- Nguyên lý hoạt động của bình điện phân:
1.Ảnh hưởng của tốc độ giĩ đến quá trình sấy chitin
Trong thí nghiệm này khối luợng chitin sấy 2,0kg/m2, khoảng cách thời gian giữa các lần đảo trộn 30 phút, vận tốc giĩ khác nhau lần luợt là 1,0; 2,0; 3,0 và 4,0m/s.
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý và thiết bị sấy chitin cĩ ứng dụng năng lượng mặt trời
Hình 3. Biến đổi độ ẩm (A) và tốc độ sấy (B) của chitin theo vận tốc giĩ
Ở vận tốc giĩ 1,0m/s, trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ bề mặt chitin nguyên liệu tăng lên, làm tăng áp suất hơi nước trên bề mặt của chitin, dẫn đến sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt chitin và áp suất riêng phần của hơi nước trong khơng khí ẩm tăng lên, làm cho cường độ khuếch tán ngoại tăng và lượng ẩm thốt ra tăng dần. Chính vì vậy mà tốc độ sấy tăng dần cho đến khi nhiệt độ bề mặt của chitin bằng nhiệt độ ướt của khơng khí ẩm.
Độ ẩm trong chitin ban đầu là 70% và do tính chất của chitin là nguyên liệu dạng xốp, độ rắn tương đối cao, cĩ ẩm liên kết tự do nhiều, sau một giờ sấy lúc này nhiệt độ tại bề mặt của các lớp chitin bằng nhiệt độ ướt của khơng khí ẩm, do đĩ áp suất hơi nước trên bề mặt chitin gần như khơng đổi nên lượng ẩm thốt ra theo thời gian sấy tương đối ổn định, chính vì vậy mà tốc độ sấy khơng đổi. Khi chuyển qua giai đoạn sấy giảm tốc, áp suất hơi nước trên bề mặt chitin phụ thuộc vào độ ẩm chứa trong chitin và nhiệt độ sấy. Theo thời gian sấy, phần
nước cịn lại trong chitin với liên kết chặt chẽ hơn, do đĩ năng lượng liên kết ẩm lớn hơn, điều này làm cho quá trình khuếch tán nội giảm, dẫn đến áp suất hơi nước trên bề mặt chitin giảm dần, do đĩ tốc độ sấy càng về sau càng giảm.
Ở vận tốc giĩ 2,0; 3,0 và 4,0m/s quy luật biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy của chitin giống như sấy ở vận tốc giĩ 1,0m/s (Hình 3). Do vận tốc giĩ tăng lên đã làm tăng quá trình đối lưu khơng khí trên bề mặt và trong khối chitin, làm cho quá trình thốt ẩm trên bề mặt khối chitin tăng lên so với sấy ở vận tốc giĩ 1,0m/s. Tốc độ sấy trung bình ở giai đoạn sấy đẳng tốc ở vận tốc giĩ 2,0; 3,0 và 4,0m/s, lần lượt là 23,5; 24,0 (%/h) và 24,5 (%/h) lớn hơn so với sấy ở 1,0 m/s cĩ tốc độ sấy trung bình 21,2 (%/h).
Với mẫu đối chứng phơi trên nền xi măng quy luật biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy của chitin giống như sấy cĩ điều chỉnh vận tốc giĩ. Tuy nhiên trong quá trình phơi tự nhiên kết quả đo được tốc độ giĩ tự nhiên ngồi trời rất thấp từ 0,2 đến 0,4m/s, và do nhiệt độ khơng khí bên ngồi thấp hơn so với bên
trong thiết bị sấy nên lượng ẩm bay hơi rất chậm. Vì vậy ở giai đoạn sấy đẳng tốc, tốc độ sấy trung bình là 19,4 (%/h), thấp hơn rất nhiều so với sấy bằng thiết bị sấy đối lưu cưỡng bức.
Màu sắc của chitin sấy ở các tốc độ giĩ khác nhau và mẫu phơi trên nền xi măng đều cĩ màu trắng sáng. Điều này là do ánh nắng mặt trời cĩ khả năng tẩy màu cho chitin trong quá trình sấy. Màu sắc đỏ của chitin là do thành phần astaxanthin tạo nên. Việc khử màu chitin trong quá trình sấy hoặc phơi khơ bằng ánh nắng mặt trời là do tính oxy hĩa làm giảm liên kết đơi carbon-carbon tồn tại trong astaxanthin nhờ tia UV từ ánh nắng mặt trời (Henry và cộng sự, 2000). Khả năng tẩy màu bằng ánh sáng mặt trời cũng đã được chứng minh đối với sản phẩm chitin sau khi deacetyl (Youn và cộng sự, 2007).
Thời gian sấy chitin đạt đến độ ẩm <10% với
vận tốc giĩ 1,0; 2,0; 3,0; 4,0m/s và phơi trên nền xi măng lần lượt là 258; 195; 183, 174 và 358 phút. Kết quả này cho thấy sự chênh lệch thời gian sấy chitin ở vận tốc giĩ 2,0; 3,0 và 4,0 m/s là khơng nhiều, khoảng 10 đến 12 phút, trong khi đĩ chi phí tiêu thụ điện của quạt lại tăng lên đáng kể khi tăng vận tốc giĩ. Như vậy căn cứ vào màu sắc chitin sau khi sấy, thời gian sấy và tính kinh tế trong tiêu thụ điện năng của quạt, tốc độ giĩ thích hợp trong quá trình sấy chitin là 2,0m/s.