Đề tài Tính toán thiết kế máy sấy xoài lát

ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát MỤC LỤC Trang Mục lục........................................................................................................... 1 Lời nĩi đầu...................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU........................................................................ 4 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................. 4 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI. ...................................................................................... 5 1.3 YÊU CẦU........................................................................................................ 5 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU & CƠNG NGHỆ .............. 6 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU XỒi. ..................................... 6 2.1.1 Nguồn gốc. ................................................................................................... 6 2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xồi trên thế giới.......................................... 6 2.1.3 Hiện trạng xồi ở Việt Nam. ....................................................................... 10 2.1.4 Đặc điểm một số giống xồi nước ta........................................................... 11 2.1.5 Thất thu sau thu hoạch xồi quả.................................................................. 13 2.1.6 Nhu cầu chế biến ........................................................................................ 17 2.1.7 Một số sản phẩm chế biến từ xồi............................................................... 18 2.1.8 Phụ phẩm trong chế biến xồi sấy............................................................... 19 2.1.9 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xồi sấy................................................. 20 2.1.10 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xồi sấy ................................................ 20 2.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN XỒI SẤY TẠI CAM RANH KHÁNH HỊA............................................................................................... 21 2.2.1 Xồi lát sấy. ................................................................................................ 21 2.2.2 Khái quát về nguyên liệu xồi Canh Nơng Cam Ranh Khánh Hịa. ........... 21 2.2.3 Vị trí, địa điểm, điều kiện đất đai thỗ nhưỡng, khí hậu của khu vực thực hiện đồ án............................................................................................................ 22 2.2.4 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. ......................................................... 23 2.2.5 Chọn loại máy sấy. ...................................................................................... 27 2.2.6 Biện pháp kỹ thuật sử dụng trong quy trình cơng nghệ. ............................. 29 2.2.7 Sơ đồ quy trình cơng nghệ. ......................................................................... 30 2.2.8 Mơ tả từng cơng đoạn.................................................................................. 30 CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN QUÁ TRÌNH SẤY ........................................ 32 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY. .................................................................................. 32 3.2 TÍNH CÂN BẰNG ẨM. ................................................................................ 32 3.3 THƠNG SỐ TNS TRƯỚC QUÁ TRÌNH SẤY............................................. 33 3.3.1 Thơng số TNS trước Calorifer. ................................................................... 33 3.3.2 Thơng số TNS sau Calorifer từng giai đoạn................................................. 34 3.4 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH SẤY LT............................................................ 35 3.5 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BUỒNG SẤY............................................. 37 3.6 TÍNH THỜI GIAN SẤY. .............................................................................. 37 3.7 TÍNH LƯỢNG NHIỆT TIÊU TỐN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY. .............. 38 3.7.1 Lượng nhiệt cần thiết để bốc ẩm W. ............................................................ 38 3.7.2 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che. .............................................................. 38 3.7.3 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi........................................................... 44 3.7.4 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi. ........................................................... 45 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 1 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát 3.7.5 Tổng nhiệt lượng tiêu tốn trong quá trình sấy.............................................. 45 3.7.6 Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy..................................................................... 46 3.8 CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC. ..................... 46 3.8.1 Delta từng giai đoạn của quá trình sấy thực................................................. 46 3.8.2 Xác định thơng số TNS sau quá trình sấy thực. ........................................... 46 3.8.3 Lượng khơng khí khơ thực tế. ...................................................................... 48 3.9 ĐỒ THỊ KHƠNG KHÍ .................................................................................. 48 CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ ........................ 48 4.1 THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT.............................................................................. 50 4.1.1 Mục đích...................................................................................................... 50 4.1.2 Xác định nhiệt độ của khĩi lị và lưu lượng khơng khí cấp. ....................... 50 4.1.3 Xác định kích thước của buồng đốt. ........................................................... 52 4.1.4 Lựa Chọn Vật Liệu Xây Lị. ....................................................................... 54 4.1.5 Xác định trở lực của khơng khí khi qua ghi lị và lớp than......................... 54 4.2 THIẾT KẾ CALORIFER............................................................................... 54 4.3 TÍNH VÀ CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG SẤY. ...................................... 58 4.3.1 Tính và chọn quạt cấp khĩi để gia nhiệt khơng khí trong Calorifer. .......... 58 4.3.2 Tính và chọn quạt cấp khơng khí nĩng cho buồng sấy............................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 63 Lời nĩi đầu ỹ thuật sấy là một mơn học quan trọng của sinh viên ngành Nhiệt lạnh. Đồng thời nĩ được ứng dụng rộng rãi và giữ một vai trị quan trọng trong nhiều lĩnh K vực sản xuất và đời sống. Vì vậy tầm quan trọng của Kỹ thuật sấy là rất lớn. Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nĩ trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với một kỹ sư ngành Nhiệt. Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong việc trở thành một kỹ sư trong tương lai. Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy trong ngành Nhiệt lạnh là một mơn học giúp cho sinh viên làm quen với kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống máy sấy cụ thể. Ngồi ra mơn học này cịn giúp sinh viên củng cố kiến thức của các mơn học liên GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 2 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát quan, vận dụng khả năng nghiên cứu, sáng tạo và phát triển khả năng làm việc theo nhĩm. Trong quá trình thực hiện đồ án mơn học này, chúng em luơn được sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Trung Thành và các thầy cơ bộ mơn trong khoa nhiệt lạnh. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ đã giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án mơn học này. Nhĩm đề tài 28 CHƯƠNG 1 : Mở Đầu 1.1  ĐẶT VẤN ĐỀ. Việt Nam là một trong những quốc gia cĩ sản lượng xồi lớn trên thế giới, tuy nhiên xồi chủ yếu được dùng để ăn tươi và một ít xuất khẩu nên thường bị ứ đọng vào lúc chính vụ. Với sản lượng lớn do thu hoạch đồng loạt nên vấn đề đặt ra là cần phải xử lý như thế nào để giải quyết tình trạng ứ đọng trên, đồng thời đảm bảo giá trị kinh tế, chất lượng dinh dưỡng, cung cấp thường xuyên cho người tiêu dùng và giải quyết tình trạng giá cả bấp bênh cho người trồng xồi. Do điều kiện cơng nghệ bảo quản cịn nhiều hạn chế nên để giữ được sản phẩm tươi trong thời gian dài rất khĩ khăn. Chính vì vậy xồi cần được chế biến, đặc biệt đối với một số giống xồi cĩ phẩm tốt như Xồi cát Hịa Lộc. Xồi cát Hồ Lộc là một trong những giống xồi nổi tiếng nhất ở đồng bằng Sơng Cửu Long - Việt Nam và là một trong những loại quả được ưa chuộng bởi màu sắc hấp dẫn, mùi vị thơm ngon và cĩ giá trị dinh dưỡng cao. Những năm gần đây xồi cát Hịa Lộc đem lại giá trị kinh tế cao cho bà con nhân dân. Ngày nay, đời sống kinh tế cĩ nhiều cải thiện nên xu hướng sử dụng các sản phẩm trái cây ngày càng GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 3 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát tăng. Ngồi mục đích thưởng thức, xồi sấy cịn cung cấp chất dinh dưỡng và Vitamin cho sự phát triển của cơ thể. Nhằm gĩp phần giải quyết tình trạng trên và đáp ứng nhu cầu thị trường chúng tơi thực hiện đề tài “ Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát năng suất 200 Kg/mẻ”. Giống xồi mà chúng tơi chọn để thực hiện đề tài là giống xồi cát Hịa Lộc tại huyện Cái Bè ,tĩnh Tiền Giang. 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI. ¨ Nghiên cứu, tính tốn thiết kế, đưa ra quy trình sấy xồi thành phẩm cĩ chất lượng cao gĩp phần cải thiện xồi nguyên liệu, nâng cao giá trị kinh tế. ¨ Gĩp phần đa dạng hĩa sản phẩm trái cây sấy và sản phẩm từ xồi. ¨ Đĩng gĩp một phần vào việc giải quyết tình trạng ứ đọng nguyên liệu và ổn định giá cả vào lúc chính vụ. 1.3 YÊU CẦU. ¨ Xác định các thống số đầu vào và đầu ra của nguyên liệu: nồng độ đường, nồng độ acid, độ ẩm, nhiệt độ,… ¨ Xát định nhiệt độ sấy, thời gian sấy. ¨ Xát định lưu lượng TNS và lượng nhiệt cần thiết. ¨ Xát định hiệu suất máy sấy. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 4 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát CHƯƠNG 2 :  Tổng Quan nguyên liệu & cơng nghệ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU XỒI. 2.1.1 Nguồn gốc. Xồi thuộc họ đào lộn hột Anacardiaceae cĩ tên khoa học là Mangifera indica. Đây là loại quả nhiệt đới rất thơm ngon, cĩ hương vị tổng hợp của đu đủ, dứa, cam. Xồi xuất xứ từ Đơng Nam Á khoảng 4.000 năm lại đây. Từ thế kỷ 16, người Bồ Đào Nha đã giới thiệu xồi đến Nam Phi và Brazil và ngày nay xồi đã cĩ mặt rộng rãi trên khắp thế giới. Mặc dù vẫn cịn tập trung ở Châu Á, nhưng nĩ đã mở rộng ở một số quốc gia. Trong tất cả các lục địa, nĩ đã trở nên phổ biến ở Châu Phi, Châu Mỹ và cĩ mặt ít hơn ở Châu Âu. Theo tài liệu của FAO, hiện cĩ 87 quốc gia đang canh tác cây xồi với tổng diện tích khoảng 1,8 - 2,3 triệu hécta, tổng sản lượng hàng năm khoảng 15 triệu tấn; riêng "vương quốc xồi" Ấn Độ cĩ trên 1.100 loại giống, diện tích trồng xồi với quy mơ lớn trên 1 triệu hécta và sản lượng chiếm 70% của tồn thế giới. Việt Nam hiện cĩ khoảng gần 70.000ha xồi, ngồi ĐBSCL, Khánh Hịa là vựa xồi thứ hai của cả nước. 2.1.2 Đặc điểm một số loại xồi. a. Đặc điểm cấu tạo của quả xồi : Hình 2.1 Cấu tạo quả xồi GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 5 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.2 Cấu tạo hạt xồi b. Hình dạng quả xồi của các chủng loại xồi trên thế giới: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 6 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 7 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 8 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.3 Hình dạng của một số chủng loại xồi c. Sự chuyển màu khi xồi bắt đầu chín : theo thứ tự từ 1 đến 6 Hình 2.4 Sự chuyển màu khi xồi bắt đầu chín 2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xồi trên thế giới. Trên thế giới hiện nay cĩ trên 87 nước trồng xồi với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu ha. Vùng Châu Á chiếm khoảng 2/3 diện tích trồng xồi trên thế giới, trong đĩ đứng đầu là Ấn Độ ( chiếm 70% sản lượng xồi thế giới với 9,3 triệu tấn). Sau Ấn Độ là Thái Lan, Pakistan, Philiphin, Banglades, Myanma, Indonesia, Việt Nam, Lào, Campuchia, miền Nam Trung Quốc. Cũng theo FAO, sản lượng xồi hàng GVHD : Th.S Bùi Trung Thành   Trang 9 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát năm trên thế giới tăng khoảng 2%, trong đĩ các nước cĩ sản lượng xồi tăng nhanh là Ấn Độ, Trung Quốc Mêhicơ, Pakistan (Trần Thế Tục, 2000). Bảng 2.1 : Sản lượng xồi ở các nước trồng xồi chủ yếu trên thế giới STT 1 2 3 4 5 6 7 8  1980* Tên nước Ấn Độ Thái Lan Mêhicơ Pakistan Brazil Philipin Indonesia Haiti  Sản lượng (ngàn tấn) 8.363 802 610 550 506 374 345 326  1995** Tên nước Ấn Độ Trung Quốc Mêhicơ Pakistan Thái Lan Brazil Philipin Haiti  Sản lượng (ngàn tấn) 10.000 1.180 1.090 839 620 400 300 230 9  Trung Quốc  276  Madagasca 200 10  Manglades  207  Tanzania  187 (Nguồn : (*) Trần Thế Tục, 2000 ; (**) Trần Thế Tục, 1996) 2.1.4 Hiện trạng xồi ở Việt Nam. Ở Viêt Nam, xồi là một trong những loại cây ăn quả được trồng phổ biến từ Bắc vào Nam. Diện tích trồng xồi hiện nay khoảng 70.000 ngàn ha, trong đĩ cĩ khoảng 42.000 ha đang cho trái với sản lượng ước 250.000 T. Các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và Đơng Bắc trồng ít do khả năng đậu quả kém, hiệu quả kinh tế khơng cao. Vùng trồng xồi tập trung từ Bình Định trở vào, nhất là các vùng đồng bằng sơng Cửu Long như Tiềng Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long;Bến Tre; huyện Cam Ranh tỉnh Khánh Hịa và một số khu vực khác . Năm 2007, năm đầu gia nhập WTO, xồi nhập khẩu vào Việt Nam phải chịu thuế suất 40%, nhưng giảm dần đến năm 2010 chỉ cịn 15%. So với biểu thuế 10% trong AFTA thì khơng cĩ gì đáng ngại. Tuy nhiên, xồi Việt Nam hiện cĩ tính cạnh tranh thấp vì giống xồi ngon nhất của Việt Nam hiện nay là Cát Hồ Lộc (xuất xứ từ huyện Cái Bè - Tiền Giang) thì GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 10 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát sản lượng quá ít, khơng đủ cung cấp cho thị trường nội địa, giá bán lẻ lại lên tới 23.000-25.000đ/kg. Xồi cát Chu được người tiêu dùng Nga ưa thích nhưng vỏ quá mỏng, khơng thể vận chuyển xa. Thị trường Trung Quốc hút xồi Thanh Ca, xồi Bưởi nhưng khi Trung Quốc và Thái Lan ký hiệp định thương mại song phương thì khơng cịn ăn hàng Việt Nam nữa. Xồi Cát Hồ Lộc được coi là tốt nhất để làm nước ép nhưng sản lượng khơng đủ qui mơ cơng nghiệp, giá lại quá cao. Xồi Việt Nam cũng tìm được thị trường tại Đài Loan, Nhật Bản nhưng hiện chưa vượt qua được hàng rào kiểm dịch và an tồn thực phẩm khắt khe, nhất là chưa cĩ được quy trình xử lý ruồi đục trái nên chưa được chấp nhận. Xồi nước ngồi khĩ xâm nhập thị trường phổ thơng Việt Nam nhưng với thị trường cao cấp thì hồn tồn cĩ thể với xồi xuất xứ từ các nước châu Mỹ, Pakistan, nhất là khi người nước ngồi đến sinh sống và làm ăn tại Việt Nam ngày càng nhiều, đồng thời sự chênh lệch thời vụ với xồi Việt Nam cũng là cơ hội của xồi nước ngồi. Theo báo cáo tại Hội thảo “Thương mại hĩa trái cây nhiệt đới ở Nam Việt Nam” của Viện Nghiên cứu Cây ăn quả miền Nam, thì kinh tế trồng xồi gấp 6,42 lần so với trồng lúa, nhưng trái cây gặp trở ngại do biến động giá cả của thị trường tiêu thụ, do thời tiết và sâu bệnh… Cũng trong báo cáo này, sản lượng trái cây Việt Nam vào khoảng 3,5 triệu tấn nhưng chỉ xuất khẩu khoảng 6.000 tấn trái tươi, tức chỉ xuất khẩu 0,17% sản lượng quả. Theo đánh giá của các chuyên gia, các nước sản xuất trái cây chủ yếu cĩ khoảng 61% sản lượng được tiêu thụ nội địa ở dạng trái tươi, cịn 30% là để chế biến. Như vậy, ở Việt Nam nếu khơng chế biến các sản phẩm từ trái cây là một lãng phí lớn. Bảng 2.2 : Diện tích và sản lượng xồi một số tỉnh nước ta Tỉnh Khánh Hịa Tiền Giang Đồng Tháp Vĩnh Long Cần Thơ An Giang  Diện tích (ha) 2.025 4.662 2.898 1.765 1.645 1.076  Sản lượng (tấn) 17.688 36.000 5.154 16.486 6.630 24.534 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 11 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ( Nguồn : Phạm Thị Hương và ctv 2000) Bên cạnh đĩ, xồi là một trong năm loại cây ẳn quả cĩ diện tích lớn nhất ở nước ta. Bảng 3.3 : Diện tích và sản lượng cây ăn quả ở nước ta (1999) Cây ăn quả Nhãn, vải, chơm chơm Chuối Họ cam quýt Xồi  Diện tích (ha) 131.200 94.600 63.400 40.700  Sản lượng ( tấn) 545.400 1.242.600 405.100 188.600 Thơm 32.300 ( Nguồn : Nguyễn Văn Kế, 2000) 2.1.5 Đặc điểm một số giống xồi nước ta.  262.800 Theo kết quả điều tra bước đầu của Trần thế Tục( 1977, 1987, 1991), Dương Minh, Lê Thanh Phong, Võ Thanh Hồn( 1993) cho thấy ngồi các lồi hoang dại( xồi quéo, xồi muỗm, xồi mủ, xồi hơi…). Hiện cĩ khoảng 50 giống xồi trong đĩ cĩ một số giống xồi nhập từ Campuchia, Thái Lan, Ấn Độ, Srilanca vào nước ta rất lâu đời, cĩ khả năng cho năng xuất cao và phẩm chất thơm ngon: xồi cát, xồi bưởi, xồi ghép, xồi thơm, xồi tượng, xồi thanh ca và một số giống khác ( Trần Thế Tục, 1994). Một số giống xồi ơ Việt Nam ¨ Xồi Cát Hịa Lộc : - Hình dạng: hình trái xoan, đỉnh nhọn, sắc nét. - Trọng lượng: 400 – 500g/trái. - Màu sắc: khi chín vỏ vàng nhạt, thịt màu vàng tươi. - Vị: ngọt và cĩ mùi thơm. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 12 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.5 Xồi Cát Hịa Lộc ¨ Xồi Cát Chu: - Hình dạng: hình trái xoan, đỉnh trịn - Trọng lượng: 300 – 400g/trái - Màu sắc: khi chín vỏ vàng xẩm, thịt màu vàng. - Vị: ngọt và chua dịu Hình 2.6 Xồi Cát Chu ¨ Xồi Bưởi: - Hình dạng: quả hơi hơi dài, vỏ bong và dày. - Trọng lượng: 300 – 400g/trái - Màu sắc: khi chín vỏ và thịt cĩ màu vàng xẩm. - Vị: ngọt nồng GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 13 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.7 Xồi Bưởi ¨ Xồi Thanh Ca: - Hình dạng: hình trái xoan và nhẵn. - Trọng lượng: 250 – 300g/trái - Màu sắc: khi chín vỏ và thịt cĩ màu vàng xẩm. - Vị: ngọt Hình 2.8 Xồi Thanh Ca Cách dùng: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 14 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.9 Cách dùng xồi Xồi thường được thu hoạch vào khoảng tháng 7 đến tháng 9, thời gian ra hoa tới khi thu hoạch kéo dài 5 – 7 tháng. Số lượng quả, phẩm chất, tỷ lệ phần ăn được tùy thuộc vào từng giống xồi. Ví dụ : xồi tượng quả to, ít chua, ít thơm như một số khác : xồi Cát, Xồi Thanh Ca… Thành phần hĩa học của một số giống xồi được trình bày ở bảng 2.4 Bảng 2.4 : Thành phần hĩa học của một số giống xồi Giống Chất khơ (%) Đườn g khử (%) Suros e (%) Protei n (%) Lipid (%) Xơ (%) Acid (%) Tro (%) Xồi Cát  18,8  3,72  8,81  -  -  -  1,41 0,32 Xồi Thanh Ca 22,3 3,72 12,6 0,73 - - 0,27 0,86 Xồi Thơm 16,7  3,56 10,06 0,43  -  -  0,27 0,47 Xồi Tượng  12,67  -  -  0,69  0,08 0,93  -  0,83 Xồi Ghép  20,07  3,16  3,16  0,71  0,59 0,59 0,42 0,39 ( Nguồn : Quách Đỉnh và ctv, 1996) Xồi sau khi thu hoạch được bảo quản hay rấm chín liền tùy theo mục đích sử dụng. Chế độ bảo quản xồi tùy thuộc vào giống, độ chín, cĩ thể bảo quản ở nhiệt độ 5 – 100C, độ ẩm khoảng 85 – 95 %, thời gian bảo quản được từ 7 ngày đến 4 tuần, cĩ thể rấm chín trong vịng 2 – 3 ngày ở phịng thống, cĩ độ ẩm 85 – 95%, hoặc cĩ thể rấm bằng đất đèn, eetylen để rút ngắn thời gian rấm chín ( Hà Văn Thuyết – Trần Quang Bình, 2000). 2.1.6 Thất thu sau thu hoạch xồi quả. Xồi trái thường được thu hái theo độ trưởng thành và độ chín để cĩ chất lượng cao nhất. Khi hái, các giọt nhựa mủ chảy xuống từ cuống bị ngắt, dính mủ theo bề GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 15 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát mặt trái làm mất vẻ mỹ quan khi xuất khẩu. Các chỗ bị vết sẹo và bị thương tích trở thành các vết nâu và đen trong khi tồn trữ khiến trái khơng cịn tính hấp dẫn. Hơn nữa, các chỗ bị thương ở vỏ hoặc ở đầu chỗ cuống trái chính là nơi xâm nhập của vi sinh vật khiến làm hư thối quả nhanh chĩng. Thất thốt sau khi thu hoạch xồi quả phỏng chừng 25-40% kể từ lúc thu hoạch cho tới lúc tiêu thụ. Nếu phương pháp thu hoạch tốt, xử lý và vận chuyển cũng như tồn trữ tốt thì các hao hụt này sẽ giảm bớt. Xồi quả cĩ thể để được tới 3 tuần nếu áp dụng cách thu hái theo độ trưởng thành, xử lý sau thu hoạch và tồn trữ đúng cách. ¨ Các thất thốt trước thu hoạch gồm: quả bị rụng khi đang trưởng thành bởi nhiều nguyên nhân, quả bị cơn trùng đục khoét, quả bị hư,… ¨ Các thất thốt sau thu hoạch: quả đã bị sâu đục và bị “dịi”, quả khơng đúng kích cỡ, quả cĩ dị tật khĩ bán, quả bị dập trong quá trình thu hái và vận chuyển, quả bị hư hoặc xuống cấp trong khi tồn trữ khơng đúng cách, quả bị hư hỏng do chín mà khơng bán được,… Tổng thất thốt trong khâu sau thu hoạch cịn cao. Ngồi ra, khi bị rớt giá mua trên thị trường cũng làm cho nhà vườn bị thiệt hại khơng nhỏ vì xồi khơng để lâu được. ¨ Trong những năm gần đây, nhận thức được vấn đề trên, một số viện, trường bước đầu cũng đã nghiên cứu chế biến một số sản phẩm từ xồi, nhưng hiện chưa phổ biến tới các cơ sở chế biến và nhà vườn được vì nhiều lý do khác nhau. Hiện nay, đã cĩ xuất hiện giấm xồi bán ở thị trường, sản phẩm này do cơng nghệ của trường Đại học Cần Thơ. Được biết, Trung tâm Nghiên cứu Bảo quản và Chế biến thuộc trường Đại học Nơng Lâm TP. Hồ Chí Minh đã chuyển giao cơng nghệ sản xuất xồi khơ xắt lát và bánh xồi miếng cho một cơ sở tư nhân ở các tĩnh. 2.1.7 Nhu cầu chế biến : Do bị thất thốt trước và sau thu hoạch xồi cĩ tỷ lệ cao, nên việc chế biến là nhu cầu cần thiết. Một số quốc gia coi trọng việc chế biến sau thu hoạch rau quả để giảm phần thiệt hại về kinh tế, nĩ cịn làm phong phú mặt hàng tiêu thụ trên thị trường. Chế biến xồi, trước hết nên nhắm vào thị trường tiêu thụ nội địa là chính. Chế biến xồi cĩ thể áp dụng khơng những cho quả chín khơng đủ tiêu chuẩn xuất khẩu, mà cịn cho quả bị rụng, quả cịn xanh và quả chín khơng đủ tiêu chuẩn GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 16 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát bán trên thị trường nội địa nữa. Việc chế biến quả xồi sống hoặc chín là cần thiết khi bị “dội giá”. Một số vấn đề khĩ khăn về mặt kinh tế khi sản xuất sản phẩm xồi chế biến là người dân chưa cĩ thĩi quen tiêu dùng hàng chế biến, mặc dù sản phẩm chế biến từ quả xồi khá đa dạng. Ngồi ra, nhân dân ta cĩ tập quán ăn xồi sống hoặc chín dạng tươi, ít ai quan tâm sử dụng sản phẩm chế biến từ xồi quả, cĩ lẽ do các nguyên nhân sau đây: ¨ Xồi thu hoạch tập trung trong mùa vụ nên rất rẻ, dễ mua và thừa thãi trong các khu vực cĩ canh tác. ¨ Thĩi quen ăn xồi chín dạng cịn tươi cịn phổ biến. ¨ Trên thị trường nội địa chưa cĩ bán sản phẩm chế biến từ xồi quả. ¨ Người tiêu dùng cịn cho rằng sản phẩm chế biến cịn đắt. Theo chúng tơi điều quan trọng là thị trường chưa cĩ thĩi quen tiêu dùng vì chưa cĩ sản phẩm chế biến từ xồi. Chúng ta cần tìm ra cách khai thác thị trường tiêu thụ xồi quả theo xu hướng hàng chế biến. Nhất là đối với các địa phương khơng cĩ canh tác cây xồi, việc cĩ thể tiêu dùng sản phẩm chế biến quanh năm cĩ thể cĩ nhiều triển vọng hơn chăng? Chế biến xồi quả ra sản phẩm đa dạng sẽ cĩ lợi cho nhà vườn, tạo khả năng bền vững trong canh tác cây xồi, giảm thất thốt sau thu hoạch nhất là trong điều kiện chưa cĩ trang bị phổ biến các phương tiện kỹ thuật bảo quản rau quả tươi trong các nhà vườn như hiện nay. 2.1.8 Một số sản phẩm chế biến từ xồi. Quả xồi cĩ thể sử dụng dài suốt theo quá trình trưởng thành. Quả thơ cĩ thể dùng làm các sản phẩm như tương ớt – xồi, xồi dầm dưa, các thức uống từ quả xồi xanh hoặc chín, v.v… Xồi chín được dùng làm nước xồi, mật xồi, mứt xồi dẻo, bánh xồi, xồi xắt lát sấy khơ,… Xồi sống cĩ thể làm bột xồi tan liền, xồi dầm giấm, v.v… Xồi dạt cịn sống cĩ thể làm giấm xồi, bột xồi tan liền, xồi dầm giấm. Phần ăn được của quả xồi chín cao trên 80%, độ đường trong thịt quả trên 19%. Do đĩ sẽ rất kinh tế khi chế biến xồi thành các sản phẩm tiêu dùng. Vấn đề là chọn dạng sản phẩm chế biến nào thích hợp đối với người tiêu dùng, dễ sử dụng, tồn trữ lâu, dạng bao bì gọn nhẹ và giá cả phù hợp. Đây là một quá trình GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 17 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát thử nghiệm, giới thiệu và tập xu hướng tiêu dùng. Do đĩ chúng ta phải khởi đầu bằng việc giới thiệu ra thị trường, trước hết là thị trường nội địa. Một số sản phẩm chế biến từ xồi quả: ¨ Sản phẩm chế biến từ xồi xanh: - Xồi dầm giấm : xồi được cắt thành lát mỏng, trộn với muối, đường và một ít giấm. - Salad xồi : xồi cắt lát mỏng kết hợp với một số loại rau gia vị khá và một ít dầu thực phẩm. - Xồi xí muội: xồi được ngâm trong dung dịch nước muối 2 – 3 tháng, sau đĩ vớt ra cắt lát nhỏ, ngâm xả bớt muối và ngâm vào dung dịch đường, bổ xung thêm acid citric. Sản phẩm xồi xí muội cĩ vị chua ngọt, cấu trúc dịn. - Bột xồi sống, xồi xắt lát, thức uống từ xồi xanh,… ¨ Sản phẩm chế biến từ xồi chín: - xồi sấy: xồi trái cắt thành miếng, ngâm đường, rửa, sấy khơ, đĩng gĩi. - Mứt thịt quả, các thức uống (Xirơ, Nectar), xồi nhão, bánh xồi,… 2.1.9 Phụ phẩm trong chế biến xồi sấy. Xồi phụ phẩm: từ quy trình chế biến xồi sấy sẽ thải ra một lượng xồi vụn đáng kể từ hai bên cạnh trái. Theo kết quả khảo sát giống xồi Cát Hịa Lộc thì xồi vụn chiếm khoảng 17% nguyên liệu ban đầu. Phần xồi vụn này cĩ giá tri dinh dưỡng tương đương so với xồi trái ban đầu. Xồi vụn đem chà nhuyễn thành dạng puree cĩ thể sử dụng chế biến các sản phẩm như: nước xồi, jame xồi, bánh tráng xồi,… Nước đường ngâm : là nước đường sau khi ngâm thẩm thấu xồi 3 lần được thái ra. Nước ngâm chưa nhiều đường, acid citric, bisunfitnatri cịn lại và một số chất dinh dưỡng từ xồi đi ra. Hàm lượng chất hịa tan trong nước ngâm khá cao( 400Brix) , acid khoảng 0,736%. Nước ngâm cĩ thể sử dụng phối hợp với Puree xồi chế biến các sản phẩm như nước xồi, jame xồi , mứt xồi,… 2.1.10 Sử dụng phế phẩm trong chế biến xồi sấy. Trong khi chế biến quả xồi, vỏ và hạt là phế phẩm. Chúng giàu các chất dinh dưỡng và cĩ thể làm được một số sản phẩm cĩ giá trị. Cĩ thể chiết xuất từ vỏ xồi chín ra péctin là một loại thạch chất lượng tốt (6,1%) và xơ ăn được (5,4%). Giấm ăn cĩ thể làm từ vỏ xồi thơng qua quá trình GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 18 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát lên men vi sinh. Chất lượng giấm ăn chấp nhận (5,2% axít axêtíc) và axít xitríc (20g/kg vỏ). Vỏ xồi cĩ protein thấp (3.9%) là nguồn thức ăn chất lượng kém cho gia súc. Tuy nhiên vỏ xồi cĩ thể làm giàu prơtêin lên gấp trên 5 lần (20%) bằng sự lên men ở thể rắn dùng chủng Aspergillusniger. Hột xồi chứa chất béo và tinh bột hàm lượng cao. Dầu chiết từ hạt xồi là loại chất lượng tốt cĩ thể dùng trong mỹ phẩm và trong cơng nghiệp làm xà phịng. Bột hạt xồi (tinh bột) sau khi trộn với bột lúa mì hoặc bột bắp được dùng trong bánh phồng chapatty. Cĩ thể lấy ra khoảng 10% cồn từ hạt xồi bằng sự lên men cùng cấy vi khuẩn. Trong cơng nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều enzim khác nhau được dùng để hĩa lỏng thịt quả xồi, làm trắng xirơ,…. Cĩ thể sản xuất ra các enzim như xenlula và pectina từ vỏ xồi và amila từ hạt xồi bằng sự lên men vi sinh. 2.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN XỒI SẤY TẠI CÁI BÈ TIỀN GIANG. 2.2.1 Xồi lát sấy. Xồi lát sấy cĩ dạng lát mỏng, màu vàng nhạt, vị ngọt, hương vị đặc trưng của sản phẩm. Độ ẩm trong khoảng 14 – 16%. Sản phẩm được chế biến nhiều ở Thái Lan, và một số nước ở Châu Á. Hình 2.10 Xồi lát sấy 2.2.2 Khái quát về nguyên liệu xồi Cát Hịa Lộc tại Tiền Giang Riêng tại Tiền Giang, xồi cát Hồ Lộc được trồng nhiều ở huyện Cái Bè với khoảng hơn một ngàn ha, sản lượng hàng năm khoảng 15.000 tấn, tập trung ở 13 xã gồm Hịa Hưng, An Hữu, An Thái Trung, Tân Hưng, Tân Thanh, Mỹ Lương, An Thái Đơng, Mỹ Đức Tây, Mỹ Đức Đơng, Thiện Trí, Hịa Khánh, Hậu Thành và Đơng Hồ Hiệp. Ngồi ra, nĩ cịn được trồng rải rác ở các huyện khác. Nguồn gốc của xồi cát Hịa Lộc được trồng tại xã Hịa Lộc, quận Giáo Đức, tỉnh Định Tường nay là ấp Hịa, xã Hịa Hưng, huyện Cái Bè tỉnh Tiền Giang, nên được GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 19 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát mang tên là xồi cát Hịa Lộc. Đây là vùng đất phù sa ven sơng nên giàu chất dinh dưỡng, rất thích hợp cho xồi cát Hịa Lộc sinh trưởng và phát triển. Do chất lượng ngon, hương vị đậm đà nên hiện nay giống xồi cát Hịa Lộc được trồng với qui mơ cơng nghiệp. Tuy nhiên, cĩ nhiều ý kiến cho rằng xồi cát Hịa Lộc khi được trồng ở những nơi khác thì phẩm chất khơng ngon bằng tại nơi xuất xứ của nĩ. Hiện nay, xồi cát Hịa Lộc đã được trồng ở nhiều tỉnh thuộc đồng bằng Sơng Cửu Long và một số tỉnh miền đơng Nam Bộ như Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Bà Riạ - Vũng Tàu…. Năm 2004 tỉnh Tiền Giang tiến hành triển khai dự án "Xây dựng mơ hình hợp tác xã (HTX) tiêu thụ sản phẩm VAC cây xồi cát Hịa Lộc" tại xã Hịa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang với tổng vốn đầu tư hơn 194 triệu đồng. Trong đĩ, Hội Làm vườn Việt Nam đầu tư 110 triệu đồng, số cịn lại do nhân dân địa phương đĩng gĩp. Dự án được thực hiện trên 10 ha xồi cát Hịa Lộc do HTX xồi cát Hịa Lộc quản lý. HTX cĩ trách nhiệm hướng dẫn xã viên ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong thâm canh, thu hoạch, bảo quản xồi cát Hịa Lộc theo hướng sử dụng phân hữu cơ, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cĩ chọn lọc để hàng hĩa đạt chất lượng cao, đẩy mạnh tiếp thị nhằm mở rộng đầu ra xồi cát Hịa Lộc. Những năm gần đây do nhu cầu thị trường tăng cao xồi Cát Hịa Lộc được tiêu thụ mạnh tại Thành Phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Bắc. Xồi Cát Hịa Lộc cĩ vụ giá cao lên đến 23.000 đến 25.000 đồng/kg (loại I), loại II từ 18.000 đến 20.000đồng/kg . 2.2.3 Vị trí, địa điểm, điều kiện đất đai thỗ nhưỡng, khí hậu của khu vực thực hiện đồ án. a. Vị trí địa lý : Vị trí thực hiện sấy xồi là xã Hịa Hưng ,huyện Cái Bè ,tĩnh Tiền Giang b. Khí hậu, thủy văn: ¨ Khí hậu Tiền Giang mang tính chất nội chí tuyến - cận xích đạo và khí hậu nhiệt đới giĩ mùa nên nhiệt độ bình quân cao và nĩng quanh năm. Nhiệt độ bình quân trong năm là 27 - 27,9oC; tổng tích ơn cả năm 10.183oC/năm. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 20 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ¨ Cĩ 2 mùa : Mùa khơ từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau ; mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (thường cĩ hạn Bà chằng vào tháng 7, tháng 8). ¨ Tiền Giang nằm trong dãy ít mưa, lượng mưa trung bình 1.210 - 1.424mm/năm và phân bố ít dần từ bắc xuống nam, từ tây sang đơng; Độ ẩm trung bình 80 - 85%. ¨ Giĩ : cĩ 2 hướng chính là Đơng bắc (mùa khơ) và Tây nam (mùa mưa); tốc độ trung bình 2,5 - 6m/s. ¨ Nhiệt độ khơng khí TB năm: 27,20C Nhiệt độ cao nhất : 320C Nhiệt độ thấp nhất : 23,20C ¨ Độ ẩm trung TB : 80 % ¨ Tổng tích ơn: 10.183oC/năm . c. Bản đồ địa lý Huyện Cái Bè –Tĩnh Tiền Giang. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 21 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.11 Bản đồ huyện Cái Bè 2.2.4 Phương pháp thực hiện quá trình sấy. Để bảo được hoặc dùng để chế biến các sản phẩm cĩ chất lượng cao, các loại nơng sản cần được sấy khơ xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến. Để thực hiện quá trình sấy, cĩ thể dùng nhiều hệ thống sấy khác nhau : hầm sấy, buồng sấy, sấy chân khơng, sấy lạnh,…Mỗi chế độ cơng nghệ sấy khác nhau sẽ cĩ ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của sản phẩm. ¨ Thiết bị sấy hầm: được dung khá rộng rãi trong cơng nghiệp, dung để sấy các vật liệu dạng hạt, cục, lát,…với năng suất cao, dễ dàng cơ giới hĩa, vật liệu được đưa vào liên tục. d c Hình 2.12 Hệ thống sấy hầm Hầm sấy thường dài 10 – 15m hoặc lớn hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào xe goong và khay tải vật liệu sấy. ¨ Thiết bị sấy băng tải: dung để sấy các vật liệu như rau quả, ngũ cốc, than đá,…Cấu tạo gồm một phịng hình chữ nhật, trong đĩ cĩ một vài băng tải chuyển động nhờ tay quay, các băng tải này tựa trên các con lăn để khơng bị võng xuống. TNS VLS Hình 2.13 Hệ thống sấy băng tải GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 22 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ¨ Thiết bị sấy buồng: dung sấy các vật liệu dạng hạt, cục, tấm,… Cấu tạo chủ yếu của hệ thống là buồng sấy, trong buồng sấy cĩ bố trí các thiết bị giá đỡ gọi chung là thiết bị chuyên tải. Nhược điểm là năng xuất nhỏ. Hình 2.14 Hệ thống sấy buồng ¨ Thiết bị sấy tháp: là thiết bị chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như thĩc, ngơ, đậu,… cĩ độ ẩm khơng lớn lắm và cĩ thể tự dịch chuyển từ trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ trọng lượng của chúng. Đặc điểm của thiết bị là cĩ kênh giĩ nĩng và kênh giĩ thải ẩm được bố trí xen kẽ ngay trong lớp vật liệu. Tác nhân sấy đi qua kênh giĩ nĩng thực hiện quá trình sấy rồi nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải và đi ra ngồi. ¨ Thiết bị sấy thùng quay: là thiết bị chuyên dung để sấy các vật liệu cĩ dạng hạt hoặc bột nhão, cục cĩ độ ẩm ban đầu lớn. Đệm chắn Hình 2.15 Hệ thống sấy thùng quay Phần chính của thiết bị là một trụ trịn đặt nằm nghiêng với mặt phẳng một gĩc nào đĩ cố định hoặc biến đổi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 23 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ¨ Thiết bị sấy khí động: dung để sấy các vật liệu dạng hạt bé, nhẹ xốp, caccs tinh thể,… Không khí Thiết bị sấy bằng khí thổi Hình 2.16 Hệ thống sấy khí động Phần chính của thiết bị là một ống thẳng đứng, trong đĩ vật liệu được khơng khí nĩng hoặc khĩi lị cuốn đi từ dưới lên trên và dọc theo ống. ¨ Thiết bị sấy tầng sơi: dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt. Cũng như thiết bị sấy khí động, sấy tầng sơi cĩ ưu điểm là cường độ sấy rất lớn, dể điều chỉnh nhiệt độ sấy và vật liệu sấy khơ khá đồng đều. Tác nhân sấy Vật liệu sấy Thu hồi bụi Khói lò Không khí vào Sản phẩm Hình 2.17 Hệ thống sấy tầng sơi GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 24 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ¨ Thiết bị sấy phun: chuyên dung để sấy các dịch thể. Sản phẩm sấy dạng bột hịa tan như sữa bị, sữa đậu nành, bột trứng, cafe tan,… Không khí vào Không khí ra Sản phẩm Hình 2.18 Hệ thống sấy phun Bộ phận cơ bản của thiết bị sấy phun là buồng sấy, thường là tháp hình trụ, trong đĩ dịch thể được nén bởi một bơm cao áp đưa qua vịi phun cùng với tác nhân sấy tạo thành dạng như sương mù và quá trình sấy được thực hiện. 2.2.5 Chọn loại máy sấy. Để sấy xồi lát, người ta cĩ thể dùng thiết bị sấy chân khơng, hầm sấy, buồng sấy,... Ở đây, chúng tơi dùng thiết bị sấy buồng, là thiết bị chuyên dụng để sấy các vật liệu cĩ dạng cục, hạt hoặc lát với năng xuất khơng lớn lắm. Thiết bị sấy buồng là thiết bị làm việc theo chu kỳ. Buồng sấy cĩ thể làm bằng thép tấm 2 lớp giữa cĩ cách nhiệt hoặc đơn giản xây bằng gạch đỏ cĩ cách nhiệt hoặc khơng. Do yêu cầu về an tồn thực phẩm, ta chọn buồng sấy làm bằng thép cĩ cách nhiệt. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 25 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Hình 2.19 Máy sấy buồng Tác nhân trong thiết bị buồng sấy ta dùng khơng khí nĩng, khơng khí được đốt nĩng nhờ calorifer khí – khĩi, khĩi được tạo từ lị đốt than đá. Trong thiết bị buồng ta tổ chức cho tác nhân sấy lưu động cưỡng bức nhờ hệ thống quạt giĩ. Buồng sấy cần bố trí giá đỡ, khay,… Sao cho tác nhân cĩ thể dễ dàng đi qua vật liệu sấy để truyền nhiệt cho vật liệu và nhận thêm ẩm thải ra ngồi. Vì vậy mật độ vật liệu sấy trên khay, khe hở giữa thành khay với tường thiết bị sấy, kích thước và vị trí lỗ thốt ẩm cĩ ý nghĩa đặc biệt trong thiết bị sấy buồng. Khe hở giữa thành khay và tường thiết bị được bố trí đủ cho thao tác được dễ dàng. Mật độ vật liệu sấy trên khay cũng cĩ một ý nghĩa đặc biệt. Nếu vật liệu cĩ mật độ quá lớn thì tác nhân sấy khĩ lưu chuyển dẫn đến thời gian sấy lớn và vật liệu khơ khơng đều, do đĩ chất lượng và năng suất cĩ thể giảm. Ngược lại nếu mật độ vât liệu trên khay quá bé, điều kiện truyền nhiệt truyền chất được tăng cường thì thời gian sấy sẽ giảm, chất lượng sản phẩm sấy cao nhưng năng suất thiết bị khơng lớn. Do đĩ mật độ vật liệu trên khay cĩ một giá trị tối ưu. Giá trị tối ưu này phụ thuộc vào từng loại vật liệu và thường được xát định bằng thực nghiệm. Về kết cấu, phần trên của thiết bị sấy buồng được bố trí dạng chĩp, đỉnh chop là lỗ thốt ẩm. kích thước lỗ thốt ẩm cân xứng với thiết bị và cĩ cơ cấu điều chỉnh lượng tác nhân thốt ra bằng van con bướm. Thiết bị sấy buồng cĩ kết cấu đơn giản, dễ vận hành, khơng yêu cầu mặt bằng lớn nhưng năng suất khơng cao, khĩ cơ giới GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 26 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát hố, vốn đầu tư khơng đáng kể. Do đĩ thiết bị buồng sấy thích hợp cho các xí nghiệp vừa và nhỏ, lao động thủ cơng là chính. 2.2.6 Biện pháp kỹ thuật sử dụng trong quy trình cơng nghệ. ¨ Chần. Chần là phương pháp xử lý nhiệt độ cao khoảng 90 – 1000C trong thời gian vài phút nhằm vơ hoạt các enzyme oxy hĩa (polyphenoloxydase, peroxydase) để hạn chế tối đa khả năng biến màu tong khi sấy và diệt một phần vi sinh vật. Ngồi ra chần cịn làm thay đổi thể tích khối lượng của nguyên liệu cĩ lợi cho quá trình tiếp theo nhờ tác dụng bài khí trong gian bào và làm cho độ thấm hút của màng tế bào tăng lên giúp rút ngắn thời gian sấy. ¨ Tách nước thẩm thấu bằng phương pháp ngâm. (Dewatering And Impregnation Soaking Process – DIS) Chần là phương pháp xử lý nhiệt độ cao khoảng 90 – 1000C trong thời gian vài phút nhằm vơ hoạt các enzyme oxy hĩa (polyphenoloxydase, peroxydase) để hạn chế tối đa khả năng biến màu tong khi sấy và diệt một phần vi sinh vật. Ngồi ra chần cịn làm thay đổi thể tích khối lượng của nguyên liệu cĩ lợi cho quá trình tiếp theo nhờ tác dụng bài khí trong gian bào và làm cho độ thấm hút của màng tế bào tăng lên giúp rút ngắn thời gian sấy. Khi ngâm xồi trong dung dịch đường cĩ nồng độ cao (40 – 50Bx), bằng quy luật thẩm thấu, nước trong sản phẩm sẽ đi ra dung dịch và chất hịa tan sẽ chuyển dịch theo chiều ngược lại từ dung dịch vào trong sản phẩm. Sau quá trình này sản phẩm sẽ khơ hơn do mất nước và hấp thu nhiều chất hịa tan. Sản phẩm sau DIS thường khơng ổn định ở điều kiện thơng thường nên cần phải sấy. ¨ Quá trình sấy. Sấy là quá trình bốc hơi nước trong sản phẩm bằng nhiệt, là quá trình khuếch tán ẩm do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu. Hay nĩi cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và mơi trường xung quanh 2.2.7 Sơ đồ quy trình cơng nghệ. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 27 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Xồi nguyên liệu Rửa sạch, gọt vỏ, thái lát (Định hình sản phẩm) Xử lý nhiệt (chần) (Trong nước nĩng 80-900) Thẩm thấu đường (Nồng độ 40-500Brix) Rửa lại (Nước ấm) Sấy khơ (Độ ẩm <18%) Đĩng gĩi (bao PE, PP hoặc hộp mica) Bảo quản Hình 2.20 Quá trình sấy xồi 2.2.8 Mơ tả từng cơng đoạn. − Chuẩn bị nguyên liệu : + Chọn xồi cịn ương, dày quả, khơng mềm nát, khơng thối rửa. + Xồi được ủ ở nồng độ CaC2 (khí đá) 1%, thời gian ủ 36 giờ . + Rửa sạch, để ráo nước, gọt vỏ bằng dao khơng rỉ, thái lát mỏng theo chiều dọc quả với kích thước yêu cầu 2 mm – 3 mm + Xử lý nhiệt độ : 80 – 900C trong 5 – 9 phút. − Các bước thẩm thấu : GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 28 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát + Tạo dung dịch đường (sirơ) cĩ nồng độ 40 % : cho 0,6 lít nước sạch với 0,4 kg đường, đung cho chảy đường ở nhiệt độ 80 - 850C. + Cho xồi đã thái lát vào ngâm trong thời gian 28 – 20 giờ . + Kết thúc thẩm thấu : vớt xồi ra khỏi dung dịch đường, để ráo. − Rửa : đun nước sơi, thả xồi vào chần 30 giấy – 1 phút, vớt ra để ráo. Mục đích cơng đoạn này để loại bớt dịch đường cịn dính trên bề mặt đường. − Sấy và bao gĩi : + Xếp các miếng xồi vào khay sấy và đưa vào buồng sấy. sấy ở nhiệt độ 50 – 600C cho đến khi lát xồi đủ độ ẩm yêu cầu, trong thời gian 12– 18 giờ. Lấy xồi ra khỏi tủ sấy, để nguội hồn tồn. + Bao gĩi sản phẩm trong bao PE, PP hoặc hộp mica. + Lưu trữ khoảng 9 tháng − Chất lượng sản phẩm cần đạt : + Sản phẩm phải cĩ độ ẩm 14 – 18% . + Thịt xồi hơi co lại, khơ, màu vàng nhạt, vị ngọt, hương vị đặc trưng của sản phẩm. − Dụng cụng, thiết bị : + Dao inox. + Nồi bằng inox. + Tủ sấy. + Rổ, bao bì nilơng và nhiều thiết bị và dụng cụ cần thiết khác phục vụ cho quá trình gia nhiệt. CHƯƠNG 3 : Tính tốn quá trình sấy 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY. Theo cơng nghệ sấy xồi, để đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sản phẩm thì TNS phải sạch. Nên trong hệ thống sấy cần phải cĩ bộ Calorifer khĩi khí. Đồng thời xồi là loại vật liệu cĩ độ ẩm ban đầu rất cao nên để đảm bảo thời gian sấy ngắn nhất thì trong giai đoạn đầu cần phải tăng cường khả năng bốc ẩm của vật liệu, nhưng để đảm bảo chất lượng sản phẩm thì trong giai đoạn sau cần GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 29 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát cĩ thời gian sấy dịu để giảm độ ẩm xuống mức bảo quản mà khơng gây ảnh hưởng đến chất lượng cũng như tính thẩm mỹ của sản phẩm sau khi sấy. Như vậy, theo quy trình cơng nghệ ta chia quá trình sấy xồi thành 2 giai đoạn. Không khí t ,x ,00 0  Calorifer qs t ,x ,  Buồng sấy qb  Không khí nóng ra t ,x , 1 1 1 Hình 3.1 Sơ đồ quá trình sấy 3.1.1 Giai đoạn I: sấy với tốc độ sấy khơng đổi. 2 - Nhiệt độ TNS vào, ra:I 0 0 - Độ ẩm: ωI80% t1= 70 C , tI2= 36 C 1= , ωI25% 2= 3.1.2 Giai đoạn II : sấy dịu - Nhiệt độ TNS vào, ra:II  0  0 - Độ ẩm: ωII 25% 1=50 C , t II t 2=31 C 1= , ωII 14% 3.2 TÍNH CÂN BẰNG ẨM. 2= G1, G1, là khối lượng vật liệu trước và sau mỗi giai đoạn. W là lượng hơi nước thốt ra từ vật liệu sấy. 3.2.1 Giai đoạn II: - Khối lượng VLS ra: G = 200 KgII . 2 - Theo CT 3.3[3]. Khối lượng VLS vào: II II 1- ωII  1-0,14 G = G . 2 = 200. = 229,333Kg . 1 2 II 1- ω1 1-0,25 - Khối lượng ẩm cần bốc hơi trong 1h là: W = G - G = 229,333- 200 = 29,333KgII II II 3.2.2 Giai đoạn I: 1 2 - Khối lượng VLS ra:I G = G = 229,333KgII . 2 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành 1  Trang 30 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát - Theo CT 3.3[3]. Khối lượng VLS vào: I  II 1- ωI  1-0,25 G = G . 2 = 229,333. = 860Kg . 1 1 I 1- ω1 1-0,8 - Khốilượngẩmcần bốchơi:  W = G - G = 860 - 229,333 = 630,7KgI I I 1 2 3.3 THƠNG SỐ TNS TRƯỚC QUÁ TRÌNH SẤY. 3.3.1 Thơng số TNS trước Calorifer. Thơng số khơng khí ngồi trời. - Nhiệt độ khơng khí vào Calorifer: t = 27,2 C0. - Độ ẩm khơng khí:  ϕ0= 80% 0 - Áp suất hơi bão hịa được tính theo CT thực nghiệm: ⎧ 4026,42 ⎫ Pbh0= exp 12- 235,5 + t0 ⎬ ⎪ ⎪ . = exp 12-⎧ 4026,42 ⎫ = 0,0354Bar ⎩ 235,5+ 27,2 ⎬ ⎭ - Theo CT2.13[3]. Độ chứa ẩm: d  0 = 0,621. ϕ0.Pbh0 P − ϕ0.Pbh0 = 0,621. 0,8.0,0354 0,981 0,8.0,0354 = 0,0185 Kga / KgKK - Theo CT 2.20[3] Entanpy: I0=Cpk.t0+d0.(r+Cpht0) =1,004.27.2+0,0185.(2500+1,842.27.2)=74,48 KJ/Kg - Nhiệt dung riêng dẫn suất: Cdx(d0)=Cpk+Cph.d0 = 1,004+1,842.0,0185=1,038 KJ/KgK 3.3.2 Thơng số TNS sau Calorifer từng giai đoạn. - Giai đoạn I: d = d = 0,0185 Kga / KgKKI 1 0 I =C .t +d .(r+C t )I I I I 1 pk 1 1 ph 1 =1,004.70+0,0185.(2500+1,842.70)=118,92 KJ/Kg GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 31 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ⎧ ⎪ ⎫ 4026,42 ⎪ PI = exp 12- ⎬ bh1 ⎪ 235,5 + t1I ⎪ ⎧ ⎩ ⎭ ⎫ = exp 12- 4026,42 ⎬ = 0,306 Bar ⎩ 235,5+ 70 ⎭ P d I I ϕ = . 1 1 PI ( I ) = bh1. 0,621 + d1 0,981.0,019 0,0307349.(0,621 0,019) = 0,0927 9,3% Thể tích riêng I R.TI 287.(273+ 70) 3 v = 1 I I P - .P1 bh1 = 0,981-0,093.0,306 =1,0334m / KgKK - Giai đoạn II: d = d = 0,0185 Kga / KgKKII 1 0 I =C .t +d .(r+C t )II II II II 1 pk 1 1 ph 1 =1,004.50+0,0185.(2500+1,842.50)=98,154KJ/Kg ⎧ ⎫ ⎪ PII = exp 12- 4026,42 ⎪ ⎬ bh1 ⎪ 235,5 + t1II ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,121 Bar II ϕ = ⎩ P d II  . 1 235,5+50 ⎭ 1 P II ( II ) Thể tích riêng = bh1. 0,621+ d1 0,981.0,0185 0,121.(0,621 0,0185) = 0,2345 23,45% II R.TII 287.(273+50)  3 v = 1 II II P - ϕ1 bh1.P = 0,981-0,2345.0,121 = 0,9731m / KgKK 3.4 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH SẤY LT. 3.4.1 Giai đoạn I. - Độ chứa ẩm dI20: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 32 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát I I I I I C (d ).(t - t ) d = d + dx 1 1 2 20 1 I r + C .tph2 (  ) 1,038. 70 - 36 = Kga KgKK = 0,0185 + - Áp suất hơi bão hịa : ⎧ 2500 +1,842.36 ⎫ 0,03225 / PI ⎪ 4026,42 ⎪ bh20 = exp 12- ⎬ ⎪ 235,5+ t2I ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,0583 Bar ⎩ 235,5+36 ⎭ - Theo CT 2.15[3]. Độ ẩm tương đối: P.dI ϕ I= I 20 I = Pbh2.(0,621+ d20) 0,981.0,03225 (  )  = 0,8307 83,07% 0,0583. 0,621+ 0,03225 - Theo 3.11 [3]. Lượng khơng khí khơ cần thiết: l =I 1 = 1 =  KgKK Kga I I 0,03225 - 0,0185 72,73 / d20- d1 L = l .W = 72,73.630,7 = 45871KgKKI I I 3.4.2 Giai đoạn II. - Độ chứa ẩm dII20: II II II II II C (d ).(t - t ) d = d + dx 1 1 2 20 1 II r + C .tph2 1,038.(50 - 31)  =  Kga KgKK = 0,0185 + - Áp suất hơi bão hịa : ⎧ 2500 +1,842.31 ⎫ 0,0263 / ⎪ PII = exp 12- 4026,42 ⎪ ⎬ bh20 ⎪ 235,5+ t2II ⎪ ⎩ ⎭ = exp 12-⎧ 4026,42 ⎬⎫ = 0,044 Bar ⎩ 235,5 +31⎭ GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 33 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát - Độ ẩm tương đối: P.dII ϕ = II 20 II = Pbh2.(0,621+ d20) 0,981.0,0263 0,044.(0,621+ 0,0263)  = 0,90587 90,587% - Lượng khơng khí khơ cần thiết: l =II 1 = 1  =128,2052  / II II 0,0263- 0,0185 d20- d1 L = l .W = 128,2052.29,333 = 3760,64II II II KgKK 3.5 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BUỒNG SẤY. Theo thực nghiệm, với khối lượng xồi ban đầu là 215Kg/mẻ thì ta chọn hệ thống sấy với kích thước như sau: - Chiều dài: 1960 mm. - Chiều cao: 1560 mm. - Chiều rộng: 860 mm. - Kích thước khay chứa VLS: 1600x800x50. - Số khay chứa : 10 khay. - Tầng khay cách nhau : 140 mm. 3.6 TÍNH THỜI GIAN SẤY. - Chọn vận tốc tác nhân sấy qua buồng sấy: v=0,25 m/s. - Diện tích tiết diện TNS đi qua: Ftd=0,86.1,56=1,3416 m2. - Lưu lượng TNS qua buồng sấy: GTNS = v.Ftd =0,25.1,3416=0,3354 m3/s. 3.6.1 Giai đoạn I: - Lưu lượng TNS qua quạt: I G  0,3354 G = TNS = = 0,3246Kg / s q I v 1,0334 - Khả năng mang ẩm của quạt: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 34 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát I I ( I − I ) D 2 = Gq . d d 20 1 = 0,3246.(0,03225 0,0185) 0,004463 - Thời gian sấy LT: / t I LT=  I WI  =  630,7 0,004463.3600  = 39,25h DH2O.3600 - Thời gian sấy thực tế lớn hơn thời gian sấy LT 30%. Do đĩ thời gian sấy thực tế: t I t I  .1,3 39,25.1,3 51,025h 3.6.2 Giai đoạn II: TT=LT - Lưu lượng TNS qua quạt: II G  0,3354 G = TNS = = 0,34467Kg / s q II v 0,9731 - Khả năng mang ẩm của quạt: II II ( II − II ) D 2 = Gq . d d 20 1 − / 0,34467.(0,0263 0,0185) 0,00269 - Thời gian sấy LT: t II LT=  II WII  =  29,333 0,00269.3600  = 3,03h DH2O.3600 - Thời gian sấy thực tế lớn hơn thời gian sấy LT 30%. Do đĩ thời gian sấy thực tế: t II t II  .1,3 3,03.1,3 3,94h TT=LT 3.6.3 Tổng thời gian sấy : - Thời gian sấy LT: t t I t II  39,25 3,03 42,28h LT=LT+LT= - Thời gian sấy thực tế: t t I t II  51,025 3,94 54,965h TT=TT+TT= 3.7 TÍNH LƯỢNG NHIỆT TIÊU TỐN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY. 3.7.1 Lượng nhiệt cần thiết để bốc ẩm W. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 35 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát - Giai đoạn I: I = I I -26 Q -26L I ba.( ) 1 − I0 45871.(118,92 76,48) 2038507KJ - Giai đoạn II: Q II = II II − I L I  ) ba .( 1 0 3760,64.(98,154 74,48) 89029,39KJ 3.7.2 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che. a. Tổn thất qua vách buồng sấy. Chọn vật liệu mặt trong và ngồi của vách là tơn tráng kẽm với độ dày σton= 0,0005m và hệ số dẫn nhiệt λton= 45,5 /W m K2 Với lớp cách nhiệt làm bằng sợi thủy tinh với độ dày σsoi= 0,02m và hệ số dẫn nhiệt λsoi= 0,051 /W m K2 Vận tốc TNS: v=0,25 m/s Hệ số dẫn nhiệt theo thực nghiệm: 2 α1= 6,15 4,17.v = 6,15 4,17.0,25 7,1925W/m K Diện tích vách buồng sấy: Fv=1,96.1,56+2.0,86.1,56=5,7408 m2. Tổn thất nhiệt qua vách được tính theo CT: Q = 3,6. .K F .(t − t ) Trong đĩ: V K =  1 V f 2 1 σtonσsoi f 1 1 - Giai đoạn I: α1 + 2. λton + λsoi + α2 t I t I I = 1+t2=  70 36  = 530C f 1 2 2 tI = =t 27,20C f 2 0 Bằng phép tính lặp, ta cĩ thể giả thiết trước nhiệt độ tường phía nĩng tW1 và tính được mật dộ dịng nhiệt truyền từ TNS vào vách q’. Từ dịng nhiệt này và từ tW1 ta cĩ thể tính được nhiệt độ mặt ngồi của vách tW2. Từ nhiệt độ tW2 và nhiệt độ mơi trường tf2 ta tính được nhiệt lượng do truyền nhiệt đối lưu tự nhiên giữa vách ngồi của buồng sấy và mơi trường q’’. Sai lệch khơng quá 5% thì xem kết quả tính tốn là chấp nhận được. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 36 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Phép lặp này đã được thực hiện nhờ chương trình Excel do thành viên thực hiện đồ án này viết. Sau đây là bài tốn của phép lặp với giả thiết tW1= 48,720C chấp nhận với độ chính xác 0,5%. Mật độ dịng nhiệt truyền từ TNS vào vách: 'I I I 2 q = α1.(tf− t 1 W1 ) 7,1925.(53 48,72) 30,7839W/m Nhiệt độ mặt ngồi của vách: q I  t I  − t I ' = ⎛ W1 W2 σtonσsoi⎞ ⎜ 2. + ⎟ ⎜ λton λsoi⎟ ⇒ t I ⎝ I ⎠ ' . 2.σton − q  + σsoi⎞⎟ W2=tW1 t I ⎜ ⎝ λton ⎛ λsoi⎟⎠ 0,0005 0,02 ⎞  =  0 ⇒ W2 = 48,72 30,7839. 2.⎜ + 45,5 0,051 ⎟ 36,647 C ⎝ ⎠ Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vách vách ngồi và mơi trường là: I I − I = Δ =t t W2 tf 2 36,647 27,2 9,447 Nhiệt độ xác định tm bằng: t I t I W2 − I tf  2 36,647 27,2  = 31,92350 m = 2 = 2 C Từ nhiệt độ này ta tìm được các thơng số của khơng khí: 1  1  0,0032795 β =Tm= 273 31,9235= λ = 2,687.10−2 W/mK υ =16,192.10−6 2m/ s Pr 0,70053 3 Δ Gr =g l. . . t  = 3 9,81.0,0032795.1,56 .9,447 = 4,4.109 2 16,192.10−62 υ ( ) Theo tiêu chuẩn Nu trong truyền nhiệt đối lưu tự nhiên: NuI=C.(Gr.Pr)n=0,135.(4,4.109.0,70053)1/3=196,469. Vì vậy hệ số truyền nhiệt2 I Nu I I αIbằng: α = .λ 2 l − = 196,469.2,687.10 2 1,56 = 3,384 / 2 W m K Dịng nhiệt đối lưu giữa vách ngồi và mơi trường: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 37 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát ''I I I q = α Δt 2. 3,384.9,447 31,969W/m2 Sai số giữa q’ và q’’ là: q ' I − q'I 31,969 30,7839 3,7% q I q ''I = 31,969 = Sai số này cho phép tính tốn tiếp. Mật độ dịng nhiệt qI = q'I + q' I 2  = 30,7839 31,969 2 = 31,376W/m2 Hệ số truyền nhiệt K: K I =  1 1 σton + 2. + σsoi + 1 α I λton λsoi α I = 1 1 2 =1,205 / 2 W m K 1 0,0005 0,02 + 1 7,1925 + 2. + 45,5 0,051 3,3487 Vậy tổn thất qua vách : I = I I I  − t I Q V 3,6.K F. .(t V f 1 f 2 ) = 3,6.1,205.5,7408.(53 27,2) 642,52 / - Giai đoạn II: t II + t II  50 31 t II f 1 = 1 2 2 = 2 = 40,50C tIIt = = 27,20C f 2 0 Sau đây là bài tốn của phép lặp với giả thiết tW1= 38,460C chấp nhận với độ chính xác 1,2%. Mật độ dịng nhiệt truyền từ TNS vào vách: 'II II II 2 q = α1.(tf−t 1 W1 ) 7,1925.(40,5 38,46) 14,6727W/m Nhiệt độ mặt ngồi của vách: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 38 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát q II t II − t II ' = ⎛ W1 W2 σtonσsoi⎞ ⎜ 2. + ⎟ ⎜ λton λsoi⎟ II ⎝ ⎛ ⎠ σ σ ⎞ ⇒ t II − q' . 2. ton + soi ⎟ W2=tW1 ⎜ λton λ ⎟ t II ⎝ ⎛ soi ⎠ 0,0005 0,02 ⎞ = 0 ⇒ W2 = 38,46 14,6727. 2.⎜ + 45,5 0,051 ⎟ 32,7 C ⎝ ⎠ Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vách vách ngồi và mơi trường là: II II − II = Δt = t W2 t f 2 32,7 27,2 5,5 Nhiệt độ xác định tm bằng: II + II t II t W2 tf 2 32,7 27,5 = 29,950 m = 2 = 2 C Từ nhiệt độ này ta tìm được các thong số của khơng khí: 1 1 0,003339 β =Tm= 273 30,1= λ = 2,67.10−2 W/mK υ =16,00.10−6 2m/ s p r 0,7 3 Δ  3 Gr =g l. . . t = 9,81.0,003339.1,56 .5,5 = 2,672.109 2 16,00.10−62 υ ( ) Theo tiêu chuẩn Nu trong truyền nhiệt đối lưu tự nhiên: NuII=C.(Gr.Pr)n=0,135.(2,9454.109.0,70097)1/3=166,333. Vì vậy hệ số truyền nhiệt2 αIIbằng: II NuII II −2 α 2 = .λ = 166,333.2,67.10 = 2,847 / 2 W m K l 1,56 Dịng nhiệt đối lưu giữa vách ngồi và mơi trường: ''II II II  2 = α Δ = q 2 . t 2,847.5,5 15,6585W/m Sai số giữa q’ và q’’ là: q ' I − q'I  15,6585 14,6727 4% ΔqII = q ''I = 15,6585 = Sai số này cho phép tính tốn tiếp. Mật độ dịng nhiệt q'II + q' II 14,6727 15,6585 qII = 2 = 2 =15,1656W/m2 Hệ số truyền nhiệt K: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 39 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát K II =  1 1 σton + 2. +  σsoi  +  1 α II λton λsoi α II = 1 1 2 = 1,1232 / 2 1 0,0005 0,02 1 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua vách : 45,5 0,051 2,78499 Q II = II II II K .F .(t 3,6. − t II ) V V f 1 f 2 3,6.1,1232.5,7408.(40,5 27,2) 308,733 / b. Tổn thất qua trần. Diện tích trần: Ftr=0,86.1,96=1,6856 m2. - Giai đoạn I: I I 2 Hệ số truyền nhiệt αtr Hệ số truyền nhiệt =1,3.α = 2 1,3.3,384 4,3992W/m K KtrI =  1  + 2. 1 σton +  σsoi  +  1 α I λton λsoi α I = 1 1 tr =1,3142 / 2 1 0,0005 0,02 1 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua trần: 45,5 0,051 4,3543 Q I = I I I 3,6.K F. .(t − t I  ) tr tr tr f 1 f 2 - Giai đoạn II: = 3,6.1,3142.1,6856(53 27,2) 205,749 / II II 2 Hệ số truyền nhiệt αtr Hệ số truyền nhiệt KtrII = =1,3.α = 2 1,3.2,847 3,701W/m 1 K 1 α II + 2. σton λton + σsoi λsoi + 1 α II = 1 1 1 0,0005 0,02 tr  1 =1,2385 / 2 W m K + 2. + + 7,1925 Vậy tổn thất qua trần: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành 45,5 0,051 3,6205 Trang 40 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Q II = I I I 3,6.K F. .(t −t I ) tr tr tr f 1 f 2 = 3,6.1,2385.1,6856(40,5 27,2) 99,955 / c. Tổn thất qua cửa. Diện tích cửa Fcua=1,96.1,56=3,0576 m2 - Giai đoạn I: Hệ số truyền nhiệt K I cua= Vậy tổn thất qua trần : K I = 1,2051W/m2K ( ) ( ) I I I ⎞ Q 3,6.F .K t − t c =  cua cua -120⎛ ⎜ ⎟ 2 0 ⎠ = ⎝ (( ) ( )) = 451 / 3.6.3,0576.1,2051. 70 27,2 36 27,2 - Giai đoạn II: Hệ số truyền nhiệt K II cua= Vậy tổn thất qua trần : K II = 1,1232W/m2K QcII=  F 3,6. K II . (tII − t . 1 0 ) (tII  ) ⎞ ⎟ = cua cua ⎝ (( 2 −t0⎠ ) ( )) = 234,9 / 3.6.3,0576.1,1232. 50 27,2 31 27,2 d. Tổn thất qua nền bằng tổn thất qua trần. - Giai đoạn I: QI QI  205,749KJ - Giai đoạn II: nen =tr= QI QI = 99,955KJ /h tr= nen /h e. Tổng tổn thất qua kết cấu bao che. - Giai đoạn I: Q I I Q + Q I + QI cua + QI nen bc= v tr 642,52 205,749 451 205,749 1505,018 / - Giai đoạn II: QII bc= QvII+ QtrII+ QII cua + QII nen 308,733 99,955 234,9 99,955 743,543= / 3.7.3 Nhiệt lượng do tác nhân sấy mang đi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 41 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát - Giai đoạn I: Q  I  =  I 0  .  pk  .  ( )t0=  KJ 45871.1,004.(36 27,2) 405279,5 TNS - Giai đoạn II: Q II = II L C  . (tII )=  3760.1,004.(31 27,2) 14345,152  KJ TNS 0 . pk 2 − t0 3.7.4 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi. Để tính tổn thất này cho các giai đoạn sấy chúng ta lấy nhiệt độ VLS trước và sau mỗi giai đoạn sấy nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ trung bình của TNS. - Giai đoạn I: Tổn thất do VLS mang qua giai đoạn II. t I t II 40,50C V1=f 1= t I t I 530C V 2=f 1= C I ( 25%) = ( Ck+ Ca − Ck ).ω V ( ) 1,32 + 4,1816 1,32 .0,25 2,0354 / Nhiệt lượng do VLS mang qua đi: QI = I . I( ).(t I − t I ) VLS 2 V v2 v1 = 229,333.2,0354.(53 40,5) 5834,8KJ - Giai đoạn II: Tổn thất do VLS mang ra ngồi. tII V1t0 27,20 C t II t I 40,50 C V 2 =V1= C II ( ) = ( ) ω V 14% Ck+ Ca − Ck ( . ) 1,32 + 4,1816 1,32 .0,14 1,7206 / Nhiệt lượng do VLS mang qua đi: II = II II ( ) t II − t II Q G C . 14% .( ) VLS = 2 V v2 v1 =  KJ 200.1,7206.(40,5 27,2) 4576,796 3.7.5 Tổng nhiệt lượng tiêu tốn trong quá trình sấy. - Giai đoạn I: Q  T = Q  ba + Q  bc + Q  TNS + Q  VNS QI = Q I + QI + QI + Q I T ba bc TNS VNS = 2038507 1505,018 405279,5 5834,8 2,451.106 KJ GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 42 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát q  I Q I T =W=  2,41.106 630,7  = 3886,158 / - Giai đoạn II: 1 QII = Q II + Q II + QII + QII T ba bc TNS VNS = 89029,39 734,543 14345,152 4576,796 108685,881KJ II  QII  108685,881 3705,243 / q T =W= 29,333 KJ Kga 2  Qba 3.7.6 Hiệu suất nhiệt của thiết bị sấy. η =QT - Giai đoạn I: Q I - Giai đoạn II: I η = II η = ba Q I T Q II ba = = 2038507=0,832 83,2% 2,451.106 89029,39=0,819 81,9% Q II T 108685,881 3.8 CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC. 3.8.1 Delta từng giai đoạn của quá trình sấy thực. Theo CT 5.15[2]: Δ = C ta f. − q - Giai đoạn I: I I I Δ = C ta f. − q = - Giai đoạn II: 4,187.53 3886,158 = −3664,247 / II II II Δ = C ta f. − q = 4,187.40,5 3705,243 = −3535,67 / 3.8.2 Xác định thơng số TNS sau quá trình sấy thực. ¨ Độ chứa hơi: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 43 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát C ( ) ( − t ) Theo CT 5.19[2]: d 2'd1 ⎛ dx 1t2 1 ⎞ - Giai đoạn I: I  I  C dx ⎝⎜ r Cph. 2 ⎟⎠ − Δ ( ) .⎛⎝⎜t2I − t1I ⎞⎟⎠ d = d + 2' 1 ⎛ r Cpht I ⎞ − Δ I ⎜ .2⎟ ⎝ = 0,0185 + - Giai đoạn II: C  ( ⎠ 1,038.(70 36) ) 2500 1,842.36 − −( 3664,247) ( ) ⎛tII II ⎞ = 0,0242 / II II dx .⎝⎜2− t1 ⎟ d 2' = d 1 + ⎛ ⎠ II ⎞ − Δ II ⎝⎜ r Cph.t2 ⎟ ⎠ = 0,0185 +  ( 1,038.(50 31) ) 2500 1,842.31 ( 3535,67) = 0,0217 / ¨ Độ ẩm tương đối:  P d . 2 Theo CT 5.21[2]: ϕ = 2' P .(0,621+ d2) - Giai đoạn I: I ϕ =  I  P d I . ' 2 bh2 I 2' P bh2 .(0,621 + d 2 ') - Giai đoạn II: = 0,981.0,0242 0,0583.(0,621 0,0242) =  0,6311 63,11% GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 44 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát P d II II ϕ =  II . ' 2  II 2' P bh2 .(0,621 + d 2 ') = ¨ Entanpy: 0,981.0,0217 0,044.(0,621 0,0217) =  0,7527 75,3% Theo CT 5.20[2]: - Giai đoạn I:  I  2'  = Cpk.t2+ d2'.(r Cph. )2 I I  =  C t I  + I d r C I . ) 2' pk . 2 2' .( ph 2 = 1,004.36 0,0242.(2500 1,842.36) 98,249 / - Giai đoạn II: I II = C tII+ dII  r C II 2' pk . 2 2' .( ph .t ) 2 = 1,004.31 0,0217.(2500 1,842.31) 86,613 / 3.8.3 Lượng khơng khí khơ thực tế. Theo CT 5.18[2]: l - Giai đoạn I: l I ' = 1  =  d 1 2' − d1 1 = = Kga KgKK d I − d I 0,0247 0,019 175,439 / 2' 1 L I ' = lI'.WI=175,439.630,7 110649,38KgKK - Giai đoạn II: l II ' = 1  =  1  = 312,5  / d II − dII 0,0217 0,0185 2' 1 L II ' = lII'.WII=312,5.29,333 9166,6KgKK 3.9ĐỒ THỊ KHƠNG KHÍ 3.9.1 Giai doạn I: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 45 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát (Kj/kg) ϕ1= 9,6% t1=70°C t2= 36°C t0=27,2°C 1  ϕ0= 80% 0 ϕ2, 2' 2  = 63,11%ϕ2= 85% ϕ= 100% (g/Kg kk) Hình 3.2 Đồ1 thị khơng khí bi ễu di2=32,3ễn quá trình sấy 3.9.2 Giai đoạn II: (Kj/kg) ϕ1=24% 1 t1=50°C t2=31°C t0=27,2°C  ϕ0=80% 0 ϕ2, 2' 2 =75,3%ϕ2=91% ϕ=100% (g/Kg kk) 0 d1=d=18,5 d'=21,7 d2=26,3 Hình 3.3 Đồ thị khơng khí biễu diễn quá trình sấy GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 46 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát CHƯƠNG 4 : Tính tốn thiết kế thiết bị phụ 4.1THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT 4.1.1 Mục đích. Buồng đốt trong hệ thống sấy được sử dụng với hai mục đích. ¨ Thứ nhất buồng đốt tạo ra khĩi lị cĩ nhiệt độ cao dùng để cấp nhiệt cho khơng khí trong Calorifer. ¨ Thứ 2 là buồng đốt tạo ra khĩi lị cĩ nhiệt độ thích hợp để làm tác nhân sấy. Đối với đồ án này, nhiệt độ TNS tương đối thấp nên ta dùng nhiên liệu là trấu cĩ thành phần khối lượng là: Clv=0,3713, Hlv=0,027, Slv=0,0412, Nlv=0,0036, Olv=0,316, Alv=0,1775, Wlv=0,09. Theo tài liệu [5] 4.1.2 Xác định nhiệt độ của khĩi lị và lưu lượng khơng khí cấp. ¨ Nhiệt trị cao của nhiên liệu. Theo TL [5] : Q C  c = 340C C +1250H C + (SC− OC) (4.1) 110 lv = QC [QCC (100 − lv A − W lv ) /100] ¨ Nhiệt trị thấp làm việc của trấu. Theo TL [5] : Qlv = Q lv − 25(9H lv +W lv) (4.2) Trong đĩ : t c CC, HC, SC, OC lần lượt là thành phần cháy theo thành phần làm việc như sau : XC=Xlv. 100 100 − Alv− Wlv , X là các thành phần C , H ,O… Vậy ta cĩ: GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 47 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát CC=Clv. 100 lv  lv  37,13. 100  =  50,7% 100 − A −W= − 100 17,75 9 HC=Hlv. 100 lv  lv  4,12. 100  =  5,6% C 100 LV − A − W= 100 − 100 17,75 9 100  = S = S . LV LV 0,04. 0,05% 100 − A −W= − 100 17,75 9 C  LV 100  = 100  = O = O . 100 − LV A −W LV 31,6. − 100 17,75 9 43,1% Từ đĩ ta cĩ: c = 340.Cc+  c +  (  c c ) Qc = 1250H 110 S − O ( ) 340.50,5 1250.5,6 110 0,05 43,1− = 19502,5 / ⎡  Q c ( 100  −  lv A −W lv ) ⎤  ⎡  (  ) − ⎤ Qclv=⎢ c ⎥ = 19502 100 17,75 9 ⎢ ⎥ = 14285,6 / lv ⎢  lv −  ( 100 lv ⎥ ⎣ lv ) = 100 (  +  ) ⎦ Qt= Qc 25 9H + W 14285,6 25 9.4,12 9 = 13133,6 / = 3137 / = kj kg 13131,5 / Thể tích của khơng khí và sản phẩm cháy. Thể tích khơng khí khơ lý thuyết cần thiết để đốt cháy hồn tồn nhiê liệu: o = 0,089 (Clv+ 0,375Slv) + 0, 268Slv− 0,0333.Olv Vkk = ( ) 3 m tc kgnl 0, 089 37,13 0,375.0,04 + 0, 268.4,12 0, 0333.31, 6 3,38 / Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết(khi hệ số khơng khí thừa α = 1 ). V  0 =  V  0 + Nlv  = 0,36  =  3 m tc kgnl N 2 0,79 0,8 100 0,79.3,38 0,8 100 2,67 / V  0  = Clv+ 0,375.Slv  = 37,13 0,375.0,04  =  3 m tc kgnl RO 2 1,886 100 1,886 100 0,69 / 0 VH20 = = 0,111Hlv+ 0,0124Wlv+ 0,016V0 =  3 m tc kgnl 0,111.4,12 0,0124.9 0,0161.3,38 0,62 / ¨ Lượng khơng khí khơ lý thuyết cho quá trình. Theo CT 3.11[1] : L0= 11,6C + 34,8H + 4,3(S O) (4.3) = L011,6.0,3713 34,8.0,0412 4,3(0,004 0,316) =4,4 kgkk/kgnl ¨ Lượng khơng khí khơ thừc tế cho quá trình cháy GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 48 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Theo CT 3.14[1] : L αbd=L (4.4) Trong đĩ : 0 L lượng khơng khí khơ thực tế để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu αbdhệ số khơng khí thừa của buồng dốt. Trong các lị đơt lấy khĩi của hệ thống sấy : αbd=1,2-1,3. Ta chọn αbd=1,2 L L kgkk kgnl = αbd.0=1,2.4,4 5,28 / ¨ Khối lượng nước chứa trong khĩi lị sau buồng đốt Theo cơng thức 3.20[1] ta cĩ G a' = (9H A+ + ) αbdL d 0 0  (4.5) Ga' =(9.0,0412 0,1775) 1,2.4,4.0,0185 =0,646 kg Trong đĩ d0 dung ẩm của khơng khí ¨ Khối lượng khĩi khơ sau buồng đốt Theo cơng thức 3.25[1] L (αbd.L 1) W + (9H A) k = 0 + − ⎡⎣ ⎤ (4.6) Lk =(1,2.4,4+1)- 0,09 (9.0,0412 0,1775) ⎤ =5,64kgkk/nl ¨ Lượng chứa ẩm của khĩi sau buồng đốt ' Ga 0,646  ≈ d =Lk= 5,64 0,115 kgẩm/kgkk ¨ Entapi của khơng khí sau buồng đốt Tính theo cơng thức 3.31[1] Q η . + C t +α .L I I ' = c bd nl nl Lk bd 0 0  (4.7) Trong đĩ : ηbd=0,75 hiệu suất của buồng đốt GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 49 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Cnl= 0,120 / . Như vậy:  nhiệt dung riêng của nhiên liệu I ' = 14285,6.0,75 0,12.27,2 1,2.4,4.74,48=1969,9 / ¨ Nhiệt độ của khĩi sau buồng đốt. Theo cơng thức 3.33[1] ta cĩ ' − 2500 ' 5,64 tk = I d  (4.8) t 1,004 1,842d' 1969,9 2500.0,115  =1383,80C k=1,004 1,842.0,115 ¨ Lượng nhiên liệu thực tê để bốc hơi 1kg ẩm Theo cơng thức 5.53[2] ta cĩ Trong đĩ:  b q =.η (4.9) q- nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực kJ/kgam Qc: nhiệt trị cao của nhiên liệu kJ/kgnl b q 3886,158  =  Kgnl Kga =.η= 14285,6.0,75 0,363 / ¨ Lượng nhiên liệu tiêu hao trong một giờ B=w.b=630,7.0,363=228,94 (kgnl/h) 4.1.3 Xác định kích thước của buồng đốt. ¨ Diện tích ghi lị Theo cơng thức 3.2[7] 0,28. .B Qt Trong đĩ: F = r  (4.10) F diện tích bề mặt ghi lị Qt nhiệt trị thấp của trấu B lượng trấucần đốt trong một giờ r cường độ nhiệt của ghi. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 50 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Tra bảng 3.3[7] r=(465-1744).103 w/m2 Thay vào cơng thức F = 0,28.228,94.13131,5=(1,81 0,48)m2 (465 1744).103 Chọn F=1,8 m2 Theo bảng 3.2[7] quan hệ giữa loại trấu và mắt ghi f/F = 10 ÷ 15 % trong đĩ f- diện tích mắt ghi F diện tích mặt ghi Chọn f/F=15% f=1,81.0,15=0,27 m2 ¨ Xác đinh thể tích buồng đốt Theo cơng thức 3.3[7] ta cĩ . V = tq m3 (4.11) Trong đĩ: V thể tích buồng đốt q mật độ thể tích buồng đốt (kcal/m2.h). Tra bảng 3.4[7] q = (250 ÷ 300).103 kcal/m2.h Thay vào cơng thức ta cĩ V = 13131,5.228,94 4,18.(250 300).103 =(2,88 2,39) m3 Chọn V=2,9 m3 ¨ Xác định chiều cao buồng đốt V H 2,9 m = =F1,8=1,6 ¨ Xác định chiều dài và chiều ngang của buồng đốt Theo 3.5[7] ta cĩ Chieu dai 1 2,3 chieu ngang= ÷ Chọn chiều dài= 0,8m Chiều ngang= 0,5 m Chọn kích thước cửa lị là 400x400mm GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 51 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát 4.1.4 Lựa Chọn Vật Liệu Xây Lị. Khi lị hoạt động, nhiệt độ của lị rất cao. Để đảm bảo lị hoạt động tốt và tuổi thọ cao thì vật liệu làm lị phải là vật liệu chịu lửa tốt. Lị làm việc ở nhiệt độ tương đối cao 13830C nên ta chọn vật liệu là gạch chịu lữa. Vữa từ đất sét và nước thủy tinh. 4.1.5 Xác định trở lực của khơng khí khi qua ghi lị và lớp than. - Tổn thất áp suất qua ghi được tính theo cơng thức 3.6[9] ΔP  =  m  ⎛  B ⎞2( )2 ghi 9,8 ⎝⎜ 150. F ⎠⎟  (4.12) Trong đĩ B- lượng than cần đốt trong một giờ F- diện tích bề mặt ghi m=25÷50 hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro. Thay vào cơng thức 228,942 ΔPghi = ⎛ ⎞ 9,8.30.⎜⎝150.1,8 ⎟⎠ ( ) = 211,4 N/m2 = 21,4mmH O2 4.2 THIẾT KẾ CALORIFER Nhiệt độ khơng khí ngồi t0=27,20C Nhiệt độ khơng khí trong buồng sấy t1=700C Chọn ống trong calorifer là chùm ống trơn bằng thép cĩ hệ số dẫn nhiệt λ =46,5 / .0, đường kính ống d2 1/ d = 53/ 50mm , ống xếp sole với s2= s1= 2d2, vận tốc khơng khí ω = 1 /m s + t t  27,5 70  0 Nhiệt độ trung bình của khơng khí t = 0 1 = = 48,6 C tb 2 2 Dựa vào bảng 22[5] ta cĩ các thơng số vật lý của khơng khí như sau: ρ kk = kg m3 1,1105 / C p =1,005 / λ −2 0 W m K =2,793.10 − / . υ =17,32.10 6 2m / pr = 0,9895 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 52 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Nhiệt lượng Calorifer cần cung cấp : Q=L. ( I1- I0)=45871.(118,92-74,48) =2,0385.106 KJ/Kg = 566 KW Diện tích bề mặt truyền nhiệt của calorifer Q F =.Δ (4.13) Trong đĩ: k hệ số truyền nhiệt Δt nhiệt độ trung bình logarit của khĩi và hơi Hệ số truyền nhiệt k cĩ thể tính theo vách phẳng k =  1 1 δt + +  1  (4.14) α1 λ α2 Trong đĩ α1 hệ số tỏa nhiệt của khĩi α2 hệ số tỏa nhiệt của khơng khí δt=1,5mm chiều dày của ống thép ¨ Xác định α2 Ta cĩ tốc độ khơng khí qua tiết diện hẹp ω = 1 /m s Tiêu chuẩn reynold khi đi qua tiết diện hẹp ω.d 2 1.0,033 −= 3 Re = υ=17,32.10 6 1,9.10 3 5 Ở đây thỏa điều kiện Re 10 ÷10 , theo 2.27[8] ta cĩ Nu = 0,41.Re .Pr0,60,33. .εl (4.15) Vì s1=s2 nên s1/ s2=1, theo 2-29[8] εl=1 và tiêu chuẩn Pr ít khi thay đổi theo nhiệt độ nên ta chọn A=1 Nu = ( 3 )0,6.0,98950,33 = 37,89 0,41. 1,9.10 Hệ số tỏa nhiệt của khơng khí  − α = Nu λ = 2,793.10 2 = 2 0 W m K 2 ¨ Xác định α1 . d 2 37,89. 0,033 32 / GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 53 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Lượng khĩi khơ sau buồng đốt Lkh . =k= 5,64.228,94 1291,22 / Nhiệt độ của khĩi sau buồng đốt Q t k 2 t k C pkh kh.L (4.16) Trong đĩ C pkh nhiệt dung riêng của khĩi Vấn đề ở đây là ta chưa biết được nhiệt dung riêng của thép là bao nhiêu nên ta sử dụng phép tính lặp. Ở lần thử đầu tiên ta chọn C pkh =1,32kJ/kgđộ. Khi đĩ tk2=1383,8 −  2,0385.106 1,32.1291,22  0 = 187,8  C Nhiệt độ trung bình của khĩi ttbk= 1383,8 187,8 2  =  785,40  C Dựa vào bảng 23[6] ta tìm được C pkh =1,26kJ/kgđộ. Ta thấy kết quả khơng phù hợp ở lần chọn tiếp theo ta chọn C pkh =1,26kJ/kgđộ Nhiệt độ ở lần này sẽ là tk2=1383,8 −  2,0385.106 1,26.1291,22  0 = 130,8  C Nhiệt độ trung bình của khĩi ttbk= 1383,8 130,8 2  = 757,30  C Dựa vào bảng 23[6] với nhịêt đọ là 757,30C ta tìm được C pkh =1,262 kJ/kgđộ. Như vậy kết quả tính của chúng ta là khá phù hợp. Các thơng số vật lý của khĩi trong trường hợp này sẽ là ρ kh = kg m3 0,384 / Cpkh=1,262 / λ −2 0 W m K kh =7,845.10 − / . υkh=102,9.10 6 2 / p = 0,615 rkh GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 54 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Chọn vận tốc khĩi trong ống là Tiêu chuẩn Reynold: ωkh= 8 /m s ω .d kh 1  =  8.0,05 −=  3 Re = υ kh 102,9.10 6 3,89.10 Theo cơng thức 2-18[8] ta cĩ Nu = 0,021.Re0,8.Pr0,43 kh 3 0,8 0,43 = 12,7 0,021.(3,89.10 ) .0,615 Hệ số tỏa nhiệt của khĩi α 1  = .λ  = −2 12,7.7,845.10 −  =  19,93 /  2 W m do d 1 50.103 Hệ số truyền nhiệt k =  1  =  1  3  = 12,3 / 2 W m K 1 δt + + 1 1 + 1,5.10 − + 1 α1 λ α2 19,93 46,5 32 Nhiệt độ trung bình Δtmax − Δtmin t  ( ln Δtmax Δtmin −  (4.17) ) (130,8 70) Δ = t 1383,8 27,2 ( − ) = 417,30 C 1383,8 27,2 ln(130,8 70) Vậy diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F  =  Q .Δ  = 566.103 12,3.417,3  =110m2 Tổng số ống theo 2-72[7] ta cĩ 4.Lk n = π .d 2.ω ρ.  (4.18) n = 1 kh kh 4.339,18  = 19 ống 3,14.0,05 .8.0,325.36002 Chiều dài mỗi ống GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 55 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát l = F  = 11  = 1,8m (4.19) π 2. . . 1 2.19.3,14.0,05 Số ống trong mỗi hàng ống m. chọn số hàng ống Z=6, khi đĩ: Chọn m=4 n m = =Z 19=3,16 6 Tổng số ống trong calorifer là N=m.Z=4.6=24 ống Kích thứơc của calorifer - Chiều dài l=1,8 m - Chiều cao a=Z.s2=6.2.0,053=0,64m - Chiều rộng h=m.s1=4.2.0,053=0,424m 4.3 TÍNH VÀ CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG SẤY. 4.3.1 Tính và chọn quạt cấp khĩi để gia nhiệt khơng khí trong Calorifer. Tổn thất áp suất trên đường ống hút bao gồm tổn thất do ma sát và tổn thất cục bộ do qua co,… và tổn thất phía đẩy để cấp khĩi trong calorifer. ¨ Tổn thất qua ghi lị đốt Theo 4.12 Ta cĩ tổn thất áp suất qua ghi lị: Δpghi= 25mmH O2 ¨ Tổn thất phía đầu hút Theo cơng thức 3.44[8] ⎛ l ⎞ 2. H = ⎜⎝ λd+ ξ ⎟ ∑ ⎠ 2  (4.33) Trong đĩ:  l λ chiều dài của đường ống cĩ cùng đường kính hệ số ma sát giữa lưu thể với thành ống ∑ ξ tổng trở lực cục bộ trên đường ống hút - Lưu lượng khĩi cần cấp Lkh=339,18kg/h 3 - Khối lượng riêng của khĩi là GVHD : Th.S Bùi Trung Thành ρkk= 0,325kg m/ Trang 56 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát - Lưu lượng thể tích V L kh 339,18=10443/ m h kh=ρkh= Chọn vận tốc trong ống là 8m/s 0,325 V Diện tích của ống là F = =ω 1044 3600.8  = 0,036m2 Đường kính của ống là d = ω d  . 4.0,036=0,22m 3,14 8.0,22 = = = 3 5 Tiêu chuẩn reynold Re Hệ số trở lực ma sát υ − 135,7.106 12,9.10 < 10 λ = 0,3164= 0,3164  = 4 Re 4 12,9.103 0,0296 (4.34) Theo sơ đồ ta cĩ 1 co 900 và một đột thu Đối với co 900 ta chọn tỉ số R/d=1, tra bảng 9.7[11] ta được ξ =0,22, và đối với đột thu ta chọn F0/F1=0,5,tra đượcξ =0,3 Thay vào cơng thức 4.33 ta được ⎛ H = ⎜ 0,027 6 ⎞ + 0,22.0,3⎟ 2 8 .0,325  = 8,3mmH O2 ⎝ 0,22 ⎠ 2 ¨ Tổn thất phía đầu đẩy - Tổn thất do ma sát Theo cơng thức 2.50[7] ta cĩ l Δpms= ξ ρ ω2 . . .d2  (4.35) Trong đĩ ξ được tính theo cơng thức 2.51[7] ξ  = 64 Ref  ϕ  (4.36) Với ϕ =1 Theo mục 4.2 ta xác định được Ref= 2,95.103 64 Thay vào cơng thức 4.36 ta được Từ cơng thức 4.35 ta tính được 3 ξ = 2,95.10= 0,0217 GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 57 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Δpms= 0,0217. - Tổn thất cục bộ 3,5 0,05  .0,325. 82 2  = 15,8mmH O2 Theo cơng thức 2.60[7] ta cĩ ω 2 Δ =pcξ ρ . .2  (4.36) Trong đĩ ξ hệ số trở kháng cục bộ tồn bộ ξ ξ = ∑i (4.37) ξi=3,5 hệ số trở kháng cục bộ được xác định bằng thực nghiệm Từ cơng thức 4.36 ta cĩ: pcξ ρ ω2 . .2  82 3,5.0,325. 2 = 36,4mmH O2 Trở lực trong calorifer là Δ = Δpclpms+ Δp c = 15,8 36,4 52,2mmH O2 Vậy trở lực tồn bộ hệ thống : Δ = Δ pghi = p + + ΔH p cl =  mmH O 25 8,3 52,2 85,2 2 Ta chọn được quạt với các thơng số như sau: - Lưu lượng thể tích: V=0,29 m3/s - Áp suất: P=85,2 mmH2O 4.3.2 Tính và chọn quạt cấp khơng khí nĩng cho buồng sấy. Quạt cấp khơng khí nĩng cho buồng đốt sẽ chịu tổn thất áp suất do calorifer và buồng sấy và đường ống và co . ¨ Tổn thất áp suất qua calorifer Khi dịng khơng khí chảy cắt ngang bên ngồi chùm ống, trở lực của mơi chất( kể cả trở lực cục bộ từ hàng ống này đến hàng ống kia) được tính theo cơng thức 2.53[7] Δ =p Eu. .ρ ω2 (4.38) GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 58 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát Trong đĩ Eu - tiêu chuẩn Euler 1  − d  − 0,053 s2 = 1 2.0,053 0,5 0,53 s 1 d − 1 2.0,053 0,053 − 1  0,25 Theo cơng thức 2.54[7] ta cĩ Eu = 1,4(z + 1).Re− (4.39) Theo mục 4.2 ta cĩ Re=2,95.103, thay vào cơng thức 4.39 ta được Eu = 1,4.(6 1).(2,95.10 ) 3 −0,25 = 1,33mmH O2 ¨ Tổn thất áp suất qua buồng sấy Khơng khí chạy trong đường ống vào buồng sấy dưới dạng cưỡng bức giữa các khay. Giả sử khoảng cách giữa các khay chứa VLS được xem là một đường ống vì ở mỗi khay ta đều cĩ đặt các cánh chắn giĩ để cưỡng bức hướng khơng khí thổi như ý muốn đo đĩ ta xem khoảng cách giữa 2 khay là một đường ống và chọn tổn thất trên mỗi mét ống là 2Pa. Chiều dài của tất cả các ống là: Lo = (18+1).1,96 + 2.1,56=40,36 m Tổn thất trong buồng sấy sẽ là. 40,36.2=80,72 Pa=8,072 mmH2O Vậy cột áp của quạt sẽ là 1,33+8,072=9,4 mmH2O Lưu lượng thể tích là V=0,86.1,56.0,25=0,3354 m3/s Ta chọn được quạt với các thơng số như sau: - Lưu lượng thể tích: V=0,3354 m3/s - Áp suất: P=9,4 mmH2O GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 59 ĐAMH Kỹ Thuật Sấy Tính tốn thiết kế máy sấy xồi lát TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. PGS-TSKH Trần Văn Phú, Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002. 2. PGS-TSKH Trần Văn Phú, Kỹ thuật sấy, NXB Giáo dục, 2008. 3. Th.S Bùi Trung Thành, Giáo trình lý thuyết sấy & tính tốn thiết kế hệ thống sấy, ĐHCN Tp Hồ Chí Minh, 2007. 4. PGS Hồng Đình Tín, Truyền nhiệt và tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001. 5. TS Nguyễn Thanh Hào, Thiết kế lị hơi, NXB ĐHQG Tp.HCM,2009. 6. PGS Hồng Đình Tín – Bùi Hải, Bài tập Nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt, NXB DHQG Tp Hồ Chí Minh, 2004. 7. PGS TS Phạm Văn Trí – Dương Đức Hồng – Nguyễn Cơng Cẩn, Lị cơng nghiệp, NXB KHKT, 1999. 8. Hồng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học kỹ thuật, 1999. 9. Hồng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học kỹ thuật, 1993. 10. Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, ĐHBK Tp Hồ Chí Minh, 1996. 11. Nguyễn Văn Lụa, Quá trình thiết bị trong cơng nghệ hĩa học (tập 7), ĐHBK Tp Hồ Chí Minh, 1996. 12. Nguyễn Văn May, Kỹ thuật sấy nơng sản và thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002. 13. Dương Minh, Võ Thanh Hồng, Lê Thanh Phong, Kỹ thuật trồng xồi, NXB Nơng nghiệp, 1999. 14. Nguyễn Minh Xuân Hồng, Luận văn tốt nghiệp “Thử nghiệm quy trình chế biến xồi sấy bằng phương pháp tách nước thẩm thấu đối với giống xồi Ghép”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2000. 15. Lê Ngọc Nhân, Luận văn tốt nghiệp “Thử nghiệm quy trình chế biến nước xồi từ phụ phẩm trong chế biến xồi sấy”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2000. 16. Nguyễn Thị Kim Màu, Luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu quy trình chế biến nước trái cây xồi, dứa từ phụ phẩm chế biến xồi sấy của giống xồi Canh Nơng Khánh Hịa”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2004. GVHD : Th.S Bùi Trung Thành  Trang 60