GIỚI THIỆU về PLC – s7 1200 và PHẦN mềm lập TRÌNH PLC TIA – PORTAL THIẾT kế xây DỰNG PHẦN mềm điều KHIỂN GIÁM sát SCADA

Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.................................................... 6
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN....................................................... 7
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG................................................................... 9
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy.............................................................................. 9
1.1.1. Khái niệm về sấy:...................................................................................... 9
1.1.2. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy...................................................... 9
1.2. Vật liệu sấy và tác nhân sấy.......................................................................... 11
1.2.1. Cấu tạo hạt lúa........................................................................................ 11
1.2.2. Các đặc tính chung của khối thóc.......................................................... 12
1.2.3. Các yêu cầu đặc trưng của hạt sấy......................................................... 13
1.2.4. Cơng nghệ sấy thóc................................................................................. 14
1.3. Các phương pháp sấy và các loại máy sấy thóc.......................................... 14
1.3.1. Sấy bằng khơng khí tự nhiên – Phơi nắng............................................ 14
1.3.2. Các phương pháp sấy nhân tạo - các dạng máy sấy thóc......................15
CHƯƠNG 2 – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG SẤY...............................20
2.1. Tính tốn tổng qt....................................................................................... 20
2.1.1. Tính tốn cân bằng vật chất................................................................... 20
2.1.2. Cân bằng nhiệt lượng............................................................................. 22
2.2. Tính tốn q trình sấy thực tế.................................................................... 23
2.2.1. Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh............................................. 23
2.2.2. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi................................................... 25
2.2.3. Các thơng số sau q trình sấy thực...................................................... 25
2.2.4. Tính tốn cân bằng nhiệt lượng của q trình sấy thực.......................26
2.2.5. Tính tiêu hao nhiên liệu......................................................................... 27
2.3. Lựa chọn thiết bị........................................................................................... 27

2.3.1. Buồng đốt................................................................................................ 27
2.3.2. Tính chọn quạt........................................................................................ 29
2.3.3. Cảm biến quang...................................................................................... 32

1
Trường Đại Học Công Nghiệp AB


Khoa ĐIỆN

2.3.4. Cơng tắc hành trình................................................................................
2.3.5.

Cơng tắc....

2.3.6.

Nút nhấn...

2.3.7.

Băng tải.....

2.3.8. Rơ le trung gian......................................................................................
CHƯƠNG 3 - GIỚI THIỆU VỀ PLC – S7 1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH
PLC TIA – PORTAL.................................................................................................
3.1.

Khái quát chung về PLC...........................................

3.1.1. Lịch sử hình thành.................................................................................
3.1.2. Các loại PLC thơng dụng.......................................................................
3.1.3. Ngơn ngữ lập trình.................................................................................
3.1.4. Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC........................
3.1.5.
3.2.

Ứng dụng P

PLC – S7 1200.............................................................

3.2.1.

Cấu trúc.....

3.2.2. Phân vùng bộ nhớ...................................................................................
3.2.3. Tập lệnh S7 – 1200.................................................................................
3.2.4. Sơ đồ đấu dây..........................................................................................
3.3.

Phần mềm Tia – Portal..............................................

3.3.1. Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic.......................................................
3.3.2. Các bước tạo một project........................................................................
CHƯƠNG 4 – THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN GIÁM
SÁT SCADA...............................................................................................................
3.1.

Xây dựng thuật toán điều khiển................................

3.1.1. Nguyên lý vận hành hệ thống.................................................................
3.1.2. Lưu đồ thuật toán...................................................................................
3.2.

Mạch lực điều khiển thiết bị......................................

3.3.

Mạch điều khiển hệ thống.........................................

3.3.1. Sơ đồ đấu nối PLC..................................................................................
3.4.

Lập trình điều khiển PLC S71200............................

3.4.1.

Xác định đầ

2


Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp

3.4.2. Cấu hình phần cứng............................................................................... 64
3.4.3. Lập trình PLC S71200............................................................................ 64
3.5. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada............................................. 79

3.5.1. Cấu hình thiết bị..................................................................................... 79
3.5.2. Thiết kế giao diện Scada......................................................................... 80
3.6. Kết quả mơ phỏng......................................................................................... 80
3.6.1. Tải chương trình xuống PLC................................................................. 80
3.6.2. Chạy runtime Scada................................................................................ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 84

3


Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 – Một tay máy robot thơng dụng trong cơng nghiệp................................... 11
Hình 2 – Phương pháp sấy tự nhiên....................................................................... 15
Hình 3 – Một loại cảm biến từ................................................................................ 23
Hình 4 – Quạt máy sấy cơng nghiệp....................................................................... 29
Hình 5 – Một loại cảm biến quang......................................................................... 33
Hình 6 – Cấu tạo của cơng tắc hành trình............................................................... 34
Hình 7 – Cơng tắc và ký hiệu của cơng tắc............................................................ 34
Hình 8 – Nút nhấn và ký hiệu nút nhấn.................................................................. 35
Hình 9 – Cấu tạo của băng tải................................................................................ 35
Hình 10 - Rơ le trung gian...................................................................................... 36
Hình 11 - Cấu tạo của rơ le trung gian.................................................................... 38
Hình 12 - Rơ le OMRON MY4N-J DC24.............................................................. 38
Hình 13 - Sơ đồ khối PLC...................................................................................... 41
Hình 14 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay............................................. 48

Hình 15 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay............................................. 49
Hình 16 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC................................................. 49
Hình 17 - Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V15.1............................................. 50
Hình 18 - Creat new project................................................................................... 50
Hình 19 - Đặt tên cho dự án................................................................................... 51
Hình 20 - Configure a device................................................................................. 51
Hình 21 - Add new device...................................................................................... 52
Hình 22 - Chọn loại CPU....................................................................................... 52
Hình 23 - Một project mới được tạo ra................................................................... 53
Hình 24 – Lưu đồ thuật tốn hệ thống.................................................................... 56
Hình 25 – Lưu đồ thuật tốn chế độ bằng tay......................................................... 57
Hình 26 – Lưu đồ thuật toán chế độ bằng tay......................................................... 58
Hình 27 – Mạch lực của hệ thống........................................................................... 59
Hình 28 - Sơ đồ đấu nối PLC S71200.................................................................... 60
Hình 29 - Sơ đồ đấu nối module 8DI/8DO của PLC S71200................................. 61

4


Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp

Hình 30 - Sơ đồ đấu nối module Analog của PLC S71200..................................... 62
Hình 31 – Bảng tag đầu vào Input trong phần mềm tia portal................................ 63
Hình 32 – Bảng tag đầu ra Output trong phần mềm tia portal................................ 64
Hình 33 - Cấu hình phần cứng PLC....................................................................... 64
Hình 36 - Phần cứng Scada..................................................................................... 79
Hình 37 - Kết nối PLC với Scada........................................................................... 79

MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 - Các thành phần hóa học của hạt lúa:........................................................ 11
Bảng 2 - Một số loại PLC thông dụng.................................................................... 40
Bảng 3 - Một số CPU S7 - 1200............................................................................. 44
Bảng 4 - Phân vùng bộ nhớ.................................................................................... 45
Bảng 5 - Tập lệnh xử lý bít..................................................................................... 46
Bảng 6 - Tập lệnh Timer, Counter.......................................................................... 46
Bảng 7 - Tập lệnh toán học..................................................................................... 47
Bảng 8 - Tập lệnh di chuyển................................................................................... 48
Bảng 9 – Danh sách tag đầu vào PLC.................................................................... 62
Bảng 10 - Danh sách tag đầu vào PLC................................................................... 63

5
Trường Đại Học Công Nghiệp AB


Khoa ĐIỆN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà Nội, ngày…tháng…năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

6
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN


.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà Nội, ngày… tháng…năm 2021
Giáo viên phản biện

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất
nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng
cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước. Điều đó đòi hỏi phải
nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có

7
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN


khả năng tự động hóa cao để đưa cơng nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó
ngành ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA đóng một vai trị rất quan trọng trong quá trình phát
triển của đất nước. Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành Cơ điện tử nói

chung, địi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và
trình độ chun mơn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí,
điện-điện tử và kỹ thuật phần mềm.
Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Tự động hóa, từ những kiến thức
đã được học, nhóm tác giả chúng tơi đã lựa chọn và thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề
tài: “THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG SẤY LÚA TỰ ĐỘNG”.
Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế con người trong công việc là vấn đề hết
sức cần thiết.
Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của quý
thầy cô và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn A để
nhóm có thể hồn thành đề tài này một cách tốt nhất. Nhóm tác giả xin chân thành cảm
ơn! Việc hồn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót. Nhóm rất
mong được sự phê bình, đánh giá của các thầy cơ để nhóm có thể rút ra được kinh
nghiệm cũng như phát triển thêm đề tài.
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 00 tháng 00 năm 2022
Nhóm tác giả thực hiện:
Trần Văn A
Trần Văn B

8
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN


CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy
1.1.1. Khái niệm về sấy:
Hạt và các sản phẩm nông nghiệp trước khi nhập kho bảo quản đều phải có độ
ẩm ở mức độ an tồn. Điều kiện thích hợp của độ ẩm để bảo quản hạt là ở giới hạn từ

12%-14%. Phần lớn hạt thu hoạch về có độ ẩm cao hơn, trong điều kiện những mùa
mưa độ ẩm của khí quyển cao nên sự thốt hơi nước tự nhiên của hạt chậm lại. Với độ
ẩm của hạt lớn hơn 14% thì hoạt động sống tăng, hơ hấp mạnh, lơ hạt bị ẩm và nóng
thêm. Đó là những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và cơn trùng, lơ
hạt tự bốc nóng và làm cho hạt bị hỏng. Để tránh hiện tượng trên ta phải đảm bảo độ
ẩm của hạt xuống khoảng 14%. Do đó, đối với một nước nơng nghiệp nhiệt đới khí
hậu nóng ẩm mưa nhiều như nước ta thì sấy là một phương pháp rất quan trọng.
Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kĩ thuật xay xát. Sản lượng bột giảm, chi phí
năng lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến và làm máy nhanh bị hỏng; hạt thu
được và sản phẩm chế biến từ hạt sẽ bảo quản khó và chỉ tiêu phẩm chất sẽ thấp. ở
những hạt đã sấy hay phơi khơ thì q trình thủy phân chất béo thực hiện chậm , hiện
tượng đắng của hạt và sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt sẽ bị tiêu diệt.
Những hạt bị bốc nóng ở thời kì đầu, nhờ quá trình phơi sấy, hạt trở lại bình
thường, q trình tự bốc nóng dừng lại và những tính chất kỹ thuật của hạt được phục
hồi. Hạt cịn tươi chưa hồn thành q trình chín sinh lí thì nhờ q trình sấy q trình
chín sinh lí được rút ngắn, hạt có được đặc tính kĩ thuật thích hợp của nó. Sấy khơ sản
phẩm là một q trình rất phức tạp: khi sấy cần đảm bảo giữ được tính chất của sản
phẩm, đảm bảo chất lượng và giữ nó ở trạng thái tốt.
Quá trình sấy thực chất là quá trình dùng nhiệt để làm bốc hơi một phần lượng
nước có trong sản phẩm. Q trình này phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên
kết của vật liệu sấy và tính chất hóa học của sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản
phẩm hút ẩm.
1.1.2. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy.
Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước trong sản
phẩm sang thể hơi). Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất của hơi

9
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

nước ở môi trường xung quanh (Pxq) và trên bề mặt sản phẩm (Psp). Để làm cho
lượng ẩm trên bề mặt sản phẩm bay hơi cần có điều kiện Psp>Pxq=∆P. trị số ∆P càng


lớn thì độ ẩm chuyển ra mơi trường xung quanh càng mạnh. Psp phụ thuộc vào nhiệt
độ sấy, độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy và phụ thuộc vào tính chất liên kết của nước với
sản phẩm.
Sự thốt ẩm trên bề mặt tăng lên khi nhiệt độ và tốc độ của luồng khơng khí
tăng, khi độ ẩm tương đối giảm và áp suất khơng khí giảm. Do vậy sự thoát ẩm trên bề
mặt dẫn đến sự khuếch tán bên trong. Đó là kết quả của sự phá vỡ mối cân bằng tương
đối trong sản phẩm cũng là do sự thay đổi nhiệt độ và sự phân chia nước không đồng
đều trong sản phẩm. Trong sản phẩm ( và nhất là hạt ) sự vận chuyển nước bắt đầu từ
nơi có độ ẩm cao đến nơi có độ ẩm thấp. Sự chênh lệch độ ẩm ở những phần khác
nhau của hạt là nguyên nhân của sự khuêch tán bên trong khi sấy. Sự thay đổi về mặt
phân bố nhiệt độ ở những điểm khác nhau của hạt làm cho sự vận chuyển độ ẩm tăng
từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ có nhiệt độ thấp.
Q trình sấy có thể được xúc tiến nhanh hơn nhờ sự tăng nhiệt độ khơng khí
hoặc nhiệt độ của hỗn hợp khơng khí và khói lị(t), giảm độ ẩm tương đối của khơng
khí( φ), tăng vận tốc khơng khí(v) và nhờ sự giảm áp suất khơng khí trong mơi trường
(B). Trong q trình sấy, càng về sau hơi nước của môi trường xung quanh càng nhiều,
tức là áp suất Pxq cành tăng và độ ẩm của sản phẩm càng giảm đến một lúc nào đó sẽ
đạt được trị số cân bằng. Khi đó Pxq=Psp và độ ẩm đó được gọi là độ ẩm cân bằng.
Tại độ ẩm cân bằng thì ∆P=0, quá trình sấy ngừng lại.
Đối với thóc, ẩm hiện diện ở hai nơi: ở bề mặt hạt (ẩm bề mặt) và ở nhân hạt
(ẩm bên trong). Ẩm bề mặt sẽ nhanh chóng bay hơi khi hạt được tiếp xúc với khơng
khí nóng thổi qua nó, cịn ẩm bên trong nhân hạt sẽ bay hơi chậm hơn bởi vì đầu tiên
nó phải di chuyển từ nhân hạt ra bề mặt hạt và kết quả là ẩm bề mặt và ẩm bên trong
sẽ bay hơi với tốc độ khác nhau. Kết quả của sự chênh lệch này là tốc độ sấy và hàm
lượng ẩm được lấy đi sẽ giảm trong quá trình sấy. Đối với hầu hết các loại máy sấy
hạt, tốc độ sấy thường nằm trong khoảng 0.5%/h -1%/h. hàm lượng ẩm của hạt sau

mỗi lần qua máy sấy có thể giảm từ 2-4% phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu của hạt, nhiệt
độ sấy và tốc độ tác nhân sấy.

10
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

1.2. Vật liệu sấy và tác nhân sấy
1.2.1. Cấu tạo hạt lúa


- Mày lúa: trong quá trình sấy và bảo quản, mày lúa rụng ra làm tăng lượng tạp

chất và bụi trong khối hạt.
- Vỏ trấu: bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hưởng của môi trường và sự phá hoại

của sinh vật, nấm mốc.
- Vỏ hạt: bao bọc nội nhũ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit và protein.
- Vội nhũ: là thành phần chính của hạt lúa, chứa 90% là gluxit.
- Phơi: nằm ở góc dưới nội nhũ, có nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong

nội nhũ để ni mầm khi hạt lúa nảy mầm

Hình 1 – Một tay máy robot thông dụng trong công nghiệp
Thành phần hóa học của hạt thóc gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose.
Ngồi ra trong hạt lúa cịn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3 thành
phần kể trên như: đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hóa học của hạt lúa phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc.
Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng.
Bảng 1 - Các thành phần hóa học của hạt lúa:

Nước
13%
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính khơng thể thiếu trong đời sống
con người. lúa còn là nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành
công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm.

11
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lương gạo xuất khẩu trên thế
giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới. Đây là một
trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.


1.2.2. Các đặc tính chung của khối thóc.
a. Tính tan rời: là đặc tính khi đổ thóc từ trên độ cao h xuống mặt phẳng nằm
ngang, lúa tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón. Góc tạo thành bởi
đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc
nghiêng tự nhiên của khối hạt. Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt
với hạt nên cịn gọi là góc ma sát trong, kí hiệu (φ 1). Dựa vào độ tan rời này để xác
định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi chất lượng lúa trong q trình sấy và bảo quản.
Đối với thóc, góc nghỉ khoảng từ 32-40o.
Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khi
hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng trượt gọi là
góc trượt (góc ma sát ngồi), kí hiệu (φ 2). Trường hợp khơng phải là một hạt mà là một
khối hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên.
Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả
năng dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn.
Độ rời của khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố

như kích thước, hình dạng hạt và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại
tạp chất trong khối hạt. đối với góc trượt còn thêm một yếu tố quan trọng nữa là loại
vật liệu và trạng thái bề mặt vật liệu trượt. Bề mặt hạt thóc xù xì thì góc nghỉ và góc
trượt lớn.
Độ ẩm tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiêu tạp chất rác thì độ rời
càng nhỏ. Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm.
Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo
quản. nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị
nén chặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời.
b. Tính tự phân loại: Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau (hạt
chắc, hạt lép, tạp chất…),khơng đồng chất (khác nhau về hình dạng, kích thước , tỉ
trọng…), do đó trong q trình di chuyển chúng tạo nên những vùng khác nhau về
chất lượng gọi là tính tự phân của khối hạt. Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu
đến việc

12
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

làm khô và bảo quản hạt. Những vùng nhiều hạt lép và tạp chất sẽ dễ bị hút ẩm. Dễ bị
cuốn theo tác nhân sấy trong quá trình sấy.


c. Độ xốp của khối hạt: độ xốp của vật liệu (ε) là thành phần thể tích bị chiếm
chỗ do khoảng không gian giữa các hạt. Giá trị của độ xốp phụ thuộc vào hình dạng
hạt, cách mà chúng sắp xếp trong khối hạt (những hat nhỏ có thể lấp đầy các khoảng
trống giữa các hạt lớn). Trong quá trình sấy, khối hạt cần có độ xốp (lỗ hổng) cần thiết
cho quá trình truyền nhiệt với tác nhân sấy được dễ dàng.

Trong đó:

: mật độ khối hạt chứa trong đơn vị thể tích đó( khối lượng thể tích)
: khối lượng riêng của hạt chứa trong đơn vị thể tích đó.

d. Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiệt: q trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt trong
khối hạt luôn tiến hành theo hai phương pháp song song đó là dẫn nhiệt và đối lưu. Đại
lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của lúa là hệ số dẫn nhiệt (λ= 0.12-0.2
kCal/m.h.độ)
e. Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm trong quá trình sấy: thường là hiện

tượng ở bề mặt. Vì vậy, trong q trình sấy ln xảy ra nhiều giai đoạn:
sấy => ủ => sấy => ủ…
Để giúp độ ẩm trong nhân hạt có thời gian di chuyển ra bề mặt hạt, làm cho lúa
được khơ đều và ít bị nứt gãy khi xay xát.
1.2.3. Các yêu cầu đặc trưng của hạt sấy
Thóc sau khi sấy có thể được dùng làm lương thực hoặc để làm giống, dự trữ.
Vì vậy, lúa sau khi sấy cần đảm bả được các yêu cầu sau:
- Hạt thóc cịn ngun vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo.
- Hạt thóc cịn giữ ngun hình dạng, kích thước và màu sắc.
- Có mùi vị đặc trưng của hạt thóc và khơng có mùi vị khác(mùi tác nhân sấy)
- Hạt thóc khơng bị rạn nứt, gãy vụn và đặc biệt là lúa giống phải đảm bảo khả

năng nảy mầm của hật sau khi sấy.
- Sau khi sấy, thóc phải đạt độ ẩm bảo quản, nếu khơng sẽ là môi trường tốt cho

mối, mọt phá hoại

13
Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Tóm tắt quy trình cơng nghệ.
Lúa


↓
Thu hoạch
↓
Loại tạp chất-phân loại
↓
Sấy
↓
Kho bảo quản

↓
Đóng bao

↓

Xay xát

↓

↓

Kho bảo quản

Gạo

↓

Kho bảo quản
1.2.4. Cơng nghệ sấy thóc.
Thóc là đối tượng cần xử lý nhiệt nhiều hơn bất cứ loại hạt ngũ cốc nào khác.
Sấy làm giảm độ ẩm của thóc vừa thu hoạch đến mức an toàn (13-14%) để bảo quản
và xay xát. Yêu cầu cơ bản của quá trình sấy là nâng cao tốc độ sấy, giảm thiểu thời
gian sấy và năng lượng tiêu hao mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm sấy. Trong sấy
thóc đối lưu thời gian sấy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các thông số chế độ sấy
(nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt),phương pháp sấy (sấy
liên tục và gián đoạn,sấy có đảo hạt, đảo gió, làm dịu sau sấy...) và vật liệu sấy (loại
thóc, kích thước hạt, độ chín khi thu hoạch, độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối q trình sấy
của thóc.
1.3. Các phương pháp sấy và các loại máy sấy thóc
1.3.1. Sấy bằng khơng khí tự nhiên – Phơi nắng
Đó là phương pháp lợi dụng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm.
Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu. Nó thúc đẩy q trình chín
sinh lí của hạt, có khả năng diệt trừ nấm, côn trùng, sâu mọt…bởi tác dụng của ánh
nắng mặt trời. Nhưng phơi nắng có nhược điểm là khơng chủ động và phụ thuộc vào

1
4
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

điều kiện thời tiết rất lớn, nhất là canh tác 2 vụ: Mùa khô rất ngắn ngủi không cho
phép phơi nắng tự nhiên một cách nhanh chóng. Phơi nắng cịn tốn nhiều cơng lao
động và khơng cơ giới hóa được. Thời gian để đạt được độ ẩm an toàn thường dài.


Tuy vậy trong thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp dụng phương pháp phơi nắng
đối với các loại ngũ cốc và một số nông sản khác. Những sản phẩm cần phơi trải

thành những lớp mỏng nên mặt đất hay trên chiếu, phên…nên gặp rất nhiều bất tiện:
dễ bị lẫn cát, dễ bị ẩm khi gặp mưa. Vì vậy khi cần làm khô một khối lượng lớn sản
phẩm trong thời gian ngắn bất kể điều kiện thời tiết thế nào thì ta sử dụng các phương
pháp sấy nhân tạo.

Hình 2 – Phương pháp sấy tự nhiên
1.3.2. Các phương pháp sấy nhân tạo - các dạng máy sấy thóc.
1.3.2.1. Cấu tạo hệ thống sấy tĩnh vỉ ngang.
Máy sấy tĩnh vỉ ngang có cấu tạo đơn giản, phù hợp với sản xuất phân tán và giá
thành chấp nhận được.
Máy sấy tĩnh vỉ ngang có cấu tạo bao gồm 4 bộ phận chính: quạt, lị đốt, buồng
sấy và nhà che. Được chia làm 2 loại là loại khơng có đảo gió và loại có đảo gió.
Máy sấy tĩnh vỉ ngang loại khơng đảo gió.
Q trình sấy được thực hiện như sau: thóc được đổ trên mặt sàn lưới lỗ với lớp
dày khoảng 0.2-0.5m. Khơng khí nóng tạo nên bởi lị đốt, được quạt sấy hút và thổi
vào gió hơng, sau khi đã hịa trộn với khơng khí mơi trường đạt đến nhiệt độ khí sấy
cần thiết. Sau đó từ ống gió hơng, khí sấy chuyển hướng qua buồng gió chính (buồng
sấy)

1
5
Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

nằm phía dưới sàn lỗ và đi hướng lên xuyên qua lớp hạt mang ẩm thốt ra ngồi. Q
trình sấy tiếp diễn cho đến khi cả lớp hạt dưới và trên đạt được độ ẩm cần thiết.


Nhược điểm của loại khơng có đảo gió là chiếm nhiều mặt bằng tức năng suất
thấp tính theo diện tích chiếm chỗ. Phải đảo trộn thủ cơng để có sự đồng đều ẩm độ

hạt sau khi sấy, nên không phù hợp với u cầu cơ giới hóa cơng đoạn sấy.
Máy sấy tĩnh vỉ ngang loại có đảo chiều khơng khí sấy.
Để khắc phục nhược điểm của loại sấy không đảo gió. Máy sấy vỉ ngang loại có
đảo chiều khơng khí sấy có những ưu điểm mới là kết cấu nhỏ gọn, so với các máy sáy
tĩnh với cùng năng suất, nó chỉ chiếm ½ diện tích mặt bằng lắp đặt, do sấy lớp hạt dầy
hơn (50-60cm). khơng cịn tốn cơng lao động cào đảo, vẫn đảm bảo độ đồng đều ẩm
độ hạt sau khi sấy. Giải quyết được bài toán đồng đều ẩm độ hạt sau khi sấy, vì về
nguyên tắc, luồng khí đi lên hoặc đi xuống theo phương thẳng đứng thì đồng đều nhất.
Ngồi ra, lớp hạt nằm ngang ít chịu nén, có khả năng tự điều chỉnh cục bộ khối vật liệu
sấy do co rút khi vật liệu sấy khơ dần, ít tác động xấu đến độ phân bố gió đã được thiết
lập, do đó tăng được khả năng đồng đều về ẩm độ sau cùng của sản phẩm. Điều này
khó đạt được nếu đảo chiều với lớp hạt thẳng đứng.
1.3.2.2. Máy sấy tháp
Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm.
Hệ thống máy sấy gồm caloriphe hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn
với khơng khí, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác.
Tháp sấy là một khơng gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với
chiều rộng và chiều dài. Trong tháp sấy người ta bố trí các hệ thống kênh dẫn và thải
tác nhân xen kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy. Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng
luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình trao đổi nhiệt sấy và nhận thêm ẩm đi
vào các kênh thải ra ngoài. Vật liệu sấy chuyển động từ trên xuống dưới từ tính tự chảy
do trọng lượng bản thân của chúng. Tháp sấy nhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giũa
dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều vừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt
kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trên các bề mặt đó. Vì vậy trong thiết bị
sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2 thành phần: thành phần đối lưu
giũa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫn nhiệt giữa bề mặt các kênh gió
nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó.

16
Trường Đại Học Công Nghiệp AB

Khoa ĐIỆN

Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gầu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt
đất theo chuyển động thẳng đứng hoặc dzích dzắc trong tháp sấy. Tùy theo cách bố trí
của dịng hạt di chuyển qua tháp sấy có thể lien tục hoặc tuần hoàn - theo mẻ.


a) Sấy tháp liên tục:
Hạt qua tháp sấy một lượt rồi vào bin ủ, và nghỉ (ủ) ở đó một thời gian (từ 224h tùy chế độ sấy và loại hạt) sau đó lại qua tháp sấy lượt thứ 2,3…mục đích của ủ là
cho độ ẩm ở trung tâm hạt có thời gian ra ngồi mặt để dễ bốc hơi. Chênh lệch ẩm độ
quá nhiều giữa gần mặt hat với trung tâm hạt sẽ gây ứng suất làm gãy vỡ hạt. điều này
là tối kị trong sấy lúa. Xay ra gạo bị bể thành tấm.
Khơng khí vào từ những máng úp ngược, và thoát ra ở những máng song song
nằm so le phía trên và phía dưới.
b) Sấy tháp tuần hoàn
Hạt đi qua tháp sấy được gầu tải đư trở lại tháp. Thời gian “ủ” thực chất là thời
gian hạt ở trong gầu tải và ở trong thùng chứa phía trên buồng sấy nên tương đối ngắn,
khoảng 30’. Hạt chảy xuống giữa hai vách lưới lỗ song song cách nhau 15-23cm.
khơng khí từ buồng giữa thổi xun qua lớp hạt. lớp hạt trong và lớp hạt ngoài cứ đi
xuống song song, khơng trộn lẫn nhau nên có sự chênh lệch độ ẩm cuối.
So với máy sấy tĩnh, các loại máy sấy tháp hiện chưa được sử dụng nhiều đặc
biệt là sấy lúa vì các loại máy này chỉ hoạt động hiệu quả với lúa có độ ẩm <24% chỉ
có ở vụ Đơng Xn, cịn Hè Thu thường 28-30%, và hiện tại “tập quán” sấy ở ta chủ
yếu “đối phó” cho vụ Hè Thu. Ngoài ra , vấn đề giá đầu tư và chi phí sấy các loại máy
này đều khá cao sao với các loại máy sấy tĩnh vỉ ngang.
1.3.2.3. Máy sấy tầng sôi.
Sấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thích hợp cho việc sấy các hạt
nơng sản.
Bộ phận chính của TBS tầng sơi là một buồng sấy, phía dưới buồng sấy đặt ghi
lị. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác nhân

sấy đi qua nhưung hạt khơng lọt xuống được. tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp
được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng các
hạt vật liệu và làm cho lớp hạt xáo trộn. Q trình sơi này là q trình trao đổi nhiệt
ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt vật liệu khô hơn nên nhẹ
hơn

17
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khơ sẽ được đưa
ra ngồi qua đường tháo liệu.
Ưu điểm của sấy tầng sôi là:


- Năng suất sấy cao
- Vật liệu sấy khô đều
- Có thể tiến hành sấy liên tục
- Hệ thống thiết bị sấy liên tục
- Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy
- Có thể điều chỉnh thời gian sấy

Nhược điểm:
- Trở lực sôi lớn
- Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sơi
- u cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều

Như ta biết thiết bị sấy vỉ ngang có thể vận hành khơng phụ thuộc vào thời tiết
và có năng suất sấy cao hơn, thời gian sấy ngắn hơn và chất lượng sản phẩm sấy tốt
hơn so với việc phơi thóc trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời. Tuy nhiên, cho đến nay các

kết quả nghiên cứu xây dựng mơ hình dự đốn thời gian sấy thóc tĩnh theo lớp dầy
(ứng với kiểu thiết bị sấy vỉ ngang) được công bố trong và ngồi nước là rất ít. Việc dự
đốn thời gian sấy một mẻ thóc sấy là rất quan trọng, vì ứng với các điều kiện sấy xác
định nếu thời gian sấy khơng đủ thì thóc sẽ khơng sấy được xuống độ ẩm bảo quản an
tồn, cịn nếu ngược lại thì sẽ lại làm giảm năng suất của thiết bị, làm tăng giá thành
của một đơn vị sản phẩm sấy. cấu trúc và dạng liên kết ẩm trong hạt thóc,…). Trong
bài này ta sử dụng phương pháp sấy tĩnh vỉ ngang để sấy thóc. Trong đó ảnh hưởng
của nhiệt độ và tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt và khoảng thời gian giữa các lần đảo
gió đến thời gian sấy riêng trong sấy thóc tĩnh theo lớp dầy. Các điều kiện ban đầu như
nguồn gốc của hạt, điều kiện thu hoạch và xử lý hạt trước quá trình sấy. Ảnh hưởng
của độ ẩm tương đối của khí sấy có vai trị quan trọng đối với q trình sấy thóc.
Tác nhân sấy là hỗn hợp khói và khơng khí được hịa trộn với nhau rồi được dẫn
qua các kênh dẫn để trao đổi nhiệt, ẩm với khối thóc mang vào, sau đó khí thải được
dẫn ra ngồi.

1
8
Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Trong phương pháp này ta sử dụng tác nhân sấy là khói lị tận dụng phế thải của
ngành nơng nghiệp. Khói lị thường được sử dụng trong các thiết bị sấy vừa cung cấp
nhiệt cho vật liệu sấy vừa mang ẩm thải vào môi trường.


Trong khói lị chỉ có hai thành phần là khói khơ và hơi nước. Coi khói lị là tác
nhân sấy vì thế ta có thể dùng đồ thị I-d của khơng khí ẩm để biểu diễn các trạng thái
hay q trình nhiệt động của khói lị. Hay nói cách khác khói lị cũng có các thơng số
như entanpy I, độ chứa ẩm d, độ ẩm tương đối giống như không khí ẩm.
Khói lị được sinh ra do đốt trấu, nguồn nhiên liệu rất dồi dào ở vùng đồng

bằng sông Hồng

19
Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

CHƯƠNG 2 – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG SẤY
2.1. Tính tốn tổng qt


Theo trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia và tài liệu nghiên cứu của viện Cơ
Điện Nông Nghiệp và Công Nghệ Sau Thu Hoạch, lúa thường sấy ở nhiệt độ 500900C, vì ở nhiệt độ này đường và chất béo không bị phá hủy và không bị biến dạng và
lúa khơng bị nứt vỏ.
2.1.1. Tính tốn cân bằng vật chất
Các kí hiệu sử dụng:
G1: lượng nhập liệu của vật liệu sấy (kg)
G2: lượng sản phẩm sau khi sấy (kg)
1

: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt trước khi sấy (%)

2

: độ ẩm trên căn bản vật liệu khô sau khi sấy (%)

d1: hàm ẩm của khơng khí trên căn bản khơng khí khơ trước khi vào sấy
d2: hàm ẩm của khơng khí trên căn bản khơng khí khơ sau khi vào sấy
W: lượng ẩm tách (kg)
L: lượng không khí khơ cần thiết
l: lượng khơng khí khơ cần thiết để tách 1 Kg ẩm ra khỏi vật liệu

I0 , I1 ,I2: nhiệt hàm của khơng khí trước khi vào buồng đốt, sau khi ra khỏi
buồng đốt và sau khi ra khỏi buồng sấy, J/kgkkk
* Các thông số cơ bản:
a) Đối với khơng khí:
Trạng thái ban đầu của khơng khí:
t0 = 250C;
Khơng khí vào thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ vào buồng sấy của khơng khí: t1 = 500C
Khơng khí ra khỏi thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ ra của khơng khí là:ø t2 = 420C
Phân áp suất hơi nước bão hòa Pb0:
4026,42
4026,42
Pbh0 = exp(12 –
) = exp(12 –
) = 0,032bar
235,5+¿

235,5+25

20
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Lượng chứa ẩm d0:
d0 = 0,621
Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx(d0):


Cdx(d0) = Cpk + Cpa.d0= 1,0048 + 1,842.0,017 = 1,036 kJ/kg.độ

Trong đó:
Cpk= 1,0048 kJ/kg độ: nhiệt dung riêng của khơng khí khơ
Cpa= 1,842 kJ/kg độ: nhiệt dung riêng của hơi nước
r= 2500 kJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi
entanpy I0:
I0 = Cpk.t0+d0(r+Cpa.t0) = 1,0048.25+0,017.(2500+1,842.25) = 68,4 kJ/kg
Thể tích riêng của khơng khí V0:
287 (273+¿)

V0=

(P−φo . Pbo).105

287 (273+25)

=

(1−0,85.0,032).105

= 0,858 m3/kg

b) Đối với vật liệu sấy (thóc)
Theo tài liệu kĩ thuật sấy Nơng Sản - Trần Văn Phú, Lê Ngun Đương ta có
các thơng số kích thước sau của thóc
Các kích thước của
thóc: Dài : l = 8,5 mm
Rộng: a= 3,4 mm
Dày: b = 2 mm
Đường kính tương đương: d = 2,76 mm
Hệ số hình dạng:

hd

= 1,68

Các thơng số khác:
Nhiệt dung riêng:

C = 1,5 KJ/Kg

Hệ số dẫn nhiệät:
Khối lượng riêng rắn:

= 0,09 W/mK
= 1150 Kg/m3

r

Độ xốp:
Diện tích bề mặt riêng khối lượng: f = 1,31 m2/kg
Khối lượng riêng xốp:

v

= 500 Kg/m3

Vật liệu trước khi vào thiết bị sấy: ta chọn

21
Trường Đại Học Công Nghiệp AB

Khoa ĐIỆN
1

=270C

;

1

=28%

Vật liệu sau khi ra thiết bị sấy : chọn nhiệt độ ra của thóc nhỏ hơn nhiệt
độ của khơng khí khoảng 2 0C
2
2

= 400C
= 13%, đây là độ ẩm thích hợp để bảo quản thóc.


Năng suất tách ẩm:
W=G 1

ω1−ω2

=5000

1−ω2

0 , 28−0 ,13

=862, 07 Kg am/me

1−0 ,13

Năng suất đầu ra:
G2 = G1 - W = 5000 – 862,07 = 4137,93 Kg/mẻ
Lượng vật liệu khô tuyệt đối được sấy trong 1 giờ:

Gk = G2(1- 2) = 4137,93.(1 - 0,13) = 3600 Kg
2.1.2. Cân bằng nhiệt lượng
* Nhiệt lượng vào
- Nhiệt lượng do khơng khí mang vào: LI0
- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G2Cvl 1+CnW 1
- Nhiệt lượng do buồng đốt cung cấp: Qc

Tổng nhiệt lượng vào: LI0+ G2Cvl 1+ CnW 1+ Qc
* Nhiệt lượng ra:
- Nhiệt lượng do khơng khí ra: LI2
- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2Cvl

2

- Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy: Qm

Tổng nhiệt lượng ra:
LI2+ G2Cvl 2 +Qm
Từ phương trình cân bằng năng lượng, ta có:
Qc=L(I2-I0)+G2Cvl( 2- 1)+Qm-CnW 1
Viết cho 1Kg ẩm bốc hơi:

q c=l

(I

2

-I1)+ qvl+qm -Cn θ1

q c=l( I1−I 0 )=l( I2 -I1 )+ qvl+ qm -Cn θ1

Với:

22
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

= Cn 1- qvl-qm
I2=I I +
2.2. Tính tốn q trình sấy thực tế
2.2.1. Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh

Δ
l


Ở đây, hệ thống sấy được làm bằng gạch có chiều dàyδ=
10cm, Hệ số dẫn nhiệt của gạch là λ= 1,31W/m.k
- Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: tf1¿

50+ 42

=
460C 2

0

- Nhiệt độ môi trường :tf2 = 25 C
- Khi vận tốc tác nhân v<5 m/s thì α1 được tính theo cơng thức thực nghiệm:

α1=6,15+4,17v
vận tốc tác nhân sấy v=4,88m/s =>α1= 26,5 W/m2

tf1

λ,q
tw1

tw2

tháp sấy

tf2

môi trường

δ
truyền nhiệt qua vách phẳng một lớp
Hình 3 – Một loại cảm biến từ
- Trao đổi nhiệt đối lưu phía ngồi giữa mặt buồng sấy và khơng khí xung quanh

là tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên chảy rối. do đó, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu α 2 sẽ được tính

là:
α2= 1,715(tw2 – tf2)0.333
Trong đó:
tw1: nhiệt độ mặt trong của buồng sấy (chưa biết)
tw2: nhiệt độ bề mặt ngoài của buồng sấy (chưa biết)
Như vậy, mật độ dòng nhiệt sẽ phải thỏa mãn các đẳng thức sau:
q1= α1(tf1 – tw1) = 26,5(46-tw1)

23
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

q2= (λ/δ).(tw1 – tw2)= (1,31/0,1)(tw1-tw2)
q3= α2(tf2 – tw2)=1,715(tw2-25)(1+0,333)
q1=q2=q3
khi mật độ dòng nhiệt thỏa mãn các đẳng thức trên thì cũng thỏa mãn
phương trình sau:
q=k(tf1 – tf2)


1

1
1
1
Trong đó k là hệ số truyền nhiệt k= α 1 + δ + α 2
λ

Để giải được phương trình (1) (2) (3) (4) ta dùng phương pháp lặp:
Giả sử ta cho tw1 một giá trị nào đó, từ (1) ta tìm được q 1 sau đó thay vào giá trị

vừa tìm được vào (2) ta tìm được t w2 và tiếp tục thay tw2 vừa tìm được vào (3) ta được
giá trị q3. Sau đó, ta so sánh kết quả của q 1 và q3 có sai số khoảng 0,8-1% là chấp nhận
được với điều kiện tw1>tw2
Bảng: tính tốn tìm mật độ dịng nhiệt cho từng giá trị tương ứng của tw1
tw1(0C)
42
43
44
45
Theo bảng ta có thể chọn nhiệt độ 2 vách của hệ thống sấy:
tw1 = 440C, tw2 = 39,950C, q= 63,13 w/m2
Nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh Q1:
Q1=q.Fxq=63,13.21,48=1356,11 W
Nhiệt lượng tỏa ra môi trường qua phần phía trên của buồng sấy
Q2 Q2=q.Fbm=63,13.16,54=1044,23W
Nhiệt lượng tổn thất qua đáy hệ thống sấy Q3
Q3=q.Fđ=63,13.16,54=1044,23W
Vậy tổng tổn thất nhiệt ra mơi trường:
Qmt=Q1+Q2+Q3=992,25+2387,73+2387,73=3444,57W

2
4
Trường Đại Học Cơng Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Khi đó: qmt=

Qmt

w=

3444,57

862,07 = 4 kJ/kg ẩm

Theo thực nghiệm tổn thất nhiệt ra môi trường khoảng 15%
2.2.2. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi
Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng
sấy: Qm=G.Cm.(tm1 – tm2)
Trong đó:


G: khối lượng thóc đầu ra (kg) G=5000kg
tm1: nhiệt độ vật liệu sấy vào khi vào buồng sấy (oC) tm1=tvl1=270C
tm2: nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi buồng sấy (oC)
Cm: nhiệt dung riêng của hạt thóc Cm=Ck+
Trong đó:
Ck: nhiệt dung riêng của vật liệu khô. Ck=1,2-1,7 kJ/kg.độ , ta chọn
Ck=1,7Kj/kg.độ
Ca=Ch=4,182kJ/kg.độ : nhiệt dung riêng của ẩm
ῳ=13%: độ ẩm tương đối của thóc
Do đó:
Cm = Ck +

Ca−Ck
100

ῳ =1,7+

4,182−1,7

100

X13 = 2,02 kJ/kg.độ

Khi đó: Qm = 5000.2,02.(40 – 27) = 131472,9kJ
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng sấy:
Qm 131472,9
q =
=
= 126,21 kJ/kg ẩm
vl

w

1041,67

Như vậy tổng tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng sấy là:
∆ = Ca.t0 – (qvl +qmt) = 4,182 . 27 – (126,21+5,54) = -18,84 kJ/kg

Ta thấy < 0,qúa trình sấy thực tế sẽ nằm dưới đường lí thuyết
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi buồng sấy: theo thực nghiêm khoảng
10%.
2.2.3. Các thơng số sau q trình sấy thực
Lượng chứa ẩm của tác nhân sấy ra khỏi vùng sấy
thực Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx:

2
5
Trường Đại Học Công Nghiệp AB
Khoa ĐIỆN

Cdx = 1,0048 + 1,842.d1 = 1,0048 + 1,842.0,019 =1,04 kJ/kg.độ
d2= d1+
i= 2500+1,842.45=2582,9 kJ/kg
độ ẩm tương đối của tác nhân sấy ra khỏi vùng sấy.
φ=