Lời nói đầu

            Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển mãi từ những năm 50 đến 60 ở các Viện và các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹ thuật sấy các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp.

            Trong những năm 70 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành những sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú thêm các mặt hàng sản phẩm như: trái cây, cà phê, sữa, bột, cá khô, thịt khô. Trong công nghiệp, sấy các nguyên vật liệu để chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo như:: sợi thuốc lá, sợi vải.

            Đối với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy để sấy các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt được năng suất cao nhất.

            Do tính chất đặc thù của sợi là mảnh, dài dễ bị rối vì vậy trong quá trình sấy phải chọn thiết bị sấy vật liệu tĩnh như thiết bị sấy buồng, sấy hầm, sấy lô. Trong đồ án này ta sử dụng thiết bị sấy hầm.

            Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ mang tính chất đào sâu chuyên ngành nên không thể tránh sai sót. Kính mong thầy giáo tận tình chỉ dẫn cho em để hoàn thành tốt đồ án này và rút kinh nghiệm về sau, em xin chân thành cảm ơn.

PHƯƠNG ÁN SẤY VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY

            Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu. Mỗi phương thức sấy đều có ưu khuyết điểm riêng của nó.

            Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau. Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy. Dọc theo hầm sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất. Nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần. Ưu điểm: vật liệu sấy lúc ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ cao nên khô hơn.

            Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều nhau. Vật liệu ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh. Ưu điểm: thiết bị đơn giản hơn hơn so với sấy ngược chiều. Nhược điểm: độ ẩm cuối của vật liệu sấy còn cao hơn sovới sấy ngược chiều.

            Vậy trường hợp sấy sợi thì phương pháp sấy ngược chiều hiệu quả nhất.

            Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm được tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sấy là không khí nóng.

PHƯƠNG ÁN SẤY VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY

            Có nhiều phương án sấy để sấy vật liệu. Mỗi phương thức sấy đều có ưu khuyết điểm riêng của nó.

            Sấy đối lưu ngược chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi ngược chiều nhau. Tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp nhất tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm nhỏ nhất (vật liệu sấy chuẩn bị ra khỏi hầm sấy. Dọc theo hầm sấy tác nhân sấy giảm dần nhiệt độ và độ ẩm tăng dần di chuyển về phía đầu hầm sấy tiếp xúc với vật liệu sấy có độ ẩm cao nhất. Nên càng về cuối lượng ẩm bốc hơi càng giảm và tốc độ sấy cũng giảm dần. Ưu điểm: vật liệu sấy lúc ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ cao nên khô hơn.

            Sấy đối lưu xuôi chiều: vật liệu sấy và tác nhân sấy đi cùng chiều nhau. Vật liệu ban đầu có độ ẩm lớn tiếp xúc với tác nhân sấy ban đầu có nhiệt độ cao, độ ẩm nhỏ nên bốc hơi nhanh. Ưu điểm: thiết bị đơn giản hơn hơn so với sấy ngược chiều. Nhược điểm: độ ẩm cuối của vật liệu sấy còn cao hơn sovới sấy ngược chiều.

            Vậy trường hợp sấy sợi thì phương pháp sấy ngược chiều hiệu quả nhất.

            Chọn tác nhân sấy: để sản phẩm được tinh khiết không bị bám bẩn ta sử dụng tác nhân sấy là không khí nóng.

Chương 1: NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU SẤY

1. Vật liệu sấy

• Hình dáng: dạng sợi mảnh, dài
• Nhiệt độ ban đầu: t₁ = 20⁰C
• Độ ẩm ban đầu: j₁ = 60%
• Độ ẩm sau khi sấy: j₂ = 9%
• Nhiệt dung riêng: C = 1,046 kJ/kgK

1. Công nghệ sấy

Công nghệ sấy: chọn chế độ sấy đối lưu ngược chiều: tác nhân sấy chuyển động ngược chiều với vật liệu sấy.

Ta chọn thiết bị sấy hầm làm việc liên tục với tác nhân sấy là không khí nóng.

.....................................................................................................................

CHƯƠNG I : VẬT LIỆU SẤY

1.1 Giới thiệu vật liệu sấy:

Vật liệu sấy là thức ăn nuôi tôm.

1.1.1 Đầu vào của vật liệu sấy:

Thành phần chủ yếu của vật liệu sấy gồm:  cá tươi, đậu nành, dầu cá, dầu mực, bột tôm, chất xơ, chất khoáng.

Như vậy vật liệu sấy nhìn chung có thành phàn dinh dưỡng là prôtêin, gluxit và khoáng chất.

Hình dạng, kích thước:

Trước khi đưa và sấy thì vật liệu sấy được đưa qua máy tạo hình gọi là máy viên. Do đó vật liệu sấy có dạng hình trụ tròn. Đường kính và chiếu cao của 1 viên vật liệu sấy tùy thuộc vào sản phẩm dùng làm thức ăn cho tôm ở độ tuổi nào.

Kích thước: đường kính ´ chiều cao như sau:

(1,5´2,25); (1,8´2,7); (2,2´3,3); (2,5´3,75).

Vì thế ta tính toán vật liệu sấy ứng với kích thước lớn nhất (2,5´3,75) mm.

1.1.2. Đầu ra của vật liệu sấy:

Sản phẩm sau khi sấy làm thức ăn cho vật nuôi là tôm. Vì vậy đòi hỏi phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng dinh dưỡng, không gây hại cho tôm. sản phẩm phải có được mùi vị đặc trưng của nguyên liệu phối chế, không được có mùi khét, mốc.

Qui trình sản xuất:

Cá tươi ® xay ® pha dịch ® cân định lượng

Bột đậu nành, bột lọc, bột mì, khoáng, bột cá, tôm

lượng ® tạo viên ® sấy ® làm nguội ® sàng ® đóng gói ® nhập kho.

Tính toán vật liệu sấy:

Các thông số ban đầu của vật liệu:

Độ ẩm ban đầu: = 25% (Lúc ban đầu vật liệu sấy sau khi phối trộn, làm tơi xốp thì = 28 30% nhưng khi ra khỏi máy tạo viên thì nhiệt độ vật liệu sấy là 55^oC và một phần ẩm đã ra khỏi vật liệu) .

Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: Để đảm bảo được yêu cầu bảo quản thì = 12%.

Như vậy các thông số ban đầu được liệt kê như sau:

w₁ = 25%                                    C = 1,15 KJ/kg

w₂ = 12%                                    t = 20 phút (thời gian sấy)

t_m1 = 55^oC

S = 500 kg/m³

Tính toán cân bằng vật liệu sấy:

Lượng ẩm thoát ra trong quá trình sấy:

       kg ẩm/h

Lượng vật liệu sấy đưa vào thùng sấy:

       kg/h.

Công nghệ sấy:

Phương pháp sấy:

Như tính chất vật liệu sấy đã nêu ở trên thì việc lựa chọn phương pháp sấy đối lưu là thích hợp. Bới hiệu quả kinh tế cao hơn phương pháp sấy bức xạ, mặc khác phương pháp sấy này phù hợp với thiết bị sấy cho vật liệu này.

Chọn tác nhân sấy và môi chất mang nhiệt:

Sản phẩm sau khi sấy làm thức ăn cho tôm vì thế không được nhiễm bẩn, nhiễm độc, có mùi thơm nên tác nhân sấy ở đây được chọn là không khí nóng và môi chất mang nhiệt là hơi bão hòa để tiện cho việc điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy khi cần thiết. Mặc khác, thành phần chủ yếu của vật liệu sấy là protein và gluxit nên nhiệt độ tác nhân sấy cho phép là (110¸115^oC) và chọn nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng sấy là t₁ = 105^oC

Thiết bị sấy:

Hình dạng và kích thước của vật liệu sấy đồng đều, dạng hạt, nhỏ. Đặc biệt lúc đầu đưa vào sấy có thể dính cục lại với nhau nếu dùng các thiết bị sấy tĩnh (đối với vật liệu và thiết bị)

Việc chọn thiết bị sấy thùng quay là thích hợp với các đặc điểm phân tích ở trên. Mặc khác, việc sấy liên tục ở thiết bị này tận dụng được lưpưngj nhiệt có trong vật sấy, lúc ra khỏi máy tạo viên nhiệt độ đã 25^oC và nhờ băng tải đưa ngay vào thùng sấy. Đặc biệt độ ẩm chênh lệch của vật liệu sấy lúc đưa vào và lúc sấy xong tương đối nhỏ.

Qui trình công nghệ:

Vật liệu và không khí nóng đi cùng chiều vào thùng sấy, không khí được quạt đẩy (5) đẩy vào caloraphe (4), hơi nước bão hòa đi trong ống caloraphe làm nóng không khí đến 115^oC, không khí tiếp tục đi vào thùng (3), khí thải đi vào xyclon (2), vật liệu rơi trở lại còn khí thoát ra ngoài. Vật liệu từ máy tạo viên được băng tải đưa vào thùng tiếp liệu nhờ có bộ phận hướng liệu đưa vào thùng quay theo chiều nghiêng của thùng quay, vật liệu sấy trao đổi nhiệt với không khí nóng, quá trình trao đổi nhiệt, ẩm xảy ra và vật liệu sấy khô đi vào phểu chứa sản phẩm và được đóng bao.