đồ án Thiết kế thiết bị sấy thùng quay

GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

LỜI NÓI ĐẦU
Từ đầu thế kỷ XIX đến nay, khoa học kỹ thuật đã phát triển vô cùng mạnh mẽ. Nó đã
giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất lên hàng chục lần. Các cuộc cách
mạng khoa học kỹ thuật đã đóng góp cho loài người nhiều phát minh mới, phát triển các
loại máy móc phục vụ cho cuộc sống tiện nghi của loài người. Ngày nay, đối với nước ta,
năng suất của người lao động được nâng lên rất cao nhờ sự giúp sức của nhiều loại máy
móc hiện đại, các phương pháp nuôi trồng tiên tiến. Sản lượng lương thực, thực phẩm
hàng năm không những đủ dùng mà còn xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới. Các loại
lương thực, thực phẩm đều dễ bị hư hỏng ở điều kiện khí hậu bình thường. Do đó muốn
bảo quản lương thực, thực phẩm được lâu dài, để có thể dễ dàng vận chuyển đi xa thì
không còn cách nào khác là chúng ta phải sấy khô hoặc ướp lạnh lương thực, thực phẩm
sau đó bảo quản ở môi trường thích hợp. Ngoài kỹ thuật lạnh, sấy là một quá trình công
nghệ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là ngành công nghiệp chế biến
nông , hải sản.
Sấy là một trong các công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch đối với các
loại nông sản. Thực tế cho thấy nếu phơi khô hoặc sấy không kịp, nhiều nông sản có thể
bị mất mát do ẩm mốc và biến chất (chiếm khoảng 10-20%, đối với một vài loại có thể
lên đến 40-50%). Ngoài ra, sấy còn là quá trình công nghệ quan trọng trong chế biến nông
sản thành thương phẩm.Sản phẩm sau sấy có độ ẩm thích hợp, thuận lợi cho việc bảo
quản, vận chuyển chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm.
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, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với
từng loại nguyên liệu để đạt chất lượng cao nhất.
Trong đồ án quá trình thiết bị lần này em có nhiệm vụ thiết kế máy sấy thùng quay để
sấy sơ bộ thóc trước khi đưa vào kho lưu trữ và bảo quản.
Đây là lần đầu tiên em tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy. Do kiến thức còn
hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế, mong nhận được ý kiến
nhận xét và góp ý từ thấy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Tôn Thất Minh

trong suốt quá trình làm đồ án để em có thể hoàn thành được nhiệm vụ của mình.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 1


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh
MỤC LỤC

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 2


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẤY

1. Công nghệ sấy trong các ngành công nghiệp
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 (giảm công chuyên chở), tăng độ bền vật liệu
(ví dụ của gốm, sứ, gỗ,..), bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực,
thực phẩm.
Qúa trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách
đơn thuần mà còn là một quy trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm

bảo chất lượng, tiêu tốn ít năng lượng và chi phí vận hành tốt.
Qúa trình sấy đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như trong thực
phẩm, hóa học, dược phẩm, điện tử,...
Vai trò của công nghệ sấy trong các ngành công nghiệp:
a, Ngành công nghiệp nông sản thực phẩm:
Thực phẩm đối với mỗi chúng ta vô cùng quan trọng, chúng ta không thể sống được
nếu không có thực phẩm. Nền công nghiệp thực phẩm trên thế giới nói chung và Việt
Nam nói riêng đã có những bước phát triển rõ rệt, và ngày càng hoàn thiện hơn về mẫu
mã cũng như chất lượng của các sản phẩm.
Để cho thực phẩm, sản phẩm nông sản đạt chất lượng tốt và đảm bảo sức khỏe cho
người tiêu dùng thì chúng ta cần chú ý hơn nữa quá trình chế biến và bảo quản. Và sấy là
một trong những công tác bảo quản không thể không kể đến. Sấy là công tác dùng nhiệt
độ cao làm giảm đi lượng không khí ẩm có trong nông sản, thực phẩm; đồng thời làm
giảm đi sự phát triển của các vi sinh vật, điển hình nhất đó là nấm mốc. Sấy còn giúp
hoàn thiện sản phẩm, tạo màu, mùi và tạo các giá trị cảm quan cho sản phẩm, giúp sản
phẩm có thể đến nhanh hơn và hấp dẫn hơn với người tiêu dùng.
b, Ngành công nghiệp hóa học
Ngành công nghiệp hóa học ngày càng phát triển một cách mạnh mẽ và trở nên phổ
biến và vô cùng quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp khác. Việc bảo quản các hóa
chất dạng bột hay hạt đòi hỏi cần có độ ẩm thấp, và đối với một nước nhiệt đới nóng ẩm
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 3


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

như Việt Nam thì việc bảo quản cần được lưu ý kĩ hơn. Hóa chất dễ bị hút ẩm gây mốc và

biến đổi về mặt hóa học, làm mất đi đặc trưng về hóa học của hóa chất. Chính vì thế là
công nghệ sấy được sử dụng rất thường xuyên nằm sấy khô vật liệu ẩm để sử dụng và bảo
quản. Không chỉ vậy trong quá trình nghiên cứu và sản xuất hóa chất thì công nghệ sấy
cũng rất phổ biến và là công nghệ không thể thiếu.
c, Ngành y học
Y học là một ngành nghề không thể thiếu và vô cùng cấp thiết đối với đời sống hằng
ngày của con người, nhất là trong thời điểm hiện nay. Việc sản xuất dược phẩm vô cùng
quan trọng, phục vụ cho qua trình khám và chữa trị trong y học. Và trong dây chuyền sản
xuất dược liệu không thể không nhắc đến công nghệ sấy. Sấy khô thảo dược, dược liệu
nhằm phục vụ cho quá trình sản xuất, sấy khô sản phẩm thành phẩm để thuận lợi và đảm
bảo thời gian bảo quản...Ngoài ra, sấy còn được sử dụng để sấy khô các dụng cụ y tế sau
mỗi lần sử dụng làm giảm sự hoen gỉ của các dụng cụ y tế bằng kim loại, để phục vụ cho
việc khám bệnh và nghiên cứu.
d, Ngành sản xuất thức ăn gia súc
Nói đến ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi thì không thể không nhắc đến quá trình
sấy. Sấy giúp giữ cho nguyên liệu không bị nấm mốc, không bị hỏng do vi sinh vật xâm
nhập trong điều kiện độ ẩm cao. Hơn nữa, có những nguyên liệu chỉ có một vụ trong năm
nếu muốn lưu giữ để sử dụng dần trong quá trình sản xuất thì cần sấy đến độ ẩm thích
hợp. Nếu nguyên liệu phải nhập khẩu thì sấy giúp giảm rất nhiều công vận chuyển so với
nhập vật liệu tươi. Nếu các nguyên liệu sấy rồi sẽ làm giảm bớt quá trình sơ chế so với vật
liệu tươi, giúp tiết kiệm chi phí, giảm giá thành sản phẩm. Từ việc sấy khô các nguyên
liệu đầu vào như ngô, gạo, sắn,... để bảo quản dài hạn đảm bảo sự liên tục cho quá trình
sản xuất đến đầu ra, thì quá trình sấy làm khô sản phẩm để làm giảm khối lượng sản phẩm
thuận tiện cho quá trình vận chuyển, giúp kéo dài thời gian bảo quản, thuận tiện trong quá
trình sử dụng.

e, Ngành điện tử
Đây là ngành phát triển rất nhanh với tốc độ chóng mặt, nhất là trong thời kì công
nghiệp hóa, hiện đại hóa, máy móc ngày càng được sử dụng nhiều để thay thế con người,
nâng cao năng suất cũng như chất lượng và giảm công sức lao động. Máy móc và các

thiết bị điện tử được sử dụng chủ yếu sản xuất từ kim loại nên dễ bị oxi hóa gây hoen gỉ,
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 4


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

nhất là đối với những máy móc quan trọng và đắt tiền thì đây là một vấn đề vô cùng
nghiêm trọng. Hơn nữa, nước ta là một nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm dễ làm hỏng các
linh kiện điện tử có trong máy móc, thiết bị gây tổn thất lớn về kinh tế. Vì thế mà để giảm
tác hại này, người ta dùng công nghệ sấy trong ngành điện tử rất phổ biến. Sấy không chỉ
là cách đơn giản nhất mà nó còn rất phổ biến và tiết kiệm chi phí, dễ dàng chọn cách thức
sấy, nhiệt độ sấy khác nhau cho từng yêu cầu khác nhau của nguyên liệu sấy.
2. Công nghệ và thiết bị sấy nông sản thực phẩm
Ngành công nghệ sấy ngày càng phát triển để đáp ứng yêu cầu sấy của từng loại
nguyên liệu sấy. Sau đây là một số công nghệ sấy và thiết bị sấy thường được sử dụng
trong ngành thực phẩm.
a, Phương pháp sấy nóng
Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt nóng. Do tác
nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối giảm dẫn đến phần áp suất hơi nước p am
trong tác nhân sấy giảm. Mặt khác, do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên nên mật độ hơi
nước trong các mao quản tăng, phân áp suất hơi nước p ab trên bề mặt vật liệu tăng. Như
vậy trong các hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh lệch áp suất hơi nước giữa
vật liệu sấy và môi trường: cách thứ nhất là giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách
đốt nóng nó, cách thứ hai là tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy. Trong các hệ
thống sấy đối lưu, người ta sử dụng cả hai cách này. Trái lại trong các hệ thống sấy bức
xạ, hệ thống sấy tiếp xúc và hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần đốt nóng vật

Tóm lại, nhờ đốt nóng hoặc cả tác nhân sấy lẫn vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật liệu
sấy mà hệ số hiệu phân giữa áp suất hơi nước trên bề mặt vật p ab và phân áp suất hơi nước
trong tác nhân sấy pam tăng dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra
bề mặt và đi vào môi trường.
Do đó hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt:
1.

Hệ thống sấyđối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu
từ một dịch thể nóng mà thông thường là không khí hoặc khói lò. Đây là loại hệ
thống sấy phổ biến hơn cả. Trong hệ thống sấy đối lưu người ta lại phân ra các
loại: hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy thùng quay,…..

2.

Hệ thống sấy tiếp xúc: Như tên gọi, trong hệ thống sấy tiếp xúc vật liệu sấy nhận
nhiệt từ một bề mặt nóng. Như vậy trong các hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo ra
độ chênh lệch phân áp nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy.
Trong số này chúng ta thường gặp hệ thống sấy lô, hệ thống sấy tang,…

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 5


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh
3.

Hệ thống sấy bức xạ: Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một

nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt
khuếch tán vào môi trường. Rõ ràng, trong hệ thống sấy bức xạ, người ta tạo ra độ
chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường chỉ bằng cách đốt
nóng vật.

4.

Các hệ thống sấy khác: Ngoài ba hệ thống sấy đối lưu, tiếp xúc và bức xạ, trong
các hệ thống sấy nóng còn có hệ thống sấy dùng dòng điện cao tàn hoặc dùng năng
lượng điện từ trường để đốt nóng vật. Trong các hệ thống sấy loại này, khi vật liệu
sấy đặt trong một trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và chính
dòng điện nàyđốt nóng vật. Như vậy, cũng như các hệ thống sấy bức xạ và hệ
thống sấy tiếp xúc, các hệ thống sấy loại này cũng chỉ tạo ra sự chênh lệcháp suất
giữa vật liệu sấy và môi trường sấy bằng cách đốt nóng vật. Do kĩ thuật tạo ra
trường điện từ cũng như tính kinh tế của nó nên các hệ thống sấy này rất ít gặp.

b, Phương pháp sấy lạnh
Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất hơi nước
giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy chỉ bằng cách giảm phân áp suất hơi nước trong tác nhân
sấy pam nhờ giảm lượng chứa ẩm d. Khi đó ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ
bề mặt vào môi trường có thể trên dưới nhiệt độ môi trường và cũng có thể nhỏ hơn 0 oC .
Phương pháp sấy lạnh chia làm hai loại hệ thống sấy:
5.

Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0:

Với hệ thống sấy mà nhiệt độ vật liệu sấy cũng như nhiệt độ tác nhân sấy xấp xỉ nhiệt
độ môi trường, tác nhân sấy thường là không khí trước hết được khửẩm hoặc bằng
phương pháp làm lạnh hoặc băng phương pháp khử hấp phụ và sau đó lạiđược đốt nóng
hoặc làm lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ sấy yêu cầu, rồi cho đi qua vật liệu sấy. Khi đó,

do phân áp suất hơi nước trong tác nhân sấy bé hơn phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật
liệu sấy mà ẩm từ dạng lỏng bay hơi đi vào tác nhân sấy. Như vậy quy luật dich chuyển
ẩm trong lòng vật và từ bề mặt vật vào môi trường trong các hệ thống sấyloại này hoàn
toàn giống như trong hệ thống sấy nóng. Điều khác nhau ở đây chính là cách giảm phân
áp suất hơi nước pam trong tác nhân sấy.
6.

Hệ thống sấy thăng hoa:

Hệ thống sấy lạnh mà trong đóẩm trong vật liệu sấyở rạng rắn trực tiếp biến thành
hơi đi vào tác nhân sấy được gọi là thăng hoa. Trong hệ thống sấy thăng hoa, người ta tạo
ra môi trường trong đó nước trong vật liệu sấyở dướiđiểm ba thể, Nghĩa là nhiệt độ của
vật liệu T < 273 K và áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p < 610 Pa. Khi đó nếu vật liệu
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 6


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

sấy nhận được nhiệt lượng thì nước trong vật liệu sấyở dạng rắn sẽ chuyển trực tiếp thành
dạng hơi nước vàđi vào bên trong tác nhân sấy. Như vật trong các hệ thống sấy thăng hoa,
một mặt ta phải làm lạnh vật xuống dưới 0 oC, mặt khác tạo chân không xung quanh vật
liệu sấy.
7.

Hệ thống sấy chân không

Nếu nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ hơn 273 K nhưng áp suất tác nhân sấy bao quanh vật p
> 610 Pa thì khi vật liệu sấy nhận được nhiệt lượng, các phần tử nước ở thể rắn không thể
chuyển trực tiếp thành hơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi biến thành hơi đi vào môi
trườngở thể rắn phải chuyển qua thể lỏng.
Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy chân không và hệ thống sấy
thăng hoa cũng như các hệ thống sấy lạnh nói chung chỉ được dùng để sấy những vật liệu
sấy quý hiếm, không chịu được nhiệt độ cao. Vì vậy các hệ thống sấy loại này là những hệ
thống sấy chuyên dùng, không phổ biến.
3. Tính chất của nguyên liệu sấy
Lúa gạo là nguồn lương thực chính của ½ dân số thế giới. Lúa là loại cây ưa nóng và
ẩm do đó thường được trồng nhiều ở vùng có khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới. Năng suất
của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường đước trồng ở các vùng châu thổ lớn. Nước ta có
khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho sự phát triển cây lúa.
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu, không thể thiếu trong đời sống con
người. Lúa là nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành công
nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi gia
súc, gia cầm, góp phần vào quá trìnhthúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển. Theo Bộ NNPTNT, hiện mỗi năm Việt Nam sản xuất 45 triệu tấn lúa và xuất khẩu 6-7 triệu tấn gạo
(tương đương với 25% tổng sản lượng). Trong 10 tháng đầu năm 2016, Việt Nam đă xuất
khẩu gần 5 triệu tấn gạo đi 140 quốc gia và vùng lănh thổ. Do lượng sản phẩm lúa hàng
năm khá ổn định, với khối lượng cao như vậy thì nhu cầu chế biến chất lượng là tối cần
thiết.

Những ưu điểm của sấy:
- Cho chất lượng sản phẩm đồng đều như mong muốn.
- Làm khô nhanh và tập trung: không làm cho sản phẩm bị lẫn những tạp chất, rác
rưởi từ môi trường ngoài.
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 7


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

- Tiết kiệm diện tích: nếu phơi nắng sẽ cần một diện tích đủ rộng, mặt khác diện
tích này không dùng thường xuyên. Thời điểm bình thường thì không cần thiêt, nhưng
đến mùa vụ thì không đủ.
- Tiết kiệm nhân công: nếu phơi lúa ngoài trời phải trông chừng nắng mưa, mang
ra phơi, cất vào.
- Tiết kiệm thời gian: phơi phải mấy ngày mới xong một mẻ, trong khi sấy chúng
ta có thể làm khô 3 đến 4 mẻ một ngày.
- Chủ động trong mọi thởi tiết, không phụ thuộc vào nắng, mưa.
Thành phần hóa học của hạt lúa chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose. Ngoài ra trong
hạt lúa còn có chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với thành phần kể trên như:
đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hóa học của hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc, nhưng chủ yếu các thành phần
dinh dưỡng nói chung như bảng 1.

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của hạt thóc nói chung.

Thàn
h
phần
Hàm
lượng

Protei
n
(g)

Lipd
(g)

Gluxi
d
(g)

Xơ
%

Cacl Phosph
i
o
(mg) (mg)

Vitami Vitami
Sắt
n
n
(mg)
B1(mg) B2(mg)

7,9

1

76,2

(10 1

2)

30

1,3

104

0,1

0,03

Khi mới thu hoạch về lúa thường có độ ẩm cao nên một số giống lúa có thể nảy mầm,
mem mốc và nấm dễ phát triển, làm hư kém phẩm chất của thóc gạo. Độ ẩm trung bình
của thóc khi mới thu hoạch 20- 27%. Để lúa không bị hư hại hoặc giảm phẩm chất, thì
trong vòng 48 tiếng sau khi thu hoạch phải làm khô lúa đạt độ ẩm 20%. Vì vậy để xử lí
những tác động xấu trên thì ta phải sấy thóc. Sấy là phương pháp làm khô hạt thóc ít bị
chịu tác động bên ngoài, do vậy người nông dân có thể chủ động. Nhưng cũng cần phải
chú ý tác nhân nhiệt độ khi sấy không làm biến chất thành phần dinh dưỡng trong hạt
thóc.
Theo thống kê, độ ẩm an toàn của hạt thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng
thóc, khí hậu cũng như điều kiện bảo quản. Khi thóc có độ ẩm 13- 14% có thể bảo quản
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 8


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

được từ 2-3 tháng, nếu muốn bảo quản hơn 3 tháng thì độ ẩm của thóc tốt nhất từ 1212,5%. độ ẩm thóc, công nghệ sấy cũng ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo và tỷ lệ gạo
trong quá trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho quá trình xay xát từ 13- 14%. Với độ ẩm lớn
hơn 14% thì hoạt động sống tăng, hô hấp mạnh, lô hạt bị nóng và ẩm thêm, đó là những
điều kiện thuận lợi để cho sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng. Do đó đối với một
nước nông nghiệp nhiệt đới như nước ta, khí hậu nóng ẩm mưa nhiều thì ấy là một công
đoạn vô cùng quan trọng trong quá trình sau thu hoạch.
Vậy nên khi thiết kế Hệ thống sấy (HTS) ta cần xác định rõ thông số của Tác nhân
sấy (TNS) phù hợp cho thóc, để thóc được bảo quản lâu, chất lượng tốt và lượng phế
phẩm khi xay xát thấp.
Một hạt thóc có ba bộ phận chủ yếu là: vỏ trấu, phần chính của hạt gạo, phần phôi.
để sấy tốt chúng ta cần nắm vững yêu cầu của việc sấy là tạo ra gạo hay thóc giống, để
chọn được nhiệt độ sấy và thời gian sấy thích hợp. Nhất là đối với lúa giống không được
làm chết hạt mầm.
Thóc là một loại vật liệu sấy có vỏ bao ngoài kín và khá bền vững nên thông
thường chúng ta có thể dùng trực tiếp khói đã qua bộ phận lọc bụi để sấy. điều này có
những ưu điểm sau:
- Thiết bị đơn giản hơn.
- Ít tổn hao nhiệt hơn do đó cũng làm giảm chi phí nhiên liệu.
Tùy theo mục đích và thời hạn sử dụng mà yêu cầu về độ ẩm của hạt thóc sau khi sấy
cũng khác nhau. Chính vì vậy mà việc lựa chọn công nghệ sấy là vô cùng quan trọng.
Để lựa chọn công nghệ sấy cho mỗi sản phẩm, ta dựa trên kinh nghiệm lâu đời của
nhân dân trên các cơ sở lí thuyết về sấy và các kết quả thực nghiệm, những tiến bộ khoa
học của kỹ thuật liên quan đến quá trình sấy sao cho kết quả sấy thu được là tốt nhất.
4. Các loại thiết bị sấy
a, Sấy hầm:
1

Khái niệm - tính năng, công dụng của hầm sấy

Hầm sấy là dạng thiết bị sấy đối lưu làm việc ở áp suất khí quyển và dùng tác nhân là
không khí nóng hay khói. Hầm sấy là dạng thiết bị được sử dụng rộng răi nhất trong công
nghiệp. Nó có thể sấy được nhiều loại vật liệu sấy khác nhau với những năng suất cao, giá
thành tương đối rẻ, dễ dàng cơ giới hóa và đặc biệt là do đơn giản dễ chế tạo, sử dụng
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 9


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

được với nhiều loại tác nhân sấy khác nhau nên được xây dựng khắp mọi nơi từ các cơ sỏ
địa phương có quy mô nhỏ đến các nhà máy xí nghiệp lớn.
Trong qua trình sấy, vật liệu được xếp lên các giá (hoặc các khay) đặt trên xe di
chuyển trên đường cố định dọc theo hầm. Hầm sấy có thể sấy vật liệu gián đoạn (nghĩa là
khi sấy khô toàn bộ người ta lấy tất cả ra rồi cho đợt sản phẩm lấy ra theo chu kì (cứ cách
hệ thời gian bao nhiêu đó thì lấy ra một xe và cho tiếp vào một xe).
Hầm sấy có cấu tạo đơn giản (hình 6.1) gồm một hầm sấy riêng lẻ hoặc hai hay nhiều
hầm ghép sát với nhau tạo thành một hệ dài 15-20 m, chiều rộng và chiều cao phụ thuộc
vào xe chở vật liệu sấy. Ở nước ta, các hầm sấy được xây dựng với kích thước rộng
khoảng 1000 -1400mm, chiều cao khoảng 1200-1600 mm. Hầm sấy thường đước xây
bằng gạch đỏ một hoặc hai lớp, có cách nhiệt hoặc không. Nếu hầm xây bằng hai lớp gạch
thì giữa hai lớp người ta xây cách nhau 20-100 mm (để tao khe không khí tình nhằm cách
nhiệt) và cách nhau một đoạn có viên gạch giằng giữa hai lớp nhàm tăng độ bền chắc của
bức tường. Phía trên hầm sấy thường lát các tấm bêtông cốt thép dày từ 60-70 mm và đổ
xỉ than lên trên để cách nhiệt. Nền của hầm sấy khi xây cần đặc biệt chú ư vì mặt tiếp xúc
này của hầm sấy sẽ tổn thất rất nhiều nhiệt khi sấy. Theo kinh nghiệm, tổn thất nhiệt qua
nền với điều kiện Việt Nam là rất lớn và phụ thuộc nhiều vào điều kiện địa chất môi

trường xây dựng (độ ẩm của đất, vị trí của nền, phía dưới có nước ngầm hay không...). Có
thể lấy tổn thất nền khoảng 10-15 w/m2 và vận tốc không khí trong hầm từ 1-3 m/s.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 10


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Vật liệu sấy trong hầm được vận chuyển trên xe hoặc băng tải. Ở Việt Nam các loại
xe này được chế tạo chưa theo quy chuẩn nào. Hiện nay thường dùng xe cao từ 10001500 mm, dài 200-1100 mm và rộng từ 600-1000 mm. Trên mỗi xe bố trí từ 8-15 khay.
Kích thước mỗi khay D .R . C = (730 . 530 . 30) mm hoặc (900 . 600 . 30) mm. Khối
lượng vật liệu trên mỗi khay từ 2-5 kg/khay phụ thuộc vào các loại vật liệu khác nhau.
Khoảng cách từ thành xe đến mặt trong hầm sấy (cả mặt hai bên và trần hầm) nên lấy
khoảng 50-70 mm để tránh tác nhân sấy đi xung quanh nhiều hơn đi ở giữa các ngăn của
khay sấy.
Tùy thuộc vào năng suất sấy mà bố trí xe, số khay trong một hầm sấy khác nhau.
Trong mỗi hầm sấy thường bố trí từ 3-15 xe hoặc hơn và hệ thống xe này dịch chuyển
chiều dài hầm sấy có thể thực hiện bằng thủ công hoặc cơ giới hóa bằng tời đẩy kéo đều
căn cứ vào khối lượng xe, khay, vật liệu và ma sát của hệ thống.
Trong thiết bị sấy hầm tác nhân sấy chủ yếu là không khí nóng. Bộ phận cấp nhiệt
cho hầm sấy chính là Caloriphe (trừ trường hợp sấy trực tiếp dùng khói lò chẳng hạn Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 11

GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

khói lò không đi qua Caloriphe mà đi thẳng từ lò vào hầm sấy để sấy vật liệu). Tùy nguồn
năng lượng là hơi nước hay khói lò mà sử dụng loại Caloriphe hơi nước - khí hặc
Caloriphe khói - khí. Caloriphe - quạt thường bố trí trên nóc hầm sấy cho gọn đồng thời
tạo thuận lợi cho tác nhân đi vào hầm sấy được thuận lượi hơn. Từ quạt qua Caloriphe tác
nhân được dẫn thẳng vào hầm từ cửa trên nóc hầm sấy hoặc qua hai kênh dẫn bên phía
đầu hầm. Cả hai cách này đều có ưu, nhược điểm riêng song nói chung đều phải có cửa
gió để điều chỉnh gió trước khi vào cửa hầm cho đều.
Do yêu cầu công nghệ, đồng thời để tiết kiệm năng lượng trong hầm sấy nhiều khi
người ta sấy theo chế dộ tuần hoàn. Mỗi loại vật liệu yêu cầu phải có một chế độ sấy
riêng. đặc biệt những vật liệu sấy cần có chế độ sấy mềm để sản phẩm không bị cong,
vênh, nứt nẻ thì sấy tuần hoàn là thích hợp nhất. đối với các vật liệu có chế độ sấy cứng
hoặc các vật liệu yêu cầu nhiều giai đoạn ssays có nhiệt độ khác nhau thì người vận hành
cũng cần phải nắm đước lúc nào cho tuần hoàn (giai đoạn khô - độ ẩm còn ít). Vấn đề
năng lượng dù ở bất kì đâu cũng là vấn đề kinh tế kỹ thuật. Do vậy khi thiết kế cũng cần
phải cân nhắc để giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu, hạ giá thành sản phẩm.
Ngoài những đặc điểm đă nêu trên, hầm sấy còn có đặc điểm nữa là loại thiết bị dễ sử
dụng các phương thức khác nhau. Có thể tiến hành sấy đốt nóng tác nhân sấy giữa chừng,
sấy xuôi chiều, sấy tuần hoàn một phần khí thải...
Nhược điểm của hầm sấy là sự phân bố tác nhân theo từng lớp trong hầm là không
đều. nhưng hầm càng dài thì sự đồng đều lại càng giảm. Lư do của sự không đều này là
do không khí nóng bao giờ cũng có hướng đi lên, mà các xe sấy mang khay lại không có
sự ngăn cách giữa các kênh dẫn tác nhân, dẫn đến các tác nhân nóng có xu hướng chuyển
động lên phía trên hầm. điều này làm cho sản phẩm không được sấy khô đều, phía trên
khô trước, phía dưới khô sau. Một nhược điểm nữa của sấy hầm là phải đảo trộn vật liệu
sấy nên dễ gây nát sản phẩm dẫn đến ảnh hưởng chất lượng cũng như mất công sức.
b, Hệ thống sấy tháp
2

Nguyên lí làm việc

Hệ thống sấy tháp là hệ thống sấy chuyên dụng để sấy các loại hạt. Vì vậy hệ thống
sấy tháp được sử dụng rỗng răi để sấy các loại ngũ cốc như lúa mì, thóc, ngô... Hệ thống
sấy tháp có năng suất lớn nên thường dùng để sấy bảo quản ở các kho, các nhà máy xay
hoặc ở những nơi sản xuất lớn, tập trung.
Cấu tạo hệ thống sấy tháp bao gồm tháp sấy, trong đó đặt các kênh dẫn và kênh thải
tác nhân sấy, caloriphe, quạt và có thể có một số thiết bị phụ khác như buồng đốt, cyclon.
Tháp sấy là một khối hình hộp hoặc một khối hình hộp được chia thành các khối con. Vật
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 12


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

liệu sấy được gầu hoặc băng tải đổ vào đỉnh trên tháp và di chuyển từ trên xuống dưới.
Tác nhân sấy từ các kênh dẫn xuyên qua lớp vật liệu sấy vào các kênh thải rồi thải vào
môi trường. Như vậy, tác nhân sấy và vật liệu sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm
cho nhau theo phương thức đối lưu. Do đó, ngoai trừ tính đặc thù mà chúng ta sẽ thảo
luận dưới đây, tính toán nhiệt hệ thống sấy tháp cũng giống như tính toán nhiệt cho một
hệ thống sấy đối lưu nói chung như hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy buồng hoặc hệ thống
sấy thùng quay.
Hệ thống sấy tháp có thể hoạt động liên tục hoặc chu kì tùy thuộc vào vật liệu sấy và
trang thái ẩm của nó. Có thể bố tri cho vật liệu sấy di chuyển từ trên xuống dưới theo ba
hình thức:
- Vật liệu sấy rơi tự do trong thấp một cách liên tục nhờ trọng lực. đây là hệ thống sấy

làm việc liên tục. Nếu vật liệu sấy chỉ di chuyển một lần thì hệ thống sấy đó thường dùng
để sấy các vật liệu có cấu trúc ẩm bề mặt. Thông thường, để sấy các hạt nông sản có độ
ẩm lớn dưới dang mao dẫn và hấp phụ, một khối lượng vật liệu sấy sẽ di chuyển qua tháp
nhiều lần để làm giảm độ ẩm từ độ ẩm ban đầu ù 1 đến độ ẩm cần đạt tới ù2. Khi đó mặc dù
hạt rơi liên tục nhưng được quay vòng lại nhiều lần nên có thể xem hệ thống tháp này lúc
hoạt động theo chu kì. Nhiều hệ thốngsấy tháp hiện nay hoạt động thep phương thức này.
- Vật liệu sấy được đưa vào tháp hặc từng phần của tháp và tốc độ dịch chuyển của
hạt được khống chế nhờ định kì và số lượng hạt lấy ra và đưa vào. Như vậy hệ thống sấy
tháp kiểu này hoạt động bán liên tục.
- Vật liệu di chuyển liên tục từ trên xông dưới trong tháp nhưng tốc độ nhanh chậm
nhờ một hệ thống điều chỉnh bằng cơ cấu cơ khi chuyên dùng. Nhờ cơ cấu chính này mà
hệ thống sấy tháp loại này có thể hoạt động liên tục hoặc bán liên tục.
3

Kết cấu của hệ thống sấy tháp:

Hệ thống sấy tháp tuy có hiều kiểu kết cấu khác nhau nhưng về nguyên tắc người ta
tổ chức cho hai dòng: dòng vật liệu sấy và dòng tác nhân sấy đi xuyên qua nhau để tăng
cường quá trình trao đổi nhiệt ẩm, có thể bố trí các kênh dẫn và kênh thải xen kẽ nhau
(hình 6.7). Các kênh dẫn nối với ống góp cung cấp tác nhân sấy. Ngược lại, các kênh thải
nối với ống góp thải tác nhân sấy. Tác nhân sấy từ các kênh dẫn xuyên qua các lớp hạt
thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm với vật liệu sấy và đi vào các kênh thải qua cyclon
hoặc không để thải ra ngoài. Hình 6.7 biểu diễn hình ảnh dòng tác nhân sấy và cách bố trí
các kênh dẫn và kênh thải. Hình 6.8 là cấu tạo của hệ thống sấy tháp DCP-24 của CHLB
Nga.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 13


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Hình 6.9 cho ta thấy cách lắp ghép kênh dẫn vào thân tháp. Than tháp được chế tạo
bằng khung thép chịu lực, bọc bằng thép thì ta dùng cách như hình a. Các chóp được gác
lên các tai vặn vào thân tháp.
Ta có thể lắp chóp bằng bu lông như hình b. Khi thân tháp bằng bê tông cốt thép thì ta
chừa các chóp khi đổ bê tông thân tháp, sau đó bắt vít một đầu chóp vào tai đúc có sẵn ở
lỗ của thân tháp.
Để tháo sản phẩm khỏi tháp, người ta sử dụng cơ cấu tháo sản phẩm lắp ở đáy
tháp.Nhiệm vụ của cơ cấu này phụ thuộc vào quá trình sấy là gián đoạn, chu kì hay liên
tục. Hình 6.10 thể hiện cơ cấu tháo sản phẩm dùng cho tháp sấy có quá trình sấy gián
đoạn hoặc chu kì. đáy tháp được chia thành nhiều đáy chóp liên tiếp nhau, tổng chiều
rộng của miệng chóp bằng chiều dài đáy tháp, chiều dài của chóp bằng chiều rộng đáy
tháp. Các lá van bịt đáy tháp chóp được lắm trên một khung dịch chuyển được theo
phương ngang nhờ cơ cấu đòn bẩy điều khiển bằng tay, có vị trí mở và đóng.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 14


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 15


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 16


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Hình 6.11 thể hiện cơ cấu tháo sản phẩm liên tục điều khiển thủ công. Đáy tháp được
chia thành các kênh dẫn hạt đã khô nhờ các chóp có kích thước khác nhau đặt xen kẽ. Góc
và khoảng cách của các chóp sao cho không xảy ra tắc do bắc cầu hạt. để khử tắc do bắc
cầu (nếu xảy ra) ta dùng các thanh lắc điều khiển bằng tay. Khi ta rút lá van 5 thì các hạt
sẽ liên tục chảy ra một cách đều đặn. Khi đóng van 5 thì quá trình chảy sẽ dừng dần từ
dưới lên trên (nếu trong tháp còn hạt). Mặc dù miệng chóp dưới rộng hơn đáy chóp trên
nhưng hạt không chảy ra ngoài, vì miệng chóp dưới dân cao hơn đáy chóp trên.
Hình 6.12 thể hiện cơ cấu tháo hạt liên tục chạy bằng động cơ. Bánh đai 12 nhận
truyền động từ động cơ làm cho trục lệch tâm 11 quay tròn, thông qua tay biên 10 mà
khung và các lá van liên tục lắc qua lắc lại bên dưới các chóp 6 để hạt chảy ra liên tục và
đều. Các chóp 6 được lắp trên một khung có thể chỉnh lên cao hay hạ xuống thấp được để
điều chỉnh dòng chảy của hạt.
Qúa trình sấy trong tháp có thể là không hồi lưu khí thải.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 17


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

Hệ thống sấy bao gồm các thiết bị: Tháp sấy - hệ thống vận chuyển hạt (vít tải, gầu
tải, băng tải) - hệ thống đốt nóng (caloriphe) và hệ thống quạt gió thổi tác nhân sấy.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 18


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

c, Hệ thống sấy thùng quay

1

Cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy sấy thùng quay

Cấu tạo máy sấy thùng quay làm việc liên tục được mô tả ở hình 6.4. Bộ phận chính
của máy sấy là một thùng quay hình trụ đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang 1-10 ï. Thùng
quay với tốc độ 0,5-8 vòng/phút. Toàn bộ tải trọng của thùng và vật liệu được truyền qua

vành đai 7,4 đỡ trên các con lăn đỡ 15. Chuyển động của thùng nhờ bánh răng 5 lắp trên
thùng nhận chuyển động từ bánh răng của hộp giảm tốc nối với động cơ.
Khi thùng quay làm việc người ta cho vật liệu vào thùng. Thùng quay liên tục, khí
nóng được đưa vào bằng một ống đặt ở giữa đồng tâm với trục thùng (ống dẫn khí có thể
là trục thùng). Vật liệu ướt trong thùng sẽ được vận chuyển nhờ những cánh đảo trộn
(hình 6.5). Những cánh đảo trộn này có tác dụng phân phối đều vật liệu tốt hơn. Với các
loại vật liệu sấy khác nhau ta cần chọn cánh đảo cho phù hợp cới kích thước và tính chất
của từng loại vật liệu đó. đối với sấy thùng quay hệ số chứa đầy của vật liệu trong thùng
khoảng 0,15-0.3 và vận tốc tác nhân đi trong thùng khoảng 2-3 m/s. Vật liệu sau khi được
sấy khô được tháo ra qua cửa cuối cùng xuống băng tải (hoặc tháo qua phễu chứa). Còn
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 19


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

tác nhân sấy được dẫn qua cyclon để giữ lại các hạt sản phẩm nhỏ mà gió mang theo rồi
theo ống dẫn ra ngoài.
Máy sấy thùng quay được sử dụng rỗng rãi trong hóa chất và thực phẩm, chủ yếu
dùng để sấy vật liệu dạng hạt. Khi sấy các hạt nhỏ cần tính toán để không làm các hạt vật
liệu bay trong gió.
Ưu điểm của sấy thùng quay là: Qúa trình sấy đều đặn và mạnh liệt nhờ tiếp xúc tốt
giữa vật liệu và tác nhân sấy. Cường độ làm việc tính theo lượng ẩm đạt được cao, có thể
tới 100 kg/m3/h hay hơn. Thiết bị gọn. Tuy nhiên do bị đảo trộn nhiều nên vật liệu dễ bị
gãy vụn, tạo bụi và trong một số trường hợp làm giảm chất lượng của sản phẩm.

Trên hình 6.6 mô tả cấu tạo và nguyên lí là việc của máy sấy thùng quay là việc gián

đoạn. Mấy sấy thùng quay ở các cơ sở sản xuất hiện nay chủ yếu là máy sấy thùng quay
làm việc liên tục để sấy các sản phẩm như đường, bột, chè và một số loại hạt có thời gian
ngắn. Nhận thấy đây là máy sấy có nhiều ưu điểm nên được cải tiến để sấy các loại hạt
nông sản thực phẩm có thời gian sấy dài như thóc, ngô, đậu, cà phê.. Máy có cấu tạo như
sau: thùng sấy quay gồm hai hình trụ lồng vào nhau, vỏ trụ ngoài 6 được chế tại bởi các
tấm kim loại dày 1 mm và được khoan lỗ, kích thước lỗ nhỏ hơn kích thước hạt sấy.
Khoảng trống giữa hai vỏ chứa vật liệu sấy được chia làm 3-4 ngăn dọc theo chiều dài
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 20


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

thùng để tránh vật liệu dồn lại một phía khi thùng quay. Không khí sấy được quạt 1 thổi
qua lò đốt than 2 nóng lên đi vào trong lòng thùng sấy. Từ đây khí sấy đi xuyên qua lớp
hạt xung quanh thùng với tốc độ 0,3 m/s để sấy khô hạt và mang hơi ẩm ra ngoài.
Tốc độ thùng sấy quay từ 4-6 vòng/phút nhờ bộ dẫn động cặp bánh răng 4, hộp giảm
tốc 8 và động cơ 7.

Khi quá trình sấy hoàn thành (độ ẩm vật liệu đă đạt yêu cầu), các cửa ra liệu 3 được
mở ra để hạt chảy xuống máng 9 chảy ra ngoài.
Với máy sấy hạt kiểu thùng quay loại này có nhiều ưu điểm:
- Trong quá trình sấy hạt vật liệu có sự đảo trộn tương đối trong thùng (hệ số chứa
đầy 0,9) nên vật liệu khô đều hơn so với sấy tĩnh.
- Kích thước máy nhỏ gọn hơn so với các loại khác.
- Số nhân công ít (khoảng 2 người).
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.

- Chi phí vừa phải, phù hợp trang bị cho các cơ sở vừa và nhỏ.
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 21


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

- Máy có thể sấy được nhiều loại hạt như thóc, ngô, cà phê, đậu...
4

Đặc trưng của hệ thống sấy thùng quay

Hệ thống sấy thùng quay cũng là một hệ thống sấy đối lưu. Do đó tính toán nhiệt cho
hệ thống sấy này hoàn toàn tương tự như các hệ thống sấy đối lưu khác nói chung mà
chúng ta đã trình bày. Nếu như trong hệ thống sấy buồng và hệ thống sấy hầm, kích thước
thiết bị sấy (buồng sấy hay hầm sấy) được xác định qua việc chọn thiết bị chuyển tải và số
kg vật liệu sấy chứa trong đó, chẳng hạn như trên một xe gòong. Trong hệ thống sấy
thùng quay, thiết bị sấy là thùng sấy hình trụ tròn có chiều dài L, đường kính D và thể tích
V. Chẳng hạn với một thể tích V đă biết, nếu chiều dài L càng lớn thì đường kính D càng
bé và ngược lại.
- Kích thước thùng L/D = 3,5/7
Trong đó đường kính D được quy định theo quy chuẩn 1200-1400-1600-1800-20002200-2400-2800 m
- Độ điền đầy: Trong hệt thống sấy thùng quay để sấy hạt ngũ cốc có hệ số chứa đầy
thường khoảng:
β = 0,3
- Cường độ bốc hơi ẩm: Một đặc trưng nữa của mấy sấy thùng quay là khối lượng ẩm
bốc hơi trong vòng 1 giờ trong 1 m2 thể tích thùng

5

Phương pháp tính hệ thống sấy thùng quay để sấy hạt

Như chúng ta đã biết sấy là một quá trình công nghệ nhằm sấy khô vật liệu với một
chi phí năng lượng hợp lí để thu được vật liệu sấy có chất lượng tốt nhất. Mặt khác một hệ
thống sấy thùng quay không những có thể mà cần thiết phải được sử dụng để sấy nhiều
loại ngũ cốc khác nhau theo mùa thu hoạch. Thực nghiệm chứng tỏ rằng nhiệt độ sấy t 1
khi sấy các hạt ngũ cốc khác nhau sẽ khác nhau. Hơn nữa ngay đối với một loại hạt ngũ
cốc, do có độ ẩm khác nhau nên sẽ cần chọn nhiệt độ sấy t 1 khác nhau. Như vậy với một
hạt ngũ cốc có độ ẩm w1 và w2 đã cho, chúng ta cần xác định nhiệt độ t1 và t2 của tác nhân
sấy thích hợp là điều rất cần thiết, đó cũng chính là nội dung cơ bản của công nghệ sấy
các hạt ngũ cốc. Sau đây chúng ta giới thiệu một số phương pháp để giải quyết vấn đề đó.

Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 22


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

- Hệ số trao đổi nhiệt khối lượng ag
Thông thường hệ số trao đổi nhiệt đối lưu được tính cho 1 m 2 bề mặt truyền nhiệt.
Trong kĩ thuật sấy hạt như đã giới thiệu ở trên, N.M.Mykhaiev đã đưa ra khái niệm hệ số
trao đổi nhiệt thể tích av (kJ/m3Kh) và sử dụng khái niệm hệ số trao đổi nhiệt khối lượng
ag (kJ/kghK). Như vậy hệ số trao đổi nhiệt khối lượng a g là nhiệt lượng là 1 kg hạt nhận
được bằng trao đổi nhiệt đối lưu trong một đơn vị thời gian khi độ chênh lệch nhiệt độ
trung bình giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy bằng 1 o. Có thể thấy, nhiệt lượng mà một kg

hạt nhận được trong 1 giờ dùng để bốc hơi W g kg ẩm và đốt nóng 1 kg hạt từ nhiệt độ t v1
lên nhiệt độ tv2. Do đó phương trình nhiệt ẩm viết cho 1kg hạt bằng:
ag(t - tv) = Wg.r + Cv(tv2 - tv1)
- Nhiệt độ cho phép của hạt
Về nguyên tắc, nhiệt độ đốt nóng hạt càng lớn thì tốc độ sấy càng lớn, nhưng để đảm
bảo chất lượng của hạt sau khi sấy, nhiệt độ của hạt không cho phép vượt quá một giá trị
nào đó. Nhiệt độ cho phép để sấy hạt phụ thuộc vào tính chất của mỗi loại.
- Thời gian sấy hạt
Dựa vào độ ẩm của quá trình sấy và đường kính trung bình của hạt mà người ta tính
thời gian sấy.
6

Tính trở lực và chọn quạt

Trong hệ thống sấy buồng và hệ thống sấy hầm, trở lưc tác nhân sấy (buồng sấy hay
hầm sấy) chỉ là trở lực ma sát mà cách tính của nó đã được giới thiệu trong các giáo trình
về bơm quạt mà chúng ta đã học. Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy không
những đi qua lớp hạt nằm trên cánh và trên mặt thùng sấy mà còn đi qua dòng hạt rơi từ
đỉnh thùng và các cánh từ trên xuống. Do đó, trở lực tác nhân sấy trong thùng sấy có
những đặc thù riêng.
Mỗi hệ thống có những ưu, khuyết điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy
có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm vì sấy là một quá trình trao đổi nhiệt rất
phức tạp và làm thay đổi không những cấu trúc vật lí mà còn cả thành phần hóa học của
nguyên liệu.
Để sấy thóc 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
dùng 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
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 23


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

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 nhanh và hạt được sấy đều. 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 hạt thóc chưa cần độ vệ sinh cao như thực phẩm ăn liền nên em sử dụng tác nhân
sấy là khói lò, được làm nóng trong caloriphe, nhiệt cung cấp cho không khí trong
caloriphe là từ quá trình ngưng tụ hơi nước bão hòa. Nhiệt độ tác nhân sấy được chọn phụ
thuộc vào bản chất của hạt. Có loại hạt sấy ở nhiệt độ cao vẫn giữ được tính chất vật lí,
sinh lí và công nghệ, nhưng có loại không cho phép sấy ở nhiệt độ cao.
5. Thứ tự thiết kế một hệ thống sấy

a, Chọn phương pháp sấy
Chọn phương pháp sấy nóng hay phương pháp sấy lạnh là tùy thuộc vào yêu cầu
công nghệ mà chủ yểu là nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy (TNS) trước khi vào thiết bị
sấy hay nhiệt độ mà vật liệu sấy có thể chịu được. Thông thường nếu không có yêu cầu gì
đặc biệt thì chúng ta nên chọn hệ thống sấy nóng. Vì như trên kia chúng ta đã giới thiệu
các hệ thống sấy nóng, do độ chênh phân áp suất (pab — pam) có thể đạt được rất lớn nên
cường độ sấy lớn. Hơn nữa hệ thống sấy nóng không phải dùng máy lạnh và máy hút ẩm
nên chi phí đầu tư rẻ hơn và vận hành đơn giản hơn. Tuy nhiên, khi yêu cầu công nghệ
đòi hỏi chúng ta có thể chọn phương pháp sấy lạnh. Chẳng hạn khi sấy kẹo Jelly người ta
yêu cầu TNS trước khi cho vào thiết bị sẩy có nhiệt độ t = 20 - 25 °C và độ ẩm tương đối
φ = (40 ± 5)%. Khi đó nếu không sử dụng phương pháp sấy lạnh thì không thể đáp ứng
được yêu cầu này.

b, Chọn dạng hệ thống sấy
Sau khi đã quyết định phương pháp sấy, chúng ta chọn dạng hệ thống sấy. Khi đó cần
căn cứ vào hình dáng vật liệu sấy và năng suất sấy và năng suất sấy cũng như kinh phí
đầu tư cho phép và trình độ tổ chức sản xuất của xí nghiệp để chọn hệ thống sấy thích
hợp. Ví dụ để sấy gỗ chúng ta có thể chọn hệ thống sấy buồng hoặc hệ thống sấy hầm.
Như trên kia đã phân tích, hệ thống sấy buồng năng suất sấy thấp và quá trình sấy là gián
đoạn việc tổ chức quá trình sấy cũng đơn giản hơn. Trong khi đó, hệ thống sấy hầm có
năng suất lớn và có thể tổ chức quá trình sấy là liên tục hoặc bán liên tục. Trong trường
hợp sấy các loại nông sản dạng hạt thì chúng ta 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 hay 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, chúng ta có thể chọn được dạng hệ thống sấy thích
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 24


GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh

hợp. Ngoài ra thời gian sử dụng hệ thống sấy trong một năm cũng phải xem xét khi chọn
dạng hệ thống sấy. Ví dụ để sấy thóc 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. Ngược lại ở các kho bảo quản hoặc nhà máy xay,
người ta thường dùng hệ thống sấy tháp hoặc sấy khi động. Nói chung chọn dạng hệ
thống sấy cũng là bài toán kinh tế kĩ thuật.
c, Chọn chế độ sấy
Sau khi đã chọn được hệ thống sấy thích hợp, chúng 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.

Chẳng hạn khi sấy thóc giống do vật liệu sấy không chịu được nhiệt độ cao và quá trình
sấy phải hết sức dịu nên phải chọn chế độ sấy hoặc là đốt nóng trung gian hoặc là hồi lưu
một phần hoặc kết hợp vừa hồi lưu vừa đốt nóng trung gian.
Ngoài ra, nhiệt độ TNS ra khỏi thiết bị sấy t2 cũng cần chọn đủ bé để giảm tổn thất
nhiệt do TNS mang đi nhưng cũng phải đủ xa trạng thái bão hòa để tránh hiện tượng đọng
sương lên bề mặt vật liệu đã được sấy khô.
d, Tính toán cân bằng nhiệt ẩm của thiết bị sấy
Khi đã quyết định dạng hệ thống sấy và chế độ sấy, chúng ta tiến hành tính toán cân
bằng nhiệt ẩm của thiết bị sấy. Đây là nội dung cơ bản của thiết kế một hệ thống sấy. Mục
đích của tính toán cân bằng nhiệt ẩm của thiết bị sấy là tìm được lượng TNS và nhiệt
lượng cần thiết trong một giờ. Khối lượng TNS trong một giờ là một trong hai cơ sờ để
chọn quạt. Lượng nhiệt cần thiết trong một giờ lại là cơ sở để tính caloriphe và từ đây là
công suất điện hoặc lượng hơi tiêu thụ cần thiết. Bước tiếp theo chúng ta sẽ tính toán cân
bằng nhiệt ẩm của thiết bị sấy.

e, Chọn nguồn năng lượng và TNS
Ngoài hệ thống sấy lạnh, nguồn năng lượng chỉ có thể là điện thì trong các hệ thống
sấy nóng, nguồn năng lượng ngoài điện năng ra còn có thể là hơi nước, khí đốt, dầu mỏ,
than đá, củi và các phế liệu công nghiệp khác nhau như trấu, bã mía,... Chúng ta chọn
dạng năng lượng trên cơ sở điều kiện cụ thể nơi ta xây dựng hệ thống sấy và tính toán
kinh tế.
Chẳng hạn dùng không khí nóng được đốt nóng trong caloriphe điện để làm TNS là
tiện lợi hơn cả. Tuy nhiên, giá điện không phải là rẻ. Hơn nữa không phải ở đâu cũng có
Sinh viên: Lê Thị Thu Hương

L ớp:CNTP-K59

Page 25