Đồ án Sấy muối thùng quay

Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 1.1. TỔNG QUAN VỀ SẤY 1.1.1. Khái niệm chung Trong công nghệ hóa chất, thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi vật liệu (làm khô vật liệu) là rất quan trọng. Tùy theo tính chất và độ ẩm của vật liệu, mức độ làm khô của vật liệu mà thực hiện một trong các phương pháp tách nước ra khỏi vật liệu sau đây: - Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm…). - Phương pháp hóa lý (sử dụng canxi clorua, acid sunfulric để tách nước). - Phương pháp nhiệt (dùng nhiệt để bốc hơi ẩm trong vật liệu). Sấy là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt và bảo quản được tốt hơn. Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ bất kì do sự khuếch tán bởi sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu đồng thời bên trong vật liệu có sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Quá trình sấy được khảo sát về bề mặt: tĩnh lực học và động lực học. - Trong tĩnh lực học: xác định bởi mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy cùng tác nhân sấy dựa trên phương pháp cân bằng vật chất và năng lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết. - Trong động lực học: khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian và các thông số của quá trình sấy. Ví dụ : tính chất và cấu trúc của vật liệu, kích thước vật liệu, các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy và thời gian thích hợp. Lớp: DH07TP   Trang 1 Đồ án: Sấy muối thùng quay 1.1.2. Thiết bị sấy 1.1.2.1. Phân loại thiết bị sấy  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy khác nhau nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy: - Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò, ngoài ra còn có các thiết bị sấy bằng các phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần. - Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường. - Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ … - Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… - Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: cùng chiều, ngược chiều và giao chiều. 1.1.2.2. Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy Yêu cầu thiết bị sấy là phải làm việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể điều chỉnh được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng và dễ sử dụng. Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết: Loại vật liệu cần sấy (rắn, nhão, lỏng…), năng suất, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy. Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ quy trình sản xuất, chọn kiểu thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và điều kiện sản xuất. Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị. Tính cân bằng nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần thiết. Đối với các thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển cần phải tính độ bền. Lớp: DH07TP   Trang 2 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Sau khi tính xong những vấn đề trên ta bắt đầu chọn và tính các thiết bị phụ của hệ thống: bộ phận cung cấp nhiệt (lò đốt, calorifer), bộ phận vận chuyển, bộ phận thu hồi bụi (nếu có), quạt , công suất tiêu thụ để chọn động cơ điện. 1.1.2.2. Lựa chọn thiết bị sấy Sấy thùng quay là một thiết bị chuyên dung để sấy hạt. Loại thiết bị này được dung rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật ẩm dạng hạt có kích thước nhỏ. Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy mạnh và độ đồng đều sản phẩm cao. Ngoài ra thiết bị còn làm việc với năng suất lớn. 1.1.3. Xác định các thông số của tác nhân sấy và tiêu hao nhiệt cho sấy 1.1.3.1. Nhiệm vụ của tác nhân sấy Tác nhân sấy có nhiệm vụ sau: - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm khi quá nhiệt Tùy theo phương pháp sấy, tác nhân sấy có thể thực hiện một hoặc hai trong ba nhiệm vụ nói trên. Khi sấy đối lưu, tác nhân sấy làm hai nhiệm vụ gia nhiệt và tải ẩm. Khi sấy bức xạ, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm và bảo vệ vật sấy. Khi sấy tiếp xúc tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm. Khi sấy bằng điện trường tần số cao, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm. Khi sấy chân không chỉ có thể cấp nhiệt bằng bức xạ hay dẫn nhiệt hoặc kết hợp cả hai cách cấp nhiệt này. Việc dùng bơm chân không hay kết hợp bơm chân không và thiết bị ngưng kết ẩm(sấy thăng hoa), vì vậy phương pháp sấy chân không không cần tác nhân sấy. 1.1.3.2. Các loại tác nhân sấy - Không khí ẩm: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất. Dùng không khí ẩm có nhiều ưu điểm: không khí có sẵn trong tự nhiên, không độc và không làm ô nhiễm sản phẩm. Lớp: DH07TP   Trang 3 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông - Khói lò: sử dụng làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùng calorife, phạm vi nhiệt độ rộng nhưng dùng khói lò có nhược điểm là có thể ô nhiễm sản phẩm do bụi và các chất có hại như: CO2 , SO2. - Hỗn hợp không khí hơi và hơi nước: tác nhân sấy loại này dùng khi cần có độ ẩm tương đối φ cao. - Hơi quá nhiệt: dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và sản phẩm sấy là chất dễ cháy nổ. 1.1.3.3. Không khí ẩm - Các thông số cơ bản của không khí ẩm: + Độ ẩm tương đối là tỉ số giữa lượng hơi nước có trong không khí ẩm với lượng hơi nước lớn nhất có thể chứa trong không khí ẩm đó ở cùng một nhiệt độ: Trong đó:  ϕ G h G hmax  .100% p h .100% (1.1) phs Gh , kg : lượng hơi nước trong không khí ẩm Gh max: lượng hơi nước lớn nhất có thể chứa trong không khí ẩm ph, N/m2 : phần áp suất hơi nước trong không khí ẩm phs, N/m2 : áp suất bão hòa hơi nước ở nhiệt độ không khí ẩm. + Độ chứa hơi là lượng hơi nước chứa trong 1kg không khí khô: G d h G (1.2) , (kg/kgkkkhô) k ở đây: Gh , kg : lượng hơi nước chứa trong không khí ẩm Ghs : lượng không khí khô Gh , Gk có thể xác định theo phương trình trạng thái của hơi nước và không khí khô theo ph , pk và p. + Entanpy của không khí ẩm được tính với 1kg không khí khô như sau: I = Ik + Ih (1.3), (kJ/kgkkkhô) Lớp: DH07TP   Trang 4 Đồ án: Sấy muối thùng quay Trong đó:  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Ik : entanpy không khí khô, Ik = Cpkt, kJ/kgkkkhô với Cpk là nhiệt dung riêng của không khí khô, có giá trị là 1,04 kJ/kgkkkhô, nhiệt độ không khí ẩm. Ih : entanpy của hơi nước có trong 1 kg không khí khô. + Nhiệt độ đọng sương (ts): nhiệt độ đọng sương của không khí ẩm là nhiệt độ của không khí bão hòa đạt được bằng cách làm lạnh không khí ẩm trong điều kiện độ chứa hơi không đổi. Khi biết nhiệt độ và độ ẩm tương đối có thể xác định nhiệt độ đọng sương. Khi bão hòa φ = 100% , ph = phs nhiệt độ không khí ẩm lúc này là ts chính là nhiệt độ bão hòa ứng với ph = phs. Vì vậy ta có thể tra bảng hơi nước bão hòa với ph ta xác định được nhiệt độ bão hòa. + Nhiệt độ nhiệt kế ướt tM : là nhiệt độ của không khi ẩm bão hòa đạt được bằng cách cho nước bốc hơi đoạn nhiệt vào không khí ẩm. Quá trình xảy ra làm cho nhiệt độ không khí ẩm giảm, độ ẩm tương đối và độ ẩm chứa hơi tăng, còn entanpy không đổi. Quá trình đạt đến trạng thái cân bằng φ = 100% thì nhiệt độ không khí ẩm là tM. Nhiệt độ này cũng chính là nhiệt độ nước. Người ta đo nhiệt độ này bằng cách lấy bông hoặc vải thô vấn vào bầu thủy ngân của nhiệt kế và nhúng vào nước vì vậy gọi là nhiệt độ nhiệt kế ướt. + Thể tích riêng và khối lượng riêng theo không khí ẩm: Không khí ẩm là hỗn hợp của khí lý tưởng nên ta có thể xác định khối lượng riêng của nó:       k     h    P h    P k    P h    P P h R T R T R T R T ⎡⎛  ⎞ h k P ⎤ h k  1 ⎢⎜ 1 − 1 ⎟.Ph  ⎥ T ⎣⎝Rh Rk⎠ Rk⎦ Lớp: DH07TP   Trang 5 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông   1  ⎡⎛ ⎢⎜  1  −  ⎞ 1 ⎟. ϕPhs  P ⎤ ⎥  (1.4)  (kg/m3) T ⎣⎝Rh Rk⎠ Rk⎦ Thể tích riêng của không khí ẩm là: 1 1.1.3.4. Khói lò v   (1.5) (m3/kg) Khi sử dụng khói làm môi chất sấy ta phải tính toán quá trình cháy nhằm thu được khói lò có lưu lượng, nhiệt độ, độ chứa hơi nhất định. Sơ đồ nguyên lý buồng đốt tạo khói làm môi chất sấy được biểu diễn trên hình sau: Nhiên liệu Không khí 1  2  3  Khói Không khí Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý bình đốt tạo khói 1.buồng đốt, 2.buồng lắng bụi, 3.buồng hòa trộn Trong tính toán quá trình cháy, để tạo khói làm môi chất sấy, người ta thường tính cho 1 kg nhiên liệu và cần xác định các đại lượng cơ bản sau: + Nhiệt trị của nhiên liệu có thể xác định theo thành phần nhiên liệu hoặc đo trong phòng thí nghiệm. Khi biết thành phần nhiên liệu, có thể xác định nhiệt trị theo các công thức sau:  Đối với nhiên liệu khí: Q  k   0 , 0 1( QC O.C O QH.H  2  Q  H S  .H S2Q  C H  .C H m n  ) (1 .6 ) Tr ong đó: 2 2 m n CO, H2, H2S, CmHn là thành phần thể tích của nhiên liệu. Lớp: DH07TP  Trang 6 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Q , QH S2, QC Hm n là nhiệt trị của các chất khí cháy tương ứng: QCO,H2 QH2 = 10800 kJ/m3tc QCO= 12150 kJ/m3tc Q H S3tc2   QCH4 = 35800 kJ/m3tc Q C H3tc2 6   + Tiêu hao không khí  Q C H3tc3 8   Q C H3tc4 10   Q C H3tc2 4   QC H3 6 = 86000 kJ/m3 tc Q C H3tc3 6    Tiêu hao không khí lý thuyết đối với chất khí: ⎡ n  ⎤ L ⎢ 1,38 0,0179.CO 0, 248.H ∑ m  4 C H −O ⎥  (1.7) (kg/kg nl) 0 ⎢ 2 12m n m n 2 ⎥ ⎥ ⎣ ⎦ Trong đó: CO, H2, CmHn …là thành phần nhiên liệu tính theo khối lượng. - Xác định theo giá trị: 1, 293.Qlv L01,1. 1000 c (1.8)  Tiêu hao nhiệt riêng không khí thực tế L = αT.L0 (1.9) Trong đó αT là hệ số không khí thừa trong buồng lửa. Hệ số không khí thừa α – chọn theo loại nhiên liệu và cấu tạo buồng đốt. Khi dùng khói làm môi chất sấy, nhiệt độ khói thường thấp hơn nhiều so với nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa vì vậy cần đưa khói qua buồng hòa trộn với không khí để đạt được nhiệt độ môi chất theo yêu cầu. Hệ số không khí thừa chung là: Lớp: DH07TP   Trang 7 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông     L ∆L    TL  0  ∆L L0 ∆L L0 T L0 T∆ (1.10) Trong đó Δα là hệ số không khí thừa trong buồng hòa trộn. - Xác định hệ số không khí thừa: Hệ số không khí thừa α được xác định bằng cách chọn αT theo nhiên liệu và kiểu buồng đốt sau đó tính Δα theo quá trình hỗn hợp không khí và khói. Hệ số không khí thừa chung α tính theo khói vào buồng sấy có thể xác định theo nhiệt độ khói làm môi chất sấy. + Đối với nhiên liệu khí lv Qvh d   C t n l n l  ⎛ −⎜1 −  ∑  0 , 0 9 n  .C H m n  ⎞ ⎟  C t k h k h   ⎛ ⎝ 1 2 m i d  n ⎞ ⎠ − L0⎜C t k h k h  h 0 − I 0 ⎟ ⎛  ∑  0 , 0 9 n.C H ⎝  ⎞i  W 1 0 0 ( i'  − i  ) ⎠ ⎜ m n ⎟ h n l h h − ⎝ 1 2 m  n ⎛ ⎠ i d ⎞ (1 .1 1) L 0 ⎜ C t k h k h  h 0 − I 0 ⎟ ⎝ 1 0 0 ⎠ Lớp: DH07TP   Trang 8 Đồ án: Sấy muối thùng quay Trong đó:  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Qlvc : nhiệt trị cao của nhiên liệu hd: hiệu suất buồng đốt Cnl : nhiệt dung riêng của nhiên liệu tnl : nhiệt độ nhiên liệu vào buồng đốt ih: entanpy của hơi nước trong khói ' ih: entanpy của hơi ẩm trong nhiên liệu Wnl : độ ẩm của nhiên liệu khí I0 :entapy của không khí vào buồng đốt d0 : độ chứa hơi của không khí vào buồng đốt Ckh : nhiệt dung riêng của khói Tkh : nhiệt độ của khói CmHn : thành phần cacbua hydro tính theo thành phần khối lượng Sau khi xác định hệ số thừa chung α ta chọn hệ số khí thừa của buồng đốt theo nhiên liệu và kiểu buồng đốt αhd, từ đó ta có: Δα = α – αhd (1.12) Vậy lượng không khí cần hòa trộn thêm là: ΔL = Δα.L0 (1.13), (kg/kgnl) 1.1.4. Chế độ sấy 1.1.4.1. Khái niệm và định nghĩa - Chế độ sấy là một tập hợp các tác động nhiệt của môi chất sấy đến vật liệu sấy nhằm đảm bảo chất lượng và thời gian sấy nhất định theo yêu cầu. Lớp: DH07TP   Trang 9 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông - Chế độ sấy thể hiện dưới dạng các thông số sau: nhiệt độ tác nhân sấy, hiệu nhiệt độ khô ướt Δt (hay độ ẩm tương đối φ), tốc độ môi chất sấy. 1.1.4.2. Các thông số xác định chế độ sấy - Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy có nghĩa là ảnh hưởng quyết định đến thời gian sấy. Nhiệt độ t1 cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy. Một số sản phẩm sấy không cho phép sấy ở nhiệt độ cao vì vậy nó không cho phép nhiệt tác nhân sấy vượt quá giá trị nhất định. Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị càng cao, tốc độ sấy càng lớn dẫm đến thời gian sấy giảm và giảm tiêu hao năng lượng. Tuy vậy nhiệt độ tác nhân sấy càng cao thì tổn thất nhiệt vào môi trường càng lớn dẫn đến tăng tiêu hao năng lượng. Vì vậy cần xác định giá trị t1 tối ưu theo hàm mục tiêu là tiêu hao năng lượng. Trị số t1 tối ưu theo tiêu chí này thường khá lớn vì vậy khi sấy các vật liệu nhạy cảm nhiệt (chất lượng sản phẩm giảm khi nhiệt độ tăng) thì nhiệt độ tác nhân sấy t1 xác định theo điều kiện chất lượng sản phẩm. Ví dụ khi sấy các vật liệu dạng tinh bột nhiệt độ tác nhân sấy t1 thường nhỏ hơn nhiệt độ hồ hóa (khoảng 600C). + Độ ẩm tương đối của không khí vào thiết bị φ1 (hay Δt1) Độ chênh lệch nhiệt độ khô ướt của môi chất vào thiết bị Δt1 tạo nên thế sấy, nó là động lực cho ẩm thoát ra từ vật ẩm vào môi trường. Thế sấy càng lớn thì tốc độ thoát ẩm càng lớn. Tuy nhiên khi tốc độ thoát ẩm lớn sẽ dẫn đến vật sấy biến dạng (vênh, nứt) vì vậy ta chọn Δt1 thích hợp với từng loại sản phẩm và từng giai đoạn của quá trình sấy. + Nhiệt độ môi chất sấy ra khỏi thiết bị t2 Nhiệt độ này càng lớn thì tổn thất do khí thoát càng cao. Vì vậy, theo mục tiêu tiết kiệm năng lượng thì nhiệt độ t2 càng nhỏ càng tốt. Tuy nhiên, khi chọn t2 phải Lớp: DH07TP   Trang 10 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông bảo đảm Δt2 = t2 – t1để duy trì quá trình truyền nhiệt giữa môi chất sấy và vật liệu sấy. t2 càng lớn thì truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy càng lớn dẫn tới tốc độ bay hơi ẩm lớn, thời gian sấy giảm, tiêu hao nhiệt cho quá trình sấy giảm. Đồng thời t2 lớn sẽ dẫn tới tổn thất nhiệt do khí thoát và tăng tổn thất nhiệt vào môi trường do truyền nhiệt qua thiết bị. Vì vậy cần chọn Δt2 tối ưu. Trị số này thường chọn theo kinh nghiệm từ 10 – 150C. + Độ ẩm môi chất sấy ra khỏi thùng sấy φ2 Thông số này cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Chọn φ2 càng lớn thì tiêu hao riêng không khí càng nhỏ. Tuy vậy, việc tăng φ2 bị hạn chế bởi độ ẩm cân bằng vật liệu tương ứng với trạng thái không khí ẩm ra khỏi buồng sấy (t2, φ2). Khi φ2 tăng đến giá trị nhất định φ2k thì độ ẩm của vật liệu sấy ω = ωcb lúc này giữa vật liệu và môi chất sấy đạt đến cân bằng, ẩm trong vật liệu không thoát ra được thẩm chí nếu tăng φ2 quá trị số φ2k sẽ xảy ra hiện tượng vật liệu hút ẩm từ môi chất sấy. Trường hợp này có thể xảy ra khi sấy hầm cùng chiều. Trị số φ2 thường chọn nhỏ hơn trị số giới hạn φ2k từ 5 – 10%. Trị số φ2 tối ưu thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ t2. Với nhiệt độ t2 = 40 600C, trị số φ2 hợp lý là 80%. Trong thiết bị sấy buồng, chế độ sấy thay đổi theo thời gian sấy. Mỗi giai đoạn sấy thường chọn chế độ sấy khác nhau. + Tốc độ tác nhân sấy Tốc độ tác nhân sấy ảnh hưởng đáng kể đến sự thoát ẩm của vật liệu sấy. Tốc độ tác nhân sấy càng lớn sự thoát ẩm càng tốt. Tuy nhiên, tốc độ tác nhân sấy càng lớn dẫn đến tăng tổn thất áp suất trong quá trình lưu động của môi chất sấy trong hệ thống làm tăng năng lượng của quạt gió. Vì vậy cần chọn tốc độ thích hợp. 1.1.4.3. Chọn chế độ sấy Việc chọn chế độ sấy thường căn cứ vào hai tiêu chí: một là sự làm việc của thiết bị và hai là căn cứ vào vật liệu sấy. Lớp: DH07TP   Trang 11 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông - Căn cứ vào sự làm việc của thiết bị: + Các thiết bị sấy liên tục như: sấy hầm, sấy khí động, sấy tầng sôi, sấy phun…các giai đoạn của quá trình sấy phân bố ổn định trên thiết bị theo chiều chuyển động của vật liệu ( ví dụ: thiết bị sấy hầm, các giai đoạn sấy phân bố theo chiều dài hầm). Ở các thiết bị sấy này, chế độ sấy được chọn cho cả hai thiết bị không phụ thuộc vào thời gian, cụ thể là chọn trạng thái môi chất vào t1, φ1. Ngoài ra, việc chọn chế độ sấy còn căn cứ vào thiết bị làm việc cùng chiều hay ngược chiều. + Thiết bị làm việc theo chu kỳ: Ở các thiết bị sấy làm việc chu kỳ, các giai đoạn của quá trình sấy phân bố theo thời gian sấy, vì vậy ở mỗi giai đoạn sấy cần chọn chế độ sấy thích hợp. Ví dụ: trong thiết bị sấy thùng quay dùng sấy cà phê theo chu kỳ thời gian sấy 24 giờ với cà phê hạt độ ẩm đầu 52%, cuối 12%. Chế độ sấy cũng được chọn khác nhau có 3 giai đoạn:  Giai đoạn đầu 8 giờ, nhiệt độ môi chất vào 680C.  Giai đoạn hai thời gian 8 giờ, nhiệt độ môi chất vào 640C.  Giai đoạn ba thời gian 8 giờ, nhiệt độ môi chất vào 590C. - Căn cứ vào vật liệu sấy + Các vật liệu sấy không cho phép cong, vênh, dễ nứt như gỗ, đồ gốm, men sứ…khi chọn chế độ sấy cần cả hai thông số nhiệt độ và độ ẩm tương đối (hay Δt). + Các vật liệu sấy không sợ nứt, cong vênh như rau quả, thực phẩm, thức ăn gia súc, khoai sắn thái lát…khi chọn chế độ sấy chỉ cần chọn nhiệt độ vào thiết bị t1 còn nhiệt độ ra khỏi thiết bị t2 và độ ẩm tương đối φ2 chọn theo các tiêu chí riêng. Lớp: DH07TP   Trang 12 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông 1.1.4.4. Các biện pháp để duy trì chế độ sấy Để đảm bảo duy trì chế độ sấy thích hợp cho từng loại sản phẩm và từng giai đoạn của quá trình sấy có thể tiến hành các biện pháp sau: - Phun ẩm Khi chế độ sấy cần độ ẩm tương đối cao mà sau khi gia nhiệt độ ẩm tương đối của môi chất khá nhỏ, trường hợp này cần tăng độ ẩm tương đối của không khí. Một biện pháp có hiệu quả là phun ẩm, tức là phun nước vào không khí, nước sẽ bay hơi làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên. Trong hệ thống điều hòa không khí người ta sử dụng rộng rãi phương pháp này. - Hồi lưu một phần khí thải Khí thải của hệ thống sấy có độ ẩm tương đối φ cao. Sử dụng hồi lưu là lấy một phần khí thải hòa trộn với không khí mới đưa vào hệ thống. Điểm hòa trộn có thể đặt trước hoặc sau calorife và thường đặt ở đầu hút của quạt gió. Làm như vậy có thể tăng độ ẩm tương đối của môi chất sấy vào hệ thống, đồng thời có thể tiết kiệm nhiệt. Sử dụng hồi lưu có thể điều chỉnh được độ ẩm tương đối vào thiết bị sấy theo yêu cầu của chế độ sấy bằng cách điều chỉnh tỷ lệ khí hòa trộn (hệ số hồi lưu). I - Sử dụng nhiệt trung gian Gia nhiệt trung gian là gia nhiệt thêm cho môi chất trong buồng sấy. Nhược điểm lớn nhất của thiết bị sấy buồng là nhiệt độ môi chất giảm dần theo chiều chuyển động của môi chất trong khi đó vật liệu đứng yên nên sản phẩm khô không đều. Để khắc  0  d0  d2’  d2  x phục nhược điểm này có thể sử Hình1.2. quá trình sấy có gia nhiệt trung Lớp: DH07TP  i Trang 13 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông dụng gia nhiệt trung gian. Muốn vậy buồng sấy cần chia ra nhiều phần, môi chất sấy ra mỗi phần được gia nhiệt bổ sung làm cho nhiệt độ tăng lên, nhiệt độ môi chất trong buồng sấy sẽ đều hơn. Ở hình sấy có gia nhiệt trung gian quá trình 0-1 là quá trính gia nhiệt trong calorife chính, quá trình 1-2’ là quá trình sấy trong phần 1, quá trình 2’-1’ là quá trình gia nhiệt trong calorife phụ và quá trình 1’-2 là quá trình sấy trong phần 2 của buồng sấy. 1.1.5. Các phương pháp xác định thời gian sấy 1.1.5.1. Phương pháp A. V. Lư – cốp Đây là phương pháp dùng để xác định thời gian sấy đối với vật liệu dạng tấm phẳng sấy trong thiết bị sấy đối lưu. Để mô hình toán học có thể giải được một cách đơn giản, A. V. Lư – cốp đã bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm. Do đó phương trình dẫn chất có dạng: ∂u ∂  am  ∂2u ∂x2  (1.14) Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi ta coi dòng ẩm trên bề mặt qm = const. Thời gian trong giai đoạn này được tính như sau:   1    1−k N  (1 .1 5 ) Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm A. V. lư-cốp đã giải phương trình vi phân với các điều kiện đơn trị và khi biến đổi chuyển từ độ chứa ẩm u sang độ ẩm ω thu được kết quả thời gian sấy trong giai đoạn tốc độ giảm như sau:   2 1.ln k − cb (1.16)  k Ở đây k gọi là hệ số sấy, k = X.N, với x   2 − cb 1  gọi là hệ số sấy tương đối. Thời gian sấy tổng cộng là: k− c b Lớp: DH07TP   Trang 14 Đồ án: Sấy muối thùng quay  GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông    1   cb − 11 ln(   )  N . 2 cbX  (1.17),( h) Từ công thức trên ta thấy, muốn xác định thời gia sấy theo phương pháp A. V. lư-cốp cần biết độ ẩm ban đầu ω1, độ ẩm cân bằng ωcb và tốc độ sấy trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi N. Ở đây N cần được xác định bằng thực nghệm phụ thuộc vào chế độ sấy. 1.1.5.2. Phương pháp G. K. Philônhencô Philônhencô đã nghiện cứu nhiều đường cong sấy khác nhau, ông đã phát hiện ra rằng các đừng cong sấy có thể biểu điển bằng một đường cong duy nhất nếu lấy một trục là tốc độ sấy d / d và trục kia là tốc độ dẫn suất: ϕ 1.d (1.18) N d  Tốc độ sấy dẫn suất φ được xác định bằng thực nghiệm có dạng: ϕ  ( cb  )m  (1.19) A B( cb )m Các hệ số A, B, m phụ thuộc vào vật liệu và chế độ sấy. Khi m = 1 thì thời gian sấy có thể xác định bằng công thức: 1.d