Thiết Kế Lò Sấy Hơi Nước Cho Nứa Vầu Sản Xuất Tăm Hương Xuất Khẩu

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong Khoa Chế Biến Lâm Sản, đặc biệt là thầy

giáo PGS.TS. Vũ Huy Đại, ngƣời đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi tận tình trong

quá trình làm khóa luận này.

Cũng nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn:

Các hộ gia đình làng nghề sản xuất tăm hƣơng ở Xã Quảng Phú Cầu - Ứng

Hòa – Hà Nội, đã tạo điều kiện trong quá trình khảo sát thực nghiệm thực tế

tại địa phƣơng.

Các thầy, cô trong trung tâm thông tin và thƣ viện điện tử Trƣờng Đại học

Lâm Nghiệp.

Xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã giúp đỡ

và ủng hộ rất nhiều trong quá trình làm khóa luận.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế

nên khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót.Vì vậy rất mong đƣợc sự chỉ

bảo, đóng góp ý kiến của thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để khóa luận

đƣợc hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội 5/2013

Sinh viên thực hiện

Bùi Anh Ngọc

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU......................................................... 2

1.Lịch sử phát triển công nghệ sấy nứa vầu, thực trạng và xu hƣớng .............. 2

phát triển............................................................................................................ 2

1.1 Trên thế giới:............................................................................................... 2

1.2. Ở Việt Nam ................................................................................................ 3

2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 4

3. Phạm vi, phƣơng pháp và nội dung nghiên cứu của đề tài..................................... 4

3.1.Phạm vi nghiên cứu..................................................................................... 4

3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................ 4

Phƣơng pháp kế thừa......................................................................................... 4

3.3. Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 4

CHƢƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ LÒ SẤY ........................................................

1.1. Cơ sở thực tiễn thiết kế lò sấy ................................................................. 5

1.1.1. Một số vấn đề chung về tình hình sấy nứa vầu ở các làng nghề.......... 5

1.1.2. Cơ sở thực tiễn về điều kiện khí hậu thủy văn ở Miền Bắc Việt Nam 5

1.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế lò sấy..................................................................... 6

1.2.1 Vai trò của công nghệ sấy trong sản xuất tăm hƣơng.............................. 6

1.2.2 Những yêu cầu cơ bản của thiết kế lò sấy................................................ 7

1.2.3 Một số mô hình nguyên cấu trúc lò sấy cơ bản ....................................... 8

1.2.4 Những đặc điểm, tính chất cơ bản của nứa vầu liên quan đến công nghệ

sấy.................................................................................................................... 12

1.2.5. Những căn cứ ban đầu để lựa chọn chế độ sấy..................................... 16

1.2.6.Những yêu cầu cơ bản khi thiết kế lò sấy:............................................. 17

CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ.................................................... 20

2.1. Năng suất lò sấy ....................................................................................... 20

2.1.1. Mô hình, nguyên lí cấu trúc lò sấy........................................................ 20

2.1.2 Tính toán lựa chọn kích thƣớc lò sấy..................................................... 21

2.1.3. Tính năng suất lò sấy............................................................................. 26

2.2. Tính toán nhiệt lò sấy............................................................................... 29

2.2.1. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết.......................................................... 29

2.2.2. Xác định lƣợng ẩm bay hơi từ đồng nguyên liệu.................................. 32

2.2.3. Xác định lƣợng không khí tuần hoàn.................................................... 33

2.2.4.Xác định trạng thái của môi trƣờng sấy khi ra khỏi đống vầu............... 35

2.2.5. Xác định chính xác lƣợng không khí tuần hoàn ................................... 35

2.2.6. Xác định lƣợng không khí mới lấy vào và lƣợng không khí thải ra từ lò

sấy.................................................................................................................... 36

2.2.7. Xác định chi phí nhiệt trong quá trình sấy............................................ 37

2.2.8. Tính toán tổn thất nhiệt qua vỏ sấy....................................................... 39

2.2.9. Tính toán và lựa chọn thiết bị nhiệt ...................................................... 46

2.2.10. Tính toán chi phí hơi ........................................................................... 48

2.2.11. Tính toán kích thƣớc các ống dẫn....................................................... 49

2.3. Tính toán khí động học ............................................................................ 50

2.3.1. Lập sơ đồ tuần hoàn của môi trƣờng sấy .............................................. 51

2.3.2. Tính lực cản ở các đoạn trong vòng tuần hoàn của môi trƣờng sấy..... 52

2.3.3. Xác định công suất quạt và chọn động cơ điện..................................... 55

2.3.4. Tính toán kích thƣớc ống trao đổi khí................................................... 57

CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA TRONG

QUÁ TRÌNH SẤY VẦU ................................................................................ 58

3.1. Lựa chọn thiết bị điều khiển tự động quá trình sấy vầu........................... 58

3.2. Hƣớng dẫn cài đặt chế độ sấy vầu với bộ điều khiển helios.................... 60

3.4. Các thiết bị đo và điều khiển.................................................................... 63

3.4.1. Các thiết bị đo sử dụng trong lò sấy thiết kế......................................... 63

CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ DỰ TRÙ KINH PHÍ................. 65

4.1. Kết quả tính toán ...................................................................................... 65

4.1.1. Tính năng kỹ thuật chung...................................................................... 65

4.1.2. Vỏ lò sấy................................................................................................ 65

4.1.3. Hệ thống ống dẫn hơi............................................................................ 66

4.1.4. Hệ thống quạt gió.................................................................................. 66

4.1.5. Hệ thống dàn tản nhiệt ......................................................................... 66

4.1.6. Hệ thống điều khiển tự động................................................................. 67

4.2. Các bản vẽ thiết kế ................................................................................... 67

4.3. Dự toán kinh phí xây lắp sơ bộ ................................................................ 67

CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỂ XUẤT Ý KIẾN ....................... 70

5.1. Kết Luận................................................................................................... 70

5.2. Kiến nghị.................................................................................................. 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1.1. Chế độ sấy vầu............................................................................. 27

Bảng 2.2.3. Thông số kết cấu tƣờng lò sấy..................................................... 40

Bảng 2.2.4. Thông số, kết cấu cửa lò ............................................................. 42

Bảng 2.2.5. Thông số , kết cấu trần lò ............................................................ 42

Bảng 2.3.1. Ký hiệu đoạn trong sơ đồ tuần hoàn của môi trƣờng sấy............ 51

Bảng 2.3.2. Giá trị tính trên từng đoạn ...................................................... 53

Bảng 2.3.3. Bảng thông số thiết bị lò sấy ....................................................... 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.1. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc lò sấy loại VIAM ................................. 8

Hình 1.1.2. Nguyên lý cấu trúc kiểu lò sấy CAXE -90 .................................... 9

hình 1.1.3. Nguyên lý cấu trúc lò sấy tại công ty liên doanh woodsland ....... 10

Hình 1.1.4. Nguyên lý cấu trúc lò sấy tại công ty TNHH HUY HÒA ........... 11

Hình 2.1.1. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc lò sấy thiết kế. ..................................... 20

Hình 2.1.2. Sơ đồ mặt bằng xếp palet đống vầu sấy....................................... 23

Hình 2.1.3. Palet vầu....................................................................................... 24

Hình 2.1.4. Kích thƣớc 1 đống vầu................................................................. 24

Hình 2.2.1. Sơ đồ tuần hoàn môi trƣờng sấy .................................................. 29

Hình 2.2.2. Sơ đồ biểu diễn thuật toán............................................................ 31

Hình 2.2.3. Kết cấu tƣờng lò........................................................................... 40

Hình 2.2.4. Kết cấu cửa lò............................................................................... 41

Hình 2.2.5. Dàn tản nhiệt ................................................................................ 48

Hình 2.3.1. Sơ đồ tuần hoàn môi trƣờng sấy .................................................. 51

Hình 3.1. Bộ điều khiển HELIOS. .................................................................. 58

Hình 3.2. Mô hình cấu trúc bộ điều khiển ...................................................... 61

Hình 3.3. Mô hình điều khiển tự động quá trình sấy bằng bộ điều khiển

HELIOS........................................................................................................... 63

Hình 3.4.1. Đầu đo nhiệt độ trong buồng sấy. ................................................ 63

Hình 3.4.2. Đầu cắm vào vầu đo độ ẩm vầu sấy............................................. 64

Hình 3.4.3. Đầu cắm vào vầu đo độ ẩm vầu sấy............................................ 64

Hình 3.4.5. Màng xenlulozo đặt trong môi trƣờng sấy................................... 65

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay khi nguồn tài nguyên gỗ tự nhiên đang dần suy kiệt do việc

khai thác bất hợp lý làm cho rừng nguyên liệu không đảm bảo tái sinh, thì

việc phát hiện và sử dụng nguồn nguyên liệu lâm sản ngoài gỗ nói chung và

nứa vầu nói riêng là rất quan trọng, bởi nó không chỉ tái sinh nhanh, mạnh

còn có tính chất cơ lý rất đặc biệt. Đó cũng là những ƣu điểm mà sản phẩm từ

nguyên liệu này mang lại đang rất đƣợc ƣa chuộng trên thị trƣờng. Ở Việt

Nam các ngành chế biến nứa, vầu chủ yếu mới đƣợc biết đến là ngành chế

biến thủ công, mỹ nghệ là chính. Đặc điểm của ngành thủ công là các sản

phẩm làm ra với năng suất thấp, hiệu quả kinh tế thấp.

Một trong số đó có làng nghề sản xuất tăm hƣơng ở xã Quảng Phú Cầu -

Ứng Hòa – Hà Nội. Đây là làng nghề chuyên sản xuất các mặt hàng tăm

hƣơng, từ nguyên liệu là nứa vầu. Để làm giảm độ ẩm nứa vầu ngƣời ta tiến

hành hong phơi nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sản xuất tăm hƣơng. Đến với

làng nghề, chúng ta nhìn thấy hình ảnh hong phơi nguyên liệu nứa vầu trên

các bãi đất trống, các con đƣờng… Hàng nghìn tấn nứa vầu hong phơi trên

các bãi đất trống không có mái tre. Ngƣời ta phơi khi nào cảm thấy nứa, vầu

đạt tiêu chuẩn dựa trên cảm quan kinh nghiệm của những ngƣời làm nghề thì

đƣa nguyên liệu vào sản xuất. Quá trình hong phơi nhƣ vậy làm mất rất nhiều

thời gian của bà con nông dân, mất nhiều diện tích để hong phơi, không

những thế nguyên liệu còn chịu ảnh hƣởng bởi các tác nhân sinh học phá

hoại, đặc biệt là nấm mốc, làm cho năng suất chất lƣợng của sản phẩm

giảm.Trƣớc thực trạng nhƣ vậy, để rút ngắn thời gian trong việc làm giảm độ

ẩm nguyên liệu, tăng năng suất chất lƣợng, tăng hiệu quả kinh tế trong sản

xuất tăm hƣơng ở làng nghề thì cần có những lò sấy nguyên liệu nứa vầu đáp

ứng đƣợc khối lƣợng sấy nguyên liệu, thời gian sấy ngắn, nguyên liệu sấy

xong phải đảm bảo yêu cầu cho việc sản xuất tăm hƣơng.

Do vậy đƣợc sự đồng ý của Khoa Chế Biến Lâm Sản – Trƣờng Đại Học Lâm

Nghiệp, tôi thực hiện đề tài: “ Thiết kế lò sấy hơi nƣớc cho nứa vầu sản

xuất tăm hƣơng xuất khẩu ”.