Thiết kế hệ thống băng tải sấy bánh tráng năng suất đầu ra 500 tấn năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
BỘ MƠN Q TRÌNH - THIẾT BỊ CNSH & CNTP
*******

ĐỒ ÁN I: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI SẤY BÁNH TRÁNG
NĂNG SUẤT ĐẦU RA 500 TẤN/NĂM


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU

5

PHẦN A: TỔNG QUAN

6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẤY

6

1.1. Tổng quan về bánh tráng

6

1.2. Phân loại bánh tráng

6

1.2.1. Phân loại dựa vào nguồn nguyên liệu

6

1.2.2. Phân loại dựa vào gia vị

6

1.2.3. Phân loại dựa vào độ dày mỏng của sản phẩm

7

1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất bánh tráng hiện nay ở nước ta

7

1.4. Cơ sở khoa học của kĩ thuật sản xuất bánh tráng

7

1.4.1. Tỷ lệ amylose và amylopectin trong nguyên liệu

7

1.4.2. Khả năng tạo màng

8

1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh tráng

8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ

9

2.1. Tổng quan về công nghệ

9

2.1.1. Khái niệm sấy

9

2.1.2. Mục đích

9

2.1.3. Tính chất của vật liệu sấy và các phướng pháp tách ẩm

9

2.1.4. Các phương pháp sấy

10

2.1.5. Nguyên lý của quá trình sấy

11

2.1.6. Tác nhân sấy

11

2.1.7. Thời gian sấy

12

2.2. Tổng quan về thiết bị sấy

12

2.2.1 Phân loại thiết bị sấy

12

2.2.2. Nguyên lý thiết kế hệ thống sấy

13

2.2.3. Lựa chọn thiết bị sấy

13
2


PHẦN B: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ SẤY

14

CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY

14

3.1. Chế độ sấy bánh tráng

14

3.2. Tính tốn

14

3.2.1. Năng suất đi vào trong một giờ

14

3.2.2. Lượng ẩm cần bốc hơi

15

3.2.3. Tính tốn q trình sấy lý thuyết

15

3.2.4. Xác định các kích thước cơ bản của buồng sấy

18

3.2.4.1. Xác định kích thước bộ phận vận chuyển

18

3.2.4.2. Xác định kích thước buồng sấy

21

CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN NHIỆT BUỒNG SẤY

24

4.1. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy và khí thải mang đi khỏi buồng sấy

24

4.1.1. Tổn thất do vật liệu sấy mang đi

24

4.1.2. Tổn thất do khí thải mang đi

24

4.1.3. Tổng tổn thất của vật liệu sấy và khí thải

24

4.2. Tổn thất do thiết bị truyền tải

25

4.2.1. Tổn thất do phên chứa bánh tráng

25

4.2.2. Tổng tổn thất của thiết bị truyền tải

25

4.3. Tổn thất nhiệt từ kết cấu rời bao che ra môi trường

25

4.3.1. Tổn thất qua hai bên tường của buồng sấy

25

4.3.2. Tổn thất qua trần của buồng sấy

28

4.3.3. Tổn thất qua cửa của buồng sấy

28

4.3.4. Tổn thất qua nền của buồng sấy

29

4.4. Tổng mọi tổn thất trong q trình sấy

29

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY THỰC

30

5.1. Xây dựng đồ thị I-d

30

5.2. Lập bảng cân bằng nhiệt quá trình sấy

32
3


CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CHỌN THIẾT BỊ PHỤ

34

6.1. Tính chọn caloriphe

34

6.2. Tính tốn và chọn quạt

36

6.2.1. Tính tốn trở lực

36

6.2.2. Chọn quạt

38

KẾT LUẬN

40

TÀI LIỆU THAM KHẢO

41

4


LỜI NĨI ĐẦU
Q trình sấy là q trình làm khơ một vật thể bằng phương pháp tách nước.
Quá trình sấy đóng vai trị quan trọng trong nhiều ngành cơng nghiệp như
trong thực phẩm, hóa học, dược phẩm... Mục đích của quá trình sấy là làm giảm
khối lượng vật liệu, làm tăng độ bền, tăng giá trị sản phẩm và bảo quản tốt hơn.
Là một nước nơng nghiệp, có thế mạnh về lúa gạo, nên các sản phẩm từ lúa
gạo cũng rất đa dạng phong phú, một phần đã trở thành văn hóa của người Việt
Nam ta.
Bánh tráng hay bánh đa là một trong nhưng loại sản phẩn như vậy. Đây là
một món ăn ưu thích của rất nhiều người, bởi hương vị truyền thống, có khả năng
kết hợp với các nguyên liệu khác tạo ra nhiều món ăn ngon.
Ở Việt Nam hiện nay có khơng ít các làng nghề sản xuất sản phẩm này.
Trong q trình sản xuất gặp khơng ít khó khăn, nhất là trong q trình làm khơ

hay sấy sản phẩm. Ở các làng nghề thủ cơng, thì chủ yếu người ta làm khô tự
nhiên bằng cách phơi dưới nắng. Cách này hiệu quả không cao cũng như phải
phụ thuộc nhiều vào thời tiết và đồng thời làm cho chất lượng sản phẩm chưa
được đảm bảo.
Nhận thức được những khó khăn trên, em chọn đề tài “Tính tốn và thiết kế
băng tải sấy bánh tráng với năng suất 500 tấn/năm” làm đề tài nghiên cứu của
mình.
Đồ án thiết kế băng tải sấy bánh tráng cịn nhiều thiếu sót do những hạn chế
về kiến thức của bản thân và các nguồn tài liệu tham khảo. Em rất mong nhận
được những ý kiến nhận xét của thầy cô và các bạn để có thể hồn thiện hơn.

5


6


PHẦN A: TỔNG QUAN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẤY
1.1.

Tổng quan về bánh tráng

Bánh tráng hay còn gọi là bánh đa, là một dạng bánh sử dụng nguyên liệu
chính là bột tráng mỏng, phơi khơ, khi ăn có thể nướng giòn hoặc nhúng qua
nước, cuốn với các loại thực phẩm khác.

Kỹ thuật sản xuất bánh tráng khá đơn giản: đầu tiên người ta sẽ ngâm nguyên
liệu, sau đó nghiền thành bột, tùy vào từng loại sản phẩm mà quá trình nghiền và
chế biến khác nhau, sau đó bột được tạo hình và được hấp trên chảo, trên những

tấm kim loại nóng hoặc hấp trong thiết bị gia nhiệt hơi nước.
Tùy vào phương pháp sản xuất và nguyên liệu đầu vào mà ta có các loại bánh
tráng khác nhau.
Nói chung hầu hết các quy trình sản xuất đều tương đối giống nhau giống
nhau, chỉ khác nhau ở một số giai đoạn nhất định, quyết định cấu trúc và hình
dạng sản phẩm.
1.2. Phân loại bánh tráng
1.2.1. Dựa vào nguồn nguyên liệu:
Bánh tráng từ gạo
Bánh tráng từ bắp
Bánh tráng từ sắn
Bánh tráng từ bột mì
1.2.2. Dựa vào gia vị:
Bánh tráng ngọt
Bánh tráng mặn
7


Bánh tráng lạt
1.2.3. Dựa vào độ dày mỏng của sản phẩm:
Bánh tráng mỏng
Bánh tráng dày
Giấy tinh bột
1.3.

Tình hình nghiên cứu và sản xuất bánh tráng hiện nay ở nước ta

Đầu tiên, bánh tráng xuất hiện theo quy mơ gia đình.
Sau đó, do như cầu tiêu thụ tang nhanh, do tính chất cơng nghiệp hóa, bánh
tráng được sản xuất hàng loạt để đáp ứng như cầu của người tiêu dùng và hiện

nay bánh tráng đang vương ra tầm thế giới.
Bánh tráng mang ý nghĩa là một món ăn truyền thống của dân tộc Việt Nam,
do đó hầu như chỉ nước ta mới thấy có sản xuất loại bánh này.
Trong thời gian gần đây, nhằm mục đích cơ giới hóa quy trình sản xuất bánh
tráng, cũng như nâng cao chất lượng sản phẩm, nhiều đề tài nghiên cứu về bánh
tráng mang tính khả thi cao xuất hiện khá nhiều ở nước ta, mở ra hướng phát
triển mới cho dòng sản phẩm này.
Đơn cử là đề tài “Công nghệ sản xuất bánh đa nem” của PGS.TS Mai Văn Lề,
nội dung chính là giới thiệu mơ hình dây truyền sản xuất bánh đa nem bán cơ
giới khơng liên tục.
Đó là những tín hiệu đáng mừng, mở ra triển vọng mới cho sự phát triển của
bánh tráng.
1.4.

Cơ sở khoa học của kĩ thuật sản xuất bánh tráng

Kỹ thuật sản xuất bánh tráng phụ thuộc rất nhiều vào trính chất cơng nghệ của
bột, đó là khả năng tạo màng. Khả năng tạo màng lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
trong đó quan trọng nhất là cấu tạo và thành phần của tinh bột.
1.4.1. Tỷ lệ amylose và amylopectin trong nguyên liệu:
Trong sản xuất bánh tráng, chỉ tiêu quan trọng nhất của sản phẩm là độ dai
của bánh, độ dai này được quyết định bởi hàm lượng amylopectin của tinh bột ,
laoij tinh bột nào có hàm lượng amylopectin cao hơn thì màng tạo thành sẽ có độ
dai lớn hơn.

8


Tinh bột
Amylose (%)

Amylopectin (%)
Lúa mì
25.0
75.0
Khoai tây
20.0
80.0
Khoai lang
19.0
81.0
Gạo tẻ
18.5
81.5
Sắn
17.0
83.0
Gạo nếp
0.7
99.3
Bảng: Hàm lượng amylose và amylopectin trong một số loại tinh bột
Từ bảng trên ta thấy gạo nếp và sắn coa hàm lượng amylopectin cao nhất, do
đó sản phẩm bánh tráng tạo thành sẽ có độ dai tốt nhất.
1.4.2. Khả năng tạo màng
Để tạo màng, các phân tử tinh bột (amylose và amylopectin) sẽ dàn phẳng
ra,sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp
qua phân tử nước
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh tráng
Quá trình sấy bánh tráng: Đây là quá trình quan trong nhất trong quy trình sản
xuất bánh tráng, nếu thực hiện q trình này khơng đạt yêu cầu thì bánh tráng dễ
vỡ.

Quá trình tạo màng: Phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, quá trình bốc hơi
nước, phụ gia.
Tỷ lệ amylose/amylopectin: Amylose làm sản phẩm giòn cứng, hút nước kém.
Amylopectin làm sản phẩm dẻo, hút nước tốt. Vậy sản phẩm bánh tráng từ
nguồn tinh bột giàu amylopectin có chất lượng tốt hơn.

9


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ
2.1. Tổng quan về công nghệ
2.1.1. Khái niệm sấy
Sấy là quá làm khô một vật thể bằng phương pháp tách nước.
Tách nước ra khỏi vật liệu rắn hay dung dịch là một quá trình kĩ thuật rất phổ
biến và rất quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là các ngành
cơng nghiệp hóa chất và cơng nghiệp thực phẩm.
2.1.2. Mục đích
Giảm khối lượng của vật liệu (giảm chi phí chuyên chở đồng nghĩa với giảm
hao hụt do vật liệu hư hỏng trên đường vận chuyển cũng như tăng chất lượng sản
phẩm).
Làm tăng độ bền (gốm sứ, gỗ...).
Làm tăng giá trị của sản phẩm.
Bảo quản sản phẩm được lâu hơn.
Là công đoạn sơ chế cho các bước chế biến tiếp theo.
2.1.3. Tính chất của vật liệu sấy và các phương pháp tách ẩm
2.1.3.1Tính chất của vật liệu sấy
Phân loại vật ẩm
Có nhiều cách phân loại vật ẩm. Cách phân loại được sử dụng phổ biến nhất
là dựa vào tính chất vật lý của vật thể của A.V.Lưcôp. Theo cách này, vật ẩm
được chia làm 3 nhóm:

Vật keo: là loại vật liệu mà ẩm tồn tại ở dạng liên kết hấp thụ và thẩm thấu.
Loại nguyên liệu này khi sấy thì co lại, vẫn giữ được tính đàn hồi (gelatin).
Vật xốp mao dẫn: nước tồn tại trong loại vật liệu này nhờ vào lực mao quản.
Khi sấy, nguyên liệu không co, giòn, dễ nghiền (đường, muối).
Vật keo xốp mao dẫn: nước tồn tại nhờ liên kết hấp thụ, thẩm thấu và cả lực
mao quản. Đây là cấu trúc đặc trưng của hầu hết các loại nguyên liệu thực phẩm
(rau, quả, thịt cá, bột,...). Loại nguyên liệu này thường hút ẩm nhiều sau khi sấy
khô.

10


Các dạng tồn tại của ẩm trong vật liệu
Ẩm dính ướt: là ẩm (nước) dính trên bề mặt của vật liệu, ẩm dễ bay hơi khi
sấy.
Ẩm mao quản: là ẩm tồn tại trong các mao quản của vật liệu nhờ lực mao
quản, ẩm này bay hơi chậm hơn so với ẩm dính ướt.
Ẩm hấp thụ, thẩm thấu: là ẩm khơng chỉ có ở bên trong và bên ngồi vật liệu
mà còn thẩm thấu vào phần rắn của vật liệu sấy, nước ở dạng liên kết này khó
tách hơn hai dạng tồn tại nói trên.
Ẩm liên kết hóa học: tồn tại trong sự liên kết hóa học với thành phần hóa học,
ẩm này không thể tách được bằng phương pháp cơ lý, mà phải tách bằng phương
pháp hóa học.
2.1.3.2. Các phương pháp tách ẩm
Tùy theo tính chất và độ ẩm, tùy theo yêu cầu và mức độ làm khô vật liệu mà
người ta tiến hành các phương pháp tách ẩm ra khỏi vật liệu theo các cách sau:
Phương pháp cơ học: dùng máy ép, máy lọc, máy li tâm,... để tách sơ bộ một
lượng nước ra khỏi vật liệu.
Phương pháp hóa lý: dùng một hóa chất có tính hút nước cao để tách ẩm ra
khỏi vật liệu như CaCl₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức khan, H₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phứcSO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức

tạp nên chủ yếu dùng để hút ẩm trong hỗn hợp khí để bảo quản máy và thiết bị.
Phương pháp nhiệt: dùng nhiệt năng làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu, được
sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp và trong đời sống.
2.1.4. Các phương pháp sấy
Sấy có thể là sấy tự nhiên hoặc sấy nhân tạo.
Sấy tự nhiên tiến hành ở ngoài trời dùng năng lượng mặt trời làm bay hơi
nước trong vật liệu. Phương pháp này đơn giản, rẻ song không điều chỉnh được
q trình, vật liệu sau sấy độ ẩm khơng đạt yêu cầu, mất vệ sinh.
Sấy nhân tạo khắc phục được các nhược điểm của sấy tự nhiên là nhiệt, gió
điều chỉnh được khi cấp cho thiết bị sấy nên sản phẩm sau sấy có chất lượng cao,
thời gian sấy nhanh, năng suất cao hơn.
Dựa vào cách tạo ra nguồn nhiệt và cách tiếp xúc giữa nguyên liệu sấy và
tác nhân sấy, ta có thể chia sấy nhân tạo thành các loại như sau:
Sấy tiếp xúc: là cách sấy mà nguyên liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với bề mặt
truyền nhiệt.
11


Sấy đối lưu: là sấy mà nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy là
khơng khí nóng, khói lò....
Sấy bức xạ: nhiệt lượng thu nhận được từ nguồn bức xạ như đèn hồng ngoại
có cơng suất lớn.
Sấy bằng dịng điện cao tần: ngun liệu sấy được đốt nóng khi đi giữa hai
cực của dòng điện một chiều cao tần có thế hiệu 4000 – 10000 V. Nguyên liệu
sấy khô đều nhưng tốn năng lượng.
Sấy thăng hoa: là cách làm lạnh đơng ngun liệu xuống đến (-15)÷(-20 ℃ ),
sau đó nâng nhiệt độ lên khoảng 25 – 27 ℃ trong điều kiện áp suất môi trường
sấy hạ - chân khơng. Khi đó nước đóng băng sẽ thăng hoa, tách khỏi sản phẩm
sấy.
Sấy bơm nhiệt: khơng khí sấy (ẩm) được làm khơ bằng cách cho qua mơi

trường có nhiệt độ lạnh khoảng 15℃ để ngưng tụ ẩm sau đó khơng khí được làm
nóng lên đến nhiệt độ cao hơn, khoảng 45 - 60℃ tạo động lực sấy cao. Từ đó
khơng khí khơ được thổi qua khối ngun liệu cần sấy, hút ẩm và làm khô
nguyên liệu.
2.1.5. Nguyên lý của quá trình sấy
Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất
phức tạp vì nó bao gồm cả khuếch tán bên trong và bên ngồi vật liệu rắn đồng
thời với q 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 sư chênh lệch độ ẩm ở trong lòng
vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuếch 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 q trình
được quy định bởi giai đoạn nào chậm nhất. Ngoài ra tùy vào phương pháp sấy
mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong vật
liệu sấy ra ngồi 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 là thơng số
cơ bản của quá trình sấy.
2.1.6. Tác nhân sấy
Tác nhân sấy là những chất cấp nhiệt cho vật để bay hơi ẩm, đồng thời tải
ẩm đó ra khỏi phịng sấy. Các tác nhân sấy thường là các chất như: khơng khí
nóng, khói lị, hơi quá nhiệt.

12


Nhiệm vụ của tác nhân sấy:
Gia nhiệt cho vật liệu sấy.
Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường.

Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
Tùy vào phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiều
nhiệm vụ trên. Ở đây ta sử dụng tác nhân sấy là không khí do sản phẩm sấy là
bánh tráng và được dùng làm thực phẩm cho con người nên phải đảm bảo u
cầu vệ sinh.
Khơng khí ngồi trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí – hơi. Khơng khí
được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi
vào buồng sấy. Trong không gian buồng sấy khơng khí khơ được thực hiện trao
đổi nhiệt ẩm với vật liệu sấy là bánh tráng làm cho độ ẩm tương đối của khơng
khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngồi. Khơng
khí này sau đó được thải ra ngồi mơi trường.
2.1.7. Thời gian sấy
Thời gian sấy là đại lượng đặc trưng tổng hợp của q trình sấy, nó có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng trong quá trình thiết kế và vận hành thiết bị sấy.
Thời gian sấy phụ thuộc vào vật liệu sấy, chủng loại, hình dáng, kích
thước, độ ẩm ban đầu và độ ẩm sau sấy, các đặc trưng thiết bị, phương pháp sấy,
chế độ sấy, cách bố trí vật liệu.
Thông thường thời gian sấy được xác định theo ba phương pháp: giải tích,
thực nghiêm và giải thích – thực nghiệm.
Hiện nay người ta còn sự dụng một số phương pháp như phương pháp
Luikov, phương pháp G.K.Phylonhenko và một số công thức khác để xác định
thời gian sấy.
2.2. Tổng quan về thiết bị
2.2.1. Phân loại thiết bị sấy
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy khác nhau nên có nhiều kiểu
thiết bị sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:
Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy bằng khơng khí hoặc thiết bị sấy bằng
khói lị, ngồi ra cịn có các thiết bị sấy bằng các phương pháp đặc biệt như sấy
thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần.

13


Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất
thường.
Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc,
thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ...
Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng
quay, sấy tầng sôi, sấy phun...
Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy cùng chiều,
ngược chiều và giao chiều.
2.2.2. Nguyên lý thiết kế hệ thống sấy
Yêu cầu của thiết bị sấy là phải làm việc tốt, tiết kiệm nguyên vật liệu, năng
lượng và dễ sử dụng.
Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết: loại vật liệu cần sấy
(rắn, nhão, lỏng,...), năng suất, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, nhiệt độ giới hạn
lớn nhất, độ ẩm và tốc độ của tác nhân sấy, thời gian sấy.
Trước hết phải chọn kiểu thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và
điều kiện sản xuất.
Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị.
Tính cân bằng nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần
thiết. Đối với các thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển thì phải tính đến độ bền.
Vẽ sơ đồ hệ thống với các số liệu đã tính được.
2.2.3. Lựa chọn thiết bị sấy
Băng tải sấy là dạng thiết bị sấy đối lưu làm việc ở áp suất khí quyển và
dùng tác nhân là khơng khí nóng. Đây là thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất
trong công nghiệp.
Ưu điểm là có thể sấy được nhiều loại vật liệu sấy khác nhau với năng suất
cao, giá thành rẻ, dễ dàng cơ giới hóa và đặc biệt là đơn giản để chế tạo, sử dụng
với nhiều loại tác nhân sấy khác nhau nên được sử dụng khắp nơi từ quy mô nhỏ

đến các nhà máy xí nghiệp lớn.
Do sản phẩm sấy là bánh tráng và được dùng làm thực phẩm cho con
người nên cần phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh cùng với việc đảm bảo chất lượng
sản phẩm , vì vậy em chọn sử dụng thiết bị băng tải sấy, tác nhân sấy là khơng
khí nóng ngược chiều với vật liệu sấy và khơng tuần hồn khí thải.

14


PHẦN B: TÍNH TỐN CƠNG NGHÊ SẤY
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THÔNG BĂNG TẢI SẤY
Đề tài: Thiết kế thiết bị sấy băng tải để sấy bánh tráng với công suất 70kg/h
( 500 tấn/năm). Biết độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tương ứng bằng W 1
=75%, W 2=12%
3.1. Chế độ sấy bánh tráng
Độ ẩm ban đầu: W 1=75%
Độ ẩm cuối:W 2=12%
Tác nhân sấy: không khí nóng
Thơng số khơng khí ngồi trời: nhiệt độ t 0=23℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ
ẩm trung bình năm tại Hà Nội -thông số tham khảo tại sổ tay hóa q trình và
thiết bị CNHC tập 2)
Chọn chế độ sấy: Tác nhân sấy và vật liệu sấy đi ngược chiều nhau và khơng
hồi lưu khí thải.
Nhiệt độ tác nhân sấy vào:t 1=70℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ
Nhiệt độ tác nhân sấy vào:t 2=35℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ
Năng suất:G2= 70kg/h
Thời

gian

sấy:

τ

=

6

phút

=

0.1

h

Sơ đồ tổng quát thiết bị: băng tải sấy
3.2. Tính tốn
Năng suất sấy trong hệ thống băng tải sấy là sản lượng thành phẩm trong một
đơn vị thời gian. Chọn G 2= 70kg/h
3.2.1. Năng suất đi vào trong 1h
15


G 1=G 2 ×

100−w2
100−12
kg
=70×

=246.4 ( ) (TR 194-TL[4])
100−w1
100−75
h

3.2.2. Lượng ẩm cần bốc hơi
w=G 1−G 2 =G 1 ×

w1 −w2
75−12
kg
=246,4 ×
=176.4( ) (CT 9.3-TL[4])
100−w2
100−12
h

3.2.3. Tính tốn q trính sấy lý thuyết
Xác định độ chứa hơi d 0 và entanpy I 0 của khơng khí ngồi trời
*Xác định độ chưa hơi d 0
Ta có:
Pb h

4016,42
4016,42
12,031−
(
235+t ) = ( 12,031− 235+23 )=0.028 (bar)
=ⅇ
ⅇ

0

0

d 0 =0,621×

(TR 195-TL[4])

φ0 Pbh 0 0,621 × 0,83 ×0,028
745
=
−0,83× 0,028 =0.0149
P−φ0 Pbh 0
750
x

x

(kg/kg khơng khí khơ) (TR 146-TL[3])
Trong đó P=

745
(bar)
750

*Xác định entanpy I 0
I0 = Cₚₖt₀ + dt₀ + d + d0(r+Cₚₕt₀) t₀ + d)

(TR 146-TL[3])

= 1x23 + 0.0149x(2500+1.9x23)
= 61.82 (kJ/kg khơng khí khơ)
Trong đó: Cₚₖt₀ + d≈ 1 kJ/kgK là nhiệt dung riêng của khơng khí khơ;
Cₚₕt₀) ≈ 1,9 kJ/kgK là nhiệt dung riêng của hơi nước;
r≈ 2500 kJ/kg là nhiệt ẩn hóa hơi của nước.
Khối lượng riêng của khơng khí khơ:
99333
P
3
d ₀ + d
ρ ₀ + d =
0.0149
(Rₖₕ+ Rₕ
)( 273+t ₀ + d ) = 287+ 462.
.( 273+23) = 1,169 kg/m
1000
1000

(

)

Trong đó : P = 745 mmHg = 99333 N/m2;
Rₖt₀ + dₕt₀) = 287;
16


Rₕt₀) = 462.
Xác định entanpy và độ chứa hơi của khơng khí (tác nhân sấy) sau calorifer
hay trước thiết bị sấy : t 1=70℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ, d 1=d 0=0.0149(kg/kg khơng khí khơ)

*Xác định entanpy
I1 = Cₚₖt₀ + dxt1 + d1x(r+Cₚₕt₀) xt1)
= 1x70+0.0149x(2500+1.9x70)
=112.03 (kJ/kg khơng khí khơ)
*Xác định độ ẩm tương đối φ ₁
φ₁ =

P × d1
P b h × ( 0,621+d 1 )

(TR 195-TL[4])

1

745
× 0,0149
750
=
0,3102×(0.621+0.0149)

=0.075 = 7.5%
Trong đó: Pb h là áp suất bão hõa của hơi nước ở nhiệt độ t 1=70℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ
1

Pb h

4016,42
4016,42
12,031−

(
235+t ) = ( 12,031− 235+70 )=0.3102 (bar)
=ⅇ
ⅇ
1

1

Khối lượng riêng cua không khí khơ:
99333
ρ₁ =
d₁
287+ 462.
(273+t ₁)
1000

(

)

99333
= 287+ 462. 0.0149 .( 273+70)
1000

(

)

=1.009kg/m3
Xác định độ chứa hơi d 2 và độ ẩm tương đối φ 2 sau quá trình sấy lý thuyết

Ta chọn nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t 2=35℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ, trạng này xác
định bởi I2 = I1
Do d 1=d 0 nên ta có:
Nhiệt dung riêng dẫn xuất ứng với độ chứa hơi d 1 là C ⅆxx (d 1)
17


C ⅆxx (d 1)= Cₚₖt₀ + d + Cₚₕt₀) × d 1

(TR 98-TL [5])

= 1 + 1.9 ×0.0149
=1.068 (kJ/kg khơng khí)

*Xác định độ chứa hơi d 2
Ta có: i 2=r + Cₚₖt₀ + d ×t 2 = 2500 + 1.9 × 35 = 2566.5 (kJ/kg) (TR 196-TL [6])
Trong đó :i 2 là entanpy của hơi
C ⅆxx (d 1 )× ( t 1−t 2 )
1.068×(70−35)
= 0.0149 +
2566.5
i2

d 2=d 1 +

(TR 101-

TL[6])
= 0.0295 (kg/kg khơng khí khơ)
*Xác định độ ẩm tương đối φ 2

Pb h

4016,42
4016,42
12,031−
(
235+t ) = ( 12,031− 235+35 )=0.056 (bar)
=ⅇ
ⅇ
2

2

φ2 =

P × d2
P b h × ( 0,621+d 2 )
2

745
× 0,0295
750
=
0,056 ×( 0.621+ 0.0295)

= 80.44%
Trong đó: Pb h là áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t 2=¿35℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ
2

*Khối lượng riêng của khơng khí khơ

99333
P
d ₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức
ρ ₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức =
0.0295
= 1.1237 kg/
(Rₖₕ+ Rₕ
)( 273+t ₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức ) = 287+ 462.
.(273+35)
1000
1000

(

)

m3
Ta chọn t 2=¿35℃, độ ẩm 83% ( nhiệt độ và độ là phù hợp yêu cầu 80 % ≤ φ 2 ≤ 90%
Trạng
thái Trạng thái khơng Trạng thái sau
khơng khí bên khí khi đi vào khi đi ra khỏi
ngoài
buồng sấy
buồng sấy
18


Nhiệt độ (℃ )

23

70

35

Độ ẩm (%)

83

7.5

80.44

Lượng chứa ẩm d (kg/
0.0149
kg KK)

0.0149

0.0295

Entanpi I của khơng
61.82
khí (kJ/kg KK)

112.03

112.03

Từ phương trình ta xác định được lượng khơng khí khơ cần thiết cho q

trình sấy lý thuyết bằng:
l 0=

1
1
=
d 2−d 0 0.0295−0.0149 = 68.49 (kg khơng khí/kg ẩm)

L = l 0 × W = 68.49 × 176.4 = 12081.636 (kg khơng khí/h)
Lưu lượng thể tích khơng khí:
V0 =

L
2×L
2 ×12081.636
=
=
= 11329.9 (m3/h)
ρ ρ₁ + ρ ₂ khan, H₂SO₄ đậm đặc,... Phương pháp này đắt và phức 1.009+ 1.1237

Lượng nhiệt tiêu tốn làm bay hơi 1kg ẩm bão hịa là:
q0 = l 0 × (I1–I0) = 68.49 × (112.03–61.82) = 3438.88 (kJ/kg ẩm)
Q0 = q0 × W = 3438.88 × 176.4 = 606618.4 (kJ/h) = 168.505(kW)
L là 1 trong 2 thông số cho phép ta chọn quạt và Q 0 là cơ sở thiết kế buồng
đốt khi thiết kế sơ bộ hệ thống sấy.
3.2.4. Xác định các kích thước cơ bản của hệ thống băng tải sấy
3.2.4.1. Xác định kích thước bộ phận vận chuyển
 Xác định kich thước phên sấy bánh
Phên sấy bánh tráng có hình chữ nhật được làm từ Al có khối lượng riêng ρ Al
=2700 kg/m3 và nhiệt dung riêng C Al=0.86 kJ/kg.K . Trên bề mặt phên có đục lỗ

vng cạnh 5mm cách nhau 7mm.
Chọn các kích thước phên là:
Chiều dài: LPhên = 1200mm
19


Chiều rộng: BPhên = 550mm
Chiều cao: H Phên = 20mm
Độ dày của lớp nhôm làm phên: 1.5mm
Mỗi hàng chiều dài có 1000 lỗ
Mỗi hàng chiều rộng có 45 lỗ
Trên bề mặt phên có 4500 lỗ trống
Diện tích 1 lỗ sẽ là: s1 lỗ = 5 x 5 = 25 mm2 = 2.5x10−5 m2

Khối lượng của phên:
M phên= ((1.2x0.55+2x1.2x0.02+2x0.55x0.02 – 4500x2.5x10−5 )x0.0015x2700

= 2.5 (kg)
 Xác định kích thước cơ bản của băng tải
Bánh tráng được hình thành từ 2 cấu tử bột khô và nước
Khối lượng riêng của bánh tráng:
ρbánh =ρbột × ( 1−w ) + ρ nước × w

Trong đó: ρ : khối lượng riêng – kg/m3
ρbột =950 kg/m3
ρnước =1000kg/m3

w :độ ẩm của vật liệu
+ Khối lượng riêng của bánh trước khí sấy:
ρbánh 1=ρbột × ( 1−W 1 ) + ρnước × W 1

= 950 ×(1-0.75) +1000 ×0.75
= 987.5 kg/m3
+ Khối lượng riêng của bánh sau khí sấy:
ρbánh 2=ρbột × ( 1−W 2 ) + ρnước × W 2

= 950 ×(1-0.12) +1000 ×0.12
20