THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY BĂNG TẢI để SẤY CHÈ VỚI NĂNG SUẤT 195,5KG SẢN PHẨM GIỜ

TỔNG QUAN

Giới thiệu về nguyên liệu chè

1.1.1.Giới thiệu sơ bộ về sản phẩm chè

Chè (trà) là một thức uống phổ biến tại Việt Nam, không chỉ mang lại cảm giác giải khát mà còn chứa nhiều thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe Tuy ít người biết đến, chè thực sự mang lại giá trị dinh dưỡng và tác dụng tích cực cho cơ thể.

Chè là cây có lịch sử trồng trọt hơn 4000 năm, có nguồn gốc từ Trung Quốc và hiện nay đã phát triển rộng rãi trên toàn thế giới Là một cây thuộc họ Camellia, chè có đặc điểm là cây thường xanh nhiệt đới với lá xanh sáng và có răng cưa Việt Nam được xem là cái nôi của trà, đặc biệt là ở phía Bắc, nơi chè được trồng nhiều nhất Hiện nay, chè được phát triển ở nhiều vùng đất với nhiều giống loài khác nhau, trong đó có giống chè Trung du.

(trồng nhiều ở trung du và miền núi thấp), chè Shan (vùng thượng du, cao nguyên), chè Ấn Độ (vùng Tây Nguyên) và giống chè PH

Chè được chế biến từ lá chè non và búp chè của cây chè, bao gồm những búp có 1 tôm và 2-3 lá non, được hái từ các đọt chè có từ 4-5 lá trong giai đoạn trưởng thành kỹ thuật Nguyên liệu chè yêu cầu có hàm lượng tanin cao, trong khi hàm lượng protein và clorophin phải thấp.

1.1.2.Các thành phần chính trong chè nguyên liệu

Bảng 1.1 Thành phần hóa học chính trong búp chè [10]

Hình 1.1 Búp chè nguyên liệu

Nước trong lá chè non có tỷ lệ cao hơn so với lá chè già, với sự phân bố khác nhau ở các bộ phận của búp trà Cụ thể, tỷ lệ nước trong tôm đạt 76,6%, trong lá thứ nhất là 75,6%, và trong lá thứ hai cũng là 75,6%.

Nước đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chỉ tiêu tiêu hao nguyên liệu cho mỗi đơn vị sản phẩm và ảnh hưởng đến lựa chọn chế độ công nghệ trong chế biến Trong sản xuất chè đen, nếu độ ẩm trong giai đoạn vò quá cao, nước ép sẽ bị chiết ra mạnh, dẫn đến tổn thất chất chiết.

Tanin là thành phần hóa học quan trọng nhất trong lá trà tươi và trà thành phẩm, với hàm lượng tanin cao tương ứng với chất lượng trà tốt Đây là một hỗn hợp phức tạp của các chất polyphenol, không chỉ tạo nên hương vị độc đáo mà còn tham gia vào quá trình biến đổi hóa học nhờ enzyme oxy hóa, mang lại hương thơm và màu sắc đặc trưng cho từng loại trà Đặc biệt, búp chè non chứa nhiều tanin và ít EGCG, tạo ra vị chát dịu và giảm độ đắng.

Caffeine là một alkaloid quan trọng trong lá trà, có vị đắng và không mùi Hàm lượng caffeine cao hơn ở lá trà non, với sự khác biệt giữa các loại lá: lá nõn tôm và lá 1 chứa 4-7%, lá thứ 2 có 4-5%, và lá thứ 3 có 3-7% Khi caffeine kết hợp với tanin trong trà, nó tạo ra hợp chất tanat caffeine, gây ra váng khi trà nguội Caffeine trong trà có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, giúp tinh thần minh mẫn, giảm stress và mệt mỏi trong công việc.

Protein đóng vai trò quan trọng trong việc cấu tạo enzyme, là cơ sở cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Ngoài ra, protein cung cấp các axit amin tự do, góp phần nâng cao chất

Pectin có hai loại chính là pectin hòa tan và protopectin Pectin hòa tan trong nước mang lại vị ngọt dịu, giúp tăng độ nhớt của dung dịch chè và nâng cao chất lượng sản phẩm Ngoài ra, pectin còn góp phần tạo hương vị cho chè, mang lại hương vị táo chín khi làm héo Ở mức độ vừa phải, pectin giúp chè xoắn lại nhưng vẫn dễ dàng hấp thụ các hương thơm mới Nguyên liệu chè chứa nhiều dầu thơm, đặc biệt là các loại dầu có nhiệt độ sôi cao, càng làm tăng chất lượng chè thành phẩm.

Men đóng vai trò quan trọng trong sự sống, bao gồm hai nhóm chính: men thủy phân như proteaza, amylaza, pectinaza và men oxy hóa-khử như polyphenoloxydaza, peroxydaza Chúng quyết định hướng phát triển của mọi phản ứng hóa học trong cơ thể sinh vật và kích thích tất cả các biến đổi hóa học.

Chất tro trong chè tươi chiếm khoảng 4-5% và trong chè khô khoảng 5-6%, đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi trạng thái của chất keo, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của tế bào.

Trong nguyên liệu chè, các sắc tố chính bao gồm clorofin, caraten, xantofin và antoxianidin Ngoài ra, trong quá trình chế biến, còn xuất hiện những sắc tố mới Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm chè, người ta sẽ lựa chọn phương pháp để loại bỏ hoặc giữ lại các sắc tố này trong quá trình chế biến.

+ Trong chè xanh clorofin là sắc tố chủ yếu quyết định màu nước pha chè thành phẩm.

Xantofin là một sắc tố màu vàng không tan trong nước, góp phần tạo ra màu vàng cho bả chè Màu sắc này trở nên rõ ràng hơn khi clorofin trong nguyên liệu bị phân hủy.

+ Antoxianidin khi bị oxy hóa thì tan được trong nước và nó là sắc tố chủ yếu của màu nước pha chè đen (màu đồng đỏ)

Ngày nay, trà đã trở thành một thức uống phổ biến toàn cầu nhờ những lợi ích sức khỏe tuyệt vời Nước trà cung cấp nhiều chất chống oxy hóa tự nhiên, giúp bảo vệ cơ thể và chống lão hóa, mang lại vẻ đẹp trẻ trung Chính vì vậy, trà được mệnh danh là “phép chữa bệnh chỉ trong một cái tách”.

Chè là sản phẩm chế biến từ búp, cuộng và lá non của cây chè, với nhiều phương pháp chế biến khác nhau Hiện nay, chè rất đa dạng và phong phú, được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

Cơ sở lí thuyết của quá trình sấy

Sấy là quá trình loại bỏ nước hoặc độ ẩm trong vật liệu, giúp giảm lượng nước và tăng tỷ lệ chất khô Quá trình này rất quan trọng trong bảo quản và chế biến nông sản, thực phẩm, liên quan đến các hiện tượng vật lý như truyền dẫn, đối lưu và bức xạ.

Quá trình sấy cung cấp năng lượng nhiệt để chuyển đổi trạng thái pha lỏng trong vật liệu thành hơi Đối với công nghệ sấy thăng hoa, pha lỏng sẽ chuyển thành rắn trước khi hóa hơi, tạo thành một quy trình nối tiếp Trong sản xuất, hầu hết các vật liệu chứa nước, được gọi là ẩm.

-Quá trình sấy chia thành 2 giai đoạn:

Quá trình khuếch tán ẩm từ bên trong vật liệu ra bề mặt bên ngoài và chuyển hơi nước từ bề mặt ra môi trường xung quanh diễn ra do sự chênh lệch độ ẩm giữa vật liệu và môi trường.

Quá trình chuyển pha diễn ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu vượt quá áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí xung quanh.

-Mục đích của quá trình sấy:

Sấy là quá trình sử dụng năng lượng để loại bỏ nước khỏi vật liệu rắn hoặc lỏng, giúp giảm khối lượng và chi phí vận chuyển Quá trình này cũng kéo dài thời gian bảo quản bằng cách loại bỏ độ ẩm, ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và hạn chế các phản ứng sinh hóa Bên cạnh đó, sấy còn nâng cao tính cảm quan của sản phẩm, mang lại mùi vị, màu sắc đặc trưng và hình dạng độc đáo cho từng loại.

1.2.2.Nguyên lý của quá trình sấy Động lực của quá trình đó là sự chênh lệch ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốc của toàn bộ quá trình sấy được quy định bởi giai đoạn nào chậm nhất, ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy Trong quá trình sấy thì nhiệt độ và môi trường không khí ẩm xung quanh ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy [3].

1.2.3.Tác nhân sấy, chế độ sấy, thiết bị sấy

Tác nhân sấy là chất thiết yếu dùng để tách ẩm khỏi vật liệu sấy và loại bỏ ẩm ra khỏi thiết bị sấy Trong quá trình sấy, tác nhân này giúp đảm bảo vật liệu đạt độ ẩm an toàn Nếu không có tác nhân sấy, độ ẩm từ vật liệu sẽ tích tụ trong buồng sấy, làm tăng độ ẩm tương đối và ngăn cản quá trình thoát ẩm Vì vậy, nhiệm vụ chính của tác nhân sấy là duy trì môi trường khô ráo, hỗ trợ hiệu quả trong quá trình sấy.

+ Gia nhiệt cho vật liệu sấy

+ Tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy

+ Đưa ẩm ra khỏi thiết bị sấy

Trong quá trình sấy đối lưu, tác nhân sấy đóng vai trò quan trọng vì vừa cung cấp nhiệt vừa loại bỏ độ ẩm Những tác nhân sấy phổ biến bao gồm không khí nóng, khói lò, hơi quá nhiệt và các chất lỏng.

Không khí ẩm là một trong những tác nhân sấy phổ biến, phù hợp với hầu hết các loại sản phẩm mà không làm ô nhiễm hay thay đổi mùi vị của chúng Tuy nhiên, để sử dụng không khí ẩm hiệu quả, cần phải kết hợp với bộ gia nhiệt, như calorifer khí, hơi hay khí, và nhiệt độ sấy không nên vượt quá 180C Nếu nhiệt độ quá cao, thiết bị trao đổi nhiệt sẽ cần được chế tạo từ thép hợp kim hoặc gốm sứ, dẫn đến chi phí cao hơn.

- Khói lò: dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên 1000C mà

Vì vậy khói chỉ dùng cho các vật liệu không sợ bị ô nhiễm như gỗ, đồ gố và một số loại hạt có vỏ.

Hơi quá nhiệt là phương pháp sấy hiệu quả cho các sản phẩm dễ cháy nổ, có khả năng chịu nhiệt cao Quy trình sấy bằng hơi quá nhiệt thường diễn ra ở nhiệt độ trên 100°C và áp suất khí quyển, giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất cao trong quá trình xử lý.

Thiết bị sấy là công cụ dùng để tách ẩm khỏi vật liệu, giúp vật liệu đạt độ ẩm an toàn sau khi ra khỏi thiết bị Việc phân loại thiết bị sấy có thể dựa vào nhiều yếu tố khác nhau như tác nhân sấy, áp suất làm việc, phương thức hoạt động, phương pháp cung cấp nhiệt, cấu tạo thiết bị, chiều chuyển động của vật liệu sấy và tác nhân sấy.

Thiết bị sấy được phân loại thành ba nhóm chính dựa trên phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu, bao gồm sấy đối lưu, sấy tiếp xúc và sấy bức xạ, cùng với sấy chân không và sấy thăng hoa.

Trong hệ thống sấy đối lưu, có nhiều loại thiết bị sấy phổ biến như: sấy thùng quay, sấy hầm, sấy khí động, sấy tầng sôi, sấy phun và sấy tháp.

Chọn thiết bị sấy, tác nhân sấy, chế độ sấy cho quá trình sấy chè

Việc sản xuất các sản phẩm từ chè mang lại giá trị kinh tế cao, đặc biệt là các sản phẩm sấy khô Các phương pháp sấy như sấy tầng sôi, sấy vĩ ngang và sấy băng tải có thể được áp dụng, nhưng chỉ chè khô hoặc khô một phần mới phù hợp với nguyên lý sấy tầng sôi Do đó, thiết bị sấy băng tải trở thành lựa chọn phổ biến nhất nhờ vào đặc tính sấy hiệu quả cho sản phẩm chè.

Hình 1.4 Thiết bị sấy băng tải

1 Phễu nhận vật liệu sấy 2 Trục lăn dẫn VLS

3 Buồng sấy 4 Con lăn đỡ

7 Thùng chứa sản phẩm 8 Lò đốt

9 Tấm chắn khí nóng-TNS 10 Ống khói

Thiết bị sấy băng tải dựa trên nguyên lý sấy đối lưu, có những ưu điểm nổi trội như:

-Khi qua một băng tải vật liệu được đảo trộn và sắp xếp lại nên tăng bề mặt tiếp xúc pha nên tăng tốc độ sấy.

-Có thể đốt nóng giữa chừng, điều khiển dòng khí

-Phù hợp với vật liệu sấy dạng sợi như chè

-Có thể thực hiện sấy cùng chiều, ngược chiều hay chéo dòng [12]

Dựa trên yêu cầu sản phẩm và chế độ công nghệ, quá trình sấy chè lên men cần đảm bảo các tính chất chất lượng Do đó, tác nhân sấy nên sử dụng không khí được làm nóng bởi calorifer, với nhiệt độ cung cấp cho không khí từ quá trình ngưng tụ hơi nước bão hòa.

1.3.3.Chọn chế độ sấy Để đảm bảo giữ được các tính chất về màu sắc và thành phần hóa học trong chè tươi, ta chọn chế độ sấy như sau:

+ Nhiệt độ tác nhân sấy vào : t1 = 85C

+ Nhiệt độ tác nhân sấy ra : t2 = 39C

+ Độ ẩm tương đối của môi trường : 0 = 81%

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sơ đồ công nghệ

Phá vỡ tế bào và tạo hình

Thuyết minh quy trình

Quá trình sản xuất chè đen bao gồm các bước chính như làm héo, vò và sàng chè vò, lên men, sấy khô, và tinh chế (sàng phân loại và đấu trộn) Nguyên liệu để chế biến chè đen là búp chè một tôm hai, ba lá non được thu hái từ nương chè Sau khi thu hoạch, nguyên liệu có độ ẩm 75 – 80% và được làm héo để giảm lượng nước, giúp lá chè trở nên mềm và dẻo dai hơn Quá trình này cũng làm tăng hàm lượng chất khô, từ đó nâng cao khả năng hoạt động của các enzyme trong nguyên liệu chè.

Lá chè được vò để làm dập tế bào, giúp các thành phần trong lá thoát ra bề mặt Sau khi sấy, dịch bào bám lên lá, tạo độ óng ánh và dễ hòa tan trong nước, mang lại hương vị đặc trưng của chè đen Quá trình oxy hóa do tanin và các hợp chất khác tiếp xúc với không khí tạo ra mùi vị, hương và màu sắc cho sản phẩm.

Giai đoạn lên men chè vò là một bước quan trọng trong quy trình sản xuất chè đen, nhằm tạo ra biến đổi sinh hóa, chủ yếu là oxy hóa tanin nhờ tác động của enzyme, từ đó hình thành màu sắc và hương vị đặc trưng của nước chè Sau khi đạt mức lên men tối ưu, nhiệt độ cao được áp dụng để ngừng hoạt động của enzyme, đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất Đồng thời, độ ẩm của chè được giảm xuống còn 3-5%, giúp bảo quản chè hiệu quả và làm cho cánh chè trở nên xoăn, đen bóng.

Sau khi hoàn tất quá trình sấy, chè sẽ được phân loại dựa trên các tiêu chí như kích thước, khối lượng và hình dạng Tiếp theo, chè được trộn lẫn theo tỷ lệ nhất định, đáp ứng yêu cầu của khách hàng hoặc tiêu chuẩn của nhà máy Cuối cùng, sản phẩm chè được đóng gói cẩn thận để bảo quản và đưa ra thị trường tiêu thụ.

Lưu trình công nghệ của quá trình sấy

Hình 2.1 Lưu trình công nghệ của quá trình Sấy

Do yêu cầu về độ khô của chè nên tác nhân sấy được sử dụng ở đây là không khí nóng.

Tác nhân sấy là không khí bên ngoài với nhiệt độ 25 oC, được quạt đẩy vào calorifer để nhận nhiệt gián tiếp từ hơi bão hòa qua thành ống trao đổi nhiệt Hơi bão hòa di chuyển trong ống trong khi không khí đi ra ngoài Sau khi được gia nhiệt lên 85 oC, không khí sẽ đi vào buồng sấy qua đường ống Trong buồng sấy, không khí đi qua lưới phân phối khí để đảm bảo phân phối đều, tiếp xúc với chè trên các băng tải, cung cấp nhiệt để hơi nước trong chè bốc hơi Dòng không khí nóng di chuyển ngược chiều với dòng sản phẩm ra.

Chè có độ ẩm ban đầu 63% được đưa vào bộ phận nhập liệu qua gầu tải Bộ phận này có tang quay kết nối với động cơ, giúp chè được sấy liên tục mà không bị nghẽn Tay gạt sẽ điều chỉnh độ dày của lớp chè trên băng tải để đảm bảo quá trình sấy hiệu quả.

Trong quá trình sấy, chè sẽ được chuyển động qua hệ thống băng tải, từ băng tải thứ nhất xuống băng tải thứ hai và ngược lại, trước khi được lấy ra ngoài và chứa trong bồn chứa sản phẩm Độ ẩm cuối cùng của chè sau khi sấy đạt 5% Nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy được chọn là 39˚C nhằm hạn chế thất thoát nhiệt.

Trong quá trình sấy, không khí di chuyển nhanh có thể cuốn theo một phần chè ra khỏi buồng sấy Để thu hồi chè và khí thải, người ta sử dụng cyclon tại đường ống khí ra để tách chè và làm sạch Sau đó, một phần khí thải được quạt hút ra qua ống dẫn khí và thải ra ngoài môi trường.

Chè có những ưu và nhược điểm riêng, vì vậy việc sử dụng thiết bị sấy kiểu băng tải là một giải pháp hiệu quả Thiết bị này hoạt động liên tục với nhiều băng tải, sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy Quá trình cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy diễn ra qua phương pháp đối lưu, đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất.

- Ưu điểm của phương thức sấy này là:

+ Thiết bị đơn giản, rẻ tiền

+ Sản phẩm được sấy đều, có hiệu quả sấy cao

+ Có thể đốt nóng giữa chừng, điều khiển dòng khí, hoạt động liên tục, có thể sấy cùng chiều, ngược chiều hay chéo dòng

+ Có thể khống chế chiều dày của lớp chè trong quá trình sấy dễ dàng.

Bên cạnh những ưu điểm trên thì thiết bị sấy băng tải cũng có một số hạn chế:

+ Thiết bị cồng kềnh, vận hành phức tạp

+ Đòi hỏi một số kim loại không gỉ.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Các ký hiệu sử dụng

G1: Lượng vật liệu được đưa vào máy sấy (kg/h)

G2: Lượng vật liệu sau khi ra khỏi máy sấy (kg/h)

Gk: Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h)

W1: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt

W2: Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt

W: Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy (kg/h)

L: Lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h). t1: Nhiệt độ tác nhân sấy vào ( o C.). t2: Nhiệt độ tác nhân sấy ra ( o C.). x0: Hàm ẩm của không khí trước khi vào calorifer sưởi (kg/kgkkk). x1, x2: Hàm ẩm của không khí trước khi vào máy sấy (sau khi đi qua calorifer sưởi) và sau khi ra khỏi máy sấy (kg/kgkkk).

I0,I1,I2: Enthalpy của không khí khô ở trạng thái ban đầu, trước khi vào và ra thiết bị sấy (kJ/kg kkk)

Các số liệu ban đầu

“ Thiết kế hệ thống thiết bị sấy băng tải để sấy chè lên men với năng suất 195,5 kg sản phẩm/h”

Năng suất tính theo sản phẩm : G2= 195,5 kg/h Độ ẩm vật liệu vào : W1= 63% Độ ẩm vật liệu ra : W2= 5%

Nhiệt độ tác nhân sấy vào : t1= 85ºC

Nhiệt độ tác nhân sấy ra : t2= 39ºC

Nơi đặt thiết bị ở Huế nên ta chọn: (Bảng VII.1/T99, [1])+ Nhiệt độ môi trường : t0= 25ºC Áp suất khí quyển : Pkq=1,033at

Cân bằng vật chất

Từ bảng I.250/T312, [1] và tính toán, ta có: t1= 85 o C P1bh=0,59(at) t2= 39 o C  P2bh=0,0712 (at) t0% o C  P0bh= 0,0323 (at)

3.3.1.Tác nhân sấy ban đầu, khi chưa qua calorifer:

Hàm ẩm của không khí ẩm: x0 x 0 = 0,622× o × P 0bh

P kq - o × P 0bh (kg ẩ m/kg kk k) (CT VII.11/T95, [2])

Thay số vào ta được x 0 = 0,622×0,81×0,0323

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm trước khi vào calorifer:

I 0 = t 0 +(2493+1,97× t 0 )× x 0 (kJ/kg kkk) (CT VII.13/T9, [2] )

Trong công thức tính nhiệt hóa hơi của nước, r0 có giá trị là 93 kJ/kg, trong khi nhiệt dung riêng của hơi nước (ch) là 1,97 kJ/kg.độ Để tính toán chính xác, cần sử dụng nhiệt độ của không khí (t0) theo đơn vị độ Celsius.

3.3.2 Tác nhân sấy sau khi qua calorifer và trước khi vào buồng sấy:

Trạng thái không khí sau khi qua calorifer: t1 = 85 o C  P1bh = 0,59 (at)

I 1 = t 1 +(2493+1,97× t 1 ) × x 1 (kJ/kg kkk) (CT VII.13/T96, [1])

3.3.3.Trạng thái không khí sau khi ra khỏi phòng sấy: t2 = 39 o C  P2bh = 0,0712 (at)

Hàm ẩm của tác nhân sấy sau khi sấy là x2, với đặc trưng lý thuyết của quá trình sấy là enthanpy của tác nhân sấy không thay đổi trước và sau khi sấy, tức là I1 = I2 = 128,0993 (kJ/kg kkk).

Mặt khác ta lại có:

Từ đó hàm ẩm của không khí sau khi ra khỏi phòng sấy là: x 2 = I 1 - t 2

- Tính nhiệt độ điểm sương:

Nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ mà không khí bị lạnh đến mức trở nên bão hòa hơi nước, độ ẩm tương đối đạt 100% Kí hiệu: ts

Ta có: Ở trạng thái bão hòa  = 1, Pkq = 1,033 (at), x2 = 0,0347 mà x2 = xs nên ta có: x 2 = x s = 0,622× 2 ×P bhts

Theo bảng I.250/T312, khi Pbhts = 0,055, ta tính toán nội suy và thu được ts = 34,29 oC Sự chênh lệch t2 - ts = 39 - 34,29 = 4,71 oC, cho thấy mức chênh lệch không cao, do đó các thông số đã chọn có thể được chấp nhận.

Bảng 3.1 Các thông số của không khí

Tác nhân sấy t o C x (kg/kg kkk)  (%) I (kJ/kg kkk)

Sau khi ra khỏi thiết bị sấy 39 0,0347 76,66 128,0993

Cân bằng vật liệu

3.4.1.Cân bằng vật liệu cho vật liệu sấy

Trong quá trình sấy, không xảy ra hiện tượng mất mát vật liệu, và lượng không khí khô tuyệt đối giữ nguyên suốt quá trình này.

G1: lượng vật liệu trước khi sấy

G2: lượng vật liệu sau khi sấy

Gk: lượng vật liệu khô tuyệt đối

Lượng vật liệu khô tuyệt đối

100 (CT VII.17/T102, [2]) Trong đó: W1 = 63 %, W2 = 5 %, G25,5 (kg/h)

Lượng ẩm tách khỏi vật liệu trong quá trình sấy 306,4595

Lượng vật liệu trước khi vào phòng sấy:

3.4.2.Cân bằng vật liệu cho tác nhân sấy

Trong quá trình sấy, lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy được coi là không bị mất mát Khi hoạt động ổn định, lượng không khí khô vào máy sấy sẽ mang theo một lượng ẩm nhất định, được ký hiệu là Lx.

(CT VII.21/T102, [2]) Lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1kg ẩm vật liệu: l = L w = 1 x 2 -x 1 = l

Bảng 3.2 Tổng hợp các thông số của vật liệu Đại lượng Giá trị Đơn vị

Lượng vật liệu trước khi vào máy sấy

Lượng vật liệu ra khỏi máy sấy (G2) 195,5 kg/h

Lượng vật liệu khô tuyệt đối (Gk) 185,7250 kg/h Độ ẩm ban đầu của vật liệu (W1) 63 % Độ ẩm cuối của vật liệu (W2) 5 %

Lượng ẩm bay hơi (W) 306,4595 kg/h

Lượng không khí khô tiêu tốn riêng để bốc hơi 1 kg ẩm khỏi vật liệu (l)

Lượng không khí tiêu tốn để làm bốc hơi

34,89 kg ẩm trong vật liệu (L)

PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG

VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

4.1.Các thông số thiết bị chính

4.1.1.Chọn kích thước của băng tải

Gọi Br: chiều rộng lớp băng tải (m) h: chiều dày lớp nguyên liệu (m), lấy h = 0,03 (m)

: vận tốc băng tải, ta chọn  = 0,5 (m/phút)

: Khối lượng riêng của chè,  = 350 (kg/m 3 )

- Năng suất của quá trình sấy:

- Chiều rộng thực tế của băng tải:

Gọi Lb: chiều dài của băng tải (m) ls: chiều dài phụ thêm, chọn ls = 0,5 (m)

- Chiều dài của băng tải là:

Ta chia băng tải thành nhiều băng tải ngắn, số băng tải ta chọn là i = 2 chi u dài m i băng t i là L ề ỗ ả b = 17

+ Chiều dày lớp gạch cách nhiệt: 0,01 m

- Trần phòng được làm bằng bê tông cốt thép có :

- Cửa phòng sấy được làm bằng tấm nhôm mỏng, giữa có lớp cách nhiệt dày 0,025 (m) và hai lớp nhôm mỗi lớp dày 0,005 m.

- Chiều dài làm việc của phòng sấy:

Với Lbs là khoảng cách từ giữa băng tải tới tường, chọn Lbs = 0,5 (m)

Vậy chiều dài làm việc của phòng sấy là: Lp = 8,5+2 ×0,5 = 9,5 (m)

- Chiều cao làm việc của phòng sấy:

Khoảng cách giữa các băng tải được chọn là d = 0,4 m Khoảng cách từ băng tải đến trần là dbs = 0,5 m, trong khi khoảng cách từ băng tải đến nền được chọn là dn = 0,5 m.

- Chiều rộng làm việc của phòng:

Với Bbs là khoảng cách giữa các băng tải đến tường, chọn Bbs = 0,5 (m)

- Kích thước phòng sấy kể cả tường là:

+ Chiều dài của phòng kể cả tường:

Lph = Lp+2 × (0,22) = 9,5+2 × 0,25 = 9,94 (m) + Chiều rộng của phòng kể cả tường:

Bph = Bp+2 × (0,22) = 2,7706+2 × 0,22 = 3,2106 (m) + Chiều cao của phòng kể cả trần:

Hph = Hp+0,2+0,15 = 2+0,2+0,15 = 2,35 (m) Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Chiều rộng băng tải Btt M 1,7706

Chiều dài băng tải (mỗi băng ) Lb M 8,5

Chiều cao làm việc phòng sấy Hp M 2

Chiều dài làm việc phòng sấy Lp M 9,5

Chiều rộng làm việc phòng sấy Bp M 2,7706

Chiều dài phòng kể cả tường Lph M 9,94

Chiều cao phòng kể cả tường Hph M 2,35

Chiều rộng phòng kể cả tường Bph M 3,2106

- Thể tích riêng của không khí ẩm tính theo 1 kg không khí khô sau khi ra khỏi calorifer là: v 1 = 287× T 1

- Vậy thể tích riêng của không khí tính theo 1kg không khí khô vào phòng sấy là: v 1 = 288× T 1

P- 2 × P 2bh (m 3 /kg kkk) (CT VII.8/T94, [2])

- Vậy thể tích riêng của không khí ẩm tính theo 1kg không khí khô sau khi ra khỏi phòng sấy là: v 2 = R × T 2

- Thể tích không khí ra khỏi phòng sấy:

- Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy:

4.1.4.Vận tốc chuyển động của không khí và chế độ chuyển động của không khí trong phòng sấy

Vận tốc của không khí trong phòng sấy: kk = V tb

Chế độ chuyển động của không khí

Re: Là hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chảy của dòng ltđ: Đường kính tương đương l tđ = 2× H p × B p

Nhiệt độ trung bình của không khí trong phòng sấy t tb = 85+39

Từ nhiệt độ trung bình này tra bảng (I.255/T318, [1]) và tính toán, ta có:

Re = 99611,6203 >10 4  chế độ chuyển động của không khí trong phòng sấy là chuyển động xoáy

- Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và môi trường xung quanh

Với ∆ t1 : Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy vào phòng sấy với không khí bên ngoài

∆ t2 : Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy đi ra khỏi phòng sấy với tác nhân sấy bên ngoài

Tổn thất nhiệt lượng

Lượng nhiệt tổn thất qua tường q t = k t× F t × ∆t tb ×3600

W×1000 (kJ/kg m) ẩ Trong đó: t1 = 85 o C: nhiệt độ tác nhân sấy trong thiết bị t2 = 39 o C: nhiệt độ không khí thải ra ngoài môi trường

W = 306,4595 (kg/h): lượng ẩm bay hơi kt: Hệ số truyền nhiệt qua tường k t = 1

Lưu thể nóng trong phòng di chuyển do hai hình thức đối lưu: tự nhiên, nhờ sự chênh lệch nhiệt độ, và cưỡng bức, thông qua quạt Sự chuyển động của không khí diễn ra theo chế độ xoáy khi số Reynolds (Re) lớn hơn 10^4.

Trong đó : k: Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc chế độ chuyển động của không khí Khi chuyển động xoáy và tường nhám thì k = 1,2-1,3 Ta chọn k = 1,2.

  1: Hệ số cấp nhiệt của không khí nóng đến thành máy sấy do đối lưu cưỡng bức (W/m 2 độ).

  1: Hệ số cấp nhiệt của không khí nóng đến thành máy sấy do đối lưu tự nhiên (W/m 2 độ).

Trong đó: ttb: Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị t tb = 85+39

tb: Hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy ở nhiệt độ trung bình

Nu  1: Chuẩn số Nusselt Đối với không khí ta có:

Re: Chuẩn số Reynol, Re = 99611,6203

1 ph thu c vào t s ụ ộ ỷ ố L p l tđ và Re

Tra bảng và tính toán ta được 1 = 1,1711 (CT V.2/T15, [2])

Gọi tT1 là nhiệt độ trung bình của bề mặt tường tiếp xúc với không khí trong phòng sấy, chọn tT1 = 54,4 o C

Gọi ttbk là nhiệt độ trung bình của chất khí vào phòng sấy t tbk = 85+39

Gọi ttb là nhiệt độ trung bình giữa tường trong phòng sấy với nhiệt độ trung bình tác nhân sấy t tb = 54,4+62

Hp: Chiều cao phòng sấy Hp = 2 (m)

tb: Hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy ở nhiệt độ trung bình.

tb = 2,8873×10 -2 (W/m.độ) (bảng I.255/T318, [1]) tb ,7822× 10 -6 (m 2 /s) (b ng I.255/T318, [1]) ả

Nu1: Chuẩn số Nuselt. Đối với không khí ta có công thức sau:

Chuẩn số Gratkov phản ánh sự tương tác giữa lực ma sát phân tử và lực nâng do sự chênh lệch khối lượng riêng tại các điểm có nhiệt độ khác nhau trong dòng chảy.

2 × T (CT V.39/T13, [2 ]) Trong đó: g: Gia tốc trọng trường, g = 9,8 (m/s 2 )

Hp: Chiều cao phòng sấy (m) ∆ t 1= ttbk - tT1 = 62-54,4 = 7,6 o C

2: Hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ mặt ngoài của tường phòng sấy ra môi trường ngoài (W/m 2 độ).

  2: Hệ số cấp nhiệt do không khí đối lưu tự nhiên (W/m 2 độ).

  2: Hệ số cấp nhiệt do không khí đối lưu bức (W/m 2 độ).

Ta có nhiệt tải riêng của không khí từ phòng sấy đến môi trường xung quanh: q1 = 1× ∆ t 1= 5,8438 ×7,6 = 44,4129 (KJ/kg ẩm) (CT V2, [2])

Trong quá trình truyền nhiệt ổn định thì: q 1 = t T1 - t T2 δ 1

1, 2, 3: Bề dày các lớp tường (m)

1, 2, 3: Hệ số dẫn nhiệt tương ứng (W/m.độ)

1 = 2 = 0,01 m: Bề dày lớp gạch cách nhiệt có 1 = 2 = 0,0755 (W/m.độ)

3 = 0,2 m: Bề dày viên gạch có 3 = 0,77 (W/m.độ)

3 ) = 47,7531×0,55957 = 23,3 o C tT2: Nhiệt độ tường ngoài phòng sấy, o C tT2 = tT1 - 23,3= 54,4-23,3 = 31,1 o C Nhiệt độ lớp biên giới giữa tường ngoài phòng sấy và không khí ngoài trời:

Tại nhiệt độ Tbg = 28,05 ta tra (bảng I.255/T318, [1]) được:

Nhiệt độ tường ngoài và nhiệt độ không khí có độ lệch là:

Hệ số cấp nhiệt do bức xạ   2

v: Độ đen của vữa lấy v = 0,91

C0: Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối, lấy C0 = 5,8

Nhiệt tải riêng từ bề mặt của tường ngoài đến môi trường không khí q2 = 2 × ∆ t2 = 7,5585 × 6,1 = 46,1069 (kJ/kg ẩm)

Vậy tổn thất qua tường là:

1000 = 3,6×k t×F t× t tb (kJ)Mà Ft = 2×Lp ×Hp+ 2×Bp ×Hp = 2 ×9,5×2+2×2,7706×2,1 = 49,0824 (m 2 ) k t = 1

Nên ta có: Qt = 3,6×1,2077×49,0824 ×31,61 = 6745,4644 (kJ)

Lớp cách nhiệt(bông) dày: 3 = 0,15 (m), 3 = 0,058 (W/m.độ) Để tính tổn thất qua trần ta cần xác định:

Do đó hệ số truyền nhiệt qua trần:

Trong đó Ftr = Lp×Bp = 9,5×2,7706 = 26,3207 m 2

Vậy tổn thất nhiệt qua trần:

Nhiệt tải riêng: q tr = Q tr

Hai đầu phòng sấy có cửa làm bằng nhôm dày  4 = 0,005 (m), có hệ số dẫn nhiệt của thép 4 = 0,5 (W/m.độ) và lớp cách nhiệt dày 5 = 0,025 (m) có 5 0,058 (W/m.độ).

Do đó hệ số dẫn nhiệt của Kc là:

Cửa phía tác nhân sấy vào có độ chênh lệch nhiệt độ ( t1- t0) còn đầu kia có độ chênh lệch bằng (t2- t0)

Do đó: Qc = 3,6× Kc×Fc× [(t1-t0)+ (t2-t0 )]

Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy đạt 62°C, với giả định khoảng cách giữa tường và phòng sấy đến tường bao che của phân xưởng là 2 mét Thông tin này được tham khảo từ bảng 7.1 trong sách tính toán và thiết kế hệ thống sấy (bảng 7.1/T142, [3]).

Do đó tổn thất qua nền là:

Như vậy tổng tổn thất nhiệt truyền qua kết cấu bao che ra môi trường xung quanh là: qtt = qt+qc+qtr+qn

4.2.5.Tổn thất để làm nóng vật liệu sấy

Trong quá trình sấy nông sản, nhiệt độ của vật liệu sau khi ra khỏi thiết bị sấy thường thấp hơn nhiệt độ sấy ban đầu từ 5 đến 10 độ C Do đó, nhiệt độ cuối cùng của vật liệu sấy (tvl2) được tính bằng công thức tvl2 = t1 - (5-10) độ C Ví dụ, nếu nhiệt độ sấy ban đầu là 85 độ C, thì nhiệt độ sau sấy sẽ là 75 độ C.

Nhiệt dung riêng của nguyên liệu ra khỏi phòng sấy:

Cvlk: Nhiệt dung riêng của rau gia vị khô, Cvlk = 1,5 (kJ/kg.độ)

Cẩm = Cn = 4,18 (kJ/kg.độ) (ẩm chính là nước)

Vậy tổn thất do vật liệu mang đi:

Các thông số của quá trình sấy thực

qb = 0 (do không sử dụng calorifer bổ sung). tvl1: Nhiệt độ của vật liệu trước khi đưa vào máy sấy (bằng nhiệt độ môi trường).

∑ q : Tổng nhiệt tổn thất trong quá trình sấy.

∑ q = q vl +q tt = 44,6833+52,119= 96,8023 (kJ/kg ẩm)   = 4,18 × 25 - 96,8023 = 7,6977 (kJ/kg ẩm)

4.3.2.Không khí sau khi ra khỏi phòng sấy

Hàm ẩm của không khí ra khỏi phòng sấy trong quá trình sấy thực là: x 2 = -I 1 +∆× x 0 + C 0× t 2

Nhiệt dung riêng của không khí khi sấy:

4.3.3.Không khí trước khi vào calorifer và sau khi ra khỏi calorifer

Do = 7,6977 > 0 nên ta có I 2 > I 1 và I 2 - I 1 = ∆ l' = ×( x 2 - x 0 )

 = 7,6977 (kJ/kg ẩm) x2 = 0,0347 (kg/kg kkk) t1 = 85 o C Thay số vào và giải hệ phương trình ta được :

I1 = 128,1077 (kJ/kg kkk) x0 = x1 = 0,0162 (kg/kg kkk)

I1 = 128,1077 (kJ/kg kkk), x1 = 0,0162 (kg/kg kkk)

I2 = 128,1731 (kJ/kg kkk), x2 = 0,0347 (kg/kg kkk)

I0 = 66,1845 ( kJ/kg kkk), x0 = 0,0162 (kg/kg kkk)

Lượng không khí cần thiết để bay hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy thực là: l = 1 x' 2 - x' 0 = 1

Phương trình cân bằng nhiệt lượng

Nhiệt lượng do calorifer cung cấp qs = l×(I2-I0) = 54,0541×(128,1731-66,1845) = 3350,738 (kJ/kg ẩm)

Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào q vlv = G 2 ×C vl × t vl1

Nhiệt lượng do không khí mang vào qkkv = l× I0 = 54,0541×66,1845 = 3577,5436 (kJ/kg ẩm)

Vậy tổng nhiệt lượng vào là:

Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra q vlr = G 2 × C vl × t vl2

Vậy tổng nhiệt lượng ra là:

So sánh tổng nhiệt lượng vào và tổng nhiệt lượng ra:

Vậy các giả thiết và các quá trình tính toán trên đều có thể chấp nhận được.

Bảng 4.2 Tổng hợp tính toán cân bằng nhiệt lượng Đại lượng Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Lưu lương tác nhân sấy thực tế L’ 16565,3925 kgkkk/h

Nhiệt lượng do calorifer cung cấp qs 3350,738 kJ/kg ẩm

Nhiệt lượng bổ sung thực tế  7,6977 kJ/kg ẩm

Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy qkkr 6928,2816 kJ/kg ẩm

Tổn thất nhiệt do vật liệu qvlr 78,7184 kJ/kg ẩm

Tổn thất nhiệt ra môi trường qtt 44,6833 kJ/kg ẩm

Tổng nhiệt lượng ra qr 7051,1433 kJ/kg ẩm

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

Calorifer

Không khí là tác nhân sấy tự nhiên, an toàn và không gây ô nhiễm cho sản phẩm Để đảm bảo chất lượng chè sau khi sấy, việc sử dụng không khí nóng là cần thiết Không khí nóng được làm nóng qua calorifer và hấp thụ nhiệt từ hơi nước bão hòa qua thành ống.

Không khí dùng để sấy có nhiệt độ theo yêu cầu là 85 o C, chất truyền nhiệt là hơi nước bão hòa.

Thiết bị chọn là loại ống chùm Không khí nóng đi ngoài ống, hai lưu thể chuyển động chéo dòng.

5.1.1.Chọn kích thước ống truyền nhiệt

Chọn ống truyền nhiệt bằng đồng có gân để nâng hệ số truyền nhiệt, hệ số dẫn nhiệt của đồng là  = 385 W/m.độ (T125, [1])

Đường kính ngoài ống: dng = 0,035 (m)

Đường kính trong của ống: dtr = 0,033 (m)

Chi u dày c a ng: ề ủ ố = d ng -d tr

Đường kính của gân: Dg = 1,4 dng = 0,049 (m)

Tổng chiều dài của gân: Lg = b×m = 0,002 ×140 = 0,28 (m) t0 = 25 o C  25C = 1,185 (kg/m 3 ) (bảng I,255/T318, [1])

Nhiệt độ không khí khi ra khỏi calorifer là: t1 = 85 o C  85C = 0,986 (kg/m 3 )

Nhiệt độ không khí sau khi ra khỏi thiết bị sấy là: t2 = 39 o C  39C = 1,132(kg/m 3 )

Thể tích riêng của không khí:

Lượng không khí khô đi vào calorifer là:

5.1.2.1 Tính toán diện tích ống truyền nhiệt

Diện tích bề mặt của một ống (phía trong của ống):

Diện tích mặt ngoài của ống:

Diện tích phần bề mặt ngoài của một ống:

Diện tích phần có gân:

Diện tích phần không gân:

Chọn số ống xếp trên một hàng là: i = 32

Khoảng cách giữa ống này với ống kia là: d = 0,007 (m)

Khoảng cách giữa ống ngoài cùng đến calorifer là: x = 0,01 (m)

Diện tích tự do của calorifer Ftd:

Chiều dài của cả calorifer là:

Chọn chiều cao ống là: hcao = 1,4 (m)

Diện tích tiết diện của cả calorifer là:

Diện tích cản của gân là:

Diện tích cản của ống là:

Vậy diện tích phần tự do là:

Ftd = Fx-Fc/ống-Fcg = 2,166 – 1,2544 – 0,439 = 0,4726 (m 2 )

5.1.2.2 Hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài của ống ra không khí

5.1.2.2.1 Nhiệt độ trung bình của không khí trong calorifer t tb ttb1 = thnd - ttb mà t tb = ∆t d - ∆t c ln ∆t d

Chọn nhiệt độ hơi nước bão hòa khi vào là thnd = 120 o C

Chọn nhiệt độ nước ngưng tụ ra là thnc = 105 o C t tb = ∆t d - ∆t c ln ∆t d

 ttb1 = thnd - ttb = 120 – 48,13 = 71,87 o C Ứng với giá trị ttb tra bảng (I.255/T318, [1]) ta có:

5.1.2.2.2 Hệ số cấp nhiệt từ hơi nước bão hòa đến mặt ngang của ống:

H = 1,2 (m): Chiều cao ống r: Ẩn nhiệt hóa hơi J/kg

Từ thnd = 120 o C tra bảng I.250, [2, 312] ta có r = 2,207 × 10 6 (J/kg)

Hệ số A có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ màng nước ngưng tụ tm

Chọn tT = 119,6 o C: Nhiệt độ thành ống trong của ống

Sử dụng phương pháp nội suy, tra bảng [3, 29] ta có: tm = 119,8 o C  A = 187,9078

t: Hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi ngưng tụ và nhiệt độ thành calorifer:

Vậy thay số vào ta có:

Vậy nhiệt lượng riêng q1: q1 = 1 ×t = 17750,6904×0,4= 7100,2762 (kJ/kg ẩm)

5.1.2.2.3 Tính hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài ống đến không khí chuyển động trong calorifer  2

Nhiệt độ trung bình của không khí cần sấy trong calorifer

T ừ t tb2 tra (b ng ả I.255/T318, [1]) ta có:

Lưu thể chảy qua bên ngoài ống chùm ống có gân:

Nu =C ( d b ng g ) -0,54 × ( b h g ) -0,14 ×Re n × P r 0,4 (CT V.57/T20, [2])Trong đó:

C,n: là đại lượng phụ thuộc vào cách xếp ống Đối với ống xếp thẳng hàng: C = 0,116; n = 0,72 dng: Đường kính ngoài của ống, dng = 0,03 (m) bg: Bước của gân, bg = 0,01(m) lg: Chiều dài của gân, lg = 0,007 (m)

Trong đó: kk là vận tốc không khí: kk = V

Hệ số cấp nhiệt đối lưu:

Hệ số cấp nhiệt đối lưu thực tế: dùng phương pháp ngoại suy từ hình V.17b,

Vậy nhiệt lượng riêng là q2 = k × tm = 59,6898 × 119,8 = 7150,838 (kJ/kg ẩm)

Vậy tất cả các thông số đã chọn có thể chấp nhận được.

5.1.2.3 Xác định bề mặt truyền nhiệt

Ta có: qs = 3350,738 (kJ/kg ẩm) (Tính toán ở chương 4)

Lượng nhiệt thực tế do calorifer cung cấp:

Lượng nhiệt thực tế truyền từ hơi nước trong ống đến thành ống:

 Bề mặt truyền nhiệt là:

Bề mặt truyền nhiệt thực:

Bề mặt truyền nhiệt trung bình :

Số ống truyền nhiệt trong calorifer: n = F t

Số ống sắp xếp theo chiều ngang: m = n i = 848,07

Với a: Bề dày lớp chắn, chọn a = 0,15 (m)

Bảng 5.1 Kích thước của Calorifer

Số ống theo chiều ngang

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao

Cyclon

Khi không khí nóng được sử dụng làm tác nhân sấy đi qua máy sấy, nó thường mang theo nhiều hạt bụi nhỏ Để làm sạch môi trường không khí thải, cần thu hồi những hạt bụi này thông qua một cyclon được lắp đặt bên ngoài đường không khí.

5.2.2.Tính toán Ở nhiệt độ t2 = 39 o C thể tích riêng của không khí là: v 39 o C= 1 ρ kk = 1

Lưu lượng không khí ra khỏi phòng sấy:

Ta ch n tr c t s ọ ướ ỷ ố ∆P ρ kk = 540 - 740 (T522, [2])

kk = 1,132 (kg/m 3 ): Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ t2= 39 o C

Chọn kiểu cyclon LIH – 24 là loại cyclon đơn với góc nghiêng của cửa vào là

Cyclon 24 o có hệ số sức thủy lực thấp hơn LIH-60, phù hợp để tách sơ bọ bụi với kích thước hạt và nồng độ cao.

Tốc độ quy ước q q = √ 2×∆P kk × (CT III.48/T522 [1])

Dựa vào đường kính D= 0,9893 (m), ta chọn cyclon đơn loại LIH – 24 nằm trong khoảng 400 – 1000 mm.

Bảng 5.2 Kích thước cơ bản của cyclon LIH-124 theo đường kính D9mm

Các thông số Kí hiệu CT Giá trị

Chiều cao cửa vào a (mm) 1,11D 1110

Chiều cao ống tâm có mặt bích h1 (mm) 2,11D 2110

Chiều cao phần hình trụ h2 (mm) 2,11D 2110

Chiều cao phần hình nón h3 (mm) 1,75D 1750

Chiều cao phần bên ngoài ống tâm h4 (mm) 0,4D 400

Chiều cao chung H (mm) 4,26D 4260 Đường kính ngoài ống ra d1 (mm) 0,6D 600 Đường kính trong của cửa tháo bụi d2 (mm) 0,4D 400

Chiều rộng của cửa vào b1/b 0,26D/0,2D 260/220

Chiều dài của ống cửa vào l (mm) 0,6D 600

Khoảng cách từ tận cùng cyclon đến mặt bích h5 (mm) 0,32D 320

Góc nghiêng giữa nắp và ống vào  24 24 Đường kính trong của cyclon D (mm) D= 1000 mm 1000