2. Phạm Thị Thu Huyền (53130680)
3.3. Tính toán quá trình sấy thực tế:
3.3.1. Tính giá trị tổng tổn thất Δ:
Δ =
Với Δ là tổng đại số của tổn thất nhiệt và gia nhiệt bổ sung, [kJ/kg ẩm] [2-T.221]
3.3.2. Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy thực:
Nếu tính bằng đồ thị I-d chúng ta đặt đoạn Nối BE0 cắt đường t2 = 400C ta sẽ được điểm C biểu diễn trạng thái của TNS sau quá trình sấy thực. Từ C ta xác định được entanpi I2, lượng chứa ẩm d2 và lượng ẩm tương đối φ2 sau quá trình sấy thực. Tất nhiên chúng ta có thể tính bằng các công thức giải tích.
− Để tính các thông số TNS sau quá trình sấy thực, trước hết ta tính nhiệt dung riêng dẫn xuất của TNS trước quá trình sấy Cdx(d1). Ta có:
Cdx(d1)= C
pk + Cpa×d1= 1 + 1.97×0.01757 = 1.035 kJ/kg kk [2-T.221] Cpk kJ/kgK : nhiệt dung riêng của không khí khô.
Cpa kJ/kgK : nhiệt dung riêng của hơi nước Ta có:
i2 = r + Cpa t2 =2500 + 1.9 40 = 2578.8 kJ/kg.K [2-T.221] r kJ/kg : nhiệt ẩn hóa hơi của nước
− Lượng chứa ẩm d2 của TNS sau quá trình sấy thực bằng: [2-T.221]
d2 = d1 + = 0.01757 + = 0.032 kJ/kg kk
− Entanpi I2 của trạng thái này có thể tính theo công thức:
I2 = Cpk×t2 + d2×i2 = 1×40 + 0.032×2578.8 = 125.1004 kJ/kg kk [2-T.221]
φ2 = [2-T.221]
%
3.3.3. Lượng TNS thực tế:
l = kg/kg kk ẩm [2-T.221]
L= l×W= 69.3× 50 = 3465 kg kk/h = 0.9 kg kk/s [2-T.221]
3.3.4. Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực:
− Lưu lượng thể tích ở trạng thái trước quá trình sấy V1. Trên kia chúng ta đã có thể tích của 1kg khói khô ở trạng thái t1 = 800C và φ1 = 5.77%, v1= 0.909m3/kg kk. Do đó:
V1 = v1×L = 0.909×0.9= 0.82 m3/s [2-T.222]
− Lưu lượng thể tích ở trạng thái trước quá trình sấy V2. Trên kia chúng ta đã có thể tích của 1kg khói khô ở trạng thái t2 = 400C và φ2 = 68%, v2= 0.9526m3/kg kk. Như vậy:
V2 = v2×L = 0.9526 ×0,9= 0.86 m3/s [2-T.222]
− Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực Vtb:
Vtb = 0,5(V1 + V2) = 0.5(0.82+0.86) = 0.84 m3/s [2-T.222] Đây là một trong hai căn cứ để chọn quạt.
3.3.5. Kiểm tra lại giả thiết về tốc độ TNS:
− Tốc độ TNS trong quá trình sấy thực bằng: [2-T.222]
Như vậy giả thiết w = 1.5 m/s khi tính tổn thất hoàn toàn có thể xem là chính xác.
3.3.6. Thiết lập bảng cân bằng nhiệt:
Để thiết lập bảng cân bằng nhiệt ta tính:
126.694 – 69.8249) = 3941.03 kJ/kg ẩm [2-T.222]
− Nhiệt lượng có ích q1:
kJ/kg ẩm [2-T.222]
− Tổn thất nhiệt do TNS mang đi q2:
q2 = l×Cdx(d1)×(t2 – t0) = 64.81×1.035×(40 − 26) = 939.1 kJ/kg ẩm [2-T.222]
Vậy tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất là q’: [2-T.223]
q’=q1 + q2 + qv + qmt =2470.12 + 939.1 + kJ/kg ẩm
Về nguyên tắc nhiệt lượng tiêu hao q và tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất q’ phải bằng nhau. Ở đây do nhiều lý do, có thể do trong quá trình tính toán chúng ta đã làm tròn số hoặc sai số do tra đồ thị v.v..., mà chúng ta đã phạm sai số tuyệt đối:
Δq = q – q’ = 3941.03 – = 172.638 kJ/kg ẩm [2-T.223] Hay sai số tương đối ε bằng:
ε = [2-T.223]
Sai số này trong tính toán nhiệt là cho phép.
Bảng cân bằng nhiệt [2-T.223]
TT Đại lượng Ký hiệu kJ/kg ẩm %
1 Nhiệt lượng có ích q1 2470.12 62.68
2 Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy q2 939.1 23.83
3 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy qv 6.62
4 Tổn thất nhiệt do môi trường qmt 2.5
5 Tổng nhiệt lượng tính toán q’ 95.62
6 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3941.03 100
7 Sai số tương đối ε
Qua số liệu cho trong bảng cân bằng nhiệt có thể thấy tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi là đáng kể. Tổn thất nhiệt ra môi trường rất bé, có thể bỏ qua. Vì vậy chọn nhiệt độ của TNS ra khỏi thùng sấy t2 đóng một vai trò
quan trọng. Khi thiết kế một hệ thống sấy thùng quay chúng ta cần lưu ý đến vấn đề này. Hơn nữa, qua việc tính toán đồ án có thể thấy, nhiệt độ cho phép của cà phê nhân th lớn hơn rất nhiều so với nhiệt độ kinh tế t2. Vì vậy, có thể trong tính toán HTS cà phê nhân không cần quan tâm đến vấn đề này.
KẾT LUẬN
Trong ngành công nghiệp thực phẩm sấy là công đoạn quan trọng sau thu hoạch. Đối với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, kỹ thuật sấy có ý nghĩa đặc biệt, sấy các nông sản thành những sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú thêm các mặt hàng sản phẩm. Đặc biệt là sấy cà phê nhân, đó là thành phẩm để chế biến cà phê bột, cà phê sữa, các loại bánh cao cấp…Cà phê sau khi sấy đòi hỏi phải giữ được mùi thơm và màu sắc đặc trưng. Dựa vào đặc tính của cà phê, ta có thể lựa chọn thiết bị sấy: sấy thùng quay. Qua bài này nhóm em đã hoàn thành nội dung tính toán : ” Sấy thùng quay nguyên liệu cà phê nhân với năng suất đầu ra là 500 kg khô/h.” sau khi đã thảo luận, tham khảo nhiều tài liệu cùng với sự giúp đỡ của cô. Việc hoàn thành nội dung tính toán này đã thực sự đem lại hiệu quả cho chúng em. Qua đây, chúng em nâng cao được kỹ năng tính toán, làm việc có hệ thống, có thêm nhiều thông tin chuyên nghành và là một sự chuẩn bị tốt cho việc làm đồ án sắp tới. Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian và cũng là lần đầu làm quen với kiểu tính toán như thế này nên không thể tránh được sai sót. Chúng em rất mong được sự giúp đỡ của cô.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Văn Chước, kỹ thuật sấy, NXB KHKT, 1999.
2. PGS.TSKH Trần Văn Phú, tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo Dục, 2002. 3. PGS.TS Hoàng Văn Chước, thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB KHKT.
4. http://www.coffeetour.com.vn/Home/ct/14/cac-loai-ca-phe-o-viet-nam
5. http://www.puriocafe.com/tin-tuc/nhung-dieu-chua-biet/165-phan-tich-cau-tao-hat-ca- phe.html#.UrBVpSe_PIV
6. http://doc.edu.vn/tai-lieu/khoa-luan-thiet-ke-he-thong-say-thung-quay-lam-viec-xuoi- chieu-dung-de-say-than-voi-nang-suat-3540-kg-gio-2026/