Quy Trình Công Nghệ Sấy Thóc - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (39 trang)

Trang chủ

Luận Văn - Báo Cáo

Khoa học tự nhiên

quy trình công nghệ sấy thóc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (211.52 KB, 39 trang )

Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônPhần I MỞ ĐẦUI . SƠ LƯC VỀ THÓC (LÚA) ,TÍNH CHẤT ,ỨNG DỤNG:Lúa là nguồn lương thực chính của gần ½ sốdân trên thế giới. Lúa là loại cây ưa nóng và ẩm, do đó lúa thường được trồng nhiều ở các vùng có khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường được trồng ở các châu thổ sông lớn. Nước ta có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho việc phát triển cây lúa.Thành phần hoá học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose. Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với 3 thành phần kể trên như: đường, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hoá học của hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc. Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng. Thành phần hoá học của hạt lúa :Thành phần Hàm lượng các chất ( % )Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bìnhProtein 6.66 10.43 8.74Tinh bột 47.70 68.00 56.20Xenluloze 8.74 12.22 9.41Tro 4.68 6.90 5.80Đường 0.10 4.50 3.20Chất béo 1.60 2.50 1.90Đectrin 0.80 3.20 1.30 Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong đời sống con người. Lúa còn là nguyên liệu để sản suất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm.SVTH: Lương Thành Đồng Trang 1 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônHiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lượng gạo xuất khẩu trên thế giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới. Đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.II . SƠ LƯC VỀ QÚA TRÌNH SẤY, SẤY TẦNG SÔI:Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều này có ý nghóa quan trọng về nhiều mặt: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng khả năng bảo quản; đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, đối với than củi làm tăng khả năng đốt cháy… Các vật liệu sau khi sấy đều giảm khối lượng hoặc cả thể tích nên giảm được giá thành vận chuyển.Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Cơ chế của quá trình được diễn tả bởi 4 quá trình cơ bản sau :+ cấp nhòêt cho bề mặt vật liệu.+ dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào vật liệu.+ khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ vật liệu ra bề mặt.+ dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh. Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền vận bên trong vật liệu và sự trao đổi nhiệt ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu người ta chia thiết bò sấy ra ba nhóm chính:+ Sấy đối lưu+ Sấy tiếp xúc+ Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoaTheo kết cấu nhóm thiết bò sấy đối lưu có thể gặp các dạng thiết bò sau:SVTH: Lương Thành Đồng Trang 2 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn + TBS buồng + TBS hầm + TBS thùng quay + TBS tháp + TBS phun + TBS tầng sôi + TBS khí độngSấy tầng sôi là một trong các phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối lưu, thích hợp cho việc sấy các hạt nông sản.Bộ phận chính của TBS tầng sôi là một buồng sấy, phía dưới buồng sấy đặt ghi lò. Ghi buồng sấy là một tấm thép có đục nhiều lỗ thích hợp hoặc lưới thép để tác nhân sấy đi qua nhưng hạt không lọt xuống được. Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp được thổi từ dưới lên để đi qua lớp vật liệu. Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng các hạt vật liệu lên và làm cho lớp hạt xáo trộn. Quá trình sôi này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt nhất giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy. Các hạt vật lòêu khô hơn nên nhẹ hơn sẽ nằm ở lớp trên của tầng hạt đang sôi; và ở một độ cao nào đó hạt khô sẽ được đưa ra ngoài qua đường tháo liệu.Sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau:* Ưu điểm:+ Năng suất sấy cao+ Vật liệu sấy khô đều+ Có thể tiến hành sấy liên tục+ Hệ thống thiết bò sấy tương đối đơn giản+ Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy+ Có thể điều chỉnh thời gian sấySVTH: Lương Thành Đồng Trang 3 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôn* Nhược điểm:+ Trở lực lớp sôi lớn+ Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi+ Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đềuIII. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: 1: Quạt 4: Thiết bò say 7: Cyclon2: Calorife 5: Bộ phận nhập liệu3: Lưới phân phối khí 6: Cửa tháo liệu* Yêu cầu của bài toán thiết kế:Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi để sấy thóc với năng suất 5000 kg/h (thành phẩm). Thiết bò được đặt ở thò xã Cao Lãnh – Đồng Tháp. Với hệ thống thiết bò sấy SVTH: Lương Thành Đồng Trang 4 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bôntầng sôi, chủ yếu dùng để sấy thóc đã qua phơi nắng để cho thóc đạt độ khô cần thiết và khô đều hơn, giúp cho việc bảo quản tốt hơn, phục vụ cho việc xuất khẩu. Do đó ta chọn độ ẩm của thóc trước khi sấy không cao lắm, và độ ẩm sau khi sấy thích hợp cho sự bảo quản.Nhiên liệu sử dụng: ta có thể chọn dầu FO để đốt nóng tác nhân sấy (không khí).Phần II CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯNGSVTH: Lương Thành Đồng Trang 5 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônI. CÂN BẰNG VẬT CHẤT:Các ký hiệu sử dụng:G1: năng suất nhập liệu của vật liệu sấyG2: năng suất sản phẩm sau khi sấyω1: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt trước khi sấyω2: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt sau khi sấyd1 : hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô trước khi vào sấyd2 : hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô sau khi vào sấyW : năng suất tách ẩmL: lượng không khí khô cần thiếtl : lượng không khí khô cần thiết để tách 1Kg ẩm ra khỏi vật liệuCác thông số cơ bản:a) Đối với không khí:Trạng thái ban đầu của không khí:t0 = 270Cϕ0 = 80%Tra đồ thò I-d ta có:I0 = 72 KJ/Kg KKKd0 = 18 g ẩm/Kg KKKKhông khí vào thiết bò sấy:Chọn nhiệt độ vào buồng sấy của không khí : t1 = 900CI1 = 132 Kj/Kg KKKKhông khí ra khỏi thiết bò sấy:Chọn nhiệt độ ra của không khí là t2 = 450CSVTH: Lương Thành Đồng Trang 6 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônDựng chu trình sấy lý thuyết trên giản đồ I-d, từ đó ta có:I2 = 139 Kj/Kg KKKd2 = 36 g ẩm/Kg KKK b) Đối với vật liệu sấy (thóc):Theo tài liệu Kỹ Thuật Sấy Nông Sản-Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương ta có các thông số kích thước sau của thóc- Các kích thước của thóc:dài: l = 8,5 mmrộng: a= 3,4 mmdày: b = 2 mmđường kính tương đương: d = 2,76 mmhệ số hình dạng: ϕhd = 1,68- Các thông số khác:nhiệt dung riêng: C = 1,5 KJ/Kghệ số dẫn nhiệt: λ = 0,09 W/mKkhối lượng riêng rắn: ρr = 1150 Kg/m3độ xốp: ε = 0,56diện tích bề mặt riêng khối lượng: f = 1,31 m2/kgkhối lượng riêng xốp: ρv = 500 Kg/m3- Vật liệu trước khi vào thiết bò sấy: ta chọnθ1 = 270Cω1 = 20%- Vật liệu sau khi ra thiết bò sấy: chọn nhiệt độ ra của thóc nhỏ hơn nhiệt độ của không khí khoảng 50Cθ2= 400CSVTH: Lương Thành Đồng Trang 7 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn Bônω2 = 13% , đây là độ ẩm thích hợp để bảo quản thóc.2) Năng suất tách ẩm: hamKgxGW /5.43720,0113,020,0500011212=−−=−−=ωωωNăng suất nhập liệu:G1 = G2 + W = 5000 + 437.5 = 5437.5 Kg/hLượng vật liệu khô tuyệt đối được sấy trong 1 giờ:Gk = G2(1-ω2) = 5000(1 - 0,13) = 4350 Kg/hLượng không khí khô cần thiết để tách 1 Kg ẩm:amKgkkkKgddl /5.55018,0036,01112=−=−=Lượng không khí khô cần thiết cho quá trình:hKgkkkxlWL /243055.555.437==×=II. CÂN BẰNG NĂNG LƯNG:* Nhiệt lượng vào:- nhiệt lượng do không khí mang vào: LI0- nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G2Cvlθ1+CnWθ1- nhiệt lượng do calorife cung cấp: QcTổng nhiệt lượng vào: LI0+ G2Cvlθ1+ CnWθ1+ Qc* Nhiệt lượng ra:- Nhiệt lượng do không khí ra: LI2- Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2Cvlθ2- Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy: QmTổng nhiệt lượng ra: LI2+ G2Cvlθ2 +QmTừ phương trình cân bằng năng lượng, ta có: SVTH: Lương Thành Đồng Trang 8 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônQc=L(I2-I0)+G2Cvl(θ2-θ1)+Qm-CnWθ1Viết cho 1 Kg ẩm bốc hơi:1nmvl12cC-qq)I-(Iqθ++=l1nmvl1201C-qq)I-(I)(θ++=−=lIIlqcVới: ∆=Cnθ1- qvl-qmlIII∆+=2Đối với quá trình sấy lý thuyết: ∆=0qc=l(I2-I0)=55.5(132-72)= kj/kgẩmĐối với quá trình sấy thực tế: lúc này giá trò ∆ sẽ khác 0Nhiệt dung riêng của nước:Cn = 4,18 KJ/Kg oKNhiệt dung riêng của vật liệu:KKgKJCvl0/85,113,018,4)13,01(5,1=×+−=Với 1,5 là nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đốiQvl=G2Cvl(θ2-θ1)=5000×1,85×(40-27)=120250 KJ/hamKgKJWQqvvl/62,2745,437120250===Nhiệt lượng hữu ích cần bốc hơi một kg ẩm:q0 = 2500 + 1,842t2 + Cnθ1 = 2500 + 1,842.45 - 4,18.27 = 2470,03 Kj/Kg ẩmTổn thất của tác nhân sấy:qtn=l×Ck×(t2-t0)=55,5×1,004×(45-27)=993,17 Kj/Kg ẩmNhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: giả sử nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bằng 10% của tổng nhiệt lượngSVTH: Lương Thành Đồng Trang 9 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônDo đó ta có:qm=10%(q0 + qvl+ qtn + qm)=415,3 Kj/Kg ẩm∆ = Cnθ1 - qvl - qm = - 577,06 Kj/Kg ẩmTa thấy ∆ < 0, quá trình sấy thực tế sẽ nằm dưới đường lý thuyết. Để xây dựng quá trình sấy thực tế ta dựa vào phương trình:)(022ddIIÍ−∆+=* Cách xác đinh đường sấy thực tế: Ta cho một giá trò d bất kỳ (d<d2), tính được I2” và xác đònh được điểm 2” trên giản đồ. Nối đường 1-2” cắt đường 45oC ở điểm 2. Đường 0-1-2 xác đònh như trên chính là đường sấy thực tế.Giả sử:d = 30 g ẩm/Kg KKKI1 = 139 Kj/Kg KKK ( bằng với giá trò I2 của quá trình sấy lý thuyết)10001830139"2−−=⇒I= 132,1 Kj/Kg KKKĐiểm 2 của quá trình sấy thực tế có các thông số:d2= 0,0325 Kg ẩm/Kg KKKI2 = 130 KJ/Kg kkkϕ2 = 53%Ta có thể biểu diễn chu trình sấy lý thuyết và thực tế trên giản đồ I-d, hình biểu diễn có dạng như sau:SVTH: Lương Thành Đồng Trang 10 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônId100%12027400đường sấy thựcđường sấy lý thuyếta) Lượng tác nhân cần thực tế:hKKKKgddWL /301720176,00312,01878,4112=−=−=amKgKKKKgWLl /69878,467,358===b) Nhiệt lượng cần thiết:Q=L(I2-I1)=30172×(130 – 72)=1,75.106 KJ/hamKgKjWQq /40005,43710.75,16===Phần III TÍNH THIẾT BỊ CHÍNHSVTH: Lương Thành Đồng Trang 11 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônChọn thiết bò sấy có tiết diện tròn, lưới phân phối có dạng tấm được đục lỗ cho không khí đi lên.Các thông số của tác nhân không khí trong thiết bò sấy tầng sôi:Nhiệt độ tác nhân vào: t1 = 90oCNhiệt độ tác nhân ra: t2 = 45oCNhiệt độ tính toán trung bình: t = 67.5oCKhối lượng riêng: ρk= 1,037 Kg/m3Độ nhớt động học: νk= 19.75.10-6 m2/sĐộ nhớt động lực học: µk= 20,45.10-6 Ns/m2Hệ số dẫn nhiệt: λk= 2,95.10-2 W/m0K = 10,62.10-2 Kj/mh0KI-XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TỚI HẠN:Chuẩn số Arsimet:56332310.88,5037,1)10.75,19(81,9)037,11150()10.76,2()(=−=−=−−kkkrgdArρνρρChuẩn số Reynold tới hạn:2,21075,11150Re130300=+−=−ArArthεεεTốc độ tới hạn:smdvkthth/5,110.76,210.75,19.2,210Re36===−−νII- TỐC ĐỘ CỦA TÁC NHÂN TRONG TẦNG SÔI:Chọn độ xốp của lúa trong tầng sôi là: ε = 0,7SVTH: Lương Thành Đồng Trang 12 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônChuẩn số Arsimet: Ar = 5,88.105Chuẩn số Ly được tra từ đồ thò Ly = f(Ar), ta có:Ly = 200Vận tốc của tác nhân trong tầng sôi được tính theo công thức:smgLyvkkrkk/5,3037,1)037,11150(81,9.10.45,20.200)(..32632=−=−=−ρρρµHệ số giả lỏng của lúa trong tầng sôi:33,25,15,3===thkvvKVì nhiệt độ trong buồng sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt lưới phân phối, nên nhiệt độ của tác nhân ở trên bề mặt lưới phân phối là:smttvvkl/73,35,67273902735,32732731=++=++=Tốc độ thực của tác nhân qua lớp giả lỏng:smvvkkt/57,05,3===εIII- TỐC ĐỘ CÂN BẰNG:Khi vật liệu bắt đầu bò lôi cuốn: ε = 1Chuẩn số Reynold:121010.88,561,01810.88,561,018Re55=+=+=ArArChuẩn số Liasenco:4,301510.88,51210Re533===ArLyVận tốc cân bằng của lúa:SVTH: Lương Thành Đồng Trang 13 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônsmgLyvkkrkc/65,8037,1)037,11150(81,9.10.45,20.4,3015)(..32632=−=−=−ρρρµVận tốc chủ đạo của dòng khí qua lưới: vakChọn: vak = 2vc = 2.8,65 = 17,3 m/sIV- THỜI GIAN SẤY:Độ ẩm tới hạn của lúa là ωk = 13,5% (tính trên căn bản vật liệu khô tuyệt đối: Wk=15,6%), nên quá trình sấy lúa từ ω1 = 20% đến ωk = 13,5% là giai đoạn sấy đẳng tốc và từ ωk = 13,5% đến ω2 = 13% là giai đoạn sấy giảm tốc.Chuẩn số Reynold:69910.75,19.7,010.76,2.5,3Re63===−−kkdvενChuẩn số Fedorov:1,92037,1)10.75,19.(381,9)037,11150(410.76,2.3).(4.326332=−=−=−−kkkrgdFeρνρρChuẩn số Nusselt:34,0034,0065,074,0.09,4)(Re.0151,0−−==hdhFeNuChọn chiều cao lớp hạt ban đầu ở trạng thái tónh h0 = 0,05 mKhi đó: 326,11)05,0.(09,434,0==−NuHệ số cấp nhiệt của tác nhân đến vật liệu:KhmKjdNuKk0232/64,34810.76,210.62,10.326,118,0.===−−λαVới K là hệ số hiệu chỉnh, lấy K=0,8Tốc độ sấy dẳng tốc:fJNm.=SVTH: Lương Thành Đồng Trang 14 Đồ án môn học QT&TB GVHD: Phạm Văn BônTrong đó:Jm: cường độ bay hơi của dòng ẩm (kg/m2h) f: diện tích bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m2/kg)Ta có:rtrqJmmm)(θα−==t: nhiệt độ trung bình của tác nhân trong buồng sấyt = 67,50Cθm:nhiệt độ của vật liệu trong buồng sấyCm05,33=θr: ẩn nhiệt hoá hơi của nướcr = 2417,7 kJ/kghmkgJm2/9,47,2417)5,335,67(64,348=−=⇒N = Jmf = 4,9.1,31 = 6,42 h-1Nhưng thực tế diện tích bề mặt tự do trao đổi ẩm chỉ khoảng 50÷60%, nên tốc độ sấy đẳng tốc thực tế là:N = 6,42.0,5 = 3,21 h-1Thời gian sấy đẳng tốc:phNWWk76,16021,3156,025,011=×−=−=τThời gian sấy giảm tốc:phWWNWkk14,0149,0156,0lg3,26021,3156,0lg3,222=××==τVậy thời gian sấy vật liệu là:ph9,121=+=τττSVTH: Lương Thành Đồng Trang 15

Tài liệu liên quan

quy trình, công nghệ sấy
- 34
- 925
- 4
quy trình công nghệ sấy thóc
- 39
- 3
- 27
Hoàn thiện quy trình công nghệ, thiết bị đánh bóng theo phương pháp ướt và máy sấy trong dây chuyền phân loại cà phê nhân xuất khẩu, năng suất 4 tấn h
- 181
- 665
- 0
Nghiên cứu, thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo khớp co giãn nhiệt trong hệ thống sấy nguyên liệu cấp cho lò nung clinker của dây chuyền sản xuất xi măng công suât 1,2 triệu tấn năm
- 42
- 1
- 1
Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng hải sâm (holothuria scabra) trong quá trình sấy lạnh và bảo quản, đề xuất quy trình sản xuất thực phẩm hải sâm sấy lạnh
- 144
- 1
- 5
nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ và tính toán thiết kế hệ thống thiết bị sấy lõi cói năng suất 3,5 tấnmẻ
- 105
- 735
- 1
tiểu luận công nghệ thực phẩm XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẤY ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP
- 104
- 1
- 0
Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến một số rau quả tươi quy mô nhỏ, chuyển giao công nghệ dây chuyền thiết bị sấy rau quả (xoài)
- 117
- 552
- 1
nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
- 64
- 501
- 0
KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ BẠCH ĐÀN GRANDIS URUGOAY TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN KỸ NGHỆ GỖ TRƯỜNG THÀNH
- 68
- 318
- 0