Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Phần I MỞ ĐẦU
I . SƠ LƯC VỀ THÓC (LÚA) ,TÍNH CHẤT ,ỨNG DỤNG:
Lúa là nguồn lương thực chính của gần ½ sốdân trên thế giới. Lúa là loại cây
ưa nóng và ẩm, do đó lúa thường được trồng nhiều ở các vùng có khí hậu ôn đới và
cận nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường được trồng ở các
châu thổ sông lớn. Nước ta có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho việc
phát triển cây lúa.
Thành phần hoá học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose.
Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3 thành
phần kể trên như: đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hoá học của hạt lúa phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc.
Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng.
Thành phần hoá học của hạt lúa :
Thành phần
hoá học
Hàm lượng các chất ( % )
Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình
Protein 6.66 10.43 8.74
Tinh bột 47.70 68.00 56.20
Xenluloze 8.74 12.22 9.41
Tro 4.68 6.90 5.80
Đường 0.10 4.50 3.20
Chất béo 1.60 2.50 1.90
Đectrin 0.80 3.20 1.30
Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong đời sống
con người. Lúa còn là nguyên liệu để sản suất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành
công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm.
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 1
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lượng gạo xuất khẩu trên thế

+ TBS phun
+ TBS tầng sôi
+ TBS khí động
Sấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối lưu, thích
hợp cho việc sấy các hạt nông sản.
Bộ phận chính của TBS tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới buồng sấy đặt ghi
lò. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác
nhân sấy đi qua nhưng hạt không lọt xuống được. Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm
thấp được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng
các hạt vật liệu lên và làm cho lớp hạt xáo trộn. Quá trình sôi này là quá trình trao đổi
nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt vật lòêu khô hơn
nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khô
sẽ được đưa ra ngoài qua đường tháo liệu.
Sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
* Ưu điểm:
+ Năng suất sấy cao
+ Vật liệu sấy khô đều
+ Có thể tiến hành sấy liên tục
+ Hệ thống thiết bò sấy tương đối đơn giản
+ Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy
+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 3
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
* Nhược điểm:
+ Trở lực lớp sôi lớn
+ Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi
+ Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều
III. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

1: Quạt 4: Thiết bò say 7: Cyclon

d
1
: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô trước khi vào sấy
d
2
: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô sau khi vào sấy
W : năng suất tách ẩm
L: lượng không khí khô cần thiết
l : lượng không khí khô cần thiết để tách 1Kg ẩm ra khỏi vật liệu
Các thông số cơ bản:
a) Đối với không khí:
Trạng thái ban đầu của không khí:
t
0
= 27
0
C
ϕ
0
= 80%
Tra đồ thò I-d ta có:
I
0
= 72 KJ/Kg KKK
d
0
= 18 g ẩm/Kg KKK
Không khí vào thiết bò sấy:
Chọn nhiệt độ vào buồng sấy của không khí : t
1

hd
= 1,68
- Các thông số khác:
nhiệt dung riêng: C = 1,5 KJ/Kg
hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,09 W/mK
khối lượng riêng rắn: ρ
r
= 1150 Kg/m
3
độ xốp: ε = 0,56
diện tích bề mặt riêng khối lượng: f = 1,31 m
2
/kg
khối lượng riêng xốp: ρ
v
= 500 Kg/m
3
- Vật liệu trước khi vào thiết bò sấy: ta chọn
θ
1
= 27
0
C
ω
1
= 20%
- Vật liệu sau khi ra thiết bò sấy: chọn nhiệt độ ra của thóc nhỏ hơn nhiệt độ
của không khí khoảng 5
0
C

G
1
= G
2
+ W = 5000 + 437.5 = 5437.5 Kg/h
Lượng vật liệu khô tuyệt đối được sấy trong 1 giờ:
G
k
= G
2
(1-ω
2
) = 5000(1 - 0,13) = 4350 Kg/h
Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 Kg ẩm:
amKgkkkKg
dd
l /5.55
018,0036,0
11
12
=
−
=
−
=
Lượng không khí khô cần thiết cho quá trình:
hKgkkkxlWL /243055.555.437 ==×=
II. CÂN BẰNG NĂNG LƯNG:
* Nhiệt lượng vào:
- nhiệt lượng do không khí mang vào: LI

- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G
2
C
vl
θ
2
- Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy: Q
m
Tổng nhiệt lượng ra:
LI
2
+ G
2
C
vl
θ
2
+Q
m
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 8
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Từ phương trình cân bằng năng lượng, ta có:
Q
c
=L(I
2
-I
0
)+G
2

-q
m
l
II
I
∆
+=
2
Đối với quá trình sấy lý thuyết: ∆=0
q
c
=l(I
2
-I
0
)=55.5(132-72)= kj/kgẩm
Đối với quá trình sấy thực tế: lúc này giá trò ∆ sẽ khác 0
Nhiệt dung riêng của nước:
C
n
= 4,18 KJ/Kg
o
K
Nhiệt dung riêng của vật liệu:
KKgKJC
vl
0
/85,113,018,4)13,01(5,1 =×+−=
Với 1,5 là nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối
Q

n
θ
1
= 2500 + 1,842.45 - 4,18.27 = 2470,03 Kj/Kg ẩm
Tổn thất của tác nhân sấy:
q
tn
=l
×
C
k
×
(t
2
-t
0
)=55,5
×
1,004
×
(45-27)=993,17 Kj/Kg ẩm
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 9
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: giả sử nhiệt tổn thất ra môi trường
xung quanh bằng 10% của tổng nhiệt lượng
Do đó ta có:
q
m
=10%(q
0

o
C ở điểm 2. Đường 0-1-2 xác đònh như trên
chính là đường sấy thực tế.
Giả sử:
d = 30 g ẩm/Kg KKK
I
1
= 139 Kj/Kg KKK ( bằng với giá trò I
2
của quá trình sấy lý thuyết)
1000
1830
139
"
2
−
−=⇒ I
= 132,1 Kj/Kg KKK
Điểm 2 của quá trình sấy thực tế có các thông số:
d
2
= 0,0325 Kg ẩm/Kg KKK
I
2
= 130 KJ/Kg kkk
ϕ
2
= 53%
Ta có thể biểu diễn chu trình sấy lý thuyết và thực tế trên giản đồ I-d, hình biểu
diễn có dạng như sau:

l /69
878,4
67,358
===
b) Nhiệt lượng cần thiết:
Q=L(I
2
-I
1
)=30172
×
(130 – 72)=1,75.10
6
KJ/h
amKgKj
W
Q
q /4000
5,437
10.75,1
6
===
Phần III TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 11
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Chọn thiết bò sấy có tiết diện tròn, lưới phân phối có dạng tấm được đục lỗ cho
không khí đi lên.
Các thông số của tác nhân không khí trong thiết bò sấy tầng sôi:
Nhiệt độ tác nhân vào: t
1

= 2,95.10
-2
W/m
0
K
= 10,62.10
-2
Kj/mh
0
K
I-XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TỚI HẠN:
Chuẩn số Arsimet:
5
6
33
2
3
10.88,5
037,1)10.75,19(
81,9)037,11150()10.76,2(
)(
=
−
=
−
=
−
−
kk
kr

εε
ε
Tốc độ tới hạn:
sm
d
v
kth
th
/5,1
10.76,2
10.75,19.2,210
Re
3
6
===
−
−
ν
II- TỐC ĐỘ CỦA TÁC NHÂN TRONG TẦNG SÔI:
Chọn độ xốp của lúa trong tầng sôi là: ε = 0,7
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 12
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Chuẩn số Arsimet:
Ar = 5,88.10
5
Chuẩn số Ly được tra từ đồ thò Ly = f(Ar), ta có:
Ly = 200
Vận tốc của tác nhân trong tầng sôi được tính theo công thức:
sm
gLy

K
Vì nhiệt độ trong buồng sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt lưới phân phối, nên
nhiệt độ của tác nhân ở trên bề mặt lưới phân phối là:
sm
t
t
vv
kl
/73,3
5,67273
90273
5,3
273
273
1
=
+
+
=
+
+
=
Tốc độ thực của tác nhân qua lớp giả lỏng:
sm
v
v
k
kt
/5
7,0

SVTH: Lương Thành Đồng Trang 13
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
sm
gLy
v
k
krk
c
/65,8
037,1
)037,11150(81,9.10.45,20.4,3015
)(
3
2
6
3
2
=
−
=
−
=
−
ρ
ρρµ
Vận tốc chủ đạo của dòng khí qua lưới: v
ak
Chọn: v
ak
= 2v

dv
εν
Chuẩn số Fedorov:
1,92
037,1)10.75,19.(3
81,9)037,11150(4
10.76,2
.3
).(4
.
3
26
3
3
2
=
−
=
−
=
−
−
kk
kr
g
dFe
ρν
ρρ
Chuẩn số Nusselt:
34,0

10.76,2
10.62,10.326,11
8,0
.
===
−
−
λ
α
Với K là hệ số hiệu chỉnh, lấy K=0,8
Tốc độ sấy dẳng tốc:
fJN
m
.=
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 14
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
Trong đó:
J
m
: cường độ bay hơi của dòng ẩm (kg/m
2
h)
f: diện tích bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m
2
/kg)
Ta có:
r
t
r
q

N = J
m
f = 4,9.1,31 = 6,42 h
-1
Nhưng thực tế diện tích bề mặt tự do trao đổi ẩm chỉ khoảng 50
÷
60%, nên tốc
độ sấy đẳng tốc thực tế là:
N = 6,42.0,5 = 3,21 h
-1
Thời gian sấy đẳng tốc:
ph
N
WW
k
76,160
21,3
156,025,0
1
1
=×
−
=
−
=
τ
Thời gian sấy giảm tốc:
ph
W
W

L
F
kk
p
=
××
==
ρ
Đường kính tương đương:
m
F
D
p
7,1
4
=
×
=
π
Đường kính lỗ lưới: dựa vào kích thước của hạt vật liệu, để hạt không lọt qua, ta
chọn lỗ có đường kính 2,5 mm
Tỷ số tiết diện chảy và lưới:
⇒×=
d
p
kak
F
F
vv
94,4==

F
F
d
p
mmt 7=⇒
b- chiều cao buồng sấy:
Bao gồm chiều cao lớp giả lỏng và chiều cao buồng phân ly
- Chiều cao lớp giả lỏng:
mm
mhh
3,73
0733,0
7,01
56,01
05,0
1
1
0
0
=
=
−
−
×=
−
−
×=
ε
ε
Để đảm bảo chế độ thuỷ động tốt, ta chọn chiều cao lớp tầng sôi bằng bốn lần

d
ppl
v
v
F
Fr
D
H
µ
Trong đó:
Fr: chuẩn số Frude,
27,21
10.76,281,9
5,3
3
=
×
=
×
=
−
dg
v
Fr
k
k
v
=3,5 m/s
c
v

ppl
2
4
99,23,23,13,1
2
=
×
=⇒
=×=×=
π
- Vậy chiều cao chính của buồng sấy tính từ lưới phân phối là:
mmmhhH
pls
7,0700500200 ==+=+=
VI- BỀ DÀY THIẾT BỊ:
a- Lưới:
Khối lượng vật liệu thường xuyên nằm trên lưới:
kg
hFG
vp
5,57
50005,03,2
0
=
××=××=
ρ
p suất trên lưới:
2
/25,245
3,2

22
=
×−
=
−
=
×−
=
t
dt
D
dnD
ll
ψ
- K =0,187 : Hệ số cấu tạo (lắp bằng bulong)
-
[ ]
σ
= 140.10
6
N/m
2
- D = 1,7 m
-C: hệ số bổ sung do tính toán và độ mài mòn.

Cmm
CS
+=
+
×

:ứng suất cho phép khi nén của vật liệu chế tạo
[ ]
σ
= 140 N/mm
2
= 140.10
6
N/m
2
(chọn vật liệu chế tạo là thép CT3)
mmCCS +=+
××
=
−4
10.55,7
1401700
4,564
π
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 19
Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn
C: hệ số bổ sung
Chọn: S=2 mm
+ Điều kiện ổn đònh:
Ta có:
EK
P
S
c
××
≥

0885,0
10.4,19118,0
4,564
4
=
××
=
××
π
π
Ta thấy S=2mm thoả mãn điều kiện ổn đònh.
+ Điều kiện bền:
9,26
1700
2
10.4,19118,0
4
=××=××=
D
S
EK
c
σ
vì
1409,26 =<=
n
σσ
nên thoả điều kiện bền.
Vậy chiều dày thiết bò là S = 2 mm
VII. BỘ PHẬN NHẬP LIỆU:

: hệ số chứa đầy, đối với thóc ta chọn bằng 0,4
C: hệ số tính tới việc giảm năng suất khi vít tải đặt ngiêng. Trong trường
hợp này do vít tải đặt nằm ngang nên C=1
CA
Q
D
47
2/5
ϕρ
=⇒
=⇒
D
0,12 m
Chọn đường kính của cánh vít theo tiêu chuẩn là 0,125m, bước vít 0,125 m
Công suất của động cơ truyền động cho vít tải: đối với vít tải nằm ngang ta sử
dụng công thức sau
η
×
×=
367
.
0
LQ
CN
KW
Trong đó:
Q: năng suất của vít tải, T/h
C
0
: hệ số trở lực được xác đònh bằng thực nghiệm. Đối với thóc ta chọn

0
C áp suất 2atm.
Hơi nước bão hoà đi trong ống, còn không khí đi ngoài ống.
Sự biến đổi nhiệt độ của hơi nước và không khí:
min
max
minmax
log
ln
t
t
tt
t
∆
∆
∆−∆
=∆
=55,24
Nhiệt lượng cung cấp:
Q=L(I
1
– I
0
)
= 30172(132-72) = 1,81.10
6
Kj/h
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 23
119,6
0

-2
W/m
0
K
Chọn vận tốc khí đi trong thiết bò là 15m/s
Chuẩn số Re:
ν
n
dw×
=Re
=3,005.10
4
Chuẩn số Nu đối với chùm ống xếp xen hàng có tấm chắn:
65,0
Re37,0 ××=
ϕ
ε
Nu
ϕ
ε
: hệ số tính tới ảnh hưởng của góc tới, lấy bằng 0,6
Nu=180,7
n
kk
d
Nu
λ
α
×
=

0
C
25,0
23








×
=
µ
ρλ
A
, trò số A phụ thuộc vào nhiệt độ và tra được trong bảng
A=188 W/m
2
độ
=⇒
α
4900 W/m
2
độ
3. Bề mặt truyền nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt tổng quát:
thep
caunccaukk

log
tK
Q
F
∆×
=
=83,5 m
2
Số ống cần thiết:
Hd
F
n
tb
××
=
π
=240
Xắp xếp ống theo hình sáu cạnh, tổng số ống: 241
- Số ống trên đường chéo xuyên tâm: 17
- Bước ống t=1,2d = 0,046 m
SVTH: Lương Thành Đồng Trang 25