Tiểu luận thiết kế thiết bị sấy thùng quay cho bắp hạt năng suất 1000kg/h

• Tác giả: Nguyễn Thái Học
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Lê Liên
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Thiết Kế Thiết Bị Sấy Thùng Quay Để Sấy Bắp Hạt Năng Suất 1000Kg/H
• Loại tài liệu: Đồ Án
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. Giới thiệu về nguyên liệu ngô
• 1.1. Phương pháp thực hiện quá trình sấy
• 1.1.1. Quy trình công nghệ
• 2. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH SẤY
• 2.1. Tính cân bằng vât chất
• 2.2. Tính cân bằng năng lượng
• 2.2.1. Công thức xác định các thông số của tác nhân sấy
• 2.2.2. Xác định các thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết
• 2.2.3. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy lý thuyết
• 2.2.4. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy thực
• 2.2.5. Các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực
• 2.2.6. Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực
• 2.2.7. Lượng nhiên liệu tiêu hao
• 2.2.8. Hiệu suất thiết bị sấy
• 2.2.9. Tính thời gian sấy
• 3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
• 3.1. Xác định các kích thước cơ bản cho thùng sấy
• 3.2. Kiểm tra bề dày thùng
• 3.3. Tính tốc độ của tác nhân sấy trong thiết bị
• 3.4. Tính trở lực qua thùng sấy
• 4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
• 4.1. Tính buồng đốt
• 4.2. Tính buồng hòa trộn
• 4.3. Hệ số trao đổi nhiệt giữa khói và bề mặt ống α1
• 4.4. Hệ số trao đổi nhiệt giữa bề mặt ngoài với không khí α2
• 4.5. Tính chọn cyclon
• 4.6. Thiết kế bộ phận truyền động
• 4.6.1. Tính bộ truyền bánh răng
• 4.6.2. Tính vành đai
• 4.6.3. Tính con lăn chặn
• 4.7. Thiết kế và tính trở lực đường ống
• 4.7.1. Thiết kế đường ống
• 4.7.2. Tính trở lực đường ống
• 4.8. Tính toán và chọn quạt
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về thiết bị sấy thùng quay

Thiết bị sấy thùng quay là một trong những công nghệ tiên tiến trong ngành chế biến nông sản, đặc biệt là trong việc sấy bắp hạt. Với năng suất đạt được lên đến 1000kg/h, thiết bị này cho phép xử lý một lượng lớn nguyên liệu trong thời gian ngắn. Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc sử dụng khói lò làm tác nhân sấy, giúp tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt và giảm thiểu thời gian sấy. Sấy thùng quay không chỉ giúp bảo quản nông sản lâu dài mà còn nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm. Theo nghiên cứu, việc sử dụng thiết bị này có thể giảm thiểu tổn thất do ẩm mốc và biến chất, từ đó bảo vệ chất lượng sản phẩm nông sản.

1.1. Lợi ích của thiết bị sấy thùng quay

Sử dụng thiết bị sấy thùng quay mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp. Đầu tiên, thiết bị này giúp tăng năng suất sấy, cho phép xử lý khối lượng lớn nguyên liệu trong thời gian ngắn. Thứ hai, quá trình sấy khô diễn ra đồng đều, giúp sản phẩm đạt được độ ẩm mong muốn, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị kinh tế. Hơn nữa, việc sử dụng công nghệ sấy hiện đại còn giúp giảm thiểu chi phí sản xuất, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Cuối cùng, thiết bị này còn dễ dàng bảo trì và vận hành, tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở chế biến nông sản.

II. Quy trình công nghệ sấy bắp hạt

Quy trình công nghệ sấy bắp hạt được thực hiện qua nhiều bước, bắt đầu từ việc chuẩn bị nguyên liệu cho đến khi sản phẩm hoàn thiện. Bắp hạt sau khi được rửa sạch và tuốt ra khỏi cùi sẽ được đưa vào buồng chứa. Tại đây, nguyên liệu sẽ được nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống gầu tải. Tác nhân sấy sử dụng là không khí được gia nhiệt bằng khói lò trong calorifer. Dòng tác nhân này được gia tốc bằng quạt đẩy và quạt hút, giúp tăng cường hiệu quả sấy. Thùng sấy được thiết kế nghiêng một góc 2,5 độ, giúp vật liệu di chuyển dọc theo chiều dài thùng, tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt. Thời gian lưu của bắp hạt trong thùng sấy là 56 phút, đảm bảo sản phẩm đạt độ ẩm cần thiết cho quá trình bảo quản.

2.1. Các thông số kỹ thuật của quá trình sấy

Trong quá trình sấy, các thông số kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả sấy. Độ ẩm ban đầu của bắp hạt là 26%, và độ ẩm cuối cùng cần đạt được là 12%. Các thông số vật lý như khối lượng riêng, nhiệt dung riêng của vật liệu khô cũng được xác định để tính toán chính xác lượng tác nhân sấy cần thiết. Việc tính toán cân bằng vật chất và năng lượng giúp tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu tổn thất và nâng cao hiệu suất của thiết bị. Các thông số này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn quyết định đến chi phí sản xuất và hiệu quả kinh tế của toàn bộ quy trình.

III. Tính toán thiết bị chính

Việc tính toán thiết bị chính là bước quan trọng trong thiết kế thiết bị sấy thùng quay. Đầu tiên, cần xác định kích thước cơ bản cho thùng sấy, bao gồm đường kính và chiều dài. Đường kính thùng được chọn là 1,0 m, trong khi chiều dài thùng là 7,0 m, đảm bảo tỷ số L/DT nằm trong khoảng cho phép. Bên cạnh đó, việc kiểm tra bề dày thùng cũng rất cần thiết để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. Thùng sấy được chế tạo bằng thép không rỉ, với các thông số như khối lượng riêng và hệ số dẫn nhiệt được tính toán kỹ lưỡng. Tất cả các thông số này đều ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của thiết bị trong quá trình sử dụng.

3.1. Tính toán hiệu suất thiết bị

Hiệu suất của thiết bị sấy được xác định dựa trên các thông số kỹ thuật và điều kiện vận hành. Việc tính toán lượng nhiên liệu tiêu hao và thời gian sấy là rất quan trọng để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả. Các thông số như nhiệt độ tác nhân sấy, độ ẩm của nguyên liệu đầu vào và đầu ra cũng cần được theo dõi chặt chẽ. Từ đó, có thể điều chỉnh quy trình sấy sao cho đạt được hiệu suất tối ưu. Việc tối ưu hóa hiệu suất không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.