thực hành kĩ thuật thưc phẫm 2
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM
........................
BÁO CÁO THỰC HÀNH
KỸ THUẬT THỰC PHẨM
GVHD: Nguyễn Tiến Đạt
SVTH: Nguyễn Thị Lệ Quyên
MSSV:
TỔ 3 (thứ 3, tiết 2-6)
SẤY ĐỐI LƯU
I.GIỚI THIỆU
- Sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng
trong vật liệu thành hơi.
- Sấy đối lưu là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí,gọi
là tác nhân sấy.
II. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí
được đun nóng nhằm:
Xác định đường cong sấy
Xác định đường cong tốc độ sấy
Giá trị độ ẩm tới hạn, tốc độ sấy đẳng tốc, hệ số sấy
Khảo sát sự biến đổi thông số không khí ẩm và vật liệu sấy của quá trình sấy lý
thuyết.
Xác định không khí khô cần sử dụng và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy lý
thuyết.
So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy thực tế và quá trình sấy lý
thuyết.
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1. Nguyên lý quá trình sấy bằng không khí.
Trong quá trình sấy nếu dung tác nhân sấy là không khí thì gọi là sấy bằng không khí
1
Trong sấy lý thuyết coi các đại lượng nhiệt bổ sung và nhiệt tổn thất đều bằng
không,nếu gặp trường hợp nhiệt bổ sung bằng nhiệt tổn thất cũng coi như sấy lý
thuyết.
Khi sấy lý thuyết nhiệt lượng riêng của không khí không thay đổi trong suốt quá trình
H=const (đẳng H), nói cách khác, trong quá trình sấy lý thuyết, một phần nhiệt lượng
của không khí có bị mất mát đi cũng chỉ làm bốc hơi nước trong vật liệu, do đó H
không đổi.
Trong quá trình sấy, thường thì không khí thay đổi trạng thái vào phòng sấy và sau
khi sấy xong.
Các thông số đặc trưng cho trạng thái không khí và tự đó xác định được các đại
lượng:
-Lượng không khí khô đi vào trong máy sấy:
L=
W
W
Y 2 −Y 1 Y 2 −Y 0
Trong đó: L: lượng không khí khô đi trong máy sấy (kg/h)
W: lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu (kg/h)
Y0
Y1
Y2
: hàm ẩm ban đầu của tác nhân sấy (kg/kgkkk)
: hàm ẩm sau khi đốt nóng của tác nhân sấy(kg/kgkkk)
: hàm ẩm sau khi sấy của tác nhân sấy(kg/kgkkk)
-Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình :
Qs= L (H1-H0)
Trong đó: QS: lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy (kJ/h)
H0: hàm nhiệt ban đầu của tác nhân sấy(kg/kgkkk)
H1: hàm nhiệt sau khi được đốt nóng của tác nhân sấy(kg/kgkkk)
Trường hợp lượng nhiệt bổ sung khác với nhiệt lượng tổn thất chung gọi lá sấy thực.
3.2. Đường cong sấy và tốc độ sấy
Đường cong biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của vật liệu theo thời gian sấy được gọi là
đường cong sấy. Để tìm sự phụ thuộc này, đem vật liệu ẩm sấy đối lưu đơn giản bằng
không khí nóng với tốc độ và độ ẩm không khí ẩm không đổi.
Sự giảm độ ẩm của vật liệụ trong một đơn vị thời gian gọi là tốc độ sấy.
2
N=
dX
dτ
Từ biểu thức tốc độ sấy nhận thấy tốc độ sấy nhận thấy tốc độ sấy là tang góc
nghiêng α của đường cong sấy. Như vậy bằng phương pháp vi phân đồ thị sẽ tìm
được tốc độ sấy và dựng được đồ thị sự phụ thuộc tốc độ sấy và dựng được đồ thị sự
phụ thuộc tốc độ sấy với độ ẩm của vật liệu, đồ thị của sự phụ thuộc này gọi là đường
cong tốc độ sấy.
Biểu đồ biểu diễn đường cong sấy
Phân tích đường cong sấy, đường cong tốc độ sấy và nhận thấy diễn biến của quá
trình sấy gồm 3 giai đoạn:giai đoạn đốt nóng vật liệu, giai đoạn sẩy đẳng tốc, giai
đoạn sấy giảm tốc.
3. 2.1. Giai đoạn đốt nóng vật liệu
Giai đoạn đốt nóng vật liệu : nếu ban đầu nhiệt độ của vật liệu thấp hơn nhiệt độ bay
hơi đoạn nhiệt của không khí thì giai đoạn đốt nóng vật liệu tăng lên. Trong giai đoạn
này hàm ẩm của vật liệu thay đổi rất chậm và thời gian diễn tiến giai đoạn này nhanh
kết thúc. Nếu vật liệu có độ dày nhỏ thì thời gian diễn ra giai đọa này không đáng kể.
3.2.2. Giai đoạn sẩy đẳng tốc.
Giai đoạn sấy đẳng tốc: Sau giai đoạn sấy đốt nóng, hàm ẩm của vật liệu giảm tuyến
tính theo thời gian. Hàm ẩm của vật liệu giảm theo đơn vị thời gian là tốc độ sấy
dX
dτ =const trong giai đoạn này. Giai đoạn này kéo dài cho đến khi hàm ẩm cuả vật
liệu đạt giá trị Xk nào đấy thì kết thúc.
3
a) Tốc độ sấy đẳng tốc được tính theo công thức:
N=
100 . J m 100 . J m . F 100. J m . F
100 . J m . f
RV . ρO
V . ρO
GO
Trong đó: N: tốc độ sấy đẳng tốc(%/h)
F: bề mặt bay hơi của vật liệu (m2)
V: thể tích của vật liệu (m3)
ρo : khối lượng riêng của chất khô trong vật liệu(kg/m3)
G0: khối lượng vật liệu khô tuyệt đối(kg)
F
GO
f=
: bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m3/kg)
Jm: cường độ bay hơi (kg/m2.h)
Cường độ bay hơi giai đoạn đẳng tốc được xác định từ phương trình Dalton và
Newton:
αq
t −t
r k u
Jm=
αq: hệ số tra đổi nhiệt (kJ/m2.h. ℃ )
r: nhiệt hóa hơi của nước ở nhiệt độ bầu ướt (kJ/kg)
b) Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc
τ1
X d−X k
N
Trong đó:
Xk
Xd
: độ ẩm ban đầu của vật liệu (tính theo vật liệu khô)
: độ ẩm tới hạn (tính theo vật liệu khô)
N: tốc độ sấy trong giai đoạn đẳng tốc(%/h)
3.2.3. Giai đoạn sấy giảm tốc.
Giai đoạn giảm tốc: khi độ ẩm của vật liệu đạt giá trị tới hạn W k thì tốc độ sấy bắt
đầu giảm dần và đường cong sấy bắt đầu chuyển từ đường thẳng sang đường cong
tiệm cận dần tiến đến độ ẩm cân bằng của vật liệu trong điều kiện của quá trình sấy.
Khi độ ẩm của vật liệu đạt tới độ ẩm W thì hàm ẩm của vật liệu không giảm nữa và
tốc độ sấy kết thúc, tốc độ sấy bằng 0. Quá trình sấy kết thúc. Tốc độ sấy trong giai
đoạn này thay đổi khác nhau tùy thuộc vào tính chất và dạng vật liệu. trong giai đoạn
này Jm # const, hệ số trao đổi ẩm thay đổi theo hàm ẩm và nhiệt độ bề mặt vật liệu.
để dễ dàng cho việc tính toán, người ta thay đường cong tốc độ sấy bằng đường thẳng
và phải đảm bảo sao cho việc say số này là bé nhất , khi này giá trị độ ẩm tới hạn sẽ
dịch chuyển về điểm tới hạn quy ước, Wk là giao điểm của đường đẳng tốc và đường
giảm tốc.
4
a) Tốc độ sấy trong giai đoạn đẳng tốc.
dX
K X −X cb
dτ
-
Dấu (-) chỉ tốc độ sấy giảm dần.
K gọi là hệ số sấy, phụ thuộc vào chế độ sấy (tốc độ sấy đẳng tốc N) và tính chất của
vật liệu(1/h). K là hệ số góc của đường thẳng giảm tốc và được tính:
τ1
X đ−X k
N
(h)
b) Thời gian sấy trong giai đoạn giảm tốc
τ 2
Trong đó
X k − X cb
X k − X cb
1
.ln ( X c − X cb ) = K .
N
XC
X k − X cb
ln ( X c − X cb )
là độ ẩm cuối của vật liệu sấy.
IV. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG
Kí
Tên gọi
Nhiệm vụ
1
Cửa nạp liệu
Ghi chú
Nạp liệu phóng
hiệu
sấy
2
Cân
Xác định khối
lượng
3
4
5
A
B
C
D
E
Tk
0
Tư
0
Calorife
Gia nhiệt tác
nhân sấy
Quạt
Vận chuyển tác
nhân sấy
Tủ điện
Điều khiển thiết
bị
Công tắc
Đóng mở điện
điện trở 1
trở 1
Công tắc
Đóng mở điện
Có bộ điều
điện trở 2
trở 2
khiển nhiệt độ
Công tắc
Đóng mở điện
Điện trở 3
trở 3
Dimer quạt
Thay đổi tốc độ
quạt
Bộ điều khiển
Điều khiển nhiệt
Điện trở 2
nhiệt độ
độ
Đầu dò nhiệt độ
Hiển thị nhiệt
bầu khô điểm 0
độ Tk0
Đầu dò nhiệt độ
Hiển thị nhiệt
bầu ướt điểm 0
độ Tư0
5
Tk
1
Tư
1
Tk
2
Tư
2
Đầu dò nhiệt
bầu khô điểm 1
Đầu dò nhiệt
bầu ướt điểm 1
Đầu dò nhiệt
bầu khô điểm 2
Đầu dò nhiệt
bầu ướt điểm 2
độ
Hiển
độ Tk1
độ
Hiển
độ Tư1
độ
Hiển
độ Tk2
độ
Hiển
độ Tư1
6
thị nhiệt
thị nhiệt
thị nhiệt
thị nhiệt
V. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
5.1
Chuẩn bị
- Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt
- Kiểm tra hoạt động của phong tắc kế
- Tắt tất cả các công tắc trên tủ điều khiển
- Cài đặt nhiệt độ sấy
- Khởi động tủ điều khiển
- Kiểm tra hoạt động của cân
- Cân vật liệu sấy
- Làm ẩm vật liệu sấy
- Khởi động quạt, điều chỉnh tốc độ thí nghiệm
- Đo tốc độ quạt, ghi nhận giá trị đo
- Bật công tắc điện trở 1,2 và 3
- Khi nhiệt độ đạt giá trị thí nghiệm ổn định thì bắt đầu tiến hành thí nghiệm.
5.2
Lưu ý
- Trước khi đặt vật liệu sấy vào phòng sấy phải điều chỉnh cân về 0
- Khi nhiệt độ sấy đạt giá trị thí nghiệm nhưng giá trị vẫn tăng thì điện trở 1
hoặc 3 hoặc cả hai điện trở 1 và , tuyệt đối không tắt điện trở 2 (do có bộ điều
khiển). Trường hợp sau khoảng thời gian nhất định không đạt thì kiểm tra điện
trở 1 hoặc 3 đã bật chưa (đèn báo), nếu chưa thì bật lên
5.3 Tiến hành thí nghiệm: Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ
sấy.
-
-
Bật công tắc tổng.
Làm ẩm đều các tờ vật liệu.
Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt.
Điều chỉnh tốc độ quạt gió ở mức 5, bật công tắc quạt (chờ 1 phút cho phòng
sấy khô.
Cài đặt điện trở ở mức 7, bật công tắc để gia nhiệt.
Khi thiết bị sấy ổn định (nhiệt độ bầu khô không đổi) 10 phút, mở cửa phòng
sấy, đặt nhẹ nhàng các tờ giấy lọc lên giá đỡ, đóng cửa phòng sấy.
Ghi nhận các giá trị: chỉ số cân khối lượng ban đầu G 0, nhiệt độ bầu khô, nhiệt
độ bầu ướt ban đầu tại thời điểm ( τ 0 .
Ghi nhận các giá trị: chỉ số cân, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ
bầu ướt trong phòng sấy sau mỗi thời gian 2 phút. Khi khối lượng vật liệu sấy
không thay đổi sau 3 lẩn đo thì ngừng số liệu.
Ngừng thiết bị: bật các công tắc trở về số 0, đóng tất cả các công tắc lại.
5.4 Kết thúc thí nghiệm.
- Tắt công tắc điện trở 1 và 3
- Cài đặt nhiệt độ trên bộ điều khiển về nhiệt độ thí nghiệm tiếp theo.Nếu là thí
nghiệm cuối thì cài đặt nhiệt độ trên bộ điều khiển về 20 ℃ và tắt công tắc
-
điện trở 2.
Lấy vật liệu sấy ra khỏi phòng sấy.
7
5.5 Báo cáo
- Xác định các thông số của không khí ẩm.
- Xác định thành phần vật liệu sấy
- Xác định lượng không khí khô cần sử dụng và lượng nhiệt cần thiết cho quá
trình sấy.
- So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy lý thuyết và thực tế.
VI. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm 1: Go= 86 (g), Glàm ẩm= 152 (g), a= 21,3 cm, b= 21cm, R= 1mm, t= 53
0
C
Sau khi tiến hành thí nghiệm ta được số liệu dưới bảng sau:
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Thời gian
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
tư
35
36
37
38
39
39
40
40
40
40
40
40
40
40
tk
50
52
52
52
53
52
53
53
53
53
53
54
53
54
Gi
147
140
130
121
113
106
101
98
96
95
94
93
93
93
Xử lý kết quả:
Ta có số liệu như sau:
Stt
X (%)
Thời gian (p)
8
N (%/p)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
70.93
62.79
51.16
40.70
31.40
23.26
17.44
13.95
11.63
10.47
9.30
8.14
8.14
8.14
0.00
4.07
5.81
5.23
4.65
4.07
2.91
1.74
1.16
0.58
0.58
0.58
0.00
0.00
Độ ẩm của vật liệu sấy:
G i −G O
X
=
X1 =
GO
. 100
%
G 1− G
100
G0
0
=
130−86
100
86
= 51.16 % (gẩm /gvật liệu khô)
Áp dụng tương tự với các lần đo khác:
Tốc độ sấy (%/ phút):
dX
N2 = dτ =
X
τ
62.7907−51.1628
2−τ 1
4−2
5.81(%/ phút)
1− X 2
Từ bảng số liệu trên xác định được đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy ở
t =53 oC như hình dưới đây:
9
80
70
do am vat lieu say (%)
60
50
40
X(%)
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
thoi gian say (phut)
BIỂU ĐỒ BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CONG SẤY Ở 530C
6
Tôc đ ộ sấấy(%/phút)
5
4
3
2
1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Độ ẩ m(%)
BIỂU ĐỒ BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY Ở NHIỆT ĐỘ 53 OC
Nhận xét đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn sấy giảm tốc:
Giai đoạn đốt nóng vật liệu: nhiệt độ vật liệu tăng lên đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng
với trạng thái không khí lúc sấy, độ ẩm vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy
tăng nhanh đến cực đại.
Trong giai đoạn sấy đẳng tốc: là đoạn nằm ngang, độ ẩm vật liệu trong một đơn vị
thời gian là không đổi có độ ẩm là từ 40%-50%.
Trong giai đoạn sấy giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần đến khi độ ẩm của vật liệu đạt giá
trị ẩm cân bằng (không đổi) và đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang đường
cong tiệm cận, dựa vào đồ thị ta thấy: đường cong tốc độ sấy giảm dần xuống. Tuy
nhiên có thời điểm tốc độ sấy không đổi trong khoảng độ ẩm N= 40 (%/p) đến
10
N=50(%/p). Ngoài ra, tốc độ sấy giảm dần đều đến khi đạt độ ẩm 8.1395% thì bắt đầu
giảm xuống.
Xác định thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc:
Nhiệt độ bầu ướt trung bình: T
ướt=
Nhiệt độ bầu khô trung bình T
khô
38.9 0C
= 52.6 0C
100. J m . F
Tốc độ sấy đẳng tốc tính theo công thức Nlt =
G0
F= a*b= 3*(21.3 * 20) =1278 cm2 =127.8 * 10-4 m2
Khối lượng riêng của tác nhân sấy
ρk ≈ ρ0 ×
273
273 t
≈ 1.293×
273
kg
≈ 1.08 3
273 53
m
Hệ số trao đổi nhiệt:
α
q
=
3.6 w k . ρk
2 R
0.4
0.6
0.6
3.6 × 1,9 ×1.08
66.56
0.4
2 × 0.001
αq
Cường độ bay hơi: Jm = r . (tk- tư)
r = 2386.78 kJ/kg
tk= 52oC (chọn hàng thứ 4)
tư= 38oC (chọn hàng thứ 4)
11
W
2
m .K
α
Jm
q
= 239.616 kJ/m2.h.oC
239.616
× 52−38
1.405 (kg/m2.h)
2386.78
Tốc độ sấy đẳng tốc theo lý thuyết :
100. J m . F
N lt =
=
G0
100 ×1.405 ×127.8 ×10−4
0.208 h
86
Dựa vào đường cong tốc độ sấy từ điểm N= 0 => Xcb = 8.1 (%)
Độ ẩm tới hạn:
Xđ 70.9
Xk
X c
8.1 47.49 (%)
1.8
1.8
Tốc độ sấy thực tế:
X đ−X c
τ
Ntt =
70.9−8.1
24
=
60
=
157
h
Hệ số sấy :
K
N tt
X k − X cb
157
l
3.99
47.49−8.1
p
Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc.
τ
1=
X d− X k
N tt
=
70.9−47.49
0,15 h
157
12
Thời gian sấy giảm tốc:
X k − X cb
X − X cb 47.49−8.1
47.49−8.1
t 2
× ln k
× ln
0,76 h
Ntt
157
9.3−8.1
X C − X cb
Thí nghiệm 2:
Go= 88 (g), Glàm ẩm= 152 (g), t=48 0C
Sau khi tiến hành thí nghiệm ta được số liệu dưới bảng sau:
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Thời gian
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
tư
33
33
33
33
33
33
32
33
32
32
32
32
33
33
32
32
tk
48
48
48
48
48
48
48
48
48
47
48
48
48
48
47
47
Gi
147
142
136
130
123
118
11
110
106
103
100
97
94
93
93
93
Xử lý kết quả:
Ta có được bảng kết quả tính toán:
Stt
Thời gian(p)
X(%)
N (%/p)
1
2
3
4
5
6
7
0
2
4
6
8
10
12
67.05
61.36
54.55
47.73
39.77
34.09
28.41
0.00
2.84
3.41
3.41
3.98
2.84
2.84
13
8
9
10
11
12
13
14
15
16
14
16
18
20
22
24
26
28
30
25.00
20.45
17.05
13.64
10.23
6.82
5.68
5.68
5.68
1.70
2.27
1.70
1.70
1.70
1.70
0.57
0.00
0.00
Độ ẩm của vật liệu sấy:
X2 =
G 2− G
100
G0
0
=
142−88
100
88
= 61.36 % ( gẩm /gvật liệu khô)
Áp dụng tương tự với các lần đo khác
Tốc độ sấy (%/ phút):
dX
N2 = dτ =
X
τ
67.05−61.4
2−τ 1
2−0
2.84(%/ phút)
1− X 2
Từ bảng số liệu trên xác định được đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy ở
t =48 oC như hình dưới đây:
14
80
70
60
Do am(%)
50
40
30
X(%)
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Thoi gian(phut)
BIỂU ĐỒ BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CONG SẤY Ở 48 ℃
4
3.5
Tôấc đ ọ sấấy(%/phút)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Độ ẩ m(%)
BIỂU ĐỒ BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY Ở 480C
Nhận xét đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn sấy giảm tốc:
Giai đoạn đốt nóng vật liệu: nhiệt độ vật liệu tăng lên đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng
với trạng thái không khí lúc sấy, độ ẩm vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy
tăng nhanh đến cực đại.
Trong giai đoạn sấy đẳng tốc :là đoạn nằm ngang, độ ẩm vật liệu trong một đơn vị
thời gian là không đổi có độ ẩm là từ 40%-60%
Trong giai đoạn sấy giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần đến khi độ ẩm của vật liệu đạt giá
trị ẩm cân bằng ( không đổi ), dựa vào đồ thị ta thấy: đường cong tốc độ sấy giảm dần
từ N 3.5 xuống tới 0 . Tuy nhiên có thời điểm tốc độ sấy không đổi N =
15
1.7442(%/p) ở độ ẩm khoảng(40%-60%.) . Ngoài ra, tốc độ sấy giảm dần đều đến khi
đạt độ ẩm 8.1395% (N=0.5814)
Xác định thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc:
Nhiệt độ bầu ướt trung bình: T
ướt=
Nhiệt độ bầu khô trung bình T
khô
32.60C
= 47.80C
100. J m . F
Tốc độ sấy đẳng tốc tính theo công thức Nlt=
G0
F= a*b= 3*(21.3*20) =1278cm2 =127.8* 10-4m2
Khối lượng riêng của tác nhân sấy:
ρk ≈ ρ0 ×
273
273 t
≈ 1.293×
273
273 48
≈ 1.1
kg
m3
Hệ số trao đổi nhiệt:
α
3.6 w k . ρk 0.6 3.6 × 1,9 ×1.1 0.6
67.29
q =
2 R 0.4
2 × 0.001 0.4
αq
Cường độ bay hơi: Jm = r . (tk- tư)
r = 2386.78 kJ/kg
tk= 48oC (chọn hàng thứ 4)
tư= 33oC (chọn hàng thứ 4)
16
W
m2 . K
α
Jm
q
= 242.224 kJ/m2.h.oC
242.224
× 48−33
1.522 (kg/m2.h)
2386.78
Tốc độ sấy đẳng tốc lý thuyết :
100. J m . F
Nlt=
=
G0
100 ×1.522 ×127.8 ×10−4
88
−3
100. J m . F 100
1,539
52,93
10
=
G0
80
100. J m . F 100
1,283
52,93 −3
10
0.0221 h
G0
80
Tốc độ sấy thực tế:
Ntt =
X đ−X c
τ
= (67.05 - 5.7)/(26/60)
102,5−15
32 60 = 141.58
h
Dựa vào đường cong tốc độ sấy từ điểm N= 0 => Xcb = 5.7 (%)
Độ ẩm tới hạn:
Xđ
102,5
k
Xc
1.8
= (67.05/ 1.8) + 5.7 1.8 15 = 42.95 (%)
X
Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc.
τ
1=
X d− X k
N tt
=
(67.05- 42.95) / 141.58 =
102,5−71,94
0,186 h
0.17 h
164,06
Hệ số sấy :
K = Ntt/ ( Xk –Xc) = 141.58 / (42.95 – 5.7) = 3.8 (l/h)
17
Thời gian sấy giảm tốc:
X k − X cb
X k − X cb 42.95−5.7
42.95−5.7
t 2
×ln
× ln
0.93 h
Ntt
141.58
6.8−5.7
X C − X cb
Bảng kết quả tính toán thông số động học
Thông số
τ 1 (h)
Mức 53 ºC
0.15
Mức 48 ºC
0.17
τ 2 (h)
0.76
0.93
Nhận
t ư (ºC)
38.5
32.6
xét
t k (ºC)
52.6
47.8
1.179
1.283
sấy và
Nlt (%/h)
0.0208
0.0221
đường
Ntt (%/h)
K (l/h)
157
3.99
47.9
141.58
3.8
42.95
cong
66.56
67.29
Giải
-
2
Jm (kg/ m . h
X k ( %)
α
q
W
m2 . K
đường
cong
tốc độ
sấy.
thích:
• Đường cong sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng nhiệt: đường cong sấy giảm đều như một đường thẳng xiên
do hàm ẩm của vật liệu giảm dần theo thời gian.
+ Ở giai đoạn giảm tốc: đường cong sấy chuyển từ đường thẳng xiêng sang
nằm ngang
Đường cong tốc độ sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng nhiệt: đường cong sấy tuy có độ chênh lệch.
+ Ở giai đoạn giảm tốc: Khi độ ẩm của vật liệu đạt giá trị tới hạn thì tốc độ sấy
bắt đầu giảm dần và đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang đường tiệm
18
cận dần đến độ ẩm cân bằng của vật liệu trong điều kiện của quá trình sấy.Khi
độ ẩm của vật liệu đạt tới giá trị bằng thì hàm ẩm của vật liệu không giảm nữa
và tốc độ sấy bằng 0.
-Ở chế độ khác nhau thì thời gian sấy thay đổi : nhiệt độ càng cao, thời gian
sấy càng giảm.
-Ứng dụng của quá tình sấy trong thực tế: Ứng dụng cho các sản phẩm có giá
trị cao, cần khối lượng nhỏ và phương pháp bảo quản đơn giản.
-Các sự cố trong quá trình vận hành và phương pháp khắc phục: mô hình thí
nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ là mô hình mô phỏng, đôi khi còn có hỏng
hóc, ngừng quá trình sấy ngay trong thời gian sấy, không đảm bảo thời gian
sấy và độ chính xác.
Tốc độ sấy đẳng tốc lý thuyết ở nhiệt độ 53 0C thì nhỏ hơn ở 48 0C
Tốc độ sấy thực tế ở nhiệt độ 53 0C thì lớn hơn 48 0C
Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc ở nhiệt độ 53 0C nhỏ hơn 48 0C
Thời gian trong giai đoạn sấy giảm tốc ở nhiệt độ 53 0C nhỏ hơn ở 48 0C
So sánh kết quả thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2:
Dựa vào bảng kết quả tính toán và đồ thị biểu diễn đường cong sấy và đường cong
tốc độ sấy ta thấy: thời gian sấy ở thí nghiệm 2 dài hơn thí nghiệm 1, cụ thể là thí
nghiệm 1mất 26 phút để bay hơi và thí nghiệm 2 mất 30 phút để bay hơi.Cụ thể nhiệt
độ tỉ lệ với thời gian độ ẩm vật liệu, nhiệt độ càng cao thì độ ẩm của vật liệu bay hơi
nhanh hơn tương đương với nhiệt độ sấy càng nhanh.
VII.BÀN LUẬN
a. Nhận xét đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. Giải thích.
Đường cong sấy là đường biễu diễn quan hệ giữa độ ẩm của vật liệu với thời gian sấy
t. Đường cong tốc độ sấy là đường biểu diễn quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của
vật liệu. Qua biểu đồ đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy, ta thấy:
19
- Xem thêm -