Tải bản đầy đủ

THIÊT KÊ THIÊT BỊ SẤY THÙNG QUAY CÀ PHÊ NHÂN NĂNG SUẤT 800KGH

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIÊT BỊ

THIÊT KÊ THIÊT BỊ SẤY THÙNG QUAY CÀ
PHÊ NHÂN NĂNG SUẤT 800KG/H
Giảng viên hướng dẫn: Phan Huy Trình
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bá Vi Hòa
MSSV: 2004140087
Lớp: 05DHHH3

TP.HCM, tháng 6 năm 2017
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC


THIÊT KÊ THIÊT BỊ SẤY THÙNG QUAY CÀ
PHÊ NHÂN NĂNG SUẤT 800KG/H

TP.HCM, tháng 6 năm 2017

2


3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Nhóm sinh viên gồm:

Nguyễn Bá Vi Hòa

2004140087

Nhận xét:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Điểm đánh giá:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Tp.HCM, ngày ......tháng......năm 2016
( Ký tên, ghi rõ họ và tên)

4



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Nhóm sinh viên gồm:

Nguyễn Bá Vi Hòa

2004140087

Nhận xét:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Điểm đánh giá:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Tp.HCM, ngày........ tháng......năm 2017
(Ký tên, ghi rõ họ và tên)

LỜI CẢM ƠN

5


Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đên các thầy cô trường Đại học Công
Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh, cũng như các thầy cô khoa Công Nghệ
Hóa Học của trường đã giảng dạy, truyền đạt những kinh nghiệm cho em.
Đặc biệt, em xin gởi lời tri ân sâu sắc và sự biêt ơn đên thầy Phan Huy Trình
đã quan tâm, tận tình hướng dẫn, chia sẽ kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt quá
trình làm bài báo cáo đồ án này.
Trong quá trình thực hiện, cũng như trong quá trình báo cáo khó tránh khỏi sai
sót rất mong quý thầy cô bỏ qua. Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm
còn hạn chê nên bài báo cáo không tránh khỏi thiêu sót, rất mong quý thầy cô góp ý và
thông cảm.
Cuối cùng, em kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự
nghiệp của mình. Kính chúc thầy Phan Huy Trình luôn có sức khỏe tốt, đạt được nhiều
thành công trong công việc và cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn!

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hữu cơ của trấu.......................................................................7
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu.................................................................8
Bảng 1.3 Các thành phần oxit có trong tro trấu.........................................................8
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng của Natrisilicate (TCCS 05:2010/HCVT)................10

6


7


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Tro trấu.......................................................................................................1
Hình 1.2 Vỏ trấu được thải bỏ bừa bãi.......................................................................2
Hình 1.3 Lò tro trấu sinh học.....................................................................................2
Hình 1.4 Dung tro trấu trong nung gạch....................................................................3
Hình 1.5 Thiêt bị lọc nước bằng vỏ trấu....................................................................4
Hình 1.6 Cũi trấu thành phần.....................................................................................4
Hình 1.7 Vỏ trấu trước và sau khi đốt thành than......................................................7
Hình 2.1 Quy trình tồng hợp thủy tinh lỏng.............................................................11
Hình 2.2 Thủy tinh lỏng được dùng làm phụ gia trong gạch không nung................12
Hình 3.1 Đá mi bụi và tro trấu trước và sau khi xử lí..............................................13
Hình 3.2 Khuôn đúc mẫu gạch................................................................................13
Hình 3.3 Quy trình chê tạo gạch không nung..........................................................15

8


LỜI MỞ ĐẦU
Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ, được sử dụng phổ
biên ở nhiều ngành công nghiệp chê biên nông lâm hải sản. Sấy không chỉ đơn thuần
là tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu mà là một quá trình công nghệ phức tạp,
đòi hỏi vậy liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đó với
mức chi phí năng lượng ( điện năng, nhiệt năng) tối thiểu. Chẳng hạn, khi sấy cà rốt
thì không được nức nẻ, cong vênh hoặc khi sấy thực phẩm thì phải đảm bảo giữ
được màu sắc, hương vị và chất lượng của sản phẩm…
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống các thiêt bị gồm thiêt
bị sấy như phòng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thiêt bị sấy thùng quay,… thiêt bị đốt nóng
tác nhân sấy trong các calorifer, thiêt bị ẩm để khử ẩm tác nhân sấy, bơm quạt và
một số thiêt bị phụ khác. Đương nhiên, trong hệ thống đó, thiêt bị sấy là quan trọng
nhất. Vì vậy sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng công nghệ và đời sống, trong quy
trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô để bảo
quản dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, cà rốt, cà
phê và các thực phẩm khác, các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…
sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời nêu không sản phẩm sẽ giảm phẩm chất thậm
chí bị hỏng dẫn đên tình trạng mất mùa sau thu hoạch.


Contents

CHƯƠNG 1. NGHIÊM CỨU TÍNH CHẤT CÂY CÀ PHÊ
1.1.

Đặc tính chung của cà phê

1.1.1.

Cấu tạo giải phẫu của quả cà phê:

Quả cà phê gồm có những phần sau : lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa,
nhân.

• Lớp vỏ quả : là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ của cà phê chẻ (arabỉca)

mềm hơn cà phê vối (canephora) và cà phê mít (excelsa).

• Dưới lóp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt, gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều
chất ngọt, dễ xay xát hơn. vỏ cà phê mít cứng và dày hơn.

• Hạt cà phê sau khỉ loại các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc, vì bao bọc
nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ gọi là vỏ “trấu” tức là nội bì. Vỏ trấu của cà
phê chè mỏng và dễ dập vỡ hơn là cà phê vối và cà phê mít.

• Xát cà phê thóc còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa, chúng có màu sắc và đặc
tính khác nhau tùy theo loại cà phê. vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và


dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chê biên, vỏ cà phê vối có màu nâu nhạt, vỏ lụa
cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.

• Trong cùng là nhân cà phê. Lớp tê bào phần ngoài của nhân cứng có những tê bào
nhỏ, trong có chứa những chất dầu. Phía trong có những tê bào lớn và mềm hơn.
Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân. Thông thường thỉ chỉ có 2 nhân.


Các loại vỏ và nhân
Cà phê chè (%)
Cà phê vối (%)
Vỏ quả
43-45
41-42
Lớp nhớt
20-23
21-42
Vỏ trấu
6-7,5
6-8
Nhân và vỏ lụa
26-30
26-29
Bảng 1.1 tỷ lệ các phần cẩn tạo của quả cà phê (tính theo % quả tươi)
1.1.2.

Cấu tạo của nhân cà phê:

Bao gồm:
• Phôi
• Mô dinh dưỡng
1.1.3.

Thành phần hóa học của nhân cà phê:

Thành phần hóa học
Nước
Chất dầu
Đạm
Protein
Cafein
Clorogenic axit
Trigonelline
Tanin
Cafetanỉc axit
Cafeic axit
Pentozan
Tinh bột
Saccaro
Xenlulo
Hemixenlulo
Linhin

Tính bằng g/100g
8-12
4-18
1,8-2,5
9-16
1 (Arabica), 2 (Robusta)
2
1
2
8-9
1
5
5-23
5-10
10-20
20
4

Tính bằng mg/100g


Canxi
Photphat
Sắt
Natri
Mangan
1.1.4.
Tính chất vật lí của cà phê nhân

85 -100
130 -165
3-10
4
1-45

Cà phê nhân được bóc ra từ cà phê thóc. Cà phê nhân có hinh dáng bầu
dục,có chiều dài khoảng lcm, chiều rộng khoảng 0,5cm.

1.2.

Quy trình sản xuất cà phê nhân:

1.2.1. Giới thiệu các phvorng pháp sản xuất cà phê nhân:
Sản xuât cà phê nhân nhăm mục đích loạỉ bỏ các lớp bao vỏ bọc quanh hạt
nhân cà phê để thu đuợc cà phê nhân .Để cà phê nhân sống cỏ một giá trị thương
phẩm cao chúng ta phải sấy khô đên mức độ nhất định (độ ẩm mà nhà chê biên yêu
cầu). Rồi sau đỏ tiêp tục các quá trình chê biên tinh khiêt hơn nhu chê biên cà phê
rang, cà phê bột thô, cà phê hòa tan. Hoặc các sản phẩm khác cỏ phối che như: cà
phê sữa, các loại bánh kẹo cà phê.
Trong kỹ thuật sản xuất cà phê nhân cỏ 2 phương pháp chính:

• Phương pháp sản xuất ướt.
• Phương pháp sản xuất khô.
Phương pháp sản xuẩt ướt: gồm 2 giai đoạn chính:


• Giai đoạn xát tươi và phơi sấy loại bỏ các lớp vỏ, thịt và các chất nhờn bên ngoài và
phơi sấy khô đên mức độ nhất định.

• Giai đoạn xay xát, loại bỏ các lớp vỏ trấu và một phần vỏ lụa, tạo thành cà phê nhân.
Phương pháp sản xuất khô: chỉ có một giai đoạn chính là sau khỉ phơi quả cà
phê đên mức độ nhất định dùng máy xát khô loại bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân, không
cần qua giai đoạn sản xuất cà phê thóc.
So sánh 2 phương pháp ta thấy:
Phương pháp chê biên khô tuy đơn giản, ít tốn năng lượng, nhân công nhưng
phương pháp này có nhiều hạn chê là phụ thuộc vào điều kiện thời tiêt. Nó chỉ phù
họp với nơi có điều kiện khí hậu nắng nhiều mưa ít, không đáp ứng được những yêu
cầu về mặt chất lượng.
Phương pháp chê biên ướt phức tạp hơn, tốn nhiều thiêt bị và năng lượng hơn,
đồng thời đòi hỏi dây chuyền công nghệ cũng như thao tác kỳ thuật cao hơn. Nhưng
phương pháp này thích họp với mọi hoàn cảnh, mọi điều kiện khí hậu thời tiêt. Đồng
thời rút ngắn được thời gian sản xuất, tăng năng suất của nhà máy và nâng cao chất
lượng sản phẩm cà phê nhân.
Hiện nay ở nước ta, các nhà máy, xí nghiệp sản xuất cà phê nhân chủ yêu sử
dụng phương pháp khô (phương pháp cổ điển).


1.2.2. Dây chuyền sản suất cà phê nhân (phương pháp khô)

Thu nhận và bảo quản cà phê

Sàng phân loại và làm sạch

Xát tươi

Rửa

Làm ráo

Xát khô

Thu được cà phê nhân

Sấy

Đóng đưa vào bảo quản


Chương 2: TÍNH TOÁN THIÊT BỊ SẤY
2.1.

Chọn phương pháp sấy:

2.1.1.

Chọn thiêt bi sấy:

Thiêt bị sấy thùng quay là thiêt bị chuyên dùng đê sây hạt. Loại thiêt bị này được
dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật ẩm dạng hạt có kích thước
nhỏ. Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiêp xúc nhiều với tác nhân
sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh, và độ đồng đều của sản phẩm cao.
Ngoài ra, thiêt bị còn có thể làm việc với năng suất lớn.
2.1.2.

Giới thiệu phương pháp sấy nóng:

Để sấy cà phê nhân, dùng phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy nóng đên độ ẩm
tương đối φ giảm dẫn đên phân áp suất trong tác nhân sấy giảm. Mặt khác nhiệt độ vật
liệu sấy tăng nên mật độ hơi trong các mao dẫn tăng lên do đó phân áp suất hơi nước trên
bề mặt vật sấy cũng tăng theo. Nghĩa là ở đây có sự chênh lệch phân áp suất giữa bề mặt
vật liệu sấy và môi trường nhờ đó mà có sự dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra
bề mặt và đi vào môi trường.
Có 2 cách để tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi
trường

• Giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó.
• Tăng phân áp suất hơi nước trong vất liệu sấy.
Ở thiêt bị sấy thùng quay các giai đoạn của quá trình sấy phân bố ổn định
theo chiều dài thùng. Trong thùng sấy, hạt cà phê nhân được nâng lên đên độ cao nhất
định, sau đó rơi xuống. Trong quá trình đó, vật liệu tiêp xúc với tác nhân sấy, thực hiện
các quá trình truyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà
vật liệu sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Khi đi hêt chiều dài thùng sấy,
vật liệu sấy sẽ đạt được độ ẩm cần thiêt cho quá trình bảo quản là 15%.
2.1.3.

Chọn tác nhân sấy và sấy chê độ sấy:

Chọn tác nhân sấy:


Đối với cà phê nhân (chỉ còn có lóp lụa bên ngoài) nên trong quá trình sấy yêu cầu
sạch không bị ô nhiễm, bám bụi và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên ta chọn tác nhân
sấy là không khí nóng.
Chọn chê độ sấy:
Thông thường, chê độ sấy trong hệ thống sấy thùng quay được hiểu là bao gồm ba
yêu tố: nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng sấy ti và nhiệt độ ra khỏi thùng sấy t 2, không có
hồi lưu, hạt cà phê nhân được nâng lên đên độ cao nhất định, sau đó rơi xuống. Trong quá
trình đó, vật liệu tiêp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá trình truyền nhiệt và truyền
khối làm bay hơi ẩm. Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng t 2 được chọn sao cho tổn thất
do tác nhân sấy mang đi là nhỏ nhất. Tốc độ tác nhân sấy đi trong thùng sẽ được quyêt
định sơ bộ sau tính toán lưu lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyêt, chọn tiêt
diện thùng sấy. Tốc độ được chọn sơ bộ này sẽ được kiểm tra lại sau khi tính toán xong
quá trình sấy thực.
Chọn chế độ sấy căn cứ vào 2 tiêu chí, một là sự làm việc của thiêt bị và hai là căn
cứ vào vật liệu sấy.
Đối với vật liệu sấy là cà phê nhân cần có một chê độ sấy thích hợp để đảm bảo
giữ được các tính chất về hương vị, màu sắc, và các thành phần có trong hạt nên ta chọn
thông số của tác nhân sấy như sau:
Thông số của vật liệu sấy:

• Nhiệt độ vật liệu vào: tv1=t0= 27,7°C, độ ẩm không khí (VII.1/100-[3])
• φ0 = 71 % (t0 =27,7 oC và φ=71 %, áp suất khí quyển p= 745 mmHg là khí hậu ở
Ninh Thuận) (VII.1/100-[3])

• Độ ậm ban đầu của vật liệu: W1 = 60 %
• Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy: W2 = 15 %
Gầu tải đưa vật liệu lên phễu chứa. Thông qua đĩa phân phối, vật liệu sấy được đưa vào
thùng sấy có khối lượng bằng một mẻ sấy.
2.1.4.

Các thông số tác nhân sấy:

Ta kí hiệu các đại lượng như sau:
G1,G2:Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy (kg/h).


ω1,ω2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo % khối lượng vật liệu ướt
W: Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h)
Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua mấy sấy (kg/h)
d0:Hàm ẩm của không khí ngoài trời(kg ẩm/kg kkk)
d1:Hàm ẩm của không khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk)
d2: Hàm ẩm của không khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk)
2.2.

Các công thức sử dụng:

Dùng tác nhân sấy là không khí

 Áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:


4026,42 
p b = exp12 −

o
235
,
5
+
t
C



[bar]

(2.11/14-[1])

 Độ chứa ẩm d

d = 0,621

ϕ . pb
B − ϕ. pb

[kg/kgkkk]

(2.15/15-[1])

 Enthapy của không khí ẩm
I = C pk .t + d (r + C pa .t ) = 1,004.t + d ( 2500 + 1,842.t )
[kj/kgkkk]
(2.17/15-[1])
Trong đó:


Cpk : nhiệt dung riêng của không khí khô, Cpk = 1,004 kJ/kgoK



Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,842 kJ/kgoK



r : ần nhiệt hóa hơi của nước r =2500 kJ/kg

 Thể tích riêng của không khí ẩm
v=

RT
288.T
=
M (B − ϕ .pb ) B − ϕ .pb

[m3/kgkkk] (VII.8/94–[3])

Trong đó, R: Hằng số khí, R=288J/kg.0K;
M: khối lượng không khí, M= 29 kg/kmol


B,pb: áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí,
N/m2.
T: nhiệt độ của không khí,0K
2.3.

Tính thông số của tác nhân sấy:

2.3.1. Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A):
Trạng thái không khí ngoải trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng cặp
thông số (to, ϕ0).
Chọn A có : to =27,70C và ϕ0 = 71% (tra sổ tay QTTB vs công nghệ hóa chất tập 2)


Áp suất hơi bảo hòa

4026,42
pbo = exp12 −
235,5 + t o



4026,42 

 = exp12 −
 = 0,037[bar ]
235,5 + 27,7 



 Độ chứa ẩm
d o = 0,621

ϕ o . pb o
0,71.0,037
= 0,621
= 0,0169
745
745
− ϕ o . pb o
− 0,71.0,037
750
750

(kg ẩm/kg kkk)

Enthalpy



I o = 1,004.t o + d o (2500 + 1,842.t o )
= 1,004.27,7 + 0,0169.( 2500 + 1,842.27,7) = 70,923(kJ/kgkk)
 Thể tích riêng
v0 =

RT
288.T
=
M ( B − ϕ . p b 0 ) B − ϕ. pb

=
0

288.( 27,7 + 273)
745 5
.10 − 0,71.0,037.10 5
750

= 0,8955(m 3 / kgkkk )

2.3.2. Thông số trạng thái không khí sau khi đi qua caloriphe (B)

Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d1 =d0) đên
trạng thái B( d1,t1). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng
quay.
Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy , do tính chất


của vật liệu sấy và quy trình công nghệ quy định. Do đó, chọn điểm B: t1=600 C
và d1 =d0 = 0,0169 (kg/kgkkk)
 Áp suất hơi bảo hòa

4026,42 
4026,42 

 = exp12 −
pb1 = exp12 −
 = 0,1968(bar )
235,5 + t1 
235,5 + 60 


Tử độ chứa ẩm suy ra độ ẩm tương đối

= >ϕ1 =

d 1 .B
pb1 (0,621 + d1 )

745
750
=
= 0,1337
0,1968.( 0,621 + 0,0169)
0,0169.

 Enthalpy

I1 = 1,004.t1 + d1 ( 2500 + 1,842.t1 )
= 1,004.60 + 0,0169.( 2500 + 1,842.60) = 104,36(kj / kgkkk )
 Thể tích riêng

v1 =

288.T1
288(60 + 273)
=
= 0,9917(m 3 / kgkkk )
B − ϕ1. pb1 745 .105 − 0,1337.0,1968.105
750

2.3.3. Thông số trạng thái không khí ra khỏi thiêt bị sấy(C).

Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiêt bị để thực hiện quá trình sấy lý
thuyêt(I1= I2), trạng thái không khí ở đầu ra của thiêt bị sấy là C(t2,ᵩ2).
Nhiệt của tác nhân sấy ra khỏi thiêt 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 bảo 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.
Với, Enthalpy:I1=I2= 104,36 kj/kgkk
Chọn nhiệt độ đầu ra của thiêt bị sấy là t2= tm + ∆t với ∆t = 5 – 10 oC
Do đó: t2 = 26 + 9 = 35 oC
 Áp suất hơi bảo hòa


4026,42 
4026,42 

 = exp12 −
p b2 = exp12 −
 = 0,0558(bar )
235
,
5
+
t
235
,
5
+
35


2 

 Độ chứa ẩm
Từ Ethalpy:

⇒ d2 =

I 2 = 1,004.t2 + d 2 (2500 + 1,842.t2 )

I 2 − 1,004.t 2
104,36 − 1,004.35
=
= 0,027(kg / kgkkk )
2500 + 1,842.t 2
2500 + 1,842.35

 Độ ẩm tương đối

745
d2. p
750
ϕ2 =
=
= 0,7417
pb2 (0,621 + d 2 ) 0,0558.( 0,621 + 0,027)
0,027.

 Thể tích riêng

v2 =

288.T2
288(35 + 273)
=
= 0,9318(m 3 / kgkkk )
p − ϕ 2 . pb2 745 .10 5 − 0,7417.0,0558.10 5
750
Bảng 2.1 Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyêt

Đại lượng

Trạng thái không

Trạng thái không khí

Trạng thái không khí

khí ban đầu(A)

vào thiêt bị sấy (B)

ra khỏi thiêt bị sấy (C)


t (oC)
ϕ (đơn vị)
d (kg/kgkk)
I (kJ/kgkk)
pb (bar)
v (m3/kgkk)
2.4.

27,7
0,71
0,0169
70,923
0,037
0,8955

60
0,1337
0,0169
104,36
0,1968
0,9917

35
0,7417
0,027
104,36
0,0558
0,9318

Tính thời gian sấy:

o Hệ số trao đổi ẩm:

α m = 0,0229 + 0,0174vk

91-[10]

Chọn vận tốc TNS vk = 0,5 m/s

→ α m = 0,0229 + 0,0174vk = 0,03kg / m 2 .h.mmHg
o

Cường độ sấy sơ bộ:

J m = α m .∆p.

6.2/155-

B = 745 mmHg áp suất tuyệt đối trong phòng sấy
P1 = 0,1968*0,1337*105 = 2631,216 Pa = 19,736mmHg
P2 = 0,0558*0,7417*105 = 4138,686 Pa = 31,043 mmHg
tư = 36,6 oC

4026,42 

→ Pb = exp12 −
 = 0,061bar = 45,754mmHg
235
,
5
+
36
,
6


∆P1 = Pư – P1 = 45,754 -19,736 = 26,018 mmHg
∆P2 = Pư – P2 = 45,754 – 31,043 = 14,711 mmHg

∆p =

∆P1 − ∆P2 26,018 − 14,711
=
= 19,83kg / m 2 .h.mmHg
26,018
 ∆P 
ln
ln 1 
14,711
 ∆P2 


J m = α m .∆p.

760
760
= 0,03.19,83.
= 0,61kg / m 2 .h
B
745

Ta có: bề mặt riêng của vật liệu:

f =

F
6
6
=
=
= 1,05m 2
−3
G0 ρ 0 .d 820.7.10

3.8-[11]
48-[11]

Tốc độ sấy đẳng tốc:

%
N = 100.f.J m = 100.1,05.0,61 = 64,05 
h

QTTB

Thời gian sấy đẳng tốc:

τ1 =

ω1 − Wkq
N

3.43-[11]

Với Wkq là độ ẩm tới hạn
W1 : Độ ẩm ban đầu của cà phê

Wkq =

ω1
+ Wc
1,8

3.38/96-[11]

Độ ẩm cân bẳng:

 100 

Wc = K1 + 0,435K 2 . ln
100

ϕ
0 


4.2/75-[11]

φo = 71%  K1 = 2,7 ;

T.75-[11]

K2 = 19,5

1


 100  2 
→ Wc = 2,7 + 0,435.19,5. ln
  = 7,95%
100

71

 





→ Wkq =

τ1 =

ω1
60
+ Wc =
+ 7,95 = 41,28%
1,8
1,8

ω1 − Wkq 60 − 41,28
=
= 0,3h
N
64,05

Thời gian sấy giảm tốc:

τ2 =
=

Wkq − Wc
N

. ln

Wkq − Wc

ω 2 − Wc

3.44/98-[11]

41,28 − 7,95  41,28 − 7,95 
ln
 = 0,8h
64,05
15

7
,
95



Với ω2: độ ẩm lúc sau của vật liệu
Thời gian sấy tổng cộng:

τ = τ 1 + τ 2 = 0,3 + 0,8 = 1,1h = 66 p

2.5.

Tính cân bằng vật chất:

 Phương trình cân bằng vật chất
 W = G1 – G 2
 W = G1ω1 – G2ω2 (Trang 127-[1])
 Lượng hơi ẩm bốc trong 1 giờ
W = G1

ω1 − ω 2
0,6 − 0,15
= 800
= 423,53( kg / h)
1 − ω2
1 − 0,15

3.45/98-[11]


 Lượng vật liệu khô tuyệt đối:

Gk = G1 (1 − ω1 ) = G2 (1 − ω 2 )

= >Gk = 800(1 − 0,6) = 320( kg / h )

 Năng suất của sản phẩm sấy:

G2 = G1 − W = 800 − 423,53 = 376,47( kg / h )
2.6.

Tính cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy thực tế:

Người ta gọi thiêt bị sấy lý tưởng là thiêt bị sấy thỏa mản các điều kiện sau đây:
 Nhiệt lượng bổ sung QBS=0
 Tổn thất nhiệt qua các kêt cấu bao che QBC=0
 Tổn thất nhiệt do thiêt bị truyền tải QCt=0
 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi QV=0
 Chỉ có tổn thất do tác nhân sấy mang đi
Do không có nhiệt lượng bổ sung và các loại tổn thất nên nhiệt lượng cần thiêt để
bốc hơi ẩm trong vật liệu sấy được lấy ngay chính nhiệt lượng của tác nhân sấy và
sau đó ẩm dưới dạng hơi lại quay trở lại tác nhân và mang trả lại cho tác nhân một
nhiệt lượng đúng bằng thế, nhiệt lượng này thể hiện dưới dạng nhiệt ẩn hóa hơi và
nhiệt vật lý của hơi nước. Vì vậy người ta xem quá trình sấy lý tưởng là quá trình
đẳng entanpy. Đây là đặc trưng cơ bản của quá trình sấy lý thuyêt.
Giả sử lượng khí vào ra thiêt bị sấy là không đổi, kí hiệu là : L0 (kg/h)
Theo phương trình cân bằng vật chất ta có:

L0 d 1 + G1ω1 = L0 d 2 + G 2 ω 2


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×