Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU, CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ 4

1.1.

Nguyên liệu 4

1.1.1.

Nguyên liệu chính – Cà phê 4

1.1.2.

Nguyên liệu phụ 7

1.2.

Quy trình công nghệ sản xuất cà phê hòa tan 8

1.2.1.

Quy trình công nghệ 8

1.2.2. Thuyết minh quy trình 8


1.5.3. Chất lỏng hữu cơ 16

1.5.4. Khói lò 16

1.5.5. Điện 16

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ CÁC THÔNG SỐ BAN
ĐẦU 18

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế 18

2.2. Các thông số ban đầu 19

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY 20

3.1. Tính cân bằng vật chất 20

3.2. Tính toán quá trình sấy lý thuyết 21

3.3. Tính toán quá trình sấy thực 22

Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 2
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 25

4.1. Chọn đĩa phun 25

4.2. Đường kính thiết bị sấy 25

Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 3
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, hòa nhịp cùng với sự phát triển của đất nước và sự tiến
bộ của khoa học kỹ thuật, các ngành công nghiệp nước ta có những chuyển biến rõ rệt đặc
biệt là ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Bỡi lẽ, đời sống của con người ngày càng
được nâng cao thì đòi hỏi các sản phẩm thực phẩm phải ngày càng phong phú và đa dạng
để đáp ứng tốt nhất nhu cầu của con người. Tuy nhiên, đối với thực phẩm nhất là thực
phẩm ở dạng lỏng như sữa, nước ép trái cây, cà phê, việc đa dạng của sản phẩm phụ
thuộc nhiều vào công nghệ chế biến do tính chất dễ bị hư hỏng dưới tác động của vi sinh
vật, của môi trường xung quanh, nên kéo theo thời gian bảo quản và sử dụng rất hạn
hẹp.
Chính vì thế, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các công
nghệ chế biến mới cho những thực phẩm ở dạng lỏng, nổi trội hơn hết là công nghệ sấy
như: sấy thăng hoa, sấy phun, nhằm tách bớt nước ra khỏi thực phẩm, biến thực phẩm ở
dạng lỏng thành thực phẩm dạng bột mà không làm thay đổi tính chất của sản phẩm. Công

Lớp vỏ thịt: nằm dưới lớp vỏ quả.
Lớp vỏ thóc: cứng, nhiều xơ, bao bọc xung quanh nhân.
Vỏ lụa: lớp vỏ nằm sát nhân cà phê, màu sắc và đặc tính khác nhau phụ thuộc
vào loại cà phê
Nhân cà phê: nằm trong cùng. Lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng, tế bào
nhỏ, trong chứa dầu. Phía trong có những tế bào lớn, và mềm hơn.
Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường là 2 nhân.
• Nhân cà phê
Trong nhân cà phê nước chiếm 10-12%,
protein chiếm 9-11%, lipit chiếm 10-13%, các
loại đường chiếm 5-10%, tinh bột chiếm 3-5%.
Ngoài ra trong nhân còn chứa các chất thơm,
các alkaloid.
Thành phần hoá học trong nhân cà phê
biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín,
điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và
bảo quản.
Nước: Trong nhân cà phê đã sấy khô, nước còn
lại 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng nước cao hơn, các loại nấm mốc phát triển
mạnh làm hỏng hạt. Mặt khác, hàm lượng nước cao sẽ làm tăng thể tích bảo quản kho,
khó khăn trong quá trình rang , tốn nhiều nhiên liệu và nhất là làm tổn thất hương cà
phê. Hàm lượng nước trong cà phê sau khi rang còn 2,7%.
Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là
kali, nitơ magie, photpho, clo. Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu
huỳnh…Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê cao
khi hàm lượng chất khoáng càng thấp và ngược lại.
Hình 1.1. Cấu tạo hạt cà phê

cafein thải ra ngoài chậm, mặt khác khi pha cà phê trong nước, cafein được giải phóng
hoàn toàn ở trạng thái tự do, không hình thành những chất có khả năng kết tủa hoặc
những chất không có hoạt tính của ancaloit.
Trigonellin (acid metyl betanicotic: C
7
H
7
NO
2
) là ancanoit không có hoạt tính
sinh lý, ít tan trong rượu etylic, không ta trong clorofoc và ete, tan nhiều trong nước
nóng, nhiệt độ nóng chảy là 218
o
C. Tính chất đáng quý của trigonellin là dưới tác dụng
của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thành acid nicotic (tiền vitamin PP). Nhiều kết
quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhân không có acid nicotic nhưng nó được hình
thành trong quá trình gia nhiệt trong đó sự nhiệt phân trigonellin giữ vị trí quan trọng.
Chất thơm: Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích
lũy trong ht. Sự tích lũy chịu nhiều yếu tố như đất đai , khí hậu và nhất là chủng loại cà
phê. Mặt khác nó được hình thành trong quá trình chế biến, đặc biệt trong quá trình
rang. Chất thơm bao gồm nhiều cấu tử khác nhau: acid, aldehid, ceton, rượu, phenol,
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 6
este. Trong quá trình rang, các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắc sau chuyển
thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện
tượng cà phê bị mất mùi thơm.
Bảng1.1: Thành phần hóa học của cà phê nhân (theo chất khô)
Thành phần chính Arabica Robusta Thành phần

acid
Lignin 1 – 3%
Lipid 15 – 18% 8 – 12%
Sáp 0.2 – 0.3%
Dầu 7.7 – 17.7%
Các hợp chất nitơ 11 – 15%
Acid amin 0.2 – 0.8% Chủ yếu glut, asp,
asp -NH
2

Protein 8.5 – 12%
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 7
Caffein 0.8 – 1.4% 1.7 – 4.0%
Trigonelline 0.6 – 1.2% 0.3 – 0.9% Chủ yếu glut, asp,
asp -NH
2

Khoáng 3 – 5.4%

Hiện nay người ta chia cà phê thành 2 giống lớn
• Cà phê chè Arabica (Coffea arabica):
• Cà phê vối Robusta (Coffea canophera):
Ngoài ra còn có các loại cà phê khác: Cà phê mít Excelsa (Coffea excelsa), …
 Trong công nghiệp sản xuất cà phê hòa tan, cà phê nhân thường được sử dụng
là cà phê Robusta vì các lý do sau:
[10]


1.2.1. Quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ sản xuất cà phê hòa tan theo
[13]
.

1.2.2. Thuyết minh quy trình
 Trích ly
Quá trình trích ly nhằm thu các chất hoà tan có trong bột cà phê rang vào nước.
Dùng nước nóng ở 80- 90
0
C để trích ly. Không dùng nước có nhiệt độ cao hơn vì sẽ
trích ly cả những chất không tốt cho sản phẩm.
Bột cà phê sản xuất cà phê hoà tan cần có kích thước lớn và tiến hành trích ly nhiều
lần để hạn chế lượng bột mịn tan sâu vào trong nước khi trích ly.
 Cô đặc
Mục đích:
- Chuẩn bị: quá trình cô đặc nhằm chuẩn bị cho quá trình sấy, nó làm tăng nồng
độ chất khô trong dịch chiết giúp giảm chi phí về năng lượng, giảm thời gian

chất thơm.
- Hấp phụ:
Bột cà phê hoà tan sau khi sấy có độ ẩm khoảng 8% và rất xốp nên rất dễ hấp phụ.
Quá trình hấp phụ cũng được tiến hành tại tháp đứng. Hỗn hợp khí vào phải được làm
lạnh (nhiệt độ thường là 8 - 9°C), khi đi qua bột cà phê hoà tan sẽ hấp phụ các chất
thơm có trong hỗn hợp khí, ta thu được bột cà phê hòa tan thành phẩm.
 Sấy khô
Sấy khô nhằm đưa dịch trích ly cà phê cô đặc thành dạng bột khô để tiện lợi cho
quá trình bảo quản và sử dụng.
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy:
- Trong quá trình sấy, tùy theo phương pháp sấy mà có những biến đổi khác
nhau. Tuy nhiên, các biến đổi diễn ra trong quá trình sấy dịch cà phê cô đặc thường
không đáng kể, chủ yếu là sự bay hơi của ẩm. Trong quá trình sấy phun, quá trình
bay hơi nước diễn ra với tốc độ nhanh vì diện tích bề mặt bốc hơi lớn. Tốc độ bay
hơi nước của quá trình sấy thăng hoa sẽ chậm hơn.
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 10
- Ngoài sự bay hơi ẩm, trong quá trình sấy phun còn có hiện tượng bay hơi của
các cấu tử dễ bay hơi, đặc biệt là các cấu tử hương. Đây là nguyên nhân làm
giảm chất lượng cảm quan của cà phê trong quá trình sấy phun.
Các phương pháp sấy dịch cà phê:
- Sấy phun: Dịch phun thành giọt lỏng vào môi trường được cấp nhiệt bằng
không khí nóng. Nhiệt độ khí nóng đi vào khoảng 200 – 260
o
C, và nhiệt độ của không
khí ra là 107 - 121
0
C để đạt yêu cầu chất lượng về vị. Sản phẩm cà phê thu được ở

Dung dịch được phun thành dạng sương vào trong buồng sấy, quá trình sấy diễn ra rất
nhanh đến mức không kịp đốt nóng vật liệu lên quá giới hạn cho phép do đó có thể sử
dụng tác nhân sấy ở nhiệt độ cao. Sản phẩm thu được ở dạng bột mịn.
Nhiệt độ dòng khí có thể lên đến 750
o
C và chỉ phụ thuộc vào tính chịu nhiệt của
vật liệu. Dòng khí ra khỏi thiết bị sấy phải qua hệ thống cyclon để thu hồi bụi sản
phẩm bị lôi cuốn theo. Việc tuần hoàn khí thải để tiết kiệm trong trường hợp này là
không thực tế vì quá trình thu hồi bụi sẽ mất nhiệt rất nhiều.
Ưu điểm: sấy nhanh, sản phẩm thu được ở dạng bột min, chi phí điều hành tương
đối thấp, tháp sấy có năng suất lớn
Nhược điểm: Kích thước phòng sấy lớn mà vận tốc của tác nhân sấy nhỏ nên
cường độ sấy nhỏ, tiêu tốn nhiều năng lượng, thiết bị phức tạp nhất là cơ cấu phun và
hệ thống thu hồi sản phẩm.
1.3.2. Cấu tạo thiết bị sấy phun
Tất cả các thiết bị sấy phun đều bao gồm:
 Cơ cấu phun (vòi phun): Có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng
dưới dạng hạt mịn (sương mù). Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các
giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy, do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề
mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy. Cơ cấu phun có các dạng như : cơ cấu phun áp lực, cơ
cấu phun bằng khí động, đầu phun ly tâm. Hình 1.2. Cơ cấu phun đĩa ly tâm
Hình 1.3. Cơ cấu phun bằng khí
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 12
- Vòi phun cơ khí:

được thiết kế phụ thuộc vào kích thước các hạt lỏng và quỹ đạo chuyển động của
chúng, tức phụ thuộc vào loại cơ cấu phun sương sử dụng.
Dựa vào sự chuyển động của dòng nguyên liệu và tác nhân sấy trong buồng sấy,
ta có ba trường hợp sau đây:
- Dòng nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều (cocurrent contact):
đầu phun nguyên liệu và cửa vào cho tác nhân sấy cũng được bố trí trên đỉnh buồng
sấy. Dòng nguyên liệu qua cơ cấu phun tạo sương mù cùng hòa trộn với tác nhân sấy
và di chuyển xuống phía đáy buồng sấy. Cả ba loại cơ cấu phun (ly tâm, áp lực và khí
động) đều có thể áp dụng trong trường hợp này. Nhiệt độ bột sản phẩm thu được sẽ
thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tại cửa vào buồng sấy. Trong trường hợp này rất thích
hợp cho những nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt độ. Đây cũng là trường hợp phổ biến
nhất được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm.
- Dòng nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động ngược chiều (countercurrent
contact): đầu phun nguyên liệu được bố trí trên đỉnh buồng sấy và các giọt lỏng sẽ
chuyển động theo chiều từ trên xuống. Ngược lại, cửa vào của tác nhân sấy được bố trí
ở phần bên dưới thiết bị và không khí nóng sẽ chuyển động theo chiều từ dưới lên.
Thông thường, cửa thoát chính cho bột sản phẩm được đặt phía dưới đáy buồng sấy,
còn cửa thoát cho tác nhân sấy được đặt phía trên đỉnh buồng. Trong trường hợp này,
nhiệt độ bột sản phẩm thu được sẽ cao hơn nhiệt độ tác nhân sấy tại cửa thoát. Điều
này thích hợp cho những sản phẩm bột thô yêu cầu có tỷ trọng cao hoặc có độ xốp
thích hợp. Loại cơ cấu phun thường sử dụng là đầu phun bằng khí động hoặc đầu phun
áp lực.
- Dạng hỗn hợp (mixed flow contact): cửa vào cho tác nhân sấy được bố trí trên
đỉnh thiết bị, do đó không khí nóng sẽ chuyển động theo chiều từ trên xuống và thoát
ra phía bên dưới thiết bị. Ngược lại, đầu phun nguyên liệu được bố trí gần vị trí trung
tâm của thân buồng sấy. Đầu tiên, các hạt lỏng nguyên liệu sẽ chuyển động theo chiều
từ dưới lên để hòa trộn với tác nhân sấy. Như vậy, nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển
động ngược chiều nhau. Sau quá trình bay hơi ẩm, một sản phẩm được hình thành
chúng chuyển động theo chiều từ trên xuống phía đáy thiết bị và được thu hồi chủ yếu
tại cửa thoát ở đáy buồng sấy. Như vậy, ở giai đoạn sau, các hạt nguyên liệu dạng bột

trong buồng sấy. Môi chất sấy (không khí nóng, khói,…) được thổi vào và chuyển
động cùng với vật liệu và sấy khô vật liệu. Nhờ quá trình phun vật liệu thành hạt nhỏ
nên bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và môi chất sấy rất lớn nên cường độ sấy cao, thời
gian sấy ngắn ( vài giây đến vài chục giây).

Hình 2.3 : Sơ đồ hệ thống sấy phun

Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 15
1. Buồng sấy. 5. Cơ cấu phun mẫu.
2. Caloriphe. 6. Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát ra.
3. Thùng chứa nguyên liệu cần sấy. 7. Cyclon vận chuyển sản phẩm.
4. Bơm nguyên liệu. 8. Hệ thống quạt hút và màng lọc.
Nguyên liệu từ thùng chứa (3) được bơm số (4) bơm vào buồng sấy (1), khi vào
buồng sấy được phân bố mấu thành hạt nhỏ li ti (dạng mù) nhờ cơ cấu phun. Không
khí nóng thổi qua calorifer (2) đưa vào buồng sấy. Không khí nóng và nguyên liệu ở
dạng mù tiếp xúc với nhau trong vài giây tại cơ cấu phun mẫu (5) đặt trong buồng sấy,
nước từ nguyên liệu bốc hơi sau đó thoát ra ngoài, sản phẩm khô được thu gom tại đáy
cyclon (6), được làm nguội và thu hồi. Một phần bụi mịn theo không khí qua cyclon
(7), sau đó qua bộ lọc vải (8) nhằm thu hồi lại các hạt bụi mịn còn sót lại và thải ra
ngoài.
1.4. Tổng quan về tác nhân sấy
1.4.1. Không khí ẩm
Không khí ẩm là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùng cho hầu hết các
loại sản phẩm. Dùng không khí ẩm sản phẩm sấy sẽ không bị ô nhiễm. Tuy vậy, dùng
không khí ẩm cần trang bị thêm bộ phận gia nhiệt không khí (calorife); nhiệt độ không
khí sấy không thể quá cao, thường nhỏ hơn 500
o

- Nhiệt dung riêng của nước lớn nên thiết bị gọn.
Nhược điểm khi dùng nước nóng làm chất tải nhiệt là:
- Nhiệt độ bị hạn chế (thường < 100
o
C), nếu dùng nhiệt độ cao hơn phải dùng
nước áp suất cao.
- Cần xử lý nước để chống đóng cặn.
1.5.3. Chất lỏng hữu cơ
Ưu điểm:
- Nhiệt độ có thể tăng lên vài trăm độ ở áp suất khí quyển.
- Không có hiện tượng đóng cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt.
- Lò gia nhiệt chất lỏng hữu cơ có cấu tạo đơn giản hơn so với lò hơi.
Nhược điểm:
- Nhiệt dung riêng bé hơn nước nên lưu lượng lớn hơn so với nước khi cùng công
suất.
- Giá thành đắt hơn nước.
1.5.4. Khói lò
Dùng khói lò làm chất tải nhiệt có ưu điểm: không phải trang bị lò hơi nên giá đầu tư ít
hơn.
Nhược điểm:
- Calorifer khí – khói làm việc ở nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt.
- Khói có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với
dùng hơi nước hay chất lỏng.
- Khói làm bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt.
- Điều chỉnh nhiệt độ khó khăn so với dùng hơi hay chất lỏng.
1.5.5. Điện
Dùng điện để cấp nhiệt có các ưu điểm sau:
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy

thăng hoa, sấy hồng ngoại.
 Qua phân tích ở chương 2 ta tiến hành lựa chọn các phương án chi tiết cho hệ
thống sấy như sau:
- Chọn buồng sấy phun hình trụ, đáy hình nón.
- Chế chuyển động giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy: với chế độ sấy này nhiệt
độ bột sản phẩm thu được sẽ thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tại cửa vào
buồng sấy. Trong trường hợp này rất thích hợp cho những nguyên liệu mẫn
cảm với nhiệt độ. Đây cũng là trường hợp phổ biến nhất được sử dụng trong
công nghiệp thực phẩm.
- Vòi phun kiểu đĩa ly tâm: có thể làm việc với bất kỳ dịch thể nào.
- Chọn tác nhân sấy là không khí nóng: không khí nóng là tác nhân sấy thông
dụng, rẻ tiền, không làm ô nhiễm vật liệu sấy.
- Tác nhân gia nhiệt là khói lò, calorifer khí – khói : vì nhiệt độ sấy chọn
200
o
C nên sử dụng khói làm tác nhân gia nhiệt không khí, không sử dụng
điện làm tác nhân vì giá thành cao, tác nhân điện ít dùng trong công nghiệp
mà chủ yếu dùng cho quy mô phòng thí nghiệm
Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 19
- Chọn hệ thống 2 quạt hút kiểu ly tâm: Quạt chính đặt sau thiết bị thu hồi bột
sản phẩm từ dòng khí thoát, quạt phụ đặt trước thiết bị gia nhiệt không khí
trước khi vào buồng sấy.
- Hệ thống tách bụi cyclon + lọc túi vải
- Vật liệu chế tạo buồng sấy dùng thép không ghỉ X18H10T.
2.2. Các thông số ban đầu

Thông số

Độ nhớt
µ
µµ
µ
(Ns/m
2
) 1,5.10
-
3

-
Nhiệt độ đầu
t
v1

(
o
C) 45 -
Độ ẩm ban đầu
W
1

% 80 -
Độ ẩm cuối
W
2

% - 8
Độ ẩm tới hạn
W

: Năng suất bốc hơi ẩm, [kg ẩm/h]
L : Lượng không khí tiêu hao, [kg kk/h]
Trong quá trình sấy lượng chất khô không đổi nên ta có:
G
1
(100-W
1
)= G
2
(100-W
2
)


 G
2
=G
1
=
−
−
2
1
100
100
W
W
1200.
]/[87,260
8


= I
3
ϕ = 100

%

1
2
0
d
2
d
0
= d
1

t

2
(kJ/kgkkk)
(kg/kgkkk)

Đồ
án Quá trình thi
ế
t b
ị
GVHD: TS. Lê
Đứ

12exp{
0
=
+
−=
+
−+ Độ chứa hơi của không khí ngoài trời:
02.0
0422,0.75,0
750
745
20,75.0,042
.621,0
750
745
.621,0 =
−−
=
bhoo
bhoo
o
P
P
d
ϕ
ϕ
[kg/kgkkk]

0
=0,02 [kg/kgkkk]
+ Entanpy của không khí ở trạng thái 1:
h
1
= C
pk
.t
1
+ d
1
(r + C
ph
.t
1
)
= 1,004.200 + 0,02(2500 + 1,842.200) = 258,2 [kJ/kgkkk]
+ Nhiệt dung riêng dẫn xuất của không khí ở trang thái 1:
C
dx(1)
= 1,004 + 1,842.d
1
= 1,004 + 1,842.0,02=1,04 [kJ/kgkkk]
+ Áp suất bão hòa ở trạng thái 1:
P
bh1
=
bar
t
7,15}

=
dp
dp
bh
ϕ

 Thông số không khí sau khi sấy lý thuyết- Trạng thái 2:
+ Nhiệt độ sau khi sấy lý thuyết: t
2
= 55
0
C

(CT 2.31
/
31

[3])

(CT 2.
18/28

[3])

(CT 2.
25/29

[3])

(CT 2.

+ Entanpy của không khí sau sấy lý thuyết:
h
2
= h
1
=258,2 [kJ/kgkkk]
+ Độ chứa hơi của không khí sau khi sấy lý thuyết:
d
2
=
2
22
.
.004,1
tCr
th
pa
+
−
=
55.842,12500
55.004,12,258
+
−
= 0,078[kg/kgkkk]
+ Áp suất bão hòa sau khi sấy lý thuyết:
P
bh2
=
bar

dp
bh
ϕ

Bảng 3.1. Thông số trạng thái của không khí trong quá trình sấy t(
0
C) d(kg ẩm/ kg
kkk)
h(kJ/kgkkk)

0 30 0,02 81,23
1

200 0,02 258,2
2 55 0,078 258,2

 Lượng không khí của quá trình sấy:
− Lượng không khí riêng cần cho quá trình sấy:
l
o
=
=
−
=
− 02,0078,0
11
2 o

vl
= G
2
C
p
(t
2
– t
o
) = 260,87 . 1,5.(55 – 30) = 9782,6 (KJ/h)


 q
vl
= Q
vl
/W = 9782,6 / 939,13 = 10,4 (KJ/kg ẩm)
Thông số
Trạng

thái

(CT 2.
26/26
[3])

(CT 2.31/31 [3])
(CT 2.
19/28


n Trang 23
− Nhiệt lượng do vật liệu ẩm mang vào:
Q
a
= W.C
n
.t
vl
= 939,13. 4,186. 45 = 176903,9 [KJ/h]
− Giả sử nhiệt tổn thất ra môi trường là 10% tổng lương nhiệt:
Q
mt
= (Q
o
+ Q
vl
– Q
a
). 10%
= (2865250,5 + 9782,6 – 176903,9).0,1 = 269813,92 [Kg/h]


 q
mt
= Q
mt
/W = 269813,92/939,13 = 287,3 [kJ/kg ẩm]
− Các tổn thất nhiệt :
∆ = C
n

o
dx
=0,02+
33,10955.842,12500
)55200.(04,1
++
−
= 0,076 [kg/kgkkk]

h
2
= 1,004 .t
2
+ d
2
(2500 + 1,842 .t
2
)
= 1,004 .55 + 0,076(2500 + 1,842.55)= 252,9 [kJ/kgkkk]
+ Độ ẩm tương đối sau sấy thực φ
2
:
%5,68
)076,0621,0(156,0
076,0.98,0
)621,0.(
.
22
2
2

Q
o
= L
o
(h
1
– h
0
) = 16772,9.(258,2 – 81,23) = 2,97.10
6
(KJ/h) ≈ 825KW
 Kiểm tra lại giả thiết tác nhân sấy: (Tr 105/[4])
(CT
5.14/61

[
4
])

(CT
5.15/61

[
4
])

Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

SVTH: Nguy
ễn Thanh Tuấn Trang 24

.(t
2 –
t
o
) = 17,86.1,04.(55-30) = 464,36 [KJ/kg ẩm]
+ Tổng các nhiệt lượng có ích và các tổn thất q’ :
q’ = q
1
+ q
2
+ q
v
+ q
mt
= 2412,94 + 464,36 + 10,4 + 287,3 = 3175 [kJ/kg ẩm]
∆q =|q –q’| = 3160,7 – 3175 = 14,3
+ Sai số tương đối :
%5,0
7,3160
3,14
==
∆
=
q
q
ε

Với sai số này thì các kết quả được chấp nhận.

Đồ án Quá trình thiết bị GVHD: TS. Lê Đức Trung

dl
r
−
−
====
ρ
σ
γ
σ

 Bán kính tán phun:
4,0
1
13,13
)
).(

(Re.10.995,1
uk
k
r
tt
gr
d
R
−
=
Ψ
λ
µ

6
00
====
−
−
µ
ρυ
ν
υ
dd
dd

µ: độ nhớt tuyệt đối của dịch cà phê cần sấy (N.s/m
2
)
72,18670
)50200.(0393,0
81,9.10.26.2500
.9,15.10.995,1
4,0
6
13,13
=






