a. Biến đổi vật lý
Trong quá trình sấy diễn ra sự bốc hơi nước ra khỏi khối tinh bột dẫn đến một số biến đổi vật lý sau:
- Khối lượng của khối tinh bột giảm xuống.
- Sự thay đổi hình dạng của các hạt tinh bột do các hạt tinh bột bị co lại.
- Các hạt tinh bột tách rời nhau, khối tinh bột chuyển từ trạng thái bột nhão sang trạng thái các hạt bột khơ.
- Ngồi ra, màu sắc của sản phẩm tinh bột cịn tăng về độ trắng và độ sáng mà nguyên nhân là do sự thay đổi về khả năng hấp thụ và phản xạ ánh sáng của vật liệu dưới tác dụng của nhiệt độ cao.
b. Biến đổi hĩa học
Những biến đổi hĩa học trong quá trình sấy tinh bột diễn ra khơng đáng kể, trừ một số trường hợp ta sấy tinh bột ở nhiệt độ cao trong thời gian quá dài sẽ xảy ra một số phản ứng làm biến màu hạt tinh bột.
c. Biến đổi hĩa lý
Những biến đổi hĩa lý diễn ra trong quá trình sấy tinh bột: - Cĩ hiện tượng bốc hơi của ẩm ra khỏi khối tinh bột.
- Việc bốc hơi ẩm từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu, kết quả là cĩ sự khuếch tán ẩm từ các lớp bên trong ra lớp bề mặt của vật liệu.
d. Biến đổi hĩa sinh
Các enzyme cĩ sẵn trong nguyên liệu sẽ bị ức chế. e. Biến đổi sinh học
Biến đổi sinh học chủ yếu diễn ra trong quá trình sấy tinh bột là sự ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật trên bề mặt vật liệu.
4.2.9.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy tinh bột
Quá trình sấy tinh bột chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:
- Độ ẩm ban đầu của khối vật liệu: độ ẩm ban đầu của khối vật liệu càng cao thì thời gian sấy càng kéo dài.
- Thời gian sấy. - Phương pháp sấy.
- Chế độ sấy: chế độ cơng nghệ sấy tinh bột phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ hồ hĩa. Nhiệt độ sấy của sản phẩm luơn phải nhỏ hơn nhiệt độ hồ hĩa ở giai đoạn đầu. Nếu ở giai đoạn đầu khi độ ẩm cịn cao, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy ở nhiệt độ cao thì lớp bề mặt của tinh bột sẽ bị hồ hĩa tạo thành lớp keo mỏng bịt kín bề mặt thốt ẩm từ trong lịng vật liệu ra ngồi. Nhiệt độ hồ hĩa của tinh bột cĩ độ ẩm 70% trở lên dao động trong khoảng 55 ÷ 60oC. Bởi vậy nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy ban đầu nằm trong khoảng 50 ÷ 52oC. Sau một thời gian sấy khi độ ẩm khối bột cịn khoảng 20 ÷ 22% thì khả năng hồ hĩa của tinh bột khĩ xảy ra, cĩ thể nâng nhiệt độ của sản phẩm lên 65 ÷ 70oC để đẩy nhanh quá trình sấy.
4.2.9.4. Phương pháp sấy tinh bột
Cĩ 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 khơng khí nĩng, khĩi lị… (cịn gọi là tác nhân sấy).
- Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy khơng 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 cĩ 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 dịng 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 cơng.
Thiết bị:
: Thiết bị sấy hoạt động gián đoạn dạng buồng sấy.
Hình 21 : Buồng sấy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 dịng khơng khí H – Xe goịng 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 goịng, đưa xe goịng vào trong buồng sấy. Khơng khí được hút vào buồng sấy qua cửa A, được gia nhiệt khi đi qua calorifer E, sau đĩ khơng khí được quạt thổi vào trong buồng sấy để bắt đầu quá trình sấy tinh bột.
- Khơng khí sau khi sấy được chia làm 2 phần: một phần tiếp tục hồn lưu lại calorifer, một phần thốt ra ngồi thơng qua cửa thốt khí B. Sau khi vật liệu sấy đạt độ ẩm yêu cầu, xe goịng được đưa ra ngồi.
- Xe goịng được đưa vào hoặc lấy ra ở cửa phịng bằng tay hoặc động cơ. - Trong suốt quá trình sấy, lớp vật liệu sấy đứng yên.
Thơng số kỹ thuật:
- Nhiệt độ dịng khơng 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. - Khơng khí sau khi được gia nhiệt được dẫn vào hệ thống dẫn khơng khí nĩng
nằm vuơng gĩc với chiều chuyển động của dịng 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 nĩ được tháo ra ngồi qua máng tháo liệu. Khơng khí sau khi sấy một phần hồn lưu trở lại thiết bị sấy, một phần thốt ra ngồi theo ống thốt khí.
Thơng số kỹ thuật:
- Độ ẩm ban đầu của tinh bột khi sấy bằng phương pháp này cĩ giá trị khoảng 40%.
- Độ ẩm đầu ra của tinh bột khoảng 17%. - Nhiệt độ sấy khoảng 50 ÷ 55oC.
- Vận tốc dịng khơng 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 cĩ chung một nhược điểm của loại máy sấy tĩnh là sấy khơng đều giữa các lớp do hiện tượng phân tầng khơng khí (khơng khí nĩng cĩ khối lượng riêng bé nổi lên trong khi đĩ khơng khí lạnh cĩ 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 khơng 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 khơng được sử dụng triệt để (nạp vật liệu vào và tháo vật liệu ra phải mở toang cửa phịng).
Tổn thất nhiệt ít hơn.
Điều kiện làm việc nặng nhọc, khĩ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
kiểm tra quá trình. Điều kiện làm việc tương đối dễ dàng. Đ Quá trình sấy cĩ lớp vật liệu rời lưu động
Trong cơng nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì, phương pháp chủ yếu dùng để sấy khơ 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 lơi
cuốn theo dịng tác nhân nên sự trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm giữa dịng 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 khơ 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. Khơng khí do quạt thổi qua lị gia nhiệt khơng khí, tác nhân sấy được gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết rồi được thổi vào ống sấy.
- Với vận tốc cao của dịng tác nhân sấy, tinh bột bị cuốn theo dịng tác nhân sấy chuyển động từ dưới lên và được sấy khơ. Phía trên ống sấy, tinh bột được thổi vào bộ phận giảm tốc độ dịng và phân loại theo độ ẩm, các hạt tinh bột cịn ẩm nặng hơn sẽ rơi vào ống thứ nhất và hồn lưu trở lại thiết bị sấy, các hạt tinh bột đã khơ thì rơi vào cyclon lắng để tách ra khỏi dịng khơng khí.
Thơng số kỹ thuật:
- Do thời gian sấy ngắn (5 ÷ 7 giây) nên cho phép sấy ở nhiệt độ cao (100 ÷ 150oC) mà khơng sợ ảnh hưởng đến chất lượng của hạt tinh bột.
- Vân tốc dịng 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 nĩng thành trục cấp nhiệt gián tiếp cho vật liệu sấy, làm khơ vật liệu sấy. Tinh bột khơ sẽ được tách khỏi bề mặt trục lăn nhờ dao cạo.
- Vật liệu khơ sẽ rơi xuống vít tải và được vận chuyển ra ngồi.
- Sau khi sấy xong tinh bột thu được ở dạng cục hay mảng do đĩ cần phải thơng 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
Thơng số kỹ thuật:
- Áp suất làm việc: áp suất khí quyển. - Vận tốc trục lăn: 2 ÷ 10 vịng/phút. - Áp suất hơi nước: 2 ÷ 3 atm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.10. Bao gĩi
4.2.10.1. Mục đích
Mục đích của quá trình bao gĩi là nhằm bảo vệ sản phẩm tinh bột sau khi đã sấy khơ và làm nguội khỏi các tác động khơng tốt của mơi trường xung quanh như: độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, vi sinh vật… nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Ngồi ra, việc bao gĩi cịn nhằm mục đích thuận tiện cho vận chuyển và phân phối tới người tiêu dùng.