Đồ Án Sấy thóc tầng sôi ( g2 = 5000kg)

Phần I MỞ ĐẦU

I . SƠ LƯỢC 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 :
[TABLE="width: 91%"]
[TR]
[TD]Thành phần
hoá học[/TD]
[TD="colspan: 3"]Hàm lượng các chất ( % )[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Nhỏ nhất[/TD]
[TD]Lớn nhất[/TD]
[TD]Trung bình[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Protein[/TD]
[TD]6.66[/TD]
[TD]10.43[/TD]
[TD]8.74[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tinh bột[/TD]
[TD]47.70[/TD]
[TD]68.00[/TD]
[TD]56.20[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Xenluloze[/TD]
[TD]8.74[/TD]
[TD]12.22[/TD]
[TD]9.41[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tro[/TD]
[TD]4.68[/TD]
[TD]6.90[/TD]
[TD]5.80[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Đường[/TD]
[TD]0.10[/TD]
[TD]4.50[/TD]
[TD]3.20[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Chất béo[/TD]
[TD]1.60[/TD]
[TD]2.50[/TD]
[TD]1.90[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Đectrin[/TD]
[TD]0.80[/TD]
[TD]3.20[/TD]
[TD]1.30[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Ơ 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.
Hiện 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 LƯỢC 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 nghĩa 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 nhịêt 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 bị sấy ra ba nhóm chính:
+ Sấy đối lưu
+ Sấy tiếp xúc
+ Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoa
Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp các dạng thiết bị sau:
+ TBS buồng
+ TBS hầm
+ TBS thùng quay
+ TBS tháp
+ TBS phun
+ TBS tầng sôi
+ TBS khí động
Sấy 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 lịêu 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 bị sấy tương đối đơn giản
+ Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy
+ Có thể điều chỉnh thời gian sấy
* 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 đều
III. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:



1: Quạt 4: Thiết bị say 7: Cyclon
2: Calorife 5: Bộ phận nhập liệu
3: 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 bị được đặt ở thị xã Cao Lãnh – Đồng Tháp. Với hệ thống thiết bị sấy tầng 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 LƯỢNG

I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT:
Các ký hiệu sử dụng:
G[SUB]1[/SUB]: năng suất nhập liệu của vật liệu sấy
G[SUB]2[/SUB]: năng suất sản phẩm sau khi sấy
w[SUB]1[/SUB]: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt trước khi sấy
w[SUB]2[/SUB]: độ ẩm trên căn bản vật liệu ướt sau khi sấy
d[SUB]1 [/SUB]: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô trước khi vào sấy
d[SUB]2 [/SUB]: hàm ẩm của không khí trên căn bản không khí khô sau khi vào sấy
W : năng suất tách ẩm
L: lượng không khí khô cần thiết
l : lượng không khí khô cần thiết để tách 1Kg ẩm ra khỏi vật liệu
Các thông số cơ bản:
a) Đối với không khí:
Trạng thái ban đầu của không khí:
t[SUB]0 [/SUB]= 27[SUP]0[/SUP]C
j[SUB]0[/SUB] = 80%
Tra đồ thị I-d ta có:
I[SUB]0[/SUB] = 72 KJ/Kg KKK
d[SUB]0[/SUB] = 18 g ẩm/Kg KKK
Không khí vào thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ vào buồng sấy của không khí : t[SUB]1 [/SUB]= 90[SUP]0[/SUP]C
I[SUB]1[/SUB] = 132 Kj/Kg KKK
Không khí ra khỏi thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ ra của không khí là t[SUB]2[/SUB] = 45[SUP]0[/SUP]C
Dựng chu trình sấy lý thuyết trên giản đồ I-d, từ đó ta có:
I[SUB]2[/SUB] = 139 Kj/Kg KKK
d[SUB]2[/SUB] = 36 g ẩm/Kg KKK