● Năng suất theo sản phẩm sấy : G2 = 5 l/h = G2 . 10−3. ρ=¿5.10−3.923,5=¿4,61 kg/
h
● Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: w1 = 40%
● Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: w2 = 5%
● Nhiệt độ môi trường: t0 = 26℃, ẩm tự đặt tại Huế
● Độ ẩm môi trường: φ0 = 91% [18]
● Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 170℃, ẩm tự
● Nhiệt độ tác nhân sấy ra: t2 = 85℃, ẩm tự Lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy W = G2
w1−w2 100−w2 (CT 9.15/p.278, [19]
Trong đó:
W: Lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy, kg ẩm/h G1, G2: Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy (kg/h) W1,W2: độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy, %
W = 4,61.100−540−5 = 1,69 (kg ẩm/h) Khối lượng vật liệu vào thùng sấy G1 = G2 + W (CT 9.14,p.278, [19]
= 4,61+1,69 = 6,3 (kg/h) Lượng vật liệu khô tuyệt đối
G =G .100−W2
(CT 9.12/p.278, [19]
= 4,61.100−5100 = 4,37 (kg/h) Các thông số tính toán của không khí
Hình 3.1 Đồ thị I-d
a) Không khí trước khi vào caloriphe (điểm A)
● Chọn nhiệt độ không khí trước khi vào caloriphe t0=26℃, φ0 = 91%
Áp suất hơi bão hòa (CT 2.31/p.31, [15]
P0=exp exp(12−235,5+t4026,420)=exp exp(12−235,5+264026,42 )=0,0335¿
Hàm ẩm:
do = 0,622P−φφ0. P0
0. P0(kg ẩm/kg kkk) (CT 5.0/p.88, [20]
Trong đó:
φ0: độ ẩm tương đối của không khí (độ ẩm môi trường) P: áp suất khí quyển, P = 1at¿0,981¯¿
P0: áp suất bão hòa của hơi nước.
Thay số vào ta có:
do =0,622 0,91 .0,0335
0,981−0,91.0,0335 = 0,0199 (kg ẩm/kg kkk)
Entanpy của không khí ẩm:
I = cpk to + (ro + cph to). do (kJ/kg kkk) (CT 2.25/p.29, [15]) Trong đó:
cpk: nhiệt dung riêng của không khí khô, cpk = 1,004 (kJ/kgkkk)
cph: nhiệt dung riêng của hơi nước, cph = 1,842 (kJ/kgK) ro: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước, ro = 2500 (kJ/kg)
Thay số vào ta có:
Io = 1,004.26 + ( 2500 + 1,842.26).0,0199 = 76,8 (kJ/kg kkk ) Vậy: d0=0,0199(kg ẩm/kg kkk)
I0=76,8(kJ/kg kkk)
Thể tích riêng của không khí ẩm
v0= R . T0 P−φ0. Pbh0(m¿¿3/kgkkk)¿ (CT 9.2/p.271, [19]
¿ 288.(26+273) 0,981.105−0,91.0,0335.105=0,9m3/kgkkk
Với:
R=288J/kgK
T0=26+273=299K P=0,981¯¿
b) Không khí sau khi đi qua caloriphe (điểm B)
Không khí được quạt đưa vào calorifer và được đốt nóng đẳng ẩm (d1=d0) đến trạng thái B (d1,t1). Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, do
khi sấy phải đạt độ ẩm 5%, vì khi độ ẩm cao protein dễ bị phân hủy trong quá trình bảo quản và sản phẩm có thể nhận mùi vị không mong muốn, hoặc có thể bị hóa nâu. Vì vậy nhiệt độ không khí nóng đi vào thiết bị sấy phun thường nằm trong khoảng 120-180℃, ẩm tự Từ đó, ta chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 170℃, ẩm tự
Áp suất hơi bão hòa (CT 1.8/p.16, [3])
P1=exp exp(12−235,5+4026,42t1)=exp exp(12−235,54026,42+170)=7,929¿
Hàm ẩm d1=d0=0,0199 (kg ẩm/kg kkk)
Độ ẩm tương đối của không khí
d1= 0,622P−φφ1. P1
1. P1(kg ẩm/kg kkk) (CT 5.0/p.88, [20]
Suy ra
φ1= d1. P P1.(0,622+d1)= 0,0199 .0,981
7,929.(0,622+0,0199)=3,83. 10−3%=0,00383 %
Entanpy của không không khí ẩm
I1 = 1,004.t1+( 2500+1,842.t1).d1 (CT 2.25/p.29, [15])
= 1,004.170+(2500 +1,842.170).0,0199
= 226,6 (kJ/kg kkk) Vậy:d1=0,0199(kg ẩm/kg kkk)
I1=226,6(kJ/kg kkk)
φ1=0,00383 %
Thể tích riêng của không khí ẩm:
v1= R . T1 P−φ1. Pbh
1
(m¿¿3/kgkkk)¿ (CT 9.2/p.271, [19]
Với:
R=288J/kgK
T1=170+273=443K P=0,981¯¿
Pbh1=7,929¯¿
Thay số vào ta có:
v1= 288.443
0,981. 105−0,00383.7,929.105=1,342m3/kgkkk c) Không khí ra khỏi hàm sấy (điểm C) – Entanpy không đổi)
Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị để thực hiện quá trình sấy lý thuyết (I1= I2). Nhiệt của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương, nghĩa là tránh trạng thái C nằm trên đường bão hòa. Đồng thời, độ chứa ẩm của tác nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút ẩm trở lại.
Chọn nhiệt độ không khí ra khỏi thiết bị sấy: t2=85℃
Entanpy: I1=I2= 226,6 (kJ/kg kkk)
Áp suất hơi bão hòa: (CT 1.8/p.16, [3])
P2=exp exp(12−235,5+t4026,422)=exp exp(12−235,5+854026,42 )=0,569¿
Hàm ẩm:
d2= 2500+1,842I2−1,004. t. t2
2
=226,2−1,004.85
2500+1,842.85 =¿ 0,05 (kg ẩm/kg kkk)
Độ ẩm tương đối của không khí
Ta có: d2= 0,622P−φφ2P2
2P2(kg ẩm/kg kkk) (CT 5.0/p.88, [20]
φ2= d2. P P2(0,622+d2)= 0,05 .0,981
0,569.(0,622+0,05)=0,128 % Vậy:d2=0,05(kg ẩm/kg kkk)
I2=226,6(kJ/kg kkk)
φ2=0,128(%)
Thể tích riêng của không khí ra khỏi thiết bị
v2= R T2 P−φ2Pbh2= 288.(273+85)
0,981.105−0,128.0,569.105 = 1,135 m3/kgkkk (CT 9.2/p.271, [19]
Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy
Coi lượng không khí khô đi qua máy sấy không bị mất trong quá trình sấy.
L: Lượng không khí khô tiêu tốn trong quá trình sấy.
L.d1: lượng ẩm không khí khô mang theo vào phòng sấy L.d2: Lượng ẩm trong không khí khô còn lại sau khi sấy
- Phương trình cân bằng ẩm: L.d1 + G1.ω1 =L.d2+¿ G2.ω2 (CT 7.57/p.147, [15]
Lượng không khí khô cần để bốc hơi 1 kg vật liệu ẩm
l =WL =d 1
2−d0= 1
0,05−0,0199=¿ 33,22 (kg kkk/kg ẩm) (CT 5.9/p.92, [20]
Lượng không khí tiêu hao trong quá trình sấy L=l ×W=33,22 × 1,92 = 63,78 (kg kkk/h) (CT 5.9/p.92, [20]
Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy đi vào máy V1=L . v1=63,78.1,342=85,59(mh3)
Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy đi ra khỏi máy sấy
V2=L . v2=63,78.1,135=72,39(mh3)
Lưu lượng thể tích trung bình
Vtb=V1+V2
2 =85,59+72,39
2 =78,99¿ ¿
Bảng 3.1 Bảng tổng kết vật liệu sấy
Đại lượng Giá trị
G1: Khối lượng vật liệu vào thùng sấy (kg/h ) 6,3 G2: Khối lượng vật liệu ra khỏi thùng sấy (kg/h ) 4,61
Gk: Lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg/h ) 4,37
:Độ ẩm vật liệu vào (%) 40
: Độ ẩm vật liệu ra (%) 5
W: Lượng ẩm được tách ra (kg ẩm/h) 1,69
l: Lượng không khí khô để bốc hơi 1 kg ẩm (kg kkk/kg ẩm) 33,22 L :Lượng không khí khô bốc hơi W kg ẩm (kg kkk/h) 63,78
Vtb: Thể tích trung bình của không khí ¿ ¿ 78,99
Bảng 3.2 Bảng tổng kết cho tác nhân sấy
Trạng thái Điểm A (0) Điểm B (1) Điểm C (2)
t(℃) 26 170 85
φ(%) 0,91 0,00383 0,128
d (kg ẩm/ kg kkk) 0,0199 0,0199 0,05
I (kJ/ kg kkk) 76,8 226,6 226,6
Pbh (Pa) 0,0335 7,929 0,569