chuyền chế biến bột cá 25 tấn nguyên liệu/ngày
3.4.2.3.2 Tính toán quá trình sấytrong 01 giờ làm việc
+ Xác định, lựa chọn các thông số thiết kế thiết bị sấy bột cá, năng suất 511,875kg/h (l−ợng bánh cá sau ép), làm việc liên tục, nhiệt đ−ợc cấp gián tiếp qua hơi n−ớc quá nhiệt, chỉ tiêu giảm độ ẩm bột cá từ 50 – 55% sau khi ép xuống 12% sau khi kết thúc quá trình sấy, l−ợng thất thoát bột không quá 2%.
Thông số ban đầu:
- L−ợng bánh cá sau khi ép đ−a vào quá trình sấy: y = 511,875kg;
- Độ ẩm trong bánh cá tr−ớc khi sấy ω= 52%
- Độ ẩm bột cá sau sấy: ω = 12%
- Mất mát chất khô trong quá trình sấy: - 1,5%
- Mất mát bột trong quá trình nghiền: - 2%;
- L−ợng mỡ trong bột cá gω = 9,45kg.
- Nhiệt độ của bánh cá tr−ớc khi đ−a vào sấy: 500
C
- Nhiệt độ của bột cá sau khi ra khỏi máy sấy: 550
C;
- Trong l−ợng máy sấy 10.000kg;
- Nhiệt độ trong buồng máy: 700
C;
- Nhiệt độ không khí 200
C.
- Độ ẩm t−ơng đối của không khí khi đ−a vào máy sấy w= 80%;
- Chiều dài của máy sấy 11m;
- Đ−ờng kính trống sấy 1,25m .
3.4.2.3.4 Xác định l−ợng ẩm bốc hơi trong 01 giờ làm việc
W= 232,67kg/h 12 100 12 52 875 , 511 = − − (3.4.23)
Trong quá trình sấy một l−ợng nhỏ chất khô bị mất mát ra khí quyển khoảng 1,5%. L−ợng mất mát trong 01 giờ đ−ợc tính: h kg x P P 3,544 / 100 5 . 1 25 . 236 100 5 , 1 . 1 = = = (3.4.24)
L−ợng sản phẩm ra sau 01 giờ sấy là:
yc = y – (W + P1) = 511,875 – (232,67 + 3,544) = 275,681 kg/h (3.4.25) L−ợng bột sau quá trình nghiền (mất mát khi nghiền khoảng 2%):
Y2.m = yc - yc 270,18kg/h 100 2 681 , 275 681 , 275 100 2 = − = (3.4.26)
Tỷ lệ thu hồi bột khi không thu hồi n−ớc ép 100 21,6% 1250
18 ,
270 x =
3.4.2.3.5 Xác định chi phí nhiệt cho quá trình sấy
a) Nhiệt làm nóng sản phẩm trong một giờ làm việc
Q1 = 511,875 . 0,74 (55 – 50) = 1893,94 kCal/h (3.4.27)
b) Nhiệt để làm nóng thiết bị:
Q2 = 10000 . 0,115 (70 – 50) = 23000kCal (3.4.28) Khi làm việc ổn định Q2 = 0
c) Nhiệt để làm khô (bay hơi n−ớc)trong một giờ làm việc
Q3 = W (595 -0,47. t) (3.4.29) Trong đó:
t - nhiệt độ hơi n−ớc; t=700
C Q3 = 130783,8 kCal
d) Chi phí nhiệt để làm nóng không khí trong một giờ làm việc
Q4 = L (0,24 + 0,47 d0) ( t1 - t0) (3.4.30) Trong đó: L - L−ợng không khí cần thiết để hút ẩm trong buồng sấy;
- 0,24 – nhiệt dung riêng của không khí khô; kCal/kg.độ;
- 0,47 – nhiệt dung của hơi n−ớc, kCal/kg.độ;
- d0 – l−ợng n−ớc trong không khí lạnh;
- t1 – nhiệt độ không khí ra khỏi buồng sấy;
- t0 – nhiệt độ không khí vào;
Thay số tính đ−ợc chi phí nhiệt để làm nóng không khí:
Q4 = 12000 kCal/h
e) Chi phí nhiệt thất thoát qua thành máytrong một giờ làm việc
Tổng hệ số truyền nhiệt
α = 8,4 + 0,06 ( tcm – tc) = 9,6 kCal/m2
.h.độ (3.4.31)
Tổng diện tích truyền nhiệt:
F = (πDs + 2 2 2 m 45.628 ) 4 = D π (3.4.32) L−ợng nhiệt thất thoát: Q5 = 45,628 . 1,0 . 9,6 . (40 – 20) = 8760,6 kCal/h (3.4.33)
Tổng l−ợng nhiệt cần thiết cho qua trình sấy:
Q = Q1 + Q3 + Q4 + Q 5 = 153438,3 kCal/h (3.4.34)
f) Tổng chi phí hơi cho quá trình sấytrong một giờ làm việc:
D2= 291,75kg
119,87 - 645,8
153438,3 = /h (3.4.35)
Xác định hiệu suất bốc hơi ẩm cho 1 kg hơi:
25 , 1 67 , 232 75 , 291 2 = = = W D q (3.4.36)
g) Thời gian làm nóng thiết bị: ( ) phut i i D Q k 10 119,87) - 5 250,5(645, 23000 2 = = − = τ (3.4.37)
3.4.2.3.6 Các giải pháp kỹ thuật đ−ợc hoàn thiện khi triển khai thiết kế thiết bị sấy
Đối với các thiết bị sấy trống hạt nông sản dùng tác nhân sấy là khí nóng đối l−u bình th−ờng thì cánh phân phối nguyên liêu chủ yếu làm nhiệm vụ đảo trộn, và vận chuyển sản phẩm. Sự đảo trộn càng nhiều thi sản phẩm càng mau khô.
Khác với sấy nông sản khi sấy bột cá đặc biệt là cá ít x−ơng nếu đảo trộn nhiều dễ làm bột bột vo thành cục tròn, khi đó bột cá chỉ khô mặt ngoài còn phía trong vẫn bị ẩm và sản phẩm khi ra khỏi máy sấy có độ ẩm không đều, để làm khô phải tăng thời gian sấy.
Để khắc phục đ−ợc những hạn chế vón cục mà vẫm đảm bảo quá trình sấy:
- Bánh cá sau khi ép đ−ợc làm tơi bằng thiết bị kiểu nghiền búa, sau đó vận chuyển đến máy sấy, nguyên liệu đ−ợc phân phối đều trong máy sấy.
Hình 3.4.4 Thiết bị sấy cá
- Bột cá ẩm trong quá trình sấy đ−ợc cấp nhiệt bằng hơi n−ớc qua áo hơi lắp trên cánh máy sấy, l−ợng nhiệt đ−ợc tính toán trên cơ sở l−ợng nhiệt cần thiết cung
cấp để làm khô và diện tích trao đổi nhiệt, hơi ẩm trong quá trình sấy đ−ợc vận chuyển ra ngoài bằng quạt đến hệ thống xử lý khí thải tr−ớc khi thải vào môi tr−ờng.
- Góc nghiêng của cánh phân phối đ−ợc uốn cong theo dạng đ−ờng thân khai để bột khô khi rơi xuống luôn ở góc không đổi, không tạo thành xung va đập gây bụi.
- C−ờng độ sấy đ−ợc điều chỉnh bằng sự thay đổi l−ợng cấp hơi, l−ợng hút ẩm, tốc độ quay của trống.
Trong quá trình sấy không thế tránh khỏi một l−ợng nhỏ bụi bột cá theo hơi ẩm thoát ra ngoài gây tổn thất bột, để hạn chế tối đa sự thất thoát tại cửa cấp liêu của trống sấy có đặt buồng lắng ly tâm tại cửa thoát ẩm nhằm giảm l−ợng thất thoát bột theo khí ẩm.
- H−ớng đi của tác nhân sấy để rút ngắn thời gian sấy
Thông th−ờng trong quá trình sấy nông sản tác nhân sấy th−ờng bố trí đi ng−ợc chiều với sản phẩm để tăng c−ờng độ sấy khi độ ẩm giảm, không gây ẩm trở lại cho sản phẩm.
Nghiên cứu quá trình sấy bột cá cho thấy:
- Khi bột cá có độ ẩm cao khả năng thoát ẩm khó do bột cá dính vào nhau tạo thành cục, ng−ợc lại độ ẩm thấp bột tơi khả năng thoát ẩm dễ.
- ở độ ẩm cao, mặc dù nhiệt độ tác nhân cao nh−ng nhiệt độ sản phẩm không cao do l−ợng thoát ẩm lớn đã làm giảm nhiệt độ sản phẩm, do vậy không làm giảm chất l−ợng (phân huỷ prôtêin) .
Để bột không bị cháy khi đã khô, với tác nhân sấy gián tiếp trong quá trình sấy bột cá thì h−ớng đi của tác nhân sấy cùng chiều là hiệu quả nhất, cho phép nâng nhiệt độ tác nhân sấy ở của vào lên 1400
mà chất l−ợng sản phẩm vẫn đảm bảo. Thực tế thiết bị sấy trong dây chuyền chế biến bột cá lắp đặt tại Thị trấn Thịnh Long – Hải Hâu cho thấy bột cá khi vào máy sấy sau 1,8 – 2 giờ sẽ giảm độ ẩm từ 50 – 55% xuống 10 – 12%.
3.4.2.4. Tính toán xác định chi phí hơi qua bẫy hơi
(chi phí hơi lớn nhất khi mở đồng thời tất cả các hệ thống):
n v d D .3600 4 2 1= π γ (3.4.40)
Trong đó: D1 – chi phí hơi trong 1 giờ;
d - đ−ờng kính ống n−ớc ng−ng – 14mm; n – l−ợng ống – 10
v – tốc độ dịch chuyển hơi, 30m/giây ;
γ - khối l−ợng riêng của hơi khi 2at – 1,11kg/m3
Ta có chí phí hơi D1 D 1,11 x30 x3600 x10 180kg 4 014 , 0 . 14 , 3 2 1= =
Bẫy hơi trong 01 giờ mở không quá 10 phút, bởi vậy chi phí hơi thực tế là: 180 : 6 = 30kg/h
3.4.2.5 Tính toán l−ợng nhiệt cấp cho hệ thống chế biến bột
Tổng l−ợng nhiệt cấp cho toàn hệ thống bằng tổng chi phí nhiệt cho từng thiết bị trong 01 giờ làm việc gồm:
Tổng chi phi hơi cho quá trình hấp là: 170.1 kg/h
Chi phí hơi lớn nhất khi mở đồng thời tất các hệ thống là 30 kg/h: Tổng chi phí hơi cho quá trình sấy: 291,75 kg/h
Tổng chi phí hơi cho quá trình chế biến bột cá
Dchung = 170,1 + 30 + 291,75 = 491.85kg/h (3.4.45) Tính thêm mất mát và dự phòng 5%:
Dchung = 491,85 + (491,85 x 5)/100 = 516.4425kg/h (3.4.46)
3.4.2.6. Thiết bị làm nguội làm việc liên tục
Bột cá sau khi ra khỏi máy sấy, bột vẫn còn nóng thông th−ờng nhiệt độ vào khoảng 55 – 60 0
C, nếu đ−a vào nghiền ngay bột dễ bị dính bết sàng của máy nghiền vì vậy cần phải làm nguội. Qua tìm hiểu DA thấy để giảm chiều dài thiết bị làm nguội có thể ứng dụng nguyên lý làm nguội bột c−ỡng bức theo dạng vít hai vỏ bột chuyển động bên trong còn vỏ ngoài đ−ợc bơm n−ớc lạnh làm nguội cho thấy khả năng làm nguội bột cá sau sấy rất tốt nhiệt độ bột khi vào máy nghiên có thể giảm 15 – 200
C trên quãng đ−ờng khoảng 8 – 10 m. Bột sau khi nghiền không còn nóng, nhiệt độ bột 35 – 40 0
C có thể đóng bao đ−ợc ngay.
3.4.2.7. Thiết bị khử mùi khí thải
Nh− đã trình bài trong phần khảo sát hiện nay thiết bị khử mùi khí thải th−ờng dùng hai dạng: dạng buồng tuy nen trong đây chuyền Thái Lan và dạng tháp trong các dây chuyền Liên Xô cũ, Nhật Bản