Đồ án Thiết Kế Hệ Thống Sấy Buồng Khoai Tây

Trang chủ Tìm kiếm Trang chủ Tìm kiếm Đồ án Thiết kế hệ thống sấy buồng khoai tây pdf 43 559 KB 33 119 4.8 ( 10 lượt) Xem tài liệu Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu Tải về Đang chuẩn bị: 60 Bắt đầu tải xuống Đang xem trước 10 trên tổng 43 trang, để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên Chủ đề liên quan Thiết kế hệ thống sấy buồng Sấy khoai tây Hệ thống sấy buồng khoai tây Quá trình sấy lý thuyết Kĩ thuật sấy

Nội dung

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................3 PHẦN I.TỔNG QUAN .............................................................................................4 1. Nghiên cứu tính chất của vật liệu sấy ………………………………………..4 2. Khái niệm chung về sấy ..................................................................................6 2.1 Định nghĩa ................................................................................................6 2.2 Phân loại ...................................................................................................4 2.3 Nguyên lý của quá trình sấy ......................................................................7 2.4 Tác nhân sấy .............................................................................................7 2.5 Thiết bị sấy ................................................................................................8 3. Giới thiệu về hệ thống buồng sấy ....................................................................9 PHẦN II. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY KHOAI TÂY .......................................11 Chương I.Tính toán các thông số của vật liệu………………..…………………….12 Chương II. Tính toán quá trình sấy lý thuyết…………………...………………….13 1. Giai đoạn I …………………………………………………….……………13 2. Giai đoạn II …….…………………………………………………………..16 3. Giai đoạn III ……………………..…………………………………………19 Chương III. Xác định các kích thước cơ bản của thiết bị …………………………..22 Chương IV. Tính toán quá trình sấy thực tế ………………………………………24 1. Giai đoạn I …………………………………………..……………………….24 2. Giai đoạn II ……………………….…………………………………………28 3. Giai đoạn III …………………………………………………………………32 Chương V . Tính toán chọn Calorife ………………………………………………36 1. Công suất nhiệt của Calorife………………………………..………………36 2. Tiêu hao hơi nước ở Calorife ……………………………………………….37 3. Xác định bề mặt truyền nhiệt của Calorife …………………………………37 Chương VI . Tính toán khí động , chọn quạt gió ……………………….………….42 LỜI KẾT ……………………………………………………………………….....43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………...44 2 LỜI MỞ ĐẦU Với lợi thế tài nguyên thiên nhiên lớn , Việt Nam là một trong những quốc gia phát triển nhanh nhất bắt đầu từ nông nghiệp . Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn . Ngoài việc đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa , nước ta đã bắt đầu xuất khẩu nông sản cùng với các chế phẩm của chúng . Do đó việc ứng dụng các công nghệ mới đóng một vai trò hết sức quan trọng . Trong đó , công nghệ sấy là khâu quan trọng sau quá trình thu hoạch , chế biến bảo quản nông sản . Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong quá trình sản xuất và đời sống thực tế . 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 có thể sử dụng một số loại thiết bị như: sấy thùng quay, hầm sấy , sấy sàn rung ,tháp sấy , buồng sấy … có thể là thiết bị đốt nóng tác nhân hoặc thiết bị làm lạnh để làm khô tác nhân . Chúng ta gọi hệ thống các thiết bị thực hiện một quá trình sấy cụ thể nào đó là một hệ thống sấy . Buồng sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất . Hệ thống sấy buồng là hệ thống sấy từng mẻ ,năng suất không lớn và có thể tổ chức cho tác nhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức . Sấy nông sản là quy trình công nghệ phức tạp . Nó có thể thực hiện trên những thiết bị sấy khác nhau . Ứng với mỗi loại nông sản ta cần chọn chế độ sấy thích hợp nhằm đạt năng suất cao , chất lượng sản phẩm sấy tốt và tiết kiệm năng lượng . Trong đồ án này em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm là khoai tây . Với nhiệm vụ đó , em lựa chọn công nghệ sấy buồng với tác nhân là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào . Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành , do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế . Em rất mong được thầy cô góp ý , chỉ bảo để em có thể bổ sung , củng cố kiến thực cho bản thân . Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của T.S Phạm Ngọc Hưng để em có thể hoàn thành tốt đồ án này . Hà Nội, tháng 3 năm 2020 Sinh viên thực hiện Phạm Thanh Loan 3 PHẦN I . TỔNG QUAN 1.Nghiên cứu tính chất vật liệu sấy Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột. Là loại củ mọc trên rễ, có nguồn gốc ở Nam Mỹ và được đưa đến châu Âu trong thế kỷ 16 sau đó đã được trồng rộng rãi trên thế giới. Là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô. Khoai tây ở Việt Nam chủ yếu trồng vào vụ đông, một số nơi có khí hậu lạnh, như Lâm Đồng, Lào Cai được trồng vụ thu, hoặc vụ xuân hè. Tổng diện tích trồng khoai tây hàng năm của cả nước khoảng từ 25.000 - 30.000 ha, tập trung ở các tỉnh đồng bằng và một số tỉnh miền núi phía Bắc, nhất là các tỉnh Thái Bình, Hải Dương, Nam Định và Ninh Bình. Khoai tây là một trong những loại thực phẩm nhiều chất dinh dưỡng . Có thể nói khoai tây giàu kali hơn tất cả các loại thực phẩm khác , giàu vitamin C , B6 , chúng tốt cho huyết áp , tốt cho tim mạch , giảm nguy cơ tăng huyết áp , giảm nguy cơ đột quỵ , ….. . Chúng có ít năng lượng hơn bưởi , cung cấp nhiều sắt hơn các loại rau củ khác . Khoai tây còn giàu chất xơ và khoáng chất như đồng , mangan,... 4 Tuy nhiên khoai tây là củ có thời gian thu hoạch tương đối ngắn , bảo quản tươi lại rất khó khăn , chính vì vậy sản phẩm khoai tây sấy ra đời nhằm kéo dài thời hạn sử dụng và tăng giá trị sản phẩm . Khoai tây sấy có trọng lượng nhẹ và không cần giữ lạnh . Khoai tây sấy là sản phẩm đa dinh dưỡng , thêm một giải pháp cho việc hỗ trợ lương thực cứu trợ . Khoai tây sấy gọn nhẹ , dễ vận chuyển và bảo quản . Hiện nay, quy trình chế biến khoai tây sấy gồm các công đoạn như sau : Khoai tây Rửa , gọt Ngâm Làm ráo Thái sợi Sấy Đóng gói Thành phẩm Đối với củ tươi, ngay sau khi thái, ở bề mặt thường có "nhựa" chảy ra làm cho khoai tây rất chóng bị sẫm màu do bị oxy hóa. Để tránh hiện tượng này, sau khi thái, khoai tây được ngâm ngay trong nước sạch hoặc trong dung dịch xử lý. Khoai tây ngâm trong dung dịch natri sunfit (Na2SO3) hoặc natri bisunfit (NaHSO3) tỷ lệ 1‰ so với khối lượng củ tươi. Thời gian ngâm 30 phút. Tất cả các lát sau khi ngâm xử lý được vớt lên rổ, rá hoặc những mặt thoáng nhằm làm thoát bớt nước. Sau khi xử lý đưa khoai tây đi sấy . Để giảm bớt thời gian sấy, khoai tây nên được hong gió trước để làm se lớp bề mặt. 5 2.Khái niệm chung về sấy 2.1 Định nghĩa Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi bề mặt vật liệu nhờ sử dụng nhiệt năng . Qúa trình sấy nhằm mục đích giảm bớt khối lượng , tăng độ bền nhiệt của vật liệu , bảo quản tốt vật liệu trong một thời gian dài , nhất là đối với các sản phẩm nông sản , lương thực ; thực phẩm , giảm năng lượng tiêu tốn trong quá trình vận chuyển vật liệu hoặc để đảm bảo các thông số kỹ thuật cho các quá trình gia công vật liệu tiếp theo . 2.2 Phân loại Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức : • Sấy tự nhiên : là phương pháp sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời , năng lượng gió , … để làm bay hơi nước . Phương pháp này đơn giản , không tốn năng lượng , rẻ tiền tuy nhiên không điều chỉnh được tốc độ sấy theo yêu cầu kỹ thuật nên năng suất thấp , phụ thuộc vào thời tiết , cần diện tích bề mặt lớn , không đảm bảo được các chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm , …. Do đó phương pháp này được áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ lẻ , hộ gia đình . • Sấy nhân tạo : là phương pháp sấy sử dụng các nguồn năng lượng do con người tạo ra , thường được tiến hành trong các thiết bị sấy , cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm . Sấy nhân tạo có , tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia thành các dạng : • Sấy đối lưu : là phương pháp sấy cho tiếp xúc vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò , …( gọi là tác nhân sấy ) • Sấy tiếp xúc : là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc với nhiệt độ sấy mà tác nhân sấy truyền nhiệt gián tiếp cho vật liệu sấy qua một vách ngăn . 6 • Sấy bằng tia hồng ngoại : là phương thức sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn điện phát ra truyền cho vật liệu sấy . • Sấy bằng dòng điện cao tần : là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu . • Sấy thăng hoa : là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao , nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi mà không qua trạng thái lỏng . 2.3 Nguyên lí của quá trình sấy Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt . Đây là một quá trình nối tiếp nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu . Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu . Qúa trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh . Vận tốc của toàn bộ quá trình được quy định bởi giai đoạn nào là chậm nhất . Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển từ trong vật liệu sấy ra ngoài bề mặt vật liệu sấy . Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy . Do vậy cần nghiên cứu tính chất là thông số cơ bản của quá trình sấy . 2.4 Tác nhân sấy Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy.Trong quá trình sấy , môi trường buồng sấy luôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vật liệu sấy . Nếu độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy được tăng lên đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật liệu sấy và môi trường trong buồng sấy , quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại . 7 Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy : • Gia nhiệt cho vật liệu sấy . • Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường . • Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt . Tùy theo phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiều các nhiệm vụ trên . Các loại tác nhân sấy : • Không khí ẩm : là loại tác nhân sấy thông dụng nhất , có thể dùng cho hầu hết các loại sản phẩm . Dùng không khí ẩm sẽ có nhiều ưu điểm : không khí có sẵn trong tự nhiên , không độc , không làm sản phẩm sau khi sấy ô nhiễm và thay đổi mùi vị . Tuy nhiên , dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí ( caloripher khí – hơi bay khí – khói ) , nhiệt độ sấy không quá cao . Thường nhỏ hơn 500°C vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bị trao đổi nhiệt phải được chế tạo bằng thép hợp kim hay gốm sứ thì chi phí cao hơn . • Khói lò : khói lò dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên 1000°C mà không cần thiết bị gia nhiệt , tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm do bụi và các chất có hại như 𝐶𝑂2 , 𝑆𝑂2 , … • Hơi quá nhiệt : tác nhân sấy này dùng cho các loại sản phẩm dễ bị cháy nổ và có khả năng chịu được nhiệt độ cao . • Hỗn hợp không khí và hơi nước : tác nhân sấy này chỉ dùng khi độ ẩm tương đối cao . 2.5 Thiết bị sấy Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau để phù hợp với các loại vật liệu sấy riêng biệt . Có nhiều cách phân loại thiết bị sấy : 8 • Dựa vào tác nhân sấy : thiết bị sấy bằng không khí hay thiết bị sấy bằng khói lò , ngoài ra còn có nhiều thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa , sấy bằng tia hồng ngoại , sấy bằng dòng điện cao tần ,…. • Dựa vào áp suất làm việc : thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy ở áp suất thường . • Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy : Thiết bị sấy tiếp xúc , thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy bức xạ ,… • Dựa vào cấu tạo thiết bị : phòng sấy , hầm sấy , sấy băng tải ,… • Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy : cùng chiều hay ngược chiều . ➢ Chọn thiết bị , tác nhân và phương pháp sấy : • Chọn thiết bị sấy : Căn cứ vào ưu nhược điểm của các loại thiết bị sấy và đặc điểm của vật liệu sấy , ở đây là khoai tây với thiết bị sấy là hệ thống buồng sấy . Buồng sấy là một trong những hệ thống sấy đối lưu thông dụng nhất . Hệ thống sấy buồng là hệ thống sấy từng mẻ ,năng suất không lớn và có thể tổ chức cho tác nhân sấy đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức . • Chọn tác nhân sấy : Khoai tây sấy thành phẩm có thể ăn trực tiếp không qua chế biến vì vậy yêu cầu quá trình sấy phải sạch , không bị ô nhiễm , bám bụi Mặt khác sấy khoai tây không sấy ở nhiệt độ cao nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng . 3.Giới thiệu hệ thống sấy buồng Hệ thống sấy đối lưu phổ biến và được ứng dụng rộng rãi nhất trong thực tế là hệ thống sấy buồng . Bộ phận chính của hệ thống sấy buồng là buồng sấy . Hệ thống sấy buồng là hệ thống sấy gián đoạn . Do đó , so với hệ thống sấy hầm năng suất hệ thống sấy buồng thường nhỏ hơn . Tuy nhiên nó đặc biệt thích hợp khi cần sấy nhiều loại vật liệu với năng suất không lớn và không cần sản xuất liên tục . Hệ thống sấy buồng gồm hai loại là hệ thống sấy buồng đối lưu tự nhiên và hệ thống sấy buồng đối lưu cưỡng bức 9 Buồng sấy là không gian thực hiện quá trình sấy khô vật liệu . Đây là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống sấy . Tùy theo phương pháp sấy , loại thiết bị sấy mà buồng sấy có dạng khác nhau . Đối với thiết bị sấy buồng , bộ phận buồng sấy có thể như một cái tủ , có thể lớn như một căn phòng . Trong thiết bị sấy hầm , buồng sấy là một buồng có chiều dài lớn như một đường hầm ( tuynen ) . Trong thiết bị sấy phun , buồng sấy là một buồng hình trụ đứng hay nằm ngang . Trong thiết bị sấy khí động , buồng sấy là một ống hình trụ để đứng , có chiều cao lớn 10 PHẦN II . TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY KHOAI TÂY Thông số : • Năng suất : G2 = 100 kg/mẻ • Độ ẩm ban đầu của khoai tây : ω1 = 80% • Độ ẩm sau khi sấy của khoai tây : ω2= 8% • Chất tải nhiệt là hơi nước có áp suất 5 bar • Tác nhân sấy là không khí • Thời gian sấy 𝜏 = 10ℎ ứng với các điều kiện sau : Chế độ sấy có 3 giai đoạn : Giai đoạn I : Thời gian 𝜏1 = 2h Nhiệt độ môi chất sấy vào t11 = 80℃ Vật liệu có độ ẩm vào 𝜔11 = 80% Vật liệu có độ ẩm ra 𝜔21 = 62,3% Giai đoạn II : Thời gian 𝜏2 = 3h Nhiệt độ môi chất sấy vào t12 = 70℃ Vật liệu sấy có độ ẩm vào 𝜔12 = 62,3% Vật liệu sấy có độ ẩm ra 𝜔22 = 32,4% Giai đoạn III : Thời gian 𝜏3 = 5h Nhiệt độ môi chất sấy vào t13 = 65 ℃ Vật liệu sấy có độ ẩm vào 𝜔13 = 32,4% Vật liệu sấy có độ ẩm ra là 𝜔23 = 8% Tốc độ môi chất sấy cả ba giai đoạn là v = 2 m/s Trạng thái không khí bên ngoài t0 = 25℃ , 𝜑0 = 85% 11 This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Tìm kiếm

Chủ đề

Atlat Địa lí Việt Nam Thực hành Excel Đồ án tốt nghiệp Bài tiểu luận mẫu Đề thi mẫu TOEIC Mẫu sơ yếu lý lịch Hóa học 11 Giải phẫu sinh lý Trắc nghiệm Sinh 12 Tài chính hành vi Đơn xin việc Lý thuyết Dow adblock ​ Bạn đang sử dụng trình chặn quảng cáo?

Nếu không có thu nhập từ quảng cáo, chúng tôi không thể tiếp tục tài trợ cho việc tạo nội dung cho bạn.

Tôi hiểu và đã tắt chặn quảng cáo cho trang web này