Tính toán hệ thống sấy thăng hoa_Tống Phương Anh| BT môn Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đề bài: Sấy thăng hoa khoai lang tím.
Thông số ban đầu:
- Độ ẩm ban đầu: W1 = 80%.
- Độ ẩm sau sấy: W2 = 7%.
- Năng suất làm việc (tính theo khối lượng nguyên liệu đầu vào): G1 = 200kg/mẻ.
- Thời gian đưa VLS vào và ra bình thăng hoa: t = 14h.
- Nhiệt độ thăng hoa: -10℃.
- Nhiệt độ môi trường: 20℃.
- Nhiệt độ tấm đốt nóng: 40℃.
- Thời gian và lượng ẩm theo giai đoạn:
• Quá trình làm lạnh: 1.5h; lượng ẩm thoát ra là 20% (tổng lượng ẩm).
• Quá trình thăng hoa: 7.5h;lượng ẩm thoát ra là 65%.
• Quá trình thải ẩm dư: 3h; lượng ẩm chiếm 15%.
- Độ chênh nhiệt độ của nước vào - ra khỏi bình thăng hoa: 5℃. Tính toán:
- Năng suất nguyên liệu: 1 + W1 1 + 0.8 G1 = Ga. = Ga× = 200 (kg/mẻ) W1 − W2 0.8 −0.07
→ Tổng lượng ẩm tách được: 0.8 −0.07 Ga = 200× = 81.11 (kg/mẻ) 1 + 0.8
- Lượng ẩm tách được trong từng quá trình sấy: • Quá trình làm lạnh: Ga1 81.11×0.2 W1 = = = 10.81 (kg/h) t1 1.5 • Quá trình thăng hoa: Ga2 81.11×0.65 W2 = = = 7.03 (kg/h) t2 7.5
• Quá trình thải ẩm dư: Ga3 81.11×0.15 W3 = = = 4.06 (kg/h) t3 3
1. Nhiệt lượng cần cho quá trình thăng hoa.
- Ẩn nhiệt thăng hoa ở -10℃ là: rth = 680 kcal/kg = 2843.488 kJ/kg.
- Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong 1h là:
qth = rth.W2 = 2843.488×7.03 = 19989.72 (kJ/h) = 5.55 (W)
- Nhiệt lượng cần cho cả giai đoạn thăng hoa:
Qth = qth.t2 = 19989.72×7.5 = 149922.90 (kJ)
2. Nhiệt lượng cần cho quá trình bay hơi ẩm dư.
- Ẩn nhiệt hóa hơi là: r = 591 kcal/kg = 2471.326 kJ/kg.
- Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong 1h là:
qbh = r.W3 = 2471.326×4.06 = 10033.58 (kJ/h) = 2.79 (W)
- Nhiệt lượng cần cho cả giai đoạn thăng hoa:
Qbh = qbh.t3 = 10033.58×3 = 30100.75 (kJ)
3. Tổng nhiệt lượng cần cho cả quá trình sấy. - Ta có:
Q = Qth + Qbh = 149922.90 + 30100.75 = 180023.65 (kJ) Q 180023.65 → q = = = 2219.50 (kJ/kg ẩm) Ga 81.11
- Hệ số bức xạ quy dẫn εqd:
• Lấy độ đen của tấm đốt nóng và độ đen của VLS tương ứng là: ε1 = 0.96 và ε2 = 0.9. • Vậy có: 1 1 εqd = 1 1 = 1 1 = 0.867 − −1 − −1 ε1 ε2 0.96 0.9
- Diện tích đốt nóng của bình thăng hoa: qth F1 = T 4 T 4 k×5.67×ε dn th qd×[( ) − ( ) ] 100 100 10033.58 = 273 + 40 4 273 −10 4 1.2×5.67×0.867×[( ) − ( ) ] 100 100 = 35.33 (m2)
(Với k = 1.2 là hệ số tính đến ảnh hưởng của dẫn nhiệt và đối lưu)