Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống.
Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm có công đoạn sấy khô không
những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú các mặt hàng sản phẩm tiện lợi
cho người tiêu dùng Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, rau quả và
các loại thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô đậu… sau khi
thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ giảm chất lượng thậm chí còn
hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch.
Đối với nước ta là nước nhiệt đới nóng ẩm việc nghiên cứu, công nghệ sấy để chế
biến thực phẩm khô và làm khô nông sản có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy nhằm tiết
kiệm năng lượng, nghiên cứu những công nghệ và thiết bị sấy thích hợp cho từng loại
nông sản phù hợp với điều kiện khí hậu và thực tiển ở nước ta tạo ra hàng hóa phong phú
có chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu và tiêu dùng trong nước.
Có nhiều phương pháp sấy, nhưng tùy thuộc vào điều kiện thực tiển mà lựa chọn
phương pháp thích hợp. Do điều kiện khí hậu nước ta có độ ẩm cao, do đó việc lựa chọn
thiết bị đạt năng suất cao, tiết kiệm năng lượng là rất quan trọng.
So với các phương pháp sấy khác, phương pháp sấy tầng sôi có thể đáp ứng đầy đủ
các yêu cầu chất lượng như trên và là phương pháp sấy mang lại hiệu quả nhất.
Nhóm chúng em được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống sấy tầng sôi năng suất
2000kg/h” nhằm tìm hiểu rõ về phương pháp này, làm quen với việc tính toán thiết kế
thực tế, trao đổi và thảo luận giữa sinh viên với giảng viên, giúp chúng em thu được nhiều
kiến thức, kỹ năng, nâng cao khã năng suy đoán, đặt vấn đề và giải quyết vấn đề đó. Biết
cách trình bày một đồ án để làm tiền đề cho các đồ án sau này.
Do kiến thức có hạn nên mặc dù đã rất cố gắng nhưng trong đề tài không tránh
khỏi những sai sót và thiếu sót. Kính mong được sự góp ý của quý thầy cô để đề tài của
chúng em được hoàn chỉnh hơn.
Trân trọng cảm ơn!
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 1
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông

LỜI CẢM ƠN
Sau gần hai tháng làm việc, đến nay chúng em đã hoàn thành bản đồ án. Chúng em
xin chân thành cảm ơn thầy cô trong Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm , bộ môn
quá trình thiết bị đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm em hoàn thành đồ án này. Trong
quá trình nhóm làm đồ án không tránh khỏi những sai sót và nhóm em mong thầy cô
trong khoa sẽ hiểu và thông cảm cho nhóm.
Đặt biệt, nhóm em xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Thông
người đã tận tình và hết lòng chỉ bảo để chúng em có thể hoàn thành tốt đồ án này.
Trân trọng!
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Diễm My
Nguyễn Trịnh Khánh Nguyên
Nguyễn Thanh Tuấn

Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 2
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
TTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA HỌC & CNTP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
(Quá trình và thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm)
1. Họ tên sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Diễm My Lớp: DH11H2 MSSV: 1152010133
Nguyễn Trịnh Khánh Nguyên Lớp: DH11H2 MSSV: 1152010148
Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: DH11H1 MSSV: 1152010260
Khóa: 2011- 2015
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
Khoa: HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2. Tên đề tài
Thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp sấy lúa tầng sôi có công suất
2000kg/h
3. Dữ kiện ban đầu
− Năng suất 2000 kg/h
− Độ ẩm cuối của lúa 14.5%
4. Nhiệm vụ đồ án
− Quy trình công nghệ
− Cân bằng vật chất cho máy sấy và tính toán
− Tính toán thiết kế máy sấy
 Đường kính, chiều cao, trở lực
 Lưới
 Tính toán cơ khí
− Tính toán các thiết bị phụ
 Tính toán Calorife
 Tính toán quạt
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 3
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
 Tính toán Cyclon
5. Ngày giao: 14-03-2014
6. Hoàn thành: 15-05-2014
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG BỘ MÔN
Kí tên Kí tên
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 4
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………
Điểm…………
Chữ ký
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 5
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….
Điểm Chữ ký
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 6
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
MỤC LỤC

Trang
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
1.1. TỔNG QUAN VỀ THÓC (LÚA) 10
1.1.1. Cấu tạo hạt lúa 10
1.2. ĐẶC TÍNH CỦA THÓC (lúa) 12
1.2.1. Tính tản rời 12
1.2.2. Tính tự chia loại 12
1.2.3. Độ hỏng của khối lúa 12
1.2.4. Tính dẫn truyền nhiệt 12
1.2.5. Tính hấp thụ và nhả nhiệt 13
1.3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THÓC (LÚA) 13
1.3.1. Nước 13
1.3.2. Gluxit 14
1.3.3. Tinh bột 14
1.3.4. Đường 14
1.3.5. Protein 14
1.3.6. Lipit 15
1.3.7. Chất khoáng 15
1.3.8. Vitamin 15
CHƯƠNG II. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH SẤY, SẤY TẦNG SÔI 16
2.1. Sơ lược về sấy 16
2.2. Phân biệt quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác 17
2.3. Ưu – nhược điểm các phương pháp sấy 17
2.3.1. Thiết bị sấy buồng 17
2.3.2. Thiết bị sấy thùng quay……………………………………………………….18
2.3.3. Thiết bị sấy tháp 19
2.3.4. Thiết bị sấy tầng sôi 19
2.4. Chọn thiết bị sấy 20
CHƯƠNG III. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 21
3.1. CÂN BẰNG VẬT CHẤT 21

3.1.1 Các kí hiệu sử dụng………………………………………………………… 21
3.1.2. Các thông số cơ bản 21
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 7
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
3.1.3. Năng suất tách ẩm 22
3.2.CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 25
3.2.1. Các ký hiệu sử dụng………………………………………………… 25
3.2.2. Nhiệt lượng mang vào Q
v
25
3.2.3. Nhiệt lượng mang ra Q
r
26
CHƯƠNG III. THIẾT BỊ CHÍNH: 31
4.1. Xác định tốc độ giới hạn 31
4.2. Tốc độ của tác nhân trong tầng sôi 32
4.3. Tốc độ cân bằng 32
4.4. Thời gian sấy 33
4.5. Kích thước thiết 36
4.5.1. Lưới phân phố 36
4.5.2. Chiều cao buồng sấy 37

4.5.3. Bề dày thiết bị 39
4.6. Bộ phận tháo liệu 42
CHƯƠNG V. THIẾT BỊ PHỤ 43
5.1 . Caloriphe 43
5.1.1. Chọn kết cấu của Calorifer với các đặc trưng 45
5.1.2. Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu phía không khí 47
5.1.3. Hệ số truyền nhiệt 49

5.1.4. Diện tích bề mặt bên trong các ống 49
5.1.5. Số ống cần thiết 48
5.1.6. Số ống trong một hàng 48
5.1.7. Tổng số ống của Calorifer 49
5.1.8. Kích thước của calorifer 49
5.1.9. Bề dày truyền nhiệt 50
5.2 . Cyclone 52
5.3. Tính quạt 53
5.3.1. Trở lực từ quạt tới caloriphe 54
5.3.2. Trở lực qua caloriphe 57
5.3.3. Trở lực đột mở vào caloriphe 57
5.3.4. Trở lực đột thu ra khỏi caloriphe 57
5.3.5. Trở lực do áp lực động quạt thổi 57
5.3.6. Trở lực đoạn uốn cong vào buồng sấy 56
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 8
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
5.3.7. Trở lực đường ống từ caloriphe đến buồng sấy 57
5.3.8. Trở lực của lưới phân phối 57
5.3.9. Trở lực qua lớp sôi 58
5.3.10. Trở lực đột mở vào buồng sấy 58
5.3.11. Trở lực đột thu ra khỏi buồng sấy 58
5.3.12. Trở lực đoạn uốn cong vào Cyclone 58
5.3.13. Trở lực đường ống từ buồng sấy đến Cyclone 58
5.3.14. Trở lực Cyclone 59
5.3.15. Trở lực do áp lực động quạt hút 60
5.4. Chọn quạt 60
5.4.1. Chọn quạt hút 60
5.4.2. Chọn quạt đẩy 61
5.5. Nắp thiết bị 61

5.6. Đáy thiết bị 62
5.7. Các thiết bị đo 62
5.8. Nồi hơi 63
5.9. Chọn bích 64
5.10. Tai treo 65
5.11. Bộ phận vận chuyển vật liệu 66
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 70
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 9
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
1.1. TỔNG QUAN VỀ THÓC (LÚA)
Lúa là nguồn lương thực chính của gần ½ dân số trên thế giới. Lúa là loại cây ưa
nóng ẩm, do đó lúa thường được trồng nhiều ở các vùng có khí hậu ôn đới và cận
nhiệt đới. Năng suất của lúa nước là cao nhất, nên lúa thường được trồng ở các châu
thổ sông lớn. Nước ta có khí hậu và hệ thống sông ngòi rất phù hợp cho việc phát triển
cây lúa. Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính không thể thiếu trong đời
sống con người. Lúa còn là nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các
nghành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc,
gia cầm.
Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ ba thế giới về lượng gạo xuất khẩu trên thế
giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nước trên thế giới. Đây là một
trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nước.
1.1.1 Cấu tạo hạt lúa
Hạt thóc gồm những thành phần chính sau: vỏ trấu, lớp alorone, nội nhũ và phôi
Hình 1.1 cấu tạo hạt lúa
a. Vỏ trấu
Vỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt thóc chống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại
cảnh (thời tiết, vi sinh vật hại). Vỏ trấu được cấu tạo từ nhiều lớp bào mà thành phần

Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 10
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
chính là xenllulose và hemixenllulose. Trên mặt vỏ trấu có các đường gân và nhiều
long thô ráp, xù xì. Tùy giống và điều kiện canh tác mà vỏ trấu có nhiều màu sắc khác
nhau: màu vàng hay nâu xẩm. Vỏ trấu thường chiếm 18-20% so với khối lượng hạt.
b. Lớp alorone
Lớp alorone chiếm 4-12% khối lượng hạt. Là lớp tế bào trong cùng của vỏ hạt tiếp
giáp với nội nhũ, chiều dày của lớp alorone phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt.
Lớp alorone tập trung nhiều chất dinh dưỡng quan trọng: protein, lipit, muối khoáng,
vitamin….Khi xát gạo không kỹ thì gạo dễ bị ôi khét vì lipit bị oxy hóa. Như vậy gạo
càng xát kỹ càng dễ bảo quản nhưng chất dinh dưỡng, đặc biệt là vitamin B1 bị mất đi
nhiều.
c. Nội nhũ
Là phần chiếm tỉ lệ khối lượng lớn nhất trong toàn hạt, trong nội nhũ tinh bột
chiếm gần tới 90%, trong khi đó so với toàn hạt gạo tinh bột chiếm 75%. Hàm lượng
protein trong nội nhũ thấp, hàm lượng khoáng và chất béo không đáng kể, nhưng nên
nhờ tinh bột cao nên có giá trị năng lượng lớn. Hai thành phần chính cấu tạo nên tinh
bột là amylase và amylosepectin, trong đó amylase đóng vai trò quyết định trong
phẩm chất ăn uống và nấu nướng của gạo. Tùy theo giống và điều kiện canh tác nội
nhũ gạo có thể trắng trong, trắng đục, bạc bụng. Độ trong nội nhũ đóng vai trò quan
trọng trong tinh chất cơ lý, trong chất lượng xay xát của thóc. Thóc có nội nhũ trắng
đục, bạc bụng thì khi xay xát tỉ lệ gạo nguyên thấp, nấu lâu chín và cơm không ngon
bằng gạo có nội nhũ trong.
d. Phôi
Thường nằm ở gốc nội, được bảo vệ bởi diệp tử (lá mầm), lúa là loại đơn diệp tử.
Phôi chứa hầu hết các chất quan trọng như các enzyme thủy phân, protein, lipit, các
vitamin cần thiết cho sự sinh trưởng của mầm cây khi có điều kiện thuận lợi là độ ẩm
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 11

Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
và nhiệt độ.Phôi chứa tới 66% vitamin B1 của hạt. Phôi có cấu tạo xốp chứa nhiều
dinh dưỡng, các hoạt động sinh lý mạnh phôi dễ bị ẩm nên trong quá trình bảo quản dễ
bị côn trùng tấn công và vi sinh vật gây hại. Ở lúa, phôi thường chiếm khỏang 2.2-3%
lượng hạt gạo. Khi xay xát phôi thường bị tách, nát ra thành cám.
1.2 ĐẶC TÍNH CỦA THÓC (LÚA)
1.2.1 Tính tản rời
Là đặc tính đổ lúa từ trên cao xuống, lúa từ trên cao xuống, lúa tự chuyển dịch
thành hình chóp nón, phía đáy rộng và đỉnh nhọn, không có hạt nào dính với hạt nào.
Khi đó sẽ tạo nên một góc nghiên
α
giữa đáy và sườn khối lúa một cách tự nhiên.
Tính tản rời của khối lúa phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của hạt lúa. Dựa vào
độ tản rời để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi của lúa.
1.2.2 Tính tự chia loại
Khối hạt có cấu tạo từ thành phần (lúa sạch, lúa lép, tạp chất), không đồng nhất
(khác nhau về hình dạng, khích thước, tỷ trọng) do đó trong quá trình di chuyển tạo
nên những vùng khác nhau về loại của chất lượng, gọi là tính tự chia của khối hạt.
Hiện tượng tự chia hạt ảnh hưởng xấu đến việc làm khô, bảo quản.
1.2.3 Độ hỏng của khối lúa
Là khoảng không nằm trong khe hở của các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt
chiếm chỗ. Trong quá trình sấy , khối lúa cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho
quá trình truyền nhiệt và trao đổi nhiệt ẩm với các tác nhân sấy được dễ dàng.
1.2.4 Tính dẫn truyền nhiệt
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 12
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
Quá trình dẫn và truyền nhiệt trong khối lúa được thực hiện theo hai phương thức
luôn tiến hành song song và có quan hệ chặt chẽ với nhau đó là dẫn nhiệt và đối lưu.
Cả hai đặc tính này của lúa rất nhỏ nhưng cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy.

1.2.5 Tính hấp thụ và nhả nhiệt
Là khả năng hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm trong quá trình sấy xảy ra nhiều
giai đoạn: sấy ủ để vận chuyển ẩm ra bề mặt lúa, để lúa được sấy khô đều.
1.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THÓC (LÚA)
Thành phần hóa học của thóc nói chung bao gồm: gluxit, protein, xenllulose, lipit,
vitamin, khoáng vô cơ các enzym và nước. Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong
thành phần của hạt không giống nhau.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của lúa
Thành phần hóa
học
Hàm lượng các chất (%)
Nhỏ nhất Trung bình Lớn nhất
Protein 6.66 8.74 10.43
Tinh bột 47.70 56.20 68.00
Xenluloze 8.74 9.41 12.22
Tro 4.68 5.80 6.90
Đường 0.10 3.20 4.50
Chất béo 1.60 1.90 2.50
Đectrin 0.80 1.30 3.20
1.3.1 Nước
Lượng nước ảnh hưởng đến công nghệ bảo quản và chế biến lúa gạo. Nước được
xem là thành phần quan trọng của lúa. Hạt lúa càng chín vàng trên cây, độ ẩm của hạt
càng giảm. Khi hạt ở giai đoạn chín sữa, lượng nước chiếm gần 70% khối lượng hạt,
khi hạt ở giai đoạn thu hoạch thì độ ẩm khoảng 16-28%. Lượng nước trong hạt ở hai
dạng tự do và liên kết.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 13
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
1.3.2 Gluxit
Bao gồm tinh bột, đường, dextrin, xenlulose, và hemixenlulose. Hàm lượng gluxit

ở các thành phần khác nhau cũng khác nhau.
1.3.3 Tinh bột
Là thành phần chủ yếu của hạt lúa, chiếm 90% lượng chất khô của hạt gạo xay xát.
Tinnh bột tồn tại dưới hai dạng là: amylose và amylopectit có tỷ lệ thay đổi tùy thuộc
giống lúa. Tinh bột quyết định giá trị cảm quang của gạo. Hàm lượng amylase quyết
định độ dẻo của cơm. Nếu thành phần tinh bột trong gạo có 10-18% amylase thì cơm
được xem là mềm, dẻo, từ 25-30% thì cơm được xem là cứng. các loại gạo Việt Nam
có hàm lượng amylase thay đổi từ 18-45%. Gạo nếp có thành phần chủ yếu là
amylopectit (xấp xỉ 100%) cơm rất dẻo và ít nở.
1.3.4 Đường
Tồn tại ở dạng chủ yếu sacarose, ngoài ra còn một ít đường glucose, fructose,
rafinose. Trong hạt lúa nảy mầm tồn tại đường mantose.
1.3.5 Protein
Trong hạt lúa protein tồn tại ở ba dạng là các hạt hình cầu protein lớn nằm cả ở hai
vùng gần lớp alorone và trung tâm hạt. Các hạt hình cầu protein này có đường kính từ
1-2 μm. Các hạt cầu protein nhỏ, chủ yếu nằm ở vùng subalorone, có đường kính 0.5-
0.7 μm. Trong các hạt cầu các sợ protein sắp xếp thành các vòng đồng tâm hay tia
hướng tâm. Càng ở giữa hạt cầu thì mật độ protein càng cao. Dạng thứ ba là dạng tinh
thể có đường kính từ 2-3 μm cũng chỉ tồn tại trong lớp subalorone. Trong gạo hàm
lượng protein không cao. Tùy thuộc giống lúa, điều kiện canh tác mà hàm lượng
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 14
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
protein thay đổi trong một khoảng khá rộng. Các giống lúa ở Việt Nam có hàm lượng
protein trong khoảng 5.26-10%. Protein gạo cũng gồm 4 loại trong đó protein chiếm
đa số còn lại là: albumin, globumin và prolamin.
1.3.6 Lipit
Trong lúa gạo hàm lượng chất béo rất nhỏ chỉ khoảng 1.5-2.5%. Lipit tồn tại dưới
dạng các hạt chất béo có kích thước < 0.5 μm trong lớp alorone, <1 μm trong lớp
subalorone và < 0.7 μm trong phôi và các thành phần khác của hạt. Trong hạt thóc

lipit có thể ở các dạng triglyxerit đơn giản, axit béo tự do, glycolipit, các phophat và
một số các lipit đặc biệt như oryzanol, glycosyl, glyxerin…
1.3.7 Chất khoáng
Các khoáng vô cơ tập tring ở lớp vỏ của hạt. chất khoáng nhiều nhất trong hạt lúa
là photpho. Trong lớp vỏ trấu, chất khoáng có hàm lượng cao nhất là silic. Trong phôi
hạt chất khoáng có hàm lượng cao là kali, magie. Lượng photpho trrong hạt lúa đa số
tồn tại ở dạng phytin (83%) và ở dạng axit nucleic (13%).
1.3.8 Vitamin
Trong lúa gạo thành phần vitamin gồm các loại B1, B2, B5, B12, PP… và vitamin
E. Phần lớn lượng vitamin tập trung ở vỏ hạt, lớp alorone, và phôi hạt. phần nội nhủ
hạt chứa lượng vitamin rất ít. Vitamin là thành phần dễ mất trong quá trình chế biến
lúa gạo.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 15
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
CHƯƠNG II: SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH SẤY, SẤY TẦNG SÔI
2.1. Sơ lược về sấy
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Kết quả của quá
trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều này có ý nghĩa quan
trọng về nhiều mặt: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng khả năng bảo quản;
đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học; đối với than củi làm tăng khả năng đốt cháy…
Các vật liệu sau khi sấy đều giảm khối lượng hoặc cả thể tích nên giảm được giá thành
vận chuyển.
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái
pha lỏng thành hơi trong vật liệu. Cơ chế của quá trình được diễn tả bởi 4 quá trình cơ
bản sau:
− Cấp nhiệt cho bề mặt vật liệu.
− Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào vật liệu.
− Khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ vật liệu ra bề mặt.
− Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh.

Bốn quá trình này được thực hiện bằng sự truyền vận bên trong vật liệu và sự trao
đổi nhiệt bên ngoài giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu, thiết bị sấy có thể chia thành các
nhóm chính:
− Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với
không khí nóng, khói lò… (gọi là tác nhân sấy).
− Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp
với vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền cho vật liệu gián tiếp qua một vách
ngăn.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 16
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
− Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoa: là sấy trong môi trường có độ
chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm trong vật liệu đóng băng và
bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.
− Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng
ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
− Sấy bằng dòng điện cao tầng: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện
trường có tầng số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
Theo thiết kế nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp các dạng thiết bị sau:
− Thiết bị sấy buồng
− Thiết bị sấy thùng quay
− Thiết bị sấy tháp
− Thiết bị sấy tầng sôi
2.2 . Phân biệt quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác
Có một số quá trình có thể làm giảm ẩm trong vật thể nhưng không phải là quá
trình sấy đó là:
− Vắt ly tâm là quá trình làm giảm ẩm của vật liệu bằng phương pháp cơ học.
Phương pháp này chỉ có thể làm cho ẩm tự do thoát ra khỏi vật liệu.
− Cô đặc là phương pháp giảm ẩm của vật thể( dung dịch) bằng cách đun sôi.

Người ta có thể dùng phương pháp sấy dung dịch thành hạt vô cùng nhỏ. Các hạt
nhỏ tiếp xúc với không khí nóng và ẩm bay hơi vào không khí. Chất rắn trong
dung dịch còn lại là thu được dưới dạng bột.
2.3. Ưu – nhược điểm các phương pháp sấy
2.3.1. Thiết bị sấy buồng
Cấu tạo chủ yếu là buồng sấy, trong có các thiết bị đỡ (thiết bị chuyền tải)
 Ưu điểm:
− Ứng dụng rộng rãi.
− Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ dễ thiết kế, chế tạo nên được sử dụng khá nhiều.
− Hoạt động ổn định. Kết cấu hệ thống sấy chắc chắn, ít bộ phận chuyển
động rung, lắc nên hệ thống có độ bền và tuổi thọ cao.
− Có thể sử dụng quá trình truyền nhiệt – truyền chất đối lưu tự nhiên hoặc
đối lưu cưỡng bức.
 Nhược điểm:
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 17
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
− Hiệu suất năng lượng không cao.
− Chất lượng vật liệu sấy thu được không cao.
− Không thực hiệnđược quá trình sấy liên tục, nên hệ thống sấy buồng thường
có năng suất thấp.
− Chế độ sấy phụ thuộc và yếu tố như: vật liệu sấy, năng suất sấy, mật độ vật
liệu sấy, nhiệt độ và tốc độ…
2.3.2. Thiết bị sấy thùng quay
Một thùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng 1 góc nào đó. Khi thùng quay, vật liệu sấy
vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng sấy, vừa bị xáo trộn từ trên xuống
dưới. Tác nhân sấy cũng vào đầu này và ra đầu kia của thùng sấy.
 Ưu điểm :
− Vật liệu sấy được sấy đều.
− Có thể sấy ngay cà phê, thóc ướt còn bết dính cho ra sản phẩm là cà phê,

thóc rời có độ ẩm theo yêu cầu.
− Năng suất có thể đạt được lớn, mức độ tự động hoá cao.
− Phù hợp cho sấy các loại hạt, sản phẩm sấy dạng rời.
 Nhược điểm:
− Vật liệu sấy hạt khối dạng to bị dập nát trong quá trình quay.
− Hiệu suất nhiệt không cao, chi phí vận hành khá cao.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 18
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
2.3.3. Thiết bị sấy tháp
Cấu tạo là 1 tháp sấy, trong có đặt một loạt kênh dẫn và kênh thải tác nhân sấy xen
kẽ nhau. Vật liệu sấy trong tháp là dạng hạt chảy từ trên xuống dưới. Tác nhân sấy từ
các kênh dẫn xuyên qua lớp hạt chuyển động đi vào các kênh thải để thải ra ngoài.
 Ưu điểm:
− Tốc độ nhanh, năng suất sấy lớn.
− Chất lượng hạt đồng đều, đảm bảo.
− Vận hành đơn giản.
− Phù hợp để tích trữ, bảo quản lượng lớn.
− Dễ bảo dưỡng, Tuổi thọ cao.
− Tự động hóa điều khiển.
− Thân thiện với môi trường.
 Nhược Điểm:
− Sản phẩm không đều bằng sấy tầng sôi.
− Vật liệu sấy gói hẹp trong dạng hạt.
− Tổn thất nhiệt lớn
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 19
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
2.3.4. Thiết bị sấy tầng sôi
Thiết bị sấy là một buồng sấy, trong có bố trí ghi đỡ vật liệu sấy, tác nhân sấy có

thông số thích hợp được đưa vào dưới ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập
bùng trên ghi như hình ảnh các bọt nước sôi. Đây cũng là thiết bị sấy chuyên dùng sấy
hạt. Hạt khô nhẹ hơn sẽ ở phần trên của lớp sôi và được lấy ra khỏi thiết bị sấy một
cách liên tục.
 Ưu điểm:
− Tốc độ nhanh, năng suất sấy lớn.
− Chất lượng hạt đồng đều, đảm bảo.
− Vận hành đơn giản.
− Phù hợp để tích trữ, số lượng lớn.
− Dễ bảo dưỡng, Tuổi thọ cao.
− Tự động hóa điều khiển.
− Thân thiện với môi trường.
 Nhược Điểm:
− Vật liệu sấy gói hẹp trong dạng hạt.
− Tổn thất nhiệt lớn.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 20
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
2.4. Chọn thiết bị sấy
Chọn thiết bị sấy tầng sôi vì cho năng suất cao, tiết kiệm thời gian, chất lượng sản
phẩm tốt, thân thiện với môi trường, vận hành đơn giản, sản xuất được số lượng lớn.
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 21
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
CHƯƠNG III. CÂN BẮNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
3.1. CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1.1. Các kí hiệu sử dụng
− G
1
: Năng suất nhập liệu của vật liệu sấy (kg/h)

− G
2
: Năng suất sản phẩm sau khi sấy (kg/h)
−
0
ϕ
: Độ ẩm ban đầu của không khí (%)
−
1
w
: Độ ẩm vật liệu trước khi sấy (%)
−
2
w
: Độ ẩm vật liệu sau khi sấy (%)
− H
0
: Hàm nhiệt của không khí trước khi vào caloriphe, kJ/kg kkk.
− H
1
: Hàm nhiệt của không khí sau khi qua caloriphe, kJ/Kg kkk.
− H
2
: Hàm nhiệt của không khí ra khỏi buồng sấy, kJ/kg kkk
− t
0
: nhiệt độ của không khí trước khi vào caloriphe.
0
C
− t

1
: nhiệt độ của không khí sau khi qua caloriphe.
0
C
− t
2
: nhiệt độ của không khí ra khỏi buồng sấy.
0
C
− W : Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy kg/h
− L : Lượng không khí tiêu tốn trong quá trình sấy kg kkk/h
− Y
0
: Hàm ẩm của không khí lúc đầu kg ẩm/ kg kkk
− Y
1
: Hàm ẩm của không khí trước khi sấy kg ẩm/ kg kkk
− Y
2
: Hàm ẩm của không khí sau khi sấy kg ẩm/ kg kkk
− l : Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm ra khỏi vật liệu
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 22
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
3.1.2. Các thông số cơ bản
a. Đối với không khí
 Trạng thái đầu của không khí:
− t
0
= 27

0
C
−
0
ϕ
= 80%
Tra giản đồ RAMZIN của không khí ẩm ta có:
− Y
0
= 0.017 kg/kg kkk
− H
0
= 73 kJ/kg kkk
 Trạng thái không khí vào thiết bị sấy:
Chọn nhiệt độ vào thiết bị sấy
− t
1
= 90
0
C
− H
1
= 136 kJ/kg kkk
 Trạng thái không khí khi ra khỏi thiết bị sấy:
− t
2
= 50
0
C
− Y

2
=0.034 kg/kg kkk
− H
2
= 136 kJ/kg kkk
b. Đối với vật liệu sấy (lúa)
Theo tài liệu Kỹ Thuật Sấy Nông Sản-Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương ta có các
thông số kích thước sau của lúa:
 Các kích thước của lúa:
• Dài: l = 8.5 mm
• Rộng: a = 3.4 mm
• Dày: b = 2mm
• Đường kính tương đương: d
td
= 2.76 mm
• Hệ số đồng dạng
hd
ϕ
: = 1.68
 Các thông số khác:
• Nhiệt dung riêng: C
vl
= 1.5 kj/kg
• Hệ số dẫn nhiệt:
λ
= 0.09 W/Mk =10.62 x10
-2
kJ/mh
0
• Khối lượng riêng lúa:

r
ρ
= 1150 kg/m
3

• Độ xốp:
0
ε
= 0.56
• Diện tích bề mặt riêng khối lượng: f = 1.31 m
2
/kg
• Khối lượng riêng xốp:
v
ρ
= 500 kg/m
3
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 23
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông
 Vật liệu vào thiết bị sấy:
Ta chọn:
−
1
θ
= 27
0
C
−
1

w
= 25%
 Vật liệu sau khi ra thiết bị sấy: chọn nhiệt độ ra của lúa nhỏ hơn nhiệt độ của
không khí khoảng 5
0
C. Vì tránh thất thoát nhiệt ra môi trường thì ta lấy nhiệt độ ra
là 45
0
C và độ ẩm vật liệu cần đạt là 14.5% nên ta chọn:
−
2
θ
= 45
0
C
−
2
w
= 14.5%
3.1.3. Năng suất tách ẩm
− Lượng thất thoát ra khỏi vật liệu: Công thức 7.27, trang 289, [1]
1 2
2
1
25 14.5
W 2000 280
100 100 25
w w
G
w

− −
= × = × =
− −
kg ẩm/h
Theo giả thiết ban đầu nhiệt độ
tại t
2
đảm bảo đủ để sấy lúa. Nhiệt độ của vật liệu
trong lớp sôi thường nhỏ hơn 5
0
C so với nhiệt độ không khí ra khỏi máy sấy. Vì thế
mà nhiệt độ của lớp vật liệu trong lớp sôi là 45
0
C.
0
2
45 C
θ
=
− Cân bằng nhiệt tại máy sấy:

2
2 2 1
0.8 ( )
4.19
H O m
G
M t
W
θ θ

× × −
∆ = × × −
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 24
Đồ án quá trình thiết bị GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông

2000 0.8 (45 27)
4.19 18 7730.5
280
× × −
∆ = × × =
− Phương trình cân bằng vật chất:
G
1
= G
2
+ W

1 2
W G G⇒ = −
Hay:

1 2 1 2
1 2
2 1
w w w w
W
100 w 100 w
G G
− −

= × = ×
− −
− Năng suất nhập liệu của vật liệu sấy:
2
1
1 2
100 w 100 14.5
W 280 2280
w w 25 14.5
G
− −
= × = × =
− −
kg/h
− Lượng vật liệu khô tuyệt đối được sấy trong một giờ:
2
2
(100 w ) (100 14.5)
2000 1710
100 100
k
G G
− −
= × = × =
kg/h (Công thức 7.22, Trang 289, [1] )
− Lượng không khí khô cần thiết để tách 1 kg ẩm: (Công thức 7.30, trang 290, [1] )

2 1
1 1
58.82 / âm

0.034 0.017
l kg kg
Y Y
= = =
− −
Sấy lúa tầng sôi năng suất 200kg/h
Trang 25