Khỏi niệm sấy lạnh:
Sấy lạnh là phương phỏp sấy khụ cỏc sản phẩm/vật liệu ở nhiệt độ bằng
hoặc nhỏ hơn nhiệt độ mụi trường (ta), vật liệu sấy gồm cỏc vật phẩm nhạy cảm
với nhiệt, khụng chịu được nhiệt độ cao hơn của mụi trường, như:
- Thực phẩm: Kẹo chip chip (kẹo Jelly), mực, tụm, hải sản khỏc, lũng trắng
trứng, mật ong cụ đặc, men giống,…
- Rau quả: Cỏc loại rau gia vị như hành lỏ, hành tõy, thỡ là …
- Cỏc loại rau củ quả như: cà rốt, củ cải, nấm hương, măng đặc sản, dứa,
nhón, vải, măng cụt, cơm dừa,…
- Dược phẩm: Tinh dầu gừng, cỏc loại cõy thuốc, thuốc, …
HVTH: Trần Văn Hiếu - Lớp 12BKTN Trang 49 + Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0oC.
+ Hệ thống sấy thăng hoa.
+ Hệ thống sấy chõn khụng.
1. Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t > 0oC:
Ở hệ thống sấy này tỏc nhõn sấy (TNS) thụng thường là khụng khớ trước hết được khử ẩm bằng phương phỏp làm lạnh hoặc khử ẩm hấp thụ, sau đú được đột núng nếu khử ẩm bằng phương phỏp làm lạnh đến nhiệt độ yờu cầu rồi cho đi qua vật liệu sấy (VLS). Do phõn ỏp suất Ph trong tỏc nhõn sấy bộ hơn phõn ỏp
suất hơi nước trờn bề mặt Pbm nờn ẩm từ dạng lỏng trờn bề mặt VLS bay hơi vào
tỏc nhõn sấy, kộo theo sự dịch chuyển ẩm trong lũng VLS ra bề mặt của nú rồi lại bay hơi vào tỏc nhõn sấy để được thải ra ngoài.
Núi khỏc đi, ở đõy gradient nhiệt độ và graient ỏp suất cú cựng dấu nờn graient nhiệt độ khụng kỡm hóm quỏ trỡnh dịch chuyển ẩm như khi sấy núng mà ngược lại, nú cú tỏc dụng tăng cường quỏ trỡnh dịch chuyển ẩm trong lũng vật ra ngoài để bay hơi làm khụ vật. Khi đú ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào mụi trường TNS cú thể trờn hoặc dưới nhiệt độ mụi trường hoặc cũng cú thể nhỏ hơn 00
C.
Khỏc với cỏc thiết bị nhiệt lạnh khỏc, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy khụ và hỳt ẩm thỡ cả dàn núng và dàn lạnh đều được sử dụng hữu ớch nờn năng lượng tiờu thụ ở đõy cú thể được tận dụng đến mức cao nhất mà nhiệt độ khụng khớ lại cú thể chỉ cần duy trỡ ở mức nhiệt độ mụi trường hoặc thấp hơn.
- Ƣu điểm:
• Khả năng giữ màu sắc, mựi vị và vitamin đều tốt;
• Tiết kiệm năng lượng nhờ sử dụng cả năng lượng dàn núng và dàn lạnh,
hiệu quả sử dụng nhiệt cao;
HVTH: Trần Văn Hiếu - Lớp 12BKTN Trang 50
• Cú khả năng điều chỉnh nhiệt độ TNS tựy thuộc vào yờu cầu và khả năng
chịu nhiệt của từng loại sản phẩm nhờ thay đổi cụng suất nhiệt của dàn ngưng trong;
• Cụng suất khỏ lớn;
• Chi phớ đầu tư hệ thống thấp hơn so với cỏc phương phỏp sấy lạnh khỏc;
• Vận hành đơn giản;
- Nhƣợc điểm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Thời gian sấy thường khỏ lõu do độ chờnh phõn ỏp suất hơi nước giữa VLS và TNS khụng lớn và nhiệt độ khụng cao;
• Phải cú giải phỏp xả băng sau một thời gian làm việc để đảm bảo cho bơm nhiệt khụng làm việc ở chế độ hành trỡnh ẩm làm hư hỏng thiết bị.
2.Hệ thống sấy thăng hoa:
Phương phỏp sấy thăng hoa do kỹ sư G.I. Lappa Stajenhexki phỏt minh năm 1921. Sấy thăng hoa thực hiện ở điều kiện ỏp suất và nhiệt độ thấp. Chế độ
làm việc: nhiệt độ và ỏp suất thấp hơn điểm ba thể của nước (nhiệt độ 0,0098oC
và ỏp suất 4,58mmHg). Trờn hỡnh 2.8 biểu diễn đồ thị pha của nước. Ở ỏp suất nhất định nhiệt độ thăng hoa của vật chất là khụng đổi. Khi ỏp suất tăng thỡ nhiệt độ thăng hoa cũng tăng. Trong quỏ trỡnh thăng hoa nhiệt lượng để bay hơi ẩm
khoảng 672 677 kcal/kg (nhiệt độ từ -100ữ0o
C)
Ưu điểm của phương phỏp sấy thăng hoa là sấy ở nhiệt độ thấp nờn giữ được cỏc đặc tớnh tươi sống của sản phẩm. Nếu dựng để sấy thực phẩm sẽ giữ được chất lượng và hương vị của nú, khụng bị mất cỏc vitamin.
Tuy nhiờn sấy thăng hoa cú nhược điểm là giỏ thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, người vận hành cần cú trỡnh độ kỹ thuật cao, tiờu hao điện năng lớn. Sấy thăng hoa cú suất tiờu hao riờng điện năng lớn sau kiểu sấy bằng dũng điện cao tần.
HVTH: Trần Văn Hiếu - Lớp 12BKTN Trang 51 Quỏ trỡnh sấy thăng hoa diễn ra qua ba giai đoạn:
- iai đoạn l m lạnh sản phẩm
Trong giai đoạn này do hỳt chõn khụng làm ỏp suất trong buồng giảm, ẩm thoỏt ra chiếm 10 15%. Việc bay hơi ẩm làm cho nhiệt độ vật liệu sấy giảm xuống dưới điểm ba thể , cú thể làm lạnh vật liệu trong buồng lạnh riờng.
- iai đoạn thăng hoa
Giai đoạn này chế độ nhiệt trong buồng sấy đó ở chế độ thăng hoa. m trong vật dưới dạng rắn sẽ thăng hoa thành hơi và thoỏt ra khỏi vật. Hơi ẩm này sẽ đến bỡnh ngưng kết và ngưng lại thành lỏng sau đú thành băng bỏm trờn bề mặt ống. Trong giai đoạn này nhiệt độ vật khụng đổi.
- iai đoạn bay hơi ẩm c n lại
Trong giai đoạn này nhiệt độ của vật tăng lờn. m trong vật là ẩm liờn kết và ở trạng thỏi lỏng. Quỏ trỡnh sấy ở giai đoạn này giống quỏ trỡnh sấy ở cỏc thiết bị sấy chõn khụng thụng thường. Nhiệt độ mụi chất trong buồng sấy lỳc này cũng cao hơn giai đoạn thăng hoa.
Hỡnh 2.9: Sự thay đổi trạng thỏi của nước trong đồ thị p-t
Ưu điểm:
Phương phỏp này gần như bảo toàn được chất lượng sinh, hoỏ học của sản phẩm bao gồm: màu sắc, mựi vị, vitamin, hoạt tớnh,…
HVTH: Trần Văn Hiếu - Lớp 12BKTN Trang 52
Nhược điểm:
• Chi phớ đầu tư cao, phải dựng đồng thời bơm chõn khụng và mỏy lạnh (để
kết đụng sản phẩm và làm ngưng kết hơi nước)
• Hệ thống cồng kềnh nờn vận hành phức tạp, chi phớ vận hành và bảo dưỡng lớn.
Sấy thăng hoa thường được ứng dụng để sấy sản phẩm quý, dễ biến chất do nhiệt như: mỏu, vắc xin, thực phẩm quý hiếm và thực phẩm phục vụ cỏc dịch vụ đặc biệt,…
3.Hệ thống sấy chõn khụng:
Hệ thống sấy chõn khụng gồm cú buồng sấy, thiết bị ngưng tụ và bơm chõn khụng. Vật sấy được cho vào trong một buồng kớn, sau đú buồng này được hỳt chõn khụng (ở ỏp suất lớn hơn 4,56 mmHg). Nếu nhiệt độ VLS < 273K nhưng ỏp suất xung quanh p > 610Pa thỡ VLS nhận được nhiệt lượng, cỏc phần tử nước ở dạng rắn chuyển thành dạng lỏng, sau đú chuyển thành thể hơi đi vào tỏc nhõn sấy. Lượng ẩm trong vật được tỏch ra khỏi vật và được hỳt ra ngoài. Nhiệt độ trong buồng sấy dao động xung quanh nhiệt độ ngoài trời. Phương phỏp này phức tạp bởi khả năng giữ buồng chõn khụng, thể tớch luụn giới hạn đến mức độ nào đú. Chớnh vỡ vậy phương phỏp này khụng được sử dụng phổ biến như cỏc phương phỏp khỏc mà chỉ được sử dụng để sấy cỏc vật liệu, dược liệu quý hiếm, với số lượng nhỏ
Trong phương phỏp sấy chõn khụng phải đặc biệt chỳ ý tới sự phụ thuộc vào ỏp suất điểm sụi của nước. Nếu làm giảm (hạ thấp) ỏp suất trong một thiết bị chõn khụng xuống đến ỏp suất mà ở đấy nước trong vật bắt đầu sụi và bốc hơi sẽ tạo nờn một dũng chờnh lệch ỏp suất đỏng kể dọc theo bề mặt vật, làm hỡnh thành một dũng ẩm chuyển động trong vật liệu theo hướng từ trong ra bề mặt vật. Ở một ỏp suất nhất định nước sẽ cú một điểm sụi nhất định, do vậy khi hỳt chõn khụng sẽ làm cho ỏp suất trong vật giảm đi và đến mức nhiệt độ vật (cũng là nhiệt độ của nước trong vật) đạt đến nhiệt độ sụi của nước ở ỏp suất đấy, nước
HVTH: Trần Văn Hiếu - Lớp 12BKTN Trang 53 trong vật sẽ húa hơi và làm tăng ỏp suất trong vật và tạo nờn một chờnh lệch ỏp suất hơi p = (Pbh- Pph) giữa ỏp suất bóo hũa hơi nước trờn bề mặt vật và phõn ỏp suất hơi nước trong mụi trường đặt vật sấy, đõy chớnh là nguồn động lực chớnh tạo điều kiện thỳc đẩy quỏ trỡnh di chuyển ẩm từ bờn trong vật ra ngoài bề mặt bay hơi của quỏ trỡnh sấy chõn khụng. Và ở đấy, dưới điều kiện chõn khụng, quỏ trỡnh bay hơi diễn ra nhanh chúng và qua đú quỏtrỡnh khụ vật sẽ rất nhanh, thời gian sấy giảm xuống đỏng kể. Bờn cạnh đú, nhờ chỉ sấy ở nhiệt độ thấp (cú thể thấp hơn nhiệt độ mụi trường) nờn nhiều tớnh chất đặc trưng ban đầu: tớnh chất sinh học, hương vị, màu sắc, hỡnh dỏng của sản phẩm được giữ lại gần như đầy đủ. Sản phẩm sấy chõn khụng bảo quản lõu dài và ớt bị tỏc động bởi mụi trường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ưu điểm: Giữ được chất lượng sản phẩm, đảm bảo điều kiện vệ sinh.
Nhược điểm: Hệ thống cú chi phớ đầu tư lớn, vận hành phức tạp.
Phương phỏp sấy chõn khụng thường chỉ sấy với khối lượng nhỏ cỏc loại VLS là cỏc sản phẩm quý, dễ biến chất.
Do tớnh phức tạp và khụng kinh tế nờn cỏc HTS thăng hoa, HTS chõn khụng chỉ dựng để sấy những VLS quý hiếm, khụng chịu được nhiệt độ cao. Vỡ vậy, cỏc HTS này là những HTS chuyờn dựng, khụng phổ biến.