Đồ án môn học Sấy băng tải

PHẦN 1 : MỞ ĐẦU

1.1 Lời mở đầu
Trong ngành công nghiệp nói chung thì việc bảo quản chất lượng sản phẩm là rất
quan trọng . Để chất lượng sản phẩm được tốt ta phải tiến hành sấy đêí tách ẩm .Vật liệu
sau khi sấy có khối lượng giảm do đó giảm công chuyên chở ,độ bền tăng lên,chất lượng
sản phẩm được nâng cao,thời gian bảo quản kéo dài........
Quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt gọi là quá trình sấy.Người ta
phân biệt sấy ra làm hai loại :sấy tự nhiên và sấy nhân tạo
Sấy tự nhiên dùng năng lượng mặt trời đêí làm bay hơi nước trong vật liệu nên đơn
giản ,ít tốn kém tuy nhiên khó điều chỉnh được quá trình sấy và vât liệu sau khi sấy vẫn
còn độ ẩm cao .Trong công nghiệp hoá chất thường người ta dùng sấy nhân tạo,tức là
phải cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm .Phương pháp cung cấp nhiệt có thể bằng dẫn nhiệt
,đối lưu ,bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao.
Đối với nước ta là nước nhiệt đới nóng ẩm,do đó việc nghiên cứu công nghệ sấy để
chế biến thực phẩm khô và làm khô nông sản có ý nghĩa rất đặc biệt .Kết hợp phơi sấy
nhằm tiết kiệm năng lượng,nghiên cứu những công nghệ sấy và các thiết bị sấy phù hợp
cho từng loại thực phẩm ,nông sản phù hợp với điều kiện khí hậu và thực tiễn nước ta.Từ
đó tạo ra hàng hóa phong phú có chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu và tiêu dùng
trong nước.

1.2 BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI
SVTH : Nguyễn Thị Tư Diệp _02H 1 GVHD : Nguyễn Dân
Đồ án môn học Sấy băng tải
Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như:
thiết bị sấy ( buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay, sấy
phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục … ), thiết bị đốt nóng tác nhân, quạt, bơm và một số
thiết bị phụ khác, …
Trong đồ án này em sẽ tính toán và thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải. Thiết bị sấy

SVTH : Nguyễn Thị Tư Diệp _02H 3 GVHD : Nguyễn Dân
Hỗn hợp sau khi sấy
Hơi nước bão hoà
Không khí
Vật liệu ra
Vật liệu vào
Hơi nước
1 2 3
4
5
Khí tuần hoàn
Khí thải
Đồ án môn học Sấy băng tải
Không khí ban đầu được đưa vào calorife, ở đây không khí nhận nhiệt gián tiếp từ hơi
nước bão hoà qua thành ống trao đổi nhiệt. Hơi nước đi trong ống, không khí đi ngoài
ống. Tại calorife, sau khi nhận được nhiệt độ sấy cần thiết không khí nóng đi vào phòng
sấy tiếp xúc với vật liệu sấy (chè) cấp nhiệt cho hơi nước trong chè bốc hơi ra ngoài.
Trong quá trình sấy, không khí chuyển động với vận tốc lớn nên có một phần chè
sẽ bị kéo theo không khí ra khỏi phòng sấy. Để thu hồi khí thải và chè người ta đặt ở
đường ống ra của không khí nóng một cyclon. Khí thải sau khi ra khỏi phòng sấy đi vào
cyclon để tách chè cuốn theo và làm sạch. Sau đó một phần khí thải được quạt hút ra
đường ống dẫn khí để thải ra ngoài không khí. Một phần khí cho tuần hoàn trở lại trộn
lẫn với không khí mới tạo thành hỗn hợp khí được quạt đẩy đẩy vào calorife. Hỗn hợp
khí này được nâng nhiệt độ đến nhiệt độ cần thiết rồi vào phòng sấy tiếp tục thực hiện
quá trình sấy. Quá trình sấy lại được tiếp tục diễn ra.
Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn được đưa vào phòng sấy đi qua các băng tải
nhờ thiết bị hướng vật liệu. Vật liệu sấy chuyển động trên băng tải ngược chiều với ciều
chuyển động của không khí nóng và nhận nhiệt trực tiếp từ hỗn hợp không khí nóng thực
hiện quá trình tách ẩm.
Vật liệu khô sau khi sấy được cho vào máng và được lấy ra ngoài.

3.2 Các thông số ban đầu
Thiết kế hệ thống sấy băng tải để sấy chè với năng suất khoảng 1400tấn/ năm
Giả thiết một năm nhà máy làm việc 350 ngày ,mỗi ngày làm 20 giờ . Vậy năng suất
trung bình trong một giờ là
G
2
=
200
20*350
1400000
=
Kg/h
Chè sau khi thu hoạch được sơ chế sơ bộ trước khi đem vào phòng sấy.Độ ẩm của
chè lúc này đạt khoảng từ (60-65)% .Chọn độ ẩm của chè trước khi sấy là W
1
=63%.Để
sản phẩm chè sau khi sấy đạt được độ khô,tơi,xốp theo yêu cầu mà không bị gãy
vụn,không bị ẩm mốc thì ta khống chế độ ẩm ra của chè đạt khoảng W
2
=5%
Theo kinh nghiệm chè khô có thể chịu được nhiệt độ trên dưới 100
0
C.Do đó ta chọn
nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị sấy là t
2
=100
0
C.Để đảm bảo tính kinh tế,giảm tổn thất
nhiệt do tác nhân sấy mang đi đồng thời đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương
sau khi sấy,ta chọn t

0
= 26
0
C ,P
obh
=0.0343 at
Độ ẩm môi trường : φ = 81%

Hàm ẩm của không khí được tính theo công thức sau:
x
o
=0.622
obh
o
kq
obh
o
PP
P
*
*
ϕ
ϕ
−
{sách QTTBII_ trang 156}
thay số vào ta có
x
o
=0.622
0343.0*81.0033.1

=

26
o
C
i
h
: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ t
o ,
J/kg
Nhiệt lượng riêng i
h
dược xác định theo công thức thực nghiệm
i
h
=r
o
+C
h
*t
o
=(2493+1.97t
o
)10
3
, J/kg {sách QTTBII _ trang 156}
Trong đó: r
o
=2493*10
3

( )
bh
kq
Px
Px
11
1
1
622.0
*
+
=
ϕ
=
( )
02.1*0172.0622.0
033.1*0172.0
+
=0.027=2.7%
-Nhiệt lượng riêng của không khí sau khi ra khỏi caloripher là:
I
1
= t
1
+(2493+1.97t
1
)10
3
x
1 ,

2
=
h
kkk
i
tCI
22
*
−
=
00
22
*
*
tCr
tCI
h
kkk
+
−
(Kg/Kgkkk)
x
2
=
26*10*97.110*2493
70*1010*268.146
33
33
+
−

100
100
1
W
−
=G
2
100
100
2
W
−
{sách QTTBII_trang 165}
Trong đó: W
1
=63%, W
2
=5%; G
2
=200 ( Kg/h.)
Vậy G
k
= 200
100
5100
−
= 190 (Kg/h)
SVTH : Nguyễn Thị Tư Diệp _02H 6 GVHD : Nguyễn Dân
Đồ án môn học Sấy băng tải
Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được tính theo công thức:

thì ta có phương trình cân
bằng:
Lx
1
+W=Lx
2
{sách QTTBII_ trang 165}
L =
12
W
xx
−
(Kg/h)
Thay số L =
0172.0029.0
5.313
−
= 26567.8 ( Kg/h)
Với L là lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi W kg ẩm trong vật liệu.
Ta có,tại t
0
=26
0
C,ứng với
0
ϕ
thì
185.1
0
=

nên ta có:
l =
12
1
xx
−
=
02
1
xx
−

Thay số vào ta có
l =
0172.0029.0
1
−
= 84.745 (Kg/Kgẩm)
3.4 Quá trình sấy hồi lưu lý thuyết
Quá trình hoạt động của hệ thống này là:
Tác nhân sấy đi ra khỏi buồng sấy có trang thái t
2
,
ϕ
2
,x
2
được hồi lưu lại với lượng l
H


qua buồng sấy đã nhận hơi nước bay hơi từ vật liệu sấy đồng thời bị mất nhiệt nên trạng
thái của nó là x
2
,t
2
,
ϕ
2
Gọi x
M
,I
M
là trạng thái của hổn hợp khí ở buồng hoà trộn
Ta có: l=l
o
+l
H
hoặc L=L
o
+L
H
-Chọn tỷ lệ hồi lưu là 50% vậy
l = 0.5(l
o
+l
H
) suy ra l
H
=l
o

+
= 0.0231 (Kg/Kgkkk)
Nhiệt lượng riêng của hổn hợp không khí là:
I
M
=
n
nII
+
+
1
20
(KJ/Kgkkk)
I
M
=
11
268.146*176.69
+
+
=108.03 (KJ/Kgkkk)
Ta có: I
M
=(10
3
+1.97*10
3
x
M
)t

= 48.25
0
C ,
Suy ra P
Mbh
=0.11(at)
)622.0(
+
=
MMbh
kqM
M
xP
Px
ϕ
=
)622.00231.0(11.0
033.1*0231.0
+
= 0.336= 33.6 %
Lượng không khí khô lưu chuyển trong thiết bị sấy

5.169
0231.0029.0
11
2
=
−
=
−

T
1
=100
0
C+273=373K
P=1.033(at)
P
1bh
=1.02(at)

ϕ
1
=0.027
Thay số vào ta có:
v
1
=
( )
4
10*81.9*02.1*027.0033.1
373*287
−
=1.085 (m
3
/Kgkkk)
b/Thể tích không khí vào phòng sấy:
V
1
=L*v
1

( )
4
10*81.9*3177.0*1496.0033.1
343*287
−
v
2
= 1.018 (m
3
/Kgkkk)
d/Thể tích không khí ra khỏi phòng sấy:
V
2
=Lv
2
=26567.8*1.018=27046.0 (m
3
/h)
e/Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy:
V
tb
=
2
21
VV
+
=27936.05 (m
3
/h)
4.1.2 Thiết bị sấy kiểu băng tải

G
1
=B
r
h
ω
ρ
(Kg/h) suy ra B
r
=
60
1
ρω
h
G
=
60*4.0*320*1.0
5.513
=0.6686 (m)
-Chiều rộng thực tế của băng tải là :
B
tt
=
η
r
B
, với
η
là hiệu số hiệu chính
Chọn

320*1.0*7429.0
5.0*5.513
+
=12(m)
Vậy L
b
=12(m)
SVTH : Nguyễn Thị Tư Diệp _02H 10 GVHD : Nguyễn Dân
Đồ án môn học Sấy băng tải
-Băng tải chỉ sử dụng một dây chuyền nên ta chọn chiều dài của một băng tải là 4(m)
suy ra số băng tải là 3
Đường kính của băng tải d=0.3m
4.1.3 Chọn vật liệu làm phòng sấy
-Phòng sấy được xây bằng gạch
-Bề dày tường 0.22 (m) có:
+Chiều dày viên gạch 0.2( m)
+Hai lớp vữa hai bên 0.01 (m)
-Trần phòng được làm bằng bêtông cốt thép có:
+Chiều dày
m02.0
1
=
ρ
+Lớp cách nhiệt dày
m15.0
2
=
ρ
-Cửa phòng sấy được làm bằng tấm nhôm mỏng,giữa có lớp các nhiệt dày 0.01 m
+Hai lớp nhôm mỗi lớp dày 0.015 (m)

l*
{sách QTTB II _ trang 35}
Với: R
e
: là hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chuyển động của dòng
l
tđ
Đường kính tương đương
l
tđ
=
phph
phph
RH
RH
+
**2
=
4029.12
4029.1*00.2*2
+
=1.649( m)
Nhiệt độ trung bình của không khí trong phòng sấy:
t
tb
=
2
21
tt
+

649.1*77.2
−

= 15*10
4
Vậy Re=15*10
4
suy ra chế độ của không khí trong phòng sấy là chế độ chuyển động
xoáy
4.1.5 Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy với môi trường xung
quanh
tb
∆
=
2
1
21
ln
t
t
tt
∆
∆
∆−∆

Với
1
t
∆
: Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với không khí bên

C
4.2 Tính tổn thất nhiệt
4.2.1 Tổn thất qua tường
-Tường xây bằng gạch dày 0.22 (m)
-Chiều dày viên gạch
gach
δ
=0.2 (m)
-Chiều dày mỗi lớp vữa
v
δ
= 0.01 (m)
Tra bảng
gach
λ
= 0.77( w/mđộ)

v
λ
= 1.2 (w/mđộ)
Lưu thể nóng (không khí nóng) chuyển động trong phòng do đối lưu tự nhiên(vì có sự
chênh lệch nhiệt độ) và do cưỡng bức ( quạt) .Không khí chuyển động theo chế độ chảy
xoáy(do Re>10
4
)
Gọi
1
α
là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt trong của tường phòng sấy
1

1
α
Phương trình chuẩn Nuxen đối với chất khí:
Nu = C
l
ε
R
0.8
= 0.018
l
ε
R
0.8
Trong đó:
l
ε
phụ thuộc vào tỷ số
td
ph
l
L
và Re
SVTH : Nguyễn Thị Tư Diệp _02H 12 GVHD : Nguyễn Dân