BT quá trình và thi t b nhi tế ị ệ
Đ bàiề: V s đ c u t o nguyên t c làm vi c và d tính kích th c cẽ ơ ồ ấ ạ ắ ệ ự ướ ơ
b n c a thi t b rán dùng h i ( ch thi t b và b ph n đun nóng), đ rán cáả ủ ế ị ơ ỉ ế ị ộ ậ ể
có năng su t 600 kg/h, th i gian rán 10 phút, s l ng nguyên li u m iấ ờ ố ượ ệ ở ỗ
khay 7kg, nhi t đ đun nóng 150ệ ộ oC, b m t đun nóng riêng fề ặ (s) 5,8. Tính
nhi t và h i. ệ ơ
Bài làm:
1. Nguyên t c làm vi c.ắ ệ
Đ a nguyên li u vào các khay rán b ng h th ng băng t i.ư ệ ằ ệ ố ả
Đun d u, m lên đ n nhi t đ c n rán 150ầ ỡ ế ệ ộ ầ oC, m c đích lo i b h iụ ạ ỏ ơ
n c có th có trong d u và m t s mùi v l và t o ra chênh l chướ ể ở ầ ộ ố ị ạ ạ ệ
nhi t đ cao gi a s n ph m và d u đ gi m th i gian gia nhi t,ệ ộ ữ ả ẩ ầ ể ả ờ ệ
rán.
Khi nhi t đ d u đ t t i nhi t đ c n rán thì cho nguyên li u vào,ệ ộ ầ ạ ớ ệ ộ ầ ệ
đun nguyên li u tăng đ n nhi t đ rán.ệ ế ệ ộ
Sau khi nguyên li u đã đ c rán, nh băng t i đ a ra kh i thùng ránệ ượ ờ ả ư ỏ
và đ c làm ngu i ngay trong khoang làm ngu i.ượ ộ ộ
Sau khi làm ngu i, s n ph m đ c s lý l a ch n các cá th hộ ả ẩ ượ ử ự ọ ể ư
h ng.ỏ
Chú ý nhi t đ c a l p g i n c không đ c v t quá 60ệ ộ ủ ớ ố ướ ượ ượ oC b ngằ
cách cho n c l nh luân chuy n.ướ ạ ể
Sau m t kho ng th i gian nh t đ nh do ch t l ng c a d u gi m vàộ ả ờ ấ ị ấ ượ ủ ầ ả
tiêu hao nên c n b xung thêm d u m i và thay d u trong thi t bầ ổ ầ ớ ầ ế ị
rán.
2. Tính toán kích th c c b n đ i v i thi t b .ướ ơ ả ố ớ ế ị
- S l ng khay đ ng th i ch a đ ng th i nguyên li u rán trongố ượ ồ ờ ứ ồ ờ ệ ở
thi t b rán: ế ị
n =
q.60
.
τ
G
=
60.7
10.600
≈
15 khay.
Trong đó:
G: năng su t thi t b rán [kg/h].ấ ế ị
τ
: th i gian rán [ phút]ờ
Q: l ng nguyên li u cá ch a trong m t khay [kg].ượ ệ ứ ộ
- Gi s c u t o c a khay rán dài 1(m), r ng 0,37(m), cao 0,1(m) vàả ử ấ ạ ủ ộ
kho ng cách gi a các khay là 30(mm) = 0,03(m).ả ữ
- Chi u dài c a thi t b rán:ề ủ ế ị
l = ( 0,37+ 0,03).15 = 6,0 (m).
- Kho ng cách khay rán đ n thành thi t b 50(mm). Chi u r ng c aả ế ế ị ề ộ ủ
thi t b là:ế ị
b = 1000 + 50.2 = 1100 (mm) = 1,1 (m)
- Di n tích m t thoáng c a d u:ệ ặ ủ ầ
Fd = 6,0.1,1 = 6,6 (m2)
- Di n tích t ng c ng c a b ph n đun nóng:ệ ổ ộ ủ ộ ậ
Fs = Fd.fs = 6,6.5,8 = 38,28 (m2).
- C u t o thi t b rán có 3 giàn ng truy n nhi t. Do đó b m t đunấ ạ ế ị ố ề ệ ề ặ
nóng c a m i giàn ng n là:ủ ỗ ắ
Fn = Fs/3 = 38,28/3 = 12,76 (m2)
- B ph n đun nóng là các ng hình ovan có:ộ ậ ố
+ đ ng kính ngoài t ng đ ng: 40 (mm).ườ ươ ươ
+ tr c ng n tiêu chu n: a = 20 (mm) ụ ắ ẩ
- Chu vi ng:ố
P = π.dtd = 3,14.40 = 125,6 (mm)
- Ph n th ng thu c tr c l n c a ng ovan xác đ nh b ng công th c: ầ ẳ ộ ụ ớ ủ ố ị ằ ứ
2.b = P – π.a = 125,6 – 3,14.20 = 62,8
Suy ra b = 31,4 (mm)
- Tr c l n c a ng ovan:ụ ớ ủ ố
B = b + a = 31,4 + 20 = 51,4 (mm)
- K t lu n: ng truy n nhi t có B = 51,4 (mm), a = 20 (mm), bánế ậ ố ề ệ
kính ph n tròn hai đ u R = 10 (mm).ầ ầ
- Chi u dài ng xác đ nh nh sau:ề ố ị ư
Các ng x p thành hai hàng, kho ng cách gi a các ng s = 13 (mm),ố ế ả ữ ố
kho ng cách t mép ngoài c góp đ n thành thi t b là 75 (mm) vàả ừ ổ ế ế ị
kho ng cách gi a hai dàn truy n nhi t là 85 (mm), chi u dài c aả ữ ề ệ ề ủ
m t dàn ng là:ộ ố
l1 =
3
)2.802.75( +−l
=
3
)2.802.75(6000 +−
≈
1897 (mm)
-C góp có ti t di n truy n nhi t là 100ổ ế ệ ề ệ
×
140 (mm) đ c hàn v i haiượ ớ
hàng ng ovan, chi u dài m i dàn ng không k c góp:ố ề ỗ ố ể ổ
l2 = l1 – 2.100 = 1897 – 200 = 1697 (mm).
-Chi u r ng c a b ph n truy n nhi t l y C = 1000 (mm), b ngề ộ ủ ộ ậ ề ệ ấ ằ
chi u r ng và kho ng cách t mép đ u ng đ n thành thi t b l yề ộ ả ừ ầ ố ế ế ị ấ
50 (mm).
- S l ng ng ( x p 1 hàng) theo b r ng:ố ượ ố ế ề ộ
k =
.( 1)C s k
a
− −
s: kho ng cách gi a các ng l y là 13 (mm).ả ữ ố ấ
a: tr c nh ng ovan b ng 20 (mm)ụ ỏ ố ằ
C: chi u r ng c a b ph n truy n nhi tề ộ ủ ộ ậ ề ệ
Suy ra:
k =
1000 13.( 1)
20
k− −
⇔
20k = 1000 – 13k + 13
⇔
33k = 1013
⇔
k
≈
30 ng. ố
-S l ng ng truy n nhi t cho dàn N = 30.2 = 60 ngố ượ ố ề ệ ố
- B m t đun nóng c a m t dàn ng xác đ nh:ề ặ ủ ộ ố ị
F1 = P.l2.N = 0,1256.1,697.60 = 12,79 (m2)
-B m t c a m i c p c góp c a b ph n truy n nhi t:ề ặ ủ ỗ ặ ổ ủ ộ ậ ề ệ
F2 = 2.[2.( f1 + f2 + f3) – fn – N.fo]
Trong đó:
f1: b m t m i thành n m ngang c a c góp.ề ặ ỗ ằ ủ ổ
f2: b m t m i thành đ ng c a c góp.ề ặ ỗ ứ ủ ổ
f3: b m t m i thành bên c a c góp.ề ặ ỗ ủ ổ
fn: di n tích b m t c a ng tháo n c ng ng và cung ệ ề ặ ủ ố ướ ư
c p h i, ch n fấ ơ ọ n = 0,03 (m2)
fo: di n tích ph n m t ng g n vào c góp là đ u tròn có ệ ầ ộ ố ắ ổ ầ
R = 10 (mm).
Nên: F2 = 2.[ 2.(0,1.1 + 0,14.1 + 0,1.0,14) – 0,03 – 60.3,14.0,012]
F2
= 0,41 (m2).
- B m t toàn ph n c a m i dàn truy n nhi t:ề ặ ầ ủ ỗ ề ệ
F = F1 + F2 = 12,79 + 0,41 = 13,20 (m2)
- Do đó, b m t truy n nhi t t ng c ng c a thi t b rán: ề ặ ề ệ ổ ộ ủ ế ị
Ft = F.3 = 13,20.3 = 39,60 (m2)
3. Tính nhi t và h i cho thi t b ránệ ơ ế ị
- Khi tính toán ph i tính cho hai giai đo n:ả ạ
+ Giai đo n đun nóng.ạ
+ Giai đo n ránạ
- Trong giai đo n đun nóng: cung c p nhi t l ng đ đun nóng d u,ạ ấ ệ ượ ể ầ
n c, thân thi t b rán, b ph n truy n nhi t và t a ra môi tr ngướ ế ị ộ ậ ề ệ ỏ ườ
xung quanh.
-Giai đo n rán: cung c p nhi t l ng đ đun nóng nguyên li u t iạ ấ ệ ượ ể ệ ớ
150oC, đun nóng d u b xung, đun nóng khay ch a nguyên li u vàầ ổ ứ ệ
t n th t nhi t ra môi tr ng xung quanh.ổ ấ ệ ườ
- D u trong thi t b rán đ c phân thành 3 l p đ c đun nóng đ nầ ế ị ượ ớ ượ ế
các nhi t đ khác nhau. Chi u cao c a l p d u ho t đ ng th ngệ ộ ề ủ ớ ầ ạ ộ ườ
ph i cao h n chi u cao c a khay là 100 mm. Do đó, chi u cao c aả ơ ề ủ ề ủ
l p ho t đ ng là 200 mm. L p gi a có chi u cao b ng chi u caoớ ạ ộ ớ ở ữ ề ằ ề
b ph n truy n nhi t b ng 140 mm. L p d u th đ ng th ng l yộ ậ ề ệ ằ ớ ầ ụ ộ ườ ấ
30 mm.
-Nhi t đ thích h p c a l p d u ho t đ ng và gi a là 150ệ ộ ợ ủ ớ ầ ạ ộ ữ oC, còn l pớ
th đ ng là 110ụ ộ oC.
3.1 Giai đo n đun nóng.ạ
- Kh i l ng c a d u trong l p ho t đ ng và l p gi a c a thi t b :ố ượ ủ ầ ở ớ ạ ộ ớ ữ ủ ế ị
G1 = ( V1 – VT).
ρ
(kg)
Trong đó:
V1: th tích c a d u ch a trong l p ho t đ ng và l p gi a ể ủ ầ ứ ớ ạ ộ ớ ữ
( dm3)
VT: th tích c a b ph n truy n nhi t (dmể ủ ộ ậ ề ệ 3)
ρ
: t tr ng c a d u b ng 0,94 (kg/dmỷ ọ ủ ầ ằ 3)
Thi t b rán có chi u dài 6,0 m, chi u r ng 1,1 m. Nên ế ị ề ề ộ
V1 = 60.11.( 2,0 + 1,4 ) = 2244 (dm3)
Th tích c a b ph n truy n nhi t:ể ủ ộ ậ ề ệ
VT = 6.1,4.1,0.10 + 60.3.3,14.
0,514
2
.
0, 2
2
.16,97 = 330,5 (dm3)
-Do đó: G1 = ( 2244 – 330,5 ).0,94 = 1798,69 (kg).
- Chi phí nhi t đ đun nóng l p d u ho t đ ng và l p d u gi a:ệ ể ớ ầ ạ ộ ớ ầ ở ữ