Đồ án: Quá trình và thiết bị thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái

ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

                         
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BĂNG TẢI CHUỐI NGUYÊN TRÁI

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Diễm Thúy
MSSV: 61103515
GVHD: Tạ Đăng Khoa

TP.HCM, tháng 12/2014

­ 1 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

­ 2 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

MỤC LỤC

     Phần 1: Tổng Quan……………………………………………………………
4
    Giới thiệu nguyên vật liệu………………………………………………………
4
 
   
Giới

 
thiệu
 
quá
 
trình 
sấy………………………………………………………...6
     Phần 2: Thuyết minh quy trình công nghệ…………………………………
10
 
        Phần   3:   Tính   cân   bằng   vật   chất   và   năng 
lượng............................................11
     Các thông số của từng trạng thái khí………………………………….………
11
       Tính cân bẳng vật chất……………….………………………………………
13
 
 
  I
 
Tính
 
cân
 
bằng
 
năng 
lượng…………………………………………………..13
   Phần 4: Tính kích thước thiết bị sấy…………………………….…………
18

   I Băng 
tải………………………………………………………………………..18
   II Kích thước thân thiết 
bị....................................................................................19
   III Động cơ băng tải……………………………….……………………………
19
   Phần 5 : Tính toán và chọn thiết bị phụ……………………………………
22
I Calorifer……………………………………………………………………….22
II Cyclon………………………………………………….…………………….28
­ 3 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

III Quạt…………………………….……………………………………………
29  

PHẦN 1
TỔNG QUAN
I.

 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU: 

1.1. Các loại chuối chính ở Việt Nam
     Chuối có nhiều loại nhưng có 3 loại chính:
      ­ Chuối tiêu ( còn gọi là chuối già )
      ­ Chuối goòng ( còn gọi là chuối tây, chuối sứ, chuối Xiêm )
      ­ Chuối bom

­ 4 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

1.2. Đặc điểm cơ bản của chuối

Chuối là một loại quả dài, vỏ nhẵn và hầu như có quanh năm. Chuối có nguồn 
gốc từ khu vực Malaysia. Loại trái cây này bắt đầu trở nên phổ biến trên thế giới từ 
thế kỉ 20 và phát triển tốt nhất ở những nơi có khí hậu nhiệt đới. Chúng được trồng 
chủ yếu phục vụ cho ẩm thực, cho việc sản xuất sợi bông, dùng trong ngành công 
nghiệp dệt và chế tạo giấy. Chúng ta có thể thưởng thức loại quả này bằng cách ăn 
trực tiếp quả khi chín, hoặc có thể chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn khác nhau từ 
chuối, chẳng hạn như các loại bãnh chuối, các món salad hoa quả, bánh nướng, các 
món tráng miệng,...
Chuối cũng có nhiều màu sắc và kích cỡ khác nhau. Khi chín, quả chuối có thể 
có màu vàng, màu đỏ sẫm, hoặc màu tía (hay màu trứng quốc). Có tất cả hơn 50 loại 
chuối khác nhau trên thế giới. Đặc điểm chung về hình dạng của chuối là quả chuối 
được gắn kết với nhau thành buồng, mỗi buồng được chia thành nhiều nải, và trên 
mỗi nải có khoảng từ 10 đến 20 quả . Chuối là một trong những quả rất tốt và có 
nhiều công dụng, đặc biệt là chuối chín cây. Khi chín, tinh bột có trong chuối sẽ được 
chuyển hóa thành đường tự nhiên, và vì thế chuối chín thường có vị ngọt dịu và thơm.

1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả chuối
Thành phần hóa học cơ bản của quả chuối
Nướ
c

Đườn
g khử

76,38 14,18

Saccaroz
a
2,35

Axit 
hữu 
cơ
0,32
6

Tinh 
bột

Proti
t

Axit 
amin

Lipi
t

Tani
n

Vitami
n

3,29
8

0,92

0,08
3

1,13

0,068 0,565

Tro
0,7

Bang: Thành ph
̉
ần hóa học cơ bản của chuối

Chuối chứa một lượng lớn protein và hyđrat­cacbon. Trong chuối còn bao 
một số loại đường khác nhau như đường glucozo, đường lactoza, đường 
mantoza, đường galactoze, đường sucrôza (đường mía), đường fructoza, và tinh 
bột. Chuối cũng rất giàu các loại vitamin như Vitamin A, C,E, Vitamin B2, sinh 
tố R, dưỡng chất niacin, Vitamin B12 và một số khoáng chất như sắt, canxi, 

­ 5 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

magiê, photpho, kẽm và florua. Ngoài ra còn có các axit amin thiết yếu như chất 
tryptophan, lizin, leuxin, glyxin, khoáng chất acginin… cũng có trong thành phần 
của chuối. Trong một quả chuối, nó có thể chứa trung bình một lượng calo là 
100 đến 125 calo. Có thể nói, chuối là một loại quả rất tốt cho sức khỏe và là 
một loại thực phẩm rất giàu năng lượng.

1.4. Công dụng của chuối
Chuối được dùng như  một phương thuốc chữa bệnh rất hiệu quả. Hơn  
nữa, do chúng có chứa lượng đường khá cao nên cũng được xem như  một loại 
thực phẩm giàu năng lượng. Với những giá trị  dinh dưỡng thiết yếu, loại hoa  
quả này mang lại một số lợi ích cho sức khỏe.
­ Chuối rất tốt trong việc cải thiện hệ tiêu hóa và khôi phục chức năng  
hoạt động của ruột. Chuối cũng giúp ích giảm thiểu bị  táo bón. Trong trường  
hợp bị tiêu chảy, cơ thể chúng ta sẽ mất một lượng chất điện giải quan trọng, 
nếu ăn chuối sẽ  giúp cơ  thể  khôi phục lại chất điện giải, vì trong chuối có  
chứa lượng kali cao.
­ Axit béo có trong chuối xanh giúp nuôi dưỡng các tế  bào niêm mạc dạ 
dày. Những tế  bào này rất có hữu ích trong việc hấp thụ  canxi một cách hiệu  
quả, rất cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của hệ xương.
­ Chất amino acid tryptphan có trong chuối sẽ  được chuyển đổi thành 
chất serotonin, giúp giảm thiểu các triệu chứng trầm cảm và cải thiện tâm 
trạng. Như  vậy, chuối là một phương thuốc rất tốt nhằm giàm căng thẳng và  
tình trạng bị stress.
­ Ăn chuối thường xuyên giúp giảm nguy cơ  thoái hóa điểm vàng, một 
trong những nguyên nhân gây giảm thị lực ở người cao tuổi.
­ Do chứa hàm lượng kali cao và lượng natri thấp, nên chuối chính là sự 
lựa chọn thích hợp để giảm thiểu nguy cơ bị huyết áp cao và đột quỵ.
­ Chuối cũng rất giàu các hợp chất phenolic giúp chống lão hóa, vì thế ăn  
chuối thường xuyên còn giúp ngăn ngừa nguy cơ ung thư thận.

­ Do hàm lượng sắt cao nên chuối giúp tăng thành phần hemoglobin trong  
máu và giảm thiểu bệnh thiếu máu.

1.5. Tính chất vật lý cơ bản của chuối
-

Khối lượng riêng:   = 977 kg/m3
Nhiệt dung riêng:  c = 1,0269 kJ/kg.độ
Hệ số dẫn nhiệt :   = 0,52 W/m.độ
Kích thước của quả chuối: Đường kính: 2 – 5 cm
Dài :8 – 20 cm
Khối lượng : 50 – 200 gr
Độ ẩm vật liệu sấy:
­ 6 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

-

II.

+ Độ ẩm của chuối trước khi đưa vào sấy:  ω1 = 75 – 80 %  
+ Độ ẩm của chuối sau khi sấy :                  ω2  =15 – 20 %
Nhiệt độ sấy cho phép: t = (60 ÷ 90) 0C

 GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH SẤY: 

2.1. Bản chất của quá trình sấy
Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình 

khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do 
chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. 

2.2. Phân loại quá trình sấy
Người ta phân biệt ra 2 loại:
Sấy tự  nhiên: nhờ  tác nhân chính là nắng, gió... Phương pháp này thời 
gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ  ẩm cuối cùng  
của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu.
Sấy nhân tạo: quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác 
nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt…và nó được hút ra  
khỏi thiết bị khi sấy xong. Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để 
hơn sấy tự nhiên.
Nếu phân loại phương pháp sấy nhân tạo, ta có:
Phân loại theo phương thức truyền nhiệt: 


Phương pháp sấy đối lưu:  nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là  
nhiệt truyền từ  môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt  
đối lưu. Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả 
và sấy hạt.



Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực  
hiện bằng bức xạ  từ  một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể  dùng bức  
xạ thường, bức xạ hồng ngoại.



Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách 

cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt.



Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp 
cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật  
sấy làm vật nóng lên.

­ 7 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 


Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng 
thời hút chân không để  cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của  
nước, nước thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa. 



Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi  
vào buồng sấy đủ  mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định,  
hạt khô và được tháo ra ngoài.



Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng.



Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm.

Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy:


Sấy mẻ: vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, 
đến khi hoàn tất sẽ được tháo ra.



Sấy liên tục: vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật 
liệu ẩm qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục.

Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm:


Loại thổi qua bề mặt.



Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu.

2.3.  Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chuối
Trong quá trình sấy chuối quả xảy ra một loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu  
trúc cơ  học và các biến đổi bất lợi khác, làm  ảnh hưởng tới chất lượng sản 
phẩm. Những biến đổi cơ học bao gồm sự biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi  
độ  xốp ...  Sự  thay đổi hệ  keo do pha rắn (protein, tinh bột, đường,..) bị  biến 
tính thuộc về  những biến đổi hóa lý. Những biến đổi hóa sinh trong quá trình 
sấy là những phản ứng tạo thành melanoidin, caramen, những phản ứng ôxy hóa 
và polyme hóa các hợp chất polifenol, phân hủy vitamin và biến đổi chất màu.

Hàm lượng vitamin trong chuối quả sấy thường thấp hơn trong chuối quả 
tươi vì chúng bị  phá hủy một phần trong quá trình sấy và xử  lý trước khi sấy. 
Trong các vitamin thì axit ascobic và caroten bị tổn thất là do quá trình ôxy hóa. 
Riboflavin nhạy cảm với ánh sáng, còn thiamin bị phá hủy bởi nhiệt và sự sunfit 
hóa.
 Để  tránh hoặc làm chậm các biến đổi không thuận nghịch  ấy, cũng như 
tạo điều kiện để ẩm thoát ra khỏi chuối quả một cách dễ dàng, cần có chế độ 
sấy thích hợp cho từng loại sản phẩm.
Nhiệt độ  sấy: Nhiệt độ  sấy càng cao thì tốc độ  sấy càng nhanh, quá trình  
càng có hiệu quả  cao. Nhưng không thể  sử  dụng nhiệt độ  sấy cao cho sấy  
chuối quả vì chuối quả là sản phẩm chịu nhiệt kém. Trong môi trường ẩm, nếu  
­ 8 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

nhiệt độ cao hơn 60oC thì protein đã bị biến tính; trên 90oC thì fructoza bắt đầu 
bị  caramen hóa, các phản  ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao  
phân tử xảy ra mạnh. Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, chuối quả có thể bị cháy Vì 
vậy, để sấy chuối quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không quá 
cao.
Ngoài ra, độ ẩm tương đối của chuối, độ ẩm cân bằng ….. ảnh hưởng trực  
tiếp đến quá trình sấy.
2.4. Công nghệ sấy chuối
2.4.1 Độ chính của chuối nguyên liệu
Chuối khi thu hái phải đủ già nghĩa, là có thể  tự chín. Tuy nhiên để chuối tự 
chín thì chuối chín chậm và không đồng loạt. Dấm dú là cách để chuối chín đều 
và nhanh.
 Độ chín của chuối nguyên liệu là một yếu tố quyết định đến chất lượng 
chuối sấy. Có nhiều cách xác định độ chín, trong đó cách xác định theo màu vỏ 

là phổ biến nhất. Trong chế biến hoặc ăn tráng miệng chuối thường được dùng 
theo 3 độ chín sau đây:
­ Vỏ vàng hai đầu xanh vị ngọt đậm đà, hơi chát, hơi cứng, chưa thật thơm, 
vỏ còn chắc, chuối có hàm lượng đường axit cực đại, còn có tinh bột và tanin.
­ Vỏ vàng hoàn toàn vị ngọt, độ chát giảm, thơm,vỏ dễ bóc. Đường và axit 
bắt đầu giảm, tinh bột và tamin còn ít.
­ Vỏ vàng có màu chấm nâu vị ngọt, thơm, không chát, mềm vỏ dễ gãy. 
Đường, axit hữu cơ giảm, tinh bột hầu như không còn, tamin còn rất thấp.
2.4.2. Hỗ trở việc rửa bột chuối bằng hoá chất
Trên bề mặt chuối có một lớp bột bao quanh nếu không được loại bỏ sẽ 
làm chuối có màu trắng loang lỗ và xù xì. Để loại bỏ lớp bột này người ta xoa 
chuối bằng tay trong chậu nước chứa khoảng 3kg chuối/3 lít nước, mỗi mẻ cần 
2 – 3 phút.Việc chọn hoá chất để họ trở công việc này nhằm 2 mục đích:
     ­  Giảm thời gian thao tác.
     ­  Cải thiện màu sản phẩm.
Hoá chất được chọn phải rẽ, không độc, không gây mùi vị cho sản 
phẩm, không ảnh hưởng tới người thao tác và dụng cụ, làm bong nhanh lớp bột, 
có tính khử. Thông thường chọn một số hoá chất phổ biến sau:hỗn hợp dung 
dịch (NaHSO3 và HCl) hoặc hỗn hợp dung dịch (NaHSO3 và Al2(SO4)3)…. Tổ 
hợp dung dịch hiệu quả nhất là (HCl 0,05 % + Al2(SO4)3) 0,5 % . HCl ở nồng độ 
trên không ảnh hưởng xấu đến người sản xuất và phương tiện bảo hộ lao 
động, dễ mua, dễ xử lý, chi phí thấp. Có tác dụng thay đổi môi trường các phản 
ứng hoá sinh không có lợi và sát trùng nhẹ. Phèn chua ở nồng độ trên cũng có tác 
­ 9 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

dụng sát trùng nhẹ, tăng cường bề mặt cấu trúc cho chuối, không gây vị chát, 
giá rẽ, dễ sử dụng.

2.4.3. Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím
Sau khi sấy khô chuối được làm nguội và phục hồi trạng thái do hút ẩm trở 
lại để có độ mềm dẻo nhất định (do sấy đến độ ẩm dưới 20%) rồi mới đóng 
gói. Thời gian này thường từ vài giờ đến vài ngày. Trong môi trường khí quyển 
thông thường và không thực hiện nghiêm chỉnh vệ sinh công nghiệp, sản phẩm 
dễ bị nhiễm vi sinh vật. Nhiều cơ sở đã sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn 
coi đó là biện pháp an toàn cần thiết cho vệ sinh thực phẩm.
2.4.4. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy
Độ ẩm cân bằng của chuối sấy là hàm lượng nước của nó trong môi trưòng 
xác định (t và φ xác định của không khí) mà không xẩy ra quá trình nhã nước 
(bốc hơi) hay hút nước (hấp thụ) giữa nó và môi trường.
Chuối sau khi sấy đến độ ẩm dưới độ ẩm cân bằng thường là 15 ÷ 20% sau 
vài giờ đến vài ngày để ngoài không khí sẽ tăng hàm lượng ẩm tới độ ẩm cân 
bằng. Xác định độ ẩm cân bằng của chuối sấy nhằm chọn độ ẩm có lợi khi kết 
thúc sấy và đề ra cách xử lý đóng gói, bảo quản phù hợp.
Muốn bảo quản chuối sấy tốt cần giữ độ ẩm của nó dưới 25 % tốt nhất 22 
%. Do vậy sau khi sấy khô nên quạt nguội và lựa chọn đóng gói ngay, không 
nên để ngoài không khí lâu sẽ làm cho độ ẩm của chuối sấy thấp hơn độ ẩm 
cân bằng. Nếu chưa lựa chọn bao gói ngay thì trữ trong bao kín để nơi khô mát 
để hôm sau xử lý. Bao bì cần làm từ vật liệu chống không khí ẩm đi qua và dán 
kín. 
2.5 Công nghệ sấy chuối quả
Ta lựa chọn công nghệ sấy là công nghệ sấy băng tải. Tác nhân nhiệt là 
không khí nóng được gia nhiệt bằng calorife.
Yêu cầu đối với chuối nhiên liệu: Chuối quả phát triển đầy đủ, tươi tốt, 
nguyên vẹn, sạch sẽ. Vỏ chuối mỏng, dễ bóc, có màu từ vàng toàn trái đến 
vàng có chấm nâu. Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũ, hương thơm, vị ngọt, 
không chát.
Nhiệt độ sấy lựa chọn là 800C, do sản phẩm chuối chỉ sấy được ở khoảng 
nhiệt độ từ 60­900C vì để tránh tổn thất vitamin.

Chọn chế độ sấy:
Khi sấy ngược chiều, vật liệu sẽ  tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ 
cao, dễ gây biến tính sản phẩm. Do đó sấy ngược chiều thường chỉ  thích hợp  
với vật liệu sấy có nhiệt độ  cao cao. Đối với sấy chuối, là loại vật liệu có  
nhiệt độ thấp, nên chọn chế độ sấy cùng chiều.

­ 10 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

                                   PHẦN 2
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình công nghệ:
Chuối nguyên liệu ( thu hoạch)
Phân loại
bóc vỏ
rửa hóa chất(lần 1)
rửa lần2
sấy
phân loại
đóng gói
sản phẩm

Thuyết minh quy trình: Chuối nguyên liệu đem rửa sạch, bóc vỏ, cắt đầu rồi 
rửa lại và lau nhẹ để làm sạch các lớp trong vỏ quả còn dính lại và lớp ngoài 
ruột quả. Sau đó đem xử lý hóa chất như ngâm vào dung dịch canxi clorua 
(2÷4%), natri cacbonat (5%) nhưng hiệu quả nhất là sunfit hóa bằng phương 
pháp khô hoặc bằng phương pháp ướt. Khi sunfit hóa, người ta nhúng ruột 
chuối vào dung dịch có hàm lượng SO2 tự do là (0,2 ÷ 1)% trong (5÷20)phút. 

Sau khi xử lý bằng hóa chất chuối được cho đi trên băng tải rửa xối để rửa bớt 
phần hóa chất vừa ngâm. Sấy ở nhiệt độ 800C cho đến khi độ ẩm của chuối 

­ 11 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

đạt yêu cầu. Sau khi sấy xong, cần tiến hành phân loại để loại bỏ những cá thể 
không đạt chất lượng (do cháy hoặc chưa đạt độ ẩm yêu cầu. 
Đóng gói: sản phẩm được bao gói bằng vật liệu dẻo hoặc hộp nhựa.
        

PHẦN 3
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
I.  CÁC THÔNG SỐ CỦA TỪNG TRẠNG THÁI KHÍ: 
1.  Không khí trước calorife: 

Chọn trạng thái vào của không khí có: t0 = 30oC, j 0 = 85%.
­ Áp suất hơi bão hoà với to = 30oC:
Pbo = exp  (bar)                         ([1])
      = exp= 0,0422 (bar)
­ Lượng chứa ẩm do:
do = 0,621.                                              ([1])
B = 760mmHg = 0,98 bar
do = 0,621. kg ẩm/kg k2 khô
­ Enthalphy:
Io = 1,004to + do(2500 + 1,842to)                          ([1])
    = 1,004.30 + 0,0236(2500 + 1,842.30) = 90.42  kJ/kg k2 khô

m3/kg k2 khô
2.  Không khí sau calorifer: 
­ t1 = 80oC, khi qua calorife không khí được đốt nóng với d = const: d1 = do 
= 0,0236 kg ẩm/ kg k2 khô.
­ Áp suất hơi bão hào với t1 = 80oC:
Pb1 = exp  (bar)                              ([1])
      = exp= 0,4667(bar)
­ Độ ẩm:

­ 12 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

­ Enthalphy:
I1 = 1,004t1 + d1(2500 + 1,842t1)                     ([1])
    = 1,004.80 + 0,0236(2500 + 1,842.80) = 142,8  kJ/kg k2 khô
m3/kgk2khô
3.  Không khí ra khỏi buồng sấy: 
Chọn t2 = 40oC, khi ra khỏi thùng I2 = I1 = 142,8  kJ/kg k2 khô
­ Áp suất hơi bão hoà với t2 = 50oC:
Pb2 = exp  (bar)                      ([1])
      = exp= 0,0732(bar)
­ Lượng ẩm d2:
d2 =                                            ([1])
     =  kg ẩm/ kg k2 khô
­ Độ ẩm:
          m3/kg k2khô
Các đại lượng
t( C)

Pb (bar)
j ( %)
d(kg ẩm/kg k2 khô)
I(kJ/kh k2 khô)
υ(m3/kg k2 khô)
o

Trước calorifer
30
0.0422
85
0,0236
             90,42
0,924

Sau calorifer 
80
0,4667
7,69
0.0236
142,8
1,0768

II.  TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT :

­ Khối lượng VL ra buồng sấy:
 kg/h
­ Lượng ẩm tách ra:
W = G1 – G2 = 4100­1000=3100 kg/h
III.  TÍNH TOÁN CÂN BẲNG NĂNG LƯỢNG: 

1. Quá trình sấy lý thuyết:
­ Lượng ẩm tiêu hao riêng:
 kg k2/kg ẩm  ([1])
­ 13 ­

Ra khỏi băng tải 
40
0,0732
80,83
0,0399
142,8
0,9789


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

­ Lượng ẩm tiêu hao:
L = l.W =61,35x3100 = 190185 kgk2/h = 52,83 kg/s
­ Khối lượng riêng của không khí ẩm:
+ Ở 30oC:ρO = 1,128 kg/m3
+ Ở 80oC:ρ1 = 0,998 kg/m3
+ Ở 40oC: ρ2 = 1,097 kg/m3
­Lượng không khí trước calorifer:
           
­ Lượng không khí trước quá trình sấy:
 m3/h
­ Lượng không khí sau quá trình sấy:
 m3/h
­ Lượng không khí trung bình:
­ Nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy lý thuyết:

Q  = L(I2–Io)=190185(142,8 – 90,42)= 9961890,3 kJ/h
            ­ Nhiệt lượng tiêu hao riêng cho quá trình sấy lý thuyết:
                       q= kJ/h.kg aåm
2. Tính quá trình sấy thực:
a. Tổn thất do vật liệu sấy mang lại:
+ Lấy nhiệt dung riêng của VLK gần bằng của thóc Cvk = 1,0269kJ/kgK.
+ Nhiệt dung riêng của VL ra khỏi máy sấy Cv2:
Cv2 = Cvk.(1 – ω2) + Ca.W2                                ([1])
       = 1,0269.(1 – 0,18) + 4,1816.0,18 =1,5947kJ/kgK.
+ Tổn thất do VSL mang lại:
Qv = G2.Cv2(tv2 – tv1) = 1000x1,5947(80 ­ 40) = 63788kJ/h
kJ/h.kg aåm
b. Nhiệt lượng do hơi nước mang vào:
                           kJ/h
c. Tổn thất ra môi trường:
+ Ta chọn tổn thất nhiệt lượng ra môi trương bằng 30% nhiệt lượng 
cần thiết cho quá trình sấy.
  Qmt =(9961890,3 + 63788 – 388888,8)x0,3 =2891036,85 kJ/h
  qmt =  kJ/h.kg ẩm
d. Tổng tổn thất:
qmt  + qv = 932,59+20,58 =953,17 kJ/kg ẩm
              e. Tính giá tr
 
ị     :
 = Cto – (qv +qmt) = 4,1816x30 – 953,17 = ­827,72 kJ/kg ẩm
              f. Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy thực:
­ Nhiệt dung riêng của TNS trước quá trình sấy: 
­ 14 ­

AMH:Thitkhthngsybngtichuinguyờntrỏi

Củx(d1)=Cpk+Cpa.d1=1,004+1,842.0,0236=1,047kJ/kkkhụ
ưLngmd2caTNSsauquỏtrỡnhsõythc:
t2=40oC=>i2=(2500+1,842x40)=2573,68kJ/kg
kgm/khk2khụ
ư
EnthalpycaTNSsauquỏtrỡnhsy:
kJ/kgk2
ư
mcaTNSsauquỏtrỡnhsythc:

([9])

LngTNSthct:
kkkhụ/kgm
ư

ư

Lulngthtớchtrungbỡnhtrongquỏtrỡnhsythc:
3.KimtraligithuytvTNS:
ưBngcõnbngnhitlng:
ư
Nhitlngtiờuhaoq:
kJ/kgm
ư
Nhitlngcúớchq1:
kJ/kgm
ư

TnthtnhitdoTNSmangli:
kJ/kgm
ư
Tnglngnhitcúớchvaứcaựctoồnthaỏt:
kJ/kgm
Vnguyờntcq=q.Nhngdosais:
Saischpnhnc.
Bng3:Bngcõnbngnhitlng
STT
1
2
3
4
5
6
7

ilng
Nhitlngcúớch
TnthtdoTNS
TnthtdoVLS
Tnthtramụitrng
Tngnhitlngcúớchvtntht
Saistớnhtoỏn
Tngnhitlngtiờuhao

4.Tớnhthigiansy:

a.
T

ớnhv

ntcdũngkhớ:
ư15ư

Kýhiu
q1
q2
qv
qmt
q
q
q

kJ/kgm
2448,23
851,2
20,58
932,59
4252,6
5,9
4258,5


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 
­

Tính tiết diện tự do giữa hai tầng băng tải:

           

            
chọn:    chiều rộng băng tải: B=4,5m ,
             khoảng cách giữa hai băng tải: d=1m

      
           
­Tính vận tốc dòng khí:
             
 b.  T
   ính t
 
ốc độ sấy: 
      ­ Độ ẩm theo vật liệu ướt:    
­ Độ ẩm theo vật liệu khô:
                
                 
                   theo thực nghiệm:
                    ta chọn:                  

                        
­ Độ ẩm tới hạn:
                           
­  Tốc độ sấy N :     
­   Bề mặt riêng khối lượng của vật liệu f (m2/Kg) :
                           (m2/Kg)
Cường độ bay hơi ẩm Jm :
                                   (Kg/m2h)
                              (Kg/m2h.mmHg)
­ có :   tk=80oC
          d1=0,0236

­

          
                             
                              
­Tốc độ sấy:
                           N=100 . Jm . f =100
 c.  T
   h
  ời gian sấy đẳng tốc: 
                        
 d. T
   h
  ời gian sấy giảm tốc: 
                         
thôøi gian saáy :h
­ 16 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 
4.  Tính kích thước thiết bị: 

    Chiều rộng băng tải:  B=4.5m

­   Chiều dày lớp vật liệu:     h=0,05m
­   Năng suất khối lượng:      

hay:           

                                          PHẦN 4

           TÍNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ SẤY
I . Băng tải:

1.  Số lượng băng tải :

­ 17 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

2.





Thể tích vật liệu chứa trong thiết bị:
 V=V1 =                                                                                       ([2])
 V1, G1,  1: thể tích, khối lượng và khối lượng riêng của vật liệu vào thiết bị:
                  : thời gian sấy.
V1= = = 4,2m3/h=1,167x10­3  m3/s
Năng suất của thiết bị sấy băng tải: 
V1=                                                                                                  ([2])
: chiều dày lớp vật liệu trên băng tải, m
 = 0,1m.
B: chiều rộng băng, m
Lb: chiều dày băng, m
Chọn B = 4,5 m. Thay số vào phương trình trên ta được:
          Lb =  =  = 90m
Ta chia băng tải thành nhiều băng tản ngắn. 

Số tầng băng tải chọn là: i = 3.
Chiều dài của mỗi băng tải là: lb =   = 30 m.
Kích thước con lăn: 
Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh có tải:
lt = A – 0,625B                                                                                (5.8[2])
A: hằng số phụ thuộc khối lượng riêng của vật liệu
 = 977< 1000 kg/m3   A= 1750mm
Vậy: lt = 1,75 – 0,625 x 4,5 = 1 m
Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh không tải: 
lo = 2lt = 2 x 1 = 2 m
Số con lăn:
Nhánh không tải: n1=  =  = 15 
Nhánh có tải:       n2= = 30
 Tổng số con lăn cần dùng là: 135 con
 Kích thước con lăn: 
 Đường kính: 120mm
 Chiều dài: 2000mm
Làm bằng thép CT3
 Kích thước bánh lăn:
Đường kính 300mm =  2
Chiều dài: 2000mm
Làm bằng thép CT3

II . KÍCH THƯỚC THÂN THIẾT BỊ:
­ 18 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

Chiều dài: Lh = lb + 2 Lbs = 30 + 0,3 + 1 = 31,3 m

Chiều cao: chọn khoảng cách giữa 2 băng tải là 1 m
                    Hh = i dbăng + (i­1)d + 2dbs = 3x0,3 + 2x1 + 2x1=6,4 m
Chiều rộng: Bh = B + 2Bbs = 4,5 + 2x0,1 = 4,7 m
 Kích thước phủ bì:
­ Tường xây bằng gạch, bề dày tường  1= 250 mm.
­ Trần đổ bê tông dày                             3 = 100 mm
      Chiều dài hầm:     L = 31,3 + 2x0,25 = 31,8m
      Chiều rộng hầm:  B = 4,7 + 2x0,25 = 5,2m
      Chiều cao hầm:    H = 6,4  + 0,1  =6,5 m
III  ĐỘNG CƠ BĂNG TẢI:
Vì băng tải di chuyển với vận tốc thấp (số vòng quay của tang nhỏ).
 Vận tốc băng tải:
 m/s
 Vận tốc của tang:
 v/ph
 cần chọn nhiều bộ truyền để có tỉ số truyền lớn. 
a) Chọn động cơ điện:

Để chọn động cơ điện, tính công suất cần thiết:


N: công suất trên băng tải

P: lực kéo băng tải.
P = (mxich + mvl +mlưới)g
 Cấu tạo của xích ta chọn thép cacbon có   = 7850 kg/m3, 
 Khối lượng một bước xích : 
            
 Khối lượng toàn bộ xích :
mxich=

mvl = G1  =4100 x 0,65 = 2665 kg.
mlưới=molx l=1x(30x3x2)=180
mol – là khối lượng 1m lưới chiều dài
Tải trọng băng tải:  m=2665+132+180=2977kg=2,977 tấn. 
Vậy xích tải ta chọn chịu nổi tải trọng của băng tải.
 P = (132+2665+180)x9.81=29204,37N
kW

: hiệu suất chung
=  12 23 3
­ 19 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

= 0,97 hiệu suất bộ truyền bánh răng. 
 = 0,995: hiệu suất của một cặp ổ lăn.
= 1: hiệu suất của khớp nối.
= 0,972x 0,9953x1 = 0,927.
Để đảm bảo cho băng tải trên cùng quay đúng vận tốc đã đặt ra ta phải nhân  
thêm 0,942 vào hiệu suất chung (hiệu suất của bộ truyền đai) (vì cơ cấu truyền  
động giữa các băng tải).
 kW
 ta chọn động cơ loại A02­41­8, bảng 28[9] T323 ta có các thông số sau:
 Công suất động cơ: Nđc = 2,2 kW.
 Số vòng quay động cơ: nđc = 720 v/ph.
b) Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền động chung 
i = ibnibt 
ibn: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh.

ibt: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm.
Chọn ibn =42
Để tạo điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu.
ibn = (1,2 1,3)ibt
Bảng hệ thống: 
Trục  Trục   động  I
II
Thông số 
cơ
i
                 ibn            ibt = 18,84
= 42
n (v/ph)
720
17,14
0,91
N (kW)
1,355
0,363
0,347
1. Cơ cấu truyền động bằng xích giữa hai tầng băng tải: tính theo tài liệu 
­

[9]
Chọn xích truyền động:
+   Dựa vào tải trọng phá hỏng ta chọn bước xích t=19.05      (6­1{9})
+   C=12,7mm
+   D=11,91mm
+   l1=30,6mm
+   b=18,08mm

+   d=5,96mm
+   l=17,75mm
+   Diện tích bản lề: F = dl =105,8mm2
­ 20 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

Chọn bánh đai dãn:
      +    Số xích là:    Z=99
      +    Đường kính đai:      mm
     +    Chọn D1=D2=D3=D=700mm
 Vậy tỉ số truyền động: i=1
   n1=n2=n3=0,91   vóng/phút

PHẦN 5
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
 





I . CALORIFER: (tính toán theo tài liệu [6])
             Sử dụng calorifer khí hơi để gia nhiệt không khí:
Hơi bão hoà đi trong ống.
Không khí đi ngoài ống.
Các thông số vật lý của hơi bão hoà tra T318[4]
­ to = 80oC.
­ p = 1,07at

­ r=2295kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi.
1.  Tính toán nhiệt calorifer: 
 Công suất nhiệt của calorifer:
    Q= qW = 4258,5 x3100 = 13201350 kJ/h 
 Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt không khí:
Giả sử hiệu suất của calorifer là 95%.
 kg/h.
 Sử dụng ống chùm có cánh (ống làm bằng thép CT10)
d2: đường kính ngoài, d1: đường kính trong
­ 21 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối ngun trái 

chọn ống =
­
Chiều dài mỗi ống: l=1m
­
Đường kính cánh dc= 38mm
­
Chiều dày cánh  c= 0,5mm
­
Bước ống s1= s2 = 44mm
­
Khoảng cách giữa các cánh t= 3mm
­
Ống bằng thép có hệ  số  dẫn nhiệt  =45W/m2K, cánh bằng đồng 
2
c=110W/m K

Tính hiệu số nhiệt độ trung bình:
Hiệu số nhiệt độ của 2 dòng lưu chất ở đầu vào và ra của 
calorifer:



Số cánh trên một ống với sc = t+  c  = 3+ 0,5 = 3,5mm
­ 22 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

nc === 286 cánh.
 Chiều cao cánh:
h=  =  = 4 mm
 Diện tích cánh (bỏ qua phần đỉnh cánh)
                                                                                   (2­127[6])
             = = 0,244 m2
 Diện tích khoảng cách giữa các cánh:
d2tnc =  x0,03x0,003x286 = 0,081 m2
 Đường kính tương đương của ống:
                                                                                   (2­126[6])
      = = 0,0179 m
 Chọn vận tốc khí vào calorifer là   = 3,5 m/s
 Tốc độ không khí tại khe hẹp:
  max = = = 11,98 m/s        ([6])
 Nhiệt đọ trung bình của không khí trong calorifer:
       65oC
 Các thông số của khí: Độ nhớt không khí  =19,23.10­6 m2/s
                                           Hệ số dẫn nhiệt   = 0,0292 W/m2độ.

 Tiêu chuẩn Re của không khí:
Ref =                                                                                       (2­125a[6])
      == 11151,43
 Ống xếp sole, ta có:            
Nuf = 0,251 Re0,67                                         (2­125[6])
       = 0,251(11151,43)0,67
       = 106,39
 Hệ số toả nhiệt của cánh:
   =  = 173,552 W/m2độ.
 Hệ số toả nhiệt tương đương của phía ống có cánh:
                                                                                     (2­118[6])
trong đó: = 0,244+0,081 = 0,325 m2
                   = = 0,332
                : hiệu suất cánh
                = 79,44                                            (2­121[6])
h = 79,44x0,004 = 0,350 m (1)
         (2)
Từ (1) và (2) tra đồ thị 2.31 T109[6] 
ta có: =0,95
W/m2độ.
 Hiệu suất truyền nhiệt:
 Ở đây: <1,4 ta có thể áp dụng công thức:
­ 23 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

Vôùi: 

c: hệ số cánh

       c = 1+                                                                               (2­136[6])
      c = 1+ = 4

: chiều dày vách ống
           =1/2(30­26) = 2 mm
 hệ số toả nhiệt  1 khi ngưng hơi nước trong ống:
                                                                                               ([10])
       d: đường kính trong của ống, d= 0,026m
       r=2295.103 J/kg (đã tra ở trên)
       Nhiệt độ trung bình của màng chất ngưng tụ:
        =78,5oC
       Giả sử tw = 77oC,  t1= tngưng – tw = 3oC.
 các thông số của nước  ,  ,   lấy ở tm theo T311[4]
 ta có:
          = 66,95.10­2 W/m2độ
          = 0,3885.10­3Ns/m2
         = 976,3 kg/m3
      W/m2độ.
 hệ số truyền nhiệt: 
       = 608,34 W/m2độ.
Kiểm tra lại chênh lệch  t1:
q1 = KF1 t 
với  t: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình:

== 32,74oC.
vậy q1 = 608,34x32,74 = 19917,05 W/m2
­ 24 ­


ĐAMH: Thiết kế hệ thống sấy băng tải chuối nguyên trái 

mặt khác: q1 =  1 t1 
           oC.
kiểm tra sai số:   chấp nhận giả thiết trên.
Vậy:  1 = 9733,9625 W/m2độ.
         KF1 = 608,34 W/m2 độ.
2.  Kích thước calorifer: 
 Diện tích bề mặt các ống:

        = 138,94 m2.
 Tổng số ống:
         = 1700 ống.
 Chọn số ống trong mỗi hàng m=34 ống.
 Số hàng ống   hàng.
 Kích thước calorifer:
Cao:   h = 1 + 2hbs = 1 + 2x0,15 = 1,3 m.
Rộng: b = zs1 + 2bbs = 50x0,044 + 0,08 = 2,28 m
Dài:    c = ms1 = 34x0,044 + 0,08 = 1,576 m
 Kiểm tra giả thiết về vận tốc:
       
3.  Trở lực của calorifer: 
                                                                                                          (2­138[6])
trong đó:
                : khối lượng riêng của không khí.
               kg/m3. 
                max: vận tốc không khí trong calorifer.
                max = 11,98 m/s (đã tính ở phần trên)
               z: số hàng ống của calorifer.
               z = 20
                : hệ số trở kháng được tính theo công thức sau:

                       (2­139[6])
  
   = 0,1165
Vậy trở lực qua calorifer:
= 160 N/m2
II . TÍNH CYCLON:
 Năng suất khí vào cyclon chính là năng suất khí ra khỏi hầm:
          VX = L’ C = Vc = 29379
 Năng suất khí vào lớn nên ta sử dụng nhóm 4 cyclon:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  VX=6Vs 
(4.69[8])
­ 25 ­