TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI CHÈ TƯƠI 500KG NGUYÊN LIỆU:H

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ
SẤY BĂNG TẢI CHÈ TƯƠI 500KG
NGUYÊN LIỆU/H

Giảng viên hướng dẫn: Tiền Tiến Nam
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3
Phan Văn Trọng

200514678

Đinh Thị Bảo Yến

2005140750

Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2017


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

MỤC LỤC
MỘT SỐ KÍ HIỆU VIẾT TẮT............................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...............................................................................................5
1.1. Sơ lược về chè..............................................................................................................5
1.2. Quá trình sấy................................................................................................................7
1.3. Sấy băng tải.................................................................................................................. 8

CHƯƠNG 2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.................................................................10
2.1. Các thông số ban đầu..................................................................................................10
2.2. Xử lí số liệu................................................................................................................10
2.2.1. Không khí trước khi vào calorifer ( Điểm A):..........................................................10
2.2.2. Không khí sau khi đi qua calorifer (Điểm B)...........................................................11
2.2.3. Không khí ra khỏi hầm sấy ( Điểm C).....................................................................11
2.3. Cân bằng cho không khí sấy.......................................................................................11
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH.................................................................13
3.1. Thể tích của không khí...............................................................................................13
3.2. Tính thời gian sấy.......................................................................................................13
3.3. Thiết bị sấy kiểu băng tải............................................................................................14
3.4. Động cơ băng tải.........................................................................................................16
3.5. Tính toán buồng sấy...................................................................................................19
3.6. Tính vận tốc chuyển động của không khí và chế độ chuyển động của không khí trong
buồng sấy........................................................................................................................... 19
3.7. Cân bằng nhiệt lượng..................................................................................................20
3.7.1. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi buồng sấy............................................20
3.7.2. Nhiệt tổn thất ra môi trường....................................................................................21
3.7.2.1. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường qua tường......................................................25
3.7.2.2. Lượng nhiệt tổn thất qua trần................................................................................25
3.7.2.3. Tổn thất nhiệt qua cửa..........................................................................................27
3.7.2.4. Tổn thất nhiệt qua nền..........................................................................................27
3.7.2.5. Tổn thất động lực học...........................................................................................28
3.7.3. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.....................................................................28
3.8. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy lí thuyết..................................................................28

Page 1


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

3.9. Quá trình sấy thực tế...................................................................................................30
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ.....................................................................32
4.1. Buồng đốt...................................................................................................................32
4.2. Calorife....................................................................................................................... 34
4.3. Chọn quạt...................................................................................................................37
4.3.1. Tính trở lực của toàn bộ quá trình............................................................................38
4.3.1.1. Tính trở lực từ miệng quạt đến calorife................................................................38
4.3.1.2. Trở lực do calorife................................................................................................39
4.3.1.3. Trở lực do đột mở vào calorife.............................................................................40
4.3.1.4. Trở lực đột thu từ calorife ra đường ống dẫn không khí nóng...............................41
4.3.1.5. Trở lực qua van.....................................................................................................41
4.3.1.6. Trở lực qua co.......................................................................................................41
4.3.2. Tính công suất của quạt và chọn quạt......................................................................42
4.3.2.1. Quạt đẩy hỗn hợp khí vào calorife........................................................................42
4.3.2.2. Quạt hút khí thải vào xyclon.................................................................................42
4.4. Thiết bị lọc tay áo.......................................................................................................43
4.5. Xyclon........................................................................................................................ 44
4.6. Gầu tải nhập liệu.........................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................48

Page 2


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một trong các nước có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời trên thế
giới. Hiện nay, nông nghiệp vẫn còn chiếm tỉ trọng khá cao trong cơ cấu kinh tế
nước ta. Mặc dù vậy, ngành nông nghiệp vẫn chưa đem lại hiệu quả, chưa tương

xứng với vị trí của nó trong nền kinh tế. Nguyên nhân chủ yếu là do các khâu thu
hoạch, bảo quản và chế biến nông sản tại Việt Nam hiện nay được thực hiện chưa
khoa học.
Điều đó làm giảm giá trị các sản phẩm khi đưa ra thị trường tiêu thụ.
Để cải thiện vấn đề này có rất nhiều phương pháp được đưa ra; trong đó sấy là
một trong những phương pháp thông dụng nhất hiện nay. Sản phẩm sau khi sấy có
thể bảo quản lâu, vận chuyển dễ dàng, tăng cảm quan cũng như giá trị kinh tế.
Trong công nghiệp thực phẩm, sấy bằng băng tải là một trong các phương
pháp khá phổ biến do mang lại hiệu quả kinh tế cao, thuận tiện khi vận hành và
tiết kiệm thời gian. Do đó, người ta thường chọn thiết bị sấy băng tải trong việc
sấy các sản phẩm rau quả, ngũ cốc, …
Trong phạm vi đồ án này, chúng em xin trình bày về quy trình sấy chè tươi
bằng sấy băng tải với năng suất 500kg nguyên liệu/h.

Page 3


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

MỘT SỐ KÍ HIỆU VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu

Tên
Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi

1

G1 , G 2

2

Gk

3

W1, W2

4

W

5
6

L
d0

7

d1, d2

8

Cvl

9

tvlđ = to

Nhiệt độ vật liệu lúc vào

0

10

tvlc = t2

Nhiệt độ vật liệu lúc ra khỏi hầm sấy

0

11

ωkk

Vận tốc tác nhân sấy trong hầm sấy

m/s

12

V

Lưu lượng thể tích tác nhân sấy

m3

máy sấy

Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy
Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo
% khối lượng vật liệu ướt.
Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy
sấy
Lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy
Hàm ẩm của không khí trước khi vào calorifer
Hàm ẩm của không khí trước khi vào máy sấy
(sau khi qua calorifer) và sau khi ra khỏi máy sấy
Nhiệt dung riêng của vật liệu ra khỏi hầm sấy

13

Khối lượng riêng

14

Hệ số độ nhớt động

15
1.1.1.1.

λ

Hệ số dẫn nhiệt

Đơn vị
kg/h
kg/h
%

Kg/h
Kg/h
%
kgẩm/kgkkk
kJ/kg.độ
C
C

W/m.độ

Page 4


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.2. Sơ lược về chè
Trà ( chè) là một thức uống phổ biến của người dân Việt nói riêng và châu Á nói
chung. Trà không chỉ là thức uống giải khát, thanh lọc cơ thể mà nó còn có khả năng chữa
một số bệnh vì trong đó có chứa các chất tốt cho cơ thể như: vitamin C, B, PP, muối,
cafein,…
Dựa vào phương pháp chế biến khác nhau, người ta phân loại chè như sau:
 Chè xanh: Nước pha xanh vàng, vị đậm dịu, có hương thơm tự nhiên của chè. Chè
xanh được chế biến bằng cách đem nguyên liệu chè diệt men rồi vò, sau đó đem sấy.
 Chè đen: Có qua quá trình lên men để tạo ra những biến đổi sinh hóa cần thiết làm
cho sản phẩm có màu sắc, hương vị đặc biệt. Màu nước pha chè đen có màu đỏ nâu sáng,
vị dịu, hương thơm nhe
 Chè đỏ: Được chế biến bằng cách đem nguyên liệu chè làm héo và lên men, rồi sao
và vò kết hợp, cuối cùng sấy khô đóng bao thành phẩm. Màu nước pha màu vàng ánh,
hoặc ánh kim, vị đậm, hương thơm đặc biệt.

 Chè vàng: Có hương thơm mạnh, vị chát dịu, màu nước pha vàng ánh, được chế
biết từ nguyên liệu chè qua các giai đoạn điệt men. Rồi vò hoặc không vò, cuối cùng ủ,
sao hoặc sấy ở nhiệt độ thấp.
Thành phần có trong chè:
 Nước: Hàm lượng nước trong lá trà giảm dần từ tôm đến các lá già, (tôm 76,6%; lá
một 75,6%; lá hai 75,6% và lá ba 74,26%) thay đổi phụ thuộc vào tuổi thọ, sự phân bố địa
lý của cây trà, các biện pháp canh tác, thời điểm thu hoạch (thời điểm trong ngày, theo
tháng, theo mùa).
 Chất hòa tan: Là một hỗn hợp gồm nhiều chất khác nhau, có khả năng hoà tan với
nước sôi và là chỉ tiêu chất lượng quan trọng của trà nguyên liệu và trà sản phẩm. trong
thành phần hỗn hợp này, khoạng 50% là hợp chất phenol, còn lại gần 50% là glucid tan,
protein, acid amin, alcaloid (chủ yếu là caffeine), sắc tố, vitamin, enzym...
 Tannin: Đặc tính của tanin có vị chát. Nó là chất trọng yếu trong nguyên liệu, ảnh
hưởng nhiều đến phẩm chất của trà, vị trà, hương thơm và các đặc tính khác đều do tanin
quyết định. Chất tanin trong trà càng nhiều thì phẩm chất trà càng cao. Tuy nhiên còn tùy

Page 5


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

thuộc vào lượng tanin có thể hoà tan trong Oxydietyl. Còn lượng tanin nhiều nhưng ở
trạng thái kết hợp thì phẩm chất kém hơn.
Lượng tanin trong chè nhiều hay ít phụ thuộc vào độ tuổi, thời kỳ hái, giống trà, điều kiện
ngoại cảnh, phương pháp chế biến.... Lượng tanin phân bố không đồng đều trên cùng một
búp trà, tập trung nhiều nhất ở tôm (39.9%), rồi đến lá non (lá một 36.8%; lá hai 36.1%; lá
ba 29.25%; cọng già 25%, lá bánh tẻ, lá già... Chất tanin có khả năng kết hợp với Albumin
để tạo thành chất không hòa tan. Tính chất này quan trọng đối với quá trình chế biến trà.
Tanin kết hợp với caffeine thành chất không hoà tan đóng váng trên mặt nước khi nước
chè để nguội.

 Protein và axit amin: Chiếm 22% - 26% chất khô. Qua chế biến, hàm lượng protein
va acid amin có thay đổi: lượng protein giảm còn lượng acid amin tăng lên. Sở dĩ do quá
trình thủy phân, một phần protein trà tạo thành acid amin trong quá trình chế biến.
Acid amin tự do tác dụng với dẫn xuất cathechin của trà tạo thành aldehyt có mùi thơm dễ
chịu cho trà. Albumin (protein đơn giản): Albumin là một loại chất hữu cơ có chứa Nitơ,
là thành phần cấu tạo chủ yếu của các sinh vật. Hàm lượng Albumin trong trà lớn, thay đổi
phụ thuộc nhiều điều kiện như thời kỳ hái, lá non hay già, điều kiện ngoại cảnh.
 Caffeine: Caffeine chiếm 3 - 5% trọng lượng trà. Lượng caffeine trong trà nhiều
gấp 4 lần trong cà phê (theo Muler). Caffeine có tác dụng kích thích cơ thể con người,
trước hết là kích thích thần kinh trung ương, tạo cảm giác hưng phấn, dễ chịu, nâng cao
năng lự làm việc của xương, cơ, giúp thông tiểu. Lượng caffeine trong trà biến đổi phụ
thuộc hoàn cảnh bên ngoài, kỹ thuật bảo quản, giống trà, thời gian hái, vị trí địa
lý. Caffeine tự do tồn tại trong lá trà tươi nhiều hơn trà thành phẩm. Trong quá trình sản
xuất, một số caffeine kết hợp với một số chất khác làm giảm lượng caffeine tự do. Do tính
chất thăng hoa ở nhiệt độ 100 - 110oC, caffeine bị tổn thất 10% khi sấy trà. Caffeine trong
sản xuất do quá trình lên men phản ứng với các sản phẩm oxi hoá của Cathechin tạo ra
caffeine - oxy teonat gọi tắt là tanat - caffeine (chủ yếu ở trà đen). Sản phẩm này có thể bị
kết tủa ở nhiệt độ thấp, tạo thành lớp váng trên nước trà ở nhiệt độ thường, hoà tan khi
nhiệt độ lên đến 60oC. Tanat - caffeine làm cho trà có đặc tính riêng về mùi, vị, màu sắc.
 Enzyme: Trong lá trà có 2 nhóm enzym quan trọng là nhóm enzym oxi hoá khử và
nhóm enzym thủy phân. Những nhóm khác tồn tại với số lượng không đáng kể.
Một số trong nhóm enzym oxi hoá khử có vai trò quan trọng trong chế biến trà. Dưới tác

Page 6


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

dụng của polyphenol - oxydaza, sản phẩm là thearubigin và các cấu tử tạo màu sắc và
hương vị nước trà.

 Gluxicid trong trà (tính theo % chất khô): Tùy theo giống cây và hàm lượng thu hái
mà hàm lượng glucid thay đổi ít hay nhiều. Trung bình có:
-

Monoza : 1 - 2%.

-

Saccaroza : 0,5 - 2,5%

-

Polysaccarit : 10 - 20%

-

Tinh bột : 0,1 - 0,3%, lá trà càng già lượng tinh bột càng tăng.

-

Pectin : 2 - 3%.

 Chất màu (sắc tố):Màu nước trà là một chỉ tiêu cảm quan quan trọng của trà thành
phẩm. Màu nước trà do 2 loại sắc tố tạo nên: sắc tố có sẵn trong nguyên liệu ban đầu và
sắc tố tạo ra trong quá trình gia công chế biến. Sắc tố tự nhiên ban đầu gồm chủ yếu là
clorofin A, clorofin B; pheophytyl A, B; careteonit, xantofin, viocxantin, neocxantin...
Trà là một chất kích thích não, tim, hô hấp. Nó tăng cường sức làm việc của trí óc
và của cơ, làm tăng hô hấp, tăng cường và điều hòa nhịp đập của tim. Nó cũng lợi tiểu và
giúp cơ thể tiêu hóa tốt.
Trà là sản phẩm được chế biến từ búp và lá trà non, qua nhiều công đoạn như: làm

héo, vò, sàng, lên men, sấy,…trong đó quan trọng nhất là quá trình sấy là công đoạn có vai
trò quyết định đến chất lượng của sản phẩm.
Sấy trà là dùng nhiệt độ cao để diệt các enzyme, đình chỉ quá trình lên men của trà
nhằm giữ lại tối đa những chất có giá trị trong lá, búp.Làm giảm lượng ẩm đến mức cần
thiết, để dễ dàng bảo quản và vận chuyển.
1.3. Quá trình sấy
Do yêu cầu về độ khô của chè nên tác nhân sấy được sử dụng ở đây là không khí
nóng.
Trà (chè) có độ ẩm ban đầu là 45% trong bồn chứa nguyên liệu, được gầu tải đưa
vào bộ phận nhập liệu. Bộ phận nhập liệu có tang quay gắn với động cơ, giúp chè được
đưa vào sấy liên tục, không bị nghẽn lại ở đầu băng tải. Sau đó tay gạt sẽ điều chỉnh độ
dày của lớp chè trên băng tải.
Khi vào hầm sấy, chè sẽ chuyển động cùng với băng tải đến cuối băng tải thứ nhất
xuống băng tải thứ hai và chuyển động ngược lại, cứ như thế đến các băng tải cuối và theo

Page 7


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

băng tải lấy sản phẩm ra ngoài, chứa trong bồn chứa sản phẩm, độ ẩm của sản phẩm sau
sấy là 5%.
Tác nhân sấy: không khí bên ngoài có nhiệt độ 17,9˚C, qua bộ lọc khí tay áo, sau
đó được quạt đẩy vào calorifer, ở đây không khí nhận nhiệt gián tiếp từ khói lò qua hàng
ống trao đổi nhiệt. Khói lò đi trong ống, không khí đi ngoài ống. Không khí sau khi được
gia nhiệt tới nhiệt độ thích hợp 80˚C theo đường ống đi vào hầm sấy. Trong hầm sấy,
không khí đi qua lưới phân phối khí ( phân phối khí đều), qua các băng tải, tiếp xúc với
chè, cung cấp nhiệt để hơi nước trong chè bốc ra ngoài. Dòng không khí nóng đi ngược
chiều với dòng sản phẩm.
Trong quá trình sấy, không khí di chuyển với vận tốc lớn nên có một phần chè sẽ bị

lôi cuốn theo ra khỏi hầm sấy. Để thu hồi khí thải và chè, người ta đặt tại đường ống khí ra
một xyclon để tách chè và làm sạch, dòng khí thải được thải ra ngoài môi trường.
1.4. Sấy băng tải
Thiết bị sấy băng tải gồm một hầm sấy hình chữ nhật trong đó có một hay nhiều
băng tải chuyển động nhờ các tang quay, các băng này tựa trên các con lăn để khỏi bị vọng
xuống. Băng tải làm bằng lưới kim loại, bằng thép hay bằng sợi bông tẩm cao su.
Không khí được đốt nóng đến nhiệt độ thích hợp nhờ calorifer và hút vào cửa phía
dưới của phòng sấy, vậy liệu sấy được cấp vào liên tục ở cửa nạp liệu và được cấp định
lượng qua cơ cấu nhập liệu.
Không khí nóng đi ngược chiều hay cùng chiều với chiều chuyển động của băng tải
hoặc đi từ dưới lên xuyên qua băng chuyền, xuyên qua vật liệu sấy. Để quá trình sấy được
tốt ta cho tác nhân sấy chuyển động với vận tốc 3m/s, còn băng tải chuyển động với vận
tốc 0,3-0,6m/s
Thiết bị sấy loại này thường được dùng trong công nghệ thực phẩm để sấy các loại
rau quả, ngũ cốc, sấy bánh keo, các loại nông sản khác, sấy một số sản phẩm hóa học…
Ta chọn sấy băng tải vì nó các ưu điểm sau:
 Cấu tạo thiết bị đơn giản, rẻ tiền, có hiệu quả sấy cao.
 Có thể đốt nóng giữa chừng, điều khiển dòng khí.
 Hoạt động liên tục
 Có thể sấy cùng chiều, ngược chiều hay chéo dòng.

Page 8


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Bên cạnh những ưu điểm trên thì thiết bị sấy băng tải cũng có một số hạn chế: thiết
bị cồng kềnh, vận hành phức tạp.

Page 9

Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

CHƯƠNG 2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
2.1. Các thông số ban đầu
-

Năng suất: G1 = 500kg/h

-

Độ ẩm vật liệu ướt vào: W1 = 45%

-

Độ ẩm vật liệu khô vào:
7.19-287[6])

-

Độ ẩm vật liệu ướt ra: W2 = 5%

-

Độ ẩm vật liệu khô ra:

 Tác nhân sấy:
-

Không khí vào calorifer: đặt thiết bị sấy tại Lâm Đồng nên ta có :
t0 = 17,90C, , Pkq = 1atm = 1,013 bar (Theo sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ
hóa chất tập 2)

-

Chọn nhiệt độ tác nhân sấy : t1 = 80˚C

2.2. Xử lí số liệu
 Lượng ẩm bốc hơi trong 1h
2.2-44[5])





2.2.1. Không khí trước khi vào calorifer ( Điểm A):


Hàm ẩm không khí

Ta có: t0 = 17,9˚C ;



Trong đó cpk :là nhiệt dung riêng của không khí khô, kj/kgkkk

Page 10

Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Cph: nhiệt dung riêng của hơi nước,
r: nhiệt ẩn hóa hơi của hơi nước,
2.2.2. Không khí sau khi đi qua calorifer (Điểm B)
Chọn nhiệt độ không khí sau khi qua calorifer là: t1 = 80˚C
Hàm ẩm



2.2.3. Không khí ra khỏi hầm sấy ( Điểm C)
Ta có: Nhiệt độ ra khỏi hầm sấy: t2
Enthalpy: I2 = I1 = 109,119 Kj/kgkkk
 Tra giản đồ Ranzimd : tư = 340C




2.3. Cân bằng cho không khí sấy
Cũng như vật liệu khô, coi như lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy
không bị mất mát trong suốt quá trình sấy.khi quá trình làm việc ổn định lượng không khí
đi vào mang theo một lượng ẩm là Ld1.
Sau khi sấy xong, lượng ẩm bóc ra khỏi vật liệu là W nên không khí có thêm một
lượng ẩm là W. Nếu lượng ẩm trong không khí ra khỏi mấy sấy là Ld 2 thì ta có phương
trình:
(CT 7.19-287[6])
Với L: Là lượng không khí khô tối thiểu cần thiết để làm bốc hơi W( kg) ẩm trong
vật liệu.
Vậy:

Page 11


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Tại nhiệt độ t0 = 17,90C => ở Pkq = 1tm
Nên lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trước khi vào calorifer:
Vậy lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm trong vật liệu là:
Khi đi qua calorifer không khí chỉ thay đổi nhệt đầu nhưng không thay đổi hàm ẩm,
nên d0 = d1
Nhiệt lượng tiêu hao :

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
3.1. Thể tích của không khí
 Thể tích riêng của không khí vào thiết bị chính
Với: R = 287 J/Kg.K
T1= 80+273=353oF
P = 1,033at

Thay số vào ta có:

Page 12


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

 Thể tích không khí vào hầm sấy
 Thể tích riêng không khí ra khỏi hầm sấy
 Thể tích không khí ra khỏi hầm sấy
 Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy:

3.2. Tính thời gian sấy
Chọn độ chênh lệch nhiệt độ giữa thiết bị sấy và vật liệu là oC với tb=tư=34oC,
tm=t1=80oC.
Vận tốc dòng khí chọn để giảm thời gian của quá trình sấy, hạn chế tác nhân sấy
mang mang theo những phần chè vụn.
Ta có:
Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt: (
Mà: 378,81 W/m2 = 1363,7 Kj/m2h
Cường độ bay hơi ẩm trên bề mặt
r: nhiệt ẩn hóa hơi, ở 80, r = 2308 Kj/Kg
Đường kính chè: 58mm: chọn 6mm
R = 3mm = m
� = 320kg/m3: mật độ chè
Hệ số sấy tương đối:
Chọn độ ẩm cân bằng Wcb=3% (Thủy phần trong chè khoảng 3-3,5% chè thoát ẩm
chậm).
 Thời gian sấy

Page 13


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

3.3. Thiết bị sấy kiểu băng tải
Không khí nóng đi cùng chiều với chiều chuyển động của băng tải. Để quá trình
sấy được tốt người ta cho không khí di chuyển với vận tốc khoảng 0,5m/s, còn băng tải thì
di chuyển với vận tốc 0,3 - 0,6 m/phút.
 Chọn kích thước của băng tải
Gọi: Br: chiều rộng của lớp băng tải (m)

h: chiều dày lớp chè (m), chọn h = 0,05m
: vận tốc của băng tải (m/p), chọn 0,3m/p
: khối lượng riêng của chè ( kg/m3), = 320 kg/m3
Ta có Năng suất của quá trình sấy:
Do đó:
Chiều rộng thực tế của băng tải:
Với : hệ số hiệu chỉnh. Chọn �
Gọi : chiều dài băng tải (m)
: chiều dài phụ thêm, chọn
T: thời gian sấy, T = 1,3h
Ta có:
Mà ): dung lượng tính theo 1m chiều dài băng tải
Do đó:
Chọn 4 băng tải, mỗi băng tải có chiều dài lb=5,56m, đường kính băng tải: d=0,3m
Băng tải làm bằng thép không gỉ, có , bề dày
 Tính con lăn đỡ băng
Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh có tải:
Trong đó: B: chiều rộng băng tải, B = 1,93m
A phụ thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu.
Ta có: . Suy ra A = 1750mm
Vậy:
Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh không tải:
lo = 2lt = 2.0,54 = 1,08 m
Page 14


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Số con lăn:
+ Nhánh không tải:

+ Nhánh có tải:
⟹ Tổng số con lăn cần dùng là: n = (n1 + n2 ).i = (5+11).4 = 64 con.
Kích thước con lăn: đường kính: d = 120mm, chiều dài: 2000mm, vật liệu: thép
CT3
Kích thước bánh lăn: đường kính: d=300mm, chiều dài: 2000mm, vật liệu: thép
CT3
3.4. Động cơ băng tải
Vì băng tải di chuyển với tốc độ thấp (số vòng quay của tang nhỏ)
Vận tốc băng tải:
Vận tốc tang:
 Chọn động cơ điện:
Trong đó: : công suất định mức của động cơ (kW)
: công suất làm việc (kW)
: hiệu suất truyền động
Tính công suất làm việc của băng tải:
P: lực kéo băng tải,
Tính mbăng ta chọn băng là thép không rỉ có ρ = 7900 kg/m3, bề dày = 1mm

Tính hiệu suất chung:
Tra bảng 2-1[4], ta có:
: hiệu suất bộ truyền bánh ma sát. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên sử dụng 6 bánh
ma sát.
: hiệu suất của một cặp ổ lăn. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên chọn 4 cặp ổ lăn.

Page 15


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

: hiệu suất của bộ truyền đai. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên sử dụng 3 bộ truyền

đai.
=>
=>
Do đó ta chọn động cơ loại A02(AOJ12)11-6, (bảng 2P-322[4]), ta có các thông số
sau:
-

Công suất động cơ:

-

Số vòng quay động cơ:

 Cơ cấu truyền động bằng đai giữa hai tầng băng tải
 Chọn loại đai cao su
Đường kính bánh đai dẫn:

Trong đó:: công suất trên trục dẫn, kW
: số vòng quay trong 1 phút trên trục dẫn
Theo (bảng 5.1-85[4]), ta chọn đường kính bánh đai dẫn
Vận tốc đai:

Đường kính bánh đai bị dẫn:
: do cơ cấu truyền 4 tang dẫn nên ta chọn i=1
=>
Chiều dài đai:
Khoảng cách trục A = khoảng cách 2 tầng băng tải + chiều dày băng . 2 + bán kính
bánh lăn. 2 = 300+ 1.2 +150.2 = 602mm = 0,602 m
Góc ôm: do ( CT5.3[4])
Định tiết diện đai:

Chiều dày đai: ( bảng 5.2-86[4]), đối với đai cao su
Theo (bảng 5.3-87[4]), ta chọn đai loại A có chiều dày 12 mm
Lấy ứng sức căng ban đầu:
Page 16


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Theo trị số . Tra (bảng 5.5-89[4]) ta được:
Các hệ số: (bảng 5.6-89[4])
(bảng 5.7-89[4]
(bảng 5.8-89[4])
(bảng 5.9-90[4])
Chiều rộng đai b được tính theo công thức:
( CT 5.13-86[4])
Tra (bảng 5.4-88[4]), ta chọn b = 225 mm
Chiều rộng bánh đai: ( bảng 5.10-91[4]), B = 250 mm.
Lực căng ban đầu:
( CT 5.16-91[4])
Lực tác dụng lên trục:
 Tính toán trục băng tải
Ta có công thức:
Với d: đường kính trục (mm)
N: công suất truyền (kW)
n: số vòng quay trong 1 phút của trục
C: hệ số tính toán
C = 130-110 đối với thép CT5, ta chọn C = 110
Vậy ta chọn đường kính trục 60 mm.

3.5. Tính toán buồng sấy

 Chiều dài buồng sấy
= 0,6( m): chiều dài phụ thêm

 Chiều cao buồng sấy:
: khoảng cách giữa hai băng tải
khoảng cách phụ thêm từ băng tải trên cùng đến trần.
Page 17


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

h4 = 0,3 m : đường kính băng tải
n: số băng tải

 Chiều rộng buồng sấy:
b0 = 0,1 (m) : chiều rộng phụ thêm (khoảng cách từ băng tải đến tường)

 Kích thước phủ bì
-

Tường xây bằng gạch, bề dày tường

-

Tường được phủ lớp cách nhiệt

-

Trần đổ bêtông , có lớp cách nhiệt

 Chiều dài buồng:
Chiều cao buồng:
Chiều rộng buồng:
3.6. Tính vận tốc chuyển động của không khí và chế độ chuyển động của không khí
trong buồng sấy
 Vận tốc không khí trong buồng sấy
Trong đó: ωkk: vận tốc tác nhân sấy trong hầm sấy (m/s)
Vtb : lưu lượng thể tích tác nhân sấy (m3)
F: tiết diện buồng sấy(m2)

 Chế độ chuyển động của không khí
Với Re: hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chuyển động của dòng
dtd: đường kính tương đương
v: hệ số độ nhớt động,
Nhiệt độ trung bình của không khí:

Page 18


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Tra phụ lục 6- kĩ thuật sấy (Trần Văn Phú), ta có:

Vậy:
Do Re ≥ 104 nên không khí trong buồng sấy ở chế độ chảy rối.

 Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào buồng sấy với không khí bên ngoài
Trong đó:
: hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với không khí bên ngoài,
: hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy đi ra khỏi phòng sấy với không khí bên ngoài,

Vậy:
3.7. Cân bằng nhiệt lượng
Tổn thất nhiệt trong quá trình sấy thực
3.7.1. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi buồng sấy
Với: G2: khối lượng vật liệu đầu ra, kg/h
W: lượng ẩm cần tách, kg/h
Cvl: nhiệt dung riêng của vật liệu ra khỏi hầm sấy, kJ/kg.độ
tvlđ, tvlc : nhiệt độ vật liệu lúc vào và ra khỏi hầm sấy.
tvlđ = to = 17,9oC
tvlc = t2 = 39,1oC (sấy cùng chiều, vật liệu dễ hấp thụ nhiệt)
Nhiệt dung riêng của chè khi ra khỏi hầm sấy:
Cvl = Cvlk ( 1-W2) + CaW2 (CT 7.40-141[8])
Với Cvlk: nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối, Cvlk = 1,5 kgJ/kg.độ (theo TL
[8] thì đối với vật liệu thực phẩm thì Cvl = 1,2 –1,7 kJ/kgđộ)
Ca: nhiệt dung riêng của nước, Ca = 4,18 kJ/kg.độ.
⟹ Cvl = 1,5(1-0,05) + 4,18 .0,05 = 1,634 kJ/kg.độ.
Thay số ta được: kJ/kg ẩm
Tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển chiếm khoảng 2% qo
qvc = 2%.qo = 0,02 . 3908,34 = 78,167 kJ/kg ẩm.

Page 19


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

3.7.2. Nhiệt tổn thất ra môi trường
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bao gồm:
-

Nhiệt tổn thất qua tường: qt

-

Nhiệt tổn thất qua trần: qtr

-

Nhiệt tổn thất qua nền: qn

-

Nhiệt tổn thất qua cửa: qc

-

Nhiệt tổn thất do mở cửa: qmc

-

Nhiệt tổn thất động học: qđh

⟹ qxq = qt + qtr + qn + qc + qmc + qđh

 Tính tổn thất nhiệt
Tường gồm 2 lớp: một lớp gạch 1= 250mm, một lớp cách nhiệt 2= 50mm
Tra bảng T416, TL [10] ta được: λ1 = 0,77 W/m.độ và λ2 = 0,058 W/m.độ
Tính hệ số cấp nhiệt α1:
Với A = 1,2 –1,3: hệ số tùy thuộc chế độ chuyển động của khí. Với chế độ chảy
xoáy và tường nhám A= 1,2
α1’: hệ số cấp nhiệt của không khí chuyển động cưỡng bức, W/m2.độ.

α1”: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiện, W/m2.độ.
Như vậy không khí nóng được vận chuyển bằng quạt thì hệ số cấp nhiệt sẽ bao
gồm ảnh hưởng của đối lưu tự nhiên & đối lưu cưỡng bức.
-

Tính hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động cưỡng bức:
Công thức tổng quát cho khí chảy dọc theo tường phẳng:
, W/m2.độ

(CT VI-39[12])

Với: λt : hệ số dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ trung bình, W/m.độ
, W/m2.độ
Nu1’= c Ren

(CT VI- 41[12])

c, n: hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của khí.
Chuẩn số Re được tính theo công thức:
Với: ωt = 0,25 m/s: vận tốc dòng khí trong buồng sấy
ρt = 1,06132 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ trung bình
Page 20


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

μt = 20,08.10-6 m2.s: độ nhớt của khí ở nhiệt độ trung bình
Các thông số của khí tra ở (bảng-318 tài liệu [1])
dtđ : đường kính tương đương của buồng sấy.

Re > 4.104 thì c = 0,032 và n = 0,8

-

Tính hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động tự nhiên:
Với Nu1”= ε.(Gr.Pr)m (CT VI-45[12])
ε, m: hệ số phụ thuộc vào tích số (Gr.Pr). Công thức này được dùng khi Pr>0,7
Công thức tính Grassholf (Gr)
Ttb= 59,6+ 273 = 332,6oK, nhiệt độ trung bình của TNS, oK
g = 9,81 m2/s : gia tốc trọng trường.
∆T= Ttb – TT1, oK
Ttb : nhiệt độ trung bình của TNS
TT1: nhiệt độ tường tiếp xúc với TNS.
Các thông số sử dụng trong công thức tính Gr lấy theo nhiệt độ của màng
tm,
Chọn TT1 = 59 oC => ∆T = 59,6- 59 = 0,6oC
=>
ρt = 1,06132 kg/m3
μt = 20,1.10-6Pa.s
Công thức tính chuẩn số Pr:
CT: nhiệt dung riêng đẳng áp, J/kgđộ
CT = 1010 J/kgđộ

Theo bảng T.173- [1], ta có ε = 0,135 và m = 1/3
Page 21


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Tính hệ số cấp nhiệt

Hệ số cấp nhiệt của bề mặt ngoài mấy sấy đến môi trường xung quanh
: hệ số cấp nhiệ do đối lưu tự nhiên
: hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ tường ngồi của hầm sấy ra môi trường.
-

Tính
Không khí chuyển động tự do bên ngoài tường hầm sấy thẳng đứng thì:
Với : hiệu số giữa nhiệt độ tường và không khí xung quanh, oC
Chọn ,

-

Tính

, chọn 4.15

Nhiệt tải riêng truyền từ mặt ngồi tường hầm sấy ra môi trường xung quanh:
Vậy hệ số truyền nhiệt Kt là:
Kiểm tra giả thiết về nhiệt độ:
Bằng cách kiểm tra nhiệt tải riêng q1 và q2:
Tính nhiệt độ mặt tường hầm sấy rồi so sánh với nhiệt độ t T1= 59oC và tT2= 21,53oC
đã giả thiết ban đầu.

Page 22


Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

Với tkk: nhiệt độ không khí trong phân xưởng.
Kiểm tra sai số

Vậy giả thiết ban đầu có thể chấp nhận được.
3.7.2.1. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường qua tường
Tổn thất qua tường:
Với:

3.7.2.2. Lượng nhiệt tổn thất qua trần
Quá trình cấp nhiệt cho trần hầm sấy tính tốn giống như tường hầm sấy nhưng lại là
tường nằm ngang:
Trần gồm 2 lớp:
-

Lớp cách nhiệt dày δ1 = 50mm, λ1 = 0,058W/m2.độ theo T416 TL[8]

-

Lớp bêtông dày δ2 = 100mm, λ2 = 1,28 W/m2.độ

Tính hệ số cấp nhiệt :
α1=A(α’1+ α’’1), W/m2.độ với A=1,2
Hệ số cấp nhiệt của không khí nóng cưỡng bức:
Hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động tự nhiên: giảm 30% so với công
thức.
α1 = 1,2(0,495+ 45,23) = 54,87 W/m2

Tính hệ số cấp nhiệt :
Hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên cũng tính như trên nhưng phải tăng thêm 30%
Các bước tính còn lại tính tương tự như trên, sau khi tính lặp nhiều lần ta thu được
kết quả sau:
Page 23

Đồ án môn học kỹ thuật thực phẩm

T1

∆tT1

α1

q1

tT2

∆tT2

α2

q2

9

0,6

54,87

32,922

21,93

4,03

7,83

31,55

4,16

Ta thấy sai số < 5%, nên có thể xem giả thiết ban đầu là đúng.
Vậy hệ số cấp nhiệt Ktr
Tính nhiệt độ mặt tường hầm sấy rồi so sánh với nhiệt độ t T1= 59oC và tT2= 21,93oC
đã giả thiết ban đầu.

Với tkk: nhiệt độ không khí trong phân xưởng.
Kiểm tra sai số

Vậy giả thiết ban đầu có thể chấp nhận được.

3.7.2.3. Tổn thất nhiệt qua cửa
Cửa gồm 3 lớp:
-

Lớp tiếp xúc với không khí xung quanh và tác nhân bằng Al có

-

Tra bảng T147[10] có

-

Lớp giữa cách nhiệt bề dày

Tính Kc

Với
, Diện tích cửa.
Theo kinh nghiệm, tổn thất do mở cửa

Page 24