B¸o c¸o tèt nghiÖp
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
PhÇn 1
më ®Çu
ViÖt Nam lµ ®Êt n−íc n»m trong vïng nhiÖt ®íi giã mïa, quanh n¨m
Èm −ít. Thiªn nhiªn ®· −u ®·i cho chóng ta nhiÒu vïng ®Êt thuËn lîi cho ph¸t
triÓn n«ng nghiÖp. HiÖn nay, tû träng n«ng nghiÖp trong nÒn kinh tÕ quèc d©n
®· gi¶m nh−ng nã vÉn lµ mét trong c¸c ®éng lùc chÝnh ®Ó ph¸t triÓn kinh tÕ
®Êt n−íc. §¶ng vµ Nhµ n−íc lu«n lu«n ®Ò ra nh÷ng môc tiªu vµ chÝnh s¸ch
nh»m ph¸t triÓn mét nÒn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, v× vËy nh÷ng n¨m gÇn
®©y chóng ta ®· dµnh ®−îc nh÷ng thµnh tù to lín trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp:
®¶m b¶o æn ®Þnh l−¬ng thùc trong n−íc, khèi l−îng xuÊt khÈu ngµy cµng t¨ng,
chÊt l−îng s¶n phÈm xuÊt khÈu ®−îc n©ng cao...
Nhu cÇu l−¬ng thùc, thùc phÈm trªn thÕ giíi ngµy cµng t¨ng, ®i liÒn
víi nã lµ nh÷ng yªu cÇu ngµy cµng kh¾t khe vÒ chÊt l−îng vµ an toµn cña s¶n
phÈm. Nh÷ng yªu cÇu nµy lµ môc tiªu lín ®Ó chóng ta h−íng tíi mét nÒn n«ng
nghiÖp tiªn tiÕn cã sù qu¶n lý trªn quy m« lín. MÆt kh¸c khèi l−îng s¶n phÈm
lµm ra trong mét thêi vô lµ rÊt lín vµ kh«ng thÓ tiªu thô ngay t¹i thêi ®iÓm ®ã,
v× vËy c«ng viÖc b¶o qu¶n sau thu ho¹ch ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng.
§©y lµ vÊn ®Ò bøc xóc ®−îc nhiÒu ng−êi ®Çu t− quan t©m nghiªn cøu nh»m
t×m ra mét biÖn ph¸p b¶o qu¶n tèt nhÊt, gi¶m thiÓu nh÷ng mÊt m¸t sau thu
ho¹ch cho ng−êi n«ng d©n, ®ång thêi ®¶m b¶o chÊt l−îng cho s¶n phÈm phôc
vô chÕ biÕn sau nµy.
HÇu hÕt c¸c s¶n phÈm n«ng nghiÖp ë d¹ng h¹t nh−: lóa, ng«, ®ç, ®Ëu,
võng... Ph−¬ng ph¸p b¶o qu¶n th«ng dông nhÊt lµ sÊy kh« s¶n phÈm ®Õn mét
møc cÇn thiÕt. Tr−íc ®©y ng−êi d©n hay sö dông ph−¬ng ph¸p ph¬i n¾ng tù
nhiªn hay sÊy thñ c«ng... Nh÷ng ph−¬ng ph¸p nµy cã nh−îc ®iÓm lµ n¨ng suÊt
thÊp, s¶n phÈm kh«ng nh− ý muèn. HiÖn nay ®· cã nh÷ng thiÕt bÞ sÊy cã quy
m« lín h¬n; tuy nhiªn còng chØ lµ c¸c thiÕt bÞ c¶i t¹o tõ nh÷ng thiÕt bÞ sÊy thñ
c«ng cò, n¨ng suÊt sÊy cã t¨ng nh−ng chÊt l−îng kh«ng cao do con ng−êi vÉn
can thiÖp vµo toµn bé qu¸ tr×nh sÊy; hoÆc lµ nh÷ng thiÕt bÞ sÊy quy m« c«ng
nghiÖp ®−îc nhËp ngo¹i, ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng nh−ng rÊt ®¾t tiÒn, kh«ng
.............................................................................................................................
-1-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
phï hîp víi tói tiÒn cña ng−êi n«ng d©n. VËy vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i chÕ t¹o
®−îc nh÷ng hÖ thèng, thiÕt bÞ sÊy quy m« võa vµ nhá, võa cã gi¸ thµnh rÎ l¹i
cã nh÷ng tÝnh n¨ng tù ®éng ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i... VÊn ®Ò nµy mang tÝnh tr¸ch
nhiÖm ®èi víi nh÷ng sinh viªn nghµnh c¬ ®iÖn chóng t«i. Do ®ã chóng t«i tiÕn
hµnh thùc hiÖn ®Ò tµi: “ øng dông vi ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ
sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t “.
Môc ®Ých vµ yªu cÇu ®Æt ra cña ®Ò tµi lµ thiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m¹ch tù
®éng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy sö dông vi ®iÒu khiÓn hä AVR.
Néi dung cña ®Ò tµi gåm s¸u néi dung chÝnh:
1. Tæng quan hÖ thèng sÊy.
2. Tæng hîp hÖ thèng sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t.
3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy.
4. Nghiªn cøu phÇn lËp tr×nh cho m¹ch ®iÒu khiÓn.
5. L¾p r¸p m¹ch vµ kh¶o s¸t.
6. KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ.
phÇn 2
Néi dung
.............................................................................................................................
-2-
B¸o c¸o tèt nghiÖp
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
Ch−¬ng1: Tæng quan chung vÒ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t
1. C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n cña n«ng s¶n d¹ng h¹t
N«ng s¶n d¹ng h¹t lµ mét trong nh÷ng ®Æc tr−ng, lµ s¶n phÈm chñ yÕu
cña s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. N«ng s¶n d¹ng h¹t cã nhiÒu h×nh d¸ng, kÝch cì,
mµu s¾c vµ kiÓu vá cøng, mÒm kh¸c nhau… T¹i thêi ®iÓm thu ho¹ch, l−îng
Èm trong h¹t ®· gi¶m xuèng, tuy nhiªn tû lÖ vÉn cßn rÊt lín. Èm trong h¹t tån
t¹i ë hai d¹ng: n−íc tù do vµ n−íc liªn kÕt. N«ng s¶n d¹ng h¹t thuéc lo¹i vËt
liÖu keo xèp mao dÉn cã tÝnh ®µn håi co gi·n, khi hót Èm th× tr−¬ng në, khi
tho¸t Èm th× co ngãt, khi kh« qu¸ th× h¹t trë nªn gißn. Khi cßn ë trªn c©y, h¹t
hót Èm tõ m«i tr−êng vµ nhËn Èm tõ c©y ®−a lªn, Èm nµy võa ë d¹ng láng, võa
ë d¹ng khÝ. Khi bÞ thÊm −ít Èm láng ngÊm vµo trong h¹t, dêi chuyÓn trong h¹t
b»ng c¸ch thÈm thÊu qua v¸ch tÕ bµo. Èm liªn kÕt trong h¹t ®−îc chia thµnh ba
nhãm lín: Èm liªn kÕt ho¸ häc, Èm liªn kÕt ho¸ lý vµ Èm liªn kÕt c¬ lý.
Èm liªn kÕt ho¸ häc lµ thµnh phÇn Èm liªn kÕt víi thµnh phÇn kh« ®Ó
t¹o thµnh mét bé phËn trong thµnh phÇn ho¸ häc cña vËt chÊt. Thµnh phÇn Èm
nµy ®¶m b¶o tÝnh v÷ng bÒn cña h¹t v× vËy qu¸ tr×nh sÊy kh«ng t¸ch lo¹i Èm
nµy ra khái h¹t.
Èm liªn kÕt ho¸ lý cã hai lo¹i: liªn kÕt hÊp thô vµ liªn kÕt thÈm thÊu.
Liªn kÕt hÊp thô ®−îc sinh ra do lùc hót cña c¸c phÇn tö bÒ mÆt h¹t víi c¸c
phÇn tö n−íc trong m«i tr−êng lín h¬n lùc liªn kÕt gi÷a chóng lµm cho c¸c
phÇn tö n−íc tõ m«i tr−êng bÞ hót dÝnh vµo bÒ mÆt h¹t. Lùc liªn kÕt hÊp thô bÞ
yÕu dÇn khi bÒ dµy ph©n tö n−íc bÞ hÊp thô t¨ng lªn. NÕu ®é Èm cña m«i
tr−êng kh«ng khÝ kh«ng ®æi th× ®Õn mét lóc nµo ®ã qu¸ tr×nh hÊp thô sÏ bÞ
ngõng l¹i, ¸p suÊt h¬i n−íc trªn bÒ mÆt vËt b»ng ¸p suÊt h¬i n−íc trong kh«ng
khÝ. Lóc ®ã h¹t ë trong tr¹ng th¸i c©n b»ng Èm víi m«i tr−êng. §é Èm c©n
b»ng øng víi tr−êng hîp kh«ng khÝ b·o hoµ h¬i n−íc ®−îc gäi lµ ®é Èm b·o
hoµ cña h¹t. Trong qu¸ tr×nh hÊp thô, n−íc chuyÓn tõ tr¹ng th¸i h¬i trong
kh«ng khÝ sang tr¹ng th¸i láng trong h¹t v× vËy nhiÖt ®−îc to¶ ra, h¹t cã thÓ bÞ
.............................................................................................................................
-3-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
nÐn Ðp do t¸c dông cña lùc liªn kÕt gi÷a líp Èm bÞ hÊp thô vµ h¹t. ®Ó t¸ch Èm
hÊp thô ra khái h¹t ph¶i cÊp mét nhiÖt l−îng cÇn thiÕt ®Ó Èm chuyÓn tõ d¹ng
láng sang d¹ng h¬i th¾ng ®−îc lùc hÊp thô bÒ mÆt vµ bay vµo m«i tr−êng xung
quanh.
Liªn kÕt thÈm thÊu lµ mèi liªn hÖ ho¸ lý gi÷a n−íc víi vËt r¾n khi cã
sù chªnh lÖch nång ®é c¸c chÊt hoµ tan ë ngoµi vµ trong tÕ bµo. Qu¸ tr×nh
thÈm thÊu kh«ng kÌm theo hiÖn t−îng to¶ nhiÖt. Thùc chÊt n−íc thÈm thÊu vµo
trong tÕ bµo kh«ng kh¸c n−íc b×nh th−êng, kh«ng cã c¸c chÊt hoµ tan bëi c¸c
chÊt hoµ tan kh«ng khuÕch t¸n cïng víi n−íc vµo trong tÕ bµo. N¨ng l−îng
liªn kÕt thÈm thÊu rÊt nhá.
Liªn kÕt c¬ lý gi÷a n−íc vµ vËt liÖu h×nh thµnh do søc c¨ng bÒ mÆt
trong c¸c mao dÉn hoÆc trªn c¸c mao dÉn, hoÆc trªn c¸c bÒ mÆt ngoµi cña vËt.
Mèi liªn kÕt c¬ lý ®−îc chia lµm ba lo¹i: liªn kÕt cÊu tróc, liªn kÕt mao dÉn vµ
liªn kÕt dÝnh −ít. Liªn kÕt cÊu tróc gi÷a n−íc vµ vËt liÖu lµ mèi liªn kÕt do qu¸
tr×nh h×nh thµnh vËt. §Ó t¸ch n−íc trong tr−êng hîp nµy cã thÓ dïng ph−¬ng
ph¸p nÐn Ðp hoÆc ph−¬ng ph¸p bay h¬i. Liªn kÕt mao dÉn lµ do n−íc th©m
nhËp vµo c¸c èng mao dÉn trong cÊu t¹o cña vËt khi bÞ nhóng n−íc hay do
n−íc ng−ng tô trªn bÒ mÆt vËt. Èm mao dÉn ®−îc t¸ch ra b»ng c¸ch bay h¬i
hay b»ng ¸p suÊt lín h¬n ¸p suÊt mao dÉn. Liªn kÕt dÝnh −ít lµ do n−íc b¸m
dÝnh vµo bÒ mÆt tù do. Liªn kÕt dÝnh −ít dÔ t¸ch ra khái vËt b»ng ph−¬ng ph¸p
c¬ häc hoÆc ph−¬ng ph¸p sÊy bay h¬i.
§é Èm cña h¹t ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng sau:
- §é Èm tuyÖt ®èi: Lµ tû sè gi÷a l−îng h¬i n−íc chøa trong h¹t chia
cho khèi l−îng phÇn kh« cña h¹t theo c«ng thøc:
G
W = n 100(%)
0 G
k
Trong ®ã: Gn - L−îng n−íc chøa trong vËt (kg) chøa trong Gk (kg) vËt
kh« tuyÖt ®èi.
- §é Èm t−¬ng ®èi: Lµ tû sè khèi l−îng n−íc chøa trong vËt chia cho
khèi l−îng cña vËt:
.............................................................................................................................
-4-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
W=
Gn
Gn
100(%)
=
G Gn + G
k
Trong ®ã: G = Gk + Gn Khèi l−îng cña vËt (kg)
W=
W
0 100(%)
W + 100
0
- §é chøa Èm: Lµ khèi l−îng n−íc tÝnh b»ng kg chøa trong 1kg vËt
kh« tuyÖt ®èi. §é chøa Èm u ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
u=
Gn
(kg/kg)
G
k
Nh− vËy: W0 = 100u(%).
Mét ®Æc tr−ng c¬ b¶n n÷a cña n«ng s¶n d¹ng h¹t lµ tÝnh chÊt nhiÖt vËt
lý cña nã. TÝnh chÊt nµy ¶nh h−ëng trùc tiÕp lªn qu¸ tr×nh sÊy vµ tiªu hao nhiÖt
l−îng trong qu¸ tr×nh sÊy. TÝnh chÊt nhiÖt vËt lý ®−îc biÓu hiÖn th«ng qua gi¸
trÞ nhiÖt dung riªng vµ hÖ sè dÉn nhiÖt. NhiÖt dung riªng cña vËt liÖu Èm ®−îc
x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
C=
C G + C nGn
k
(J/Kg.0C)
G + Gn
k
W
C = C + (C n − C ).
k
k 100
Trong ®ã: Ck, Cn - nhiÖt dung riªng cña vËt kh« vµ n−íc (J/Kg.0C)
Gk, Gn - khèi l−îng cña vËt kh« vµ khèi l−îng n−íc.
HÖ sè dÉn nhiÖt ®Æc tr−ng cho qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt tõ bÒ mÆt vµo t©m
h¹t. HÖ sè nµy phô thuéc vµo cÊu tróc cña h¹t, ®é Èm vµ nhiÖt ®é cña h¹t. §©y
lµ th«ng sè rÊt phøc t¹p vµ khã x¸c ®Þnh, ¶nh h−ëng trùc tiÕp lªn qu¸ tr×nh sÊy.
Tuy nhiªn ®©y lµ hÖ sè dÉn nhiÖt Ýt ®−îc quan t©m trong qu¸ tr×nh sÊy tÜnh ®èi
l−u víi tèc ®é dßng khÝ nhá, nghÜa lµ hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l−u nhá vµ h¹t
®−îc xem t−¬ng ®−¬ng nh− vËt máng.
2. C«ng nghÖ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t
Muèn b¶o qu¶n ®−îc l©u dµi, phôc vô tèt cho viÖc chÕ biÕn sau nµy th×
h¹t n«ng s¶n cÇn ®−îc sÊy(lµm kh«) ®Õn mét ®é Èm phï hîp. Yªu cÇu c¬ b¶n
.............................................................................................................................
-5-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
cña h¹t n«ng s¶n sau khi sÊy lµ ph¶i ®¶m b¶o ®−îc chÊt l−îng cÇn thiÕt cña h¹t
sÊy vµ khèi h¹t. H¹t sÊy kh«ng bÞ r¹n nøt ngÇm trong h¹t vµ ®èt nãng qu¸ møc
cho phÐp; ®èi víi h¹t ®Ó lµm gièng cho nh÷ng vô kÕ tiÕp th× viÖc sÊy l¹i cã
nh÷ng yªu cÇu kh¾t khe h¬n, nhÊt lµ vÒ nhiÖt ®é. H¹t lµ c¬ thÓ sèng nªn phÇn
ph«i trong h¹t chØ cã thÓ chÞu ®Õn mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh, nÕu nhiÖt ®é th©n
h¹t qu¸ cao sÏ lµm xÊu ®i qu¸ tr×nh n¶y mÇm vµ ph¸t triÓn cña mÇm h¹t sau
nµy, hoÆc thËm chÝ cã thÓ lµm mÊt ®i kh¶ n¨ng n¶y mÇm cña h¹t. Nguyªn
nh©n g©y r¹n nøt ngÇm trong h¹t lµ do øng suÊt c¬ nhiÖt ph¸t sinh gi÷a c¸c
vïng trong h¹t. øng suÊt nµy xuÊt hiÖn khi tèc ®é bèc h¬i bÒ mÆt h¹t qu¸ lín
lµm líp bÒ mÆt kh« nhanh trong khi c−êng ®é di chuyÓn Èm tõ vïng trung t©m
ra mÆt h¹t qu¸ nhá t¹o ra sù chªnh lÖch lín vÒ ®é Èm trong h¹t.
§èi víi khèi h¹t yªu cÇu c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh sÊy lµ ph¶i ®¶m b¶o sù
®ång ®Òu ®é Èm trong khèi h¹t. Th«ng qua c¸c tµi liÖu nghiªn cøu khoa häc ta
cã ®−îc: ®é Èm b¶o qu¶n mét sè lo¹i h¹t vµ nhiÖt ®é ®èt nãng cho phÐp cho
trong B¶ng 1.
B¶ng 1. NhiÖt ®é ®èt nãng cho phÐp vµ ®é Èm gíi h¹n
Tªn n«ng s¶n
§é Èm giíi h¹n
NhiÖt ®é ®èt nãng h¹t khi sÊy (0C)
Lóa
13÷13,5
35
Ng«
13÷13,5
50
§Ëu
11÷12
30
L¹c
8÷9
50
Võng
7÷8
50
ThÇu dÇu
6÷7
50
SÊy lµ mét trong nh÷ng c«ng ®o¹n quan träng nhÊt cña c«ng nghÖ sau
thu ho¹ch. Thùc tÕ cã hai ph−¬ng ph¸p sÊy chÝnh lµ: ph−¬ng ph¸p sÊy tù nhiªn
vµ ph−¬ng ph¸p sÊy nh©n t¹o.
+ Ph−¬ng ph¸p sÊy tù nhiªn:
N«ng s¶n sau khi ®−îc thu ho¹ch ®−îc ®em ra ph¬i trùc tiÕp d−íi ¸nh
n¾ng mÆt trêi, hoÆc gi¸n tiÕp qua c¸c thiÕt bÞ sÊy mÆt trêi. Nguån bøc x¹ hång
.............................................................................................................................
-6-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
ngo¹i tõ mÆt trêi sÏ ®èt nãng h¹t n«ng s¶n vµ lµm bay h¬i Èm cã trong n«ng
s¶n. Ph−¬ng ph¸p nµy ®· ®−îc sö dông tõ rÊt l©u vµ ®Õn nay nã vÉn ®−îc sö
dông nh− lµ mét ph−¬ng ph¸p chÝnh ë nhiÒu vïng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp trªn
c¶ n−íc. Ph−¬ng ph¸p sÊy tù nhiªn cã −u ®iÓm lµ nguån n¨ng l−îng rÊt dåi
dµo vµ rÎ tiÒn, thiÕt bÞ sÊy ®¬n gi¶n... do ®ã sÏ gi¶m ®−îc gi¸ thµnh s¶n xuÊt.
MÆt kh¸c ph−¬ng ph¸p sÊy tù nhiªn còng cã kh«ng Ýt nh−îc ®iÓm nh−: tèn
diÖn tÝch sö dông cho viÖc ph¬i n¾ng, nhiÖt l−îng sÊy kh«ng liªn tôc vµ ®ång
®Òu, phô thuéc nhiÒu vµo ®iÒu kiÖn tù nhiªn, khã cã thÓ ®iÒu chØnh l−îng
nhiÖt...
+ Ph−¬ng ph¸p sÊy nh©n t¹o:
§Ó cã thÓ lµm kh« mét khèi l−îng lín s¶n phÈm trong thêi gian ng¾n
vµ chñ ®éng thùc hiÖn qu¸ tr×nh sÊy ë mäi ®iÒu kiÖn thêi tiÕt, ng−êi ta sö dông
ph−¬ng ph¸p sÊy nh©n t¹o. Ph−¬ng ph¸p nµy ®¾t tiÒn h¬n vµ phøc t¹p h¬n
ph−¬ng ph¸p sÊy tù nhiªn, nh−ng nã lµ ®iÒu cÇn thiÕt ®Ó cã ®−îc s¶n phÈm
®ång nhÊt ®em ra thÞ tr−êng. Nguån nhiÖt l−îng ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh sÊy
®−îc t¹o ra b»ng nhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau. Ngµy nay, c¸c thiÕt bÞ sÊy
®−îc chÕ t¹o dùa trªn mét hay kÕt hîp nhiÒu ph−¬ng ph¸p sÊy kh¸c nhau.
Ph−¬ng ph¸p sÊy ®−îc sö dông réng r·i nhÊt ®Ó sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t
lµ sÊy ®èi l−u. Ph−¬ng ph¸p sÊy ®èi l−u cã t¸c nh©n sÊy lµ kh«ng khÝ nãng,
nhiÖt l−îng ®−îc truyÒn tõ t¸c nh©n sÊy sang h¹t sÊy b»ng ph−¬ng ph¸p ®èi
l−u, n¨ng l−îng truyÒn nhiÖt ®èi l−u sÏ ®èt nãng h¹t vµ lµm bèc h¬i n−íc tõ bÒ
mÆt h¹t. H¬i n−íc bèc ra tõ h¹t sÏ ®−îc dßng khÝ mang theo ra ngoµi.
S¬ ®å m« t¶ qu¸ tr×nh sÊy ®èi l−u:
t0,d0,φ0
Kh«ng khÝ
t1,d1,φ1
Buång t¹o
nhiÖt
t2,d2,φ2
Buång sÊy
®èi l−u
Kh«ng khÝ nãng
mang Èm
H×nh 1: S¬ ®å m« t¶ qu¸ tr×nh sÊy ®èi l−u
.............................................................................................................................
-7-
B¸o c¸o tèt nghiÖp
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
Trong ®ã: tx,dx,φx lÇn l−ît lµ nhiÖt ®é, l−îng Èm, thuû phÇn cña dßng
khÝ.
Ph−¬ng ph¸p sÊy ®èi l−u ®−îc ph©n thµnh hai nhãm phô thuéc vµo
tr¹ng th¸i cña h¹t Èm trong qu¸ tr×nh sÊy. NÕu khèi h¹t sÊy bÊt ®éng cßn qu¸
tr×nh sÊy ®−îc h×nh thµnh do dßng khÝ nãng chuyÓn ®éng luån l¸ch gi÷a líp
h¹t th× qu¸ tr×nh nµy ®−îc gäi lµ sÊy tÜnh. Ng−îc l¹i, tr−êng hîp h¹t sÊy
chuyÓn ®éng ng−îc chiÒu víi dßng khÝ sÊy th× qu¸ tr×nh sÊy ®−îc gäi lµ sÊy
®éng.
- ThiÕt bÞ sÊy tÜnh th−êng ®−îc thiÕt kÕ theo hai d¹ng lµ d¹ng hÇm vµ
d¹ng cét:
H×nh 2: M« h×nh thiÕt bÞ sÊy kiÓu hÇm
.............................................................................................................................
-8-
B¸o c¸o tèt nghiÖp
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
H×nh 3: M« h×nh thiÕt bÞ sÊy kiÓu cét
Trong nh÷ng thiÕt bÞ sÊy nµy, t¸c nh©n sÊy ®i tõ d−íi lªn trªn xuyªn
qua líp liÖu. Qu¸ tr×nh luån l¸ch qua líp liÖu khÝ nãng sÏ truyÒn nhiÖt l−îng
cña m×nh sang cho líp liÖu ®Ó ®èt nãng nã vµ cho n−íc bèc lªn tõ liÖu sÊy.
H¬i n−íc bèc ra ®−îc dßng khÝ sÊy cuèn theo vµ ®−a ra ngoµi. Râ rµng líp
liÖu d−íi cïng sÏ tiÕp xóc víi dßng khÝ sÊy cã nhiÖt ®é cao, ®é Èm thÊp nªn sÏ
®−îc ®èt nãng nhanh h¬n vµ còng kh« nhanh h¬n. Cµng lªn cao nhiÖt ®é cña
khÝ sÊy cµng gi¶m cßn ®é Èm cµng t¨ng, v× vËy tèc ®é ®èt nãng cña liÖu cµng
chËm, vËt liÖu sÊy l©u kh« h¬n. Nh− vËy nh−îc ®iÓm cña nh÷ng thiÕt bÞ sÊy
nµy lµ qu¸ tr×nh sÊy kh«ng ®ång ®Òu. Tuy nhiªn −u ®iÓm cña thiÕt bÞ sÊy nµy
lµ ®−îc t¹o nªn tõ nh÷ng vËt liÖu ®¬n gi¶n gi¸ thµnh rÎ, thÝch hîp víi quy m«
hé n«ng d©n.
- ThiÕt bÞ sÊy ®éng gåm cã thiÕt bÞ sÊy mÎ vµ thiÕt bÞ sÊy tuÇn hoµn. Sù
kh¸c biÖt chÝnh lµ sù chuyÓn ®éng ®¶o trén cña h¹t liÖu trong qu¸ tr×nh sÊy, v×
vËy qu¸ tr×nh sÊy lµ ®ång ®Òu. Khi sÊy b»ng thiÕt bÞ sÊy mÎ, tõng mÎ liÖu ®−îc
.............................................................................................................................
-9-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
sÊy kh« tr−íc råi ®Õn mÎ liÖu kh¸c. SÊy tuÇn hoµn th× ng−îc l¹i, h¹t liÖu ®−îc
ra vµo tuÇn hoµn ®Õn khi nµo kh« ®ång ®Òu th× kÕt thóc qu¸ tr×nh sÊy.
● Mét sè thiÕt bÞ sÊy cã quy m« lín:
Sù khã kh¨n vÒ mÆt b»ng s¶n xuÊt ®· khiÕn cho nh÷ng thiÕt bÞ sÊy nhá
quy m« hé gia ®×nh nhiÒu khi còng kh«ng thÝch øng, cÇn thiÕt ph¶i cã nh÷ng
thiÕt bÞ sÊy quy m« lín h¬n mang kiÓu d¸ng c«ng nghiÖp. D−íi ®©y lµ h×nh
¶nh mét sè thiÕt bÞ sÊy cã quy m« c«ng nghiÖp ë ViÖt Nam vµ trªn thÕ giíi:
H×nh 4. ThiÕt bÞ sÊy kiÓu b¨ng t¶i
1 - PhÔu ®æ nhiªn liÖu
2 - Buång sÊy
3 - B¨ng t¶i
4 - Qu¹t ®Èy
5 - Calorife
6 - Cöa x¶ nguyªn liÖu
7 - Cöa tho¸t khÝ th¶i
.............................................................................................................................
-10-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
H×nh 5. ThiÕt bÞ sÊy kiÓu thïng quay
1 - Thïng quay
2 - Lß sÊy
4 - Cöa tho¸t khÝ th¶i
5 - Cöa x¶ nguyªn liÖu
3 - Buång trung gian
H×nh 6. ThiÕt bÞ sÊy b¨ng t¶i
1 - PhiÔu chøa nhiªn liÖu
2 - B¨ng t¶i
3 - Buång ®èt
4 - VÝt t¶i
5, 7 - Qu¹t hót
6 - T−êng chÊn
.............................................................................................................................
-11-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
H×nh 7. ThiÕt bÞ sÊy h¹t theo chu kú
1 - PhiÔu tiÕp liÖu
2 - Gµu t¶i
3 - M¸y liªn hoµn t¸ch t¹p chÊt
4 - ThiÕt bÞ sÊy
5 - VÝt t¶i
6 - ThiÕt bÞ ph©n phèi h¹t vµ xilo
7 - Xilo ñ thãc
8 - Xilo chøa h¹t kh« 9 - B¨ng t¶i
Trong ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt hiÖn nay, cã nhiÒu yÕu tè trong s¶n xuÊt nh−:
quy m« s¶n xuÊt vµ h×nh thøc s¶n xuÊt ®· cã nhiÒu thay ®æi, s¶n phÈm ®a d¹ng
h¬n, héi nhËp, yªu cÇu thÞ tr−êng cao h¬n... ®ßi hái nÒn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp
cña n−íc ta ph¶i cã nhiÒu thay ®æi ®Ó ®¸p øng ®−îc nã. LÜnh vùc sÊy n«ng s¶n
còng kh«ng n»m ngoµi sù thay ®æi ®ã. Chóng ta cÇn cã nh÷ng hÖ thèng sÊy
quy m« lín, n¨ng suÊt cao, ho¹t ®éng mét c¸ch tù ®éng ®−a n«ng s¶n tíi
nh÷ng chØ tiªu ®−îc yªu cÇu... §©y còng chÝnh lµ néi dung vµ yªu cÇu chóng
t«i muèn h−íng tíi trong ®Ò tµi nµy.
Ch−¬ng 2: Tæng hîp hÖ thèng sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t
.............................................................................................................................
-12-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
X©y dùng m« h×nh to¸n häc cho ®èi t−îng ®iÒu khiÓn lµ b−íc ®Çu tiªn
vµ còng lµ b−íc quan träng nhÊt ®Ó ®i ®Õn bµi to¸n ®iÒu khiÓn. §Ó cã thÓ x©y
dùng ®−îc m« h×nh hÖ thèng ng−êi ta cã hai ph−¬ng ph¸p:
- Ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt
- Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm.
Trong tr−êng hîp nµy, th«ng tin m« h×nh hÖ thèng ®· ®−îc x¸c lËp
th«ng qua nh÷ng yªu cÇu cña ®Ò tµi. MÆt kh¸c hÖ thèng thÝ nghiÖm sÊy ®·
®−îc thiÕt kÕ s½n, v× vËy chóng t«i sö dông ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm ®Ó kh¶o
s¸t hÖ thèng nµy, x©y dùng m« h×nh ®éng häc cho hÖ thèng ®Ó råi chän ra bé
®iÒu khiÓn hîp lý cho hÖ thèng.
• Th«ng tin hÖ thèng:
H×nh 8: M« h×nh sÊy thÝ nghiÖm
+ Qu¹t giã ly t©m
+ Buång ®èt
§iÖn ¸p cÊp 220V - 50Hz
D©y ®èt Ni - Cr
Tèc ®é 2850V/p
§iÖn ¸p cung cÊp 220V – 50Hz
C«ng suÊt 240W
C«ng suÊt 2KW.
1. X¸c ®Þnh ®Æc tÝnh ®éng häc cña hÖ thèng
1.1. C¬ së lý thuyÕt
§Ó kh¶o s¸t hÖ thèng ta t¸c ®éng vµo hÖ thèng mét xung nhiÔu bËc
thang vµ quan s¸t ®Çu ra.
.............................................................................................................................
-13-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
Ng−êi ta chia ®èi t−îng kh¶o s¸t ra lµm hai lo¹i c¬ b¶n:
- §èi t−îng cã tÝnh tù c©n b»ng lµ ®èi t−îng cã kh¶ n¨ng tù hiÖu chØnh
trë l¹i tr¹ng th¸i c©n b»ng khi cã nhiÔu t¸c ®éng ph¸ vì c©n b»ng (®èi t−îng
tÜnh).
- §èi t−îng kh«ng tù c©n b»ng lµ ®èi t−îng kh«ng cã kh¶ n¨ng trë l¹i
tr¹ng th¸i c©n b»ng khi cã nhiÔu ph¸ vì sù c©n b»ng cña nã.
§èi t−îng ë ®©y lµ dßng khÝ sÊy mang nhiÖt ®é. Khi cÊp nguån ®iÖn
cho sîi ®èt, nhiÖt ®é cña sîi ®èt lµm nãng luång kh«ng khÝ do qu¹t thæi tíi.
NhiÖt ®é dßng khÝ t¨ng lªn, nã t¨ng lªn ®Õn mét nhiÖt ®é nµo ®ã vµ kh«ng
t¨ng n÷a, nã gi÷ æn ®Þnh ë nhiÖt ®é nµy. Nh− vËy ®èi t−îng cña ta ë ®©y chÝnh
lµ ®èi t−îng cã tÝnh tù c©n b»ng.
D¹ng tæng qu¸t hµm truyÒn ®¹t cña ®èi t−îng cã tÝnh tù c©n b»ng
®−îc m« t¶ nh− sau:
Wdt(s) = KdtW0(s) e-τs
Trong ®ã:
Kdt: HÖ sè truyÒn cña ®èi t−îng,
τ : Thêi gian trÔ.
b s m + b s m−1 + ... + b
s +1
1
m−1
W0(s) = 0
a s n + a s n−1 + ... + a
s +1
0
1
n−1
Trong thùc tÕ kh©u tÜnh cã thÓ lÊy mét trong c¸c d¹ng ®iÓn h×nh sau:
+ Kh©u qu¸n tÝnh bËc nhÊt:
PT1: W(s) =
Kdt
1+ T s
1
§Æc tÝnh ®−êng qu¸ ®é cña hµm truyÒn nh− H×nh 9a.
+ Kh©u qu¸n tÝnh bËc 2:
.............................................................................................................................
-14-
NguyÔn Xu©n Tµi – Tù ®éng ho¸ 46
B¸o c¸o tèt nghiÖp
PT2: W(s) =
K
dt
(1 + T s)(1 + T s)
1
2
§Æc tÝnh ®−êng qu¸ ®é cña hµm truyÒn PT2 nh− H×nh 9b.
+ Kh©u qu¸n tÝnh bËc n:
PTn: W(s) =
K
dt
(1 + Ts) n
§Æc tÝnh ®−êng qu¸ ®é cña hµm truyÒn PTn nh− h×nh 9b.
h(t)
h(t
t
t
a,
b,
H×nh 9: ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña hµm truyÒn
Ngoµi ra cßn cã c¸c m« h×nh Lag, vµ m« h×nh dao ®éng bËc hai t¾t
dÇn. D¹ng hµm truyÒn cña nã nh− sau:
+ M« h×nh Lag:
K (1 + Tt s)
W(s) = dt
1 + Tm s
(Tt < Tm)
+ M« h×nh dao ®éng bËc hai t¾t ®Çn:
W(s) =
kq 2
s 2 + 2qDs + q 2
(0
- Xem thêm -