thiết kế hệ thống sấy chuối trường đại học bách khoa

Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Lời nói đầu
Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển mãi từ năm 50 đến 60 ở các Viện và
các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹ thuật sấy các vật liệu
cho công nghiệp và nông nghiệp
Trong những năm 70 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành những
sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú thêm các
mặt hàng sản phẩm như: trái cây, cà phê, sữa bột, cá khô, thịt khô.Trong công nghiệp sấy
các nguyên liệu để chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo như: sợi thuốc lá, sợi vải.
Đối với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy các
nguyên vật liêu có ý nghĩa hết sức đặc biệt: kết hợp phơi sấy đẻ tiết kiệm năng lượng,
nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt
được năng suất cao nhất
Đây là lần thiết kế đồ án sấy đầu tiên nên trong quá trình thiết kế còn nhiều bất cập lý
thuyết , và kiến thức còn hạn chế , kính mong quý thầy cô thông cảm và tận tình giúp đỡ.
Nhân tiện đây em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Phạm Thanh đã tận tình chỉ bảo để
em hoàn thiện lần thiết kế này.
Đà Nẵng, ngày 12 tháng 11 năm 2007
Người thiết kế

Mai Tấn Thi

SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 1
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU VỀ CHUỐI QUẢ SẤY
1.1. Định nghĩa, cấu tạo, tính chất vật lý, thành phần hoá học của chuối:
1.1.1. Định nghĩa quá trình sấy chuối:
Sấy chuối là một quá trình trao đổi nhiệt và ẩm giữa pha khí (tác nhân sấy) và pha
rắn (chuối) vô cùng phức tạp. Hiệu quả của quá trình ấy phụ thuộc nhiều yếu tố như nhiệt
độ, tốc độ, độ ẩm, áp suất của tác nhân sấy, bản chất và kích thước của chuối.

1.1.2. Phân loại các loại chuối chính ở Việt Nam:
Chuối có nhiều loại nhưng có 3 loại chính:
- Chuối tiêu ( còn gọi là chuối già )
- Chuối goòng ( còn gọi là chuối tây, chuối sứ, chuối Xiêm )
- Chuối bom
1.1.3. Cấu tạo của chuối quả:
1.1.4. Tính chất vật lý cơ bản của chuối quả:
- Khối lượng riêng: ρ= 977 kg/m
3
-
Nhiệt dung riêng: c= 1,0269 kJ/kgK
- Hệ số dẫn nhiệt : λ = 0,52 W/mK
- Kích thước của quả chuối: Đường kính:2-5cm
- Dài :8-20cm
- Khối lượng :50-200gr
- Độ ẩm vật liệu sấy:
+ Độ ẩm của chuối trước khi đưa vào sấy: ω
1
= 75 – 80 %
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 2
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
+ Độ ẩm của chuối sau khi sấy : ω
2
=15 – 20 %
- Nhiệt độ sấy cho phép: t = (60 ÷ 90)
0
C
1.1.5. Thành phần hoá học cơ bản của chuối quả:
Gồm các chất:
Nước Đường

khử
Sacaroza Axit
hữu
cơ
Tinh
bột
Prôtit Axit
amin
Lipit Tanin Vitamin
(mg %)
Tro
76,38 14,18 2,35 0,326 3,298 0,92 0,083 1,13 0,068 0,565 0,7
1.2. Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối:
Trong quá trình sấy chuối quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc cơ
học và các biến đổi bất lợi khác, làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Những biến đổi
cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xốp Sự thay đổi hệ keo do
pha rắn (protein, tinh bột, đường, ) bị biến tính thuộc về những biến đổi hóa lý. Những
biến đổi hóa sinh trong quá trình sấy là những phản ứng tạo thành melanoidin, caramen,
những phản ứng ôxy hóa và polyme hóa các hợp chất polifenol, phân hủy vitamin và biến
đổi chất màu.
Hàm lượng vitamin trong chuối quả sấy thường thấp hơn trong chuối quả tươi vì chúng
bị phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử lý trước khi sấy. Trong các vitamin thì axit
ascobic và caroten bị tổn thất là do quá trình ôxy hóa. Riboflavin nhạy cảm với ánh sáng,
còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit hóa.
Để tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch ấy, cũng như tạo điều kiện
để ẩm thoát ra khỏi chuối quả một cách dễ dàng, cần có chế độ sấy thích hợp cho từng loại
sản phẩm.
Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình càng có hiệu
quả cao. Nhưng không thể sử dụng nhiệt độ sấy cao cho sấy chuối quả vì chuối quả là sản
phẩm chịu nhiệt kém. Trong môi trường ẩm, nếu nhiệt độ cao hơn 60

o
C thì protein đã bị
biến tính; trên 90
o
C thì fructoza bắt đầu bị caramen hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin,
polime hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh. Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, chuối quả
có thể bị cháy Vì vậy, để sấy chuối quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy
không quá cao.
_Ngoài ra, độ ẩm tương đối của chuối, độ ẩm cân bằng … ảnh hưởng trực tiếp đến quá
trình sấy.
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 3
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
1.3. Hoạt tính enzim oxy hoá trong chuối:
Trong quá trình chế biến và bảo quản chuối thường gặp hiện tượng thâm đen với tốc
độ khác nhau ở các thứ chuối và độ chín khác nhau. Bản chất của hiện tượng thâm đen có
thể là enzim hoặc phi enzim.Về mặt enzim người ta thường quan tâm nhiều nhất tới
peroxydaza (PO) và polyphenoloxydaza (PY).PY có trong nấm mốc và thực vật bậc cao là
một prôtêin có đồng. Chính tác động của PY là nguyên nhân thâm đen trên bề mặt vết cắt
rau quả (táo, chuối … ) cũng như trong quá trình chế biến rau quả. PO là enzim 2 thành
phần, có chứa sắt nối bởi 4 vòng phenol dạng hematyl.FO cùng với PY có thể oxy hoá
thành quinon và từ đó có thể tạo ra các sản phẩm xẩm màu khác nhau. PO có thể oxy hoá
các hợp chất bằng peroxyhydro hay bằng peroxy của các hữu cơ khác. Nó oxy hoá
polyphenol và một số amin vòng, amin thơm để tạo peroxy.
1.4. Công nghệ sấy chuối:
1.4.1. Độ chín của chuối nguyên liệu:
Chuối khi thu hái phải đủ già nghĩa, là có thể tự chín. Tuy nhiên để chuối tự chín thì
chuối chín chậm và không đồng loạt. Dấm dú là cách để chuối chín đều và nhanh.
Độ chín của chuối nguyên liệu là một yếu tố quyết định đến chất lượng chuối sấy. Có
nhiều cách xác định độ chín, trong đó cách xác định theo màu vỏ là phổ biến nhất. Trong
chế biến hoặc ăn tráng miệng chuối thường được dùng theo 3 độ chín sau đây:

- Vỏ vàng hai đầu xanh vị ngọt đậm đà, hơi chát, hơi cứng, chưa thật thơm, vỏ còn
chắc, chuối có hàm lượng đường axit cực đại, còn có tinh bột và tanin.
- Vỏ vàng hoàn toàn vị ngọt, độ chát giảm, thơm,vỏ dễ bóc. Đường và axit bắt đầu
giảm, tinh bột và tamin còn ít.
- Vỏ vàng có màu chấm nâu vị ngọt, thơm, không chát, mềm vỏ dễ gãy. Đường, axit
hữu cơ giảm, tinh bột hầu như không còn, tamin còn rất thấp.
1.4.2. Hộ trở việc rửa bột chuối bằng hoá chất:
Trên bề mặt chuối có một lớp bột bao quanh nếu không được loại bỏ sẽ làm chuối có
màu trắng loang lỗ và xù xì. Để loại bỏ lớp bột này người ta xoa chuối bằng tay trong chậu
nước chứa khoảng 3kg chuối /3 lít nước, mỗi mẻ cần 2 – 3 phút.Việc chọn hoá chất để họ
trở công việc này nhằm 2 mục đích:
- Giảm thời gian thao tác.
- Cải thiện màu sản phẩm.
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 4
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Hoá chất được chọn phải rẽ, không độc, không gây mùi vị cho sản phẩm, không ảnh
hưởng tới người thao tác và dụng cụ, làm bong nhanh lớp bột, có tính khử. Thông thường
chọn một số hoá chất phổ biến sau:hỗn hợp dung dịch (NaHSO
3
và HCl) hoặc hỗn hợp
dung dịch (NaHSO
3
và Al
2
(SO
4
)
3
)…. Tổ hợp dung dịch hiệu quả nhất là HCl 0,05 % +
Al

2
(SO
4
)
3
) 0,5 % . HCl ở nồng độ trên không ảnh hưởng xấu đến người sản xuất và
phương tiện bảo hộ lao động, dễ mua, dễ xử lý, chi phí thấp. Có tác dụng thay đổi môi
trường các phản ứng hoá sinh không có lợi và sát trùng nhẹ. Phèn chua ở nồng độ trên
cũng có tác dụng sát trùng nhẹ, tăng cường bề mặt cấu trúc cho chuối, không gây vị chát,
giá rẽ, dễ sử dụng.
1.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím:
Sau khi sấy khô chuối được làm nguội và phục hồi trạng thái do hút ẩm trở lại để có độ
mềm dẻo nhất định ( do sấy đến độ ẩm dưới 20 % ) rồi mới đóng gói. Thời gian này
thường từ vài giờ đến vài ngày. Trong môi trường khí quyển thông thường và không thực
hiện nghiêm chỉnh vệ sinh công nghiệp, sản phẩm dễ bị nhiễm vi sinh vật. Nhiều cơ sở đã
sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn coi đó là biện pháp an toàn cần thiết cho vệ sinh
thực phẩm.
1.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy:
Độ ẩm cân bằng của chuối sấy là hàm lượng nước của nó trong môi trưòng xác định ( t
và φ xác định của không khí ) mà không xẩy ra quá trình nhã nước ( bốc hơi ) hay hút
nước ( hấp thụ ) giữa nó và môi trường.
Chuối sau khi sấy đến độ ẩm dưới độ ẩm cân bằng thường là 16 ÷ 18 % sau vài giờ đến
vài ngày để ngoài không khí sẽ tăng hàm lượng ẩm tới độ ẩm cân bằng. Xác định độ ẩm
cân bằng của chuối sấy nhằm chọn độ ẩm có lợi khi kết thúc sấy và đề ra cách xử lý đóng
gói, bảo quản phù hợp.
Muốn bảo quản chuối sấy tốt cần giữ độ ẩm của nó dưới 25 % tốt nhất là 20 ÷ 22 %.
Do vậy sau khi sấy khô nên quạt nguội và lựa chọn đóng gói ngay, không nên để ngoài
không khí lâu sẽ làm cho độ ẩm của chuối sấy thấp hơn độ ẩm cân bằng. Nếu chưa lựa
chọn bao gói ngay thì trữ trong bao kín để nơi khô mát để hôm sau xử lý. Bao bì cần làm
từ vật liệu chống không khí ẩm đi qua và dán kín.

1.4.5. Các chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy xuất khẩu:
1.4.5.1. Chỉ têu cảm quan:
- Trạng thái : Mềm dẽo, đàn hồi, không được quánh, chắc, cứng, sượng.
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 5
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
- Màu sắc : Từ nâu đến vàng , tương đối đồng đều trong một túi, không được thâm
đen, nâu xỉn, nâu đỏ, không được loang lổ.
- Mùi vị :Vị ngọt và mùi đặc trưng của chuối sấy, không được chát hay chua do lên
men.
1.4.5.2. Chỉ tiêu lý hoá:
- Kích thước : Loại nguyên quả dài không quá 7 cm
- Độ ẩm : 20 ÷ 22 %
1.4.5.3. Chỉ tiêu vi sinh vật - côn trùng :
Lượng vi sinh vật tính bằng số tế bào/g sản phẩm
1.5. Quy trình sấy chuối quả:
Yêu cầu đối với chuối nhiên liệu: Chuối phát triển đầy đủ, tươi tốt, nguyên vẹn, sạch sẽ.
Vỏ chuối mỏng, dễ bóc, có màu từ vàng toàn trái đến vàng có chấm nâu. Ruột chuối mềm
nhưng chưa nhũ, hương thơm, vị ngọt, không chát.

Chuối nguyên liệu (thu hoạch)
lựa chọn
bóc vỏ
rửa bột
xếp vĩ
sấy (3 giai đoạn)
phân loại
xử lý đèn tia tử ngoại (nếu có)
đóng gói
bảo quản

SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 6
1
2
3
m
2,
G
2
m
1,
G
1
G
2,
I
0,
d
0
G
0,
I
0,
d
0
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Chương 2: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ SẤY
2.1. Phương pháp sấy:
Ta đã biết để sấy khô một vật cần 2 tác động cơ bản : một là gia nhiệt cho vật làm cho
ẩm trong vật hóa hơi, hai là làm cho ẩm thoát ra khỏi vật và thải vào môi trường .
Để làm cho ẩm thoát ra khỏi vật thì ta phải chọn phương pháp sấy phù hợp. Chế độ sấy tốt

tùy thuộc vào từng loại sản phẩm sấy cụ thể mà chọn phương pháp sấy phù hợp nhất.
2.1.1. Chọn phương pháp sấy.
Dựa vào đặc điểm của vật liệu sấy là chuối quả ta chọn phương pháp sấy đối lưu với hệ
thống sấy buồng hoặc hầm.
2.1.1.1. Định nghĩa sấy đối lưu :
Định nghĩa:Sấy đối lưu là dùng không khí nóng hoặc khói lò làm tác nhân sấy có nhiệt
độ , độ ẩm, tốc độ phù hợp , chuyển động chảy chùm lên vật sấy làm cho ẩm (nước)trong
vật sấy bay hơi rồi theo TNS sau thời gian sấy ta được sản phẩm sấy có độ ẩm theo yêu
cầu.
Đối với VLS là chuối ta sấy theo mẻ( gián đoạn)
2.1.1.2. Sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng.
1.Sơ đồ:
2.Nguyên lý làm việc:
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 7
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Quạt ( 1) hút không khí ngoài trời đẩy qua calorife ( 2) để thực hiện nung nóng thành tác
nhân sấy rồi vào buồng sấy ( 3) chảy chùm qua VLS đặt trong buồng làm ẩm trong vật sấy
bay hơi rồi cuốn theo cửa thải .
Đối với phương pháp sấy này thì sản phẩm lấy ra theo mẻ ,calorife đốt nóng dùng calorife
hơi nước.
2.1.2. Chọn chế độ làm việc của hệ thống sấy đối lưu.
Đối với công nghệ sấy chuối này thì hệ thống sấy làm việc gián đoạn
Ưu điểm:
Đơn giản , dễ chế tạo ,dễ vận hành, việc nạp nguyên liệu và lấy sản phẩm theo mẻ ,vật sấy
được phân bố đều và đặt tĩnh trong không gian buồng sấy dễ dàng ,có thể sấy vật liệu khác
giá thành hạ
Nhược điểm:
Năng suất thấp ,tốn nhiều năng lượng , mức độ cơ giới hóa và tự động hóa thấp ,quá trình
sấy không đồng đều .
2.2. Chọn tác nhân sấy:

Ta biết sấy là quá trình bốc hơi ẩm từ VLS được đốt nóng .Như vậy quá trình sấy gồm 2
quá trình:
-Quá trình đốt nóng vật ẩm
-Quá trình thải ẩm vào môi trường
Đối với TBS đối lưu ta chọn TNS là khí nóng ,nguồn năng lượng để gia nhiệt cho TNS là
hơi nước , thiết bị đốt nóng là calorife khí hơi.
Ưu điểm :
Sạch sẽ,dễ điều chỉnh chế độ sấy và tiết kiệm điện ,kinh tế hơn calorife in .
Nhược điểm:
Nằm trong khu công nghiệp có lò hơi riêng.
Nếu dùng TNS là khó lò thì thường chỉ thích hợp dạng VLS là dạng hạt ,đồng thời TNS
khói lò có chứa lượng nhỏ khí CO
2
nên dễ cháy nổ ,mặt khác trong khói lò co chứa khí
SO
2
nên dễ gây ăn mòn thiết bị .
Nhiệm vụ của tác nhân sấy là :
- Gia nhiệt cho vật sấy.
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 8
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
- Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường.
- Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
2.3. Chọn thiết bị sấy:
Dựa vào đặc điểm cấu tạo của chuối cũng như đảm bảo các thông số chế độ sấy yêu cầu
các chỉ tiêu kinh tế ,kỹ thuật cao tiêu tốn ít nhiên liệu ,năng lượng điện ,giá thành hạ ,lắp
đặt vận hành dễ dàng ,sữa chữa dễ,tuổi thọ cao ,có thể sấy được nhiều vật liệu khác nhau
có kích thước và tính chất gần nhau nên ta chọn thiết bị sấy buồng .
Buồng sấy là buồng hình lăng trụ tiết diện hình chữ nhật ,vật liệu sấy trên các khay ,chất
trên xe goòng ,môi chất sấy là không khí chuyển động trong buồng sấy bằng đối lưu

cưỡng bức nhờ quạt gió.
Ta chọn sấy buồng bởi lẽ sấy buồng làm việc theo chu kỳ vật liệu đưa vào buồng sấy từng
mẻ một ,độ ẩm ,nhiệt độ thay đổi theo thời gian sấy ,chế độ nhiệt độ không ổn định.
Ta chọn thiết bị sấy buồng dùng quạt ly tâm có gia nhiệt trung gian và hồi lưu ,môi chất
sấy đi vào từng phần của xe vật liệu gia nhiệt bổ sung do đo chế độ nhiệt độ được điều hòa
hơn theo chiều cao của vật liệu , khi cần hồi lưu có thể điều chỉnh cửa gió.
2.4. Thời gian sấy:
2.4.1 Định nghĩa :Thời gian sấy là đại lượng đặc trưng tổng hợp của quá trình sấy ,nó có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng trong qua trình thiết kế và vận hành thiết bị sấy .
Thời gian sấy phụ thuộc vào các đặc trưng VLS chủng loại hình dáng kích thước ,độ ẩm
ban đầu và độ ẩm sản phẩm sau khi sấy ,các đặc trưng thiết bị ,phương pháp sấy , chế độ
sấy ,cách bố trí vật liệu.
2.4.2 Phương pháp xác định thời gian sấy:
Đối với sấy chuối để xác định thời gian sấy ta lấy theo kinh nghiệm,ta chia ra 3 giai đoạn
mỗi giai đoạn thời gian sấy là 8h.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY CHUỐI
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 9
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
+ Mục đích tính toán nhiệt :
Mục đích tính toán nhiệt là xác định tiêu hao không khí dùng cho quá trình sấy L, kg/h
và tiêu hao nhiệt Q, kJ/h. Trên cơ sở tính toán nhiệt xác định kích thước các thiết bị. Đồng
thời qua việc thiết lập cân bằng nhiệt và cân bằng năng lượng của hệ thống sẽ xác định
được hiệu suất sử dụng nhiệt và hiệu suất sử dụng năng lượng của hệ thống cũng như tiêu
hao riêng nhiệt của buồng sấy và hệ thống.
3.1. Chọn chế độ sấy:
Quá trình giảm ẩm của chuối khi đưa vào sấy rất không đồng đều , để phù hợp với quá
trình giảm ẩm đó , có thể chia quá trình sấy thành 3 giai đoạn sau:
• Giai đoạn 1:
- Thời gian sấy: τ = 8 h

- Nhiệt độ môi chất sấy vào : t
11
=65
0
C
- Vật liệu có độ ẩm vào :ω
11
=80 %
- Vật liệu có độ ẩm ra :ω
12
=64 %
• Giai đoạn 2:
- Thời gian sấy: τ = 8 h
- Nhiệt độ môi chất sấy vào : t
12
=80
0
C
- Vật liệu có độ ẩm vào :ω
12
=64 %
- Vật liệu có độ ẩm ra :ω
22

• Giai đoạn 3:
- Thời gian sấy: τ = 8 h
- Nhiệt độ môi chất sấy vào : t
13
=90
0

C
- Vật liệu có độ ẩm vào :ω
22

- Vật liệu có độ ẩm ra :ω
23
-
Tốc độ môi chất sấy cả 3 giai đoạn là v= 2-3 m/s
- Trạng thái không khí bên ngoài t
0
=25
0
C,
3.2 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU :
Xác định lượng ẩm bay hơi :
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 10
0
83%
ϕ
=
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
W=
1 2
2
1
80 20
400 1200
100 100 80
G kg
ω ω

ω
− −
= =
− −
Lượng vật liệu đưa vào là G
11
=W+G
2
= 1200+400 = 1600kg
Chia ẩm bốc hơi theo các giai đoạn như sau :
W
1
= 720kg, W
2
= 360kg, W
3
= 120kg
Giai đoạn I : W
1
= 720kg,
11
80%
ω
=
Vì :
1 21
1 11
21
100
W G

ω ω
ω
−
=
−
W
1
100-W
1
ω
21
=G
11
ω
1
-G
11
ω
21
ω
21
=
11 1 1
11 1
100 1600.80 720.100
64%
1600 720
G W
G W
ω

− −
= =
− −
Lượng vật liệu ra khỏi giai đoạn 1 là :
G
21
=G
1
-W
1
= 1600-720=880 kg
Các đại lượng trên được tính trung bình cho 1 h của giai đoạn 1là:
W
1h
=
1
1
720
90 /
8
W
kg h
τ
= =
G
21h
=
21
1
880

110 /
8
G
kg h
τ
= =
Giai đoạn 2:W
2
= 360kg, G
12
= 880kg
Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là :

12 12 2
2
12 12
100 880.64 360.100
39%
880 360
G W
G W
ω
ω
− −
= = =
− −
Lượng vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là :
G
22
=G

12
-G
2
= 880-360=520kg
Các đại lượng tính toán trung bình cho 1h của giai đoạn 2 là :
W
2h
=
2
2
360
45 /
8
W
kg h
τ
= =
G
22h
=
22
2
520
65 /
8
G
kg h
τ
= =
.

Giai đoạn III : W
3
=120kg, G
13
=G
22
=520kg
Tương tự như trên ta có độ ẩm của vật liệu ra khỏi giai đoạn III là ω
23
=ω
2
được kiểm tra lại
bằng công thức :

13 13 3
23
13 3
100
520.39 120.100
20,7%
520 120
G W
G W
ω
ω
−
−
= = =
− −
Lượng vật liệu ra khỏi giai đoạn 3 chính là lượng sản phẩm tức là:

G
23
=G
2
= G
13
-W
3
= 520-120 = 400kg.
Các đại lượng tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 3 là :
2
2
3
400
50 /
8
h
G
G kg h
τ
= = =
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 11
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
W
3h
=
3
3
120
15 /

8
W
kg h
τ
= =
3.3 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT :
1.Giai đoạn I
Giai đoạn này năng suất bốc hơi ẩm lớn nhất , ẩm bốc hơi nhiều nên nhiệt độ môi chất ra
khỏi buồng sấy thấp vì vậy không cần hồi lưu .Quá trình sấy được biểu diễn trên đồ thị I-d.
Trạng thái không khí bên ngoài t
o
= 25
o
C,
0
85%
ϕ
=
Từ đó ta xác định được :
d
0
=622.
0
0
0,85.0,03166
622 17,3 /
0,99333 0,85.0,03166
so
so
p

kg kgkkk
P P
ϕ
ϕ
= =
− −
Với P
so
= 0,03166 bar.
I
0
=t
0
+d
0
(r+C
ph
t
0
) kJ/kgkkk.
=25+0,0173(2500+1,9.25)
=69 kJ/kgkkk
ρ
k0
=
5
0
0
99333 0,85.0,03166.10
287(273 ) 287(273 25)

so
p p
ϕ
τ
−
−
=
+ +
=1,166 kg/m
3
Trạng thái không khí vào buồng sấy :
Ta có : t
11
= 65
o
C, p
s1
=0,25 bar , d
11
=d
0
= 17,3g/kgkkk
Từ đó xác định được :
I
11
=t
1
+d
1
(r+C

ph
t
1
)
=65+0,0173(2500+1,9.65)
=110,38 kJ/kgkkk

1
11
1 1
17,3.0,99333
0,1075 10,75%
(622 ) (622 17,3)0,25
s
d p
d p
ϕ
= = = =
+ +
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 12
t
0
o
t
2
t
1
d
2
d

1
2
1
d
I
ϕ=100
%
ϕ
0
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
ρ
k11
=
5
3
1 1
1
(0,99333 0,1075.0,025).10
0,9963 /
(273 ) 287(273 65)
s
k
p p
kg m
R t
ϕ
−
−
= =
+ +

Trạng thái không khí ra khỏi buồng sấy
Giai đoạn này là giai đoạn sấy tộc độ không đổi , nhiệt độ vật iệu không đổi và bằng
nhiệt độ nhiệt kế ướt , tức là:t
m
=t
M1
=const.Nhiệt độ và độ ẩm không khí vào buồng là
t
11
=65
o
C,
11
10,75%
ϕ
=
.Nhiệt độ nhiệt kế ướt t
M1
=32
o
C.
Nhiệt độ vật liệu đưu vào buồng t
m1
=t
M0
(t
M0
là nhiệt độ nhiệt kế ướt ở điều kiện không khí
bên ngoài , t
M0

=23
o
C). Như vậy , vật liệu vào được gia nhiệt từ t
m1
=23
o
C đến t
m
=32
o
C.Để
đảm bảo việc truyền nhiệt tốt từ không khí đến vật liệu , ta chọn nhiệt độ khí ra khỏi buồng
sấy t
21
=t
m21
+∆t(∆t=5-10ºC).
Vậy t
21
=32+8=40
o
C, P
s2
= 0,07375bar
Các thông số còn lại được xác định như sau :
d
21
=
21
21

21
110,38 40
0,02732 /
2500 1,9.40
pk
ph
g kgkkk
r
C t
I
C t
−
−
= =
+ +
.
φ
21
=
( )
21
21 2
27,32.0,99333
56,6%
622 (622 27,32)*0,07375
s
d P
d p
= =
+ +

ρ
k21
=
( )
5
3
21 2
21
99333 0,591.0,07375.10
1,0593 /
287(273 40)
273
s
k
P p
kg m
R
t
ϕ
−
−
= =
+
+
.
Tiêu hao không khí lý thuyết :
l
01
=
21 11

100 1000
100
27,3 17,3d d
= =
− −
kg/kgẩm .
L
01
=l
01
. W
1
=100.720= 72000kg= 9000kg/h
V
1
=
ρ
1
01
k
L
=
3
9000
9033 /
0,9963
m h=
V
tb1
=

( )
ρρ
21
01
5.0
kk
L
+
=
3
9000
8756,56 /
0,5(0,9963 1,0593)
m h=
+
3
Tiêu hao nhiệt lý thuyết
q
01
=l
01
(I
1
-I
0
)=100(110,38-69)= 4138kJ/kgẩm.
Q
01
=q
0

. W
1
=720.4138=2979360kJ
Q
01h
= 372420kJ/h=103,45kW
Cân bằng nhiệt lý thuyết của giai đoạn 1:
Nhiệt đưa vào :
Q
v
=Q
5
+Q
0
=Q
01
+Q
0
.
ở đây Q
0
là nhiệt do không khi đưa vào :
Q
0
=G
0
L
0
=L
01

.I
0
=9000.69=621000kJ/h=4968000kJ
Q
v
=2979360+4968000 =7947360kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống :
Q
R
=Q
1
+Q’
2
.
ở đây :
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 13
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Q
1
là nhiệt hữu ích :
Q
1
=W[(r+C
p
t
2
)-C
n
t
m1

]
=
( )
720 2500 1,9.40 4,18.23 1785499,2 223187, / 61,99 WkJ kJ h k
 
+ − = = =
 
Q’
2
là tổn thất nhiệt do khí thoát :
Q’
2
=L
01
I’
2
=L
01
[t
2
+d
0
(r+C
ph
t
2
) ]
=
[ ]
9000 40 0,0173(2500 1,9.40) 761083,2 / 6088665,6kJ h kJ+ + = =

Q
R
= 7874164,8kJ

73195,2
v r
Q Q Q kJ∆ = − =
∆Q% =0,92%
Hiệu suất nhiệt của buồng sấy :
η
s
=
1
1785499,2
0,359 35,9%
4968000
s
Q
Q
= = =
2.Giai đoạn 2:
_ Giai đoạn này nhiệt độ môi chất vào lớn hơn, năng suất bốc hơi ẩm nhỏ hơn nên nhiệt độ
khí thoát lớn hơn, vì vậy cần hồi lưu để tiết kiệm nhiệt. Quá trình sấy lý thuyết giai đoạn
này biểu diễn trên đồ thị I-d.
_Trong giai đoạn 2 nhiệt độ môi chất sấy vào buồng sấy là t
12
=80
o
C, tương ứng có
P

s1
=0,4738bar. Vì có hồi lưu nên độ ẩm tương đối của môi chất vào buồng sấy sẽ lớn hơn
ở giai đoạn 1. Ta chọn độ ẩm tương đối của môi chất vào
12
20%
ϕ
=
_Để tiện lợi cho việc điều chỉnh quạt gió, ta thiết kế sao cho lưu lượng khối lượng không
khí ở cả 3 giai đoạn như nhau, tức là: L
1
= L
2
= L
3
hay W
1
l
1
=W
2
l
2
=W
3
l
3.
Từ đó ta có:
l
2
=l

1
1
2
720
100 200
W 360
W
= =
kg/kgẩm
l
3
=l
1
1
3
720
100 600
W 120
W
= =
kg/kgẩm
Các thông số của không khí vào buồng sấy được xác định như sau:

12 1
12
12 1
0,2.0,4738
622 65,6 /
0,99333 0,2.0,4738
s

s
p
d g kgkkk
p p
ϕ
ϕ
= = =
− −
I
12
= t
12
+ d
12
(r + C
ph
t
12
) = 80 + 65.6(2500 + 1.9*80) = 254 [ kJ/kgkkk]

( )
273
12
112
12
+
−
=
tR
pp

k
s
k
ϕ
ρ
=
5
(0.9933 0.2*0,4738)*10
0.887
287(80 273)
−
=
+
kg/m
3
Xác định các thông số môi chất ra khỏi buồng sấy :

2
121222
1000
l
dddd +=∆+=
= 65.6 +
200
1000
= 70,6 g/kgkkk.

22
222
22

.9,11
2500.
d
dI
t
+
−
=
=
3
3
10*6.70*9.11
10*2500*6.70254
−
−
+
−
= 68,33
o
C.
Từ t
22
tra bảng hơi nước bão hoà được p
s2
= 0,271
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 14
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh

( )
2222

22
22
622 pd
pd
+
=
ϕ
=
271.0)6.70622(
9933.0*6.70
+
= 0,3736 = 37,36 %

( )
273
22
222
2
+
−
=
t
pp
k
s
k
ρ
ϕ
ρ
=

)33.68273(287
)271.0*3736.09933.0(10
5
+
−
= 0,9122 Kg/m
3
Xác định các thông số trạng thái sau hỗn hợp :
Hệ số hồi nhiệt :
222
22
H
oH
oo
b
dd
dd
G
L
G
G
n
−
−
===
=
6.656.70
3.176.65
−
−

= 9,66
Nhiệt độ khí sau hỗn hợp :
1
2
2
+
+
=
n
tnt
t
o
H
=
166.9
2533.68*66.9
+
+
= 64,26 ,
o
C.
Từ t
H2
tra bảng hơi nước bão hoà được p
sH2
= 0,2435 bar .
d
H2
= d
12

= 65.6 g/kgkkk.
I
H2
= t
H2
+ d
H2
(r + C
ph
t
H2
)
= 64,26 + 0,0656 (2500 + 1,9*64,26 ) = 236,27 , kJ/kgkkk .

( )
22
2
2
622
sHH
H
H
pd
pd
+
=
ϕ
=
2435.0)6.65622(
9933.0*6.65

+
= 0,389 = 38,9 %

( )
273
2
22
2
+
−
=
Hk
sHH
kH
tR
pp
ϕ
ρ
=
)26.64273(287
)2435.0*389.09933.0(10
5
+
−
= 0,928 , kg/m
3
Tiêu hao không khí lí thuyết :
L
2
= l

2
.W
2
= 200*360 = 72000 [ kg ] = 9000 [ kg/h].
( )
2
1
21
2
12
kk
L
V
ρρ
+
=
=
2
1
)9122.0887.0(
9000
+
= 10004 , m
3
/h
Lưu lượng không khí mới bổ sung :
n
L
G
o

2
=
=
66.9
9000
= 931,68 kg/h .
Tiêu hao nhiệt :
q
02
= l
2
(I
12
– I
0
) = 200(254 - 236.27) = 3546 kJ/kg ẩm .
Q
02
= q
02
.W
2
= 3546*360 = 1276560 , kJ .
2
02
02
τ
Q
Q
h

=
= = 159570 , kJ/h = 44,32 kw
Cân bằng nhiệt của hệ thống :
Nhiệt đưa vào :
Q
v
= Q
02
+ Q
0
= 1276560 +514287.36 = 1790847kJ
Q
02
là nhiệt đua vào buồng sấy .
Q
0
là nhiệt do không khí mới đưa vào .
Q
0h
= G
0
.I
0
= 931.68*69 = 64285.92, kJ/h
Q
0
= Q
0h
.τ
2

= 64285.92*8 = 514287.36 , kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống :
Q
r
= Q
1
+ Q’
2
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 15
8
1276560
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Q
1
là nhiệt hữu ích :
Q
1
= W
2
[(r + C
ph
t
42
)-C
n
t
m12
] =360[(2500+1.9*64.26)- 4.18*32] = 895800 ,kJ

2

1
1
τ
Q
Q
h
=
=
8
895800
= 111957 kj/h = 31,1 kW
Q’
2
là tổn thất nhiệt do khí thoát .
Q’
2h
= G
0
I’
2
= G
0
[t
H2
+ d
0
(r +C
ph
t
H2

)]
= 931.688 [64.26+0.0173(2500+1.9*64.26)] = 102112 kJ/h
Q’
2
= Q’
2h
.τ
2
= 102112*8 = 816896 , kJ
Q
R
= Q
1
+
/
2
Q
= 895800 + 816896 = 1712696 KJ
Sai lệch : ΔQ = Q
R
- Q
v
= 1790847-1712696 = 78151 kJ
100% ×
∆
=∆
v
Q
Q
Q

=
100*
1712696
78151
= 4,5 %
3. Giại đoạn III :
Xác định thông số vào buồng sấy :
Ta chọn : t
13
=90
0
c, φ
13
= 10%
Từ t
13
tra bảng hơi nước bão hoà được p
s1
=0.7011 (bar) .
Ta xác định thông số còn lại :
113
113
13
.
.
.622
s
s
pp
p

d
ϕ
ϕ
−
=
= 622*
7011.0*1.09933.0
7011.0*1.0
−
= 47,235, g/kgkkk.
I
13
= t
13
+ d
13
(r + C
ph
t
13
) = 90 + 0.047235 (2500 +1.9*90) = 216,16 , kJ/kgkkk .
( )
273
13
113
13
+
−
=
tR

pp
k
s
k
ϕ
ρ
=
)90273(287
7011.0*1.09933.0
+
−
= 0,886 , kg/m
3
Trạng thái không khí ra khỏi buồng sấy :
ddd ∆+=
1323
= 47.235 +
600
1000
= 48,9 , g/kgkkk.
23
2323
23
1
2500.
dC
dI
t
ph
+

−
=
=
0489.0*9.11
2500*0489.06.216
+
−
= 86,32
o
C
( )
2323
23
23
622 pd
pd
+
=
ϕ
=
61.0)9.48622(
9933.0*9.48
+
= 0.1189 = 12%
(tra bảng hơi nước bão hoà theo t
23
ta được p
s3
= 0.61(bar)
( )

273
23
323
23
+
−
=
tR
pp
k
s
k
ϕ
ρ
=
)27323.86(287
10*61.0*12.099333
5
+
−
= 0,892 , kg/m
3
Xác định trạng thái môi chất sau hỗn hợp :
Hệ số hối lưu :
323
33
H
oH
oo
b

dd
dd
G
L
G
G
n
−
−
===
=
235.479.48
3.17235.47
−
−
= 18
Nhiệt độ khí sau hỗn hợp ;
1
23
3
+
+
=
n
tnt
t
o
H
=
118

2532.86*18
+
+
= 83,09 ,
o
C.
Entanpi của không khí sau hỗn hợp :
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 16
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
d
H3
= d
13
= 47.235 g/kgkkk
I
H3
= t
H3
+ d
H3
(r + C
ph
t
H3
) = 83.09 + 0.047235(2500 + 1.9*83.09) = 208,6 , kJ/kgkkk .
Độ ẩm tượng đối sau hỗn hợp :
( )
33
3
3

622
sHH
H
H
pd
pd
+
=
ϕ
=
536.0)235.47622(
9933.0*235.47
+
= 0.1308 = 13,08 %
Khối lượng riêng :
( )
273
3
33
3
+
−
=
Hk
sHH
kH
tR
pp
ϕ
ρ

=
)27309.83(287
10*536.0*1308.09933
5
+
−
= 0,9034 , kg/m
3
Xác định tiêu hao không khí :
L
03
= l
03
.W
3
= 600*120 =72000 kg = 9000 kg/h
13
03
03
k
L
V
ρ
=
=
10158
886.0
9000
=
m

3
/h
V
tb
=
3
03
13
10124 /
k
L
m h
ρ
=
Tiêu hao nhiệt lí thuyết :
q
03
=l
03
(I
13
–I
H3
) = 600(216.6 - 208.6) = 4536 kJ/kg ẩm
Q
03
= q
03
W
3

= 4526 * 120 = 544320 kj = 68040 kj/h = 18,9 kw
Cân bằng nhiệt lí thuyết của hệ thống :
Nhiệt đưa vào :
Q
v
= Q
03
+ Q
0
=
Ở đây Q
0
là nhiệt do không khí đưa vào :
Q
0h
= G
0
.L
0
=
3450069
18
9000
0
3
==I
n
L

, kJ/h .

Q
o
= Q
0h
* τ
3
= 34500*8 = 276000 kJ
Q
v
= Q
03
+ Q
o
= 544320 + 276000 = 820320 kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống :
Q
R
= Q
1
+ Q’
2

Ở đây :
Q
1
là nhiệt hữu ích :
Q
1
= W
3

[(r + C
ph
t
H3
)-C
n
t
m13
] = 120[(2500 + 1.9*83.09) – 4.18*48.6] = 294566 kJ
Q’
2
là tổn thất nhiệt do khí thoát
Q’
2h
= G
0
I’
2
= G
0
[t
H3
+ d
0
(r +C
ph
t
H3
)]
G

o
là lưu lượng khí bổ sung
G
o
=
500
18
9000
3
==
n
L
kg/h
Q’
2h
= 500 [83.09 + 0.0173(2500 + 1.9*83.09)] = 64536 kJ/h .
Q’
2
= Q’
2h
.τ
3
= 264536*8 = 516288 kJ
Q
R
= 294566 + 516288 = 810854 kj
Sai lệch : ΔQ = Q
R
- Q
v

= 820320 – 810854 = 9466 kJ
100% ×
∆
=∆
v
Q
Q
Q
=
%15,1100
820320
9466
=
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 17
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
3.4 Các kich thước cơ bản của thiết bị:
Tiết diện thông gió của buồng là:
F
kh
=
v
V
max
=
2*3600
10124
= 1,41 m
2
ở đây V
max

=V
tb3
= 10124 [m
3
/h] là lưu lượng không khí lớn nhất qua buồng.
v là tốc độ môi chất trong buồng sấy chọn 2m/s
Chọn chiều dài nhất vật liệu trên xe L
m
= 1.5m .Tính chiều cao thông gió là:
H
kh
=
m
kh
L
F
=
94.0
5.1
41.1
=
, m
Số tầng khay vật liệu trong hầm :
m=
k
kh
h
H
=
19

05.0
94.0
=
tầng
h
k
là khoảng không khí trên 1 khay. chọn h
k
= 0.05
Chiều cao vật liệu là:
H
m
=m(h
k
-h
m
)= 19(50+30) =1520 mm
(h
m
là chiều dày vật liệu trên khay ,h
m
= 30 mm)
Chiều cao xe goòng:
H
x
=H
m
+
∆
H

x
=1520+150=1670 mm
(
∆
H
x
là chiều cao bánh xe,
∆
H
x
= 150 mm)
Chiều cao bên trong buồng:
H = H
x
+ ΔH = 1670 + 80 = 1750 mm
(ΔH là khoảng cách giữa vật liệu trên khay trên cùng tới trần buồng ΔH = 80 mm)
Tổng diện tích khay sấy là
F
kh
=
64
25
1600
1
1
==
g
G
m
2

g1 là khối lượng vật liệu trên khay sấy.
Diện tích 1 tầng khay sấy :
F
1kh
=
37.3
19
64
==
m
F
kh
m
2
Chiều rộng chất vật liệu là :
B
m
=
25.2
5.1
37.3
1
==
m
kh
L
F
m
Chiều rộng bên trong buồng là:
B=B

m
+2
∆
B = 2.25 +2*0.5 =3.25 m
∆
B là chiều rộng kênh dẫn khí: ΔB = 0.5 m.
Chiều dài bên trong buồng là :
L=L
m
+2,
∆
L = 1.5 + 2*0.1 = 1.7 m
Chiều cao phủ bì của buồng là:
H
N
=H+
∆
H
T
+
P
δδ
+
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 18
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
ΔH
T
- chiều cao để bố trí thiết bị ( calorife, quạt gió), ΔH
T
= 0.7 m;

δ - chiều dày thành buồng,δ = 80 mm;
δ
p
- chiều dày lớp trần phụ, δ
p
= 70 mm.
Vậy:
H
N
= 1.750 + 0.7 + 0.08 + 0.07 = 2.6 m
Chiều rộng phủ bì của buồng
B
N
=B+2
δ
= 3.25 + 2*0.08 = 3.41 m
Chiều dài phủ bì của buồng
L
N
=L+2
δ
= 1.7 + 2*0.08 =1.86 m
Diện tích xung quanh của buồng
F
xq
=2(B
N
+ L
N
) H

N
= 2*(3.41 + 1.86)*2.6 = 27.404 m
2
Diện tích trần và nền
F
tr
= L
N
. B
N
= 1.86*3.41 = 6.34 m
2
Kích thước xe gòng
Chiều rộng xe : B
xe
=
75.0
3
25.2
3
==
m
B
m
Chiều dài xe : L
xe
=
75.0
2
5.1

2
==
m
L
m
Chiều cao xe là: H
xe
= 1.67 m
Như vậy trong hầm bố trí 6 xe
Kích thước khay sấy:
Chiều dài: l
kh
= 0.74 m
Chiều rộng: b
kh
= 0.74 m
Diện tích một khay là: f
kh
= b
kh
.l
kh
= 0.74*0.74 = 0.5476 m
2
Số lượng khay là: n
kh
= 6*19 = 114 khay
Khối lượng vật liệu trên một xe: g
xe
= 1600/6 = 266,66 kg

Cấu tạo xe goòng được thể hiện như sau:
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 19
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Hx
Hm
Lx
B
x
Khối lượng 1 xe: m
xe
= 50 kg
Khối lượng khay sấy: m
kh
= 28 kg
Khối lượng xe trong hầm: G
xe
= 6(50+28) = 468 kg
Khối lượng 1 xe cả vật liệu: G
mv
= 266,66 + 78 = 344,66 kg
3.5 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ
1. Giai đoạn 1
Xác định tổn thất do vật liệu mang đi:
Q
m1
= G
m1
.C
m1
(t

m11
– t
m21
)
Trong đó: G
m1
= G
21
= 880 kg
C
m1
= C
mk
(1 - ω
21
) + C
n
ω
21
= 1.88(1 - 0.64) + 4.18*0.64=3.352 kJ/kgK
t
m2
= t
M1
= 32
o
C
t
m1
= t

M0
=23
o
C
Vậy ta có:
Q
m1
= 880*3.352(32-23) = 26548 kJ
872.36
720
26548
W
1
1
1
===
m
m
Q
q
kJ/kg ẩm
Xác định tổn thất nhiệt do thiết bị vận chuyển:
Q
vt
= G
vt
*C
vt
(t
m2

– t
m1
)
G
vt
= 6(m
xe
+ m
kh
) = 6(50+28) = 468 kg
C
vt
= 0.5 kJ/kgẩm là nhiệt dung riêng của kim loại xe và khay.
Q
vt
= 468*0.5(32-23) =2106 kJ
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 20
1
k1
0
w2
2
λ
δ
α
α
t
t
t
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh

925.2
720
2106
W
1
1
===
vt
vt
Q
q
kJ/kg ẩm
Tổn thất nhiệt do nhiệt toả nhiệt vào môi trường
Tổn thất nhiệt qua tường và cửa:
Q
xq1
= k
xq1
.F
xq
(t
k1
- t
0
)
trong đó:
k
xq1
- hệ số truyền nhiệt từ môi chất sấy qua tường
bao xung quanh và cửa;

F
xq
- diện tích tường bao và cửa;
t
k1
- nhiệt độ trung bình của khí trong buồng;
t
0
- nhiệt độ không khí bên ngoài.
Nhiệt độ khí trong buồng là:
t
k1
= 0.5(t
11
+ t
21
) = 0.5(65+40) = 52.5
o
C
2111
1
11
1
αλ
δ
α
++
=
xq
k

Tường bao xung quanh làm bằng thép góc ghép các tấm tôn tráng kẽm có lớp cách nhiệt
dày δ = 0,075 m, λ = 0,1 W/nK. Cửa buồng sấy cũng làm bằng thép góc ghép tôn tráng
kẽm, ở giữa là lớp cách nhiệt dày 0,075 m, như vậy ta coi mật độ dòng nhiệt qua cửa và
tường bao là như nhau.
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của khí trong buồng tới tường là α11 được xác định như sau:
Khi v < 5 m/s ta có α11 = 6,15 + 4,18v , W/m2K
Vậy α
11
= 6,15 + 4,18 * 2 = 14.51 W/m2K
Trao đổi nhiệt từ tường bao đến không khí bên ngoài là đối lưu tự nhiên với hệ số trao đổi
nhiệt α
21
. Muốn xác định α
21
cần biết nhiệt độ bề mặt tường t
w2
. Trị số này chưa biết nên
phải giả thiết sau đó kiểm tra lại. Việc tính toán theo phương pháp tính lặp cho đến khi sai
số nhỏ hơn trị số cho phép.
Giả thiết: t
w2
= 31.5
o
C, Δt
2
= t
w2
– t
0
=7.5

o
C
Theo tài liệu ta có: α
0
= 3,29 W/m
2
K và hệ số hiệu đính theo nhiệt độ φ
T
= 0,975.
Vậy ta được:
α
21
= α
0
.φ
T
= 3.29*0.975 =3.207 W/m
2
K
q
2
= α
21
.Δt = 3.207*7.5 =24.06 W/m
2
K
Kiểm tra lại giả thiết:
Cqtt
o
kw

8.32
1.0
075.0
51.14
1
06.245.52
1
11
212
=






+−=








+−=
λ
δ
α
Sai số so với giả thiết là 0.9% như vậy giả thiết t

w2
= 31.5 là đúng.
α
21
= 3.207 W/m
2
K
Từ đó ta tính được:
Kk
xq
2
1
W/m89.0
207.3
1
1.0
075.0
51.14
1
1
=
++
=
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 21
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
Q
xq1
= 0.89*27.404*(52.5-25)=670 W
Hệ số truyền nhiệt của khí trong buồng qua trần là:
tt

tr
k
21
11
1
αλ
δ
α
++
=
Trong đó: α
2tr
= 1.3*α
21
=1.3*3.207 = 4.169 W/m
2
K
Vậy ta có:
Kk
tr
2
W/m944.0
169.4
1
1.0
075.0
51.14
1
1
=

++
=
Nhiệt truyền qua trần buồng sấy là:
Q
tr
= k
tr
.F
tr
(t
k1
– t
0
) = 0.944*6.34(52.5-25) = 164.6 W
Nhiệt truyền qua nền buồng sấy:
Q
N
= q
N
.F
N
Theo Sách tính toán hệ thống sấy [Trần Văn Phú]: q
N
= 57 W/m
2
Vậy ta có:
Q
N1
= 57*6.34 = 361.38 W
Tổng tổn thất nhiệt vào môi trường là:

Q
51
= Q
xq1
+ Q
tr1
+ Q
N1
= 670 + 164.6 + 361.38 = 1196 W = 4305.6 kJ/h
84.47
90
6.4305
W
1h
51
51
===
Q
q
kJ/kg ẩm
Từ đó ta xác định được:
Δ = C
n
.t
m1
– (q
m1
+ q
vt1
+q

51
) = 4.18*23 - (36.872+2.925+47.84) = 8.503 kJ/Kg ẩm
Xác định các thông số của quá trình sấy thực tế:
∆−
∆−+−
=
1
1121
21
)()(
i
idttC
d
pk
+
i
1
= r + C
ph
t
1
= 2500 + 1.9*65 =2623 kJ/kg
i
2
= r + C
ph
t
2
= 2500 + 1.9*40 =2576 kJ/kg
0275.0

503.82576
)503.82623(0173.0)4065(01.1
21
=
−
−+−
=d
kg/kg kkkhô
98
3.175.27
10001000
12
1
=
−
=
−
=
dd
l
kg/kg ẩm
29.110
98
503.8
38.110
1121
=−=
∆
−=
l

II
kJ/kg kkkhô
Qua tính toán nhận thấy rằng giai đoạn 1 quá trình sấy thực tế gần với lý thuyết.
Vậy ta có: L
1
= 9000 kg/h l
1
= 100 kg/kg ẩm
Q
1
=61,99 kW q
1
= 4138 kJ/kg ẩm
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 22
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
2.Giai đoạn 2
Tổn thất nhiệt do vật liệu:
Q
m2
= G
m2
.C
m2
(t
m22
–t
m12
)
trong đó: G
m2

= G
22
= 520 kg
C
m2
= 1.88(1-0.39)+4.18*0.39= 2.777kJ/kgK
Nhiệt độ vật liệu vào giai đoạn 2 là t
m12
= t
m21
= 32
o
C
Nhiệt độ vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là t
m22
= t
22
–Δt (Δt chọn khoảng 10 ÷ 20
0
C).
Vậy ta có:
t
m22
= 68.6 - 20 = 48.6
o
C
Vậy ta có: Q
m2
= 520*2.777(48.6-32) = 23971 kJ
7.66

360
23971
W
2
2
2
===
m
m
Q
q
kJ/kg ẩm
Tổn thất do thiết bị vận chuyển:
Q
vt2
= G
vt
.C
vt
(t
m2
– t
m1
) = 468*0.5(48.6-32) = 3884.4 k
79.10
360
4.38844
W
2
2

2
===
vt
vt
Q
q
kJ/kg ẩm
Tổn thất nhiệt vào môi trường xung quanh:
Q
xq2
= k
xq2
.F
xq
.Δt
2
2212
2
11
1
αλ
δ
α
++
=
xq
k
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của khí bên trong buồng sấy α
12
= 14.51 W/m

2
K, hệ số trao đổi
nhiệt đối lưu từ bề mặt tường tới không khí bên ngoài được xác định tương tự giai đoạn 1
ta được α
22
= 3.7 W/m
2
K.
Vậy ta được:
918.0
7.3
1
1.0
075.0
51.14
1
1
2
=
++
=
xq
k
W/m
2
K
Nhiệt độ trung bình của khí trong buồng t
k2
= 74.3
o

C
Q
xq2
= 0.918.27.404(74.3-25) = 1240.2 W
Tổn thất nhiệt qua trần:
Q
tr2
= k
tr2
.F
tr
.Δt
2
= 0.974*6.34*(74.3-25)= 304.4 W
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 23
12 22
2
80 68.33
74.3
2 2
o
k
t t
t C
+
+
= = =
Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
KmWk
tr

tr
2
212
2
/974.0
81.4
1
1.0
075.0
51.14
1
1
11
1
=
++
=
++
=
αλ
δ
α
Trong đó : α
tr2
= α
22
.1,3 = 3.7 *1.3 = 4.81 W/m
2
K
Tổn thất nhiệt qua nền

Q
N2
=q
N
.F
N
= 57*6.34 = 361.38 W
Tổng tổn thất nhiệt vào môi tường
Q
52
= Q
N2
+ Q
tr2
+ Q
xq2
= 361.38 + 304.4 + 1240.2 =1905.95W=6861.5 kJ/h
= 54892 kJ .
q
52
=
52
2
Q
W
=
5.152
360
54892
=

kJ/kg ẩm
∆
=C
nt
.t
m12
-(q
m2
+q
vt2
+q
52
) = 4.18*32- (66.7+10.79+152.5) = -96.23 kJ/kg ẩm
Xác định các thông số của quá trình sấy thực tế
Quá trình sấy thực tế được biểu diễn trên hình 3.6. Ta có:
I
22
= I
12
+
l
∆
d
22
=
071.0
23.9677.2629
)23.962652(0656.0)33.6880(01.1
)()(
2

1122212
=
−
−+−
=
∆−
∆−+−
i
idttC
pk
, kg/kgkkk
i
1
= r + C
ph
t
12
=2500+1.9*80=2652kj/kg
i
2
= r + C
ph
t
22
=2500+1.9*68.33=2629.77 kj/kg
I
21
= I
12
-

l
∆
= 254 -
2.185
23.96
=253.48 kj/kgkkk
l
2
=
1222
1000
dd −
=
2.185
6.6571
1000
=
−
, kg/kgẩm
φ
22
=
3755.0
271.0)71622(
99333.0*71
)622(
.
5222
22
=

+
=
+ pd
pd
=37.55 %
ρ
2k
=
91.0
)33.68273(287
)271.0*3755.099333.0(10
)273(
.
5
22
222
=
+
−
=
+
−
tR
pp
k
s
ϕ
, kg/m
3
Xác định các thông số hỗn hợp:

n =
0
G
G
h
=
0
2
L
L
=
944.8
6.6571
3.176.65
222
02
=
−
−
=
−
−
H
H
dd
dd
t
2H
=
97.63

1944.8
2533.68*944.8
1
.
022
=
+
+
=
+
+
n
ttn
o
C
tra bảng hơi nước được: p
2H
= 0.203 bar
I
2H
= t
2H
+ d
2H
(r + C
ph
. t
2H
)=63.97+0.0656*(2500+1.9*63.97)=235.94 kj/kgkkk
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 24

Đồ án môn học:Kỹ Thuật Sấy GVHD:Th.S.Phạm Thanh
φ
2H
=
463.0
203.0*)71622(
99333.0*6.65
)622(
.
222
2
=
+
=
+
Hs
H
pd
pd
=46.3 %
ρ
2H
=
93.0
)97.63273(287
10*)203.0*463.099333.0(
)273(
.
5
2

22
=
+
−
=
+
−
Hk
HsH
tR
pp
ϕ
kg/m
3

Tiêu hao không khí thực tế:
L
2
= l
2
.W
2
=185.2*360=66672 kg =8334 kg/h
V
2th
=
8989
2
1
)91.094425.0(

8334
2
1
)(
21
2
=
+
=
+
kk
L
ρρ
m
3
/h
Tiêu hao nhiệt thực tế:
q
2
= l
2
( I
12
- I
2H
)=185.2*(254-235.94)=3344.71 kj/kgẩm
Q
2
= q
2

. W
2
=3344.71*360=1204095 kj =150512 kJ/h = 41.81 kW
Lập cân bằng nhiệt
Nhiệt đưa vào hệ thống:
Q
v
= Q
s
+ Q
02
= 1204095 + 514352.8 = 1718447.8 kJ
Trong đó: Q
s
= Q
2
Q
h02
= G
0
.I
0
=
0
2
I
n
L
=
1.6429469*

944.8
8334
=
, kj/h
Q
02
= Q
h02
.τ
2
= 64294.1*8 = 514352.8 kj
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống:
Q
R
=Q
12
+ Q’
22
+ Q
2m
+ Q
52
= 895601.88 + 814906 + 23971 + 54892 = 1789370.88 kJ
trong đó:
Q
12
là nhiệt hữu ích:
Q
12
=W

2
.(r+C
ph
.t
H2
-C
n
.t
12
) =360*(2500+1.9*63.97-4.18*32)=895601.88 kJ
Q’
22
là tổn thất nhiệt do khí thoát:
Q’
22
=I’
2
.G
0
= 109.32*931.79=101863kJ/h = 814906 kJ
Với :I’
2
=t
H2
+d
0
(r+C
ph
.t
H2

) =63.97 + 0.0173*(2500+1.9*63.97)=109.32 kJ/kgkkk
79.931
944.8
8334
2
===
n
L
G
o
kg/h
Sai lệch cân bằng:
∆
Q=Q
R
-Q
V
= 1789370.88 - 1718447.8 = 70923.08 kJ
%9.3%100.
88.1789370
08.70923
% ==
∆
=∆
R
Q
Q
Q
Hiệu suất sử dụng nhiệt của buồng sấy:
SVTH: Mai Tấn Thi - Lớp: 03N2 Trang 25