4. Các quá trình sấy sử dụng trong sản xuất sữa
4.3.7. Những hệ thống sấy phun thường gặp trong công nghệ chế biến sữa
4.3.7.1. Hệ thống phun một giai đoạn (single-stage spray dryer)
Quá trinh tách ẩm cuối cùng cho sản phẩm sữa bột bằng hệ thống này rất chậm và tốn nhiều năng lượng. Cụ thể: Sấy sữa bột gầy với nguyên liệu chứa 50% chất khô, không khí nống đầu vào 200oC thì độ mẩ sản phẩm là 3,6%, ta phải tốn lượng khí 33% nhiều hơn khi so sánh với trường hợp sản phẩm có độ ẩm cuối cùng là 7%.
Do đó hệ thống sấy phun một giai đoạn thường chỉ sử dụng cho phòng thí nghiệm hay pilot.
4.3.7.2. Hệ thống phun hai giai đoạn (two-stage spray dryer)
Với hệ thống này, độ ẩm bột sản phẩm từ buồng sấy phun được hiệu chỉnh cao hơn 2-5% so với giá trị dộ ẩm cuối cùng. Phần ẩm còn lại cần tách sẽ được bốc hơi tiếp trong thiết bị sấy tầng sôi. Như vậy nhiệt độ đầu ra của không khí nóng từ buồng sấy phun sẽ thấp hơn từ 15-25oC khi so sánh với hệ thống một giai đoạn.
1-bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy phun; 2-buồng sấy phun; 3-buồng sấy tầng sôi; 4-bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy tàng sôi; 5-quạt cung cấp khí làm nguội; 6-quạt cung cấp không khí có độ ẩm thấp để làm nguội; 7-rây bột sản phẩm.
Hình: Hệ thống sấy phun hai giai đoạn.
Mặc dù sấy tầng sôi cũng tiêu tốn năng lượng nhất định, nhưng sấy phun hai giai đoạn giúp tiết kiệm 10% tổng năng lượng tiêu hao so với một giai đoạn.
Năng suất thiết bị được cải thiện nhờ bố trí nhiều đàu phun trong buồng sấy. Bột sản phẩm thu được sau quá trình sấy phun sẽ theo băng tải (7) vào buồng sây (8) và (9) để nước tiếp tục bốc hơi và độ ẩm sản phẩm đạt giá trị thoe đúng yêu cầu. Cuối cùng băng tải sẽ đưa sản phẩm vào thùng làm nguội (10) rồi qua bộ phận (11) để tháo sản phẩm. Thiết bị (15) làm phá vỡ các chùm hạt (agglomerate) trong khối sản phẩm. Chỉ có một lượng nhỏ bột sản phẩm bị cuốn theo dòng khí nóng và được thu hồi nhờ hai cyclon (12). Bộ phận thu hồi nhiệt (16) từ khí thoát giúp tiết kiệm năng lượng cho quá trình sấy.
1-bơm nguyên liệu; 2-các cơ cấu phun; 3-buồng sấy phun; 4-bộ phận lọc khí; 5-bộ phận gia nhiệt/làm nguội không khí; 6-bộ phận phân phối tác nhân sấy; 7-băng tải; 8,9-buồng sấy kết thúc; 10-buồng làm nguội sản phẩm; 11-bộ phận tháo sản phẩm; 12-cyclon thu hồi sản phẩm; 13-quạt; 14-hệ thống thu hồi bột sản phẩm từ cyclon; 15-bộ phận xử lý sản phẩm; 16-bộ phận thu hồi nhiệt
Hình: Hệ thống phun có sử dụng băng tải
4.3.7.4. Hệ thống sấy cho sản phẩm sữa bột tan nhanh (instant milk powder)
Để thu được sản phẩm sữa bột tan nhanh, người ta xử lý bột sau khi sấy phun bằng cách cho các hạt kết tụ lại với nhau tạo thành những khối hạt mới (agglomerates)
Hiện nay trong công nghiệp chế biến sữa bột tan nhanh, các nhà sản xuất thường sử dụng thiết sấy tầng sôi với ba vung làm việc:
Hình: Thiết bị sấy cho sản phẩm sữa bột tan nhanh
Đầu tiên, sữa bột được đưa vào vùng (1) và rơi xuống trên mặt lưới. Mặt lưới nầy được kết nối với một motor để tạo ra những dao động rung theo một tầng số xác định làm dịch chuyển phần sữa bột trên mặt lưới đi về hướng cửa thoát. Hơi được cung cấp vào vùng một từ bên dưới mặt lướ, mục đích để làm ẩm các hạt sữa và tạo khối hạt lớn hơn.
Tiếp theo các hạt sữa được đưa vào vùng sấy (2) nhằm hiệu chỉnh lại độ ẩm cho các khối hạt sữa vừa được hình thành tại vùng (1). Tác nhân sấy là không khí nóng được cung cấp từ phía bên dưới.
Sau cùng, các hạt sữa di chuyển vào vùng làm nguội (3). Sau khi được làm nguội bằng không khí lạnh được nạp từ phía bên dưới, các hạt sữa sẽ di chuyển về cửa thoát.