Tài liệu Sấy băng tải

Đồ án QT&TB Sấy băng tải MỤC LỤC A. TỔNG QUAN..........................................................................................................................2 1. Sơ lược về chè ( trà ):............................................................................................................2 2. Quá trình sấy:........................................................................................................................4 3. Giới thiệu về sấy băng tải:....................................................................................................5 B. QUY TRÌNH SẤY...................................................................................................................6 C. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT..............................................................................................7 1. Các thông số ban đầu:...........................................................................................................7 2. Xử lí số liệu:.........................................................................................................................7 3. Cân bằng vật liệu:.................................................................................................................9 a) Cân bằng vật liệu cho vật liệu sấy:...................................................................................9 b) Cân bằng cho không khí sấy:..........................................................................................10 D. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH............................................................................................11 1. Thể tích của không khí:......................................................................................................11 2. Tính thời gian sấy:..............................................................................................................12 3. Thiết bị sấy kiểu băng tải:...................................................................................................12 4. Tính toán hầm sấy:..............................................................................................................18 5. Vận tốc chuyển động của không khí và chế độ chuyển động của không khí trong phòng sấy: 23 6. Cân bằng nhiệt lượng:.........................................................................................................24 7. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy lí thuyết.........................................................................27 8. Quá trình sấy thực tế...........................................................................................................29 E. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ:...............................................................................................31 1. Calorife...............................................................................................................................31 2. Buồng đốt............................................................................................................................34 3. Xyclon.................................................................................................................................35 4. Tính toán trở lực.................................................................................................................36 5. Tính công suất của quạt và chon quạt.................................................................................41 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................44 1 Đồ án QT&TB Sấy băng tải A. TỔNG QUAN 1. Sơ lược về chè ( trà ): Trà ( chè) là một thức uống phổ biến của người dân Việt nói riêng và châu Á nói chung. Trà không chỉ là thức uống giải khát, thanh lọc cơ thể mà nó còn có khả năng chữa một số bệnh vì trong đó có chứa các chất tốt cho cơ thể như: vitamin C, B, PP, muối, cafein,… Dựa vào phương pháp chế biến khác nhau, người ta phân loại chè như sau:  Chè xanh:Nước pha xanh vàng, vị đậm dịu, có hương thơm tự nhiên của chè. Chè xanh được chế biến bằng cách đem nguyên liệu chè diệt men rồi vò, sau đó đem sấy.  Chè đen:Có qua quá trình lên men để tạo ra những biến đổi sinh hóa cần thiết làm cho sản phẩm có màu sắc, hương vị đă ăc biê ăt. Màu nước pha chè đen có màu đỏ nâu sáng, vị dịu, hương thơm nhe  Chè đỏ:Được chế biến bằng cách đem nguyên liệu chè làm héo và lên men, rồi sao và vò kết hợp, cuối cùng sấy khô đóng bao thành phẩm. Màu nước pha màu vàng ánh, hoặc ánh kim, vị đậm, hương thơm đặc biệt.  Chè vàng: Có hương thơm mạnh, vị chát dịu, màu nước pha vàng ánh, được chế biết từ nguyên liệu chè qua các giai đoạn điệt men. Rồi vò hoặc không vò, cuối cùng ủ, sao hoặc sấy ở nhiệt độ thấp. Thành phần có trong chè:  Nước: Hàm lượng nước trong lá trà giảm dần từ tôm đến các lá già, (tôm 76,6%; lá một 75,6%; lá hai 75,6% và lá ba 74,26%) thay đổi phụ thuộc vào tuổi thọ, sự phân bố địa lý của cây trà, các biện pháp canh tác, thời điểm thu hoạch (thời điểm trong ngày, theo tháng, theo mùa).  Chất hòa tan: Là một hỗn hợp gồm nhiều chất khác nhau, có khả năng hoà tan với nước sôi và là chỉ tiêu chất lượng quan trọng của trà nguyên liệu và trà sản phẩm. trong thành phần hỗn hợp này, khoạng 50% là hợp chất phenol, còn lại gần 50% là glucid tan, protein, acid amin, alcaloid (chủ yếu là caffeine), sắc tố, vitamin, enzym...  Tannin: Đặc tính của tanin có vị chát. Nó là chất trọng yếu trong nguyên liệu, ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất của trà, vị trà, hương thơm và các đặc tính khác đều do tanin quyết định. Chất tanin trong trà càng nhiều thì phẩm chất trà càng cao. Tuy nhiên còn tùy thuộc vào lượng tanin có thể hoà tan trong Oxydietyl. Còn lượng tanin nhiều 2 Đồ án QT&TB Sấy băng tải nhưng ở trạng thái kết hợp thì phẩm chất kém hơn. Lượng tanin trong chè nhiều hay ít phụ thuộc vào độ tuổi, thời kỳ hái, giống trà, điều kiện ngoại cảnh, phương pháp chế biến.... Lượng tanin phân bố không đồng đều trên cùng một búp trà, tập trung nhiều nhất ở tôm (39.9%), rồi đến lá non (lá một 36.8%; lá hai 36.1%; lá ba 29.25%; cọng già 25%, lá bánh tẻ, lá già... Chất tanin có khả năng kết hợp với Albumin để tạo thành chất không hòa tan. Tính chất này quan trọng đối với quá trình chế biến trà. Tanin kết hợp với caffeine thành chất không hoà tan đóng váng trên mặt nước khi nước chè để nguội.  Protein và axit amin: Chiếm 22% - 26% chất khô. Qua chế biến, hàm lượng protein va acid amin có thay đổi: lượng protein giảm còn lượng acid amin tăng lên. Sở dĩ do quá trình thủy phân, một phần protein trà tạo thành acid amin trong quá trình chế biến. Acid amin tự do tác dụng với dẫn xuất cathechin của trà tạo thành aldehyt có mùi thơm dễ chịu cho trà. Albumin (protein đơn giản): Albumin là một loại chất hữu cơ có chứa Nitơ, là thành phần cấu tạo chủ yếu của các sinh vật. Hàm lượng Albumin trong trà lớn, thay đổi phụ thuộc nhiều điều kiện như thời kỳ hái, lá non hay già, điều kiện ngoại cảnh.  Caffeine: Caffeine chiếm 3 - 5% trọng lượng trà. Lượng caffeine trong trà nhiều gấp 04 lần trong cà phê (theo Muler). Caffeine có tác dụng kích thích cơ thể con người, trước hết là kích thích thần kinh trung ương, tạo cảm giác hưng phấn, dễ chịu, nâng cao năng lự làm việc của xương, cơ, giúp thông tiểu. Lượng caffeine trong trà biến đổi phụ thuộc hoàn cảnh bên ngoài, kỹ thuật bảo quản, giống trà, thời gian hái, vị trí địa lý. Caffeine tự do tồn tại trong lá trà tươi nhiều hơn trà thành phẩm. Trong quá trình sản xuất, một số caffeine kết hợp với một số chất khác làm giảm lượng caffeine tự do. Do tính chất thăng hoa ở nhiệt độ 100 - 110oC, caffeine bị tổn thất 10% khi sấy trà. Caffeine trong sản xuất do quá trình lên men phản ứng với các sản phẩm oxi hoá của Cathechin tạo ra caffeine - oxy teonat gọi tắt là tanat - caffeine (chủ yếu ở trà đen). Sản phẩm này có thể bị kết tủa ở nhiệt độ thấp, tạo thành lớp váng trên nước trà ở nhiệt độ thường, hoà tan khi nhiệt độ lên đến 60oC. Tanat - caffeine làm cho trà có đặc tính riêng về mùi, vị, màu sắc. 3 Đồ án QT&TB Sấy băng tải  Enzyme: Trong lá trà có 2 nhóm enzym quan trọng là nhóm enzym oxi hoá khử và nhóm enzym thủy phân. Những nhóm khác tồn tại với số lượng không đáng kể. Một số trong nhóm enzym oxi hoá khử có vai trò quan trọng trong chế biến trà. Dưới tác dụng của polyphenol - oxydaza, sản phẩm là thearubigin và các cấu tử tạo màu sắc và hương vị nước trà.  Gluxicid trong trà (tính theo % chất khô): Tùy theo giống cây và hàm lượng thu hái mà hàm lượng glucid thay đổi ít hay nhiều. Trung bình có: - Monoza : 1 - 2%. - Saccaroza : 0.5 - 2.5% - Polysaccarit : 10 - 20% - Tinh bột : 0.1 - 0.3%, lá trà càng già lượng tinh bột càng tăng. - Pectin : 2 - 3%.  Chất màu (sắc tố):Màu nước trà là một chỉ tiêu cảm quan quan trọng của trà thành phẩm. Màu nước trà do 2 loại sắc tố tạo nên: sắc tố có sẵn trong nguyên liệu ban đầu và sắc tố tạo ra trong quá trình gia công chế biến. Sắc tố tự nhiên ban đầu gồm chủ yếu là clorofin A, clorofin B; pheophytyl A, B; careteonit, xantofin, viocxantin, neocxantin... Trà là một chất kích thích não, tim, hô hấp. Nó tăng cường sức làm việc của trí óc và của cơ, làm tăng hô hấp, tăng cường và điều hòa nhịp đập của tim. Nó cũng lợi tiểu và giúp cơ thể tiêu hóa tốt. Trà là sản phẩm được chế biến từ búp và lá trà non, qua nhiều công đoạn như: làm héo, vò, sàng, lên men, sấy,…trong đó quan trọng nhất là quá trình sấy là công đoạn có vai trò quyết định đến chất lượng của sản phẩm. Sấy trà là dùng nhiệt độ cao để diệt các enzyme, đình chỉ quá trình lên men của trà nhằm giữ lại tối đa những chất có giá trị trong lá, búp.Làm giảm lượng ẩm đến mức cần thiết, để dễ dàng bảo quản và vận chuyển. 2. Quá trình sấy: Quá trình sấy là quá trình làm khô một vật thể bằng phương pháp bay hơi bằng cách cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hóa hơi, lấy hơi ẩm ra khỏi vật và thải vào môi trường. Có 2 hình thức sấy: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo. 4 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Sấy tự nhiên dùng năng lượng mặt trời để làm bốc hơi nước trong vật liệu nên đơn giản, ít tốn kém tuy nhiên khó điều chỉnh được quá trình sấy và vật liệu sau khi sấy vẫn còn độ ẩm cao. Trong sản xuất công nghiệp thường dùng sấy nhân tạo, tức là phải cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm.Phương pháp cung cấp nhiệt có thể bằng dẫn nhiệt đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Dựa vào phân loại phương pháp sấy theo cách cấp nhiệt, ta có các phương pháp sau: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy dùng điện trường cao tần. Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị như: Thiết bị sấy (buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục…), thiết bị đốt nóng tác nhân sấy, quạt và một số thiết bị phụ khác. Tùy theo thừng lại sản phẩm mà ta chọn loại thiết bị phù hợp. Và để nghiên cứu quá trình sấy chè và thiết kế thiết bị liên quan nên em thực hiện “ đồ án tính toán thiết kế thiết bị sấy băng tải năng suất 800kg/h để sấy chè tươi”. Trong đồ án này sẽ tiến hành thiết kế thiết bị sấy băng tải, phương pháp sấy đối lưu nhiệt. Ưu điểm của phương pháp sấy này là thiết bị đơn giản, rẻ tiền, sản phẩm được sấy đều, không khí đi trong hầm sấy lớn, năng suất cao, khá hiệu quả. 3. Giới thiệu về sấy băng tải: Thiết bị sấy băng tải gồm một hầm sấy hình chữ nhật trong đó có một hay nhiều băng tải chuyển động nhờ các tang quay, các băng này tựa trên các con lăn để khỏi bị vọng xuống. Băng tải làm bằng lưới kim loại, bằng thép hay bằng sợi bông tẩm cao su. Không khí được đốt nóng đến nhiệt độ thích hợp nhờ calorifer và hút vào cửa phía dưới của phòng sấy, vậy liệu sấy được cấp vào liên tục ở cửa nạp liệu và được cấp định lượng qua cơ cấu nhập liệu. Không khí nóng đi ngược chiều hay cùng chiều với chiều chuyển động của băng tải hoặc đi từ dưới lên xuyên qua băng chuyền, xuyên qua vật liệu sấy. Để quá trình sấy được tốt ta cho tác nhân sấy chuyển động với vận tốc 3m/s, còn băng tải chuyển động với vận tốc 0.3-0.6m/s Thiết bị sấy loại này thường được dùng trong công nghệ thực phẩm để sấy các loại rau quả, ngũ cốc, sấy bánh keo, các loại nông sản khác, sấy một số sản phẩm hóa học… 5 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Ta chọn sấy băng tải vì nó các ưu điểm sau:     Cấu tạo thiết bị đơn giản, rẻ tiền, 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. 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. B. QUY TRÌNH SẤY Do yêu cầu về độ khô của chè nên tác nhân sấy được sử dụng ở đây là không khí nóng. Trà (chè) có độ ẩm ban đầu là 35% trong bồn chứa nguyên liệu, được gầu tải đưa vào bộ phận nhập liệu. Bộ phận nhập liệu có tang quay gắn với động cơ, giúp chè được đưa vào sấy liên tục, không bị nghẽn lại ở đầu băng tải. Sau đó tay gạt sẽ điều chỉnh độ dày của lớp chè trên băng tải. Khi vào hầm sấy, chè sẽ chuyển động cùng với băng tải đến cuối băng tải thứ nhất xuống băng tải thứ hai và chuyển động ngược lại, cứ như thế đến các băng tải cuối và theo băng tải lấy sản phẩm ra ngoài, chứa trong bồn chứa sản phẩm, độ ẩm của sản phẩm sau sấy là 12%. Tác nhân sấy: không khí bên ngoài có nhiệt độ 17.9˚C, qua bộ lọc khí tay áo, sau đó được quạt đẩy vào calorifer, ở đây không khí nhận nhiệt gián tiếp từ khói lò qua hàng ống trao đổi nhiệt. Khói lò đi trong ống, không khí đi ngoài ống. Không khí sau khi được gia nhiệt tới nhiệt độ thích hợp 70˚C theo đường ống đi vào hầm sấy. Trong hầm sấy, không khí đi qua lưới phân phối khí ( phân phối khí đều), qua các băng tải, tiếp xúc với chè, cung cấp nhiệt để hơi nước trong chè bốc ra ngoài. Dòng không khí nóng đi ngược chiều với dòng sản phẩm. Trong quá trình sấy, không khí di chuyển với vận tốc lớn nên có một phần chè sẽ bị lôi cuốn theo ra khỏi hầm sấy. Để thu hồi khí thải và chè, người ta đặt tại đường ống khí ra một xyclon để tách chè và làm sạch, dòng khí thải được thải ra ngoài môi trường. Ta chọn nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy là 40˚C để tránh thất thoát nhiệt và tránh trên mặt sản phẩm không bị động sương. C. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT. 1. Các thông số ban đầu:  Năng suất tính theo sản phẩm: G2 = 800( kg/h) 6 Đồ án QT&TB Sấy băng tải  Độ ẩm vật liệu vào: W1 = 35%  Độ ẩm vật liệu ra: W2 = 12%  Tác nhân sấy:  Không khí vào calorifer: đặt thiết bị sấy tại Lâm Đồng nên ta có: φ0 85 t0 = 17.9˚C, , Pkq = 1atm = 1.013 bar  Không khí vào hầm sấy: t1 = 70˚C  Không khí ra khỏi hầm sấy: t2 = 30˚C (chọn khoảng 30-350C do Lâm Đồng có nhiệt độ TB năm thấp) 2. Xử lí số liệu: Một số kí hiệu sử dụng:  G1, G2: Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy ( kg/h)  Gk: Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h)  W1, W2: Độ ẩm của vật liệu trước và 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)  d0: hàm ẩm của không khí trước khi vào calorifer (kg ẩm/kg KKK)  d1, d2: hàm ẩm của không khí trước khi vào máy sấy ( sau khi qua calorifer) và sau khi ra khỏi máy sấy (kg ẩm/kg KKK) a) Không khí trước khi vào calorifer ( Điểm A): φ0 85 Ta có: t0 = 17.9˚C, Áp suất hơi bão hòa: P bh exp Vậy P 0 bh exp  12− 4026.42 235.5 t   exp 12−  4026.42 235.5 t 12−  φ Pbh CT 2.18−28  5  B−φ P bh    4026.42 0.0204 0.0208 at 235.5  17.9 Hàm ẩm của không khí: d 0.621    CT 2.31−31  5   7 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Trong đó B: áp suất không khí, nơi cố định độ ẩm Chọn B = 1atm, B =1.013 bar d 0 0.621 φ P bh 0.85 0.0204  0.621 0.0108 kg ẩm  kgkkk B−φ P bh 1.013−0.85 0.0204 Enthalpy: I 1.004 t  d  2500  1.842 t   CT 2.25−29  5    I 01.004 t  d  2500  1.842 t 1.004 17.9 0.0108  2500  1.842 17.0  45.328 KJ  Kgkkk b) Không khí sau khi đi qua calorifer (Điểm B): Chọn nhiệt độ không khí sau khi qua calorifer là: 70˚C Hàm ẩm: d 1 d 0  0.0108 kg ẩm kgkkk Áp suất bão hòa: P 1 bhexp  12− 4026.42 235.5 t  exp  12−   4026.42 0.3073 0.3134 at 235.5 70 Độ ẩm của không khí: 1 0.621  d   P bh  Bd φ  1 Vậy: 1 0.621  d   P 1 bh  Bd φ1   1 Enthalpy: 8 Đồ án QT&TB Sấy băng tải   I 1 1.004 t  d  2500  1.842 t 1.004  70 0.0108  2500  1.842 70 98.67 KJ  Kgkkk c) Không khí ra khỏi hầm sấy ( Điểm C): Ta có: nhiệt độ ra khỏi hầm sấy: t2 = 30˚C Enthalpy: I2 = I1 = 98.67 Kg/kgkkk Áp suất hơi bão hòa: P 2 bh exp  12− 4026.42 235.5 t  exp  12−   4026.42 0.0422  0.043 at 235.5  30 Hàm ẩm: d 2 I 2−1.004t 2 98.67−1.004  30 ẩm  0.0268 kg 2500 1.842 t 2 2500  1.842 30 kgkkk Độ ẩm: 2 0.621  d   P 2 bh  Bd φ2  2 Ta có bảng số liệu: Trạng thái t˚C φ A 17.9 85 d ( kg ẩm/kgkkk) 0.0108 I (KJ/kgkkk) 45.328 3. Cân bằng vật liệu: a) Cân bằng vật liệu cho vật liệu sấy: B 70 5.56 C 30 99.31 0.0108 98.67 0.0268 98.67 Trong quá trình sấy ta xem như không có hiện tượng mất mát vật liệu, lượng không khí khô tuyệt đối coi như không biến đổi trong suốt quá trình sấy.vậy lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy là: 9 Đồ án QT&TB G k G1 Ta có: Sấy băng tải 100−W 1 100−W 2 G 2 CT 7.23, 7.24−289  10  100 100   W 135 , W 2 12 ,G 2 800 kg  h G k 800 100−12 704 kg  h 100 Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sấy trong quá trình sấy: W G2 W 1−W 2 35−12 kg 800  283.08 CT 7.27−289 10  100−W 1 100−35 h   Lượng vật liệu trước khi vào hầm sấy: G1 G 2  W 800  283.081083.08 Kg  h b) Cân bằng cho không khí sấy: Cũng như vật liệu khô, coi như lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy không bị mất mát trong suốt quá trình sấy.khi quá trình làm việc ổn định lượng không khí đi vào mang theo một lượng ẩm là Ld1. Sau khi sấy xong, lượng ẩm bóc ra khỏi vật liệu là W nên không khí có thêm một lượng ẩm là W. Nếu lượng ẩm trong không khí ra khỏi mấy sấy là Ld2 thì ta có phương trình: L d 1  W  Ld 2 Với L: Là lượng không khí khô tối thiểu cần thiết để làm bốc hơi W( kg) ẩm trong vật liệu. Vậy L W 283.08 kg  17692.5 CT 7.28−290  10  d 2−d 1 0.0268−0.0108 h Ta có: tại  t 0 17.9 ℃ suy ra  ρ1.214 kg  m 3 Nên lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trước khi vào calorifer: 10 Đồ án QT&TB V Sấy băng tải L 17692.5  14573.72 m3  h ρ 1.214 Vậy lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm trong vật liệu là: l L 1  kg  kgẩm CT 7.30−290  10  W d 2−d 1   Khi đi qua calorifer không khí chỉ thay đổi nhệt đầu nhưng không thay đổi hàm ẩm, nên d0=d1: l 1 1  d 2 −d 1 d 2−d 0 Thay số vào: l 1 62.5 kgkkk  kgam 0.0268−0.0108 Nhiệt lượng tiêu hao  q0 :   q 0 l I 1−I 0 62.5  98.67−45.33 3333.75 kj  kgam Q0 W q0  283.08 3333.75 943717.95 kj  h D. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 1. Thể tích của không khí: a) Thể tích riêng của không khí vào thiết bị chính: v1  RT 1 m 3  kgkkk CT VII .8−94  3  P−φ1 P 1 bh   Với: R = 287 J/Kg.K T1= 70+273=343 ℃ P = 1.033at P 1 bh0.3134 at 11 Đồ án QT&TB Sấy băng tải φ1 0.056 Thay số vào ta có: v1  287  343 0.988 m3  kgkkk 4  1.033−0.056 0.3134 9.8110  Thể tích không khí vào hầm sấy: 3 V 1  L . v 1 17692.5 0.98817480.19 m  h b) Thể tích riêng không khí ra khỏi hầm sấy: v2  RT2 287  303  0.894  kgkkk P−φ2 P 2 bh  1.033−0.9931 0.0422 9.81 10 4  Thể tích không khí ra khỏi hầm sấy: 3 V 2  L v 2 17692.5 0.89415824.54 m  h c) Thể tích trung bình của không khí trong phòng sấy: V tb  V 1  V 2 17480.19  15824.54  166652.36 m3  h 2 2 2. Tính thời gian sấy: Chọn độ chênh lệch nhiệt độ giữa thiết bị sấy và vật liệu là Vận tốc dòng khí là v ≤ 5 m  s , chọn v 3 m  s 318.66W  m2 K  Ta có: α 6.15  4.17 . v 6.15 4.17 Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt: (  J 1b  J 1 b α t m −t b 18.66 6111.96 W  m 2 Mà: 111.96 W/m2 = 403.056 Kj/m2h 12 t m  −t b 6℃ Đồ án QT&TB Sấy băng tải Cường độ bay hơi ẩm trên bề mặt J 2b J 1b r r: nhiệt ẩm hóa hơi. ở 70 ℃ , r = 2333.66 Kj/Kg J 2b J 1 b 403.056  0.1727 kg  m2 h r 2333.66 Đường kính chè: 5 → 8mm: chọn 6mm −3 10 m R = 3mm = 3 N 100 J 1 b 100  0.1727  17.99 Rρ 3 10−3  320 Thời gian sấy: T W 1−W cb 1 − 1  ln X W 2−W cb N XN      35−3 1 − 1  ln 0.05  12−3 1.55 h CT 1.24−31  7 17.99 0.05 17.99   3. Thiết bị sấy kiểu băng tải: Không khí nóng đi cùng chiều với chiều chuyển động của băng tải. Để quá trình sấy được tốt người ta cho không khí di chuyển với vận tốc lớn, khoảng 3m/s, còn băng tải thì di chuyển với vận tốc 0.3 - 0.6 m/phút. Chọn kích thước của băng tải: Gọi: Br: chiều rộng của lớp băng tải (m) h: chiều dày lớp chè (m), chọn h=0.05m ω : vận tốc của băng tải (m/p), chọn ω  0.6m/p ρ : khối lượng riêng của chè ( kg/m3), ρ =320 kg/m3 Ta có: 13 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Năng suất của quá trình sấy: G1  B r hωρ Do đó: Br  G1 1083.08  1.88 m hωρ 0.05 320 0.6  60 Chiều rộng thực tế của băng tải: Btt  Br η Với η : hệ số hiệu chỉnh. Chọn η0.9 Btt  1.88  2.09 m 0.9 Btt  2 m Chọn Lb Gọi ls : chiều dài băng tải (m) : chiều dài phụ thêm, chọn l s 1.2 m T: thời gian sấy, T = 1.55h Ta có: L b G1 T  l s CT VII .48−121  3  g   kg  m Mà g  B tt hρ ): dung lượng tính theo 1m chiều dài băng tải Do đó: L b G1 T 1083.08 1.55  ls  1.251.40 m ≈ 52 m Btt hρ 2.09 0.05 320 14 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Chọn 4 băng tải, mỗi băng tải có chiều dài 13m, đường kính băng tải: d=0.3m Băng tải làm bằng thép không gỉ, có ρ7900 kg  m 3 , bề dày δ 1 mm Tính con lăn đỡ băng: Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh có tải: l t  A−0.625 B Trong đó: B: chiều rộng băng tải: B = 2.09m A phụ thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu. Ta có: ρ320 1000 kg  m 3 . Suy ra A = 1750mm Vậy: l t  A−0.625 B1.75−0.625 2.090.44 m Số con lăn: n2 13 29.5 . chọn 30 0.44 Tổng số con lăn cần dùng: n30  4120 Kích thước con lăn: đường kính: d = 120mm, chiều dài: 2000mm, vật liệu: thép CT3 Kích thước bánh lăn: đường kính: d=300mm, chiều dài: 2000mm, vật liệu: thép CT3 4. Động cơ băng tải: Vì băng tải di chuyển với tốc độ thấp ( số vòng quay của tang nhỏ) Vận tốc băng tải: υ Lb 52  9.32 10−3 m s 0.56 m p τ 3600 1.55 3600 15 Đồ án QT&TB Sấy băng tải Vận tốc của tang: n tang  60 υ 60 9.32 10−3  1000  0.59 v  p πD π 300 Chọn động cơ điện: N đm ≥ N lv η Trong đó: N đm : công suất định mức của động cơ (kW) N lv : công suất làm việc (kW) η : hiệu suất truyền động  Tính công suất làm việc của băng tải: N lv  P v 1000 P: lực kéo băng tải:   P  m băng  mvl g mbăng  L b δBρ52 0.001 2 7900821.6 kg mvl G1  τ 1083.08 1.551678.774 kg  ℃ P   821.6 1678.774  9.8124528.67 N −3 ℃ N lv  24528.67  9.32  10 0.23 kW 1000  Tính hiệu suất chung: 16 Đồ án QT&TB Sấy băng tải ηη 1 η 2 η 3 Tra bảng 2-1[12]: η1 0.96 : hiệu suất bộ truyền bánh ma sát. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên sử dụng 6 bánh ma sát. η2 0.99 : hiệu suất của một cặp ổ lăn. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên chọn 4 cặp ổ lăn. η3 0.94 : hiệu suất của bộ truyền đai. Cơ cấu truyền cho 4 băng tải nên sử dụng 3 bộ truyền đai. 6 4 3 η0.96  0.99  0.94 0.62 ℃ N đm ≥ 0.23 0.37 kW 0.62 Do đó ta chọn động cơ loại A02(AOJ12)11-6, bảng 2P[12], trang 322, ta có các thông số sau:  Công suất động cơ: N ĐC 0.4 kW  Số vòng quay động cơ: n ĐC 1000 v  p Cơ cấu truyền động bằng đai giữa hai tầng băng tải: ( tính theo [2]&[3]) Chọn loại đai cao su Đường kính bánh đai dẫn: D 1   1100÷ 1300 √ 3 D 1 1100  √n 3 N đm tang  CT 5.6  12  , trang 84  √ N đm 3 0.37 1100 941.55 mm n tang 0.59 Theo bảng 5-1[12], trang 85, ta chọn đường kính bánh đai dẫn 17 D1 1000 mm Đồ án QT&TB Sấy băng tải Vận tốc dòng: (CT5.7[12], trang 84) v n 1 π D1 0.59 3.14  1000  0.03 m s 60 10000 60 1000 Đường kính bánh đai bị dẫn: D 2 i D1  D 11000 mm : do cơ cấu truyền 4 tang dẫn nên ta chọn i=1 n1  n2 0.59 v  p Chiều dài đai: Khoảng cách trục A = khoảng cách 2 tầng băng tải + chiều dày băng * 2 + bán kính bánh lăn * 2 = 200 + 1*2 +150*2 = 502mm = 0.50m L 2 A   α 1 α 2 180 ° do D2 −D1 π D1  D 2  2 4A Góc ôm:   2 2  0.50 D1  D2  π 1 1  4.14 m CT 5.2  12  2   ( CT5.3[12]) Định tiết diện đai: Chiều dày đai: ( bảng 5-2[12], đối với đai cao su) δ 1 ≤ D 1 40 ℃δ ≤ D 1 1000  25 mm 40 40 Theo bảng 5-3[12], ta chọn đai loại A có chiều dày 16mm 2 Lấy ứng sức căng ban đầu: σ 01.8 N  mm ( trang 88[12]) Theo trị số D1 1000  62.5 . Tra bảng 5.5[12] ta được δ 16 Các hệ số: 18  σ  2.34 N  mm p 0 2 Đồ án QT&TB C t 0.8 C α 1 Sấy băng tải (bảng 5.6[12]) (bảng 5.7[12]) C v 1.03 (bảng 5.8[12]) C b 1 (bảng 5.9[12]) Chiều rộng b được tính theo công thức: ( CT 5.13[12]) b≥ 1000 N 1000 0.23   248.51mm 16 2.34 0.8 1 1.03 1 vδ σ p C t C α C v C b 0.03   0 Tra bảng 5-4[12], ta chọn b = 250mm Chiều rộng bánh đai: ( bảng 5.10[12]), B = 300mm Lực căng ban đầu: ( CT 5.16[12]) S 0 σ 0 bδ 1.8 16  2507200 N 7.2 kN Lực tác dụng lên trục: R3 S 0 sin α1 180  3 7.2 sin 21.6 kN 2 2 Tính toán trục băng tải: Ta có công thức: d≥C √ 3 N mm n C = 130-110 đối với thép CT5, ta chọn C = 110 d≥C √ 3 √ N 0.23 1103 80.35 mm n 0.59 Vậy ta chọn đường kính trục 80mm. 19 Đồ án QT&TB Sấy băng tải 5. Tính toán hầm sấy: Chọn vật liệu làm hầm sấy: thép không rỉ Lớp cách nhiệt: bong thủy tinh, bọc inox Ta có:  Chiều cao làm việc của phòng sấy: H P 4 h  4 h1  5 h2 Với h = 0.05m: chiều dày lớp trà h1  d 0.3 m : đường kính băng tải h 2 0.2 m : khoảng cách giữa các băng tải Thay vào, ta được: H P 4 h  4 h1  5 h2 4  0.05 4 0.3 5 0.2 2.40 m  Chiều rộng làm việc của phòng sấy: R p  Bt t  2 b2.00  2  0.22.40 m Với: b:khoảng cách giữa băng tải đến tường, b = 0.2m  Chiều dài làm việc của phòng sấy: L p  Lb  2 b 13 2 0.213.4 m  Tính bề dày của thành thiết bị (cũng như bề dày của trần và nền hầm sấy): Nhiệt độ không khí mang vào phòng sấy: 70 ℃ 10 6 N  m2 0.1 N  mm2 Áp suất làm việc: P kq 0.1  ứng suất tiêu chuẩn: δ   70℃ 138 N  mm 20 2 , η0.95