THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG MÁY SẤY THÙNG QUAY ĐỂ SẤY ĐƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
======o0o======

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG
NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN PHÂN XƯỞNG MÁY SẤY
THÙNG QUAY ĐỂ SẤY ĐƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn :

PGS.TS. Nguyễn Thế Hữu

Sinh viên thực hiện :

Ngô Thị Ánh

Lớp

:

ĐH CN Thực Phẩm 1 – K15

Chuyên ngành

:

Công nghệ thực phẩm

Hà Nội, năm 2023

Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

2


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

BỘ CƠNG THƯƠNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Họ và tên HS - SV : Ngô Thị Ánh
Lớp : ĐH CN Thực phẩm 1

Khố: 15

Khoa : Cơng nghệ Hố
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thế Hữu
NỘI DUNG

Thiết kế và tính tốn phân xưởng máy sấy thùng quay để sấy đường
Các số liệu ban đầu:
- Năng suất: 4,65 tấn/giờ
- Độ ẩm đầu vào: 6,3%
- Độ ẩm đầu ra: 1,1%
- Nhiệt độ không khí vào: 170℃
- Nhiệt độ khơng khí ra: 75℃
STT

Tên bản vẽ

Khổ giấy

1

Vẽ dây chuyền sản xuất

A3

01

2

Vẽ máy sấy thùng quay

A0

01

3

Số lượng


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

LỜI CẢM ƠN
Sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế
sản xuất. Trong công nghiệp như chế biến nông- hải sản, chế biến gỗ, sản xuất
vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trị quan trọng trong dây chuyền
sản xuất. Sản phẩm rau quả sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo
quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm.
Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong
chương trình của bộ mơn q trình và thiết bị khoa cơng nghệ Hố của trường
ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong q
trình tra cứu số liệu, tính tốn, đồng thời nắm vững hơn về cơng nghệ sấy nói
riêng và các q trình trong cơng nghệ Hố Học nói chung.
Được thầy giáo Nguyễn Thế Hữu giao nhiêm vụ: “Thiết kế và tính tốn
phân xưởng máy sấy thùng quay để sấy đường”. Dựa trên những kiến thức đã
học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy em đã hồn thành đồ án của
mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Hữu cùng các thầy cơ trong khoa Cơng
Nghệ Hố đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian em hoàn thành đồ
án này. Do hạn chế về tài liệu tham khảo và các kiến thức nên bản đồ án này
chắc chắn khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận được sự đóng góp, sữa
chữa của các thầy cô.

4

Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa
MỞ ĐẦU

Từ lâu, con người đã biết sấy khô vật liệu ẩm bằng nhiều cách khác
nhau. Ngày nay, kỹ thuật sản xuất phát triển và vai trò của ngành sấy càng trở
nên quan trọng trong việc sấy khô để đảm bảo thực phẩm. Nên nó được ứng
dụng rơng rãi trong cơng nghiệp và đời sống.
Trong quy trình cơng nghệ sản xuất của nhiều nhà máy đều phải có cơng
đoạn sấy khơ để bảo đảm dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong
ngành hải sản, rau quả và các ngành thực phẩm khác. Các sản phẩm thực
phẩm dạng hạt như đường, cà phê ….
Đường là loại thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh dưỡng
của cơ thể con người. Nó là hợp phần chính khơng thể thiếu trong thức ăn
hàng ngày của chúng ta. Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều
ngành công nghệ khác như: đồ hộp, bánh kẹo,…. Vì vậy cần phải sấy khơ và
bảo quản lâu dài. Nhưng các nhu cầu sấy đường ngày cịn rất đa dạng có
nhiều phương thức sấy và thiết bị sấy.

5


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY VÀ VẬT LIỆU SẤY

1.1.1. Giới thiệu về kỹ thuật sấy
1.1.1.1

Khái niệm về sấy

Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ
dàng. Sấy làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết do đó vi khuẩn,
nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được,
giảm hoạt động các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm.
Q trình sấy là q trình làm khơ các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm
bằng phương pháp bay hơi nước. Như vậy, q trình sấy khơ một vật thể diễn
biến như sau:
Vật thể được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với
phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật thể.. Vật thể được cấp nhiệt để làm
bay hơi ẩm.
Tóm lại, trong q trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao
đổi chất cụ thể là quá tŕnh truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình
truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngồi bề mặt sấy, q trình truyền ẩm từ bề mặt
vật sấy ra ngồi mơi trường. Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy
ra đồng thời trên vật sấy, chúng có quan hệ qua lại lẫn nhau.
1.1.1.2

Phương pháp sấy

Có nhiều cách phân loại :

a.

Dựa vào tác nhân sấy
– Sấy bằng khói lị
– Sấy bằng khơng khí nóng
– Sấy bằng tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia

hồng ngoại để làm khô vật liệu.
6


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

– Sấy bằng dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng năng lượng
điện trường để đốt nóng trên tồn bộ chiều dày của vật liệu.
b.

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy
– Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp giữa vật liệu

sấy với tác nhân sấy.
– Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp
với vật liệu sấy qua một vách ngăn.
– Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy trong mơi trường có độ chân
không rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ
trạng thái rắn thành trạng thái khí.
Trong cơng nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đôi
lưu được sử dụng phổ biến hơn cả.

c.

Dựa vào phương pháp làm việc
– Máy sấy liên tục.
– Máy sấy gián đoạn.

d.

Dựa vào áp suất làm việc
– Sấy chân không.
– Sấy áp suất thường.

e.

Dựa vào cấu tạo thiết bị
– Thiết bị sấy buồng.
– Thiết bị sấy hầm.
– Thiết bị sấy tháp.
– Thiết bị sấy phun.
– Thiết bị sấy thùng quay.

1.1.1.3
a.

Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

Ảnh hưởng của nhiệt độ khơng khí
7

Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ
gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng
nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều. Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở
giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khơ cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất
lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng
ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt
ngồi. Nhưng với nhiệt độ làm khơ q thấp, dưới giới hạn cho phép thì q
trình làm khơ sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu. Nhiệt độ
sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ
chức của thịt quả và đối với các nhân tố khác. Khi sấy ở những nhiệt độ khác
nhau thì ngun liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm
trong quá tŕnh sấy cao hơn 600 thì protein bị biến tính, nếu trên 900 thì
fructaza bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polyme cao
phân tử chứa N và khơng chứa N, có màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ. Nếu
nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh
dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
Quá trình làm khơ tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch
tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội
thì chậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến q trình làm
khơ.
b.

Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động khơng khí
Tốc độ chuyển động của khơng khí có ảnh hưởng lớn đến q trình sấy,

tốc độ gió q lớn hoặc q nhỏ đều khơng có lợi cho q trình sấy. Vì tốc độ

chuyển động của khơng khí q lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để
cân bằng quá tŕnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho q trình sấy chậm lại.
Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của q
trình làm khơ.

8


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá tŕnh làm khô, khi hướng gió
song song với bề mặt ngun liệu thì tốc độ làm khơ rất nhanh. Nếu hướng
gió thổi tới ngun liệu với góc 45 oC thì tốc độ làm khơ tương đối chậm, cịn
thổi thẳng vng góc với ngun liệu thì tốc độ làm khơ rất chậm.
c.

Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của khơng khí
Độ ẩm tương đối của khơng khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định

đến q trình làm khơ, độ ẩm của khơng khí càng lớn q trình làm khơ sẽ
chậm lại. Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ
ẩm tương đối của khơng khí lớn hơn 65% thì q trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt,
cịn độ ẩm tương đối của khơng khí khoảng 80% trở lên thì q trình làm khơ
sẽ dừng lại và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút
ẩm trở lại.
Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh
hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn
tức là vừa sấy vừa ủ.

Làm khô trong điều tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của khơng
khí 50% đến 60% do nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao. Do đó,
một trong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí có thể tiến
hành làm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại. Khi hạ thấp nhiệt độ của khơng
khí dưới điểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của
khơng khí cũng được hạ thấp. Như vậy để làm khơ khơng khí người ta áp
dụng phương pháp làm lạnh.
d.

Ảnh hưởng của của kích thước nguyên liệu
Kích thước ngun liệu cũng ảnh hưởng đến q trình sấy. Nguyên liệu

càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu ngun liệu có kích
thước q bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ.

9


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí
quyển) thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch với
chiều dày nguyên liệu δ.
e.

Ảnh hưởng của quá trình ủ ấm
Q trình ủ ẩm nhằm mục đích là làm cho tốc độ khuếch tán nội và

khuếch tán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh q trình làm khơ. Trong
khi làm khô quá tŕnh ủ ẩm người ta gọi là làm khô gián đoạn.
f.

Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu
Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù

hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của ngun liệu như: nước, lipit,
chất khống, protein, Vitamin, kết cấu tổ chức thịt quả chắc hay lỏng lẻo...
1.1.1.4

Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống

Sấy là quá trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là
phơi nắng. Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng
và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa. Vì vậy, trong các
ngành công nghiệp người ta thường phải tiến hành quá trình sấy nhân tạo.
– Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khơ trong vật liệu tăng lên.
Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau.
Ví dụ:
+ Đối với các nơng sản và thực phẩm thì tăng cường tính bền vững
trong bảo quản.
+ Đối với các nhiên liệu ( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng
cháy, đối với các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học…
+ Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thành
vận chuyển.

10

Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

– Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của quá trình sấy thật đa dạng,
bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn
khác nhau của quá trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế
khác nhau. Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các
nghành công nghiệp và nơng nghiệp.
– Ngun tắc của q trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để 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. Như
vậy trong thực tế có thể xem sấy là q trình tách ẩm bằng phương pháp
nhiệt.
– Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong quá trình sấy được tiến
hành theo các phương pháp truyền nhiệt đã biết.
Ví dụ :
+ Cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu.
+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc.
+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ.
+ Ngoài ra, cịn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng
điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân khơng…
– Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui
trình cơng nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có cơng đoạn sấy khơ.
– Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy cũng
được cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều loại
thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…sau
khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu khơng sản phẩm sẽ bị giảm chất
lượng thậm chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch.

Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị sấy
để sấy các loại sản phẩm khác nhau.Ngồi ra đơi khi cùng một loại sản phẩm
nhưng nếu u cầu về qui mơ sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị sấy phù
11


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

hợp. Đối với từng loại sản phẩm đã
được biết trước, nhằm đạt được các yêu
cầu của sản phẩm sấy với chi phí nhiên
liệu và đầu tư thiết bị ban đầu thấp
nhất.
1.1.2. Giới thiệu máy sấy thùng
quay
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng
để sấy vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường, muối, và
các loại hóa chất như : NaHCO3 , BaCl2 …ngũ cốc, mì chính. Hệ thống dùng
nhiên liệu đốt có thể là dầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt.
Cấu tạo của máy sấy thùng quay gồm 3 phần chính:
– Buồng đốt.
– Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy.
– Hệ thống thơng gió thu hồi bụi cuối lị.
Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy. Thùng sấy là một
ống hình trụ trịn bằng vật liệu thép, trong đó có lắp các cánh xáo trộn để phân
vùng hoặc không. Tùy theo đường kính của ống thép mà chiều dày của thành
ống có thể từ 10 - 14 mm. Ống thép này được đặt nghiêng 1 - 6 o trên 2 ổ trục
quay, để tránh tình trạng ống bị trơi khi quay ở 2 ổ trục có bệ đỡ bằng con lăn

chống trơi. Đầu cao của ống có buồng đốt cấp nhiệt và bên trên có ống dẫn
vật liệu vào. Đầu thấp của ống có buồng cuối lị, bên dưới có ống dẫn vật liệu
ra khỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa. Bên trong buồng cuối lị có
gắn quạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thơng gió bên
trong máy sấy.
Bên trong thùng sấy người ta lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm quá
trình trao đổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn. Các đệm ngăn
12


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng vừa
làm tăng bề mặt tiếp xúc. Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của
vật liệu sấy và độ ẩm của nó. Các loại đệm ngăn được dùng phổ biến trong
máy sấy thùng quay gồm :
– Đệm ngăn loại mái chèo nâng và loại phối hợp dùng khi sấy những vật
liệu cục to, ẩm, có xu hướng đóng vón lại, loại này có hệ số chứa đầy vật liệu
không quá 10 - 20 %.
– Đệm ngăn hình quạt có những khoảng khơng thơng với nhau.
– Đệm ngăn phân phối hình chữ thập và kiểu vạt áo được xếp trên toàn
bộ tiết diện của thùng, được dùng để sấy vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng
quay vật liệu được đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc pha lớn.
– Đệm ngăn kiểu phân khu để sấy các hạt đã đập nhỏ, bụi. loại này cho
phép hệ số chứa đầy từ 15 - 25 %.
Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200oC thì dùng khói lị nhưng không dùng cho
nhiệt độ lớn hơn 800oC.
– Ưu điểm của hệ thống sấy thùng quay:

+ Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu
sấy và tác nhân sấy. Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay
hơi/ m3 h.
+ Thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa và tự động hóa tồn bộ khâu sấy.
– Nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay:
+ Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong
nhiều trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.
+ Không sấy được các vật liệu dễ vỡ.
1.1.3. Giới thiệu về vật liệu sấy

13


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội
1.1.3.1
a.

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Tính chất

Tính chất vật lý
Saccarozo chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng

chảy ở 185 oC.
Saccarozo tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ (ở 20 oC,
100 ml nước hịa tan 211,5 gam saccarozo)
b.

Tính chất hóa học

Vì khơng chứa nhóm chức andehit (-CH=O) nên saccharose khơng có

tính khử như ở glucozo (khơng xảy ra phản ứng tráng bạc). Đường saccharose
có mang tính chất của ancol đa chức và đường này cũng có phản ứng của
disaccarit.
– Đường có tính chất của ancol đa chức
Dung dịch saccharose hòa tan được kết tủa Cu(OH) 2 thành một loại dung
dịch phức đồng - trong đó saccharose có màu xanh lam
2C12H22O11 + Cu(OH)2 = (C12H21O11)2Cu + 2H2O
– Phản ứng của đisaccarit (hay còn gọi là phản ứng thủy phân)
Saccarozơ khi xảy ra phản ứng thủy sẽ hình thành nên glucozơ và
fructozơ khi:
+ Được đun nóng với dung dịch axit
+ Có sự tham gia xúc tác của enzym
trong hệ tiêu hóa của người
C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6
Saccharose khi nóng chảy và phân
hủy với nhiệt độ là 186°C sẽ tạo ra
caramen (hay còn gọi là đường thẳng).
14


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Đường saccharose khi cháy sẽ hình thành ra carbon, CO2 và H2O. Nước
có khả năng phá vỡ cấu trúc của saccharose nhờ xảy ra phản ứng thủy phân
nhưng quá trình thực hiện diễn ra rất chậm. Chính vì thế mà saccharose có
khả năng tồn tại trong dung dịch trong rất nhiều năm mà gần như khơng có sự

thay đổi về đặc điểm tính chất.
Tuy nhiên, nếu phản ứng có thêm xúc tác của enzym sucrazo thì phản
ứng sẽ xảy ra một cách nhanh chóng.
Saccharose bị phân hủy trong mơi trường có sự tham gia xúc tác của axit
sunfuric đậm đặc và tạo thành carbon.
C12H22O11 = 12C + 11H2O (có xúc tác của H2SO4 đặc)
1.1.3.2

Ứng dụng của đường

– Đường cung cấp năng lượng cần thiết để thực hiện các chức năng thể
chất và tinh thần, hồi phục cơ thể một cách nhanh chóng.
– Có vai trị quan trọng cho não bộ: khi vào cơ thể sẽ được phân tách
thành glucose cần thiết cho não bộ hoạt động, kích thích tuyến tụy giải phóng
insulin. Từ đó đưa ra các tín hiệu kiểm sốt lượng thức ăn được dung nạp vào
cơ thể giúp tránh béo phì.
– Tạo ra nguồn năng lượng dự trữ cho cơ thể: Glucose khi phân tách từ
sucrose sẽ khiến đường trong máu tăng cao. Từ đó, nguồn nguyên liệu này có
thể tạo ra năng lượng cho các hoạt động thể dục thể thao hoặc biến thành
glycogen được lưu trữ trong cơ hoặc gan để sử dụng khi cần thiết.
– Hỗ trợ sự phát triển trẻ nhỏ:
+

Trẻ nhỏ hấp thụ chủ yếu calo được chuyển hóa từ lactose có

trong sữa mẹ. Tuy nhiên sau 6 tháng tuổi, trẻ nên bổ sung thêm sucrose và
một số thức ăn khác như rau, hoa quả,... để cung cấp đủ lượng calo cần thiết
cho trẻ.
+

Nếu không nhận đủ đường, cơ thể trẻ sẽ chiết xuất calo từ

protein, ảnh hưởng đến việc trao đổi chất và cản trở sự phát triển của trẻ.
15


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội
+

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Tuy nhiên, đường sucrose tạo ra nồng độ pH lý tưởng cho các

loại vi khuẩn răng miệng phát triển mạnh và là một trong những nguyên nhân
gây sâu răng. Vì thế, việc bổ sung sucrose nên được cân nhắc hợp lý và khoa
học.
– Cung cấp năng lượng cho phụ nữ đang mang thai
+

Cung cấp năng lượng, duy trì sức khỏe cho thai kỳ là vai trò

quan trọng sucrose mang lại cho phụ nữ mang thai.
+

Tuy nhiên, mẹ bầu cần lưu ý việc bổ sung lượng đường phù hợp

vì hiện tượng thừa cân và tiểu đường thai kỳ rất dễ xảy ra khi dung nạp quá
nhiều sucrose.

1.2. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG SẤY

THÙNG QUAY

1.2.1. Sơ đồ công nghệ

1.Thùng quay

2.Vành đai đỡ

3.Con Lăn đỡ

4.Bánh răng

5.Phễu hứng sản phẩm

6.Quạt hút

7.Thiết bị lọc bụi

8.Lị đốt

9.Con lăn chặn

10.Mơ tơ quạt chuyển động

11.Bê tông

12.Băng tải

13.Phểu tiếp liệu

14.Van diều chỉnh

1.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay

16


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

Máy sấy thùng quay gồm một thùng hình trụ đặt nghiêng với mặt phẳng
nằm ngang .Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ.
Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ , khoảng cách giữa 2 con lăn cùng
một bệ đỡ có thể thay đổi để điều chỉnh góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều
chỉnh thời gian lưu vật liệu trong thùng. Thùng quay được là nhờ có bánh
răng. Bánh răng ăn khớp với bánh răng dẫn động nhận truyền động của động
cơ qua bộ giảm tốc.
Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa và
được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn vừa có
tác dụng phân bố đều theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề
mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của đệm ngăn phụ
thuộc vào kích thước của vật liệu sấy,tính chất và độ ẩm của nó. Vận tốc của
khói lị hay khơng khí nóng đi trong máy sấy khoảng m/s, thùng quay
vịng/phút. Vật liệu khô ở cuối máy sấy được tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm
rồi nhờ băng tải xích vận chuyển vào kho.
Khói lị hay khơng khí thải được quạt hút vào hệ thống tách bụi,… để
tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thơ được tách ra, hồi lưu
trở lại băng tải xích. Khí sạch thải ra ngồi.
Tốc độ khói lị hoặc khơng khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn

3m/s bởi nếu tốc độ lờn hơn 3m/s thí vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng.
Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo
tiết diện thùng, vừa đảo trộn vật liệu làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu
sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của các đệm ngăn( cánh đảo trộn) phụ thuộc vào
kích thước vật liệu và độ ẩm của nó. Các loại đêm ngăn được dùng phổ biền
trong máy sấy thùng quay gồm:

17


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

a

b

d

b

c

e

Sơ đồ cấu tạo cánh trong thiết bị sấy thùng quay:
a) Cánh nâng
b) Cánh nâng chia khoang
c) Cánh phân bố đều( cánh phân phối chữ thập)

d) Cánh hỗn hợp
e) Cánh phân vùng
Đối với vật liệu dạng cục to nhưng xốp, nhẹ trong thùng sấy có thể bố trí
cánh nâng (hình a).
Ngược lại với dạng vật liệu cục to, nặng thì nên bố trí cành nâng có chia
khoang (hình b).
Khi sấy vật liệu dạng hạt hoặc cục nhỏ, nhẹ người ta dùng cánh phân
phối chữ thập (hình c).
Đối với vật liệu có kích thước q bé có thể tạo thành bụi thì nên dùng
cánh loại chia khoang kín (hình e).

18


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG 2

Khoa Cơng Nghệ Hóa

TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU

2.1. THƠNG SỐ BAN ĐẦU

2.1.1. Kiểu thiết bị sấy
Thùng quay, phương thức sấy xuôi chiều.
2.1.2. Điều kiện mơi trường.
– Trạng thái của khơng khí ngồi trời nơi đặt thiết bị sấy
+ Nhiệt độ môi trường: 25oC
+ Độ ẩm tương đối của khơng khí: 70%

– Hàm ẩm của khơng khí :
o . pbh
xo = 0,622. p  pbh .o ( kg ẩm/kg kkk )

( CT 7.3 – 273 – QTTBT4 )
Trong đó :
P : Áp suất khí quyển , mmHg; P = 760 mmHg.
Pbh: Áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp khơng khí ẩm đã
bão hòa hơi nước, mmHg.

4026, 62 
4026, 62 

12 

12 

235, 5  to 
235,5  25 
Pbh = exp 
= exp 

0,622.0,7.0,032
760
 0.032.0,7
→xo = 750

= 0.032 bar

= 0,014 ( kg ẩm/kg kkk ).

– Hàm nhiệt của khơng khí :
Io = to + ( 2493 + 1,97.to ).xo ( kJ/kg kkk )
( CT 7.5 – 273 – QTTBT4 )
→ Io = 25 + ( 2493 + 1,97.25 ).0,014
19


Trường ĐH Cơng nghiệp Hà Nội

Khoa Cơng Nghệ Hóa

= 60,592 ( kJ/kg kkk )
Vậy, trạng thái khơng khí trước khi vào lò đốt
Nhiệt độ

: to = 25ºC.

Độ ẩm

: φo= 70 %.

Hàm nhiệt : xo = 0,014 ( kg/kg kkk ).
Hàm ẩm

: Io = 60,592 ( kJ/kg kkk ).

2.1.3. Vật liệu sấy là cát với các thông số
– Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy: 6,3%
– Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy là: 1,1%

– Lượng vật liệu đưa vào máy sấy : 4,65 tấn/h hay 4650 kg/h.
2.1.4. Tác nhân sấy
Khói lị :
– nhiệt độ khói lị vào thùng sấy : t1 = 170oC
– nhiệt độ khói lị ra khỏi thùng : t2 = 75oC
2.2. TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA NHIÊN LIỆU

2.2.1. Thành phần của than
Nhiên liệu của than đá bao gồm các thành phần sau:
Thành phần

C

% Khối lượng 76,05

H

O

N

S

W

A

4,06

3,63

1,6

3,79

4,8

8,3

Trong đó:
W : thành phần ẩm.
A : thành phần tro.
x : hàm lượng chất bốc x = 2,79
20