Có 2 phương pháp sấy được sử dụng trong quá trình sấy tinh bột là:
- Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò… (còn 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 sây truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một bề mặt ngăn.
a. Sấy đối lưu
Quá trình sấy có lớp vật liệu rời xếp lớp
Nguyên tắc: trong các thiết bị sấy loại này, vật liệu được bố trí nằm yên tại chỗ (trạng thái tĩnh) và dòng tác nhân thổi song song dọc theo bề mặt vật liệu.
Phạm vi ứng dụng: chỉ sử dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ, thủ công.
Thiết bị:
Thiết bị sấy hoạt động gián đoạn dạng buồng sấy.
Hình 21 : Buồng sấy
Chú thích:
A – Lối vào của tác nhân sấy B – Lối ra của tác nhân sấy C – Quạt
D – Động cơ của quạt E – Calorifer
G – Tấm chắn hướng dòng không khí H – Xe goòng và khay chứa nguyên liệu
Nguyên tắc hoạt động:
- Tinh bột ướt được cho lên các khay chứa, xếp khay chứa lên giá đỡ của xe goòng, đưa xe goòng vào trong buồng sấy. Không khí được hút vào buồng sấy qua cửa A, được gia nhiệt khi đi qua calorifer E, sau đó không khí được quạt thổi vào trong buồng sấy để bắt đầu quá trình sấy tinh bột.
- Không khí sau khi sấy được chia làm 2 phần: một phần tiếp tục hoàn lưu lại calorifer, một phần thoát ra ngoài thông qua cửa thoát khí B. Sau khi vật liệu sấy đạt độ ẩm yêu cầu, xe goòng được đưa ra ngoài.
- Xe goòng được đưa vào hoặc lấy ra ở cửa phòng bằng tay hoặc động cơ. - Trong suốt quá trình sấy, lớp vật liệu sấy đứng yên.
Thông số kỹ thuật:
- Nhiệt độ dòng không khí : 50 ÷ 70oC. - Áp suất trong buồng sấy: áp suất khí quyển.
Thiết bị sấy hoạt động liên tục dạng hầm sấy
Cấu tạo
Hình 22 : Hầm sấy sử dụng băng tải để vận chuyển vật liệu sấy
Nguyên tắc hoạt động:
- Tinh bột ướt theo hệ thống máng nhập liệu được đưa vào bên trong buồng sấy. - Không khí sau khi được gia nhiệt được dẫn vào hệ thống dẫn không khí nóng
nằm vuông góc với chiều chuyển động của dòng vật liệu sấy và thực hiện quá trình sấy.
- Nguyên liệu sau khi đi hết chiều dài của băng tải thứ nhất, qua thiết bị nghiền rồi rớt xuống băng tải thứ hai và tiếp tục quá trình sấy. Khi tinh bột đạt đến độ ẩm yêu cầu thì nó được tháo ra ngoài qua máng tháo liệu. Không khí sau khi sấy một phần hoàn lưu trở lại thiết bị sấy, một phần thoát ra ngoài theo ống thoát khí.
Thông số kỹ thuật:
- Độ ẩm ban đầu của tinh bột khi sấy bằng phương pháp này có giá trị khoảng 40%.
- Độ ẩm đầu ra của tinh bột khoảng 17%. - Nhiệt độ sấy khoảng 50 ÷ 55oC.
- Vận tốc dòng không khí khoảng 0,5 ÷ 1m/s.
So sánh ưu nhược điểm của thiết bị sấy hoạt động liên tục và gián đoạn:
Cả hai thiết bị này đều có chung một nhược điểm của loại máy sấy tĩnh là sấy không đều giữa các lớp do hiện tượng phân tầng không khí (không khí nóng có khối lượng riêng bộ nổi lên trong khi đó không khí lạnh có khối lượng riêng lớn chìm xuống).
Bảng 12 : So sánh thiết bị sấy hoạt động liên tục và gián đoạn
Buồng sấy Hầm sấy
Vật liệu sấy không được đảo trộn trong quá trình sấy nên thời gian sấy dài.
Vật liệu sấy được đảo trộn khi đi từ băng tải trên xuống băng tải dưới nên sấy đều hơn và dẫn đến thời gian sấy ngắn hơn.
Tổn thất nhiệt lớn vì nhiệt lượng của tác nhân sấy không được sử dụng triệt để (nạp vật liệu vào và tháo vật liệu ra phải mở toang cửa phòng).
Tổn thất nhiệt ít hơn.
Điều kiện làm việc nặng nhọc, khó
kiểm tra quá trình. Điều kiện làm việc tương đối dễ dàng. Quá trình sấy có lớp vật liệu rời lưu động
Trong công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì, phương pháp chủ yếu dựng để sấy khô tinh bột là sử dụng hệ thống sấy khí thổi.
Nguyên tắc: Thực hiện quá trình sấy trong trạng thái khí động, hạt vật liệu sấy bị lôi cuốn theo dòng tác nhân nên sự trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm giữa dòng tác nhân và vật liệu sấy rất mãnh liệt.
Phạm vi ứng dụng:
- Vật liệu sấy dạng hạt nhẹ dễ tách ẩm. - Sản phẩm sấy khô đều, năng suất cao. - Ứng dụng trong các nhà máy lớn.
Thiết bị sấy khí thổi
Hình 23 : Thiết bị sấy khí thổi
Cấu tạo
Nguyên lý hoạt động:
- Tinh bột ướt được cấp vào ống sấy nhờ vít tải nhập liệu. Không khí do quạt thổi qua lò gia nhiệt không khí, tác nhân sấy được gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết rồi được thổi vào ống sấy.
- Với vận tốc cao của dòng tác nhân sấy, tinh bột bị cuốn theo dòng tác nhân sấy chuyển động từ dưới lên và được sấy khô. Phía trên ống sấy, tinh bột được thổi vào bộ phận giảm tốc độ dòng và phân loại theo độ ẩm, các hạt tinh bột còn ẩm nặng hơn sẽ rơi vào ống thứ nhất và hoàn lưu trở lại thiết bị sấy, các hạt tinh bột đã khô thì rơi vào cyclon lắng để tách ra khỏi dòng không khí.
Thông số kỹ thuật:
- Do thời gian sấy ngắn (5 ÷ 7 giây) nên cho phép sấy ở nhiệt độ cao (100 ÷ 150oC) mà không sợ ảnh hưởng đến chất lượng của hạt tinh bột.
- Vân tốc dòng tác nhân khoảng 10 ÷ 20m/s.
- Năng lượng tiêu thụ khoảng 4600 ÷ 5000 KJ/Kg ẩm. - Độ ẩm ban đầu của tinh bột khoảng 40%.
- Độ ẩm của tinh bột sau khi sấy khoảng 10 ÷ 13%.
Ưu, nhược điểm của hệ thống sấy khí thổi:
- Ưu điểm: thời gian sấy ngắn, năng suất cao, thiết bị tương đối đơn giản. - Nhược điểm: tiêu tốn nhiều năng lượng.
b. Sấy tiếp xúc
Một phương pháp sấy khác cũng được ứng dụng trong kỹ thuật sấy tinh bột là phương pháp sấy tiếp xúc.
Tuy nhiên hiện nay người ta rất ít sử dụng thiết bị này để sấy tinh bột. Thiết bị sấy sử dụng là thiết bị sấy 2 trục lăn.
Hình 26 : Thiết bị sấy 2 trục lăn nhập liệu từ trên xuống Nguyên tắc hoạt động:
- Tinh bột ướt được nhập từ trên xuống giữa hai trục lăn (drum) quay ngược chiều nhau.
- Hơi nước được cấp vào trong 2 trục đốt nóng thành trục cấp nhiệt gián tiếp cho vật liệu sấy, làm khô vật liệu sấy. Tinh bột khô sẽ được tách khỏi bề mặt trục lăn nhờ dao cạo.
- Vật liệu khô sẽ rơi xuống vít tải và được vận chuyển ra ngoài.
- Sau khi sấy xong tinh bột thu được ở dạng cục hay mảng do đó cần phải thông qua quá trình nghiền để thu được tinh bột dạng hạt mịn.
Hình 27 : Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy 2 trục lăn
Thông số kỹ thuật:
- Áp suất làm việc: áp suất khí quyển. - Vận tốc trục lăn: 2 ÷ 10 vòng/phút. - Áp suất hơi nước: 2 ÷ 3 atm.
4.2.10. Bao gói
4.2.10.1. Mục đích
Mục đích của quá trình bao gói là nhằm bảo vệ sản phẩm tinh bột sau khi đã sấy khô và làm nguội khỏi các tác động không tốt của môi trường xung quanh như: độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, vi sinh vật… nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Ngoài ra, việc bao gói còn nhằm mục đích thuận tiện cho vận chuyển và phân phối tới người tiêu dùng.
4.2.10.2. Cách tiến hành
Việc bao gói có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng các thiết bị bao gói tự động.