 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 3

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50

THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY

Họ và tên: Đặng Hồng Chuyên.
Khóa: K50.
Đề tài đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CÁ

I. Những số liệu ban đầu:
 Năng suất:
1
G 3 tấn/ngày.
 Địa điểm xây lắp: Tỉnh Thanh Hóa.
 Nguồn năng lượng cung cấp: Hơi nước bão hòa.

II. Nội dung thiết kế:
1. Tìm hiểu và thiết kế công nghệ.
2. Tính toán nhiệt, ẩm của hệ thống sấy(HTS).
3. Thiết kế chi tiết HTS.

III. Bản vẽ:
1. Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy.
2. Các bản vẽ chi tiết.

IV. Thời gian thiết kế:
Ngày giao đầu bài: 01/09/2009.

Ngày hoàn thành: 30/10/2009.


lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và
nhờ quạt thổi vào.
Với sự hướng dẫn của TS. Đặng Trần Thọ đến nay em đã hoàn thành đồ
án này. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế và nguồn tài liệu tham khảo
không đầy đủ, quá trình tính toán có sai số nên không tránh khỏi các sai sót.
Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn đọc quan
tâm.
Em xin chân thành cảm ơn!...

Hà nội, ngày… tháng… năm 2009.
Sinh viên thực hiện:
Đặng Hồng Chuyên.  Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 5

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
CHƯƠNG I
TÌM HIỂU TÍNH CHẤT VÀ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
SẤY CÁ

1.1 Tính chất của Cá
Nguyên liệu đầu vào của Hệ Thống Sấy là Cá Thu.
 Cấu Trúc: Cá là một hệ keo đặc được tạo nên từ các màng ngăn,

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
1.2 Tổng quan về công nghệ sấy Cá
1.2.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay
Việt nam là nước có bờ biển dài và vùng ngư trường đánh bắt cá rất
rộng. Sản lượng tôm cá hàng năm rất lớn. Cũng giống như các nước kém phát
triển khác thì một phần sản lượng không nhỏ được chế biến dưới dạng khô,
biện pháp chủ yếu vẫn là phơi nắng truyền thống, dùng làm thức ăn cho gia
súc hoặc thực phẩm cho con người, phương pháp này rất bị động khi thời tiết
biến động, chất lượng sản phẩm thấp và gây ô nhiễm môi trường. Nhu cầu sấy
cá khô làm thực phẩm là cấp thiết ở nước ta hiện nay. Cá đánh bắt được tiêu
thụ trong nước không hết cần phải được sấy khô để xuất khẩu bán ra các nước
khác. Hiện nay có rất nhiều hãng lớn trên thế giới cũng đã tiếp xúc với thị
trường máy nông nghiệp trong đó có máy sấy nông sản và cụ thể là máy sấy
cá, họ đem đến giới thiệu và chào hàng những dây chuyền hiện đại, năng suất
lớn và hoàn toàn tự động chỉ phù hợp với quy mô công nghiệp. Trong khi đó
ở Việt nam do đặc thù của nền kinh tế là sản xuất không tập trung, nhỏ lẻ và
phân tán và quan trọng là chi phí đầu tư cho những dây chuyền như vậy rất
đắt dẫn đến gây khó khăn cho nông dân hoặc các hộ kinh tế gia đình cá thể
hay các doanh nghiệp vừa và nhỏ muốn đầu tư trang bị.
Vì vậy cần phải nghiên cứu chế tạo ra những hệ thống sấy phù hợp với
điều kiện của nước ta, nhưng vẫn phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, giá thành
thấp nhằm giảm chi phí trong quá trình đầu tư, vận hành và bảo dưỡng.

1.2.2 Công nghệ sấy Cá
a) Chọn và xử lý Cá
* Tiêu chuẩn Chọn Cá:
- Cá dùng để sấy phải đảm bảo tươi, thịt cứng, trọng lượng mỗi con
vào khoảng 200gam/con.
- Cá còn nguyên vẹn không bị tổn thương.
- Cá không bị dịch bệnh hoặc có nguồn gốc xuất xứ từ những vùng

ra trong một đơn vị thời gian.
Để tiến hành sấy Cá làm cho độ ẩm của Cá giảm xuống còn khoảng
10-12% thì nguyên liệu đầu vào là cá đã được làm sạch sẽ được xếp lên các
khay sắt, các khay sắt được sắp xếp theo trật tự trên các xe goòng rồi đưa vào
buồng sấy. Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường.
Quy trình phân loại, lựa chọn và sấy Cá khô:
Hình 1.1: Quy trình công nghệ Sấy Cá khô

 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 8

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG
VÀ CHẾ ĐỘ SẤY

2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế
2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ
Với nguyên liệu là Cá đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm
1
W 75% và
yêu cầu của sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là
2
W 12% .
Với thời lượng làm việc của một ngày là 20tiếng(bao gồm tất cả các
việc như tháo và chất tải…). Do đó ta có trong 1h thì lượng nguyên liệu đưa
vào là:

t 70 C (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ).
Nhiệt độ của không khí ra khỏi buồng sấy ta lựa chọn là
0
2
t 40 C (lựa chọn
 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 9

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
không được quá thấp tránh hiện tượng đọng sương bên trong buồng sấy khi
không khí bị quá bão hòa).
Do yêu cầu nhiệt độ sấy không quá thấp(sấy nóng) nên ta sử dụng sơ đồ
sấy không có đốt nóng trung gian.
Để tránh làm mất mát mùi vị nhiều của Cá ta sử dụng sơ đồ sấy hồi lưu
một phần. Ngoài lý do trên thì ta đã biết rằng do chất lượng yêu cầu của sản
phẩm khá cao khi dùng làm thực phẩm cho con người do vậy không khí sử
dụng làm tác nhân sấy cũng phải yêu cầu sạch, vì vậy tránh phải sử dụng
lượng không khí tươi ngoài trời quá lớn vừa gây tăng chi phí vận hành và lọc
bụi của hệ thống các phin lọc ta cho hồi lưu lại một phần không khí đi ra từ
buồng sấy giảm bớt chi phí về năng lượng.
2.1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy
Tổng hợp toàn bộ các yêu cầu trên về hệ thống ta đưa ra được sơ đồ
cho hệ thống đáp ứng được các yêu cầu trên như sau: Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ của hệ thống
0
0 b0
.p 0,83.0,02798
d 0,621. 0,621.
0,98 .p 0,98 0,83.0,02798
0,01479[kg _ âm/ kg _ KKK].

 
  


 Entanpi của không khí:
0 0 0 0
I 1,004.t d .(2500 1,842.t ) 1,004.23 0,01479.(2500 1,842.23)
60,70[kJ / kg _ KKK].
     


Như vậy không khí ngoài trời (0) có:
0
0 0 0
0
t 23 C; =83%; d 0,01479[kg _ âm/ kg _ KKK];
I 60,70[kJ / kg _ KKK].
  
3.1.2 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải ra
ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn)

2 M 1 2 2
2 M
1
L.(d d ) G .W-G .W W L W. .
(d d )
     


Ta có hệ số hồi lưu:
H 0
0 0 0
L L-L L
n 1
L L L
    .
2 0 M 0 0 22 M
M
2 M 2 M
2 0
W
d d d d d n.dd d
n 1 1 d .
W
d d d d 1 n
d d
  
       
  



 
 
 

Quá trình sấy lý thuyết xảy ra trong thiết bị sấy là quá trình đẳng Entanpi
nên có:
1 2 pk 1 1 pa 1 pk 2 2 pa 2
I I C .t d .(r C .t ) C .t d .(r C .t ).      
Do
1 M
d d (Quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm xảy ra trong Calorifer). Thay
vào có:
0 2
pk 1 pa 1 pk 2 2 pa 2
d n.d
C .t .(r C .t ) C .t d .(r C .t ).
1 n

    


Ta rút ra được:
pk 1 2 0 pa 1
2
pa 2 pa 1 2
(n 1).C .(t t ) d .(r C .t )
d .
(r C .t ) n.C .(t t )
   


144,42[kJ / kg _ KKK].
     


 Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
0
2
t 40 C là:
bh2
2
4026,42 4026,42
p exp[12- ] = exp[12- ] = 0,07317[Bar].
235,5+t 235,5+40

 Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
2 kq
2
bh2 2
d .p
0,04051.0,981
0,82=82%.
p (0,621 d ) 0,07317.(0,621 0,04051)
   
 

Như vậy không khí ra khỏi thiết bị sấy (2) có:
0
2 2 2
2
t 40 C; =82%; d 0,04051[kg _ âm/ kg _ KKK];

pk M pa
I d .r 102,56 0,02765.2500
t 31,7 C.
C d .C 1,004 0,02765.1,842
 
  
 

 Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
0
M
t 31,7 C là:
bhM
M
4026,42 4026,42
p exp[12- ] = exp[12- ] = 0,04647[Bar].
235,5+t 235,5+31,7

 Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
M kq
M
bhM M
d .p
0,02765.0,981
0,899=90%.
p (0,621 d ) 0,04647.(0,621 0,02765)
   
 

Như vậy không khí sau buồng hòa trộn (M) có:

bh1
1
4026,42 4026,42
p exp[12- ] = exp[12- ] = 0,30735[Bar].
235,5+t 235,5+70

 Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
1 kq
1
bh1 1
d .p
0,02765.0,981
0,136=13,6%.
p (0,621 d ) 0,30735.(0,621 0,02765)
   
 

Như vậy không khí đi vào thiết bị sấy (1) có:
0
1 1 1
1
t 70 C; =13,6%; d 0,02765[kg _âm / kg _ KKK];
I 143,0[kJ / kg _ KKK].
  
3.2 Lưu Lượng không khí khô lý thuyết
3.2.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy là
lt

1 n 1 1
  
 
 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 14

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
Lưu lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào cần thiết là:
lt lt
o 0
L W.l 107,5.39,0 4193[kg _ KKK/ h].  
Với nhiệt độ của của không khí ngoài trời là:
0 3
0
t 23 C 1,202 kg_KKK/m _KKK.   
Do đó lưu lượng thể tích không khí cấp vào cần thiết là:
lt
lt 3
0
0
L 4193
V 3490 m / h.
1,202
  
3.3 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d

của mỗi khay sấy tính
ra khoảng 3,5kg/khay.
Hình 3.3 Khay sấy
Diện tích phần khay cho phép chất tải lên là:
50x1050=0,65(m)x1,05(m) = 0,7m
2
.
Với kích thước như vậy khi ta chất Vật liệu sấy(Cá tươi) thành 1 lớp lên
trên bề mặt lưới thép thì trên mỗi khay cho phép chất lên từ 20-25 miếng tươi,
với trọng lượng mỗi miếng cá tươi là từ 450g trở lên thì trên mỗi khay cho
phép chứa từ 9-11,5kg. Để tính trung bình ta lựa chọn trên mỗi khay sấy cho
phép chất lên là 10kg.
Do vậy với yêu cầu năng suất sấy là
1
G 3 tấn trên tổng thời gian làm việc là
20h trên mỗi ngày nên số khay cần được chế tạo là:
8h.3000kg
N 120khay.
20h.10kg / khay
 

(Chi tiết khay sấy được thể hiện trên bản vẽ KTS- No.01)
 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 16

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
3.4.2 Kích thước của xe goòng
Xe goòng được chế tạo từ khung Inox không gỉ, các thanh Inox rỗng có
tiết diện 25x25, dày 1,5mm được hàn lại với nhau. Trên mỗi xe đặt 12 khay,
mỗi khay chứa được 10kg vật liệu sấy, các khay được xếp trên mỗi tầng khay
đặt cách nhau với khoảng cách là 100mm để đảm bảo lưu thông của tác nhân

Hình 3.4 Xe goòng

(Chi tiết xe goòng được
thể hiện qua bản vẽ KTS-
No.02).
 Đồ án môn học: Kỹ Thuật Sấy - Thiết kế hệ thống sấy Cá 17

SVTH: Đặng Hồng Chuyên Lớp: Máy& TBNL 02_K50
3.4.3 Kích thước của Hầm sấy
Hầm sấy được xây dựng theo kích thước đảm bảo thuận lợi việc di
chuyển của các Xe goòng, thuận tiện cho việc đẩy xe vào cũng như kéo xe ra
khỏi hầm sấy. Hầm sấy được xây dựng theo các kích thước sơ bộ sau:
a) Chiều rộng của hầm sấy B
h
:
Chiều rộng của hầm phụ thuộc vào chiều rộng của xe goòng. Ta lấy dư
ra 2 phía mép trái và mép phải của xe là 100mm để xe di chuyển dọc theo
hầm sấy được dễ dàng:
h x
B B 2.100 1250 2.100 1450mm.    
b) Chiều cao của hầm sấy H
h
:
Chiều cao của hầm phụ thuộc vào chiều cao của xe goòng. Ta lấy dư ra

bª t«ng trÇn b«ng thñy tinh c¸ch nhiÖtHình3.5: Mặt cắt đứng xây dựng của hầm sấy.