Đồ Án Sấy Thiết Kế Hệ Thống Sấy Mực Dùng Thiết Bị Sấy Buồng Năng Suất 750 Kg mẻ

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

LỜI NỚI ĐẦU
Kỹ thuật sấy là một quá trình công nghệ rất quan trọng trong đời sống sản xuất để bảo
quản sản phẩm được lâu ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển mạnh trong các ngành
chế biến rau-quả, hải sản, chế biến gỗ, các nông sản như : lúa, ngô, cà phê, đậu …
Sấy không chỉ là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà còn phải
đảm bảo chất lượng, tiêu tốn ít năng lượng, chí phí đầu tư và vận hành thấp, đảm bảo vệ
sinh môi trường đó là một quá trình công nghệ. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử
dụng một số hệ thống: thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay… ), thiết bị
làm nóng tác nhân sấy (calorifer ) và một số thiết bị khác như quạt, bơm, xyclon…
Trong đồ án môn học em được giao nhiệm vụ chọn phương án và thiết kế hệ thống
sấy mực năng suất 750kg/mẻ. Với kiến thức còn hạn chế cộng với số liệu và tài liệu còn
hạn chế nên còn nhiều khó khăn và sai sót. Mong quý thầy cô chỉ bảo thêm để em hoàn
thành tốt các đồ án sau.
Em xin chân thành cảm ơn.

Trang 1


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Chương 1
TÌM HIỂU TÍNH CHẤT CỦA MỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY.
Theo số liệu điều tra mới nhất, ở vùng biển Việt Nam có tới 25 loài mực ống (mực
lá ) thuộc bộ Teuthoidea. Đa số mực ống sống ở độ sâu < 100 m nước, tập trung nhiều

nhất ở vùng biển nước sâu khoảng 30-50 m. Ngoài ra còn có một số loài thường sống ở
các vùng biển khơi với độ sâu > 100m nước. Mực ống là động vật nhạy cảm với biến đổi
điều kiện thủy văn, thời tiết và ánh sáng nên sự di chuyển theo mùa, ngày và đểm. Nhìn
chung ban ngày, do lớp nước bề mặt bị ánh sáng mặt trời hun nóng làm nhiệt độ nước
tăng lên, mực ống thường lặn xuống dưới đáy hoặc lớp nước tầng dưới. Ban đêm, khi
nhiệt độ bề mặt giảm đi, các quần thể mực ống lại di chuyển từ lớp nước tầng đáy lên bề
mặt.
Trong các mùa khô (tháng 12 – tháng 3 năm sau), mực ống di chuyển đến các vùng
nước nông hơn, ở độ sâu < 30m. Trong các tháng mùa mưa (tháng 6-9), mực ống di
chuyển đến các vùng nước sâu 30-50m.
a. Đặc điểm cấu tạo:

Hình 1.1: Cấu tạo nội quan mực nang
Trang 2


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Chú thích:
1.Tay; 2.Hàm; 3.Não; 4.Ống dẫn nước bọt; 5.Động mạch trước; 6.Tuyến tiêu hóa;
7.Hầu; 8.Thận; 9.Dạ dày; 10.Ruột sau; 11.Động mạch áo; 12.Nang mực; 13.Áo;
14.Tuyến sinh dục; 15.Tĩnh mạch sau ; 16.Tim; 17.Ống dẫn sinh dục; 18.Tim mang;
19.Ruột; 20.Túi mực; 21.Mang; 22.Hậu môn; 23.Xiphông có van; 24.Bình nang;
25.Raluda; 26.Tay sinh dục.
b. Vùng phân bố:
Cũng như mực nang, ở vùng biển phía Bắc mực ống tập trung ở các vùng đánh bắt
mực chính là quanh đảo Cát Bà, Cái Chiên, CôTô, Hòn Mê-Hòn Mát và khu vực Bạch
Long Vĩ, nhất là vào mùa xuân. Ở các vùng biển phía Nam, các vùng tập trung mực chủ

yếu là Phan Rang, Phan Thiết, Vũng Tàu, Cà Mau và quanh Côn Đảo, Phú Quốc.
c. Sản lượng hàng năm:
Với 2 mùa khai thác chính là: vụ Bắc (tháng 12-4 ) và vụ Nam (tháng 6-9), bằng
những hình thức khai thác như câu, mành đèn, nghề vó, chụp mực. Kết hợp với ánh sáng
do mực có tính hướng quang tập trung rất đông. Sản lượng khai thác trên toàn vùng biển
Việt Nam hàng năm khoảng 24.000 tấn, trong đó vùng biển phía Nam có sản lượng cao
nhất khoảng 16.000 tấn (chiếm 10% ), vịnh Bắc Bộ chiếm sản lượng lớn thứ nhì khoảng
5000 tấn(20% ), còn biển miền Trung có sản lượng thấp nhất khoảng 2.500 tấn (10% ).
d. Sản phẩm xuất khẩu:
Mực ống của Việt Nam xuất khẩu sang hơn 30 thị trường nước ngoài, với doanh thu
hằng năm đạt khoảng hơn 50-60 triệu USD tính trên cả sản phẩm đông lạnh và sản phẩm
khô. Sản phẩm chế biến: Đông lạnh nguyên con dưới các hình thức đông khối (Block ),
đông rời nhanh (IQF ), hay đông lạnh semi-IQF, hoặc semi-block. Các sản phẩm chế biến
sẵn để nấu, hoặc dưới dạng sản phẩm sushi, sashimi để ăn gỏi, các sản phẩm phối chế
khác và chế biến ăn liền như mực nướng, mực khô nghiền tẩm gia vị.
1.2 PHÂN LOẠI.
a. Theo chủng loại. (một số loài thường gặp ở Việt Nam)
1. Mực ống Trung Hoa.
Tên tiếng Anh: Mitre Squid
Tên khoa học: Loligo
chinensis Gray, 1849
Đặc điểm hình thái: là loài
mực ống cơ thể lớn, thân dài
Trang 3


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

khoảng 350-400 mm, thân hình hỏa tiễn, chiều dài thân gấp 6 lần chiều rông, đuôi nhọn,
râu dài bằng 2/3 chiều dài thân. Vỏ trong bằng sừng trong suốt, giữa có gờ dọc.
Vùng phân bố: loài mực ống này sống ở tầng mặt, phân bố rộng khắp ở cả dọc bờ
biển Việt Nam từ Bắc đến Nam.
Mùa vụ khai thác: quanh năm, chính vụ vào các tháng 1-3 và tháng 6-9.
Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng.
Các dạng sản phẩm: nguyên con sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị.
2. Mực ống Nhật Bản.
Tên tiếng Anh: Japanese Squid
Tên khoa học: Loligo japonica Hoyle, 1885
Đặc điểm hình thái: thân hình đầu
đạn, chiều dài thân gấp đôi khoảng 4 lần
chiều rộng. Bề mặt thân có các đặc điểm
sắc tố gần tròn, to, nhỏ xen kẽ. chiều dài
râu bằng 65% chiều dài thân.
Vùng phân bố: loài mực ống này
sống ở vùng biển nông và thềm lục địa.
Mùa hè thường vào vùng nước ven bờ < 10 nước để đẻ trứng. Mực này chủ yếu phân bố
ở vùng biển miền Trung và Nam Bộ, đặc biệt khai thác nhiều ở vùng biển Nha Trang và
Bình Thuận.
Mùa vụ khai thác: quanh năm, chính vụ vào tháng 1-3 và tháng 6-9.
Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng.
Các sản phẩm: nguyên con sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị.
3. Mực ống Beka.
Tên tiếng Anh: Beka Squid
Tên khoa học: Logigo beka sasaki,
1929

Trang 4

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Đặc điểm hình thái: kích thước cơ thể trung bình, thân hình đầu đạn, chiều dài thân
khoảng 3 lần chiều rộng. Trên thân có nhiều đốm sắc tố màu tím. Chiều dài vây nhỏ hơn
cả chiều dài thân. Chiều ngang vây nhỏ hơn chiều dài vây. Mai bằng chất sừng mỏng,
trong suốt, giữa lưng có sống dọc trông như lông gà.
Vùng phân bố: loài mực này chủ yếu sống ở vùng lộng. Đến mùa khô chúng thường
vào bờ để đẻ trứng. Trứng thường kết thành từng đám 30-50 cm. Mỗi đám trứng có
khoảng 20-40 trứng. Loài này được phân bố ở cả ba vùng biển Bắc, Trung, Nam Bộ Việt
Nam.
Mùa vụ khai thác: quanh năm, chính vụ vào các tháng 1-3 và tháng 6-9.
Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng.
Các sản phẩm: nguyên con sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị.
4. Mực lá.
Tên tiếng Anh: Bigfin reef Squid
(Broad Squid)
Tên khoa học: Sepioteuthis
lessoniana Lesson, 1830.
Đặc điểm hình thái: là loài mực
có cơ thể lớn, nhìn bề ngoài vừa giống
mực nang, vừa giống mực ống. Chiều
dài thân 250-400 mm, thân dài gấp 3 lần
chiều rộng.
Vùng phân bố: ở Việt Nam loài mực này được phân bố ở cả ba vùng biển Bắc Trung
Nam bộ, nhưng tập trung nhiều nhất là ở vùng Vịnh Bắc Bộ, Phú Yên, khánh Hòa, Bình
Thuận.
Mùa vụ khai thác: quanh năm, chính vụ vào các tháng 1-3 và tháng 6-9.

Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng.
Các dạng sản phẩm: nguyên con sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị.
5. Mực ống Thái Bình Dương.
Tên tiếng Anh: Japanese flying Squid
Trang 5


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Tên khoa học: Todarodes pacifcus Steenstrup, 1880.
Đặc điểm hình thái: thân tròn, hình ống
thuôn dài. Vây ngắn,chiều dài vây chiếm
khoảng 40% chiều dài thân. Rãnh phễu dạng
hố nông, không có túi bên. Bông xúc giác
rộng, thô, dài. Các tay tua ngắn.
Vùng phân bố: loài mực này sống cả ở
vùng lộng và vùng khơi, tới độ nước sâu
500m. Thích nghi với phạm vi nhiệt độ 5-270C. Loài này được phân bố ở vùng biển miền
Trung Việt Nam.
Mùa vụ khai thác: quanh năm, chính vụ vào các tháng 1-3 và tháng 6-9.
Ngư cụ khai thác: câu, mành, vó, chụp kết hợp ánh sáng.
Các sản phẩm: nguyên con sạch, phi lê, cắt khoanh, khô, khô tẩm gia vị.
b. Theo kích thước.
Người ta phân loại mực dựa vào tiêu chí là chiều dài lớn nhất tính từ đuôi đến đầu
con mực, có hai loại:
-

Loại nhỏ: loại 1s dài 16-20 cm.

Loại 2s dài 14-16 cm.
Loại 3s dài 12-14 cm.
Loại 4s dài 8-10 cm.

-

Loại lớn: loại 4l dài 32-40 cm.
Loại 3l dài 28-32 cm.
Loại 2l dài 24-18 cm.
Loại 1l dài 20-24 cm.

Chọn loại mực ống nhỏ 4l để vật sấy.
Thời gian đánh bắt từ tháng 12 đến tháng 8 năm sau là thời điểm sấy mực là mùa hè.

Trang 6


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

1.3 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA MỰC SẤY.
- Thành phần dinh dưỡng của mực ống:
Thành phần dinh dưỡng trong 100g sản phẩm ăn được
Thành phần chính
(kCal)

Muối khoáng

Vitamin

mg

mg

g

Calories

Mositure

Protein

Lipid

Glucid

Ash

Calci

Phosphor

Iron

A

B1

B2

PP

C

71

82.2

15.6

1.0

-

1.2

55

160

1.2

210

0.01

0.04

2.5

0

- Mực ống là loại thủy sản ít mỡ, có độ ẩm khoảng 80%. Khi mực chết thì với độ
ẩm cao như vậy sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển gây ra hiện
tượng thối rữa.
- Nếu ta làm độ ẩm giảm xuống còn 35-10% thì sẽ ngăn cản được một số loại vi
khuẩn. Nếu độ ẩm chỉ còn 10-20% thì hầu như vi khuẩn không còn phát triển nữa. Ngoài
ra còn có nhiệt độ, độ ẩm tới quá trình thối rữa của mực.
- Mực ống là loại mực ít mỡ nên nhiệt dung riêng của Mực ống ta chọn là: 3,62
kJ/kgK
- Do hàm lượng nước nước trong mực khá lớn để bảo quản gặp rất nhiều khó
khăn.
1.4 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MỰC VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY.
1. Các thông số của mực và cấu trúc trạng thái liên kết ẩm trong mực.
a. Các thông số cơ bản của mực:
Chiều dài 4l (32-40 cm )
Độ ẩm

= 70%, nhiệt độ t =

= 250C

Độ ẩm sau khi sấy
Khối lượng riêng
Khối lượng đưa vào sấy một mẻ là 750 kg tươi/mẻ.
b. Cấu trúc của mực ống có các dạng sau:
- Lớp da sắc tố bên ngoài: là lớp da bao phủ bên ngoài thân con mực ống chiều
dày khoảng từ 0,05-0,1 mm (đối với mực còn tươi chưa qua ngâm nước ). Lớp da này có
cấu trúc là sợi mền có chứa các sắc tố thay đổi theo môi trường bên ngoài, dễ bị bóc tách

trong quá trình bảo quản vận chuyển. Đối với mực tươi sấy khô thì người ta thường bóc
lớp da này trước khi sấy (hàng cao cấp ). Còn đối với các hàng khô thông thường thì giữ
lại lớp da này.
Trang 7


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

- Lớp màng da trong: có độ dày từ 0,03-0,04 mm, có độ dài chắc hơn lớp da bên
ngoài. Nó được cấu tạo từ các lớp sợi cơ trong tính lại với nhau theo một lớp cùng chiều.
Dể bị trương nở khi ngâm cũng như dể mất nước khi sấy (hình vẽ các sợi cơ màng da
trong ).
- Lớp cơ mỏng: có độ dày từ 0,01-0,02 mm nhưng có độ săn chắc hơn lớp màng
trong do nhiều sợi cơ nhỏ đang chéo nhau tạo thành một dạng lưới nhiều lớp săn chắc,
đàn hồi. Tỷ lệ nước xâm nhập vào nên quá trình tách nước ở lớp nay tương đối khó.
- Lớp cơ thịt (còn gội là miếng fillet): có độ dày lớn nhất chiếm 96% trọng lượng
của miếng fillet. Độ dày dao động theo chiều dài thân mực.
Chiều dài (cm)
4.0
10
20
30
40

Độ dài (mm)
1.5-2.0
2.0-3.0
3.0-4.0

4.0-5.0
5.0-6.0

- Nó gồm nhiều hạt tế bào thịt lien kết dính lại với nhau. Lớp này dể bị ngấm
nước cũng như dễ bị mất nước trong quá trình sấy. Lớp này dễ bị bóc tách, xé nhỏ.
Lượng nước lưu giữ ở miếng thịt này lớn nhất gần 98%. Mục đích của quá trình sấy là
làm mất nước của lớp thịt này.
- Hai lớp màng trong: hai lớp này tiếp xúc với nội tạng mực có cấu trúc là những
sợi cơ dạng chéo nhau nhưng độ săn chắc ít hơn lớp màng sợi cơ, dễ bị mất nước khi sấy
và trương nước khi ngâm.
c. Sự bay hơi trong quá trình sấy mực.
Nước trong mực tồn tại dưới hai dạng là nước tự do và nước liên kết, khi sấy thì
nước tự do bay hơi trước rồi mới tới nước liên kết. Lượng nước này giảm dần theo thời
gian trong quá trình sấy và phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm, tốc độ,… của không khí.
Trong quá trình sấy thì nước tự do dễ bị tách ra khỏi mực còn ẩm liên kết thì khó
hơn. Nguyên nhân là do lớp màng mỏng bên ngoài có hàm lượng nước ít hơn, cấu tạo
chặc chẻ hơn các sợi cơ bên trong nên khô nhanh hơn trong quá trong quá trình sấy, lúc
đó nó tạo thành một lớp keo ngăn cản sự bay hơi của ẩm. Càng khô các lớp màng này
càng dính chặc vào miếng fillet làm cho nước không bay hơi được.

2. Quy trình công nghệ.
Trang 8


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Mực đánh bắt xong được vận chuyển về khu sơ chế, tại đây người ta tiến hành rửa
sạch, làm khô cơ học, khử trùng rồi đem bỏ mực vào các khay lưới đặt trên xe gong rồi

đưa vào sấy.
Tiêu chuẩn chọn mực:
-

Mực phải tươi tốt, thịt cứng trọng lượng khoảng 200g/con.
Mực còn nguyên vẹn không bị tổn thương.
Mực không bị dịch bệnh.
Mực có màu xanh tự nhiên.

Xử lý mực:
-

Mực sau khi tiếp nhận cần phải nhanh chóng đưa vào bể rửa.
Dung dao mổ phần lưng con mực lấy mai.
Dùng dao lấy bộ phận túi mực ra.
Rửa sạch mạch mực và các phần bẩn khác trong mực.

Công nghệ sấy mực ống:
Trong quá trình phải đảm bảo không làm mất chất cá tức là phải đảm bảo
mùi vị của mực sau khi sấy.
Để đáp ứng tiêu chuẩn ta dung tác nhân sấy là không khí nóng đối lưu
cưỡng bức với vận tốc không khí nóng chuyển động khoảng 1,2 m/s. Nhiệt độ sấy
khoảng 45-600C, trong khoảng 12h. Để độ ẩm của các giảm xuống còn 10-20%, mực
được xếp trên những vỉ sắt không được dày quá, các vỉ được sắp trên xe gòng rồi đưa vào
hầm sấy.
- Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho không khí nóng trong hầm là calorife khí-hơi.
- Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường.
Quy trình chế biến mực khô xuất khẩu:
-

Chọn mực
Xử lý mực
Sấy mực ở nhiệt độ từ 45-600C trong 12h.
Phân loại (đảm bảo kích thước sản phẩm đều )
Đóng gói
Thành phẩm

1.5 CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY.
- Có hai phương pháp sấy đó là sấy nóng và sấy lạnh. Mỗi phương thức sấy đều có ưu
khuyết điểm riêng của nó. Và mỗi phương pháp sấy cũng có nhiều hệ thống sấy để ta
Trang 9


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

chọn lựa. Ở đây nguyên liệu sấy là mực yêu cầu không quá khắc khe nên ta chọn phương
án nào có lợi nhất về mặt kinh tế mà vẫn đảm bảo tốt yêu cầu chất lượng sấy.
- Phổ biến nhất là phương pháp sấy nóng với TNS và VLS được đốt nóng. Dựa vào
đặc điểm của ưu cầu sấy nên ta chọn hệ thốn sấy đối lưu dùng hệ thống sấy buồng để sấy
mực. Đặc điểm của hệ thống sấy buồng là có chu kỳ từng mẻ một, do đó mà năng suất
không lớn. Tuy nhiên nó có thể sấy nhiều loại vật liệu có hình dáng khác nhau và không
cần liên tục.
Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sấy
là không khí nóng.

Chương 2
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY MỰC
Trang 10

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

2.1 Năng suất sấy theo mẻ.
Năng suất sấy là sản lượng thành phẩm trong một đơn vị thời gian (đvtg). Năng suất
có thể là khối lượng G (kg/đvtg) hoặc thể tích V (m3/đvtg).
Theo yêu cầu thiết kế, năng suất đầu vào của buồng sấy là 750kg/mẻ. Nếu gọi
,

,

,

tương ứng là khối lượng và độ ẩm tương đối của vật liệu sấy đi vào và đi ra khỏi

thiết bị sấy thì rõ ràng lượng ẩm đã bốc hơi trong thiết bị sấy bằng:
W=

-

[kg/mẻ]

W=

.

-

(2.1)

Hay:
(2.2)

Hay:
W=

(2.3)

Trong công thức (2.3),

và

được viết theo giá trị thực.

Do khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước và sau quá trình sấy không và bằng nhau
nên ta có:
=

.(1-

)=

.(1 -

)/(1 -

.(1 -

)

(2.4)

Từ (2.4), ta có:
=

), [kg]

(2.5)

Thay số vào công thức (2.5) ta có:
=750.(1 - 0.7)/(1 – 0.14) = 261.63 kg khô/mẻ
Lượng ẩm tách ra trong 1h là:
W=

.

-

)/12 = 40.7 [kg/mẻ.h]

2.2 Chọn chế độ sấy và tác nhân sấy.
Ta chọn hệ thống sấy buồng không hồi lưu và tác nhân sấy là không khí nóng đối lưu
với vật liệu sấy. Thông số không khí ngoài trời ta lấy
nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm sấy
bộ

= 300C với độ ẩm tương đối

= 250C và

= 80%. Ta chọn

= 500C, nhiệt tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy chọn sơ
= (85

5)%. Chúng ta sẽ kiểm tra lại thông số đã

chọn này.
Trang 11


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

2.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy.
a. Sơ đồ nguyên lý.

1
3

4

5

2

7

6

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy buồng
Chú thích:
1 - ống thải tác nhân sấy và hơi ẩm.
2 - khay đựng mực sấy.
3 - quạt cấp không khí vào calorifer.
4 - calorifer để gia nhiệt cho TNS là không khí.
5 - kênh dẫn tác nhân sấy là khí nóng.
6 - miệng phân phối TNS.
7 - xe goong vận chuyển mực.
b. Nguyên lý hoạt động.
Mực sau khi đã sơ chế được xếp trên các khay sấy 2 đặt trên xe goong 7 rồi cho
vào buồng sấy. Không khí đươc quạt 3 hút thôi vào calorifer tại đây được hơi nước nóng
gia nhiệt làm cho không khí nóng lên đến 500C thì được thôi qua kênh dẫn 4 đưa vào
Trang 12


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

buồng sấy qua miệng phân phối 6, không khí nóng đến gia nhiệt cho mực và nhận ẩm rồi
vận chuyển đến ống gió thải 1 thoát hoàn toàn ra ngoài môi trường.

2.4 Tính toán quá trình sấy lý thuyết.

I

B

t1
C

C

C

80%

2

0

1

t2

100%

t0

A

d

Hình 2.2 Đồ thị I – d của quá trình sấy lý thuyết
Điểm A là trạng thái không khí ngoài trời.

Ta tính toán các thông số thông qua cặp thông số ( ,

) đã cho từ đó xác định được

thông số của trạng thái không khí ngoài trời (điểm A ). Theo các công thức giải tích sau:
Phân áp suất bão hòa ứng với

= 250C.

= exp(
Lượng chứa ẩm

) = 0,0315 bar

.
= 0,0162 kg ẩm/kgkk

Trang 13


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

Entanpi

GVDH: TS.Trần Văn Vang

.

= 66,34 kJ/kgkk
= 1,004 + 1,842.0,0162 = 1,034 kJ/kg kk

Điểm B là trạng của không khí sau calorifer.
Trạng thái không khí sau calorifer được xác định trên đồ thị I-d bởi cặp thông số ( ,
). Từ điểm B trên đồ thị ta dễ dàng tìm thấy trên đồ thị I-d entanpi
đối,

, độ ẩm tương

. Ngoài ra cũng có thể tính theo công thức giải tích sau.
Entanpi

:

= 92,19 kJ/kgkk.
Phân áp suất bảo hòa của hơi nước ở nhiệt độ
= exp(
Độ ẩm tương đối

= 500C.
) = 0,122 bar.

.
=

= 0,207

= 20,7%
Điểm

là trạng thái của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết.

Trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết được xác định bởi cặp thông số
= và t =

.

Lượng chứa ẩm

:
=

= 0,02429 kg ẩm/kgkk.

Phân áp suất hơi bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ

:
Trang 14


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

= exp(

GVDH: TS.Trần Văn Vang

) = 0,0422 bar.

Độ ẩm tương đối:
=

Với độ ẩm

= 0,886

thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng do tác

nhân sấy mang đi vừa đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương mà chúng ta đặt ra
trên.
Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm:
=

= 123,6 kg kk/kg ẩm.

Suy ra:
= 40,7.123,6 = 5030,5 kgkk/h.
Tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy có

0

C và

theo phụ lục 5

[TL 2] với thông số này ta tra được thể tích của không khí ẩm chứa trong 1 kg không khí
khô là

m3/kgkk.

Tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết ( điểm
tra bảng được

) có

0

C và

m3/kgkk.

Do đó:
= 5030,5.0,96 = 4829,28 m3/h
= 5030,5.0,911 = 4582,78 m3/h.
Lượng thể tích trung bình

:

= 0,5.(4829,28 + 4582,78) = 4706 m3/h.
Suy ra:

072 m3/s.

Trong quá trình sấy lý thuyết thì hệ thống sấy được coi là lý tưởng. Tức là trong quá
trình sấy không có nhiệt tổn thất cà cũng không có nhiệt bổ sung:

và

.

Như vậy, lượng nhiệt do tác nhân sấy cung cấp cho vật sấy làm ẩm bay hơi thì chính
Trang 15

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

lượng ẩm này mang một phần lượng nhiệt trở lại tác nhân sấy. Do đó, entanpy là không
đổi:

= .

Nhiệt lượng tiêu hao

:

= 123,6.(92,19 – 66,34) = 3191,35 kJ/kg ẩm.
Suy ra:
= 3191,35.40,7 = 129888 kJ/h.
kW
là một trong hai thông số cho phép ta chọn được quạt và

là cơ sở cho ta chọn

Clorifer khi thiết kế sơ bộ hệ thống sấy.

2.5 Xác định kích thước buồng sấy.
2.5.1 Tính toán thiết bị vận chuyển mực.
Sử dụng xe goong có các thông số sau:
- Chiều cao, chiều dài, chiều rộng : 210x200x150 cm
- Khay để mực là khay lưới: 150x200x2 cm
- Khoảng cách giữa các khay là 7 cm.

Hình 2.3 Khay sấy
Bài toán đặt ra là tìm trong mỗi xe goong đặt bao nhiêu khay và mỗi khay chứa bao
nhiêu con mực để từ đó xác định được số xe vận chuyển mực là bao nhiêu xe trong một
mẻ sấy, và từ đó có thể định được kích thước cơ bản của buồng.
Ta làm như sau:
a. Xác định số lượng mực trên khay.
- Mỗi con mực đem vào sấy có khối lượng trung bình là 0,125 kg.
Trang 16


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

-

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Số con mực đem vào sấy là M = 750/0,125 = 6000 con.
Mỗi con mực có chiều dài trung bình khoảng 32cm.
Nếu xếp theo chiều rộng của khay thì ta có hệ phương trình sau:
32m + 2n

200

n – m =1
Trong đó: m là số con mực xếp theo chiều ngang hở 2 đầu
n là khoảng cách giữa các con mực.
- Giải hệ phương trình này ta được m = 6 con.
- Do ta xếp so le giữa các hàng nên hàng tiếp theo ta xếp 5 con. Như vậy ta được
số hàng trên khay là 15 hàng ( với chiều rộng mỗi con mực lấy bằng 6cm, khoảng cách

giữa các hàng là 4,3cm)
Vậy có tất cả là 15 hàng trên một khay với 8 hàng 6 con và 7 hàng 5 con. Tổng số
mực xếp vào một khay là 8x9 + 7x5 = 105 - 108 con.
Với chiều cao xe là 210cm ta có được số khay trên một xe là 20 khay. Từ đó tính
được số mực xếp trên mỗi xe là ( 2100 – 2160).
Vậy mỗi lần sấy thì dung X = 6000/(2100 – 2160) = 3 xe để chứa mực.
b. Chiều cao và chiều rộng của buồng sấy.
- Chiều cao: chọn khoảng cách từ xe goong lên trần buồng sấy là 0,3 m. Chiều cao
của buồng sấy là 2,4m.
- Chiều rộng của buồng: chọn khoảng cách từ xe goong đến mép bên của tường là
0,3m. Chiều rộng của buồng là 2,1 m.
- Chiều dài buồng L: lấy khoảng cách giữa xe goong với cửa là bằng 0,5m và
khoảng cách giữa các xe goong

vậy L = 3.2 + 2.0,2 +1 = 7,4 m.

2.5.2 Xác định thể tích buồng sấy.
Thể tích hiệu dụng của buồng sấy:
[m3]
Trong đó:
là khối lượng riêng của mực bằng 1200kg/m3.
là hệ số điền đầy thể tích buồng.
Trang 17


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

Với sấy)

=

GVDH: TS.Trần Văn Vang

hệ số điền đầy tiết diện buồng (theo chiều vuông góc với dòng môi chất
;

là lưu lượng thể tích môi chất sấy [m3/s].

= 1,164 m3/s;

=

F là tiết diện buồng sấy [m2] F = 2,4.2,1 = 5,04 m2 ;
v là tốc độ môi chất sấy [m/s] chọn v = 3,5 m/s.
=>
-

=

=

= 0,066

là hệ số điền đầy theo chều chuyển động của không khí

Suy ra:

= 0,1.

= 0,066.0,1 = 0,0066

Thể tích hiệu dụng của hầm sấy

= 33 m3.

=

Vậy việc tính toán kích thước như vậy là hợp lý với yêu cầu thiết kế, việc tính toàn bộ
thể tích buồng sấy phụ thuộc vào phần tính chọn thiết bị.

2.6Sơ đồ cấu tạo hệ thống buồng sấy.
4
5
3

1

2

10

13

12

11

Trang 18

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

6

8
7

9

B-B
A-A

14

kk

15

Trong đó:
1 - Ống gió thải.

2-Trần buồng sấy.

Trang 19


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

3 - Quạt gió.

4-Calorifer.

5-Kênh dẫn TNS vào buồng sấy.

6-Cửa buồng sấy.

7-Chốt gài then chèn cửa.

8-Tường bên.

9-Đường ray.

10-Tường sau.

11-Xe goòng.

12-Nền buồng sấy.

13-Khay sấy.

14-Động cơ quạt.

15-Ống gió cấp.

2.7 Tính toán nhiệt buồng sấy.
2.7.1 Tồn thất nhiệt do thiết bị truyền tải ( gồm khay sấy và xe goong ).

- Tổn thất do xe goong mang đi.
Xe goong làm bằng thép

có khối lượng một xe là 45kg. Theo phụ lục V [TL

1] nhiệt dung riêng của thép bằng

kJ/kgK. Vì là thép nên nhiệt độ xe goong ra

khỏi buồng sấy lấy bằng nhiệt độ tác nhân sấy. Như vậy

= 500C. Do đó:

Với: n là số xe goong.
là khối lượng vật liệu sấy trên một xe,

5 = 250 kg.

là nhiệt độ vào xe goong. [0C]

= 140,625 kJ/h



Vậy:
-

= 140,625/40,7 = 3,455 kJ/h ẩm

Tổn thất do khay sấy mang đi.

Trang 20


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Khay sấy làm bằng nhôm có trọng lượng mỗi khay 2kg. Nhiệt độ của khay ra khỏi
hầm sấy cũng lấy bằng nhiệt độ tác nhân sấy,
nhiệt dung riêng của nhôm bằng

= 500C. Theo phụ lục V [ TL1]

kJ/kgK. Do đó, tổn thất do khay mang đi

bằng:
= 215 kJ/h

= 215/40,7 = 5,28 kJ/kg ẩm
Như vậy tổng tổn thất do thiết bị truyền tải mang đi là:
= 140,625 + 215 = 355,625 kJ/h

= 355,625/40,7 = 8,74 kJ/kg ẩm.
2.7.2 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi.
Tính theo công thức:

Với:
là khối lượng vật liệu sấy ra. [kg]
là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, [kJ/kg.K]. Nhiệt dung riêng của mực biến
đổi theo nhiệt độ nhưng không đáng kể. Ta chọn nhiệt dung riêng của mực tương đương

với nhiệt dung riêng của cá gầy. Tra trong bảng ta được:

= 3,62 kJ/kgK.

là nhiệt độ vào của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường
0

C.

Trang 21


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

là nhiệt độ ra của vật kiệu sấy, nhiệt độ ra khỏi buồng sấy của vật liệu sấy theo
kinh nghiệm lấy nhỏ hơn nhiệt độ ra của tác nhân sấy ở cùng vị trí từ 1
Vậy:

=

- (1

0

C.

) = 30 – 2 = 280C.

Thay vào công thức trên ta được:
= 2841,3 kJ.

= 2841,3/40,7 = 69,8 kJ/kg ẩm.
2.7.3 Tổn thất qua kết cấu bao che.
Tổn thất qua kết cấu bao che là phức tạp nhất gồm 3 phần sau: qua bề mặt tường xung
quanh, trần và nền.
-

Tổn thất qua nền buồng sấy:

Tổn thất qua nền phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo nền và cả địa tầng. Mặc dù nền
các thiết bị sấy đều được xử lý bằng bê tông gạch vỡ và láng xi măng. Nhưng theo kinh
nghiệm, ở những vùng nền ẩm ướt tổn thất nhiệt này vẫn rất lớn so với nền đất khô ráo. Ở
Việt Nam chưa có số liệu nghiên cứu về tổn thất nền, do đó ta dựa vào bảng số liệu
nghiên cứu thực tế của Nga. Bảng số liệu tổn thất qua nền phụ thuộc vào khoảng cách X
(m) giữa tường thiết bị sấy với tường phân xưởng và nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy
trong thiết bị sấy.
Tra bảng 7.1 [TL 2 ] trong trường hợp này với nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy là
400C và cách tường với khoảng cách X = 2 m nên ta chọn được:
Vậy:
-

W/m2.

= 2,1.7,4.27,8 = 432 W = 1555,2 kJ/h.
Tổn thất nhiệt qua kết cấu tường bao:

Trang 22

Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Kết cấu tường bao được xây bằng gạch đỏ dày 0,3m. Trong đó kết cấu cụ thể như sau:
+ Lớp vữa mặt trong và mặt ngoài có
cùng độ dày là:

= 0,025m.

+ Lớp gạch dày:

= 0,25 m.

Tra bảng 3.1 [TL3 ] được
W/m.K;

= 0,93

= 0,77 W/m.K.

Mật độ dòng nhiệt q (W/m2) truyền qua một đơn vị
diện tích bề mặt truyền nhiệt có thể tích bằng một trong
các công thức sâu đây:
Q = k.

= k.(

=

, [W/m2]
Trong kỹ thuật sấy, nhiệt độ bề mặt vách sẽ không biết được, ta chỉ biết được nhiệt độ
dịch thể nóng

(là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy) và nhiệt độ dịch thể lạnh

(là nhiệt độ không gian bao quanh buồng sấy).
Như vậy ta phải đi tìm hệ số truyền nhiệt k, tức là phải đi tìm hệ số trao đổi nhiệt
. Việc xác định hai thông số này chính xác là khá phức tạp vì ta phải tính vòng lặp
cho đến khi có được kết quả hợp lý mới thôi. Do đó, ta sẽ tính mật độ dòng nhiệt q
[W/m2] theo phương trình khác cũng cho kết quả chính xác tương đối cao. Cách tính như
sau:
+ Nếu xem không khí phía ngoài và phía trong đều là chảy rối.
Theo công thức 7.43 trang 143 [TL3 ] ta có:
Trang 23


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

(*)
Mặt khác:
0,333

(2.1)

Do đó:
1,333

Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt

=

(**)

Mật độ dòng nhiệt do đối lưu tự nhiên từ bề mặt ngoài của tường với không khí xung
quanh

bằng:
1,333

(***)

Như vậy, cả 3 công thức (*), (**) và (***) đều có ẩn số là
phương pháp này ta phải giả thiết nhiệt độ

rồi từ đó tìm được

. Để tính toán theo
và các thông số còn

lại.
Giả thuyết:
Với

0

C, thay vào (*) ta được:

là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy.

= 400C.
Vậy:

1,333

= 15,05 W/m2.

Do quá trình truyền nhiệt là ổn định nên:
Trang 24


Đồ án môn học: Thiết kế HTS mực năng suất 750kg/mẻ

GVDH: TS.Trần Văn Vang

Từ công thức (***) ta có:
Thay số được:
= 300C.
Vậy ta có:
1,333

Từ công thức (2.1) ta suy ra được

= 14,66 W/m2.
:

0,333

0,333

Và:

= 2,95 W/m2.K
0,333

=

Thay số vào, ta có:
0,333

= 3,68 W/m2.K

Kiểm tra kết quả tính toán bằng cách tính sai số như sau:
= 0,0259 = 2,59% < 5%
Với sai số này thỏa mãn nên kết quả tính toán trên hoàn toàn có thể chấp nhận được.
Như vậy, mật độ dòng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích tường bao là:
W/m2.
Diện tích tường bao, do hai tường trước và sau có diện tích cửa chiếm phần lớn còn
lại khoảng 20% là tường nên ta có:

Trang 25