IV. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
2. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ
Lờ Hữu Bằng – Lờ Quý Dương - 76 - TRường đhbk hà nội LớP MTP – k45
Như đó phõn tớch ở trờn, toàn bộ việc võn hành hệ thống sấy phun sẽ được điều khiển hoàn toàn tự động. Sản phẩm sấy sẽ cú chất lượng cao và giữ được ổn định trong suốt thời gian sấy dài và đạt được mức giỏ thành thấp. Sự kết hợp cỏc khối điều khiển và sơ đồ tổng quỏt của hệ thống đó được mụ tả chi tiết trờn hỡnh vẽ. Chương trỡnh điều khiển được sử dụng là bộ điều khiển thời gian.
Qỳa trỡnh ban đầu là việc cung cấp nguồn nhiệt đến thiết bị sấy, một dóy cỏc quỏ trỡnh được điều khiển tự động. Qỳa trỡnh tiếp liệu đến thiết bị sấy sẽ liờn tục cho đến khi đạt được một nhiệt độ cõn bằng trong thựng sấy (nhiệt độ vào và ra tại mức mong muốn) và nguyờn liệu sấy phải được cung cấp đầy đủ trong cỏc tank tiếp liệu để đảm bảo rằng quỏ trỡnh hoạt động là liờn tục.
Một trong hai điều kiện trờn được hoàn thành thỡ một van điều khiển khớ động ba ngả sẽ tự động thay đổi quỏ trỡnh tiếp liệu. Sự thay đổi quỏ nhanh và sự sai lệch nhỏ đến nhiệt độ ra từ tỏc động của việc giảm liệu cấp vào trong đường cấp liệu sẽ được khống chế. Nhiệt độ ra được điều khiển bằng tốc độ tiếp liệu và nhiệt độ vào được điều khiển bằng tốc độ tỏc nhõn sấy. Sự biến thiờn nhiệt độ nằm trong khoảng 0,5 ữ 10C là đạt yờu cầu.
Khi cỏc lỗi trong hệ thống xảy ra, bộ interlocking và thiết bị cảnh bỏo sẽ thụng bỏo và khống chế cỏc lỗi này bằng cỏch ngắt cỏc thiết bị phự hợp và chỉ thị loại lỗi. Chẳng hạn hệ thống feeb-back sẽ ngăn chặn quỏ trỡnh vận hành từ quỏ trỡnh khởi động nếu bước trước bị lỗi.
Nừu một motor ngừng hoạt động trong suốt quỏ trỡnh khởi động liờn tiếp sau khi motor được nhận cỏc xung khởi động từ bộ thời gian, thỡ một đốn điều khiển sẽ sỏng và đưa ra cỏc chỉ thị lỗi. Tuy nhiờn khi bộ điều khiển thời gian tiếp tục với chương trỡnh và chấp nhận cỏc xung khởi động đến bước
tiếp theo thỡ một hệ thống interlocking feed-back được đưa vào quỏ trỡnh hoạt động, cú nghĩa là bước tiếp theo sẽ khụng được bắt đầu.
Mặc dự cỏc bước khởi động cho cỏc quỏ trỡnh là tự động, nhưng người vận hành cú thể sử dụng cỏc đốn cảnh bỏo trờn từng thiết bị trong dõy truyền. Đốn này sẽ tắt trong trường hợp cú lỗi thiết bị vận hành và đốn sẽ bỏo đỏ để chỉ thị dạng lỗi. Lỗi được cảnh bỏo cú thể là do sự bụi trơn trong thiết bị đĩa văng, nhiệt độ ra vượt quỏ mức cho phộp hoặc mức nguyờn liệu trong tank thấp. Thụng thường thiết bị cảnh bỏo sẽ phỏt ra õm thanh sau 5 giõy sau khi đốn bỏo lỗi.
Nừu như cú một lỗi xảy ra trong chớnh thiết bị điều khiển thỡ hệ thống được điều khiển thủ cụng và quỏ trỡnh hoạt động sẽ liờn tục.
3. Hệ thống điều khiển kết hợp với quỏ trỡnh cụ đặc
Qỳa trỡnh điều khiển tự động của thiết bị sấy phun đó được mụ tả ở trờn sẽ giữ cho sản phẩm cú một chất lượng khụng đổi trong suốt quỏ trỡnh sấy với điều kiện hỗn hợp nguyờn liệu vào khụng thay đổi nhiều trong suốt quỏ trỡnh sấy. Để duy trỡ nồng độ cụ đặc khụng đổi đến thiết bị sấy trong điều kiện tốt nhất ta sử dụng hệ thống xử lý sơ bộ kộp và ứng dụng hệ thống điều khiển tong phần cho từng thiết bị.. Ngoài những ưu điểm nổi bật đạt được, việc khống chế cỏc thụng số của nguyờn liệu đến thiết bị sấy cú thể loại bỏ được cỏc tank tiếp liệu trung gian và xỏc định chớnh xỏc liều lượng phụ gia cần thờm vào.
Thụng số cần điều khiển là tổng hàm lượng chất khụ trong sữa cụ đặc từ thiết bị cụ đặc và là cơ sở cho quỏ trỡnh đo liờn tục tỉ trọng và trọng lượng sữa nguyờn liệu. Cỏc hệ thống để đo là cỏc mỏy đo tỉ trọng, đo độ khỳc xạ hoặc cỏc sensor điện tử.
Lờ Hữu Bằng – Lờ Quý Dương - 78 - TRường đhbk hà nội LớP MTP – k45
Sữa hoặc hơi cung cấp cho thiết bị cụ đặc được khống chế bằng cỏch truyền tớn hiệu đến cỏc bộ xử lý thụng qua cỏc bộ truyền. Cú bốn dạng điều khiển.
• Trong hệ thống A, cỏc tớn hiệu từ bộ đo tổng hàm lượng chất khụ sẽ khống chế đầu vào của nguyờn liệu thụ đến thiết bị cụ đặc. ỏp suất hơi được giữ ở mức cố định. Cỏc thay đổi về mức sữa cụ đặc là do sự tạo thành lắng đọng bờn trong thiết bị cụ đặc được điều chỉnh liờn tục bằng cỏch thay đổi lượng tỏc nhõn sấy vào thiết bị sấy.
• Trong hệ thống B, nhiệt độ vào và ra hệ thống sấy được giữ cố định. Tổng hàm lượng chất khụ trong sữa cụ đặc được giữ ở mức giỏ trị yờu cầu qua việc điều chỉnh liờn tiếp nguyờn liệu vào. Cụng suất bay hơi của thiết bị cụ đặc được thay đổi thụng qua việc điều chỉnh ỏp suất hơi cung cấp đến cụng đoạn thứ nhất mà tự nú được điều khiển bằng một bộ điều khiển mức trong cụng đoạn cuối cựng của quỏ trỡnh cụ đặc.
• Trong hệ thống C, ỏp suất hơi được điều chỉnh bằng việc khống chế hàm lượng chất khụ trước khi đến thiết bị sấy. Nguyờn liệu sữa đến thiết bị cụ đặc được khống chế bằng sự điều chỉnh mức ở quỏ trỡnh cụ đặc cuối cựng.
• Trong hệ thống D, hơi được bổ xung đến cụng đoạn cụ đặc cuối cựng và nú hoàn toàn độc lập với lượng hơi cung cấp cho cụng đoạn cụ đặc đầu tiờn. Tổng lượng chất khụ sẽ là thụng số để điều chỉnh lượnghơi cho cụng đoạn cuối cựng này và bộ điều khiển mức sẽ điều chỉnh lượng nguyờn liệu thụ đến thiết bị cụ đặc.
KẾT LUẬN
Trờn đõy là toàn bộ phần tớnh toỏn thiết kế hệ thống sấy phun trong cụng nghiệp sản xuất sữa bột gầy bao gồm:
1. Phần I: Đưa ra phương ỏn sấy và giới thiệu sơ lược về cụng nghệ sấy. 2. Phần II: Nờu lờn cỏc thành phần hoỏ học và một số tớnh chất đặc trưng
của sữa nguyờn liệu cú ảnh hưởng đến quỏ trỡnh sấy.
3. Phần III: Tớnh toỏn thiết kế hệ thống sấy bao gồm thựng sấy, cỏc thiết bị phụ (cyclon, quạt, bơm) và phần tớnh toỏn cơ khớ (động cơ, bỏnh răng...).
4. Phần IV: Phần tự động: Thiết lập hệ thống điều khiển nhiệt độ cho cả quỏ trỡnh sấy và kết hợp với quỏ trỡnh cụ đặc.
Cỏc bộ phận chi tiết chớnh đó được tớnh toỏn đầy đủ kết hợp với việc đưa ra mụ hỡnh điều khiển hệ thống sấy để đảm bảo chất lượng sản phẩm đỏp ứng được yờu cầu đặt ra đối với một bản đồ ỏn tốt nghiệp mang tớnh thực tế và khả thi, nhưng chắc khụng trỏnh khỏi những sai sút , kớnh mong cỏc thầy cụ giỏo xem xột chỉ bảo thờm cho em.
Lờ Hữu Bằng – Lờ Quý Dương - 80 - TRường đhbk hà nội LớP MTP – k45
Em xin chõn thành cảm ơn thầy giỏo hướng dẫn Nguyễn Ngọc Hoàng đó chỉ bảo tận tỡnh để em hoàn thành đồ ỏn này.
Hà Nội ngày 26 thỏng 5 năm 2005 Sinh viờn
Lờ Hữu Bằng Lờ Quý Dương
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1: Kỹ thuật sấy nụng sản thực phẩm. Tỏc giả: Nguyễn Văn May. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội thỏng 4 năm 2002.
2: Tớnh toỏn và thiết kế hệ thống sấy. Tỏc giả: PGS - TSKH Trần Văn Phỳ. Nhà xuất bản Giỏo Dục thỏng 1 năm 2002.
3: Bài tập kỹ thuật nhiệt. Tỏc giả: PGS-PTS Bựi Hải và PTS Hoàng Ngọc Đồng. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội thỏng 2 năm 1999.
4: Thiết bị trao đổi nhiệt. Tỏc giả: PGS-PTS Bựi Hải - PTS Dương Đức Hồng - PTS Hà Mạnh Thư. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội năm 1999.
5 : Tớnh toỏn thiết kế hệ dẫn động cơ khớ - tập I. Tỏc giả: Trịnh Chất - Lờ Văn Uyển. Nhà xuất bản giỏo dục 1998.
6 : Tớnh toỏn thiết kế hệ dẫn động cơ khớ - tập II. Tỏc giả: Trịnh Chất - Lờ Văn Uyển. Nhà xuất bản giỏo dục 1998.
7 : Spray Drying. Tỏc giả: K.Masters. Leonard Hill Books London an Intertext Publisher
8 : Tự động hoỏ cỏc quỏ trỡnh cụng nghệ hoỏ học-thực phẩm. Tỏc giả: Ts Nguyễn Minh Hệ
9 : Cụng nghệ chế biến sữa và cỏc sản phẩm từ sữa. Tỏc giả: Ts Lõm Xuõn Thanh. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội
10 : Cỏc mỏy lắng lọc ly tõm. Tỏc giả: Hà Thị An
11 : Bơm quạt mỏy nộn. Tỏc giả: Nguyễn Văn May. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội
MỤC LỤC
LỜI NểI ĐẰU 1
TỔNG QUAN 1
I. CHỌN PHƯƠNG ÁN 2
I.1 HỆ THỐNG SẤY TIẾP XÚC 2
I.2. HỆ THỐNG SẤY BỨC XẠ 3
I.3. HỆ THỐNG SẤY DÙNG DềNG ĐIỆN CAO TẦN 3
I.4. PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐỐI LƯU 3
I.4.1. HỆ THỐNG SẤY BUỒNG 3
I.4.2. HỆ THỐNG SẤY HẦM 4
I.4.3. HỆ THỐNG SẤY THÁP 4
I.4.4. HỆ THỐNG SẤY KHÍ ĐỘNG 4
I.4.5. HỆ THỐNG SẤY TẦNG SễI 4
I.4.6. HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY 5
I.4.7. HỆ THỐNG SẤY PHUN 5
I.5. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG SẤY PHUN 5
I.5.1. CƠ CẤU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHUN 6
Lờ Hữu Bằng – Lờ Quý Dương - 82 - TRường đhbk hà nội LớP MTP – k45
I.5.2. BUỒNG VÀ CƠ CHẾ SẤY PHUN 10
II. CễNG NGHỆ SẤY 11
II.1 VẬT LIỆU ẩM 2
II.2 HỆ SỐ DẪN NHIỆT 5
III. KHễNG KHÍ ẩM 16
VI. HỆ CÂN BẰNG VẬT ẩM-KHÔNG KHÍ ẩM 22
PHẦN II: THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA SỮA NGUYấN LIỆU 25
CHƯƠNG I.THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA SỮA 25
I.NƯỚC 26
II. CHẤT KHễ 27
CHƯƠNG II. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA SỮA 31
I.TÍNH CHẤT VẬT Lí 33
II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 39
PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ 43
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN BUỒNG SẤY 43
I.TÍNH CễNG NGHỆ VÀ KÍCH THƯỚC BUỒNG SẤY 43
I.1.LƯU LƯỢNG DỊCH THỂ ĐI VÀO BUỒNG SẤY 43
I.2. LƯỢNG ẩM CẦN BỐC HƠI 43
I.3. CHẾ ĐỘ TNS VÀO RA BUỒNG SẤY 43
I.4. TÍNH TOÁN QUÁ TRèNH SẤY 43
I.5. XÁC ĐỊNH ĐỘ CHấNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BèNH 45
I.6. XÁC ĐỊNH CÁC TỐC ĐỘ TNS 46
I.7. XÁ ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN ĐỘNG NHIỆT 47
I.10. CHIỀU CAO HỮU HIỆU CỦA BUỒNG SẤY 48
I.11. THỜI GIAN SẤY 48
I.12. TỔNG NHIỆT LƯỢNG TIấU HAO 48
I.13. SUẤT TIấU HAO NHIỆT LƯỢNG 48
II. QUÁ TRèNH SẤY THỰC TẾ 49
II.1. NHIỆT LƯỢNG DO VẬT SẤY ẩM MANG VÀO 50
II.2. TÍNH QBC 51
II.3. TÍNH DIỆN TÍCH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT 52
II.4. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT 52
II.5. XÁC ĐỊNH LƯỢNG KK KHễ CẦN THIẾT VÀ NHIỆT LƯỢNG CẦN CUNG CẤP CHO CALORIPHE 59
III. TÍNH NHIỆT(TÍNH CALORIPHE) 60
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN PHẦN CƠ KHÍ 61
I. CHỌN ĐỘNG CƠ 61
II. TÍNH KHỚP NỐI TRỤC MỀM 62
III.TÍNH ỨNG SUẤT XOẮN CỦA ỐNG VÀ ỨNG SUẤT CẮT CỦA CHỐT 63
III.1. TÍNH ỨNG SUẤT XOẮN 63
III.2. TÍNH ỨNG SUẤT CẮT 63
III.3. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 63
IV. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 64
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG SẤY PHUN 67
I. TÍNH TOÁN XYCLON CHÍNH 67
I.1. ĐƯỜNG KÍNH XYCLON 67
I.2. TRỞ LỰC XYCLON 68
II. TÍNH TOÁN XYCLON THU HỒI SẢN PHẨM 69
Lờ Hữu Bằng – Lờ Quý Dương - 84 - TRường đhbk hà nội LớP MTP – k45
II.1. NĂNG SUẤT THIẾT BỊ 69
II.2. TRỞ LỰC THIẾT BỊ 70
III. TÍNH HỆ THỐNG QUẠT 70
III.1. XÁC ĐỊNH CỘT ÁP TOÀN PHẦN ∆P 70
III.2. CễNG SUẤT QUẠT 76
PHẦN IV: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 77
1. KHÁI QUÁT 77
2. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ 78
3. HỆ THỐNG ĐIŨU KHIỂN KẾT HỢP VỚI QUÁ TRèNH Cễ ĐẶC 79
KẾT LUẬN 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82