Sấy Hầm Khoai Mì

Đồ Án Học Phần: Kỹ Thuật Thực Phẩm Chuyên Đề: Hầm Sấy Khoai Mì

MỤC LỤCMỞ ĐẦU.........................................................................................................................................6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...........................................................................................................7

1- Tổng quan về phương pháp sấy...............................................................................................8

1.1 Bản chất của sấy................................................................................................................8

1.2 Phân loại............................................................................................................................8

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy..................................................................................8

CHƯƠNG 2:CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ......................................9

A. Công Nghệ Sấy Khoai Mì.....................................................................................................10

2.1- Tổng quan về nguyên liệu..............................................................................................10

2.1.1. Đặc điểm cây sắn.....................................................................................................10

2.1.2. Tình hình trồng sắn..................................................................................................10

2.2. Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn.........................................................11

2.2.1. Phân loại..................................................................................................................11

2.2.2. Cấu tạo củ................................................................................................................11

2.2.3. Thành phần hóa học của củ sắn...............................................................................13

2.2.3.1. Chất dinh dưỡng có trong củ............................................................................13

2.2.3.2. Các hợp chất khác............................................................................................15

2.3. Đánh giá chất lượng của củ sắn......................................................................................18

2.3.1. Phương pháp cảm quan............................................................................................18

2.3.2. Phương pháp thực nghiệm để xác định hàm lượng tinh bột có trong củ.................19

2.4. Vấn đề về bảo quản củ sắn.............................................................................................19

B. Chọn Và Thuyết Minh Quy Trình Công Nghệ.....................................................................19

2.5. Phương pháp và chế độ sấy............................................................................................19

2.6. Chọn Quy Trình Công Nghệ...........................................................................................20

2.7. Thuyết minh qui trình sấy..............................................................................................20

Chương 3:TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH.................................................................................22

I. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU................................................................................................22

1.1 Vật liệu sấy......................................................................................................................22

1.2 Tác nhân sấy: không khí nóng.........................................................................................23

II- TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT..............................................................................25

2.1 Cân bằng vật chất.............................................................................................................25

2.2 Thiết bị chính...................................................................................................................25

2.2.1 Xe goòng...................................................................................................................25

1GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền SVTH: Trịnh Hoàng Mai Lĩnh – Trần Quang Khải


2.2.2 Hầm sấy....................................................................................................................27

2.3 Cân bằng năng lượng.......................................................................................................28

2.3.1 Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy....................................................................................28

2.3.2 Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải..........................................................................28

2.3.2.1 Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi...................................................................28

2.3.2.2 Nhiệt tổn thất do khay sấy.................................................................................28

2.3.3 Nhiệt tổn thất ra môi trường ...............................................................................29

2.3.3.1 Nhiệt tổn thất ra tường ..................................................................................29

2.3.3.2 Tính nhiệt tổn thất qua trần hầm sấy.................................................................35

2.3.3.3 Nhiệt tổn thất qua nền........................................................................................38

2.3.3.4 Nhiệt tổn thất qua cửa........................................................................................38

2.3.3.5 Nhiệt tổn thất do mở cửa..................................................................................40

III. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC...............................................................................41

Chương 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ..............................................................................44

4.1 Tính Caloripher....................................................................................................................44

4.2 Tính và chọn quạt................................................................................................................50

4.2.1 Trở lực từ quạt đến caloripher......................................................................................50

4.2.2 Trở lực caloripher.........................................................................................................51

4.2.3 Trở lực caloripher đến hầm...........................................................................................51

4.2.4 Trở lực đột mở khi vào hầm sấy...................................................................................52

4.2.5 Trở lực do áp động đầu ra của quạt..............................................................................53

4.2.6 Trở lực hầm sấy............................................................................................................53

4.2.7 Trở lực xe goòng...........................................................................................................54

4.2.8 Trở lực đốt thử tại hầm và ống hút...............................................................................55

4.2.9 Trở lực ống cong 90 ................................................................................................56

4.2.10 Trở lực áp đông đầu vào của quạt hút.........................................................................56

4.2.11 Trở lực ống dẫn khí ra khỏi hầm................................................................................56

4.3 Tính và chọn động cơ kéo tời..............................................................................................57

KẾT LUẬN...................................................................................................................................59

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................60



DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1. Cây sắn (Khoai mì) .........................................................................................8

Hình 2.2: Cấu tạo mặt cắt ngang của củ sắn .................................................................10

Hình 2.3: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét .....................................12

Hình 2.4: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với sự xúc tác enzym tyrosinase .......15

Hình 2.5. Sơ đồ quy trình công nghệ ............................................................................18

Hình 3.1: Đồ thị H-x của không khí ẩm .......................................................................22

Hình 3.2: Phân bố nhiệt độ qua tường hầm sấy ............................................................27

Hình 3.3: Đồ thị sấy thực ..............................................................................................39

Hình 4.1: Caloripher khí-hơi ........................................................................................42



DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc điểm một số giống sắn............................................................................ 9

Bảng 2.2: Tỷ lệ % (theo khối lượng) của các thành phần có trong củ sắn ...................11

Bảng 2.3: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn ...........................................13

Bảng 3.1: Bảng tóm tắt .................................................................................................22

Bảng 3.2 : Giá trị nội suy ..............................................................................................36

Bảng 3.3: Bảng cân bằng nhiệt .....................................................................................41

Bảng 4.1: Bảng tóm tắt .................................................................................................48



MỞ ĐẦU

Cây sắn (hay còn gọi là cây khoai mì) là một trong những loại cây lương thực có

nguồn gốc từ lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ). Ở nước ta cây sắn được du nhập vào

khoảng thế kỷ 18 và được trồng ở khắp nơi từ Bắc đến Nam. Cùng với việc trồng từ lâu

nhân dân ta đã biết chế biến củ sắn làm lương thực cho người và làm thức ăn cho gia súc.

Trong các loại cây lương thực, sắn là cây trồng cho nguồn nguyên liệu có khả

năng chế biến sản phẩm vào loại phong phú nhất. Sản phẩm từ cây sắn được sử dụng

trong nhiều lĩnh vực kinh tế và đời sống. Giá trị từ cây sắn chỉ thực sự gia tăng khi được

chế biến. Chính vì vậy trên thị trường giá sắn nguyên liệu mới được tăng lên gần đây, kéo

theo sự quan tâm trở lại của bà con nông dân sau nhiều năm thăng trầm của việc phát

triển cây sắn.

Tuy nhiên, trong điều kiện quỹ đất có hạn, sự cạnh tranh giữa các loại cây trồng

ngày càng gay gắt thì dù nhu cầu thị trường đối với sản phẩm của cây sắn ngày càng tăng,

giá ngày càng cao thì khả năng mở rộng diện tích trồng sắn cũng không nhiều. Hướng

phát triển của cây sắn chủ yếu để đáp ứng nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước là

thâm canh tăng năng suất để đạt giá trị tổng sản lượng ngày càng tăng. Bên cạnh đó, việc

đầu tư cho khâu chế biến để tăng giá trị sản phẩm cũng là công việc rất cần phải giải

quyết. Đây chính là lý do chính để em lập đồ án “thiết kế thiết bị sấy khoai mì xắt lát

năng suất 2500kg nguyên liệu sấy/mẻ”.

Để sấy khoai mì xắt lát ta có rất nhiều phương pháp như sấy buồng, sấy hầm… Ở

đồ án này, do yếu tố khách quan là địa điểm xây dựng được đặt tại Thành Phố Hồ Chí

Minh nên việc áp dụng phương pháp sấy hầm là thích hợp nhất.



CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN

1- Tổng quan về phương pháp sấy

1.1 Bản chất của sấySấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Mục đích của quá trình

sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt.

Trong quá trình sấy nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự

chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng

phần của tại bề mặt vật liệu và môi trường chung quanh. Sấy là quá trình không ổn định,

độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian.

1.2 Phân loạiPhân loại các phương pháp sấy theo phương thức cung cấp nhiệt:

Phương pháp sấy đối lưu.

Phương pháp sấy bức xạ.

Phương pháp sấy tiếp xúc.

Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần.

Phương pháp sấy thăng hoa.

1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấyẢnh hưởng của nhiệt độ không khí: Trong các điều kiện khác nhau không đổi như

độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ sấy.

Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho

nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển

động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài. Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp,

dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại

nguyên liệu. Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác

nhau. Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng

và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.



Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí: Tốc độ chuyển động của không khí

có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi

cho quá trình sấy. Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên

nguyên liệu để cân bằng quá trnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm

lại. Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió song song

với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh.

Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm tương đối của không khí

cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng

lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại.

Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Nguyên liệu càng bé, càng

mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá bé và quá

mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy vỡ.

Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta

chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu

như: nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắc hay lỏng lẻo...



CHƯƠNG 2:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

A. Công Nghệ Sấy Khoai Mì

2.1- Tổng quan về nguyên liệu

Hình 2.1. Cây sắn (Khoai mì)

2.1.1. Đặc điểm cây sắn Cây sắn hay còn gọi là cây khoai mì là cây lương thực ưa ấm nên được trồng nhiều ở

những nước có khí hậu nhiệt đới, có tên khoa học là Manihot esculenta Crantza.

2.1.2. Tình hình trồng sắn

Cây sắn được trồng trên 92 nước của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới và là nguồn

lương thực của khoảng 500 triệu người (nguồn CIAT, 1993).

Ở Việt Nam, sắn cùng với khoai là cây lương thực quan trọng thứ ba sau lúa và ngô.



Vùng Đông Nam Bộ là địa bàn trọng điểm sản xuất sắn hàng hóa với ưu thế vốn có về

khí hậu, đất đai, giao thông vận tải, cơ sở hạ tầng, số dự án đầu tư vào chế biến và tiêu

thụ sắn của nước ngoài.

Diện tích trồng sắn của Việt Nam trong những năm tới dự kiến sẽ không tăng nhiều.

Tuy nhiên, sẽ gia tăng năng suất và sản lượng do việc áp dụng trồng các giống sắn mới có

năng suất củ tươi và năng suất bột cao, đồng thời với việc đẩy mạnh các biệnh pháp thâm

canh như bón phân cân đối, trồng xen canh, có hệ thống canh tác thích hợp trên đất dốc

và rải vụ thu hoạch.

Bảng 2.1: Đặc điểm một số giống sắn ([6])

Đặc điểmGiống

KM94 KM60 HL20 HL23 HL24

Năng suất củ tươi (tấn/ha) 38,6 27,2 20,2 19,8 20

Hàm lượng chất khô (%) 39,0 38,0 36,5 37,0 36,7

Hàm lượng tinh bột (%) 28,6 27,2 24,5 26,5 25,8

Thời gian thu hoạch (tháng) 7 ÷ 12 6÷ 9 7 ÷ 12 6÷ 9 6÷ 9

2.2. Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn

2.2.1. Phân loạiSắn có nhiều loại khác nhau về màu sắc, thân cây, lá, vỏ củ, thịt củ. Tuy nhiên, trong

công nghiệp sản xuất tinh bột người ta phân sắn thành hai loại sắn đắng và sắn ngọt.

- Sắn đắng: cho năng suất cao, củ to, hàm lượng tinh bột trong củ cao, có nhiều

nhựa củ, hàm lượng cyanhydric cao, ăn tươi bị ngộ độc.

- Sắn ngọt: gồm tất cả các loại sắn có hàm lượng cyanhydric thấp, loại sắn này có

hàm lượng tinh bột thấp, ăn tươi không bị ngộ độc.

Hiện nay, loại sắn mà nông dân tỉnh Tây Ninh đang trồng chủ yếu là loại sắn đắng và

các giống sắn này cho năng suất và hàm lượng tinh bột tương đối cao.

2.2.2. Cấu tạo củCủ sắn thường thuôn dài ở hai đầu, tùy theo tính chất đất và điều kiện trồng mà kích

thước của củ dao động trong khoảng:



- Chiều dài từ 0,1 ÷ 0,5m.

- Đường kính củ từ 2 ÷ 8cm.

Củ thường có 4 phần chính gồm: vỏ gỗ, vỏ củ, thịt củ và lõi.

Hình 2.2: Cấu tạo mặt cắt ngang của củ sắn

a. Vỏ gỗ (Vỏ lụa) - Giữ vai trò bảo vệ củ. Có thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose.

- Không có chứa tinh bột, chiếm 0,5% ÷ 2% trọng lượng củ.

b. Vỏ củ (Vỏ thịt) - Dày hơn vỏ gỗ, có cấu tạo từ các lớp tế bào thành dày, thành tế bào có cấu tạo chủ

yếu là cellulose, bên trong là hạt tinh bột, chất chứa Nitơ và dịch bào (nhựa) có

ảnh hưởng tới màu của tinh bột khi chế biến.

- Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme.

- Vỏ củ có chứa từ 5% ÷ 8% hàm lượng tinh bột khi chế biến.

c. Thịt củ

- Là thành phần chủ yếu của củ.

- Gồm các tế bào nhũ mô: vỏ tế bào là cellulose, pentozan; bên trong là hạt tinh bột,

nguyên sinh chất, các glucid hòa tan và nhiều chất vi lượng khác.

- Phân bố hàm lượng tinh bột trong thịt củ giảm dần từ phần thịt củ sát vỏ đến lõi.



- Ngoài các lớp tế bào nhũ mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột

(cấu tạo từ cellulose) cứng như gỗ gọi là xơ. Loại tế bào này thường thấy ở đầu

cuống của củ sắn lưu niên và những củ biến dạng trong quá trình phát triển.

d. Lõi sắn - Thường ở tâm dọc suốt từ cuống tới đuôi củ, ở cuống to nhất rồi nhỏ dần tới đuôi

củ. - Chiếm 0,3% ÷ 1% trọng lượng toàn củ, có thành phần chủ yếu là cellulose và

hemicellulose.- Sắn có lõi lớn và nhiều xơ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và năng suất nghiền khi chế

biến.

Ngoài các thành phần trên, củ sắn còn cuống và rễ đuôi. Các thành phần này có cấu

tạo chủ yếu là là cellulose nên gây khó khăn trong chế biến.

2.2.3. Thành phần hóa học của củ sắnThành phần hóa học của củ sắn dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào: giống,

tính chất đất, điều kiện phát triển của cây, thời gian thu hoạch (đây là yếu tố quan trọng

ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột có trong củ).

Bảng 2.2: Tỷ lệ % (theo khối lượng) của các thành phần có trong củ sắn ([7])

STT Thành phần Tỷ lệ %

1 Nước 70,25

2 Tinh bột 21,45

3 Protid 1,12

4 Chất béo 0,4

5 Cellulose 1,11

6 Đường 5,13

7 Tro 0,54

2.2.3.1. Chất dinh dưỡng có trong của. Tinh bột Tinh bột là thành phần quan trọng của củ khoai mì, bao gồm hai thành phần:

- Amylo: 15 ÷ 25%.

- Amylopectin: 75 ÷ 85%.



Hàm lượng tinh bột trong củ khoai mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện khí

hậu, giống, thời gian thu hoạch, bảo quản… nhưng quan trọng nhất là thời gian thu

hoạch. Chẳng hạn như: sắn 6 tháng thì thu hoạch khoảng từ tháng 10 ÷ 11 là tốt nhất (thời

gian thu hoạch phụ thuộc vào giống sắn) sẽ cho năng suất và hàm lượng tinh bột cao

nhất. Còn nếu thu hoạch sớm thì năng suất củ thấp, lượng tinh bột ít, lượng chất hòa tan

cao. Còn thu hoạch trễ quá thì hàm lượng tinh bột sẽ giảm, thành phần xơ tăng, một phần

tinh bột bị thủy phân thành đường để nuôi mầm non.

Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34m.

Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi khi sử dụng chúng làm

nguyên liệu trong chế biến thực phẩm như:

- Tinh bột khoai mì không có mùi nên rất thuận tiện khi sử dụng chúng cùng với các

thành phần có mùi trong thực phẩm

- Tinh bột khoai mì trong nước sau khi được gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm có

dạng sệt trong suốt nên rất thuận tiện trong việc sử dụng chúng cùng với các tác

nhân tạo màu khác.

- Tỉ lệ amylopectin : amylose trong tinh bột khoai mì cao (80:20) nên gel tinh bột có

độ nhớt, độ kết dính cao và khả năng gel bị thoái hóa rất thấp.

Hình 2.3: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét



b. Đường - Đường trong củ chủ yếu là glucose và một ít maltose, saccharose.

- Trong quá trình chế biến các đường này sẽ hòa tan trong nước và theo nước dịch

ra ngoài.

c. Protid - Protid là thành phần chưa được nghiên cứu kỹ, tuy nhiên vì hàm lượng thấp nên ít

ảnh hưởng tới quy trình công nghệ.

- Trong củ sắn, hàm lượng acid amine không được cân đối: thừa arginine nhưng lại

thiếu các acid amine chứa lưu huỳnh.

Bảng 2.3: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn ([7])

Acid amine Hàm lượng (mg/100g protid)

Lysine 30

Methionine 13

Tryptophan 3

Phenylalanine 33

Threonine 23

Valine 21

Leucine 30

Isoleucine 20

Arginine 40

Histidine 13

d. Vitamin và khoáng

- Củ sắn có chứa nhiều Vitamin C và Canxi.

- Ngoài ra trong củ sắn còn có Vitamin B và nhiều loại khoáng khác.

2.2.3.2. Các hợp chất khácNgoài những chất dinh dưỡng trên, trong củ sắn còn có chứa độc tố, tanin, sắc tố và

các hệ enzyme phức tạp. Đây là những chất gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng tinh bột

sau này (chủ yếu về màu sắc).

a. Độc tố



Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng cyanogenic glucoside gồm 2 loại linamarin

và lotaustralin.

- Linamarin có công thức phân tử C10H17O6N và công thức cấu tạo là:

- Độc tố này được phát hiện lần đầu bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin.

- Dưới tác dụng của dịch vị có chứa HCl hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy

và giải phóng ra acid cyanhydric là chất độc đối với người.

- Lotaustralin có công thức phân tử là C11H119O6N và công thức cấu tạo là:

Tùy theo giống sắn, điều kiện đất đai, chế độ canh tác và thời gian thu hoạch mà hàm

lượng HCN có khác nhau.

Sự phân bố chất độc trong củ sắn không đều: cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa

củ, lớp vỏ thịt chứa nhiều HCN hơn cả kế đến là lõi sắn, phần thịt sắn có chứa chất độc ít

hơn.

Các glucoside này hòa tan tốt trong nước nên trong quá trình sản xuất tinh bột, độc tố

sẽ theo nước dịch thải ra ngoài. Vì vậy mặc dù sắn đắng có hàm lượng độc tố cao nhưng

sản phẩm tinh bột từ sắn vẫn có thể sử dụng làm thực phẩm.


C C

CH3

O

H3C N

C6H11O5

C10H17O6N + H2O C6H12O6 + (CH3)2O + HCN

(Linamarin) (Glucose) (Aceton) Acid Hydrocyanic

C C

CH2

O

H3C N

C6H11O5

CH3


Do các glucoside này tập trung nhiều ở vỏ củ do đó khi chế biến nên tách dịch bào

nhanh để không ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột sau này vì HCN sẽ tác dụng với Fe

cho ra muối cyanate sắt có màu xám làm đen bột.

b. Enzyme

Các enzyme trong sắn tới nay chưa được nghiên cứu kỹ. Người ta cho rằng trong số

các enzyme có trong củ sắn thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzym có ảnh hưởng

lớn đến chất lượng sắn trong quá trình bảo quản và chế biến.

Khi chưa đào lên, các enzyme này trong củ sẽ hoạt động yếu và ổn định nhưng khi

đào củ lên thì các enzyme này có điều kiện để hoạt động mạnh, khi đó enzyme

polyphenoloxydase sẽ xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol tạo octorinon sau đó tổng

hợp các chất không có bản chất phenol (các acid amine) tạo ra các sản phẩm có màu.

Trong nhóm enzyme polyphenoloxydase có những enzyme oxy hóa các monophenol

mà điển hình là tyrosinase xúc tác sự oxy hóa acid amin tyrosine tạo ra quinon tương

ứng. Các quinon sau một loạt chuyển hóa sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin. Đây

là một trong những nguyên nhân làm cho thịt sắn có màu đen (dân gian gọi là chạy nhựa).

Hình 2.4: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với sự xúc tác của enzym tyrosinase



Ngoài tyrosinase, các enzyme oxy hóa khử khác cũng góp phần làm tổn thất chất khô.

c. Tanin

- Hàm lượng tanin trong sắn ít nhưng sản phẩm oxy hóa của tanin là chất flobafen

có màu đen khó tẩy.

- Ngoài ra phản ứng giữa tanin với sắt tạo tanat sắt có màu đen cũng khó tẩy.

2.3. Đánh giá chất lượng của củ sắnCó hai phương pháp để đánh giá chất lượng của củ sắn

2.3.1. Phương pháp cảm quanXác định củ tốt xấu (có chạy nhựa hay không) và xác định tương đối hàm lượng tinh

bột có trong củ.

a. Dùng phương pháp cảm quan để xác định củ mới và cũ

- Bẻ đôi củ sắn, nhìn vào bề mặt cắt ngang: nếu củ trắng tươi thì tốt có thể để lại sản

xuất sau.

- Nếu củ bị quầng đen, xám hay xanh đen tức là củ “chạy chỉ” nên đưa vào sản xuất

ngay.

b. Dùng phương pháp cảm quan để xác định đúng tuổi sắn thu hoạch

- Chọn củ sắn trung bình trong khóm sắn rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực

vừa phải để bẻ gẫy và thấy thịt sắn chắc và khô, màu thịt củ trắng đục thì có thể

coi như là đã thu hoạch sắn đúng tuổi, tỷ lệ tinh bột sẽ đạt ở mức cao.

- Nếu ta bẻ củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt củ sắn có màu vàng nhạt tuy chắc thịt

nhưng phần giữa củ ướt và trong thì đó là sắn còn non và lượng tinh bột thu được

sẽ ít.

- Nếu dùng nhiều sức mới bẻ gãy được củ hoặc củ bẻ mà không gãy đôi tức là củ

thu hoạch lúc quá tuổi, lúc đó củ có xơ nhiều và lượng tinh bột cũng đã giảm.

c. Dùng phương pháp cảm quan thống kê trong thu mua sắn nguyên liệu

- Củ nhỏ và ngắn (chiều dài khoảng 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhất dưới 1,5cm)

không quá 4%.



- Củ dập nát và gẫy vụn không quá 3%.

- Lượng đất và tạp chất tối đa từ 1,5% ÷ 2%.

- Không có củ thối.

- Củ có dấu vết chạy nhựa nhỏ hơn 5%.

2.3.2. Phương pháp thực nghiệm để xác định hàm lượng tinh bột có trong củ- Dùng loại cân thực nghiệm do Thái Lan thiết kế.

- Cân này hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa tinh bột và nước.

- Qua nhiều lần khảo sát và từ các số liệu thu được hàm lượng tinh bột tương ứng

với mỗi lần là 5kg củ.

2.4. Vấn đề về bảo quản củ sắnTrong quá trình bảo quản, sắn tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và

vi khuẩn gây nên nhất là đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát.

Một số phương pháp bảo quản khoai mì tươi:

- Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là hạn chế sự

hoạt động của các enzyme oxy hóa, một trong những nguyên nhân làm hư hỏng

củ. Yêu cầu hầm phải kín hoàn toàn, phải có mái che để tránh nước chảy vào.

- Bảo quản bằng cách phủ cát khô: chọn củ có kích thước đều, không bị dập nát xếp

thành luống cao 0,5 ÷ 0,6m, rộng 1,2 ÷ 1,5m, chiều dài khoảng 4m. Sau đó phủ

đều cát lên, chiều dày lớp cát ít nhất là 20cm.

- Bảo quản bằng cách nhúng hoặc phun dung dịch nước vôi 0,5%, sau đó dùng trấu

hoặc cát phủ kín đống khoai mì, bảo quản theo phương pháp này có thể bảo quản

trong 15 ÷ 25 ngày.

Theo tài liệu [8] sắn mua về không nên để quá 48 giờ sau thu hoạch nên ta phải chọn

chế độ thu mua thích hợp để có thể chế biến trong vòng 24 giờ nhằm tránh trường hợp hư

hỏng và giảm chất lượng tinh bột của củ.



B. Chọn Và Thuyết Minh Quy Trình Công Nghệ

2.5. Phương pháp và chế độ sấy Lựa chọn phương pháp sấy: Trong mỗi phương pháp sấy sẽ có nhiều phương

thức khác nhau. Ở đồ án sấy này phương pháp sấy được sử dụng là cấp nhiệt

theo cách đối lưu (tức là việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi

nhiệt đối lưu (tự nhiên hay cưỡng bức), môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt.

Chọn chế độ sấy: liên tục

2.6. Chọn Quy Trình Công Nghệ

Hình 2.5. Sơ đồ quy trình công nghệ



2.7. Thuyết minh qui trình sấy Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị

chính và thiết bị phụ. Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị như sau:

Thiết

Bị

Thiết bị chínhHầm sấy

Xe gòong

Thiết bị phụ

Quạt đẩy

Caloriphe

Quạt hút

Tời kéo

Qui trình sấy: được thuyết minh như sau

Nguyên liệu: Khoai mì được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào xe

gòong. Các xe gòong được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéo nên việc vận

chuyển xe gòong và hầm sẽ thuận tiện và dể dàng hơn), đóng cửa hầm, tác nhân sấy được

đưa vào hầm và quá trình sấy bắt đầu. Sau mỗi 30 phút, mở cửa vào và cửa ra của hầm

sấy. Dùng tời kéo xe gòong ra khỏi hầm đồng thời đẩy một xe gòong mới vào hầm. Tiếp

tục tiến hành như vậy sau 6 giờ ta sấy xong 1 mẻ với năng suất 2,5 tấn khoai mì/mẻ.

Tác nhân sấy: Không khí bên ngoài được đưa vào caloriphe nhờ quạt đẩy. Tại

caloriphe không khí được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết (caloriphe dùng chất tải

nhiệt là hơi nước). Sau đó không khí được dẫn vào hầm sấy. Nhiệt độ không khí tại đầu

hầm sấy phải được sao cho phù hợp với vật liệu đem sấy (phải nhỏ hơn nhiệt độ cao nhất

mà vật liệu có thể chịu được). Trong hầm sấy, không khí nóng đi xuyên qua các lỗ lưới

của khay đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vật liệu sấy. Ẩm của vật liệu sẽ bốc hơi nhờ

nhiệt của dòng khí nóng trên. Quạt hút được đặt cuối hầm sấy để hút tác nhân sấy ra khỏi

hầm và đưa ra ngoài.



Yêu cầu:

Vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao.

Sản phẩm thu được:

Màu sắc: trắng đều, không có đốm nâu đen trên bề mặt.

Độ ẩm: không quá 15%, phải giòn.

Phải sạch tạp chất, không lẫn với cát, đất, bụi bẩn…

Tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp.



Chương 3:TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

Chọn kiểu thiết bị sấy như hình vẽ

Trong thiết bị này, quá trình sấy xảy ra ở trong hầm. Kích thước cơ bản gồm chiều

rộng Bh, chiều cao Hh và chiều dài Lh.

I. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

1.1 Vật liệu sấyNhiệt độ khoai mì vào hầm 27

Nhiệt độ khoai mì ra khỏi hầm 45

Khối lượng riêng khoai mì1400 (Kg/m3)

Nhiệt dung riêng khoai mì C=1,46 (kJ/kgK)

Độ ẩm ban đầu w1=40% (khối lượng)

Độ ẩm sau khi sấy w2=10% (khối lượng)

Tác nhân sấy không khí nóng

Thời gian sấy 6h/mẻ

Độ ẩm cân bằng wcb=8%

Độ ẩm tới hạn



1.2 Tác nhân sấy: không khí nóng-Trạng thái A: Trước khi vào Caloripher

Ở to = 27 có độ ẩm tương đối φ=82 %

Áp suất hơi bão hòa Pb0= exp{12− 4026,42

235,5+t o } [3]

Pb0= exp{12− 4026,42235,5+27 }

= 0.0355 bar=27mmHg

Thế vào công thức φ= xPb(0,621+x)

[3]

với ta được hàm ẩm x0=0.0184(kg ẩm/kgkkk)

Áp suất hơi riêng phần: =0,82.0,0355=0,0291 bar

=> Thế số vào ta được H0 = 74(kJ/kgkkk) [3]

-Trạng thái B: Trước khi vào hầm

Chọn t=100 x0 = x1 =0.0184(kg ẩm/kgkkk)

Thay vào Pb1= exp{12− 4026,42

235,5+t o } = exp{12− 4026,42235,5+100 }=¿0.998 (bar) =749 (mmHg)

Độ ẩm tương đối φ1=0,0184

0,998(0,621+0,0184)=3%

Công thức tính Entanpy không khí

[3]

Thay số liệu ta được H1=149(kJ/kgkkk)

Tra trên đồ thị không khí ẩm, xác định được nhiệt độ bầu ướt tư = 38,5oC.

-Trạng thái C: Sau khi ra khỏi hầm sấy

Chọn t=45 và H1 =H2=149(kJ/kgkkk)



Ta tính được Pb2=0,0949 bar

Công thức tính hàm ẩm được rút ra từ công thức Entanpy:

x= H−1,004 t2500−1,842 t

x2=149−1,004. 45

2500−1,842. 45=0,43(kgẩm/kgkkk)

=>

=> P2=46 mmHg

Hình 3.1: Đồ thị H-x của không khí ẩm

Bảng 3.1: Bảng tóm tắtCác thông số Trạng thái không khíA B Cφ (%) 82 3 65t (0C) 27 100 45

X (kg ẩm/kgkkk) 0,0184 0,0184 0,04323

GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền SVTH: Trịnh Hoàng Mai Lĩnh – Trần Quang Khải


H (kJ/kgkkk) 74 149 149P (mmHg) 22 22 46

II- TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

2.1 Cân bằng vật chấtNăng suất tính theo nguyên liệu vào:

G1=G0

100−W 2

100−W 1

=2500100−10100−40

=3750(kg/h)

Năng suất nguyên liệu cho 1 mẻ: G2 = G1 x τ = 3750 x 6 = 22500 (kg/mẻ) [4]

Lượng ẩm bốc hơi: =3750 - 2500= 1250 (kg/h) [4]

Lượng không khí khô tổn thất:

L = W

x2−x1 =

12500,043−0,0184

= 50813 (kgkkk/h) [4]

Lượng không khí bốc cần thiết để làm bốc hơi 1kg ẩm vật liệu:

= 508311250

= 49581 (kgkkk/kg ẩm)

2.2 Thiết bị chính

2.2.1 Xe goòng Chọn kích thước xe goòng:

Chiều cao toàn bộ của xe: hx=2,5m

Chiều cao làm việc của xe: h1=2,4m

Chiều dài xe: lx=2m

Chiều rộng xe: bx=1,5m

Tính số khay trong mỗi xe goòng:

Khoảng cách giữa 2 tầng khay: h2=0,1m

Số tầng khay trong 1 xe: 2.40.1

=24(tầng khay)



Số khay trong 1 tầng: m= 1 khay

Số khay trong 1 xe goòng: S = m x n = 1 x 24 = 24 (khay)

Lượng khoai mì trên mỗi xe goòng, mỗi khay chứa 50kg khoai mì:

gv = 50 x24 =1200(kg khoai mì)

-Số xe goòng cần cho 1 mẻ sấy: 225001200

= ~ 19 (xe)

Tính khối lượng xe goòng:

+ Khối lượng khung xe:

Cần 6 thanh đứng 2,6m; 4 thanh ngang 2,2m; 4 thanh dọc 1,5m. Các thanh làm

bằng thép vuông 304, có kích thước

Khối lượng thực tế 1m thép 304 nặng 0,7kg

Khung xe gòong nặng: 0,7.(6.2,5+4.2,4+4.1,5)=21,42kg

Khối lượng bánh xe goòng: Khối lượng bánh xe goòng đường kính 70 nặng 2kg

kèm 2 ổ bi, mỗi ổ nặng 0,5kg và 1 miếng cao su chịu va đập (0,02kg/miếng).

Khối lượng bánh xe goong: 2 + 2.0,5 + 0,02 = 3,02kg

+ Khối lượng khay

Khung khay làm bằng thép vuông 304 kích thước mm có 3 thanh dài

1,8m và rộng 1,4m

Khối lượng thực tế 1m thép 304 nặng 0,5kg

Tổng khối lượng khung khay là: 0,5.(3.1,8+3.1,4)=4,8kg

Mỗi khay có tấm lưới ở đáy, kích thước lỗ mm, làm bằng thép không gỉ,

kích thước tấm lưới m; khối lượng 2kg/tấm.

Khối lượng 1 khay:

Gk=4,8+2=6,8 (kg)

Tổng khối lượng khay trên 1 xe =6,8 x 24 =163,2(kg)



Khối lượng 1 xe goòng chưa chở khoai mì: 163,2 + 21,42 + 3,02 = 187,64 (kg)

Khối lượng 1 xe goòng có chở khoai mì: 187,64 + 1200=1387,64 (kg)

2.2.2 Hầm sấy

Chiều dài hầm sấy:

Với L1 là khoảng cách 2 xe, L2 là khoảng cách 2 đầu hầm, thường lấy L1+ L2=0,5lx

Lh = 19 x 2 + 0.5 x 2 = 39m

Chiều rộng hầm sấy:

(m) [1]

Với b1: khoảng trống bên hông xe tới vách tường

Chiều cao hầm sấy:

Hh = hx + b2 = 2,5 + 0,1= 2,6 (m)

Với b2: Khoảng cách từ trần hầm xuống khay xe

[1]

Hầm sấy được xây bằng gạch có chiều dày =0,3m; 2 lớp hồ vữa mỗi lớp dày

m phủ 2 bên lớp gạch =0,05m

Chiều rộng phủ bì của hầm:

=2,3(m) [1]

Trần hầm sấy có lớp bêtông dày m

Chọn lại:

Chiều cao xe goong: 2,5 m

Chiều rộng xe: 1,5 (m)

Số khay chứa VLS: 24 khay



Chiều dày lớp vật liệu sấy trên khay: 0,06 (m)

Khoảng cách giữa các khay: 0,1 (m)

Chiều rộng hầm sấy: 1,6 (m)

Chiều cao hầm sấy: 2,6 (m)

Như vậy phù hợp với giả thiết đã chọn

2.3 Cân bằng năng lượng

2.3.1 Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy

[4]

: nhiệt dung riêng sau khi ra khỏi hầm sấy (J/kg.độ).

CVLK =1,46 kJ/kg.độ: nhiệt dung riêng

=4,18kJ/kg.độ: nhiệt dung riêng của nước

CVL=1,46.(1-0,1) + 4,18.0,1=1,732 (kJ/kg.độ)

qVL = 2500 x 1,732 x (45−20)

1250 = 86,6 (kJ/kg ẩm)

2.3.2 Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải

2.3.2.1 Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi

[1]

G`x =187,64kg: khối lượng 1 xe

C304= 0,5kJ/kg.độ: nhiệt dung riêng của thép 304

tx1=27 : nhiệt độ của xe khi vào hầm sấy

tx2=45 : nhiệt độ của xe khi ra khỏi hầm sấy

nx=19 xe: số xe trong hầm sấy

187,64 x0,5 x (45−27 ) x191250 x6

=¿4,278 (kJ/kgẩm)



2.3.2.2 Nhiệt tổn thất do khay sấy

[1]

Gk=6,8 kg: Khối lượng mỗi khay

Ck=0,5kJ/kg.độ: Nhiệt dung riêng

=27 : nhiệt độ của khay lúc vào hầm sấy

=45 : nhiệt độ của khay lúc ra khỏi hầm sấy

=

19 x 24 x 6,8 x 0,5 x (45−27)1250 x6

=3,721(kJ/kgẩm)

Vậy nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải: qCT=qx+qk=4,278 +3,721 =7,999(kJ/kgẩm)

2.3.3 Nhiệt tổn thất ra môi trường

[1]

Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bao gồm:

Nhiệt tổn thất ra tường

Nhiệt tổn thất ra trần hầm sấy

Nhiệt tổn thất qua nền

Nhiệt tổn thất qua cửa

Nhiệt tổn thất do mở cửa

Nhiệt tổn thất động học



2.3.3.1 Nhiệt tổn thất ra tường

Hình 3.2: Phân bố nhiệt độ qua tường hầm sấy

(J/kg) [1]

-W=1250 (kg ẩm/h): lượng ẩm bốc hơi trong hầm sấy

-Ft: bề mặt 2 tường hầm sấy

=2.39.2,6=202,8 (m2)

- : hiệu số nhiệt độ trung bình

= oC [1]

Với =100-27=73

=45-27=18

-Kt: hệ số truyền nhiệt, W/m2độ

Giả thiết nhiệt độ của tác nhân sấy thay đổi theo không gian, không thay đổi theo thời

gian, tức là truyền nhiệt biến nhiệt ổn định.



[1]

Với:

- : lần lượt là bề dày lớp gạch và lớp hồ vữa

- : hệ số dẫn nhiệt của gạch, lớp vữa trát tường lần lượt là =0,75W/mK,

=1W/mK.

- : hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến tường nhám (W/m2.độ)

- : hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài tường hầm sấy ra môi trường (W/m2.độ)

-Tính hệ số cấp nhiệt :

, trong đó:

A: hệ số phụ thuộc chế độ chuyển động của không khí. Khi chế độ chảy xoáy vào

tường nhám thì: A =1,2 1,3 , chọn A =1,2

: hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động cưỡng bức

(W/m2.độ) [1]

Với: =0,0299W/mđộ: hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy tra ở nhiệt độ trung bình

=39m :chiều dài hầm sấy

: chuẩn số Nuselt đối với không khí

Với c, n là hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của tác nhân sấy.

Chọn c=0,032 và n= 0,8



Với 2 x 1,6 x2,6

1,6+2,6 =1,98m là đường kính tương đương của hầm sấy

=3m/s: tốc độ tác nhân sấy

= 1,02175 kg/m3: khối lượng riêng tác nhân sấy ở ttb=72,5

= Ns/m3: độ nhớt của tác nhân sấy tra ở ttb=72,5

ℜ=1,98 x 3x 1,02175

2,07 x 10−5 = 2,93.105 > 4.104

Nu1, = 0,032 x (2,93.105)0,8 = 756,213

Vậy α1, =756,213−0,0299

39 = 0,579 (W/m2.độ)

: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên (W/m2.độ)

Với: =0,0299W/mđộ: hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy ở nhiệt độ trung bình

Hh=2,6m: chiều cao hầm

Chuẩn số Grashof: [1]

Với: g=9,81m/s2 : gia tốc trọng trường

Ttb : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy (K)

tT1 : nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy, ở đâychọn tT1 = 72,2oC.

=1,044965 (kg/m3) và (Ns/m2) lần lượt là khối lượng riêng,

độ nhớt của tác nhân sấy tra ở nhiệt độ màng

Ttb=72,5+273=345,5 : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy



=(72,5-72,2)=0,3 : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ trung bình của tác nhân

sấy với nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy.

Gr = 9,81 x 2,63 x0,3 x (1,044965)2

(20,3425. 10−6)3 x 345,5= 1,942.1013

Chuẩn số Grandtl theo ttb=72,5 của tác nhân sấy: =0,685

Gr x Pr = 1,942.1013 x 0,685 = 1,33.1013

, m là các hệ số phụ thuộc vào tích số

Chọn và

Nu1,,=¿ 0,135 x (1,33.1013)1/3 = 3198

α 1,, =

3198 x 0,02992,6

= 36,78

Vậy α 1=¿A x (α 1, + α 1

,,) = 1,2 x (0,579 + 36,78) = 44,83 (W/m2.độ)

Nhiệt tải riêng truyền từ tác nhân sấy đến tường hầm sấy:

q1= α 1x (ttb - tT1) = 44,83 x (72,5 - 72,2) = 13,45 (J/kg)

[1]


Với : hệ số cấp nhiệt do không khí đối lưu tự nhiên (W/m2độ)

: hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ mặt tường ngoài của hầm sấy ra môi trường

xung quanh. (W/m2độ)

Tính :

Với: =29,5 - 27= 2,5 : hiệu số nhiệt độ giữa bề mặt tường (Chọn

=29,5 0C) và không khí xung quanh (Chọn =27 )

(W/m2độ)



Tính :

(W/m2độ) [1]

Với : Hệ số bức xạ chung, thường có giá trị trong khoảng (4,15-4,25). Chọn

=4,25

=29,5+273=302,5 : nhiệt độ tường hầm sấy phía tiếp xúc với không khí bên

ngoài.

= 27+273=300 : nhiệt độ tường nhà phân xưởng

=25,5+273=298,5 : nhiệt độ không khí bên ngoài

(W/m2độ)

Vậy (W/m2độ)

Nhiệt tải riêng truyền từ mặt ngoài tường hầm sấy ra môi trường xung quanh

[1]

=

11

44,83+

2 x0,0251

+0,3

0,75+

15,39 = 1,52 (W/m2độ)

Kiểm tra lại giả thiết về nhiệt độ:

-So sánh nhiệt tải riêng và :

q1−q2

q1x100% =

13,45−13,4913,45

x 100% = 0,30% < 5% -> đạt

-So sánh nhiệt độ mặt tường hầm sấy với các nhiệt độ , giả thiết ban đầu:

Nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy so sánh với =72,2



[1]

Với =27 : nhiệt độ không khí trong phân xưởng.

=72,5 : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong hầm.

=> tT1

, = ttb - K t x (ttb−t k )

α 1

= 72,5 - 1,52 x (72,5−27)

44,83 = 70,96 oC

So sánh với tT1=¿72,2

¿¿ x 100% = |72,2−70,96|

72,2 x 100% = 1,72% < 5% -> đạt

Nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với không khí bên ngoài so sánh với

=29,5 :

tT2

, = tk + K t x (ttb−t k )

α 2

= 27 + 1,52 x (72,5−27)

5,39 = 30,83 oC

[1]

|29,5−30,83|29,5 x 100% = 4,5% < 5% => đạt

Như vậy các giả thiết ban đầu về nhiệt độ có thể chấp nhận được.

Vậy nhiệt tổn thất ra tường qt:

q t= K t x F t x ∆ ttb x 3600

W

q t= 1,52 x 202,8 x 39,283 x3600

1250 = 34874,55 (J/kg) = 34,874 (kJ/kg)



2.3.3.2 Tính nhiệt tổn thất qua trần hầm sấyQuá trình cấp nhiệt qua trần được tính toán giống như cấp nhiệt qua tường, chỉ khác ở

đây là tường nằm ngang.

Nhiệt tổn thất qua trần:

(J/kg) [1]

Với:

-W=1250 (kgẩm/h): lượng ẩm bốc hơi trong hầm sấy

- =39.1,6=62,4 : diện tích bề mặt trần hầm sấy

- =39,283 : hiệu số nhiệt độ trung bình (cách tính tương tự nhiệt tổn thất ra tường)

-Ktr: hệ số truyền nhiệt qua trần. (W/m2độ)

[1]

- =0,4m: trần hầm sấy gồm 1 lớp bêtong

- = 0,2787

- : hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến tường nhám (W/m2.độ)

- : hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài tường hầm sấy ra môi trường (W/m2.độ)


- = 0,579(W/m2.độ). Cách tính toán giống như trường hợp với tường.

- cần giảm đi 30% so với trường hợp tính toán với tường.

=0,0299W/mđộ

Bh=1,6m



Chuẩn số Grashof:

Với: g=9,81m/s2 : gia tốc trọng trường

Ttb=72,5+273=345,5 : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy

Chọn =72,1 : nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy

=1,02175 kg/m3 và (Ns/m2) lần lượt là khối lượng riêng, độ

nhớt của tác nhân sấy tra ở nhiệt độ màng

= =(72,5-72,1)=0,4 : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ trung bình của

tác nhân sấy với nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy.

Gr= 9,81 x 2,63 x0,4 x (1,02175 )2

(2,07.10−5 )3 x 345,5 = 2,349.1013

Chuẩn số Grandtl theo ttb=72,5 của tác nhân sấy: =0,685

Gr x Pr = 2,349.1013 x 0,685 = 1,609.1013

, m là các hệ số phụ thuộc vào tích số

Chọn và

Nu1,,=¿ 0,135 x (1,609.1013)1/3 = 3408

α 1,, =

3408 x 0,02991,6

= 63,69

Vậy α 1=¿A x (α 1, + α 1

,,) = 1,2 x (0,579 + 63,69) = 77,123 (W/m2.độ)

Nhiệt tải riêng truyền từ tác nhân sấy đến trần hầm sấy:

q1= α 1x (ttb - ttr1) = 77,123 x (72,5 - 72,1) = 30,85 (J/kg)




Với : hệ số cấp nhiệt do không khí đối lưu tự nhiên (W/m2độ)

: hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ mặt trần ngoài của hầm sấy ra môi trường

xung quanh. (W/m2độ)

-Tính :

[1]

Với: =30-27=30C=3 : hiệu số nhiệt độ giữa bề mặt tường

=30 và không khí xung quanh txq=27

4,277(W/m2độ)

-Tính :

(W/m2độ) [1]

Với =4,2W/m2K4 hệ số bức xạ chung, giá trị trong khoảng (4,15-4,25)

=30+273=303 : nhiệt độ trần hầm sấy phía tiếp xúc với không khí bên ngoài.

= 27+273=300 : nhiệt độ tường nhà phân xưởng

=25+273=298 : nhiệt độ không khí bên ngoài (Chọn To = 25oC)

(W/m2độ)

Vậy 7,04(W/m2độ)

Nhiệt tải riêng truyền từ mặt ngoài trần hầm sấy ra môi trường xung quanh

K tr=

1

1α1

+δ 1

,

λ1, +

1α 2

= 1

177,123

+0,4

0,2787+

17,04

= 0,629 (W/m2độ)



Vậy nhiệt tổn thất ra trần qtr:

=4440 (J/kg)

2.3.3.3 Nhiệt tổn thất qua nền

Công thức thực nghiệm: [1]


- =39.1,6=62,4m2 là diện tích nền

- : tổn thất riêng của 1m2 nền, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy và

vị trí đặt hầm sấy trong phân xưởng.

ttb (0C) (W/m2)

40 24,5

60 34,2

Bảng 3.2 : Giá trị nội suy

Từ giá trị trong bảng trên, ta nội suy tại ttb= 72,5oC thì =40,26

Vậy =

40,26 x 62,4 x36001250

=¿7235(J/kg)

2.3.3.4 Nhiệt tổn thất qua cửa

[1]

-Fc=2.1,1.1,25=2,75m2 : Diện tích tất cả các cửa của hầm sấy (Cửa có chiều rộng 1,1m;

chiều cao 1,25m. Hầm sấy có 2 cửa).




- = ttb-tk =72,5-27=45,5 : hiệu số nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy và không khí

ngoài hầm sấy.

-Hệ số truyền nhiệt qua cửa:

[1]

Hầm sấy gồm 2 cửa vào và ra, mỗi cửa gồm 3 lớp:

-Hai lớp phía ngoài của làm bằng thép có bề dày , hệ số dẫn nhiệt

thép=0,5W/mđộ.

-Một lớp ở giữa làm bằng bông thủy tinh để cách nhiệt, bề dày , hệ số dẫn

nhiệt b=0,035W/mđộ.

- , lấy bằng giá trị hệ số cấp nhiệt trong trường hợp tính toán với tường.

=

11

44,83+2

0,0020,5

+0,07

0,035+

15,39

=¿

0,4513(W/m2độ)

Kiểm tra lại giả thiết về nhiệt độ:

So sánh nhiệt độ mặt tường hầm sấy với các nhiệt độ , :

-Nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với tác nhân sấy: =72,2

Tính nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với tác nhân sấy:

=72,5 - 0,4513 x(72,5−27)

44,83 = 72,04

|72,2−72,04|72,2 x 100% = 0,22% < 5% => đạt

-Nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với không khí xung quanh: =31

Tính nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với không khí bên ngoài



=27 + 0,4513 x(72,5−27)

5,39 = 30,8

0,65% < 5%

Như vậy các giả thiết ban đầu về nhiệt độ có thể chấp nhận được.

Vậy nhiệt tổn thất ra tường : =162,6(J/kg)

2.3.3.5 Nhiệt tổn thất do mở cửaTheo kinh nghiệm nhiệt tổn thất do mở cửa thường khoảng 10% tổng tổn thất nhiệt qua

tường và qua nền.

qmc= 0,1(qt+qn)=0,1(34874,55+7235)=4211(J/kg)

Cuối cùng ta tính được nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:

qm=qt +qtr +qn +qc +qmc= 34874,55 + 4440 + 7235 + 162,6 + 4211 = 50923,15(J/kg)

= 50,923(kj/kg)

Lượng nhiệt tổn thất chung

= 86,6 + 7,999 + 50,923 = 145,5(kJ/kg)

Vậy ta tính được lượng nhiệt bổ sung thực tế:

∆=CH 2 O .θ1−¿( qVL + qVC + qm) =4,18 .27 – 145,5 = - 32,64 (kJ/kg ẩm)



III. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC

Vẽ đồ thị sấy thực:

Hình 3.3: Đồ thị sấy thực

Ta có: [3]

Với: : là hàm ẩm của không khí sau khi rời khỏ hầm sấy của quá trình sấy thực.

H là entanpy của không khí ẩm được tính theo công thức sau:

[3]



, : entanpy của 1kg không khí khô và của 1kg hơi nước.

[3]

Cpk, Cpa, r: nhiệt dung riêng của không khí khô, của hơi nước và ẩn nhiệt hóa hơi.

Cpk=1,004 kJ/kg.K

Cpa=1,842 kJ/kg.K

r= 2500 kJ/kg

= - 32,64(kJ/kg)

x2, =

1,004 (100−45 )+0,0184 (2500+1,842.100+32,64 )2500+1,842.45+32,64

= 0,0402

Các thông số của quá trình sấy thực:

=156,245(kJ/kgkkk)

=0,0949 (bar)

=0,043

0,0949(0,621+0,043)=¿

68,23%

Lượng không khí cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy thực:

l, = 1

x2, −x0

= 1

0,0402−0,0184 = 45,87(kgkkk/kg ẩm)

Lượng không khí cần trong quá trình sấy thực:

=1250 x 45,87=57337,5(kgkkk/h)

Tính toán để lập bảng cân bằng nhiệt:

-Lượng nhiệt tiêu hao q:

=45,87(149-74) = 3440,25(kJ/kg ẩm)

-Lượng nhiệt có ích:



= (2500 + 1,842.45) - 4,18.27=2470,03(kJ/kg ẩm)

-Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi:

[3]

Mà =1,004+1,842.0,0184=1,038(kJ/kg.K)

= 45,87.1,038(45 – 27) = 857,03(kJ/kg ẩm)

-Tổng lượng nhiệt có ích và các tổn thất:

=2470,03 + 857,03 + 145,5 = 3490,56(kJ/kg ẩm)

Theo nguyên tắc cân bằng nhiệt thì q=q’, nhưng do sai số trong quá trình tính toán nên q

q’

Sai số ε=|q−q ,|

qx 100 %=

|3440,25−3490,56 ,|3440,25

x100 %=1,46%<5%=¿ Sai số chấp nhận

được.

Bảng 3.3: Bảng cân bằng nhiệt

STT Đại lượng Ký hiệu kJ/kg ẩm %

1 Nhiệt lượng có ích q1 2470,03 71,13

2 Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy q2 857,03 24,68

3 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy qvl 86,6 2,49

4 Tổn thất nhiệt do thiết bị

chuyền tải

qvc 7,999 0,23

5 Tổn thất nhiệt ra môi trường qm 50,923 1,47

6 Tổn thất nhiệt tính toán q’ 3490,56

7 Tổng lượng nhiệt tiêu hao q 3440,25

8 Sai số 1,46%

Từ bảng cân bằng nhiệt trên, ta nhận thấy hiệu suất của thiết bị sấy: =71,13%.Trong

các tổn thất, tổn thất do tác nhân sấy gây ra là lớn nhất (24,68%), tổn thất do vật liệu sấy

và thiết bị chuyền tải rất bé,coi như không đáng kể.



Chương 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ

4.1 Tính Caloripher

Caloripher là thiết bị dùng để đốt nóng không khí trước khi đưa không khí vào hầm sấy.

Trong kỹ thuật sấy thường dùng 2 loại caloripher: caloripher khí-hơi và caloripher khí

khói. Ở đây ta sấy khoai mì bằng hầm sấy với nhiệt độ tác nhân sấy không quá 120

nên ta chọn loại caloripher khí-hơi.



Hình 4.1: Caloripher khí-hơi

Caloripher khí-hơi là thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn. Trong ống là hơi bão hòa

ngưng tụ, ngoài ống là không khí chuyển động. Do hệ số trao đổi nhiệt khi ngưng tụ của

hơi nước rất lớn so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài của ống với không

khí . Vì vậy, phía không khí thường được làm cánh để tăng cường truyền nhiệt. Hơi

nước trong ống có áp suất 1,46 at, nhiệt độ bão hòa của hơi nước là ts= 110 .

Độ chênh lệch trung bình :

[1]

Với t0, t1 là nhiệt độ không khí vào và ra khỏi caloripher.



=

83−10

ln8310

=¿

34,495

Nhiệt lượng cần cung cấp cho caloriphe trong 1 giờ:Q = L.(H1 – Ho) =50813 .(149 – 74) = 3810975 (kJ/h) Q = 1058604 (W).

+Caloripher có ống làm bằng thép có:

Hệ số dẫn nhiệt =55W/mK

Đường kính trong d1=48mm=0,048m

Đường kính ngoài d2=50mm=0,05m

Chiều dài ống l=1,5m

Bước ống ngang s1=0,3m

Bước ống dọc s2=0,2m

+Cánh làm bằng đồng có:

Hệ số dẫn nhiệt W/mK

Đường kính cánh dc=0,055m

Chiều dày mỗi cánh mm=0,001m

Khoảng cách giữa 2 cánh t= 40mm=0,04m

Chiều dày vách ống: =0,5(50-48)=1mm=0,001m [1]

Bước cánh sc=t+ = 0,04 + 0,001 =0,041m [1]

Chiều cao cánh h=0,5(dc- d2) = 0,5(0,055 – 0,05) = 0,0025m [1]

Số cánh trên 1 ống =37 (cánh) [1]

Ta có

Do đó có thể tính hệ số truyền nhiệt qua ống ứng với bề mặt không làm cánh F 1 theo

công thức tính hệ số truyền nhiệt qua vách phẳng:



[1]

Với:

- =55W/mK

- =0,001m

- =1,1334: hệ số làm cánh. (chọn loại cánh tròn trên ống)

- : hệ số tỏa nhiệt của hơi nước trong ống, W/m2độ

- : hệ số tỏa nhiệt tỏa nhiệt của toàn bộ bề mặt ngoài của vách có cánh, W/m2độ.

-

Tính :

Các thong số của nước ngưng tụ: [1]

r =2234kJ/kg

= 0,685W/mK

= 951kg/m3

=2,56.10-4 N.s/m2

: chênh lệch nhiệt độ giữa hơi trong ống và vách ống. Vì ta chưa biết nhiệt độ

vách nên chọn =0,35

(W/m2độ)

-Tính : : hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt cánh tới không khí, W/m2độ

Ta chọn loại ống xếp sole:



[1]

Tiêu chuẩn Reynold tính theo tốc độ tại khe hẹp qua cánh và đường kính

tương đương dE.

d E=F0

1 d2+Fc1√ Fc

1

2 nc

F01+Fc

1

Với:

- =0,2325 m2 : diện tích mặt ngoài ống phía không

làm cánh, m2

- =0,0305(m2) : diện tích cánh của

1 ống

- =0,263m2 : diện tích toàn bộ mặt ngoài ống. [1]

[1]

dE = 0,2325.0,05+0,0305√ 0,0305

2.370,2325+0,0305

= 0,0466 (m)

Chọn vận tốc dòng khí vào caloripher là 30,268m/s, tốc độ tại khe hẹp qua cánh:

=42,64 (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.

=63,5

=2,8825.10-2 W/mK



=18,715.10-6 m2/s

Re = ωmax dE

γ =

42,64 x 0,0466

18,715. 10−6=1,06. 105

Nuf = 0,251(1,06.105)0,67 ( 0,3−0,050,05 )

−0,2 ( 0,3−0,05

0,04+1)

−0,2 = 284,95

α c=284,95 x 2,8825.10−2

0,0466= 176,26 ( W/m2độ)

-Tính

- =7,623 [1]

- : hiệu suất cánh, xác định như sau:

=√ 2. 176,26150. 0,001 = 48,48 [1]

.h=48,48.0,0025=0,121

Tra trên đồ thị 2-31 ứng với loại cánh tròn, ta có: =0,77

α 2=176,260,03050,263

(0,77+7,623 )=171,56(W/m2 độ)

K F1= 1

114291,56

+0,001

55+

1171,56. 1,1334

=¿191,17(W/m2độ)

Kiểm tra lại chênh lệch nhiệt độ =0,35

q1=K F1∆ ttb= 191,17.34,495 =6594,4(W/m2)

∆ t ,=q1

α1 =

6594,414291,56

=¿0,36 oC

|∆ t−∆ t ,|∆ t

= |0,35−0,36|

0,35 x 100% = 2,9% < 5%



Giả sử về chênh lệch nhiệt độ trên ta có thể chấp nhận được.

+Diện tích bề mặt trong các ống:

F1=Q

KF 1∆ ttb

=1058604

191,17.34,495 = 160 (m2)

n=F1

π d1 l =

1603,14.0,048.1,5

[1]

+Tổng số ống trong caloripher

=707 (ống)

+Số hàng ống: z=nm

= 70729

= 24 (hàng), với m=29: số ống trong mỗi hàng. [1]

+Kích thước calorpher

b=m.s1=29.0,3=8,7 [1]

c=z.s2=24.0,2=4,8 [1]

+Trở lực của caloripher:

[1]

=1,06825kg/m3 : khối lượng riêng của không khí tra ở nhiệt độ t=57,50C

: hệ số trở kháng

[1]

= 0,0582

∆ Pc=0,058242,642 .1,06825. 24

2=1356,474(N/m2)



4.2 Tính và chọn quạt

Quạt là thiết bị vận chuyển tác nhân sấy trong hệ thống sấy. Để chọn loại quạt có số hiệu

bao nhiêu cần phải xác định được:

Trở lực mà quạt phải khắc phục: ∑ ∆ P

Năng suất của quạt Q.

A, B, C là trạng thái của không khí khi vào caloripher, khi vào hầm sấy và khi ra khỏi

hầm sấy.

là khối lượng riêng của không khí ứng với các trạng thái trên.

là độ nhớt động học của không khí ứng với các trạng thái trên.

là năng suất của quạt của quạt ứng với các trạng thái trên của không khí.

Năng suất quạt tính theo công thức sau: [3]

L=50813 (kgkkk/h): lượng không khí khô cần

Bảng 4.1: Bảng tóm tắt

Trạng thái

không khí

t(oC) (kg/m3) (m2/s) Q (m3/h)

A 27 1,136 1,63.10-5 44729,75

B 100 0,946 2,32.10-5 53713,53

C 45 1,1105 1,75.10-5 45756,87

4.2.1 Trở lực từ quạt đến caloripher

(N/m2) [5]

Chọn ống dẫn đầu r của quạt có đường kính d= 0,6m



- = (m2): Tiết diện mặt cắt ngang của ống dẫn [5]

-¿ 44729,75

3600.0,283=43,904

(m/s): Vận tốc dòng khí ra khỏi quạt [5]

- l= 1,5m: Chiều dài ống dẫn từ quạt đến caloripher

- : hệ số ma sát

Tính các chỉ số:

¿ 43,904.0,6

1,63. 10−5=¿ 1,62.106

[5]

=160987,7 [5]

=0,08mm độ nhám tuyệt đối của ống dẫn là loại ống mới không hàn.

¿220( 6000,08 )

98

=5033460 [5]

< < : khu vực quá độ nằm giữa khu vực nhẵn thủy lực và khu thủy lực

nhám. Hệ số ma sát được tính theo công thức:

¿0,1(1,460,08600

+ 1001,62. 106 )

0,25

=1,27. 10−2

[5]

= ¿1,27. 10−2 30,6

43,9042 .1,1362

=¿69,5 (N/m2)

4.2.2 Trở lực caloripher

Cách tính tương tự như trên

∆ Pc=0,058242,642 .1,06825. 24

2=1356,474(N/m2)



4.2.3 Trở lực caloripher đến hầm

[5]

Ống dẫn từ caloripher đến hầm có đường kính d=0,6m:

-l=3m: chiều dài ống dẫn

- =0,08mm: độ nhám

- = (m2): Tiết diện mặt cắt ngang của ống dẫn

-¿ 53713,53

3600.0,283=52,722

(m/s): Vận tốc dòng khí ra khỏi quạt [5]

Xác định hệ số ma sát

Tính các chỉ số:

¿ 52,722.0,6

2,32.10−5=¿

1,36.106 [5]

=160987,7 [5]

¿220( 6000,08 )

98

=5033460 [5]

< < . Nên hệ số ma sát được tính theo công thức:

¿0,1(1,460,08600

+ 1001,36. 106 )

0,25

=¿ [5]

Trở lực caloripher đến hầm:

¿1,3. 10−2 30,6

52,7222 .0,9462

=¿ 85,5 (N/m2)



4.2.4 Trở lực đột mở khi vào hầm sấy

[5]

: Hệ số trở lực cục bộ [5]

Ta có: [5]

Vận tốc dòng khí trong hầm: wk= 3m/s

- = (m2): Tiết diện ngang của ống dẫn

là tiết diện mặt cắt ngang của phần mở rộng vào hầm sấy

f 1, =

vB f 1

w k =

52,722.0,2833

= 4,97 (m2)

ξ1=(1− f 1

f 1, )

2

= (1−0,2834,97 )

2

= 0,8893

Trở lực đột mở khi vào hầm sấy:

∆ Pcb1=ξ1

v B2 ρB

2=0,8893

52,7222 .0,9462

=1169,2 (N/ m2)

4.2.5 Trở lực do áp động đầu ra của quạt

43,9042.1,1362 =1094,85(N/m2)

Tổng trở lực từ quạt đẩy đến trước hầm sấy:

[2]

=69,5+85,5+1356,474+1094,85+1169,2=3775 N/m2



4.2.6 Trở lực hầm sấy

d td=2Bh Hh

Bh+Hh =

2.1,6 .2,61,6+2,6

= 1,98 (m): Đường kính tương đương của hầm sấy [5]

[5]

Xác định các chỉ số:

Re = W k d td

v= 3. 1,98

19,495. 10−6 = 304693,5 [5]

Với v=19,495.10-6m2/s là độ nhớt động học của không khí tại nhiệt độ trung bình

trong hầm sấy t=72,5oC

ℜgh=6( dtd

ε )87=6( 1980

1,5 )87=22106,5

[5]

: độ nhám của hầm sấy

¿220( 19801,5 )

98

=712965

[5]

< <

Hệ số ma sát được tính theo công thức:

λ3=0,1(1,46εd+ 100

ℜ )0,25

= 0,1(1,461,5

1980+ 100

304693,5 )0,25

=0,0195

= 0,0195.39

1,9832.1,0445

2=¿

1,805 (N/m2) [5]



4.2.7 Trở lực xe goòng- Lưu lượng thể tích trong hầm:

Qh=QB+QC

2=53713,53+45756,87

2= 49735,2 (m3/h)

-Khi không có xe goòng:

[5]

Vận tốc không khí trong hầm khi không có xe:

vh= Qh

3600 H h Bh

= 49735,23600.2,6 .1,6

= 3 (m/s)

.

Xác định các chỉ số:

Re = v A d td

νA

= 3.1,9819,495.10−6 = 304693

ℜgh=6( dtd

ε )87=6( 1980

1,5 )87=22106,5

¿220( 19801,5 )

98

=712965

[5]

[5]

[5]

Hệ số ma sát được tính theo công thức:

λ4=0,1(1,46εd+ 100

ℜ )0,25

= 0,1(1,461,5

1980+ 100

304693 )0,25

=0,0194

Trở lực:

Δ Ph0=λ4

Lh

d td

νh2 ρ2

=0,019439

1,9832 .1,0445

2 = 1,79 (N/m2)

-Khi có xe goòng:



=1,805-1,796=0,009(N/m2)

4.2.8 Trở lực đốt thử tại hầm và ống hút

-¿ 45756,87

3600.0,283 = 44,9 (m/s): Vận tốc dòng khí trong ống hút:

- : Hệ số tổn thất

: hệ số co hẹp. Vì = 0,2834,16

=0,07<0,6 nên ta có công thức sau:

[5]

Ống hút có đường kính: d’=0,6m

Tiết diện ống hút: f1=0,283m2

Tiết diện hầm sấy: Fh=Bh.Hh=1,6.2,6=4,16 (m2)

=0,57+ 0,0431,1−2,83.4,16

= 0,566

¿( 10,566

−1)2

= 0,588

Trở lực đột thu tại hầm và ống hút:

=0,58844,92 .1,1105

2 = 658,2(N/m2)

4.2.9 Trở lực ống cong 90

[5]

= 0,5874 chọn theo bảng b7 trang 216, tài liệu “cơ lưu chất”.



Trở lực ống cong 90 :

= 0,587444,92 .1,1105

2 = 657,5(N/m2)

4.2.10 Trở lực áp đông đầu vào của quạt hút

=

44,92 .1,11052 = 1119,38(N/m2) [5]

4.2.11 Trở lực ống dẫn khí ra khỏi hầm

[5]

d’=0,6m : Ống dẫn có đường kính

l=3m: chiều dài ống dẫn

=0,08mm: độ nhám

Các chỉ số:

= 44,9.0,6

16,96.10−6=1,58.106

[5]

[5]

[5]

< < . Hệ số ma sát được tính theo công thức:

¿0,1(1,460,08600

+ 1001,58. 106 )

0,25

= 1,27.10−2

Trở lực ống dẫn:



=1,27. 10−2 30,6

44,92.1,11052 =71,08 (N/m2) [5]

Vậy:

-Tổng trở lực từ hầm sấy đến quạt hút:

∑ Δ P2=Δ Ph+ Δ Pxe+ ΔPcb4+ Δ Pcb5

+Δ Pv+ Δ Pms5

=1,805+0,009+658,2+657,5+1119,38+71,08=2508(N/m2)

-Tổng trở lực quạt: =3775+2508=6283 (N/m2)

-Chọn quạt: Trong hệ thống này cần có 2 quạt: quạt hút và quạt đẩy. Mỗi quạt có:

Trở lực cần khắc phục: =6283

2 = 3141,5(N/m2)

Năng suất quạt: Qquạt =48066,72 (m3/h) [2]

Theo đồ thị hình II-57 trang 488, ta chọn quạt II 9-57 N04 có:

-Hiệu suất

- rad/s

-Tốc độ vòng của bánh guồng: 13,65 m/s

-Công suất động cơ điện: [2]

Với = 1: hiệu suất truyền động của quạt, trường hợp quạt lắp trực trực tiếp với trục

động cơ điện.

= 1,2kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn.

Nq= 1,1.3141,5.48066,72 .1,2

1000.0,6 .3600 = 92,3 (kW)

4.3 Tính và chọn động cơ kéo tời

Trọng lượng của 1 xe goòng có chở khoai mì: 1387,64.10=13876,4 (N)

Trọng lượng của 26 xe goòng : Po=13876,4 .19=263651,6 (N)



Ta xem tổng các lực cản bằng 5% trọng lượng xe: Pc=0,05. 263651,6 =13182,58 (N)

Tổng lực kéo của động cơ: P=Po +Pc=263651,6 +13182,58 =276834,18 (N)

Công suất của động cơ: =

276834,18.1260000.0,85 = 65,14 (kW) [2]

với =12 vòng/phút: vận tốc xe goòng.



KẾT LUẬN

Hệ thống sấy hầm trên sấy vật liệu theo kiểu gián đoạn. Vì vậy sẽ không cần phân biệt

tác nhân sấy đi xuôi chiều hay cùng chiều với vật liệu sấy.

Các tính toán trên đây không tránh khỏi các sai số do nhiều nguyên nhân. Do đó đồ án

chỉ có tính tham khảo trước khi tiến hành xây dựng thực tế.

Khi xây dựng trong thực tế sẽ có nhiều nguyên nhân tác động khác mà ta không thể

lường trước được. Nhưng cũng tùy trường hợp mà ta sẽ linh động sắp xếp sao cho phù

hợp với quá trình sấy.

Hệ thống này có nhược điểm là chỉ áp dụng tốt cho điều kiện ở miền Nam Việt Nam

do điều kiện khí hậu, nếu đem áp dụng cho các vùng có khí hậu quá khác biệt sẽ không

thể sử dụng được.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Phan Văn Thơm, “Sổ tay thiết kế Thiết bị Hóa chất & Chế biến thực phẩm đa dụng”,

Bộ GD&ĐT-Viện đào tạo mở rộng.

[2] Nguyễn Văn Lụa,”Quá trình & Thiết bị CNHH&TP-tập 7-Kỹ thuật sấy vật liệu”,

NXB Đại học Quốc gia TP. HCM.

[3] Trần Văn Phú,”Tính toán và thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo Dục

[4] Võ Văn Bang-Vũ Bá Minh, “Quá trình và thiết bị CNHH&TP- Tập 3-Truyền khối,

NXB Đại học Quốc gia TP. HCM.

[5] Nguyễn Thị Phương-Lê Song Giang, “Cơ lưu chất”, ĐHQG TPHCM

[6] Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, “Cây sắn”, NXB Nông Nghiệp, 1985.[7] Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Thị Cúc, Mai Văn Lê, Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hợi, “Chế

biến lương thực – tập 2”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1985.

[8] Nguyễn Xuân Phương, Nguyễn Văn Thoa, “Cơ sở lý thuyết và kỹ thuật sản xuất thực phẩm”, NXB Giáo Dục, 2005.


Documents

Sấy Hầm Khoai Mì