Đồ án quá trình và thiết bị sấy thóc bằng hệ thống sây tầng sôi

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Chương I. Tổng quan về sấy thóc bằng hệ thống sấy tầng sôi
I. Sơ lược về thóc (lúa), tính chất, ứng dụng
1.1 Tổng quan về nguyên liệu sấy(thóc)
1.2 Cấu tạo của hạt thóc
1.3 Thành phần hóa học của hạt thóc
1.4 Vùng nguyên liệu phổ biến
1.5 Ứng dụng
II. Sơ lược về quá trình sấy, sấy tầng sôi
2.1 Định nghĩa
2.2 Nguyên tắc và cơ chế của quá trình sấy
2.3 Đặc điểm của sấy tầng sôi
2.4 Các bộ phận chính của thiết bị sấy tầng sôi
2.5 Ưu và nhược điểm của thiết bị
Chương II. Cân bằng vật liệu
I. Tính lượng ẩm cần bốc hơi
II. Tính toán quá trình sấy lý thuyết
2.1 xác định thông số không khí ngoài trời
2.2 xác định thông số của tác nhân sấy trước khi vào thiết bị sấy
2.3 xác định thông số của tác nhân sấy sau khi vào thiết bị sấy
2.4 tính lượng không khí lý thuyết
2.5 cân bằng cho quá trình sấy
Chương III. Cân bằng năng lượng
Chương IV. Tính toán thiết bị chính
I. Xác định tốc độ giới hạn
II. Tốc độ của tâc nhân trong tầng sôi
III. Tốc độ cân bằng
IV. Thời gian sấy
V. Kích thước thiết bị
VI. Bề dày của thiết bị

VII. Bộ phận nạp liệu
VIII. Bộ phận tháo liệu
Chương V. Tính toán thiết bị phu
I. Calorife


II. Xyclon
III. Tính toán quạt
IV. Tính đáy, nắp thiết bị
Chương VI. Kết luận

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thực tiễn nhiều sản phẩm các nghành nông lâm ngư nghiệp để
nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm cũng như để bảo quản thì cần
có quá trình chế biến, một trong những phương pháp sấy. Phương
pháp chế biến và bảo quản đó là phương pháp sấy. Phương pháp sấy
có nhiều ưu điểm và tầm quan trọng trong sản suất chế biến, không
chỉ riêng đối với các nghành công nghiệp chế biến sản suất nông lâm
thủy hải sản mà còn có ứng dụng trong nhiều nghành công nghiệp
khác như nghành sản suất giấy…
Để sây dựng và thiết kế một hệ thống sấy phù hợp đảm bảo yêu cầu
công nghệ, và đặc biệt là phải nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm
đó cũn là giá trị kinh tế. Một khâu quan trọng không thể thiếu nó
mang tính chất và ý nghĩa quyết định đến chất lượng và mức độ hiệu
quả của hệ thống sấy đó là khâu tìm hiểu vật liệu sấy. Khâu này tuy
đơn giản nhưng quan trọng trong lựa chọn phương pháp sấy và hệ
thống sấy. Tìm hiểu vật liệu sấy ta nắm được tính chất nhiệt vật lý hóa
học của vật liệu sấy qua đó ta tiết kế hệ thống sấy hiệu quả.
Một trong những nông sản có giá trị kinh tế và ý nghĩa là thóc, thóc ở
nước ta có sả lượng lớn theo tống kee hàng năm sản lượng thóc tăng

đặt biệt sản lượng thóc xuất khẩu tăng hàng năm và nước ta đã vươn


lên là cường quốc số 1 trong uất khẩu gạo. Sản lượng gạo của chúng
ta xuất khẩu tăng và lớn nhưng giá trị cũng chưa cao có nhiều nguyên
nhân xong một trong những nguyên nhân quan trọng là trong khâu
chế biến bảo quản thóc gạo chưa đạt yêu cầu cao.
Để góp phần nâng cao chất lượng và giá trị sản xuất lúa gạo người ta
ứng dụng công nghệ sấy trong chế biến và bảo quản thóc.
Máy sấy tầng sôi là một trong những thiết bị quan trọng để mang đến
cho cơ sở sản xuất dược phẩm, thực phẩm thiết bị hiện đạt với công
nghệ sấy tầng sôi sẽ giúp tạo được chất lượng hạt cốm tốt nhất cho
sản phẩm. Sử dụng máy sấy tầng sôi mang lại nhiều lợi ích to lớn cho
doanh nghiệp sản xuất từ công nghệ hiện đại.
Công nghệ sấy tầng sôi là gì: là một trong những công nghệ sấy hiện
đại nhất hiện nay giúp sấy khô những nguyên liệu dạng bộ và thực
hiện tạo hạt cho sản phẩm dưới dạng hạt cốm, viên nhỏ để tiếp tục
cho những công đoạn sau nếu được dùng để tạo thành viên thuốc.
Chất lượng của hạt cốm phụ thuộc rất nhiều vào quá trình sấy, cách
thức sấy và cách tạo hạt để đảm bào về độ đồng đều, kinh khả dụng
khi được sử dụng để dập viên, độ đồng nhất về hàm lượng thuốc, ….
Vậy nhóm em xin tìm hiểu về vật sấy là thóc bằng hệ thống sấy tầng
sôi với năng suất 5000kg/h
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN SẤY THÓC BẰNG HỆ THỐNG SÂÝ
TẦNG SÔI
I . SƠ LƯỢC VỀ THÓC (LÚA) ,:
1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY (THÓC):

Lúa là nguồn lương thực chính của gần ½ sốdân trên thế giới. Lúa là
loại cây ưa nóng và ẩm, do đó lúa thường được trồng nhiều ở các

vùng có khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là


cao nhất, nên lúa thường được trồng ở các châu thổ sông lớn. Nước ta
có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho việc phát triển cây
lúa.
Hiện nay lúa được trồng khắp nơi trên thế giới. Ở nước ta có khí hậu
và hệ thống sông ngoài rất phù hợp cho việc phát triển và sinh trưởng
của cây lúa.
Lúa thuộc loài hòa thảo và có trên 20 loài khác nhau, phổ biến nhất là
lúa nước (crizasativa). Lúa được chia làm 2 loại : lúa ngắn ngày và
lúa dài ngày.
1.2 CẤU TẠO CỦA HẠT THÓC:
Thóc là vật liệu sấy dạng hạt có kích thước tương đối nhỏ
Thành phần cấu trúc hạt có vỏ cứng bao bọc bảo vệ
Hạt thóc thuộc loại hạt dài có vỏ nhân.có khả năng tách rời nhau
không bám dính nhau thành cụm mà là các hạt riêng lẻ.
Hạt thóc có cấu trúc đặc
Thóc là hạt lương thực có cấu tạo gồm các thành phần chủ yếu là lớp
vỏ trấu bao bọc ngoài cùng, tiếp theo là lớp vỏ cám, bên trong là phôi
hạt gạo.lớp vỏ trấu màu vàng là lớp vỏ bảo vệ có thành phần hóa học
là xenlulozo tương đối mỏng trên bề mặt ngoài có các mày râu, lớp vỏ
cám là lớp bao bọc phôi hạt gạo chứ thành phần chủ yếu là tinh dầu
và các vitamin như vitamin b1, trong cùng là phôi hạt có thành phần
hóa học chủ yếu là tinh bột và có chứa một số loại vitamin.xát về mặt


cấu trúc nhiệt vạt lý thì thóc là loại vật liệu sấy dạng hạt có cấu trúc
đặc hạt nhiều lớp,kích thước hạt tương đối nhỏ.
1.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA HẠT THÓC:

Thành phần hoá học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein,
xenlulose. Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm
lượng ít hơn so với 3 thành phần kể trên như: đường, tro, chất béo,
sinh tố. Thành phần hoá học của hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc. Cùng
chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng.
Thành phần hóa học của hạt lúa :
Thành phần
hóa học
Protein
Tinh bột
Xenluloze
Tro
Đường
Chất béo
Đectrin

Hàm lượng của các chất( % )
Lớn nhất
Nhỏ nhất
Trung bình
6.66
47.70
8.74
4.68
0.10
1.60
0.80

10.43

68.00
12.22
6.90
4.50
2.50
3.20

8.74
56.20
9.41
5.80
3.20
1.90
1.30

1.4 VÙNG NGUYÊN LIỆU PHỔ BIẾN:

Thóc là một trong những loại lương thực chính trên thế giới. Là loại
cây nhiệt đới ưa thời tiết nóng ẩm mưa nhiều nó có vùng phân bố khá
rộng lớn, lúa nước được trồng nhiều ở các nước vùng Đông Nam A
có khí hậu thuận lợi. Các nước trồng nhiều lúa nước phải kể đến đó là


Thái Lan, Indo, Trung Quốc,Việt Nam…ở nước ta lúa nước được
trồng ở hầu hết các vùng miền nhưng chủ yếu phải kể đến là hai vựa
lúa lớn nhất là vùng đồng bằng song Hồng và đồng bằng song Cửu
Long. Sản lượng lúa ở hai vùng này lớn nhất cả nước quyết định sản
lượng xuất khẩu và an ninh lương thực của cả nước, ngoài ra lúa còn
được trồng nhiều ở vùng đồng bằng ven biển và trung du miền núi
Bắc Bộ… lúa trồng ở miền núi là giống lúa chịu hạn tốt cần ít nước

hơn chúng được trồng ở các ruộng bậc thang
1.5 ỨNG DỤNG:

Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu
trong đời sống con người. Lúa còn là nguyên liệu để sản suất tinh bột,
sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng
được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm. Hiện nay, Việt
Nam đang đứng thứ hai thế giới về lượng gạo xuất khẩu trên thế giới,
và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới.
Đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.
II . SƠ LƯỢC VỀ QÚA TRÌNH SẤY, SẤY TẦNG SÔI:
2.1 Định nghĩa:

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Kết
quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên.
Điều này có ý nghĩa quan trọng về nhiều mặt: đối với các nông sản và
thực phẩm nhằm tăng khả năng bảo quản; đối với gốm sứ làm tăng độ
bền cơ học, đối với than củi làm tăng khả năng đốt cháy Các vật liệu


sau khi sấy đều giảm khối lượng hoặc cả thể tích nên giảm được giá
thành vận chuyển.
2.2 Nguyên tắc và cơ chế của quá trình sấy:
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến
đổi trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi.
Cơ chế của quá trình được diễn tả bởi 4 quá trình cơ bản sau :
+ cấp nhịêt cho bề mặt vật liệu.
+ dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào vật liệu.
+ khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ vật liệu ra bề mặt.
+ dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh.

Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền vận bên trong vật liệu
và sự trao đổi nhiệt ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu và môi trường
xung quanh.
2.3 Sấy tầng sôi:
Sấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối
lưu, thích hợp cho việc sấy các hạt nông sản. Hiện nay tầng sôi ( hay
còn gọi là lỏng giả) đã được người ta nhắc đến trong sách báo ngay từ
năm 1878. Nhưng mãi đến những năm đầu thế kỉ 20 kỹ thuật này mới
được ứng dụng vào trong sản xuất. Ứng dụng thành công đầu tiên của
nó là trong lĩnh vực chế biến dầu mỏ ( 1942). Ngày nay kỹ thuật tầng
sôi đã được ứng dụng khá rộng rãi để tiến hành các phản ứng hoá học
có xúc tác pha rắn, để khí hoá nhiệt liệu rắn, chế tạo than hoạt tính,
đôt quặng pyrit .


Thực chất quá trình lỏng giả là sự tác dụng tương hỗ giữa chất khí
( hay chất lỏng giọt) với lớp hạt rắn ở trạng thái lơ lửng. Lúc đó hệ
khí rắn có đầy đủ các tính chất như một chất lỏng: tính linh động, tính
điền đầy, tính chảy.
2.4 Các bộ phận chính của thiết bị sấy tầng sôi:
Bộ phận chính của TBS tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới buồng
sấy đặt ghi lò. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích
hợp hoặc lưới thép để tác nhân sấy đi qua nhưng hạt không lọt xuống
được. Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được thổi từ dưới lên
để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng các hạt
vật liệu lên và làm cho lớp hạt xáo trộn.
Quá trình sôi này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa
tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt vật lịêu khô hơn nên nhẹ hơn sẽ
nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khô
sẽ được đưa ra ngoài qua đường tháo liệu.

2.5 Sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
* Ưu điểm:
+ Năng suất sấy cao
+ Vật liệu sấy khô đều
+ Có thể tiến hành sấy liên tục
+ Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản
+ Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy
+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy


* Nhược điểm:
+ Trở lực lớp sôi lớn
+ Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi
+ Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều

Chương II. Cân Bằng Vật Liệu
1. TÍNH LƯỢNG ẨM CẦN BỐC HƠI:
Ta tính lượng ẩm cần bay hơi
(128 - III)
Trong đó:
G2 là năng suất của thiết bị sấy:
G2= 5000 kg/h
W1 là độ ẩm đầu của VLS:
W1= 22 %
W2 là độ ẩm của VLS sau quá trình sấy: W2= 12 %
Ta có:
W=G1- G2 (kg/ h)
→ G1=W + G2
= 641+ 5000 = 5641 (kg / h)
2. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

2.1).
Xác định thông số không khí ngoài trời
I
B

Ta xác định bởi cặp thông số không khí ngoài trời ở khí
t1
hậu Việt Nam (t0; ử0)= ( 250C; 81%) tương ứng với điểm A trên đồ thị
I–d
2
Từ đồ thị I – d ta có thể xác
định
được
d0 và I0
C




t2
t0

o

1

A



Io

d


Đồ thị sấy lý thuyết
Hoặc theo /III/ ta có thể tính được d0 và I0
a) Tính áp suất bão hoà (Pbho) tại nhiệt độ t0= 250C
Ta có :
Pbh = exp bar
=expbar = 23,252mmhg

(30 - III)

b)Tính lượng chứa ẩm ( d0)
(41 - III)
Trong đó:
φ0: Độ ẩm tương đối của không khí ở điều kiện không khí
ngoài trời φ0 = 81 %
Pbh0: áp suất bão hoà của không khí tại nhiệt độ t0 = 250C;
Pbh0 = 0,031 bar
Với B= 760 mmhg = 1,0133 bar là nếu áp suất khí trời

c) Tính Entanpy ( I0)
(kJ/kgkk)


( kJ/ kgkk)
Trong đó:
t0: là nhiệt độ không khí ngoài trời ; t0= 25 0C

d0: là lượng chứa ẩm của không khí, d0 = 0,0158(kg ẩm/ kg
kk)
Vậy ta có các thông số không khí ngoài trời:t0= 25 0C
φ= 81%
d0= 0,0158 kg ẩm / kg kk
I0 = 65,16755kJ/ kg kk

2.2). Xác định thông số của tác nhân sấy trước khi vào TBS ( sau khi
ra khỏi Caloriphe)
Ta chọn nhiệt độ tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy (t 1= 80 0
C) là theo kinh nghiệm. Khi đó ta có cặp thông số: (t 1; d1)= (t0; d0)
tương ứng với điểm B trên đồ thị I- d
a) Tính áp suất bão hoà của tác nhân sấy (Pbht) tại nhiệt độ t1= 800C
P bh1 = exp bar
(30 - III)
= exp bar
b) Tính Entapy của tác nhân sấy (I1)
(kJ / kg kk)
(41- III )
kJ/kgkk
Trong đó :
t1: là nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife; t1 = 800C
d1: là lượng chứa ẩm tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife;


( kg ẩm/kg
kk)
c) Tính độ ẩm tương đối của tác nhân sấy (φ1)
(%)
(28 - -III)

= 0,054 %
Trong đó :
Pbh0 :là áp suất bão hoà của tác nhân sấy ở t1 = 800C
d1: là lượng chứa ẩm của tác nhân sấy sau khi ra khỏi Calorife;
d1 = 0,0158 (kg ẩm / kg kk)
Vậy ta có các thông số của không khí trước khí vào TBS là:
t1 = 800C
φ1 = 0,054 %
d1 = 0,0158 (kgam / kg kk )
I1 = 121,88 ( kJ / kg kk)
2.3). Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy lý thuyết
Để tìm trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết ta
chọn t2 = 400C
Vậy ta có cặp thông số (t2; I2) = (t2 ;I1) tương ứng với điểm C0 trên đồ
thị I - d
a). Tính áp suất bão hoà của tác nhân sấy ( Pbh2) tại t2 = 450C
bar
(bar)
b). Tính lượng chứa ẩm của TNS sau quá trình sấy lý thuyết
(d20)
(kgam/kgkk)

(132 - III)


Trong đó :
+) t1: là nhiệt độ của TNS trước khi vào thiết bị sấy t1 = 800C
+) t2: là nhiệt độ của TNS sau khi ra khỏi thiết bị sấy
+) i2: là Entapy của hơi nước tính theo công thức:
( kJ/kg)

+) Cdx
chứa d1

(29 – III)

r: ẩm nhiệt hoá hơi của hơi nước: Cpa = 1,842 ( kJ / kg kk)
Cpa: nhiệt dung riêng của hơi nước : Cpa = 1,842 (kJ / kg kk)
(kJ/kg)
(d1)nhiệt dung riêng dẫn xuất không khí ẩm ứng với độ ẩm
(kJ/kg kk)

Theo (III) ta có:
Với: Cpx là nhiệt dung riêng của không khí khô: Cpx = 1,004(kJ/kg kk)
Cpa là nhiệt dung riêng của hơi nước : Cpa = 1,842 kJ / kg kk
d1 là lượng chứa ẩm của TNS trước khi vào thiết bị sấy
d1 = 0,0158 kg ẩm / kg kk
(kJ / kg )
Vậy ta có;
(kgam / kgkk)
c) Tính độ ẩm tương đối của TNS sau quá trình sấy lý thuyết (φ2)
%
(28 - III)
%
Trong đó: Pbh2: là áp suấtbáo hào của TNS sau quá trình sấy lý thuyết
Pbh2 = 0,09 bar


d20: là lượng chứa ẩm của TNS sau quá trình sấy lý thuyết
d20 = 0,033 (kg ẩm / kg kk )

Vậy ta có thông số của TNS sau quá trình sấy lý thuyết là:
t2 = 450C
φ20 = 0.513 %
d20 = 0,0297 (kgam / kgkk)
I20 = 121,88 ( kJ / kgkk)
2.4). Tính lượng không khí lý thuyết.
Theo (III) ta có:
(kgKK / kgam)
(kgKK / h)
2.5). Cân bằng cho quá trình sấy.
q = lo* (I1-Io) = 71,94*(121,88 – 65,16755)= 4081,03 (kj/kg ẩm)
Tổng nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy:
Q = q*w = 4081,03*641 = 2615938,885 (kj/h)
Bảng tóm tắt quá trình sấy lý thuyết
Trạng thái

Trước calorife

Sau calorife

Nhiệt độ ( )
Ap suất (bar)
Độ ẩm tương đối
của không khí (%)
Lượng chứa ẩm (kg
ẩm/ kg kk)
Enthalpy của không
khí (kj/kg kk)

25

0.031
81

80
0.467
0.054

Khi ra khỏi
buồng sấy
45
0.09
0,513

0,0158

0,0158

0,0297

65,16755

121,88

121,88


CHƯƠNG III. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
 Quá trình sấy không có bổ sung nhiệt, QBS =0
 Thiết bị sấy thùng quay không có thiết bị chuyển tải, QCT = 0
- Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:

+ Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I 1
– Io)
+ Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang lại: [(G 1 - W)Cv1 +
WCa].tv1
- Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
+ Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I2 – Io)
+ Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: QBC
+ Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang lại: G2.Cv2.tV2
Với:
o tv1 : Nhiệt lượng ban đầu của vật liệu sấy, thường bằng
nhiệt độ môi trường: tv1 = to = 25oC
o tv2 : Nhiệt độ cuối của vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết
bị sấy:
tv2 = t2 – 5 = 45 – 5 = 40oC
o Cv1 = Cv2 = Cv : Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và
ra khỏi thiết bị sấy là như nhau. Ở đây, C v là nhiệt dung
riêng của vật liệu sấy với độ ẩm ω2:
Cv = Cvk(1-ω2) + Ca.ω2 ,kJ/kgoK


Ca: Nhiệt dung riêng của ẩm.
Với ẩm là nước thì: Ca = Cn = 4,18 kJ/kgoK
Cv

= Cvk(1-ω2) + Ca.ω2
= 1,5.(1 - 0,12) + 4,18.0,12
= 1,8216(kJ/kgoK)

- Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thống sấy:
L(I2 – I1) + [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1 = L(I2 – Io) + QBC +

G2.Cv2.tV2
Đặt: Qv = G2Cv(tv2 – tv1) : tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.
Mặt khác: G2 = G1 – W
Cv1 = Cv2 = Cv
- Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực:
Q = L(I1 – Io) = L(I2 – Io) + QBC + Qv - WCatv1
- Nhiệt lượng tiêu hao riêng( cho 1kg ẩm cần bốc hơi):
q = l(I1 – Io) = l(I2 – Io) + qBC + qv – Catv1
trong đó:
;
 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy:
Qv = G2Cv(tv2 – tv1) = 5000.1,8216.(40 – 25) = 136620
(kJ/h)
(kJ/kg ẩm)


 Nhiệt do ẩm trong vật liệu đưa vào:
WCatv1 = 641.4,18.25 = 66984,5 (kJ/h)
Ca.tv1 = 4,18.25 = 104,5 (kJ/kg ẩm)
 Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che:
QBC = (0,03 / 0,05).Qhi
Qhi : nhiệt hữu ích là nhiệt cần thiết để làm bay hơi ẩm trong
vật liệu:
Qhi = W.[rtv1 + Ca(t2 – tv1)]
Với:
o rtv1 : ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt
độ môi trường rtv1 = 2500 kJ/kg
o Ca : nhiệt dung riêng của ẩm.
Với ẩm là hơi nước thì: Ca = Cpa = 1,842 kJ/kgoK
Qhi

= 641.[2500 + 1,842.(45 – 25)]

=1626114,44(kJ/h)
QBC = 0,03.Qhi
=0,03.1626088,8 = 48782.664 (kJ/h)
(kJ/kg ẩm)

- Đặt: ∆Catv1 – qBC – qv : nhiệt lượng riêng cần bổ sung cho
quá trình sấy thực là đại lượng đặc trưng cho sự sai khác giữa quá
trình sấy thực tế và sấy lý thuyết .


 Với quá trình sấy lý thuyết: ∆= 0
Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
Q = L(I2 – Io)
= 45940,47.(121,88 – 65,16755) = 2605396,608(kJ/h)
q = l(I2 – Io)
= 71,94.(121,88 – 65,16755) = 4079,894 (kJ/kg ẩm)
 Với quá trình sấy thực tế: ∆ ≠ 0
∆ = Catv1 – qBC – qv
= 104,5 – 76,1052 - 213,13 =-184,7352 (kJ/kg ẩm)∆
∆< 0

Catv1 < qBC + qv
I2 < I1

Tuy nhiên vì l chưa biết nên ta xấc định độ chứa ẩm x2 trước thông
qua t2 đã biết:
(bar)

(kJ/kgkk)

- Tóm lại, trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế:
(kg/kgkk)

Bảng 2.2: Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực:

Đại lượng

Trạng thái

Trạng thái

Trạng thái


không khí ban không khí vào không khí ra
đầu (A)

thiết bị sấy

khỏi

thiết

sấy (C°)
t(ºC)

25

80

45

ω( %)

0,81

0,054

0,457

x(kg/kgkk)

0,0158

0,0158

0,0288

I(kJ/kgkk)

65,16755

121,88

119,567

Ap

0,032

0,467

0,095

Bảng 2.1
suất

(bar)
- Lượng tác nhân khô cần thiết:
-

(kg/h)

- Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
(kg/kg ẩm)

- Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sấy thực:
Q

= L(I2 – Io) + QBC + Qv - WCatv1
= 49307,69.(121,88-65,16755) + 48782,664 +

136620– 66984,5
= 2914778,068 (kJ/h)
-

Lượng nhiệt cung cấp riêng:

bị


(kJ/kg ẩm)
- Hiệu suất sấy:
-

Chương III

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

Chọn thiết bị sấy có tiết diện tròn , lưới phân phối có dạng tấm được đục
lỗ cho không khí đi lên
Các thông số của tác nhân không khí trong thiết bị sấy tầng sôi:
Nhiệt độ tác nhân vào

t1 = 80oC

Nhiệt độ tác nhân ra:

t2 = 45oC

Nhiệt độ tính toán trung bình trung bình

t = 62.5oC

Khối lượng riêng:

k= 1,037 Kg/m3

Độ nhớt động học:

k= 19.75.10-6 m2/s

Đô nhớt động lực học:

k= 20,45.10-6 Ns/m2

Hệ số dẫn nhiệt:

k= 2,95.10-2 W/m0K
=

10,62.10-2 Kj/mh0K
I-XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ GIỚI HẠN:

Chuẩn hóa Arsimet:
Chuẩn hóa Reynold tới hạn :
Tốc độ giới hạn:


II- TỐC ĐỘ CỦA TÁC NHÂN TRONG TẦNG SÔI:

Chọn độ xốp của thóc trong tầng sôi là:  = 0,7
Chuẩn hóa Arsimet:
Ar = 5,88.105

Chuẩn hóa Ly được tra từ độ thị Ly = f(Ar), ta coù:
Ly = 200

Vận tóc của tác nhân sấy tầng sôi được tính theo công thức:
Hệ số giả lỏng của thóc trong tầng sôi :
Vì nhiệt độ trong buồng sây nhỏ hơn nhệt độ trên bề mặt lưới phân phối
nên nhiệt độ của tác nhân ở trên bề mặt lưới phân phối là:
Tốc độ thực của tác nhân sấy qua lớp giả lỏng :
III- TỐC ĐỘ CÂN BẰNG:

Khi vật liệu bắt đầu bị lôi :  = 1
Chuẩn hóa Reynold:
Chuẩn hóa Liasenco:
Vận tốc cân bằng của thóc :
Vận tốc chủ đạo của dòng khí qua lưới : : vak
Chọn : vak = 2vc = 2.8,65 = 17,3 m/s
IV- THỜI GIAN SẤY:


Độ ẩm tới hạn của thóc là k = 13,5% (tính trên căn bản vật liệu khô tuyệt đối:
Wk=15,6%), nên quá trình sấy thóc từ 1 = 22% đến k = 13,5% là giai đoạn
sấy đẳng tốc và từ k = 13,5% đến 2 = 12% là giai đoạn sấy giảm tốc .
Chuẩn hóa Reynold:
Chuẩn hóa Fedorov:
Chuẩn hóa Nusselt:
Chọn chiều cao lớp hạt ban đầu ở trạng thái tĩnh ho = 0,05 m
Khi đó:
Hệ số cấp nhiệt của tác nhân đến vật liệu:
Với K là hệ số hiệu chỉnh lấy K=0,8
Tốc độ sấy đẳng tốc:
Trong đó:
Jm: cường độ bay hơi của dòng ẩm (kg/m2 h)

f: diện tích bề mặt khối lượng riêng của vật (m2/kg)
Ta cods:
t: nhiệt độ trung bình của tác nhân trong buồng sấy
t = 62,50C
m :nhiệt độ của vật liệu trong buồng sấy:


r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước:
r = 2417,7 kJ/kg
N = Jm f = 4,9.1,31 = 6,42 h-1
Nhưng thực tế cho thấy diện tích bề mặt tự do trao đôi ẩm chỉ khoảng 50
đên 60% nên tốc độ sấy thực tế là:
N = 6,42.0,5 = 3,21 h-1
Thời gian sấy đẳng tốc:
Thời gian sấy giảm tốc:

Vậy thời gian sấy vật liệu là:
V- KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ :
a- Lưới phân phối:
Diện tích:
Đường kính tương đương:
Đường kính lỗ lưới dựa vào kich thước cuả hạt vật liệu, không để hạt lọt
qua, ta chọn lôc có đường kính 2,5 mm
Tỷ số tiết diện chảy và lưới:
Chọn lưới có cách đục lỗ như sau:


Diện tích lưới: t2
Diện tích lỗ lưới:
2  

d2
1,57d 2
4
.

d : đường kính lỗ lưới:

b- chiều cao buồng sấy:
Bao gồm chiều cao lớp giả lỏng và chiều cao buồng sấy phân ly
- Chiều cao lớp giả lỏng:
Để đảm bảo chế độ thủy động tốt ta chọn chiều cao lớp tầng sôi bằng bốn
lần chiều cao vùng ổn định tức là :
- Chiều cao buồng phân ly:
Chiều cao này có thể xã định theo công thức:
Trong đó:
Fr: chuẩn hóa Frude,
=3,5 m/s


=8,65 m/s
D = 1,7 m

Tuy nhiên để đảm bảo cho quá trình hoạt dộng, ta chọn chiều cao buồng
sấy phân ly bằng2,5 lần chiều cao lớp tầng sôi:
Đường kính buồng phân ly: buồng phân ly phải có đường kính lớn hơn
đường kính vùng tầng sôi để đảm bảo việc phân ly tốt. Khả năng phân ly phụ
thuộc khá nhiều vào đường kính phân ly
Chọn:
- Vậy chiều cao chính của buồng sấy tính từ lưới phân phối là:

VI- BỀ DÀY CỦA THIẾT BỊ:
a- Lưới:
Khối lượng vật liệu thường xuyên nằm trên lưới:
Ap suất trên lưới:
Chiều dày lưới tính theo công thức:
Trong đó:
-: hệ số hàm yếu do lưới có đục lỗ
- K =0,187 : Hệ số cấu tạo (lắp bằng bulong)
- = 140.106 N/m2
- D = 1,7 m