Thiết kế hầm sấy củ cải năng suất 10000kg nguyên liệu có độ ẩm 78% độ ẩm sản phẩm 12%

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----------

ĐỒ ÁN I
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:

Thực phẩm 3 - K60
Ts. Nguyễn Ngọc Hoàng

Hà Nội,03/2018

Contents



LỜI NÓI ĐẦU
Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với sự đa dạng về
các sản phẩm nông sản. Các mặt hàng nông sản được thu hoạch theo mùa vụ
và cần tích trữ để sử dụng lâu dài. Do đó, ngành công nghiệp thực phẩm nước
ta rất chú ý đến quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Mục đích của quá
trình bảo quản thực phẩm là vẫn giữ được đặc tính ban đầu của thực phẩm,
đồng thời tăng giá trị sản phẩm, giữ được trong thời gian dài. Có rất nhiều
phương pháp được sử dụng trong quá trình bảo quản và chế biến như ngâm
đường,… và phương pháp sấy là một trong những phương pháp được sử dụng
khá phổ biến.
Sấy là một phương pháp được nghiên cứu và sử dụng khá lâu đời. Kỹ
thuật sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống.

Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn
sấy khô để bảo quản dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong công
nghiệp như công nghiệp chế biến hải sản, rau quả, lương thực, thực phẩm…
Từ đó làm phong phú hơn các sản phẩm thực phẩm như trái cây sấy, thịt khô,
cá khô,…
Thực tế cho thấy các quá trình nhiệt nói chung và quá trình sấy nói
riêng là những quá trình công nghệ rất phức tạp. Chẳng hạn quá trình sấy là
một quá trình tách ẩm khỏi vật liệu nhờ nhiệt và sau đó sử dụng tác nhân để
thải ẩm ra môi trường với điều kiện năng suất cao, chi phí vận chuyển hàng,
vốn đầu tư thấp nhất nhưng sản phẩm phải có chất lượng tốt,…
Để tìm hiểu sâu hơn về phương pháp sấy cũng như tính toán cho một
vật liệu sấy cụ thể nên đề tài của em là: Thiết kế hầm sấy củ cải năng suất
10000kg nguyên liệu có độ ẩm 78%. Độ ẩm sản phẩm 12%.
Đây là lần đầu tiên em làm đồ án cũng như kiến thức, tài liệu tham
khảo còn hạn chế nên trong quá trình làm còn nhiều sai sót, em rất mong
nhận được sự góp ý để hoàn thiện đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn Ts. NGUYỄN NGỌC HOÀNG đã tận tình
giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này.

3


Phần I: TỔNG QUAN
Chương 1: Tổng quan về vật liệu sấy
1.1 Đặc điểm của củ cải
Củ cải ( danh pháp hai phần: Raphanus sativus) là một loại rau ăn củ
thuộc họ cải, được thuần hóa ở châu Âu từ thời kỳ tiền Roman. Hiện nay củ
cải được trồng và sử dụng trên khắp thế giới. Củ cải có nhiều thứ khác nhau ,
khác biệt về kích thước màu sắc mùa vụ. Một vài thứ cải củ được trồng để lấy
hạt dùng trong chế biến dầu hạt cải.

Hiện nay, có hai loại cải củ chính được dùng phổ biến, đó là củ cải
trắng (mùa đông) và củ cải đỏ (xuân hoặc hè). Củ cải trắng thường có hình
dáng dài, nhỏ, củ cải đỏ tròn.
1.2 Thành phần hóa học của củ cải
Trong củ cải chứa nhiều chất dinh dưỡng nên có nhiều lợi ích cho sức
khỏe. Theo bảng thành phần thực phẩm Việt Nam của Viện dinh dưỡng thì
trong 100g củ cải trắng thì có:
92.1 g nước

calci 40 mg

1.5 g protid

sắt 1.1 mg

3.6 g gluxit

photpho 41 mg

1.5 g xenluloza

kali 242 mg

Đường tổng số 2.5 g
Chứa nhiều vitamin như: vitamin C 30 mg, vitamin B1 0.06 mg, B2
0.06 mg,…

4

Trong củ cải đỏ hàm lượng nước thấp hơn chỉ đạt 86 g, 1.3 g protid,
10.8 g gluxit, 0.9 g xunluloza, 28 mg calci, 43 mg photpho, 1.4 mg sắt. Hàm
lượng các viatmin: vitamin C 20 mg, 0.02 viatmin B1, 0.05 viatmin B2, 0.4
mg PP,..

5


1.3 Ứng dụng của củ cải
-

Làm thực phẩm

Vì củ cải chứa nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe nên củ cải
được chế biến thành nhiều món ăn như củ cải luộc ăn như rau, xào nấu với
thịt, kho với cá…
Trong công nghệ thực phẩm củ cải cũng được dùng để chế biến các sản
phẩm như củ cải dầm dấm, củ cải chua cay, củ cải muối,…
-

Tác dụng phòng bệnh và chữa bệnh
o Theo Đông y, củ cải tươi sống có vị cay, tính mát, củ cải nấu
chín có vị ngọt, tính bình, quy kinh phế và vị, có công dụng
chữa một số bệnh đường hô hấp, tiêu hóa, tiết niệu,...
o Giảm nguy cơ ung thư: Củ cải chứa chất phytochemical và
anthocyanins có tính chất chống ung thư. Ngoài ra, nó là một
loại củ giàu vitamin C có tác dụng như một chất chống oxy hóa
mạnh mẽ để ngăn chặn các tổn hại các gốc tự do - DNA bên
trong các tế bào, do đó giúp ngăn ngừa ung thư.
o Điều chỉnh huyết áp: Đây là nguồn thực phẩm giàu kali giúp

duy trì sự cân bằng natri-kali trong cơ thể, nhằm giữ cho huyết
áp ổn định.
o Giữ cho cơ thể đủ nước: Với hàm lượng nước cao và rất nhiều
vitamin C cũng như photpho và kẽm, củ cải là một thực phẩm
bổ dưỡng cho các mô và cơ thể, giúp cho cơ thể giữ nước tăng
sức khỏe làn da.
o Phòng ngừa thiếu máu: củ cải có chứa B12 tự nhiên và giúp
thúc đẩy sự hấp thu sắt, tham gia vào việc tổng hợp
hemoglobin, do đó lượng oxy hemoglobin tăng cao giúp bồi bổ
thể lực, phòng ngừa thiếu máu.
o
Phòng chống cảm lạnh và ho: Đây là một trong các loại rau củ
có thể chống sung huyết, hình thành các chất nhầy trong cổ
họng. Ngoài ra, củ cải cũng giúp tăng cường khả năng miễn
dịch, giữ cơ thể khỏi các bệnh nhiễm trùng dẫn đến cảm lạnh
và ho.

6


Củ cải có chứa nhiều nước, chất dinh dưỡng và các vitamin tốt cho
cơ thể và có nhiều tác dụng đối với sức khỏe con người như đã kể ở trên nên
được chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau đáp ứng nhu cầu sử dụng của
người tiêu dùng.
1.4 Quy trình sấy củ cải
Củ cải

Rửa sạch,
phân loại

Thái lát

Ngâm
muối

Rửa sạch

Ngâm
nước
Củ cải khô
Sấy
7


Củ cải sau khi thu hoạch được đưa đến nhà máy để thực hiện sấy. Củ cải được
rửa sạch bằng nước nhằm loại bỏ các chất bám trêm bề mặt củ và loại bỏ một
phần vi sinh vật. Củ cải sau khi đã rửa sạch được phân loại theo kích thước
tạo thuận lợi cho quá trình sấy: kích thước củ cải đồng đều với cùng thời gian
sấy cho sản phẩm có độ khô đồng đều. Sau khi được thái, củ cải được ngâm
muối trong một giờ để loại bỏ nước tăng độ giòn cho sản phẩm sấy. Tiếp đó
đem đi rửa sạch và tiếp tục ngâm trong nước lạnh một giờ để loại bỏ muối
trong quá trình ngâm muối rồi đem đi sấy và ta được củ cải sấy.

Chương 2: Tổng quan về công nghệ sấy
2.1

Khái niệm

Sấy là một khâu quan trọng trong công nghệ sấy, được sử dụng phổ biến
trong chế biến nông-lâm-hải sản. Sấy là một quá trình tách nước và hơi nước

ra khỏi vật liệu, làm giảm hàm ẩm trong vật ẩm đến độ ẩm mong muốn mà vật
liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đó với mức chi
phí tối thiểu.
2.2

Mục đích
Quá trình sấy giúp:

•

•

giảm khối lượng vận chuyển.
•

tăng độ bền ( gốm sứ, gỗ…).

•

tăng khả năng bảo quản.

tăng giá trị giữ được những đặc tính tốt đặc trưng của sản phẩm: độ giòn, dai,
màu sắc, hương vị của sản phẩm.
2.3 Phân loại phương pháp sấy
Dựa vào trạng thái tác nhân sấy hay cách tạo ra động lực quá trình dịch
chuyển ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng và
phương pháp sấy lạnh.
2.3.1

Phương pháp sấy nóng

8


Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt
nóng. Nhờ đốt nóng hoặc cả tác nhân sấy lẫn vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng
vật liệu sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật và phân áp
suất trong tác nhân sấy 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:

2.3.2

-

Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một
dịch thể nóng mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò.
Đây là loại hệ thống sấy phổ biến hơn cả.

-

Hệ thống sấy tiếp xúc: trong hệ thống sấy tiếp xúc vật liệu sấy
nhận nhiệt từ bề mặt nóng. Như vậy, người ta tạo ra chênh lệch
phân áp nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy.

-

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. Do đó,

độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy vào môi
trường được tạo ra chỉ bằng cách đốt nóng vật.

-

Các hệ thống sấy khác: hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần, hệ
thống sấy dùng năng lượng điện từ trường để đốt nóng vật.
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 nhờ giảm lượng chứa ẩm. 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 0ºC.
Phương pháp sấy lạnh có thể phân làm:
9


2.4
2.4.1

-

Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t>0: Với hệ thống sấy này, tác nhân
sấy trước hết được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử
ẩm bằng phương pháp hấp phụ, sau đó được đốt nóng hoặc làm
lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu
sấy. Do đó, khi phân áp suất trong tác nhân sấy nhỏ hơn phân áp
suất trên bề mặt vật nên ẩm từ dạn lỏng trên bề mặt vật bay hơi
vào tác nhân sấy, kéo theo sự dịch chuyển ẩm trong lòng vật ra bề

mặt.

-

Hệ thống sấy thăng hoa: là hệ thống mà ẩm trong vật liệu sấy ở
dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy. Trong hệ
thống sấy thăng hoa, người ta tạo ra môi trường trong đó nước
trong vật liệu sấy ở dưới điểm ba thể và áp suất tác nhân sấy bao
quanh vật p<610 Pa.

-

Hệ thống sấy chân không: nếu nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ hơn 273K
nhưng áp suất xung quanh p>610 Pa thì khi vật liệu sấy nhận
được nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắn chuyển thành thể
lỏng và sau đó mới chuyển thành thể hơi đi vào tác nhân sấy.

Thiết bị sấy
Thiết bị sấy buồng
• Cấu tạo chủ yếu của thiết bị sấy buồng là buồng sấy. Nếu dung
lượng của buồng sấy bé và thiết bị là các khay sấy thì người ta gọi
•
•
•

hệ thống sấy buồng này là tủ sấy.
Là thiết bị sấy chu kỳ từng mẻ.
Năng suất sấy không lớn.
Có thể sấy nhiều dạng vật liệu khác nhau từ vật liệu dạng cục, hạt
như các loại nông sản đến các vật dạng thanh, tấm như gỗ, thuốc

•

lá,…
Tác nhân sấy thường là không khí nóng hoặc khói lò ( không khí
được đốt nóng nhờ calorife điện hoặc calorife khí-khói. Calorife
được đặt dưới các thiết bị đỡ vật liệu hoặc hai bên sườn buồng sấy.

10


2.4.2

Thiết bị sấy hầm
• Thiết bị chính là một hầm sấy dài, từ 10-20m hoặc có thể lớn
hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào kích thước xe goong
•
•
•
•
•

và khay tải vật liệu sấy.
Thiết bị chuyển tải trong sấy hầm thường là xe goong hoặc là
băng tải.
Có thể làm việc bán liên tục hoặc liên tục nên năng suất lớn.
Có thể sấy được nhiều dạng vật liệu sấy khác nhau.
Tác nhân sấy chủ yếu là không khí nóng.
Calorife dùng để gia nhiệt cho không khí thường là calorife khíhơi hoặc khí-khói tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu là hơi nước
hay là khói lò. Có hai cách đưa tác nhân sấy vào hầm là từ trên

xuống hoặc từ hai bên.
11


2.4.3

Thiết bị sấy tháp
• Thiết bị chính là một tháp sấy, trong đó người ta đặt một loạt kênh
dẫn tác nhân nóng và kênh thải tác nhân sấy xen kẽ nhau. Vật liệu
sấy trong sấy tháp là dạng hạt tự chảy từ trên xuống. Tác nhân sấy
từ kênh dẫn xuyên qua lớp hạt chuyển động đi vào các kênh thải
•
•

để ra ngoài.
Sấy tháp là hệ thống sấy liên tục.
Là thiết bị chuyên dụng để sấy các dạng hạt cứng như ngô, thóc,
đậu,…có độ ẩm không lớn lắm.

12


2.4.4

Thiết bị sấy thùng quay
• Thiết bị sấy là một thùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng một góc
nào đó. Trong thùng sấy bố trí các cánh xáo trộn. Khi thùng quay,
vật liệu sấy vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng
sấy vừa bị xáo trộn từ trên xuống dưới. Tác nhân sấy cũng vào
•

•
•
•

•

đầu này ra đầu kia của thùng sấy.
Thiết bị sấy thùng quay cũng là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt,
cục nhỏ nhưng có độ ẩm ban đầu lớn và khó dịch chuyển nếu
dùng thiết bị sấy tháp.
Có thể làm việc liên tục.
Độ điền đầy của vật liệu sấy trong thùng quay tùy theo cấu tạo và
vật liệu sấy.
Tác nhân sấy chủ yếu của thiết bị sấy thùng quay thường là không
khí nóng hoặc khói lò. Nó có thể chuyển động cùng chiều hoặc
ngược chiều với vật liệu sấy.
Ưu điểm: quá trình sấy đều đặn, mãnh liệt
cường độ sấy lớn
13


•

2.4.5

dễ dàng cơ giới hóa và tự động hóa
Nhược điểm: dễ bị vỡ vụn
tiêu tốn năng lượng.

Thiết bị sấy khí động
• Thiết bị sấy có thể là một ống tròn hoặc hình phễu, trong đó tác
nhân sấy có tốc độ cao làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sấy từ
đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy.
• Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt bé, mảnh nhỏ như than,
cám,…và độ ẩm cần lấy đi thường là độ ẩm bề mặt.
• Tác nhân sấy chủ yếu là không khí và khói lò.
• Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng lớn, nhất là điện dùng cho quạt.

14


2.4.6

Thiêt bị sấy tầng sôi
• Thiết bị chính là một buồng sấy, trong đó vật liệu sấy nằm trên ghi
có đục lỗ. Tác nhân sấy có thông số thích hợp được đưa vào dưới
ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như
hình ảnh các bọt nước sôi.
• Là hệ thống chuyên dùng để sấy hạt.
• Ưu điểm: năng suất lớn, thời gian sấy nhanh, vật liệu sấy được sấy
rất đều.

15


2.4.7

Thiết bị sấy phun
• Thiết bị chính là một hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống dưới.

Dung dịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun
hoặc trên đĩa quay ở đỉnh tháp tạo thành những hạt dung dịch bay
lơ lửng trong thiết bị sấy.
• Tác nhân sấy có thể được đưa vào cùng chiều hay ngược chiều
thực hiện quá trình truyền nhiệt ẩm với các hạt dung dịch và thoát
ra ngoài qua xyclon.
• Là thiết bị chuyên dùng để sấy các dung dịch huyền phù như
trong dây chuyền sản xuất sữa bột, sữa đậu nành,…

16


2.5
Tác nhân sấy
2.5.1 Khái niệm

Tác nhân sấy là những chất cấp nhiệt cho vật để bay hơi ẩm, đồng thời
tải ẩm đó ra khỏi phòng sấy.
Các tác nhân sấy thường dùng là các chất khí như không khí, khói lò, hơi
quá nhiệt và chất lỏng như các loại dầu, một số loại muối nóng chảy,..
2.5.2 Nhiệm vụ
- Gia nhiệt cho vật liệu sấy.
- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường.
- Bảo vệ vật liệu liệu ẩm khỏi bị hỏng do quá nhiệt.
2.5.3 Các tác nhân sấy
• Không khí nóng
Là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, không gây độc hại và không làm
bẩn sản phẩm sấy. Không khí vừa là hỗn hợp nhiều chất khí khác nhau: nitơ,
oxy, hơi nước,…
- Ưu điểm:

Rẻ, có sẵn trong tự nhiên.
Có thể dùng hầu hết cho các loại sản phẩm.
- Nhược điểm:
Cần trang bị thêm bộ phận gia nhiệt không khí.
• Khói lò

17


Trong các hệ thống sấy, khói lò có thể được dùng với tư cách hoặc là tác
nhân sấy hoặc với tư cách cung cấp nhiệt lượng để đốt nóng không khí trong
caloriphe khí-hơi.
Khói lò gồm khói khô và hơi nước vốn có trong nhiên liệu và do phản
ứng cháy hidro sinh ra. Khói lò bao giờ cũng chứa một lượng nhất định tro
bay theo và những chất độc hại vốn có trong nhiên liệu. Do đó, khói lò chỉ
dùng làm tác nhân sấy trong các trường hợp vật liệu sấy không bị bám bẩn
như thức ăn gia súc hoặc vật liệu xây dựng.
2.6 Lựa chọn thiết bị
Dựa vào những đặc điểm, tính chất của vật liệu sấy cũng như các phương
pháp sấy để chọn được phương pháp sấy phù hợp với củ cải. Thiết bị sấy làm
việc gián đoạn có năng suất thấp cồng kềnh, thao tác nặng nhọc nếu không có
thiết bị vận chuyển, nhiều khi không đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thiết bị
sấy làm việc gián đoạn thường được ứng dụng khi năng suất nhỏ,sấy các loại
có hình dạng khác nhau. Còn thiết bị sấy liên tục cho chất lượng sản phẩm tốt
hơn, thao tác nhẹ nhàng hơn. Yếu tố quan trọng để chọn thiết bị sấy liên tục là
tính chấ vật liệu sấy. Để sấy vật liệu dạng cục thì dùng thiết bị thùng quay,
hầm. Để sấy vật liệu dạng hạt, tơi thì dùng thiết bị thùng quay, thổi khí,
xiclon, tầng sôi. Để sấy huyển phù, dung dịch, chất nóng chảy thường dùng
loại sấy phun cũng như loại tầng sôi. Vì vậy, với vật liệu sấy là củ cải ta chọn
phương pháp sấy hầm. Sấy hầm là thiết bị sấy liên tục, năng suất cao mà vẫn

đảm bảo chất lượng sản phẩm. Chọn tác nhân sấy là không khí nóng vì không
gây độc hại và không làm bẩn sản phẩm không ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm.

PHẦN II: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY
Chương 1: Tính toán và thiết kế hệ thống sấy hầm
1.1 Năng suất sấy trong một giờ
Năng suất sấy là sản lượng thành phẩm trong một năm. Năng suất có thể
là khối lượng G (kg/năm) hoặc thể tích V (m3/năm).
Đề bài đã cho năng suất sấy là : 10000 kg/ngày
18


Năng suất sấy trong một giờ:
G2 = 10000:24 = 416,7 kg/h
Khối lượng vật liệu ẩm vào hầm sấy:
G1 = G2∗ = 416,7* = 1666,8 kg/h
1.2 Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ
W = G2∗ = 416,7* = 1250,1 kg/h
1.3Chọn chế độ sấy
Ta chọn hệ thống sấy hầm không hồi lưu và tác nhân sấy là không khí
nóng đi ngược chiều với vật liệu sấy. Thông số không khí ngoài trời ta lấy t o =
20oC và ϕo = 85% . Ta chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm sấy là t 1 = 85oC,
nhiệt độ tác nhân ra khỏi hầm sấy chọn sơ bộ t 2 = 35 oC và độ ẩm tương đối
φ2= (90±5)%. Chúng ta sẽ kiểm tra lại điều này. Thời gian sấy là 8h.
1.4Tính toán quá trình sấy lý thuyết

Sơ đồ nguyên lý hệ thống
Trong đó 1: Quạt

2: Calorifer

Đồ thị I-d khảo sát quá trình sấy như hình vẽ

19

3: Hầm sấy


 Điểm A:
Các thông số (to, ϕo) đã cho, chúng ta có thể xác định được trạng thái A
của không khí ngoài trời. Theo các công thức giải tích ta được:
+ Phân áp suất bão hòa tương ứng với to = 20oC
Pb0 = exp =exp
= 0,0233 bar
+ Lượng chứa ẩm do
20


do = 0,621∗ = 0,621∗
= 0, 0126 kg ẩm/kg kkk
+ Entanpi Io
Io = Cpk * to + do*(r + Cpa*to)

(I.5)

Trong đó:
Cpk: nhiệt dung riêng của không khí khô. Cpk = 1,005 kJ/kg.K
Cpa: nhiệt dung riêng của hơi nước. Cpa = 1,97 kJ/kg.K
r : nhiệt ẩn hóa hơi. r = 2500 kJ/kg

Vậy:
Io = 1,005* 20 + 0,0126*( 2500 + 1,97* 20)
= 52,0964 kJ/kg kkk
Cdx(do) = Cpk + Cp*.do = 1,005 + 1,97*0,0126
= 1,0298 kJ/kgKKK
 Điểm B:
Entanpi của tác nhân sấy sau calorifer
Trạng thái không khí sau calorifer được xác định trên đồ thị I-d bởi các
cặp thông số (t1,d1). Từ điểm B ta dễ dàng tìm thấy trên đồ thị I-d entanpi I 1,
độ ẩm tương đối φ1. Ngoài ra cũng có thể tính toán theo công thức sau.
+ Entanpy I1
I1 = Cpk*t1 + do*(r + Cpa*t1)
= 1,005* 85 + 0,0126*( 2500 + 1,97*85)

21


= 119,0349 kJ/ kg kkk
+ Phân áp suất bão hòa hơi nước pb1 ở nhiệt độ t1 = 85oC
Pb1 = exp =exp
= 0,569 bar
+ Độ ẩm tương đối φ1
φ1 = = = 0,0347
→ φ1 = 3,47 %
 Điểm C:
Thông số tác nhân sáy sau quá trình sấy lý thuyết
Trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết được xác định bởi
thông số:
I2 = I1
+ Lượng chứa ẩm d2

d2 = d0 +
→ d2 = 0,0126 +
= 0,0326 kg ẩm/kg kkk
+ Phân áp suất hơi nước bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t2
Pb2 = exp =exp = 0,0558 bar
+ Độ ẩm tương đối
φ2 = = = 0,8879
→ φ2 = 88,79 %

22


Với độ ẩm φ2 = 88,79 % thỏa mãn điều kiện để vừa tiết kiệm nhiệt lượng
do tác nhân sấy mang đi vừa đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương.
+ Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm lo
lo = = = 50 kg kkk/kg
Lo = W.lo = 1250,1* 50 = 62505 kg kkk/h
Thể tích của không khí ẩm ở trạng thái (t 1, φ1) ứng với 1 kg không khí
khô vo = 1,056 m3/kg kk( phụ lục 5 trang 349- Tính toán và thiết kế hệ thống
sấy- Trần Văn Phú). Do đó, lưu lượng thể tích của TNS bằng:
Vo = 1,056* 62505 = 66005,28 m3/h
1.5Xác định kích thước cơ bản hầm sấy
1.5.1 Kích thước các bộ phận vận chuyển
Gồm các xe goòng, trên các xe goòng có các khay để đựng vật liệu:
a.

Khay đựng vật liệu
Khay làm bằng Al có = 2700 kg/m3; CAl = 0,86 kJ/kg.độ
Chọn kích thước các khay là:
+ chiều dài Lk = 750 mm

+ chiều rộng Bk = 1000 mm
+ chiều cao Hk = 40 mm
Chiều dày thành khay 1,5 mm
Chiều dày đáy khay 2 mm
Khối lượng vật liệu sấy trên 1 khay là: mo = 10 kg nguyên liệu

Để tăng hiệu suất sấy và giảm bớt khối lượng vật liệu làm khay thì toàn
bộ số khay cần đục lỗ ở đáy. Các lỗ có = 10 mm
23


Khối lượng Al cần làm 1 khay là Mk = 2 kg
b.

Xe goòng
Ta chọn thiết bị truyền tải là xe goòng có kích thước
(Bxe × Lxe × Hxe) = ( 1000 × 800 × 1400) mm

Chọn vật liệu làm xe là thép CT3: = 7850 kg/m 3 , Gt = 1,9 kg/m Ct = 0,5
kJ/kg.K
Thép làm khung là thép góc L cạnh có kích thước 50 × 40 mm. độ dày d
= 10 mm
Khung xe được hàn bởi
26 thanh thép góc L dài 0,8 m
4 thanh thép góc L dài 1 m
4 thanh thép góc L dài 1,4 m
Vậy khối lượng khung là
mkhung = (26 . 0,8 + 4 . 1 + 4 . 1,4) . 1,9 = 57,76 kg
Mỗi xe gòong chứa 13 khay, các tầng khay cách nhau 100 mm.
 Bánh xe goong

Chiều cao của phần bánh xe là 150 mm
- Mỗi xe goong gồm 4 bánh xe làm bằng thép tròn đặc có bán kính r = 50
mm và chiều dày l = 0,05m
Khối lượng 4 bánh xe là:
mbx = 4 * 0,052 * 3,14 * 0,05 * 7850 = 12,32 kg
Vậy khối lượng một xe goong là:
mxe = mkhung + mbx = 57,76 + 12,32 = 71,08 kg
24


Chiều cao của xe goong là Hx = 1400 + 150 = 1550 mm
Tính thiết bị chính

1.5.2

Ta có trên mỗi tầng khay ta để 1 khay
Khối lượng vật liệu sấy trên mỗi xe goong là
G = 11 * 13= 143 kg
Như đã chọn chế độ sấy ở đây với thời gian 8giờ
Số xe goong cần cần thiết cho cả quá trình sấy là
n = = 94 xe
Để giảm chiều dài hàm sấy và tăng sự đồng đều sản phẩm ta làm 8 hầm
sấy song song, mỗi hàm 12 xe. Cứ 2 giờ cho 3 xe vào hầm.
Chúng ta thấy rằng 8 hầm sấy tổng khối lượng vật liệu ban đầu vào hầm
là G1 = 1666.8 kg/h và khối lượng vật liệu ra khỏi hầm là G 2 = 416,7 kg/h,
lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ của tất cả các hầm là W = 1250,1 kg/h.
Vậy:
G1’ = 208,35 kg/h

W’ = 156,26 kg/h

G2’= 52,09 kg/h


Chiều dài hầm sấy
L = * Lxe+ 2 * l0

Trong đó: l0 là chiều dài bổ sung để bố trí tác nhân sấy vào và ra khỏi
hầm sấy
l0 = 1000 ÷ 1500 mm → chọn l0 = 1000 mm
n là số xe
Thay số vào ta được:
L = *800 + 2 * 1000 = 11600 m
25