Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 2: Tổng quan về công nghệ sấy

Chương 2: Tổng quan về công nghệ sấy

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy được đốt

nóng. Nhờ đốt nóng hoặc cả tác nhân sấy lẫn vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng

vật liệu sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật và phân áp

suất trong tác nhân sấy tăng dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm từ trong lòng

vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào mơi trường.

Do đó hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp

cung cấp nhiệt:



2.3.2



-



Hệ thống sấy đối lưu: Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một

dịch thể nóng mà thơng thường là khơng khí nóng hoặc khói lò.

Đây là loại hệ thống sấy phổ biến hơn cả.



-



Hệ thống sấy tiếp xúc: trong hệ thống sấy tiếp xúc vật liệu sấy

nhận nhiệt từ bề mặt nóng. Như vậy, người ta tạo ra chênh lệch

phân áp nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy.



-



Hệ thống sấy bức xạ: Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận

nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật

liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào mơi trường. Do đó,

độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy vào môi

trường được tạo ra chỉ bằng cách đốt nóng vật.



-



Các hệ thống sấy khác: hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần, hệ

thống sấy dùng năng lượng điện từ trường để đốt nóng vật.

Phương pháp sấy lạnh



Trong phương pháp sấy lạnh, người ta tạo ra độ chênh lệch phân áp suất

hơi nước giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy chỉ bằng cách giảm phân áp suất

hơi nước trong tác nhân sấy nhờ giảm lượng chứa ẩm. Khi đó ẩm trong vật

liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trường có thể trên dưới nhiệt

độ mơi trường và cũng có thể nhỏ hơn 0ºC.

Phương pháp sấy lạnh có thể phân làm:

9



2.4

2.4.1



-



Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t>0: Với hệ thống sấy này, tác nhân

sấy trước hết được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử

ẩm bằng phương pháp hấp phụ, sau đó được đốt nóng hoặc làm

lạnh đến nhiệt độ mà công nghệ yêu cầu rồi cho đi qua vật liệu

sấy. Do đó, khi phân áp suất trong tác nhân sấy nhỏ hơn phân áp

suất trên bề mặt vật nên ẩm từ dạn lỏng trên bề mặt vật bay hơi

vào tác nhân sấy, kéo theo sự dịch chuyển ẩm trong lòng vật ra bề

mặt.



-



Hệ thống sấy thăng hoa: là hệ thống mà ẩm trong vật liệu sấy ở

dạng rắn trực tiếp biến thành hơi đi vào tác nhân sấy. Trong hệ

thống sấy thăng hoa, người ta tạo ra mơi trường trong đó nước

trong vật liệu sấy ở dưới điểm ba thể và áp suất tác nhân sấy bao

quanh vật p<610 Pa.



-



Hệ thống sấy chân không: nếu nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ hơn 273K

nhưng áp suất xung quanh p>610 Pa thì khi vật liệu sấy nhận

được nhiệt lượng, các phân tử nước ở thể rắn chuyển thành thể

lỏng và sau đó mới chuyển thành thể hơi đi vào tác nhân sấy.



Thiết bị sấy

Thiết bị sấy buồng

• Cấu tạo chủ yếu của thiết bị sấy buồng là buồng sấy. Nếu dung

lượng của buồng sấy bé và thiết bị là các khay sấy thì người ta gọi









hệ thống sấy buồng này là tủ sấy.

Là thiết bị sấy chu kỳ từng mẻ.

Năng suất sấy khơng lớn.

Có thể sấy nhiều dạng vật liệu khác nhau từ vật liệu dạng cục, hạt

như các loại nông sản đến các vật dạng thanh, tấm như gỗ, thuốc







lá,…

Tác nhân sấy thường là khơng khí nóng hoặc khói lò ( khơng khí

được đốt nóng nhờ calorife điện hoặc calorife khí-khói. Calorife

được đặt dưới các thiết bị đỡ vật liệu hoặc hai bên sườn buồng sấy.



10



2.4.2



Thiết bị sấy hầm

• Thiết bị chính là một hầm sấy dài, từ 10-20m hoặc có thể lớn

hơn, chiều cao và chiều ngang phụ thuộc vào kích thước xe goong













và khay tải vật liệu sấy.

Thiết bị chuyển tải trong sấy hầm thường là xe goong hoặc là

băng tải.

Có thể làm việc bán liên tục hoặc liên tục nên năng suất lớn.

Có thể sấy được nhiều dạng vật liệu sấy khác nhau.

Tác nhân sấy chủ yếu là khơng khí nóng.

Calorife dùng để gia nhiệt cho khơng khí thường là calorife khíhơi hoặc khí-khói tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu là hơi nước

hay là khói lò. Có hai cách đưa tác nhân sấy vào hầm là từ trên

xuống hoặc từ hai bên.

11



2.4.3



Thiết bị sấy tháp

• Thiết bị chính là một tháp sấy, trong đó người ta đặt một loạt kênh

dẫn tác nhân nóng và kênh thải tác nhân sấy xen kẽ nhau. Vật liệu

sấy trong sấy tháp là dạng hạt tự chảy từ trên xuống. Tác nhân sấy

từ kênh dẫn xuyên qua lớp hạt chuyển động đi vào các kênh thải







để ra ngồi.

Sấy tháp là hệ thống sấy liên tục.

Là thiết bị chuyên dụng để sấy các dạng hạt cứng như ngơ, thóc,

đậu,…có độ ẩm khơng lớn lắm.



12



2.4.4



Thiết bị sấy thùng quay

• Thiết bị sấy là một thùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng một góc

nào đó. Trong thùng sấy bố trí các cánh xáo trộn. Khi thùng quay,

vật liệu sấy vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng

sấy vừa bị xáo trộn từ trên xuống dưới. Tác nhân sấy cũng vào

















đầu này ra đầu kia của thùng sấy.

Thiết bị sấy thùng quay cũng là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt,

cục nhỏ nhưng có độ ẩm ban đầu lớn và khó dịch chuyển nếu

dùng thiết bị sấy tháp.

Có thể làm việc liên tục.

Độ điền đầy của vật liệu sấy trong thùng quay tùy theo cấu tạo và

vật liệu sấy.

Tác nhân sấy chủ yếu của thiết bị sấy thùng quay thường là khơng

khí nóng hoặc khói lò. Nó có thể chuyển động cùng chiều hoặc

ngược chiều với vật liệu sấy.

Ưu điểm: quá trình sấy đều đặn, mãnh liệt

cường độ sấy lớn

13







2.4.5



dễ dàng cơ giới hóa và tự động hóa

Nhược điểm: dễ bị vỡ vụn

tiêu tốn năng lượng.



Thiết bị sấy khí động

• Thiết bị sấy có thể là một ống tròn hoặc hình phễu, trong đó tác

nhân sấy có tốc độ cao làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sấy từ

đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy.

• Thường dùng để sấy các vật liệu dạng hạt bé, mảnh nhỏ như than,

cám,…và độ ẩm cần lấy đi thường là độ ẩm bề mặt.

• Tác nhân sấy chủ yếu là khơng khí và khói lò.

• Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng lớn, nhất là điện dùng cho quạt.



14



2.4.6



Thiêt bị sấy tầng sơi

• Thiết bị chính là một buồng sấy, trong đó vật liệu sấy nằm trên ghi

có đục lỗ. Tác nhân sấy có thơng số thích hợp được đưa vào dưới

ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như

hình ảnh các bọt nước sơi.

• Là hệ thống chun dùng để sấy hạt.

• Ưu điểm: năng suất lớn, thời gian sấy nhanh, vật liệu sấy được sấy

rất đều.



15



2.4.7



Thiết bị sấy phun

• Thiết bị chính là một hình chóp trụ, phần chóp hướng xuống dưới.

Dung dịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào các vòi phun

hoặc trên đĩa quay ở đỉnh tháp tạo thành những hạt dung dịch bay

lơ lửng trong thiết bị sấy.

• Tác nhân sấy có thể được đưa vào cùng chiều hay ngược chiều

thực hiện quá trình truyền nhiệt ẩm với các hạt dung dịch và thốt

ra ngồi qua xyclon.

• Là thiết bị chun dùng để sấy các dung dịch huyền phù như

trong dây chuyền sản xuất sữa bột, sữa đậu nành,…



16



2.5

Tác nhân sấy

2.5.1 Khái niệm



Tác nhân sấy là những chất cấp nhiệt cho vật để bay hơi ẩm, đồng thời

tải ẩm đó ra khỏi phòng sấy.

Các tác nhân sấy thường dùng là các chất khí như khơng khí, khói lò, hơi

q nhiệt và chất lỏng như các loại dầu, một số loại muối nóng chảy,..

2.5.2 Nhiệm vụ

- Gia nhiệt cho vật liệu sấy.

- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường.

- Bảo vệ vật liệu liệu ẩm khỏi bị hỏng do q nhiệt.

2.5.3 Các tác nhân sấy

• Khơng khí nóng

Là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, không gây độc hại và khơng làm

bẩn sản phẩm sấy. Khơng khí vừa là hỗn hợp nhiều chất khí khác nhau: nitơ,

oxy, hơi nước,…

- Ưu điểm:

Rẻ, có sẵn trong tự nhiên.

Có thể dùng hầu hết cho các loại sản phẩm.

- Nhược điểm:

Cần trang bị thêm bộ phận gia nhiệt khơng khí.

• Khói lò



17



Trong các hệ thống sấy, khói lò có thể được dùng với tư cách hoặc là tác

nhân sấy hoặc với tư cách cung cấp nhiệt lượng để đốt nóng khơng khí trong

caloriphe khí-hơi.

Khói lò gồm khói khơ và hơi nước vốn có trong nhiên liệu và do phản

ứng cháy hidro sinh ra. Khói lò bao giờ cũng chứa một lượng nhất định tro

bay theo và những chất độc hại vốn có trong nhiên liệu. Do đó, khói lò chỉ

dùng làm tác nhân sấy trong các trường hợp vật liệu sấy không bị bám bẩn

như thức ăn gia súc hoặc vật liệu xây dựng.

2.6 Lựa chọn thiết bị

Dựa vào những đặc điểm, tính chất của vật liệu sấy cũng như các phương

pháp sấy để chọn được phương pháp sấy phù hợp với củ cải. Thiết bị sấy làm

việc gián đoạn có năng suất thấp cồng kềnh, thao tác nặng nhọc nếu khơng có

thiết bị vận chuyển, nhiều khi không đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thiết bị

sấy làm việc gián đoạn thường được ứng dụng khi năng suất nhỏ,sấy các loại

có hình dạng khác nhau. Còn thiết bị sấy liên tục cho chất lượng sản phẩm tốt

hơn, thao tác nhẹ nhàng hơn. Yếu tố quan trọng để chọn thiết bị sấy liên tục là

tính chấ vật liệu sấy. Để sấy vật liệu dạng cục thì dùng thiết bị thùng quay,

hầm. Để sấy vật liệu dạng hạt, tơi thì dùng thiết bị thùng quay, thổi khí,

xiclon, tầng sơi. Để sấy huyển phù, dung dịch, chất nóng chảy thường dùng

loại sấy phun cũng như loại tầng sơi. Vì vậy, với vật liệu sấy là củ cải ta chọn

phương pháp sấy hầm. Sấy hầm là thiết bị sấy liên tục, năng suất cao mà vẫn

đảm bảo chất lượng sản phẩm. Chọn tác nhân sấy là không khí nóng vì khơng

gây độc hại và khơng làm bẩn sản phẩm không ảnh hưởng đến chất lượng sản

phẩm.



PHẦN II: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ SẤY

Chương 1: Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy hầm

1.1 Năng suất sấy trong một giờ

Năng suất sấy là sản lượng thành phẩm trong một năm. Năng suất có thể

là khối lượng G (kg/năm) hoặc thể tích V (m3/năm).

Đề bài đã cho năng suất sấy là : 10000 kg/ngày

18



Năng suất sấy trong một giờ:

G2 = 10000:24 = 416,7 kg/h

Khối lượng vật liệu ẩm vào hầm sấy:

G1 = G2∗ = 416,7* = 1666,8 kg/h

1.2 Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ

W = G2∗ = 416,7* = 1250,1 kg/h

1.3Chọn chế độ sấy

Ta chọn hệ thống sấy hầm không hồi lưu và tác nhân sấy là không khí

nóng đi ngược chiều với vật liệu sấy. Thơng số khơng khí ngồi trời ta lấy t o =

20oC và ϕo = 85% . Ta chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm sấy là t 1 = 85oC,

nhiệt độ tác nhân ra khỏi hầm sấy chọn sơ bộ t 2 = 35 oC và độ ẩm tương đối

φ2= (90±5)%. Chúng ta sẽ kiểm tra lại điều này. Thời gian sấy là 8h.

1.4Tính tốn q trình sấy lý thuyết



Sơ đồ nguyên lý hệ thống

Trong đó 1: Quạt



2: Calorifer



Đồ thị I-d khảo sát quá trình sấy như hình vẽ



19



3: Hầm sấy



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 2: Tổng quan về công nghệ sấy

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×