Hoạt động của hệ thống máy sấy này cũng tương tự như hoạt động của máy sấy Jingyingyuan tỉnh Liêu Ninh -Trung Quốc. Điểm khác của máy sấy SRI là bộ cấp nhiệt của Jingyingyuan kiểu khí-hơi được thay thế bằng bộ cấp lị đốt than đá.
Trong cơng nghệ sấy muối tinh bằng phương pháp tầng sôi, hai loại máy sấy tầng sôi thường được sử dụng là máy sấy tầng sôi liên tục kiểu ngang và kiểu có rung. Đối với máy sấy tầng sôi kiểu ngang khi ứng dụng để sấy muối tinh thường có nhược điểm là khó hóa sơi, vật liệu dễ bị vón cục, chế độ sơi khơng đồng đều. Ngược lại, máy sấy tầng sơi rung có thể cải thiện được vấn đề này nhưng khi hoạt động với muối – là vật liệu dễ ăn mịn các bộ phận cơ khí –thì
cơ cấu rung kém hiệu quả hơn khi vận hành trong thời gian dài.
f. Máy sấy tầng sơi xung khí
Tác giả Todo Djurkov trường Đại học thực phẩm Plobdiv-Bulgary, công bố ứng dụng thành công nghệ sấy muối hạt trên máy sấy tầng sôi kiểu xung quay với một số thông số đạt được trong [24]: Năng suất sấy muối 2500-3000 kg/giờ, độ ẩm vào máy sấy 3,9%, độ ẩm thành phẩm 0,25%; nhiệt độ sấy : 170 –200 C, kích thước hạt sản phẩm: 2-2,5 mm lên đến 10-15
mm. Nguyên lý làm việc của máy sấy tầng sôi kiểu xung khí quay mơ tả trong hình 2.8 bên
dưới
1-Buồng sấy; 2-lớp hạt sôi; 3-ghi đỡ hạt; 4-đĩa phân phối khí quay;
5-cửa thốt khí; 6-buồng chứa tác nhân sấy Hình 2.8 Nguyên lý sấy muối xung rung của Todo Djurkov
59 Nguyên lý sấy tầng sơi xung khí
Sự khác nhau chính giữa máy sấy lớp hạt sơi xung khí kiểu quay với một máy sấy lớp hạt sơi thơng thường là hệ thống phân phối khí. Bộ phân phối khí là một đĩa được lắp đặt dưới ghi phân phơi khí (trong buồng chứa tác nhân). Đĩa này có một khe hở hình trịn góc mở 600-
cho phép định hướng dịng khí sẽ đi xun qua. Khi đĩa này quay, khí sẽ lần lượt được phân phối giữa các phần của buồng sấy, gây nên hiệu ứng xung động. Bộ phân phối khí dạng phẳng vừa có chức năng đỡ hạt và vừa có chức năng phân phối khí đều khắp ghi đỡ hạt. Đĩa phân phối khí quay nhờ nối với trục của motor (6), để phân phối khí một cách định kì lên tồn bộ diện tích mặt cắt ngang của ghi.
Khi đĩa quay nó sẽ thì định vị một hoặc nhiều đầu phun hình thành – chúng thì phụ thuộc vào số lượng lỗ và hoạt động của quá trình được xem như là một lớp hạt phun. Khi vận tốc quay của đĩa thấp, các vịi phun quay và giữa chúng có lớp hạt tĩnh. Khi vận tốc quay của đĩa cao, tồn bộ hệ thống được tạo lớp hạt sơi giống như lớp hạt tạo lớp hạt sôi thông thường
(Elenkov và Djurkov, 1992)[21].
Ưu điểm chủ yếu của máy sấy tầng sôi kiều xung quay hơn máy sấy phun và máy sấy lớp hạt sôi thông thường là tồn bộ diện tích của lớp hạt trong vùng phân phối khí của đĩa quay đạt tới vận tốc cao. Trong trường hợp các vùng có khơng khí qua thấp thì lớp hạt sơi khơng tồn tại. Đĩa quay với tốc độ cao tạo ra sự chuyển động đều ở bên trong lớp hạt. (Elenkov và Djurkov,
1992)[24]
1-máy nghiền trục; 2-gầu tải; 3-trục nạp nguyên liệu; 4-phễu chứa; 5-buồng sấy;
6, 16-ống thải khí sau sấy; 7,12,15-van bướm điều chỉnh khí thải;
13-ống khí thải ra ngồi cyclone; 14-ống góp khí thải; 17-buồng làm mát hạt;
18-gầu tải sản phẩm; 19-van điều chỉnh chiều cao lớp hạt làm nguội;
20-cửa ra sản phẩm; 21-van điều chỉnh chiều cao lớp hạt sấy.
Hình 2.9Sơ đồnguyên lý làm việc của máy sấy tầng sơi xung khí sấy muối hạtCấu tạo của hệ thống Cấu tạo của hệ thống
Buồng làm việc (5) theo chiều dài được tách ra thành nhiều phần theo phương chắn ngang. Trong ba phần đầu tiên quá trình sấy vật liệu được thực hiện, trong khi hai phần cuối của buồng làm việc-sản phẩm sấy được làm mát hạt xuống xấp xỉ 35-40 C. Các cảm biến đo nhiệt độ khơng khí được gắn ở các buồng 11, buồng 5 và trên đường ống thải 13. Buồng sấy hạt (11) được chia thành 3 buồng và tương ứng phía dưới của buồng (dưới ghi phân phối khí
cũng được chia thành 3 phần). Trong hai phần đầu tiên bộ phận phân phối khơng khí được lắp để tạo ra lớp hạt sơi kiểu xung quay với mục đích tạo điều kiện cho lớp hạt ẩm sơi tốt nhất. Trong khoang cuối, phần thứ ba, ghi lò được chia ra thành phần và được thiết kế để tạo nên sự lớp hạt sôi thông thường. Phần này được dùng để hỗ trợ cho quá trình làm mát hạt dưới trạng thái sôi thông thường và cũng hỗ trợ tách ẩm cịn lại.
Hoạt động của hệ thống(mơ tả theo hình 2.9)
Trước hết muối hạt ẩm đi qua máy nghiền trục (1), ở đây các hạt muối lớn được va đập với nhau bị vỡ ra thành các phần tử nhỏ hơn, sau đó tiếp đến đi vào gàu tải (2), được nâng lên và được đi qua phễu chứa (4) của máy sấy. Lượng nguyên liệu phải được cấp vào định lượng thông qua bộ cấp liệu kiểu rôto cấp liệu (3), nguyên liệu ẩm sẽ đi vào khoang thứ nhấttrên ghi
(9). Hạt muối sấy được tạo sôi trong các khoang theo thứ tự I, II, và III bằng dịng tác nhân khí nóng ở nhiệt độ 170-200 C. Khơng khí được gia gia nhiệt từ béc đốt dầu và cấp nhiệt gián tiếp qua thiết bị trao đội nhiệt. Khi sấy vật liệu hạt được di chuyển từ khu vực này đến khu vực khác trong buồng sấy một cách tự do. Tại phần cuối của khoang II, được lắp 01 một van kiểu kéo (21) dùng để điểu chỉnh chiều cao lớp hạt sôi. Muối sau khi được sấy khô trong khoang I và khoang II được nhảy qua van kéo (21) đi vào khoang III để làm mát. Trong khoang cuối các tinh thể muối sấy được làm mát hạt bằng nhiệt độ khơng khí đưa vào từ mơi trường bên ngồi. Tại phần cuối cùng của khoang III cũng bố trí 01 van kiểu cửa kéo phẳng (19) dùng để điều chỉnh chiều cao của lớp hạt sấy làm mát. Muối sấy sau khi được làm mát được nhảy qua van (19) ra ngoài tại vị trí (20). Sản phẩm sau sấy khơ được gàu tải (18) vận chuyển đến máy nghiền thành muối tinh nhỏ, sau đó được chuyển đến bộ phận đóng bao và cung cấp đến các nơi tiêu
thụ.
Hình 2.10 Máy sấy xung quay sấy muối hạt của Todo Djurkov - Bulgary
Theo M.Ambrosio-Ugri (2007), sự khác nhau giữa máy sấy lớp hạt sơi xung khí với máy sấy tầng sơi thơng thường là cách phân phối khí, bộ phân phối khí của máy sấy kiểu xung
khí gồm một đĩa được lắp dưới ghi phân phối khí, trên đĩa có một khe hở (có góc mở 60 ) cho
phép định hướng dịng khí sẽ đi xun qua. Khi đĩa phân phối khí quay, khí sẽ lần lượt phân phối trên các phần của buồng sấy, gây nên hiệu ứng xung động bằng dịng khí cho khối hạt. Khi đĩa quay nó sẽ thì định vị và hình thành một hoặc nhiều đầu phun khí trên lớp hạt, số đầu phun khí phụ thuộc vào số lượng lỗ và hoạt động của quá trình tạo ra các lớp hạt phun lên. Ưu điểm của máy sấy tầng sơi kiểu xung khí là tiết kiệm lưu lượng khí cần thiết cho q trình hoạt động sơi lớp hạt.
61 1-bộ cấp khí kiểu quay; 2-buồng cấp tác nhân khí; 3-cấp nguyên liệu sấy, 4-lớp sơi xung khí; 5-khí thải; 6-sản phẩm sấy
A. Máy sấy tầng sơi xung khí
1-cấp tác nhân sấy, 2-buồng chứa và cấp tác nhân khí; 3-cấp nguyên liệu sấy, 4- khí thải; 5-sản phẩm sấy
B. Máy sấy tầng sơi thơng thường Hình 2.11 Máy sấy tầng sơi kiểu xung khí (A) và máy sấy tầng sôi thông thường (B)
2.2. Kỹ thuật sấy muối tinh ở Việt Nam
Trong những năm gần đây kể từ khi công nghiệp chế biến trong nước phát triển, đời sống của người dân trong cả nước gần đây được nâng cao, nhu cầu sử dụng muối tinh có sấy nói chung và chất lượng muối tinh sấy cao cấp mới được lưu ý và có thị trường tiêu thụ mạnh. Kỹ thuật sấy muối tinh tại các nhà máy sản xuất muối tinh trong nước chủ yếu được thực hiện trên máy sấy thùng quay, một số sấy bằng máy sấy buồng và một số địa phương vẫn cịn duy trì phương pháp sản xuất muối theo cơng nghệ muối hầm truyền thống dưới dạng sấy mẻ. Duy nhất hiện nay có Trung tâm Nghiên cứu Muối biển thuộc Tổng Công ty muối đang thử nghiệm và theo dõi máy sấy rung tầng sơi do chính trung tâm thiết kế chế tạo [9], ngồi ra cịn có Cơng ty cổ phần muối Vĩnh Hảo -Bình Thuận đang vận hành máy sấy rung tầng sôi năng suất 3 tấn/giờ nhập khẩu từ Trung Quốc.
2.2.1. Sấy muối tinh trên máy sấy buồng
Sấy muối tinh trên máy sấy buồng được áp dụng chủ yếu trong các phịng thí nghiệm, các phịng phân tích tại các nhà máy chế biến muối, tại các Viện nghiên cứu về muối, một số xí nghiệp sản xuất muối quy mô nhỏ dạng bán thủ công. Máy sấy buồng làm việc theo kiểu sấy mẻ xuyên khay (batch dryer). Năng suất máy sấy buồng thường có cơng suất từ 100-300 kg/mẻ [6], nhiên liệu cấp nhiệt cho máy sấy buồng thường là than đá cấp qua bộ trao đổi nhiệt khí khói.
Máy sấy buồng mơ tả trên hình 2.12 gồm buồng sấy (trong buồng sấy có thể bố trí từ một đến hai xe gng có chứa các khay đựng muối tinh hoặc các giá đỡ cố định để đặt các khay chứa nguyên liệu sấy), buồng đốt cấp nhiệt, bộ trao đổi nhiệt (kiểu khí khói), quạt cấp tác nhân sấy, cyclone thu bụi muối.... Tác nhân trong thiết bị sấy buồng thường là khơng khí được đốt nóng nhờ calorifier điện hoặc calorifier khí – khói. Bộ trao đổi nhiệt (calorifier) có thể bố trí ngồi buồng sấy hoặc phía dưới buồng sấy hoặc hai bên sườn buồng sấy có thể làm bằng thép tấm 2 lớp giữa có cách nhiệt, phần trên của thiết bị sấy buồng là lỗ thốt ẩm. Kích thước của lỗ thoát ẩm cần cân xứng với thiết bị và có cơ cấu điều chỉnh lượng tác nhân thốt ra ngồi bằng van bướm. Thực tế máy sấy buồng được sử dụng ở một số xí nghiệp muối nhỏ như Công ty muối Hải Hậu (Nam Định), công ty muối Đà Nẵng [4]...
Khi sấy người ta phải đưa muối nguyên liệu vào các khay đựng và xếp lên xe goòng rồi đẩy vào buồng sấy. Trong quá trình sấy lớp muối tồn tại ở trạng thái tĩnh (khơng có sự đảo trộn), tác nhân được cấp vào thổi xuyên qua khay từ trên xuống hoặc từ dưới lên, sau một khoảng thời gian cố định nó tự động đổi lại hướng thổi ( ngược với hướng thổi ban đầu ). Sấy muối tinh trong máy sấy buồng là dạng sấy tĩnh, công nghệ sấy đơn giản (khối hạt sấy nằm yên trong khi tác nhân sấy được đi qua). Sản phẩm muối tinh (sau sấy) bị đóng kết thành bánh, dính chặt với vật chứa khi sấy, thời gian sấy kéo dài hàng giờ làm tăng chi phí điện, nhiên liệu đốt, cần nhiều lao động thủ cơng để đưa muối nguyên liệu vào sấy và lấy sản phẩm ra, ngồi ra cịn
có thêm nhiều cơng đoạn đập, nghiền, sàng phân loại để tạo ra thành phẩm muối tinh sấy thơng thường. Máy sấy buồng có kết cấu đơn giản dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ sửa chữa, nhưng năng suất thấp.
1-bộ lọc khí tươi;2-bộ trao đổi nhiệt;3- xe goong; 4, 5-khay đựng vật liệu sấy; 6-thân máy sấy khay; 7-quạt hút tác nhân sấy; 8-panel điều khiển; 9-quạt hút khí thải ẩm
Hình 2.12 Máy sấy muối tinh kiểu sấy buồng
2.2.2. Sấy muối tinh bằng máy sấy thùng quay
Sấy muối tinh trên máy sấy kiểu thùng quay được sử dụng rất thịnh hành trong các nhà máy sản xuất muối tinh quy mơ trung bình ở các Cơng ty muối Miền Nam, Công ty muối Miền Trung, Công ty muối Miền Bắc, Cơng ty Hóa chất Cơ bản Miền Nam, Cơng ty muối Bạc Liêu... Máy sấy muối tinh kiểu thùng quay gồm một ống trụ làm bằng thép đặt nghiêng một góc từ 1,5 - 2 , đường kính ống sấy được thiết kế ở dãy kích thước 1m-1,2m; 1,5m, tỷ lệ chiều dài và đường kính L/D thường bằng 7 đến 7,5. Bên trong thùng quay có các cánh nâng và đảo trộn, bố trí kiểu xoắn ốc. Khi sấy, thùng quay quay từ 1 – 1,5 vòng/ phút, vận tốc tác nhân thổi trong thùng thường thiết kế từ 0,5-1,5 m/giây, vị trí cấp nhiệt vào buồng sấy thường được bố trí ngay tại cửa ra sản phẩm (vị trí cấp được thổi trực tiếp lên bề mặt khối hạt). Chiều tác nhân sấy luôn được thiết kế ngược với chiều chuyển động của vật liệu sấy)
Hình 2.13 Máy sấy thùng quay dùng sấy muối tinh
Năng suất máy sấy muối tinh kiểu thùng quay thường được thiết kế có năng suất 1-1,5 tấn/giờ [8][9] . Nhiên liệu đốt để cấp nhiệt thường là than đá (cấp gián tiếp qua bộ trao đổi nhiệt), thời gian gần đây, nhiều nhà máy đã bỏ buồng đốt than thành buồng đốt gas LPG, thổi ngọn lửa trực tiếp vào khu vực sản phẩm muối tinh đi ra khỏi hệ thống. Hình 2.16 trình bày lưu trình bố trí các cụm thiết bị và chức năng của các cụm thiết bị của hệ thống sấy muối tinh kiểu thùng quay tại các xưởng sản xuất muối tinh trong nước.
63
Hình 2.14Lưu đồbốtrí các cụm và hoạt động sấy muối bằng máy sấy thùng quayHình 2.14mơ tả sơ đồ nguyên lý máy sấy muối tinh thùng quay của xưởng sản xuất thực nghiệp Hình 2.14mơ tả sơ đồ nguyên lý máy sấy muối tinh thùng quay của xưởng sản xuất thực nghiệp cơng ty hóa chất cơ bản Miền Nam.
Hoạt động của máy sấy thùng quay sấy muối tinh(theo hình 2.15)
Muối tinh ngun liệu được vít tải định lượng (3) nạp vào phễu nạp bố trí phía trên boong ke nạp liệu (4). Qua phễu muối tinh được rơi vào đầu thùng và được cách nâng của thùng cuốn vào trong. Muối tinh cuốn theo cánh nâng chuyển động dọc thùng nhưng ngược với chiều chuyển động của tác nhân sấy. Trong q trình chuyển động nó liên tục được cánh múc đưa lên và đảo trộn và nhận nhiệt để trao đổi ẩm. Để tránh hiện tượng muối tinh bám và đóng khối cứng ở mặt trong của thùng sấy, dọc theo thân thùng quay, người ta thiết kế thêm các ống đựng bi (12) để khi thùng quay các viên bi sẽ lăn tịnh tiến đi vào và đi ra đồng thời gõ vào thân thùng, gây rung làm khối muối rời ra khỏi thùng quay. Do đặc tính thốt ẩm từ trong muối tinh khó hơn các loại vật liệu khác nên các máy sấy thùng quay đều bố trí chiều tác nhân sấy đi ngược chiều với chiều của vật liệu sấy.
Máy sấy thùng quay cho phép sấy muối tinh liên tục, nên năng suất cao hơn, có khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao. Chất lượng sản phẩm sấy tốt hơn, cường độ trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm lớn hơn rất nhiều. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay biểu diễn trên hình 2.15.
1-Siclon thu bụi muối; 2-quạt hút tác nhân sấy; 3-vít nạp muối tinh;
4-boong ke nạp nguyên liệu; 5-thùng quay liệu; 6- cánh đảo liệu; 7-boong ke ra liệu;
8-béc đốt gas và buồng đốt; 9-vít tải chuyển sản phẩm; 10-sàng phân loại sản phẩm;
11-bộ truyền động cho thùng quay; 12-ống đựng bi tạo rung cho thành thùng sấy
Hình 2.15Sơ đồvà nguyên lý máy sấy muối tinh nguyên lý thùng quay của cơng ty hóa chất cơ bản Miền Nam
Do béc đốt gas được bố trí ngay tại cửa ra sản phẩm nên các hạt muối tinh bị "ám khói", màu tự nhiên của muối từ sáng trắng tự nhiên chuyển qua vàng nhạt, thêm vào đó một lượng