tailieumienphi vn do an thiet ke he thong say thung quay say bap voi nang suat 800 kg h

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHÊ HOA HỌC

ĐỒ ÁN  QUÁ TRÌNH  VÀ THIẾT BỊ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY 
BẮP VỚI NĂNG SUẤT 800 kg/h
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TIỀN TIẾN NAM
SINH VIÊN THỰC HIỆN: VÕ VĂN LINL
MSSV: 2004120183

TP.HCM, thứ 6, ngày 12 tháng 6 năm 2015

MỤC LỤC


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Lời   mở   đầu……………………………………………………………………………
5
CHƯƠNG   1:   TỔNG   QUAN……………………………………………………...
…..6
TỒNG
 
QUAN
 
VỀ
………………………………………......6

 

1.1

Nguồn
 
gốc
 
và
 
ngô………………………………………...6
1.1.1

Đặc   điểm   nông  
ngô……………………………………6
1.1.2

1.2

NGUYÊN
phân

sinh

 

loại

 
học

 

LIỆU 

 
 

của

cây 
 

cây 

1.1.3

Thành phần hóa học ………………………………………………........6

1.1.4

Phân bố…………………………………………………………………7

TỒNG
 
QUAN
 
VỀ
PHÁP…………………………………………...9 

PHƯƠNG 

 

1.2.1

Bản
 
chất
 
của
 
quá
…………………………………………........9

1.2.2

Phân loại quá trình sấy………………………………………………….9

1.2.3

Phương pháp thực hiện……………………………………………….. 

 

trình

sấy 

 

10
1.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ……………………………………………….....13
CHƯƠNG
 
2
 
TÍNH
 
TOÁN
CHÍNH……………………………………...14

 

THIẾT

 

BỊ 

   2.1 CÁC THÔNG SỐ TÁC NHÂN SẤY…………………………………………14
2.2

CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG………………………………………………15

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          2
LINL

SVTH:VÕ VĂN 

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
   2.3TÍNH THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY …….............................................15
2.3.1 Thông   số   trạng   thái   của   không   khí   ngoài   trời   (A):
……………………..15
         2.3.2 Thông số trạng thái không khí sau khi đi qua caloriphe (B)…………….16
                  2.3.3   Thông   số   trạng   thái   không   khí   ra   khỏi   thiết   bị   sấy(C)
…………………...17
    2.4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT……………………………………………...18
   2.5 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY LÝ THUYẾT .…….…
                                        
19
   2.6 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC 
……………….20
    2.7 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH……………………………………………..24
         2.7.1  Đường kính của thùng sấy ………………………………………….....24
         2.7.2  Chiều dài thùng sấy……………………………………………………25
         2.7.3 Thể tích thùng sấy………………………………………………………25
2.7.4

Cường
 
độ
 
bay
ẩm…………………………………………………..25

2.7.5

 Thời gian sấy…………………………………………………………..26

 

hơi 

         2.7.6 Thời gian lưu của vật liệu:
…………………………………………….....26
         2.7.7 Số vòng quay của thùng……………………………………………...….27
         2.7.8 Tính bề dày cách nhiệt của thùng…………………………...
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          3
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
…………...27
            2.7.8.1 Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến bên trong của thùng 
sấy....28
            2.7.8.2Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung 
quanh
………………………………………………………………………….…..29
2.7.8.3Hệ số truyền nhiệt 

           

K…………………………………………………..32
           2.7.8.4 Tính bề mặt truyền nhiệt F………………………………...…..
……..32
           2.7.8.5 Tính hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhâ sấy và không khí bên 
ngoài:………………………………………………………….………………….32

2.7.8.6 Tính nhiệt lượng mất mát ra xung quanh:………………...

           

………….33
2.7.9

Kiểm  tra  bề  dày  thùng:……………………………………………………
33

      2.7.10Trở lực qua thùng sấy:………………….…………………………………
35
2.7.11 Chọn kích thước cánh đảo trong thùng……………………………….
….37
2.7.12 Chiều cao lớp vật liệu chứa trong thùng………...…………………….…
38
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          4
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
2.7.1 3 Chọn kích thước của các chi trong thiết bị thùng quay:…….…..………
39
CHƯƠNG
 
3
 
TÍNH

 
TOÁN
PHỤ……………………………………........39

 

THIẾT

 

BỊ 

  3.1 TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT………………………………………………..…39
  3.2 TÍNH CALORIPHE………………………………………………………...….44
  3.3 THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG………………………………..……48 
     3.3.1 Chọn động cơ……………………….……………………………………...48
     3.3.2 Chon tỷ số truyền 
động…………………………………………………….49
     3.3.3 Tính bộ truyền bánh răng…………………….
…………………………….50
  3.4 TÍNH VÀNH ĐAI:……………………………………….……………………55
  3.5 TÍNH TẢI TRỌNG THÙNG QUAY…………………….…………………....55
  3.6 TÍNH CON LĂN ĐỠ:……………………………..
…………………………...56
  3.7  TÍNH CON LĂN CHẶN:……………..………………………………………57
  3.8 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU:……………………..………………………….58
     3.8.1 Chọn các chi tiết cơ bản của gầu tải:…………...……………………….
….58
     3.8.2 Xác định năng suất và công suất của gầu tải:…………………...
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          5

LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
………….59
  3.9 TÍNH XYCLON……..........................................................................................60
  3.10 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG……..
……………………..62
     3.10.1 Tính trở lực ma sat trên đường ống:………………………………………
63
     3.10.2 Tính trở lực cục 
bộ………………………………………………………..65
    3.10.3 Tính trở lục cho hệ thống:…………………………………………..
……..67
3.11 TÍNH CÔNG SUẤT VÀ CHỌN QUẠT……...…….……………..…….……..68
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN……………………………………………………………
70
TÀI LIỆU THM KHẢO………………………………………………………….…72

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          6
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Lời mở đầu
Trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng… thì sấy  

là vấn đề  rất quan trọng. Trong ngành hóa chất vật liệu   quá trình sấy dùng để 
tách nước và hơi nước ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. Trong ngành công nghiệp 
và thực phẩm, sấy là công đoạn quan trọng sau thu hoạch.
Để  thực hiện quá trình sấy người ta sử  dụng các thiết bị  sấy như:buồng  
sấy, thùng sấy, hầm sấy…
Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính toán, thiết kế  hệ  thống 
sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy là bắp. Mặc dù đã  
cố  gắng rất nhiều song vẫn còn rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ 
án nên cũng chưa có kinh nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả năng  
tư duy còn bị giới hạn, nên đồ án của em không thể tránh nhiều thiếu sót. Qua lần 
làm đồ án này em kính mong thầy cô giáo chỉ bảo đề em có thể hoàn thiện tốt hơn 
đồ án cũng như bài tập lớn mà thầy cô giáo giao cho em vào những lần sau.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Tiền Tiến Nam,  
cùng với các thầy cô và bạn bè đã giúp em hoàn thành đồ án đúng hạn.

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          7
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1

TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 

1.1.1

Nguồn gốc và phân loại cây ngô

Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L. thuộc chi Maydeae, họ  hòa thảo 
Gramineae, có nguồn gốc từ  Trung   Mỹ. Ngô có bộ  nhiễm sắc thể  (2n=20). Có 
nhiều cách để  người ta phân loại ngô, một trong các cách đó là dựa vào cấu trúc 
nội nhũ của hạt và hình thái bên ngoài của hạt. Ngô được phân thành các loài phụ: 
ngô đá rắn, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa răng 
ngựa. Từ các loài phụ  dựa vào màu hạt và màu lõi ngô được phân chia thành các 
thứ. Ngoài ra ngô còn được phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh  
trưởng và thương  phẩm.
Có rất nhiều giả thuyết về nguồn gốc của ngô tại châu Mỹ như ngô là sản  
phẩm thuầ  n dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays  ssp.  parviglumis) một năm ở 
Trung Mỹ, có nguồn gốc từ khu vực thung lũng  sông Balsas ở miền nam Mexico.  
Cũng có giả  thuyết khác cho rằng ngô sinh ra từ  quá trình lai ghép giữa ngô đã 
thuần hóa nhỏ (dạng thay đổi không đáng kể của ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn 
Luxuriantes. Song điều quan trọng nhất nó đã hình thành vô số loài phụ, các thứ và 
nguồn dị  hợp thể  của cây ngô , các dạng cây và biến dạng của chúng đã tạo cho  
nhân loại một loài ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì và lúa nước.
1.1.2

Đặc điểm nông sinh học của cây ngô

Cơ  quan sinh dưỡng của ngô gồm: rễ, thân và lá làm nhiệm vụ  duy trì đời  
sống cá thể. Hạt được  coi là cơ quan khởi đầu của cây.
Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phân chính:  vỏ hạt, lớp alơron, phôi 
và nội nhũ. Phía dưới hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô. Vỏ  hạt bao bọc xung  
quanh, màu sắc vỏ hạt tùy thuộc vào từng giống, nằm sau lớp vỏ hạt là lớp aleron  
bao bọc lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là thành phần chính 70­78% trọng lượng hạt,  
thành phần chủ  yếu là tinh bột, ngoài ra còn có protein, lipid, vitamin, khoáng và 
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          8

LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
enzyme để  nuôi phôi phát triển. Phôi ngô lớn (chiếm 8 ­15%) nên cần chú trọng  
bảo quản.
1.1.3

Thành phần hóa học 

Các chất trong hạt ngô dễ  bị  đồng hóa nên có giá trị  dinh dưỡng cao. Hạt 
ngô chứa tinh bột, lipid, protein, đường (chiếm khoảng 3,5%), chất khoáng (chiếm 
khoảng 1–  2,4%), vitamin (gồm vitamin A, B1, B2, B6, C và một lượng rất nhỏ 
xenlulo (2,2%) . Hạt ngô chứa phần lớn tinh bột, hàm lượng tinh bột trong hạt thay  
đổi trong giới hạn 60  ­  70%. Hàm lượng lipid cao thứ  hai trong các loại ngũ cốc  
sau lúa mạch, nó chiếm khoả ng (3,5  –  7%). Hàm lượng protein dao động từ  4,8 
đến 16,6,% tùy vào mỗi giống.
Bảng 1.1. Thành phần hoá học của hạt ngô và gạo (Phân tích trên 100g)
Thành phần hóa học

Gạo trắng

Tinh bột (g)

65,00

68,20

Protein (g)

8,00

9,60

Lipid (g)

2,50

Vitamin A (mg)

0

Vitamin B1 (mg)

0,20

0,28

Vitamin B2 (mg)

0

0,08

Vitamin C (mg)

0

7,70

Nhiệt lượng (Kalo)

340

350

Ngô vàng

5,20
0,03

(Cao Đắc Điểm, 1988)
1.1.4

Phân bố

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          9
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Trên thế  giới, ngô là một trong những cây ngũ cốc quan trọng, diện tích 
đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nước; sản lượng thứ hai và năng suất cao nhất trong 
các cây ngũ cốc. Một số  nước như  Trung Quốc, Mỹ, Braxin chủ yếu là sử  dụng 
ngô lai trong gieo trồng và cũng là những nước có diện tích trồng ngô lớn.Tình hình  
sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế giới được thể  hiện qua bảng 1.2

Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế  giới năm 2007

Tên nước
Italy
Mỹ
Hy lạp
Canada
Trung Quốc
Ấn Độ

Diện tích
(Triệu ha)
1,06
30,08
0,84
1,08
26,22
7,40

Năng suất
(Tạ/ha)
93,15
100,64
80,95
77,43
50,01
19,60

Sản lượng

(triệu tấn)
10,62
280,22
6,80
8,39
131,15
14,50

(Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2008)
Qua bảng 1.2 cho thấy, Mỹ  là nước có diện tích, năng suất, sản lượng lớn  
nhất đạt 30,08 triệu ha, với tổng sản lượng đạt 280,22 triệu tấn, năng suất bình  
quân đạt 100,64 tạ/ha.
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây 
màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa 
vụ  gieo trồng và hệ  thống canh tác.Ở  nước ta ngô  được trồng  ở  hầu hết các địa 
phương có đất cao dễ thoát hơi nước. Những vùng trồng ngô lớn là Đông Nam Bộ,  
Tây Nguyên, miền núi phía Bắc, Trung du đồng bằng Sông Hồng, Duyên hải Miền  
Trung
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          10
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006
Năm
2004
2005
2006

Diện tích
(1000 ha)
991,10
1052,60
1031,60

Năng suất
(Tạ/ha)
34,6171
35,6859
37,024

Sản lượng
(1000 tấn)
343,09
375,63
381,94

Vấn đề bảo quản ngô nhìn chung là khó khăn vì ngô là môi trường thuận lợi 
rất thích hợp cho sâu mọt phá hoại. Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất  
lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an toàn. Vì vậy quá trình sấy hạt sau thu hoạch có vai  
trò quan trọng trong bảo quản, chế  biến cũng như  nâng cao chất lượng hạt. Với  
phương pháp này sẽ  bảo quản được lâu hơn, dể  dàng vận chuyển và  ứng dụng 
cho nhiều quá trình chế biến các sản phẩm khác.
1.2

 TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP 

1.2.1

Bản chất của quá trình sấy 

Sấy là qúa trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt, là 
quá trình khuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói 
cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở  bề  mặt vật liệu và môi trường 
xung quanh.
1.2.2

Phân loại quá trình sấy

Người ta phân biệt ra 2 loại:


Sấy tự  nhiên: nhờ  tác nhân chính là nắng, gió ... Tuy nhiên, phơi nắng bị  hạn  
chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất 
lợi trong mùa mưa . 



Sấy nhân tạo: là quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dung dến tác nhân 
sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt.Quá trính sấy này nhân, dễ điều 
khiển và  triệt để hơn sấy tự nhiên.

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          11
LINL

SVTH:VÕ VĂN 

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Và cũng có nhiều cách phân loại:
Dựa vào tác nhân sấy:


­

Sấy bằng không khí hay khói lò.

­

Sấy thăng hoa.

­

Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng.
 Dựa vào áp suất làm việc:


­

Sấy chân không.

­

Sấy ở áp suất thường.
Dựa vào phương pháp làm việc:


­

Máy sấy liên tục.

­

Máy sấy gián đoạn.
Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:


­

Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu.

­

Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng



Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy 

thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun…


 Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi 

chiều, ngược chiều, chéo dòng…
1.2.3

Phương pháp thực hiện

Để  nâng cao giá trị  sử  dụng niều mặt của ngô thì các công đoạn sau thu  

hoạch như làm khô, bảo quản và chế biến nhằm làm giảm tổn thất cũng như duy 
trì chất lượng ngô là việc làm vô cùng quan trọng và cần thiết. Khi bảo quản ngô 
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          12
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
hạt phải đặc biệt quan tâm tới tình trạng phôi ngô vì phôi ngô dễ  hút  ẩm, có sức 
hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng. Đặc biệt sẽ xảy ra quá trình hô hấp trong quá trình 
bảo quản.
Mục tiêu của bảo quản: giữ được đến mức tối đa số  lượng và chất lượng 
của đối tượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản. Ngô hạt không có vỏ  như 
vỏ trấu, nếu điều kiện bảo quản không tốt (ngô chưa chín già, phơi chưa thật khô, 
dụng cụ  chứa đựng không kín...)thì chim, chuột, mốc, mọt có thể  phá hỏng hoàn 
toàn cả  kho ngô trong vòng vài ba tháng. Vì vậy cần làm ngô khô đến độ   ẩm 12­
13% để có thể bảo quản an toàn, hạn chế mức độ hư hỏng.
 Có thể  làm khô ngô khô bằng hai cách: Phơi nắng hoặc sấy. Nhưng trong 
đề tài này yêu cầu sử dụng phương pháp sấy cho nên muốn bảo quản lương thực  
hoặc chế biến sản phẩm chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy xuống độ ẩm 
bảo quản hoặc chế  biến. Để  thực hiện quá trình sấy có thể  sử  dụng nhiều hệ 
thống như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ thống đều có những  
ưu, nhược điểm và phạm vi  ứng dụng khác nhau. Chế  độ  sấy có ảnh hưởng rất 
lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất phức  
tạp và không những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà còn cả  thành phần hóa học  
của nguyện liệu. Để sấy ngô là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bị 
sấy tháp hoặc sấy thùng quay. Ở đồ  án môn học này, em chọn thiết bị  sấy thùng 

quay là thiết bị chuyên dụng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được dùng rộng  
rãi trong công nghệ  sau thu hoạch. Trong thiết bị  sấy thùng quay, vật liệu được 
sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình 
sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ  sấy  

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          13
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ  thống sấy thùng quay có thể  làm việc liên 
tục với năng suất lớn.
Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc khói  
lò. Quá trình sấy bắp đòi hỏi đảm bảo tính vệ  sinh an toàn cho thực phẩm  nên ở 
đây ta chọn tác nhân sấy là không khí, được đun nóng bởi caloriphe,  nhiệt cung 
cấp cho không khí trong caloriphe là từ  khói lò. Nhiệt độ  tác nhân sấy phụ  thuộc 
vào bản của hạt. Nguyên liệu là bắp là nguyên liệu chứa nhiều tinh bột, cho nên  
nhiệt độ  sấy phụ  thuộc vào nhiệt độ  hồ  hóa tinh bột, nhiệt độ  hồ  hóa tinh bột là 
khoảng 600C, do đó cần chọn nhiệt  độ  tác nhân sấy phù hợp, không cao cũng 
không thấp, mục đích là đẩy nhanh quá trình sấy và không làm cho nhiệt độ  của 
nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa, vì vậy em chọn nhiệt độ  tác nhân sấy đưa  
vào thùng sấy là 550C.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không quá 3 m/s để tránh  
vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng. Vận tốc của thùng khoảng 5­ 8 vòng /phút.
Để giảm thời gian sấy ta phải tăng tốc độ tác nhân sấy bằng hệ thống quạt  
ly tâm hay hướng trục .Dựa vào nguyên liệu là ngô ta chọn chế độ sấy cùng chiều 
vì phương pháp này có cường độ  cao, thời gian sấy giảm, sản phẩm ra khỏi hầm  
đã nguội, kinh tế  hơn, áp dụng cho các sản phẩm không cần để  ý tới cong vênh,  

nứt nẻ,còn sấy ngược chiều thì thành phẩm phải có chất lương cao như  không 
được không cong vênh và nứt nẻ. 
Các cánh trộn trong thùng chứa có tác dụng phân phối  đều cho vật liệu theo  
tiết diện thùng, đảo trôn vật liệu để  tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy và 

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          14
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
tác nhân sấy, cấu tạo của cánh trộn phụ  thuôc vào kích thước vật liệu sấy và độ 
ẩm của nó.
Các loại cánh đảo phổ biến như :
­

Cánh đảo nâng , đổ: dùng để  sấy vật liệu có kích thước lớn, dễ  bám dính 

vào thùng thì dùng cánh nâng vật sấy lên cao rồi đổ xuống tạo mưa hạt.
­

Cánh đảo phân chia (phân phối): dùng với vật sấy có kích thước nhỏ  hơn,  

dễ chảy.
­

Cánh đảo hình quạt: được dùng cho trường hợp vật sấy có kích thước lớn  

và có trọng lượng riêng lớn.

­

Cánh đảo trộn: dùng cho vật sấy có kích thước nhỏ như bột.

a)

                b)                  c)                d)                 e)
Hình 1:Các dạng cánh đảo

    a­Cánh nâng, đổ;  b,c­Cánh phân chia; d­Cánh hình quạt;   e­Cánh đảo trộn.

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          15
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Ưu điểm:
+ Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ  tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác 
nhân sấy.
+  Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.
+  Thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn.
Nhược điểm
+  Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong nhiều trường 
hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy.
1.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 
 
Vật liệu sấy là bắp hạt sau khi được rửa sạch, đề cho ráo nước tuốt ra khỏi 
cùi, được cho vào buồng chứa, sau đó được nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ 

thống gầu tải. Bắp hạt khi vào thùng sấy có độ ẩm ban đầu là 22%, chuyển động  
cùng chiều với tác nhân sấy. Tác nhân sấy sử  dụng là không khí được gia nhiêt 
bằng khói lò qua hệ thống caloriphe khí­ khói, do khói lò nhiệt độ quá cao nên phải  
sử  dụng buồng hòa trộn khí trước khi vào caloriphe trong trường hợp khói lò có 
nhiệt độ  quá cao để  đảm bảo đúng nhiệt đô vào thiết bị  sấy. Dòng tác nhân sấy  
được   gia   tốc   bằng   quạt   đẩy   đặt   ở   trước   thiết   bị,   và   quạt   hút   đặt   cuối   thiết  
bị.Thùng sấy có dạng hình trụ  đặt nằm nghiêng một góc 3­50C so với mặt phẳng 
ngang, được đặt trên một hệ thống các con lăn đỡ và chặn. Chuyển động quay của 
thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ sang hộp giảm tốc đến bánh  
răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có gắn các cánh nâng, dùng để  nâng và đảo 
trộn vật liệu sấy, mục đích là tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân  
sấy, do đó tăng bề  mặt truyền nhiệt, tăng cường trao đổi nhiệt để  quá trình sấy  
diễn ra triệt để. Trong thùng sấy, bắp hạt được nâng lên đến độ cao nhất định, sau 
đó rơi xuống. Trong quá trình đó, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các  
quá trình truyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi  ẩm. Nhờ độ  nghiêng của thùng 
mà vật liệu sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài thùng.. Khi đi hết chiều dài 
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          16
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
thùng sấy, vật liệu sấy sẽ  đạt được độ   ẩm cần thiết cho quá trình bảo quản là  
12% ­13%. Sản phẩm bắp(ngô) hạt sau khi sấy được đưa vào buồng tháo liệu, sau  
khi qua cửa tháo liệu sẽ  được băng tải đưa ra ngoài và vào hệ  thống bao gói, để 
bảo quản hay dùng vào các mục đích chế biến khác. Dòng tác nhân sấy sau khi qua  
buồng sấy chứa nhiều bụi, do đó cần phải đưa qua một hệ thống lọc bụi để tránh  
thải bụi bẩn vào không khí gây ô nhiễm. Ở đây, ta sử dụng hệ thống lọc bụi bằng  
cyclon đơn có gồm 2 xyclon ghép song song với nhau. Không khí sau khi lọc bụi sẽ 

được thải vào môi trường. Phần bụi lắng sẽ  được thu hồi qua cửa thu bụi của  
cyclon và được xử lý riêng.

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
Vật liệu sấy là ngô(bắp) hạt, có các thông số vật lý cơ bản như sau:


Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy :  1 =22%



Độ ẩm cuối của vật liệu sấy:  2 =13%



Khối lượng riêng của hạt vật liệu:  r = 1000­1300 kg/m3   (phụ lục 4/330­[3])



Khối lượng riêng khối hạt:  r = 600­850 kg/m3                       (phụ lục 4/230­[3])

Kích thước bắp hạt
3/220­[3])


                                 (ph ụ l ục  

Dài: l = 5,2 ­14mm
Rộng: b = 5 ­11mm
Dày:   =3 ­8 mm

Dường kính tương đương:dtđ =7,5mm


Năng suất nhập liệu: G1 = 800 kg/h.

Nhiệt dung riêng của vật kiêu khô: Ck = 1.2 – 1.7 kJ/kg.K
20­ [1])


GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          17
LINL

           (Trang 
SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Chọn Cvk=1,45 kJ/kg.K
2.1 CÁC THÔNG SỐ TÁC NHÂN SẤY
Ta kí hiệu các đại lượng như sau:
        G1,G2:Lượng   vật   liệu   trước   khi   vào   và   sau   khi   ra   khỏi   mấy   sấy   (kg/h).
      1, 2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo % khối lượng vật liệu  
ướt
 
 
          W:Độ   ẩm   được   tách   ra   khỏi   vật   liệu   khi   đi   qua   máy   sấy   (kg/h).
          Gk:Lượng   vật   liệu   khô   tuyệt   đối   đi   qua   mấy   sấy   (kg/h)
          d0:Hàm   ẩm   của   không   khí   ngoài   trời(kg   ẩm/kg   kkk)
          d1:Hàm   ẩm   của   không   khí   trước   khi   vào   buồng   sấy   (kg   ẩm/kg   kkk)
     d2: Hàm ẩm của không khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk)

2.2 CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG
Dùng tác nhân sấy là không khí


Áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:
    [bar]

         (CT 2.11/14­[14])

                 


Độ chứa ẩm d
    [kg/kgkkk]                   (CT  2.15/15­[14])

                   

Với B: áp suất khí trời. B =1at = 0,981bar


Enthapy của không khí ẩm
[kj/kgkkk]
(CT 2.17/15­[14])
Trong đó:
Cpk : nhiệt dung riêng của không khí khô,  Cpk = 1,004 kJ/kgoK
Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,842 kJ/kgoK

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          18
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp



r : ần nhiệt hóa hơi của nước  r =2500 kJ/kg
Thể tích riêng của không khí ẩm
 [m3/kgkkk] (CT VII.8/94–[6])

Trong đó, R: Hằng số khí, R=288J/kg.0K;
       M: khối lượng không khí,M= 29 kg/kmol
       B,pb: áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không 
khí, N/m2.
      T: nhiệt độ của không khí,0K
2.3 TÍNH THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY
2.3.1Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A):
Trạng thái không khí ngoải trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định 
bằng cặp thông số (to,  0). 
Chọn A có : to =260C và    0 = 81% (do bắp được trồng nhiều vụ trong năm nên tính 
theo mùa mưa, ít nắng đề  thiết bị  làm việc tốt quanh năm nên ta chon nhiệt độ 
không khí trung bình năm ở Đồng Nai từ 25 0C­270C và độ ẩm tương đối của không 
khí trung bình từ 80­82% .

Áp suất hơi bảo hòa
 [bar]


Độ chứa ẩm

(kg ẩm/kg kkk)



Enthalpy

( kJ/kgkk)


Thể tích riêng

2.3.2  Thông số trạng thái không khí sau khi đi qua caloriphe (B)
1

0

     Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d  =d ) đến 
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          19
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
1 1

trạng thái B( d ,t ). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng quay.
1 

    Nhiệt độ t tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy , do tính chất của 

vật liệu sấy và quy trình công nghệ quy định. Nhiệt độ của tác nhân sấy ở B được 
chọn phải thấp hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột. Do ngô là loại hạt giàu tinh bột, 
ban đầu khi độ ẩm của vật liệu sấy còn cao, nếu vật liệu tiếp xúc với tác nhân 
sấy nhiệt độ cao thì lớp hạt tinh bột bị hồ hóa và tạo thành một lớp keo mỏng bịt 
kín bề mặt thoát ẩm từlong vật liệu ra ngoài.
      Ngô được sấy nhằm mục đích cho người sử dụng vì vậy phải sấy ở nhiệt độ 
0

thấp, khoảng 40 ­55 C.
1

0

1

0

Do đó, chọn điểm B: t =55  C và d  =d  = 0,0177(kg/kgkkk)


Áp suất hơi bảo hòa

Tử độ chứa ẩm suy ra  độ ẩm tương đối



Enthalpy



Thể tích riêng

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          20
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp

2.3.3

 Thông số trạng thái không khí ra khỏi thiết bị sấy(C).
Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị để thực hiện quá trình sấy lý 
1

2

2

2

thuyết(I = I ), trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C(t ,ᵩ ).
2

Nhiệt của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t  tùy chọn sao cho tổn thất do tác 
nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương, nghĩa là 
tránh trạng thái C nằm trên đường bảo hòa. Đồng thời, độ  chứa  ẩm của tác nhân 
sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu  
sấy không hút ẩm trở lại.

1

2

Với, Enthalpy:I =I =101,263 kj/kgkk
2

0

Chọn nhiệt độ đầu ra của thiết bị sấy là t =35 C



Áp suất hơi bảo hòa



Độ chứa ẩm
Từ Ethalpy: 

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          21
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp


Độ ẩm tương đối 



Thể tích riêng

  Bảng 2.1       Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết
Đại lượng

Trạng thái không 
khí ban đầu(A)

Trạng thái không khí 
vào thiết bị sấy (B)

t (oC)
 (đơn vị)
d (kg/kgkk)
I (kJ/kgkk)
pb (bar)
v (m3/kgkk)

26
0,81
0,0177
71,202
0,0335
0,903

55
0,174

0,0177
101,263
0,155
0,990

Trạng thái không khí 
ra khỏi thiết bị sấy 
(C)
35
0,701
0,0258
101,263
0,0558
0,942

2.4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT


   

Phương trình cân bằng vật chất
  (Trang 127­[1])



Lượng hơi ẩm bốc trong 1 giờ

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          22
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Lượng vật liệu khô tuyệt đối:



                    
Năng suất của sản phẩm sấy:



2.5 CÂN BẰNG NÂNG LƯỢNG CHO THUYẾT BỊ SẤY LÝ THUYẾT:
Người ta gọi thiết bị sấy lý tưởng là thiết bị sấy thỏa mản các điều kiện sau đây:










BS

Nhiệt lượng  bổ sung Q =0
BC

Tổn thất nhiệt qua các kết cấu bao che Q =0
Ct

Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải Q =0
V

Tổn thất do vật liệu sấy mang đi Q =0
Chỉ có tổn thất do tác nhân sấy mang đi

Do không có nhiệt lượng bổ sung và các loại tổn thất nên nhiệt lượng cần thiết để 
bốc hơi ẩm trong vật liệu sấy được lấy ngay chính nhiệt lượng của tác nhân sấy 
và sau đó ẩm dưới dạng hơi lại quay trở lại tác nhân và mang trả lại cho tác nhân 
một nhiệt lượng đúng bằng thế, nhiệt lượng này thể hiện dưới dạng nhiệt ẩn hóa 
hơi và nhiệt vật lý của hơi nước. Vì vậy người ta xem quá trình sấy lý tưởng là 
quá trình đẳng entanpy. Đây là đặc trưng cơ bản của quá trình sấy lý thuyết.
0

Giả sử lượng khí vào ra thiết bị sấy là không đổi, kí hiệu là : L   (kg/h)
GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          23
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Theo phương trình cân bằng vật chất ta có:
                                  


Lượng không khí khô cần thiết

                 (CT7.13/131­[1])
Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi một kg ẩm:



(kgkkk/kg ẩm) (CT 7.14/131­[1])

    

Phương trình cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy lý thuyết       



 (CT 7.15/131­

[1])


Nhiệt lượng  tiêu hao riêng 
  (kj/kh ẩm) (CT 7.16/131­[1])

2.6

 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC:

Một thiết bị sấy ngoài tổn thất do tác nhân sấy mang đi còn có thề  có nhiệt 
lượng bổ  sung QBS và luôn luôn tồn tại tổn thất nhiệt ra môi trường qua kết cấu  
bao che QBC, tồn thất nhiệt do thiết bị sấy chuyển tải và tổn thất nhiệt lượng do  
vật liệu sấy mang đi QV.

Trong thiết bị  sấy thùng quay, không sử  dụng nhiệt bổ  sung và thiết bị  không có 
thiết bị chuyển tải, dó đó QBS=0, QCT=0.


Nhiệt lượng đưa vào hệ thống sấy gồm:



Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong calorifer: L(I1­I2)



Nhiệt lượng bổ sung QBS 



Nhiệt vật lý do thiết bị chuyển tải mang vào : GCTCCTtCT1

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          24
LINL

SVTH:VÕ VĂN 


Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy bắp
Nhiệt vật lý do vật liệu sấy mang vào: [(G1­W)CV1+WCa]tV1




Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm: 



Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi L(I2­I0)



Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che: QBC



Nhiệt vật lý do thiết bị chuyển tải mang ra : GCTCCTtCT2



Nhiệt vật lý do vật liệu sấy mang ra: G2CV2tV2.

Với
tV1:  nhiệt độ  ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt  độ  môi 
trường: tv1 = to = 26oC
tV2: nhiệt độ cuối cùa vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy:
tv2 = t2 – (50C) = 35 – 5 = 30oC , ta chọn nhỏ hơn nhiệt độ  đầu ra của tác 
nhân sấy 3­50C.
               C v1 = Cv2 = Cv: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị 
sấy là như nhau. Ở đây nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở  2 =13% :
   Cv = Cvk(1­ 2) + Ca.  2,kJ/kgoK (CT 7.40/141­[1])
                 Với:    Ca: nhiệt dung riêng của ẩm, Ca=Cn=4,18KJ/kg0K
                             Cvk=1,45(kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của vật kiêu khô.
=> Cv = Cvk(1­ 2) + Ca.  2=  1,45.(1 ­ 0,13) + 4,18.0,13=1,8049(kJ/kg.K)

­ Cân bằng nhiệt lượng vào ra tiết bị sấy, ta có:
L(I1­I0)+QBS+ GCTCCTtCT1+ [(G1­W)CV1+WCa]tV1
= L(I2­I0) +  QBC + GCTCCTtCT2+ G2CV2tV2
Trong đó: , ta xem 
­

Vậy nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực:
Q = L(I1­I0)= L(I2­I0) ­   QBS  +QBC  + GCTCCT  (tCT2­tCT1)+ G2CV2  (tV2  –tV1) ­WCatV1
Đặt QCT= GCTCCT (tCT2­tCT1), QV= G2CV2 (tV2 –tV1) tương ứng là tổn thất do thiết bị 

GVHD:TIỀN TIẾN NAM                          25
LINL

SVTH:VÕ VĂN