THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY ĐƯỜNG THÙNG QUAY NĂNG SUẤT 1500 kgh (Autocad + thuyết minh chi tiết)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
--------------------

Tp. Hồ Chí Minh, tháng …. năm 2020

ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG
SẤY ĐƯỜNG THÙNG QUAY
NĂNG SUẤT 1500 kg/h

SVTH:

1. Lý Hoàng Thắng
2. Nguyễn Ngọc Thanh Trị

GVHD:

MSSV: 1812805
8
MSSV: 1812807
0

TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2021

Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---oOo--NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ
Giảng viên hướng dẫn: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi
Họ và tên sinh viên thực hiện:
MSSV
1. Lý Hoàng Thắng
18128058
2. Nguyễn Ngọc Thanh Trị
18128070
1. Tên đồ án: Thiết kế thiết bị sấy đường thùng quay năng suất 1500kg/h
2. Các số liệu ban đầu:
 Năng suất sản phẩm sấy: 1500 kg/h
 Độ ẩm nguyên liệu đầu vào 3%
 Độ ẩm sản phẩm sau sấy 0,05%
 Tác nhân sấy là khơng khí nóng
 Các số liệu khác tự chọn
3. u cầu về phần thuyết minh và tính tốn:
1) Tổng quan về sản phẩm và qui trình cơng nghệ sấy liên quan
2) Thuyết minh quy trình.
3) Tính cân bằng vật chất-năng lượng
4) Tính cấu tạo thiết bị chính
5) Tính các thiết bị phụ
6) Kết luận
4. Yêu cầu về trình bày bản vẽ:
+Bản vẽ qui trình khổ A1 và 01 bản vẽ khổ A3 kẹp trong tập thuyết minh
+Bản vẽ cấu tạo thiết bị chính khổ A1 và 01 bản in khổ A3 đóng chung quyển
thuyết minh.

5. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/03/2021
6. Ngày hồn thành đồ án: 16/08/2021
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 08 năm 2021
TRƯỞNG BỘ MÔN
Giảng viên hướng dẫn

TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [1]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HĨA HỌC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

---------------------------------

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MƠN HỌC: PWPD322703
1. GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi
2. Sinh viên: Lý Hoàng Thắng 3. MSSV: 18128058
4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy đường thùng quay năng suất 1500kg/h
5. Kết quả đánh giá:

STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế

0 – 1,0

1,0

2

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2,5

3

Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế

0 – 0,75

0,25

4

Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế

0 – 0,75

0,25

5

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

2,5

6

Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

1,0

7

Hồn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm

0 – 0,75

0,75

8

Thực hiện đúng kế hoạch công việc được GV giao

0 – 0,75

0,75

10

9,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: điểm chín)

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
Đã hồn thành tốt đồ án
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

Không được phép bảo vệ : 

Ngày 15 tháng 8 năm 2021
Người nhận xét
(Ký

& ghi rõ họ tên)

Phạm Hoàng Huy Phước Lợi
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [2]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
1. GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi
2. Sinh viên: Nguyễn Ngọc Thanh Trị 3. MSSV: 18128070.
4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy đường thùng quay năng suất 1500kg/h
5. Kết quả đánh giá:

STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế

0 – 1,0

1,0

2

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2,5

3

Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế

0 – 0,75

0,25

4

Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế

0 – 0,75

0,25

5

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

2,5

6

Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

1,0

7

Hoàn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm

0 – 0,75

0,75

8

Thực hiện đúng kế hoạch cơng việc được GV giao

0 – 0,75

0,75

10

9,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: điểm chín)

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
Đã hồn thành tốt đồ án
7. Kết luận
Được phép bảo vệ : 

Không được phép bảo vệ : 
Ngày 15 tháng 8 năm 2021
Người nhận xét
(Ký

& ghi rõ họ tên)

Phạm Hoàng Huy Phước Lợi
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
---------------------------------

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MÔN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703
1. GVPB: ...................................................................................................................................................
2. Sinh viên: Lý Hoàng Thắng............................................... 3. MSSV: 18128058.................................
4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy đường thùng quay năng suất 1500kg/h......................
.....................................................................................................................................................................

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [3]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
5. Kết quả đánh giá:

STT

Nội dung

Thang

Điểm

điểm

số

1

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

3

Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

4

Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án

0 – 1,0

5

Trả lời được các câu hỏi phản biện

0 – 3,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

10

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký

& ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC – THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

---------------------------------

MƠN HỌC: ĐỒ THIẾT KẾ MÁY THIẾT BỊ - HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2020 – 2021
MÃ MÔN HỌC: PWPD322703
1. GVPB: ...................................................................................................................................................
2. Sinh viên: Nguyễn Ngọc Thanh Trị................................... 3. MSSV: 18128070.................................
4. Tên đề tài: Thiết kế thiết bị sấy đường thùng quay năng suất 1500kg/h......................
.....................................................................................................................................................................
5. Kết quả đánh giá:

STT

Nội dung

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [4]

Thang

Điểm

điểm

số


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h

1

Lập qui trình cơng nghệ và tính tốn được các chi tiết thiết bị

0 – 2,5

2

Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng

0 – 2,5

3

Hồn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic

0 – 1,0

4

Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án

0 – 1,0

5

Trả lời được các câu hỏi phản biện

0 – 3,0

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ:……………………………………….)

10

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6. Các nhận xét khác (nếu có)
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Ngày …… tháng 08 năm 2021
Người phản biện
(Ký

& ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................9

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN:......................................................................................10
Giới thiệu phương pháp và quy trình cơng nghệ của sản phẩm:.............................10
1.1. Khái niệm chung về sấy:..................................................................................10
1.2. Chọn tác nhân sấy, chế độ sấy:.........................................................................12
1.3. Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm sấy:.....................................................14
1.4. Chọn phương án sấy và thiết bị sấy:.................................................................16

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ................................................................19
GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi [5]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
2.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ:..............................................................................19
2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ:...................................................................19

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG.................................21
3.1. Cân bằng vật chất:............................................................................................21
3.2. Cân bằng năng lượng:......................................................................................26

PHẦN IV: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH...............................................................31
4.1. Tính thiết bị chính:...........................................................................................31
4.2. Chiều cao vật liệu sấy:.....................................................................................33
4.3. Bề dày thùng:...................................................................................................34
4.5. Tính trở lực cho thùng sấy:...............................................................................37
4.6. Tính tồn cách nhiệt cho thùng sấy:...................................................................38
4.7. Thiết kế hệ thống truyền động cho thùng quay:...............................................43

CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ...............................................................54
5.1. Tính và chọn xyclon:........................................................................................54
5.2. Calorifer:..........................................................................................................56
5.3. Tính trở lực và chọn quạt.................................................................................65
5.4. Tính vành đai:..................................................................................................78
5.5. Tính tải trọng thùng sấy:..................................................................................79
5.6. Con lăn đỡ:.......................................................................................................80
5.7. Con lăn chặn:...................................................................................................81
5.8 Gầu tải nhập liệu:..............................................................................................82

LỜI KẾT..................................................................................................................... 83
Tài liệu tham khảo:.....................................................................................................85

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [6]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1: Số liệu trạng thái của tác nhân sấy lý thuyết.................................................24
Bảng 2: Bảng cân bằng vật chất.................................................................................26
Bảng 3: Số liệu trạng thái của tác nhân sấy thực tế....................................................30
Bảng 4: Số liệu trạng thái của tác nhân sấy thực tế....................................................34
Bảng 5: Các thông số của tác nhân sấy trong thùng sấy.............................................37
Bảng 6: Các thông số của tác nhân sấy trong thùng sấy.............................................39
Bảng 7: Hệ số cấp nhiệt từ thành ngồi của thùng đến môi trường xung quanh..........40
Bảng 8: Thông số bề dày thùng..................................................................................41
Bảng 9: Bộ truyền bánh răng.....................................................................................45
Bảng 10: Bộ truyền bánh răng.....................................................................................45
Bảng 11: Ứng suất.......................................................................................................48
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi [7]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
Bảng 12: Kích thước của cặp bánh răng.....................................................................53
Bảng 13: Các kích thước cơ bản của cyclon LIH – 24................................................55
Bảng 14: Các giá trị tại ttb = 69,89690C......................................................................59
Bảng 15: Thông số thân thùng, lớp cách nhiệt, lớp bảo vệ..........................................80

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án môn học, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn đến TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi, giảng viên khoa
cơng nghệ hóa học và thực phẩm - Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh.
Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình là đồ án mơn học
q trình và thiết bị.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên trong trường đại học sư
phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cơ trong khoa cơng nghệ hóa
GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi [8]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
học và thực phẩm nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các mơn đại cương,
giúp chúng em có được những cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ
chúng em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo
điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hồn thành
đồ án mơn học.

GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi [9]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN:
Giới thiệu phương pháp:
Sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất
và đời sống. Đặc biệt trong nghành công nghệ thực phẩm , chế biến bảo quản , hóa
chất, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng một vai trị quan trọng trong dây
chuyền sản xuất.

Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được các tính chất về
giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy
tầng sôi…
Trong đồ án này em nhận nhiệm vụ sấy thùng quay với sản phẩm là đường năng
suất 1500kg/h.
Đây là lần đầu tiên em tiếp nhận hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên
nghành, do kiến thức và tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi
những sai sót trong q trình thiết kế. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình
của Thầy : T.s Phạm Hồng Huy Phước Lợi để em có thể hồn thành tốt đồ án này.
1.1. Khái niệm chung về sấy:
1.1.1. Khái niệm:
Q trình sấy là q trình làm khơ một vật thể bằng phương pháp bay hơi. Sấy
không chỉ đơn thuần là tách nước và hơi nước ra khỏi vật kiệu mà là một q trình
cơng nghệ phức tạp, địi hỏi vật liệu sau khi sấy phải đảm bào chất lượng và mức chi
phí năng lượng thấp. Với mục đích giảm bớt khối lượng, giảm công chuyên chở, kho
tồn..), tăng độ bền vật liệu ( như gốm ,sứ , gỗ…), bảo quản tôt trong một thời gian dài,
nhất là đối với lương thực, thực phẩm.
1.1.2. Phân loại:
1.1.2.1. Phân loại theo cách cấp nhiệt:
+ Sấy đối lưu: cấp nhiệt cho vật bằng trao đổi nhiệt đối lưu( tự nhiên hoặc
cưỡng bức).
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[10]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
+ Sấy bức xạ: cấp nhiệt cho vật liệu bằng trao đổi nhiệt bức xạ.
+ Sấy tiếp xúc: cấp nhiệt bằng cách cho vật sấy tiếp xúc với vật có nhiệt độ
cao hơn.
+ Sấy bằng điện trường cao tần: Cấp nhiệt bằng cách cho vật liệu vào trong
điện trường cao tần, vật ẩm lúc này sẽ nóng lên.

1.1.2.2. Phân loại theo chế độ thải ẩm:
+ Sấy dưới áp suất khí quyển:
+ Sấy chân khơng:
1.1.2.3. Phân loại phương pháp sấy theo cách xử lý không khí:
+ Sấy dùng nhiệt:
+ Sấy dùng xử lý ầm ( hút ẩm):
+ Sấy kết hợp gia nhiệt và hút ẩm:
1.1.2.4. Nguyên lý của quá trình sấy:
Quá trình sấy là một q trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức
tạp vì nó bao gồm cả q trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn
đồng thời với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình
chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra
khỏi vật liệu ban đầu. Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật
liệu và bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuyếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi
áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong mơi
trường khơng khí xung quanh. Vận tốc của tồn bộ quá trình được qui định được giai
đoại nào là chậm nhất. Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thức
đẩy hoặc cản trở quá trình duy chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy.
Trong q trình sấy thì mơi trường khơng khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và
trực tiếp đến vận tốc sấy. Do vậy cần nghiên cứu tính chất và thơng số cơ bản của q
trình sấy.
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[11]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
Tóm lại nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quá trình sấy
+ Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng ta
sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thơng số đầu và cuối của vật liệu sấy và của các tác
nhân sấy để từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng
nhiệt cần thiết cho quá trình sấy.

+ Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ
ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của q trình như: tính chất, cấu trúc,
kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ
đó xác định được chế độ sấy và thời gian sấy thích hợp.
1.2. Chọn tác nhân sấy, chế độ sấy:
1.2.1: Tác nhân sấy và phân loại:
Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu
sấy.
Trong quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn luôn được bổ sung ẩm thốt ra
từ vật sấy. Nếu độ ẩm này khơng được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy
tăng lên, đến một lúc nào đố sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật sấy và môi trường trong
buồng sấy và q trình thốt ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại.
Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy:
- Gia nhiệt cho vật sấy.
- Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường.
- Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do q nhiệt.
Phân loại:
- Khơng khí ẩm : là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùng cho hầu hêt
các loại sản phẩm. Dùng khơng khí ẩm khơng làm sản phẩm sau khi sấy bị ô nhiễm và
thay đổi mùi vị. Tuy nhiên dùng khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ
gia nhiêt khơng khí ( calorife khí, hơi hay khí hoặc khói ), nhiệt độ sấy khơng q cao,
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[12]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bị trao đổi nhiêt phải được chế tạo
bằng thếp hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt.
- Khói lị: khói lị được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên
10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ơ nhiễm gây mùi
khói.

- Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm đễ bị cháy
nổ và có khả năng chụi được nhiệt độ cao.
1.2.2. Thiết bị sấy và chế độ sấy:
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiều kiểu
thiết bị sấy khác nhau vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:
-Thiết bị sấy đối lưu: Dùng phương pháp sấy đối lưu. Đây là phương pháp
thông dụng nhất. Thiết bị sấy gồm: thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm, thiết bị sấy
thùng quay,...
-Thiết bị sấy bức xạ: Dùng phương pháp sấy bức xạ. Thiết bị này dùng thích
hợp cho 1 số sản phẩm.
-Thiết bị sấy tiếp xúc: Dùng phương pháp sấy tiếp xúc, có các kiểu:
+Thiết bị sấy tiếp xúc với bề mặt nóng kiểu lị quay.
+Thiết bị sấy tiếp xúc trong chất lỏng.
-Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần: dùng phương pháp điện trường cao tần.
-Thiết bị sấy thăng hoa: Dùng phương pháp hóa hơi ẩm là thăng hoa, việc loại
ẩm phải dùng máy hút chân không kết hợp bình ngưng kết.
-Thiết bị sấy chân khơng thơng thường: Thiết bị này thải ẩm bằng máy hút
chân không, không cấp nhiệt bằng đối lưu mà cấp nhiệt theo nức xạ và dẫn nhiệt.

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[13]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
Chế độ sấy là cách thức tổ chức quá trình truyền nhiệt truyền chất giữa tác
nhân sấy và vật liệu sấy và các thông số của nó để đảm bảo năng suất , chất lượng sản
phẩm yêu cầu và chi phí vận hành cũng như chi phí năng lượng là hợp lí.
Một số chế độ sấy thường gặp:
1.Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy này dùng để sấy những vât
liệu không chụi được nhiệt độ cao .
2. Chế độ sấy hồi lưu một phần: Chế độ này khá tiết kiệm năng lượng nhưng lại

tồn nhiều chi phí đầu tư thiết bị.
3 Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: Là chế độ sấy kín tác nhân sấy được hồi lưu
hồn tồn.Chế độ này dùng để sấy các sản phẩm không chứa nước mà còn là các loại
chứa tinh dầu cần được thu hồi …
4. Chế độ sấy hồi lưu và đốt nóng trung gian.
1.3. Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm sấy:
1.3.1. Tên gọi và phân loại khoa học:
1.3.1.1. Mía:
Mía là tên gọi chung của một số loài trong chi Mía (Saccharum), bên cạnh các
lồi lau, lách. Chúng là các loại cỏ sống lâu năm, thuộc tơng Andropogoneae của họ
Hịa thảo (Poaceae). Mía phát triển tốt ở khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm của châu
Âu, châu Á, châu Phi. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 26m.
Phân loại:
- Lồi mía ăn (Saccharum officinarum L.): Nguồn gốc ở các đảo nam Thái Bình
Dương (New Guinea), hiện nay chỉ tìm thấy ở dạng mía trồng.
- Lồi mía Trung Quốc (Saccharum sinến Roxb Emend Jesw): Có nguồn gốc Trung
Quốc, Ấn Độ, Mianmar, bắc Việt Nam. Cây mọc khỏe, thích ứng cao, chin sớm, nhiều
xơ, hàm lượng đường trung bình.
- Lồi mía Ấn Độ (Saccharum barberi Jesw): Có nguồn gốc ở phía bắc Ấn Độ, Thân
nhỏ, lỏng hình trụ màu xanh hoặc vàng. Tỷ lệ xơ cao, đường trung bình, chin sớm,
thích ứng cao, đẻ nhánh nhiều khả năng tái sinh mạnh.
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[14]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
- Lồi mía dại thân nhỏ (Saccharum spontaneum L.) Mọc dã sinh từ sườn núi
Himalaya đến nam Ấn Độ. Thân nhỏ, vỏ cứng, nhiều xơ, đường rất thấp.
Tính thích ứng rộng. Sức sinh trưởng rất mạnh, đẻ khỏe.
1.3.1.2. Đường:
a) Tổng quát:

Đường hay chính xác hơn là đường ăn là tên gọi chung của những hợp chất hóa
học ở dạng tinh thể thuộc nhóm phân tử cacbohydrat
Phân loại:
+ Monosaccharides (đường đơn): Glucose, galactose, fructose (đường trái cây).
+ Disaccharides: Saccarose (đường mía), lactose (đường sữa), maltose (đường mạch
nha), trehalose.
+ Polyols: Sorbitol, mannitol.
b)Tính chất của đường:
Đường cát sau khi li tâm nếu rửa nước có độ ẩm là 1,75% trong trường hợp rửa
hơi độ ẩm là 0,5%và nhiệt độ là 70-800C. Sấy đường nhằm mục đích làm cho màu sắc
thành phẩm được bóng sáng và đường khơ, khơng bị hút ẩm khi bảo quản.
Tính chất vật lý của đường:
+Là chất kết tinh không màu, không mùi, trong suốt, có vị ngọt.
+Khối lượng riêng:1,5879g/cm2.
+Nhiệt độ nóng chảy:180-1860C.
+Khơng tan trong nước, rượu … Dễ tan trong nước độ tan tỉ lệ với nhiệt độ.
-Tính chất hóa học của đường:
+Trong môi trường acid pH< 7 đường sacaroza bị thủy phân thành glucoza và
fructoza.
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[15]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
+Trong môi trường kiềm đường sacaroza bị phân hủy.
1.4. Chọn phương án sấy và thiết bị sấy:
1.4.1. Chọn phương án sấy:
Đường được sấy liên tục với tác nhân là khơng khí nóng .Vật liệu và tác nhân
đi vào cùng một chiều và khơng khí sau khi sấy sẽ đi qua xiclon thu hồi bụi đường và
đường thành phẩm được tháo ra qua cửa tháo nguyên liệu.
1.4.2. Chọn thiết bị sấy:

Thiết bị sấy được chọn ở đây là hệ thống sấy thùng quay là một hệ thống sấy
đối lưu. Được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loại hạt ngũ
cốc. Cấu tạo chính hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ trịn. Thùng sấy
được đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỉ lệ 1/15-1/50. Thùng sấy quay với
tốc độ (1,5-8)vịng/phút/55/nhờ một động cơ điện thơng qua một hộp giảm tốc.Vật
liệu vào phễu chứa đi vào thùng sấy cùng chiều thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa
bị xáo trộn vừa đi đầu cao xuống đầu thấp. Trong quá trình này tác nhân sấy và vật
liệu sấy trao đổi nhiệt và ẩm cho nhau.
 Ưu điểm:
+ Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ sự tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác
nhân sấy. Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi/m3.h.
+ Thiết bị gọn có thể cơ khí và tự động hóa hồn tồn.
 Nhược điểm: vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ bị tạo bụi, vỡ vụn. Do đó nhiều
trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy.
 1.4.3: Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng qua
Hình 1: Máy sấy thùng quay
 Chú thích:
1:

Quạt đẩy

10:

Bánh răng

2:

Calorifer

11:

Bồn tháo liệu

3:

Gàu tải

12:

Cyclon

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[16]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h

4:

Phiễu nhập liệu

13:

Băng tải tháo liệu

5:

Van trái khế

14:

Quạt hút

6:

Thùng quay

15:

Lưu lượng kế

7:

Động cơ

16:

Bẫy hơi

8:

Hộp số

17:

Nhiệt kế

9:

Vành đai

18:

Áp kế

Máy sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ (6) đặt nghiêng với mặt phẳng nằm
ngang 1- 60. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (9).
Bánh đai được đặt trên bồn con lăn đỡ , khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1 bệ đỡ
có thể thay đổi để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều chỉnh thời gian
lưu vật liệu trong thùng. Thùng quay được là nhờ có bánh răng (10). Bánh răng (10)
ăn khớp với bánh răng dẫn động nhận truyền động của động cơ (7) qua bộ giảm tốc.
Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng phễu chứa (4) và được chuyển
dọc theo thùng nhờ các cánh đảo. Các cánh đảo vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu
theo tiết diện của thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu
sấy và tác nhân sấy. Vận tốc của khơng khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2– 3 m/s,
thùng quay 5– 8 vòng/phút. Vật liệu khô ở cuối máy sấy được tháo qua cơ cấu tháo
sản phẩm (11) rồi nhờ băng tải xích (13) vận chuyển vào kho.

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[17]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
Khơng khí thải đi qua hệ thống tách bụi, để tách những hạt bụi cuốn theo khí thải.
Các hạt bụi nhỏ được tách ra, hồi lưu trở lại bằng tải xích (13). Khí sạch bị quạt hút
(14) thải ra ngồi.

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ:

Nước ngưng

Hình 2: Sơ đồ cơng nghệ

2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ:
Vật liệu:
Đường sau khi ly tâm sẽ được đưa đến gầu tải để vận chuyển lên cao rồi đưa
vật liệu vào cơ cấu nhập liệu vào thùng sấy. Tại thùng sấy, đường sẽ đi sâu vào thùng
sấy, được xáo trộn bởi các cánh đảo khi thùng quay. Đồng thời thông qua quá trình
trao đổi ẩm với tác nhân sấy. Quá trình cứ thế diễn ra từ khi đường bắt đầu vào thùng
sấy và ra khỏi thùng để đạt được độ ẩm theo yêu cầu kỹ thuật. Ở cuối thùng sấy,
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[18]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
đường sau khi được tách ẩm sẽ được tháo liệu ra ngoài, được vận chuyển bằng hệ
thống băng tải. Nhiệt độ đầu ra của đường khá cao nên phải được làm nguội . Có 2
cách làm nguội đường như sau: dùng luồng khơng khí lạnh, khô thổi cưỡng bức để
làm nguội; làm nguội tự nhiên bằng cách lợi dụng độ dài thích hợp của hệ thống băng
tải.
Tác nhân sấy:
Khơng khí ở điều kiện bình thưởng được quạt đẩy đưa vào hệ thống qua ống
dẫn khí vào calorife để tiến hành trao đổi nhiệt lên cao, sau đó được dẫn vào thùng
sấy. Do đó có sự mất mát nhiệt trên đường ống dẫn nên khi tác nhân sấy vào tới thùng
quay nhiệt độ còn 900C. Tại thùng sấy, tác nhân sấy sẽ tiến hành quá trình truyền nhiệt
và dẫn ẩm ra khỏi vật liệu sấy. Nhiệt độ tác nhân sấy giảm dần và khi ra khỏi thùng
sấy chỉ cịn 400C. Trong khơng khí ra khỏi thùng có lẫn bụi đường, hổn hợp khí bụi
này được dẫn vào cyclon để lọc và thu bụi đường, không khí sạch được thải ra ngồi
mơi trường. Calorife được gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà ở áp suất 2 atm từ lị hơi,
nhiên liệu dùng đốt lị hơi có thể là xác mía hoặc dầu FO.

GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi[19]

Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
3.1. Cân bằng vật chất:
3.1.1.Tính các thông số của tác nhân sấy:
3.1.1.1:Các công thức sử dụng:
-Dùng tác nhân sấy là khơng khí.
-Áp suất hơi bão hịa:
Pb=exp(12-) ,

[bar]

-Độ chứa ẩm:
x=0,621() ,

[],(P95-[2])

với :
B: áp suất khí trời, (B=1at=0,981 bar)
-Enthapy của khơng khí ẩm:
I = = 1,004.t + x.(2493 + 1,97.t) ,[] ,(P95-[2])
Với :
Cpk : nhiệt dung riêng của khơng khí khơ, Cpk = 1,004
Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,97
r : ẩn nhiệt hóa hơi của nước , r = 2493
-Thể tích riêng của khơng khí ẩm :
v= = ,, (P94-[2])

Với :
R : hằng số khí ,R=8314 .
GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi[20]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
M : khối lượng khơng khí, M = 29 .
B, pb :áp suất khí trời và áp suất bão hòa của hơi nước trong khơng khí , .
-Lưu lượng khơng khí ẩm :
V=v.L
Với :
L : lưu lượng của khơng khí khơ, .
v : thể tích riêng của khơng khí ẩm, .
-Khối lượng riêng của khơng khí ẩm :
, [], (P94-[2])
Với :
= 1,293 : khối lượng riêng của khơng khí khơ ở điều kiện tiêu chuẩn.
= 273 K : Nhiệt độ khơng khí ở điều kiện tiêu chuẩn.
3.1.1.2 : Tính các thơng số của của tác nhân sấy :
- Trạng thái khơng khí ngồi trời : được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng
các thông số t0, .
Chọn trạng thái A theo giá trị ở thành phố Hồ Chí Minh.
A:
Pb0 = exp(12-) = exp(12-) = 0,0355, bar.
x0 =0,621() = 0,621() = 0,0197 ,
I0 = = 1,004.t + x.(2493 + 1,97.t)
= 1,004.27+0,0197(2493+1,97.27)=77,2679,
v0 = = = 0,9087 ,.
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[21]

Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
= 1,1629, .
-Trạng thái khơng khí đưa vào caloriphe :
B:
Pb1 = exp(12-) = exp(12-) = 0,6907, bar.
x1 = x0 =0,621()  0,0197 = 0,621() 
I1 = 1,004.t1 + x1.(2493 + 1,97.t1) = 1,004.90+0,0197(2493+1,97.90)=142,9649 ,
v1 = = = 1,0998 ,.
= 0,9610, .

-Trạng thái khơng khí đi ra khỏi caloriphe :
C :  t2=40 0C.
Pb2 = exp(12-) = exp(12-) = 0,0732, bar.
I2 = 1,004.t2 + x2.(2500 + 1,842.t2) = 1,004.40+x2(2500+1,842.40)=142,8759 ,
 x2==0,0399 ,
0,8109 =81,09 %
v2 = = = 0,9781 ,.
= 1,1020, .

Đại lượng

0

t ( C)

Trạng thái khơng

Trạng thái khơng

Tráng thái khơng

khí ban đầu (A)

khí khi vào thiết bị

khí ra khỏi thiết bị

27
85

(B)
90
4,4

(C)
40
81,09

GVHD: TS.Phạm Hồng Huy Phước Lợi[22]


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
x ()
I (()
P (bar)
v ()

0,0197
77,2679

0,0355
0,8807
1,1629

0,0197
142,9649
0,6907
1,0657
0,9610

0,03099
142,8759
0,0732
1,0657
1,1020

Bảng 1: Số liệu trạng thái của tác nhân sấy lý thuyết
3.1.2. Thành lập cân bằng vật chất của máy sấy:
Vật liệu cần sấy là đường có thành phần như sau:
- Năng suất tính sản phẩm:
G2= 36 tấn/ngày = 1500kg/h
- Độ ẩm vật liệu vào máy sấy:
W1 = 3%
- Độ ẩm vật liệu ra khỏi máy sấy: W2 = 0.05%
- Nhiệt độ sấy cho phép:
t1 = 900C
- Nhiệt độ ra của tác nhân sấy:
t2 = 400C
- Chất tải nhiệt là hơi nước bão hòa
- Vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều

3.1.2.1. Lượng ẩm tách ra
(P128,[3])
= 44,697 (kg/h)
Khối lượng vật liệu vào thùng sấy:
G1 = W + G 2
G1 = 44.697 + 1500 = 1544.697

(P127, [3])
(kg/h)

3.1.2.2. Khối lượng vật liệu khơ trước và sau q trình khơng thay đổi Gk
= 1499.25
(P127, [3])
3.1.2.3. Lượng tác nhân khô cần thiết và lượng tác nhân tiêu hao:
Lượng tác nhân khô cần thiết:
L = = = 2212,723,
[].
Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
l = = = = 49,5050
[]
Đại lượng
G1
G2
Gk
W1
W2
W
l
L

Giá trị
1544.697
1500
1499.25
3
0,05
44,697
49,505
2212,723

GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[23]

Đơn vị
Kg/h
Kg/h
Kg/h
%
%
Kg/h
Kgkkk/Kg ẩm
Kgkkk/h


Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay, năng suất 1500 kg / h
Bảng 2: Bảng cân bằng vật chất.
3.2. Cân bằng năng lượng:
Q trình sấy khơng có bổ sung nhiệt lượng, QBS=0.
Thiết bị sấy thùng quay khơng có thiết chuyển tải, QCT=0.
-Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:
 Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I1-I0)

 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: [(G1-W).CV1+W.Ca].tV1.
-Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
 Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I2-I0).
 Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: QBC.
 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2.CV2tV2.
Với:
tV1 : nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường:
tV1 = t0 = 270C.
tV2: Nhiệt độ cuối của vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy:
tV2=t2-(5~10)=40-5=35 0C
CV1=CV2=Cv: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị sấy là
như nhau. Cv là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy khi có độ ẩm W2.
CV = CVK.(1-W2)+ Ca.W2
=1,5(1-0,05)+4,18.0,05
=1,634 ,

[

Với:
Ca: nhiệt dung riêng của ẩm. với ẩm là nước
Ca=4,18

]

-Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thống sấy:
L(I2-I1)+[(G1-W)CV1+WCa]tV1=L(I2-I0)+QBC+G2CV2tV2
Đặt: QV=G2CV(tV2-TV1): tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.
Ta lại có:
GVHD: TS.Phạm Hoàng Huy Phước Lợi[24]