SẤY-TIÊUU

MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU
Sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghệ 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 ngành hải sản, rau quả và các
thực phẩm khác, các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu… sau khi thu
hoạch cần sấy khô kịp thời nếu không sản phẩm sẽ giảm phẩm chất thậm chí bị hỏng
dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch. Để chất lượng sản phẩm được tốt ta phải tiến
hành sấy để tách ẩm. Vật liệu sau khi sấy có khối lượng giảm, do đó giảm công chuyên
chở, độ bền tăng lên, chất lượng sản phẩm được nâng cao, thời gian bảo quản kéo dài...
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Người ta phân biệt
sấy ra làm hai loại: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo. Sấy tự nhiên dùng năng lượng mặt trời
để làm bay hơi nước trong vật liệu nên đơn giản, ít tốn kém tuy nhiên khó điều chỉnh
được quá trình sấy và vât liệu sau khi sấy vẫn còn độ ẩm cao. Trong công nghiệp hoá
chất người ta thường dùng sấy nhân tạo, tức là phải cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm.
Phương pháp cung cấp nhiệt có thể bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng
lượng điện trường có tần số cao.
Đối với nước ta là nước nhiệt đới nóng ẩm, do đó việc nghiên cứu công nghệ sấy
để chế biến thực phẩm khô và làm khô thuỷ sản có ý nghĩa rất đặc biệt. Kết hợp phơi
sấy nhằm tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu những công nghệ sấy và các thiết bị sấy
phù hợp cho từng loại thực phẩm, thủy sản phù hợp với điều kiện khí hậu và thực tiễn
nước ta. Từ đó tạo ra hàng hóa phong phú có chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu và
tiêu dùng trong nước.
Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng một hệ thống các thiết bị gồm: thiết bị
sấy như buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay, sấy phun,
sấy tầng sôi, máy sấy trục, thiết bị đốt nóng tác nhân sấy trong caloriphe, quạt, bơm và
một số thiết bị phụ khác.
Trong đồ án này em sẽ tính toán và thiết kế thiết bị sấy hầm. Thiết bị sấy loại này
thường được dùng để sấy các loại nông sản. Vật liệu sấy là tiêu với tác nhân sấy là hỗn

hợp không khí nóng.
Hệ thống sấy không những sử dụng năng lượng lượng điện mà còn kết hợp sử
dụng năng lượng mặt trời để giảm chi phí sấy. Việc kết hợp với năng lượng mặt trời giúp
khắc phục được những khuyết điểm của sấy năng lượng mặt trời khó điểu khiển được
quá trình sấy và hơn nữa tiết kiệm được năng lượng cho quá trình sấy từ đó giảm được
nhiều chi phí.
Hệ thống được lắp đặt tại thành phố Hồ Chí Minh với độ ẩm vật liệu ban đầu là
45%, đồ ẩm vật liệu sau khi sấy là 10%, tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và
nhờ quạt thổi vào.


PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về đối tượng sấy
1.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm
Cây tiêu hay còn gọi là Hồ tiêu có tên khoa học là Piper nigrum. Là một loại dây
leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ. Thân mọc cuốn,
mang lá mọc cách. Lá như có dạng lá trầu không nhưng dài và thuôn hơn. Có hai loại
nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều
xuất phát từ kẽ lá. Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc. Khi chín, rụng cả
chùm. Quả hình cầu nhỏ, chừng 20-30 quả trên một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có
màu vàng, khi chín có màu đỏ.
Hồ Tiêu có nguồn gốc tại các vùng Tây Nam Ấn Độ thời trung cổ. Hồ Tiêu là gia
vị quý hiếm do người Veniz độc quyền buôn bán. Năm 1498 người Bồ Đào Nha tìm ra
đường thủy tới Ấn Độ và giành độc quyền buôn bán Hồ Tiêu cho đến thế kỷ 17. Sau
đó, Hồ Tiêu mới được trồng ở nhiều nước Viễn đông trong đó có Việt Nam.
Cây Hồ Tiêu là cây gia vị, sống nhiều năm, hạt có vị cay, thơm; là cây dây leo
thân dài, bám vào các cây, vậy khác bằng rễ. Môi trường sinh trưởng tự nhiên là rừng
xích đạo, nóng ẩm quanh năm, cây ưa lặng gió, che bóng, thích hợp với đất pha cát, tơi
xốp, sâu, dốc thoải nhiều màu, thoát nước nhanh, lượng mưa thích hợp.
Hồ Tiêu là loại cây trồng có thể sống lâu năm và có giá trị kinh tế cao. Hồ Tiêu

được sử dụng làm gia vị, trong y dược, trong công nghiệp hương liệu và làm chất trừ
côn trùng. Hạt Tiêu có vị nóng, cay, có mùi thơm hấp dẫn nên rất thích hợp cho việc
chế biến các món ăn. Vì vậy mà tiêu đã trở thành gia vị được dùng rất phổ biến trên thế
giới.
Ngoài tác dụng làm gia vị, Hồ Tiêu còn dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa, chữa
đau bụng, đau răng. Theo Đông Y, tiêu vị cay, tính nóng, làm ấm bụng, hạ khí, tiêu
đờm, chống cảm lạnh, chữa đau bụng do lạnh, nôn mửa, tiêu chảy, hen suyễn, khó thở,
đờm tắc.
1.1.2 Thành phần
Hồ tiêu rất giàu vitamin C, thậm chí còn nhiều hơn cả cà chua. Một nửa cốc hồ
tiêu xanh, vàng hay đỏ sẽ cung cấp tới hơn 230% nhu cầu canxi 1 ngày/1 người.
Trong tiêu có 1,2-2% tinh dầu, 5-9% piperin và 2,2-6% chanvixin. Piperin và
chanvixin là 2 loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay. Trong tiêu còn có 8%
chất béo, 36% tinh bột và 4% tro.
1.1.3 Thu hái và chế biến
Cây tiêu ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên nước ta thường ra hoa
tháng 5 đến tháng 6 và chín tập trung vào các tháng 2 đến tháng 3 trong năm, đôi khi


kéo dài đến tháng 4 đến tháng 5 do các lứa hoa trễ và cũng tùy theo giống. Còn ở các
tỉnh Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung có mùa tiêu ra hoa vào tháng 8 đến tháng 9
và thu hoạch vào tháng 4 đến tháng 6.
Sau khi thu hái hồ tiêu được làm sạch, sấy khô và say hoặc đóng gói trực tiếp tùy
đặc tính sản phẩm và thị trường.
1.2 Tổng quan về quá trình sấy
1.2.1 Định nghĩa quá trình sấy
- Quá trình sấy là quá trình làm khô một vật thể bằng phương pháp bay hơi.
- Đối tượng của quá trình sấy là các vật ẩm, là những vật thể có chứa 1 lượng chất lỏng
nhất định (chất lỏng chứa trong vật liệu ẩm thường là nước):
- Quá trình sấy tác động cơ bản đến vật ẩm là:

+ Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho lượng ẩm trong vật hóa hơi.
+ Lấy hơi ẩm ra khỏi vật và thải ra môi trường.
- Ứng dụng: Dùng để làm khô các vật liệu ẩn chủ yếu là các nông lâm hải sản có nhiều
dạng khác nhau, từ củ khoai sắn, quả như vải, nhãn, tôm cá, mực… Đến các dạng
huyền phù như sữa bò, sữa đậu nành.
1.2.2 Động lực của quá trình sấy
- Quá trình sấy được đặc trưng bởi quá trình dịch chuyển ẩm trong lòng vật với động
lực dịch chuyển L (tỉ lệ với Pv-Ph)
- Khi vật được đốt nóng thì áp suất hơi nước trong vật Pv tăng lên. Nếu áp suất hơi
trong môi trường xung quanh Ph không đổi thì độ chênh (Pv-Ph) tăng lên, do đó quá
trình sấy được tăng cường, đây là cơ sở của các thiết bị sấy bức xạ, thiết bị sấy bằng
dòng điện qua điện trở đốt nóng kết hợp năng lượng mặt trời.
- Nếu vật liệu sấy không được đốt nóng thì Pv sẽ không đổi nhưng môi trường xung
quanh thì quá trình sấy xảy ra động lực (Pv-Ph). Đây là cơ sở của các phương pháp sấy
đẳng nhiệt, sấy chân không, sấy thăng hoa.
1.2.3 Phương pháp sấy
- Dựa vào 2 phương pháp tạo ra động lực quá trình sấy chia ra 2 phương pháp
sấy: phương pháp sấy lạnh và phương pháp sấy nóng.
1.2.4 Phân loại các hệ thống sấy
-

Hệ thống sấy lạnh:

• Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0
Tác nhân sấy được khử ẩm bằng làm lạnh hoặc hấp thu sau đó được đốt nóng
hoặc làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy.
• Hệ thống sấy thăng hoa


Làm lạnh vật liệu sấy xuống dưới 0°C trong các kho lạnh sau đó đưa vật liệu sấy

với ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa, ở đây vật liệu sấy được đốt nóng và đồng
thời tạo chân không trong không gian xung quanh bằng bơm hút chân không.
• Hệ thống sấy chân không
Nếu nhiệt dộ vật liệu sấy nhỏ hơn 273 oK, Nhưng P>60Pa thì khi vật liệu sấy
nhận được nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắng chuyển thành thể lỏng và sau đó
mới chuyển thành thể hơi để đi vào tác nhân sấy.
-

Hệ thống sấy nóng:

• Quá trình sấy trong phương pháp dùng dòng không khí nóng gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn làm nóng OA: Trong giai đoạn này, vật nhận nhiệt từ khí sấy nên nhiệt
độ tăng dần từ giá trị ban đầu T o đến nhiệt độ ướt Tu (hay nhiệt độ bầu ướt). Hàm
lượng nước cơ sở khô X của vật gần như không thay đổi, còn vận tốc thoát ẩm tăng
nhanh từ 0 đến một giá trị nhất định. Thông thường, giai đoạn này ngắn.
Giai đoạn sấy với vận tốc không đổi AC (sấy đẳng tốc): Trong giai đoạn này
nhiệt độ vật không thay đổi, lượng nhiệt cung cấp chủ yếu dùng để cắt đứt liên kết
giữa nước và chất khô và làm bốc hơi nước. Vận tốc sấy không thay đổi, hàm lượng
nước X giảm dần. Tại C, phần nước liên kết yếu với chất khô, có tính linh động cao,
dễ bay hơi trong vật không còn nữa. C được gọi là điểm tới hạn.
Giai đoạn sấy với vận tốc giảm dần CD (sấy giảm tốc): Quá trình tách nước từ
vật trở nên khó khăn hơn, nhiệt độ vật tăng dần đến nhiệt độ của khí sấy, vận tốc thoát
nước từ vật giảm dần, độ ẩm của vật giảm dần và tiệm cận đến giá trị của hàm lượng
nước cân bằng Xe. Người ta dừng quá trình sấy (điểm D) khi hàm lượng nước của vật
liệu đạt giá trị yêu cầu XD.
• Hệ thống sấy tiếp xúc: là hệ thống sấy trong đó vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt
nóng bằng dẫn nhiệt.
-

Hệ thống sấy đối lưu:

• Hệ thống sấy buồng: Cấu tạo chủ yếu là buồng sấy, trong buồng sấy bố trí các thiết
bị đỡ vật liệu gọi là thiết bị truyền tải.
• Hệ thông sấy hầm: thiết bị sấy là một hầm sấy, vật liệu sấy vào đầu này và ra đầu kia
của hầm, thiết bị truyền tải trong hệ thống sấy hầm thường là các xe goòng với các
khay chứa hoặc băng tải.
• Hệ thống sấy tháp: hệ thống sấy là 1 tháp sấy, có 1 loạt kênh thải, vật liệu sấy đi từ
trên xuống và tác nhân sấy từ kênh dẫn xuyên qua vật liệu sấy thực hiện quá trình trao
đổi nhiệt ẩm với vật liệu sấy
• Hệ thông sấy thùng quay: thiết bị sấy là 1 hình trụ trong đặt nghiêng, trong thùng sấy
bố trí các cánh xáo trộn hoặc không, dùng sấy vật liệu sấy dạng cục, hạt.


• Hệ thống sấy khí động: thiết bị sấy có thể là 1 ống tròn hoặc phễu, trong đó tác nhân
sấy có nhiệt độ thích hợp với tốc độ cao, vật liệu sấy thường là dạng hạt nhỏ và độ ẩm
cần lấy đi là ẩm bề mặt.
• Hệ thông sấy tầng sôi: dùng sấy hạt, thiết bị sấy là 1 buồng sấy, trong đó vật liệu sấy
nằm trên giá có đục lỗ, tác nhân sấy có nhiệt độ và tốc độ thích hợp xuyên qua giá và
làm cho vật liệu sấy chuyển động.
• Hệ thống sấy phun: dùng để sấy dung dịch, huyền phù như trong công nghệ sản xuất
sữa bột.


PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1 Quy trình công nghệ sấy tiêu

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy tiêu


2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

- Nguyên liệu: nguyên liệu đưa vào quá trình sấy là hạt tiêu sau khi thu hoạch.
- Sàng tạp chất: hạt tiêu nguyên liệu sau thu hoạch còn lẫn nhiều tạp chất được cho qua
máy sàng rung lắc loại bỏ các tạp chất nhỏ nhờ tấm lưới sàng. Các tạp chất có kích
thước lớn cùng bị đẩy lên trên và loại bỏ.
- Phân loại theo kích thước: sau khi loại bỏ các tạp chất hạt tiêu được phân loại theo
kích thước nhờ máy sàn đảo có nhiều lưới sàng khác nhau để phân loại hạt tiêu thành
hạt có kích thước 2,5-4,5 mm, hạt có kích thước 4,5-5,9 mm, hạt có kích thước từ 4,95,5 mm và hạt có kích thước trên 5,5 mm.
- Phân loại theo tỷ trọng: hạt tiêu sau khi phân loại theo kích thước vẫn còn nhiều hạt
xốp không bị loại ra do cùng kích cỡ. Hạt tiêu được đưa vào thiết bị phân loại động
học gọi là Catado. Trong thiết bị khí được thổi từ dưới lên, các hạt nhỏ sẽ bị thổi ra
ngoài.
- Rửa: để xử lý vi sinh vật có hại nhất là khuẩn Semonella, người ta sử dụng hơi nước
ở áp suất 2-3 kg/cm2, nhiệt độ 1200-1400°C, phun vào hạt tiêu trong thời gian ngắn 20
đến 40 giây.
- Sấy: sau khi được xử lý, hạt tiêu được đưa vào hệ thống sấy có thể là sấy hầm, sấy
buồng, thùng quay… để tách ẩm khỏi vật liệu.
- Làm nguội: sau khi đã sấy nhiệt độ hạt tiêu còn cao được đưa vào thiết bị làm nguội
thổi khí để đưa hạt tiêu về nhiệt độ phòng.
- Phân loại theo tỷ trọng: Hạt tiêu được đưa vào Catado để loại bỏ các hạt nhẹ, xốp.
- Tách từ: Trong quá trình có thể vẫn chưa loại bỏ hết được các tạp chất là kim loại nên
cần tách các tạp chất này ra để đảm bảo cho sản phẩm an toàn.
- Đóng gói: sản phẩm được định lượng và đóng bao.


PHẦN 3: TÍNH TOÁN
3.1 Tính cân bằng vật chất và năng lượng

-

Các thông số ban đầu:

Địa điểm sấy: tại TP Hồ Chí Minh
Nhiệt độ môi trường sấy: to = 30°C
Nhiệt độ sấy: 70°C
Năng suất: G1 = 300 kgtươi/mẻ
Độ ẩm vật liệu ban đầu: ω1 = 45%
Độ ẩm vật liệu sau sấy: ω2 = 10%
Độ ẩm ban đâu tác nhân sấy: φo = 80%
Thời gian sấy: 8h

Tra theo bảng đồ thị H – d của không khí ẩm
• Điểm A (không khí trước khi vào caloriphe)

to = 30°C
φo = 80%
do = 0,022 kg ẩm/kg kkk
Ho = 20,5kcal/kgkkk = 20,5.4,1868 = 85,81 kJ/kgkkk
• Điểm B (trước khi vào hầm sấy)

t1

= 70°C

φ1 = 12%
d1 = do = 0,022 kgẩm/kgkkk
H1 = 31kcal/kgkkk = 31.4,1868 = 129,76 kJ/kgkkk
• Điểm C (không khí sau khi ra khỏi hầm sấy)

t2 = 60°C
φ2 = 19%
d2 = 0,026 kg ẩm/kg kkk

H2 = H1 = 129,76 kJ /kgkkk


Cân bằng vật chất cho quá trình sấy

- Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy
W = = = 116,67kg/mẻ = 14,58kg/h
- Lượng vật liệu sau khi ra khỏi máy sấy
G2 = G1 – W = 300 - 116,67 = 183,33 kg/mẻ
- Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy
Gk = G1(1 - W1) = 300 (1-0,45) = 165 kg/mẻ


- Lượng không khí khô cần trong quá trình sấy
G = = = 29167,5 kgkkk
- Lượng không khí khô cần để bốc hơi 1kg ẩm
= = = = 250 kg/kg ẩm


Cân bằng năng lượng cho quá trình sấy

- Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình sấy
q = () = = 10988kJ/kg ẩm
- Công suất hữu ích
Q1 = q.W = 10988.14,58 = 1602462 kJ/h
- Với quá trình sấy thực tế tổn thất nhiệt là 10%
Q2 = Q1 + 10%Q1 = 176225,5 kJ/h
Q3 = Q2 + 10%Q2 = 193848 kJ/h = 53,9 kW
- Lượng hơi nước đưa vào calorriphe
m = = = 0,0245 kg/s

Trong đó: r = 2202,8 (kJ/kg) là ẩn nhiệt hóa hơi của hơi nước ở 120°C (Trang
135, bài giảng Kỹ thuật quá trình và thiết bị 2)
3.2. Tính toán thiết bị chính
3.2.1 Tính xe goòng
 Tính kích thước xe goòng
• Chọn vật liệu khay là inox có kích thước như sau:

Dài Lk = 900 mm
Rộng Rk = 700 mm
Chiều cao Hk = 3mm
Bề dày = 2 mm
Khối lượng riêng = 7,93.103 (kg/m3)
• Kích thước xe goòng

Chiều rộng xe: b = Lk + 2.20 = 740 mm
Chiều dài xe: l = Rk + 2.20 = 940 mm
Chiều cao xe: h = 1,7 m
Chiều cao làm việc: h1 = 1,54 m
Chọn khoảng cách giữa 2 tầng khay: h2 = 0,07m
Số khay trên 1 xe: k – 1 = 21 khay


Diện tích mỗi khay: Sk = 0,9.0,7 = 0,63 m2
1m2 chưa được 5,66kg tiêu tươi. Tương ứng 1 khay chứa 3,566kg tiêu tươi
Số khay cần cho một mẻ sấy: Nk = = 84 khay
Số xe goòng tương ứng: Nx = 84/21 = 4 xe
 Tính khối lượng xe goòng

Thể tích thép làm khung xe = 1,27413.10-3 m3

Khối lượng khung xe
7,93.103.1,27413.10-3 = 10,1kg
Khối lượng khay:
mk = 1,6128.10-4.7,93.103 = 1,58kg
Tổng khối lượng khay trên 1 xe
1,58.21 = 33,18kg
Khối lượng xe gòong chưa chở tiêu
33,18 + 10,1 = 43,28kg
3.2.2 Tính kích thước hầm sấy
Vỏ hầm được làm bằng inox 304 độ dày 5mm, ở giữa là lớp bông thủy tinh dày 90mm
Bề dày tường hầm h = 100mm

Cửa hầm được làm bằng inox 304, ở giữa là lớp bông thủy tinh dày 90mm, bên
ngoài bọc lớp inox bảo vệ dày 5mm
Đáy hầm được làm bằng bê tông.
Chọn x = 50mm là khoảng cách giũa các xe goòng
Khoảng cách giữa xe đến hai đầu hầm: a = 570mm
Khoảng cách của xe đến tường hầm: b = 100
Khoảng cách từ xe đến trần hầm: ∆h = 100mm
Bề dày trần và đáy hầm: đ = 50mm
Khoảng cách từ bánh xe đến đáy hầm c = 50mm
Chiều dài hầm:
Lh = Rk.Nx + 3.x + h.2 + a = 740.4 + 3.50 + 100.2 + 570 = 3880mm
Chiều rộng hầm:
Rh = Lk + h.2 + b.2 = 940 + 100.2 + 100.2 = 1340mm
Chiều cao hầm:


hh = hk + ∆h + đ + c = 1700 + 100 + 2.50 + 50 = 1950mm
3.3 Tính toán thiết bị phụ

3.3.1 Tính caloriphe
Caloriphe là thiết bị làm nóng không khí trước khi vào buồng sấy. Trong kỹ thuật
sấy nguời ta thường sử dụng 2 loại caloriphe là khí-khói và khí-hơi. Ở đây ta sử dụng
caloriphe khí-hơi.
Caloriphe khí–hơi là thiết bị trao đổi nhiệt qua vách ngăn. Trong ống là hơi bão
hòa ngưng tụ, ngoài ống là không khí chuyển động. Hệ số trao đổi nhiệt n của hơi nước
rất lớn so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu ở mặt ngoài của ống với không khí. Do đ ó
bên ngoài ống phía không khí được làm thêm cánh để tăng khả năng truyền nhiệt. Vì
vậy caloriphe được sử dụng là loại ống chùm với ống có cánh. Caloriphe được bố trí
nằm ngang.
- Bề mặt truyền nhiệt của caloriphe:
F=
Trong đó:
K: hệ số truyền nhiệt caloriphe
∆Ttb: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa không khí và hơi
�c: hiệu suất của Caloriphe
Ta có: ∆Ttb =
∆Tmax = ts – t0 = 120 – 30 = 90
∆Tmin = ts – t1 = 120 – 70 = 50
Ts = 120oC nhiệt độ bão hòa hơi nước
 ∆Ttb = = 68,1°C

- Nhiệt độ trung bình của không khí trong caloriphe:
ttb = thơi - ∆Ttb = 120 – 68,1 = 51,9°C
- Tính hệ số truyền nhiệt k:
k=
- Caloriphe có ống làm bằng inox 304:
-

= 25 W/mK: hệ số dẫn nhiệt của thép

d1 = 32mm: đường kính trong
d2 = 34mm: đường kính ngoài
Độ dày ống: = = = 1mm
l = 1m: Chiều dài của ống
s1 = 0,06m bước ống ngang
s2 = 0,1m bước ống dọc
thép


-

: hệ số làm cánh
dc = 0,055: đường kính cánh
c = 1mm: chiều dày mỗi cánh
t = 19mm: khoảng cách 2 cánh
c

- Chiều cao cánh: h = 0,5(dc - d2) = 0,5(0,055-0,034) = 0,0105m
- Bước cánh: sc = t + c = 0,019 + 0,001= 0,02m
- Hệ số dẫn nhiệt: c = 150 W/m.K
 nc = = = 50 : số cánh trên một ống

- Hệ số làm cánh:
c

= 1 + = 1 + = 2,46

- Tính 1 : hệ số tỏa nhiệt từ mặt cánh tới không khí W/m2.độ: 1 =
 Nuf = 0,251.Re0,67

- Re được tính theo tốc độ tại khe hẹp qua cánh max và đường kính tương đương dE







Re =
dE =
với : diện tích ống của một cánh
= 2c = 50 = 0,15
: diện tích mặt ngoài ống phía không làm cánh, m2
= .d2.t.nc = .0,034.0,019.75 = 0,15 (m2)
dE = 0,0364 m

- Chọn vận tốc dòng khí vào caloriphe =15 m/s
- Tốc độ tại khe hẹp qua cánh:
max

= = = 38,3 (m/s)

- Các thông số vật lý ,� lấy theo nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài ống
- Nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài ống:
ttb = = 50°C
- Các thông số ở nhiệt độ t = 120°C:
=11,46.10-6 m2/s
�1=2,593.10-2 w/m.độ
- Chọn vận tốc lưu lượng dòng vào caloriphe: w1=15m/s
 Re = = = 39267,02

 Nuf = 0,018.39267,020,8 = 85,21

- Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của cánh
1

= = W/m2.độ


- Tính hệ số truyền nhiệt của không khí trong calorriphe:
- Các thông số ở nhiệt độ t = 70°C:
=20,02.10-6 m2/s
�2=2,96.10-2 w/m.độ
- Chọn vận tốc lưu lượng dòng trong caloriphe: w2 = 5 m/s
Re2 = = = 8491,5
- Đối với không khí khi ống xếp thẳng hàng:
Nu2 = 0,21.1. Re20,65 = 0,21.8491,50,6 = 75,17
2

= = 65,44

 k = = = 34,56 w/m2độ

- Ta có lượng nhiệt cung cấp trong 1h là: Q = = 24231 kJ
- Diện tích bề mặt trong của các ống:
F = = = 13,51 m2
- Tổng số ống trong calorriphe:
n = = = = 135 ống
- Chọn số ống mỗi hàng: m = 15 ống
- Số hàng của caloriphe: z = = 9 hàng
- Khoảng cách giữa các ống: a = 0,05 m

- Khoảng cách giữa các ống đến caloriphe: x = 0,1 m
- Kích thước của caloriphe:
-

Chiều dài: L = m.dn + (m – 1).0,01 + 2.x
= 15.0,034 + (15 – 1).0,05 + 2.0,1 = 1,41 m
Chiều rộng: R = z.dn + (z – 1).0,01 + 2.x
= 9.0,034 + (9 – 1).0,05 + 2.0,1 = 0,906 m
Chiều cao: H = l + 2.x = 1 + 2.0,1 = 1,2 m

3.3.2 Tính bộ collector thu nhiệt mặt trời
Q = E.F = C.()4 .F
C = Co. = 5,67.0,98 = 5,5566
Trong đó: Co = 5,67 là hằng số bức xạ của vật đen tuyệt đối.
= 0,98
- Nhiệt độ trung bình của tấm tôn đen đo được qua thực nghiệm T = 80oC

Diện tích tôn cần để cung cấp nhiệt lượng cho quá trình sấy là:
F = 29167,5/(5,5566.() = 33,8 m2
- Tấm tôn được xếp lại theo khuôn 1,5 x 1 m
- Bên dưới có gắn những tấm tôn tản nhiệt cách nhau 20mm
 Sô tấm tản nhiệt: n = 50 tấm


3.3.3 Tính cyclone
- Chọn đường kính Cyclone theo tiêu chuẩn: D = 550mm
- Chiều rộng ống vào: b = 0,175D = 96,25
- Chiều cao ống vào: h = 0,35D = 192,5
- Đường kính ống ra: b2 = 0,65D = 357,5
- Chiều cao phần hình trụ: h1 = D

- Chiều cao phần hình nón: h2 = 0,755D = 415,25
- Chọn q theo quy ước = 2,5 m/s

- Trở lực của cyclone:
= ξ. = 110 . = 110. = 387,75
ξ: hệ số trở lực chọn cyclone đơn H-15
: 1,128 klr không khí tại cyclone.
3.3.4 Tính động cơ kéo tời
- Trọng lượng một xe goòng có chở tiêu: (43,28 + 75) .10 = 1182,8 N
- Trọng lượng của 4 xe: P0 = 1182,8.3 = 3548,4 N
- Ta xem tổng các lực cản bằng 5% trọng lượng xe: Pc = 0,05.3548,5 = 177,42 N
- Tổng lực kéo của động cơ: P = Po + Pc = 3548,5 +177,42 = 3725,92 N
- Công suất của động cơ:
Nđ = = = 0,88 kw
v = 12v/phút: vận tốc xe goòng


KẾT LUẬN
Hệ thống hầm sấy tiêu có năng suất khá nhỏ nên sau khi tính toán, kích thước thiết bị
cũng như một vài thông số tính toán cũng chưa phù hợp với các thông số thiết bị trên
thực tế.
Việc thiết kế, tính toán các hệ thống sấy phụ thuộc rất nhiều vào các số liệu thực
nghiệm như các số liệu độ ẩm ban đầu, kích thước hạt, khối lượng riêng hạt… Tuy
nhiên, do điều kiện không cho phép nên trong phạm vi đồ án này không thể thực hiện
thí nghiệm thực tế trên nguyên liệu tiêu một cách chính xác nhất. Do đó, các số liệu và
phương pháp tính toán trên đây có sai số trong kết quả sau cùng.
Mặc dù hệ thống sấy hầm hiện nay được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp thực
phẩm nhưng do sinh viên chưa được tham quan thực tế nên đa phần các tính toán còn
thiên về lý thuyết, đôi chỗ chưa hợp lý và không khoa học. Em mong quý thầy nhận
xét và hướng dẫn thêm để góp phần hoàn thiện đồ án hơn.

Tài liệu tham khảo
[1] Hoàng Văn Chước, “Kỹ thuật sấy”, NXB KHKT
[2] Hoàng Văn Chước, “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy”, NXB KHKT
[3] Nguyễn Bin và cộng sự, “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1”,
NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Hà Nội, 1999
[4] Nguyễn Bin và cộng sự, “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2”,
NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Hà Nội, 1999
[5] Nguyễn Văn Lụa, “Quá trình và Thiết bị CNHH & TP Tập 7 – Kỹ thuật
sấy vật liệu”, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
[6] Trần Văn Phú, “Kỹ thuật sấy”, NXB Giáo dục, 2008
[7] Trần Văn Phú, “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo Dục, 2002