Thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp tầng sôi có công suất 1000 kg trên h

Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
(Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học và thực phẩm)
1. Họ và tên sinh viên thực hiện:
Nguyền Bình Khang MSSV: 1052010099
Nguyễn Văn Khánh 1052010101
Phạm Anh Khoa 1052010105
Lớp: DH10H2
Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học
Chuyên ngành hóa dầu
2. Đề tài (Nhiệm vụ thiết kế)
Thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp tầng sôi có công suất 1000
kg/h.
3. Dữ kiện ban đầu: Thiết kế máy sấy lúa dạng tầng sôi từ độ ẩm 25%
xuống độ ẩm 10%, công suất 1000kg/h.
Xác nhận của giảng viên hướng dẫn:
(Ký tên)
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
1. Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Hải
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân

Phan Thị Hồng Vân
Nhận xét:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………
Điểm: Điểm:
Chữ ký: Chữ ký:
2.Giảng viên hay Hội đồng bảo vệ. Nhận xét:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………
Điểm: Chữ ký:
Điểm tổng kết:
LỜI CẢM ƠN
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân

Sau hơn 2 tháng làm việc, đến nay chúng em đã hoàn thành bản đồ án.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong ban chủ nhiệm khoa công nghệ
hóa học và thực phẩm, bộ môn quá trình và thiết bị đã tạo điều kiện thuận lợi
cho nhóm em thực hiện và hoàn thành đồ án này. Trong quá trình nhóm em làm
đồ án thì không tránh khỏi những sai sót và em mong các thầy và cô trong khoa
sẽ hiểu và thông cảm cho nhóm của chúng em.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Quốc Hải
và cô Phan Thị Hồng Vân, người đã tận tình và hết lòng chỉ bảo để chúng em có
thể hoàn thành bản đồ án.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè và người
thân đã giúp đỡ động viên chúng em trong học tập và trong cuộc sống. Những
tình cảm quý báu đó đã giúp chúng em có được kết quả ngày hôm nay.
Trân trọng!
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Khánh
Nguyễn Bình Khang
Phạm Anh Khoa
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật 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 có công đoạn
sấy khô để bảo quản dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành
hải sản, rau quả và các thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt
như lúa, ngô đậu sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm
sẽ giảm phẩm chất thậm chí còn hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu
hoạch.
Có nhiều phương pháp sấy, nhưng tùy thuộc vào điều kiện thực tiễn mà
lựa chọn phương pháp thích hợp. Do điều kiện khí hậu ước ta có độ ẩm có độ

ẩm cao, do đó việc lựa chọn thiết bị đạt năng suất cao, tiết kiệm năng lượng là
hết sức quan trọng.
So với các phương pháp sấy khác, phương pháp sấy tầng sôi có thể đáp
ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng như trên và là phương pháp sấy mang lại
hiệu quả nhất.
Nhóm chúng em được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống sấy lúa tầng sôi
năng suất 1000kg/h”, nhằm tìm hiểu rõ về phương pháp này, làm quen với việc
tính toán thiết kế thực tế, trao đổi và thảo luận giữa sinh viên với giảng viên,
giúp sinh viên thu được nhiều kiến thức, kỹ năng, tăng cao khả năng suy đoán,
đặt vấn đề và giải quyết các vấn đề đó. Biết cách trình bày một đồ án để làm
tiền đề cho các đồ án sau này.
Do kiến thức có hạn nên mặc dù đã cố gắng nhưng trong đề tài không
tránh khỏi những sai xót và thiếu xót. Kính mong được sự góp ý của quý thầy
cô để đề tài của chúng em được hoàn chỉnh hơn.
Trân trọng cảm ơn!
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
Ý NGHĨA KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA ĐỒ ÁN
Nước ta là nước có nền kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp, chỉ một
phần được giữ lại để làm giống cho vụ sau còn phần lớn được đưa đi tiêu dùng,
vì vậy phát triển các phương pháp bảo quản nông sản sau thu hoạch là rất cần
thiết.
Sấy là bước quan trọng nhất trong việc bảo quản nông sản, để lưu trũ hay
chuẩn bị cho chế biến. Tuy nhiên với điều kiện thời tiết thay đổi không ổn định
như hiện nay thì lựa chọn qua trình sấy và thiết bị sấy phù hợp là cần thiết.
Hệ thống sấy tầng sôi này có thể hoạt động gián đoạn hay liên tục, quá
trình truyền nhiệt, dẫn ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy là rất tốt, năng suất
cao, thời gian sấy nhanh và chất lượng khá đều, tiết kiệm chi phí, công sức cho
việc phơi và bảo quản.

Việc tính toán, thiết kế lắp ráp hệ thống sấy tầng sôi đối với các hạt nông
sản nói chung vá lúa nói riêng tương đối đơn giản dễ thực hiện.
Nguyên vật liệu dùng để chế tạo thiết bị của hệ thống rất thông dụng và rẻ
(thép CT3), thiết bị nhỏ gọn dễ dàng vận chuyển. Do vậy vốn đầu tư không cao,
thời gian hoàn vốn nhanh.
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
CHƯƠNG 1
TÌM HIỂU CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH SẤY
I. TÌM HIỂU VỀ THÀNH PHẦN CỦA LÚA
1. Nguồn gốc của lúa
Lúa là nguồn lương thực chính cho bữa ăn hằng ngày của gần một nữa
dân số trên thế giới. Lúa được trồng nhiều nhất ở khu vực Đông Nam Châu Á.
Cây lúa xuất hiện khoảng hơn 3000 năm trước Công Nguyên ở vùng
Đông Nam châu Á. Đến nay các nước trên thế giới đều có có ngành trồng lúa.
Lúa nước là loại cây ưa nước và ẩm, do đó lúa được trồng nhiều ở châu thổ các
con sông lớn thuộc những vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới.
Cây lúa thuộc họ hòa thảo và có khoảng trên 20 loại khác nhau. Phổ biến
nhất và có ý nghĩa kinh tế nhất là loại lúa nước. lúa nước được chia thành hai
loại là loại hạt ngắn và loại hạt bình thường. lúa nước loại bình thường là phổ
biến hơn cả và đã tồn tại đến ngày nay.
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong
đới sống của con người. lúa còn là nguyên liệu sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều
trong ngành công nghiệp thực phẩm. lúa cũng được dùng làm thức ăn cho chăn
nuôi gia súc gia cầm.
Hiện nay, Việt Nam đứng thứ 2 trên thế giới về lượng gạo xuất khẩu trên
thế giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới.
đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.
2. Cấu tạo và đặc tính của nguyên liệu

a. Cấu tạo
Lúa là loại lương thực có vỏ trấu bao bọc. tùy theo giống và điều kiện
sinh trưởng râu có thể dài hay ngắn. ở cuối của vỏ trấu có mày hạt.
Cấu tạo hạt lúa bao gồm: mày lúa, vỏ trấu, vỏ hạt, nội nhủ và phôi.
- Mày lúa: quá trình sấy bảo quản mày lúa bị rụng ra làm tăng lượng tạp
chất trong lúa.
- Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt lúa chống các ảnh hưởng của môi
trường và sự phá hủy của sinh vật, mầm mốc…
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
- Vỏ hạt: bao bọc nội nhủ, thành phần chủ yếu cấu tạo chủ yếu là lipit
và protit.
- Nội nhủ: là thành phần chính và chủ yếu nhất của hạt lúa, 90% là
gluxit.
- Phôi: nằm ở góc dưới của nội nhũ, làm nhiệm vụ biến các chất dinh
dưỡng trong nội nhũ để nuôi mộng khi hạt lúa nảy mầm.
Màu sắc của vỏ trấu cũng khác nhau tùy theo giống lúa và điều kiện trồng
trọt, thường có màu vàng nhạt, vàng nâu và nâu đen.
Các lớp vỏ ngoài và vỏ trong của lúa chiếm khoảng 4% đến 5% khối
lượng hạt và chứa sắc tố vằng đục hoặc nâu hồng. lúa chỉ có một lớp tế bào
( riêng ở lưng hạt có thể chứa hai đến ba lớp) lớp tế bào anorong chiếm khoảng
2-3%. Nội nhủ chiếm khoảng 65-67%.
Giống lúa có tỉ lệ trong cao thì tỉ lệ thành phần thu được trong quá trình
say sát cũng cao, do đó người ta coi tỉ lệ trong là một chỉ số quan trọng để đánh
giá chất lượng lúa. Độ trong của lúa phụ thộc nhiều vào độ chín của hạt. Hạt
chín trong điều kiện có độ ẩm của không khí cao thì có độ trong thấp hơn so với
hạt chín trong điều kiện khí khô ráo.
b. Đặc tính
• Tính tản rời: là đặc tính đổ lúa từ trên cao xuống, lúa tự chuyển dịch thành hình

chóp nón, phía đáy rộng và đỉnh nhọn, không có hạt nào dính với hạt nào. Khi
đó sẽ taọ nên góc nghiêng α giữa đáy và sườn khối lúa một cách tự nhiên. Tính
tản rời của khối lúa phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của hạt lúa. Dựa vào
độ tản rời để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi của lúa.
• Tính tự chia loại: khối hạt có cấu tạo từ thành phần ( luá sạch, lúa lép, tạp chất),
không đồng nhất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỷ trọng)do đó trong quá
trình di chuyển tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng, gọi là tính tự chia
loại của khối hạt. hiện tượng tự chia hạt ảnh hưởng xấu tới việc làm khô, bảo
quản.
• Độ hổng của khối lúa: là khoảng không nằm trong khe hở giữa các hạt,có chứa
đầy không khí. Được tính bằng thành phần tram thể tích khoảng không gian của
khe hở các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ. Trong quá trình sấy,
khối lúa cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho quá trình truyền nhiệt và
trao đổi nhiệt ẩm với các tác nhân sấy được dễ dàng.
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
• Tính dẫn truyền nhiệt: quá trình dẫn và truyền nhệt trong khối lúa được thực
hiện theo hai phương thức luôn tiến hành song song và có quan hệ chặt chẽ với
nhau đó là dẫn nhiệt và đối lưu. Cả hai đặc tính này của lúa rất nhỏ nhưng cũng
ảnh hưởng đến quá trình sấy.
• Tính hấ thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm: là khả năng hấp thụ và nhả các chất
khí, hơi ẩm trong quá trình sấy xảy ra nhiều giai đoạn: sấy ủ để vận chuyển ẩm
ra bề mặt lúa, để lúa được sấy khô đều.
Lúa là nguồn lương thực chính của gần ½ sốdân trên thế giới. Lúa là loại
cây ưa nóng và ẩm, do đó lúa thường được trồng nhiều ở các vùng có khí hậu ôn
đới và cận nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường được
trồng ở các châu thổ sông lớn. Nước ta có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù
hợp cho việc phát triển cây lúa.
3. Thành phần hóa học của lúa

Thành phần hoá học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose.
Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3
thành phần kể trên như: đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hoá học của
hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế
độ chăm sóc. Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng.
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
Thành phần hoá học của hạt lúa:
Thành phần
hoá học
Hàm lượng các chất ( % )
Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình
Protein 6.66 10.43 8.74
Tinh bột 47.70 68.00 56.20
Xenluloze 8.74 12.22 9.41
Tro 4.68 6.90 5.80
Đường 0.10 4.50 3.20
Chất béo 1.60 2.50 1.90
Đectrin 0.80 3.20 1.30
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong đời
sống con người. Lúa còn là nguyên liệu để sản suất tinh bột, sử dụng nhiều
trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn
nuôi gia súc, gia cầm.
Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lượng gạo xuất khẩu
trên thế giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế
giới. Đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.
II. SƠ LƯỢC VỀ QÚA TRÌNH SẤY, SẤY TẦNG SÔI
1. Khái niệm
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Kết quả

của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều này có ý
nghĩa quan trọng về nhiều mặt: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng
khả năng bảo quản; đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, đối với than củi làm
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
tăng khả năng đốt cháy… Các vật liệu sau khi sấy đều giảm khối lượng hoặc cả
thể tích nên giảm được giá thành vận chuyển.
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi
trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Cơ chế của quá trình được diễn
tả bởi 4 quá trình cơ bản sau :
+ Cấp nhịêt cho bề mặt vật liệu.
+ Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào vật liệu.
+ Khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ vật liệu ra bề mặt.
+ Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh.
Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền vận bên trong vật liệu và
sự trao đổi nhiệt ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu người ta chia thiết bị
sấy ra ba nhóm chính:
+ Sấy đối lưu
+ Sấy tiếp xúc
+ Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoa
Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp các dạng thiết bị sau:
+ TBS buồng: Vật liệu được sấy gián đoạn ở áp suất khí quyển. Vật
liệu được xếp trên các khay hoặc xe đẩy, việc nạp và tháo liệu được thực hiện
ngoài phòng sấy. Nhược điểm của hệ thống sấy khí loại này là thời gian sấy dài,
vật liệu không được đảo trộn, sấy không đều, bị mất nhiệt khi nạp và tháo liệu,
khó kiểm tra quá trình sấy.
+ TBS hầm: làm việc ở áp suất khí quyển và tác nhân sấy là không khí
hoặc khói lò. Vật liệu được đặt trên các khay và trên các goong di chuyển dọc

trong hầm thường từ 2- 3m/s. nhược điểm của hệ thống này là sấy không đều do
phân lớp không khí nóng và lạnh theo chiều cao của hầm. Tuy nhiên, hầm sấy là
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
loại hệ thống sấy dễ sử dụng các phương thức sấy khác nhau, dòng khí và vật
liệu sấy có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược lại.
+ TBS thùng quay: đây là loại hệ thống sấy quan trọng được sử dụng
rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, thực phẩm để sấy một loại hóa chất, phân
đạm, ngũ cốc, bột đường… Hệ thống làm việc ở áp suất khí quyển tác nhân sấy
có thể là không khí có thể là khói lò. Vật liệu ướt vào thùng khoảng 2-3m/s còn
thùng quay với tốc độ 1 đến 8 vòng trên phút. Ưu điểm là quá trình sấy đều đặn
và mãnh liệt nhờ có sự tiếp súc tốt giữa vật liệu và tác nhân sấy. Tuy nhiên, do
vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ bị gãy vụn tạo ra nhiều bụ do đó làm giảm
phẩm chất của sản phẩm
+ TBS tháp
+ TBS phun: dùng để sấy các loại vật liệu lỏng như sữa, dung dịch đậu
nành, gelatin… Dung dịch lỏng được phun thành dạng phun vào trong phòng
sấy. nhiệt độ phòng sấy có thể lên đến 750
0
C và phụ thuộc vào tính chịu
nhiệt của vật liệu. Ưu điểm chủ yếu của loại này là sấy nhanh sản phẩm thu
được ở dạng mịn. Nhược điểm của loại này là kích thước phòng sấy lớn, tiêu
tốn nhiều năng lượng, thiết bị phức tạp nhất ở cơ cấu phun bụi và hệ thống
thu hồi sản phẩm.
+ TBS tầng sôi
+ TBS khí động
2. Sấy tầng sôi
Sấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối lưu,
thích hợp cho việc sấy các hạt nông sản.

Bộ phận chính của TBS tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới buồng sấy
đặt ghi lò. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
thép để tác nhân sấy đi qua nhưng hạt không lọt xuống được. Tác nhân sấy có
nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ
đủ lớn, tác nhân sấy nâng các hạt vật liệu lên và làm cho lớp hạt xáo trộn. Quá
trình sôi này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và
vật liệu sấy. Các hạt vật lịêu khô hơn nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng
hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khô sẽ được đưa ra ngoài qua đường
tháo liệu.
Sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
* Ưu điểm:
+ Năng suất sấy cao
+ Vật liệu sấy khô đều
+ Có thể tiến hành sấy liên tục
+ Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản
+ Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy
+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy
* Nhược điểm:
+ Trở lực lớp sôi lớn
+ Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi
+ Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều
III. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
1: Quạt 4: Thiết bị say 7: Cyclon
2: Calorife 5: Bộ phận nhập liệu

3: Lưới phân phối khí 6: Cửa tháo liệu
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
CHƯƠNG II
CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT
1. Các kí hiệu sử dụng
G
1
: năng suất nhập liệu của vật liệu sấy.
G
2
: năng suất sản phẩm sau khi sấy.
φ
1
: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt trước khi sấy.
φ
2
: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt sau khi sấy.
H
1
: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô trước khi vào sấy.
H
2
: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô sau khi vào sấy.
T
1
: nhiệt độ của vật liệu trước khi vào sấy.
T

2
: nhiệt độ của vật liệu sau khi sấy.
W : năng suất tách ẩm.
L: lượng không khí khô cần thiết.
l : lượng không khí khô cần thiết để tách 1Kg ẩm ra khỏi vật liệu.
2. Các thông số cơ bản
a. Đối với không khí:
Trạng thái ban đầu của không khí:
t
0
= 26
0
C
ϕ
0
= 85%
Tra đồ thị H-x ta có:
H
0
= 75 KJ/Kg KKK
x
0
= 0,018 kg ẩm/Kg KKK
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
Không khí vào thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ vào buồng sấy của không khí :
t
1

= 60
0
C
H
1
= 110 Kj/Kg KKK
Không khí ra khỏi thiết bị sấy: là
t
2
= 40
0
C
Dựng chu trình sấy lý thuyết trên giản đồ H-x, từ đó ta có:
H
2
= 110 Kj/Kg KKK
x
2
= 0,028 g ẩm/Kg KKK
b. Đối với vật liệu sấy (lúa)
Theo tài liệu Kỹ Thuật Sấy Nông Sản-Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương
ta có các thông số kích thước sau của lúa
- Các kích thước của lúa:
Dài: l = 8,5 mm
Rộng: a= 3,4 mm
Dày: b = 2 mm
Đường kính tương đương: d = 2,76 mm
Hệ số hình dạng: ϕ
hd
= 1,68

- Các thông số khác:
Nhiệt dung riêng: C = 1,5 KJ/Kg
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,09 W/mK
Khối lượng riêng lúa: ρ
r
= 1150 Kg/m
3
Độ xốp: ε
0
= 0,56
Diện tích bề mặt riêng khối lượng: f = 1,31 m
2
/kg
Khối lượng riêng xốp: ρ
v
= 500 Kg/m
3
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
- Vật liệu trước khi vào thiết bị sấy:

Ta chọn
T
0
= 26
0
C
φ
1

= 25%
- Vật liệu sau khi ra thiết bị sấy: chọn nhiệt độ ra của lúa nhỏ hơn nhiệt
độ của không khí khoảng 5
0
C.
T
2
= 40
0
C
φ
2
= 10%
3. Năng suất tách ẩm
Lượng ẩm thoát ra khỏi vật liệu:
1 2
1
0,25 0,10
1000. 200
1 1 0,25
W G
ϕ ϕ
ϕ
− −
= = =
− −
Kg ẩm/h
Theo giả thiết ban đầu nhiệt độ ra t
2
đảm bào đủ để sấy lúa. Nhiệt độ của

vật liệu trong lớp sôi thường nhỏ hơn 5
0
C so với nhiệt độ không khí ra khỏi máy
sấy. vì thế mà nhệt độ của lớp vật liệu trong lớp sôi là 35
0
C, θ
2
=35
0
C
Cân bằng nhiệt tại máy sấy:
13,42
Theo thong số ở Vũng Tàu có: t
0
= 26
0
C, φ = 85%
Tra đồ thị I – x ( hình 3.1) ta được: x
0
= 0,018 kg ẩm/kg kkk
I
0
= 72 kJ/kg kkk
Khi gia nhiệt không khí trong bộ phận đốt nóng trạng thái không khí biến đổi ở
điều kiện x
0
= const. Nên có x
0
= x
1

= 0,018 kg ẩm/ kg kkk
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
với t
2
= 40
0
C
Phương trình cân bằng vật chất:
G
1
=G
2
+ W

⇒
W=G
1
– G
2
Hay
1
21
2
2
21
1
100100
ϕ

ϕϕ
ϕ
ϕϕ
−
−
=
−
−
= GGW
Năng suất nhập liệu của vật liệu sấy:
hKgWG /1200
1025
10100
.200
100
21
2
1
=
−
−
=
−
−
=
ϕϕ
ϕ
Lượng vật liệu khô tuyệt đối được sấy trong 1 giờ:
G
k

= G(1-φ
2
) = 1000(1 - 0,10) = 900 Kg/h
Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 Kg ẩm:
2 1
1 1
500 /
0,019 0,017
l Kgkkk Kg am
x x
= = =
− −
Lượng tiêu hao không khí cần thiết cho quá trình sấy:
2 1
200
20000 /
0,028 0,018
W
L Kgkkk Kg am
x x
= = =
− −
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
* Nhiệt lượng vào:
- Nhiệt lượng do không khí mang vào: L.H
0
- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G.C

vl
T
1
+C
n.
W.T
1
- Nhiệt lượng do calorife cung cấp: Q
c
Tổng nhiệt lượng vào: L.H
0
+ G.C
vl
.T
1
+ Cn.W.T
1
+ Q
c
* Nhiệt lượng ra:
- Nhiệt lượng do không khí ra: L.H
2
- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G
.
C
vl
.T
2
- Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy: Q
m

Tổng nhiệt lượng ra:
L.H
2
+ G
.
C
vl
.T
2
+Q
m
Từ phương trình cân bằng năng lượng, ta có:
Q
c
= L.(H
2
-H
0
)+G
.
C
vl
.(T
2
-T
1
)+Q
m
-C
n

W.T
1

Cho 1 Kg ẩm bốc hơi:
1nmvl12c
C-qq)H-(H.q Tl
++=
Với:
∆= C
n
T
1
- q
vl
- q
m
l
HH
I
∆
+=
2
Đối với quá trình sấy lý thuyết: ∆=0
q
c
= l.(H
2
-H
0
)=100.(110-75)= 3500 kj/kg ẩm

Đối với quá trình sấy thực tế: lúc này giá trị ∆ ≠ 0
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
Nhiệt dung riêng của nước:
C
n
= 4,18 KJ/Kg
o
K
Nhiệt dung riêng của vật liệu:
KKgKJC
vl
0
/768,11,018,4)1,01(5,1
=×+−=
(với 1,5 là nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối)
Q
vl
= G
2
C
vl
(T
2
-T
1
)=1000
×
1,768

×
(40-26)=24752KJ/h
22984
124
200
vl
vl
Q
q
W
= = =
kj/kg ẩm
Nhiệt lượng hữu ích cần bốc hơi một kg ẩm:
q
0
= 2500 + 1,842.t
2
+ C
n
T
1
= 2500 + 1,842.40 - 4,18.27 = 2465 kj/Kg ẩm
Tổn thất của tác nhân sấy:
q
tn
= l.C
k
.(t
2
-t

0
)=500
×
1,004
×
(40-27)= 3891 Kj/Kg ẩm
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: giả sử nhiệt tổn thất ra môi
trường xung quanh bằng 10% của tổng nhiệt lượng.
Do đó ta có:
q
m
= 10%(q
0
+ q
vl
+ q
tn
)
= 10%.(2460,82 + 114,92 + 6526)=648 kJ/kg ẩm
∆ = C
n
T
1
- q
vl
- q
m
= 4,18.27 – 114,92 – 910,17= -663 kJ/kg ẩm
Ta thấy ∆<0 nên quá trình sấy thực tế sẽ nằm dưới đường sấy lý thuyết.
Đễ xây dựng quá trình sấy thực tế ta dựa vào phương trình:

SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
H
2
=H
1
+ ∆.(x
2
– x
1
)
Ta cho một giá trị x bất kỳ (x<x
2
), tính được H
2
” và xác định được điểm
2” trên giản đồ. Nối đường 1-2” cắt đường 45
o
C ở điểm 2. Đường 0-1-2 xác
định như trên chính là đường sấy thực tế.
Giả sử:
x = 20 g ẩm/Kg KKK
H
2
= 110 Kj/Kg KKK ( bằng với giá trị H
2
của quá trình sấy lý
thuyết)
1000

1720
119
"
2
−
−=⇒ H
= 109,99 Kj/Kg KKK
Điểm 2 của quá trình sấy thực tế có các thông số:
t
2
= 40
0
C, H
”
2
=109,99 kJ/kg kkk
⇒
x
2
”
= 0,028Kg ẩm/Kg KKK
H
2
= 110KJ/Kg kkk
ϕ
”
2
= 50%
Ta có thể biểu diễn chu trình sấy lý thuyết và thực tế trên giản đồ H-x,
hình biểu diễn có dạng như sau:

1. Lượng tác nhân sấy cần thực tế
2 1
1 1
200 20000 /
'' 0,028 0,018
L W Kg KKK h
x x
= = =
− −
20000
100
200
L
l
W
= = =
Kg kkk/ kg ẩm
2. Nhiệt lượng cần thiết
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
Q= L.(H
2
– H
0
)=20000
×
(110 – 75)=7.10
5
KJ/h

700000
3500
200
Q
q
W
= = =
kj/kg ẩm
3. Năng suất thể tích trung bình
V = +
Trong đó:
:
khối lượng riêng trung bình của không khí.
: khối lượng riêng trung bình của hơi nước.
: hàm ẩm trụng bình của vật liệu.
- Nhiệt độ trung bình trong máy sấy.
- Hàm ẩm trung bình trong máy sấy.
- Khối lượng riêng trung bình của không khí.
- Khối lượng riêng trung bình của hơi nước.
- Năng suất thể tích trung bình trong máy sấy.
CHƯƠNG III
THIẾT BỊ CHÍNH
Chọn thiết bị sấy có tiết diện tròn, lưới phân phối có dạng tấm được đục
lỗ cho không khí đi lên.
Các thông số của tác nhân không khí trong thiết bị sấy tầng sôi:
- Nhiệt độ tác nhân vào: t
1
= 60
o
C

- Nhiệt độ tác nhân ra: t
2
= 40
o
C
- Nhiệt độ tính toán trung bình: t = 50
o
C
- Khối lượng riêng lúa: ρ
vl
= 1150 Kg/m
3
- Khối lượng riêng kk: ρ
k
= 1,037 Kg/m
3
- Độ nhớt động học: ν
k
= 19.75.10
-6
m
2
/s
- Độ nhớt động lực học: µ
kk
= 20,45.10
-6
Ns/m
2
- Hệ số dẫn nhiệt: λ

k
= 2,95.10
-2
W/m
0
K
= 10,62.10
-2
Kj/mh
0
K
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
I. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TỚI HẠN
Chuẩn số Arsimet:
6
6
33
2
3
10.58,0
037,1)10.75,19(
81,9)037,11150()10.76,2(
)(
=
−
=
−
=

−
−
kk
kr
gd
Ar
ρν
ρρ
Chuẩn số Reynold tới hạn:
63,20810.58,0
56,0
75,1
56,0
56,01
15010.58,0
75,1
1
150Re
1
6
3
0
3
6
1
3
0
3
0
0

=








+
−
=








+
−
=
−
−
ArAr
th
εε
ε
Tốc độ tới hạn:

sm
d
V
kth
th
/5,1
10.76,2
10.75,19.63,208
Re
3
6
===
−
−
ν
II. TỐC ĐỘ CỦA TÁC NHÂN TRONG TẦNG SÔI
Chọn độ xốp của lúa trong tầng sôi là: ε
1
= 0,7
Chuẩn số Arsimet:
Ar = 5,88.10
5
Chuẩn số Ly được tra từ đồ thị Ly = f(Ar), ta có:
Ly = 200
Vận tốc của tác nhân trong tầng sôi được tính theo công thức:
sm
gLy
V
k
krk

tn
/5,3
037,1
)037,11150(81,9.10.45,20.200
)(
3
2
6
3
2
=
−
=
−
=
−
ρ
ρρµ
Hệ số giả lỏng của lúa trong tầng sôi:
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
33,2
5,1
5,3
===
th
k
V
V

K
Vì nhiệt độ trong buồng sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt lưới phân phối,
nên nhiệt độ của tác nhân ở trên bề mặt lưới phân phối là:
sm
t
t
VV
tb
kl
/6,3
50273
60273
5,3
273
273
1
=
+
+
=
+
+
=
Tốc độ thực của tác nhân qua lớp giả lỏng:
sm
V
V
tn
tnt
/5

7,0
5,3
1
===
ε
III. TỐC ĐỘ CÂN BẰNG
Khi vật liệu bắt đầu bị lôi cuốn: ε
2
= 1
Chuẩn số Reynold:
1210
10.88,561,018
10.88,5
61,018
Re
5
5
=
+
=
+
=
Ar
Ar
Chuẩn số Liasenco:
4,3015
10.88,5
1210Re
5
33

===
Ar
Ly
- Năng suất thể tích trung bình trong máy sấy:
V =
Vận tốc cân bằng của lúa:
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Hải
Th.S Phan Thị Hồng Vân
sm
gLy
V
k
krk
cb
/65,8
037,1
)037,11150(81,9.10.45,20.4,3015
)(
3
2
6
3
2
=
−
=
−
=
−

ρ
ρρµ
Vận tốc chủ đạo của dòng khí qua lưới: v
Chọn:
v = 2v
cb
= 2.8,65 = 17,3 m/s
IV. THỜI GIAN SẤY
Độ ẩm tới hạn của lúa là φ
th
= 13,5% (tính trên căn bản vật liệu khô tuyệt
đối: W
k
=15,6%), nên quá trình sấy lúa từ φ
1
= 25% đến φ
th
= 13,5% là giai đoạn
sấy đẳng tốc và từ φ
th
= 13,5% đến φ
2
= 10% là giai đoạn sấy giảm tốc.
Chuẩn số Reynold:
699
10.75,19.7,0
10.76,2.5,3
Re
6
3

===
−
−
k
k
dV
εν
Chuẩn số Fedorov:
1,92
037,1)10.75,19.(3
81,9)037,11150.(4
10.76,2
.3
).(4
.
3
26
3
3
2
=
−
=
−
=
−
−
kk
kr
g

dFe
ρν
ρρ
Chuẩn số Nusselt:
34,0
0
34,0
0
65,074,0
.09,4)(Re.0151,0
−
−
== h
d
h
FeNu
Chọn chiều cao lớp hạt ban đầu ở trạng thái tĩnh: h
0
= 0,05 m
Khi đó:
326,11)05,0.(09,4
34,0
==
−
Nu
Hệ số cấp nhiệt của tác nhân đến vật liệu:
SẤY LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẦNG SÔI CÓ CÔNG SUẤT 1000 Kg/h Page