QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY ppt

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN KĨ THUẬT THỰC PHẨM II
ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH
VÀ THIẾT BỊ SẤY
NHÓM SV THỰC HIỆN: MÃ SV:
1.NGUYỄN THỊ THÚY HỒNG 3005100260
2.NGUYỄN THỊ HIỀN 3005100222
3.TRIỆU THỊ HIỆU 3005100230
4.TRẦN HUỲNH HOA 3005100232
5.LÊ BÌNH HÒA 3005100242
6.TRẦN MINH HÂN 3005100182
7.NGUYỄN THỊ BÍCH HỒNG 3005100258
GVHD: HỒ TẤN THÀNH
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 2
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN KĨ THUẬT THỰC PHẨM II
ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH
VÀ THIẾT BỊ SẤY
Trình bày: Nguyễn Thị Thúy Hồng
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 3
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
PHÂN CÔNG LÀM VIỆC

Stt Họ Và Tên Công Việc
1 Nguyễn Thị Thúy Hồng Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy,các thông số
đặc trưng, công thức tính toán quá trình sấy.
2 Nguyễn Thị Hiền Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá
trình sấy, các thiết bị sấy.
3 Lê Bình Hòa Các thông số đặc trưng, công thức tính toán
quá trình sấy.
4 Trần Minh Hân Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá
trình sấy.
5 Trần Huỳnh Hoa Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá
trình sấy
6 Triệu Thị Hiệu Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá
trình sấy, các thiết bị sấy.
7 Nguyễn Thị Bích Hồng Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy, các thiết bị
sấy.
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 4
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
MỤC LỤC
Mục lục 3
Mở đầu 4
Nội dung 5
Phần 1: cơ sở lý thuyết của quá trình sấy 5
1.1 Khái niệm, nguyên tắc,phân biệt quá trình sấy 5
1.2 các phương pháp sấy 6
1.3 một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 8
Phần 2: các thông số đặc trưng và công thức tính toán quá trình sấy 9
2.1 đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy 9
2.2 tính nhiệt trị của nhiên liệu 10
2.3 xác định lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình sấy 12
2.4 xác định lượng không khí khô thực tế cho quá trình sấy 12

Phần 3: cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong quá trình 15
3.1cân bằng lượng ẩm trong vật liệu 15
3.2cân bằng nhiệt lượng trong máy sấy 17
3.3sấy lý thuyết và sấy thực tế 20
Phần 4:các thiết bị sấy 23
4.1máy sấy đối lưu 23
4.2máy sấy thùng quay 24
4.3Thiết bị sấy kiểu phun bụi 26
4.4thiết bị sấy tầng sôi 28
4.5 một số thiết bị sấy khác 29
Phần 5: Bài tập áp dụng 34
Phần 6: tài liệu tham khảo 38
MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp hóa chất,thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi vật
liệu (làm khô vật liệu) là rất quan trọng.
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 5
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Phương pháp làm khô sản phẩm thực phẩm đơn giản nhất là phơi nắng,
có ưu điểm là tận dụng được năng lượng mặt trời,tiết kiệm chất đốt; nhưng thời
gian làm khô kéo dài, làm giảm nhiều vitamin C (đến 80%) và caroten(tiền sinh
tố A), màu sắc sản phẩm kém, đòi hỏi nhiều diện tích sân phơi, khó giải quyết
được khối lượng lớn và đặc biệt là phụ thuộc vào thời tiết.
Để chủ động việc làm khô phải sử dụng các thiết bị sấy.
Trong bài tiểu luận này nhóm sẽ trình bày về quá trình và thiết bị sấy. Sấy
là quá trình tách nước trong sản phẩm bằng nhiệt. Đó là quá trình khuếch tán
nước từ các lớp bên trong ra bề mặt sản phẩm và hơi nước từ bề mặt sản phẩm
khuếch tán ra môi trường xung quanh.
Trong quá trình làm bài còn nhiều thiếu sót rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của thầy và các bạn!
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 6

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
NỘI DUNG
PHẦN I:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY
1.1 Khái niệm, nguyên tắc, phân biệt quá trình sấy.
• Khái niệm: Sấy là quá trình làm khô vật liệu bằng phương pháp bay hơi
do nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu
ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc
bằng năng lượng điện trường có tần số cao.
Mục đích của quá trình sấy là giảm khối
lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản
được tốt, đây là phương pháp bảo quản thực
phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng.
Đối tượng của quá trình sấy là các vật ẩm, là
những vật liệu có chứa một lượng chất lỏng
nhất định. Chất lỏng chứa trong vật liệu ẩm
thường là nước. một số ít vật ẩm chứa chất
lỏng khác là dung môi hựu cơ. Quá trình sấy
yêu cầu các tác động cơ bản đến các vật ẩm là:
- Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hóa hơi.
- Lấy hơi ẩm ra khỏi vật liệu và thải vào môi trường.
 Ở đây quá trình hóa hơi của ẩm lỏng trong vật là bay hơi nên có thể
xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào.
• Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt biến đổi
trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong
quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là
ẩm.
• Phân loại quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác:
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 7
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY

Có một số quá trình có thể làm giảm ẩm trong vật thể nhưng không phải
là quá trình sấy, đó là:
- Vật ly tâm là quá trình làm giảm ẩm của vật liệu bằng phương pháp cơ
học , phương pháp này chỉ có thể làm cho ẩm tự do thoát khỏi vật.
- Cô đặc là phương pháp giảm ẩm của vật liệu bằng cách đun sôi.
1.2 Các phương pháp sấy.
Như đã trình bày ở trên để sấy khô một vật ẩm cần hai tác động cơ
bản: 1 là gia nhiệt cho vật làm cho ẩm trong vật hóa hơi ( cụ thể là bay
hơi ở bất kì nhiệt độ nào); 2 là làm cho ẩm thoát ra khỏi vật và thải vào
môi trường.
Để cung cấp nhiệt cho vật thể dùng các phương pháp sau: dẫn nhiệt
(cho vật ẩm tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn), trao đổi nhiệt đối
lưu (cho vật ẩm tiếp xúc với chất lỏng hay khí có nhiệt độ cao hơn), trao
đổi nhiệt bức xạ (dùng các nguồn bức xạ cấp nhiệt cho vật), dùng điện
trường cao tầng để nung nóng vật.
Để lấy ẩm ra khỏi vật và thải vào môi trường có thể dùng nhiều
biện pháp nhu: dung môi chất sấy, dùng máy hút chân không, khi sấy ở
nhiệt độ cao hơn 100
o
C hơi ẩm thoát ra có áp suất lớn hơn áp suất khí
quyển sẽ tự thoát vào môi trường.
Khi dung môi chất sấy làm nhiệm vụ thải chất ẩm do mỗi chất sấy
tiếp xúc với vật ẩm, ẩm sẽ thoát ra do 3 lực tác động: do chênh lệch nồng
độ ẩm trên bề mặt vật và môi chất sấy, do chênh lệch nhiệt độ giữa ẩm
thoát ra và môi chất sấy sinh ra lực khuếch tán nhiệt, do chênh lệch phần
áp suất hơi nước trên bề mặt vật ẩm trong mỗi chất sấy.
Khi dùng bơm chân không làm nhiệm vụ thải ẩm hơi ẩm được bơm
chân không hút đi và thải vào môi trường.
Có thể sử dụng thiết bị ngưng tụ hơi (hay ngưng kết) làm cho ẩm
ngưng thành lỏng (hoặc rắn và thải vào môi trường bằng cách xả ( ứng

dụng vào trong sấy thăng hoa)), thường dùng kết hợp máy hút chân
không với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm để thải ẩm.
Cách phân loại các thiết bị sấy đúng đắn và khoa học nhất là căn cứ
vào các điểm cơ bản đã phân tích ở trên.
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 8
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
1.2.1 Phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt
Phương pháp sấy đối lưu: trong phương pháp này việc cấp nhiệt
cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự nhiên hay
cưỡng bức). trường hợp này mỗi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt.
Phương pháp sấy bức xạ: ở phương pháp này gia nhiệt cho vật ẩm
thực hiện bằng trao đổi bức xạ nhiệt. Người ta dùng đèn hồng ngoại
hay các bề mặt rắn có nhiệt độ cao hơn để bức xạ nhiệt tới vật ẩm.
Trường hợp này môi chất sấy không phải làm nhiệm vụ gia nhiệt cho
vật ẩm.
Phương pháp sấy tiếp xúc: trong phương pháp sấy này việc cấp
nhiệt cho vật liệu sấy thực hiện bằng dẫn nhiệt do vật sấy tiếp xúc với
bề mặt có nhiệt độ cao hơn.
Phương pháp sấy dùng điện trường cao tầng: trong phương pháp
này người ta để vật ẩm trong điện trường tần số cao. Vật ẩm sẽ được
nóng lên. Trường hợp này môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt
cho vật.
1.2.2 Phân loại theo chế độ thải ẩm.
Phương pháp sấy dưới áp suất khí quyển: trong phương pháp này
áp suất trong buồng sấy bằng áp suất khí quyển việc thoát ẩm do môi chất
sấy đảm nhiệm hoặc sấy ở nhiệt độ cao hơn 100
o
C, ẩm tự thoát vào môi
trường.
Phương pháp sấy chân không: trong phương pháp này áp suất

trong buồng sấy nhỏ hơn áp suất khí quyển vì vậy không thể dùng môi
chất sấy để thải ẩm.việc thải ẩm dùng máy hút chân không hoặc kết hợp
với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm.
1.2.3 Phân loại phương pháp sấy theo cách xử lí không khí
Phương pháp sấy dùng nhiệt: trong phương pháp này ta phải gia
nhiệt không khí rồi đưa vào buồng sấy
hoặc gia nhiệt không khí ngay trong
buồng sấy. phương pháp sấy đối lưu là
một phương pháp sấy dùng sử lí nhiệt.
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 9
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Phương pháp sấy dùng sử lý ẩm (hút ẩm): trong phương pháp này
người ta xử lý khơng khí bằng cách hút ẩm, độ chứa hơi giảm làm cho độ
ẩm tương đố giảm, dẫn đến nhiệt độ giảm, nhiệt kế ước giảm tức là chênh
độ chênh áp suất hơi nước.
Phương pháp kết hợp gia nhiệt và hút ẩm: dùng chất hút ẩm rắn
hoặc dùng bơm nhiệt để gia nhiệt và hút ẩm.
1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy
Tốc độ sấy phụ thuộc vào một số yếu tố chủ yếu sau:
- Bản chất của vật liệu sấy như cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính
liên kết ẩm,….
- Hình dạng vật liệu sấy: kích thức mẫu sấy, bề dày lớp vật liệu,… Diện
tích bề mặt riêng vật liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh.
- Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.
- Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của khơng khí.
- Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của khơng khí sấy,
nhiệt độ cuối cao thì nhiệt độ trung bình của khơng khí càng cao, do
đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng nhiệt độ cuối khơng nên q cao vì
khơng sử dụng triệt để nhiệt.
- Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức và chế độ sấy.

PHẦN II:
CÁC THƠNG SỐ ĐẶC TRƯNG VÀ CƠNG THỨC TÍNH
TỐN Q TRÌNH SẤY
2.1. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy
2.1.1 Khái niệm về tốc độ sấy
ĐN: Tốc độ sấy là lượng ẩm (kg) bay hơi trên một mét vuông bề mặt
vật liệu sấy trong một đơn vò thời gian
dW
U
F.d
=
τ
(kg/m
2
.h)
Trong đó: W – là lượng ẩm bay hơi trong thời gian sấy (kg)
F - là bề mặt chung của vật liệu sấy (m
2
)
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 10
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
F = f.G
Với f – bề mặt riêng của vật liệu sấy
G – khối lượng vật liệu sấy
Ví dụ: bắp có f = 0,65 m
2
/kg
lúa có f = 1,31 m
2
/kg

đay có f = 2,78 m
2
/kg

τ
- thời gian sấy (h)
Khi biết tốc độ sấy, ta có thể tính thời gian sấy theo công thức:
k 1 2
G ( )
U.F
ω −ω
τ =
(h)
Trong đó:
k
G
- lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg/h)

1
ω
,
2
ω
- độ ẩm ban đầu và cuối của vật liệu sấy
Thực nghiệm chứng tỏ rằng tốc độ sấy thay đổi theo quá trình, nó giảm
dần cùng với sự giảm hàm ẩm của vật liệu. Có đến 90% lượng ẩm tự do
bay hơi trong một nữa thời gian đầu, còn 10% bay hơi trong nữa thời
gian sau.
2.2 Tính nhiệt trò của nhiên liệu
Nhiệt trò là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu. Có 2

khái niệm nhiệt trò: nhiệt trò cao Q
c
và nhiệt trò thấp Q
t
.
Nhiệt trò thấp bằng nhiệt trò cao trừ đi phần nhiệt lượng do hơi nước
trong sản phẩm cháy ngưng tụ lại. Trong các nhiên liệu rắn và lỏng gồm có
các thành phần như sau: C, H, O, N, S, nước (A) và các chất không cháy
khác gọi chung là tro (Tr). Nếu thành phần khối lượng của các chất là khối
lượng của chất đó có trong 1kg nhiên liệu. Ta có:
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 11
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
C + H + 0 + N + S +A + Tr = 1 (2.1)
Trên cơ sở nhiệt lượng tỏa ra trong các phản ứng cháy, D.I Menđêlêép
đưa ra công thức tính Q
c
như sau:
c
Q 33858C 125400H 10868(O S)
= + − −
(kJ/kg)
(2.2)
Hay:
c
Q 8100C 30000H 2600(O S)
= + − −
(kcal/kg) (2.3)
Trong nhiên liệu rắn và lỏng, ngoài thành phần nước A chứa trong nhiên
liệu còn có nước do phản ứng cháy hydrô sinh ra. Từ phản ứng cháy
hydrô ta thấy rằng cứ 1kg hydrô cháy hết sẽ cho ta 9 kg nước. Do đó,

nếu lấy ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất khí trời là r = 2500 kJ/kg thì
nhiệt trò thấp của nhiên liệu là:
t c
Q Q 2500(9H A)
= − +
(kJ/kg) (2.4)
Hay:
t c c
Q Q 589(9H A) Q 600(9H A)
= − + ≈ − +

(kcal/kg) (2.5)
Đối với nhiên liệu gỗ có độ ẩm tương đối
ω
= thành phần ẩm A
Thành phần ẩm là một thông số quan trọng của gỗ và theo Krechetov
các thành phần khác như oxy, cacbon, hydrô … đều có thể biểu diễn qua
độ ẩm tương đối hay thành phần ẩm. Chẳng hạn thành phần hydrô của
gỗ có thể biểu diễn qua thành phần ẩm A dưới dạng H = 0,061(1 - A).
Vì vậy Krechetov đưa ra công thức gần đúng tính nhiệt trò cao của gỗ
khi biết thành phần ẩm của nó:
c
Q 19800(1 A)
= −
,(kJ/kg nl) (2.6)

Hay:
c
Q 4729(1 A)
= −

(kcal/kg nl) (2.7)
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 12
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Theo quan hệ trong công thức (2.3) giữa độ ẩm tương đối
ω
hay thành
phần ẩm A và độ ẩm tuyệt đối
0
ω
, công thức (2.6) và (2.7) có thể viết
dưới dạng:

o
c
ω1
19800
Q
+
=
, (kJ/kg nl) (2.8)
Hay:
o
c
ω1
4729
Q
+
=
,( kcal/kg nl ) (2.9)
Đối với nhiên liệu khí, nhiệt trò thường tính cho Q

t
của 1m
3
tiêu chuẩn
khí theo thành phần thể tích của các khí thành phần:

126,36CO107,98HH860,05CH637,46CH590,66C358,2CHQ
26362424t
+++++=

, (kJ/m
3
) (2.10)

Trong tính toán năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng, để tiện so
sánh người ta đưa ra khái niệm nhiên liệu quy chuẩn. Nhiên liệu quy
chuẩn là nhiên liệu có nhiệt trò thấp
tqc
Q 7000kcal/ kg
=
hay
tqc
Q 29309kJ/ kg
=
2.3 Xác đònh lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy
Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu là lượng
không khí khô vừa đủ cung cấp oxy cho phản ứng cháy. Với thành phần
khối lượng oxy chứa trong không khí khô lấy tròn 23%, từ các phản ứng
cháy ta có thể tính được lượng không khí khô lý thuyết L
0

cần thiết để
đốt cháy 1kg nhiên liệu bằng:
0
32 16 32
C H (S O)
12 2 32
L
0,23
+ + −
=
, (kg kk/kg nl)
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 13
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Hay
0
L 11,6C 34,8H 4,3(S O)
= + + −
,( kg kk/kg nl) (2.11)
Với nhiên liệu gỗ, cũng như nhiệt trò cao, lượng không khí lý thuyết
(2.11) có thể tính theo độ ẩm của nó bằng công thức:
L
0
= 5,96(1 - A) , (kg kk/kg nl) (2.12)
Nhiên liệu khí thông thường chứa CO, H
2
, H
2
S và C
m
H

n
. Khi đó từ phản
ứng cháy các chất khí thành phần ta tính được lượng không khí khô lý
thuyết cần thiết L
0
bằng:

0 2 m n
n
m
4
L 2,48CO 34,8H 6,14H S 138 ( C H ) 4,3
12m n
+
= + + + −
+
∑
(kgkk/kgnl) (13)
2.4 Xác đònh lượng không khí khô thực tế cho quá trình cháy
Trong thực tế tùy thuộc vào việc tổ chức quá trình cháy và độ hoàn
thiện của buồng đốt mà lượng không khí khô thực tế L để cháy hết 1kg
nhiên liệu lớn hơn lượng không khí khô lý thuyết L
0
. Tỷ số Giữa L va L
0
người ta gọi là hệ số không khí thừa của buồng đốt
bd
α
. Như vậy:
bd

0
L
L
α =
(14)
Khi
bd
α
càng lớn thì khả năng cung cấp oxy càng tốt nhưng nhiệt độ
buồng đốt lại giảm và do đó quá trình cháy lại không tốt. Như vậy, đối
với mỗi loại buồng đốt và một loại nhiên liệu bất kỳ sẽ có một hệ số
không khí thừa tối ưu. Trong các lò đốt lấy khói của HTS có thể lấy
bd
α
= 1,2 – 1,3
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 14
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Vật liệu ẩm
Không khí
Vật liệu khô
Không khí
B
K
Khói
A
1
2
A
3
4

Nhiên liệu

Hình : Sơ đồ nguyên lý sử dụng khói lò làm TNS trong các TBS đối lưu
1. Buồng đốt ; 2. Buồng hòa trộn ; 3. Buồng sấy
Cân bằng nhiệt cả buồng đốt lẫn buồng hòa trộn chúng ta có thể tính hệ
số không khí thừa như sau:
( )
[ ]
c bd nl nl a pk
0 0 a ao pk 0
Q . C .t 9H A i 1 (9H A Tr) .C .t
L d (i i ) C (t t )
η + − + − − + +
α =
 
− + −
 
(2.15)
Trong đó Q
c
: Nhiệt trò cao của nhiên liệu

bd
η
: hiệu suất buồng đốt

nl pk
C ,C
: nhiệt dung riêng của nhiên liệu và khói khô

a ao
i ,i
: entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng
hòa trộn và không khí ngoài trời, tính theo công thức:
i = 2500 + 1,93t , kJ/kg (2.16)
d
0
: độ chứa hơi ẩm của không khí ứng với nhiệt độ t
0
t : nhiệt độ của khói sau buồng hòa trộn
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 15
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Đối với gỗ, Krechetov thấy rằng do thành phần Hydrô cũng có thể biểu
diễn qua thành phần ẩm của nó và bằng H = 0,061(1 - A). Do đó thành
phần (9H + A) trong (2.15) bằng:
(9H + A) = 9 x 0,061(1 - A) + A = 0,549 + 0,451A
Hay (9H + A) = 1 – 0,451(1 - A) (2.17)
Thành phần tro Tr của các loại gỗ theo Krechetov cũng có thể biểu diễn qua
thành phần ẩm A của nó dưới dạng Tr = 0,02(1 - A). Khi đó, kết hợp (2.17),
thành phần 1 – (9H + A +Tr) trong (2.15) bằng:
1 – (9H + A + Tr ) = 0,431(1 - A) (2.18)
Do đó, khi đốt cháy 1kg gỗ, hệ số không khí thừa sau buồng hòa trộn
bằng:
[ ]
bd nl nl a pk
0 a ao pk 0
19800(1 A) C .t 1 0,451(1 A) i 0,431(1 A)C .t
5,96(1 A) d (i i ) C (t t )
− η + − − − − −
α =

 
− − + −
 

(3.19)
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 16
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
PHẦN III:
CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG TRONG
Q TRÌNH SẤY
3.1 Cân bằng lượng ẩm trong vật liệu
Gọi:
G
1
, G
2
: là lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy, (kg/s)
G
k
: lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy, (kg/s)
1 2
,
ω ω
: độ ẩm của vật liệu khi vào và ra khỏi máy sấy, (%)
W : lượng hơi ẩm tách ra khỏi vật liệu sấy, (kg/s)
L : lượng không khí khô đi qua máy sấy, (kg/s)
1 2
d ,d
: độ chứa hơi của không khí ẩm khi vào và khi ra khỏi bộ gia nhiệt,
(kg/kg k

2
khô?)
3
d
: độ chứa hơi của không khí ẩm khi ra khỏi máy sấy, (kg/kg k
2
khô)
Trong quá trình sấy xem như không có hiện tượng mất mát vật liệu, do
đó lượng vật liệu khô tuyệt đối G
k
= const trong suốt quá trình.
2
3
= 100%
1
t
1
I
d
1
2
3
d
d
1
= d
2
3
 Vậy lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy là:
100

100
100
100
2
2
1
1
ωω
−
=
−
=
GGG
k
(kg/s)
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 17
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
1
2
21
100
100
ω
ω
−
−
=⇒
GG
Hoặc
2

1
12
100
100
ω
ω
−
−
=
GG
Trong đó
Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sấy là:
21
GGW
−=









−
−
=









−
+−−
=
−
−
−
=
1
21
2
1
12
2
2
1
2
2
100
100
100100
100
100
ω
ωω
ω

ωω
ω
ω
G
G
GG
Hoặc:
21
GGW
−=









−
−
=









−
+−−
=
−
−
−=
2
21
1
2
12
1
2
1
11
100
100
100100
100
100
ω
ωω
ω
ωω
ω
ω
G
G
GG









−
−
=








−
−
=⇒
1
21
2
2
21
1
100100
ω
ωω

ω
ωω
GGW
 Lượng không khí khô đi qua máy sấy:
Giả sử lượng không khí khô không bò mất mát khi đi qua máy
sấy
Trong quá trình sấy lượng không khí đi vào máy sấy có mang
theo một lượng ẩm là (L.
2
d
). Sau khi sấy xong, không khí nhận
thêm một lượng ẩm từ vật liệu chuyển vào là W và lượng ẩm
của không khí khi ra khỏi máy sấy sẽ là (L.d
3
).
Ta có phương trình cân bằng độ ẩm
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 18
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY

1323
32

dd
W
dd
W
L
dLWdL
−
=

−
=→
=+
→
lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg nước là
1323
11
ddddW
L
l
−
=
−
==
3.2 Cân bằng nhiệt lượng trong máy sấy
Gọi:
Q : nhiệt lượng tiêu hao chung (tổng cộng) cho máy sấy, (J)
s
Q
: nhiệt lượng đốt nóng (gia nhiệt) không khí ở bộ gia nhiệt
sưởi (bộ gia nhiệt chính), (J)
b
Q
: nhiệt lượng bổ sung trong phòng sấy, (J)
xq
Q
: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh, (J)
C
1
, C

2
: Nhiệt dung riêng của vật liệu trước khi vào và sau khi ra
khỏi máy sấy, (J/kg.độ) (thường C
1
gần bằng C
2
)
21
,
θθ
: nhiệt độ của vật liệu sấy trước khi vào và sau khi ra khỏi
máy sấy, (
O
C)
21
,
vcvc
CC
: nhiệt dung riêng của bộ phận vận chuyển trước khi
vào và sau khi ra khỏi máy sấy, (J/kg.độ) ( thường
vcvcvc
CCC ==
21
)
n
C
: nhiệt dung riêng của nước, (J/kg.độ)
21
,
vcvc

GG
: trọng lượng của bộ phận vận chuyển, (kg). Ở đây
vcvcvc
GGG
==
21
Ta có sơ đồ máy sấy dùng tác nhân sấy là không khí hoặc khói lò
như sau:
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 19
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
G ,
,
2
2
2
Không khí vào
L, I
1
Lọc bụi
Bộ gia nhiệt sưởi
Vật liệu sấy xong
G , C , t
vc2
vc2
Không khí sấy xong
L, I
3
Bộ gia nhiệt bổ xung
Nguồn nhiệt
(hơi nước, khói lò, điện trở)

vc1
vc1
1
1
1
G , C , t
G ,
,
Vật liệu ban đầu
vc1
vc2
+ Nhiệt lượng mang vào:
• Do không khí mang vào l.I
1
• Do vật liệu mang vào G
1
C
1
θ
1
= G
2
C
2
θ
1
+ W.C
n
θ
1

( G
1
= G
2
+ W) và ( C
1
= C
2
)
• Do bộ phận vận chuyển mang vào
G
vc1
.C
vc1
.t
vc1
= G
vc
.C
vc
.t
vc1
• Do được cung cấp ở bộ gia nhiệt sưởi Q
s
• Do nhiệt bổ sung ở phòng sấy Q
b
+ Nhiệt lượng mang ra:
• Do không khí mang ra l.I
3
• Do vật liệu mang ra G

2
.C
2
.θ
2
.
• Do bộ phận vận chuyển mang ra
G
vc2
.C
vc2
.t
vc2
= G
vc
.C
vc
.t
vc2
• Do mất mát ra môi trường xung quanh Q
xq
.
+ Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng như sau:
Nhiệt lượng vào = nhiệt lượng ra
lI
1
+ G
2
C
2

θ
1
+ WC
n
θ
1
+ G
vc
C
vc
t
vc1
+ Q
s
+Q
b
= lI
3
+ G
2
C
2
θ
2
+ G
vc
C
vc
t
vc2

+ Q
xq
⇒

Q
s +
Q
b
= l(I
3
- I
1
) + G
2
C
2
(θ
2
- θ
1
) + G
vc
C
vc
(t
vc2
- t
vc1
) – WC
n

θ
1
+ Q
xq
(3.1)
Ta đặt:
Q = Q
s
+ Q
b
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 20
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Q
vl
= G
2
C
2
(θ
2
-θ
1
)
Q
vc
= G
vc
.C
vc
(t

vc2
- t
vc1
)
(3.1) → Q = Q
s
+ Q
b
= l(I
3
- I
1
) + Q
vl
+ Q
vc
+Q
xq
– WC
n
θ
1

+ Nhiệt lượng tiêu hao riêng cho toàn máy sấy

:
( )
113
.
θ

n
xqvcvl
bs
C
W
QQQ
II
W
L
W
QQ
W
Q
q
−
++
+−=
+
==
q = q
s
+ q
b
= l(I
3
– I
1
) + q
vl
+ q

vc
+ q
xq
– C
n
θ
1
Ta đặt ∑q = q
vl
+ q
vc
+ q
xq
⇒ phương trình trên có dạng :
q
s
+ q
b
= l(I
3
– I
1
) + ∑q – C
n.
θ
1
(4.2)
Trong đó ∑q được gọi là nhiệt lượng tổn thất chung vì nó không làm bốc hơi
nước trong vật liệu mà chỉ để đốt nóng vật liệu, thiết bò vận chuyển và tổn
thất ra môi trường

(3.2)
s 3 1 b n 1
q l(I I ) q q C .
→ = − + − − θ
∑
(3.3)
Ta đặt:
B
s
= q
b
+ C
n
θ
1
là nhiệt lượng bổ sung chung do cung cấp ở phòng sấy
và do hơi nước mang vào.
∆ = B
s
- ∑q là nhiệt lượng bổ sung thực tế vì chỉ có phần nhiệt
lượng bổ sung này mới tham gia vào quá trình bốc hơi
nước trong vật liệu sấy.
Cuối cùng ta có:
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 21
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
q
s =
l( I
3
– I

1
) - ∆
hoặc
q
s
=
2 1
3 1
I I
d d
−
−
- ∆
gọi là nhiệt lượng bổ sung thực tế trong thiết bị sấy bằng nhiệt lượng bổ sung
chung trừ cho nhiệt lượng tổn thất chung.
3.3 sấy lý thuyết và sấy thực tế
3.3.1 Sấy lý thuyết
Trong qúa trình sấy lý thuyết người ta coi như phần nhiệt bổ sung chung
B
s
= q
b
+ C
n
θ
1
chỉ đủ để bù vào phần nhiệt tổn thất chung ∑q.
Tức là:
B
s

= ∑q = ∆ = 0
q
s
= l( I
3
– I
1
) - ∆
= l( I
3
– I
1
) (do ∆ = 0) (4.4)
Mặt khác khi qua bộ gia nhiệt sưởi, không khí được đốt nóng từ nhiệt độ t
1

→ t
2
nên enthalpy của không khí thay đổi từ I
1
–> I
2
3
I = I
2
1
I
3
2
1

d
I
= 100%
t
1
1
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 22
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Vậy: nhiệt lượng tiêu hao cho bộ gia nhiệt sưởi có thể tính là:
q
s
= l( I
2
- I
1
)
(4.5)
Từ (4.4) và (4.5) → l(I
3
– I
1
) = l( I
2
–I
1
)
I
3
= I
2

KẾT LUẬN: Trong quá trình sấy lý thuyết, enthalpy của không khí không
đổi khi qua máy sấy (I = const). hay nói cách khác , trong q trình sấy lý
thuyết, một phần nhiệt lượng của khơng khí có bị mất đi cũng chỉ để làm bốc
hơi nước trong vật liệu, hơi nước mang nhiệt độ đó sau đó nhập lại vào dòng
khí.
Trong q trình sấy thực tế, do lượng nhiệt bổ sung chung khác với lượng nhiệt
tổn thất chung do đó # 0. Ta có: l(I
3
– I
1
) - = l(I
2
- I
1
)
từ đó rút ra: I
3
– I
2
=
trong thực tế chỉ có thể xảy ra một trong 3 trường hợp tùy theo giá trị của
- Nhiệt lượng bổ sung lớn hơn lượng nhiệt tổn thất chung nên > 0. Vì
l ln là số dương nên I
3
> I
2
- Nhiệt lượng bổ sung chung khơng đủ bù nhiệt lượng tổn thất chung
nên < 0. Vậy I
3
< I

2
- Nhiệt lượng bổ sung chung đủ bù nhiệt lượng tổn thất chung nên =
0. Đây là trường hợp của sấy lý thuyết I
3
= I
2
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 23
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
PHẦN IV:
THIẾT BỊ SẤY
4.1 Máy sấy đối lưu
4.1.1 Phòng sấy
- Cấu tạo : Thiết bò bao gồm một hoặc
vài phòng, trong đó vật liệu được
xếp bất động trên những giá hay toa
xe. Việc nạp và tháo vật liệu sấy
tiến hành qua cửa phòng sấy. Người
ta kéo toa xe bằng tay hay bằng tời
có động cơ.
- Nhược điểm của phòng sấy : máy sấy đối lưu
+ Thời gian sấy dài vì lớp vật liệu bất động.
+ Sấy không đều, sản phẩm có chổ khô, chổ ướt dễ bò nứt nẻ.
+ Mất nhiều nhiệt lượng do tháo và nạp liệu qua cửa cũng như không tận
dụng hết nhiệt của tác nhân sấy.
+ Điều kiện làm việc nặng nhọc.
+ Cấu tạo đơn giản nhưng khó kiểm tra quá trình
4.1.2 Hầm sấy ( sấy đường hầm):
- Cấu tạo:
1. Hầm sấy 6. Caloriphe sưởi
2. Xe gòng 7. ống dẫn khơng khí vào

3. Tời kéo xe 8. ống dẫn khơng khí thải ra
4. Cửa hầm sấy
5. Quạt
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 24
Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
d
c
- Cấu tạo hầm sấy rất đơn giản. Thường có một hoặc vài hầm sấy 1 đặt
song song. Vật liệu sấy xếp trên các goòng xe 2 di chuyển chậm nhờ tời 3.
Sau một thời gian nhất đònh thì xe goòng có vật liệu khô sẽ ra ở cửa 4c còn
cửa đầu kia 4d cũng có số xe goòng như vậy chứa vật liệu ướt đi vào hầm
sấy. Trong thời gian sấy cửa 4c và 4d đóng chặt kín. Tác nhân sấy nhờ quạt
số 5 đẩy không khí đi ngược chiều với chuyển động của vật liệu.
- Tác nhân sấy là không khí thì được đốt nóng ở caloriphe 6 rồi vào
phòng sấy cùng chiều với chiều chuyển động của vật liệu sấy. Nếu muốn
sấy ngược chiều thì ta cho xe goòng vào ở cửa 4c và 4d.
- Hầm sấy thường có chiều dài 30 – 40m hoặc có khi tới 60 m nhưng
không dài hơn nữa vì như vậy sức cản thuỷ lực của hệ thống sẽ tăng lên
nhiều, không khí nóng sẽ phân tầng.
- Loại thiết bò này làm việc ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy có thể là
không khí hay khói lò. Vật liệu sấy thường được xếp trên các giá đặt trên xe
goòng, di chuyển chậm dọc theo một hầm dài.
- Để tăng nhanh qúa trình sấy người ta cho tuần hoàn tác nhân sấy. Như
vậy sẽ tăng được tốc độ sấy, độ ẩm của tác nhân sấy. Đồng thời tăng tốc độ
sấy và độ đồng đều của quá trình.
- Nhược điểm của quá trình sấy:
+ Sấy không đều do sự phân lớp không khí nóng theo chiều cao của hầm
sấy và vật liệu không được trộn đều.
+ Mất nhiều nhiệt, chiếm mặt bằng lớn.
- Để quá trình sấy đều, người ta tăng vận tốc TNS

≥
2
÷
3 m/s.
4.2 Máy sấy thùng quay
GVHD: HỒ TẤN THÀNH Trang 25