trở lực calorifer 42 4.2.6 Trở lực đoạn ống kiểu vát vào buồng sấy 42 4.2.7 Trở lực buồng sấy 42 4.2.8 Tổng trở lực hệ thống 43 4.3 CHỌN QUẠT 43 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Đồ án q trình thiết bị CNSH LỜI NĨI ĐẦU Trong sống đại ngày nay, nhu cầu chất lượng độ tiện lợi thực phẩm ngành cơng nghệ thực phẩm khơ dần chiếm ưu Và kỹ thuật phát triển ngành thực phẩm đại kỹ thuật sấy Kỹ thuật sấy đời giúp hạn chế nhược điểm phương pháp bảo quản truyền thống trước đây, bảo đảm yêu cầu bảo quản thực phẩm: ngăn ngừa nấm mốc, giữ đặc tính ban đầu,… Trên sở lý thuyết cho thấy, sấy khơng q trình tách nước khỏi vật liệu mà phải đảm bảo chất lượng, giảm thiểu tiêu tốn lượng, chi phí đầu tư vận hành thấp, đảm bảo yêu cầu môi trường Đó q trình cơng nghệ phức tạp Để thực q trình sấy, người ta khơng sử dụng thiết bị sấy, quạt, bơm, thiết bị làm nóng tác nhân sấy… mà cịn tính tốn độ ẩm vật liệu, sản phẩm, suất để tối ưu hóa q trình sấy Để hiểu rõ q trình sấy, việc tính tốn tối ưu cho q trình, đồ án mơn học này, em chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy mực suất 500kg/mẻ” Đây lần em làm đồ án, kiến thức tài liệu tham khảo hạn chế nên cịn nhiều khó khăn sai sót, em mong nhận góp ý để hồn thiện đồ án môn học Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Ngọc Hưng giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này! Đồ án trình thiết bị CNSH CHƯƠNG I-TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẤY 1.1 Giới thiệu chung mực Với bờ biển 3200km trải dài từ Bắc vào Nam, Việt Nam nhiều vịnh, biển đẹp xứng tầm thế, mà cịn có nguồn hải sản phong phú chủng loại, có mực Theo thống kê, vùng biển Việt Nam có khoảng 25 lồi mực ống thuộc Teuthoidea Và ngành khai thác, chế biến mực phát triển mang lại giá trị cao cho kinh tế biển 1.1.1 Đặc điểm mực - - Mực đại diện ngành than mềm có lối sống bơi lội tự biển Cơ thể mực gồm: thân đầu Đầu có miệng, quanh miệng có tua (thường 10 tua) Trên tua có giác bám phát triển Ở hai bên đầu có đơi mắt to Lớp áo tạo mặt bụng khoang áo rộng có thành phát triển thơng với ngồi qua phễu khoang áo Hình 1.1: Một mực ống biển Đây quan di chuyển mực Mỗi khoang áo phồng ra, nước hút vào co bóp lại nước qua phễu bụng, làm thể chúng chuyển động ngược lại theo kiểu phản lực 1.1.2 Vùng phân bố Mực có hầu hết vùng biển nước ta, mực ngon nhiều yếu tập trung Cô Tô( Quảng Ninh), Khánh Hòa, Phan Thiết, Cà Mau… 1.1.3 Sản lượng khai thác hàng năm Khai thác mực nước ta diễn quanh năm, nhiên có vụ vụ Bắc vụ Nam hình thức khai thác khác đa dạng, sản lượng mực tươi khai thác năm khoảng 100 nghìn năm (theo số liệu Dự án Bộ Công Thương) Mặc dù tình hình Covid-19 bão lũ khu vực miền trung năm qua sản lượng khai thác mực tươi khơng có nhiều biến động chiếm tỉ trọng cao nhành khai thác thủy sản Đồ án trình thiết bị CNSH 1.1.4 Sản phẩm từ mực tiềm chúng Trên thị trường nay, có nhiều sản phẩm từ mực mực khô, mực tươi, mực rim me, mực nắng, chả mực… ưa chuộng thị trường tiêu dùng tiềm lớn mang lại lợi nhuận cho ngành xuất Việt Nam 1.2 Phân loại  Theo đặc điểm 1.2.1 Mực - - - Tên khoa học: Sepionteuthis lessoniana Đặc điểm: Có vây dày hình bầu dục khỏe mở rộng xung quanh, gần toàn lớp áo Vây mở rộng khoảng 83-97% chiều dài 67-70% chiều rộng áo; Lớp áo mực thường dài 4-33cm đực 3,8-25,6cm Khối lượng đực từ 403,5g-1415g trưởng 165g-1,046g Trọng lượng tối da mực vào khoảng 1,8kg Chế độ ăn uống chủ yếu cá nhỏ động vật giáp xác; Chúng tìm thấy yếu gần bờ biển, gần tảng đá rạn san hơ Hình 1.2 Mực cơng viên Tokyo, Tokyo, Nhật Bản 1.2.2 Mực xà Tên khoa học: Sthenoteuthis oualaniensis Đặc điểm: - Đi mực xà có màu đen sậm, dày, xịe to cá Hình 1.3 Mực xà Đồ án trình thiết bị CNSH - Mực xà sau phơi có vị đắng, khơng ngon, khó nhai nên sử dụng; Thường khai chủ yếu Hoàng Sa, Trường Sa… 1.2.3 Mực nang Tên khoa học: Sepiida Hình 1.4 Mực nang Đặc điểm: - - Mực nang có lớp vỏ bên lớn, hình chữ W, vịi xúc tu có miệng hút có cưa để giữ chật mồi chúng Mực nang có kích thước từ 15cm-25cm, có lồi lớn có áo đạt chiều dài 50cm nặng 10,5kg ( loài Sepia apama) Chúng ăn động vật thân mềm nhỏ, cua, tôm, cá, giun … Tuổi thọ chúng khoảng 1-2 năm Nhiều vùng biển Cô Tô ( Quảng Ninh), Khánh Hịa… 1.2.4 Mực ống Tên khoa học: Teuthida Hình 1.5 Mực ống Đặc điểm: - - Mực có phần thân phần đầu rõ ràng Thân cân xứng hai phía, có da có tay cặp xúc tu Mực ống có chứa hợp chất mực màu đen thể, gặp nguy hiểm, mực phun tạo đen dày đặc, lẩn trốn khỏi nguy đe dọa Có nhiều vùng biển Quảng Ninh, Đà Nẵng, …  Theo kích thước Đồ án trình thiết bị CNSH - - 1.3 - Người ta phân loại mực dựa vào chiều dài tính từ đến đầu mực, có hai loại: Loại nhỏ Loại 1s dài 16-20cm; Loại 2s dài 14-16cm; Loại 3s dài 12-14cm; Loại 4s dài 8-10cm Loại lớn Loại 4l dài 32-40cm; Loại 3l dài 28-32cm; Loại 2l dài 24-28cm; Loại 1l dài 20-24cm Thành phần dinh dưỡng Mực ống lồi thủy sản mỡ, có độ ẩm khoảng 70% Khi mực chết với độ ẩm cao môi trường thuận lợi cho vi khuẩn phát triển gây thối, hỏng mực Do hàm lượng nước mực tươi lớn nên gây khó khăn cho việc bảo quản mực tươi, việc sấy mực để tao sản phẩm mực khô giúp cho việc nâng cao lợi nhuận tận dụng tối đa nguồn hải sản Theo số thống kê cho thấy, chất dinh dưỡng mực khơ có lợi cho sức khỏe, kể bà bầu Cụ thể hàm lượng chất dinh dưỡng có bảng sau: Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng mực Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Hàm lượng Năng lượng Kcal 291 Đạm g 60 Chất béo g Đường g Canxi mg 27 Đồ án trình thiết bị CNSH 1.4 Sắt mg 60 Magie mg 269 Photpho mg 287 Kali mg 1368 Natri mg 445 Vitamin B1 mg 13 Vitamin B2 mg 17 Vitamin PP mg Các phương pháp bảo quản 1.4.1 Bảo quản mực tươi khơng có tủ lạnh Nếu khơng có tủ lạnh vận chuyển qng thời gian ngắn ta cho mực vào thùng xốp nhiều đá đủ để phủ hết phần mực Bằng cách ta bảo quản 8-10 Để đạt hiệu tốt nhất, ta nên tạo lỗ nhỏ đáy thùng để phần nước đá chảy ra, giúp mực tươi lâu 1.4.2 Bảo quản tủ lạnh/ tủ đông Phương pháp giúp bảo quản mực tươi lâu cách cấp đông cho mực Đầu tiên rửa sạch, bỏ hết phần ruột da mực Sau cho vào túi zip hộp đựng cho vào tủ lạnh bảo quản nhiệt độ 5oC Hoặc sử dụng tủ đông chuyên dụng để bảo quản lâu hơn( khoảng tháng) với nhiệt độ đảm bảo -18oC 10 Đồ án trình thiết bị CNSH  Trần buồng sấy có cấu tạo thơng số tường máy nên hệ số truyền nhiệt là: K tr = 1 W = =0,86( ) δ 1 0,0015 0,05 m K +⅀ + + + + α1 λ α 14,49 46,5 0,058 4,34 ( )  Tổn thất nhiệt qua trần buồng máy là: Qtr= K tr F tr ∆ t=0,86 ( 2,563.0,973 ) 30=64,34 ( W )=231,63( - kJ ) h Tổn thất nhiệt qua nền: Kết cấu tường bao, nên tính tổn thất tường bao: Q n=K F n ∆ t=0,82 ( 2,563.0,973 ) 30=61,35 ( W )=220,85( kJ ) h - Tổng tổn thất nhiệt truyền môi trường qua kết cấu bao che là: q mt= Q mt Q t +Q tr +Q n 929,88+231,63+220,85 = = =51,28 (kJ/kg) W 1h W 1h 26,96 - Tổng lượng tổn thất nhiệt thực tế là: qtổng= qm+qvc+qmt= 59,37+ 28,41 + 51,28=139,1(kJ/kg) Xác định thơng số q trình sấy thực tế 34 Đồ án trình thiết bị CNSH Hình 3.2 Quá trình sấy thực tế - Lượng chứa ẩm d 2= C pk ( t 1−t 2) + d 1( i1−∆) i 2−∆ Trong đó:  d1 = 0,0173(kg/kgkk)  i2: entanpy nước  Cph: Nhiệt dung riêng nước ( Cph = 1,9 kJ/kgK)  Cpk: Nhiệt dung riêng khơng khí khơ ( Cpk =1,004 kJ kgK) ∆ = Cα t0 -qtổng = 4,18 × 25 – 139,1= -34,6(kJ/kg ẩm ) i1 =r + Cph t1 = 2500 + 1,9 65 = 2623,5 kJ/kg i2 = r+ Cph t2 = 2500 + 1,9 45 = 2585,5 kJ/kg Thay số: d 2= 1,004 ( 65−45 ) +0,0173 (2623,5+34,6) kg =0,0252( ) 2585,5+34,6 kgkk - Độ ẩm tương đối: φ2 = d Pkq 0,0252 0,9933 = = 40,77% (0,621+d )Pbh (0,621+0,0252)× 0,095 - Entanpy: I 2=C pk t + d2 ( r +C ph t )=1,004 45+0,0252 ( 2500+1,842 45 )=110,26 kJ ( kgkk ) - Khối lượng riêng khơng khí: 35 Đồ án q trình thiết bị CNSH pk2= P kq−φ2 Pbh 0,9933−0,4077 × 0,095 10 = 105 = 1,046 ( kg/m3) 287 (273+45) R k (273+t 2) - Lượng khơng khí khô cần thiết để bốc kg ẩm vật liệu sấy là: 1 l0 = d −d = = 126,58 (kg/kg ẩm ) 0,0252−0,0173 - Lượng khơng khí khơ bốc h là: L1h = l0 W1h = 126,58 × 26,96 = 3412,6 (kgkk/h) Thể tích khơng khí ẩm chưa 1kg khơng khí khơ trước sau trình sấy là: vB= 1,01 m3/kgkk ( ( t1 =65℃ , φ1= 10,09 % ) vC =0,95 m3/kgkk ( t2 = 45 ℃ , φ = 40,77 % ) - Lưu lượng tác nhân sấy trước vào buồng: VB = L vB = 3412,6 1,01 = 3446,73 m3/h - Lưu lượng tác nhân sấy sau khỏi buồng: VC = L vC = 3412,6 0,95 = 3241,97 (m3/h) - Lưu lượng thể tích trung bình tác nhân vào buồng: V’tb = - V B +V C 3446,73+3241,97 = = 3344,35 (m3/h) 2 Khối lượng riêng tác nhân sấy trình thực tế: L 3412,6 ptb = V ' = = 1,02 (kg/m3 ) 3344,35 tb Bảng 3.2 Trạng thái khơng khí lý thuyết thực tế 36 Đồ án trình thiết bị CNSH Trạng thái khơng khí Q trình sấy lí thuyết d I ρk t φ d I ρk 0,0173 69,15 1,13 25 85 0,0173 69,15 1,13 65 10,9 0,0173 110,5 0,996 65 85 0,0173 110,58 0.996 45 41,1 0,0253 110,5 1,045 45 40,7 0,0252 110,26 1,046 t Khôn g khí bên 25 ngồi buồng sấy Khơn g khí vào buồng sấy Khơn g khí khỏi buồng sấy Q trình sấy thực φ 85 3.5 Tính tốn cân nhiệt 3.5.1 Nhiệt đưa vào hệ thống - Nhiệt lượng đưa vào buồng sấy: q= l0 (I1 -I0) =126,58(110,58-69,15) = 5244,21(kJ/kg ẩm ) Q= q W0 = 5244,21 323,53 =1696659,26 (kJ/h) - Nhiệt khơng khí đưa vào: Q0 =L I0 = l0 W0 I0 = 126,58 323,53 69,15 = 2831860,35 (kJ/h) Qv = Q +Q0 = 1696659,26+2831860,35=4528519,61(kJ/h) 3.5.2 Nhiệt lượng khỏi hệ thống - Nhiệt lượng có ích: q1 =i2 -Cα t0 = 2585,5 – 4,18 25= 2481( kJ/kg ẩm ) 37 Đồ án trình thiết bị CNSH - - Q1 = q1 W0 = 2481 323,53 = 802677,93 (kJ/h) Nhiệt tổn thất khí ra: I’2= t2 + d0( r+ Cph t2 ) = 45 + 0,0173( 2500+ 1,9 45) = 89,73 (kg/kgkk) Q’2 = L I’2 = 126,58 323,53 89,73= 3674661,31 kJ/h Nhiệt tổn thất vật liệu mang đi: Qm =19208,76 (kJ/h) Nhiệt tổn thất thiết bị vận chuyển: Qvc =9562,8 (kJ/h) Tổn thất vào môi trường: Qmt =1267,86(kJ/h) Tổng nhiệt lượng bị đưa là: Qra = Q1 + Q’2 + Qm + Qk + Qmt = 802677,93+ 3674661,31+19208,76+9562,8+1267,86= 4507378,66(kJ/h) Bảng 3.3 Thành phần nhiệt - Thành phần nhiệt Giá trị (kJ/h) % Nhiệt cấp vào 4528519,61 100% Nhiệt đưa 4507378,66 99,53% Nhiệt hữu ích 802677,93 17,73% Tổn thất khí 3674661,31 81,14% Tổn thất vật liệu 19208,76 0,42% Tổn thất vận chuyển 9562,8 0,21% Tổn thất tỏa nhiệt 1267,86 0,03% Sai số tuyệt đối: ∆ Q= | Qvào – Qra| = |4528519,61-4507378,66| = 21140,95(kJ/h) ∆Q 21140,95 δ= ¿ = Qvào 4528519,61 100% = 0,47% 10% (thỏa mãn ) 38 Đồ án trình thiết bị CNSH Vậy hiệu suất thiết bị sấy là: H= Q 802677,93 = 100% =47,31% Q 1696659,26 39 Đồ án trình thiết bị CNSH CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 4.1 - Chọn Calorifer Nhiệt lượng calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy Q là: Q= L1h (I1-I0) (kJ/h) = 3412,6 ( 110,5869,15)=141384(kJ/h)=39,27 kW - Công suất nhiệt calorifer: Qcal = Q kJ n cal h ( ) Trong đó: Q nhiệt lượng vào buồng sấy Hình 4.1 Calorifer n cal hiệu suất nhiệt calorifer, (0,95-0,97), ta chọn n cal= 0,96  Q cal = - 39,27 =40,9 ( kW ) 0,96 Tiêu hao nước calorifer: nhiệt độ tác nhân sấy khơng q cao nên ta chọn lị có áp suất bão hòa 5bar Tiêu hao nước calorifer: D= Qcal i h−i ' Trong đó:  ih entanpy vào calorife Đây bão hịa khơ bar Vậy ih = i’’ = 2749 kJ/kg  i’ entanpy nước bão hòa, i’ = 640 kJ/kg Vậy D= - 40,9 = 0,02 kg/s = 76,37 kg/h 2749−640 Bề mặt truyền nhiệt caloriphe xác định theo công thức: 40 Đồ án trình thiết bị CNSH F= Qcal Ƞcal ( m2) k ∆ t tb Trong đó: F- bề mặt truyền nhiệt phía có cánh (m ¿ k- hệ số truyền nhiệt (W/m2K) ∆ t tb- độ chênh lệch nhiệt độ trung bình(oC) Giả thiết lưu tốc khơng khí kg/m2s, ta xác định k = 20 W/m2 K, trở lực phía khơng khí mmHg ( bảng 4-181-[TL2]) Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình xác định theo cơng thức: ∆ t 1−∆ t ε∆ t ∆ t1 ∆ ttb = ln ∆ t2 Trong đó: ∆ t1 = ts – tk1; ∆ t2 = ts – tk2  ts - nhiệt độ bão hòa nước áp suất bar, ts = 1520C  tk1 - nhiệt độ khí vào calorifer, tk1 = t0 = 25 0C  tk2 - nhiệt độ khơng khí khỏi calorifer, tk2 = t11 = 650C  ε ∆ t - hệ số xác định theo đồ thị, ε ∆ t =1 Vậy ( 152−25 )−(152−65) ∆ ttb = 152−25 = 105,740C ln 152−65 Bề mặt truyền nhiệt calorife: F= Qcal n cal 40,9 ×103 ×0,96 = = 17,85 m2 k ∆ t tb 20,8 ×105,74 Để đạt hiệu cho việc gia nhiệt phù hợp với tính tốn, để đảm bảo truyền nhiệt sử dụng thiết bị lâu, ta sử dụng calorifer tra phụ lục bảng trang 182 [TL2], ta chọn calorifer K∅ 1,kiểu II với thông số sau: 41 Đồ án trình thiết bị CNSH Bảng 4.1 Thơng số Calorifer Diện tích BMTDN (m2 ) 9,3 Diện tích tiết diện qua (m2 ) Diện tích tiết diện mơi chất qua (m2 ) Kích thước ( mm ) Dài A 0,084 0,006 610 L Dài B 412 Dày C 240 Đường kính ống mơi chất vào (dm) 1 3412,6 Ta có lưu tốc khơng khí ρv= f = 0,084.3600 =3,76 g /m s k (Sai số khoảng 6% nên sử dụng loại calorifer cho thiết bị) 4.2 Tính tốn trở lực 4.2.1 Trở lực từ quạt đến calorifer Chọn đường ống dẫn làm tơn sơn có độ nhám ε =10−4 m Chiều dài ống: l1 = 0,25 m Đường kính ống: d1 = 0,2 m Trong đó:  v1 = 0,885 m3/kgkk thể tích khơng khí trước vào Calorife ( t0= 25 ℃ , φ =85 % )  V1 = L v1 = 3412,6 0,885 = 3020,15 ( m3/h)= 0,84 (m3/s) π d π 0,22 = = 0,0314 ( m2 ) 4 0,84 ω1 = = 26,72 (m/s) 0,0314  F1 =  42 Đồ án trình thiết bị CNSH  Tại t= 25 ℃ , ρ0 =1,13 kg/m3, v1 = 15,53 10-6 m/s Chuẩn số Re: ℜ= ω1 d 26,72.0,2 = = 344108,18 ¿ 4000 v1 15,53.10−6  Khơng khí ống theo chế độ chảy xoáy Giá trị hệ số ma sát tính theo cơng thức (CT 11.64-tr380-[TL3]) ε 100 λ 1=0,1 1,46 + ℜ d ( 0,25 ) =0,1.(1,46 0,25 10−4 100 + ) = 0,0179 0,2 344108,18 Vậy trở lực ma sát ống từ miệng quạt đến calorifer là: ∆ p1= λ1 l1 w2 0,25 26,722 ρ1 = 0,0179 1,13 = 9,03( N /m2) 0,2 d1 2 4.2.2 Trở lực từ đoạn ống thẳng calofife đến cút cong: Chọn chiều dài: l2 = 400m Chọn đường kính: d2 = 200mm Vận tốc đường ống là: w2 = V2 F2 Trong đó:  v2 = 1m3/kgkk thể tích khơng khí sau qua calorife ( t1= 65 ℃ )  V2 = L v1 = 3412,6 = 3412,6m3/h = 0,95 (m3/s )  F 2= π d π 0,22 = = 0,0314 ( m2) 4 w2 = 30,25( m/s) Tại t = 65 ℃ , ρ2=0,996 kg/m 3và v 2=19,5× 10−6 m/s Chuẩn số Re: Re = ω2 d 30,25.0,2 = = 310256,41 ¿ 4000 v2 19,5.10−6  Khơng khí ống theo chế độ chảy xoáy 43 Đồ án trình thiết bị CNSH Giá trị hệ số ma sát tính theo cơng thức: [TL3] ε 100 λ 1=0,1 1,46 + ℜ d ( 0,25 ) =0,1.(1,46 0,25 10−4 100 + ) = 0,018 0,2 310256,41 Vậy trở lực ống từ calorife đến cút cong là: ∆ p2 = λ N l2 ω2 0,4 30,252 ρ = 0,018 0,996 = 16,41 0,2 d2 m ( ) 4.2.3 Trở lực cút cong: Chọn đường kính ống: d3 = 0,2 m ∆ p3 =ξ γ ω 2g Trong đó:  ξ = 0,178 ( trở lực cục )  γ = g p = 9,81 0,996 = 9,77 N/m3  w =30,25( m/s) ∆ p3 = 81,11 (N/m2 ) 4.2.4 Trở lực đoạn ống từ cút cong vào buồng sấy Chọn chiều dài là: l4 = 0,3 m Trở lực: ∆ p4 = λ2 N l4 ω 22 0,3 30,252 × 0,996× ρ =¿12,3 = 0,018 × 0,2 d2 2 m2 ( ) 4.2.5 Trở lực calorifer Chọn theo kinh nghiệm ∆ p5 =70N/m 4.2.6 Trở lực đoạn ống kiểu vát vào buồng sấy Chọn theo kinh nghiệm ∆ p6 =20N/m 4.2.7 Trở lực buồng sấy Buồng sấy có tầng sấy xe goong song song nhau, khay cách dk = 60 mm 44 Đồ án trình thiết bị CNSH Chọn độ nhám khay:ε k =10-6 m Vận tốc đường ống là: ωB=2 m3 /s  Trở lực cục khay vào: ω 2B 22 = 0,35 N/m2 ∆ p v =ξ v ρ2 = 0,178 0,996 2 Với ξ v =0,18 trở lực cục khay vào  Trở lực ma sát qua khay: ∆ pms =¿λ Lk ω2B ρ dk 2 Chuẩn số Re: Re = ωB d k 0,06 = = 6153,84 >4000 v2 19,5× 10−6 → Khơng khí ống theo chế độ chảy rối Giá trị hệ số ma sát tính theo cơng thức: λ= 0,3164 0,3164 = =0,036 6153,84 ℜ0,25 Vậy trở lực qua xe là: Lk ω2B 81 ∆ pms =¿λ 0,996 = 2,9(N/m2 ) ρ2 n= 0,036 0,06 dk 2 Trở lực cục xe ra: ∆ pr =ξ r ρ2 ω2B 22 = 0,25 0,996 = 5N/m2 2 Với ξ r =0,25 trở lực cục khay Vậy: ∆ p7 =∆ p v+∆ pms +∆ pr = 0, 35 + 2,9 + = 75 (N/m2 ) Áp suất động khí thốt  ω 2ra pđ =ρC × 45 Đồ án q trình thiết bị CNSH Tại t= 45℃ có: ρC =1,046kg /m3 Chọn tốc độ thải khí: ω ra= m/s Suy ra: ω2ra 52 = 12,45 N/m2 pđ =ρC =¿0,996 2 4.2.8 Tổng trở lực hệ thống ∆ p=∆ p1+∆ p2+∆ p3 +∆ p 4+∆ p5 +∆ p6 + ∆ p 7+ ¿ pđ = 9,03+ 16,41 + 81,11+ 12,3 + 70 + 20 + 3,75+ 12,45 = 225,05 (N/m2) 4.3 Chọn quạt Ta tổng tổn thất áp suất thực tế: ∆p= 225,05 N/m2    Cơng suất quạt N= V × ∆ p ×10−3 4265,75 225,05.10−3 = = 0,44Kw 0,6 × 3600 ŋ ×3600 - Công suất động chạy quạt là: N đc = N 0,44 × φ= ×1,3=0,58 kW ŋtd ( Do quạt nối với động nên ntđ =1, hệ số dự phịng φ =1,3)  Chọn quạt có công suất N≥ 0,5kW, công suất động ≥ 0,6kW ( trình tự tính tốn, cơng thức chủ yếu dựa theo lời giải Ví dụ 1-tr106 – [TL2]) 46 Đồ án trình thiết bị CNSH KẾT LUẬN Hệ thống sấy mực buồng sấy vận hành đơn giản, áp dụng cho nhiều mơ hình sản xuất Sản phẩm có chất lượng đảm bảo Hệ thống sử dụng rộng rãi khắc phục hạn chế việc sấy cách truyền thống Phù hợp với nhiều vùng biển Việt Nam, Sau tính tốn kích thước thiết bị, thiết bị phụ trợ hiệu suất thiết bị, cá nhân em thấy cần cải thiện thêm số thông số, kích thước, em mong nhận góp ý từ thầy để hồn thiện hệ thống sấy 47 Đồ án trình thiết bị CNSH TÀI LIỆU THAM KHẢO [ TL1] PGS TS Trần Văn Phú – Kỹ thuật sấy – Nhà xuất giáo dục – 2009 [ TL2] PGS TS Hoàng Văn Chước – Thiết kế hệ thống thiết bị sấy – NXB khoa học kỹ thuật – 2006 [ TL3] GS TS Nguyễn Bin – Sổ tay hóa cơng [TL4] Phạm Văn Toản – Luận án Tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu kỹ thuật sấy mực ống – 2019 48 ... tài: Thiết kế thiết bị sấy buồng để sấy mực với suất nguyên liệu 500kg/ mẻ - 3.1 - Vật liệu sấy: mực ống tươi Nắng suất đầu vào: G1= 500kg/ mẻ Thời gian sấy mẻ: τ = 12h Độ ẩm nguyên liệu mực: ω1=... Thời gian sấy: 12h Các vẽ, đồ thị: - Bản vẽ thiết kết thiết bị sấy buồng sấy mực suất nguyên liệu 500kg/ mẻ Họ tên cán hướng dẫn: Phạm Ngọc Hưng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/03/2021 Ngày hoàn thành... tính tốn tối ưu cho q trình, đồ án mơn học này, em chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy mực suất 500kg/ mẻ” Đây lần em làm đồ án, kiến thức tài liệu tham khảo hạn chế nên cịn nhiều khó khăn sai