Mục Lục
I. Mục Đích
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và
bảo quản được tốt.
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng
không khí được nung nóng nhằm:
• Xác định đường cong sấy :
• Xác định đường cong tốc độ sấy :
• Giá trị độ ẩm tới hạn Wk, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K.

II. Cơ Sở Lý Thuyết
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt, nhiệt được cung cấp
cho vật liệu nhờ dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, bức xạ nhiệt…

1. Cơ sở lý thuyết về quá trình sấy
1.1.

Tĩnh lực học quá trình sấy

1.1.1. Các thông số hỗn hợp không khí ẩm
1.1.1.1.

Nhiệt độ

Gồm 3 loại: tK, tƯ, tS.
− tK: Nhiệt độ bầu khô là nhiêt độ của hỗn hợp không khí được xác định bằng nhiệt kế
thông thường.
− tƯ: Nhiêt độ bầu ướt, là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi
vào hỗn hợp không khí chưa bão hòa trong điều kiện đoạn nhiệt, đo bằng nhiệt kế
thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân.
− tS: Nhiệt độ điểm sương, nhiệt độ ở trạng thái bão hoa hơi nước.


Nhiệt lượng H

− H: Là ENTAPI của hỗn hợp không khí ẩm, là nhiệt lượng của hỗn hợp không khí ẩm
trong đó có chứa 1 kg không khí khô (kcal/kgkkk; kj/kgkkk; 1cal = 4,18j).
1.1.2. Giản đồ không khí ẩm ( giản đồ Ramzdim)
 Cách sử dụng
Mô tả:
Gồm 1 bảng hình chữ nhật trên đó có phân bố các đường biểu diễn các thông số
không khí ẩm.
− Đường : là đường cong giới hạn từ = 5% 100%, các thông số của ghi trên đường.
− Đường d: Là đường thẳng đứng, các thông số ghi dưới chân đơn vị là gam
− Đường nhiệt độ (tK, tƯ, tS): Là đường xiên 300 C so với trục hoành, các thông số ghi
trên đường.
− Đường H: Xiên 120 độ so với trục hoành các thông số ghi bên ngoài khung hình chữ
nhật, ghi xiên theo đường.
− Đường áp suất: Là đường xiên 450 C so với trục hoành, các giá trị ghi bên phải.
1.1.3. Hòa trộn hai hỗn hợp không khí ẩm.
Trong quá trình sấy nhiều vì lý do mà ta cần phải hòa trộn hai hay nhiều hỗn hợp
không khí ẩm. Mục đích là làm giảm nhiệt độ tác nhân, trộn thêm hơi nóng, tăng lưu
lượng…

Trang: 2


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

Phương pháp hòa trộn dựa trên đồ thị.

X = (kgẩm/kgvlk)
Độ ẩm x và X có thể chuyển đổi qua lại
1.1.4.2.

Các phương trình cân bằng vật chất:

− Lượng vật liệu khô tuyệt đối:
LK = L1 (1-x1) = L2 (1-x2)
− Lượng vật liệu trước khi sấy:
L1 = L 2
− Lượng vật liệu sau khi sấy:
L2 = L 1
− Lượng ẩm cần tách trong quá trình sấy:
W = L1 – L2 (kh hay kg/s)
Hay W = L1 = L2
− Lượng không khí khô cần trong quá trình sấy:
G = (kg, kg/s)
Trang: 4


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

− Lượng không khí cần làm bay hơi 1 kg ẩm:
g = = = (kgkkk/kgẩm)
Trong đó:
x1, x2 độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo vật liệu ướt.
d0=d1: Độ ẩm tác nhân ban đầu và sau khi đun nóng (không có tách ẩm cũng như
tăng ẩm trong quá trình đun nóng)

− Bộ phận nhiệt bổ sung trong buồng sấy thì duy trì nhiệt độ do bộ phận đốt nóng đưa
vào = tC và làm cho entapi tăng từ HB3 đến HC
Trường hợp 4: đường cong A-C: Sấy không có bộ phận đốt nóng, chỉ có bổ sung
nhiệt-trong buồng sấy entapi tăng từ HA đến HC, nhiệt độ sấy nhỏ nhất trong quá
trình sấy nhiệt độ ra lớn nhất cũng chỉ bằng tC
Nhận xét: trong các trường hợp sấy nếu tốc độ bay hơi và lượng ẩm bay ra vẫn như
nhau thi chọn nhiệt độ sấy nhỏ tốt cho quá trình sấy nông sản
Quá trình sấy tốt cho nông sản thực phẩm theo thứ tự ưu tiên trường hợp 4-3-2-1.
Tuy nhiên điều khiển quá trình thì khó theo thứ tự khó nhất là trường hợp 4-3-2-1
1.1.6.2.

Sấy có đốt nóng giữa chừng

Trang: 6


GVHD: Võ Văn Sim

1.1.6.3.

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

Sấy hồi lưu một phần khí thải

Không khí tại A được nung nóng lên B1 và được sấy xuống C xả ra một phần còn
một phần hồi lưu trở lại trộn với A được trạng thái M và qua caloriphe lên đến nhiệt
độ sấy tB1 rồi lại về C
Nhận xét:
− Phương pháp này có thể điều chỉnh được độ ẩm của không khí và tiết kiệm được
năng lượng, giữ được nhiệt độ thấp.

thời gian nhiệt độ vật liệu sấy không tăng và nhiệt độ vật liệu ướt.
Giai đoạn giảm tốc: Nhiệt độ vật liệu sấy tăng lượng ẩm bay hơi chậm dần.
1.2.3. Tính tốc độ sấy
Tốc độ sấy ký hiệu là N
N = hay dW = S.Ndt
 =
 W2 – W1 = S.N.(t2-t1)
 N = (kgẩm/m2.h)
W1, W2: là lượng ẩm bay ra ở thời điểm 1 và 2
t1, t2: là thời gian sấy từ giai đoạn 1 tới giai đoạn 2
Thời điểm mới bắt đầu sấy lượng ẩm bay ra là 0 (kg)
Giai đoạn tăng tốc:
Trang: 8


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

NTT =
Giai đoạn đẳng tốc:
NĐT =
Giai đoạn giảm tốc:
NGT =
1.2.4. Tính thời gian sấy
Thời gian sấy tính toán lý thuyết của từng giai đoạn được tính bằng công thức
t=
1.2.5. Giản đồ sấy:

2. Thiết bị sấy:

cân lại.
• Đặt tờ giấy lọc vào phòng sấy, ghi nhận kết quả trên cân G1, đóng cửa sấy lại.
• Đổ nước vào 2 cốc phía sau máy sấy, giữ cho mực nước không đổi.
• Ấn nút, dò đặt chế độ sấy ở 500C.
• Mở công tắt tổng, mở quạt, mở cửa xả và cửa hút không khí. Đóng van chặn không
hồi lưu.
• Mở công tắt đốt nóng điện trở thứ nhất.
• Sau 5 phút ghi lại kết quả trên cân, đồng thời đọc kết quả nhiệt độ bầu ướt (tƯ) nhiệt
độ bầu khô (tK) (vào và ra) trên bảng điện.
• Khi chỉ số trên cân không đổi (vật liệu đã khô) ta dừng thí nghiệm.
-

Tắt điện trở trước tắt quạt sau, đồng thời mở nắp phòng sấy lấy giấy lọc ra chuẩn bị
làm lại thí nghiệm khác (làm thêm thí nghiệm khác tương tự thí nghiệm trên nhưng
đặt ở chế độ sấy 600C).

4. Kết quả thí nghiệm
i
1
2
3
4
5
6
7
8

T(phút)
0
5

49
49
49
49
49
49

TƯr
44
44
44
44
44
44
44
44

G(g)
G1= 1120
G2= 1095
G3= 1080
G4= 1060
G5= 1050
G6= 1035
G7= 1025
G8= 1020
Trang: 10


GVHD: Võ Văn Sim

G9= 1010
G10=1005

50

50

45

49

44

G11=995

55

50

45

49

44

G12=980

60

50


G15=955

III. Tính Toán Thí Nghiệm
1. Theo thực nghiệm
 Độ ẩm của vật liệu: Wi = × 100% (% kg ẩm/ kg vật liệu khô)
W1 =
W2 = 14.66
W3 =
W4 =
W5 =
W6 =
W7 =
W8 =
W9 =
W10 =
W11 =
W12 =
W13 =
W14 =
 Tốc độ sấy: Ni+1 = (%h) (với = = 0.083)
N2 =
N3 =
N4 =

Trang: 11


GVHD: Võ Văn Sim


T
phút
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

Gi
(g)

Wi
(%)

1120
1095
1080
1060
1050
1035
1025

18.92
12.614
6.313
12.614
6.313
12.627
18.916
12.614
12.614

Tk
tb

Tư
tb

49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5
49.5

70
70
70

Ph
(mmHg
)
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68

2. Theo lí thuyết
Diện tích bề mặt giấy lọc: (ta có chiều dài khăn là 31cm, chiều rộng khăn là 15cm)
F = d.r.4 = 0.31×0.15×4 = 0.186 (m2)
Cường độ ẩm: (là khả năng bay hơi ẩm từ bề mặt thoáng)
Jm = .(Pb (TB) – Ph (TB)).
= 0.0507.(70 – 68).

Trang: 12

Độ ẩm tới hạn:
Wth = +
= + 3 = 12.598 %
Trong đó:
• W1: độ ẩm ban đầu trước khi đem sấy (%)
• Wc = 3% : độ ẩm cân bằng
Thời gian sấy:
 Thời gian sấy đẳng tốc:
T1 = = = 2,379 (h)
 Thời gian sấy giảm tốc:
T2 = ×ln
Với: Wcuối là độ ẩm cuối của quá trình sấy
Do Wcuối = 0524 < Wc = 3 nên không có thời gian sấy giảm tốc
Suy ra : TSấy = T1 = 2,379 (h)
Lập bảng so sánh:
Thực nghiệm
Lí thuyết

W
Wtb = 7.74
Wth = 12.598

N
Ntb = 15.517
Nđt = 1.967

T
70 phút
142,74 phút


thực phẩm thì quá trình sấy rất quan trọng. Bên cạnh đó, trong công nghệ nghiên cứu thì
sấy là thao tác không thể thiếu để khử trùng dụng cụ, ngoài ra sấy dùng để sấy khô rau
quả, thực phẩm, giảm khối lượng để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, tăng độ bền cho đồ
gốm, sứ...
Sấy để tách nước ra khỏi nguyên liệu, để giảm hoạt độ nước nhằm bảo quản sản
phẩm, và dùng để chuẩn bị cho quá trình than hóa, tro hóa.

Trang: 14


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

Trang: 15


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

BÀI 2: CỘT CHÊM
I Mục Đích
Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất và khản năng hoạt động của cột chêm
bắng cách xác định:
Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí và lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) khi đi
qua cột.
Sự biến đổi của hệ số ma sát cột khô fck theo chuẩn số Reynolds (Re) của dòng khí
và suy ra các hệ số thực nghiệm.
Sự biến đổi của thừa số liên hệ giữa độ giảm áp của dòng khí qua cột khô va cột

Trang: 16


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

 Độ hòa tan chọn lọc
Đây là những tính chất chủ yếu của dung môi, là tính chất chỉ hòa tan tốt những cấu
tử cần tách ra khỏi hỗn hợp mà không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc hòa tan không đáng
kể. Tổng quát, dung môi và dung chất có bản chất tương tự nhau thì cho độ hòa tan tốt.
Dung môi và dung chất tạo nên phản ứng hóa học thì làm tang độ bền hòa tan lên rất
nhiều, nhưng nếu dung môi được thu hồi để dung lại thì phản ứng phải có tính hoàn
nguyễn.
Dung môi nên có áp suất hơi thấp vì pha khí sau quá trình hấp thu sẽ bảo hòa dung
môi do đó dung môi bị mất.
 Tính ăn mòn của dung môi
Dung môi nên có tính ăn mòn thấp để vật liệu chế tạo thiết bị dễ tìm và rẻ tiền.
 Chi phí
Dung môi dễ tìm và rẻ tiền để sự thất thoát không tốn kém nhiều.
 Độ nhớt
Dung môi có độ nhớt thấp sẽ tang tốc độ hấp thu, cải thiện điều kiện ngập lụt trong
tháp hấp thu, độ giảm áp thấp và truyền nhiệt tốt.
 Các tính chất khác
Dung môi nên có nhiệt dung riêng thấp để ít tốn nhiệt khi hoàn nguyễn dung môi,
nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa
không độc.
Trong thực tế, không một dung môi nào đáp ứng được tất cả các tính chất trên, do đó
khi chọn phải dựa vào những điều kiện cụ thể khi thực hiện quá trình hấp thu. Dù sao tính
chất thứ nhất cũng không thể thiếu được trong bất cứ trường hợp nào.

Phần mol của câu tử I là số mol ( suất lượng mol ) của cấu tử I chia cho tổng số
mol hỗn hợp ( suất lượng mol hỗn hợp ).
Phần mol khối lượng của cấu tử i là khối lượng ( suất lượng khối lượng) của cấu
tử I chia cho tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp )
Tỉ số mol của cấu tử I là số mol (suất lượng mol) của cấu tử I chia cho tổng số mol
(suất lượng mol) trừ đi số mol (suất lượng mol) của i.
Các đơn vị:
Suất lượng mol : mol/h; (kmol/h.m2); (mol/h.m2).
Suất lượng khối lượng: kg/h; (kg/h.m2); (g/h.m2).
Phần mol và tỉ số mol không có đơn vi

6. Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thu
Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp
thu. Chúng ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình.
Nếu nhiệt độ tang thì giá trị của hệ số của định luật Henry tăng, đường cân bằng sẽ
chuyển dịch về trục tung, động lực truyền khối sẽ giảm. nếu tăng nhiệt độ lên một giới
hạn nào đó thì không những động lực truyền khối giảm mà ngay cả quá trình cũng không
thực hiện được. Mặt khác khi nhiệt độ tăng cao cũng ảnh hưởng không tốt vì độ nhớt của
dung môi giảm (có lợi đối với trường hợp trở lực khuếch tán nằm chủ yếu trong pha
lỏng).
Thiết bị hấp thu
Trong công nghiệp, thực tế sản xuất người ta có thể dung nhiều loại thiết bị khác
nhau để thực hiện quá trình hấp thu. Tuy nhiên yêu cầu cơ bản của thiết bị vẫn là diện
tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn để tăng hiệu suất của quá trình hấp thu. Bài thí nghiệm
này ta xét loại tháp hấp thu là tháp đệm (cột chêm).

7. Sơ đồ thiết bị

Trang: 18



Số nhỏ
39.4
39.1
38.5
37.5
36.2

Trang: 19


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

Bảng số liệu cột ướt
L= 4 (l/p)
Hàng

V (fit3/p)

1
2
3
4
5
L = 5 (l/p)

1
2

38.7
38.0
37.1
35.0

PCƯcmH2O)
Số lớn
39.9
40.1
41.2
42.8
44.1

Số nhỏ
39.1
38.9
37.8
36.2
34.9

PCƯcmH2O)
Số lớn
40.1
40.8
41.9
43.6
46.1

Số nhỏ
39.9

Hàng
1
2
3
4
5

V (fit3/p)
1
2
3
4
5

PCƯcmH2O)
Số lớn
40.1
41.4
42.8
44.8
48.4

Số nhỏ
38.9
37.6
36.2
34.2
30.6

PCƯcmH2O)

4
5

V (fit3/p)
1
2
3
4
5

L = 9 (l/p)
Hàng

V (fit3/p)

1
2
3
4
5

1
2
3
4
5

Trang: 21



Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

Ta có bảng xử lý cột khô:
i

V(m3/s)

G

PCK

1

0.00047
2
0.00094
3
0.00141
6
0.00188
8
0.00236

0.112
5
0.224
9
0.337
6
0.450


-0.0142

78.48

109.01

2.037

-0.648

1865.5306

0.8624

-0.0744

196.2

272.52

2.435

-0.4715

2800.3697

0.7769

-0.1069

Từ bảng số liệu của cột ướt ta tính cho hàng đầu tiên trong bảng
 Tính G
Cột ướt đang vận hành ở 300C hay 303k (độ Kelvin )
Ở đó cư =1,1663(kg/m3); µ=1,8638.10-5(kg/m.s)
G=cu ==0.1199 (kg/m2.s)
cư

=(40,1-38,9).10.9,81=117,72 (N/m2.m)

cư

/Z=163,5 (N/m2.m)
 Tính : = ==6

Tính f cư=.f ck=6.0,9678=5.8068
Làm tương tự ta có bảng xử lý số liệu cột ướt như sau:

Trang: 23


GVHD: Võ Văn Sim

Thực Hành Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học

L=4
I

V(m3/s)

G

Re

fCư

logfCư

Log
Re

163.50

2.214

-0.9212

994.5626

5.8068

0.7639

2.997

156.96

218.01

2.338

-0.6207


654.01

2.816

-0.3192

3977,4208

0.880

-0.0555

3.599

0.5994

882.9

1226.2
5

3.089

-0.2223

4971,7546

0.9565


0.00094
3
0.00141
6
0.00188
8
0.00236

0.1199

78.48

109.01

2.037

-0.9212

994.5626

3.8712

0.5878

2.997

0.2395

117.72


3.474

0.4795

647.46

899.25

2.949

-0.3192

3977,4208

1.2101

0.0828

3.599

0.5994

902.52

1253.5

3.098

-0.2223



G

Pcư

1

0.00047
2
0.00094
3
0.00141
6
0.00188
8
0.00236

0.1199

19.62

27.25

1.435

-0.9212

994.56

0.9678


-0.4442

2982.85

1.8646

0.2706

3.474

0.4795

804.42

1117.25

3.048

-0.3192

3977.42

1.5044

0.1774

3.599

0.5994

i

V(m3/s)

G

Pcư

1

0.000472

0.1199

117.72

2

0.000943

0.2395

3

0.001416

4
5

Log(

2.714

-0.6207

1986.63

4.0024

0.6023

3.298

0.3596

647.46

899.25

2.954

-0.4442

2982.85

2.5638

0.4089

3.474


-0.2223

4971,75

1.8946

0.2775

3.696

L=8
I

V(m3/s)

G

Pcư

1

0.000472

333.54

2

0.000943

3


2.666

-0.9212

994.5626

16.453

1.2162

2.997

608.22

844.75

2.927

-0.6207

1986.6367

6.53

0.8149

3.298

1255.6


L=9
I

V(m3/s)

G

Pcư

1

0.00047
2
0.00094
3
0.00141
6
0.00188
8

0.1199

245.25

0.2395
.
0.3596
0.4795



12.097
5
3.3704

1.0827

313.92

0.5277

3.298

902.52

1253.5

3.098

-0.4442

3.5737

0.5531

3.474

1510.74

2098.25