Tài liệu Thiết kế máy sấy bánh tráng bằng máy sấy băng tải 2 mặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHÚ YÊN KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ MÁY SẤY BÁNH TRÁNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LỚP: PHAN THỊ QUỲNH TRÂM ĐẠI HỌC HOÁ HỌC C15 KHOA: KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phú Yên, năm 2018 1 LỜI MỞ ĐẦU Nền nông nghiệp nước ta phát triển rất mạnh vì có ưu thế về nhiều mặt từ đó có thể nói nông nghiệp là nền kinh tế quan trọng của nước ta, đặc biệt nông sản của chúng ta không chỉ đáp ứng yêu cầu của nhân dân trong nước mà còn được xuất khẩu ra nước ngoài. Và chúng ta đứng thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo, nhưng chỉ xuất khẩu gạo thô thì không thể có thu nhập cao từ đó chúng ta đã bắt đầu xuất khẩu thêm các chế phẩm đa dạng từ gạo như phở, hủ tiếu, các loại bánh,.. nhất là Bánh tráng. Bánh tráng – món ăn dân dã quen thuộc của mọi người dân trên đất nước Việt Nam và được hầu hết mọi người yêu thích đến ngay cả người nước ngoài cũng chuộng sản phẩm này. Được làm từ gạo là chính và có một số loại được pha trộn cùng dừa hay một số loại tinh bột có khả năng tạo màng khác để tăng hương vị. Cách làm cũng rất đơn giản chỉ cần đem bột pha cùng với nước ở tỷ lệ thích hợp dùng đồ múc và tráng mỏng trên miếng vải căng trên 1 chiếc nồi rồi được hấp chín tầm 2-3 phút sau đó đem phơi khô đến trong lại trên các tấm phên bằng tre và được ràng lại thành dây 10 cái. Nhưng chỉ với cách thực hiện thủ công thì không thể đủ sản lượng để cung cấp ra nước ngoài từ đó chúng ta phải phát triển ngành công nghệ thực phẩm để đáp ứng đủ nhu cầu của mọi người. Các loại máy móc trong các hệ thống công nghệ cần được đổi mới, cải tiến, cập nhật thường xuyên giúp giảm sức lực con người, tăng năng suất sản phẩm, giải quyết vấn đề thất nghiệp,… Trong đó quá trình sấy chính là 1 phần quan trọng của các hệ thống sản xuất bánh tráng cũng như nông sản khô. Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như thiết bị sấy (hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy,…), thiết bị đốt nóng tác nhân (calorifer) hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân, quạt, bơm và một số thiết bị phụ như hầm đốt, xyclon,… Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy. Với quá trình sấy được phân em xin chọn thiết kế máy sấy bánh tráng bằng máy sấy băng tải 2 mặt giúp cho bà con nông dân dễ dàng, chủ động hơn trong quá trình sản xuất không phụ thuộc vào thời tiết giúp tăng năng suất tăng thu nhập tăng việc làm 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Nguyên, vật liệu và khái niệm 1.1.1. Bánh tráng 1.1.1.1. Khái niệm Bánh tráng hay Bánh đa là một dạng bánh sử dụng nguyên liệu chính là tinh bột tráng mỏng phơi khô, khi ăn có thể nướng giòn (miền Bắc Việt Nam gọi là bánh đa nướng, miền Nam gọi là bánh tráng nướng) hoặc nhúng qua nước để làm nem cuốn. Nó còn là nguyên liệu để làm một món ăn rất Việt là nem hay bánh đa nem 1.1.1.2. Nguyên, vật liệu Nguyên liệu chính thường là bột gạo (nhiều nơi dùng sắn, ngô, đậu xanh… hoặc pha trộn chung) pha lỏng vừa phải với nước. Có cho vào đó một ít bột sắn với một tỷ lệ hợp lý để bánh có thêm độ dẻo, ít bị bể và dễ tráng mỏng, nếu pha nhiều bột sắn (khoai mì) sẽ làm cho bánh có vị chua. Ngoài ra còn có các phụ gia khác như mè, muối, tiêu, tỏi, dừa, hành, đường… tùy loại bánh tráng các miền. 1.1.1.3. Phân loại Phụ thuộc vào vùng miền sản xuất, tuỳ theo hình dạng, kích thước, độ dày mỏng, độ khô, phương pháp sản xuất, nguyên liệu làm bánh và mục đích sử dụng của khách hàng mà bánh có các loại sau:  Bánh mềm: bánh phở tươi, bánh cuốn  Bánh cứng: bánh nhúng, bánh đập, bánh tráng nướng 1.1.1.4. Thành phần, giá trị dinh dưỡng Bảng 1: Giá trị dinh dưỡng Năng Béo(gam Bột Cellulose lượng Đạm(gam) ) đường(gam) (gam) (Kcal) 333 4 0.2 78.9 0.5 Tro(gam) 0 1.1.1.5. Công dụng Được sử dụng như cơm để ăn kèm thức ăn tùy cách ăn có thể đem bánh đi nướng giòn trên than hồng hay nhúng qua nước cho mềm (có thể sau khi nướng hoặc không nướng), cuốn nem rán (chả giò). Bánh tráng nướng giòn có thể ăn kèm cùi dừa rất ngon. Bánh tráng có thể được ăn kèm với nhiều món ăn như: mắm ruốc, gỏi… không nhất thiết phải qua công đoạn nướng giòn. 3 1.1.1.6. Sản phẩm Bánh tráng sau khi được sấy khô tuỳ vào hình dạng và kích thước mà nó được sử dụng với các mục đích khác nhau: vơi độ ẩm 20-25% được đem đi cắt sợi từ 1mm làm phở hoặc hủ tiếu, với đường kính 18-20cm thì đem đi làm bánh đa nem hoặc với bánh đường kính từ 45-50cm thì đem nhúng với nước cuốn với thức ăn hoặc đem đi nướng giòn,… cùng 1 vài chế phẩm khác đem đi làm thức ăn vặt được nhiều người yêu thích. 1.1.1.7. Thời gian thu hoạch, phân bố địa lý Các quy trình sản xuất bánh tráng rất là đơn giản nhưng nó phụ thuộc khá nhiều và thời tiết. Khi trời nắng thì thuận lợi cho năng suất cao nhưng khi trời mưa thì không thể sản xuất dẫn tới năng suất thấp. Từ đó chỉ cần chúng ta có thể khống chế được nhiệt độ và thời gian làm bay hơi nước đạt đến độ ẩm yêu cầu là 12% thì có thể sản xuất vào bất kỳ thời gian nào mà chúng ta muốn. Các lò bánh nổi tiếng ở nước ta tập trung ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ cùng với tỉnh Tây ninh. Còn lại thì hầu như ở đâu có trồng lúa thì đều có lò bánh rải rác khắp nước. 1.1.2. Cơ sở lý thuyết 1.1.2.1. Khái niệm Sấy là quá trình làm khô vật liệu bằng phương pháp bay hơi do nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt, đây là phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. 1.1.2.2. Phân loại phương pháp sấy Có 2 loại sấy cơ bản là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo:  Tự nhiên: Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, … (gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên). Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc của quá trình yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,…  Nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tuỳ theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia thành nhiều dạng: - Phương pháp sấy đối lưu: trong phương pháp này việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự nhiên hay cưỡng bức). trường hợp này mỗi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt. - Phương pháp sấy tiếp xúc: trong phương pháp sấy này việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực hiện bằng dẫn nhiệt do vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn. 4 - Phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại: dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy - Phương pháp sấy dùng điện trường cao tần: trong phương pháp này người ta để vật ẩm trong điện trường tần số cao. Vật ẩm sẽ được nóng lên. Trường hợp này môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt cho vật. - Sấy thăng hoa: Sấy trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp, nên độ ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn sang hẳn trạng thái hơi mà không cần qua trạng thái lỏng Các phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần, sây thăng hoa ít được sử dụng trong công nghiệp nên gọi chung là phương pháp sáy đặc biệt 1.1.3. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy Tốc độ sấy phụ thuộc vào một số yếu tố chủ yếu sau:  Bản chất của vật liệu sấy như cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết ẩm,….  Hình dạng vật liệu sấy: kích thức mẫu sấy, bề dày lớp vật liệu,… Diện tích bề mặt riêng vật liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh.  Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.  Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của không khí.  Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của không khí sấy, nhiệt độ cuối cao thì nhiệt độ trung bình của không khí càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng nhiệt độ cuối không nên quá cao vì không sử dụng triệt để nhiệt.  Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức và chế độ sấy. 5 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Quy trình sản xuất Lắng bột Khuấy Xay gạo Hấp Ngâm gạo Trải vĩ Vo gạo Giá phơi Gạo Hơi bão hoà Nước Nhiệt Đóng gói Hình 2.1: Quy trình công nghệ  Thuyết minh quy trình  Chuẩn bị gạo : - Chọn loại gạo. - Gạo phải còn nguyên không bị vỡ vụn. - Gạo có độ dẻo, thơm vừa.  Vo gạo : Sau khi chọn loại gạo thích hợp, tiến hành định lượng rồi cho vào thùng có chứa nước tiến hành vo gạo cho sạch, thường theo kinh nghiệm thì vo hai lần là đủ.  Ngâm gạo: Gạo sau công đoạn vo tiếp tục cho vào thùng ngâm với nước (nước máy hoặc nước giếng nhưng phải thật sạch không mùi). Tiến hành ngâm cho tới khi thấy hạt gạo trương phồng to mềm nhũn thì cho thêm muối ăn với tỉ lệ 10:1, một ít muối có thể làm tăng tính đậm đà cho bánh đồng thời làm tăng chất đạm. Thông thường ngâm với thời gian từ ba đến năm giờ đồng hồ ( tuỳ theo từng loại gạo). 6 Xay bột: Dùng máy xay bột nước, cho gạo cùng với nước vào xay, ta được bột gạo lỏng để làm bánh.  Lắng bột: Bột lỏng sau khi xay cho vào chậu để lắng, thời gian lắng theo kinh nghiệm từ 10 giờ đến 12 giờ, lấy bột lắng, tiến hành khuấy đều kiểm tra độ sánh của bột theo yêu cầu từng loại bánh.  Hấp (Công đoạn tráng): Băng hấp thực chất là một băng vải, vải đặc biệt theo kinh nghiệm người làm bánh lâu năm thường sử dụng đó là loại vải For, xếp thành hai lớp, băng vải được trùm kín lên miệng của nồi nước sôi được gia nhiệt bằng củi đốt trên băng vải cạnh mép nồi, khoét một lỗ nhỏ để thêm nước do tổn thất. Bột tráng được cho vào muỗng tráng cho lên băng vải tráng đều mỏng, đậy nắp nồi hấp thời gian từ 5 tới 10 giây. Bánh chín dùng đũa tách bánh ra khỏi băng vải cho lên vỉ.  Trải vỉ: Vỉ được làm bằng băng lưới, hoặc bằng tre, bánh chín được trải lên đầy vỉ rồi đem phơi.  Phơi: Vĩ được phơi bằng ánh nắng tự nhiên cho đến khi nào đạt đến độ khô. Khi bánh khô thì tiến hành đóng gói bảo quản để đưa vào sử dụng 2.2. .Sơ đồ công nghệ  7 Hình 2.2: Dây chuyền công nghệ 8 1. Động cơ điện 2. Đường bột cấp 3. Bột lỏng 4. Cánh khuấy 5. Đường bột xuống 6. Thanh chắn dòng bột 7. Máng chứa bột 8. Xã tràn 9. Thùng chứa bột tráng 10. Van vệ sinh 11. Trục quay 12. Máng dẫn định dạng 13. Lò xo 14, 22. Tang dẫn động 15. Băng tải dưới 16. Bột vào tủ hấp 17. Tủ hấp 18. Nước ngưng ra 19. Băng tải trên 20, 25. Tang đuôi 21. Dao gạt 23. Tấm vỉ bằng lưới 24. Bánh đa trên mặt vỉ 26.Lò hơi 27. Bình tách hơi ẩm 28. Đường hơi vào tủ hấp  Nguyên lý Bột chuẩn bị cho việc sản xuất bánh được bơm từ bể tạo bột qua đường cấp bột (3) vào thùng chứa bột hồ hình trụ (2). Tại đây bột được khuấy trộn đều bởi cánh khuấy (1), dẫn động quay cho cánh khuấy là động cơ điện (4) có hộp giảm tốc bột được khuấy đạt trạng thái đồng nhất qua van chặn (5) chảy trong máng hộp (6) đổ xuống bề mặt băng tải hấp (12), dòng bột tràn trên băng tải và được định dạng bằng hộp định dạng (7), hộp định dạng có cấu tạo: Ba mặt bên tiếp xúc với băng tải và mặt còn lại có thanh gạt điều chỉnh tạo khe hở đúng bằng chiều dày lớp bột, dòng bột được tải qua khe hở, được tráng thành màng bột mỏng đều có chiều dày lớp bột yêu cầu, ta gọi bộ phận này là cơ cấu tráng (10).Tải bột là băng tải hấp bằng vải chuyển động được nhờ hai tang đó là tang dẫn động và tang đuôi (9) và (15) với vận tốc yêu cầu, kéo tang chuyển động là động cơ điện thông qua hộp giảm tốc và bộ truyền xích. Lớp bột liên tục được băng tải kéo vào tủ hấp (11). Hơi nước bảo hoà khô được đưa từ nồi hơi (26) qua đường dẫn và van cấp hơi (14). Hơi bảo hoà có áp suất bằng với áp suất khí quyển chiếm đầy không gian hộp hấp và trao đổi nhiệt với lớp bột trên băng tải thành nước ngưng, nước ngưng được xả định kỳ bởi van (13). Bột ra khỏi khoang hấp chín tạo thành bánh đa ẩm được dao (16) tách ra. Bánh ẩm được đưa vào hệ thống sấy băng tải, thực chất của hệ thống sấy bánh đa bằng băng tải là bánh được rải đều trên băng bằng lưới thép (19) chuyển động cùng tốc độ với tốc độ bánh rơi trên băng. Bánh đa ẩm trao đổi nhiệt đối lưu với không khí nóng (20) chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động của băng tải. Không khí được quạt đẩy qua 9 calorifer khí – hơi (24), hơi nước bảo hoà khô theo đường (25) vào calorifer gia nhiệt cho không khí ngưng lại thành nước ngưng được thoát ra qua van (13). Bánh ra khỏi buồng sấy đạt độ khô yêu cầu. Bánh đa khô được băng tải chuyển qua trục kéo cấp cho dao cắt (23) gồm lưỡi dao thứ nhất được gắn trên trục quay cùng chuyển động quay còn lưỡi dao thứ hai được gắn cố định trên cơ cấu giữ. Bánh đa ôm vào trục quay, dao quay mang bánh đến cự cắt dưới tác dụng của lực cắt bánh được cắt ra thành tấm với chiều dài bằng chu vi của trục mang dao cắt. 2.3. Sơ đồ thiết bị 10 Hình 2.3: Sơ đồ thiết bị 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Tang dẫn động Bánh đa ẩm vào Khí thoát Quạt hút Động cơ điện Băng tải trên Băng tải dưới Khung buồng sấy 9. Hơi nước ra vào 10. Calorife 11. Quạt đẩy 12. Bánh khô ra 13. Bộ chuyền xích 14. Không khí sạch 15. Trục 2.4. Chế độ, phương án sấy Sấy đối lưu với tác nhân là không khí nóng – phương pháp sấy này được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp     Cường độ sấy cao Cho phép điều chỉnh trong phạm vi rộng Đạt được bất kì độ ẩm cuối nào của vật liệu sấy Không phụ thuộc vào thời tiết 2.4.1. Ưu, nhược điểm  Ưu điểm - Thiết bị đơn giản - Dễ lắp đặt và chế tạo - Năng suất sấy cao - Hệ thống làm việc nhẹ nhàng  Nhược điểm - Giá thành chế tạo calorife khí hơi cao 2.4.2. Thông số yêu cầu Năng suất đầu: G2 = 200kg/h Độ ẩm đầu: ω 1=80 % Độ ẩm cuối: ω 2=12 % Đặc điểm vật liệu: - Chiều rộng: b = 400mm - Chiều dày: δ =0.2mm  Hệ thống sấy đặt tại Phú Yên: - Nhiệt độ trung bình năm: t0 = 26.5° C - Độ ẩm trung bình năm: φ 0=82 %     11 CHƯƠNG 3. : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1. Thông số vật lý của bánh Bánh tráng được hình thánh từ 2 cấu tử là bột khô và nước. Theo tài liệu ta xác định được các đại lượng vật lý của bánh. 3.1.1. Khối lượng riêng của bánh được xác định ρb =ρbột ( 1−ω )+ ρn ω ,[kg/m3 ] Với: 3 ρbột :khối lượngriêng của bột khô ,[kg /m ] ρn :khối lượngriêng của nước ,[kg /m3 ] ω : độ ẩmcủa bánh , %  Khi ω=80 % ρb =ρbột ( 1−ω 1 )+ ρn ω1 3 ¿> ρb=950 × (1−0,8 ) +1000 ×0,8=990[kg /m ]  Khi ω=12 % ρb =ρbột ( 1−ω 2 ) + ρn ω2 3 ¿> ρb=950 × (1−0,12 ) +1000× 0,12=956[kg /m ] 3.1.2. Nhiệt dung riêng của bánh C pb =C pbột ( 1−ω )+ C pn ω Với: C pbột : Nhiệt dung riêng của bột khô, [kg /m3 ] C pn: Nhiệt dung riêng của nước, [kg /m3 ] ω : Độ ẩm của bánh ,%  Khi ω=80 % C pb=C pbột ( 1−ω1 ) +C pn ω1 C pb = 1,46 (1 – 0,8) + 4,2 ×0,8 = 3,652 (kJ/kg)  Khi ω=12 % C pb =C pbột ( 1−ω2 ) +C pn ω2 C pb = 1,46 (1 – 0,12) + 4,2 × 0,12 = 1,7888 (kJ/kg) 3.1.3. Hệ số dẫn nhiệt 1 ❑b= A . C pb . ρb ( ρb 3 ) , W /mK Mb Với: A: hệ số liên kết ( A= 3,58.10−8) 12 M b: Khối lượng mol phân tử bánh M b=M H O + M bot , Kg/ Kmol 2 Trong đó: M bot : Khối lượng mol hân tử bột xem gần đúng bột gạo có công thức hoá học dạng (C6H10O5)n => M bot = 162 Kg/Kmol M H O: Khối lượng mol phân tử nước, M H O= 18Kg/Kmol 2  2 M b= 18+162 =180 Kg/Kmol  Khi ω=80 % : ❑b= A . C pb 1 . ρb 1( ρb 1 13 ) Mb -8 3 = 3,58.10 . 3,652.10 . ( 990 13 ) 180 = 0,2308 W/mK 1 ρb 2 3 ❑b= A . C pb 2 . ρb 2( ) Mb  Khi ω=12 % = 3,58.10-8 .1,7888.103. ( 956 13 ) 180 = 0,1117 W/mK 3.1.4. Tính toán vật chất 3.1.4.1. Phương trình cân bằng vật chất G1 = G2 + W, [Kg/h] Trong đó: G1 : khối lượng bánh sấy đi vào thiết bị trong 1 giờ, Kg/h G2 : khối lượng bánh đi ra ngoài thiết bị trong 1 giờ, Kg/h W : lượng ẩm cần bốc hơi trong 1 giờ Vật liệu khô tuyệt đối qua thiết bị sấy Gk Gk = G2 . 100−ω 2 100 = 200. 100−12 100 = 176 Kg/h 3.1.4.2. Khối lượng bánh đi vào thiết bị sấy trong 1 giờ 100−ω 2 G1 = G2 . 100−ω 1 = 200 . 100−12 100−80 = 880 Kg/h 3.1.4.3. Lượng ẩm cần bay hơi W = G1 - G2 = 880 – 500 = 380 kg/h 3.1.4.4. Tác nhân sấy Không khí nóng: 13  Ưu điểm: dễ điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm không gây bụi bẩn cho thiết bị và vật liệu sấy khô, khó gây cháy không làm biến màu sản phẩm, thiết bị sấy không khí nóng không cần kín lắm  Nhược điểm: - Là tác nhân sấy nên hiệu suất thấp - Dựa vào ưu điểm của tác nhân sấy nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng - Tác nhân sấy dùng trong máy sấy là không khí sạch được gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà trong dàn calorifer  Nhiệt độ hơi nước bão hoà: tbh = 100C  Áp suất hơi bão hoà : Pbh = 1,5at - Chọn nhiệt độ sấy cho phép t1:  Theo kinh nghiệm khi sấy, bánh tráng có thể chịu được nhiệt độ trên dưới 90C. Do đó ta chọn nhiệt độ tác nhân vào buồng sấy là t1 = 90C  Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy chọn sơ bộ t 2 = 40C tương ứng với độ ẩm 2  Sau đó kiểm tra lại nhiệt độ t 2 thoả mãn điều kiện 2 = (90 ± 5)% 3.1.4.5. Tính toán quá trình sấy lý thuyết a. Xác định các thông số không khí ngoài trời Hình 3.1: ϕ0 Quá trình sấy lý thuyết Ta biết được không khí ngoài trời có áp suất P = 1 Bar Trạng thái không khí ngoài trời A được xác định nhờ cặp thông số: 14 (t0, 0) = ( 26,5C, 82%)  Áp suất hơi bão hoà của không khí ứng với t0 = 26,5C 4026,42 4026,42 Pb0 = exp {12- 235,5+t } = exp {12- 235,5+26,5 }= 0,034 bar  Lượng ẩm d0 được xác định theo công thức sau: φ0 . pb 0 d0 = 0,622 . 1−φ . p ; [kg ẩm/ kg kk] 0 b0 0,82. 0,034 d0 = 0,622 . 1−0,82.0,034 = 0,018 ( kg ẩm/ kg kk)  Enthanpy I0 : I0 = t + d0 (2500 + 1,842 . t) ; [kJ/kgkk] I0 = 26,5 + 0,018 (2500 + 1,842 . 26,5) = 72,38 (kgJ/kgkk) b. Xác định trạng thái không khí sau calorife trước khi vào buồng sấy (B):  Do quá trình sấy lý thuyết : d1 = d0 = 0,017 kg ẩm/kgkk.  Biết được cặp thông số (t1, d1) = (t1,d0)  Xác định độ ẩm tương đối 1 và entanpy I1 của không khí trước khi vào TBS.  Áp suất bão hòa Pb1 tương ứng t1 = 900C  Ta chọn t1 = 900C vì theo kinh nghiệm thì vật liệu sau khi sấy khô chịu được nhiệt độ t1 = 900C cho nên ta chọn TNS vào hộp sấy t 1 = 900C như ở trên . Vì vậy : Pb1= exp. Pb1= exp. 4026 , 42 235 ,5+t 1 { } 4026 , 42 12− { 235 ,5+90 }=0 , 691 12− , [bar]  Độ ẩm tương đối 1 : B . d1 1 = P b1 .(0 , 622+d 1 ) ,[%]. 1.0,018 1 = 0,691 .(0,622+0,018) = 4,07 %  Entanpy I1 I1 = t1 + d1.(2500 + 1,842t1), [kJ/kgkk] 15 bar. Thay d1 = d0 =0,018 kg ẩm/kgkk, t1 = 90oC vào công thức trên ta được I1 = 90 + 0,018. (2500 + 1,842.90) = 137,98 kJ/kgkk c. Xác định thông số của không khí sau quá trình sấy lý thuyết (C0) Tính lượng chứa ẩm d20 sau quá trình sấy lý thuyết. Để tính d20 ta đã biết :t2 = 400C chọn ở trước và I20 = I1 = 137,98 kJ/kgkk I 20 −t 2 = 137 , 98−40 2500+1 , 842 . 40 d20 = 2500+1 , 842. t2 = 0,0381 kg ẩm/kgkk. Độ ẩm tương đối 20, áp suất bão hòa ứng với t2 = 400C { 12− Pb2 = exp. 4026 , 42 4026 , 42 =exp . 12− 235 ,5+t 2 235 , 5+40 } { } = 0,0732 bar B . d 20 1 .0 ,0381 20 = P b2 .(0, 622+d 20 ) = 0,0732 .(0, 622+0 ,0381) = 78,9% Với độ ẩm 20 = 78,9%, kiểm tra điều kiện 20 = (90 ± 5)% ta thấy 20 tính được chưa thoả mản nên chọn lại nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy, chọn t2 < 40oC. Chọn lại : t2 = 37,5oC  Ta tính lại lượng chứa ẩm d20 : I 20−t 2 = 137 , 98−37 , 5 2500+1 , 842 .37 , 5 d20 = 2500+1 , 842. t 2 = 0,039 kg ẩm/kgkk.  Phân áp suất bão hòa của hơi nước ứng với t2 = 370C { 12− 4026 , 42 4026 , 42 =exp . 12− 235 ,5+t 2 235 , 5+37 , 5 Pb2 = exp.  Độ ẩm tương đối 20 : } { } = 0,064 bar B . d 20 1.0,0381 20 = P b2 .(0 , 622+d 20 ) = 0,064 .(0,622+0,0381 ) = 90,1% Với độ ẩm 20 = 90,1%, kiểm tra điều kiện 20 = (90 ± 5)% ta thấy 20 tính được đã thoả mản nên nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy t 2 = 37,5oC đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương . d. Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm  Lượng không khí khô cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm vật liệu sấy 1 1 = l = d 20−d 0 0 , 0381−0 ,018 = 49,75 kgkk/kg ẩm. 0  Lượng không khí khô cần thiết trong 1giờ : L0 = l0 . W = 47,62 × 380 = 18095,6 kgkk/h. . 16 e. Lưu lượng thể tích trung bình V0 : V0 = 0,5.(VB + VC0), [m3/h] Trong đó : VB = L0.vB , m3/h. VC0 = L0.vC0 , m3/h. vB_ Thể tích không khí ẩm chứa 1 kg không khí khô tại B vC0_ Thể tích không khí ẩm chứa 1 kg không khí khô tại C0. Theo phụ lục 5 (TTTKHTS -Trần Văn Phú) ta có thể tích của không khí ẩm chứa trong 1 kg không khí khô trước và sau quá trình sấy lý thuyết tương ứng bằng vB = 1,08 m3/kgkk và vC0 = 0,954m3/kgkk ứng với t1 = 900C, 1 = 4,05% và t2 = 40oC, 20 = 92%. => VB = 18095,6 × 1,08 = 19543,248 m3/h. VC0 = 18095,6 × 0,954 = 17263,2024 m3/h. Vậy : V0 = 0,5.( 19543,248 + 17263,2024) = 36806,4504m3/h.=10,2239 m3/s. f. Nhiệt lượng tiêu hao Q0 Nhiệt lượng tiêu hao q0 theo công thức : q0 = l0 (I1 - I0) = 47,62.(137,98 – 73,38) = 3076,252 kJ/kg ẩm. Hay Q0 = q0 . W = 3076,252 . 380 = 1168975,75 kJ/h = 324,7168525 kW L0 là một trong hai thông số cho phép ta chọn quạt và Q 0 là cơ sở chọn calorifer khi thiết kế sơ bộ một HTS. 3.2. Thiết kế băng tải sấy và xác định kích thước máy sấy : 3.2.1. Xác định vận tốc băng tải sấy Vận tốc của băng tải sấy bằng vận tốc của băng tải hấp : Hoặc được xác định theo công thức sau : G2 200 = Vts = b.δ . ρ .3600 0,4 . 0, 0002.957 .3600 = 0,73 m/s. a. Xác định chiều dài băng tải sấy G2 .τ s V.ρ Trong đó: +l s Lbs = , [m] G2 _ Năng suất sấy ở đầu ra máy sấy, G2 = 200 kg/h. τs _ Thời gian sấy, s. Chọn thời gian sấy bánh đa τs = 50s . V _ Thể tích bánh đa trên 1m chiều dài băng , m3/m. V = b.δ.1 = 0,4.0,0002.1 = 0,00008 m3/m. ρb2 _ Khối lượng riêng của bánh đa ra, kg/m3 ls _ Chiều dài đoạn băng bổ sung, m 17 200.50 +(0,5÷1) 3600.0,0002.0,4 .957 Lbs = = 37,28 m  b. Chiều rộng băng tải sấy : Do việc vận chuyển bánh có chiều rộng : b = 200 ÷ 400 mm Ta chọn : b = bmax = 400 mm Chọn : a = 30 mm Trong đó: Bt - Chiều rộng băng tải a - Chiều rộng dự trữ. b - Chiều rộng của bánh đa Do vậy chiều rộng của băng tải được tính theo công thức thực nghiệm sau : Bt = bmax + 2.a = 400 + 2.30 = 460 mm 3.2.2. Xác định đường kính tang và chiều dài tang của băng tải 3.2.2.1. Đường kính tang Băng tải sấy cũng giống băng tải hấp, sử dụng nhiều loại tang khác nhau như : Tang dẫn động, tang đuôi, con lăn đỡ. Đường kính của các loại tang được xác định theo công thức sau : D = k1.k2.z1 , [mm] Trong đó : z1 -Số lớp cấu tạo băng, z1 = 1 k1-Hệ số phụ thuộc vào tính chất lớp kim loại làm băng, phụ thuộc vào kp (k1 = 180 mm) k2 -Hệ số phụ thuộc vào công dụng của tang Tang dẫn động và tang đuôi : k2 = 0,8 Tang đỡ và tang quay : k2 = 0,36 Đường kính tang dẫn động và tang đuôi : Dd1 = Dd2 = 180.0,8.1 = 144 mm Chọn : Dd1 = Dd2 = 150 mm Đường kính con lăn : Chọn : Dcl = 60 mm Chiều dài tang theo công thức : Lt1 = Bt+ ( 40 ÷ 100 ) = 460 + 40 = 500 mm 3.2.2.2. Tính công suất dẫn động băng tải sấy: Đối với băng bằng lưới kim loại phẳng khi truyền lực kéo là nhờ ma sát . Công suất trên trục băng tải được tính theo công thức thực nghiệm : 7,4 . k . L. v t +2 G2 . L+37 . G2 . δ N = 1000. 1 .36 , [kW] Trong đó : L-Chiều dài băng tải giửa hai trục,m L = 10m 18 k-Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng của băng tải (bảng 17.2 /TKHTS) k = 32 (Chiều rộng băng tải Bt1= 460mm). G2 – Năng suất khối lượng của băng tải, kg/h.lh G2 = 200kg/h. δ - Chiều dày của lớp bánh trên băng, m. δ = 0.0002 mm vt - Vận tốc của băng tải, m/s vt = 0,73 m/s Thay số ta được : 7,4.32.3,3.0,73+2.200.3,3+37.200.0,0002 =1,3911 N = 1000.1,36 kW Do chiều dài của băng tải : 30< L<40 m cho nên công suât trên trục của 1 băng tải Nt Nt = N + 30%.N = 1,3911 + 0,3.1,3911 = 1,808kW. 3.2.3. Kích thước của máy sấy băng tải : 500 200 150 500 3.2.3.1. Kích thước hộp gió : 3600 Hình 3.2 : Bố trí hộp gió nóng Với L1 _ Chiều dài mỗi băng tải (khoảng cách giữa 2 tâm của hai tang dẫn và tang bị dẫn), Lt1 = 12,4267 m lg _ Chiều dài hộp gió nóng , lg = 12,5 m bg _ Chiều rộng hộp gió nóng , bg = 0,5 m hg _ Chiều cao hộp gió nóng , hg = 0,15 m n _ Số băng tải, n = 3 19 q _ Khoảng cách giữa hai băng tải cạnh nhau, q = 0,35 m p _ Khoảng cách giữa hai hộp gió nóng cạnh nhau, p = q = 0,35 m r _ Khoảng cách giữa hai hộp gió nóng cạnh nhau, r = 0,1m Kích thước hộp dẫn hướng : nd = 0,2 m kd = 0,15 m md = 0,2 m. Toàn bộ hộp gió nóng được bọc một lớp cách nhiệt có chiều dày : δcn = 0,04m. 3.2.3.2. Kích thước buồng sấy : Chiều dài buồng sấy : L = 12,5 m Chiều cao buồng sấy : H = 1,0m Chiều rộng buồng sấy : B = 0,5m 3.2.4. Tính toán nhiệt thiết bị sấy băng tải : Một thiết bị sấy thực tế ngoài tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi còn có thể có nhiệt lượng bổ sung Q bs và đương nhiên luôn luôn tồn tại tổn thất nhiệt ra môi trường qua kết cấu bao che Q mt, tổn thất nhiệt do thiết bị chuyển tải Qct và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi Qv 3.2.4.1. Tổn thất do vật liệu sấy mang đi : Theo kinh nghiệm trong sấy nông sản thực phẩm ta chọn nhiệt độ đầu ra của báng đa sấy tv2 theo điều kiện sau : tv2 = (t1 – 10)oC = 90 – 10 = 80oC. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi : Qv = G2.Cpb2.(tv2 – tv1), kJ/h. Trong đó : Cpb2 _ Nhiệt dung riêng của bánh đa khô, kJ/kgK tv1_ Nhiệt độ của bánh đa vào sấy, tv1 = 75oC. => Qv = 200.1,845.(80-75) = 1845 kJ/h. Q v 1845 = =4 , 855 qv = ƯW 380 kJ/kg ẩm. 3.2.4.2. Tổn thất do băng tải mang đi : 1 Qct = Gt.Ct.(tt2 – tt1). τ , [kJ/h] Trong đó : Ct _ Nhiệt dung riêng của thép làm băng tải, Ct = 0,5 kJ/kgK. tt1 Nhiệt độ của băng tải khi τ = 0, ta chọn tt1 = 85oC . tt2 Nhiệt độ của băng tải khi τ = 50s, ta chọn tt2 = 90oC Gt_ Khối lượng của băng tải, Kg. 20