Thiết bị sấy thùng Quay thức ăn chăn nuôi dạng viên công suất 750kg sản phẩm một giờ

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong các loại sản phẩm thực phẩm cho con người cũng như các loại
thức ăn gia súc gia cầm, việc bảo quản là một khâu quan trọng để nhằm chống
lại các hiện tượng hư hỏng do các quá trình biến đổi xảy ra trong sản phẩm.
Có nhiều phương pháp để bảo quản thực phẩm như đóng gói, bảo quản lạnh,
sấy, xông khói…..trong đó quá trình sấy được sử dụng phổ biến.
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu
rắn hay lỏng . Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu , tăng độ bền vật
liệu bảo quản tốt trong một thời gian dài. Sản phẩm sau quá trình sấy có độ
ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến đồng thời
nâng cao chất lượng sản phẩm.
Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển mãi từ những năm 50
đến 60 ở các viện và các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những
vấn đề kỹ thuật sấy các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp.
Đối với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy
các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng
lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên
vật liệu để đạt được chất lượng cao nhất. Quá trình sấy phụ thuộc vào các yếu
tố nguyên liệu như: kích thước, cấu tạo, dạng liên kết ẩm, tính chất hoá lý,
trạng thái bề mặt…. Trong đồ án môn học này, tôi sẽ trình bày về quy trình
công nghệ và thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy thức ăn gia súc với công
suất 750kg sản phẩm/giờ.

1


PHẦN 1: LỰA CHỌN QUY TRINH CÔNG NGHỆ
1.Khái niệm chung về sấy:
1.1.Khái niệm:
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi ẩm ra khỏi vật liệu rắn
hoặc lỏng. Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên

chở), tăng độ bền vật liệu (như gốm, sứ, gỗ...) Và để bảo quản trong một thời
gian dài, nhất là đối với lương thực thực phẩm
Bản chất của quá trình sấy là quá trình khuyếch tán do chênh lệch độ
ẩm ở bề mặt và trong vật liệu, nói cách khác là do chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của ẩm ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Sấy là quá trình
không ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian sấy
1.2.Phân loại:
Quá trình sấy bao gồm hai phương thức:
 Sấy tự nhiên:
Quá trình làm bay hơi nước trong vật liệu bằng năng lượng tự nhiên
như: năng lượng mặt trời, năng lượng gió
- Ưu điểm của phương pháp:
+ Thực hiện đơn giản, không cần kỹ thuật cao
+ Đầu tư ít vốn (máy móc, nhân công) ít tốn nhiệt năng
+ Bề mặt trao đổi nhiệt lớn
- Nhược điểm của phương pháp:
+ Khó thực hiện cơ giới hóa,không điều chỉnh được nhiệt độ cần
thiết
+ Cường độ sấy không cao,sản phẩm sấy không đồng đều
+ Chiếm diện tích mặt bằng lớn
+ Sản phẩm không đạt vệ sinh do nhiễm bụi,vi sinh vật
2


+ Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày
+ Sử dụng nhiều nhân công , tốn thời gian, năng suất thấp
+ Nhiều sản phẩm tạo thành không đạt yêu cầu kỹ thuật
 Sấy nhân tạo:
Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho
vật liệu ẩm. Với sấy nhân tạo tùy theo từng loại sản phẩm yêu cầu chất lượng

mà có các dạng khác nhau: Sấy đối lưu, sấy tiếp xúc và sấy bằng tia hồng
ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy tầng sôi....
- Ưu điểm của phương pháp:
+ Khắc phục được những nhược điểm của sấy tự nhiên
+ Kiểm soát được sản phẩm ra vào,nhiệt độ cung cấp
+ Chất lượng sản phẩm theo yêu cầu
+ Tốn ít mặt bằng, nhân công
- Nhược điểm:
+ Tốn chi phí cho đầu tư trang thiết bị, cán bộ kỹ thuật, chi phí năng
lượng.
1.3. Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt và chế độ sấy:
1.3.1. Tác nhân sấy:
Những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy. Trong
quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn luôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vật
sấy. Nếu độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy
tăng lên, đến một lúc nào đố sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật sấy và môi
trường trong buồng sấy và quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại.
Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy :
- Gia nhiệt cho vật sấy.
- Tải ẩm mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường.
- Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
3


Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy có thể thực hiện một trong các
nhiệm vụ trên.
Cỏ chế của quá trình sấy gồm 2 giai đoạn : Gia nhiệt cho vật liệu sấy để
làm ẩm hóa hơi và mang hơi ẩm từ bề mặt vật vào môi trường. Nếu ẩm thoát
ra khỏi vật liệu mà không mang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng tới quá trình bốc ẩm
từ vật liệu sấy thậm chí cồn làm ngừng trệ quá trình thoát ẩm. Để tải ẩm đã

bay hơi từ vật sấy vào môi trường có thể dùng các biện pháp:
- Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt.
- Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ra ngoài ( sấy chân
không).
Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặt biệt quan trọng vì nó đóng vai
trò vừa tải nhiệt vừa tải ẩm. Các tác nhân sấy thường dùng là không khí nóng
và khói lò, hơi quá nhiệt, chất lỏng…
1.3.2 Các loại tác nhân sấy:
- Không khí nóng: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùng cho
hầu hêt các loại sản phẩm. Dùng không khí nóng không làm sản phẩm sau khi
sấy bị ô nhiễm và thay đổi mùi vị. Tuy nhiên dùng không khí nóng làm tác
nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiêt không khí (calorife khí, hơi hay khí
hoặc khói), nhiệt độ sấy không quá cao, thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ
cao quá thiết bị trao đổi nhiêt phải được chế tạo bằng thép hợp kim hay gốm
sứ với chi phí đắt.
Đối với thiết bị sấy thùng quay tác nhân sấy được sử dụng chủ yếu là
không khí nóng với ba yếu tố : độ ẩm tương đối của không khí, nhiệt độ của
không khí trước khi vào thùng quay là t 1 và nhiệt độ của khối không khí khi
ra khỏi thùng quay là t2 nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi thùng sấy t 2
được chọn sao cho tổn thất năng lượng là nhỏ nhất.

4


- Khói lò: khói lò được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy
lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô
nhiễm gây mùi khói.
- Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm đễ
bị cháy nổ và có khả năng chụi được nhiệt độ cao.
1.3.3.Chế độ sấy:

Chế độ sấy là cách thức tổ chức quá trình truyền nhiệt truyền chất giữa
tác nhân sấy và vật liệu sấy và các thông số của nó để đảm bảo năng suất ,
chất lượng sản phẩm yêu cầu và chi phí vận hành cũng như chi phí năng
lượng là hợp lí.
 Các phương thức sấy
 Sấy gián đoạn: phương thức này cho năng suất thấp, các thao tác
nặng nhọc, cồng kềnh. Thiết bị này thường sử dụng khi năng suất nhỏ,sấy các
loại sản phẩm có hình dạng khác nhau
 Sấy liên tục: Phương thức này cho chất lượng sản phẩm tốt hơn năng
suất cao hơn, thao tác nhẹ nhàng. Thường dùng sấy các sản phẩm có kích
thước gần bằng nhau
1.3.4.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị sấy thùng quay
 Ưu điểm:

1. Công suất lớn, tiêu thụ năng lượng thấp
2. Thiết kế với cơ cấu hợp lý, ít tạo ra ô nhiễm với môi trường
3. Hiệu suất cao, có khả năng cạnh tranh mạnh với các máy cùng loại
4. Vận hành dễ dàng, hoạt động ổn định, tỷ lệ trục trặc thấp, có độ bền
cao, sấy khô được nhiều loại vật liệu.
5. Cấu tạo gon nhẹ, chiếm mặt bằng nhỏ

5


 Nhược điểm
Do trong quá trình đảo trộn vật liệu bị gãy vụn tạo ra bụi nên trong một
số trường hợp làm giảm phẩm chất của sản phẩm,làm giảm giá trị kinh tế
 Nguyên tắc làm việc của hệ thống sấy thùng quay

Thiết bị là một thùng hình trụ đặt dốc so với phương nằm ngang từ 1/15
đến 1/50 có hai vành đai khi thùng quay thì trượt trên con lăn tựa khoảng cách
giữa các con lăn tựa náy có thể thay đổi được để thay đổi độ nghiêng của
thùng.Thùng quay được nhờ nhờ vành bánh răng khía gắn vào thùng vành
bánh răng này ăn khớp với bánh răng truyền động để nhận truyền động của
mô tơ qua hộp giảm tốc
Vật liệu ướt vào thùng ở đầu cao được đảo trộn, di chuyển trong thùng
nhờ những cánh đảo. Vận tốc chuyển động của tác nhân sấy trong thùng
khoảng 2-3 m/s còn thùng quay với tốc độ 1-8 vòng/phút. Trong thùng sấy vật
liệu tiếp xúc với tác nhân sấy thực hiện quá trình truyền nhiệt và chuyển khối
làm bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật liệu di chuyển theo chiều
dài thùng.quá trình tính toán làm sao khi hết chiều dài thùng vật liệu đạt độ
ẩm cần thiết và được tháo ra qua cửa tháo liệu . Khí thải được thu hồi qua
cyclon để thu hồi các vật liệu rắn bị dòng khí cuốn theo, phần khí còn lại được
quạt hút ra ngoài.
Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều
nhau. Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với
vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy. Dọc
theo hầm sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về
phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất. Nên càng về
cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần.

6


2. Định nghĩa và phân loại thức ăn gia súc
2.1 Định nghĩa
Tất cả những gì mà con gia súc ăn vào hoặc có thể ăn vào được mà có
tác dụng tích cực đối với quá trình trao đổi chất thì gọi là thức ăn gia súc hoặc
cũng có thể được định nghĩa thức ăn gia súc là những sản phẩm của thực vật,

động vật, khoáng vật và các chất tổng hợp khác, mà động vật có thể ăn, tiêu
hóa hấp thu để duy trì sự sống phát triển và tạo ra sự sống.
2.2 Phân loại thức ăn gia súc
2.2.1. Ý nghĩa của sự phân loại
Việc phân loại thức ăn giúp cho người chăn nuôi biết chọn và định
hướng sử dụng thích hợp từng loại thức ăn cho từng đối tượng gia súc để
mang lại hệu quả kinh tế cao.
2.2.2. Phương pháp phân loại
Căn cứ vào nguồn gốc đặc tính dinh dưỡng, tính chất thức ăn….người
ta phân loại như sau:
 Phân loại theo nguồn gốc:
- Thức ăn có nguồn gốc từ thực vật: gồm thức ăn xanh, thức ăn hạt và
các sản phẩm phụ của nghành nông sản: thức ăn xơ , rơm rạ…. Nhìn chung
đây là nguồn năng lượng chủ yếu cho người và gia súc, ngoài ra nó còn cung
cấp vitamin, protein thô các loại vi khoáng, kháng sinh và hợp chất sinh học.
- Thức ăn có nguồn gốc từ động vật: gồm tất cả các loại sản phẩm chế
biến từ các nguyên liệu động vật như bột tôm , bột cá, bột thịt
Hầu hết thức ăn động vật có hàm lượng pritein cao, có đủ các a.a cần
thiết, các nguyên tố khoáng và các vitamin a, d, k, e.
- Thưc ăn nguồn khoáng chất gồm các loại : bột sò, đá vôi và các muối
khoáng khác nhằm cung cấp các yếu tố đa và vi lượng

7


 Phân loại theo thành phần dinh dưỡng.
- Thức ăn giàu vitamin: tất cả những loại thức ăn có hàm lượng protein
thô chiếm trên 20%
- Thức ăn giàu lipit: gồm các loại thức ăn mà hàm lượng lipit chiếm
trên 20%, loại thức ăn này nhằm cung cấp một lượng lipit thích hợp trong

khẩu phần đã đủ hàm lượng vật chất khô nhưng giá trị năng lượng còn thấp.
- Thức ăn giàu gluxit: hàm lượng gluxit 50% trở lên gồm các loại hạt
ngũ cốc, ngô, cám thóc….là nguồn cung cấp năng lượng dễ tiêu hóa, hấp thu
và ít gây tai biến trong quá trình sử dụng mà giá thành rẻ
- Thức ăn nhiều nước: hàm lượng nước từ 70% trở lên
- Thức ăn nhiều xơ: hàm lượng xơ thô 18% trở lên. Loại thức ăn này có
ý nghĩa với gia súc dạ dày đơn nhưng chiếm tỷ trọng lớn trong khẩu phần thức
ăn nhai lại.
- Thức ăn giàu khoáng: gồm các loại muối khoáng, bột xương, muối ăn,
bột sò…
- Thức ăn giàu vitamin: gồm những loại vitamin hoặc những loại thức
ăn giàu vitamin như: bột rau xanh, dầu gan cá…
- Thức ăn bổ sung khác: gồm các loại thức ăn như kháng sinh, các ghợp
chất chứa nito , các chất chống oxyhoa…
2.2.3 Phân loại theo đương lượng tinh bột
- Thức ăn thô: bao gồm các thức ăn có đương lượng tinh bột dưới 45%
- Thức ăn tinh: bao gồm các loại thức ăn có đương lượng tinh bột trên
45% như các hạt ngũ cốc, bột quả củ…
2.2.4 Phân loại theo toan tính và kiềm tính
Căn cứ vào độ ph của sản phẩm chuyển hóa cuối cùng để chia thức ăn
thành toan hay kiềm. Những thức ăn có chứa nhiều P,cl, S thì sản phẩm cuối
cùng của sự chuyển hóa mang tính axit.
8


Thức ăn kiềm tính gồm: thức ăn xanh, rau quả…
Thức ăn toan tính như: các loại thức ăn động vật, hạt họ đậu và các loại
thức ăn giàu protein
Hiện nay trên thế giới người ta phân thành 8 nhóm thức ăn:
-Thức ăn thô khô: tất cả các loại cỏ xanh tự nhiên và các loại phế phụ

phẩm của cây trồng đem phơi khô có hàm lượng xơ trên 18% bao gồm:rơm rạ,
dây lang… phơi khô
- Thức ăn xanh: tất cả các loại cỏ trồng, cỏ tự nhiên.. Bao gồm rau
muống, bèo hoa dâu, lá bắp cải…
- Thức ăn ủ chua: tất cả những loại thức ăn chua, các loại cỏ hòa thảo
hoặc thân, bã phụ phẩm của nghành trồng trọt như thân, lá lạc, vỏ chuối
- Thức ăn giàu năng lượng: tất cả các loại thức ăn có hàm lượng protein
dưới 20% và xơ thô dưới 18% và phế phụ phẩm của nghành xay xát như cám
gạo, cám ngô…ngoài ra còn có các loại củ, quả như sắn, khoai lang, bí đỏ…
- Thức ăn giàu protein: tất cả các loại thức ăn có hàm lượng protein trên
20%, xơ thô dưới 18%
- Thức ăn bổ sung khoáng:bột sò,vỏ hến, bột xương…
- Thưc ăn bổ sung vitamin: các loại vitamin như B1, B2, B3, A, D
Trong 8 nhóm nguyên liệu trên, các nhóm nguyên liệu thường sử dụng
trong chế biến thức ăn chăn nuôi công nghiệp là các nhóm 5,6,7,4,8 còn các
nhóm 1, 2, 3 thường dùng cho gia súc nhai lại.
3. TỔNG QUAN VỀ THỨC ĂN DẠNG VIÊN
3.1. Lịch sử hình thành thức ăn viên.
Thức ăn viên xuất hiện chưa lâu trên thị trường Việt Nam, và người
chăn nuôi Việt Nam cũng mới làm quen với nó; thức ăn viên thực ra đã được
sử dụng gần nửa thế kỷ, và bắt đầu từ những người nuôi gà ở Anh. ở miền
Nam, người chăn nuôi sử dụng thức ăn viên sớm hơn ở miền Bắc. Ngày xưa,
9


thức ăn viên được sản xuất dưới 2 dạng: dạng viên và dạng mảnh. Ngày nay,
với thiết bị và công nghệ chế biến mới, sản xuất thức ăn viên lấn át sản xuất
thức ăn mảnh (thức ăn mảnh hầu như bị lãng quên).
3.2 Lợi ích của thức ăn viên
- Công nghiệp nuôi bằng thức ăn viên so với nuôi bằng thức ăn bột,

khối lượng xuất chuồng lúc 49 ngày tuổi cao hơn 4-7%. Lợn thịt được nuôi
bằng thức ăn viên so với thức ăn dạng bột cho tăng trọng cao hơn 3-6%.
- Nuôi gia súc bằng thức ăn viên giảm lãng phí thức ăn (do ít bị rơi vãi)
- Thức ăn viên ít bụi nên gia súc thích ăn, thức ăn viên an toàn về vệ
sinh và dinh dưỡng
- Thức ăn viên yêu cầu về thùng chứa nhỏ hơn
- Sử dụng thức ăn viên rất thuận tiện cho quá trình cơ giới hoá và tự
động hoá với khâu vận chuyển và phân phối thức ăn
3.3. Ưu điểm của thức ăn dạng viên.
- Năng lượng thuần của thức ăn dạng viên cao hơn năng lượng thuần
của thức ăn dạng bột.
- Dung tích thùng chứa thức ăn ít hơn, gọn hơn so với thức ăn dạng bột,
vì thức ăn viên nén chặt.
- Thức ăn viên thuận tiện cho hệ thống cơ giới hoá và tự động hoá khâu
phân phối thức ăn, vì thức ăn viên dễ trôi chảy hơn hẳn thức ăn dạng bột.
- Cho gà ăn thức ăn dạng bột, gà có tập tính chọn ăn những mảnh to, và
do các thành phần đều được nghiền mịn, gà không chọn ăn được nên có thể bị
thiếu chất dinh dưỡng. Ngược lại, trong thức ăn viên, các thành phần dinh
dưỡng không rời nhau, nên cho gia súc ăn thức ăn viên, thì bảo đảm được đủ
dinh dưỡng).

10


- Thức ăn viên an toàn về vệ sinh hơn (nhờ nhiệt độ cao trong quá trình
tạo viên tiêu diệt được một số vi khuẩn gây bệnh, nhất là salmonella), còn khử
được một số "chất kháng dinh dưỡng ".
3..4. Công nghệ sản xuất thức ăn viên
 Gồm 2 công đoạn chính:
- Sản xuất thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh dạng bột

- Ép viên thức ăn. (Công đoạn 2 cần đến thiết bị và kỹ thuật phức tạp
hơn công đoạn 1 ).
Công đoạn ép viên chia ra 3 tiểu công đoạn, diễn ra liên tiếp ở buồng
điều hoà, khuôn ép viên và buồng làm nguội thức ăn viên. ở thiết bị
điều hoà, hơi nóng được phun vào thức ăn (bổ sung chất kết dính, nếu
cần thiết); sau đó, thức ăn đi vào khuôn tạo viên. Sau khi ra khỏi lỗ
thoát còn ẩm và nóng nhiệt độ có thể từ 105 - 110 0C) thức ăn viên được
chuyển vào phòng làm nguội, cân đong, đóng gói rồi đưa ra tiêu thụ.
3.5. Chất lượng thức ăn viên
Có 2 tiêu chuẩn chất lượng chính:
- Độ cứng (biểu thị bằng kg)
- Độ dai (tỷ lệ vụn nát), biểu thị bằng tỷ lệ %.
Độ cứng tốt nhất của thức ăn viên đạt 6-7 kg; tỷ lệ vụn nát, tốt nhất
dưới 5%; độ ẩm thức ăn viên (sau khi đã làm nguội) ở mức 12-14%.
3.6. Công nghệ sản xuất thức ăn viên cho gà.
Thức ăn viên cho gà là loại thức ăn hổn hợp chứa đầy đủ các chất dinh
dưỡng cần thiết cho sinh lý phát triển và sinh sản của chúng đem lại hiệu quả
cao như: protein, năng lượng, vitamin và chất khoáng. Ngoài ra còn được bổ
sung các chất kích thích sinh trưởng như các enzim, các kháng sinh…
Thành phần các nguyên liệu dùng để phối trộn và nhu cầu thành phần
dinh dưỡng cũng không khác gì so với các loại thức ăn bột, sợi. Về mặt cơ cấu
11


nguyên liệu dùng để sản xuất thường là: bột cá, bột ngũ cốc, các loại đậu. Về
thành phần dinh dưỡng chúng cũng cần chủ yếu là protein, gluxit, lipit,
vitamin….

Tiếp nhận, bảo
quản nguyên

Làm sạch
nguyên

liệu

liệu

Trộn sơ
bộ

Đóng gói,
bảo quản

Làm
nguội

Nghiền

Trộn
đều

Sấy

Ép
viên

Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất thức ăn viên.
3.7 Đặc điểm và yêu cầu kích thước của viên thức ăn chăn nuôi.
- Các viên thức ăn chăn nuôi tạo ra có thể có dạng hình trụ, lăng trụ

hoặc viên định hình.
- Độ dài của viên dược xác định phụ thuộc vào đường kính của viên,
thường tỷ lệ giữa độ dài của viên và đường kính của viên là: (1,3-1,4):1
- Đối với gà đường kính viên thường là 4mm
- Viên phải có độ bền, chịu được sự rung động, viên đưa vào đóng
bao phải có độ ẩm ở chế độ bảo quản (dưới 14%), và nhiệt độ bền bằng nhiệt
độ môi trường. Viên cần có độ đồng đều cao.

12


PHẦN 2 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT
2.1. Các ký hiệu sử dụng:
G1: Năng suất nhập liệu của vật liệu sấy ( kg/h )
G2: Năng suất sản phẩm sau khi sấy ( kg/h )
ω1: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy ( % )
ω2: Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy (% )
x0: Hàm ẩm của không khí trước khi vào caloripher (kg ẩm /kg kkk)
x1: Hàm ẩm của không khí trước khi vào thiết bị sấy (kg ẩm/ kg kkk)
x2: Hàm ẩm của không khí sau khi ra khỏi thiết bị sấy (kg ẩm/kg kkk)
W: Năng suất tách ẩm (kg ẩm/h )
L: Lượng không khí khô cần thiết

l: Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm ra khỏi vật liệu
I0, I1, I2: Enthalpy của không khí ở các trạng thái ban đầu, trước khi vào
và ra thiết bị sấy
2.2. Các thông số ban đầu:

13

Năng suất

: G2= 750 kg sản phẩm/h

Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy : w1=30%.
Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy

: w2= 13%.

2.3. Chọn các thông số ban đầu của tác nhân sấy:
[Bảng VII.1-2] (Thừa Thiên - Huế).
Độ ẩm tương đối của không khí

: ϕ0 = 81%.

Áp suất khí quyển

: P = 745mmHg = 1,033 at

Nhiệt độ không khí ban đầu

: to = 25oC.

Nhiệt độ không khí sau khi qua calorife

: t1 = 900C.

Nhiệt độ không khí sau khi sấy

: t2 = 380C

Đường kính viên

: 4 mm

2.4. Tính toán các thông số của tác nhân sấy
2.4.1. Các thông số của tác nhân sấy ban đầu:
Hàm ẩm tác nhân sấy ban đầu: x0
x0 = 0.622*

ϕ0 ∗ Pbh 0
Pkq − ϕ0 ∗ Pbh 0

Với: ϕ0 = 81%

Pkq= 1atm= 1,003 at

to = 25oC => Pbh0 = 0,0323 ( at )
⇒ x0 = 0, 622 *

[ CTVII.11-[2]]

[ Bảng I.250- [1] ]

0,81* 0, 0323
1, 033 −0, 0323* 0,81

= 0,0162 kg ẩm/ kg KKK.

14


Nhiệt lượng riêng của tác nhân sấy ban đầu: I0
I0 = to + (2493 + 1,97*to)* x0

[CT VII.14- [2]]

= 25 + (2493+ 1,97*25)*0,0162 = 66,09 (kJ/kgkkk) .

15


2.4.2. Tính toán các thông số của tác nhân sấy sau khi ra khỏi calorife,
trước khi vào buồng sấy:
Hàm ẩm của tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy: x1
Sau khi đi vào calorife hàm ẩm của không khí không đổi so với hàm ẩm của
không khí ban đầu nên: x0 = x1= 0,0162 ( kg ẩm/ kg kkk.)
t1=900C →
Pbh1=0,715at
x1 = 0.662

⇒ ϕ1 =

ϕ * Pbh
Pkq − ϕPbh
x1 * Pkq

Pbh1 (0.622 + x1 )

=

0.0162 *1.033
= 0,0376
0.715(0.622 + 0.0162)

Vậy ta có ⇒ ϕ1 = 3,76%
I1 = t1 + (2493+1,97*t1)*x1
= 90+ (2493 +1,97* 90)*0,0162 =133,259 KJ/ kg KKK.
2.4.3. Tính toán các thông số của tác nhân sấy sau khi ra khỏi buồng sấy:
Hàm ẩm của tác nhân sấy sau khi sấy: x2
Theo sấy lý thuyết thì I2 = I1 =133,259 (k J/kgkkk )
Với: I2 = t2 + (2493+ 1,97*t2)x2
⇒x2 =

I 2 −t 2
133.259 −38
=
=0.0365%
( 2493 +1,97 * t 2 )
2493 +1.97 * 38

16


Độ ẩm của tác nhân sấy sau khi sấy: ϕ 2
t2 = 380C => Pbh2 = 0,0657( at )

ϕ2

x2 * P
0.0365 *1.033
=
=
=0.87
(0,622 +x2 ) * Pbh 2
0.0657 * (0.622 +0.0365)

Vậy độ ẩm không khí sau khi sấy ϕ2 = 87 %
2.4.4. Tính nhiệt độ điểm sương:
Ở nhiệt độ điểm sương ta có ϕ = 1.
x2 =

0,622 * ϕ* Pbh
P −ϕ. * Pbh

=> Pbh =

x2 * P
0,622 + x 2

Với: P = 745 mmHg = 1,033 at,
x2 = 0.0365( kg/kgkkk ).
=> Pbh =

x2 * P
0.0365 *1,033
=
= 0,0573 ( at )
0,622 + x2 0,622 + 0.0365

[Tra bảng I.250 –[1]] Ta có với pbh =0,0573 thì ta có ts = 350C vậy ta có ∆t =
t2 - ts = 38 – 35 = 3 0 C do đó với t2= 38 0 C thoã mãn yêu cầu.

17


2.4.5.Tính cân bằng vật liệu và ẩm:
Phương trình cân bằng vật liệu chung:
G1 = G2 + W
Năng suất sản phẩm:
G2 =750 Kg/h
Năng suất tách ẩm:
W = G2

w1 − w2
30 − 13
= 750
= 182,14 Kg / h
100 − w1
100 − 30

(CT 7.26- [1])

Năng suất nhập liệu:
G1 = G2 + W = 750+182,14 =932,14 ( kg/h )
Lượng vật liệu khô tuyệt đối được tạo ra trong 1h:
Gk = G2 * ( 1- ω 2 ) = 750*(1-0.13) = 652,5 (kg/h)

[CT 7.22-[1]]

Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm:
l=

1
1
=
= 49.26 kgKKK/kg
x2 − x1 0.0365 − 0.0162

[ CT 7.30- [1]]

Lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy:
L = l * W = 49.26*182,14= 8972,2 ( kgKKK/h ).

[CT 7.30-[1]]

18


Bảng tổng kết cân bằng vật liệu:
Đại lượng

Đơn vị

Giá trị

Năng suất nhập liệu (G1 )

Kg/h

932,14

Năng suất sản phẩm(G2 )

Kg/h

750

Kg/h

652,5

Độ ẩm vật liệu trước khi sấy (w1 )

%

30

Độ ẩm vật liệu sau khi sấy (w2 )

%

13

Năng suất tách ẩm (W)

Kg/h

182,14

Kgkkk/kg âm

49,26

Kgkkk/h

8972,2

Lượng vật liệu khô tuyệt đối được
tách ra trong 1h (Gk )

Lượng không khí khô cần thiết để
tách 1kg ẩm (l)
Lượng không khí khô cần thiết cho
quá trình sấy (L)

Ta có:
v0 =

v1 =

288.T0
288(25 + 273)
=
= 0,852
P − ϕ 0 . pbh 0 1,033.105 − 0,82.0,0323.105

288.T1
288(90 + 273)

=
= 1,038 (m3 / kg)
P − ϕ1. pb1 1,033.105 − 0,0367.0,715.105

19


v2 =

288.T2
288(38 + 273)
=
= 0,918 ( m3 / kg)
P − ϕ 2 . pb2 1,033.105 − 0,87.0,0657.105

Lưu lượng thể tích của TNS đi vào máy sấy là:
V1 = v1.L =1,038.8972,2 = 9313,14 (m3/h)
Lưu lượng thể tích của TNS đi ra khỏi máy sấy là:
V2 = v2.L = 0,918.8972,2 = 8236,48 (m3/h)
Lưu lượng thể tích trung bình là:
Vtb = 0,5.(9313,14 + 8236,48 ) = 8774,8 (m3/h) = 2,44 (m3/s)

20


PHẦN 3 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
3.1. Tính thời gian sấy :
(w1-w2) = M' (0.158 τ +3)
Với M'=M.10-2

[CT 10.12 /210 - [1]]

: mà M là hệ số phụ thuộc vào đường kính trung bình của

thức ăn viên
Chọn đường kính của thức ăn viên là d = 4mm
ta được:
M = 0.83 => M' = 0.83.10-2
τ= (

[Bảng 8.3/ 115 –TTTKHTS]

w1 − w2
1
0.3 − 0.13
− 3) *
=(
− 3) * 0.09 = 1.573 h = 94,38 phút
,
M
11.1 0.83.10 −2

3.2Tính thể tích thùng sấy
G1.τ

V = ρ .β

[CT 10.3/208 - [1]]

Trong đó :

V : thể tích thùng sấy (m3)
G1 :khối lượng vật liệu vào máy sấy ( kg/h)
τ : thời gian sấy ( giờ)
β : hệ số điền đầy , β = 0.1- 0,15 chọn β =0.15
ρ : khối lượng riêng của vật liệu sấy (kg/m3)



932,14.1,573

V = 1190 * 0,15 = 8,21 m3

3.3 Xác định đường kính và chiều dài thùng sấy
Ta chọn tỉ lệ

L
= 4 hay L=4D
D

[ CT 10.1/207 - [1]]

Khi đó đường kính thùng sấy được xác định :

21


V=

π * D 2 * L 4 * 3.14 * D 3
=

4
4

=> D =

3

4 *V
=
4 *π

3

4.8,21
= 1,38m
4.3,14

Chọn D = 1.4 m . Nên chiều dài thùng sấy L=4*1.4= 5,6 m
Do đó ta có L= 5,6 m
3.4.Tính số vòng quay của thùng
n=

m.k .L
τDt tgα

[ CT VII.52/122-[2]]

Trong đó:
L : chiều dài thùng sấy
α : Góc nghiêng của thùng quay, độ. Thường góc nghiêng của thùng dài là

2,5 ÷ 30, còn thùng ngắn đến 60, chọn α = 2,50 => tgα = 0,0437.
m: Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng, ta chọn loại cánh nâng
nên m = 1
k: Hệ số phụ thuộc vào chiều chuyển động của khí, chuyển động xuôi
chiều do đó chọn k = 1,5 s .
τ : Thời gian sấy (phút).
=> n =

1.1,5.5,6
= 1,45 ( vòng/phút ).
94,38.1,4.0,0437

3.5. Thời gian lưu của vật liệu trong thùng sấy
- Thời gian vật liệu lưu trú trong thùng sấy( thời gian vật liệu đi hết chiều dài
thùng):
τ, =

Vβ .ρ 8,21* 0.15 *1190
=
= 1.57 (h) = 94,2 (ph)
G1
932,14

⇒ Thỏa mản điều kiện τ > τ ,

22


3.6. Công suất của thiết bị
N = 0.13.10-2.D3.L .a.n. ρ

[ CT VII.54/123 - [3]]

Trong đó :
a: hệ số phụ thuộc dạng cánh . Chon a = 0.053
D: đường kính thùng
L: chiều dài thùng
n: số vòng quay
=> N = 0.13.10-2 . 1.43 . 5,6 . 0.053 . 1,58.1190 = 2,01 (KW/h)

23


PHẦN 4 : CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
4.1 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết.
Gọi:
- tvl1 : nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi
trường: Cvl1 = to = 25oC
- tvl2 : nhiệt độ cuối của vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy:
tvl2 = t2 – (5 10oC) = 38 – 5 = 33oC
- Cv1 = Cv2 = Cv : nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết
bị sấy là như nhau. Ở đây, Cv là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ
ẩm w2:
Cv = Ckhô(1-w2) + Ca.w2

,kJ/kgoK

Ca: nhiệt dung riêng của ẩm : Ca = Cn = 4,18 kJ/kgoK
Ckhô =1.05 KJ/kg độ : nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối
⇒

Cv = Ckhô(1-w2) + Ca.W2
= 1,05(1 - 0,13) + 4,18.0,13
= 1,457 (kJ/kg0K)

4.1.1. Nhiệt lượng ban đầu vào thiết bị sấy gồm:
a . Nhiệt vào do TNS mang vào:
qkkv = l.I0 = 49,26.66,09 = 3255.6 (kJ/kg ẩm)
b. Nhiệt do caloriphe sưởi cung cấp:
qs = l.(I1- I0) = 49,26.(133,259 – 66,09) = 3308,745 (kJ/kg )
Qs = qs.W = 3308,745.182,14 =602654,8 (kJ/h)
c. Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào:
qvls =

G1.Cvl .t vl1
+Ct vl1
W

24


C n t vl1 : Nhiệt lượng riêng của 1kg ẩm trên vật liệu mang vào máy sấy
(nhiệt lượng riêng do nước mang vào).C n = 4,18 (kJ/kgđộ) nhiệt dung
riêng của nước.

C vl t vl1 : Nhiệt lượng riêng của 1kg ẩm trên vật liệu mang vào máy sấy
(nhiệt lượng riêng do vật liệu mang vào).
Cvls = Cn.W2 + Ckhô (1-W2)
Ckhô = 1,05 (kJ/kgđộ) nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối.
Cvls = 4,18.0,07+1,05(1-0,07) = 1.2691 (kJ/kgđộ)

tvl = t1 = 250C
q vls =

932,14.1,457.25
+ 4,18.25 = 290,913 (kJ/kg ẩm)
182,14

Vậy tổng lượng nhiệt mang vào:

∑q

= 6855,258 (kJ/kg ẩm)

Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
4.1.2. Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi : qkkr
qkkr = l.I2 = 49,26.133,259 =6564,338 (KJ/Kgẩm )
 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: qvlr
qvlr =

750.1,457.38
G2 .Cv .t vl 2
= 182,14
= 227,98 (KJ/Kgẩm)
W

 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh : qm
Tổn thất qua vỏ thiết bị sấy :
qm =

k .F .∆t

W

Trong đó :
F : Diện tích bề mặt xung quanh máy sấy

25