đồ án môn học thiết kế hệ thống thùng quay

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
LỜI NÓI ĐẦU
Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất và
đời sống. Trong công nghiệp như chế biến nông – hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật
liệu xây dựng…, kỹ thuật sấy đóng một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất.
Trong nông nghiệp, sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau
thu hoạch… Sản phẩm sau quá trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo
quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Ở Đồ án môn
học này, chúng tôi xin trình bày về quy trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay để
sấy đậu xanh nguyên hạt, năng suất 1500kg/h theo sản phẩm.
Để có thể thực hiên tốt được đồ án môn học này chúng tôi xin chân thành cảm ơn
sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của Th.S Nguyễn Quốc Hải
Vũng tàu, ngày…tháng…năm 2013
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
Mục lục
Phần I: Tổng quan
1. tổng quan về nguyên liệu đậu xanh 5
1.1. Nguồn gốc đậu xanh 5
1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học đậu xanh 6
1.2.1. Cấu tạo 6
1.2.2. Thành phần hóa học 6
1.3 Chức năng và ứng dụng của đậu xanh 7
2. Tổng quan về quá trình sấy 7
2.1. Giới thiệu chung 8
2.2. Các phương pháp sấy 8
2.3. Phân loại hệ thống sấy 8
2.4.Phân loại vật liệu sấy 10
2.5. Các giai đoạn trong quá trình sấy 11
2.6. Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy 11
2.6.1. Quá trình khuếch tán nội 11

2.6.2. Quá trình khuếch tán ngoại 12
2.6.3. Mối quan hệ giữa hai quá trình khuếch tán 13
3. lựa chọn thông số quá trình sấy 13
4. Quy trình sấy đậu xanh 14
5. công nghệ sấy thùng quay 15
5.1. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay 15
5.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp 16
5.3 Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay 16
Phần 2: Tính toán thiết bị sấy 17
1. Tính toán quá trình sấy lý thuyết và thực tế 17
1.1. Tính các thông số của tác nhân sấy 17
1.1.1. Trạng thái không khí ban đầu 17
1.1.2. Xác định thông số không khí ngoài trời 18
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
1.2. Tính cân bằng vật chất 20
1.3. Tính cân băng năng lượng 21
2. các thông s đ c tr ng c a thi t b s y thùng quayố ặ ư ủ ế ị ấ 25
2.1. Tính cường độ sấy 25
2.2. Tính thời gian sấy 27
3. tính toán thiết bị chính 27
3.1. Tính kích thước thùng quay 27
3.2. Thời gian lưu 27
3.3 Kiểm tra tốc độ quay của thùng 27
3.4. Tính bề dày cách nhiệt của thùng 28
3.4.1. Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành trong của thùng α
1
28
3.4.2. Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung quanh α
2

29
3.4.3. Hệ số truyền nhiệt K 32
3.4.4. Tính bề mặt truyền nhiệt F 32
3.4.5. Tính hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và không khí bên ngoài Δt
tb
32
3.4.6. Tính lượng nhiệt mất mát ra xung quanh 33
3.5. Kiểm tra bề dày thùng 33
3.6. Tính trở lực qua thùng sấy 35
3.7. Chọn kích thước cánh đảo trong thùng 36
4. Tính toán thiết bị phụ 37
4.1. tính calorifer cấp nhiệt 37
4.2. Tính hệ số cấp nhiệt phía không khí ngồi ống α
2
39
4.3. Tính hệ số cấp nhiệt phía trong ống α
1
43
4.4. Hệ số truyền nhiệt K 44
4.5. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt và kích thước calorifer 45
4.6. Trở lực qua calorifer 45
5. Thiết kế bộ phận truyền động 46
5.1. Tính công suất quay thùng 46
5.2. Chọn tỷ số truyền động 47
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
5.3. Tính bộ truyền bánh răng 48
6. Tính vành đai và con lăn đỡ 51
6.1. Tính tải trọng thùng sấy 51
6.2. Tính con lăn đỡ 53

7. Tính và chọn xyclon 54
8. Tính trở lực và chọn quạt 56
8.1. Thiết kế đường ống 56
8.2. Tính trở lực đường ống 58
8.3. Tính trở lực cho hệ thống 63
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page4
Q
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
CÔNG NGHỆ SẤY THÙNG QUAY ĐẬU XANH
Phần 1: Tổng quan
1. Tổng quan về nguyên liệu đậu xanh
1.1. Nguồn gốc đậu xanh
- Đậu xanh, còn gọi là lục đậu, boubour, haricotdore, green bean. Tên khoa học:
Phaseolus aureus Roxb., Vigna aurea Roxb. Thuộc họ đậu Fabaceae (Papilonaceae).
Mô tả cây: cây thảo, mọc đứng, ít phân nhánh, cao 0,6m , lá có 3 lá chét, lá chét hình
trái xoan, ba cạnh, màu lục sẫm, có lông nháp. Hoa màu vàng hoặc lục, rất dày đặc,
xếp thành chùm ở nách, quả nằm ngang hình trụ, có lông rồi nhẵn, có đầu nhọn ngắn.
Các hạt được phân cách nhau bởi các vách có màu lục, bóng và có đường kính trung
bình vào khoảng 2-2,5mm.
Hình 1: hạt đậu xanh
- Đậu xanh, cùng với đậu nành, đậu đen, đậu trắng, đậu Hà Lan đều được xếp
vào hàng họ đậu. Đặc điểm chung của chúng là chứa nhiều protein (25 –50%). Do ở rễ
của cây họ đậu có các nốt sần, ở đó các vi khuẩn cộng sinh phát triển, có khả năng lấy
Nitơ từkhông khí nên không những cung cấp đủ Nitơ cho cây mà còn làm cho đất đai
thêm màu mỡ bằng nguồn Nitơ thừa thải ra.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học đậu xanh
1.2.1. Cấu tạo
- Về mặt cấu tạo, họ đậu thuộc các hạt họ hòa thảo. Chúng không có nội nhũ, nội nhũ

của chúng bị mất trong quá trình hình thành hạt. Cấu tạo chủ yếu của họ đậu gồm 3
phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) và phôi (mộng).
1.2.2. Thành phần hóa học
- Thành phần hóa học của hạt đậu xanh: hạt đậu xanh có trung bình:
13,7% nước 4,6%xenluloza glucid
2,4% lipid 23% protit 52%
- Mỗi 100g đậu xanh cung cấp cho cơ thể:
329 calo 62,7 mgCa 369,5 mgP
4,75% Fe 0,06mg% caroten 0,71mg% vitB1
0,15mg% vitB2 2,4mg% vitPP 4mg% vitC
- Đậu xanh được trồng ở khắp nước ta, lấy hạt chủ yếu làm thực phẩm, thường
được chế biến ngay thành thức ăn. Đậu xanh, ngoài protid còn có nhiều glucid, chủ
yếu là tinh bột, và ít lipid. Thành phần protein của nó chứa đầy đủ các acid amin
không thay thế. Tinh bột đậu xanh có tỷ lệ amyloza tương đối rất cao (45 – 50%),
được dùng nhiều để chế biến miến, làm bánh kẹo - Vấn đề bảo quản đậu xanh cũng
như các nguyên liệu họ đậu nói chung là khó, vì đậu là môi trường rất thích hợp cho
các loại sâu mọt phá hoại. Mặt khác, nếu điều kiện bảo quản không tốt như nhiệt độ,
độ ẩm cao, đậu sẽ bị “sượng” (hóa già) làm giảm chất lượng đậu. Muốn bảo quản lâu
dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, không sâu mọt và có độ ẩm an toàn. Vì vậy,
quá trình phơi, sấy hạt sau khi thu hoạch có vai trò rất quan trọng trong bảo quản, chế
biến cũng như nâng cao chất lượng hạt.
1.3Chức năng và ứng dụng của đậu xanh
- Đậu xanh vị ngọt, hơi tanh, tính hàn, không độc, bổ nguyên khí, thanh nhiệt
mát gan, giải được trăm thứ độc, có thể làm sạch mát nước tiểu, chữa lở loét, làm sáng
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
mắt, nhuận họng, hạ huyết áp, mát buồng mật, bổ dạ dày, hết đi tả, thích hợp với các
bệnh nhân say nắng, miệng khát, người nóng, thấp nhiệt, ung nhọt, viêm tuyến má, đậu
mùa, nhìn mọi vật không rõ.
- Đậu xanh là loại thức ăn nhiều kali, ít natri. Người thường xuyên ăn đậu xanh

và chế phẩm của nó huyết áp của họ sẽ thấp. Trong đậu xanh còn có thành phần hạ
huyết mỡ hữu hiệu, nó còn giúp cho cơ thể phòng chống chứng xơ cứng động mạch và
bệnh cao huyết áp, đồng thời có công hiệu bảo vệ gan và giải độc.
- Trong đời sống hàng ngày, đậu xanh được dùng làm rất nhiều món như nấu
canh, chè, làm bánh, xay thành bột làm miến, rang vàng tán bột làm thực phẩm ngũ
cốc dinh dưỡng. Lá đậu xanh được tận dụng làm dưa nhưng không phổ biến. Vỏ đậu
xanh có tính nóng, giúp giảm bớt mờ mắt, vì vậy nhiều người thường nấu cả vỏ, không
bỏ đi.
2. Tổng quan về quá trình sấy
2.1. Giới thiệu chung
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu. Quá trình
này có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như: năng lượng mặt
trời, năng lượng gió… (gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên). Dùng phương pháp này
thì đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình
theo yêu cầu kĩ thuật, năng suất thấp… Bởi vậy trong các ngày công nghiệp người ta
thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo (dùng nguồn năng lượng do con người tạo ra).
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm hàm lượng ẩm trong vật liệu, tăng hàm
lượng chất khô, tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm, làm giảm hoạt độ nước
trong nguyên liệu nên ức chế hệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian
bảo quản sản phẩm. Đồng thời quá trình sấy có thể cải thiện một vài chỉ tiêu chất
lượng của sản phẩm.
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng (nhiệt năng) để biến đổi
trạng thái của pha lỏng (nước) trong vật liệu thành hơi. Đây là quá trình không ổn
định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
2.2. Các phương pháp sấy
Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, trong kĩ thuật sấy có các phương pháp sau:
+ Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí
nóng, khói lò,… (gọi là tác nhân sấy).

+ Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với
vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.
+ Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng
ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
+ Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường
có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
+ Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao,
nhiệt độ rất thấp nên ẩm độ tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn
thành hơi không qua trạng thái lỏng.
+ Sấy tầng sôi: là phương pháp sấy thuộc nhóm sấy đối lưu, thích hợp cho sấy
nông sản.
2.3. Phân loại hệ thống sấy
- Hệ thống sấy buồng
Cấu tạo chủ yếu của hệ thống sấy buồng là buồng sấy. Trong buồng sấy có bố
trí các thiết bị đỡ vật liệu sấy mà ta gọi chung là thiết bị chuyển tải. Nếu dung lượng
của buồng sấy bé và thiết bị chuyển tải là các khay sấy thì người ta thường gọi hệ
thống sấybuồng này là tủ sấy. Nếu dung lượng của buồng sấy lớn và thiết bị chuyển tải
là các xe goòng thì người ta gọi là hệ thống sấy kiểu xe goòng.
-Hệ thống sấy hầm
Trong hệ thống sấy hầm thiết bị sấy là một hầm sấy dài, vật liệu sấy vào ở đầu
này và ra ở đầu kia của hầm. Thiết bị chuyển tải trong hệ thống sấy hầm thường là xe
goòng hoặc là băng tải. Đặc điểm chủ yếu của hệ thống sấy hầm là bán liên tục hoặc
liên tục. Cũng như hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm có thể sấy được nhiều dạng
vật liệu sấy. Tuy nhiên do cấu tạo nên năng suất của hệ thống sấy hầm cao hơn hệ
thống sấy buồng.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
- Hệ thống sấy tháp
Trong hệ thống sấy này thiết bị sấy là một tháp sấy, trong đó người ta đặt một
loạt kênh dẫn và kênh thải tác nhân sấy xen kẽ nhau. Vật liệu sấy trong hệ thống sấy

tháp là dạng hạt tự chảy từ trên xuống dưới. Tác nhân sấy từ các kênh dẫn xuyên qua
lớp hạt chuyển động đi vào các kênh thải để ra ngoài. Như vậy, hệ thống sấy tháp là hệ
thống sấy chuyên dùng để sấy hạt. Cùng dạng với hệ thống sấy tháp chúng ta cũng
gặp những hệ thống sấy tương tự, ở đó hạt chuyển động từ trên xuống còn tác nhân sấy
đi ngang qua lớp hạt thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm. Hệ thống sấy tháp là hệ
thống sấy liên tục.
- Hệ thống sấy thùng quay
Thiết bị sấy trong hệ thống sấy thùng quay như tên gọi là một thùng sấy hình
trụ tròn đặt nghiêng một góc nào đó. Trong thùng sấy người ta bố trí các cánh xáo
trộn. Khi thùng quay, vật liệu sấy vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng
sấy vừa bị xáo trộn từ trên xuống dưới. Tác nhân sấy cũng vào ở đầu này và ra ở đầu
kia của thùng sấy. Như vậy, hệ thống sấy thùng quay cũng là hệ thống sấy chuyên
dùng để sấy hạt hoặc cục nhỏ và có thể làm việc liên tục.
- Hệ thống sấy khí động
Có rất nhiều hệ thống sấy khí động. Thiết bị sấy trong hệ thống sấy này có thể
là một ống tròn hoặc hình phễu, trong đó tác nhân sấy có tốc độ cao vừa làm nhiệm vụ
sấy vừa làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sấy từ đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy.
Tốc độ của tác nhân sấy có thể đạt (40 50) m/s. Vật liệu sấy trong các hệ thống sấy này
phải là những hạt, mảnh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi trong quá trình sấy thường là độ ẩm
bề mặt.
- Hệ thống sấy tầng sôi
Trong hệ thống sấy tầng sôi, thiết bị sấy là một buồng sấy, trong đó người ta bố
trí ghi đỡ vật liệu sấy. Tác nhân sấy có thông số thích hợp được đưa vào dưới ghi và
làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như hình ảnh bọt nước sôi. Vì vậy,
người ta gọi là hệ thống sấy tầng sôi. Đây cũng là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy
hạt. Hạt khô nhẹ hơn sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra khỏi thiết bị sấy một
cách liên tục. Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt và ẩm giữa tác nhân sấy và vật
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
liệu sấy rất tốt nên trong cá hệ thống sấy hạt hiện có thì hệ thống sấy tầng sôi có năng

suất lớn, thời gian sấy nhanh và vật liệu sấy được sấy rất đều.
- Hệ thống sấy phun
Hệ thống sấy phun là một hệ thống sấy chuyên dùng để sấy các dung dịch
huyền phù như trong dây chuyền sản xuất sữa bột, sữa đậu nành… Thiết bị sấy trong
hệ thống sấy này thường là một hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống dưới. Dung
dịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun hoặc trên các đĩa quay ở đỉnh
tháp tạo thành những hạt dung dịch bay lơ lửng trong thiết bị sấy. Tác nhân sấy có thể
được đưa vào cùng chiều hay ngược chiều thực hiện quá trình truyền nhiệt truyền ẩm
với các hạt dung dịch và thoát ra ngoài qua cyclone. Vật liệu khô thu được ở đáy chóp
và được lấy ra ngoài hoặc liên tục hoặc định kỳ.
2.4.Phân loại vật liệu sấy
Vật liệu ẩm được chia thành 3 nhóm khác nhau tùy theo tính chất keo – vật lý
và đặc biệt là khả năng thay đổi kích thước hình học trong quá trình tách ẩm của vật
liệu:
+ Vật liệu thể keo: có tính chất đàn hồi, kích thước của vật liệu thay đổi lớn khi
độ ẩm thay đổi. Cụ thể là khi tách ẩm kích thước của vật liệu co lại rất lớn, nhưng khi
hút ẩm nó lại trương nở ra. Ví dụ như: Gelatin, Aga-Aga,…
+ Vật liệu mao quản xốp: có cấu trúc gồm những mao quản. Kích thước của vật
liệu không thay đổi khi độ ẩm thay đổi. Ví dụ như: Silicagel, than hoạt tính, than gỗ,…
+ Vật liệu keo mao quản: là những vật liệu có tính chất trung gian của hai
nhóm trên. Nghĩa là chúng có tính đàn hồi và các mao quản của chúng có khả năng
hấp thụ nước. Thuộc về nhóm này là các vật liệu có nguồn gốc thực vật.
2.5. Các giai đoạn trong quá trình sấy
+ Giai đoạn 1: Giai đoạn đốt nóng nguyên liệu
Tại thời điểm bắt đầu quá trình sấy, nếu nhiệt độ của nguyên liệu thấp hơn nhiệt
độ bay hơi của đoạn nhiệt của không khí thì nhiệt độ của nguyên liệu sẽ tăng lên. Giai
đoạn đốt nóng nguyên liệu thường diễn ra nhanh và độ ẩm của nguyên liệu chỉ giảm đi
ít.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay

+ Giai đoạn 2: Giai đoạn sấy đẳng tốc
Trong giai đoạn này độ ẩm của nguyên liệu sẽ giảm tuyến tính theo thời gian
sấy. Tốc độ sấy trong giai đoạn này là một hằng số. Theo lý thuyết, giai đoạn sấy đẳng
tốc sẽ kéo dài đến thời điểm khi độ ẩm của nguyên liệu đạt tới giá trị độ ẩm tới hạn w
k
.
+ Giai đoạn 3: Giai đoạn sấy giảm tốc
Khi độ ẩm nguyên liệu đạt giá trị độ ẩm tới hạn, tốc độ sấy sẽ giảm dần. Khi độ
ẩm của nguyên liệu đạt giá trị độ ẩm cân bằng, độ ẩm nguyên liệu không thể giảm thấp
hơn được nữa, tốc độ sấy bằng 0. Quá trình sấy xem như kết thúc.
2.6. Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy
2.6.1. Quá trình khuếch tán nội
Quá trình khuếch tán nội là quá trình chuyển dịch ẩm từ các lớp bên trong ra
lớp bề mặt của vật liệu ẩm. Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch nồng độ
ẩm giữa các lớp bên trong và các lớp bề mặt. Ngoài ra, quá trình khuếch tán nội còn
diễn ra do quá trình chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp bên trong và các lớp bề mặt. Qua
nghiên cứu ta thấy rằng ẩm dịch chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ
thấp. Vì vậy, tùy thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng ẩm dịch chuyển
dưới tác dụng của nồng độ ẩm và dòng dịch chuyển dưới tác dụng của nhiệt độ có thể
cùng chiều hoặc ngược chiều với nhau.
Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phương trình sau:
= k.F.
Trong đó:
W: là lượng nước khuếch tán, (kg).
dt: là thời gian khuếch tán, (h).
F: là diện tích bề mặt khuếch tán, (m
2
).
k: là hệ số khuếch tán.
: là gradien độ ẩm.

GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đẩy quá trình
thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy. Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển ngược chiều nhau sẽ
kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy.
2.6.2. Quá trình khuếch tán ngoại
Sự định kỳ chuyển hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí gọi là quá
trình khuếch tán ngoại. Lượng nước bay hơi trong khuếch tán ngoại thực hiện dưới
điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu (E) lớn hơn áp suất riêng
phần của hơi nước trong không khí (e).
Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều
kiện áp suất hơi nước bão hòa (E) lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong
không khí (e). Sự chênh lệch đó là ∆P = E e. Lượng hơi nước bay hơi tỷ lệ thuận với
∆P, với bề mặt bay hơi và thời gian làm khô:
dW = B(E e).F.dt
Tốc độ bay hơi nước được biểu diễn như sau:
= B(E e).F
Trong đó:
W: là lượng nước bay hơi, (kg).
F: là diện tích bề mặt bay hơi, (m
2
).
dt: thời gian bay hơi, (h).
B: là hệ số bay hơi.
2.6.3. Mối quan hệ giữa hai quá trình khuếch tán
Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau, quá
trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán ngoại và ngược lại. Tức là
khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như
thế ẩm độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần. Tuy nhiên trong quá trình sấy ta
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page12

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
phải sao cho hai quá trình này ngang bằng với nhau, tránh trường hợp khuếch tán
ngoại lớn hơn khuếch tán nội. Vì khi đó sẽ làm cho sự bay hơi ở lớp bề mặt diễn ra
mãnh liệt làm cho bề mặt của sản phẩm khô cứng, hạn chế sự thoát ẩm. Khi xảy ra
hiện tượng đó ta khắc phục bằng cách sấy gián đoạn (quá trình ủ ẩm) mục đích là để
thúc đẩy quá trình khuếch tán nội.
3. lựa chọn thông số quá trình sấy
- Muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sản phẩm có chất lượng cao, các
loại hạt cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc chế biến. Để thực hiện quá trình
sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống sấy như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…
Mỗi hệ thống có những ưu, khuyết điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy
có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm vì sấy là một quá trình trao đổi nhiệt –
chất phức tạp và làm thay đổi không những cấu trúc vật lý mà còn cả thành phần hóa
học của nguyên liệu.
- Để sấy đậu xanh là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bị sấy tháp
hoặc sấy thùng quay. Ở Đồ án môn học này do vật liệu sấy là vật liệu dạng hạt, cục
nhỏ và cần được sấy sau khi thu hoạch để bảo quản tốt nên nên chọn thiết bị sấy thùng
quay là thích hợp nhất. Trong thiết bị sấy thùng quay, vật liệu được sấy ở trạng thái
xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình sấy, hạt được đảo
trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều.
Hệ thống sấy thùng quay có thể làm việc liên tục với năng suất lớn.
- Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc khói lò.
Quá trình sấy đậu xanh hạt dùng làm thức ăn đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh cho sản
phẩm, nên ở đây chúng tôi lựa chọn tác nhân sấy là không khí, được làm nóng trong
caloriphe, nhiệt cung cấp cho không khí trong caloriphe là từ quá trình ngưng tụ hơi
nước bão hòa. Nhiệt độ tác nhân sấy được chọn phụ thuộc vào bản chất của hạt. Có
loại hạt sấy ở nhiệt độ cao vẫn giữ được tính chất vật lý, sinh lý và công nghệ, nhưng
có loại không cho phép sấy ở nhiệt độ cao. Đối với đậu xanh là loại nguyên liệu chứa
lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ không khí sấy từ 40 – 55
0

C . Do
đó, chúng tôi chọn nhiệt độ tác nhân sấy đưa vào thùng sấy là 55
0
C, chế độ sấy cùng
chiều.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page13
Đậu xanh
Kiểm tra cỡ hạt
Phơi (sấy sơ bộ)
Đập, tách hạt
Làm sạnh
Phân loại
Sấy
Làm nguội
Đóng gói
Thu hoạch
Tạp chất
Vỏ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
4. Quy trình sấy đậu xanh
- Đậu được thu hoạch từ đồng ruộng, người ta chặt cây và nhặt đậu ra. Khi mới
thu hoạch từ ruộng về, hạt thường có độ ẩm cao. Đối với đậu xanh thu hoạch cả vỏ thì
phải phơi, sấy sơ bộ tới độ khô nhất định mới tách, lấy hạt khỏi vỏ thuận lợi. Việc đập
và tách hạt đậu ra khỏi quả có thể làm bằng máy hoặc bằng tay. Sau đó tiến hành làm
sạch, tách những tạp chất trong hạt như cỏ, rác, mảnh, cành lá, đất sỏi, đá, mảnh kim
loại… lẫn vào hạt khi thu hoạch, tách hạt…. Có thể tách bằng sàng, rây: tạp chất hữu
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
cơ (cỏ, rác, cành, lá…) lớn hơn hạt nên ở lớp trên cùng, lớp giữa là hạt, lớp dưới cùng
là đất, cát, rác vụn nhỏ hơn hạt. Sau khi có khối đậu sạch thì tiến hành lấy mẫu đo độ

ẩm bằng máy đo độ ẩm để xác định độ ẩm ban đầu. Tiếp theo, người ta phân loại đậu
theo loại 1, 2, 3… theo kích cỡ, có thể dùng sàng với các lớp lưới có đường kính lỗ
khác nhau. Sau khi phân loại, tiến hành sấy theo từng loại đậu. Sau thời gian sấy phải
kiểm tra lại độ ẩm, độ ẩm thành phẩm đạt 15% thì quá trình sấy kết thúc. Sau khi sấy,
đậu được làm nguội tự nhiên hoặc có quạt thổi để giảm nóng, tránh dùng không khí có
độ ẩm cao để thông gió sẽ làm tăng độ ẩm hạt. Tiếp theo, khối đậu được kiểm tra lại
cỡ hạt để loại bỏ những hạt lép, hỏng sau khi sấy. Có thể dùng sàng để phân loại hạt.
Cuối cùng, đậu được đóng gói theo yêu cầu thị trường.
5. công nghệ sấy thùng quay
5.1. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay
Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1- 6
0
, có 2 vành đai đỡ, vành đai
này tỳ vào con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu vào sấy qua phễu nạp liệu.Vật liệu
trong thùng không quá 20 – 25% thể tích thùng. Sau khi sấy xong ,thành phẩm qua bộ
phận tháo sản phẩm ra ngoài. Bên trong thùng có lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm
cho hiệu suất sấy đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu
thùng cắm vào lò đốt hoặc nối với ống tạo tác nhấn sấy.Giữa thùng quay, hộp tháo và
lò có cơ cấu bịt kín để không khí nóng và khói lò không thoát ra ngoài. Ngoài ra còn
có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo và thải khí sạch ra môi trường.Khí nóng và
vật liệu có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều ở bên trong thùng. Phía đầu chỗ nạp
liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn 1 đoạn khoảng 700 – 1000mm, chiều dài
của đoạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng.Tốc độ khói lò hoặc không khí
nóng đi trong thùng không được >3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng.
Vận tốc quay của thùng là 5–8 vòng /phút.Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng
phân phối vừa có tác dụng phân phối đều cho vật liệu theo tiết diên 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(Cánh trộn) phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm cửa nó.
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay

5.2.Ưu, nhược điểm của phương pháp
- Ưu điểm :
+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 100kg ẩm bay hơi/m3h.
+thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn.
- Nhược điểm:
+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 sấy.
5.3: Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay
Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1÷6
0
.
Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ .6Bánh đai được đặt trên
bốn con lăn đỡ, khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1 bệ đỡ có thể thay đổi để điều chỉnh
các 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 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 nật liệu 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 lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2÷3 m/s,thùng quay
5÷8 vòng/phút. Vật liệu khô ở cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm rồi
nhờ băng tải xích vận chuyển vào kho.Khói lò hay không khí thải được quạt hút vào hệ
thống tách bụi,… để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được
tách ra, hồi lưu trở lại băng tải xích. Khí sạch thải ra ngoài
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY
1. Tính toán quá trình sấy lý thuyết và thực tế

1.1. Tính các thông số của tác nhân sấy
1.1.1. Trạng thái không khí ban đầu
Vật liệu sấy là đậu xanh nguyên hạt có các thông số cơ bản như sau:
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm):
ω
1
= 30% = 0,3
Độ ẩm cuối của vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm):
ω
2
= 15% = 0,15
Độ xốp của khối hạt vật liệu (lấy theo hạt đậu nành):
ε = 0.44
Khối lượng riêng của hạt vật liệu: [5]

r
= 1000  1400 kg/m
3
Khối lượng riêng thể tích của vật liệu:
kg/m
3
Chọn 
v
= 650 kg/m
3
Nhiệt dung riêng của vật liệu khô: [6]
C
vk
= 1,2  1,7 kJ/kg.
o

K
Chọn C
vk
= 1,5 kJ/kg.
o
K
Đường kính trung bình của hạt vật liệu: d = 5 mm = 0,005m
Năng suất (theo sản phẩm): G
2
= 1500 kg/h.
- Trạng thái không khí ngồi trời: được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng
cặp thông số (t
o
, 
o
).
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
Do vật liệu sấy là đậu xanh có thể được trồng và thu hoạch nhiều vụ trong một năm,
tuy nhiên tính theo mùa mưa, ít nắng thì thiết bị sẽ làm việc tốt quanh năm. Vì vậy, ta
chọn trạng thái A như sauA: t
o
= 30
o
C

o
= 80
1.1.2. Xác định thông số không khí ngoài trời
Ta có nhiệt độ không khí và ẩm độ không khí (t

0
; φ
0
) = (30
0
C; 80%)
- Phân áp bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ của không khí ban
đầu
(bar) (CT 2.29/30[4])
- Độ chứa ẩm của không khí ban đầu
(kg ẩm/kgkkk) (CT 7.3/273, [2])
- Enthalpy của không khí ở trạng thái ban đầu
(kJ/kgkkk)
- Th tích riêng c a không khí tr ng thái ban đ uể ủ ở ạ ầ
(m
3
/kgkkk) (V8/94, [1])
- Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (x
1
= x
o
)
đến trạng thái B (x
1
, t
1
). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy.
Nhiệt độ t
1
tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, do tính chất của vật liệu

sấy và chế độ công nghệ quy định. Nhiệt độ của tác nhân sấy ở B được chọn phải thấp
hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh. Do đậu xanh là loại hạt giàu tinh bột, ban
đầu khi độ ẩm của vật liệu sấy còn cao, nếu vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy nhiệt độ
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
cao thì lớp bề mặt của hạt tinh bột bị hồ hóa và tạo thành một lớp keo mỏng bịt kín bề
mặt thốt ẩm từ trong lòng vật liệu ra ngồi.
Quy tắc sấy đối với loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ thấp, ví dụ
như sấy một số loại đậu hạt chứa nhiều đạm thì nhiệt độ không khí sấy từ 40 – 55
o
C.
Do đó, chọn điểm B: t
1
= 55
o
C
x
1
= x
o
= 0,022 (kg/kgkk)
(bar)
(m
3
/kgkkk)
- Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy
lý thuyết (I
1
= I
2

). Trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C (t
2
, 
2
).
Nhiệt độ của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t
2
tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt
do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương, nghĩa là
tránh trạng thái C nằm trên đường bão hòa. Đồng thời, độ chứa ẩm của tác nhân sấy tại
C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút
ẩm trở lại.
Với I
2
= I
1
= 112,45 kJ/kgkk
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page19
(kJ/kgkkk)
 t
đs
≈ 30
o
C
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
 = 100%
Chọn t
2
= 40
o

C.
(bar)
(kg/kgkk)
(m
3
/kgkk)
- Bảng 1: Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết:
Đại lượng Trạng thái không
khí ban đầu (A)
Trạng thái không khí
vào thiết bị sấy (B)
Trạng thái không khí ra
khỏi thiết bị sấy (C)
t (
o
C) 30 55 40
 (đơn vị)
0,8 0,21 0,58
x
(kg/kgkk)
0,022 0,022 0,028
I (kJ/kgkk) 86,34 112,45 112,45
p
b
(bar) 0,042 0,1556 0,073
v
(m
3
/kgkk)
0,92 0,996 0,96

1.2.Tính cân bằng vật chất:
- Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu:
(kg/h) (Tr289 [4])
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
- Lượng ẩm cần tách:
W = G
1
– G
2
= 1821 – 1500 = 321 (kg/h)
- Lượng tác nhân khô cần thiết:
(kg/h)
- Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
(kgkkk/kg ẩm)
1.3. Tính cân bằng năng lượng
Quá trình sấy không có bổ sung nhiệt lượng, Q
BS
= 0
Thiết bị sấy thùng quay không có thiết bị chuyển tải, Q
CT
= 0
- Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:
• Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I
1
– I
o
)
• Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: [(G
1

- W)C
v1
+ WC
a
].t
v1
Tổng nhiệt lượng vào là:
Q
1
=L(I
1
– I
o
)+[(G
1
- W)C
v1
+ WC
a
].t
v1
- Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
• Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I
2
– I
o
)
• Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: Q
BC
• Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G

2
.C
v2
.t
V2
Với:
t
v1
: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường:
t
v1
= t
o
= 30
o
C
t
v2
: nhiệt độ cuối của vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy:
t
v2
= t
2
– (5 10
o
C) = 40 – 5 = 35
o
C
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page21
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay

C
v1
= C
v2
= C
v
: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị sấy là
như nhau. Ở đây, C
v
là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm ω
2
:
C
v
= C
vk
(1-ω
2
) + C
a
.ω
2
(kJ/kg
o
K ẩm)
C
a
: nhiệt dung riêng của ẩm.
Với ẩm là nước thì: C
a

= C
n
= 4,18 kJ/kg
o
K
C
v
= C
vk
(1-ω
2
) + C
a
.ω
2
= 1,5.(1 - 0,15) + 4,18.0,15= 1.902 (kJ/kg
o
K)
- Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thống sấy:
L(I
2
– I
1
) + [(G
1
- W)C
v1
+ WC
a
].t

v1
= L(I
2
– I
o
) + Q
BC
+ G
2
.C
v2
.t
V2
Đặt: Q
v
= G
2
C
v
(t
v2
– t
v1
) : tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.
Mặt khác: G
2
= G
1
– W
C

v1
= C
v2
= C
v
- Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực:
Q = L(I
1
– I
o
) = L(I
2
– I
o
) + Q
BC
+ Q
v
- WC
a
t
v1
- Nhiệt lượng tiêu hao riêng (cho 1kg ẩm cần bốc hơi):
q = l(I
1
– I
o
) = l(I
2
– I

o
) + q
BC
+ q
v
– C
a
t
v1
trong đó:
;
 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy:
Q
v
= G
2
C
v
(t
v2
– t
v1
) = 1500.1,902.(35 – 30) = 14265(kJ/h)
(kJ/kg ẩm)
 Nhiệt do ẩm trong vật liệu đưa vào:
WC
a
t
v1
= 321.4,18.30 = 40253 (kJ/h)

GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
C
a
.t
v1
= 4,18.27 = 125,4 (kJ/kg ẩm)
 Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che:
Q
BC
= (0,03  0,05).Q
hi
Q
hi
: nhiệt hữu ích, là nhiệt cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu:
Q
hi
= W.[r
tv1
+ C
a
(t
2
– t
v1
)]
với:
r
tv1
: ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ vào, r

tv1
= 2500 kJ/kg
C
a
: nhiệt dung riêng của ẩm.
Với ẩm là hơi nước thì: C
a
= C
pa
= 1.842 kJ/kg
o
K
Q
hi
= 321.[2500 + 1,842.(40 – 30)] =808412(kJ/h)
Q
BC
= 0,03.Q
hi
= 0,03.808412 = 24252 (kJ/h)
(kJ/kg ẩm)
- Đặt:Δ=C
a
t
v1
– q
BC
– q
v
(kJ/Kg) (Tr 168 [4]) : nhiệt lượng riêng cần bổ sung cho

quá trình sấy thực, là đại lượng đặc trưng cho sự sai khác giữa quá trình sấy thực tế và
sấy lý thuyết.
 Với quá trình sấy lý thuyết: Δ= 0
Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
Q = L(I
2
– I
o
) (CT 7.15/131, [4])
= 53500.(112,45 – 86,34) = 1396885 (kJ/h)
q = l(I
2
– I
o
) = 166,67.(112,45 – 86,34) = 4351,7 (kJ/kg ẩm)
 Với quá trình sấy thực tế: Δ ≠ 0
Δ = C
a
t
v1
– q
BC
– q
v
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
= 125,4– 75,55 – 44,4 = 5,45 (kJ/kg ẩm)
Δ> 0 C
a
t

v1
> q
BC
+ q
v
I
2
> I
1
trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm trên đường I
1
(đường sấy
thực tế nằm trên đường sấy lý thuyết)
Từ đó ta xác định lại các tính chất của tác nhân sấy khi ra khỏi thùng sấy:
Tuy nhiên vì l chưa biết nên ta xác định độ chứa ẩm x
2
trước thông qua t
2
đã biết:
- Enthalpy c a không khí sau khi ra kh i thi t b s yủ ỏ ế ị ấ
(kJ/kgkk) (CT 2.24/29, [2])
- Phân áp bão hòa c a h i n trong không khí theo nhi t đ c a không khí theo nhi t đ c aủ ơ ướ ệ ộ ủ ệ ộ ủ
không khí ra kh i thi t b s y.ỏ ế ị ấ
(bar)
- Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy.
- Th tích riêng c a không khí sau khi ra kh i thi t b s y.ể ủ ỏ ế ị ấ
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page24
(kg/kgkk)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊThiết kế hệ thống sấy thùng quay
(m

3
/kgkk) (CT V8/94, [3])
Bảng 2: Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực:
Đại lượng Trạng thái không
khí ban đầu (A)
Trạng thái không khí
vào thiết bị sấy (B)
Trạng thái không khí ra
khỏi thiết bị sấy (C’)
t (
o
C) 30 55 40
 (đơn vị)
0,80 0,21 0,579
x (kg/kgkk) 0,022 0,022 0,028
I (kJ/kgkk) 86,34 112,45 112,45
p
b
(bar) 0,042 0,1556 0,073
v (m
3
/kgkk) 0,92 0,996 0,89
- Lượng tác nhân khô cần thiết:
(kg/h)
- Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
(kg/kg ẩm)
- Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sấy thực:
Q = L(I
2
– I

o
) + Q
BC
+ Q
v
- WC
a
t
v1
= 53500.(112,45-86,34) + 24252 + 14265 – 40253= 1395149 (kJ/h)
- Lượng nhiệt cung cấp riêng: (kJ/kg ẩm)
- Hiệu suất sấy:
2. Các thông số đặc trưng của thiết bị sấy thùng quay
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải Page25