Bài giảng Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm: Chương 9 - Thiết kế hệ thống sấy phun

Bài giảng "Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm: Chương 9 - Thiết kế hệ thống sấy phun" cung cấp cho người học các nội dung chính sau đây: Kết cấu hệ thống sấy phun; Tính toán thiết kế hệ thống sấy phun. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm: Chương 9 - Thiết kế hệ thống sấy phun CHƯƠNG IXTHIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY PHUN IX.1 Kết cấu hệ thống sấy phun. IX.2 Tính toán thiết kế hệ thống sấy phun. Ưu điểm - Quá trình sấy nhanh, thời gian sấy cực ngắn, chất lượngsản phẩm đồng đều. - Bột sau khi sấy có độ hòa tan cao (90- 100%), độ ẩm thấp(3- 4%). - Vận hành liên tục và có thể tự động hóa hoàn toàn. - Chi phí nhân công thấp. - Vận hành và bảo dưỡng đơn giản. - Thiết kế đa dạng cho từng loại sản phẩm, từng loại qui mônhà máy. - Áp dụng được cho các sản phẩm bền nhiệt và không bềnnhiệt, nguyên liệu ở dạng dung dịch, gel, paste, hồ vữa, huyềnphù… - Chất lượng bột được bảo đảm trong suốt quá trình sấy. Nhược điểm - Chi phí đầu tư cao. - Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để đảm bảonguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo giọtlỏng. - Chi phí năng lượng cao hơn (để tách ẩm). - Thất thoát các chất dễ bay hơi cao hơn. - Lưu lượng TNS lớn, ống phun nhanh bịhỏng. Sấy phun và ứng dụng• Thiết bị sấy phun dùng để sấy các dạng dung dịch và huyền phù trong trạng thái phân tán nhằm tách ẩm ra khỏi vật liệu giúp tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được lâu hơn.• Sản phẩm của quá trình sấy phun là dạng bột mịn như bột đậu nành, bột trứng, bột sữa,… hoặc các chế phẩm sinh học, dược liệu… Tính thiết kế HTS phun- Tính toán buồng sấy phun: Dung tích V, đường kính D, chiều cao H- Tính thời gian sấy- Tính và chọn các thiết bị phụ trợ: quạt, caloriphe, xyclon, lọc túi,...Hệ thống sấy phunSơ đồ nguyên lý hệ thống sấy phun Sơ đồ hệ thống sấy phun1. Buồng sấy 2. Caloriphe. 3. Thùng chứa nguyên liệu cần sấy. 4. Bơm nguyên liệu. 5. Cơ cấu phun 6. Xyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát ra. 7. Xyclon vận chuyển sản phẩm.8. Hệ thống quạt hútSơ đồ nguyên lý cấu tạo HTS phun Nguyên lý hoạt độngVật liệu lỏng được phun thành bụi trong phòng sấy 3nhờ vòi phun 4. TNS được quạt 1 hút qua bộ phậnlọc khí 8 thổi qua caloriphe 2. Không khí được đốtnóng đi qua các cửa có độ mở điều chỉnh được đểvào phòng sấy, ở đây KK và VLS đi cùng chiềunhau. Các giọt chất lỏng tiếp xúc với KK nóng từ mọiphía trong vòng 1 vài giây bay hết hơi ẩm tạo thànhnhững hạt bột mịn, một phần lắng xuống đáy buồngsấy, phần còn lại theo tác nhân sang xyclon 5 vàlắng xuống đáy xyclon. Các hạt bột mịn nhỏ khônglắng được theo tác nhân sang thiết bị lọc túi 6 vàlắng hết ở đây. Khí thải được thải ra ngoài. Nguyên lý hoạt độngMột hệ phân tán mịn của nguyên liệu từchất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phùđã được cô đặc trước (40 - 60% ẩm) đượcphun để hình thành những giọt mịn, rơivào trong dòng khí nóng cùng chiều hoặcngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150 –3000C trong buồng sấy lớn. Kết quả là hơinước được bốc đi nhanh chóng. Các hạtsản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấynhờ một hệ thống thu hồi riêng. Cấu tạo• Cơ cấu phun: đĩa văng ly tâm, vòi phun cơ học, vòi phun dùng khí nén• Buồng sấy: hình trụ đứng, đáy hình côn• Bộ phận cấp tác nhân sấy: quạt, caloriphe,…• Hệ thống thu hồi sản phẩm: vít tải, xyclon, lọc túi,…. Cấu tạo+ Tác nhân sấy: Không khí nóng hoặc hơi quá nhiệt. Nhiệt độ hơi sử dụng thường dao động trong khoảng 150-3000C+ Hệ thống thu hồi sản phẩm: Bột sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng sấy. Để tách sản phẩm ra khỏi khí thoát, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau: lắng xoáy tâm, lọc, lắng tĩnh điện… Phổ biến nhất là phương pháp lắng xoáy tâm, sử dụng xyclon. Cấu tạo (tiếp)+ Quạt: Để tăng lưu lượng tác nhân sấy, người ta sử dụng quạt ly tâm. Ở quy mô công nghiệp, các thiết bị sấy phun được trang bị hệ thống hai quạt. Quạt chính được đặt sau thiết bị thu hồi bột sản phẩm từ dòng khí thoát. Còn quạt phụ đặt trước thiết bị gia nhiệt không khí trước khi vào buồng sấy. Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống hai quạt là người ta có thể kiểm soát dễ dàng áp lực trong buồng sấy. Cơ cấu phun• Có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng dưới dạng hạt mịn (sương mù). Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy, do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy.• Cơ cấu phun có các dạng như: đĩa văng ly tâm, vòi phun cơ học, vòi phun dùng khí nén. Cơ cấu phun (tiếp)• Đĩa văng ly tâm: cho chất lỏng rơi vào 1 đĩa quay nhanh (2000 - 5000 vòng/phút), có thể phun huyền phù và chất lỏng nhớt thành bụi.• Vòi phun cơ học: chất lỏng được đẩy bằng bơm với áp suất tới 200at. Đường kính hạt 1- 150µm. Năng suất 5t/h. Năng lượng tiêu thụ 4- 10kw/tấn. Loại này không thuận tiện đối với huyền phù và các dung dịch nhớt.• Vòi phun dùng khí nén: chất lỏng được đẩy bằng không khí nén với áp suất 2,5 - 5 at. Năng lượng tiêu thụ 50-60 Kw/tấn ...