Đồ án môn học: QTTB 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
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
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 1 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
quay, sấy phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục … ), thiết bị đốt nóng tác nhân, quạt,
bơm và một số thiết bị phụ khác, …
Trong đồ án này em sẽ tính toán và thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải. Thiết
bị sấy loại này thường được dùng để sấy các loại rau quả, ngũ cốc, các loại nông
sản khác, sấy một số sảm phẩm hoá học … Trong đồ án của mình em sử dụng vật

3 - quạt đẩy
4 – cyclon
5 – quạt hút 2.2 THUYẾT MINH LƯU TRÌNH
Do yêu cầu về độ khô của chè nên dùng tác nhân sấy là hỗn hợp không khí
nóng.
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 3 GVHD: Nguyễn Dân
2
3
5
1
4
Đồ án môn học: QTTB 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

,x
2
: Hàm ẩm của không khí trước khi vào mấy sấy (sau khi đi qua
caloripher sưởi) và sau khi ra khỏi mấy sấy, (Kg/Kgkkk)
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

2
= 70
0
C
Nhiệt độ không khí ngoài trời : 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}

J/kg độ
t
o:
nhiệt độ của không kh í t
o
=

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

Do đó x
1
=x
o
nên ta có :

( )
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

2
*i
h ,
J/Kgkkk
Từ đó hàm ẩm của không khí
x
2
=
h
kkk
i
tCI
22
*
−
=
00
22
*
*
tCr
tCI
h
kkk
+
−
(Kg/Kgkkk)
x
2
=

không khí khô tuyệt đối coi như không bị biến đổi trong suốt quá trình sấy.Vậy
lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua mấy sấy là:
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 6 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
G
k
=G
1
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

không khí đi vào máy sấy mang theo một lượng ẩm là :Lx
1
Sau khi sấy xong , lượng ẩm bốc ra khỏi vật liệu là W do đó không khí có thêm
một lượng ẩm là W
Nếu lượng ẩm trong không khí ra khỏi mấy sấy là Lx
2
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

(Kg/Kgẩm) {sách QTTBII_ trang 166}
Khi đi qua calorifer sưởi không khí chỉ thay đổi nhiệt độ nhưng không thay đổi
hàm ẩm, do đó x
o
=x
1
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:
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 7 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
Tác nhân sấy đi ra khỏi buồng sấy có trang thái t
2

rồi đẩy vào buồng sấy
Vật liệu ẩm có khối lượng là G
1
đi vào buồng sấy và sản phẩm ra là G
2
.Tác
nhân đi 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

20
xx
+
=
2
029.00172.0
+
= 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

0231.0*10*97.110
0231.0*10*2493*10*03.108
33
33
+
−
= 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

−
m
3
/Kgkkk ,{sách QTTB II- trang 157}
Với R=287 (J/Kg
o
K)
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

=0.3177at
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 9 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
Thay số vào ta có :
v
2
=
( )
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

3
320
m
Kg
=
ρ
-Năng suất của quá trình sấy:
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

1
hB
TG
tt
+ l
s
=
2.1
320*1.0*7429.0
5.0*5.513
+
=12(m)
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 10 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
Vậy L
b
=12(m)
-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
=

2.77 m/s
b/Chế độ chuyển động của không khí:
R
e
=
γ
ω
tdkk
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)

/s)
SVTH: Nguyễn Thị Tư Diệp_02H 11 GVHD: Nguyễn Dân
Đồ án môn học: QTTB Sấy băng tải
Vậy R
e
=
6
10*06.21
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
∆

=
44
74
ln
4474
−
= 57.71
o
C
4.2 Tính tổn thất nhiệt
4.2.1 Tổn thất qua tường α
1
-Tường xây bằng gạch dày 0.22 (m) T
t1
-Chiều dày viên gạch
gach
δ
=0.2 (m)
-Chiều dày mỗi lớp vữa
v
δ
= 0.01 (m) T
t2
Tra bảng
gach
λ
= 0.77( w/mđộ) α
2

v

α
là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu tự
nhiên ,W/m
2
độ

1
/
α
là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu
cưỡng bức ,W/m
2
độ
k : hệ số điều chỉnh, k= 1.2
÷
1.3
a/Tính
/
1
α
Phương trình chuẩn Nuxen đối với chất khí:
Nu = C
l
ε
R
0.8
= 0.018
l
ε
R

)
0.8
= 300
Mà Nu =
λ
α
ph
H
1
/
suy ra
/
1
α
=
ph
H
Nu
λ
=
65.4
2
031.0*300
=
b/Tính
1
//
α
Gọi t
T1

=
+
o
C
Chuẩn số Gratket : Đặt trưng cho tác dụng tương hổ của lực ma sát phân tử
và lực nâng do chênh lệch khối lượng riêng ở các điểm có nhiệt độ cao khác của
dòng,ký hiệu Gr
Gr =
T
tgH
ph
2
1
3
γ
∆
với g là gia tốc trọng trường g=9.8(m/s
2
)

H
ph
Chiều cao của phòng sấy ,m

1
t
∆
= t
tbk
-t

Nu
λ
=
2
031.0*8.115
=1.74
Từ đó
( )
( )
58.774.165.42.1
//
1
1
/
1
=+=+=
ααα
k
c/Tính
2
α
Hệ số cấp nhiệt của bề mặt ngoài máy sấy đến môi trường xung quanh
//
2
2
/
2
ααα
+=
Với