Đồ án môn học kỹ thuật sấy

Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuất sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống.
Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô
đẻ bảo quản dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong công nghiệp như
công nghiệp chế biến hải sản, rau quả công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất
vật liệ xây dựng và thực phẩm khác.Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô,
đậu, cà fê sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ giảm phẩm
chất thậm chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch.
Thực tế cho thấy các quá trình nhiệt nói chung và quá trình sấy nói riêng là
những quá trình công nghệ rất phức tạp. Chẳng hạn quá trình sấy là một quá trình tách
ẩm khỏi vật liệu nhờ nhiệt và sau đó sử dụng tác nhân để thải ẩm ra môi trường với
điều kiện năng suất cao, chi phí vận hành , vốn đầu tư bé nhất nhưng sản phẩm phải có
chất lượng tốt, không nứt nẻ cong vênh , đầy đủ hương vị
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị
như : thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy v.v ), thiết bị đốt nóng tác
nhân (calorifer) hoặc thiết bị lạnh để làm khô tác nhân, quạ, bơm và một số thiết bị
phụ khác như buồng đốt, xyclon v.v Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện quá
trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy.
Trong đò án môn học này em được giao thiết kế thiết bị sấy cá xuất khẩu.Với
kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo chưa đầy đủ nên còn nhiều bỡ ngỡ và chắc
chắn không tránh khỏi những sai sót. Mong được các thầy cô trong khoa chỉ dẫn thêm
để em hoàn thành tốt đồ án sau. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.TRẦN VĂN
VANG đã hướng dẫn tận tình đẻ em hoàn thành được đồ án này.
Sinh viên thiết kế
Trần Đình Nguyên Lộc
Chương I: TÍNH CHẤT VẬT ẨM VÀ CÔNG NGHỆ SẤY
1.1. Tính chất vật ẩm
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
1
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang

- Cá chuồn là loại thủy sản có ít mỡ,có độ ẩm từ 78÷80%. Khi cá chết thì với độ ẩm
cao như vây sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển gây ra hiện
tượng thối rữa.
- Nếu ta làm giảm độ ẩm xuống còn 35÷10% thì sẽ ngăn cản được một số loại vi
khuẩn.Nếu độ ẩm chỉ còn 10÷ 12% thì hầu như vi khuẩn không còn phát triển được
nữa. Ngoài ra còn có nhiệt độ, độ ẩm tới quá trình thối rữa của cá.
- Cá chuồn là loại cá ít mỡ nên nhiệt dung riêng của cá chuồn ta chọn là 3,62 kJ/kgK
1.2. Phương pháp sấy và chế độ sấy
Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu. Mỗi phương thức sấy đều co ưu khuyết điểm
riêng của nó.
Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau. Tác
nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm
nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy). Dọc theo hầm sấy tác nhân sấy giảm
dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu
sấy có độ ẩm cao nhất. Nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy
cũng giảm dần. Ưu điểm: vật liệu sấy lấy ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ cao nên khô
hơn.
Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều nhau. Vật liệu
ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ ẩm nhỏ
nên bốc hơi nhanh. Ưu điểm: thiết bị đơn giản hơn so với sấy ngược chiều. Nhược
điểm: độ ẩm cuối của vật liệu sấy còn cao hơn sovới sấy ngược chiều.
Vậy trường hợp sấy cá theo phương phâp sấy ngược chiều hiệu quả nhất.Chọn
tác nhân sấy: để sản phẩm được tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sây là
không khí.
1.3. Tiêu chuẩn và lựa chọn nguyên liệu đầu vào
* Tiêu chuẩn chọn cá:
- Cá phải tươi tốt, thịt cứng trọng lượng khoảng 200g/con.
- Cá còn nguyên vẹn không bị tổn thương
- Cá không bị dịch bệnh
- Cá có mùi tanh tự nhiên

* Xử lý cá
- Dùng dao mổ bụng loại bỏ những thành phần như: ruột, gan mật, bong bóng
- Cắt bỏ đầu, bỏ xương bỏ vảy
- Rửa sạch mạch máu và các phần bẩn khác bám trong cá
1.4. Công nghệ sấy cá
- Trong quá trình phải đảm bảo không làm mất chất cá tức là phải đảm bao mùi vị
của cá
- Để đáp ứng tiêu chẩn ta dùng tác nhân sấy là không khí nóng đối lưu cưỡng bức.
Nhiệt độ sấy khoảng 45÷ 70
0
C, trong khoảng 8
h
. Để độ ẩm của cá giảm xuống còn
10÷20%, cá được xếp trên những vỉ sắt không được dày quá, các khay được sắp trên
xe goòng rồi đưa vào hầm sấy.
- Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho khí nóng trong hầm là calorife khí-hơi.
- Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra ngoài môi trường.
1.5. Quy trình chế biến cá khô xuất khẩu
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
2
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
- Chọn cá
- Xử lý cá
- Sấy cá ở nhiệt độ 45÷ 70
0
C trong 8
h
.
- Phân loại (đảm bảo kích thước sản phẩm đồng đều)
- Đóng gói

- Thành phẩm.
Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY
Hệ thống sấy hầm là hệ thống sấy lớn và là hệ thống sấy đối lưu cưỡng bức
gồm 3 thiết bị chính: hầm sấy, calorifer và quạt.
2.1 Năng suất sấy trong 1 giờ:
Năng suất của hệ thống sấy trong 1h là G
2
=300kg cá khô/h.
Khối lượng vật ẩm đưa vào trong 1 giờ là:
G
1
= G
2
.
2
1
100 100 12
300. 1320
100 100 80
ω
ω
− −
= =
− −
kg/h
2.2 Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1 giờ:
1 2
2
1
80 12

. 300. 1020
100 100 80
W G
ω ω
ω
− −
= = =
− −
kghơi/h
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
3
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
2.3 Chọn chế độ sấy (tác nhân sấy)
Ta chọn hệ thống sấy hầm không hồi lưu và tác nhân là không khí nóng đi ngược
chiều với vật liệu sấy. Thông số không khí ngoài trời ta lấy t
o
=25
o
C và ϕ
o
=85 %. Ta
chọn nhiệt đô tác nhân sấy vào hầm sấy t
1
=65
o
C, nhiệt tác nhân sấy ra khỏi hầm sấy
chộn sơ bộ t
2
=33
o

C với độ ẩm tương đối 85% ≤ ϕ
2
≤ 90%. Chúng ta sẽ kiểm tra lại
điều này.
2.4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết
A
B
C
1
C
0
C
2
I
t
1
t
2
t
0
d
ϕ =100%
ϕ
ο
- Các thông số không khí ngoài trời:
Nhờ cặp thông số (t
o
, ϕ
o
) đã cho chúng ta có thể xác định được trạng thái A của

không khí ngoài trời. Theo các công thức giải tích ta được.
- Phân áp suất bão hoà ứng với t
o
=25
o
C
4026,42 4026,42
exp{12 } exp{12 } 0,0315
235,5 235,5 25
b
o
p
t
= − = − =
+ +
bar
- Lượng chứa ẩm d
o
d
o
=
0,85.0,0315
0,621
745
0,85.0,0315
750
−
= 0,0172 kg ẩm/kg kk
d
0

= 0,0172 kg âm/kg kk
- Entanpi I
o
I
o
= 1,004.t
o
+ d(2500 + 1,842.t
o
)
I
o
= 1,004.25 + 0,0172 (2500 + 1,842.25) = 68,8921 kJ/kg kk
C
dx
(d
0
) = C
pk
+ C
pa
.d
0
= 1,004+ 1,842.0,0172 =1,0353 kJ/kg kk
* Entanpy của TNS sau calorifer (điểm B):
Trạng thái không khí sau calorifer B được xác định trên đồ thị I- d bởi cặp thông
số (t
1,
d
0

). Từ điểm B chúng ta dễ dàng tìm thấy trên đồ thị I- d entanpy I
1
, độ ẩm tương
đố
1
. Ngoài ra cũng có thể tính toán theo công thức giải tích sau.
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
4
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
+ Entanpi I
1
:
I
1
= 1,004.t
1
+ d
0
(2500 + 1,842.t
1
)
I
1
= 1,004.65 + 0,0172 (2500 + 1,842.65) = 110,3194 kJ/kgkk
+ Phân áp suất bão hòa của hơi nước P
b1
ở nhiệt độ t
1
= 65
0

C
P
b1
= exp






+
−
1
5,235
42,4026
12
t
= exp
4026,42
12
235,5 65
 
−
 
+
 
= 0,2468 bar
+ Độ ẩm tương đối ϕ
1
ϕ

1

( ) ( )
0
1 0
745
.0,0172
.
750
0,1085
0,621 0,2468 0,621 0,0172
b
B d
P d
= = =
+ +
ϕ
1
=10,85 %
- Thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết (điểm C
0
)
Trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết được xác định bởi cặp thông số :
I
20
= I
1
, t = t
2

+ Lượng chứa ẩm d
20

d
20
= d
0
( )( )
2
210
.842,12500 t
ttdC
dx
+
−
+
d
20
= 0,017+
1,0353(65 34)
0,0297
2500 1,842.34
−
=
+
kgẩm/kgkk
+ Phân áp suất hơi bão hòa của hơi nước ỏ nhiệt độ t
2
P
b2

= exp
2
4026,42 4026,42
12 exp 12 0,0528
235,5 235,5 34t
 
 
− = − =
   
+ +
 
 
bar
+ Độ ẩm tương đối
ϕ
20

( )
20
2 20
745
.0,0297
.
750
0,8587
0,621 0,0528(0,621 0,0297)
b
B d
P d
= = =

+ +
ϕ
20
= 85,87 %
Với độ ẩm ϕ
20
= 85,22% thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng do tác
nhân sấy mang đi vừa đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương mà chúng ta đặt
ra trên đây.
+ Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm l
0
l
0

20 0
1 1
80
0,0297 0,0172d d
= = =
− −
kgkk/kg ẩm
L
0
= W.l
0
= 1020.80= 81600 kgkk/h
Tác nhân sấy trước khi vào hầm sấy có t
1
= 65
0

và ϕ
1
= 11%
Theo phụ lục 5, với thông số này thể tích của không khí ẩm chứa 1kg không khí:
v
B
= 1,0028 m
3
/kgkk
Tương tự tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết (điểm C
0
) có t
2
= 34
0
C,
ϕ
20
= 86%
Ta có: v
C0
= 0,912 m
3
/kgkk
Do đó:
V
B
= L
0
.v

B
=81600.1,0028 = 81828,48 m
3
/h
V
Co
= L
o
.v
co
= 81600.0,912 = 74419,2 m
3
/h
Lưu lượng thể tích trung bình V
o

Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
5
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
V
o
= 0,5(V
B
+ V
Co
) = 0,5(81828,48 +74419,2) = 78123,84 m
3
/h
V
o

= 21,7 m
3
/s
- Nhiệt lượng tiêu hao q
o
q
o
= l
o
(I
1
- I
0
) = 80 (110,3194 - 68,8921) = 3314,1840 kJ/kg ẩm
Q
o
= q
o
.W = 3314,1840.1020 = 3380467,68 kJ/h
Q
o
= 939,0188W
L
o
là một trong hai thông số cho phép ta chọn quạt và Q
o
là cơ sở ta chọn Calorifer
khi thiết kế sơ bộ hệ thống sấy.
2.5 Xác định kích thước hầm sấy
Hình 2: khay sấy hình 3: xe goong

* Chọn thiết bị chuyển tải là xe goòng có kích thước rộng * dài * cao 3000 x 1000 x
1500 mm. Mỗi xe dặt 25 khay, mỗi khay chứa 30kg nguyên liệu. Như vậy khối lượng
vật liệu sấy mỗi xe bằng.
G
X
= 25.30 = 750 kg
* Số xe goòng cần thiết.
1
. 1320.8
15
750
X
G
n
G
τ
= = ≈
xe
* Kích thước hầm sấy:
- Chiều rộng hầm: B
h
= B
X
+ 100 = 3100 mm
- Chiều cao của hầm: H
h
= H
X
+50 = 1550 mm
- Chiều dài hầm sấy: L

h
= n.L
X
+ 2.1000 = 17000 mm
* Kích thước phủ bì hầm sấy: hầm được xây bằng gạch có chiều dày δ
1
= 250mm.
Trần hầm sấy được đổ bê tông có chiều dày δ
2
= 80 mm và lớp cách nhiệt bằng bông
thủy tinh có chiều dày δ
3
= 150 mm.
- Chiều rộng phủ bì: B = B
h
+ 2δ
1
= 3100 + 2.250 = 3600 mm.
- Chiều cao phủ bì: H = H
h
+ δ
2
+ δ
3
= 1550 + 80 + 150 = 1780 mm
2.6 Tính toán nhiệt hầm sấy
a. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi q
v
.
Để tính tổn thất do vật liệu mang đi trước hết ta phải biết nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi

hầm t
v2
và nhiệt dung riêng của nó. Theo kinh nghiệm, nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
6
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
thiết bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tương ứng 5
÷
10
0
C. trong hệ thống sấy
của ta, vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau nên:
t
v2
= t
1
-
( )
105 ÷
0
C = 65 - 10 = 55
0
C
Nhiệt dung riêng của cá sau khi sấy
C
v2
=C
vk
(1- 0,12) + 4,18.0,12 = 3,62.0,875 + 0,5225 = 3,3976 kJ/kgK
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi bằng:

Q
v
= G
2
C
v2
(t
v2
- t
v1
) = 300.3,3976(50 - 20) = 35448 kJ/h
q
v

34,7529
v
Q
W
= =
kJ/kg ẩm
b. Tổn thất do thiết bị chuyển tải mang đi.
- Tổn thất do xe goòng mang đi
Xe goòng làm bằng thép CT
3
có khối lượng một xe G
X
= 60 kg. Nhiệt dung riêng của
thép bằng C
X
=0,5 kJ/kgK. Nhiệt độ xe goòng ra khỏi hầm lấy bằng nhiệt độ tác nhân.

Như vậy t
X2
= t
1
= 65
0
C. Do đó:
Q
X
=
2 1
. . .( ) 15.60.0,5(65 20)
2531,25
8
X X X X
n G C t t
τ
− −
= =
kJ/h
q
X
==
W
Q
X
2,4816 kJ/kg ẩm
- Tổn thất do khay sấy mang đi
Khay sấy làm bằng nhôm có trọng lượng mỗi khay G
k

= 4 kg. Nhiệt độ của khay ra
khỏi hầm sấy cũng bằng nhiệt độ tác nhân, nghĩa là t
k2
= t
1
= 65
0
C. Nhiệt dung riêng
của nhôm bằng C
K
= 0,88 kJ/kgK. Do đó tổn thất do khay mang đi bằng.
Q
K
=
2 1
15. . . ( ) 15.15.4.0,88.45
4455
8
K K K K
n G C t t
τ
−
= =
kJ/h
q
K
4,3676
K
Q
W

= =
kJ/kg ẩm
Vậy tổn thất do thiết bị chuyển tải mang đi bằng
Q
CT
= Q
X
+ Q
K
=6986,25 kJ/h
q
CT
= q
x
+ q
k
=6,8493 kJ/kg ẩm
c. Tổn thất ra môi trường
Giả thiết tốc độ tác nhân sấy.
Để tính tổn thất nhiệt ra môi trường giả thiết trước tốc độ tác nhân sấy trong
hầm. Khi kết cấu của hầm đã xác định thì tiết diện tự do của hầm cũng đã được xác
định. Nếu chiều dài của khay L
K
bằng chiều rộng của xe L
X
và chiều cao của khay lấy
bằng 50 mm thì tiết diện tự do của hầm sấy bằng:
F
td
= (B

h
.H
h
- 15.L
k
.H
k
) =(3,1.1,550 -15.3.0,05) = 2,555 m
2
Do đó tốc độ tác nhân sấy tối thiểu:
w
o

21,7
8,49
2,555
o
td
V
F
= = =
m/s
Vì lưu lượng trong quá trình sấy thực phải lớn hơn lưu lượng tác nhân sấy trong
quá trình sấy lý thuyết nên tốc độ tác nhân sấy giả thiết để tính toán các tổn thất cũng
phải lớn hơn w
o
giả sử ta lấy w =9 m/s. Chúng ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này sau khi
đã tính được lưu lượng thể tích thực tế.
Các dữ liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua hai tường bên hàm sấy.
Nhiệt độ dịch thể nóng trong trường hợp này là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy:

t
f1
= 0,5 (t
1
+ t
2
) = 0,5 (65 + 34) = 49,5
0
C
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
7
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
Nhiệt độ dịch thể lạnh là nhiệt độ môi trường: t
f2
= 25
0
C
Kích thước xác định là chiều cao tường hầm sấy: H
h
= 1780 mm
Tường xây bằng gạch dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt: λ
1
= 0,77 W/mK
Chúng ta xem tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng bức với tốc độ: w = 9m/s,
không khí bên ngoài chuyển động đối lưu tự nhiên và chảy rối.
* Mật độ dòng nhiệt truyền qua hai tường bên: q
- Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và mặt trong của
tường:
q
1

= 1,715 (t
f1
- t
w
)
1,333
+ Giả thiết: t
w1
= 45,15
0
C
q
1
= 1,715 (49,5 - 45,15)
1,333
= 12,1722 W/m
2
-Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt q
2:
( )
λ
δ
δ
λ
2
12212
q
ttttq
wwww
−=⇒−=

2
12,1722
45,15 29,3419
0,77
w
t = − =
0
C
- Mật độ dòng nhiệt do đối lưu từ mặt ngoài của tường với không khí xung quanh q
3
:
q
3
= 1,715 (t
w2
- t
f2
)
1,333
= 1,715 (29,319 - 25)
1,333
= 12,1420 W/m
2
q
1
≈

q
3
Vậy t

w1
= 45,15
0
C, t
w2
=29,34
0
C và q = 12,1722 W/m
2
= 43,819 kJ/m
2
h
Theo công thức 7.43 trang 143 sách tính toán và thiết kế hệ thống sấy, ta có:
q = k (t
f1
- t
f2
)
k
1 2
12,1722
0,4968
49,5 25
f f
q
t t
= = =
− −
W/m
2

K
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức giữa tác nhân sấy với mặt trong tường sấy
(α
1
) và giữa mặt ngoài tường hầm sấy với không khí xung quanh (α
2
) :
α
1

1 1
12,1722
2,7982
49,5 45,15
f w
q
t t
= = =
− −
W/m
2
K
α
2

w1 2
12,1722
2,8034
29,3419 25
w

q
t t
= = =
− −
* Tổn thất nhiệt qua 2 tường bên:
Q
t
= F.q = 2(17.1,780).43,819 = 2651,9259 kJ/h
2,5999
t
t
Q
q
W
= ==
kJ/kg ẩm
* Tổn thất nhiệt qua trần
Theo giáo trình truyền nhiệt, bề mặt nóng quay lên như trần hầm sấy thì hệ số trao đổi
nhiệt đối lưu:
α
2tr
= 1,3α
2
= 1,3.2,7982=3,6377 W/m
2
K
Do đó hệ số truyền nhiệt tính cho trần bằng:
k
tr

23
3
2
2
1
11
1
αλ
δ
λ
δ
α
+++
=
Với λ
2
và λ
3
tương ứng là hệ số dẫn nhiệt của bê tông và bông thủy tinh cách
nhiệt. Theophụ lục 2 ta có:
λ
2
= 1,28 W/mK, λ
3
= 0,058 W/mK
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
8
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
k
tr

1
0,3048
1 0,08 0,15 1
2,7982 1,28 0,058 3,6377
= =
+ + +
W/m
2
K
k
tr
=0,3048 W/m
2
K
Do đó :
Q
tr
= 3,6.k
tr
.F
tr
(t
f1
- t
f2
)
Q
tr
= 3,6.0,3048.17.3,6.(49,5 - 25) = 1645,2616 kJ/h

q
tr

1,613
tr
Q
W
= =
kJ/kg ẩm
* Tổn thất qua cửa:
Hai đầu hầm sấy có cửa làm bằng thép dày
4
δ
= 5mm, hệ số dẫn nhiệt
λ
4
= 0,5 W/mK. Do đó hệ số truyền nhiệt qua cửa k
c
bằng:
4
1 4 2
1 1
1,3811
1 0,005 11 1
2,7982 0,5 2,8034
c
k
δ
α λ α
= = =

+ ++ +
W/m
2
K
Cửa phía tác nhân sấy có độ chênh lệch nhiệt độ (t
1
- t
0
) còn đầu kia có độ chênh lệch
nhiệt độ bằng (t
2
- t
0
). Do đó:
Q
c
= 3,6.k
c
.F
c
{(t
1
- t
0
) + (t
2
- t
0
)}
Q

c
= 3,6.1,3811.3,6.1,78{(65 - 25) + (34 - 25)} = 1561,1557 kJ/h
q
c

1,5305
c
Q
W
= =
kJ/kg ẩm
* Tổn thất nhiệt qua nền
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy bằng 49,5
0
C và giả sử tường hầm sấy cách
tường bao che của phân xưởng là 1m. theo bảng 7.1 trang 142 sách thiết kế hệ thống
sấy, ta có:
q

= 41,75 W/m
2
Do đó tổn thất qua nền bằng:
Q
n
= 3,6.F
n
.q = 3,6.17.3,6.41,75 = 9198,36 kJ/h
q
n

9,018
c
Q
W
= =
kJ/kg ẩm
Như vậy, tổn thất nhiệt truyền qua kết cấu bao che ra môi trường xung quanh bằng:
Q
mt
= Q
t
+ Q
tr
+ Q
c
+ Q
n

Q
mt
= 2651,9259 +1645,2616+1561,1557 + 9198,36 = 16613,5475 kJ/h
q
mt

16,2878
mt
Q
W
= =
kJ/kg ẩm

* Tổng tổn thất :
∆ = C
a
.t
v1
- q
v
- q
ct
- q
mt

∆ = 1,842.20 - 34,7529 - 6,8493 - 16,2878 = -21,05 kJ/kg ẩm
2.7 Tính toán quá trình sấy thực
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
9
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
t
1
t
2
t
o
A
B
C
C
o
E
o

D
o
D
I
d
ϕ = 100%
ϕ
ο
* Xây dựng quá trình sấy thực trên đồ thị I-d
Từ đầu điểm C
o
ta đặt đoạn C
o
E
o
thỏa mãn đẳng thức (7.39)
C
o
E
o
= ∆ (C
o
D
o
) (M
d
/M
I
)
Trong đó: ∆ = - 21,05 kJ/kg ẩm

Nối điểm E
o
và điểm B, giao điểm C của đường BE
o
cắt đường t = 34
0
C chính là điểm
biểu diễn trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy thực. Từ điểm C cúng ta tìm được
Entanpi I
2
, lượng chứa ẩm d
2
và độ ẩm ϕ
2
của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực. Các
thông số này cũng có thể xác định bằng giải tích. Trong đồ án này ta xác định bằng
phương pháp giải tích.
* Lượng chứa ẩm d
2
theo (7.32 tr 138, tl hdtkhts)
d
2
= d
o
+
( ) ( )
( )
1 2
2
1,0353.(65 34)

0,0172
2500 1,842.34 21,05
dx o
C d t t
i
−
−
= +
− ∆ + +
d
2
= 0,0296 kg ẩm/kgkkk
* Entanpi I
2

I
2
= 1,004.t
2
+ d
2
(2500 + 1,842.t
2
)
I
2
= 1,004.34 + 0,0296 (2500 + 1,842.34) = 109,9898 kJ/kgkkk
* Độ ẩm tương đối ϕ
2
(7.34)

ϕ
2

( ) ( )
2
2 2
745
.0,0296
.
750
0,8559
0,621 0,0528 0,621 0,0296
b
B d
P d
= = =
+ +

ϕ
2
= 85,59%
Vậy ϕ
2
thỏa mãn điều kiện. Như vậy chọn t
2
= 34
0
C là hợp lý
2.8 Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực
Khối lượng không khí khô.

Theo công thức 7.35 sách thiết kế hệ thống sấy: lượng không khí khô cần thiết để bốc
hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy thực tế là:
2
1 1
80,642
0,0296 0,0172
o
l
d d
= = =
− −
kgkkk/kg ẩm
=> lượng không khí khô để làm bay hơi W kg ẩm là:
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
10
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
L = W.l = 1020.80,642 = 82258,0645 kgkk/h
Để thiết lập bảng cân bằng nhiệt ta tính:
- Nhiệt lượng tiêu hao q:
q

= l. (I
1
- I
o
) = 80,642(110,3194 - 68,8921) = 3333,3234 kJ/kg ẩm
- Nhiệt lượng có ích q
1
:
q

1
= i
2
- C
a
.t
v1
= (2500 +1,842.34) - 4,18.20 = 2479,028 kJ/kg ẩm
- Tổn thất nhiệt do thiết bị sấy mang đi:
Nếu sử dụng khái niệm nhiệt dung riêng dẫn xuất C
dx
(d
o
) theo công thức (7.17)
nhiệt lượng này bằng:
q
2
= l. C
dx
(d
o
) (t
2
- t
0
)
q
2
= 80,642.1,0353.(34 - 25) = 751,398 kJ/kg ẩm
- Tổng lượng nhiệt có ích và các tổn thất q’:

q’ = q
1
+ q
2
+ q
v
+ q
ct
+ q
mt

q’ = 2479,028+751,398+34,7529+6,8493+16,2878=3288,3160 kJ/kg ẩm
Có thể thấy rằng nhiệt lượng tiêu hao q và tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất
q’ phải bằng nhau. Tuy nhiên do trong quá trình tính toán chúng ta đã làm tròn hoặc do
sai số trong quá trình tính toán các tổn thất mà ta đã phạm một số sai số nào đó. Chúng
ta kiểm tra sai số này, ở đây sai số tuyệt đối:
∆
q
= q - q’ = 3333,3234 - 3288,3160 = 45 kJ/kg ẩm
Hay sai số ε:
45
.100% .100% 1,35%
3333,3234
q
q
ε
∆
= = =
.
Bảng cân bằng nhiệt

TT Đại lượng Ký hiệu kJ/kg ẩm %
1 Nhiệt lượng có ích q
1
2479,028 74,37
2 Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy q
2
751,398 22,54
3 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy q
v
34,7529 1,04
4 Tổn thất nhiệt do thiết bị chuyền tải q
ct
6,8493 0,2
5 Tổn thất nhiệt do môi trường q
mt
16,2878 0,48
6 Tổng nhiệt lượng tính toán q’ 3288,316 100
7 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3333,323 100
8 Sai số tương đối
ε
0
Từ bảng cân bằng nhiệt ta có mấy nhận xét:
- Hiệu suất nhiệt thiết bị sấy: η
T
= 74,37%
- Trong tất cả các tổn thất thì tổn thất do tác nhân sấy mang đi là lớn nhất, tiếp đó
là tổn thất do vật liệu sấy, tổn thất ra môi trường vă tổn thất do thiết bị chuyển tải là bé
nhất xem như không đáng kể.
* Bây giờ chúng ta kiểm tra về giả thuyết tốc độ tác nhân sấy trong hầm sấy:
- Thể tích tác nhân sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy t

2
= 34
0
C và độ ẩm
ϕ
2
= 86 %
Tra phụ lục 5 ta có:
v
C
= 0,912 m
3
/kgkk
Do đó lưu lượng thể tích tác nhân sấy sau hầm sấy V
c
:
V
C
= L.v
c
= 82258,0645. 0,912 = 75019,3548 m
3
/h
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
11
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
- Thể tích tác nhân sấy trước khi vào hầm sấy khi tính quá trình sấy lý thuyết, ta đã
có: v
B
= 1,0028 m

3
/kg
V
B
= L . v
B
= 82258,0645 . 1,0028 = 82488,3871 m
3
/h
- Lưu lượng thể tích trung bình tác nhân sấy trong hầm sấy V bằng:
V = 0,5 (V
B
+ V
C
) = 0,5 (82488,3871 + 75019,3548) = 78753,8709 m
3
/h
v =
78753,8709
21,87
3600
=
m
3
/s
* Kiểm tra tốc độ tác nhân sấy đã giả thuyết:
Tốc độ trung bình của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực w bằng:
21,8761
8,5
2,555

td
v
w
F
= = =
m/s
Tốc độ TNS chúng ta giả thiết khi tính tổn thất bằng 8,5 m/s. So với tốc độ thực sai số
rất nhỏ. Như vậy là mọi tính toán có thể xem là đúng.
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
12
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
Chương 3: TÍNH CHỌN CALORIFE VÀ QUẠT
3.1 Tính Calorifer
- Nhiệt lượng mà Calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy:
Q = W.q =1020.3333,323 = 3399989,46 kJ/h
Q =944,4415 kW
- Khi đó bề mặt truyền nhiệt của Calorifer bằng:
ctb
tK
Q
F
η
∆
=
Với :
K: hệ số truyền nhiệt của Calorifer
∆t
tb
: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa khí và hơi
η

c
: hiệu suất nhiệt của Calorifer
Lưu lượng hơi cần thiết
3399989,460
1963,9495
. 0,8.2164
c
Q
D
r
η
= = =
kg/h
Vậy phải chọn l hơi có công suất 1964 kg/h
3.2 Chọn quạt
Lưu lượng quạt:
V = 78753,8709 m
3
/h
Thể tích không khí ẩm ở điều kiện tiêu chuẩn (t
o
= 0
0
C, P
o
= 760mmHg)
V
o

o

L
ρ
=
Với: ρ
o
: khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn
Theo /14/ ρ
o
= 1,293 kg/m
3
V
o

82258,0645
63617,9927
1,293
o
L
ρ
= = =
m
3
/h
Cột áp toàn phần mà quạt phải thực hiện:
∆P = ∆P
C
+ ∆p
ô
+ ∆P
s

+ ∆P
x
+ ∆P
d
Với: ∆P
C
= 50mmH
2
O : trở lực qua Calorifer
∆p
ô
= 0: trở lực qua đường ống dẫn
∆P
s
= 30mmH
2
O: trở lực qua thiết bị sấy
∆P
x
= 0: trở lực qua thiết bị lọc bụi
∆P
d
= 40mmH
2
O: áp suất động của khí thoát
∆P = 50+30+40 = 120mmH
2
O
Vậy tổng công suất của quạt:
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:

13
Đồ án môn học: kỹ thuật sấy Ts. Trần Văn Vang
2 2
. .
78753,8709.1,293.120
1,1. 59,68
3600.102. . 3600.102.1,056 .0,55
o
q
V P
N k
ρ
ρ η
∆
= = =
kW
Do đó ta chọn quạt có công suất: N = 60 kW
MỤC LỤC
Lời nói đầu 1
Chương I: Tính chất vật ẩm và công nghệ sấy 2
1.1. Tính chất vật ẩm 2
1.2. Phương pháp sấy và chế độ sấy 2
1.3. Tiêu chuẩn và lựa chọn nguyên liệu đầu vào 2
1.4. Công nghệ sấy cá 3
1.5. Quy trình chế biến cá khô xuất khẩu 3
Chương 2: Tính toán nhiệt thiết bị sấy 4
2.1. Năng suất sấy trong 1 giờ 4
2.2. Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1 giờ 4
2.3. Chọn chế độ sấy 4
2.4. Tính toán quá trình sấy lý thuyết 4

2.5. Xác định kích thước hầm sấy 6
2.6. Tính toán nhiệt hầm sấy 7
2.7. Tính toán quá trình sấy thực 10
2.8. Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực 11
Chương 3: Tính chọn calorife, lò hơi và quạt 14
3.1. Tính chọn Calorife 14
3.2. Tính chọn quạt 14
Svth: Trần Đình Nguyên Lộc, lớp 06N Trang:
14