3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.2. Một số loại máy sấy cà phê phổ biến hiện nay
Hiện có rất nhiều loại thiết bị sấy khác nhau dùng để sấy cà phê, tuy nhiên các thiết bị sấy thông thường phổ biến hiện nay dùng để sấy cà phê là thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang, thiết bị sấy tháp và thiết bị sấy thùng quay.
1.4.2.1. Thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang
Thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang hoạt động theo nguyên lý sấy đối lưu trực tiếp. Dòng khí nóng nhờ quạt thổi đi xuyên qua lớp hạt và mang hơi ẩm ra ngoài. Thiết bị sấy này có kết cấu tương đối đơn giản, phù hợp quy mô nông hộ nên được ứng dụng tương đối rộng rãi để sấy hạt cà phê tươi cho nông dân.
a) Cấu tạo của thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang
Buồng đốt: thường được xây bằng gạch chịu lửa dày gồm 2 ngăn, ngăn bên ngoài là ngăn đốt nguyên liệu, ngăn bên trong là ngăn lắng chứa bụi. Ghi buồng đốt được làm bằng thép chịu nhiệt, có khe hở để cung cấp oxi và tro xỉ rơi xuống trong quá trình đốt. Thể tích buồng đốt được tính toán phụ thuộc vào lượng nguyên liệu cần thiết cho quá trình sấy trong 1 giờ.
Buồng sấy: thường được làm bằng thép tấm, ghép lại với nhau có thể tháo rời. Chiều cao buồng sấy phụ thuộc vào vật liệu cần sấy và năng suất sấy. Phía trên buồng sấy có cửa để cấp và tháo nguyên liệu sấy.
Sàn chứa hạt: được làm bằng các tấm thép đột lỗ, đường kính lỗ d = 2mm, đảm bảo cho hạt cà phê không bị dắt hoặc lọt xuống buồng gió. Chiều dày mỗi tấm khoảng 1,5 – 2 mm. Sàn sấy được gắn cố định vào khung thép hộp.
Quạt: dùng quạt hướng trục hoặc quạt ly tâm Động cơ: động cơ điện 3 pha
b) Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang
Cà phê sau khi thu hoạch về được làm sạch và trải đều trên mặt sàn chứa hạt với độ dày từ 30-40 cm. Không khí sau khi được nung nóng bởi lò đốt sẽ được quạt thổi vào buồng sấy xuyên qua sàn chứa cà phê và lớp cà phê trên sàn mang theo hơi ẩm trong hạt cà phê ra ngoài môi trường. Nhiệt độ sấy trong khoảng 45oC-50oC, thời gian sấy tùy thuộc vào từng loại lò sấy và năng suất sấy.
c) Ưu nhược điểm của thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang + Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp
- Dễ thao tác phù hợp với trình độ lao động của người nông dân - Chi phí sấy thấp: khoảng 50-100 đồng/kg
+ Nhược điểm: - Khó cơ giới hóa
- Độ đồng đều về độ ẩm của sản phẩm không cao do cào đảo thủ công + Phạm vi ứng dụng:
Được ứng dụng rộng rãi trong sấy các nông sản dạng hạt: cà phê, ngô, đậu... Trong các thiết bị sấy nông sản ở Việt Nam hiện nay, các thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang chiếm đa số, điều này chứng tỏ thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang rất phù hợp với quy mô và điều kiện sản xuất nông sản ở nước ta.
1.4.2.2. Thiết bị sấy tháp
Thiết bị sấy tháp làm việc theo nguyên tắc liên tục hoặc tuần hoàn theo từng mẻ, quá trình sấy diễn ra trong tháp là quá trình sấy đối lưu.
a) Cấu tạo của thiết bị sấy tháp
Tháp máy sấy: Gồm các tầng ghép lại với nhau theo chiều cao tăng khả năng chứa hạt, giảm diện tích lắp đặt.
- Quạt: Dùng quạt ly tâm công suất phù hợp, hiệu suất cao - Lò đốt: nhiên liệu than đá
Hình 1.11. Sơ đồ máy sấy tháp
b) Nguyên lý hoạt động
Khi sấy hạt cà phê di chuyển từ trên cao (do gầu tải hoặc vít tải đưa lên) xuống mặt đất dưới tác dụng của trọng lực, theo chuyển động thẳng đứng hoặc dích dắc trong tháp sấy. Tùy theo cách bố trí của dòng hạt di chuyển qua tháp sấy có thể liên tục hoặc tuần hoàn - theo mẻ. Dòng khí nóng được quạt thổi vào tháp từ phía dưới và đi lên theo các kênh dẫn. Dòng khí nóng tiếp xúc với hạt cà phê và làm bay hơi ẩm từ hạt cà phê. Chiều chuyển động của dòng khí nóng phụ thuộc vào cấu tạo cụ thể của kênh dẫn bên trong tháp sấy.
c) Ưu nhược điểm của thiết bị sấy tháp + Ưu điểm:
-Tốc độ sấy nhanh - Năng suất lớn
- Chất lượng hạt đồng đều
- Khả năng cơ giới hóa, tự động hóa cao + Nhược điểm:
-Vốn đầu tư lớn
1.4.2.3. Thiết bị sấy thùng quay
Thiết bị sấy thùng quay thuộc hệ thống sấy đối lưu, chuyên dùng sấy nông sản dạng hạt, sấy ca cao, cục nhỏ, nguyên liệu có khuynh hướng bị rối hoặc dính vào nhau trên băng chuyền hoặc khay.
a) Cấu tạo của thiết bị sấy thùng quay:
+ Thùng sấy: Hình trụ tròn, đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang có 2 vành đai trượt trên các con lăn tựa khi thùng quay. Khoảng cách giữa các con lăn có thể điều chỉnh để thay đổi góc nghiêng của thùng.
+ Quạt: tạo ra dòng chảy của tác nhân sấy có lưu lượng theo yêu cầu kỹ thuật + Calorife: Gia nhiệt cho tác nhân sấy
+ Cylon: Thu hồi bụi
+ Động cơ: Động cơ điện 3 pha
1. Thùng quay 2. Phiễu nạp liệu 3. Buồng hòa trộn khói lò và kk 4. Lò đốt 5. Hệ thống cấp kk 6. Bánh răng
7. Giá đỡ thùng 8. Cylon 9. Cửa tháo liẹu 10. Động cơ 11. Bệ đỡ con lăn 12. Con lăn
b) Nguyên lý hoạt động:
Thùng sấy chứa hạt cà phê dưới tác dụng của động cơ sẽ quay với tốc độ 1-8 vòng/phút. Bên trong thùng có các cánh chắn, các cánh chắn này vừa có tác dụng phân bố vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Tác nhân sấy là khói lò sẽ được quạt thổi vào thùng sấy. Trong suốt quá trình đảo và sấy như vậy cà phê dịch chuyển từ đầu thùng tới cuối thùng và đạt độ khô cần thiết.
c) Ưu nhược điểm của thiết bị sấy thùng quay + Ưu điểm:
- Hiệu suất trao đổi nhiệt cao - Cường độ sấy lớn
- Chi phí vận hành thấp
- Thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa và tự động hóa toàn bộ khâu sấy + Nhược điểm:
- Vật liệu bị đảo lộn nhiều nên dễ vỡ vụn
- Chất lượng sản phẩm không cao do bị vỡ trong quá trình sấy - Trong quá trình sấy phát sinh nhiều bụi
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU