Thiết kế sấy băng tải khoai tây

TÍNH TỐN THIẾT KẾ
THIẾT BỊ SẤY BĂNG TẢI
KHOAI TÂY NĂNG SUẤT
600KG/H


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
PHẦN 1: LỜI MỞ ĐẦU
Trong ngành cơng nghiệp nói chung thì việc bảo quản chất lượng sản phẩm là
rất quan trọng. 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 cơng chun chở, độ bền tăng
lên, chất lượng sản phẩm được nâng cao, thời gian bảo quản kéo dài..
Đối với nước ta là nước nhiệt đới nóng ẩm, do đó việc nghiên cứu cơng nghệ
sấy để chế biến thực phẩm khơ 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 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 gồm nhiều thiết bị
như: thiết bị sấy ( 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, quạt, bơm và
một số thiết bị phụ khác, 
Trong đồ án này em sẽ tính toán và thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải. Thiết bị
sấy loại này thường được dùng để sấy khác, sấy một số sảm phẩm hoá học  Trong
đồ án của mình em sử dụng vật liệu sấy là khoai tây với tác nhân sấy là hỗn hợp khơng
khí nóng.
Trong đồ án này em được giao nhiệm vụ thiết kế một hệ thống sấy băng tải
dùng cho việc sấy sản phẩm là khoai tây với năng suất sản lượng đầu vào là
600kg/h.
Hệ thống được lắp đặt tại tỉnh thành phố Hồ Chí Minh với độ ẩm vật liệu
vào là 50%, đồ ẩm vật liệu sau là 20%, với tác nhân sấy là khơng khí được gia

nhiệt và nhờ quạt thổi vào.
Với kiến thức còn hạn chế vànguồn tài liệu tham khảo khơng đầy đủ, q trình
tính tốn có sai số nên khơng tránh khỏi các sai sót. Em mong nhận được sự đóng
góp ý kiến của các thầy cơ và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.

1


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H

PHẦN 2: MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1: LỜI MỞ ĐẦU................................................................................ 1
PHẦN 2: MỤC LỤC.....................................................................................

2

PHẦN 3: TỔNG QUAN, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, THUYẾT..............................
MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ.......................................................................

4

PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.................................................. 14
..................................................................................................................................
4.1 CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU..................................................................14
4.2 CÂN BẰNG VẬT LIỆU ......................................................................

18

PHẦN 5: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
VÀ THIẾT BỊ CHÍNH................................................................................ 20
5.1 TÍNH TỐN THỂ TÍCH KHƠNG KHÍ.................................................. 20
5.2 THIẾT BỊ SẤY KIỂU BĂNG TẢI......................................................... 21
5.3 TÍNH TỔN THẤT NHIỆT..................................................................... 30
PHẦN 6: TINH TỐN THIẾT BỊ PHỤ……………………………… 47
6.1 TÍNH CALORIFER..................................................................................47
6.2 TÍNH CYCLON

................................................................................. 56

6.3 TÍNH QUẠT............................................................................................ 57
6.4 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU............................................................... 65
PHẦN 7: KẾT LUẬN.....................................................................................68
PHẦN 8: TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................69

2


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
PHẦN 3: TỔNG QUAN, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, THUYẾT MINH SƠ ĐỒ
NGUYÊN LÝ
A. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU:
I. Nguồn gốc lịch sử:
- Cây khoai tây có tên khoa học là solanum tuberosum. Khoai tây là loại cây nông
nghiệp ngắn ngày, trồng lấy cũ chứa tinh bột.
- Cây khoai tây có nguồn gốc từ núi Andes của Bolivia và Peru cách đây 7000 năm.
Mãi đến 1541, người Tây Ban Nha mới tình cờ phát hiện ra những điều thú vị về cây
khoai tây, theo cách gọi của thổ dân là cây pap pa.
- Năm 1890 người Pháp đem hạt giống trồng ở nước ta, do cây dễ trồng, củ ngon, nên

nó được trồng phổ biến và từ đó nhân dân gọi là khoai tây.
Hiện nay nó được trồng chủ yếu tại đồng bằng sơng Hồng và Đà Lạt – Lâm Đồng..
II.

Phân loại khoai tây:
Phân theo màu sắc khoai:
 Khoai tây tím
 Khoai tây đen
 Khoai tây vàng nghệ
 Khoai tây đỏ
– Theo chất khoai:
 Khoai tây sáp
 Khoai tây bột
– Theo nguồn gốc xuất xứ
 Khoai tây Đà Lạt
 Khoai tây Trung Quốc
 Khoai tây Solara của Đức
 Khoai tây Sinora, Diamant của Hà Lan
 Khoai tây Atlantic của Úc…

3


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
III.

Thành phần hóa học:
Thành phần
Nước
Chất khô

Tinh bột
Nitrogen
Chất xơ
Tro
Lipid
Các chất khác



Tỉ lệ (%)
75
25
18,5
2,1
1,1
0,9
0,2
2,2

Cellulose:

Thành tế bào khoai tây cấu tạo chủ yếu là cellulose. Hàm lượng 0,92  1,77% .


Tinh bột khoai tây:

- Có trong hạt, thân và rễ củ. Có 2 hợp phần chính là polymer amylose và amylopectin.
- Hàm lượng tinh bột củ khoai tây lại dao động từ 8  30 % tùy thuộc nhiều yếu tố mà
trước hết là thời tiết.
 Protide:

Chủ yếu thuộc nhóm globulin với tên riêng tuberin và một lượng ít thuộc các nhóm
albumin, proteose và pepton. Tuberin chủ yếu tập trung trong dịch muối và là protide
kết tinh. Thành phần của nó có khoảng 1,25 % sulfur nhưng khơng có photphoric.
 Đường: Đường được biết dưới dạng saccharose, glucose, fructose.
- Đường trong khoai tây khoảng 0,4  1,72%, nếu bảo quản khơng tốt có thể tăng 5%
hoặc cao hơn. Đường gồm glucose từ 0,55  1,18%, fructose từ 0,02  0,12%,
saccharose từ 0,06  0,62%.
- Phần lớn đường hình thành trong suốt quá trình dự trữ ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, nên
bảo quản tốt nhất ở nhiệt độ thường , đường sinh ra làm mềm cấu trúc tế bào, do đó củ
dễ bị tổn thương hơn.
 Nitơ:
Trong khoai tây trung bình khoảng 2,1%. Nó tồn tại ở các dạng thuộc thành phần
của nguyên sinh chất có dạng hòa tan trong dung dịch tế bào và dạng tơng tại tinh
thể.
 Acid amin:
Chủ yếu là asparagic, ngồi ra cịn có histiolin, acdinin, lizin…

4


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
 Chất khoáng (% chất khô của tro):
Thành phần
Kali (K)
Natri
Magie
Canxi
Sắt
Acid gốc P
Acid gốc S

Acid gốc Si
Acid gốc Cl

Tỉ lệ (%)
60,37
2,62
4,69
2,57
1,18
17,33
2,13
2,13
3,11

 Hàm lượng chất tro hịa tan:
Chiếm khoảng 73,89% cịn lại khơng hịa tan. Ngồi ra cịn có ngun tố vi lượng
Mn, Cu, Co, Ni, .
 Pectin:
Trong khoai tây chủ yếu ở dạng muối pectat, trong vỏ khoai chứa 4,15% nhưng
trong ruột củ chỉ khoảng 0,58%.
 Vitamin:
Có nhiều vitamin C , lượng vitamin C (30-50%),giúp tăng cường hệ miễn dịch.
Ngồi ra cịn có vitamin nhóm B như B1, B2….
 Lipid:
Lượng chất béo xấp xỉ trong khoai tây từ 0,02 – 0,2% được dự trữ trong mô và
phần ruột xốp. Phần lớn chứa trong củ khoai tây.
 Enzym: Lactose có khả năng lên men lactic và rượu,
 Đặc tính sinh học:
Đời sống của khoai tây chia làm 4 thời kỳ: ngủ, nảy mầm, hình thành thân củ và
thân củ phát triển.

Rể khoai tây phân bố chủ yếu ở tầng đất sâu 30cm.
 Bảo quản:
Có nhiều cách bảo quản, có thể bảo quản trong kho lạnh. Ở nhiệt độ 3-100C, độ ẩm
85 – 90%, thời gian bảo quản từ 6 – 9 tháng.
IV. Tác dụng của khoai tây

5


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
1. Kháng viêm, giảm đau
Cơng dụng này có được là nhờ hàm lượng vitamin C phong phú có trong khoai tây.
Chất này ngồi tác dụng cải thiện sức đề kháng còn là một phương thuốc kháng viêm,
giảm đau tự nhiên, an toàn cho cơ thể.
ân gian thường sử dụng khoai tây tươi đắp ngoài để trị các chứng viêm ngoài da.
Khoai tây cũng được đem luộc chín, chườm vào chỗ tổn thương khi cịn nóng hoặc
làm lạnh trước khi chườm để giảm sưng đau.
Ngồi ra, một số thành phần vitamin và khống chất được tìm thấy trong khoai tây như
kali, canxi, vitamin nhóm B hay magie cũng có tác dụng tích cực trong việc chống lại
sự phát triển của bệnh viêm khớp và các chứng viêm nhiễm ở đường tiêu hóa.
2. Khoai tây cải thiện hệ miễn dịch
Vitamin C rất cần thiết cho hoạt động của hệ miễn dịch. Khoai tây với hàm lượng
vitamin C dồi dào có thể giúp bạn củng cố hàng rào bảo vệ của cơ thể. Thực phẩm này
có thể cung cấp đến 45% nhu cầu vitamin C cơ thể cần trong ngày. Nó đặc biệt hữu ích
cho người già, trẻ em hay những bệnh nhân đang bị suy giảm hệ miễn dịch.
Thường xuyên ăn khoai tây là giải pháp đơn giản giúp phòng ngừa hữu hiệu một số
căn bệnh như cảm lạnh, cảm cúm, nhiễm trùng đường hô hấp…
3. Cải thiện chức năng tiêu hóa
Sở hữu nhiều Carbohydrate, củ khoai tây rất dễ tiêu hóa khi được nấu chín. Ngồi ra,
thành phần chất xơ dồi dào có trong khoai tây còn hoạt động như một chất nhuận

tràng, giúp kích thích tiêu hóa, ngăn ngừa táo bón và các vấn đề ở đường ruột.
Người bị táo bón mãn tính có thể uống một ly nhỏ nước ép khoai tây trước các bữa ăn
từ 20 – 30 phút, kết hợp dùng các món canh rau chế biến từ khoai tây sẽ giúp đi đại
tiện dễ dàng hơn.
4. Khoai tây tốt cho thần kinh và não bộ

6


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Đây cũng là một trong những tác dụng của khoai tây với sức khỏe đã được khoa học
chứng minh. Thực phẩm này đặc biệt tốt cho thần kinh và não bộ nhờ có khả năng ổn
định lượng đường trong máu, đồng thời làm giãn nở mạch máo, đảm bảo q trình lưu
thơng máu đến cung cấp các dưỡng chất cần thiết cho não bộ và hệ thần kinh trung
ương hoạt động.
5. Ngăn ngừa trầm cảm, giảm căng thẳng
Vitamin B6 trong khoai tây khi được hấp thu sẽ được cơ thể chuyển hóa thành một loại
hợp chất hữu cơ có tác dụng xoa dịu thần kinh, giảm căng thẳng, lo âu, ngăn ngừa
nguy cơ bị trầm cảm.
6. Bảo vệ sức khỏe tim mạch
Chất xơ trong khoai tây ngồi khả năng thúc đẩy tiêu hóa còn giúp làm giảm lượng
cholesterol xấu trong máu, ngăn ngừa bệnh xơ vữa động mạch và các vấn đề khác về
tim mạch.
Cùng với đó, vitamin C và carotenoid có trong loại củ này sẽ giúp ức chế sự phát triển
của các gốc tự do có hại, giúp hệ thống tim mạch luôn khỏe mạnh và hoạt động ổn
định.
7. Ăn khoai tây giúp ngăn ngừa ung thư
Củ khoai tây chứa chất chống oxy hóa mạnh, giúp giảm thiểu tác hại của các gốc tự do
đến tế bào khỏe mạnh. Nó kết hợp cùng với các thành phần khác có trong củ như
vitamin A và quercetin có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ác tính, giảm nguy

cơ mắc bệnh ung thư nguy hiểm.
8. Hạ huyết áp
Sự kết hợp giữa các thành phần gồm kali, kukoamine và chất xơ hòa tan đã giúp khoai
tây trở thành một trong những thực phẩm tốt nhất cho người bị cao huyết áp. Chúng
giúp hạ áp bằng cách kích thích mạch máu giãn nở và ổn định nồng độ glucose trong
máu, đảm bảo cho q trình lưu thơng máu diễn ra thơng suốt.

7


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
9. Phòng ngừa bệnh sỏi thận, bệnh gút
Củ khoai tây chứa rất ít purin nhưng lại giàu vitamin C có khả năng làm giảm axit uric
trong máu, qua đó ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh gút.
Người có nguy cơ bị sỏi thận cao cũng nên tăng cường bổ sung khoai tây đều đặn
trong các bữa ăn để bổ sung sắt và can xi trong cơ thể, chống lại sự hình thành sỏi
trong thận.
10. Khoai tây hỗ trợ điều trị loét dạ dày, trào ngược dạ dày thực quản
Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học thuộc trường đại học Manchester
– Anh cho thấy, loại củ này chứa nhiều phân tử kháng khuẩn đặc biệt, có khả năng tiêu
diệt các loại vi khuẩn gây bệnh viêm loét dạ dày tá tràng.
Bên cạnh đó, thành phần tinh bột và chất xơ trong khoai tây khi vào dạ dày sẽ giúp
thấm hút bớt axit và dịch tiết trong dạ dày. Qua đó tạo điều kiện để tổn thương mau
lành, giảm nguy cơ mắc bệnh trào ngược axit dạ dày thực quản.
11. Giảm phù mặt
Phù mặt là dấu hiệu của nhiều bệnh lý, điển hình là các vấn đề về gan, thận. Bạn có thể
khắc phục triệu chứng này nhanh chóng bằng cách xắt lát khoai tây và đắp lên mặt.
Sau khoảng 30 phút sẽ thấy tình trạng được cải thiện đáng kể.
12. Tốt cho bệnh nhân đái tháo đường
Khoai tây có tác dụng gì đối với người bị tiểu đường? Đối với những người mắc căn

bệnh này, khoai tây có tác dụng tích cực trong việc phịng ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh.
Nó hoạt động bằng cách ổn định nồng độ glucose trong máu, giúp bệnh nhân kiểm
soát tốt bệnh và giảm thiểu nguy cơ gặp phải các biến chứng nguy hiểm.
13. Củ khoai tây giúp giảm cân an toàn

8


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Khoai tây chứa hàm lượng chất béo rất thấp nhưng lại giàu dưỡng chất. Sử dụng thực
phẩm này trong thực đơn ăn kiêng, bạn sẽ cắt giảm được đáng kể lượng chất béo tiêu
thụ mà vẫn đảm bảo được nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của cơ thể.

B. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH
Cơng nghệ sấy khoai tây ta lựa chọn cơng nghệ sấy là cơng nghệ sấy băng tải
vì phù hợp với tính chất của vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn
nên lựa chọn công nghệ sấy băng tải là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu
quả kinh tế, với tác nhân sấy là khơng khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer
dạngkhí – hơi khơng khí có nhiệt độ vào khoảng 700C, được quạt thổi cưỡng bức
vào băng tải. Vận tốc của dịng khơng khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thốt ra
trong một đơn vị thời gian. Để tiến hành sấy khoai tây làm cho độ ẩm của khoai
tây giảm xuống cịn khoảng 20% thì ngun liệu đầu vào là khoai tây đã được làm
sạch sẽ được xếp lên các khay sắt, các khay sắt được sắp xếp theo trật tự trên các
băng tải rồi đưa vào buồng sấy. Lượng ẩm sau khi thốt ra được thải ra mơi
trường.
3.4.2 Lựa chọn phương pháp sấy
Do sản phẩm sấy là khoai tây và được dùng làm thực phẩm cho cả người nên
để đảm bảo về yêu cầu vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng khơng
khí làm tác nhân sấy ta lựa chọn công nghệ sấy băng tải đối lưu dùng quạt thổi.
Khơng khí ngồi trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí-hơi.Khơng khí được

gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào
buồng sấy. Trong không gian buồng sấy khơng khí khơ thực hiện việc trao đổi
nhiệt- ẩm với vật liệu sấy là khoai tây làm cho độ ẩm tương đối của khơng khí
tăng lên, Khơng khí này sau đó được thải ra mơi trường.

3.4.3 Chọn chế độ sấy

9


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Với hệ thống sấy buồng và vật liệu sấy là khoai tây. Ta sẽ gia nhiệt cho khơng
khí lên đến nhiệt độ t=700C (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ). Nhiệt độ của
không khí ra khỏi buồng sấy ta lựa chọn là T 400C .
PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1 Các thơng số tính tốn ban đầu
Các thơng số ban đầu được xác định là:
Năng suất tính theo sản phẩm: G2 = 600kg/h
Độ ẩm vật liệu vào: W1= 55%
Độ ẩm vật liệu ra: W2 = 20%
Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 700C
Nhiệt độ tacs nhân sấy ra: t2 = 400
Nhiệt độ khơng khí ngồi trời: t0 = 26.70C
Độ ẩm mơi trường: ɸ0 = 80,5%
Phân áp suất bảo hịa của khơng khí ở trạng thái :
ɸ0 =80,5%
t0 = 26.70C
Pobh= e^)
(trang 49- tài liệu [1])
Pobh= e^) = 0,035bar

Với 10-5bar = 10,197*10-6 at
Pobh= 0,035bar= 0,0342at
Hàm ẩm của khơng khí được tính theo cơng thức sau
Độ chứa ẩm: d

10


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
,bar

(2.31[1])

= 0,035 bar
0,035bar = 10,197 x 0,0342at
Hàm ẩm
d0

(2.18[1])

= 0,0176 kg ẩm/kg kkk
(Với Pkq : áp suất khí quyển = 1at)
Nhiệt lượng riêng của khơng khí
enthalpy Io= Ckkk*t0 + X0*Ih (trang 156-tài liệu [11])
với Ckkk: nhiệt dung riêng của khơng khí , J/kgđộ
Ckkk = 103 J/kgđộ
t0 nhiệt độ của khơng khí, t0 = 26,70C
Ih nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ t0 J/kgđộ
Xác định Ih theo công thức thực nghiệm
Ih = 2545,599J/kg

Ta có
Io= Ckkk*t0 + X0*Ih
Io = 103 * 26,7 + 0,0176* 2545,599
Io = 71502,5J/kgkkk
Trạng thái khơng khí sau khi đi qua calorier:
Với t1= 100oC.
Hàm ẩm d1= do = 0,0176 kg ẩm/ kg kkk.

11


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Áp suất hơi bảo hòa:
= 0,307 bar.
Pb1= 0,307 bar = 0,313
Khi ra khỏi calorifer khơng khí chỉ thay đổi nhiệt độ nhưng khơng đổi hàm ẩm
X1 =X0 nên ta có

(trang 19 tài liệu [1] )
= 0,088 = 8,8%
Với B chính là Pkq áp suất khí quyển
Nhiệt lượng riêng của khơng khí sau khi ra khỏi calorifer
Enthalpy I1:
I= 1,004t + d(2493+ 1,97t)
(trang 25 tài liệu [11])
I1=1,004*70 + 0,0176(+ 1,97*70) =116,3* 103 kJ/kg kkk
Với

I1= I2

Trạng thái của khơng khí khi ra khỏi phịng sấy
T2 = 400C
Tính
Enthalpy I2 = I1 =116,3* 103 kJ/kg kk khô.
Áp suất hơi bảo hòa
,bar
(trang 31 tài liệu [1])

12


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
= 0,073 bar = 0,075at
Hàm ẩm d2 :
(trang 26 tài liệu [1])
d2
d2 = 0,03 (kg/kgkkk)
hàm ẩm của khơng khí
áp dụng cơng thức

2

= 0,613

2 = 61,35%
4.2 cân bằng vật liệu
4.2.1 cân bằng vật liệu cho vật liệu sấy
Trong quá trình sấy ta xem như khơng có hiện tượng mất mát vật liệu, lượng
khơng khí khô tuyệt đối xem như không bị biến đổi trong q trình sấy.
Vật lượng vật liệu khơ tuyệt đối đ qua may sấy là:

G1(1 – W1) = G2 (1 – W2)
( trang 165 tài liệu [11] )
Khối lượng vật liệu sấy khô tuyệt đối đi qua máy sấy là:
Gk = G2 = 600 = 480 (kg/h)
Lương ẩm tách ra khỏi vật liệu trong q trình sấy được tính theo cơng thức:
W= G2 = = 466,67 ( kg/h)
Lượng vật liệu trước khi vào phòng sấy
G1 =

G2 + W = 600+ 466,67 = 1066,67 (kg/h)

13


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
W = L(d2 – d1) = L (d2 – d0)
4.2.2

cân bằng vật liệu cho q trình sấy

Cũng như vật liệu khơ, lượng khơng khí khơ tuyệt đối đi qua máy sấy xem
như khơng bị mất mát trong quá trình sấy. khi qua quá trình làm việc ổn đinh
lượng khơng khí khơ tuyệt đối đi vào máy sấy mang theo một lượng ẩm là: LX1
Sau khi sấy xong, lượng ẩm tách ra khoi vật liệu là W do đó khơng khí có
thêm một lượng ẩm đó là W
ta có phương trình
L = = = 37634,68 (kg/h)
Lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bay hơi W kg ẩm trong vật liệu
l= = = = 80,65 kgkk/kg ẩm
Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trước khi vào calorifer

V = = = 32276,74 (m3/h

PHẦN 5. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG VÀ THIẾT BỊ CHÍNH
5.1 Tính tốn thể tích khơng khí
5.1.1 Thể tích riêng của khơng khí vào thiết bị sấy
V1 * ( P -

*P1b ) = R* t1

( trang 157 tài liệu [11] )
Với R = 287 ( J/kg0K )
T1 = 700C = 3430K
P = 1at
P1b =0,088

14


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Thay số vào ta được
V1 =

V1 = 1,032m3/kgkkk
5.1.2 thể tích khơng khí vào phịng sấy
V1=L*v1 = 37636,68*1,032
V1 =388390 (m3/h)
5.1.3 Thể tích riêng khơng khí ra khỏi phịng sấy
V2 * ( P -

*P2b ) = R* t2

Vớ R = 287 ( J/kg0K )
T2 = 3130K
P = 1at
P2b =0,075at
2 = 61,35%
Thay vào ta có
V2 = = 0,96 (m3/kgkkk)
5.1.4 Thể tích khơng khí ra khỏi phịng sấy
Vtb = (V1+V2) :2
Vtb = /936124,78 +38839) :2
Vtb = 37481,89 (m3/h)
5.2 Thiêt bị sấy kiểu băng tải

15


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Thiết bị sây kiểu băng tải gồm 1 phịng. Trong đó có vài băn tải chuyển động
nhờ các tang quay, các băng này tuqaj trên các con lăn để khỏi võng xuống.
Băng tải được làm bằng sợi bông tẩm cao su, bản thép hay lưới kim loại,
khơng khí được gia nhiệt trong calorifer
Vật liệu sấy chứa trong gầu tải nhập liệu và đi vào băng tải trên cùng. Nếu thiết
bị có 1 băng tải thì sấy khơng đều vì lớp vật liệu khơng được xáo trộn. do đó loại
thiết bị có nhiều băng tải được em sử dụng.Ở loại này, vật liệu từ băng trên di
chuyển đến cuối băng thì rơi xuống đầu băng dưới. khi đến băng cuối thì vật liệu
khơ được đưa vào cửa tháo liệu.
Khơng khí nóng đi ngược hoặc hỗn độn với chiều chuyển động của các băng.
Để quá trình sấy được tốt người ta cho khơng khí chuyển động với vận tốc lớn.
Chọn kích thước băng tải

Gọi:
Br chiều rông của băng tải Br = 0,5m
h chiều dày của lớp khoai tây: 0,05m
 khối lượng riêng của khoai tây  = 620 kg/m3
Thực tế năng suất của quá trình sấy
G1 = Br h (kg/h)
( trang 158- tài liệu [7])
Trong thực tế chiều rơng của băng tải cịn được tính theo hệ số hiệu chỉnh 
Btt = Br :  (chon  = 0,9 )
Btt = 0,5 : 0,9 = 0,556 (m)
Gọi:
Lb: chiều dài 1 mặt băng tải (m)

16


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Ls : chiều dài phụ thêm khoảng 1,2m
T : thời gian sấy (h)
5.2.1 Tính thời gian sấy T(h)
Hệ số trao đổi đối lưu X1
Vận tốc dịng khí trong phịng sấy chọn v= 2,0m/s
Với dịng lưu chất ó v < 5m/s thì
1 = 6,15 + 4,17v = 6,15 + 4,17*2,05
1 = 14,7 (w/m2k )
(công thức 4.6 trang 114- tài liệu [1])
Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt J1b
J1b = 1 ( tk –t ước )
Trong đó:
Dựa vào bảng đồ thị của khơng khí ẩm tra tk và Tư

( phụ lục 9 trang 135 tài liệu [1 ] )
tk = (t1 + t2) : 2
tk = ( 70+ 40 ) :2 = 550C
Nhiệt độ bầu ướt tước= 30,50C
J1b =( 55-30,5 ) = 25,5 (w/m2)
J1b = 1278,38 (kJ/m2h )
Cường độ bay hơi ẩm J2
J2 = J1 : r = 1278,38 : 2323 = 0,55 ( kg/m2h )
( công thức trang 97 tài liệu [1] )

17


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Với r ẩn nhiệt hóa hơi ẩm ở nhiệt độ tk
r = 2323 kJ/h
Tra bảng 312 tài liệu [4]
Tốc độ sấy N
N = 100J2f
(cơng thức 5.63 trang 142 tài liệu [1])
Trong đó:
f = 1,31 m2/kg bề mặt riêng của vật liệu
( trang 47 tài liệu [7])
Thây các giá trị vào ta được
N = 100*0,55*1,31 = 72 (%/h)
Thời gian sấy đẳng tốc
T1 = (W1 – Wth) : N
Thời gian sấy giảm tốc
T2 = ln ( x( W2 – W))
Với : x = 1,8 : W1 = 1,8 : 122,22 =0,015

Trong đó:
W1 = = 0,55 : ( 1-0,55)
W1 = 122,22%
W2 = w2 : ( 1-w2 ) = 0,2 : ( 1- 0,2 ) = 25%
W = 12%
Thế vào ta có

18


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
T1 = (122,22- 53,8) : 72 = 0,95 ( h)
T2 = ln ( x( W2 – W))
T2 = ln ( 0,015( 25 – 12))
T2 = 1,28 (h)
Tổng thời gian sấy
T = t1 + t2 = 1,28 + 0,95 = 2,17 (h)
Tính chiều dài băng tải
Lb = = = = 135,5 (m)
Vậy ta chọn kích thước 1 băng tải là 16,95m
Và có 8 băng tải , đường kính trục của băng tải là d = 0,3m, băng tải rơng
0,556m
Phịng sấy được xây bằng gạch
Bề dày tường 0,22m có
Chiều dài viên gach 0,2m
Hai lớp cách nhiệt 2 bên 0,01m
Trần phòng được làm bằng betong cố thép có bề dày 0.15m
Cửa phịng sấy được làm bằng nhơm mỏng giữa có lớp cách nhiệt dày 0,01m
Chiều dài làm việc của phòng sấy
Lh = Ib + 2 Lbs = 16,95 + 2* 0,5 = 17,95m

Chiều cao làm việc của phòng sấy
Chọn khoảng cách 2 băng tải là 0,2m
Hh = 0,3*8 + 0,2*9 = 4,29m
Chiều rộng làm việc của phòng sấy

19


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Rh = chiều dài băng tải + khoảng trống 2 bên
Rh = 0,556 + 0,3*2 = 1,156m
Nền phịng sấy dày 0,4m
Vậy kích thước của phòng sấy kể cả tường là:
Chiều dài hầm :

L = 17,95 + 0,22 x 2 = 18,5m

Chiều rộng hầm: B = 1,156 + 2*0,22 = 1,6m
Chiều cao hầm:

H = 4,29 + 0,15 + 0,4= 4,83 m

5.2.2 Tính số con lăn đỡ băng
Khoảng cách giữa 2 con lăn ở nhánh có tải
lt = A – 0,625B
(cơng thức trang 5.8 tài liệu [2])
A: hằng số phụ thuộc khối lượng riêng của vật liệu
 = 620< 1000 kg/m3  A= 1750mm
Vaäy: lt = 1,75 – 0,625 x 2 = 0,45 m
Khoảng cách giữa 2 con lăn ở nhánh không tải

lo = 2lt = 2 x 0,45 = 0,9 m
số con lăng bằng
nhánh khơng tải: n1= = = 18,8 chọn 19
nhánh có tải:

n2 = = = 37,67 chọn 38

 tổng số con lăn cần dùng :
n = (n1 + n2 ) x i
= (19+38) x 8 = 456 con.

20


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Kích thước con lăn
Đường kính 12mm
Chiều dài 200mm
Làm bằng thép CT3
Kích thước bánh lăn
Đường kính 30mm
Làm bằng thép CT3
5.2.3 Động cơ băng tải
Vì băng tải di chuyển với vận tốc thấp
V = Lb : t*3600 = 135,56: (2,17*3600)
V = 0,017m/s
Vận tốc của tang
ntang = 60v : (*D ) = 60*0,0176 : ( 3,14*0,3)
ntang = 1,108v/ph
Cần chọn nhiều bộ truyền để có tỉ số truyền khối lớn

5.2.3.1 chọn động cơ điện
Để chọn động cơ điện tính cơng suất cần thiết



N: cơng suất trên băng tải

P:lực kéo băng tải.
P = (mbăng + mvl )g
Tính mbăng ta chọn băng là thép khơng rỉ có  = 7900 kg/m3, bề dày  = 1 mm.

21


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
mbăng = LbB
= 135,56 x 0,001 x 0,5 x7900
=535,462kg
mvl = G1 = 1066,67 x 2,17 =2133,34kg.
 P = (535,462 + 2133,34)x 9,8
P = 26180,948N
kW


: hiệu suất chung

= 12233
= 0,97 hiệu suất bộ truyền bánh răng
 = 0,995: hiệu suất của 1 cặp bánh răng
= 1: hiệu suất chuẩn

= 0,972x 0,9953x1 = 0,927.
Để đảm bảo cho băng tải trên cùng quay đúng với vận tốc đặt ra, ta phải thêm
0,942 vào hiệu suất chung
kW
5.2.3.2 Cơ cấu truyền động bằng đai giữa 2 tầng băng tải
Chọn đường kính bánh đai dẫn 0,3m
5.2.4 Tính vận tốc dịng khí và chế độ chuyển động của khơng khí trong phòng
sấy
kk = Vtb : ( Hb*Rb)
kk = 37481,89 : ( 4,29+ 1,156 *3600) = 2,1m/s

22


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Chế độ chuyển động của khơng khí
Re = kk *ltd :
( trang 35 tài liệu [11])
Với Re là hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chuyển độngcủa dòng
Ltd = 2* Hh* Rh : ( Hh+ Rh )
Ltd = 2 *4,29 * 1,156 : ( 4,29+ 1.156) = 1,821m
Nhiệt độ trung bình của khơng khí trong phịng sấy
Ttb = ( t1+ t2 ) : 2 = (40 +70 ) : 2 = 550C
Từ nhiệt độ trung bình này ta tra bảng 114 tài liệu [1] ta có được độ nhớt
độnghọc của khơng khí ẩm trong phòng sấy là 1970*10-8m/s
Re = kk *ltd : = 2,186 x 1,821 : 1970*10-8 = 202266,3
Re > 104 nên chế độ chuyển động của khơng khí là chế độ chuyển động xốy
Hiệu số nhiệt độ trung bình giữ tác nhân sấy với nhiệt độ xung quanh

Với hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với nhiệt độ bên ngoài

= 70 – 26,7 = 43,30C
= 40 – 26,7 = 13,3oC
Vậy = 25,4150C

5.3 Tính tổn thất nhiệt
5.3.1

Tổn thất qua tường

Tường xây bằng gạch dày 0,22m

23


SẤY BĂNG TẢI KHOAI TÂY NĂNG SUẤT 600KG/H
Chiều dày viên gạch gach= 0,2m
-chiều dày lớp cách nhiệt 2= 0,01mm (bông thủy tinh)
Tra bảng T416, TL [5] ta được: 1 = 0,77 W/m2độ
2 = 0,058 W/m2độ
Tính hệ số cấp nhiệp 1:
1 = A(’1 + ”1)

W/m2độ

(trang 38 tài liệu [3])
với A = 1,2 –1,3 : hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của khí,
ở chế độ chảy xốy và tườn nhám A= 1,2
’1: hệ số cấp nhiệt của khơng khí chuyển đông cưỡng bức, W/m2độ.
”1:hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt của tường do đối lưu tự nhiên,
W/m2độ

Như vậy khơng khí nóng được chuyển động băng quat thì hệ số cấp nhiệt sẽ
bao gồm ảnh hưởng do đối lưu tự nhiên đối lưu cưỡng bức.
a) Tính hệ số cấp nhiệt của khơng khí nóng chuyển động cưỡng bức:
Cơng thức tổng qt cho khí chảy dọc theo tường phẳng:
’1= , W/m2độ
(trang -39 tài liệu [3])
Với:
t : hệ số dẫn nhiệt của khơng khí ở nhiệt độ trung bình w/mđộ
ttb =55oC
t = 0,0284 , W/m2độ

24