Tìm hiểu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất bột cá, tính toán thiết kế một số thiết bị chính trong dây chuyền như máy sấy với năng suất 2000 Tấn bột cánăm

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
LỜI NĨI ĐẦU
Cơng nghiệp sản xuất bột cá chất lượng cao làm ngun liệu cho chế biến

OB
OO
KS
.CO
M

thức ăn chăn ni gia súc là rất quan trọng và mang tính cấp thiết. Bột cá chiếm
tỷ lệ khá lớn trong ngun liệu thức ăn do đó có tác động lớn đến sự phát triển
của ngành chăn ni gia súc, gia cầm, ni trồng thuỷ sản.

Ở nước ta, ngun liệu để sản xuất bột cá là rất lớn và đa dạng. Tuy nhiên
hiện nay phần lớn bột cá cung cấp cho cá nhà máy chế biến thức ăn chăn ni
trong nước đều nhập từ nước ngồi. Còn lại khoảng 30% do các nhà máy trong
nước nhập thiết bị nước ngồi sản xuất tại các tỉnh: Hải Dương, Đà Nẵng, Cà
Mau, Kiên Giang.

Nhiệm vụ đồ án của em là tìm hiểu cơng nghệ và dây chuyền thiết bị sản
xuất bột cá, tính tốn thiết kế một số thiết bị chính trong dây chuyền như máy
sấy với năng suất 2000 Tấn bột cá/năm. Dựa vào kiến thức đã học, tài liệu
tham khảo, q trình thực tập ở nhà máy Lạch Bạng, bản đồ án được thiết kế
gồm:

Phần I. Tổng quan về cơng nghệ sản xuất bột cá
Phần II. Tính tốn và thiết kế máy sấy

Phần III. Tính tốn và thiết kế thiết bị ngưng tụ barơmét

Phấn IV. Tính tốn và thiết kế vít tải vận chuyển

Bản đồ án được hồn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cơ giáo
trong bộ mơn Máy Và Thiết Bị Hố Chất Dầu Khí, đặc biệt em xin chân trọng

KI L

gửi lời cảm ơn tồn thể các thâỳ cơ đã tận tình chỉ bảo giúp em hồn thành bản
đồ án này.

Do còn hạn chế về trình độ và kinh nghiệm nghiên cứu nên bản đồ án
chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được thầy cơ chỉ bảo thêm.

1



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN SẢN XT BỘT CÁ
I. Tình hình sản xuất bột cá làm ngun liệu cho chế biến thức ăn gia súc
1.1. Tình hình thực tế chăn ni gia súc:

OB
OO
KS
.CO
M

Thực tế chăn ni ở nước ta trong thời gian qua cho thấy sự tiến bộ về cơng
nghệ và thiết bị chế biến thức ăn gia súc, sự đa dạng về ngun liệu đã có tác

động rất lớn làm tăng trưởng mạnh đàn gia sức, gia cầm, diện tích ni trồng
thuỷ sản cả về số lượng và chất lượng. Song điều đáng lo ngại có thể cản trở sự
phát triển của nghành chăn ni là giá thức ăn gia súc chăn ni còn q cao,
giá thành thành sản phẩm chăn ni còn đắt hơn so với các nước trong khu vực,
làm cho người chăn ni ít lãi hoặc khơng có lãi, khả năng cạnh tranh trên thị
trường thế giới thấp, thậm chí một số sản phẩm chăn ni khơng xuất khẩu
được. Đây là thách thức lớn đặt ra cho nghành chăn ni cần có biện pháp hạ giá
thức ăn bằng cách sản xuất, tạo nguồn ngun liệu trong nước thay thế nhập
khẩu.

Ngun nhân làm cho giá thức ăn chăn ni gia súc tăng cao do 1 số
ngun liệu phải nhập ngoại với giá cao, vì trong nước chua đáp ứng được cả về
chất lượng lẫn số lượng sản phẩm. Trong thành phần thức ăn chăn ni gia súc
ngồi ngơ, đỗ tương, khống ... lượng bột cá chiếm tỉ lệ khá lớn từ 5 -10%
ngun liệu đối với thức ăn gia cầm, 20 - 60 % với thức ăn ni trồng thủy sản,
nhưng chiếm 15 - 50 % cơ câu giá.

Theo đề án đẩy nhanh cơng nghiệp hóa, hiện đại hố nơng nghiệp, nơng
thơn của bộ đến năm 2010 nghành cơng nghiệp chăn ni nước ta phấn đấu đạt

KI L

trung bình 25 kg thịt hơi / nguời/ năm, xuất khẩu 200000 tấn thịt, đáp ứng trên
40% lượng sữa tiêu dùngtrong nước. Tổng sản lượng thuỷ sản 3,4 triệu tấn,
trong đó khai thác hải sản 1,4 triệu tấn, ni trồng và khai thác nội địa 2triệu tấn.
Để có được các chỉ tiêu trên chúng ta cần khoảng 1,2

1,5 triệu tấn bột cá / năm

làm ngun liệu cho các nhà máy chế biến thức ăn chăn ni gia súc, gia cầm và

ni trồng thuỷ sản.

1.2. Tình hình ngun liệu bột cá trong nước:

2



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Hin nay phn ln bt cỏ cung cp cho cỏc nh mỏy ch bin thc n chn
nuụi gia sỳc trong nc ủu nhp khu chim khong 70%, gia rt cao ( 7000
8000 ủng / kg ) t cỏc nc nh: Peru, Chilờ, Nht, Trung Quc. Tuy nhiờn

OB
OO
KS
.CO
M

hm lng du thp sn xut theo cụng ngh ộp tỏch du, s ớt ca Thỏi Lan,
Malai .. cũn li 30% do hn 10 nh mỏy trong nc nhp thit b nc ngoi sn
xut nm ti cỏc tnh Hi Dng, nng, Kiờn Giang v mt s c s khỏc
liờn doanh vi nc ngoi mi ủc b thu sn cho phộp xõy dng B Ra
Vng Tu v Biờn ho, vi cụng sut l 1000

3600 tn bt cỏ / nm.

Vi tc ủ sn xut bt cỏ nh hin nay cỏc nh mỏy ch bin thc n trong
nc mi sn xut ủc khong 30000

50000 tn / nm cng vi lng bt cỏ

sn xut bng phng phỏp th cụng ủn nm 2010 chỳng ta ch ủỏp ng
khong 10% nhu cu s dng, s cũn li phi nhp khu t nc ngoi. Vỡ vy
m rng ủu t phỏt trin cỏc nh mỏy sn xut bt cỏ l nhu cu cn cp thit
ủt ra cho cỏc cp, cỏc nghnh

1.3. Tỡnh hỡnh sn xut bt cỏ ngoi nc:

Hng nm trờn th gii sn lng thu sn ủt gn 100 triu tn 70% sn
lng cỏ lm thc phm trc tip cho con ngi, cũn li 30% Dựng lm bt cỏ (
25,5 triu tn). V cht lng dinh dng ủn cú th núi cha cú loi nguyờn
liu no thay th ủc cho bt cỏ giu nng lng, hm lng cỏc axớt bộo cao,
nhiu vitamin v kớch thớch tt bt cỏ gõy cm giỏc ngon ming cho vt nuụi. Cú
rt nhiu nc cú nghnh sn xut bt cỏ pht trin nh NaUy, Nht Bn, M,
Chi Lờ,...Chilờ sn xut 1155 nghỡn tn, Peru l 1287 nghỡn vi giỏ bỏn

KI L

500USD/tn

Trong khu vc, cỏc nc cú nghnh sn xut bt cỏ phỏt trin, sn phm
xut ủi nhiu nc trờn th gii l: Trựng Quc, i Loan, Thi Lan, Malai...
II. Cụng ngh v dõy chuyn thit b sn xut bt cỏ
2.1. Tng quan v cụng ngh v dõy chuyn thit b:
Cụng ngh sn xut bt cỏ hin nay da trờn 2 quy trỡnh cụng ngh chớnh
l:

- cụng ngh sn xut khụng ộp tỏch du v nc
3

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
- cong nghẹ sản xuất có ép tách dầu và tách nước
2.1.1. Q trình cơng nghệ sản xuất bột cá khơng ếp tách dầu:
Cơng nghệ này được sử dụng ở một số nước như: Thái Lan, MaLai ...

cá ngun liệu

OB
OO
KS
.CO
M

sơ đồ cơng nghệ như sau:
hấp chín sấy khơ

làm nguội

khử mùi khí thải

nghiền nhỏ

khí sạch

đóng bao

Ưu điểm của cơng nghệ này là thiết, cơng nghệ sử dụng đơn giản năng suất lớn,

chi phí đầu tư thiết bị thấp

Nhược điểm của cơng nghệ này là ngun liệu chế biến giới hạn, cá loại ngun
còn hàm lượng dầu thấp. Nếu sử dụng các loại cá có hàm lượng lipít trên 2% thì
lượng dầu trong bột cá khi sấy khơ vẫn còn lại 10% lượng dầu này vượt q
tiêu chuẩn cho phép

Trong dây chuyền thiết bị rửa bẩn, nhớt thối, rửa mặn trong đá ướp cá nên sản
phẩm dễ lẫn tạp chất

Chi phí cho q trình khá lớn, do nhiệt độ sấy cao nên chất lượng bột cá sản
phẩm giảm, việc khơng tách được dầu làm bột cá dễ bị hư hỏng, thời gian bảo
quản ngắn, mướn kéo dài phải sử dụng hố chất để bảo quản. Mặt khác bột cá

KI L

nhiều dầu rất khó nghiền nhỏ vì vậy các nhà máy chế biến thức ăn phải trộn với
các ngun liệu khác để nghiền nhỏ được trước khi tạo viên. Do vậy bột cá
khơng tách dầu thường chỉ dùng sản xuất thức ăn cho gà, lợn, ...
Thiết bị chính của dây chuyền là máy sấy dạng đĩa, dùng tác nhân dầu ở nhiệt độ
200

2500C, hiệu quả sử dụngcao, an tồn( do áp suất thấp hơn dùng nồi hơi),

nhưng giãn nở nhiệt rất lớn nên đòi hỏi vật liệu chế tạo, đặc biệt cơng nghệ gia
cơng phức tạp, thơng thường các cơng ty Thai Lan phải liên doanh với Mỹ để

4

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ch to. Chớnh vỡ cú nhiu hn ch nờn trờn th gii cụng ngh ny cng ớt ủc
s dng.
2.1.2. Quy trỡnh cụng ngh sn sut bt cỏ tỏch du, tỏch nc:

OB
OO
KS
.CO
M

Vi cỏc nc cú nn cụng ngh sn xut bt cỏ hin ủi nh : NaUy, Nht
bn, i Loan ... ch yu s dng cụng ngh sn xut bt cỏ cú ộp tỏch du
trc khi sy. Ngoi sn phm chớnh l bt cỏ ngi ta cũn thu ủc mt sụd
sn phm khỏc t du cỏ.

u ủim cu cụng ngh ny do tỏch ủc phn ln lng du, lng nc
nờn quỏ trỡnh lm khụ nhanh, nhit ủ sy khụng cao ( s dng nhit t ni hi )
chi phớ cho quỏ trỡnh lm khụ thp, sn phm bt cỏ cú mu sỏng, cht lng rt
cao ( cỏc loi bt cỏ cht lng cao ca Nht Bn, ChiLờ lng du rt thp
di 2%.

Thi gian s dng lõu di hn 3 4 ln so vi bt cỏ khụng tỏch du. hin
nay trờn th trng bt cỏ cht lng cao ch bin theo cụng ngh ộp du d tiờu
th, giỏ cao 30 50 USD/tn, ủc cỏc nh mỏy ch bin thc n nuụi trụng
thu sn a chung

Tuy nhiờn vi cụng ngh ny cn nhiu thit b hn cỏc thit b cụng
ủon sn xut bt tuy yờu cu cụng ngh ch to khụng cao nhng cỏc thit b

trong khõu tỏch du, x lý du cỏ thnh nhng sn phm cao cp, phc v y hc
khỏ phc tp nờn chi phớ ủu t ln

Trờn th gii cỏc nc sn xut v xut khu bt cỏ NaUy, Nht Bn,
ChiLờ, Trung Quc l nhng nc dung cụng ngh ộp du, vỡ vy ủ cnh tranh
sn xut.

KI L

trờn th trng quc t, cỏc nc ch bin bt cỏ tng lai ủang m rng quy mụ
Quy trỡnh sn xut rt ủa ủng, tu thuc vo yờu cu sn xut. Trc ủõy
Nht Bn, Trung Quc quy mụ khỏ ph bin 10, 15, ..100 tn cỏ/ngy, ủn nay
ch yu l nh mỏy cụng sut 257 tn cỏ / ngy. Quy mụ ln hay nh ph thuc
rt nhiu vo ngun cung cp nguyờn liu, kh nng vn ủu t v th trng
tiờu th.
S ủ cụng ngh ch bin bt cỏ ộp tỏch nc:
5



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
cá nguyên liệu

cá to

băm

OB
OO
KS

.CO
M

rửa

phân loại

cá nhỏ

hấp

ép

bánh cá

sấy

làm nguội

nghiền

tách dầu

dầu

nước

tinh chế

xử lý

dầu cá

nước sạch

KI L

ñóng gói

dầu cá và nước

2.2. Công nghệ và dây chuyền sản suất bột cá ở Viết Nam:
2.2.1. Sơ ñồ công nghệ chế biến bột cá trong nước:

6



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
cá nguyên liệu

cá to

cắt

OB
OO
KS
.CO
M

rửa

phân loại

cá nhỏ

dầm xương

hấp

ép

bánh cá

ñánh tơi

sấy

làm nguội

trộn

`

bã

lọc

khí ẩm

tách dầu

xử lý mùi

nước

xử lý

cô ñặc

xử lý

khí sạch

KI L

nghiền mịn

dầu cá, nước

nước
sạch

dầu cá

bột cá khô

2.2.2. Công nghệ sản xuất bột cá trong nước:
Ưu ñiểm của công nghệ này là chất lượng bột cá sản phẩm cao, thiết bị chế

tạo phù hợp với trình ñộ công nghiệp của nước ta hiện nay
7



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Nguyờn liu cho nh mỏy l cỏc loi cỏ nguyờn con, cỏ ủc ủa t tu v
hoc trong kho lnh bo qun. Cỏ trc khi ch bin ủc ra sch bng nc
m, cú th s dng nc ngng t trong cỏc thit b trao ủi nhit s dng hi

OB
OO
KS
.CO
M

nc. tỏch tp cht, lm tan nc ủỏ, ra nc mui, v phõn loi cỏ. Cỏ cú
kớch thc ln qua mỏng ct nh, sau ủú qua bng ti chuyn ủn mỏng dn
xng, mc ủớch ca quỏ trỡnh ny l lm nỏt xng cỏ kớch thc ln, to ủiu
kin cho quỏ trỡnh hp chớn v ộp ủc d dng.

Mỏy ra ủc thit kộ theo nguyờn lý tang quay kt hp bng ti lm vic
liờn tc, mỏy ct hot ủng theo nguyờn lý dao quay. Mỏy b xng hot ủng
theo nguyờn lý trc cỏn.

Sau khi b xng, nguyờn liu ủoc chuyn ủn cụng ủon hp chớn bng
hi nc nhm mc ủớch dit khun gõy thi, lm chớn tht cỏ, to ủiu kin cho
quỏ trỡnh ộp tỏch du, tỏch nc trit ủ d dng, nguyờn lý lm vic ca thit b
hp dng vớt xoỏn lm vic liờn tc, ch ủ lm vic ca thit b ủc thit k
ủm bo nguyờn liu sau khi qua mỏy ủc lm chớn trit ủ trong thi gian

1250C, thit b ủc bo ụn trỏnh lm

ngn nht 6 10 phỳt, nhit ủ hp 100
tn tht nhit trong quỏ tỡnh sn xut.

Tip ủú nguyờn liu t b phn hp ủc chuyn ủn mỏy ộp ủ tỏch du
v nc ra khi tht cỏ. Thit b ộp ủc thit k theo nguyờn tc hai trc vớt
quay ngc chiu , cht lng mỏy ộp ủm bo tỏch phn ln nc v cht du
cỏ ( ủ m bỏnh cỏ sau khi ộp 50 - 53% lng du 0,2 - 0,5%

Sn phm ủc ra khi mỏy ộp l bỏnh cỏ ủc ủa lờn mỏy ủỏnh ti qua vớt

KI L

xon vn chuyn cỏnh ri, cựng mt lỳc thc hin hai quỏ trỡnh võn chuyn v
lm nh, mỏy ủỏnh ti cú kt cu dng bỳa ủp.
Tip theo sn phm ủc vn chuyn bng bng chuyn ủn mỏy sy. Quỏ
trỡnh sy cỏ ủc sy liờn tc trờn mỏy sy. Mỏy sy ủc thit kờ s dng
ngun nhit ni hi qua h thng trao ủi nhit caloriphe, nhit ủ sy ủc
duy trỡ t ủng nhit ủ thớch hp 70

80 0C ủm bo cht lng cỏ tt,

khụng lm bin cht prụtớt, ủ m bt cỏ sau khi sy khụng vt quỏ 10

8

11%

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Sau khi qua máy sấy, sấy khơ sản phẩm đi qua vít xoắn làm nguội đến nhiệt
độ 40

500C và chuyển đến phân loại, cuối cùng đến máy nghiền, ở đây bột cá

được nghiền nhỏ và được phối trộn thành bột cá có độ đạm khác nhau, tuy theo
40 0C

OB
OO
KS
.CO
M

u cầu của người tiêu dùng. Sau đó bột cá qua vít tải làm mát xuống 35

và được đóng bao để chuyển đến các nhà máy chế biến thưc ăn gia súc, các cơng
đoạn làm viêc được thực hiện liên tục trên dây chuyền thiết bị, là quy trình khép
kín.

Dầu cá và nước được xử lý chế biến riêng, được cơ đặc làm thước ăn chăn
ni và các sản phẩm phụ khác sử dụng thiết bị ly tâm, dầu được cơ đặc bằng
thiết bị cơ chân khơng, dùng nhiệt từ nồi hơi. Nước cá chất lượng kém được xử
lý qua hệ thống bể bioga thải ra ngồi với nước cá chất lượng tốt có thể sử dụng
làm nước mắm

khí ẩm thốt ra từ máy sấy được xử lý mùi băng phương pháp cho qua tháp
phun mùi dung dịch khử mùi trước khi ra ngồi khí quyển

2.3. Tìm hiểu về cơng nghệ sản suất bột cá của nhà máy Bình Dần
2.3.1. Lý thuyết về cơng nghệ sản xuất:

Sau thời gian đi tìm hiểu về cơng nghệ và thiết bị nhà máy tại Lạch Bảng
thuộc Tỉnh Thanh hố thì các thiết bị và cơng nghệ được nhập khẩu từ Trung
Quốc về với cơng nghệ sản xuất bột cá tách dầu và nước. Tuy nhiên cơng nghệ
và thiết bị được đơn giản hơn nhiều. Cơng nghệ như sau:

Cá sau khi đánh bắt được mua về qua phân loại rồi được vít tải đưa cá từ
phía dưới lên vào máy hấp

KI L

Sau khi ngun liệu đựoc chuyển đến cơng đoạn hấp chín bằng hơi nước
nhằm mục đích diệt khuẩn gây thối, làm chín thịt cá, tạo điều kiện cho q trình
ép tách dầu, tách nước triệt để dễ dàng, ngun lý làm việc của thiết bị hấp dạng
vít xốn làm việc liên tục, chế độ làm việc của thiết bị được thiết kế đảm bảo
ngun liệu sau khi qua máy được làm chín triệt để trong thời gian ngắn nhất 6 –
10 phút, nhiệt độ hấp 100

1250C, thiết bị được bảo ơn tránh làm tổn thất nhiệt

trong q tình sản xuất.

9



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

Tip ủú nguyờn liu t b phn hp ủc chuyn ủn mỏy ộp ủ tỏch du v
nc ra khi tht cỏ. Thit b ộp ủc thit k theo nguyờn lý ộp d dng, cht
lng mỏy ộp ủm bo tỏch phn ln nc v cht du cỏ ( ủ m cỏ sau khi ộp
53% lng du 0,2

0,5%)

OB
OO
KS
.CO
M

50

Tip theo sn phm cỏ sau khi ộp ủc vn chuyn bng trc tip ủn mỏy
sy. Quỏ trỡnh sy cỏ ủc sy liờn tc trờn mỏy sy dng trng quay. Mỏy sy
ủc thit kờ s dng ngun nhit ni hi qua h thng trao ủi nhit
caloriphe, nhit ủ sy ủc duy trỡ t ủng nhit ủ thớch hp 70

80 0C

ủm bo cht lng cỏ tt, khụng lm bin cht prụtớt, ủ m bt cỏ sau khi sy
khụng vt quỏ 10

11%

Nc v du cỏ sau khi ra t mỏy ộp qua mỏy sng ủ loi b tp cht,
ủc dn vo thit b phõn ly lng rn, ủõy phn rn ủc gi li phớa di,
cũn cht lng sch ủc ly phớa trờn. Cht lng ủc ủua vo h thit b tỏch

du bn nhit, nh nhit ủun núng cht lng nờn du ni lờn phớa trờn, du ủc
ly ra v ủc tinh ch. Cht lng ủc thỏo xung bng van x ủỏy xung b
cha, nc b cha ủc mỏy bm bm vo h thng thỏp cụ ủc trao ủi
nhit bng ng chựm phớa trong l hi nc.

Nc cỏ sau khi cụ ủc thỡ ủc bng ti ủa tr li vớt ti ủ vo mỏy sy
tip tc quỏ trỡnh.

Hi nc sau khi bc hi do ủ chõn khụng nờn khớ ủc hỳt vo thit b
ngng t barụmột, tai ủõy nc lnh ủc bm tự trờn xung lm nhng t hi

KI L

nc. Khớ hi cũn li ủc thi ra ngoi mụi trng

10


2.3.2. Thc t sn xut:

KI L

11

Hình vẽ sơ đồ sản xuất bột cá

1.vít tải vân chuyển liệu ; 2.máy sấy; 3.vít tải vận chuyển bột cá

4.máy sàng; 5.thiết bị nhng tụ barômét; 6.bơm chân không

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

OB
OO
KS
.CO
M



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Do q trình sản xuất thực tế khơng cung cấp đủ nhiệt cũng như khả năng
thu hồi bột cá từ nước ép cá là khơng lớn... Nên nhà máy đã đơn giản hố cơng
đoạn q trình như sau:

OB
OO
KS
.CO
M

Cá sau khi được đưa về nhà máy, vít tải vận chuyển cá trực tiếp vào máy
sấy bỏ qua cơng đoạn hầm và ép.

Như vậy cơng nghệ sản xuất từ ép cá tách nước và dầu chuyển sang cơng
nghệ khơng tách nước và dầu

Thiết bị chính của dây chuyền là máy sấy dạng đĩa, dùng tác nhân dầu ở

nhiệt độ 200

2500C, hiệu quả sử dụngcao, an tồn( do áp suất thấp hơn dùng

nồi hơi), nhưng giãn nở nhiệt rất lớn nên đòi hỏi vật liệu chế tạo, đặc biệt cơng
nghệ gia cơng phức tạp.

Hơi nước sau khi bốc hơi do độ chân khơng nên khí được hút vào thiết bị
ngưng tụ barơmét, tai đây nước lạnh được bơm tù trên xuống làm nhưng tụ hơi
nước. Khí hơi còn lại được thải ra ngồi mơi trường

Ngồi ra còn có thêm thiết bị thu hồi bột cá là xyclon, khi hơi nước đã bay
hơi hết thì bột cá sẽ bị hút lên cùng, vì vậy xyclon thu hồi một phần bột cá rồi
đưa xuống vít tải quay lại máy sấy

Bột cá ra khỏi máy sấy được vít tải vận chuyển vào máy sàng để phân loại

KI L

và đóng bao.

12



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
CHƯƠNG II: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÁY SẤY
I. Giới thiệu q trình sấy và thiết bị sấy

OB

OO
KS
.CO
M

1.1. Giới thiệu về q trình sấy:
Sấy là một q trình cơng nghệ quan trọng được sử dụng rất nhiều trong
nghành cơng nghiệp hố chất cũng như nghành thực phẩm.

Q trình sấy nhằm loại độ ẩm ra khỏi vật liêu để bảo quản làm tăng chất
lượng và vận chuyển vật liêu được đễ dàng hơn ...Trong cơng nghiệp dùng phổ
biến nhất là các phương pháp sấy đối lưu và sấy tiếp xúc. Khi sấy đối lưu, nhiệt
đươc truyền trực tiếp từ chất tải nhiệt đến vật liệu sấy.Các chất tải nhiệt thường
là khơng khí, khói lò và hơi q nhiệt. Khi sấy tiếp xúc thì nhiệt được truyền từ
bề mặt đốt nóng đến vật liêu đem sấy tiếp xúc với bề mặt đốt nóng đó.
Điều kiện cơ bản để thực hiện q trình sấy là phải có chênh lệch áp suất
hơi riêng phần trên bề mặt vật liệu và mơi trường xung quanh (pxm > pxh). Ẩm
liên kết với vật liệu bằng các lực cơ học và lý hố khi sấy sẽ bị loại ra được, bởi
vì nó có thể làm thay đổi tính chất hố lý và phân huỷ vật liệu.

Trong q trình sấy, độ ẩm di chuyển được nhờ có sự khuyếch tán từ trung
tâm vật liệu đến bề mặt, từ bề mặt đó ẩm được bay hơi vào khơng khí, có bao
nhiêu lượng ẩm ở bề mặt bay hơi thì cung có bấy nhiêu lượng ẩm cần phải
chuyển từ lớp bên trong đến bề mặt vật liệu. Nếu quan hệ đó bị phá vỡ thì bề
mặt vật liệu bị khơ, bị nứt nẻ, bị biến dạng và kết quả chất lượng kém
Trong trường hợp áp suất riêng phần của hơi nước trong khơng khí lớn hơn

KI L

áp suất hơi riêng phần trên bề mặt vật liệu đem sấy thì q trình sẽ ngược lại –

sự hút ẩm của vật liệu tiến hành cho đến khi đạt trạng thái cân bằng giữa áp suất
hơi trên bề mặt vật liệu và áp suất hơi trong khơng khí. Độ ẩm khi ấy trong vật
liệu gọi là độ ẩm cân bằng
được bé hơn

cb

cb.

Q trình sấy được tiến hành đến độ ẩm khơng

nếu làm khác đi thì sau khi sấy độ ẩn sẽ tăng lên là do có q

trình hút ẩm.

1.2. Các giai đoạn trong q trình sấy:
13



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Quỏ trỡnh sy mt vt liu m ủc chia thnh 3 giai ủon nh sau :
- Giai ủon nõng nhit ủ vt liu ( giai ủon I ):
Giai ủon ny thng rt ngn: Nú tng ng vi vic nõng nhit ủ ca

OB
OO
KS
.CO
M

vt liu ti khi ủt ủc nhit ủ sy (khi ủú nng lng ch dựng ủ bay hi
nc ). Nhit ủ ủú khụng ủt ủc ngay lp tc vỡ rng lỳc ủu vt liu cú nhit
ủ khỏ thp so vi nhit ủ ca tỏc nhõn sy v bn thõn nú li thng l mt
cht cú ủ dn nhit kộm. giai ủon ny tc ủ sy tng nhanh.

N hiệt độ VL sấy

i

ii

iii

Thời gian sấy

i

ii

iii

Thời gian sấy

ii

iii

Thời gian sấy

Độ ẩm VL sấy

KI L

Tốc độ sấy

i

th mụ t cỏc giai ủon sy

- Giai ủon tc ủ sy khụng ủi (giai ủon II, giai ủon ủng tc ):
Giai ủon II tng ng vi vic bay hi m t do trờn b mt vt liu.
Trong giai ủon ny tc ủ di chuyn m t trong ra b mt vt liu ln hn tc

14



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
độ bay hơi ẩm từ bề mặt vào mơi trường. Nhiệt lượng mà vật nhận được chỉ
dùng để bay hơi ẩm, nên nhiệt độ bề mặt vật liệu sấy khơng đổi.
Trong giai đoạn này, tốc độ sấy khơng đổi một khi các thơng số của tác

OB
OO
KS
.CO
M

nhân sấy khơng đổi.

- Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần (giai đoạn III, giai đoạn giảm tốc):
Khi trên bề mặt vật liệu khơng còn ẩm tự do nữa thì áp suất hơi riêng phần
ở đó sẽ giảm xuống rõ rệt và do vậy tốc độ sấy cũng giảm xuống nhanh chóng.
Trong giai đoạn này tốc độ di chuyển ẩm từ các lớp trong ra bề mặt vật liệu nhỏ
hơn tốc độ bay hơi từ bề mặt vào mơi trường.

Trong giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu sấy dần dần tăng lên và cuối cùng
bằng nhiệt độ tác nhân sấy. Nếu ta tiếp tục sấy cho đến khi khơng còn khả năng
thốt ẩm trong vật liệu, có nghĩa là vật liệu đạt được độ ẩm cân bằng thì nhiệt độ
của vật liệu sẽ bằng nhiệt độ của mơi trường xung quanh (nhiệt độ của tác nhân
sấy) và do đó có thể vượt q nhiệt độ cho phép của vật liệu.

Thực tế trong giai đoạn này người ta thường duy trì nhiệt độ tác nhân sấy
thấp hơn so với nhiệt độ cho phép của vật liệu để đảm bảo chất lượng của sản
phẩm.

Về lý thuyết, để tăng cường độ q trình trong giai đoạn giảm tốc ta chỉ có
thể thay đổi những yếu tố bên trong vật liệu sấy.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy:

Tốc độ sấy là tốc độ khuyếch tán của nước từ trong vật liệu ra ngồi khơng
khí, được quy ước biểu thị bằng lượng hơi nước bốc hơi từ một đơn vị bề mặt

KI L

trong một đơn vị thời gian [ kg ẩm/m2.h ] .

Ngồi ra, trong thực tế sản xuất, tốc độ sấy còn được biểu diễn qua lượng
hơi nước bốc hơi từ một đơn vị khối lượng vật liệu sấy trong một đơn vị thời
gian [kg ẩm/kg hạt.h ], hoặc là phần trăm ẩm của vật liệu sấy giảm trong một

đơn vị thời gian [% ẩm/h ].

Tốc độ sấy chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố phức tạp. Trong giai đoạn
đẳng tốc, tốc độ sấy được quyết định bởi tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt vật liệu
sấy vào trong khơng khí. Theo Danton tốc độ bay hơi từ bề mặt phụ thuộc vào
15



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
s chờnh lch ỏp sut hi nc trờn b mt vt liu sy v trong khụng khớ. Nh
vy mun sy ủc nhanh phi tng ỏp sut hi trờn b mt vt liu sy, hoc
gim ỏp sut hi trong khụng khớ.

OB
OO
KS
.CO
M

ỏp sut hi b mt vt liu sy tng v gim theo s tng gim ủ m v
nhit ủ ca nú. Do ủú, tc ủ sy cng tng, gim ph thuc vo ủ m v
nhit ủ ca vt liu sy tng, gim. Lỳc ủu quỏ trỡnh sy, ủ m trong vt liu
sy cao nờn cú tc ủ ln , cng v cui, ủ m ca ht cng gim nờn tc ủ
sõy gim.

Mt khỏc, nc trong vt liu sy khi bc hi kốm theo s thu nhit, nu
khụng cú s ủt núng, cung cp t ngoi vo lng nhit tng ng thỡ nhit ủ
ca vt liu sy b gim dn, lm gim tc ủ sy. Do vy, mun tng tc ủ sy
cn phi cung cp nhit cho vt liu sy.

Trong thc t, thng dựng khụng khớ núng hay hn hp khụng khớ vi
khúi lũ ủ lm cht ủt núng vt liu sy ủng thi l cht mang m gi l tỏc
nhõn sy. Tc ủ bay hi nc ph thuc vo tc ủ cung cp nhit t ngoi vo
v do ủú tc ủ sy ph thuc vo nhit ủ ca tỏc nhõn sy. Nh vy, tng
nhit ủ ca tỏc nhõn sy l bin phỏp tng tc ủ sy.

Tc ủ khụng khớ ủi trờn b mt vt liu sy cng cú nh hng ln ủn tc
ủ sy. Vỡ tc ủ khụng khớ cng ln thỡ tc ủ truyn nhit t ngoi vo vt liu
sy vt liu sy ht cng tng v do ủú tc ủ khuych tỏn hi nc trờn mt vt
liu sy vo khụng khớ cng ln.

Theo cỏc ti liu thỡ tc ủ sy trong giai ủon ủng tc l do tc ủ truyn

KI L

nhit qua lp biờn bao quanh vt liu sy quyt ủnh. Tc ủ cú th ủc tng
lờn bng cỏch tng nhit ủ v lu lng tỏc nhõn sy.
Túm li: trong giai ủon ủng tc, tc ủ sy ph thuc ch yu vo cỏc
thụng s ca tỏc nhõn sy nh: nhit ủ, ủ m v tc ủ ca khụng khớ, hng
v chiu chuyn ủng ca khụng khớ bao quanh vt liu sy
Trong giai ủon gim tc , tc ủ sy ph thuc ch yu vo tc ủ
khuych tỏn m t trong ra b mt vt liu sy: vỡ trong giai ủon ny, tc ủ
khuych tỏn m bờn trong ht nh hn tc ủ bay hi m t b mt vt liu sy
16



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
vo mụi trng. Do ủú tc ủ sy ca giai ủon ny ph thuc ch yu vo cỏc

thụng s bờn trong ca vt liu nh : dng liờn kt m, cu trỳc, hỡnh dng v
kớch thc ca vt liu sy

OB
OO
KS
.CO
M

Ngoi ra, tc ủ sy cũn ph thuc vo hng v chiu ca gradien nhit
ủ. Nu gradien nhit ủ cựng chiu vi gradien m thỡ quỏ trỡnh sy s ủc
tng cng. Ngc li s kỡm hóm quỏ trỡnh. Trờn thc t, vi cỏc quỏ trỡnh sy
thụng thng thỡ gradien nhit ủ l ngc chiu vi gradien m. khc phc
nhc ủim ủú cỏc nh khoa hc Xụ-vit ủó ủ ra phng phỏp sy hi lu ủng
nhit, tc l thc hin quỏ trỡnh sy trong ủiu kin ủng nhit ủ loi tr tỏc
ủng ngc ca gradien nhit ủ.

1.4. Nguyờn lý hot ủng v cu to ca mỏy sy cỏ:

Mỏy sy cỏ l mt thit b dựng ủ nu cỏ ủng thi lm bc hi phn ln
lng nc cha trong nú. Mỏy sy cỏ( nu cỏ ) cú dng hỡnh tr nm ngang,
bờn ngoi v cú mt lp bao hi d cp nhit. Bờn trong cú mt trc rng ủc
ủun núng bng hi nc, cỏc cỏnh ủa ủc gn vo trc rng, trờn cỏnh ủa cú
ủng gõn trao ủi nhit. Trc rng ủc gn vi ủng c cú th chuyn ủng
ủc theo tc ủ yờu cu

Nguyờn lý hot ủng ca mỏy sy cỏ nh sau : cỏ sau khi ủỏnh bt ủc ủa v
kho cha, cỏ ủc vớt ti vn chuyn lờn cao v ủc cho vo ca phớa

2

3

4

KI L

1

6

7

8

9
17

5



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

Hỡnh v mỏy sy:

OB
OO
KS
.CO

M

1- v mỏy; 2 - ca thoỏt hi nc; 3 - ca np liu; 4 - gi ủ trc
5- ủng hi nc vo; 6 - ủng hi nc ra; 7 - ca thỏo liu
8 - b ủ thựng sy; 9 - B truyn ủng ủai

trờn ca mỏy sy cỏ, sau khi vo mỏy sy cỏ ủc lu li mt thi gian. Hi
nc sinh ra t ni hi ủc cp vo bao hi v ủc ủa vo trong trc rng,
hi nc s vo trong cỏc rónh xon c. Ti ủõy quỏ trỡnh trao ủi nhit xy ra,
nc ngng sau khi trao ủi nhit s theo trc rng chy v phớa cui v quay v
ni hi. Cỏ ủc ủun núng ủn nhit ủ ti cao, sau ủú ủc gi mt nhit ủ
nht ủnh, hi nc ủc ủun núng bc hi lờn v ủc hỳt qua mt ng phỏi
trờn. Cỏ ủc gi li cho ủn khi ủt ủ m yờu cu thỡ ra khi thit b .
* u ủim v nhc ủim ca mỏy sy cỏ:

Mỏy sy cỏ l mt thit b sy loi tip xỳc, vt liu sy tip xỳc trc tip
vi b mt ủt núng v thng cựng chuyn ủng vi cỏc b mt ny.Do lm
vitc ỏp sut chõn khụng nờn ủng lc gõy ra hin tng dch chuyn m
khụng ch l ủ chờnh nhit ủ do vt liu sy ủt núng m ch yu do ủ chờnh
phõn ỏp sut hi nc gia vt liu sy v khụng gian bao quanh luụn luụn ủc
duy rỡ ủ chõn khụng no ủ trong suõt quỏ trỡnh sy nh mỏy bm chõn khụng.
Do ủú mỏy sy loi ny ch dựng ủ sy cỏc vt liu sy khụng chu ủc nhit

KI L

ủ cao. Hn na do kt cu phc tp ủ to chõn khụng v duy trỡ nú trong sut
quỏ trỡnh sy nờn chi phớ nng lng rt ln
Khi sy vt liu trng thỏi tnh thỡ d xy ra quỏ nhit b phn hn l khi
cú khuy trn, vỡ th ngi ta thng sy cỏc loi vt liu khụng chu ủc nhit
ủ cao trong cỏc mỏy sy chõn khụng cú cỏnh khuy

u ủim ca mỏy sy chõn khụng co cỏnh khuy l: do cú khut trn nờn
quỏ trỡnh sy tng nhanh, d thao tỏc, cú th thu ủc vt liu dng bt

18



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Nhược điểm: làm việc gián đoạn, thiết bị cồng kềnh và phức tạp, chi phi
vận hành cao.

OB
OO
KS
.CO
M

II. Tính tốn cơng nghệ
2.1.Tính lượng nhiệt cần cấp :

Q trình sấy cá xảy ra theo ba giai đoạn khác nhau, giai đoạn thứ nhất là
cá được đun nóng từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ sơi, giai đoạn này phải cấp
thêm nhiệt để đun nóng thiết bị sấy. Giai đoạn thứ hai cung cấp nhiệt để làm bốc
hơi nước, giai đoạn này nhiệt độ khơng thay đổi. Giai đoạn thứ ba xảy ra q
trình sấy cá, độ ẩm bên trong của cá sẽ bốc hơi để đạt được u cầu
2.1.1. Các thơng số cơng nghệ:

- Năng suất của máy sấy là G1 = 8000 kg / mẻ
máy làm việc gián đoạn theo từng mẻ
- Nhiệt độ cá vào : tv = 200C

- Nhiệt độ sơi cá : ts = 1010C
- Hơi nước bão hồ : 7 at

2.1.2. Lượng nhiệt để đun sơi cá:

Lượng nhiệt cần cấp cho giai đoạn thứ nhất dùng để đun cá lên nhiệt độ sơi
và đun nóng thiết bị sấy

- Nhiệt để đun cá lên nhiệt độ sơi:

Qc = G1.Cc.( ts - tv)

kJ

trong đó : Cc là nhiệt dung riêng của cá

KI L

Cc = 1,2 Cn = 1,2 .4,18 = 5,028 kJ/kg0C

Cn là nhiệt dung riêng của nước Cn = 4,18 kJ/kg0C

ta có:

Qc= 8000.5,028.( 101 - 20) = 3258144 kJ

- Nhiệt để đun nóng thiết bị sấy:
Qtb = Gtb.Ctb.(ts - ttb)

trong đó Ctb là nhiệt dung riêng của vật liệu làm thiết bị, chon thép CT3
Ctb = 0,5 kJ/kh0C
Gtb là khối lượng của thiết bị Gtb = 5000 kg
19



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
ttb là nhiệt độ ban đầu của thiết bị, ttb = 250C
ta có

Qtb =5000. 0,5.(101 - 25) = 190000 kJ

- Tổng lượng nhiệt cần cấp:

OB
OO
KS
.CO
M

Q1 = Qc + Qtb = 3258144 + 190000 = 3448144 kJ
* Lượng nhiệt này được cấp bởi hơi nước bão hồ 7 at, theo bảng I.249 {I}
ta có nhiệt độ của hơi nước là: th = 1640C

Sau khi thực hiện q trình trao đổi nhiệt nước sẽ ngưng tụ, nhiệt ngưng
tụ nước bằng nhiệt ban đầu
Theo bảng I.251{I} ta có:

nhiệt lượng riêng của hơi nước ở p = 7at, t = 1640C là: i’= 2769 kJ/kg

nhiệt lượng riêng của nước ngưng i” = 673,4 kJ/kg
Lượng hơi nước cần cung cấp :
D1 =

Q1
3448144
=
= 1645 kg
"
2769 − 673,4
i −i
'

* Thời gian để đun sơi cá là t1 = 40 phút, vậy lưu lượng hơi nước cần cấp trong
thời này là:

D1’ = 1645.

60
= 2468 kg/h
40

2.1.3. Lượng nhiệt để bốc hơi:

Q trình bốc hơi xảy ra sau khi q trình đun nóng cá đến nhiệt độ tối cao,
trong suốt q trình nhiệt độ khơng thay đổi

- Lượng nước cần bốc hơi là : W = 75%. G1 =

75

.8000 = 6000 kg
100

KI L

- Nhiệt lượng cần để bốc hơi là:

Q2 = W. r

(kJ)

trong đó r: nhiệt hố hơi r = 2260 kJ/kg
ta có

Q2 = 6000.2260 = 13560000 kJ

* Lượng hơi nước cần cung cấp
D2 =

Q2
13560000
=
= 6470 kg
"
2769 − 673,4
i −i
'

20

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Q trình bốc hơi nước xảy ra trong thời gian t2 = 120 phút, vậy lưu lượng hơi
cần cấp trong thời gian này là :
60
= 3235 kg/ h
120

OB
OO
KS
.CO
M

D2’ = 6470.

2.1.4. Q trình sấy cá:

Sau q trình bốc hơi, lượng nước thốt ra ngồi gần như hầu hết, lượng cá
còn lại

G3 = G1 - W = 2000 kg

- Q trình sấy cá với độ ẩm còn lại là w1= 30% xuống w2 = 10%
Lượng ẩm cần bốc hơi trong q trình sấy là:
W3 = G1.

w1 − w2
30 − 20

= 2000.
= 445 kg
100 − w1
100 − 10

- Nhiệt lượng để sấy cá:

Q3 = W3.r = 445. 2260 = 1005700 kJ
- Lượng hơi nước cần cấp:
D3 =

Q3
=
i '−i "

1005700
= 480 kg
2769 − 673,4

- Thời gian để thực hiện giai đoạn này lớn hơn hai giai đoạn trước, được tính
theo cơng thức VII.53-{II}:
t=

trong đó

120.β .ρ ( w1 − w2 )
A.[200 − ( w1 − w2 )]

: hê số chứa của thùng là tỉ số diện tích chúa đầy vật liệu của

KI L

thùng với diện tích tiết diện ngang của thùng, lấy
: khối lượng riêng của vật liệu

= 0,15

= 1500 kg/m3

A: cường độ bốc hơi là lượng ẩm được lấy đi từ 1m3 thể tích thùng

trong 1 giờ, A = 40 kg/m3h

ta có

t=

120.0,15.1500(30 − 10)
= 75 phút
40.[200 − (30 + 10)]

21



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Quá trình bốc hơi nước xảy ra trong thời gian t3 = 75 phút, vậy lưu lượng
hơi cần cấp trong thời gian này là :
60
= 384 kg/ h

75

OB
OO
KS
.CO
M

D2’ = 480.

2.1.5. Thời gian quá trình trong một mẻ:

T

101

t1=40ph

t2=120ph

t3=75phut

t

Đồ thị biểu diễn ba giai ñoạn sấy

Máy làm việc gián ñoạn theo từng mẻ do ñó tổng thời gian làm việc bao
gồm thời gian phụ ñể chuẩn bị , thời gian cho quá trình sấy

KI L

T = t1 + t2 + t3 + tp

Trong ñó: t1 là thời gian ñun nóng ñến nhiệt ñộ sôi
t2 là thời gian bốc hơi
t3 là thời gian sấy

tp là thời gian phụ

ta có

T = 40 + 120 + 75 + 25 =260 phút

2.1.6. Bảng thống kê
22



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Giai đoạn

Thời gian

lưu lượng hơi cấp Lượng nhiệt cần

phút
T1 = 40

2
3

D1 = 2468

kJ
Q1 = 3448144

OB
OO
KS
.CO
M

1

kg/h

T2 = 120

D2 = 3235

Q2 =13560000

T3 =75

D3 = 384

Q3 = 1005700

T = 235

D = 6087

Q = 18012844

2.2. Xác định kích thước của thiết bị:
2.2.1. Kích thước cơ bản:

Khi tính tốn thiết bị sấy cần phải biết cường độ của thùng theo dộ ẩm ( lượng
ẩm được lấy đi từ 1m3 thể tích thùng trong 1giờ) A kg/m3 và đường kính thùng
Dt. Theo tiêu chuẩn chọn đường kính thùng Dt = 2000 mm
L
=3
D

Thể tích thùng xác định theo giá trị của cường độ A
Vt =

Chiều dài thùng

W
A

Lt =

m3

Vt
m
0,785.Dt2

Tuy nhiên máy sấy làm việc gián đoạn, đồng thời lượng hơi ẩm thốt ra được
hút ra ngồi bằng bơm chân khơng.

Vậy chọn đường kính thiết bị D = 2 m

L=6m

KI L

chiều dài thiết bị

- Đường kính trục rỗng d = 0,2 m
- Rãnh xoắn là hình bán trụ được gắn vào cánh dĩa, với dr = 80 mm
- Bước xoắn của rãnh xoắn là b = 300 m m
- Bán kính của cánh đĩa Rc = 860 m m
2.2.2. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt:

23



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Dựa vào kích thước của thiết bị đã xác định ở trên, tính bề mặt trao đổi
nhiệt của thiết bị giữa hơi nước bão hồ và vật liệu cá. Việc tính tốn bề mặt trao
đổi nhiệt là rất quan trọng, là yếu tố ảnh hưởng đến tồn bộ q trình sấy. Bề

OB
OO
KS
.CO

M

măt trao đổi nhiệt ảnh hưởng đến lượng hơi nước cần cấp, ảnh hưởng đến thời
gian q trình sấy. Nếu bề mặt trao đổi nhiệt lớn thì lượng nhiệt cấp cho cá sẽ
tăng lên, đồng thời lượng nhiệt tổn thất cũng tăng lên.

Với máy sấy cá, bề mặt trao đổi nhiệt được thiết kế chủ yếu là những bề
mặt của rãnh xoắn ốc được hàn lên các cánh đĩa. Bề mặt này tiếp xúc với vật
liệu thay đổi liên tục nhờ trục rỗng quay với tốc độ nhất định nên làm tăng q
trình tiếp xúc với vật liệu cũng như tăng q trình trao đổi nhiệt. Với thiết kế bề
mặt trao đổi nhiệt như thế cần phải bố trí nhiều cánh đĩa gần nhau, như vậy mới
đảm bảo cho q trình cấp nhiệt.Tuy nhiên sẽ làm cho khơng gian thùng sấy sẽ
rất nhỏ, lượng vật liệu chưa trong thùng sấy it hơn, làm giảm năng suất.
Để hợp lý hơn cho q trình sấy, ta tăng bề mặt trao đổi nhiệt lên bằng cách
dùng bao hơi trao đổi nhiệt ở phía ngồi, bao hơi phủ lên bên ngồi 2/3 vỏ thùng
sấy, còn 1/3 vỏ thùng phía trên vẫn để ngun. Như thế bề mặt truyền nhiệt tăng
lên do đó có thể giảm số cánh đĩa xuống, đồng thời khơng gian chứa vật liêu sẽ
tăng lên đảm bảo năng suất nhưng kích thước của thiết bị khơng tăng lên.
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt được xác định:
F = F vỏ + Ftruc + Franh
- Diện tích rãnh xoắn:

Xem rãnh xoắn ốc ở bên một mặt cánh đĩa là một hình bán trụ cuốn thành

KI L

hình xoắn ốc có đường kính là: dr = 80 m m

Đường xoắn ốc có 2 tâm là O, hai điểm O1 O2 là tâm các đường tròn kế tiếp
của rãnh xoắn ốc như trên hình vẽ

1/2 vòng xoắn đầu có tâm là O1, bán kính r1 = 150 mm, độ dài của vòng xoắn
được tính:

l1 =

.r1

1/2 vòng xoắn ốc thứ 2 có tâm O2, bán kính r2 = 300 mm, độ dài của vòng
xoắn được tính:

l2 =

.r2

24



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
1/2 vòng xoắn ốc thứ 3 có tâm O1, bán kính r2 = 450 mm, ñộ dài của vòng
xoắn ñược tính:

l3 =

.r3

1/2 vòng xoắn ốc thứ 4 có tâm O2, bán kính r2 = 600 mm, ñộ dài của vòng
l4 =

.r4

OB
OO
KS
.CO
M

xoắn ñược tính:

Vậy hình xoắn ốc là tổng các vòng xoắn ốc ñã xác ñịnh ở trên, có nghĩa ñó là 1
hình bán trụ có chiều dài là:
l = l1 + l2 + l3 + l4 +

.160 =

.(r1 + r2 + r3 + r4 + 160 )

Diện tích của hình bán trụ ở phần không tiếp xúc với cánh ñĩa
S1’ = ( .

dr
d
).l = ( . r ). .(r1 + r2 + r3 + r4 +160)
2
2

= (3,14.

80
).3,14.( 150 + 300 + 450 + 600 +160)

2

= 654677 mm2 = 0,655 m2

Một cánh ñĩa có hai mặt là ñường xoắn ốc, vậy bề mặt trao ñổi nhiệt là:
S1 = 2.0,655 = 1,3 m2
Chọn số cánh ñĩa trên trục là : n = 30 ñĩa

Vậy tổng diện tích bề mặt trao ñổi nhiệt trên cánh ñĩa:

KI L

Sranh = 1,3.30 = 39 m2

25