Tải bản đầy đủ

đồ án thiết kế nhà máy sấy hầm tôm sú năng suất 300KGh

BỐ CỤC TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
PHẦN 1: TỔNG QUAN
1.1.

TỔNG QUAN VỀ TÔM SÚ

1.1.1. Đặc điểm sinh học và cấu tạo của tôm sú
Tôm sú có tên khoa học là Penaeus monodon và tên tiếng Anh là Black Tiger Prawn, tôm
sú phân bố rộng rãi ở Nhật Bản, Indonesia, Malaysia, Philippines và Việt Nam. Tôm sú
thuộc nhóm động vật giáp xác, được xếp theo hệ thống phân loại của Holthuis (1980) và
Barnes (1987).
Về cấu tạo, nhìn từ bên ngoài tôm sú có cấu tạo gồm các bộ phận:
 Chủy: cứng, có răng cưa. Phía trên chủy có 7-8 răng, dưới chủy có 3 răng.
 Mũi (khứu giác) và râu: là cơ quan nhận biết và giữ thăng bằng cho tôm.
 cặp chân hàm: lấy thức ăn và bơi lội.
 5 cặp chân ngực: lấy thức ăn và bò.
 Cặp chân bụng: bơi.
 Đuôi: có 1 cặp chân đuôi để tôm có thể nhảy xa, điều chỉnh bơi lên cao hay xuống
thấp.
 Bộ phận sinh dục (phía dưới bụng). Tôm sú thuộc loại dị hình phái tính, con cái có
kích thước to hơn con đực. Khi tôm trưởng thành phân biệt rõ đực cái, thông qua

cơ quan sinh dục phụ bên ngoài.


Ở Việt Nam, tôm sú phân bố rộng, hầu hết các vùng ven biển từ Móng Cái đến Kiên
Giang song tập trung ở khu vực miền Trung: Đà Nẵng, Nha Trang, Phú Khánh…
Tôm sú thường sống ở độ sâu nhỏ hơn 50m nước, có độ mặn thay đổi từ 15-30 0/00, tốt
nhất là từ 15-25 0/00. . Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển từ 25-300C lớn hơn 350C hoặc
thấp hơn 120C kéo dài tôm sẽ sinh trưởng chậm.
Là đối tượng sống đáy nơi có chất bùn cát, hoặc cát bùn, vùi mình, hoạt động bắt mồi chủ
yếu về ban đêm.
Vòng đời dài hơn các loại tôm khác (khoảng 3-4 năm)
Tốc độ sinh trưởng nhanh sau mỗi lần lột xác (từ cỡ thả P15 sau 110- 120 ngày đạt 25-30
g/con). Lớn gấp từ 3.000 -4.000 lần so với ban đầu".
Tôm sú thuộc loại dị hình phái tính, con cái có kích thước to hơn con đực. Khi tôm
trưởng thành phân biệt rõ đực cái, thông qua cơ quan sinh dục phụ bên ngoài.
Trong quá trình tăng trưởng, khi trọng lượng và kích thước tăng lên mức độ nhất định,
tôm phải lột bỏ lớp vỏ cũ để lớn lên. Sự lột xác thường xảy ra vào ban đêm. Sự lột xác đi
đôi với việc tăng thể trọng, cũng có trường hợp lột xác nhưng không tăng thể trọng. Khi
quan sát tôm nuôi trong bể, hiện tượng lột xác xảy ra như sau: Lớp biểu bì giữa khớp đầu
ngực và phần bụng nứt ra, các phần phụ của đầu ngực rút ra trước, theo sau là phần bụng
và các phần phụ phía sau, rút ra khỏi lớp vỏ cứng, với động tác uốn cong mình toàn cơ
thể. Lớp vỏ mới mềm sẽ cứng lại sau 1-2 giờ với tôm nhỏ, 1-2 ngày đối với tôm lớn. Tôm
sau khi mới lột xác, vỏ còn mềm nên rất nhạy cảm với môi trường sống thay đổi đột ngột.
Trong quá trình nuôi tôm, thông qua hiện tượng này, có thể điều chỉnh môi trường nuôi
kịp thời. Hormone hạn chế sự lột xác lột xác (MIH, molt - inhibiting hormone) được tiết
ra do các tế bào trong cơ quan của cuống mắt, truyền theo sợi trục tuyến xoang, chúng


tích luỹ lại và chuyển vào trong máu, nhằm kiểm tra chặt chẽ sự lột xác. Các yếu tố bên
ngoài như ánh sáng, nhiệt độ, độ mặn, điều này có ảnh hưởng tới tôm đang lột xác.
Ngoài ra, I-ốt trong tôm tốt cho sự hoạt động đúng của tuyến giáp kiểm soát tỷ lệ trao đổi
chất cơ bản, hoặc kiểm soát tốc độ tiêu thụ năng lượng ở phần còn lại. Thiếu i-ốt có thể
dẫn đến hoạt động tuyến giáp chậm chạp do đó cơ thể dễ tăng cân hoặc cản trở việc giảm
cân.
Tôm chứa astaxanthin, một loại carotenoid có màu hồng và có thể hoạt động như một
chất chống oxy hóa và bảo vệ da khỏi lão hóa sớm. Ngoài ra các axit béo omega-3 trong
tôm giúp chống oxy hóa. Kẽm trong tôm đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các
tế bào mới (bao gồm cả tế bào tóc và các tế bào da). Nó cũng giúp duy trì các tuyến dầu
tiết ra trên da đầu và giữ cho mái tóc sáng bóng. Ngoài ra, tôm là một nguồn tốt cung cấp
đồng giúp ngăn ngừa rụng tóc, góp phần làm tóc dày, và dưỡng màu cho tóc.


1.1.2. Giá trị dinh dưỡng
Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được
Thành phần dinh dưỡng

Hàm lượng dinh dưỡng

Nước

79,2 g

Protein

17,9 g

Lipid

0,9 g

Glucid

0,9 g

Xơ tro

1,4 g

Canxi

79 mg

Phospho

184 mg


Sắt

1,6 mg

Vitamin A

20 mg

Vitamin B1

0,04 mg

Vitamin B2

0,08 mg

Vitamin PP

2,3 mg

Năng lượng

82 kcal

Thành phần axit amin của tôm sú ( % so với khối lượng)
Arginine
Histidine
Isoleucine
Leucine
Lysine

1.15
0.59
0.84
1.65
1.85

Methionine
Phenylalanine
Threonine
Valine
Tryptophan

0.62
0.89
0.83
0.93
0.14

Thật khó có thể tìm được thực phẩm nào chứa ít calo nhưng lại chứa nhiều chất dinh
dưỡng quan trọng như tôm. Trước hết phải kể đến nguồn protetin gần như tinh khiết có
trong tôm. Theo phân tích, trong 100g nguồn dinh dưỡng trong tôm tươi có
đến 17.9g protein
Vitamin B12 (Cobalamin) là loại vitamin phức tạp nhất tham gia vào quá trình sinh hóa
và chuyển hóa năng lượng trong cơ thể con người. Theo phân tích, cứ trong 100g tôm
chứa 11.5μg vitamin B12.
Sắt là thành phần dinh dưỡng thiết yếu cần có cho tất cả các cơ quan và mô trong cơ thể.
Tôm là một trong những thực phẩm cung cấp nhiều chất sắt nhất.


Tôm có chứa selenium, một chất giúp bạn giảm nguy cơ ung thư. Cứ 100g tôm cung cấp
hơn 1/3 lượng selen cần thiết hàng ngày. Dưỡng chất selen có trong tôm được xem như
một “anh hùng” chuyên loại bỏ và thải trừ các kim loại nặng ra khỏi cơ thể.
Không có gì quá ngạc nhiên khi người ta thường chọn tôm trong bữa ăn hàng ngày để bổ
sung lượng canxi cần thiết cho cơ thể. Vì cứ trong 100g tôm có đến 2000 mg canxi. Tuy
nhiên, nguồn canxi chính của tôm chủ yếu ở thịt, chân và càng. Do đó nếu cố gắng ăn cả
vỏ tôm, cơ thể cũng chỉ bài tiết ra ngoài.
Dinh dưỡng trong tôm chứa rất nhiều omega – 3, chất có tác dụng chống lại cảm giác mệt
mỏi, buồn chán và trầm cảm. Ngoài ra các axit béo omega-3 còn giúp chống oxy hóa, đẩy
lùi quá trình lão hóa.
Tôm chứa astaxanthin, một loại carotenoid có màu hồng và có thể hoạt động như một
chất chống oxy hóa và bảo vệ da khỏi lão hóa sớm.
Kẽm trong tôm đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các tế bào mới (bao gồm cả tế
bào tóc và các tế bào da).
Ngoài ra, I-ốt trong tôm tốt cho sự hoạt động đúng của tuyến giáp kiểm soát tỷ lệ trao đổi
chất cơ bản, hoặc kiểm soát tốc độ tiêu thụ năng lượng ở phần còn lại. 1.1.3. Tình hình
sản xuất tôm sú ở nước ta
Năm 2016, Nước ta đã xuất khẩu tôm sang 90 thị trường, đạt kim ngạch 3,1 tỷ USD.
Trong đó, tôm chân trắng chiếm 62,1%, tôm sú chiếm gần 29,5%, tôm biển khác chiếm
8,3%. cả nước có khoảng 1.750 cơ sở sản xuất giống tôm nước lợ, trong đó 1.240 cơ sở
sản xuất giống tôm sú và 510 cơ sở sản xuất giống tôm thẻ chân trắng .
Các tỉnh Nam Trung bộ được xem là thủ phủ sản xuất tôm giống trọng điểm. Hàng năm,
các cơ sở tại khu vực này cung cấp khoảng 50% số lượng giống tôm nước lợ cho người


thả nuôi cả nước, số còn lại được sản xuất các tỉnh ĐBSCL (Bạc Liêu, Kiên Giang và Cà
Mau) và một số tỉnh phía Bắc.
1.2.

TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY HẦM

Hệ thống sấy hầm là một trong những hệ thống sấy đối lưu phổ biến nhất, dùng để
sấy các vật liệu sấy khác nhau. hệ thống sấy hầm có thể sấy liên tục hoặc bán liên tục
với năng suất lớn và phương pháp tổ chức trao đổi nhiệt chỉ có thể đối lưu cưỡng bức,
nghĩa là bắt buộc phải dùng quạt.

Thiết bị truyền tải trong hệ thống sấy hầm có thể là băng tải hoặc gồm nhiều xe goòng.
Băng tải trong hệ thống sấy hầm dạng xích kim loại có nhiệm vụ chứa và vận chuyển
vật liệu sấy, đồng thời cho tác nhân sấy đi qua băng tải để xuyên qua vật liệu sấy thực
hiện quá trình trao đổi nhiệt - ẩm. các xe goàng chứa các khay đựng nguyên liệu được
lập trình để chuyển động qua hầm sấy theo một hướng hoặc nhiều hướng khác nhau.
Cấu tạo của hệ thống sấy hầm bao gồm ba phân chính: hầm sấy, calorifer và quạt.
- Hầm sấy thường là hầm được làm bằng gạch hoặc bê tông. hầm dài từ 10 đến 20
hoặc 30 m, trong đó vật liệu sấy và tác nhân sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt
ẩm. Các hệ thống sấy hầm có thể tổ chức cho tác nhân sấy và vật liệu sấy đi cùng
chiều hoặc là ngược chiều, hoặc zích zắc, hồi lưu hay không hồi lưu tùy thuộc vào
mục đích thiết kế.
Calorifer là thiết bị trao đỏi nhiệt có cấu tạo gồm các bộ phận: vỏ kim loại bọc ngoài thiết
bị, giàn ống có cánh, mặt bích. Trong ống là hơi bão hoà ngưng tụ, ngoài ống là không
khí chuyển động


- Quạt: là tác nhân cưỡng bức không khí đối lưu trong hầm sấy.
Nguyên lí hoạt động: Vật liệu được chứa đựng trên khay ở các xe goòng hoặc trên băng
tải di chuyển vào từ đầu hầm và đi ra ở cuối hầm.Tác nhân sấy chuyển động cùng chiều
hoặc ngược chiều với vật liệu sấy. Hệ thống quạt vận chuyển tác nhân sấy và hệ thống gia
nhiệt dược lắp đặt bên ngoài hay ngay trên nóc hầm sấy. Trong hầm tác nhân sấy và vật
liệu sấy xảy ra sự trao đổi nhiệt - ẩm, cứ như vậy đến khi di chuyển ra khỏi hầm, vật liệu
đã được sấy khô theo đúng yêu cầu.
Ứng dụng: được sử dụng rộng rải do có năng suất lớn và tốn ít thời gian.
1.3.

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ CHẾ ĐỘ SẤY

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơn. Nhiệt được
cung cấp cho vật liệu bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần
số cao.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản
được tốt. Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng.
Quá trình sấy là quá trình làm khô các lớp vật liệu bằng phương pháp bay hơi nước.
Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất, cụ thể là quá trình
truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật liệu sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật liệu sấy ra
ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật liệu sấy ra ngoài môi trường. Các quá
trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật liệu sấy, chúng có qua lại lẫn
nhau.
Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật liệu có độ ẩm tương đối cao, nhiệt độ sấy và tốc
độ chuyển động của không khí không quá lớn xảy ra theo 3 giai đoạn đó là giai đoạn làm
nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần. Đối với trường


hợp sấy với điều kiện khác thì quá trình sấy cũng xảy ra 3 giai đoạn nhưng các giai đoạn
có thể đan xen khó phân biệt hơn
1.3.1. Lựa chọn phương pháp sấy
Với yêu cầu và đặc tính của tôm và năng suất sấy không quá lớn chỉ nằm ở mức trung
bình 300kg/h nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm liên tục kiểu đối lưu cưỡng bức dùng
quạt thổi, sử dụng các khay chứa đặt trên các xe goòng để truyền tải tôm.
Do sản phẩm sấy là tôm – được sử dụng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảo
vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sử dụng không khí sạch làm tác nhân sấy.
Sử dụng calorifer củi đốt để cung cấp nhiệt gia nhiệt cho không khí, không khí được
quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy. Trong hầm sấy không khí khô thực hiện việc trao đổi
nhiệt - ẩm với tôm làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi
nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài. Không khí này sau đó sẽ được đưa qua xyclon
lọc bụi rồi thải ra ngoài môi trường.
Để tiến hành sấy tôm làm cho độ ẩm của tôm giảm xuống còn khoảng 8 % thì nguyên
liệu đầu vào là tôm đã được làm sạch sẽ được xếp lên các khay inox, các khay inox được
sắp xếp theo trật tự trên các xe gòong rồi đưa vào buồng sấy.
Phân loại phương pháp sấy:
 Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau.
Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có
độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy). Dọc theo hầm sấy, tác nhân sấy
giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu
sấy có độ ẩm cao nhất.


 Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều nhau.
Vật liệu ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ
ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh. Dọc theo hầm sấy, tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm
tăng dần di chuyển về phía cuối hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm thấp nhất.

 Ứng dụng
Sấy ngược chiều được ứng dụng trong những trường hợp khi vật liệu có độ ẩm lớn
nhưng bốc hơi không được nhanh, vật liệu chịu được nhiệt độ cao, khi độ hút ẩm của vật
liệu lớn.
Sấy xuôi chiều được ứng dụng trong những trường hợp khi vật liệu ở trạng thái ẩm
chịu được sấy với cường độ cao tốt hơn ở trạng thái khô, độ hút ẩm của vật liệu nhỏ, và
khi ở nhiệt độ cao vật liệu dễ bị hỏng.
Như tính chất vật liệu sấy đã nêu ở trên thì việc lựa chọn phương pháp sấy ngược
chiều.
1.3.2. Lựa chọn chế độ sấy
Ta sử dụng công nghệ sấy ở nhiệt độ thấp để tôm nguyên liệu không bị biến chất cũng
như giữ được màu sắc. Ta chọn nhiệt độ sử dụng cho quá trình sấy là 500C.
PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ


Tôm tươi

Rửa lần 1
Phân loại
Rửa lần 2

Hấp chín

cân

Sấy

Đóng gói, dán nhãn

Tôm khô


2.2. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Hệ thống sấy hầm được thiết kế với tác nhân sấy là không khí nóng, vật liệu sấy là
tôm sú hấp chin để vỏ. Việc gia nhiệt không khí sấy sẽ được thực hiện qua calorifer củi
đốt. Không khí sẽ được gia nhiệt qua caloriphe sau đó được quạt thổi vào hầm sấy ngược
chiều với vật liệu để thực hiện quá trình sấy. Vật liệu sấy được xếp đựng trong khay
trên xe goòng. Do năng suất 300kg/h nên quá trình sấy sẽ thực hiện liên tục. xe goòng sẽ
được đưa vào hầm sấy bằng đường băng thông qua cửa vào, vật liệu khô sẽ được tháo ra
ngoài theo cửa ra.
Trong quá trình sấy không khí chuyển động trong hầm sấy với tốc độ nhất định,
lượng ẩm trong vật liệu sấy được tách ra và cùng với không khí sẽ được thải ra ngoài
theo đường dẫn phía sau hầm sấy. Sau khi sấy thì không khí sẽ mang theo một lượng bụi
nhất định, do đó ta cần phải lọc không khí trước khi thải ra môi trường. Quá trình lọc
không khí ở đây ta sẽ dùng hai thiết bị đó là xyclon và thiết bị lọc túi vải. Xyclon sẽ được
dùng để lọc đi những hạt bụi thô (có kích cỡ lớn), không khí sau khi qua xyclon sẽ được
quạt hút hút qua thiết bị lọc túi vải để lọc những hạt bụi mịn (có kích thước cỡ nhỏ) sau
đó mới thải ra môi trường.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
 Năng suất: 300kg/h
 Độ ẩm tôm ban đầu: 60%.
 Độ ẩm sau sấy: 8%.
 Nhiệt độ trung bình của khí trời: 30OC
 Độ ẩm khí trời: 80% (tự chọn)


 Chọn thời gian sấy trong 16h/ ngày
 Chọn nhiệt độ sấy (sau khi qua caloriphe): 50OC.
 Nhiệt độ sau sấy: 40OC
Bảng Các thống số cơ bản của không khí khi sử dụng calorifer
STT
0

Không khí
ngoài trời
(điểm A)

Tên đại



lượng
Nhiệt độ
Độ ẩm
Hàm ẩm

hiệu
tA
30
φA
80
dA
22

Enthapi
Áp suất
1

IA
PA

Giá trị

Đơn vị
0

C
%
g/kgKKK

Tra giản

21

kcal/kgKK

đồ
Tra giản

25

K
mmHg

đồ
Tra giản

Không khí

riêng phần
Nhiệt độ
tB

50

0

ra khỏi

Độ ẩm

28

%

Tra giản

22
26

g/kgKKK
kcal/kgKK

đồ
= dA
Tra giản

25

K
mmHg

đồ
Tra giản

φB

đồ
C

caloriphe
(điểm B)

Hàm ẩm
Enthapi
Áp suất

2

Ghi chú

Không khí
ra khỏi
hầm sấy
(điểm C)

dB
IB
PB

riêng phần
Nhiệt độ
tC
Độ ẩm
φC
Hàm ẩm
Enthapi

dC
IC

đồ
40
55
26
26

0

C
%

Tra giản

g/kgKKK

đồ
Tra giản

kcal/kgKK

đồ
= IB


Áp suất

PC

30

K
mmHg

riêng phần

Tra giản
đồ

3.1. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Trong quá trình sấy, ta xem như không có hiện tượng mất mát nguyên liệu, lượng không
khí khô tuyệt đối coi như không bị biến đổi trong suốt quá trình sấy. Năng suất của máy
sấy là 300 kg/h (nhập liệu), ta cho thiết bị làm việc 16 giờ/ngày. Thời gian còn lại dùng
để vệ sinh và kiểm tra hệ thống.
Năng suất nhập liệu: G1 = 300kg/h.
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy tính trên căn bản ướt: W1 = 60%
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy tính trên căn bản khô:
W1' = = = 150%
Độ ẩm cuối cùng của vật liệu sấy: W2 = 8%
Độ ẩm cuối cùng của vật liệu sấy tính trên căn bản khô:
W2' = = = 8,70%
Lượng ẩm bay hơi được tính theo công thức:
W = = = 169,57 (kg/h)
Khối lượng nguyên liệu sau sấy:
G2 = G1 - W = 300 – 169,57 = 130,43 (kg/h)


Năng suất theo sản phẩm của hệ thống: G2.16 = 130,43 x 16 = 2086,88 (kg/ngày)
Khối lượng nguyên liệu khô tuyệt đối Gk được tính theo công thức
W=
= = 120,01 (kg/h).
Lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm (lượng không khí tiêu hao
riêng) được tính theo công thức:
l = = = 250 (kg kkk/kg ẩm)
Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy:
L = W.l = 169,57 . 250 = 42395,5 (kg/h).
3.2. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
Lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi 1kg ẩm:
q = = l(I1- I0) = 250(26-21).4,1868 = 5233,5 (kJ/kg ẩm bay hơi)
Tổng lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy:
Q = L(I1-I0) = 42395,5.(26-21).4,1868 = 887507,40 (kJ/kg ẩm bay hơi)
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
4.1.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CHÍNH
Chọn các thông số của tôm


Cỡ tôm
Đường kính
Trọng lượng
Chiều dài
4.1.1. Tính toán thời gian sấy

40 con/kg
15 mm
0.025 kg
150 mm

Chọn vận tốc tác nhân sấy wk = 3(m/s).
Hệ số trao đổi ẩm:
αp = 0,0229 + 0,0174.wk
= 0,0229 + 0,0174.3 = 0,0751 (kg/m2.h.mmHg).
Cường độ sấy:
Jm = αp.∆P

[2]

∆P =
Với: ∆P1 = Pb – P1
∆P2 = Pb – P2
Pb: áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ bầu ướt tư = 32oC (Tra giản đồ)
Ta có Pb = exp = 0,0473(bar) = 35,95 (mmHg) (CT 2.31 trang 31, [1])
∆P1 = 35,95 – 25 = 10,95 (mmHg).
∆P2 = 35.95 –30= 5,95 (mmHg).
∆P = = 9,00 (mmHg).

[2]


Từ [(3.6),2], Jm = 0,0751.9,00= 0,6759 (kg/m2.h).
Tỉ số giữa thể tích và bề mặt của vật liệu :
Rv = = =3,571 .10-3
Với d, h : đường kính và chiều dài tôm nguyên liệu
Khối lượng riêng tôm khô: � = 1200kg/m3
Tốc độ sấy đẳng tốc: N = = = 15,77(%/h) (trang 85, [2])
Hệ số sấy tương đối: χ = = = 0,03
Độ ẩm cân bằng vật liệu: Wcb = 6%
Thời gian sấy:
τ

=
= 6)]}
= 7,25 (h) (trang 98, [2])

Vì thời gian sấy nguyên liệu đến độ ẩm yêu cầu là 7,25h nên khối lượng nguyên liệu cần
sấy để đảm bảo năng suất sấy đạt 300kg/h là 7,25.300 = 2175kg
4.1.2 Tính toán chọn xe goòng
- Chọn khây sấy được chế tạo từ inox và theo dạng lưới để thuận tiện cho việc thoát ẩm
của vật liệu sấy.


+ Kích thước của khay sấy là 1000x800x40 mm (dài x rộng x cao), tạo gờ mép
ngoài mỗi bên khoảng 20mm để thuận tiện cho việc cầm nắm.
+ Diện tích phần khay cho phép để tôm lên là:
1000.800 = 800000 mm2 = 0,8 m2
+ Lượng tôm trên mỗi khây là 5,8 kg
+ Số lượng khây = 2175/5,8 = 375 khây
- Chọn mỗi xe goòng có 15 khây => số lượng xe goòng: n = 375/15 = 25 xe
+ Xe gòong được chế tạo từ vật liệu Inox 304. Dưới các chân của xe có bố trí các
bánh xe để dễ dàng cho việc di chuyển ra vào.
+ 20 thanh trục ngang chịu khối lượng của khay sấy làm bằng inox (bề dày 1 mm)
có tiết diện vuông 15x15mm, được hàn lại với các thanh trục đứng của xe.
+ 4 thanh trục đứng được làm bằng inox (bề dày 1 mm) có tiết diện vuông
30x30mm, được hàn lại với các thanh trục ngang tạo nên khung xe.
+Xe gòong được thiết kế 15 tầng, các tầng cách nhau 100mm để tác nhân sấy là
không khí nóng lưu thông dễ dàng và hiệu quả hơn.
+ Bánh xe có đường kính 130 mm, đường rây bánh xe có chiều cao 30 mm và
chiều rộng là 60 mm. Khoảng cách từ mặt đất đến khung xe là 164mm.
+ Xe gòong được chế tạo có kích thước:
� Chiều dài của xe: l = 1000 + 30.2 = 1060mm


� Chiều rộng của xe: b = 800 + 30.2= 860mm
� Chiều cao của xe : h = 100.16 + 30.2 + 40.15 + 164 = 2260 mm
4.1.2 Tính toán kích thước hầm sấy
- Gọi r là khoảng cách giữa các xe goòng: chọn r = 100 mm
l0 là khoảng cách ở hai đầu hầm hầm để không khí vào ra: l0 = 800 mm
Chiều dài hầm: Lh = b.n + (n-1)r + 2l0 = 860.25 +(25-1)100 + 2.800 = 25500mm
- Gọi r1 là khoảng cách giữa xe goòng với tường hầm: chọn r1 = 150mm
Chiều rộng hầm: Bh = l + 2r1 = 1060 + 2.150 = 1360 mm
- Gọi r2 là khoảng cách giữa xe goòng với trần hầm: chọn r2 = 150mm
Chiều cao hầm: Hh = h + r2 = 2260 + 150 = 2410 mm
4.2.TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT (BẢO ÔN) THIẾT BỊ CHÍNH
4.2.1 Tính toán cách nhiệt
Sau khi quyết định kích thước hầm, ta xác định kích thước phủ bì của hầm. Vì vật liệu
sấy là tôm nên cần phải xây dựng bằng inox để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Ta sẽ
xây dựng vách hầm gồm 3 lớp vật liệu: lớp inox bên ngoài � lớp cách nhiệt bằng bông
thủy tinh � lớp gạch xây bên ngoài
Lớp inox bên trong có bề dày = 4 mm, hệ số dẫn nhiệt 1 = 23.2 W/m.độ


Lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh có bề dày = 50mm, hệ số dẫn nhiệt 2 = 0.051
W/m.độ
Lớp gạch bên ngoài có bề dày = 100 mm, hệ số dẫn nhiệt 3 = 0.77 W/m.độ
Tổng bề dày phủ bì của vách hầm: ++ = 4 + 50 + 100 = 154 mm
Chiều dài hầm tính thêm lớp phủ bì:
L = Lh + = 25500 + 154 = 25654 mm
Chiều rộng hầm tính thêm lớp phủ bì:
B= Bh + 2. = 1360 + 2.154 = 1668 mm
Nền hầm sấy được xây bằng gạch có bề dày = 100 mm, hệ số dẫn nhiệt 3 = 0.77
W/m.độ,
Chiều cao hầm tính thêm lớp phủ bì
H= Hh + + = 2410 + 154 + 100 = 2664mm

Bảng 1. Các thông số kích thước của hầm sấy
Thiết bị

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao

Khay sấy
Xe gòong
Hầm sấy
Hầm sấy + Phủ bì

(mm)
1000
1060
25500
25654

(mm)
800
860
1360
1668

(mm)
40
2260
2410
2664


4.2.2. Tính toán tổn thất nhiệt
Tổn thất do vật liệu sấy mang đi (qv):
Chọn tv2 = t1 -5 = 50 – 5 = 45oC
Nhiệt dung riêng của tôm khô Cwk = 3,48 KJ/kg.độ
Nhiệt dung riêng của nước Ca = 4,18 KJ/Kg.độ
Nhiệt dung riêng của tôm sấy Cv2 = Cwk(1-W2) + Ca.W2 = 3,48(1-0,08) + 4,18.0,08 =
3,536 KJ/Kg.độ
Tổn thất nhiệt qv = = = 43,925 KJ/Kg ẩm
Tổn thất nhiệt do thiết bị (qtb):
Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi (qx)
Xe được làm từ inox 304 có Cx = 0,5 KJ/KgK, khối lượng mỗi xe Gx = 45kg.
Vì inox nên nhiệt độ xe goòng ra khỏi hầm bằng nhiệt độ tác nhân sấy tx2 = 50oC
qx = (KJ/Kg ẩm)
với tx1 = t0 = 30oC
Tổn thất do khay sấy mang đi:
Khay được làm bằng inox có Ck = 0,5 KJ/Kg, khối lượng mỗi khay Gk = 2kg
Vì inox nên tk2 = t1 =50oC, tk1 = to = 30oC


qk = (KJ/Kg ẩm)
qtb = qx + qk = 9,151 + 6,101 = 15,252(KJ/Kg ẩm)
Tổn thất ra môi trường (qmt):
Tổn thất qua 2 vách (qv):
Hệ số trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và tường bên:
1 = 18.66 W/m2.K
2 = 1,715 (tw2 – tf2)1/3
Với

(CT trang 103, [9])

tf1 = 0,5(t1 + t2) = 0,5(50 + 40) = 45oC
tf2 = to = 30oC

Chọn tw1 = 44oC
Tw2 = 36oC
 2 = 3,1164 (W/m2.K)
Ta có:
q1 = 1(tf1 – tw1) = 18.66( 45 – 44) = 18,66(W/m2)
q2 = 2(tw2 – tf2) = 3,1164.(36-30) = 18,6982 (W/m2)
So sánh sai số của dòng nhiệt:
= 0,19 % < 10%


 kết quả phù hợp => chấp nhận tw1, tw2
Do đó kt = = 0,5953(W/m2.K)
qt = (KJ/kg ẩm)
với: Ft = 2.Lh.Hh – hcr.bcr = 2.25,5.2,41 – 2,3.1,4 = 119,69 (m2)
Tổn thất qua trần (qtr):
ktr = = 0,5953(W/m2.K)
qtr = = 6, 574 (KJ/kg ẩm)
với: Ftr = Lh.Bh = 25,5.1,36=34,68 (m2)
Tổn thất qua cửa hầm sấy:
Cửa hầm sấy làm bằng inox có c = 5mm, c = 0,5 W/m2.K
Khung cửa làm bằng các thanh gỗ có chiều dày 45mm
kc = = 2,1076 (W/m2.K)
Cửa phía tác nhân sấy có độ chênh lệch nhiệt độ (t1 - t0) còn đầu kia có độ
chênh lệch nhiệt độ bằng (t2 - t0)
Chiều cao cửa sấy vào hcv = 2300mm, chài rộng cửa sấy vào bcv = 1200mm
qcv = = 3,704(KJ/kg ẩm)
với: Fcv = hcv.bcv = 2,3.1,2 = 2,76 (m2)


Chiều cao cửa sấy ra hcr = 2300mm, chài rộng cửa sấy ra bcr = 1400mm
qcv = = 4,322(KJ/kg ẩm)
với: Fcr = hcr.bcr = 2,3.1,4 = 3,22 (m2)
Tổn thất qua cửa qc = qcv + qcr = 3,704 + 4,322 = 8,026 (KJ/kg ẩm)
Tổn thất qua nền (qn):
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy bằng 450C và giả sử tường
hầm sấy cách tường bao che của phân xưởng là 2m. theo bảng 7.1 (142/[1])
= 30,625 W/m2
qn = = = 22,548 (KJ/kg ẩm)
với Fn = Ftr
Tổn thất ra môi trường:
qmt = qt + qtr + qc + qn = + 6, 574 + 8,026 + 22,548 = 59,838 (KJ/kg ẩm)
4.2.4 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy lý thuyết
qmv =  qmr
� Nhiệt lượng mang vào thiết bị sấy
- Nhiệt lượng do calorifer cung cấp:
QCa = l(I2 – I0) = 250(26-21).4,1868 = 5233,5 (kJ/kg ẩm bay hơi)


- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào:
Nhiệt dung riêng của vật liệu vào:
Cv1 = Cwk(1-W1) + Ca.W1 = 3,48(1-0,6) + 4,18.0,6 = 3,9 (KJ/Kg. độ)
Nhiệt lượng do vật liệu mang vào:
qvv = = = 206,99 (KJ/Kg ẩm)
- Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào:
qkkv = l.I0 = 250.21.4,1868 = 21980,7 (KJ/Kg ẩm)
 qmv

= qCa + qVV + qKKV
= 5233,5+ 206,99 + 21980,7
= 27421,19 (KJ/Kg ẩm)

� Nhiệt lượng mang ra khỏi phòng sấy
- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra:
qv = 43,925 KJ/Kg ẩm
- Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường
qmt’ = qmt + qtb = 59,838 + 15,252= 75,09 (KJ/kg ẩm)
- Nhiệt do không khí mang ra
qkkr = l. I1 = 250.26.4,1868 = 27214,2 (KJ/Kg ẩm)


 qmr

= qv + qmt’ + qkkmr
= 43,925 + 75,09 + 27214,2
= 27333,215(KJ/Kg ẩm)

� So sánh nhiệt vào và nhiệt ra
 = 100. = 0,32% < 5%
Vậy các giả thuyết và quy trình tính toán đều có thể chấp nhận được
4.2.5 Tính toán quá trình sấy thực
 Nhiệt lượng bổ sung thực tế:
 = qbs + Cv1.t0 - qtt
Trong đó
qtt

(CT7.38 trang 292 , [3])

qbs = 0 do không sử dụng calorifer bổ sung

= qv + qmt’
= 43,925 + 75,09
= 119,015 (KJ/Kg ẩm)

 = 0 + 3,9.30 – 119,015 = - 2,015 (KJ/Kg ẩm
 Các thông số của quá trình sấy thực
- Hàm ẩm của tác nhân sấy đi ra khỏi máy sấy:
d2’

=

(CT VII.26 trang 105, [5], tập 2)


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×