Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019

Đồ án chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt
LỜI MỞ ĐẦU
Sấy là một quá trình trao đổi nhiệt và ẩm dẫn đến việc loại bỏ một phần nước và
độ ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng phương pháp sấy nóng hoặc phương pháp sấy lạnh. Vật
liệu sấy có thể là vật rắn, bán rắn hoặc chất lỏng và kết thúc quá trình sấy ở thể rắn, chất
đậm đặc hoặc tinh dầu trong hơi nước được tách ra.
Kỹ thuật sấy được sử dụng rộng rãi để làm khô hầu hết các loại dược phẩm, ngũ
cốc, các loại hạt và nhiều thực phẩm khác, làm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Quá
trình sấy không chỉ đơn thuần là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu mà là
một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng
cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau
khi sấy có tỉ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, đối với lúa người ta có thể
dùng các phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp.
Đồ án môn học này nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp sấy tháp, năng suất
6 tấn/mẻ, địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào vụ Đông Xuân, cung cấp nhiệt
bằng phương pháp đốt trấu trực tiếp.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng đồ án chắc chắn không tránh khỏi các thiếu
sót. Nhóm mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của Thầy Cô và các bạn.
3
TRƯỜNG ĐHCN TPHCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CN NHIỆT LẠNH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Họ và tên: NGUYỄN VĂN BẢO MSSV: 08899391
NGUYỄN THIÊN BỬU 08896121
Lớp: DHNL4LT
Ngành: Công Nghệ Nhiệt - Lạnh Niên khoá: 2009 – 2010
Tên đồ án:
Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu sấy tháp tam giác năng suất 6 tấn/mẻ (có đảo trộn)
• Địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp
• Hoạt động vào mùa thu hoạch Đông Xuân
• Cung cấp nhiệt là đốt trấu cấp trực tiếp
Nội dung thực hiện
1. Tìm hiểu công nghệ chế biến hoặc tạo ra vật liệu sấy.
2. Công nghệ làm khô vật liệu sấy được giao và máy sấy vật liệu này trong nước và
trên thế giới.
3. Tổng quát các loại máy sấy được loại vật liệu được giao cho sinh viên và sinh viên
tự lựa chọn loại máy sấy thích hợp nhất để sấy theo yêu cầu.
4. Mô tả và trình bày tổng quát, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm riêng biệt
về loại máy sấy mà sinh viên đã lựa chọn.
5. Thực hiện bài toán sấy lý thuyết và sấy thực, bao gồm :
• Sinh viện tự tìm hiểu bằng tài liệu tra cứu về độ ẩm đầu vào, độ ẩm thành
phẩm, từ đó làm cơ sở tính toán bài toán sấy.
• Thực hiện bài toán sấy
• Tính toán thiết kế không gian sấy và hệ thống sấy
• Chọn cung cấp nhiệt sấy gián tiếp hay trực tiếp tùy theo loại vật liệu sấy và
sản phẩm sấy.
6. Tính toán thiết kế buồng đốt cấp nhiệt.
7. Tính toán thiết kế các thiết bị phụ tùy theo hệ thống lựa chọn (Cyclon thu bụi, quạt,
thiết bị vận chuyển…)
8. Tính toán sơ bộ hiệu quả đầu tư máy sấy và giá thành sấy 1kg thành phẩm.
9. Sinh viên lập quy trình thao tác vận hành sấy và bảo trì.
10. Các bản vẽ
• 01 bản tổng thể hệ thống máy sấy (khổ giấy A3).
• 01 bản vẽ buồng sấy (khổ giấy A3, yêu cầu vẽ 3 hình chiếu).
• Bản vẽ thiết kế các thiết bị phụ của máy sấy (buồng đốt cấp nhiệt, bộ trao đổi
nhiệt, cyclon thu bụi..) tùy theo từng hệ thống sấy mà sinh viên thiết kế.
Ngày giao nhiệm vụ: 19/09/2009
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/12/2009
Giáo viên hướng dẫn: Bùi Trung Thành
Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn
Bùi Trung Thành
4
MỤC LỤC
Lời mở đầu ....................................................................................................................... 3

Mục lục ............................................................................................................................. 5
Thứ tự thiết kế một hệ thống sấy .................................................................................. 7
Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật sấy
1. Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng ........................................................... 9
2. Sấy hạt ở Việt Nam và trên thế giới ................................................................. 10
3. Khái niệm về sấy .............................................................................................. 11
4. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy................................................................ 12
Chương 2: Các loại máy sấy
1. Các phương pháp sấy bằng nhiệt...................................................................... 14
1.1 Sấy bằng không khí tự nhiên – phơi nắng........................................... 14
1.2 Sấy nhân tạo ........................................................................................ 14
2. Các dạng máy sấy có thể sấy hạt lúa ................................................................ 17
2.1 Máy sấy thùng quay ............................................................................ 17
2.2 Máy sấy tháp ....................................................................................... 19
Chương 3: Vật liệu sấy và Tác nhân sấy
1. Vật liệu sấy – hạt lúa ........................................................................................ 24
1.1 Cây lúa................................................................................................. 24
1.2 Cấu tạo hạt lúa..................................................................................... 26
1.3 Các đặc tính chung của khối lúa ......................................................... 27
1.4 Các yêu cầu đặc trưng của hạt lúa sau sấy .......................................... 29
1.5 Công nghệ sấy lúa ............................................................................... 30
2. Tác nhân sấy ..................................................................................................... 30
Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống sấy tháp
1. Tính toán tổng quát........................................................................................... 32
1.1 Chọn chế độ sấy .................................................................................. 33
1.2 Cân bằng ẩm cho từng vùng................................................................ 34
1.3 Nhiệt độ sấy......................................................................................... 36
2. Tính toán quá trình sấy lí thuyết ....................................................................... 37
2.1 Xác định các thông số ngoài trời......................................................... 37
2.2 Tính toán khói lò ................................................................................. 38
2.3 Thông số của không khí sau hòa trộn ................................................. 40
2.4 Trạng thái không khí ra khỏi tháp sấy................................................. 44
2.5 Tính thời gian sấy................................................................................ 45
5
2.6 Lượng không khí cần thiết cho quá trình sấy lí thuyết ....................... 47
2.7 Tính kiểm tra lại nhiệt độ sấy.............................................................. 48
2.8 Cân bằng nhiệt của quá trình sấy lí thuyết .......................................... 49
3. Xác định kích thước cơ bản của tháp sấy ......................................................... 51

3.1 Máng dẫn khí thải................................................................................ 51
3.2 Máng dẫn tác nhân sấy........................................................................ 53
4. Tính toán quá trình sấy thực tế ......................................................................... 54
4.1 Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh ........................................... 54
4.2 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi ................................................ 58
4.3 Các thông số sau quá trình sấy thực.................................................... 60
4.4 Tính toán cân bằng nhiệt của quá trình sấy thực................................. 62
5. Tính toán vùng làm mát.................................................................................... 65
6. Tính tiêu hao nhiên liệu .................................................................................... 66
7. Bố trí kênh dẫn và kênh thải ............................................................................. 66
Chương 5: Các thiết bị phụ của tháp sấy
1. Buồng đốt ......................................................................................................... 69
2. Thiết bị lọc và khử bụi từ tháp sấy ................................................................... 71
3. Tính chọn quạt .................................................................................................. 73
4. Máy vận chuyển kiểu gàu tải ............................................................................ 82
5. Máy vận chuyển kiểu băng tải .......................................................................... 83
Chương 6: Tính toán giá thành sản phẩm .................................................................. 86
Chương 7: Vận hành và bảo trì hệ thống sấy ............................................................. 88
Chương 8: Bản vẽ .......................................................................................................... 90
Tổng kết .......................................................................................................................... 91
Phụ lục ............................................................................................................................ 92
Tài liệu tham khảo......................................................................................................... 94
6
THỨ TỰ THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG SẤY
1. Chọn phương pháp sấy
Chọn phương pháp sấy nóng hay sấy lạnh là tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ mà
chủ yếu là nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy trước khi vào thiết bị sấy hay nhiệt độ mà

vật liệu sấy có thể chịu được. Thông thường, nếu không có yêu cầu gì đặc biệt thì ta chọn
hệ thống sấy nóng, do độ chênh lệch phân áp suất Pab – Pam có thể đạt được rất lớn nên
cường độ sấy lớn. Hơn nữa hệ thống sấy nóng không phải dùng máy lạnh và máy hút ẩm
nên chi phí đầu tư rẻ hơn và vận hành đơn giản hơn.
2. Chọn dạng hệ thống sấy
Sau khi đã quyết định phương pháp sấy, ta chọn hệ thống sấy. Khi đó cần căn cứ
vào hình dáng vật liệu sấy và năng suất sấy cũng như kinh phí đầu tư cho phép để chọn
dạng hệ thống sấy thích hợp. Trong trường hợp sấy các loại nông sản dạng hạt thì ta cũng
có thể nghĩ đến hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy
thùng quay cũng như hệ thống sấy khí động hoặc hệ thống sấy tầng sôi. Căn cứ vào đặc
điểm của các hệ thống sấy này, năng suất sấy yêu cầu và những nhân tố khác ta có thể
chọn được hệ thống sấy thích hợp. Để sấy lúa sơ bộ khi mới thu hoạch, vì thời gian sấy
chỉ vài chục ngày một vụ lại phân bố rải rác ở từng hộ gia đình nên hiện nay người ta sử
dụng hệ thống sấy buồng đối lưu tự nhiên, hệ thống sấy tĩnh. Ngược lại, ở các kho bảo
quản hoặc các nhà máy xay xát, người ta thường dùng hệ thống sấy tháp hoặc sấy khí
động. Chọn dạng hệ thống sấy cũng là bài toán kinh tế kĩ thuật.
3. Chọn chế độ sấy
Sau khi đã chọn được hệ thống sấy thích hợp, ta căn cứ vào yêu cầu mà chủ yếu là
nhiệt độ và độ ẩm mà vật liệu sấy có thể chịu được để chọn chế độ sấy thích hợp. Đối với
lúa giống thì nhiệt độ sấy khoảng 40 ÷ 420C và lúa thương phẩm 50 ÷ 900C.
Ngoài ra, nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy cũng cần chọn đủ bé để giảm
tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi nhưng cũng phải đủ lớn để xa trạng thái bão hòa
để tránh hiện tượng đọng sương lên bề mặt vật liệu đã được sấy khô.
4. Chọn nguồn năng lượng và tác nhân sấy
Ngoài hệ thống sấy lạnh, nguồn năng lượng chỉ có thể là điện thì trong các hệ
thống sấy nóng, nguồn năng lượng ngoài điện năng còn có thể là hơi nước, khí đốt dầu
mỏ, than đá, củi và các phế liệu công nông nghiệp khác như trấu, bã mía… Ta chọn dạng
năng lượng trên cơ sở điều kiện cụ thể nơi xây dựng hệ thống sấy và tính toán kinh tế. Ở
Đồng Tháp, trấu là nguồn năng lượng dồi dào và nó dồi dào đến mức người ta không biết
phải làm gì để sử dụng hết nó ngoài việc đổ bỏ nó với lại chi phí cho 1kg trấu rất rẻ. Do
đó, hệ thống sấy này dùng trấu làm nguồn năng lượng đốt trực tiếp để lấy khói từ buồng
7
đốt gia nhiệt cho không khí cấp vào không gian sấy. Vì vậy, ta cần thiết kế thêm buồng
đốt cho hệ thống sấy.
5. Tính toán cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm của thiết bị sấy (thực hiện bài toán sấy
lí thuyết và sấy thực tế)
Khi đã chọn được dạng hệ thống sấy và chế độ sấy, ta tiến hành tính toán cân bằng
nhiệt ẩm của thiết bị sấy. Đây là nội dunng cơ bản của việc thiết kế một hệ thống sấy.

Mục đích của việc tính toán cân bằng nhiệt ẩm là tìm được lượng tác nhân sấy và nhiệt
lượng cần thiết trong một giờ. Khối lượng tác nhân sấy trong một giờ là một trong hai cơ
sở để chọn quạt (cùng với cột áp). Tính toán các tổn thất nhiệt.
6. Tính thể tích buồng đốt và các thiết bị phụ khác
Tính thể tích buồng đốt, tính cyclonee và các thiết bị khác.
7. Bố trí hệ thống sấy, tính trở lực và chọn quạt
Để chọn được quạt chúng ta cần bố trí cụ thể hệ thống sấy và căn cứ vào việc bố
trí này để tiến hành tính trở lực hệ thống. Khi đã có tổng trở lực và lưu lượng tác nhân
sấy cần thiết trong tính toán cân bằng nhiệt - ẩm của thiết bị sấy ta sẽ chọn được quạt.
8. Tính hiệu quả kinh tế của hệ thống sấy
Nội dung tính toán hiệu quả kinh tế của một hệ thống sấy đã được thiết kế gồm
các phần:
• Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng.
• Xác định chi phí đầu tư, chi phí vận hành và chi phí bảo dưỡng.
• Xác định được giá thành sản phẩm.
• Hiệu quả kinh tế xã hội mà hệ thống mang lại.
8
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
1. Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng
Từ xưa, con người biết đến kỹ thuật sấy như là cách chế biến và bảo quản thực
phẩm thông dụng và tạo mùi vị đặc trưng cho món ăn khi chế biến. Phơi nắng là một
phương pháp cổ điển và sử dụng rộng rãi nhất khi mà con người chưa biết đến kỹ thuật

sấy hiện đại.
Ở Việt nam, những người ngư dân dùng ánh nắng mặt trời để làm khô cá, mực và
các loại hải sản khác để bảo quản sử dụng lâu ngày, tạo nên nhưng món ăn đặc trưng về
hương vị. Những người nông dân cũng vậy, họ dùng cách tương tự để làm khô các loại cá
ở sông, hồ, ruộng vào thời điểm dồi dào để sử dụng vào những thời điểm khan hiếm.
Ngoài ra người ta còn dùng cách phơi nắng để chế biến nhiều loại bánh, hoa quả và đồ
dùng khác.
Hình 1-1:Phơi cá dưới ánh nắng mặt trời
Ở châu Âu, người ta dùng khói nóng để sấy khô thịt, cá và thực phẩm khác, tạo
thành các loại thực phẩm hung khói để dự trữ trong mùa đông. Ở nhiều dân tộc khác cũng
vậy, người ta sử dụng khói hoặc hơi nóng để làm khô và bảo quản nhiều loại thực phẩm
và ngũ cốc.
Ở Trung quốc, người ta dùng ánh sáng mặt trời và một số kỹ thuật chế biến khác
để sấy khô các loại cỏ, cây, hoa, quả và hạt dùng để làm thuốc. Ở Việt Nam và một số
nước khác ở châu Á cũng vậy.
9

Hình 1-2:Dùng ánh nắng mặt trời để làm khô sản phẩm
Ngày nay, kỹ thuật sấy hiện đại phát triển đã giúp con người cải thiện nhiều về
chất lượng, thời gian sấy, thời gian bảo quản, năng suất và hiệu quả kinh tế được nâng
cao. Nhưng ở một phương diện nào đó, kỹ thuật sấy cổ truyền và phương pháp thủ công
còn mang đậm tính nghệ thuật và bí truyền nên vẫn giữ được vị trí của nó mà kỹ thuật
hiện đại vẫn không thể thay thế được.
Nước ta là một nước nông nghiệp do đó các nông sản được sản xuất ra ngày một
nhiều, nhất là các sản phẩm đặc sản của vùng nhiệt đới có giá trị xuất khẩu cao, ngày
càng chiếm tỉ trọng lớn trong toàn bộ thu nhập của ngành nông nghiệp. Các sản phẩm này
muốn bảo quản được tốt thì phải có độ ẩm nhỏ nhưng độ ẩm này ít có được sau khi thu
hoạch. Vì vậy hầu hết các sản phẩm nông nghiệp cần phải thông qua quá trình phơi sấy
để làm khô tới thủy phần yêu cầu của bảo quản. Sấy là phương pháp tương đối hiệu quả,
tạo nên tiền đề để bảo quản tốt sản phẩm. Mặt khác có nhiều sản phẩm chỉ có thông qua
khâu phơi sấy mới đảm bảo phẩm chất tốt, nâng cao được giá trị thương phẩm như chè,
cà phê, thuốc lá, lúa, gỗ, giấy, sữa bột …
2. Sấy hạt ở Việt Nam và trên thế giới
Trên thế giới, hàng trăm triệu tấn lúa mì, bắp, đậu nành, gạo và các loại hạt khác
như lúa miến, hạt hướng dương, hạt bo bo, đại mạch, yến mạch và một số loại khác được
sấy khô bằng máy sấy hạt. Trong nông nghiệp ở các các quốc gia, sấy là việc giảm ẩm từ
khoảng 17-30% đến khoảng từ 8 đến 15%, tùy theo từng loại hạt. Độ ẩm đầu ra của hạt
cuối quá trình sấy phải đủ cho việc bảo quản. Hạt càng có nhiều dầu thì độ ẩm lưu trữ
càng phải thấp. Ngũ cốc thường được sấy khô cho tới 14% , trong khi các loại hạt dầu,
đến 12,5% (đậu nành), 8% (hướng dương) và 9% (đậu phộng). Sấy được sử dụng như là
một phương pháp để lưu trữ an toàn, để ngăn cản vi khuẩn phát triển. Tuy nhiên, nhiệt độ
thấp trong lưu trữ cũng được khuyến khích để chống các phản ứng và các quá trình sinh
hóa đặc biệt là sự phát triển của côn trùng và mọt. Nhiệt độ bảo quản tối đa khoảng 18°C.
10
Các máy sấy lớn nhất thường được áp dụng để cơ khí hóa nông nghiệp ở ngoài
đồng ruộng đang phát triển và đang được mở rộng các loại máy sấy hỗn lưu được ưa thích
ở Châu Âu, trong khi người Mỹ chỉ thích đưa lúa của họ một lần qua máy sấy. Ở
Argentina, cả hai loại này đều được tìm thấy. Máy sấy dòng liên tục đạt được năng suất
100 tấn hạt khô/giờ.. Độ dày của lớp hạt để không khí đi qua máy sấy liên tục trong
khoảng từ 0,15 m trong một số dòng máy sấy hỗn hợp có thể 0,3 m trong một vòng lưu.
Loại máy sấy được sử dụng chủ yếu là loại trong đồng ruộng, đặc biệt là ở Mỹ và Âu
Châu. Nó thường bao gồm một thùng, với không khí ẩm nóng thổi theo chiều ngang theo
một ống trụ ở bên trong thông qua một tấm kim loại, sau đó thông qua một thùng xoay,

dày 0,50 m xuyên giữa lớp hạt và cuối cùng bên ngoài là tấm lưới kim loại, trước khi
được thải ra bên ngoài. Thường thì làm khô hạt nhiều lần từ 1 giờ đến 4 giờ tùy thuộc vào
bao nhiêu nước phải được tách ra, loại hạt gì, nhiệt độ không khí và bề dày lớp hạt. Tại
Hoa Kỳ, máy sấy đối lưu ngược liên tục có thể được thấy trong trang trại, chỉ sử dụng một
thùng để sấy, hạt được đưa vào ở đỉnh của thùng để hạt thích nghi dần dần và làm khô hạt
sơ bộ ở trên và lấy ra dần dần ở dưới cùng của thùng khi hạt đã khô hoàn toàn. Sấy hạt là
một hoạt động mang tính sản xuất và nghiên cứu.
Ngày nay, có thể để mô phỏng hiệu suất của máy sấy với một chương trình máy
tính dựa trên các công thức (các mô hình toán học) là đại diện cho các thông số tham gia
vào việc làm khô: tính chất vật lý, tính chất hóa học, nhiệt động lực học và nhiệt và khối
lượng liên kết. Gần đây, sự đòi hỏi của xã hội được dự đoán chắc chắn để điều chỉnh các
tham số để thiết lập một tỷ lệ sấy hợp lý để nhanh chóng làm khô hạt, hạn chế tiêu thụ
năng lượng, và đạt được chất lượng hạt. Một điển hình trong tham số chất lượng sấy lúa
mì là chất lượng tạo bột và tỷ lệ phần trăm nẩy mầm. Còn đối với lúa nước là giảm tối đa
độ nứt gãy của hạt khi xay xát.
3. Khái niệm về sấy
Hạt và các sản phẩm nông nghiệp trước khi nhập kho bảo quản đều phải có độ ẩm
ở mức độ an toàn. Điều kiện thích hợp của độ ẩm để bảo quản hạt là ở giới hạn từ 12 đến
14%. Phần lớn hạt thu hoạch về có độ ẩm cao hơn, trong điều kiện những mùa mưa độ
ẩm của khí quyển cao nên sự thoát hơi nước tự nhiên của hạt chậm lại cho nên có nhiều
trường hợp hạt ngô, lúa nhập kho có độ ẩm lên đến 20 ÷ 30%. Với độ ẩm của hạt lớn hơn
14% thì hoạt động sống tăng, hô hấp mạnh, lô hạt bị ẩm và nóng thêm. Đó là những điều
kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng, lô hạt tự bốc nóng và làm
cho hạt bị hỏng. Để tránh hiện tượng trên ta phải đảm bảo độ ẩm của hạt xuống khoảng
14%. Do đó, đối với một nước nông nghiệp nhiệt đới khí hậu nóng ẩm mưa nhiều như
nước ta thì sấy là một phương pháp rất quan trọng.
11
Những hạt và những sản phẩm chưa được sấy, bao giờ cũng chứa một lượng nước
thừa trong bản thân chúng. Ví dụ hạt thu hoạch có độ ẩm 37% thì có tới 23% trọng lượng
là nước thừa. Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kỹ thuật xay xát. Sản lượng bột giảm, chi
phí năng lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến và làm máy nhanh bị hư hỏng; hạt
thu được và sản phẩm chế biến từ hạt sẽ bảo quản khó và chỉ tiêu phẩm chất sẽ thấp. Ở
những hạt đã sấy hay phơi khô thì quá trình thủy phân chất béo thực hiện chậm, hiện
tượng đắng của hạt và sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt sẽ bị tiêu diệt.
Những hạt bị bốc nóng ở thời kì đầu, nhờ quá trình phơi sấy, hạt trở lại bình
thường, quá trình tự bốc nóng dừng lại và những tính chất kỹ thuật của hạt được phục
hồi. Hạt còn tươi chưa hoàn thành quá trình chín sinh lí thì nhờ quá trình sấy quá trình

chín sinh lí được rút ngắn, hạt có được đặc tính kỹ thuật thích hợp của nó. Sấy khô sản
phẩm là một quá trình rất phức tạp: khi sấy cần đảm bảo giữ được tính chất của sản
phẩm, đảm bảo chất lượng và giữ nó ở trạng thái tốt.
Quá trình sấy thực chất là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi một phần
lượng nước có trong sản phẩm. Quá trình này phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng
liên kết của vật liệu sấy và tính chất hóa học của sản phẩm và trạng thái bề mặt của sản
phẩm hút ẩm.
4. Bản chất đặc trưng của quá trình sấy
Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước trong sản phẩm
sang thể hơi). Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất của hơi nước ở môi
trường xung quanh (Pxq) và trên bề mặt của sản phẩm (Psp). Để làm cho lượng ẩm trên bề
mặt sản phẩm bay hơi cần có điều kiện Psp > Pxq hay Psp - Pxq = ∆P. Trị số ∆P càng lớn thì
độ ẩm chuyển ra môi trường xung quanh càng mạnh. Psp phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ
ẩm ban đầu của vật liệu sấy và phụ thuộc vào tính chất liên kết của nước với sản phẩm.
Sự thoát ẩm trên bề mặt tăng lên khi nhiệt độ và tốc độ của luồng không khí tăng,
khi độ ẩm tương đối giảm và áp suất không khí giảm. Do vậy sự thoát ẩm trên bề mặt dẫn
đến sự khuếch tán bên trong. Đó là kết quả của sự phá vỡ mối cân bằng tương đối trong
sản phẩm cũng là do sự thay đổi nhiệt độ và sự phân chia nước không đồng đều trong sản
phẩm. Trong sản phẩm (và nhất là hạt) sự vận chuyển nước bắt đầu từ nơi có độ ẩm cao
đến nơi có độ ẩm thấp. Sự chênh lệch độ ẩm ở những phần khác nhau của hạt là nguyên
nhân của sự khuếch tán bên trong khi sấy. Sự thay đổi về mặt phân bố nhiệt độ ở những
điểm khác nhau của hạt làm cho sự vận chuyển độ ẩm tăng từ chỗ có nhiệt độ cao đến
chỗ có nhiệt độ thấp.
Quá trình sấy có thể được xúc tiến nhanh hơn nhờ sự tăng nhiệt độ không khí hoặc
nhiệt độ của hỗn hợp không khí và khói lò (t), giảm độ ẩm tương đối của không khí (ϕ),
12
tăng vận tốc không khí (v) và nhờ sự giảm áp suất không khí trong môi trường (B). Trong
quá trình sấy, càng về sau hơi nước của môi trường xung quanh càng nhiều, tức là áp suất
Pxq càng tăng và độ ẩm của sản phẩm ngày càng giảm đến một lúc nào đó sẽ đạt được trị
số cân bằng. Khi đó Pxq = Psp và độ ẩm đó được gọi là độ ẩm cân bằng. Tại độ ẩm cân
bằng thì ∆P = 0, quá trình sấy ngừng lại.
Đối với hạt lúa, ẩm hiện diện ở hai nơi: ở bề mặt của hạt (ẩm bề mặt) và ở nhân
hạt (ẩm bên trong). Ẩm bề mặt sẽ nhanh chóng bay hơi khi hạt được tiếp xúc với không
khí nóng thổi qua nó, còn ẩm bên trong nhân hạt sẽ bay hơi chậm hơn bởi vì đầu tiên nó
phải di chuyển từ nhân hạt ra bề mặt hạt và kết quả là ẩm bề mặt và ẩm bên trong sẽ bay
hơi với tốc độ khác nhau. Kết quả của sự chênh lệch này là tốc độ sấy và hàm lượng ẩm
được lấy đi sẽ giảm trong quá trình sấy. Đối với hầu hết các loại máy sấy hạt, tốc độ sấy

thường nằm trong khoảng 0.5 %/h ÷ 1 %/h. Hàm lượng ẩm của hạt sau mỗi lần qua máy
sấy có thể giảm từ 2 ÷ 4% phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu của hạt, nhiệt độ sấy và tốc độ
tác nhân sấy.
13
CHƯƠNG 2
CÁC LOẠI MÁY SẤY
1. Các phương pháp sấy bằng nhiệt (sấy nóng)
Quá trình dùng nhiệt để tách lượng nước trong sản phẩm chuyển thành hơi thoát ra
môi trường gọi là phương pháp sấy bằng nhiệt.
1.1 Sấy bằng không khí tự nhiên (phơi nắng): đó là phương pháp lợi dụng ánh nắng
mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm.
Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu. Nó thúc đẩy quá trình
chín sinh lí của hạt, có khả năng diệt trừ nấm Aspergillus, Penicilium, côn trùng, sâu,
mọt… bởi tác dụng của ánh nắng mặt trời. Nhưng phơi nắng có nhược điểm là không chủ
động và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn, nhất là các vùng canh tác 2 vụ: mùa khô

rất ngắn ngũi không cho phép phơi nắng tự nhiên một cách nhanh chóng. Phơi nắng còn
tốn nhiều công lao động và không cơ giới hóa được. Thời gian để đạt được độ ẩm an toàn
thường dài, nhất là đối với các hạt giống có yêu cầu ẩm độ gần bằng 12%. Tuy vậy, trong
thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp dụng phương pháp phơi nắng đối với các loại
ngũ cốc và một số nông sản khác. Những sản phẩm cần phơi trải thành những lớp mỏng
nên mặt đất hay chiếu, phên…nên gặp rất nhiều bất tiện: dễ bị lẫn đất cát, dễ bị ẩm khi
gặp mưa. Hiện nay có rất nhiều phương pháp để cải tiến kỹ thuật này. Sấy nhân tạo là
một trong những phương pháp đó.
Hình 2-1: Phơi lúa tự nhiên
1.2 Sấy nhân tạo
Khi cần làm khô một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kể điều
kiện thời tiết thế nào thì phải sử dụng phương pháp sấy nhân tạo. Phương pháp này đắt
tiền hơn và phức tạp hơn phương pháp sấy tự nhiên nhưng nó là điều cần thiết để có được
sản phẩm đồng nhất đem ra thị trường. Sấy khô nhân tạo là phương pháp sấy nhờ có tác
14
nhân sấy đốt nóng (khói lò hoặc không khí nóng) tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, làm
nóng vật liệu sấy và lấy nước của nó đi. Quá trình này tốn nhiều nhiệt năng.
1.2.1 Các phương pháp sấy nóng nhân tạo:
Người ta phân biệt nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau, tuy nhiên khi phân
loại phương pháp sấy khi xét riêng về vật liệu sấy trong buồng sấy thì người ta chia: sấy
vật liệu ẩm tĩnh tại và sấy vật liệu ẩm có chuyển động như sau:
a. Sấy tĩnh học (Stationary drying): áp dụng để sấy hạt là chủ yếu.
Hạt được giữ yên cố định trong một quá trình sấy, hạt được trải thành lớp nằm
ngang và được không khí lưu thông từ dưới lên trên. Độ dày lớp này rất quan trọng (tới
60 cm hạt). Phương pháp này muốn tốt phải tạo điều kiện lưu lượng không khí nóng phù
hợp cho sấy hạt đồng đều.
Người ta đã làm thí nghiệm và thấy rằng: sấy khô bằng không khí ở 600C phải có
lưu lượng riêng 300m3/h cho 1m3 hạt. Số này thực tế thể hiện ở độ dày của lớp hạt là 5

cm. Nếu lớp này quá dày hạt sẽ bị ẩm ở phía trên, còn phía dưới lại quá khô. Để đồng đều
khi sấy người ta làm động tác xáo trộn hạt khi tháo hạt ra khỏi máy sấy hoặc quạt đồng
đều hạt khi đã qua khỏi máy sấy.
Hình 2-2: Máy sấy tĩnh
b. Vật liệu sấy được đảo trộn (motive grain drying):
Lớp hạt được chuyển động trong lò sấy, bề dày nhỏ hơn trong trường hợp sấy tĩnh
vào khoảng 20 ÷ 30 cm và có những bộ phận răng trộn hạt trong quá trình hạt đi qua
buồng sấy, do đó khắc phục được hiện tượng lớp hạt khô không đồng đều.
Lượng không khí có thể tùy theo loại máy sấy. Có loại dùng lượng không khí lớn
6000 ÷ 8000 m3/h/1m3 sản phẩm, có loại thấp hơn khoảng 2000 ÷ 4000 m3/h/1m3 sản
15
phẩm. Lượng không khí nóng lớn làm tăng công suất lò sấy nhưng có thể làm cho sản
phẩm sấy bị dòn, gãy khi chế biến. Ví dụ: đối với ngô hay xảy ra hiện tượng nung hạt.
Nhiều công trình nghiên cứu của Mĩ đã chứng minh ảnh hưởng xấu của việc sấy khô
nhanh đối với ngô làm cho nhiều hạt bị rạn nứt, nếu sau khi sấy mà hạt bị làm lạnh nhanh
thì hạt sẽ dễ vỡ (do sức căng bề mặt).
1.2.2 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu không khí
Phương pháp này dùng khí nóng hoặc hỗn hợp không khí nóng với khói lò để làm
khô sản phẩm. Không khí sau khi được đốt nóng được đưa vào buồng sấy đốt nóng sản
phẩm và đến lúc nào đó nước trong sản phẩm sẽ bốc hơi. Khi vào buồng sấy, không khí
nóng có độ ẩm thấp, nhiệt độ cao, khi đó hơi nước trong sản phẩm bốc ra có độ ẩm ϕ lớn,
nhiệt độ thấp nên không khí nóng hút độ ẩm của sản phẩm bốc ra để đưa ra ngoài làm cho
độ ẩm của không khí nóng tăng lên, nhiệt độ giảm xuống, do đó khả năng hút ẩm giảm
dần. Muốn quá trình sấy tiếp tục mạnh ta phải cho luồng không khí nóng chứa ẩm cao
thoát ra ngoài và cho luồng không khí nóng khác có độ ẩm thấp và nhiệt độ cao tiếp tục

đi vào buồng sấy.
1. Buồng đốt
2. Buồng hòa trộn
3. Quạt
4. Buồng sấy
Hình 2-3: Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu không khí
1.2.3 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy tiếp xúc (Contacted drying)
Vật liệu sấy được đốt nóng thông qua chất tải nhiệt hoặc qua thành dẫn nhiệt bằng
cách cho khói lò hoặc hơi nước đi qua phần dưới của buồng sấy, ngăn cách phần trên
chứa vật liệu ẩm nhờ tiếp xúc với thành thiết bị đã đốt nóng mà làm cho sản phẩm nóng
lên và được sấy khô. Hơi nước từ vật liệu được thoát ra ngoài thông qua một quạt hút ẩm.
1.2.4 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy bức xạ (Radiation drying)
Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức
xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm trong vật sấy, làm giảm độ ẩm của nó
đến mức yêu cầu.
1.2.5 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa (Sublimation drying)
Sấy thăng hoa là quá trình làm giảm độ ẩm của vật sấy bằng thăng hoa (từ thể rắn
thành thể hơi).
Sấy thăng hoa có ưu điểm rất lớn mà các phương pháp sấy khác không có:
16
• Sản phẩm sấy có chất lượng cao (giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính
thủy hóa…)
• Giữ được hoạt tính sinh học.
Trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, sấy thăng hoa được áp
dụng để sấy thịt, cá, rau quả đóng hộp…và trong cả ngành sản suất dược phẩm. Muốn
bảo quản lâu dài thì sản phẩm sấy thăng hoa phải được đóng hộp có độ kín cao.
2. Các dạng máy sấy có thể sấy hạt lúa
Trong các thiết bị sấy đối lưu, năng lượng vật liệu sấy nhận được bằng phương
pháp truyền nhiệt đối lưu, do đó tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp
năng lượng cho vật liệu sấy và mang ẩm thoát ra từ vật liệu sấy thải vào môi trường. Tác
nhân sấy trong thiết bị sấy đối lưu thường là không khí nóng hoặc khói lò. Thiết bị sấy
đối lưu có thể sấy lúa có thể có các dạng sau:
2.1 Máy sấy thùng quay (Rotary dryer – Drum dryer)
Thiết bị sấy thùng quay cũng là một thiết bị sấy chuyên dùng để sấy các vật
liệu dạng hạt rời, các loại muối kim loại trong sản xuất hóa chất, các loại ngũ cốc: lúa,

ngô, đậu … hoặc bột nhão, cục (bột nhẹ, CaCO3) có độ nhão ban đầu lớn khó tự dịch
chuyển nếu dùng thiết bị sấy tháp. Tác nhân sấy là khí nóng hoặc khói lò.
Kết cấu máy sấy thùng quay:
Hệ thống sấy thùng quay gồm thùng sấy hình trụ tròn, calorifer và hạt hút ẩm.
Trong thùng sấy đặt các cánh xáo trộn và đôi khi còn tạo thành các vùng riêng biệt. Nhờ
các cánh xáo trộn mà vật liệu sấy được đưa lên và rơi xuống để tăng cường quá trình trao
đổi nhiệt ẩm. Phần chính của thiết bị sấy thùng quay là ống trụ tròn đặt nghiêng với mặt
phẳng ngang một góc nghiêng độ dốc 1/15 ÷ 1/50. Tốc độ quay của thùng có thể điều
chỉnh từ 1 ÷ 8 vòng/phút. Trong thùng quay tùy theo tính chất của vật liệu sấy, người ta
có thể đặt các cánh xáo trộn, vách ngăn để tăng cường quá trình sấy.
17
Hình 2-4: Máy sấy thùng quay cấp nhiệt trực tiếp

Hình 2-5: Máy sấy thùng quay cấp nhiệt gián tiếp
Đặc điểm của hệ thống máy:
Vật liệu sấy từ phễu nạp liệu đi vào thùng sấy cùng chiều với tác nhân. Sau khi
thực hiện quá trình sấy, tác nhân được đưa qua cyclone để thu hồi một phần sản phẩm
bay theo và thải vào môi trường. Tốc độ chuyển động của tác nhân trong thùng sấy
thường vào khoảng 1 ÷ 3 m/s.
Khi sấy cơ chế trao đổi nhiệt giữa tác nhân với vật liệu gồm:
* Truyền nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vuông góc với dòng vật
liệu rơi từ trên xuống.
18
* Truyền nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân và bề mặt lớp vật liệu nằm ở phía dưới
thùng sấy.
* Dẫn nhiệt từ bề mặt thùng sấy và cánh xáo trộn đến lớp vật liệu.
Tỉ số giữa chiều dài thùng quay L(m) và đường kính thùng sấy D(m) thường lấy trong
khoảng L/D = 3.5 ÷ 7
Nhận xét:
• Máy sấy thùng quay ít được sử dụng để sấy lúa.
• Máy sấy thùng quay thường được dùng để sấy các sản phẩm đắt tiền.
• Máy sấy thùng quay thường có năng suất thấp.
• Máy sấy thùng quay dùng để sấy vật liệu có độ ẩm cao.
2.2 Máy sấy tháp (Tower Dryer – Shaft Grain Dryer)
a. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm:
Hệ thống máy sấy gồm calorifer hoặc cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn với
không khí tươi, hệ thống quạt và các thiết bị phụ trợ khác.
Tháp sấy là một không gian hình hộp mà chiều cao lớn hơn rất nhiều so với chiều
rộng và chiều dài. Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn và thải tác nhân xen
kẽ nhau ngay trong lớp vật liệu sấy (đặc điểm này khác với các thiết bị sấy buồng và
hầm). Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực hiện quá trình

trao đổi nhiệt sấy và nhận thêm ẩm đi vào các kênh thải ra ngoài. Vật liệu sấy chuyển
động từ trên xuống dưới từ tính tự chảy do trọng lượng bản thân của chúng. Tháp sấy
nhận nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều
vừa cắt ngang và do dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn và kênh thải qua lớp vật liệu nằm trên
các bề mặt đó. Vì vậy trong thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận được gồm 2
thành phần: thành phần đối lưu giữa tác nhân sấy với khối lượng hạt và thành phần dẫn
nhiệt giữa bề mặt các kênh gió nóng, kênh thải ẩm với chính lớp vật liệu nằm trên đó.
Khi sấy hạt di chuyển từ trên cao (do gàu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất
theo chuyển động thẳng đứng hoặc dzích dzắc trong tháp sấy. Để tăng năng suất thiết bị
ngoài phương pháp mở rộng dung lượng của tháp thì ở một mức độ đáng kể người ta còn
tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt. Tốc độ này có thể từ 0.2 ÷
0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s hoặc lớn hơn. Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khi ra khỏi ống góp
kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượt quá 6m/s để tránh hạt bị cuốn theo tác nhân
đi vào hệ thống thải ẩm (đọng lại trong các đoạn ống, dẫn đến quạt thải…)
Các loại máy sấy tháp phổ biến:
• Máy sấy tháp tam giác.
• Máy sấy tháp tròn.
• Máy sấy tháp hình thoi.
19
Hình 2-6: Máy sấy tháp tam giác

Hình 2-7: Máy sấy tháp
20
Hình 2-8: Máy sấy tháp tròn

Hình 2-9: Máy sấy tháp
21
Hình 2-10 : Máy sấy tháp kiểu hình thoi
b. Tháp sấy liên tục.
Hạt qua tháp sấy một lượt rồi bin ủ và “nghỉ” ở đó một thời gian (từ 2 đến 24 giờ
tùy chế độ sấy và loại hạt), sau đó hạt lại qua tháp sấy lượt thứ hai và cứ tiếp tục như thế
lượt thứ 3, 4 … Mục đích của bin ủ là cho ẩm độ ở trung tâm hạt có thời gian ra ngoài bề

mặt để dễ bốc hơi. Chênh lệch ẩm độ quá nhiều giữa bề mặt hạt và tâm hạt sẽ gây ứng
suất làm gãy, vỡ hạt. Điều này là tối kị khi sấy lúa, khi xay ra gạo sẽ bị bể thành tấm.
Kết cấu và cách bố trí các kênh dẫn và kênh thải ẩm có một ý nghĩa đặc biệt đến
sự dịch chuyển của lớp hạt và độ sấy đồng đều của sản phẩm. Nói cách khác nó góp phần
tăng năng suất thiết bị và nâng cao chất lượng sản phẩm. Khoảng cách tối thiểu giữa kênh
dẫn và kênh thải phụ thuộc vào kích thước hạt cần sấy. Khoảng cách này có thể lấy từ 70
÷ 100 mm. Hạt có kích thước bé ta lấy giới hạn dưới và ngược lại. Các kích thước khác
không đóng vai trò quan trọng. Theo kinh nghiệm, khoảng cách tối thiểu giữa hai kênh
cho vật liệu sấy chuyển động phụ thuộc vào từng loại vật liệu và có thể từ 70 ÷ 100 mm
hoặc lớn hơn.
Do các hạt ngũ cốc chỉ chịu được một giới hạn nhất định về nhiệt độ và độ ẩm nên
hệ thống sấy tháp thường được tổ chức sấy phân vùng. Sau vùng sấy cuối cùng vật liệu
sấy thường được làm mát đến gần nhiệt độ môi trường để đưa vào kho bảo quản.
22
c. Tháp sấy tuần hoàn – sấy theo mẻ.
Hạt đi qua tháp sấy được gàu tải đưa trở lại tháp. Thời gian ủ thực chất là thời gian
hạt ở trong gàu tải và ở trong thùng chứa trên buồng sấy nên tương đối ngắn, khoảng 0.5
giờ. Vì thế cùng với một máy sấy tháp, nhiệt độ dùng trong chế độ sấy tuần hoàn phải
thấp hơn so với sấy liên tục.
Thực sự, chọn chế độ nhiệt cho máy sấy là một bài toán cân đối kinh tế. Tăng
nhiệt độ sấy thì giảm chi phí vì thời gian sấy nhanh hơn nhưng hao hụt giá trị hạt vì giảm
chất lượng.
Máy sấy tháp có các ưu điểm sau:
• Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì
• Chi phí sấy thấp
• Năng suất lớn và rất lớn
• Chất lượng tốt và ổn định
• Tiêu thụ năng lượng thấp
• Máy sấy tháp cho độ đồng nhất ẩm độ rất tốt [14]
d. Ứng dụng: Thiết bị sấy tháp là thiết bị sấy chuyên dụng để sấy các loại hạt
cứng như thóc, ngô, đậu… có độ ẩm ban đầu không lớn lắm (ω = 20 ÷ 30%) và có thể
dịch chuyển dễ dàng từ trên đỉnh tháp xuống dưới nhờ chính trọng lượng của nó. Đôi khi
trong thiết bị sấy tháp người ta còn đặt các kết cấu cơ khí để làm chậm hoặc tăng cường
tốc độ dịch chuyển của khối hạt. Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc
định kì.
Tóm lại: Trong các loại máy sấy có thể sấy được hạt lúa như trên, ta chọn máy sấy
tháp với các ưu điểm có thể áp dụng thực tế tại địa phương.

23
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU SẤY VÀ TÁC NHÂN SẤY
1. Vật liệu sấy – hạt lúa
1.1 Cây lúa
Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô (Zea
Mays L.), lúa mì (Triticum sp. tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên
khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.).

Hình 3-1: Cây lúa
Lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á và
châu Phi. Nó cung cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người. Lúa là các loài
thực vật sống một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản
(2-2,5 cm) và dài 50-100 cm. Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành các cụm hoa phân
nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại
cây ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 2-3 mm. Cây lúa non được gọi là mạ. Sau khi ngâm ủ,
người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ
24
hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau một
khoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính. Sản phẩm thu được từ cây lúa
là thóc khoảng 85 ngày sau khi gieo xuống ruộng. Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được
sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Gạo là nguồn lương thực chủ yếu
của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm
cho nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất.
a. gieo mạ b. lúa làm “đòng”
c. lúa trổ “đòng” đều d. hạt lúa đã chín sinh lí

e. thu hoạch lúa f. đưa lúa vào tháp sấy
25
g. đưa lúa vào kho h. hạt gạo
Hình 3-2: các giai đoạn phát triển của cây lúa – hạt gạo
1.2 Cấu tạo hạt lúa
Hạt lúa nhìn bên ngoài có các thành phần chính là: mày lúa, vỏ trấu, vỏ hạt, nội
nhũ và phôi.
Awn: râu lúa
Lemma: vỏ
Starchy endosperm: nội nhũ tinh bột
Aleurone: hạt alơron
Tegmen: vỏ
Palea: mày
Pericap: vỏ hạt
Sterile: vỏ bao nhỏ
Embryo: mầm, phôi
Scutellum: vảy nhỏ
Epiblast: lá mặt

Coleoptile: lá bao mầm
Plumule: chồi mầm
Radicle: rễ mầm
Coleorhize: thân mầm
Rachilla: cuống hạt
Hình 3-3: Cấu tạo hạt lúa
26
• Mày lúa: trong quá trình sấy và bảo quản, mày lúa rụng ra làm tăng lượng tạp chất và
bụi trong khối hạt.
• Vỏ trấu: bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hưởng của môi trường và sự phá hoại của sinh
vật, nấm mốc.
• Vỏ hạt: bao bọc nội nhũ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit và protit.
• Nội nhũ: là thành phần chính của hạt lúa, chứa 90% là gluxit.
• Phôi: nằm ở góc dưới nội nhũ, có nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong nội nhũ để
nuôi mầm khi hạt hạt lúa nảy mầm
Các thành phần hóa học của hạt lúa:
1.3 Các đặc tính chung của khối lúa
a. Tính tan rời: là đặc tính khi đổ lúa từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang,
lúa tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón. Góc tạo thành bởi đường sinh với
mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiên của
khối hạt. Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt nên còn gọi là
góc ma sát trong, kí hiệu ϕ1. Dựa vào độ tan rời này để xác định để xác định sơ bộ chất
lượng và sự thay đổi chất lượng của lúa trong quá trình sấy và bảo quản. Đối với lúa, góc
nghỉ khoảng từ 32 ÷ 400.
Nếu ta để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khi
hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt gọi là góc
trượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu ϕ2. Trường hợp không phải là một hạt mà là một khối
hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên.
Nước
Gluxit
Protit
Lipit
Xenlulo
Tro
VitaminB1
13%
64.03%
6.69%
2.1%
8.78%
5.36%
5.36%

Hình 3-4 : các góc trong khối hạt
Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả
năng dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn.
27
Độ rời của khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố như
kích thước, hình dạng hạt và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại tạp
chất trong khối hạt. Đối với góc trượt còn thêm một yếu tố quan trọng nữa là loại vật liệu
và trạng thái bề mặt vật liệu trượt.
Loại hạt có dạng hình cầu, bề mặt hạt nhẵn như đậu, loại hạt không có hình cầu và
bề mặt hạt xù xì như lúa thì góc nghỉ và góc trượt lớn.
Độ tạp chất của khối hạt càng cao đặc biệt là nhiều tạp chất rác thì độ rời càng
nhỏ. Độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm.
Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo
quản. Nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị nén
chặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời.
b. Tính tự phân loại: khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau (lúa
chắc, lúa lép, tạp chất…), không đồng chất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỉ
trọng…), do đó trong quá trình di chuyển chúng tự tạo nên những vùng khác nhau về chất
lượng gọi là tính tự phân loại của khối hạt. Hiện tượng tự phân loại ảnh hưởng xấu đến
việc làm khô và bảo quản hạt. Những vùng nhiều hạt lép và tạp chất sẽ dễ bị hút ẩm, dễ
bị cuốn theo tác nhân sấy trong quá trình sấy.
c. Độ xốp của khối hạt: Độ xốp của vật liệu ε là phần thể tích bị chiếm chỗ do
khoảng không gian giữa các hạt. Giá trị của độ xốp phụ thuộc vào hình dạng hạt, cách mà
chúng sắp xếp trong khối hạt (những hạt nhỏ có thể lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt
lớn). Trong quá trình sấy, khối hạt cần có độ xốp (lỗ hổng) cần thiết cho quá trình truyền
nhiệt và truyền ẩm với tác nhân sấy được dễ dàng.
ρ
ρh
Trong đó:
ρv: mật độ khối hạt chứa trong đơn vị thể tích đó (khối lượng thể tích)
ρh: khối lượng riêng của hạt chứa trong đơn vị thể tích đó.
d. Tính dẫn nhiệt và tính truyền nhiệt: quá trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt trong
khối hạt luôn tiến hành theo hai phương pháp song song đó là dẫn nhiệt và đối lưu. Đại
lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của lúa là hệ số dẫn nhiệt λ = 0.12 ÷ 0.2
kCal/m.h.độ và sự trao đổi nhiệt đối lưu giữa lớp hạt nóng và lớp hạt nguội mới vào. Cả
hai đặc tính này của lúa đều rất nhỏ nhưng chúng cũng có ảnh hưởng đến quá trình sấy.
vε −= 1

e. Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm trong quá trình sấy thường là hiện
tượng ở bề mặt. Vì vậy, trong quá trình sấy luôn xảy ra nhiều giai đoạn: sấy ⇒ ủ ⇒ sấy
⇒ ủ….để giúp độ ẩm trong nhân hạt có thời gian di chuyển ra bề mặt hạt, làm cho lúa
được khô đều và ít bị nứt gãy khi xay xát.
28
1.4 Các yêu cầu đặc trưng của hạt lúa sau sấy
Lúa sau khi sấy có thể được dùng làm lương thực hoặc để làm giống, dự trữ. Vì
vậy, lúa sau khi sấy cần đảm bảo được các yêu cầu sau:
• Hạt lúa còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo.
• Hạt lúa còn giữ nguyên hình dạng, kích thước và màu sắc.
• Có mùi vị đặc trưng của lúa và không có mùi khác (mùi tác nhân sấy..)
• Hạt lúa không bị rạn nứt, gãy vụn và đặc biệt là lúa giống phải đảm bảo khả năng nảy
mầm của hạt sau khi sấy.
• Sau khi sấy, lúa phải đạt độ ẩm bảo quản, nếu không sẽ là môi trường tốt cho mối, mọt
phá hoại.
Tóm tắt qui trình công nghệ
Hình 3-5: Tóm tắt qui trình công nghệ
Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, vụ đông xuân là mùa vụ mà bà con nông dân trông
chờ nhiều nhất. Đối với những vùng có lũ lụt thì sau mùa lũ lụt thì lượng phù sa bồi đắp
cho đất trồng rất lớn nên vụ lúa đông xuân có năng suất lúa rất cao. Mặt khác, vụ đông
xuân có thời tiết khá thuận lợi cho việc canh tác lúa. Ở mùa vụ này trời rất ít mưa nên bà
con nông dân có thể để lúa chín trên cây đến độ ẩm hạt còn khoảng 20 ÷ 25% thì thu
hoạch nhưng nếu để lúa chín trên cây như thế thì sau khi thu hoạch tỉ lệ rơi rụng rất
nhiều, làm thất thoát hạt lúa. Để giải quyết tình trạng này thì ngay khi cây lúa được
khoảng 85 ngày, độ chín của hạt khoảng 80%, độ ẩm hạt khoảng 27% thì bà con nông

dân hạ cây lúa xuống và bắt đầu để phơi nắng tự nhiên khoảng 1 ngày nắng thì gom lại và
suốt lấy hạt. Đối với những số lúa đã tương đối khô, bà con có thể bán ngay tại ruộng.
Còn đối với các trung tâm nông sản, nhà máy xay xát hay các kho chứa lúa lớn thì người
29
ta dùng phương pháp sấy lúa để nhanh chóng đạt độ ẩm yêu cầu cho quá trình xay xát và
bảo quản.
Hình 3-6: thu hoạch lúa trên đồng ruộng
1.5 Công nghệ sấy lúa
Lúa là vật liệu dạng hạt, có thể được sấy với nhiều loại máy sấy khác nhau. Ở đây,
ta dùng thiết bị sấy tháp để sấy lúa. Tác nhân sấy là hỗn hợp khói và không khí tươi được
hòa trộn với nhau rồi được dẫn qua các kênh dẫn để trao đổi nhiệt, ẩm với khối lúa được
chảy tự nhiên từ trên xuống nhờ chính trọng lượng của chúng rồi sau đó khí thải vào các
kênh thải để thải ra môi trường. Đây là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt, với tác nhân sấy
là không khí nóng sẽ đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho hạt lúa, chế độ sấy không quá cao do
đó đáp ứng được yêu cầu sử dụng lúa làm giống, làm thực phẩm hay bảo quản chúng.
Bảng3-1: Các thông số của hạt lúa
2. Tác nhân sấy
Trong kĩ thuật sấy các loại vật liệu ẩm bằng phương pháp đối lưu, người ta thường
dùng các môi chất như không khí, khói lò hoặc các loại khí trơ và hơi nước quá nhiệt để
làm tác nhân sấy.
Thông số Số liệu
Độ ẩm sau thu hoạch ≈ 20÷ 27% [6]
Độ ẩm cần đạt được để bảo quản ≈ 14%
Độ ẩm cân bằng trong quá trình sấy ≈ 13%
Diện tích bề mặt f 2
≈ 1.31 m /kg
Khối lượng của 1000 hạt/kg ≈ 26.5x10-3
Số hạt trong 1kg ≈ 37700 hạt
Dung trọng ≈ 90 ÷ 120 gam/lit
Tỉ trọng ≈ 1.04 ÷ 1.18
Khối lượng riêng của hạt lúa ρ 3
≈ 500 kg/m
Đường kính tương đương ≈ 3.5 mm
Nhiệt độ sấy thích hợp
0
50 ÷ 90 C Lúa thương phẩm
0
40 ÷ 42 C Lúa làm giống

Không khí là loại tác nhân sấy rẻ tiền thường có sẵn trong tự nhiên, không độc hại,
không làm bẩn sản phẩm. Thành phần không khí gồm hỗn hợp nhiều chất khí khác nhau
30
như: N2, O2, CO2 và một số khí khác. Khi nghiên cứu về không khí ẩm, ta xem nó là một
thành phần đồng nhất và khi sấy không khí thường ở áp suất khí quyển, nhiệt độ trong
phạm vi từ vài chục độ đến vài trăm độ C. Khi tính toán, ta xem không khí là khí lí
tưởng.
Khả năng sấy của không khí thể hiện bởi sự chênh lệch giữa nhiệt độ bầu khô và
nhiệt độ bầu ướt (∆t = tk – tư) hoặc sự chênh lệch giữa áp suất bão hòa và áp suất hơi
riêng phần (∆P = Pb – Ph) cũng như chênh lệch hàm ẩm (∆d = db – dh). Bằng sự thay đổi
trạng thái của không khí, người ta có thể tạo ra các chế độ sấy khác nhau phù hợp với
từng loại vật liệu sấy khác nhau.
Như chúng ta đã biết, ngoài không khí ẩm, khói lò cũng là tác nhân sấy phổ biến.
Khói lò có thể được tạo ra nhờ đốt nhiều loại nhiên liệu khác nhau trong đó chủ yếu là
nhiên liệu hóa thạch (than đá) và các nhiên liệu gốc sinh khối khác như củi, trấu, bã
mía… Khói lò thường được sử dụng trong các thiết bị sấy với tư cách là nguồn cung cấp
gián tiếp để đốt nóng tác nhân sấy (trong calorifer không khí – khói lò) hoặc với tư cách
là tác nhân sấy trực tiếp, vừa cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy vừa mang ẩm thải vào môi
trường.
Trong khói lò chỉ có hai thành phần là khói khô và hơi nước. Nếu sử dụng khói lò
với tư cách là một tác nhân sấy thì trong tính toán ta sẽ xem khói lò như là một dạng nào
đó của không khí ẩm, và vì thế ta có thể dùng đồ thị I – d của không khí ẩm để biểu diễn
các trạng thái hay quá trình nhiệt động của khói lò. Hay nói cách khác, khói lò cũng có
các thông số như entanpy I, độ chứa ẩm d, độ ẩm tương đối giống như không khí ẩm.
Khói lò được sinh ra do đốt trấu, nguồn nhiên liệu rất dồi dào ở vùng Đồng Bằng
Sông Cửu Long. Trong bài đồ án, dùng khói lò làm tác nhân sấy trực tiếp bằng cách đốt
trấu cấp nhiệt.
Hình 3-7: Trấu nhiều đến mức người ta phải đổ bỏ

31
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY SẤY THÁP
Tính toán thiết kế máy sấy lúa kiểu tháp tam giác năng suất 6 tấn/mẻ (có đảo
trộn), địa điểm tại tỉnh Đồng Tháp, hoạt động vào mùa thu hoạch Đông Xuân. Cung
cấp nhiệt là đốt trấu cấp trực tiếp.
1. Tính toán tổng quát
Theo Trung Tâm Khí Tượng Thủy Văn Quốc Gia [7], nhiệt độ trung bình của
không khí ngoài trời vào vụ Đông Xuân (từ tháng 11 – 12 – 1) tại Đồng Tháp là t0 = 280C
và độ ẩm trung bình là 70%
Theo tài liệu nghiên cứu của Viện Cơ Điện Nông Nghiệp và Công Nghệ Sau Thu
Hoạch [8], lúa thường được sấy ở nhiệt độ 500 đến 900C, vì ở nhiệt độ này đường và chất
béo không bị phân hủy và không bị biến dạng và lúa không bị nứt vỏ.
Theo giả thiết:
Độ ẩm cân bằng của lúa là ωcb = 13% (trang 25[1])
×100% =
100 − ωcb 100 −13
×100% = 15%
Độ chênh lệch nhiệt độ của tác nhân sấy và nhiệt độ bề mặt vật liệu tm – tb = 50 ÷ 100C
(232/[5])
Vận tốc tác nhân sấy đi qua hạt v = 0.2 ÷ 0.5m/s chọn v = 0.5 m/s (232/[5])
Vận tốc tác nhân sấy trong các kênh dẫn và kênh thải v < 6m/s (232/[5])
Vận tốc không khí ở vùng làm mát v = 0.03 ÷ 0.06 m/s (232/[5])
Theo giả thiết ban đầu và đặc tính của vật liệu sấy ta chọn hệ thống sấy lúa là hệ thống
sấy tháp tam giác.
Thông số Số liệu
Độ ẩm sau thu hoạch ωvào ≈ 20÷ 27% chọn ωvào ≈ 27%
Độ ẩm cần đạt được để bảo quản ωra ≈ 14%
Độ ẩm cân bằng trong quá trình sấy ωcb ≈ 13%
Diện tích bề mặt f 2
≈ 1.31 m /kg
Khối lượng của 1000 hạt/kg ≈ 26.5x10-3
Số hạt trong 1kg ≈ 37700 hạt
Dung trọng ≈ 90 ÷ 120 gam/lit
Tỉ trọng ≈ 1.04 ÷ 1.18
Khối lượng riêng của hạt lúa ρ 3
≈ 500 kg/m
Đường kính tương đương ≈ 3.5 mm
Nhiệt độ sấy thích hợp
0
50 ÷ 90 C Lúa thương phẩm
0
40 ÷ 42 C Lúa làm giống
Với độ ẩm tuyệt đối là ωkcb =
ωcb 13

32
1.1 Chọn chế độ sấy
Trong máy sấy tháp, người ta thường phân thành hai vùng chính: vùng sấy và
vùng làm mát. Ở đây, ta chọn 3 vùng sấy và 1 vùng làm mát. Vùng sấy để gia nhiệt và
tách ẩm trong hạt lúa; Vùng làm mát để làm mát hạt lúa sau khi sấy có nhiệt độ cao,
nhằm nâng cao chất lượng hạt lúa.
Mục đích của việc phân thành nhiều vùng sấy, có vùng làm mát và có đảo trộn:
lúa là loại hạt có cả ẩm bề mặt và ẩm bên trong nhân hạt, phân thành nhiều vùng sấy với
các nhiệt độ sấy khác nhau để khi lúa từ trên cao rơi xuống qua vùng sấy 1 có nhiệt độ
cao sẽ lấy đi ẩm bề mặt của hạt lúa, sau đó lúa qua vùng sấy 2, 3 để ẩm bên trong nhân
hạt có thời gian di chuyển ra bề mặt hạt do chênh lệch nhiệt độ và phân áp suất hơi nước.
Với việc đảo trộn nhiều lần sẽ đảm bảo hạt lúa không bị ứng suất nhiệt gây gãy vỡ khi
xay xát (mỗi lần đảo trộn sẽ giảm được lượng ẩm khoảng 2 ÷ 4%).
Lúa có độ ẩm đầu vào là 27%, độ ẩm đầu ra là 14% nên độ ẩm cần tách ra khỏi lúa
là 13%. Đối với các loại hạt, để cho chất lượng hạt ổn định sau mỗi lần sấy thì độ giảm
ẩm mỗi lần đảo trộn khoảng 2 ÷ 4%. Ta chọn sơ bộ giảm ẩm mỗi lần là 3.25% nên sẽ
phải đảo trộn 13/3.25 = 4 lần hay (1 + 1 + 1 + 0.25) × 4 = 13
Ta chọn phân bố giảm ẩm trong 3 vùng sấy và vùng làm mát như sau:
Lần đảo trộn I
• Vùng sấy 1: ω11 = 27%, ω12 = 26%, ωtb1 = 26.5%
• Vùng sấy 2: ω21 = ω12 = 26%, ω22 = 25%, ωtb2 = 25.5%
• Vùng sấy 3: ω31 = ω22 = 25%, ω32 = 24%, ωtb3 = 24.5%
• Vùng làm mát 4: ω41 = ω32 = 24%, ω42 = 23.75%, ωtb4 = 23.875%
Lần đảo trộn II
• Vùng sấy 1: ω11 = 23.75%, ω12 = 22.75%, ωtb1 = 23.25%
• Vùng sấy 2: ω21 = ω12 = 22.75%, ω22 = 21.75%, ωtb2 = 22.25%
• Vùng sấy 3: ω31 = ω22 = 21.75%, ω32 = 20.75%, ωtb3 = 21.25%
• Vùng làm mát 4: ω41 = ω32 = 20.75%, ω42 = 20.5%, ωtb4 = 20.625%
Lần đảo trộn III
• Vùng sấy 1: ω11 = 20.5%, ω12 = 19.5%, ωtb1 = 20%
• Vùng sấy 2: ω21 = ω12 = 19.5%, ω22 = 18.5%, ωtb2 = 19%
• Vùng sấy 3: ω31 = ω22 = 18.5%, ω32 = 17.5%, ωtb3 = 18%
• Vùng làm mát 4: ω41 = ω32 = 17.5%, ω42 = 17.25%, ωtb4 = 17.375%
Lần đảo trộn IV
• Vùng sấy 1: ω11 = 17.25%, ω12 = 16.25%, ωtb1 = 16.75%
• Vùng sấy 2: ω21 = ω12 = 16.25%, ω22 = 15.25%, ωtb2 = 15.75%
• Vùng sấy 3: ω31 = ω22 = 15.25%, ω32 = 14.25%, ωtb3 = 14.75%
33

• Vùng làm mát 4: ω41 = ω32 = 14.25%, ω42 = 14%, ωtb4 = 14.125%
1.2 Cân bằng ẩm cho từng vùng - Tính lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ
Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ theo công thức:
Wi = G1i với i là số thứ tự của vùng
Lần đảo trộn I
• Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ trong vùng sấy 1
W1 = G11
11 = 6000.
27 − 26
100 − 26
= 81kg
Do đó, khối lượng lúa còn lại ở vùng 1: G12 = G11 – W1 = 6000 – 81 = 5919 kg
W2 = G12
ω21 − ω22
100 − ω22
= 5919 ×
26 − 25
100 − 25
= 79 kg
100 − 24
= 77kg
• Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ trong vùng làm mát
W4 = G32
ω41 − ω42
100 − ω42
= 5763×
24 − 23 . 75
100 − 23.75
= 19 kg
Do đó, khối lượng lúa còn lại: G42 = G32 – W4 = 5763 – 19 = 5744 kg
Tổng lượng ẩm đã lấy ra trong quá trình sấy và quá trình làm mát lần I:
WI = W1 + W2 + W3 + W4 = 81 + 79 + 77 + 19 = 256 kg
hay WI = G11 – G42 = 6000 – 5744 = 256 kg
Lần đảo trộn II
100 − 22.75
= 74kg
W2 = G12
ω21 − ω22
100 − ω22
= 5670 ×
22 . 75 − 21 . 75
100 − 21.75
= 72 kg
100 − 20.75
= 71kg
W4 = G32
ω41 − ω42
100 − ω42
= 5527 ×
20 . 75 − 20 . 5
100 − 20.5
= 17 kg
34
ωi1 − ωi2
100 − ωi2
ω − ω12
100 − ω12
ω31 − ω32 25 − 24
100 − ω32
W3 = G22 = 5840 ×
ω − ω12 23.75 − 22.75
100 − ω12
W1 = G11 11 = 5744 ×
ω31 − ω32 21.75 − 20.75
100 − ω32
W3 = G22 = 5598×

WII = W1 + W2 + W3 + W4 = 74 + 72 + 71 + 17 = 234 kg
hay WII = G11 – G42 = 5744 – 5510= 234 kg
Lần đảo trộn III
100 −19.5
= 68kg
W2 = G12
ω21 − ω22
100 − ω22
= 5442 ×
19 . 5 −18 . 5
100 −18.5
= 67 kg
100 −17.5
= 65kg
W4 = G32
ω41 − ω42
100 − ω42
= 5310 ×
17 . 5 −17 . 25
100 −17.25
= 16 kg
WIII = W1 + W2 + W3 + W4 = 68 + 67 + 65 + 16 = 216 kg
hay WIII = G11 – G42 = 5510 – 5294= 216 kg
Lần đảo trộn IV
100 −16.25
= 63kg
W2 = G12
ω21 − ω22
100 − ω22
= 5231×
16 . 25 −15 . 25
100 −15.25
= 62 kg
100 −14.25
= 60kg
W4 = G32
ω41 − ω42
100 − ω42
= 5109 ×
14 . 25 −14
100 −14
= 15 kg
35
ω − ω12 20.5 −19.5
100 − ω12
W1 = G11 11 = 5510 ×
ω31 − ω32 18.5 −17.5
100 − ω32
W3 = G22 = 5375 ×
ω − ω12 17.25 −16.25
100 − ω12
W1 = G11 11 = 5294 ×
ω31 − ω32 15.25 −14.25
100 − ω32
W3 = G22 = 5169 ×

WIV = W1 + W2 + W3 + W4 = 63 + 62 + 60 + 15 = 200 kg
hay WIV = G11 – G42 = 5294 – 5094= 200 kg
Từ đó:
Tổng lượng nước vùng 1 tách được qua 4 lần đảo trộn: ΣW1 = 286 kg
Tổng lượng nước vùng làm mát tách được qua 4 lần đảo trộn: ΣW4 = 67 kg
Lần đảo trộn thứ I tách được lượng nước: WI = 256 kg
Lần đảo trộn thứ II tách được lượng nước: WII = 234 kg
Lần đảo trộn thứ III tách được lượng nước: WIII = 216 kg
Lần đảo trộn thứ IV tách được lượng nước: WIV = 200 kg
Tổng lượng nước đã tách được:
W = ΣW1 + ΣWII + ΣWIII + ΣWIV = WI + WII + WIII + WIV = 906 kg
Khối lượng lúa còn lại sau sấy:
G42 = G11 – W = 6000 – 906 = 5094 kg
1.3 Nhiệt độ sấy
♦ Nhiệt độ tác nhân sấy là khói lò hòa trộn với không khí tươi để sấy lúa thường từ
500 ÷ 900C nên ta chọn nhiệt độ tác nhân vào và ra ở các vùng sấy và vùng làm mát như
sau: Nếu lấy nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy ở từng vùng bé hơn nhiệt độ tới hạn của hạt
từ 50 ÷ 100C thì nhiệt độ ra của tác nhân sấy được chọn theo điều kiện ti2 ≤ (5 ÷ 10) + thi.
(với thi là nhiệt độ tới hạn của hạt ở từng vùng sấy)
• Vùng sấy 1: t11 = 850C, t12 = 480C
• Vùng sấy 2: t21 = 700C, t22 = 400C
• Vùng sấy 3: t31 = 600C, t32 = 350C
• Vùng làm mát: t41 = 280C, t42 = 350C
♦ Nhiệt độ vật liệu sấy vào và ra khỏi các vùng, ta chọn nhiệt độ vật liệu sấy vào và ra
khỏi các vùng theo nguyên tắc: nhiệt độ vào vùng sau bằng nhiệt độ ra của vùng trước:
• Vùng sấy 1: tv 11 = t0 = 280C, tv12 = 340C
• Vùng sấy 2: tv21 = tv12 = 340C, tv22 = 400C
• Vùng làm mát: tv41 = tv32 = 460C, t42 = 300C
36

2. Tính toán quá trình sấy lí thuyết
Hình 4-1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống máy sấy tháp
Hình 4-2: Đồ thị I – d: Quá trình sấy bằng khói lò
2.1 Xác định các thông số không khí ngoài trời (điểm A):
Từ nhiệt độ và độ ẩm đã chọn (t0 = 280C và ϕ0 = 70%) ta được:
• Phân áp suất hơi nước bão hòa Pb0:
Pbh0 = exp(12 −
4026.42
235.5 + t0
) = Exp(12 −
4026.42
235.5 + 28
) = 0.038bar
37
• Lượng chứa ẩ
lv
C Hlv Nlv Olv lv
S Alv lv
W
37.13% 4.12% 0.36% 31.6% 0.04% 17.75% 9%

m d0:
d0 = 0.621 = 0.621.
0.7 × 0.038
1 − 0.7 × 0.038
= 0.017
kgâm
kgkkk
• Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx(d0):
Cdx(d0) = Cpk + Cpa.d0 = 1.0048 + 1.842 x 0.017 = 1.036 kJ/kgđộ
Trong đó:
Cpk = 1.0048 kJ/kgđộ: nhiệt dung riêng của không khí khô
Cpa = 1.842 kJ/kgđộ: nhiệt dung riêng của hơi nước
r = 2500 kJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi
• Entanpy I0:
I0 = Cpk.t0 + d0(r + Cpa.t0) = 1.0048 x 28 + 0.017×(2500 + 1.842 x 28) = 72 kJ/kg
• Thể tích riêng của không khí V0:
V0 =
287(273 + t0 )
(P − ϕ0 .Pb0 ) ×105
=
287(273 + 28)
(1 − 0.7 × 0.038) ×105
= 0.887
m3
kg
2.2 Tính toán khói lò [3]
2.2.1 Nhiệt trị của nhiên liệu – Trấu
Trấu có thành phần làm việc như sau:
Nhiệt trị cao của trấu:
Qc = 4.19(81C + 300H – 26(O – S)
= 4.19[81 x 37.13 + 300 x 4.12 - 26(31.6 – 0.04)] = 14342.24 kJ/kg = 3426.24
Nhiệt trị thấp làm việc của trấu:
Qt
lv
= Qdv = 339Clv
+ 1030Hlv
−109(Olv
− Sc
lv
) − 25Wlv
kCal
kg
= 339 × 37.13 + 1030 × 4.12 −109 × (31.6 − 0.04) − 25 × 9 = 13165.63
kJ
kg
= 3145
kCal
kg
2.2.2 Thể tích của không khí và sản phẩm cháy.
Thể tích không khí khô lí thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg trấu:
Vkk
0
= 0.089(Clv
+ 0.375.Slv
) + 0.268.Hlv
− 0.0333.Olv
= 0.089 × (37.13 + 0.375 × 0.04) + 0.268 × 4.12 − 0.0333× 31.6 = 3.38
m3
tc
kgnl
Thể tích sản phẩm cháy lí thuyết
38
V
Nlv
100
= 0.79 × 3.38 + 0.8
ϕ.Pb0
P − ϕ.Pb0

0 . 36 100 = 2.67
m3
tc kgnl
VRO
0
2 = 1.866
Clv
+ 0.375Slv
100
= 1.866 37 . 13 + 0 . 375× 0 . 04
100
= 0.69 m3
tc
kgnl
VH
0
2O = 0.111× Hlv + 0.0124 ×Wlv + 0.016Vkk
0
= 0.111× 4.12 + 0.0124 × 9 + 0.016 × 3.38 = 0.62
m3
tc
kgnl
2.2.3 Entanpy và dung ẩm của khói.
Chọn hệ số không khí thừa buồng đốt αbd = 1.4
Lượng không khí khô cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu:
L0k = 0.115C + 0.345H – 0.043 (O – S)
= 0.115 x 37.13 + 0.345 x 4.12 – 0.043 x ( 31.6 – 0.04) = 4.3 kgkk/kgnl
Lượng không khí khô thực cần cung cấp:
Lkt = αbd.L0k = 1.4 × 4.3 = 6.02 kgkk/kgnl
Lượng chứa ẩm của tác nhân sấy là khói lò được tính:
9H + W + A 9 × 4 . 12 + 9 + 17 . 75
100 100
= 88
g
kgkhoilokho
Lượng hơi nước trong khói lò:
Gn = (9H + A) + αbd.L0k.d0 = (9 × 0.0412 + 0.1775) + 1.4 × 4.3 × 0.017 = 0.65 kg/kgnl
Khối lượng khói lò khô trước khi hòa trộn khi đốt cháy 1kg nhiên liệu:
GkK = 1 + αbd L0k −
A + 9H + W
100
= 1 +1.4 × 4.3 −
17.75 + 9 × 4.12 + 9
100
= 6.4
kg
kg
Entanpy của khói lò Ik:
Ik =
Gkk
=
14342 . 24 × 0 . 6 + 1 . 2 × 28 +1 . 4 × 4 . 3× 72
6.4 = 1418
kJ
kg
Trong đó:
Cnl: nhiệt dung riêng của trấu Cnl = 1.2 ÷ 1.7 kJ/kg.K chọn Cnl = 1.2 kJ/kg.K
tnl: nhiệt độ của nhiên liệu vào buồng đốt. tnl = t0 = 280C
η: hiệu suất buồng đốt. η = 0.6
Xác định nhiệt độ khói lò sau buồng đốt:
Từ công thức: Ik = 1.0048tk + dk (2500 + 1.842tk)
= = 10270
C
1.0048 + 1.842dk 1.0048 + 1.842 × 0.088
Nhiệt độ tk = 10270C, nên ta có:
Pbhk = exp(12 −
4026.42
235.5 + tk
) = exp(12 −
4026.42
235.5 +1027
) = 6706 bar
Phk =
dk
dk + 0.621
=
0.088
0.088 + 0.621
= 0.124bar
39
10(9H + W ) + αbd L0k .d0 10(9 × 4.12 + 9) + 1.4 × 4.3×17
dk = =
αbd L0k + 1 − 1.4 × 4.3 +1 −
Qc .η. + Cnl .tnl + αbd .L0k .I0
⇒ tk =
Ik − 2500dk 1418 − 2500 × 0.088

ϕ12 =
Ph12
pbh12
=
0 . 124
6706
= 0.00002 = 0.002%
Các thông số của khói như sau:
tk = 10270C
Ik = 1418 kJ/kg
dk = 88 g/kg
L0k = 4.3 kgkk/kgnl
Lkt = 6.02 kgkk/kgnl
Gk = Gn + Gkk = 0.65 + 6.4 = 7.05kg/kgnl.
2.3 Thông số của không khí sau khi hòa trộn
2.3.1 Hòa trộn khói lò để đưa vào vùng sấy 1
Ta có nhiệt độ sau khi hòa trộn để vào vùng sấy 1 t11 = 850C
Pbh11 = exp{12 −
4026.42
235.5 + t11
} = exp{12 −
4026.42
235.5 + 85
} = 0.5695bar
Ta có:
I11= 1.0048t11 + d11 (2500 + 1.842t11) = 85.408 + 2656.57d11 (1)
Phương trình cân bằng chất:
G11 = G10 + Gk
Phương trình cân bằng năng lượng:
G11.I11 = G10.I0 + Gk.Ik
⇒ (G10 + Gk).I11 = G11.I0 + Gk.Ik
⇒ (G10 + 7.05).I11 =72G10 + 9997 (2)
Phương trình cân bằng ẩm:
G11.d11 = G10.d0 + Gk.dk
⇒ (G10 + Gk).d11 = G10.d0 + Gk.dk
⇒ (G10 + 7.05).d11 = 0.017G10 + 0.6204 (3)
Từ đó:
Giải hệ phương trình (1), (2), (3)
I11 = 85.408 + 2656.57d11

(G10 + 7.05).d11 = 0.017G10 + 0.6204
Ta được:
G10 = 132 kgkk/kgnl
d11 = 0.021 kg/kgkk
I11 = 141 kJ/kg
Lượng không khí thực vào buồng sấy 1:
G11 = G10 + Gk = 132 + 7.05 = 139.05 kgkk/kgnl
Upload by http://www.povn.info 40
Tỉ lệ hòa trộn:
(G10 + 7.05).I11 = 72 G10 + 9997


n1 =
Gk
G10
= 7 . 05
132
= 0.053 = 53%
Độ ẩm tại điểm 1:
ϕ11 =
P.d11
Pbh11 (0.621 + d11 )
=
1× 0.021
0.5695× (0.621 + 0.021)
= 0.06 = 6%
Hệ số không khí thừa sau quá trình hòa trộn
Lok . d0 (iai − iao ) + Cpk (t1i − t0 )
Với nhiệt độ t1i đã chọn ta tính được:
ia0 = 2500 + 1.842×28 = 2552 kJ/kg
ia1 = 2500 + 1.842×85 = 2657 kJ/kg
Do đó:
α1 =
⇒ α1 = 28
Như vậy các thông số của điểm hòa trộn trước khi vào vùng sấy 1 như sau:
t11 = 850C
I11 = 141 kJ/kg
d11 = 0.021 kg/kgkk
G11 = 139.05 kgkk/kgnl
ϕ11 = 6%
α1 = 28
Pbh21 = exp{12 −
4026.42
235.5 + t21
} = exp{12 −
4026.42
235.5 + 70
} = 0.307bar
Ta có:
I21= 1.0048t21 + d21 (2500 + 1.842t21) = 70.336 + 2628.94d21 (4)
G21 = G20 + Gk
G21.I21 = G20.I0 + Gk.Ik
⇒ (G20 + Gk).I21 = G20.I0 + Gk.Ik
⇒ (G20 + 7.05).I21 =72G20 + 9997 (5)
G21.d21 = G20.d0 + Gk.dk
⇒ (G20 + Gk).d21 = G20.d0 + Gk.dk
⇒ (G20 + 7.05).d21 = 0.017G20 + 0.6204 (6)
Từ đó:
Qc .ηbd + Cnl .tnl − (9H + A)iai − [1 − (9H + A + W )]Cpk .t1i
[ ]
αi =
14342.24 × 0.6 + 1.2 × 28 − (9 × 0.0412 + 0.1775) × 2657 − [1 − (9 × 0.0412 + 0.1775 + 0.09)]×1.0048 × 85
4.3 × [0.017 × (2657 − 2552) + 1.0048 × (85 − 28)]
(G20 + 7.05).I21 = 72 G20 + 9997

I21 = 70.336 + 2628.94d21

(G20 + 7.05).d21 = 0.017 G20 + 0.6204
Ta được:
G20 = 183 kgkk/kgnl
d21 = 0.02 kg/kgkk
I21 = 123 kJ/kg
G21 = G20 + Gk = 183 + 7.05 = 190.05 kgkk/kgnl
n2 =
Gk
G20
=
7 . 05
183
= 0.039 = 39%
ϕ21 =
P.d21
Pbh21 (0.621 + d21 )
=
1× 0.02
0.307 × (0.621+ 0.02)
= 0.1 = 10%
ia0 = 2500 + 1.842×28 = 2552 kJ/kg
ia2 = 2500 + 1.842×70 = 2629 kJ/kg
Do đó:
α2 =
⇒ α2 = 38
t21 = 700C
I21 = 123 kJ/kg
d21 = 0.02 kg/kgkk
ϕ21 = 10%
α2 = 38
Pbh31 = exp{12 −
4026.42
235.5 + t31
} = exp{12 −
4026.42
235.5 + 60
} = 0.1968bar
Ta có:
I31= 1.0048t31 + d31 (2500 + 1.842t31) = 60.288 + 2610.52d31 (7)

[ ]
αi =
14342.24 × 0.6 + 1.2 × 28 − (9 × 0.0412 + 0.1775) × 2657 − [1 − (9 × 0.0412 + 0.1775 + 0.09)]×1.0048 × 85
4.3 × [0.017 × (2629 − 2552) + 1.0048 × (70 − 28)]
(G30 + 7.05).I31 = 72 G30 + 9997

G31 = G30 + Gk
G31.I31 = G30.I0 + Gk.Ik
⇒ (G30 + Gk).I31 = G30.I0 + Gk.Ik
⇒ (G30 + 7.05).I31 =72G30 + 9997 (8)
G31.d31 = G30.d0 + Gk.dk
⇒ (G30 + Gk).d31 = G30.d0 + Gk.dk
⇒ (G30 + 7.05).d31 = 0.017G30 + 0.6204 (9)
Từ đó:
I31 = 60.288 + 2610.52d31

(G30 + 7.05).d31 = 0.017 G30 + 0.6204
Ta được:
G30 = 243 kgkk/kgnl
d31 = 0.019 kg/kgkk
I31 = 110 kJ/kg
G31 = G30 + Gk = 243 + 7.05 = 250.05 kgkk/kgnl
n3 =
Gk
G30
=
7 . 05
243
= 0.029 = 29%
ϕ31 =
P.d31
Pbh31 (0.621+ d31 )
=
1× 0.019
0.1968 × (0.621 + 0.019)
= 0.15 = 15%
ia0 = 2500 + 1.842×28 = 2552 kJ/kg
ia3 = 2500 + 1.842×60 = 2611 kJ/Kg
Do đó:
α3 =
14342. 24 × 0 .6 + 1 . 2 × 28 − (9 × 0. 0412 + 0 .1775) × 2657 − [1 − (9 × 0 .0412 + 0 . 1775 + 0. 09)]×1 . 0048 × 85
4.3 × [0.017 × (2611 − 2552) + 1.0048 × (60 − 28)]
⇒ α3 = 50
t31 = 600C

[ ]
αi =
Thông số 0
t ( C) I (kJ/kg) d (kJ/kg) G (kgkk/kgnl) ϕ (%) α
Vùng 1 85 141 0.021 139.05 6 28
Vùng 2 70 123 0.020 190.05 10 38
Vùng 3 60 110 0.019 250.05 15 50

I31 = 110kJ/kg
d31 = 0.019 kg/kgkk
ϕ31 = 15%
α3 = 50
Bảng 4-1: Thông số của tác nhân sấy vào buồng sấy
2.4 Trạng thái không khí ra khỏi tháp sấy (điểm C)
2.4.1 Vùng sấy 1
Nhiệt độ t12 = 480C, nên ta có:
Pbh12 = exp(12 −
4026.42
235.5 + t12
) = exp(12 −
4026.42
235.5 + 48
) = 0.1105 bar
Vì đây là quá trình sấy lí thuyết nên ta có:
Entanpy: I12 = I11 = 141 kJ/kg
Dung ẩm: từ công thức I12 = 1.0048 x t12 + d12 (2500 + 1.842 x t12) ta được:
= = 0.036
2500 +1.842 × t12 2500 + 1.842 × 48 kgkkk
Ph12 =
d12
d12 + 0.621
=
0.036
0.036 + 0.621
= 0.055bar
ϕ12 =
Ph12
pbh12
=
0.055
0.1105
= 0.5 = 50%
2.4.2 Vùng sấy 2
Pbh22 = Exp(12 −
4026.42
235.5 + t22
) = Exp(12 −
4026.42
235.5 + 40
) = 0.073 bar
= = 0.032
2500 + 1.842 × t22 2500 +1.842 × 40 kgkkk
Ph22
= d22
d22 + 0.621
=
0.032
0.032 + 0.621
= 0.049bar
ϕ22 =
Ph22
pbh22
=
0 . 049
0.073
= 0.67 = 67%
2.4.3 Vùng sấy 3
Pbh32 = exp(12 −
4026.42
235.5 + t32
) = exp(12 −
4026.42
235.5 + 35
) = 0.056 bar
d12 =
I12 −1.0048 × t12 141−1.0048 × 48 kg
d22 =
I22 −1.0048 × t22 123 −1.0048 × 40 kg
Thông số 0
t ( C) I (kJ/kg) d (kJ/kg) ϕ (%)
Vùng 1 48 141 0.036 50
Vùng 2 40 123 0.032 67
Vùng 3 35 110 0.029 80

= = 0.029
2500 +1.842 × t32 2500 +1.842 × 35 kgkkk
Ph32 =
d32
d32 + 0.621
=
0.029
0.029 + 0.621
= 0.045bar
ϕ32 =
Ph32
pbh32
=
0 . 045
0.056
= 0.8 = 80%
Bảng4-2 : Thông số của tác nhân sấy ở đầu ra sau quá trình sấy lí thuyết
2.5 Tính thời gian sấy
Theo [5] hoặc theo công thức (4.14)/ 90 [1], ta chọn vận tốc tác nhân sấy đi qua
hạt v = 0.5m/s nên hệ số trao đổi nhiệt đối lưu là:
α = 6.15 +4.17v = 6.15 + 4.17 × 0.5 = 8.235 W/m2.độ
Hay α = 8.235 J
2
= 8.235 g
2
kg
= 0.008235 2
m .s
2.5.1 Thời gian sấy giai đoạn sấy đẳng tốc (từ ωk11 đến ωkx11)
 
Trong đó:
Gk: lượng chất khô có trong vật liệu ẩm đầu vào (kg/kg)
ωk11: độ ẩm đầu vào của vật liệu ẩm (%) (kg/kg)
ωkx11: độ ẩm kết thúc của giai đoạn sấy đẳng tốc (%) (kg/kg)
α: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (J/(s.m2.độ)) (kg/(m2.s))
Am: tổng diện tích bề mặt vật liệu ẩm (m2)
da: độ chứa ẩm của không khí ở nhiệt độ sấy (kg/kg)
dm: độ chứa ẩm của bề mặt vật liệu ở nhiệt độ bề mặt đầu vào (kg/kg)
Ta có:
• Gk = G × (1 - ω11) = 6000 × (1 – 0.27) = 4380 kg/kg
• ωk11 =
ω11
100 − ω11
×100% =
27
100 − 27
×100% = 37%
• ωk 42 =
• ωkcb =
ω42
100 − ω42
ωcb
100 − ωcb
×100% =
×100% =
14
100 −14
13
100 −13
χ + ωkcb và χ =
1.8 ωk11 =
d32 =
I32 −1.0048 × t32 110 −1.0048× 35 kg
s.m .đô m .s
τ1 = Gk
ωk11 − ωkx11 ωk11 − ωkx11
α.Am .(da − dm )= Gk (h) [11]
 dω 
 dτ constHình dạng hạt tròn góc cạnh dài kim bản mỏng
Hệ số ψ 1,3 1,52 1,72 2,33
×100% = 16%
×100% = 15%
• ωkx11 = 1

1 . 8
37
= 0.049 ⇒ ωkx11 =
1
0.049
+15 = 35.4%
• Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy ở đầu vào của 3 vùng sấy
ta = (85 + 70 + 60)/3 = 720C
Độ ẩm trung bình của tác nhân sấy ở đầu vào của 3 vùng sấy
ϕa = (6 + 10 + 15)/3 = 10%
4026.42 4026.42
235.5 + ta 235.5 + 72
1 − 0.1× 0.3349
• Nhiệt độ bề mặt vật liệu sấy ở đầu vào: tm = tư = 240C
4026.42 4026.42
235.5 + tm 235.5 + 24
1−1× 0.03
• Tính diện tích bề mặt vật liệu ẩm
Trong đó:
Am =
6.Vm
ϕ.dtdm
(m2) [10]
Vm: Thể tích khối hạt (m3) Vm =
m
ρv
=
6000
500
= 12m3
Đường kính tương đương của hạt lúa. dtdm = 3.5 mm
ϕ: hệ số độ cầu tính của hạt ϕ =
1
ψ
Bảng: hệ số hình dạng hình học một số loại hạt bất kỳ [9]
Đối với lúa: ψ = 1.72 nên ϕ =
1
ψ
=
1
1.72
= 0.58
Từ đó: Am = 6.Vm
ϕ.dtdm
= 6 ×12
0.58× 0.0035
= 35468m2
Vậy:
τ1 = Gk
ωk11 − ωkx11
α.Am .(da − dm )
= 4380 × 37 − 35.4
0.008235× 35468 × (0.022 − 0.019)
h
Với tốc độ bay hơi:
U = α.Am.(da – dm) = 0.008235×35468×(0.022 – 0.019) = 0.876 kg/s
2.5.2 Thời gian sấy giai đoạn sấy giảm tốc (từ ωkx11 đến ωk42)
τ2 = Gk
f .

∆ω = Gk ∆ω
f .α.Am .(da − dm )
= Gk .∆ω
f .U
(h) [11]
Trong đó:
f: hệ số giảm tốc tương ứng. f được tra theo hình bên dưới
Pbha = exp(12 − ) = exp(12 − ) = 0.3349 bar
ϕa × Pbha 0.1× 0.3349
1 − ϕa × Pbha
da = 0.621 = 0.621 = 0.022kg / kg
Pbhm = exp(12 − ) = exp(12 − ) = 0.03 bar
ϕ × Pbhm 1× 0.03
1 − ϕ × Pbhm
dm = 0.621 = 0.621 = 0.019kg / kg
= 7998 s = 2.2 h = 2 12’
Độ ẩm ω 0.354 0.3 0.26 0.22 0.18 0.16
Gk.∆ω
ωkx11
236.52 175.2 175.2 175.2 87.6
ωk42
f 0.38 0.26 0.19 0.15 0.009
1
f .U
3 4.39 6 7.61 126.8
τ2i 710 769 1051 1333 11108
 dω 
 dτ const
τ2 = 710 + 769 + 1051 + 1333 + 11108 = 14971 s = 4.2 h = 4 12’

Hình 4-3: Đường cong sấy chung
h
Như vậy:
Tổng thời gian sấy lúa là τ = τ1 + τ2 = 2.2 + 4.2 = 6.4 h = 6h 24’
2.6 Lượng không khí cần thiết cho quá trình sấy lí thuyết
2.6.1 Vùng sấy 1
l01 =
1
d12 − d11
=
1
0.036 − 0.021
= 67
kgkkk
kghoinuoc
L01 = l01 x W1 = 67 x 286 = 19162 kg/h = 5.3 kg/s
V01 =
L01
ρk1
=
19162
1.03985
= 18428
m3
h
với ρk1 = 1.03985 kg/m3: tra bảng thông số vật lí của
không khí khô ở nhiệt độ trung bình ttb1 = 0.5 × (85 + 48) = 66.50C
Nhiệt lượng tiêu hao Q01 = L01 (I11 – I0) = 19162× (141 – 72) = 1 322 178 kJ/h = 367 kJ/s
hay Q01 = 1 322 178 kJ/h x 6.4 giờ = 8 461 939 kJ
2.6.2 Vùng sấy 2
l02 =
1
d22 − d21
=
1
0.032 − 0.02
= 83
kgkkk
kghoinuoc
L02 = l02 x W2 = 83 x 280 = 23240 kg/h = 6.5 kg/s
V02 =
L02
ρk1
=
23240
1.0765
= 21588
m3
h
với ρk2 = 1.0765 kg/m3: tra bảng thông số vật lí của không
khí khô ở nhiệt độ trung bình ttb2 = 0.5 × (70 + 40) = 550C
Nhiệt lượng tiêu hao Q02 = L02(I21 – I0) = 23240×(123 – 72) = 1 185 240 kJ/h = 329 kJ/s
Thông số
Không khí Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Khói
A
0
H
1
C
2
H
1
C
2
H
1
C
2
K
0
t ( C) 28 85 48 70 40 60 35 1027
ϕ (%) 70 6 50 10 67 15 80 0.002
d (kg/kgkk) 0.017 0.021 0.036 0.02 0.032 0.019 0.029 0.088
I (kJ/kg) 72 141 141 123 123 110 110 1418
tư 24
G (kgkk/kgnl) G10 G11 G10 G11 G10 G11 Gk
132 139.05 183 190.05 243 250.05 7.05
Lượng nước tách được (kg) 286 280 273

hay Q02 =1 185 240 x 6.4 giờ = 7 585 536 kJ
2.6.3 Vùng sấy 3
l03 =
1
d32 − d31
=
1
0.029 − 0.019
= 100
kgkkk
kghoinuoc
L03 = l03 x W3 = 100 x 273 = 27300 kg/h = 7.6 kg/s
V03 =
L03
ρk3
=
27300
1.010175
= 24779
m3
h
với ρk3 = 1.10175 kg/m3: tra bảng thông số vật lí của
không khí khô ở nhiệt độ trung bình ttb3 = 0.5 × (60 + 35) = 47.50C
Nhiệt lượng tiêu hao Q03 = L03(I31 – I0) = 27300× (110 – 72) = 1 037 400 kJ/h = 288 kJ/s
hay Q03 = 1 037 400 x 6.4 giờ = 6 639 360 kJ
Bảng4-3 : Thông số thu được của quá trình sấy lí thuyết
2.7 Tính kiểm tra lại nhiệt độ sấy
Nếu xem thời gian sấy trung bình trong một vùng bằng 1/3 tổng thời gian sấy thì
= = 2.13 giờ
3 3
Nhiệt độ cho phép của hạt trong từng vùng được tính theo công thức sau:
thi = 2.218 − 4.343 × lnτvi +
23.5
0.37 + 0.63ωtbi
• Ở vùng sấy 1 với độ ẩm trung bình ωtb1 = (26.5 + 23.25 + 20)/3 = 23.25%
th1 = 2.218 − 4.343× lnτv1 +
23.5
0.37 + 0.63ωtb1
= 2.218 − 4.343× ln 2.13 +
23.5
0.37 + 0.63× 0.2325
= 440
C
th2 = 2.218 − 4.343× lnτv2 +
23.5
0.37 + 0.63ωtb2
= 2.218 − 4.343× ln 2.13 +
23.5
0.37 + 0.63× 0.2225
= 450
C
th3 = 2.218 − 4.343× lnτv3 +
23.5
0.37 + 0.63ωtb3
= 2.218 − 4.343× ln 2.13 +
23.5
0.37 + 0.63× 0.2125
= 460
C
Từ điều kiện ti2 ≤ (5 ÷ 10) + thi
Tác nhân sấy
τv1 = τv2 = τv3 =
τ 6.4

• Vùng sấy 1: t11 = 850C, t12 = 480C < 44 + (5 ÷ 10)0C
• Vùng sấy 2: t21 = 700C, t22 = 400C < 45 + (5 ÷ 10)0C
• Vùng sấy 3: t31 = 600C, t32 = 350C < 46 + (5 ÷ 10)0C
• Vùng làm mát: t41 = 280C, t42 = 350C
Vật liệu sấy
• Vùng sấy 1: tv 11 = t0 = 280C, tv12 = 340C
• Vùng làm mát: tv41 = tv32 = 460C, t42 = 300C
Như vậy, các thông số nhiệt độ của tác nhân sấy và vật liệu sấy đã chọn ở đầu bài
là hợp lí.
2.8 Cân bằng nhiệt của quá trình sấy lí thuyết
2.8.1 Vùng sấy 1
+ Nhiệt đưa vào Qv1= Q011 + Q01
Trong đó: Q011 là nhiệt do không khí đưa vào:
Q011 = L01.I0.τ = G101.L01.τ = 132 × 19162 × 6.4 = 16 188 058 kJ
Q01 = 8 461 939 kJ
Vậy: Qv1 = 16 188 058 + 8 461 939 = 24 649 997 kJ
+ Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống : QR1 = Q11 + Q12
Trong đó:
Q11 là nhiệt hữu ích với tm1 = tư = 240C của không khí bên ngoài.
Q11 = ΣW1[(r + Cp.t12) – Cn.tm1] = 286×[(2500 + 1.842 x 48) – 4.18 x 24] = 711 595 kJ/h
hay Q11 = 711 595 × 6.4 = 4 554 208 kJ
Với ΣW1 = 286 kg – tổng lượng nước đã tách được ở vùng 1
Q12 là tổn thất nhiệt do không khí thải ra:
Q12 = L01.I12 = 19162 × 141 = 2 701 842 kJ/h = 2 701 842 kJ/h× 6.4 h = 17 291 789 kJ
Vậy QR1 = Q11 + Q12 = 4 554 208 + 17 291 789 = 21 845 997 kJ
Khi đó:
∆Q1 = QV1 – QR1 = 24 649 997 – 21 845 997 = 2 804 000 kJ
∆Q1 % =
∆Q1
QV 1
=
2 804 000
24649997
= 0.11 hay ∆Q1 = 11%
2.8.2 Vùng sấy 2
Q012 = L02.I0.τ = G102.L02.τ = 183 × 23240 × 6.4 = 27 218 688 kJ
Q02 = 7 585 536 kJ
Vậy: Qv2 = 27 218 688 + 7 585 536 = 34 804 224 kJ

Trong đó:
hay Q21 = 692 541 × 6.4 = 4 432 262 kJ
Q22 = L02.I22 = 23240 × 123 = 2 858 520 kJ/h = 2 858 520 kJ/h× 6.4 h = 18 294 528 kJ
Vậy QR2 = Q21 + Q22 = 4 432 262 + 18 294 528 = 22 726 790 kJ
Khi đó:
∆Q2 = QV2 – QR2 = 34 804 224 – 22 726 790 = 12 077 434 kJ
∆Q2 % =
∆Q2
QV 2
=
12 077 434
34804224
= 0.35 hay ∆Q2 = 35%
2.8.3 Vùng sấy 3
Q013 = L03.I0.τ = G103.L03.τ = 243 × 27300 × 6.4 = 42 456 960 kJ
Q03 = 6 639 360 kJ
Vậy: Qv3 = 42 456 960 + 6 639 360 = 49 096 320 kJ
Trong đó:
hay Q31 = 672 713 × 6.4 = 4 305 363 kJ
Q32 = L03.I32 = 27300 × 110 = 3 003 000 kJ/h = 3 003 000 kJ/h× 6.4 h = 19 219 200 kJ
Vậy QR3 = Q31 + Q32 = 4 305 363 + 19 219 200 = 23 524 563 kJ
Khi đó:
∆Q3= QV3 – QR3 = 49 096 320 – 23 524 563 = 25 571 757 kJ
∆Q3 % =
∆Q3
QV 3
=
25 571 757
49096320
= 0.52 hay ∆Q3 = 52%
Tính cân bằng nhiệt chung cho tháp sấy
• Tổng nhiệt đưa vào:
Qv = Qv1 + Qv2 + Qv3 = 24 649 997 + 34 804 224 + 49 096 320 = 108 550 541 kJ
• Tổng nhiệt ra:
Qr= Qr1 + Qr2 + Qr3 = 21 845 997 + 22 726 790 + 23 524 563 = 68 097 350 kJ
Khi đó:
∆Q = Qv – Qr = 108 550 541 – 68 097 350 = 40 453 191 kJ
= 0.37 hay ∆Q = 37%∆Q% = =
= 0.59 hay ηs = 59%.Hiệu suất nhiệt của tháp sấy:ηs =
ΣQi1 2076849kJ/h

Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019

Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019

Similar to Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019 (20)

More from hanhha12

More from hanhha12 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đồ Án Thiết Kế Máy Sấy Lúa Kiểu Sấy Tháp Tam Giác Năng Suất 6 Tấn.Mẻ _08310812092019