Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu sấy tháp tam giác năng suất 6 tấn/mẻ (có đảo trộn)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.84 MB, 95 trang )
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Upload by o
1
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Upload by o
2
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
LỜI MỞ ĐẦU
Sấy là một quá trình trao đổi nhiệt và ẩm dẫn đến việc loại bỏ một phần nước và
độ ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng phương pháp sấy nóng hoặc phương pháp sấy lạnh. Vật
liệu sấy có thể là vật rắn, bán rắn hoặc chất lỏng và kết thúc quá trình sấy ở thể rắn, chất
đậm đặc hoặc tinh dầu trong hơi nước được tách ra.
Kỹ thuật sấy được sử dụng rộng rãi để làm khô hầu hết các loại dược phẩm, ngũ
cốc, các loại hạt và nhiều thực phẩm khác, làm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Quá
trình sấy khơng chỉ đơn thuần là q trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu mà là
một quá trình cơng nghệ. Nó địi hỏi sau khi sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng
cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau
khi sấy có tỉ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với lúa người ta có thể
dùng các phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp.
Đồ án môn học này nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp sấy tháp, năng suất
6 tấn/mẻ, địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào vụ Đông Xuân, cung cấp nhiệt
bằng phương pháp đốt trấu trực tiếp.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng đồ án chắc chắn khơng tránh khỏi các thiếu
sót. Nhóm mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của Thầy Cơ và các bạn.
Lớp DHNL4LT
Nhóm
Nguyễn Văn Bảo
Nguyễn Thiên Bửu
Upload by o
3
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
TRƯỜNG ĐHCN TPHCM
KHOA CN NHIỆT LẠNH
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Họ và tên:
NGUYỄN VĂN BẢO
NGUYỄN THIÊN BỬU
DHNL4LT
Công Nghệ Nhiệt - Lạnh
MSSV:
08899391
08896121
Lớp:
Ngành:
Niên khố: 2009 – 2010
Tên đồ án:
Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu sấy tháp tam giác năng suất 6 tấn/mẻ (có đảo trộn)
· Địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp
· Hoạt động vào mùa thu hoạch Đông Xuân
· Cung cấp nhiệt là đốt trấu cấp trực tiếp
Nội dung thực hiện
1. Tìm hiểu cơng nghệ chế biến hoặc tạo ra vật liệu sấy.
2. Công nghệ làm khô vật liệu sấy được giao và máy sấy vật liệu này trong nước và
trên thế giới.
3. Tổng quát các loại máy sấy được loại vật liệu được giao cho sinh viên và sinh viên
tự lựa chọn loại máy sấy thích hợp nhất để sấy theo yêu cầu.
4. Mô tả và trình bày tổng quát, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm riêng biệt
về loại máy sấy mà sinh viên đã lựa chọn.
5. Thực hiện bài toán sấy lý thuyết và sấy thực, bao gồm :
· Sinh viện tự tìm hiểu bằng tài liệu tra cứu về độ ẩm đầu vào, độ ẩm thành
phẩm, từ đó làm cơ sở tính tốn bài tốn sấy.
· Thực hiện bài tốn sấy
· Tính tốn thiết kế khơng gian sấy và hệ thống sấy
· Chọn cung cấp nhiệt sấy gián tiếp hay trực tiếp tùy theo loại vật liệu sấy và
sản phẩm sấy.
6. Tính tốn thiết kế buồng đốt cấp nhiệt.
7. Tính tốn thiết kế các thiết bị phụ tùy theo hệ thống lựa chọn (Cyclon thu bụi, quạt,
thiết bị vận chuyển…)
8. Tính toán sơ bộ hiệu quả đầu tư máy sấy và giá thành sấy 1kg thành phẩm.
9. Sinh viên lập quy trình thao tác vận hành sấy và bảo trì.
10. Các bản vẽ
· 01 bản tổng thể hệ thống máy sấy (khổ giấy A3).
· 01 bản vẽ buồng sấy (khổ giấy A3, yêu cầu vẽ 3 hình chiếu).
· Bản vẽ thiết kế các thiết bị phụ của máy sấy (buồng đốt cấp nhiệt, bộ trao đổi
nhiệt, cyclon thu bụi..) tùy theo từng hệ thống sấy mà sinh viên thiết kế.
Ngày giao nhiệm vụ:
19/09/2009
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
23/12/2009
Giáo viên hướng dẫn:
Bùi Trung Thành
Trưởng bộ môn
Giáo viên hướng dẫn
Bùi Trung Thành
Upload by o
4
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
MỤC LỤC
Lời mở đầu ........................................................................................................................3
Mục lục ..............................................................................................................................5
Thứ tự thiết kế một hệ thống sấy ...................................................................................7
Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật sấy
1. Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng ............................................................9
2. Sấy hạt ở Việt Nam và trên thế giới ..................................................................10
3. Khái niệm về sấy ...............................................................................................11
4. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy.................................................................12
Chương 2: Các loại máy sấy
1. Các phương pháp sấy bằng nhiệt.......................................................................14
1.1 Sấy bằng khơng khí tự nhiên – phơi nắng............................................14
1.2 Sấy nhân tạo .........................................................................................14
2. Các dạng máy sấy có thể sấy hạt lúa .................................................................17
2.1 Máy sấy thùng quay .............................................................................17
2.2 Máy sấy tháp ........................................................................................19
Chương 3: Vật liệu sấy và Tác nhân sấy
1. Vật liệu sấy – hạt lúa .........................................................................................24
1.1 Cây lúa..................................................................................................24
1.2 Cấu tạo hạt lúa......................................................................................26
1.3 Các đặc tính chung của khối lúa ..........................................................27
1.4 Các yêu cầu đặc trưng của hạt lúa sau sấy ...........................................29
1.5 Công nghệ sấy lúa ................................................................................30
2. Tác nhân sấy ......................................................................................................30
Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ thống sấy tháp
1. Tính tốn tổng qt............................................................................................32
1.1 Chọn chế độ sấy ...................................................................................33
1.2 Cân bằng ẩm cho từng vùng.................................................................34
1.3 Nhiệt độ sấy..........................................................................................36
2. Tính tốn q trình sấy lí thuyết........................................................................37
2.1 Xác định các thơng số ngồi trời..........................................................37
2.2 Tính tốn khói lị ..................................................................................38
2.3 Thơng số của khơng khí sau hịa trộn ..................................................40
2.4 Trạng thái khơng khí ra khỏi tháp sấy..................................................44
2.5 Tính thời gian sấy.................................................................................45
Upload by o
5
Đồ án chun ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
2.6 Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy lí thuyết ........................47
2.7 Tính kiểm tra lại nhiệt độ sấy...............................................................48
2.8 Cân bằng nhiệt của quá trình sấy lí thuyết ...........................................49
3. Xác định kích thước cơ bản của tháp sấy ..........................................................51
3.1 Máng dẫn khí thải.................................................................................51
3.2 Máng dẫn tác nhân sấy.........................................................................53
4. Tính tốn q trình sấy thực tế ..........................................................................54
4.1 Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh ............................................54
4.2 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi .................................................58
4.3 Các thơng số sau q trình sấy thực.....................................................60
4.4 Tính tốn cân bằng nhiệt của q trình sấy thực..................................62
5. Tính tốn vùng làm mát.....................................................................................65
6. Tính tiêu hao nhiên liệu .....................................................................................66
7. Bố trí kênh dẫn và kênh thải..............................................................................66
Chương 5: Các thiết bị phụ của tháp sấy
1. Buồng đốt ..........................................................................................................69
2. Thiết bị lọc và khử bụi từ tháp sấy ....................................................................71
3. Tính chọn quạt ...................................................................................................73
4. Máy vận chuyển kiểu gàu tải.............................................................................82
5. Máy vận chuyển kiểu băng tải...........................................................................83
Chương 6: Tính tốn giá thành sản phẩm ...................................................................86
Chương 7: Vận hành và bảo trì hệ thống sấy ..............................................................88
Chương 8: Bản vẽ ...........................................................................................................90
Tổng kết...........................................................................................................................91
Phụ lục .............................................................................................................................92
Tài liệu tham khảo..........................................................................................................94
Upload by o
6
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
THỨ TỰ THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG SẤY
1. Chọn phương pháp sấy
Chọn phương pháp sấy nóng hay sấy lạnh là tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ mà
chủ yếu là nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy trước khi vào thiết bị sấy hay nhiệt độ mà
vật liệu sấy có thể chịu được. Thơng thường, nếu khơng có u cầu gì đặc biệt thì ta chọn
hệ thống sấy nóng, do độ chênh lệch phân áp suất Pab – Pam có thể đạt được rất lớn nên
cường độ sấy lớn. Hơn nữa hệ thống sấy nóng khơng phải dùng máy lạnh và máy hút ẩm
nên chi phí đầu tư rẻ hơn và vận hành đơn giản hơn.
2. Chọn dạng hệ thống sấy
Sau khi đã quyết định phương pháp sấy, ta chọn hệ thống sấy. Khi đó cần căn cứ
vào hình dáng vật liệu sấy và năng suất sấy cũng như kinh phí đầu tư cho phép để chọn
dạng hệ thống sấy thích hợp. Trong trường hợp sấy các loại nơng sản dạng hạt thì ta cũng
có thể nghĩ đến hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy
thùng quay cũng như hệ thống sấy khí động hoặc hệ thống sấy tầng sôi. Căn cứ vào đặc
điểm của các hệ thống sấy này, năng suất sấy yêu cầu và những nhân tố khác ta có thể
chọn được hệ thống sấy thích hợp. Để sấy lúa sơ bộ khi mới thu hoạch, vì thời gian sấy
chỉ vài chục ngày một vụ lại phân bố rải rác ở từng hộ gia đình nên hiện nay người ta sử
dụng hệ thống sấy buồng đối lưu tự nhiên, hệ thống sấy tĩnh. Ngược lại, ở các kho bảo
quản hoặc các nhà máy xay xát, người ta thường dùng hệ thống sấy tháp hoặc sấy khí
động. Chọn dạng hệ thống sấy cũng là bài toán kinh tế kĩ thuật.
3. Chọn chế độ sấy
Sau khi đã chọn được hệ thống sấy thích hợp, ta căn cứ vào yêu cầu mà chủ yếu là
nhiệt độ và độ ẩm mà vật liệu sấy có thể chịu được để chọn chế độ sấy thích hợp. Đối với
lúa giống thì nhiệt độ sấy khoảng 40 ÷ 420C và lúa thương phẩm 50 ÷ 900C.
Ngồi ra, nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy cũng cần chọn đủ bé để giảm
tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi nhưng cũng phải đủ lớn để xa trạng thái bão hòa
để tránh hiện tượng đọng sương lên bề mặt vật liệu đã được sấy khô.
4. Chọn nguồn năng lượng và tác nhân sấy
Ngoài hệ thống sấy lạnh, nguồn năng lượng chỉ có thể là điện thì trong các hệ
thống sấy nóng, nguồn năng lượng ngồi điện năng cịn có thể là hơi nước, khí đốt dầu
mỏ, than đá, củi và các phế liệu công nông nghiệp khác như trấu, bã mía… Ta chọn dạng
năng lượng trên cơ sở điều kiện cụ thể nơi xây dựng hệ thống sấy và tính tốn kinh tế. Ở
Đồng Tháp, trấu là nguồn năng lượng dồi dào và nó dồi dào đến mức người ta khơng biết
phải làm gì để sử dụng hết nó ngồi việc đổ bỏ nó với lại chi phí cho 1kg trấu rất rẻ. Do
đó, hệ thống sấy này dùng trấu làm nguồn năng lượng đốt trực tiếp để lấy khói từ buồng
Upload by o
7
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
đốt gia nhiệt cho không khí cấp vào khơng gian sấy. Vì vậy, ta cần thiết kế thêm buồng
đốt cho hệ thống sấy.
5. Tính tốn cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm của thiết bị sấy (thực hiện bài tốn sấy
lí thuyết và sấy thực tế)
Khi đã chọn được dạng hệ thống sấy và chế độ sấy, ta tiến hành tính tốn cân bằng
nhiệt ẩm của thiết bị sấy. Đây là nội dunng cơ bản của việc thiết kế một hệ thống sấy.
Mục đích của việc tính tốn cân bằng nhiệt ẩm là tìm được lượng tác nhân sấy và nhiệt
lượng cần thiết trong một giờ. Khối lượng tác nhân sấy trong một giờ là một trong hai cơ
sở để chọn quạt (cùng với cột áp). Tính tốn các tổn thất nhiệt.
6. Tính thể tích buồng đốt và các thiết bị phụ khác
Tính thể tích buồng đốt, tính cyclonee và các thiết bị khác.
7. Bố trí hệ thống sấy, tính trở lực và chọn quạt
Để chọn được quạt chúng ta cần bố trí cụ thể hệ thống sấy và căn cứ vào việc bố
trí này để tiến hành tính trở lực hệ thống. Khi đã có tổng trở lực và lưu lượng tác nhân
sấy cần thiết trong tính tốn cân bằng nhiệt - ẩm của thiết bị sấy ta sẽ chọn được quạt.
8. Tính hiệu quả kinh tế của hệ thống sấy
Nội dung tính tốn hiệu quả kinh tế của một hệ thống sấy đã được thiết kế gồm
các phần:
· Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng.
· Xác định chi phí đầu tư, chi phí vận hành và chi phí bảo dưỡng.
· Xác định được giá thành sản phẩm.
· Hiệu quả kinh tế xã hội mà hệ thống mang lại.
Upload by o
8
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
1. Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng
Từ xưa, con người biết đến kỹ thuật sấy như là cách chế biến và bảo quản thực
phẩm thông dụng và tạo mùi vị đặc trưng cho món ăn khi chế biến. Phơi nắng là một
phương pháp cổ điển và sử dụng rộng rãi nhất khi mà con người chưa biết đến kỹ thuật
sấy hiện đại.
Ở Việt nam, những người ngư dân dùng ánh nắng mặt trời để làm khô cá, mực và
các loại hải sản khác để bảo quản sử dụng lâu ngày, tạo nên nhưng món ăn đặc trưng về
hương vị. Những người nông dân cũng vậy, họ dùng cách tương tự để làm khô các loại cá
ở sông, hồ, ruộng vào thời điểm dồi dào để sử dụng vào những thời điểm khan hiếm.
Ngồi ra người ta cịn dùng cách phơi nắng để chế biến nhiều loại bánh, hoa quả và đồ
dùng khác.
Hình 1-1:Phơi cá dưới ánh nắng mặt trời
Ở châu Âu, người ta dùng khói nóng để sấy khô thịt, cá và thực phẩm khác, tạo
thành các loại thực phẩm hung khói để dự trữ trong mùa đông. Ở nhiều dân tộc khác cũng
vậy, người ta sử dụng khói hoặc hơi nóng để làm khơ và bảo quản nhiều loại thực phẩm
và ngũ cốc.
Ở Trung quốc, người ta dùng ánh sáng mặt trời và một số kỹ thuật chế biến khác
để sấy khô các loại cỏ, cây, hoa, quả và hạt dùng để làm thuốc. Ở Việt Nam và một số
nước khác ở châu Á cũng vậy.
Upload by o
9
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Hình 1-2:Dùng ánh nắng mặt trời để làm khô sản phẩm
Ngày nay, kỹ thuật sấy hiện đại phát triển đã giúp con người cải thiện nhiều về
chất lượng, thời gian sấy, thời gian bảo quản, năng suất và hiệu quả kinh tế được nâng
cao. Nhưng ở một phương diện nào đó, kỹ thuật sấy cổ truyền và phương pháp thủ cơng
cịn mang đậm tính nghệ thuật và bí truyền nên vẫn giữ được vị trí của nó mà kỹ thuật
hiện đại vẫn khơng thể thay thế được.
Nước ta là một nước nơng nghiệp do đó các nông sản được sản xuất ra ngày một
nhiều, nhất là các sản phẩm đặc sản của vùng nhiệt đới có giá trị xuất khẩu cao, ngày
càng chiếm tỉ trọng lớn trong tồn bộ thu nhập của ngành nơng nghiệp. Các sản phẩm này
muốn bảo quản được tốt thì phải có độ ẩm nhỏ nhưng độ ẩm này ít có được sau khi thu
hoạch. Vì vậy hầu hết các sản phẩm nơng nghiệp cần phải thơng qua q trình phơi sấy
để làm khô tới thủy phần yêu cầu của bảo quản. Sấy là phương pháp tương đối hiệu quả,
tạo nên tiền đề để bảo quản tốt sản phẩm. Mặt khác có nhiều sản phẩm chỉ có thơng qua
khâu phơi sấy mới đảm bảo phẩm chất tốt, nâng cao được giá trị thương phẩm như chè,
cà phê, thuốc lá, lúa, gỗ, giấy, sữa bột …
2. Sấy hạt ở Việt Nam và trên thế giới
Trên thế giới, hàng trăm triệu tấn lúa mì, bắp, đậu nành, gạo và các loại hạt khác
như lúa miến, hạt hướng dương, hạt bo bo, đại mạch, yến mạch và một số loại khác được
sấy khô bằng máy sấy hạt. Trong nông nghiệp ở các các quốc gia, sấy là việc giảm ẩm từ
khoảng 17-30% đến khoảng từ 8 đến 15%, tùy theo từng loại hạt. Độ ẩm đầu ra của hạt
cuối quá trình sấy phải đủ cho việc bảo quản. Hạt càng có nhiều dầu thì độ ẩm lưu trữ
càng phải thấp. Ngũ cốc thường được sấy khô cho tới 14% , trong khi các loại hạt dầu,
đến 12,5% (đậu nành), 8% (hướng dương) và 9% (đậu phộng). Sấy được sử dụng như là
một phương pháp để lưu trữ an toàn, để ngăn cản vi khuẩn phát triển. Tuy nhiên, nhiệt độ
thấp trong lưu trữ cũng được khuyến khích để chống các phản ứng và các q trình sinh
hóa đặc biệt là sự phát triển của côn trùng và mọt. Nhiệt độ bảo quản tối đa khoảng 18°C.
Upload by o
10
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Các máy sấy lớn nhất thường được áp dụng để cơ khí hóa nơng nghiệp ở ngoài
đồng ruộng đang phát triển và đang được mở rộng các loại máy sấy hỗn lưu được ưa thích
ở Châu Âu, trong khi người Mỹ chỉ thích đưa lúa của họ một lần qua máy sấy. Ở
Argentina, cả hai loại này đều được tìm thấy. Máy sấy dịng liên tục đạt được năng suất
100 tấn hạt khô/giờ.. Độ dày của lớp hạt để khơng khí đi qua máy sấy liên tục trong
khoảng từ 0,15 m trong một số dòng máy sấy hỗn hợp có thể 0,3 m trong một vòng lưu.
Loại máy sấy được sử dụng chủ yếu là loại trong đồng ruộng, đặc biệt là ở Mỹ và Âu
Châu. Nó thường bao gồm một thùng, với khơng khí ẩm nóng thổi theo chiều ngang theo
một ống trụ ở bên trong thơng qua một tấm kim loại, sau đó thông qua một thùng xoay,
dày 0,50 m xuyên giữa lớp hạt và cuối cùng bên ngoài là tấm lưới kim loại, trước khi
được thải ra bên ngồi. Thường thì làm khô hạt nhiều lần từ 1 giờ đến 4 giờ tùy thuộc vào
bao nhiêu nước phải được tách ra, loại hạt gì, nhiệt độ khơng khí và bề dày lớp hạt. Tại
Hoa Kỳ, máy sấy đối lưu ngược liên tục có thể được thấy trong trang trại, chỉ sử dụng một
thùng để sấy, hạt được đưa vào ở đỉnh của thùng để hạt thích nghi dần dần và làm khơ hạt
sơ bộ ở trên và lấy ra dần dần ở dưới cùng của thùng khi hạt đã khơ hồn tồn. Sấy hạt là
một hoạt động mang tính sản xuất và nghiên cứu.
Ngày nay, có thể để mơ phỏng hiệu suất của máy sấy với một chương trình máy
tính dựa trên các cơng thức (các mơ hình tốn học) là đại diện cho các thông số tham gia
vào việc làm khô: tính chất vật lý, tính chất hóa học, nhiệt động lực học và nhiệt và khối
lượng liên kết. Gần đây, sự địi hỏi của xã hội được dự đốn chắc chắn để điều chỉnh các
tham số để thiết lập một tỷ lệ sấy hợp lý để nhanh chóng làm khơ hạt, hạn chế tiêu thụ
năng lượng, và đạt được chất lượng hạt. Một điển hình trong tham số chất lượng sấy lúa
mì là chất lượng tạo bột và tỷ lệ phần trăm nẩy mầm. Còn đối với lúa nước là giảm tối đa
độ nứt gãy của hạt khi xay xát.
3. Khái niệm về sấy
Hạt và các sản phẩm nông nghiệp trước khi nhập kho bảo quản đều phải có độ ẩm
ở mức độ an tồn. Điều kiện thích hợp của độ ẩm để bảo quản hạt là ở giới hạn từ 12 đến
14%. Phần lớn hạt thu hoạch về có độ ẩm cao hơn, trong điều kiện những mùa mưa độ
ẩm của khí quyển cao nên sự thốt hơi nước tự nhiên của hạt chậm lại cho nên có nhiều
trường hợp hạt ngơ, lúa nhập kho có độ ẩm lên đến 20 ÷ 30%. Với độ ẩm của hạt lớn hơn
14% thì hoạt động sống tăng, hơ hấp mạnh, lơ hạt bị ẩm và nóng thêm. Đó là những điều
kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và cơn trùng, lơ hạt tự bốc nóng và làm
cho hạt bị hỏng. Để tránh hiện tượng trên ta phải đảm bảo độ ẩm của hạt xuống khoảng
14%. Do đó, đối với một nước nơng nghiệp nhiệt đới khí hậu nóng ẩm mưa nhiều như
nước ta thì sấy là một phương pháp rất quan trọng.
Upload by o
11
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Những hạt và những sản phẩm chưa được sấy, bao giờ cũng chứa một lượng nước
thừa trong bản thân chúng. Ví dụ hạt thu hoạch có độ ẩm 37% thì có tới 23% trọng lượng
là nước thừa. Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kỹ thuật xay xát. Sản lượng bột giảm, chi
phí năng lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến và làm máy nhanh bị hư hỏng; hạt
thu được và sản phẩm chế biến từ hạt sẽ bảo quản khó và chỉ tiêu phẩm chất sẽ thấp. Ở
những hạt đã sấy hay phơi khơ thì q trình thủy phân chất béo thực hiện chậm, hiện
tượng đắng của hạt và sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt sẽ bị tiêu diệt.
Những hạt bị bốc nóng ở thời kì đầu, nhờ q trình phơi sấy, hạt trở lại bình
thường, quá trình tự bốc nóng dừng lại và những tính chất kỹ thuật của hạt được phục
hồi. Hạt cịn tươi chưa hồn thành q trình chín sinh lí thì nhờ q trình sấy q trình
chín sinh lí được rút ngắn, hạt có được đặc tính kỹ thuật thích hợp của nó. Sấy khơ sản
phẩm là một quá trình rất phức tạp: khi sấy cần đảm bảo giữ được tính chất của sản
phẩm, đảm bảo chất lượng và giữ nó ở trạng thái tốt.
Quá trình sấy thực chất là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi một phần
lượng nước có trong sản phẩm. Q trình này phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng
liên kết của vật liệu sấy và tính chất hóa học của sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản
phẩm hút ẩm.
4. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy
Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước trong sản phẩm
sang thể hơi). Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất của hơi nước ở môi
trường xung quanh (Pxq) và trên bề mặt của sản phẩm (Psp). Để làm cho lượng ẩm trên bề
mặt sản phẩm bay hơi cần có điều kiện Psp > Pxq hay Psp - Pxq = DP. Trị số DP càng lớn thì
độ ẩm chuyển ra môi trường xung quanh càng mạnh. Psp phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ
ẩm ban đầu của vật liệu sấy và phụ thuộc vào tính chất liên kết của nước với sản phẩm.
Sự thoát ẩm trên bề mặt tăng lên khi nhiệt độ và tốc độ của luồng không khí tăng,
khi độ ẩm tương đối giảm và áp suất khơng khí giảm. Do vậy sự thốt ẩm trên bề mặt dẫn
đến sự khuếch tán bên trong. Đó là kết quả của sự phá vỡ mối cân bằng tương đối trong
sản phẩm cũng là do sự thay đổi nhiệt độ và sự phân chia nước không đồng đều trong sản
phẩm. Trong sản phẩm (và nhất là hạt) sự vận chuyển nước bắt đầu từ nơi có độ ẩm cao
đến nơi có độ ẩm thấp. Sự chênh lệch độ ẩm ở những phần khác nhau của hạt là nguyên
nhân của sự khuếch tán bên trong khi sấy. Sự thay đổi về mặt phân bố nhiệt độ ở những
điểm khác nhau của hạt làm cho sự vận chuyển độ ẩm tăng từ chỗ có nhiệt độ cao đến
chỗ có nhiệt độ thấp.
Quá trình sấy có thể được xúc tiến nhanh hơn nhờ sự tăng nhiệt độ khơng khí hoặc
nhiệt độ của hỗn hợp khơng khí và khói lị (t), giảm độ ẩm tương đối của khơng khí (j),
Upload by o
12
Đồ án chun ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
tăng vận tốc khơng khí (v) và nhờ sự giảm áp suất khơng khí trong mơi trường (B). Trong
q trình sấy, càng về sau hơi nước của môi trường xung quanh càng nhiều, tức là áp suất
Pxq càng tăng và độ ẩm của sản phẩm ngày càng giảm đến một lúc nào đó sẽ đạt được trị
số cân bằng. Khi đó Pxq = Psp và độ ẩm đó được gọi là độ ẩm cân bằng. Tại độ ẩm cân
bằng thì DP = 0, quá trình sấy ngừng lại.
Đối với hạt lúa, ẩm hiện diện ở hai nơi: ở bề mặt của hạt (ẩm bề mặt) và ở nhân
hạt (ẩm bên trong). Ẩm bề mặt sẽ nhanh chóng bay hơi khi hạt được tiếp xúc với khơng
khí nóng thổi qua nó, cịn ẩm bên trong nhân hạt sẽ bay hơi chậm hơn bởi vì đầu tiên nó
phải di chuyển từ nhân hạt ra bề mặt hạt và kết quả là ẩm bề mặt và ẩm bên trong sẽ bay
hơi với tốc độ khác nhau. Kết quả của sự chênh lệch này là tốc độ sấy và hàm lượng ẩm
được lấy đi sẽ giảm trong quá trình sấy. Đối với hầu hết các loại máy sấy hạt, tốc độ sấy
thường nằm trong khoảng 0.5 %/h ¸ 1 %/h. Hàm lượng ẩm của hạt sau mỗi lần qua máy
sấy có thể giảm từ 2 ¸ 4% phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu của hạt, nhiệt độ sấy và tốc độ
tác nhân sấy.
Upload by o
13
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
CHƯƠNG 2
CÁC LOẠI MÁY SẤY
1. Các phương pháp sấy bằng nhiệt (sấy nóng)
Q trình dùng nhiệt để tách lượng nước trong sản phẩm chuyển thành hơi thốt ra
mơi trường gọi là phương pháp sấy bằng nhiệt.
1.1 Sấy bằng khơng khí tự nhiên (phơi nắng): đó là phương pháp lợi dụng ánh nắng
mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm.
Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu. Nó thúc đẩy q trình
chín sinh lí của hạt, có khả năng diệt trừ nấm Aspergillus, Penicilium, côn trùng, sâu,
mọt… bởi tác dụng của ánh nắng mặt trời. Nhưng phơi nắng có nhược điểm là không chủ
động và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn, nhất là các vùng canh tác 2 vụ: mùa khô
rất ngắn ngũi không cho phép phơi nắng tự nhiên một cách nhanh chóng. Phơi nắng cịn
tốn nhiều cơng lao động và khơng cơ giới hóa được. Thời gian để đạt được độ ẩm an toàn
thường dài, nhất là đối với các hạt giống có yêu cầu ẩm độ gần bằng 12%. Tuy vậy, trong
thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp dụng phương pháp phơi nắng đối với các loại
ngũ cốc và một số nông sản khác. Những sản phẩm cần phơi trải thành những lớp mỏng
nên mặt đất hay chiếu, phên…nên gặp rất nhiều bất tiện: dễ bị lẫn đất cát, dễ bị ẩm khi
gặp mưa. Hiện nay có rất nhiều phương pháp để cải tiến kỹ thuật này. Sấy nhân tạo là
một trong những phương pháp đó.
Hình 2-1: Phơi lúa tự nhiên
1.2 Sấy nhân tạo
Khi cần làm khô một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kể điều
kiện thời tiết thế nào thì phải sử dụng phương pháp sấy nhân tạo. Phương pháp này đắt
tiền hơn và phức tạp hơn phương pháp sấy tự nhiên nhưng nó là điều cần thiết để có được
sản phẩm đồng nhất đem ra thị trường. Sấy khơ nhân tạo là phương pháp sấy nhờ có tác
Upload by o
14
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
nhân sấy đốt nóng (khói lị hoặc khơng khí nóng) tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, làm
nóng vật liệu sấy và lấy nước của nó đi. Q trình này tốn nhiều nhiệt năng.
1.2.1 Các phương pháp sấy nóng nhân tạo:
Người ta phân biệt nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau, tuy nhiên khi phân
loại phương pháp sấy khi xét riêng về vật liệu sấy trong buồng sấy thì người ta chia: sấy
vật liệu ẩm tĩnh tại và sấy vật liệu ẩm có chuyển động như sau:
a. Sấy tĩnh học (Stationary drying): áp dụng để sấy hạt là chủ yếu.
Hạt được giữ yên cố định trong một quá trình sấy, hạt được trải thành lớp nằm
ngang và được khơng khí lưu thơng từ dưới lên trên. Độ dày lớp này rất quan trọng (tới
60 cm hạt). Phương pháp này muốn tốt phải tạo điều kiện lưu lượng khơng khí nóng phù
hợp cho sấy hạt đồng đều.
Người ta đã làm thí nghiệm và thấy rằng: sấy khơ bằng khơng khí ở 600C phải có
lưu lượng riêng 300m3/h cho 1m3 hạt. Số này thực tế thể hiện ở độ dày của lớp hạt là 5
cm. Nếu lớp này quá dày hạt sẽ bị ẩm ở phía trên, cịn phía dưới lại q khơ. Để đồng đều
khi sấy người ta làm động tác xáo trộn hạt khi tháo hạt ra khỏi máy sấy hoặc quạt đồng
đều hạt khi đã qua khỏi máy sấy.
Hình 2-2: Máy sấy tĩnh
b. Vật liệu sấy được đảo trộn (motive grain drying):
Lớp hạt được chuyển động trong lò sấy, bề dày nhỏ hơn trong trường hợp sấy tĩnh
vào khoảng 20 ÷ 30 cm và có những bộ phận răng trộn hạt trong q trình hạt đi qua
buồng sấy, do đó khắc phục được hiện tượng lớp hạt khô không đồng đều.
Lượng không khí có thể tùy theo loại máy sấy. Có loại dùng lượng khơng khí lớn
6000 ¸ 8000 m3/h/1m3 sản phẩm, có loại thấp hơn khoảng 2000 ÷ 4000 m3/h/1m3 sản
Upload by o
15
Đồ án chun ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
phẩm. Lượng khơng khí nóng lớn làm tăng cơng suất lị sấy nhưng có thể làm cho sản
phẩm sấy bị dòn, gãy khi chế biến. Ví dụ: đối với ngơ hay xảy ra hiện tượng nung hạt.
Nhiều cơng trình nghiên cứu của Mĩ đã chứng minh ảnh hưởng xấu của việc sấy khô
nhanh đối với ngô làm cho nhiều hạt bị rạn nứt, nếu sau khi sấy mà hạt bị làm lạnh nhanh
thì hạt sẽ dễ vỡ (do sức căng bề mặt).
1.2.2 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu không khí
Phương pháp này dùng khí nóng hoặc hỗn hợp khơng khí nóng với khói lị để làm
khơ sản phẩm. Khơng khí sau khi được đốt nóng được đưa vào buồng sấy đốt nóng sản
phẩm và đến lúc nào đó nước trong sản phẩm sẽ bốc hơi. Khi vào buồng sấy, khơng khí
nóng có độ ẩm thấp, nhiệt độ cao, khi đó hơi nước trong sản phẩm bốc ra có độ ẩm j lớn,
nhiệt độ thấp nên khơng khí nóng hút độ ẩm của sản phẩm bốc ra để đưa ra ngồi làm cho
độ ẩm của khơng khí nóng tăng lên, nhiệt độ giảm xuống, do đó khả năng hút ẩm giảm
dần. Muốn quá trình sấy tiếp tục mạnh ta phải cho luồng khơng khí nóng chứa ẩm cao
thốt ra ngồi và cho luồng khơng khí nóng khác có độ ẩm thấp và nhiệt độ cao tiếp tục
đi vào buồng sấy.
1. Buồng đốt
2. Buồng hịa trộn
3. Quạt
4. Buồng sấy
Hình 2-3: Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu khơng khí
1.2.3 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy tiếp xúc (Contacted drying)
Vật liệu sấy được đốt nóng thông qua chất tải nhiệt hoặc qua thành dẫn nhiệt bằng
cách cho khói lị hoặc hơi nước đi qua phần dưới của buồng sấy, ngăn cách phần trên
chứa vật liệu ẩm nhờ tiếp xúc với thành thiết bị đã đốt nóng mà làm cho sản phẩm nóng
lên và được sấy khơ. Hơi nước từ vật liệu được thốt ra ngồi thông qua một quạt hút ẩm.
1.2.4 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy bức xạ (Radiation drying)
Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức
xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm trong vật sấy, làm giảm độ ẩm của nó
đến mức yêu cầu.
1.2.5 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa (Sublimation drying)
Sấy thăng hoa là quá trình làm giảm độ ẩm của vật sấy bằng thăng hoa (từ thể rắn
thành thể hơi).
Sấy thăng hoa có ưu điểm rất lớn mà các phương pháp sấy khác khơng có:
Upload by o
16
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
· Sản phẩm sấy có chất lượng cao (giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính
thủy hóa…)
· Giữ được hoạt tính sinh học.
Trong cơng nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, sấy thăng hoa được áp
dụng để sấy thịt, cá, rau quả đóng hộp…và trong cả ngành sản suất dược phẩm. Muốn
bảo quản lâu dài thì sản phẩm sấy thăng hoa phải được đóng hộp có độ kín cao.
2. Các dạng máy sấy có thể sấy hạt lúa
Trong các thiết bị sấy đối lưu, năng lượng vật liệu sấy nhận được bằng phương
pháp truyền nhiệt đối lưu, do đó tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp
năng lượng cho vật liệu sấy và mang ẩm thoát ra từ vật liệu sấy thải vào môi trường. Tác
nhân sấy trong thiết bị sấy đối lưu thường là khơng khí nóng hoặc khói lị. Thiết bị sấy
đối lưu có thể sấy lúa có thể có các dạng sau:
2.1 Máy sấy thùng quay (Rotary dryer – Drum dryer)
Thiết bị sấy thùng quay cũng là một thiết bị sấy chuyên dùng để sấy các vật
liệu dạng hạt rời, các loại muối kim loại trong sản xuất hóa chất, các loại ngũ cốc: lúa,
ngơ, đậu … hoặc bột nhão, cục (bột nhẹ, CaCO3) có độ nhão ban đầu lớn khó tự dịch
chuyển nếu dùng thiết bị sấy tháp. Tác nhân sấy là khí nóng hoặc khói lị.
Kết cấu máy sấy thùng quay:
Hệ thống sấy thùng quay gồm thùng sấy hình trụ trịn, calorifer và hạt hút ẩm.
Trong thùng sấy đặt các cánh xáo trộn và đơi khi cịn tạo thành các vùng riêng biệt. Nhờ
các cánh xáo trộn mà vật liệu sấy được đưa lên và rơi xuống để tăng cường quá trình trao
đổi nhiệt ẩm. Phần chính của thiết bị sấy thùng quay là ống trụ trịn đặt nghiêng với mặt
phẳng ngang một góc nghiêng độ dốc 1/15 ÷ 1/50. Tốc độ quay của thùng có thể điều
chỉnh từ 1 ÷ 8 vịng/phút. Trong thùng quay tùy theo tính chất của vật liệu sấy, người ta
có thể đặt các cánh xáo trộn, vách ngăn để tăng cường quá trình sấy.
Upload by o
17
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Hình 2-4: Máy sấy thùng quay cấp nhiệt trực tiếp
Hình 2-5: Máy sấy thùng quay cấp nhiệt gián tiếp
Đặc điểm của hệ thống máy:
Vật liệu sấy từ phễu nạp liệu đi vào thùng sấy cùng chiều với tác nhân. Sau khi
thực hiện quá trình sấy, tác nhân được đưa qua cyclone để thu hồi một phần sản phẩm
bay theo và thải vào môi trường. Tốc độ chuyển động của tác nhân trong thùng sấy
thường vào khoảng 1 ÷ 3 m/s.
Khi sấy cơ chế trao đổi nhiệt giữa tác nhân với vật liệu gồm:
* Truyền nhiệt đối lưu giữa dịng tác nhân chuyển động vng góc với dòng vật
liệu rơi từ trên xuống.
Upload by o
18
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
* Truyền nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân và bề mặt lớp vật liệu nằm ở phía dưới
thùng sấy.
* Dẫn nhiệt từ bề mặt thùng sấy và cánh xáo trộn đến lớp vật liệu.
Tỉ số giữa chiều dài thùng quay L(m) và đường kính thùng sấy D(m) thường lấy trong
khoảng L/D = 3.5 ¸ 7
Nhận xét:
· Máy sấy thùng quay ít được sử dụng để sấy lúa.
· Máy sấy thùng quay thường được dùng để sấy các sản phẩm đắt tiền.
· Máy sấy thùng quay thường có năng suất thấp.
· Máy sấy thùng quay dùng để sấy vật liệu có độ ẩm cao.
2.2 Máy sấy tháp (Tower Dryer – Shaft Grain Dryer)
a. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm:
Hệ thống máy sấy gồm calorifer hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hịa trộn với
khơng khí tươi, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác.
Tháp sấy là một không gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với chiều
rộng và chiều dài. Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn và thải tác nhân xen
kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy (đặc điểm này khác với các thiết bị sấy buồng và
hầm). Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình
trao đổi nhiệt sấy và nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải ra ngoài. Vật liệu sấy chuyển
động từ trên xuống dưới từ tính tự chảy do trọng lượng bản thân của chúng. Tháp sấy
nhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều
vừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trên
các bề mặt đó. Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2
thành phần: thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫn
nhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó.
Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất
theo chuyển động thẳng đứng hoặc dzích dzắc trong tháp sấy. Để tăng năng suất thiết bị
ngoài phương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độ đáng kể người ta cịn
tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt. Tốc độ này có thể từ 0.2 ÷
0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s hoặc lớn hơn. Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống góp
kênh thải theo kinh nghiệm khơng nên vượt q 6m/s để tránh hạt bị cuốn theo tác nhân
đi vào hệ thống thải ẩm (đọng lại trong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải…)
Các loại máy sấy tháp phổ biến:
· Máy sấy tháp tam giác.
· Máy sấy tháp tròn.
· Máy sấy tháp hình thoi.
Upload by o
19
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Hình 2-6: Máy sấy tháp tam giác
Hình 2-7: Máy sấy tháp
Upload by o
20
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Hình 2-8: Máy sấy tháp trịn
Hình 2-9: Máy sấy tháp
Upload by o
21
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
Hình 2-10 : Máy sấy tháp kiểu hình thoi
b. Tháp sấy liên tục.
Hạt qua tháp sấy một lượt rồi bin ủ và “nghỉ” ở đó một thời gian (từ 2 đến 24 giờ
tùy chế độ sấy và loại hạt), sau đó hạt lại qua tháp sấy lượt thứ hai và cứ tiếp tục như thế
lượt thứ 3, 4 … Mục đích của bin ủ là cho ẩm độ ở trung tâm hạt có thời gian ra ngoài bề
mặt để dễ bốc hơi. Chênh lệch ẩm độ quá nhiều giữa bề mặt hạt và tâm hạt sẽ gây ứng
suất làm gãy, vỡ hạt. Điều này là tối kị khi sấy lúa, khi xay ra gạo sẽ bị bể thành tấm.
Kết cấu và cách bố trí các kênh dẫn và kênh thải ẩm có một ý nghĩa đặc biệt đến
sự dịch chuyển của lớp hạt và độ sấy đồng đều của sản phẩm. Nói cách khác nó góp phần
tăng năng suất thiết bị và nâng cao chất lượng sản phẩm. Khoảng cách tối thiểu giữa kênh
dẫn và kênh thải phụ thuộc vào kích thước hạt cần sấy. Khoảng cách này có thể lấy từ 70
÷ 100 mm. Hạt có kích thước bé ta lấy giới hạn dưới và ngược lại. Các kích thước khác
khơng đóng vai trị quan trọng. Theo kinh nghiệm, khoảng cách tối thiểu giữa hai kênh
cho vật liệu sấy chuyển động phụ thuộc vào từng loại vật liệu và có thể từ 70 ÷ 100 mm
hoặc lớn hơn.
Do các hạt ngũ cốc chỉ chịu được một giới hạn nhất định về nhiệt độ và độ ẩm nên
hệ thống sấy tháp thường được tổ chức sấy phân vùng. Sau vùng sấy cuối cùng vật liệu
sấy thường được làm mát đến gần nhiệt độ môi trường để đưa vào kho bảo quản.
Upload by o
22
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
c. Tháp sấy tuần hoàn – sấy theo mẻ.
Hạt đi qua tháp sấy được gàu tải đưa trở lại tháp. Thời gian ủ thực chất là thời gian
hạt ở trong gàu tải và ở trong thùng chứa trên buồng sấy nên tương đối ngắn, khoảng 0.5
giờ. Vì thế cùng với một máy sấy tháp, nhiệt độ dùng trong chế độ sấy tuần hoàn phải
thấp hơn so với sấy liên tục.
Thực sự, chọn chế độ nhiệt cho máy sấy là một bài toán cân đối kinh tế. Tăng
nhiệt độ sấy thì giảm chi phí vì thời gian sấy nhanh hơn nhưng hao hụt giá trị hạt vì giảm
chất lượng.
Máy sấy tháp có các ưu điểm sau:
· Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì
· Chi phí sấy thấp
· Năng suất lớn và rất lớn
· Chất lượng tốt và ổn định
· Tiêu thụ năng lượng thấp
· Máy sấy tháp cho độ đồng nhất ẩm độ rất tốt [14]
d. Ứng dụng: Thiết bị sấy tháp là thiết bị sấy chuyên dụng để sấy các loại hạt
cứng như thóc, ngơ, đậu… có độ ẩm ban đầu không lớn lắm (w = 20 ÷ 30%) và có thể
dịch chuyển dễ dàng từ trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ chính trọng lượng của nó. Đơi khi
trong thiết bị sấy tháp người ta cịn đặt các kết cấu cơ khí để làm chậm hoặc tăng cường
tốc độ dịch chuyển của khối hạt. Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc
định kì.
Tóm lại: Trong các loại máy sấy có thể sấy được hạt lúa như trên, ta chọn máy sấy
tháp với các ưu điểm có thể áp dụng thực tế tại địa phương.
Upload by o
23
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU SẤY VÀ TÁC NHÂN SẤY
1. Vật liệu sấy – hạt lúa
1.1 Cây lúa
Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngơ (Zea
Mays L.), lúa mì (Triticum sp. tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên
khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.).
Hình 3-1: Cây lúa
Lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á và
châu Phi. Nó cung cấp hơn 1/5 tồn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người. Lúa là các loài
thực vật sống một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đơi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản
(2-2,5 cm) và dài 50-100 cm. Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành các cụm hoa phân
nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại
cây ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 2-3 mm. Cây lúa non được gọi là mạ. Sau khi ngâm ủ,
người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ
Upload by o
24
Đồ án chuyên ngành
Kỹ Thuật Nhiệt
hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau một
khoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính. Sản phẩm thu được từ cây lúa
là thóc khoảng 85 ngày sau khi gieo xuống ruộng. Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được
sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Gạo là nguồn lương thực chủ yếu
của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm
cho nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất.
a. gieo mạ
b. lúa làm “đòng”
c. lúa trổ “địng” đều
d. hạt lúa đã chín sinh lí
e. thu hoạch lúa
Upload by o
f. đưa lúa vào tháp sấy
25
