CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM SẤY CHÂN KHÔNG

CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM SẤY CHÂN KHÔNG
3.1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA MÔ HÌNH
3.1.1. Mục đích
Mô hình thí nghiệm là một mô phỏng của thiết bị sấy trong thực tế sản xuất,
giúp chúng ta có thể nghiên cứu một lĩnh vực hay một công nghệ trong quá trình sản
xuất.
Mô hình được xây dựng gồm thiết bị sấy chân không dạng tủ sấy, một thiết bị
ngưng tụ hơi sang lỏng, đầu lỏng ra có phin lọc ẩm lọc bụi và một bơm chân không
hút chân không cho hệ thống. Thang đo nhiệt độ từ 30 đến 250
o
C cho phép điều
chỉnh nhiều chế độ sấy khác nhau.
- Dựa vào mô hình này, ta tiến hành sấy thí nghiệm cho ba loại vật liệu ẩm khác
nhau: cà rốt, thìa là và gỗ thông, ở chế độ sấy (nhiệt độ và áp suất) khác nhau và các
điều kiện khác (như kích thước, hình dạng, điều kiện xử lý ban đầu). Từ đấy xác định
thời gian sấy cho từng loại vật liệu cũng như các chỉ tiêu chất lượng của từng loại sản
phẩm sấy và so sánh kết quả với một số phương pháp sấy không khí nóng và sấy lạnh
khác.
3.1.2. Yêu cầu
- Mục đích đầu tiên của mô hình là phục vụ cho công tác học tập, thí nghiệm và
nghiên cứu của các bạn sinh viên nên mô hình phải mang tính khoa học, đa dạng, có
thể tiến hành thí nghiệm với nhiều chế độ sấy khác nhau, cho một số vật liệu quí
hiếm khác nhau.
- Có khả năng điều chỉnh các thông số của chế độ sấy được dễ dàng, tùy thuộc
mục đích sử dụng và loại vật liệu sấy.
- Các dụng cụ đo phải đảm bảo được độ chính xác yêu cầu và đồng thời phải
được bố trí khoa học nhằm hạn chế sai số gây ra do ảnh hưởng của các yếu tố bên
ngoài tác động.
3.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO CỦA MÔ HÌNH
3.2.1. Sơ đồ nguyên lý

Mô hình thí nghiệm bao gồm thiết bị sấy chân không (dạng tủ), thiết bị ngưng tụ,
và bơm chân không, được bố trí theo sơ đồ sau
Hình 3.1 : Sơ đồ nguyên lý cấu tạo mô hình thí nghiệm thiết bị sấy chân không
35
1
12
11
10
9
8
7
6
5
2
4
3
13
Chú thích:
1. Thiết bị sấy chân không
2. Thiết bị ngưng tụ ẩm.
3. Bơm chân không.

4. Phin lọc ẩm, lọc bụi.
5. Ống xoắn ruột gà,
bằng đồng, d = 12mm.
6. Chốt cửa tủ sấy
7. Khay sấy
8. Đồng hồ rơ le nhiệt độ
9. Van xả khí phá chân không
10. Van hút chân không

11. Áp kế chân không
12. Nhiệt kế thủy ngân.
13. Khóa chân không.
Nguyên lý làm việc, chế tạo thiết bị của mô hình thí nghiệm sấy chân không
+ Thiết bị sấy chân không
Là một thiết bị sấy đơn giản dạng tủ sấy dùng trong phòng thí nghiệm. Tủ sấy
dạng hình hộp chữ nhật có kích thướt dài
×
rộng
×
cao = 64.5
×
56
×
64.5 cm. Buồng
đốt được gia nhiệt bởi các sợi đốt điện trở ở hai bên hông và đáy tủ sấy, cấp nhiệt
làm nóng khung nhôm và truyền nhiệt cho vật liệu ẩm theo phương thức bức xạ
nhiệt. Áp suất chân không trong buồng sấy được tạo ra và duy trì bởi hệ thống bơm
chân không, thiết bị ngưng tụ ẩm và tách lỏng, các khóa và van chân không,( van hút
36
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động mô hình
thí nghiệm thiết bị sấy chân không.
220  V
1
12
11
10
9
2
4

3
và van xả). Trong buồng sấy, áp suất và nhiệt độ sẽ được duy trì và điều chỉnh nhờ
đồng hồ áp kế và đồng hồ rơ le nhiệt độ gắn trên tủ sấy. Việc đưa liệu vào và lấy liệu
ra được thao tác bằng tay, đóng mở cửa bằng chốt tủ 6. Trong quá trình làm việc tủ
được đóng kín và nối với hệ thống tạo chân không.
+ Bơm chân không
Là loại bơm chân không dầu, nhờ điều kiện bịt kín rất tốt của dầu nên có khả
năng tạo độ chân không sâu. Độ chân không đạt được của hệ thống là -0,98 kN/cm
2
(tương đương với 15mmHg). Để tạo được và duy trì độ chân không sâu cho hệ thống,
còn có thêm thiết bị ngưng tụ ẩm và phin lọc ẩm và bụi nhằm giảm tiêu hao năng
lượng cơ học và tránh hỏng hóc cho bơm (nếu như ta cho bơm hút trực tiếp phải dòng
hơi lẫn ẩm).
+ Thiết bị ngưng tụ ẩm và tách lỏng
Trong hệ thống chân không này, hỗn
hợp khí cần được giải phóng để tạo chân
không chủ yếu là hơi nước và một phần
khí không ngưng. Để hệ thống làm việc
hiệu quả nhất cần có một thiết bị ngưng tụ
hơi nước tổ hợp với bơm chân không. Khi
đó, thiết bị ngưng tụ có tác dụng chủ yếu
làm ngưng tụ hầu hết hơi nước nhằm giải
phóng một lượng thể tích hơi nước rất lớn
cho bơm chân không, làm giảm tiêu hao
năng lượng cơ học và tránh hỏng hóc cho
bơm.
Thiết bị ngưng tụ này được bố trí
ngay sau đầu hút chân không của thiết bị
sấy, là thiết bị ngưng tụ ẩm kiểu bề mặt..
Hơi ẩm từ buồng sấy được hút qua ống

đồng và ngưng tụ trong ống nhờ nước đá
làm lạnh bên ngoài ống, sau đấy chảy
xuống phin lọc và được giữ lại ở đấy.
Khi quan sát thấy nước trong phin đã đầy, tiến hành khóa van chân không ở
đầu vào thiết bị và tháo phin lọc để xả nước đọng
a. Đường hơi ẩm và khí hút về.
b. Đường lỏng ngưng và khí ra.
37
Hình 3.3: Thiết bị ngưng tụ ẩm.
Vỏ thiết bị.
Lớp cách nhiệt (xốp).
Nước đá.
Khóa chân không.
Ống xoắn bằng đồng, d = 12
3.2.2. Sơ đồ mạch điện tủ sấy
Khi bật công tắc S, cuộn hút K
1
có điện và đèn sáng, đóng tiếp điểm thường hở
K
1
, cuộn hút K
2
có điện đóng các tiếp điểm thường hở K
2
lại và trở sấy được đốt
nóng. Khi nhiệt độ trong buồng sấy đạt nhiệt độ đã đặt, rơ le nhiệt độ tủ sấy tự động
mở cắt nguồn trở sấy. Và khi nhiệt độ trong buồng sấy xuống thấp hơn nhiệt độ đặt
thì rơ le tự động trở về thường đóng cấp nhiệt trở lại cho trở sấy.
3.2.3. Cấu tạo một số bộ phận và thiết bị phụ khác
a. Khung kim loại bức xạ nhiệt

Khung được làm bằng nhôm có
dạng hình hộp, kích thước (48 x 40 x
50), có chiều dày 6mm. Khung nhận
nhiệt từ bộ phận gia nhiệt (sợi đốt điện
trở) và nóng lên, sau đó bức xạ cho vật
liệu sấy xếp trên khay sấy đặt trên
khung sấy bên trong nó.
b. Van xả khí phá chân không
Để mở cửa thao tác thiết bị chân
không, khi trong thiết bị còn chân không
cần tiến hành xả khí phá chân không qua
van xả khí.
Khí xả để phá chân không thường
là không khí.(nhưng đối với các sản
phẩm dễ bị ôxy hóa hay có tác dụng với
không khí thì khí xả có thể là các loại
38


Hình 2: M?ch đi?n t? s?y
D : đèn báo
K1 : cu?n hút và ti?p đi?m thư?ng m?
K2 : cu?n hút và contactor thư?ng m?
S : công t?c đóng m? b?ng tay
E : đi?n tr? s?y

Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện
tủ sấy.
D : đèn báo
K

1
: Cuộn hút
và tiếp điểm thường mở.
K
2
: Cuộn hút và
công tắc tơ thường mở.
S : Công tắc
đóng mở bằng tay.
E : Điện trở sấy.
2
1
3
Hình 3.6 : Van phá chân không dạng kim
Van kim.
Ống dẫn khí xả vào
Ống nối với hệ thống chân không
Hình 3.5 : Cấu tạo khung kim loại bức
xạ nhiệt
khí trơ, nitơ hoặc một số khí khác
không tác dụng hóa học với sản phẩm.
c. Chân không kế (Áp kế)
Bộ phận nhạy cảm thường là ống đàn
hồi hay hộp có màng đàn hồi, khoảng đo từ 0
đến 10.000 kG/cm
2
và đo chân không từ 0,01
đến 760 mmHg.
Đặc điểm của loại này là kết cấu đơn giản, có thể chuyển tín hiệu bằng cơ khí.
Do đó được sử dụng trong phòng thí nghiệm hay trong công nghiệp, sử dụng thuận

tiện và rẻ tiền.
Nguyên lý làm việc: Chân không kế gồm một ống rỗng 2 hình cung tròn, một
đầu bịt kín còn đầu kia nối với hệ chân không cần đo. Đầu nối với hệ chân không
được cố định với hộp chân không kế, còn đầu kia của ống được nối với một hệ truyền
động 3 đến kim quay 1. Khi áp suất trong ống rỗng bằng áp suất khí quyển thì kim
quay chỉ số không. Khi áp suất trong ống nhỏ hơn thì ống bị biến dạng. Chuyển dịch
do biến dạng qua hệ truyền động được chuyển đến kim quay làm cho kim quay quay
một góc nào đó. Giá trị góc quay thể hiện độ chân không trong hệ cần đo trên thang
chia.
d. Phin lọc ẩm lọc bụi
Trong quá trình vận hành thiết bị sấy chân không sẽ có rất nhiều cặn bẩn gây tắt
nghẽn hệ thống, ảnh hưởng đến quá trình vận hành, điều chỉnh thông số làm việc. Do
đó để đảm bảo cho hệ thông làm việc an toàn, có độ tin cậy cao, tạo được độ chân
không sâu cho hệ thống cần có phin lọc cặn bẩn và tách ẩm về từ thiết bị ngưng tụ.
Phin lọc sẽ giữ lại tất cả lỏng ngưng và bụi bẩn trong hệ thống chảy sang.
e. Các thông số của mô hình
- Hình ảnh thực của mô hình: Xem phụ lục.
- Thiết bị sấy chân không
+ Công suất: p = 1,2 KW
+ DxRxC = 64.5
×
56
×
64.5 cm
+ Giới hạn áp kế: 0 đến -1 kG/cm
2
39
1
2
3

Hình3.7 : Chân không kế lò xo
1. Kim chỉ
2. Ống lò xo
3. Kim chỉ