Thiết kế thiết bị sấy vải quả tăng cường đối lưu và bức xạ nhiệt năng suất 1 tấn/mẻ

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ sấy vải quả 1. Mục ủớch

Nguyên liệu sấy là vải thiều Lục Ngạn, thực hiện sấy khô theo quy trỡnh cụng nghệ ủược thể hiện trờn hỡnh 1.2. Sau khi sấy, chúng tôi tiến hành lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu hóa học và cảm quan. Kết quả phõn tớch húa học và cảm quan mẫu sản phẩm sấy ủược ghi trong bảng 3.1.

Từ kết quả phõn tớch trong bảng 3.1, cho thấy do cỏc hệ thống sấy ủều dựng trực tiếp khúi lũ làm tỏc nhõn sấy nờn rất khú kiểm soỏt và ủiều chỉnh nhiệt ủộ sấy. Vỡ vậy, nhiệt ủộ sấy khụng ủược duy trỡ ổn ủịnh theo từng giai ủoạn sấy nờn hàm lượng ủường ủường tổng số bị tổn thất khỏ lớn, do bị caramen hóa và sản phẩm chuyển màu nâu hoặc nâu sẫm. Hàm lượng Vitamin C tổn thất khỏ lớn do sấy ở nhiệt ủộ cao và thời gian sấy kộo dài.

Căn cứ vào kết quả khảo sát tình hình áp dụng công nghệ và hệ thống thiết bị sấy vải quả ở Bắc Giang, chúng tôi thấy việc sản xuất vải khô quá trình sấy vải quả theo quy trình công nghệ trên là không phù hợp. Nhiệt ủộ khi sấy cao nờn ủó làm biến ủổi một số thành phần húa học như tổn thất hàm lượng glucoza, saccaroza, fructoza,. Về cơ bản quy trỡnh cụng nghệ làm khụ vải quả ủược thực hiện theo sơ ủồ trờn hỡnh 1.2, cú bổ xung thờm một số cụng ủoạn như sau.

Làm lạnh sơ bộ: sau khi lựa chọn phân loại cần phải thực hiện làm lạnh sơ bộ ủể ức chế thời gian hoạt ủộng sống của vải quả (hụ hấp …) cũng. 43 như sự phỏt triển của vi sinh vật gõy bệnh, quả vải ủược làm lạnh sơ bộ bằng phương phỏp ủơn giản, chi phớ thấp ủú là nhỳng trong nước ủỏ ủang tan khoảng 5 phút. Làm rỏo nước: Sau khi xử lý, quả vải ủược làm rỏo nước tự nhiờn bằng cỏch ủể trờn giỏ ở nơi thoỏng mỏt cho ủến khi hết nước ủọng trờn bề mặt vỏ quả.

Lựa chọn nguyên lý thiết kế thiết bị sấy vải quả

- Buồng sấy cú dạng hỡnh hộp chữ nhật, bờn trong cú giỏ lắp giàn ống, ủể ủỡ cỏc thanh treo vật liệu sấy 2. Khoảng cỏch giữa cỏc tầng và khoảng cỏch giữa cỏc thanh treo cú thể ủiều chỉnh ủược. - Lũ ủốt than 9 ủược chế tạo bằng vật liệu chịu lửa và ủược ủặt ở dưới buồng sấy.

- Thiết bị trao ủổi nhiệt 7 làm bằng thộp tấm ngăn cỏch buồng sấy và buồng ủốt, hệ thống quạt thổi khớ vào ống phõn phối nhiệt ủể tải nhiệt từ tấm gia nhiệt và phõn phối ủều trong buồng sấy. - Bộ phận ủiều khiển nhiệt ủộ sấy 4 gồm cú thiết bị ủiều khiển ủược ủặt ở mặt bờn của buồng sấy liờn hệ với cảm biến nhiệt ủược ủặt ở trong buồng sấy ủể ủiều khiển tốc ủộ của quạt lũ nhằm ủiều khiển nhiệt ủộ lũ ủốt than, nhờ ủú cú thể ủiều khiển ủược nhiệt ủộ thiết bị trao ủổi nhiệt và nhiệt ủộ trong buồng sấy. - Do cỏc thiết bị trao ủổi nhiệt khụng bị ủốt núng trực tiếp bằng ngọn lửa của lũ ủốt than nờn ủộ bền sẽ kộo dài hơn rất nhiều so với thiết bị trao ủổi nhiệt dạng ống chựm.

Hơn nữa, thiết bị trao ủổi nhiệt ủược ủặt ở bờn trong buồng sấy nờn mất mỏt nhiệt ra mụi trường khụng ủỏng kể, nhờ ủú ủó tiết kiệm ủược nhiờn liệu. - Thực hiện sấy vải buộc thành tỳm treo trờn ống thộp ủặt trong buồng sấy thay cho phương phỏp sấy vải quả rời mà cỏc thiết bị sấy hiện vẫn ủang ỏp dụng. Phương ỏn này ủó khắc phục ủược nhược ủiểm của phương phỏp sấy vải quả rời, ủồng thời cũn giảm ủược trở lực quạt, khụng tốn cụng ủảo quả và ủặc biệt là khụng phải huy ủộng nhõn cụng bứt quả vào ủỳng giữa vụ thu hoạch căng thẳng.

52 - Do sử dụng khụng khớ ủược ủốt núng giỏn tiếp làm tỏc nhõn sấy nờn sản phẩm sau sấy khụng bị nhiễm bẩn bởi muội than hay cỏc khớ ủộc do sản phẩm cháy tạo ra.

Xỏc ủịnh cỏc thụng số cơ bản của quỏ trỡnh sấy 1. Tính toán nhiệt cho quá trình sấy

Quá trình sấy lý thuyết là quá trình không có tổn thất do vật liệu sấy mang ủi, do thiết bị truyền tải mang ủi, khụng cú tổn thất do toả ra mụi trường, qua kết cấu bao che …mà chỉ cú tổn thất do tỏc nhõn sấy mang ủi. Do ủú, bao nhiờu nhiệt lượng do tỏc nhõn sấy cung cấp cho vật liệu sấy hoàn toàn dựng ủể tỏch ẩm khỏi vật liệu. Do ẩm tỏch khỏi vật liệu lại bay vào trong khớ núng nờn ẩm lại mang toàn bộ nhiệt lượng mà khớ núng ủó mất ủi trả lại cho khí nóng dưới dạng nhiệt ẩn hoá hơi r và nhiệt vật lý của hơi nước.

Vì vậy quỏ trỡnh sấy lý thuyết bằng khụng khớ núng ủược xem là quỏ trỡnh ủẳng entanpy. Ta chọn nhiệt ủộ này sao cho ủủ nhỏ ủể giảm tổn thất nhiệt do tỏc nhõn sấy mang ủi nhưng cũng phải ủủ xa trạng thỏi bóo hoà ủể trỏnh hiện tượng ủọng sương lờn bề mặt vật liệu sấy. Vật sấy và phương tiện xếp vật liệu sấy ủược lắp ủặt trong buồng sấy sao cho tỏc nhõn sấy phõn bố ủều lờn mọi vật sấy trong khong gian của buồng sấy.

58 ðể ủảm chứa hết khối lượng vải quả và cỏc tỳm vải phõn bố ủồng ủều trong buồng sấy thỡ cỏc thanh treo vật liệu sấy ủược bố trớ so le nhau giữa cỏc tầng. Trong sấy thực I2 ≠ I1, thay ủổi giỏ trị entanpy xỏc ủịnh bởi dấu của ∆ (tổng ủại số nhiệt lượng tổn thất). Một thiết bị sấy thực tế thỡ ngoài tổn thất nhiệt do tỏc nhõn sấy mang ủi còn có thể có nhiệt lượng bổ sung Qbs và tồn tại tổn thất nhiệt ra môi trường qua cỏc kết cấu bao che Qbc, tổn thất nhiệt do làm núng giỏ ủỡ vật liệu sấy Qk và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ủi Qv.

Nhiệt ủộ mặt trong của tường tw1và mặt ngoài tw2 ủều chưa biết vỡ vậy ủể xỏc ủịnh cỏc hệ số trao ủổi nhiệt ủối lưu α1 và α2 hay mật ủộ dũng nhiệt qt chỳng ta phải giả thiết một trong hai nhiệt ủộ tw1 hoặc. Tra bảng ứng với nhiệt ủộ trung bỡnh của tỏc nhõn sấy là 57,5oC và mật ủộ dũng nhiệt qua nền. Lượng nhiệt Qv cần thiết mỗi giờ ủể nõng nhiệt ủộ vải quả lờn nhiệt ủộ quy ủịnh của quỏ trỡnh sấy.

Tớnh toỏn thiết bị trao ủổi nhiệt

- Tốc ủộ trung bỡnh khụng khớ thổi vào thiết bị trao ủổi nhiệt v2 (m/s) ủược lựa chọn sao cho ủảm bảo ủủ lưu lượng khụng khớ cần thiết cho quỏ trình sấy. Tuỳ thuộc vào quy trỡnh chỏy và kết cấu buồng ủốt mà khối lượng khụng khớ khụ thực tế Lk ủể chỏy hết 1kg nhiờn liệu lớn hơn lượng khụng khớ khô lý thuyết Lo. Trong thực tế tuỳ thuộc vào việc tổ chức quỏ trỡnh chỏy và ủộ hoàn thiện của buồng ủốt mà lượng khụng khớ khụ thực tế Lk ủể chỏy hết 1 kg nhiên liệu sẽ lớn hơn lượng không khí khô lý thuyết Lo.

Từ ủú ta tớnh ủược khối lượng nhiờn liệu cần thiết cho quỏ trỡnh sấy. ∆t - ủộ chờnh lệch nhiệt ủộ trung bỡnh giữa 2 mụi chất (khói lò trong kênh dẫn khói và không khí trong buồng sấy), 0K. Trường hợp thiết bị trao ủổi nhiệt cú cỏc mặt là cỏc tấm phẳng, trị số.

Với: ∆t1,∆t2- hiệu nhiệt ủộ giữa khúi lũ và khụng khớ khi vào và ra khỏi thiết bị. Nếu cách nhiệt tốt, bỏ qua tổn thất ra môi trường xung quanh thì nhiệt lượng khúi nhả ra Q1 bằng nhiệt lượng khụng khớ nhận ủược Q2. (Pr = 1 (vỡ trị số Pr ớt thay ủổi theo nhiệt ủộ),khúi chuyển ủộng vuụng gúc với hàng thiết bị trao ủổi nhiệt nờn εϕ =1.

(Pr = 1 (vỡ trị số Pr ớt thay ủổi theo nhiệt) dũng khụng khớ chuyển ủộng vuụng gúc với tấm gia nhiệt nờn εϕ =1. Buồng lửa: Là khụng gian ủể ủốt chỏy kiệt nhiờn liệu, buồng lửa cần cú một kích thước thích hợp. Buồng lửa bao quanh bằng bề mặt truyền nhiệt hoặc dàn ống cú ưu ủiểm là tận dụng tốt ủược nhiệt bức xạ, tường ớt bị hư hỏng nhưng nhiệt ủộ trong buồng lửa thấp, quá trình cháy khó hơn.

Tính toán quạt gió

Sử dụng 2 ống phõn phối khớ từ quạt giú vào buồng sấy, ủường kớnh mỗi ống là dp= 130mm. Trở lực của khối hạt tỷ lệ thuận với ủộ dày lớp hạt, vận tốc của dũng khí qua khối hạt. Tra bảng tiờu chuẩn quạt cụng nghiệp chế tạo tại Việt Nam, chọn ủộng cơ ủiện ủược chế tạo tại nhà mỏy chế tạo ủộng cơ ủiện Việt Hung cú cụng suất ủộng cơ cụng suất 1,1kW, số vũng quay là 2000 vũng/phỳt, lưu lượng gió 970m3/h, áp suất 385mmH2O.

Cỏc thụng số kỹ thuật của hệ thống thiết bị sấy vải quả ủược ghi trong bảng 5.1.