Đề tài Kỹ thuật sấy - Thiết kế hệ thống sấy cá

THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY Họ và tên: Đặng Hồng Chuyên. Khóa: K50. Đề tài đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CÁ I. Những số liệu ban đầu:  Năng suất: G1  3 tấn/ngày.  Địa điểm xây lắp: Tỉnh Thanh Hóa.  Nguồn năng lượng cung cấp: Hơi nước bão hòa. II. Nội dung thiết kế: 1. Tìm hiểu và thiết kế công nghệ. 2. Tính toán nhiệt, ẩm của hệ thống sấy(HTS). 3. Thiết kế chi tiết HTS. III. Bản vẽ: 1. Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy. 2. Các bản vẽ chi tiết. IV. Thời gian thiết kế: Ngày giao đầu bài: 01/09/2009. Ngày hoàn thành: 30/10/2009. V. Cán bộ hướng dẫn: TS. Đặng Trần Thọ LỜI NÓI ĐẦU Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp và nông nghiệp khác nhau. Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch. Trong công nghiệp cũng như nông nghiệp chế biến nông- hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng một vai trò quan trọng trong dây truyền sản xuất. Thực tế cho thấy quá trình truyền nhiệt nói chung và quá trình sấy nói riêng là những quá trình công nghệ phức tạp. Để thực hiện tốt quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống bao gồm các thiết bị như: Thiết bị sấy(Hầm, buồng sấy…), Calorifer, Quạt và một số thiết bị khác… Trong đồ án này em được giao nhiệm vụ thiết kế một hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm là cá tươi với năng suất sản lượng đầu vào là 3tấn/ngày. Hệ thống được lắp đặt tại tỉnh Thanh Hóa với nhiệt độ không khí và độ ẩm trung bình trong năm là t  230 C; =83%  [1]. Với nhiệm vụ đó em lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào. Với sự hướng dẫn của TS. Đặng Trần Thọ đến nay em đã hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế và nguồn tài liệu tham khảo không đầy đủ, quá trình tính toán có sai số nên không tránh khỏi các sai sót. Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn đọc quan tâm. Em xin chân thành cảm ơn!... Hà nội, ngày… tháng… năm 2009. Sinh viên thực hiện: Đặng Hồng Chuyên. CHƯƠNG I TÌM HIỂU TÍNH CHẤT VÀ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY CÁ 1.1 Tính chất của Cá Nguyên liệu đầu vào của Hệ Thống Sấy là Cá Thu.  Cấu Trúc: Cá là một hệ keo đặc được tạo nên từ các màng ngăn, các sợi và nội mạc.  Đặc điểm hóa học của Cá: Thành phần hóa học của Cá phụ thuộc vào từng vùng đánh bắt, thời gian đánh bắt trong năm và kích cỡ lớn nhỏ của Cá. + Nước: Trung bình chiếm từ 55-85% đóng vai trò, chức năng quan trọng trong đời sống và chất lượng cá. + Protein: Chia làm 3 nhóm cơ bản gồm: Nhóm hòa tan trong nước, nhóm hòa tan trong dịch muối và cuối cùng là nhóm hòa tan trong cả dịch muối và nước. + Chất béo: Chia làm 2 nhóm gồm: Chất béo trung bình và Lipoit.  + Gluxit. + Muối khoáng. + Vitamin. Cá Thu là một loại động vật ít mỡ, có độ ẩm từ 75-80%. Khi cá chết thì với độ ẩm như vậy sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển, gây ra hiện tượng thối rữa, ảnh hưởng đến môi trường và chất lượng sản phẩm. Nếu ta làm giảm độ ẩm xuống còn 35-40% thì sẽ ngăn cản được một số loại vi khuẩn. Nếu độ ẩm chỉ còn 10-12% thì hầu như các loại vi khuẩn không còn phát triển được nữa. Ngoài các yếu tố trên thì nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình thối rữa và phân hủy của Cá. Cá Thu là loại Cá có ít mỡ, tra bảng ra ta được nhiệt dung riêng của Cá Thu là C  3, 62 kJ/kg. Thực tế khi sấy thì do lượng âm trong Cá luôn thay đổi và giảm vì vậy giá trị nhiệt dung riêng ở trên cũng không phải là luôn không đổi, tuy nhiên giá trị này chỉ để phục vụ mục đích tính toán tổn thất nhiệt do VLS mang đi nên ta có thể chấp nhận giả thiết coi nhiệt dung riêng của Cá là không đổi và luôn bằng giá trị lớn nhất. 1.2 Tổng quan về công nghệ sấy Cá 1.2.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay Việt nam là nước có bờ biển dài và vùng ngư trường đánh bắt cá rất rộng. Sản lượng tôm cá hàng năm rất lớn. Cũng giống như các nước kém phát triển khác thì một phần sản lượng không nhỏ được chế biến dưới dạng khô, biện pháp chủ yếu vẫn là phơi nắng truyền thống, dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc thực phẩm cho con người, phương pháp này rất bị động khi thời tiết biến động, chất lượng sản phẩm thấp và gây ô nhiễm môi trường. Nhu cầu sấy cá khô làm thực phẩm là cấp thiết ở nước ta hiện nay. Cá đánh bắt được tiêu thụ trong nước không hết cần phải được sấy khô để xuất khẩu bán ra các nước khác. Hiện nay có rất nhiều hãng lớn trên thế giới cũng đã tiếp xúc với thị trường máy nông nghiệp trong đó có máy sấy nông sản và cụ thể là máy sấy cá, họ đem đến giới thiệu và chào hàng những dây chuyền hiện đại, năng suất lớn và hoàn toàn tự động chỉ phù hợp với quy mô công nghiệp. Trong khi đó ở Việt nam do đặc thù của nền kinh tế là sản xuất không tập trung, nhỏ lẻ và phân tán và quan trọng là chi phí đầu tư cho những dây chuyền như vậy rất đắt dẫn đến gây khó khăn cho nông dân hoặc các hộ kinh tế gia đình cá thể hay các doanh nghiệp vừa và nhỏ muốn đầu tư trang bị. Vì vậy cần phải nghiên cứu chế tạo ra những hệ thống sấy phù hợp với điều kiện của nước ta, nhưng vẫn phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, giá thành thấp nhằm giảm chi phí trong quá trình đầu tư, vận hành và bảo dưỡng. 1.2.2 Công nghệ sấy Cá a) Chọn và xử lý Cá * Tiêu chuẩn Chọn Cá: - Cá dùng để sấy phải đảm bảo tươi, thịt cứng, trọng lượng mỗi con vào khoảng 200gam/con. - Cá còn nguyên vẹn không bị tổn thương. - Cá không bị dịch bệnh hoặc có nguồn gốc xuất xứ từ những vùng mắc dịch bệnh. - Cá có mùi tanh tự nhiên. * Quá trình xử lý Cá: - Tiến hành vệ sinh Cá bằng nước sạch. - Dùng dao mổ bụng cá nhằm loại bỏ những thành phần không cần thiết như nội tạng, bỏ vây… - Cắt bỏ đầu , xương, vẩy… - Rửa sạch Cá một lần nữa trước khi sấy Cá. * Yêu cầu cảm quan về thành phẩm: Trong quá trình sấy phải đảm bảo không làm mất chất tức là phải giữ được mùi vị của Cá. - Về màu sắc: Đảm bảo màu sắc tự nhiên của Cá, không bị dính cát sạn.  - Về mùi, vị: Mùi thơm tanh tự nhiên của cá và không có mùi lạ, Cá phải có vị ngọt không mặn. - Về trạng thái: Cá khô, mình còn nguyên. Hàm lượng từ 13-15%, có hàm lượng muối từ 1-2%. b) Công nghệ sấy Cá khô Ta lựa chọn công ghệ sấy là công nghệ sấy hầm vì phù hợp với tính chất của vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn nên lựa chọn công nghệ sấy hầm là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer dạng khí - hơi không khí có nhiệt độ vào khoảng 80  950 C , được quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy. Vận tốc của dòng không khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát ra trong một đơn vị thời gian. Để tiến hành sấy Cá làm cho độ ẩm của Cá giảm xuống còn khoảng 10-12% thì nguyên liệu đầu vào là cá đã được làm sạch sẽ được xếp lên các khay sắt, các khay sắt được sắp xếp theo trật tự trên các xe goòng rồi đưa vào buồng sấy. Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường. Quy trình phân loại, lựa chọn và sấy Cá khô:
Hình 1.1: Quy trình công nghệ Sấy Cá khô CHƯƠNG II PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY 2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế 2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ Với nguyên liệu là Cá đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm  W1  75% và yêu cầu của sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là W2  12% . Với thời lượng làm việc của một ngày là 20tiếng(bao gồm tất cả các việc như tháo và chất tải…). Do đó ta có trong 1h thì lượng nguyên liệu đưa vào là: G1  3 tân/20h =3000 kg/20h =150 kgVLÂ/h. + Do vậy năng suất sản phẩm(VLK) tính theo giờ là: G = G . 1- W1 =150.1- 0,75   42,5 kgVLK/h. 2 1 1- W 1- 0,12 + Lượng ẩm cần bay hơi trong 1h là: W=G1 - G 2 =150[kgVLÂ/h] - 42,5[kgVLK/h]= 107,5kgÂ/h. 2.1.2 Lựa chọn phương pháp sấy Do sản phẩm sấy là Cá tươi và được dùng làm thực phẩm cho cả người nên để đảm bảo về yêu cầu vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy. Với yêu cầu về đặc tính của loại vật liệu sấy là Cá, và năng suất sấy không quá lớn chỉ dừng ở mức trung bình nên ta lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức dùng quạt thổi. Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí- hơi. Không khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào buồng sấy. Trong không gian buồng sấy không khí khô thực hiện việc trao đổi nhiệt- ẩm với vật liệu sấy là Cá tươi làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài. Không khí này sau đó được thải ra môi trường. 2.1.3 Chọn chế độ sấy Với hệ thống sấy buồng và vật liệu sấy là Cá. Ta sẽ gia nhiệt cho không khí lên đến nhiệt độ t  700 C (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ). Nhiệt độ của không khí ra khỏi buồng sấy ta lựa chọn là  t  400 C (lựa chọn không được quá thấp tránh hiện tượng đọng sương bên trong buồng sấy khi không khí bị quá bão hòa). Do yêu cầu nhiệt độ sấy không quá thấp(sấy nóng) nên ta sử dụng sơ đồ sấy không có đốt nóng trung gian. Để tránh làm mất mát mùi vị nhiều của Cá ta sử dụng sơ đồ sấy hồi lưu một phần. Ngoài lý do trên thì ta đã biết rằng do chất lượng yêu cầu của sản phẩm khá cao khi dùng làm thực phẩm cho con người do vậy không khí sử dụng làm tác nhân sấy cũng phải yêu cầu sạch, vì vậy tránh phải sử dụng lượng không khí tươi ngoài trời quá lớn vừa gây tăng chi phí vận hành và lọc bụi của hệ thống các phin lọc ta cho hồi lưu lại một phần không khí đi ra từ buồng sấy giảm bớt chi phí về năng lượng. 2.1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy Tổng hợp toàn bộ các yêu cầu trên về hệ thống ta đưa ra được sơ đồ cho hệ thống đáp ứng được các yêu cầu trên như sau:
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ của hệ thống CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ THỐNG SẤY A- QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 3.1 Các thông số của không khí trong hệ thống 3.1.1 Thông số của không khí ngoài trời Với các thông số của không khí ngoài trời đã cho là t  230 C;   =83% ta xác định được các thông số còn lại của không khí như sau:  Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t  230 C  là: p  exp[12- 4026,42 ] = exp[12-  4026,42  ] = 0, 02798[Bar]. bh 0 235,5+t 0 235,5+23  Độ chứa hơi của không khí: d  0, 621. 0 .pb 0   0, 621. 0,83.0, 02798 0,98  0 .pb 0 0,98  0,83.0, 02798  0, 01479[kg _ âm / kg _ KKK].  Entanpi của không khí: I0  1, 004.t 0  d0 .(2500  1,842.t 0 )  1, 004.23  0, 01479.(2500  1,842.23)  60, 70[kJ / kg _ KKK]. Như vậy không khí ngoài trời (0) có: t  230 C;  =83%; d  0, 01479[kg _ âm / kg _ KKK]; 0 0 0 I0  60, 70[kJ / kg _ KKK]. 3.1.2 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải ra ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn) Với nhiệt độ của không khí khi được thổi vào buồng sấy là t  700 C , nhiệt độ của không khí khi đi ra khỏi buồng sấy là  t  400 C . Lượng không khí lưu chuyển trong thiết bị sấy(TBS) là:  L  LH  L0 . Cân bằng ẩm cho toàn bộ hệ thống sấy có: L0 .d0  G1.W1  L0 .d2  G 2 .W2  L0 .(d2  d0 )  G1.W-G 2 .W2  W (Lượng ẩm cần lấy đi của vật liệu sấy).  L0   W. 1 . (d 2  d0 ) Cân bằng ẩm cho riêng thiết bị sấy có: L.dM  G1.W1  L.d2  G 2 .W2  L.(d  2  dM )  G1.W-G2 .W2   W  L  W. 1 . (d 2  dM ) Ta có hệ số hồi lưu: W n  LH L0  L-L0 L0  L  1. L0  n  d2  dM   1  d 2  d0  1  dM  d0  d  d0  n.d 2 . W d  d d  d M 1  n d2  d0 2 M 2 M Cân bằng năng lượng cho buồng hòa trộn có: I0 .L0  I2 .LH  (L0  LH ).IM . I .L   I .L I  LH .I 0 L 2  I  n.I  I  0 0 2 H  0  0 2 . L0  LH 1  LH 1  n Như vậy tại điểm hòa trộn M có: L0 d  d0  n.d2 ; I M 1  n M   I0  n.I2 . 1  n Quá trình sấy lý thuyết xảy ra trong thiết bị sấy là quá trình đẳng Entanpi nên có: I1  I2  Cpk .t1  d1.(r  Cpa .t1 )  Cpk .t 2  d2 .(r  Cpa .t 2 ). Do d1  dM (Quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm xảy ra trong Calorifer). Thay vào có:  C .t   d0  n.d2 .(r  C .t )  C .t   d .(r  C .t ). pk 1 1  n pa 1 pk 2 2 pa 2 Ta rút ra được: d2 Thay vào với: (n  1).C .(t  t )  d .(r  C .t )  pk 1 2 0 pa 1 . (r  Cpa .t 2 )  n.Cpa .(t1  t 2 ) t  700 C; t   400 C; d   0, 01479 kg_âm/kgKKK 1 2 0 r=2500 kJ/kg; Cpk  1, 004kJ / kg.K; Cpa  1,842 kJ / kg.K; n=1 Ta có:  Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là: d  (1  1).1, 004.(70  40)  0, 01479.(2500  1,842.70) 2 (2500  1,842.40)  1.1,842.(70  40)  0, 04051 kg_âm/kg_KKK.  Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là: I2  1, 004.t 2  d2 .(2500  1,842.t 2 )  1, 004.40  0, 04051.(2500  1,842.40)  144, 42[kJ / kg _ KKK].  Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ  t  400 C  là: p  exp[12- 4026,42 ] = exp[12-  4026,42  ] = 0, 07317[Bar]. bh 2 235,5+t 2 235,5+40  Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:   d2 .pkq   0, 04051.0, 981   0,82=82%. pbh 2 (0, 621  d 2 ) 0, 07317.(0, 621  0, 04051) Như vậy không khí ra khỏi thiết bị sấy (2) có: t  400 C;   =82%; d   0, 04051[kg _ âm / kg _ KKK]; 2 2 2 I2  144, 42[kJ / kg _ KKK]. 3.1.3 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn: Không khí sau buồng hòa trộn là trạng thái điểm (M) có:  Độ chứa hơi của không khí sau buồng hòa trộn là: d  d0  n.d2  0, 01479  1.0, 04051  0, 02765 kg_âm/kg_KKK. M 1  n 1  1  Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là: I  I0  n.I2  60, 70  1.144, 42  102,56 kg_âm/kg_KKK. M 1  n 1  1  Nhiệt độ của không khí sau buồng hòa trộn là: t  IM  d M .r  102,56  0, 02765.2500  31, 70 C. Cpk  d M .Cpa 1, 004  0, 02765.1,842  Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ  t  31, 70 C  là: p  exp[12-  4026,42  ] = exp[12-  4026,42  ] = 0, 04647[Bar]. bhM 235,5+t M 235,5+31,7  Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:   d M .pkq   0, 02765.0,981   0,899=90%. pbhM (0, 621  dM ) 0, 04647.(0, 621  0, 02765) Như vậy không khí sau buồng hòa trộn (M) có: t  31, 70 C;   =90%; d  0, 02765[kg _ âm / kg _ KKK]; M M M IM  102,56[kJ / kg _ KKK]. 3.1.4 Thông số của không khí sau Calorifer(đi vào thiết bị sấy) Không khí sau Calorifer hay không khí đi vào thiết bị sấy là trạng thái điểm (1) có:  Độ chứa hơi của không khí sau Calorifer là: d1  dM  0, 02765 kg_âm/kgKKK.  Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là: I1  1, 004.t1  d1.(2500  1,842.t1 )  1, 004.70  0, 02765.(2500  1,842.70)  143, 0[kJ / kg _ KKK].  Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ  t  700 C  là: p  exp[12- 4026,42 ] = exp[12-  4026,42  ] = 0,30735[Bar]. bh1 235,5+t1 235,5+70  Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:   d1.pkq   0, 02765.0,981   0,136=13,6%. pbh1 (0, 621  d1 ) 0,30735.(0, 621  0, 02765) Như vậy không khí đi vào thiết bị sấy (1) có: t  700 C;  =13,6%; d  0, 02765[kg _ âm / kg _ KKK]; I1  143, 0[kJ / kg _ KKK]. 3.2 Lưu Lượng không khí khô lý thuyết 3.2.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy là llt  1 d2  d1  1 0, 04051  0, 02765   77,8[kg _ KKK / kg _ âm]. Lưu Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy là: Llt  W.llt  107,5.77,8  8364[kg _ KKK / h]. Với nhiệt độ trung bình của dòng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy là: t  0,5.(70  40)  55,50 C    1, 0765 kg_KKK/m3 _KKK. Do đó lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy là: lt Vlt  L tb  8364 1, 0765   7770 m3 / h. 3.2.2 Lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào cần thiết là: lt llt  l  77,8  39, 0[kg _ KKK / kg _ âm]. o 1  n 1  1 Lưu lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào cần thiết là: lt lt Lo  W.l0  107,5.39, 0  4193[kg _ KKK / h]. Với nhiệt độ của của không khí ngoài trời là: t  230 C    1, 202 kg_KKK/m3 _KKK. Do đó lưu lượng thể tích không khí cấp vào cần thiết là: lt Vlt  L0  4193  3490 m3 / h. 0  1, 202 3.3 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d a) Sơ đồ công nghệ:
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ và các thông số trong quá trình sấy lý thuyết b) Đồ thị thông số trạng thái của TNS:
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy lý thuyết Để xây dựng được đồ thị biểu diễn quá trình sấy thực ta cần tính toán được các tổn thất của hệ thống sấy, muốn vậy ta cần tính toán thiết kế kết cấu của hầm sấy, các thiết bị đi kèm như khay sấy, xe goòng… 3.4 Xác định kích thước của thiết bị sấy(Khay sấy, xe goòng, Hầm sấy) Để đáp ứng yêu cầu về năng suất. Thiết bị sấy của ta lựa chọn là Hầm sấy.Vật liệu sấy là cá tươi được chất lên các khay và các khay được chất lên các xe goòng để đẩy vào hầm sấy. Sau khi sấy xong thì mở cửa hầm và đưa xe goòng ra ngoài. 3.4.1 Kích thước của khay sấy Khay sấy dùng để xếp vật liệu sấy(Cá tươi cắt miếng dày khoảng 40mm). Khay sấy được chế tạo từ nhôm, tạo hình bằng phương pháp dập nhôm tấm bản có chiều dày 1mm, kích thước của khay sấy là 1100x700, như hình vẽ, tạo gờ mép ngoài khoảng 30mm để thuận tiện trong việc cầm nắm. Khối lượng của mỗi khay sấy tính ra khoảng 3,5kg/khay. Hình 3.3 Khay sấy Diện tích phần khay cho phép chất tải lên là: 50x1050=0,65(m)x1,05(m) = 0,7m2. Với kích thước như vậy khi ta chất Vật liệu sấy(Cá tươi) thành 1 lớp lên trên bề mặt lưới thép thì trên mỗi khay cho phép chất lên từ 20-25 miếng tươi, với trọng lượng mỗi miếng cá tươi là từ 450g trở lên thì trên mỗi khay cho phép chứa từ 9-11,5kg. Để tính trung bình ta lựa chọn trên mỗi khay sấy cho phép chất lên là 10kg. Do vậy với yêu cầu năng suất sấy là G1  3 tấn trên tổng thời gian làm việc là 20h trên mỗi ngày nên số khay cần được chế tạo là: N  8h.3000kg 20h.10kg / khay   120khay. (Chi tiết khay sấy được thể hiện trên bản vẽ KTS- No.01) 3.4.2 Kích thước của xe goòng Xe goòng được chế tạo từ khung Inox không gỉ, các thanh Inox rỗng có tiết diện 25x25, dày 1,5mm được hàn lại với nhau. Trên mỗi xe đặt 12 khay, mỗi khay chứa được 10kg vật liệu sấy, các khay được xếp trên mỗi tầng khay đặt cách nhau với khoảng cách là 100mm để đảm bảo lưu thông của tác nhân sấy(không khí nóng) được dễ dàng, dưới các chân của xe có bố trí các bánh xe để có thể trượt được trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy. Xe goòng được chế tạo có kích thước: LxWxH(Leng x Width x High)=850x1250x1660mm. Kích thước xe goòng như vậy là phù hợp với điều kiện gia công cũng như chế độ làm việc của công nhân. Với kết cấu như vậy khối lượng của mỗi xe vào khoảng 28kg. Trên mỗi xe gòng cho phép đặt 12 khay sấy, mỗi khay chứa được 10kg. Do đó khối lượng VLS trên mỗi xe là: G X  12.10  120 kgVLS / Xe. Với thời gian làm việc trên mỗi ngày là t  20h , thời gian để sấy là   8h . Do đó để sấy hết được là: G1  3000 kgVLS thì số xe goòng cần thiết N  G1.  3000(kgVLS).8(h)   10 Xe. G X .t 120(kgVLS / Xe).20(h) Ta chế tạo dư ra 2 xe, do vậy tổng số xe goòng cần chế tạo là 12 Xe. Hình dáng của xe goòng được trình bày trong hình dưới đây: Hình 3.4 Xe goòng (Chi tiết xe goòng được thể hiện qua bản vẽ KTS- No.02). 3.4.3 Kích thước của Hầm sấy Hầm sấy được xây dựng theo kích thước đảm bảo thuận lợi việc di chuyển của các Xe goòng, thuận tiện cho việc đẩy xe vào cũng như kéo xe ra khỏi hầm sấy. Hầm sấy được xây dựng theo các kích thước sơ bộ sau: a) Chiều rộng của hầm sấy Bh: Chiều rộng của hầm phụ thuộc vào chiều rộng của xe goòng. Ta lấy dư ra 2 phía mép trái và mép phải của xe là 100mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng: Bh  Bx  2.100  1250  2.100  1450mm. b) Chiều cao của hầm sấy Hh: Chiều cao của hầm phụ thuộc vào chiều cao của xe goòng. Ta lấy dư ra phía mép trên của xe là 150mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ dàng: H h  Hx  150  1650  150  1800mm. c) Chiều dài của hầm sấy Lh: Chiều dài của hầm phụ thuộc vào chiều dài và số lượng của xe goòng làm việc trong hầm. Ta lấy dư ra phía cửa vào và cửa ra mỗi phía là 1000mm giúp cho việc đẩy xe goòng cũng như kéo ra khỏi hầm được thuận lợi: Lh  N x .Lx  2.1000  10.850  2.1000  10500mm. Trong hệ thống sấy của ta bố trí một kênh dẫn gió nóng(nhiệt độ 700C), một kênh dẫn gió thải và một kênh dẫn gió hồi. Các kênh được xây dựng với chiều rộng hợp lý giúp cho việc lắp đặt thiết bị, vận hành và bảo dưỡng được thuận tiện. Ta có được bản vẽ mặt bằng xây dựng hầm sấy như sau: B Giã t­¬i ngoµi trêi Cöa Giã håi bª t«ng trÇn b«ng thñy tinh c¸ch nhiÖt Cöa Giã th¶i ra ngoµi Qu¹t h­íng trôc Calorifer khÝ - h¬i cöa vµo xe goßng A cöa ra xe goßng bª t«ng nÒn B Hình3.5: Mặt cắt đứng xây dựng của hầm sấy. Với kết cấu xây dựng như trên, tốc độ của tác nhân sấy nóng đi trong kênh dẫn vào khoảng 2,5m/s. Tốc độ này là hợp lý để giảm tổn thất áp suất cho quạt. Trên nền của hầm có lắp 2 thanh ray để xe goòng có thể di chuyển tự do dọc theo hầm sấy.  Cöa l¾p van giã håi Kªnh giã nãng Xe goßng (Chi tiết mặt bằng xây dựng được thể hiện qua bản vẽ KTS- No.03). Hình 3.6: Mặt cắt bên của hầm sấy B- QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 3.5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy Khi vận hành làm việc hầm sấy thì tổn thất nhiệt của HTS bao gồm các tổn thất sau:  Tổn thất do vật liệu sấy mang đi: QV kJ / h ; qV kJ / kg _ âm.  Tổn thất do thiết bị truyền tải(khay sấy, xe goòng): QTBTT kJ / h ; qTBTT kJ / kg _ âm.  Tổn thất ra môi trường của kết cấu bao che: QMT kJ / h ; qMT kJ / kg _ âm. Ta lần lượt xác định các tổn thất này như sau: 3.5.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi qV kJ / kg _ âm : Theo kinh nghiệm vận hành hệ thống sấy với sản phẩm sấy là nông sản thực phẩm thì sản phẩm sấy(SPS) đi ra khỏi thiết bị sấy(TBS) có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của TNS đi vào từ 5  100 C . Do đó VLS sấy đi ra có nhiệt độ là:  t v 2  70  100 C  600 C . Nhiệt độ VLS đi vào đúng bằng nhiệt độ môi trường: t v1  230 C. Nhiệt dung riêng của Cá khô là CVK  3, 62kJ / kg.K , với sản phẩm đầu ra là Cá khô có độ ẩm hầm sấy là: W2  12% , do đó nhiệt dung riêng của Cá đi ra khỏi CV 2  CVK .(1  W2 )  Ca .W2  3, 62.(1  0,12)  4,18.0,12  3, 7kJ / kg.K Do vậy: Tổn thất nhiệt do sản phẩm sấy mang đi là: QV  G 2.Cv 2 .(t v 2  t v1 )  42,5.3, 7.(60  23)  5820 kJ/h. q  QV  5820   55 kJ/kg_âm. V W 107,5 3.5.2 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải: qTBTT kJ / kg _ âm : Ta có:  QTBTT  QKh  QX . Với  QKh ; QX  lần lượt là tổn thất do khay sấy và xe goòng mang đi. Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi vào hầm sấy lấy bằng nhiệt độ môi trường là: t  t  t  230 C. Kh1 X1 0 Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi ra khỏi hầm sấy lấy gần bằng nhiệt độ sấy: t  t  t  700 C. Kh 2 X 2 1 Khay sấy và xe goòng có khối lượng lần lượt là: G Kh  3, 5kg; G X  28kg. Nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo xe và khay(Inox và Nhôm) là: CKh  0,86kJ / kg.K; CX  0, 42kJ / kg.K.  Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi là: