Quá trình tách ẩm của bán thành phẩm vi sinh tổng hợp là một trong những quy trình ở đầu cuối trong sản xuất những chất hoạt hóa sinh học. Chất lỏng canh trường chứa nấm men, vitamin, axit amin, enzim … có nhiệt độ 30 ÷ 60 % cần phải sấy. Trong những thiết bị sấy, chất lỏng canh trường bị khử nước đến 5 ÷ 12 % .
Sấy những loại sản phẩm thuộc nghành sản xuất bằng chiêu thức vi sinh là quy trình phức tạp. Tất cả những loại sản phẩm thu nhận được từ tổng hợp vi sinh được chia ra làm hai nhóm chính :
– Các loại sản phẩm mà sau khi sấy không yên cầu bảo giữ năng lực sống của vi sinh vật hay không yên cầu độ hoạt hóa cao của những chế phẩm và những loại sản phẩm được sử dụng như nguồn những chất dinh dưỡng ( nấm men gia súc, tảo, axit amin … ) .
– Các sản phẩm mà sau khi sấy cần bảo giữ khả năng sống hay bảo giữ hoạt hoá cao của các chế phẩm (men bánh mì, một số vi khuẩn và enzim, dược phẩm bảo vệ thực vật…).
Tất nhiên là so với loại sản phẩm nhóm 1 hoàn toàn có thể ứng dụng chế độ sấy cao hơn, trong đó so với nhóm 2 yên cầu chế độ sấy thấp hơn và thời hạn ngắn hơn .
Tối ưu hóa việc lựa chọn chiêu thức sấy và những cấu trúc của máy sấy có tương quan ngặt nghèo với đặc tính của những loại sản phẩm đem sấy. Để đo lường và thống kê quy trình sấy cần phải biết nhiệt độ của mẫu sản phẩm khởi đầu và cuối, cấu trúc ống dẫn, độ nhớt, sức bền mặt phẳng, thông số nhiệt dung, độ dẫn nhiệt, độ đẫn nhiệt độ, độ bền nhiệt, thành phần hóa học …
1.1. PHÂN LOẠI CÁC MÁY SẤY
Vì mẫu sản phẩm đem sấy có rất nhiều loại, do đó trong trong thực tiễn cũng được sử dụng nhiều loại máy sấy khác nhau. Có thể nêu tổng quát về sự phân loại như sau :
– Theo chiêu thức nạp nhiệt, những máy sấy được chia ra loại đối lưu hay tiếp xúc .
– Theo dạng chất tải nhiệt : không khi, khí và hơi .
– Theo trị số áp suất trong phòng sấy : thao tác ở áp suất khí quyển hay chân không .
– Theo giải pháp tác động ảnh hưởng : tuần hoàn, liên tục .
– Theo hướng hoạt động của vật tư và chất tải nhiệt trong những máy sấy đối lưu : cùng chiều, ngược chiều và với những dòng cắt nhau .
– Theo cấu trúc : phòng, đường hầm, băng tải, sấy tầng sôi, sấy phun, thùng quay, tiếp xúc, thăng hoa, bức xạ nhiệt .
1.2. CÁC SẢN PHẨM TRONG SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH LÀ NHỮNG ĐỐI TƯỢNG ĐỂ SẤY
Khi sấy, những chất hoạt hóa sinh học bị những đổi khác, gây ra tăng nồng độ một số ít hợp chất, bị ảnh hưởng tác động nhiệt độ của tác nhân sấy, bị tác động ảnh hưởng oxy không khí, chịu sự biến hóa của phản ứng môi trường tự nhiên … sau cuối tạo nên những hợp chất mới, bị khử những chất hoạt hóa, bị hủy hoại năng lực sống của tế bào. Cho nên toàn bộ những yếu tố này cần phải đề cập đến khi chọn giải pháp sấy và chọn dạng thiết bị .
Như quy trình khử nước huyền phù, những nấm men gia súc có hàm lượng chất khô đến 20 ÷ 25 % được triển khai trong những máy sấy trục, phun hay là trong những máy sấy tầng sôi. Quá trình sấy được thực thi khi kiểm tra cẩn trọng chính sách nhiệt độ để tránh biến tính protein .
Trong những máy sấy trục, số lượng giới hạn nhiệt độ của chất tải nhiệt 70 ÷ 800C, trong những máy sấy phun 3000C, trong những máy sấy tầng sôi 3000C .
Tiến hành sấy những chất cô chứa axit amin, cũng như lizin, histidin, arginin, triptophan đến nhiệt độ 8 ÷ 10 % trong những máy sấy phun kiểu băng tải và trong những máy sấy tầng sôi. Các axit amin rất nhạy khi tăng nhiệt độ sấy, có nghĩa là không bền nhiệt. Ví dụ như Lizin khi sấy cùng với men gia súc, cám gạo … khi tăng nhiệt độ cao hơn 60 ÷ 700C bị tổn thất nhiều. Sự sống sót axit amin, gluxit, sinh khối vi trùng và những cấu tử khác có ảnh hưởng tác động tới sự giảm hiệu suất lizin khi sấy. Dưới tác động ảnh hưởng của nhiệt độ, Lizin cùng với những cấu tử trên hoàn toàn có thể tạo ra những chất khác .
Tiến hành sấy những chế phẩm enzim có hàm lượng chất khô trong dung dịch cô bắt đầu, hay trong phần chiết 15 ÷ 20 %, sấy những chủng mặt phẳng có nhiệt độ đến 60 % và những chất cô chứa enzim thu được bằng giải pháp hút, lọc, lắng, kết tinh … trong những máy sấy phun hay thăng hoa. Các chế phẩm sấy khô có nhiệt độ không lớn hơn 5 ÷ 12 %. Vì hầu hết những chế phẩm enzim không bền nhiệt và có năng lực khử hoạt tính ở nhiệt độ cao hơn 30 ÷ 400C. Cho nên việc khử nước những dung dịch và huyền phù chứa enzim được triển khai trong những điều kiện kèm theo sấy ở nhiệt độ thấp .
Các kháng sinh dùng cho chăn nuôi cũng rất nhạy với nhiệt độ sấy. Chúng được thực thi sấy trong những máy sấy phun, sấy băng tải đến nhiệt độ 8 ÷ 10 %. Tốt nhất là sấy tầng sôi. Nhiệt độ cao nhất của loại sản phẩm khi sấy không quá 600C. Tăng nhiệt độ sấy làm giảm đáng kể hoạt hóa của những chế phẩm, làm tăng tổn thất vitamin .
Quá trình sấy phân chứa vi trùng và những dược liệu bảo vệ thực vật ( nitragin, vi trùng chứa niken, vi trùng chứa phospho … ) có đặc thù là sau khi sấy cần phải bảo quản lượng tối đa những vi sinh vật có năng lực sống và hoạt hóa cao trong những chế phẩm .
Thực hiện sấy những chế phẩm này trong những máy sấy phun, sấy thăng hoa cho tác dụng rất tốt. Trong những máy sấy phun, quy trình xảy ra ở nhiệt độ tác nhân sấy 1300C và nhiệt độ của mẫu sản phẩm sấy không lớn hơn 500C .
1.3. MÁY SẤY THEO PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA
Sấy thăng hoa là quy trình tách ẩm từ những loại sản phẩm bằng chiêu thức lạnh đông và tiếp theo là chuyển đá làm lạnh đông được tạo thành trong mẫu sản phẩm thành hơi, qua pha loãng ngắn ngủi khi đun nóng mẫu sản phẩm trong chân không. Khi sấy thăng hoa, ẩm chuyển dời trong mẫu sản phẩm ở dạng hơi không kéo theo nó những chất trích ly và những vi sinh vật. Trong sản xuất vi sinh, sấy thăng hoa được ứng dụng cho những vi sinh vật, nấm men, vitamin, kháng sinh, những enzim không bền ở nhiệt độ cao .
Thường quy trình sấy thăng hoa được mở màn từ lúc làm lạnh đông mặt phẳng loại sản phẩm đến nhiệt độ − 20, − 300C. Tốc độ làm lạnh đông những vật tư không bền nhiệt ảnh hưởng tác động tới việc dữ gìn và bảo vệ hoạt động giải trí sống của vi sinh vật và độ hoạt hóa của những chế phẩm sinh học, vì khi làm lạnh nhanh những mẫu sản phẩm tạo nên đá ở bên trong tế bào, xảy ra biến hóa nhanh gọn thành phần những dung dịch sinh lý bên trong và bên ngoài tế bào và dẫn tới sự hủy hoại và làm chết tế bào .
Tất cả những vật tư sinh học đem sấy thăng hoa có nhiệt độ khác nhau, vì vậy chúng có những điểm ba Ơtecti khác nhau, khi đó hoàn toàn có thể có sự cân đối đá, pha lỏng và pha hơi. Cho nên so với những vật tư vi sinh, vận tốc lạnh đông của chúng được xác lập bằng thực nghiệm. Quá trình thăng hoa xảy ra ở những giá trị áp suất hơi trên mặt phẳng vật tư và giá trị nhiệt độ trong những điểm nằm ở dưới điểm ba cân đối pha của dung môi ( nước ) .
Thường khi sấy thăng hoa những vật tư vi sinh, áp suất dư = 133,3 ÷ 13,3 Pa, và nhiệt độ của vật tư mở màn sấy bằng − 200C, − 300C. Khi nhiệt độ của mẫu sản phẩm bị giảm xuống tối thiểu, nhiệt độ của vật tư tăng đến + 300C, + 400C. Điều kiện sấy như vậy bảo vệ quy trình oxy hóa tối thiểu của loại sản phẩm do hàm lượng oxy không đáng kể trong môi trường tự nhiên khí của phòng sấy. Trong những máy sấy thăng hoa dạng công nghiệp, việc nạp nhiệt tới loại sản phẩm hoặc bằng độ dẫn nhiệt hoặc nhờ những tia hồng ngoại .
Các máy sấy thăng hoa có sự ảnh hưởng tác động tuần hoàn hay liên tục. Hình 13.1 chỉ sơ đồ nguyên tắc sấy thăng hoa ảnh hưởng tác động tuần hoàn. Thiết bị này gồm phòng sấy hình trụ kín ( nồi thăng hoa ) 1, ở trong có giàn ống rỗng 2, vật tư sấy cho vào đây. Nồi thăng hoa thao tác một cách tuần hoàn như một phòng lạnh. Ở chính sách làm lạnh, bơm 5 đẩy tác nhân lạnh ở bên trong ống rỗng 2 .
Hình 1.1. Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa tác động tuần hoàn
Sự làm lạnh của chất tải nhiệt được thực thi trong bộ trao đổi nhiệt 3 có đính ruột xoắn, chất làm nguội đi qua đó và vào thiết bị làm lạnh 4. Khi nồi thăng hoa thao tác ở chính sách của máy sấy, chất tải nhiệt được đun nóng trong bộ trao đổi nhiệt 7 và đẩy vào những ống rỗng nhờ bơm 6 .
Sự ngưng tụ hơi được tạo ra khi sấy trong nồi thăng hoa được triển khai trong nồi ngưng tụ chống thăng hoa 10. Nó là một bộ trao đổi nhiệt, hỗn hợp hơi – không khí từ nồi thăng hoa vào khoảng trống giữa những ống của bộ trao đổi nhiệt. Chất làm nguội ( amoniac, freon ) qua những ống 11 của nồi chống thăng hoa vào thiết bị làm lạnh 9. Thường để làm lạnh mặt phẳng thăng hoa và ngưng tụ, người ta sử dụng máy nén 2 hoặc 3 cấp có năng lực bảo vệ lạnh mặt phẳng đến nhiệt độ − 600C, − 400C .
Các khí chưa ngưng tụ được tách ra khỏi nồi chống thăng hoa bằng bơm chân không 8. Hơi ngưng tụ được làm lạnh ở dạng lớp đá trên mặt phẳng những ống lạnh của nồi chống thăng hoa. Vì trong quy trình thao tác của nồi chống thăng hoa, những ống 11 bị phủ bởi một lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng một cách chu kỳ luân hồi. Để thực thi điều đó, đẩy nước nóng từ bộ đun 7 vào những ống 11 .
Hiện nay người ta khởi đầu sử dụng thông dụng những thiết bị thăng hoa tác động ảnh hưởng liên tục. Sấy thăng hoa liên tục gồm hai nồi thăng hoa và hai bộ chống thăng hoa, chúng thao tác luân phiên nhau .
Năng suất của thiết bị thăng hoa tác động ảnh hưởng liên tục tính theo nhiệt độ bốc hơi lớn hơn 200 kg / h. Thời gian xuất hiện của mẫu sản phẩm trong máy sấy từ 40 đến 110 phút, nhiệt độ cao nhất của mẫu sản phẩm cuối quy trình sấy nhỏ hơn 270C .
1.4. MÁY SẤY PHUN
Sấy phun trong công nghiệp vi sinh được sử dụng để sấy khô những chất cô của dung dịch canh trường những chất kháng sinh động vật hoang dã, những axit amin, những enzym, những chất trích ly nấm thu nhận được trên những môi trường tự nhiên dinh dưỡng rắn, những dung dịch chất lắng thu nhận được khi làm lắng enzym bằng những dung môi vô cơ hay bằng những muối trung hòa, cũng như những phần cô chất lỏng canh trường .
Nồng độ chất khô trong dung dịch đem sấy lớn hơn 10 % .
Các máy sấy phun được sử dụng trong những nhà máy sản xuất vi sinh, được cho phép thực thi quy trình ở những chính sách tương đối mềm để loại trừ những tổn thất lớn những chất hoạt hóa sinh học .
Phun ly tâm cho năng lực phun đều mẫu sản phẩm chất lỏng và tăng cường quy trình bốc hơi .
Dung dịch đem sấy chảy qua đĩa có đầu phun với số vòng quay lớn, nhờ đó những tiểu phần chất lỏng biến thành những hạt rất nhỏ ( sương mù ) và mặt phẳng hoạt hóa của chất lỏng được tăng lên .
Phòng dùng để sấy được sản xuất bằng loại thép không gỉ. Chúng hoàn toàn có thể có đáy phẳng hay đáy nón. Loại đáy phẳng phải có cơ cấu tổ chức để tháo loại sản phẩm khô. Còn loại đáy hình nón thì thành phẩm ở dạng bột được đẩy ra dưới ảnh hưởng tác động của lực ly tâm .
Nhanh chóng trong quy trình sấy, nhiệt độ của vật tư sấy thấp, mẫu sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ không cần phải nghiền lại và có độ hòa tan lớn, đó là những ưu việc của máy sấy phun. Vì sấy quá nhanh, nhiệt độ của vật tư trong suốt chu kỳ luân hồi sấy không vượt quá nhiệt độ của ẩm bốc hơi ( 60 ÷ 700C ) và thấp hơn nhiều so với nhiệt độ của tác nhân sấy .
Nhược điểm của loại này là size của phòng sấy tương đối lớn, do vận tốc hoạt động của những tác nhân sấy không lớn và sức căng nhỏ của phòng so ẩm bốc hơi ( 2 ÷ 2,5 kg / mét vuông ⋅ h ), cũng như sự phức tạp về cơ cấu tổ chức phun, hệ tịch thu bụi và tháo dỡ loại sản phẩm. Máy sấy phun có đáy phẳng .
Máy sấy có phòng sấy 3, loại sản phẩm lỏng được phun trong phòng nhờ đĩa quay nhanh 6. Không khí nóng hay khí lò được đẩy vào phòng và sản phẩm chuyển động thành dòng song song với vật tư .
Hình 1.2. Máy sấy phun đáy phẳng
Các giọt chất lỏng khi rơi vào dòng không khí nóng, hay khi chúng bị chất tải nhiệt bao trùm lấy mọi hướng và trong một vài giây ẩm bốc hết và mẫu sản phẩm lắng xuống đáy phòng ở dạng bột. Sản phẩm được vận động và di chuyển nhờ cào 5 và ra khỏi máy sấy nhờ vít tải 4 hay nhờ cơ cấu tổ chức luân chuyển khác. Tác nhân sấy bị hút liên tục nhờ quạt 1. Khi đi qua bộ lọc 2 để làm lắng, những tiểu phần nhỏ của mẫu sản phẩm bị dòng khí mang đi. Trong những máy sấy tương tự như, những chất lỏng hoàn toàn có thể phân tán bằng những đĩa phun, vòi cơ học, vòi khí động học .
Các máy sấy phun thao tác có đường kính từ 500 đến 15000 mm, hiệu suất bốc hơi ẩm từ 500 đến 15000 kg / h .
Trong những gian phòng có chiều cao số lượng giới hạn, thường người ta phong cách thiết kế những máy sấy có đáy phẳng để sắp xếp gọn, dễ làm sạch. Khi thiết yếu để nhận những mẫu sản phẩm vô trùng, người ta sử dụng những phòng sấy có đáy hình nón, vì chúng có ít khe hở hơn, không khí nhiễm bẩn hoàn toàn có thể qua những lỗ này .
Các máy sấy phun có đáy hình nón. Thiết bị có hiệu suất ẩm bốc hơi 1500 ÷ 3500 kg / h. Máy sấy gồm : Vỏ trụ 9 có đáy hình nón để tháo bột khô. Dung dịch đẩy vào sấy bị phun ra nhờ cơ cấu tổ chức ly tâm 13 có đĩa 10. Tác nhân sấy đưa vào phần trên của thiết
Hình 1.3. Máy sấy phun đáy hình nón
Ẩm được bốc hơi, những phần ơ cấu 1 để chuyển loại sản phẩm vào hệ băng tải khí động học. Để tẩy sạch những tiểu phần của mẫu sản phẩm bám trên tường, lắp máy rung 17. Tác nhân sấy bị thải có mang theo những tiểu phần nhỏ của loại sản phẩm ra khỏi thiết bị sấy qua ống dẫn 2 vào xyclon để tách bột. Để khảo sát bên trong, có xe nâng 4, nguồn chiếu sáng 6 và cửa 5. Tấm ngăn máy sấy 11 có những van bảo hiểm ở dạng những đĩa chồng nhau và dạng đường ống 12 để xả khí sấy khi tăng áp suất đáng kể .
Đĩa phun 10 quay với t ơn cơ cấu tổ chức phun, ở phần trên của thiết bị có lắp cơ cấu tổ chức cơ học và bộ lọc mỡ 14. Vô lăng điện 15 dùng để nâng cơ cấu tổ chức phun .
Để tránh cháy loại sản phẩm trong máy
Máy sấy hoàn toàn có thể đặt trong phòng kín hay ngoài trời .
Hình 1.4 chỉ mạng lưới hệ thống sấy phun tổng hợp .
Bộ sấy gồm thùng chứa dung dịch chất lỏ ết bị lọc khí 1, phòng sấy 4, cơ cấu tổ chức tháo dỡ để đẩy bột khô vào băng tải khí động 10, những bộ lọc vi trùng 7, quạt hai chiều 6, calorife 8, thùng chứa mẫu sản phẩm khô 12, những bộ lắng bằng xyclon 11, bộ tháo dỡ xyclon 13, bộ lọc không khí 5 để đẩy vào calorife 8 .
Hình 1.4. Hệ thống sấy phun tổ hợp
Đối với dạng máy sấy này, nhiệt độ tác nhân sấy khi vào máy được kiểm soát và điều chỉnh số lượng giới hạn 135 ÷ 390 C, khi ra 60 ÷ 100 C. Độ ẩm bắt đầu của huyền phù 60 ÷ 100 %. Năng suất tính theo ẩm bốc hơi 500 ÷ 1000 kg / h .
Đặc tính kỹ thuật của những loại máy sấy phun trong hình 1.4 ứng dụng trong công nghệ tiên tiến vi sinh được ra mắt ở bảng 1.1 .
Bảng 1.1. Đặc tính kỹ thuật của các loại máy sấy trong hình 1.4
|
Nhãn hiêuh
|
Đường kính bên trong mm
|
Chiều cao phần xilanh mm
|
Thể tích hoạt động giải trí m3
|
Năng suất tính theo ẩm bốc hơi kg / h
|
Khối lượng kg
|
|
HK
|
BK
|
Đ
|
Đ-1. 2/09
Đ-4 / 50
Đ-5 / 120
Đ-6. 5/200
Đ-8 / 30
Đ-10 / 550
Đ-12. 5/1100
Đ-12. 5/1500
|
1200
4000
5000
6500
8000
10000
12500
12500
|
800
4000
6000
6000
7000
7000
9000
12000
|
0.9
50
120
200
350
550
1100
1500
|
10
500
1200
2000
3500
5500
11000
15000
|
–
13700
24500
29000
40000
62000
70000
80000
|
700
–
–
–
–
–
–
–
|
–
13000
22500
27500
37500
61000
67000
77000
|
1.5. MÁY SẤY PHUN KIỂU TRỤC QUAY
Máy sấy kiểu trục quay được ứng dụng đ ( bột nhão rong biển, nấm men, kháng sinh, vitamin … ) ở áp suất khí quyển hay trong chân không .
Độ kín của buồng sấy có ý nghĩa quan trọng khi sấy trong những máy sấy kiểu trục quay vì ngăn ngừa được sự nhiễm bẩn của sẩn phẩm .
Việc ứng dụng máy sấy kiểu thùng quay trong à trong những xí nghiệp sản xuất có hiệu suất nhỏ. Nhược điểm của loại này là nhiệt độ của trục quá cao ( 140 ÷ 1500C ) ở cuối quy trình sấy làm cho protein và axit amin bị khử hoạt tính ( đến 15 % ). Thiết bị sấy một trục ở áp suất khí quyển ( hình 13.5 ) có tang quay 2 với bộ dẫn động 3. Hơi được nạp vào bên trong tang quay. Một phần tang quay nằm trong thùng 7, dung dịch được cho vào đây qua ống nối 5. Bộ khuấy trộn 6 làm chuyển hòn đảo dung dịch trong thùng và tráng lên tang quay một lớp có bề dày 0,1 ÷ 1,0 mm. Khi tang quay một vòng thì lớp mẫu sản phẩm sẽ kịp khô và bóc khỏi mặt phẳng tang nhờ những dao cạo 4. Vít 8 tải mẫu sản phẩm khô ra khỏi máy. Hơi có áp suất đến 0,5 MPa được đưa vào qua cổ trục của tang quay, nước ngưng cũng được tháo ra qua chính cổ trục đó theo ống xifông 1 .
Số vòng quay của trục được kiểm soát và điều chỉnh theo chính sách của động cơ có bốn vận tốc
Đường kính của tang quay thường được sản xuất theo những cỡ 600, 800, 100 mm. Nghiêm cấm sấy trong thiết bị này những vật tư dễ nổ và bốc ra những loại hơi độc !
Trong hình 13.5. là máy sấy một trục ở áp suất thường
Năng suất của máy sấy tính theo ẩm bốc hơi nhờ vào vào dạng loại sản phẩm sấy khoảng chừng 10 ÷ 50 kg / ( mét vuông ⋅ h ) .
Hình 1.5. Máy sấy một trục ở áp suất thường
Máy sấy hai trục có áp suất thường ( hình 1.6 ) gồm hai tang mài nhẵn, quay ngược chiều nhau với vòng quay 2 ÷ 10 vòng / phút trong vỏ khép kín 1. Một trong những tang quay được lắp trong những ổ cố định và thắt chặt, điều đó được cho phép kiểm soát và điều chỉnh khe hở giữa những trục ( tang quay ) trong số lượng giới hạn đến 1 ÷ 2 mm. Trên những trục có những cơ cấu tổ chức phun và ô 5 để dùng quạt đẩy hơi được tách ra trong quy trình sấy. Quá trình sấy và tháo loại sản phẩm sấy cũng được triển khai như loại máy sấy một trục. Bộ dẫn động những trục 10 gồm động cơ, hộp tụt giảm và truyền động bánh răng. Sản phẩm được tách ra khỏi trục thường phải được sấy lại trong những máy sấy dạng vít tải 6 và 7, có áo ngoài và bộ khuấy trộn. Bộ dẫn động 9 làm cho vít tải quay. Sản phẩm khô được tháo ra qua khớp nối 8. Nước ngưng từ tang quay được tháo ra qua ống xifông 3, còn từ bộ đun nóng qua cổ trục rỗng của vít và ống xifông. Dùng dao 4 để tách mẫu sản phẩm ra khỏi mặt phẳng trục .
Để máy sấy hoạt động giải trí thông thường điều thiết yếu là mặt phẳng trục phải nhẵn, những trục quay tự do, những ổ di động thuận tiện vận động và di chuyển nhờ những vít đặc biệt quan trọng và không Open khe hở giữa trục và dao .
Lượng bốc hơi từ 1 mét vuông diện tích quy hoạnh mặt phẳng đun nóng trong một đơn vị chức năng thời hạn nhỏ hơn ở máy một trục. Máy sấy hai trục được sản xuất có đường kính những trục ( tang quay ) 600, 800, 1000 mm .
Hình 1.6. Máy sấy hai trục ở áp suất thường
Máy sấy một trục và hai trục ở áp suất chân không có vỏ kín và được lắp những thiết bị phụ để tạo và giữ trong thiết bị độ chân không ( phân ly, bộ ngưng tụ, bơm chân không ). Để đun nóng những trục, ngoài hơi ra còn sử dụng nước nóng hay những chất tải nhiệt hữu cơ có nhiệt độ sôi cao .
Ưu điểm của những máy sấy trục là sấy liên tục với mặt phẳng bốc hơi tương đối lớn [ đến 70 kg / ( mét vuông ⋅ h ) ], hiệu suất cao kinh tế tài chính cao do mất mát nhiệt ít .
Nhược điểm là nhiệt độ mẫu sản phẩm tương đối cao, năng lực quá nhiệt của loại sản phẩm khi sấy dễ xảy ra .
1.6.THIẾT BỊ SẤY KIỂU TẠO XOÁY
Thiết bị sấy tạo xoáy có hiệu suất cao đã được sử dụng thoáng rộng trong sản xuất những chế phẩm enzim. Trong thiết bị sấy tạo xoáy có phối hợp những quy trình sấy và nghiền loại sản phẩm .
Thiết bị ( hình 1.7 ) gồm máy sấy theo chiêu thức tầng sôi 5 có cấu trúc phức tạp, những bộ lọc thô và lọc tinh không khí 1 và 2, bộ lọc khí thải 9, calorife 4 và 4, những quạt 3 và 10, guồng tải 11 để luân chuyển những hạt dạng bụi từ những phễu của bộ lọc túi 8, xyclon 7 và đầu xoay 6 .
Hình 1.7. Thiết bị sấy kiểu tạo xoáy
Máy sấy tầng sôi 5 có máy nghiền ở trong phòng xoáy với đường kính 1500 và bề rộng 320 mm. Nghiền chủng nấm mốc và sấy được thực thi song song với hai mức, nhờ đó mà lượng ẩm bốc hơi lớn 320 kg ẩm / h, mặc dầu size của máy sấy không lớn lắm, độ hoạt hóa của enzim được bảo toàn tương đối .
Các cụ thể của thiết bị có tiếp xúc với vật tư đều được sản xuất bằng loại thép không gỉ .
Vít nạp liệu chuyển canh trường nấm mốc vào bộ phận phun của máy sấy 5 và được dòng không khí từ calorife vào bao trùm lấy. Chất tải nhiệt theo rãnh vào khu vực nghiền, bao trùm lấy hạt của mẫu sản phẩm và chuyển vào phần khác của máy sấy. Cho nên sấy canh trường nấm mốc ở mức một xảy ra đồng thời ở khu vực nghiền thứ nhất. Chất tải nhiệt lần hai từ calorife 4 theo rãnh thứ hai vào phần dưới của phòng xoáy. Tốc độ không khí từ calorife 4 ’ vào được kiểm soát và điều chỉnh nhờ năm tấm xoay lắp ở phần dưới của buồng sấy. Sản phẩm khô được tháo ra ngoài theo đường ống đứng qua đầu xoay 6 vào tầng xyclon 7 .
Không khí nạp vào để sấy canh trường nấm mốc phải được vô trùng trong những bộ lọc thô 1 và lọc tinh 2, và được đun nóng trong calorife 4 đến 140 0C ( trong dòng đầu ) và trong calorife 4 ’ đến 1000C ( trong dòng thứ hai ) .
Không khí thải khi qua xyclon 7 vào hệ lọc túi 8 có diện tích quy hoạnh mặt phẳng 50 mét vuông trong khoang 4 lô. Trong mỗi lô có 14 túi vải. Các lưới ở phần dưới khoang lọc được dùng để phân chia đều không khí vào những túi lọc. Nhờ cơ cấu tổ chức đặc biệt quan trọng làm rung gián đoạn theo thứ tự những lô của túi lọc, và mẫu sản phẩm dạng bụi từ phễu lọc vào guồng tải 11 rồi phối hợp với dòng loại sản phẩm chính .
Tháo mẫu sản phẩm qua cửa âu. Không khí thải qua bộ lọc không khí 9 và 10 để đẩy ra ngoài .
Máy sấy được trang bị những dụng cụ kiểm tra tự động hóa và kiểm soát và điều chỉnh những thông số kỹ thuật của quy trình .
Đặc tính kỹ thuật của máy sấy tạo xoáy :
Năng suất, kg / h :
theo loại sản phẩm bắt đầu : 660
theo ẩm bốc hơi : 330
Độ ẩm của loại sản phẩm, % :
bắt đầu : đến 60
cuối : 10 ÷ 12
Nhiệt độ được cho phép để đun nóng canh trường nấm mốc, 0C : 35
Đường kính buồng xoáy, mm : 1500
Công suất động cơ, kW :
Các calorife :
dạng : ÍÂ-6
diện tích quy hoạnh mặt phẳng đun nóng, mét vuông : 32,4
tiêu hao hơi lớn nhất trong điều kiện kèm theo mùa đông, kg / h : 1090
Ap suất hơi, MPa : 0,6
Các quạt :
loại : ĐĐÔ – 9
số lượng : 4
Tổng công suất động cơ, kW : 117
1.7. MÁY SẤY KIỂU BĂNG TẢI DÙNG HƠI DẠNG KCK
Loại máy này dùng để sấy những chủng siêu nấm, kháng sinh dùng cho chăn nuôi và những mẫu sản phẩm tổng hợp từ vi sinh vật. Máy sấy KCK có hiệu suất lớn và thuận tiện trong thao tác. Có thể ứng dụng nó để sấy những chế phẩm vi sinh khác nhau với điều kiện kèm theo kín trọn vẹn và vô trùng không khí thải .
Máy sấy ( hình 1.8 ) là tủ sắt kẽm kim loại kín 8, bên trong có từ 4 đến 5 nhánh băng tải 3. Các băng chuyền được sản xuất bằng lưới thép không gỉ với size lỗ 20 ÷ 1,5 mm, và mỗi băng được căng ra trên những tang truyền dữ thế chủ động 7 và tang bị động 5. Các băng tải có bề rộng khác nhau nhờ vào vào hiệu suất của máy sấy. Mỗi băng hoàn toàn có thể có bộ dẫn động độc lập với hộp tụt giảm, hoặc hoàn toàn có thể có bộ dẫn động chung được cho phép đổi khác vận tốc của những băng tải từ 1,14 đến 1,0 m / phút. Không khí để sấy cho vào dưới nhánh thứ hai của băng tải và được đun nóng nhờ những calorife hơi 4 lắp giữa những băng lưới của mỗi nhánh. Không khí xuyên qua tổng thể những băng lưới và loại sản phẩm nằm trên đó. Không khí được bão hòa ẩm và sau khi làm vô trùng thì được quạt 2 thổi ra ngoài .
Hình 1.8.Máy sấy dạng 4Ê-KCK 283
Sản phẩm trước khi sấy cần tán nhỏ sơ bộ và băng tải 1 chuyền đến nhánh trên của băng chuyền máy sấy. Sản phẩm cùng với băng chuyền đến đầu sau cuối rồi đổ xuống băng dưới .
Khi sấy những chủng nấm, nhiệt độ không khí ở vùng dưới bằng 400C, vùng giữa – 520 0 C và vùng trên 65 ÷ 70 C. Cần đặt máy sấy trong phòng khác biệt, thông thoáng .
Năng suất tính theo loại sản phẩm thô 4 tấn / ngày .
Trong những máy sấy KCK mặt phẳng sử dụng của băng chỉ khoảng chừng 50% vì những nhánh dưới của băng tải chạy không tải. Để khắc phục điểm yếu kém này hoàn toàn có thể sản xuất những máy sấy có nhiều băng tải, vật tư nằm trên nhánh trên và nhánh dưới của băng khi hoạt động xuôi và ngược .
1.8. MÁY SẤY DẠNG BĂNG TẢI
Để sấy những chủng siêu nấm thường dùng loại này. Tổ hợp máy gồm bộ tán thô 5, băng tải tiếp liệu 1, máy sấy băng tải 2 và hệ chuẩn bị sẵn sàng không khí gồm : những bộ lọc 4 và 6, calorife 3, những bộ nạp và phân chia không khí, bộ rung 7 .
Máy sấy 2 là tủ sắt kẽm kim loại bên trong có 5 bậc băng tải lưới được căng trên những tang. Mỗi bộ chuyển tải gồm có những băng tải được căng trên hai tang trong đó có tang dữ thế chủ động. Các tang hoạt động được nhờ động cơ chung qua hộp tụt giảm .
Trong hình 1.9 là máy sấy dạng băng tải .
Quá trình sấy được thực thi trong ba vùng. Không khí được đưa vào mỗi vùng đều có nhiệt độ thích hợp. Bậc trên cùng là vùng thứ nhất, ba bậc tiếp theo là vùng thứ hai và bậc ở đầu cuối là vùng thứ ba .
Canh trường nuôi cấy nấm mốc có nhiệt độ đến 55 % được đưa vào máy tán 5. Khi chuyển dời trong khuôn kéo ( được lồng vào trong mặt mút của máy tạo hạt ), canh trường bị ép ra qua những lỗ có đường kính 4 mm, rồi bị dao cắt ra thành từng mãnh có hình xilanh với chiều dài 4 mm, và rải đều thành lớp qua băng chuyền nạp liệu dạng rung 1 đến nhánh trên của máy sấy 2 .
Không khí đưa được nạp vào phía dưới lưới của vùng thứ nhất có nhiệt độ 650C và vào thời hạn chuyển dời theo băng tiên phong, canh trường được sấy đến nhiệt độ 35 %. Khi chuyển dời theo những băng của vùng thứ hai. Không khí ở vùng thứ hai có nhiệt độ 450C, canh trường được sấy đến nhiệt độ 10 ÷ 12 % .
Ở vùng thứ ba canh trường được làm lạnh ( nhờ không khí có nhiệt độ 160C ) đến 250C và chuyển ra ngoài. Không khí vào và ra khỏi máy sấy đều được lọc qua những bộ lọc bằng dầu và sắt kẽm kim loại. Máy sấy được trang bị những dụng cụ kiểm tra nhiệt độ không khí và canh trường, hệ kiểm soát và điều chỉnh tự động hóa và ghi nhiệt độ trong quy trình sấy .
Hình 1.9. Máy sấy dạng băng tải
Đặc điểm kỹ thuật của máy sấy bằng băng tải :
Năng suất tính theo canh trường nấm mốc khô có nhiệt độ 10 %, tấn / ngày : 3,5
Số lượng băng tải lưới : 5
Diện tích băng tải, mét vuông : 30
Bề rộng lưới băng tải, mm : 1250
Tốc độ kiểm soát và điều chỉnh hoạt động băng tải, m / phút : 0,04 ÷ 5,7
Đường kính những tang của băng tải, mm : 244
Thời gian sấy và làm lạnh, phút : 40 ÷ 60
Nhiệt độ cao nhất để đun nóng canh trường trong quá trinh sấy, 0C : 57
Công suất động cơ, kW : 29
Kích thước cơ bản, mm :
của máy sấy : 5560 × 2800 × 2790
của tổng hợp thiết bị : 24400 × 5000 × 3950
Khối lượng, kg : 11600
Tiêu hao đơn vị chức năng cho 1 tấn canh trường khô :
so với không khí, m3 : 17800
so với hơi ( ở áp suất 392 kPa ), kg : 6000
so với nguồn năng lượng điện, kW ⋅ h : 200
1.9. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY
Các thiết bị sấy được ứng dụng trong công nghiệp vi sinh gồm ba phần cơ bản : máy sấy, calorife và thiết bị thông gió. Máy sấy được giám sát theo lượng loại sản phẩm khô và theo những thông số kỹ thuật được lựa chọn của quy trình .
Để chọn cấu trúc và những bộ phận của của máy sấy người ta cần phải ghi nhận hiệu suất của nó, loại tác nhân sấy, giải pháp đun nóng và giải pháp nạp tới vật tư sấy, giải pháp luân chuyển tác nhân sấy ( tự nhiên hay cưỡng bức ), chiêu thức nạp và tải liệu. Để giám sát những thông số kỹ thuật của quy trình sấy cần phải biết nhiệt độ bắt đầu và nhiệt độ được cho phép cao nhất của mẫu sản phẩm, nhiệt dung chất khô của mẫu sản phẩm, kích cỡ và khối lượng mẫu sản phẩm, những thông số kỹ thuật của không khí xung quanh và không khí thải, nhiệt độ được cho phép cao nhất của tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy và thời hạn sấy mẫu sản phẩm .
Tính toán thiết bị sấy được thực thi theo thứ tự sau :
- Chọn loại thiết bị sấy.
- Tính buồng sấy: Xác định kích thước buồng, xuất phát từ năng suất của thiết bị để nhận cấu trúc, cân bằng vật liệu, cân bằng nhiệt; tính tiêu hao không khí và tiêu hao nhiệt để đun nóng; tiêu hao đơn vị của nhiệt cho bốc ẩm 1 kg.
- Tính thiết bị đun nóng (ví dụ, calorife): Chọn kết cấu của calorife và tác nhân nhiệt, tính sai khác trung bình của nhiệt độ, hệ số truyền nhiệt, bề mặt trao đổi nhiệt của calorife, chọn calorife.
- Tính thiết bị thông gió: Chọn sơ đồ nạp và thải không khí, tính sức cản theo tuyến chuyển động của không khí và trong thiết bị sấy, chọn quạt gió và tính công suất của động cơ.
Chọn loại thiết bị để sấy những mẫu sản phẩm thu được từ giải pháp tổng hợp sinh học. Sấy huyền phù khối vi sinh và những dung dịch những chất hoạt hóa sinh học là quy trình công nghệ tiên tiến phức tạp. Cho nên khi chọn chiêu thức sấy những chất này cần chú ý quan tâm đến chất lượng loại sản phẩm sấy trong những loại thiết bị sấy khác nhau .
Để chọn loại máy sấy cần thực thi nghiên cứu và phân tích những chỉ số kinh tế tài chính – kỹ thuật của quy trình so với mỗi một mẫu sản phẩm đơn cử. Chúng ta đưa ra những chỉ số kinh tế tài chính – kỹ thuật của những giải pháp sấy nấm men gia súc và lizin ( bảng 1.3 và 1.4 ) .
Khi chọn loại thiết bị và chế độ sấy tốt nhất phải khảo sát ba nhóm chỉ số – công nghệ tiên tiến, kỹ thuật nhiệt và hiệu suất cao kinh tế tài chính .
Nhóm thứ nhất gồm có : hiệu suất thiết bị, những đặc thù về cấu trúc máy sấy, chính sách công nghệ tiên tiến, size cơ bản của thiết bị, năng lực cơ khí hóa và tự động hóa hóa quy trình nạp liệu và tháo mẫu sản phẩm, làm sạch không khí và những chỉ số khác. Nhóm thứ hai gồm có hiệu suất của thiết bị sấy, tiêu hao nhiệt cho một đơn vị chức năng ẩm bốc hơi, những tổn thất nhiệt của thiết bị, năng lực sử dụng nhiệt của khí thải … Nhóm thứ ba có tương quan đến sự phác thảo ra những chế độ sấy mới do phong cách thiết kế, lắp ráp máy sấy, những yếu tố tương quan đến ngân sách quản lý và vận hành, chi trả lương .
Cần quan tâm đặc biệt quan trọng tới chất lượng mẫu sản phẩm, những tổn thất Open trong sản xuất những loại sản phẩm đắt tiền, quan tâm đến hiệu suất cao làm sạch khí thải chứa khí độc … Ngoài ra cũng cần quan tâm những chỉ số của thiết bị phụ ( hệ làm sạch, quạt gió, hệ đun nóng không khí … ) .
Bảng 1.2. Các chỉ số sấy nấm men gia súc với các phương pháp khác nhau
Bảng 1.3. Các chỉ số sấy chất cô chứa lizin dùng cho gia súc với các phương pháp khác nhau
|
Các giải pháp sấy
|
Tải trọng đơn vị chức năng ( theo vật tư ẩm ). kg / mét vuông
|
Tốc độ của chất tải nhiệt m / s
|
Năng suất đơn vị chức năng tính theo ẩm bốc hơi kg / ( mét vuông. h )
|
Nhiệt độ của chất tải nhiệt K
|
|
Khi vào
|
Khi ra
|
Máy sấy dạng băng tải
Máy sấy tầng sôi dạng rung
Máy sấy tầng sôi
Máy sấy phun
|
25
40
40
–
|
1.2
3
5
32
|
15
50
65
1 : 3
[ 4 ÷ 9 kg / ( mét vuông. h ) ]
|
340
388.15
389
|
310
363
373
|
Xác định size cơ bản của buồng sấy. Các size cơ bản của buồng sấy xuất phát từ hiệu suất và thời hạn .
Máy sấy thùng quay. Khi thống kê giám sát máy sấy loại thùng quay cần xác lập sức chứa của thùng, đường kính, chiều dài, số vòng quay trong 1 phút và hiệu suất tiêu thụ .
Sức chứa của thùng ( m3 ) :
Vt = W / A
trong đó :
W – lượng ẩm bốc hơi, kg / h ; 2
A – ứng suất của ẩm bốc hơi, kg / ( m ⋅ h ) .
Đại lượng A phụ thuộc vào dạng loại sản phẩm, vào nhiệt độ của tác nhân sấy t1 và cấu trúc của máy sấy. Có thể sử dụng những trị số của A sau đây :
Nhiệt độ của tác nhân sấy t1, oC : 130 ÷ 150 ; 300 ÷ 400 ; 500 ÷ 700
Ứng suất của ẩm bốc hơi A, kg / ( m3 ⋅ h ) : 2 ÷ 4 ; 6 ÷ 12 ; 15 ÷ 25
Ứng suất của thùng quay theo ẩm hoàn toàn có thể lớn hơn, ví dụ so với bã củ cải, khi t1 = 7500C thì A = 185 kg / ( m3 ⋅ h ) ; bã ngô sau khi trích ly khi t1 = 300 0C thì A = 40 ÷ 50 kg / ( m3 ⋅ h ) .
Thời gian xuất hiện của mẫu sản phẩm trong thùng quay ( s ) :
trong đó :
ρ – khối lượng xếp đầy của loại sản phẩm, kg / m3 ;
ϕ – thông số chứa đầy thùng quay ; G – khối lượng của mẫu sản phẩm nạp vào thùng quay, kg / s .
Số vòng quay của thùng, vòng / s :
trong đó :
L – chiều dài của thùng quay, m ;
a – thông số nhờ vào vào dạng ô đệm bên trong thùng ( của cơ cấu tổ chức chuyển dời ) và đường kính thùng quay ( ví dụ, khi đường kính thùng quay từ 1,2 ÷ 2,8
m so với ô đệm nâng bằng 1,2 ; so với ô đệm thẳng – 0,6 ÷ 0,4 ; so với ô đệm ổ – 0,65 ÷ 0,33 ) ;
D – đường kính thùng quay, m. Tỷ số giữa chiều dài L và đường kính D thường từ 3 ÷ 5 ;
tg α – tg góc nghiêng của thùng quay .
Công suất ( kW ) động cơ của thùng quay :
trong đó :
σ – thông số nhờ vào vào dạng ô đệm và mức chất đầy thùng quay ( khi ϕ = 0,2 so với ô đệm nâng bằng 0,063 ; so với ô đệm thẳng – 0,038 ; so với ô đệm ổ – 0,01 ) ;
n – số vòng quay của thùng, vòng / s .
Máy sấy dạng băng tải. Kích thước cơ bản của máy sấy này được tính xuất phát từ hiệu suất của máy sấy G ( kg / h ) theo mẫu sản phẩm và thời hạn τ ( s ) .
Lượng loại sản phẩm trên băng tải ( kg ) = G τ .
Chiều cao của phần băng tải hoạt động giải trí ( m ) :
trong đó :
ρ – khối lượng xếp đầy của mẫu sản phẩm, kg / m3 ;
f – diện tích quy hoạnh tiết diện ngang của loại sản phẩm trên băng tải, mét vuông .
Khi sấy mẫu sản phẩm xếp đầy :
trong đó :
b – bề rộng của mẫu sản phẩm xếp trên băng tải, m ;
h – Chiều cao của lớp loại sản phẩm, m .
trong đó :
B – bề rộng của băng tải, m .
Khi sấy mẫu sản phẩm có tiết diện vuông :
F = bh
Tốc độ hoạt động của băng tải ( m / s ) :
Bề rộng của buồng ( m ) trong đó băng tải được hoạt động :
trong đó :
Z – số lượng băng tải được lắp song song nhau ;
B – khoảng cách từ những băng tải biên đến tường, m .
Chiều dài của buồng ( m ) :
trong đó :
L0 – khoảng cách giữa những tâm của tang căng và tang dẫn động, m ;
l – khoảng cách từ thùng quay đến tường buồng, m .
Chiều cao của buồng sấy ( m ) :
trong đó :
m – số lượng tầng sấy ;
h1 – khoảng cách giữa những tang của hai tầng lân cận, m, ( h = 0,15 m ) ;
h2 – khoảng cách từ tang trên đến trần buồng sấy, m, ( h2 = 0,27 m ) ;
h3 – khoảng cách từ tang dưới đến sàng thiết bị, m, ( thường lấy 0,3 m ) .
Máy sấy phun. Kích thước của những máy sấy phun thường tính theo thể tích bên trong của nó và theo sức căng được cho phép của buồng sấy theo ẩm bốc hơi :
Tỷ số giữa chiều cao buồng sấy và đường kính bên trong của nó thường lấy 1,1 ÷ 1,25 .
Chiều cao hoạt động giải trí của buồng sấy ( m ) :
Đường kính của buồng sấy ( m ) :
trong đó :
Rf – nửa đường kính ngọn lửa phun, được xác lập theo công thức :
trong đó :
Đường kính trung bình của giọt, m
ρ và ρ k – tỷ trọng của dung dịch và khí ( thường lấy 800 ÷ 1200 và 0,4 ÷ 0,9 kg / m3 )
Re – chuẩn Reynolds ;
Gu – chuẩn Gucman ;
Ko – chuẩn Kocobuc .
trong đó :
n – số vòng quay của đĩa phun, vòng / s ( n = 130 ÷ 200 ) ;
ρ – tỷ trọng huyền phù, kg / m3 ( ρ = 1050 ÷ 100 kg / m3 ) ;
G – lưu lượng huyền phù, kg / s ( G = 0,03 ÷ 7,0 kg / s )
ν – độ nhớt động học của huyền phù, mét vuông / s [ ν = ( 0,4 ÷ 0,3 ) ⋅ 10 − 6 mét vuông / s ] ;
d – đường kính đĩa phun, m ( d = 0,12 ÷ 0,35 m ) ;
σ – sức căng mặt phẳng của huyền phù N / mét vuông [ σ = ( 6 ÷ 8 ) 10-2 N / mét vuông ] ;
X – chu vi được thấm ướt của đĩa phun, m, ( X = 0,04 ÷ 0,9 m ) .
Đối với những đĩa dạng vòi phun X = Z π r, trong đó Z – số rãnh, bằng 12 ÷ 24, r – nửa đường kính vòi phun, m ; Đối với đĩa dạng máng X = Zh, trong đó h – chiều cao của máng, m, h = 0,03 ÷ 0,05 m .
trong đó :
vận tốc biên của đĩa phun, m / s ( = 70 ÷ 170 m / s ) ;
ν – độ nhớt động học của khí, mét vuông / s [ = ( 20 ÷ 80 ) 10 − 6 ]
trong đó :
t1, t2 và tm – nhiệt độ của tác nhân sấy khi vào, khi ra khỏi máy sấy và nhiệt kế bầu ướt, 0C, ( t1 = 160 ÷ 450 ; t2 = 70 ÷ 105 ; tm = 40 ÷ 600C )
trong đó :
C – nhiệt dung riêng của tác nhân sấy, J / ( kg ⋅ K ), C = 1,03 ÷ 1,9 J / ( kg ⋅ K ) ;
r1 – nhiệt ẩn hóa hơi của nhiệt độ bầu ướt, J / kg ⋅ K ;
W1 và W2 – nhiệt độ huyền phù cho vào sấy và nhiệt độ của loại sản phẩm cuối, %, ( W1 = 25 ÷ 48 % ; W2 = 6 ÷ 12 % ) .
Tính calorife. Các calorife của thiết bị sấy được chia ra làm hai loại – thiết bị gió nóng kiểu hơi nước và kiểu ngọn lửa. Đun nóng tác nhân sấy – không khí – được triển khai trong những thiết bị gió nóng kiểu hơi nước ( calorife kiểu hơi nước ). Chúng là một chùm ống có đường kính đến 30 mm, hơi đun nóng được nạp vào bên trong, bên ngoài bao trùm bằng lớp không khí bị đun nóng. Người ta lắp trên những ống những tấm sắt kẽm kim loại dày 1 mm hình vuông vắn hay hình tròn trụ cách nhau 5 mm để tăng truyền nhiệt từ hơi nước qua tường ống đến không khí .
Hệ số truyền nhiệt của calorife kiểu hơi nước khi vận tốc đun nóng từ 4 đến 12 m / s là 20 ÷ 35 W / mét vuông ⋅ K.
Trong công nghiệp vi sinh những calorife kiểu hơi nước được sử dụng trong những máy sấy kiểu băng tải và trong những máy sấy tầng sôi. Nhược điểm của những loại thiết bị này là phức tạp cho việc làm sạch những ống và những mặt phẳng giữa những ống .
Khi sấy loại sản phẩm trong những máy sấy phun, tác nhân sấy có nhiệt độ đến 3000C hoặc lớn hơn thường sử dụng bộ đun nóng kiểu ống. Không khí sấy qua những ống và được đun nóng bằng khí lò thổi qua khoảng trống giữa những ống. Nhiệt được sử dụng, thực ra là khí tự nhiên hay dầu mazut .
Diện tích mặt phẳng truyền nhiệt ( mét vuông ) : ( ) ( )
Δ = trong đó :
QK – Lượng tải nhiệt của calorife, W ;
L – lượng không khí được đun nóng, kg / h ;
CKK – nhiệt dung riêng của không khí, kj / kg ⋅ K ;
t1 và t0 – nhiệt độ không khí vào calorife và không khí nóng thải ra, 0C ;
I0 và I1 – entanpi của không khí vào calorife và ra khỏi calorife, 0C ;
K – thông số truyền nhiệt, kW / mét vuông ⋅ K ;
Δt – sai khác trung bình của nhiệt độ hơi nước và không khí. tb
Hệ số truyền nhiệt hoàn toàn có thể xác lập theo phương trình :
trong đó : b và n – những thông số thực nghiệm. Đối với những loại calorife kiểu bảng mỏng dính loại nhỏ và trung bình b = 8,7, n = 0,5624, so với loại lớn b = 7,6, n = 0,568 ; ρ
– tỷ trọng của không khí, kg / m3 ;
ϑ – vận tốc của không khí trong tiết diện hoạt động giải trí của calorife, m / s ;
ρKK ϑ – vận tốc khối của không khí, kg / mét vuông ⋅ s. Các loại thông số K hoàn toàn có thể chọn từ bảng 1.4
Bảng 1.4. Các loại hệ số truyền nhiệt trong calorife (W/ m ⋅ K)
trong đó :
LS – lưu lượng không khí trong một giây, kg / s ;
fk – tiết diện hoạt động giải trí của calorife, mét vuông ;
y – số lượng calorife được lắp song song nhau .
Sai khác nhiệt độ trung bình ( 0C ) :
trong đó : Δt1 và Δt2 – sai khác nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất của những chất tải nhiệt .
Số lượng calorife được lắp tiếp nối đuôi nhau :
trong đó :
F – diện tích quy hoạnh mặt phẳng truyền nhiệt của một calorife, mét vuông. K
Đại lượng X được làm tròn đến số nguyên, khi lấy dự trữ diện tích quy hoạnh mặt phẳng truyền nhiệt bằng 20 % .
Diện tích truyền nhiệt của toàn bộ calorife, mét vuông
Lực cản của calorife ( Pa )
trong đó : E, m – những thông số thực nghiệm .
Đối với calorife bảng mỏng mảnh loại nhỏ E = 0,0933, m = 1,7 ; so với loại trung bình E = 0,122, m = 1,76 ; so với loại lớn E = 0,153, m = 1,73 .
Trong bảng 13.6 trình làng đặc tính của những loại calorife được sử dụng phổ cập nhất trong công nghiệp .
Bảng 1.5
Bảng 1.6. Đặc tính kỹ thuật của các calorife ÍÂ
Chiều dày của những calorife dạng KC và KMC bằng 200 mm, những dạng ÍÂ và KMÂ-240 mm .
Tất cả những calorife ở Nga được sản xuất theo bốn loại : Â – lớn ; C – trung bình, M – nhỏ và CM – nhỏ nhất .
Theo đặc tính hoạt động của chất tải nhiệt có những calorife một hành trình dài ( loại ÍC và KÂ ) và calorife nhiều hành trinh ( loại KMC và KMÂ ). Trong những calorife một hành trình dài, những dòng song song của chất tải nhiệt cùng một lúc qua những ống, trong những calorife nhiều hành trình dài chất tải nhiệt liên tục qua một số ít chùm ống. Sử dụng những calorife nhiều hành trình dài để đun nóng không khí bằng nước nóng, những calorife một hành trình dài đun nóng không khí bằng hơi nước .
Tính quạt gió. Năng suất quạt gió tính theo không khí ( m3 / h )
trong đó :
Lh – nạp không khí trong môt giờ, kg / h ;
Pkk – tỷ trọng của không khí phụ thuộc vào vị trí đặt thiết bị quạt gió trong tổ hợp sấy và vào nhiệt độ, kg / m3
ở đây :
P. – áp suất của không khí ẩm, Pa ;
X – hàm ẩm của không khí, kg / kg ;
Rhn – hằng số khí so với hơi nước [ Rnh = 47,1 Nm / ( kg ⋅ 0C ) ] ;
t0 – nhiệt độ không khí ẩm, C .
Khi hiệu suất của máy quạt và cột áp đã cho, hiệu suất ( kW ) tại trục của động cơ :
trong đó :
H – tổng cột áp của quạt, Pa ;
V – hiệu suất quạt tính theo không khí, m3 / h ;
ηq – hiệu suất quạt ( η q = 0,5 ÷ 0,7 ) ;
ηot – hiệu suất có tính đến tổn thất do ma sát trong những ổ trục
( η = 0,95 ÷ 0,97 ) ;
ηk – hiệu suất có tính đến tổn thất khi truyền từ quạt đến động cơ
( η t = 0,9 ÷ 0,95 ) .
Tính xyclon. Trong những máy sấy phun và trong những máy sấy tầng sôi, khi sấy huyền phù và những dung dịch, sự cuốn đi những tiểu phần những chất hoạt hóa sinh học là đáng kể. Hàm lượng của những tiểu phần trong khí thải chứa đến 2 ÷ 4 g / m
Hình 1.10. Cấu tạo của xyclon: a- Xyclon hình trống; b- Xyclon hình nón
Để tịch thu những chất khí thải cuốn đi thường sử dụng những xyclon dạng xilanh và dạng hình nón ( hình 1.10 ). Các xyclon thao tác như sau : Khí cùng với những tiểu phần vào phần xoắn bên trên của xyclon qua đoạn ống vào, dưới tác động ảnh hưởng của lực ly tâm những tiểu phần trong không khí bị va đập vào thành xyclon, làm mất tốc độ quay và dưới tác động ảnh hưởng của trọng tải những hạt rơi xuống qua cửa thổi vào phễu chứa. Khí được làm sạch liên tục quay lên phía trên và được thải vào không khí qua ống xả .
Chất lượng làm sạch không khí được xác lập bởi mức độ làm sạch :
trong đó : G1 và G2 – lượng những hạt được tịch thu và những hạt vào, kg / s .
Chất lượng làm sạch không khí nhờ vào vào tỷ trọng và size những hạt, vào cấu trúc của xyclon và vào những yếu tố phân loại. Yếu tố phân loại :
trong đó : ϑ – vận tốc biên của những hạt, m / s ,
g – tần suất rơi tự do, m / s2 ,
r2 – nửa đường kính xyclon, m .
Tính xyclon, điều tiên phong là tính nửa đường kính của nó r2 ( m ), chiều cao Hx ( m ) của xyclon hình xilanh và Hn ( m ) của phần hình nón :
trong đó : V – lưu lượng thể tích của khí thải bị bụi hóa vào xyclon, m3 / s ; – vận tốc khí vào, m / s ( ϑ = 11 ÷ 18 m / s ). ϑ r
Chiều cao của phần xilanh :
trong đó :
k – thông số dự trữ chiều cao ( k = 1,25 ) ;
Vhd – trọng tải hoạt động giải trí của xyclon, m3 ;
r1 – nửa đường kính của ống xả TT, m ;
r2 – nửa đường kính phần xilanh của xyclon, m ;
δ – bề dày tường ống xả, m .
trong đó :
– vận tốc luồng khí trong ống xả, m / s ( d ϑ = 2 ÷ 5 m / s ) .
Chiều cao của phần hình nón : Hn = ( r2 − r0 ) tg α 0
trong đó : r0 – nửa đường kính cửa thải xuống dưới của xyclon, m, [ r0 = ( 0,49 ÷ 0,15 ) r2 ], α o ≥ 700 .
Thực tế đã chứng minh rằng các hạt có kích thước nhỏ hơn 10 μm thì việc thu hồi bằng xyclon là không có hiệu quả, để tách chúng phải có những bộ lọc khô hay bộ lọc bằng dầu.
>> Xem lại : Thiết bị phân loại những dung dịch của những chất hoạt hóa sinh học bằng màng mỏng dính
>> Xem tiếp : Thiết bị để nghiền, tiêu chuẩn hóa, tạo viền và tạo màng bao siêu mỏng mảnh
Sưu tầm và biên soạn bởi : Valve Men Team. / .
