1.4.2 .Phân loại theo hệ thống sấy
1.4.2.6. Hệ thống sấy chân không
B gồ ó ồ g sấy hiế ị nghƣ g ụ h h h ỏ g ơ hâ h g ậ iệ sấ ƣợ h g ồ g í s ó ồ g ƣợ hú hâ h g ( ở s ấ ớ hơ 4 56 Hg) ƣợ g ẩ g ậ iệ ƣợ h ƣợ hút ra ngoài.
Sấ hâ h g ƣợ dụ g ể sấ ại ậ iệ ó h hiề h ƣợ g i h dầ hƣơ g h dƣợ hẩ g sả h hẩ ó ầ hiệ ộ hấ hằ giữ g hấ ƣợ g ầ sắ h g gâ h h ấ ú iế í h hấ ặ iệ sấ hâ h g ƣợc dù g ể sấ ậ iệ h hậ hó sấ hằ g ại hấ ƣợ g sả hẩ sấ g ƣợ h ầ sử dụng trong và g i ƣớ ú gắ g ể h i gi sấ ặ iệ ó hả g iế h h sấ ở hiệ ộ hấ hơ ở hiệ ộ i ƣ g.
1.4.2.7. Hệ thống sấy sử dụng năng lượng mặt trời
Sấ ằ g hƣơ g h hơi ắ g ( h g sử dụ g hiế ị sấ ) ƣợ sử dụ g ộ g i hấ ở g hế iế g sả ại Việ N .
Ƣ iể :
- g ghệ ơ giả hi hí ầ ƣ ậ h h hấ .
- h g òi hỏi g ấ g ƣợ g ớ g hâ h ghề
ó hể sấ ƣợ g ớ ụ ù ới hi hí hấ . Nhƣợ iể :
28
- Tố ộ sấ hậ hơ s ới sấ ằ g hiế ị d ó hấ ƣợ g sả hẩ ũ g é d ộ g hơ .
- Q h sấ hụ h ộ h i iế h i gi g g . - Đòi hỏi hiề g hâ .
1.4.2.8. Hệ thống sấy đối lưu
h g hí ó g h ặ hói ò ƣợ sử dụ g hâ sấ ó hiệ ộ ộ ẩ ố ộ hù hợ h ể ộ g hả ù ậ sấ h ẩ g ậ sấ hơi ồi i he hâ sấ Dị g hí ó hể h ể ộ g gƣợ hiể cùng hiề h ặ ắ g g dò g sả hẩ Sấ ối ƣ ó hể h hiệ he ẻ h ặ i ụ
Bảng 1.4: So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy Hướng chuyển
động TNS
Ưu điểm Nhược điểm
ù g hiề Tố ộ sấ ầ í ị gó ỷ ọ g hấ sả hẩ í ị hƣ hỏ g í g ơ hƣ hỏ g d i si h ậ hó ạ ƣợ ộ ẩ ối ù g hấ d h g hí ẩ g ội hổi sả hẩ Ngƣợ hiề N g ƣợ g sử dụ g i h ế hơ ộ ẩ ối ù g hấ hơ Sả hẩ dễ ị hƣ hỏ g gó d hiệ ó g ơ hƣ hỏ g i si h ậ d h g hí ẩ ấ gặ g iệ ƣớ ế hợ ƣ iể sấ ù g hiề gƣợ hiề hƣ g h g ằ g sấ dị g hí hổi ắ ngang. Ph ạ ắ iề hơ so ới sấ ộ hiề Dị g hí hổi ắ g g
iể s iề iệ sấ i h h ạ ằ g ù g hiệ ƣợ iể s i g iệ ố ộ sấ
Đầ ƣ g ị ậ h h ả dƣỡ g h ạ ắ iề
29
T g hệ hố g sấ ối ƣ ò ƣợ hi hiề ại he ấ ạ ố g sấ .
1.4.2.8.1. Hệ thống sấy buồng
ấ ạ h ế hệ hố g sấ ồ g sấ T g ồ g sấ ó ố í hiế ị ỡ ậ iệ sấ gọi h g hiế ị ề ải Nế d g ƣợ g ồ g sấ ớ hiế ị ề ải e gò g h gƣ i gọi h g hệ hố g sấ iểu xe gịong Nói h g hiế ị sấ g hệ hố g sấ ồ g ấ dạ g Ví dụ hệ hố g sấ ồ g h ố hú g hƣ g gặ ở Việ N h hiế ị h ề ải hỉ s ể e h ố Đặ iể hệ hố g sấ ồ g d í h hấ ấ ạ ó ộ hệ hố g sấ h ừ g ẻ ộ D ó g s ấ sấ h g ớ T hi ó ó hể sấ hiề dạ g ậ iệ sấ h h ừ ậ iệ dạ g ụ hạ ế ậ dạ g h h ấ .
1.4.2.8.2. Hệ thống sấy hầm
h ới hệ hố g sấ ồ g hệ hố g sấ hầ hiế ị sấ ộ hầ d i ậ iệ sấ ầ ầ i hầ Thiế ị h ề ải g hệ hố g sấ hầ hƣ ng là xe gòo g h ặ g ải Đặ iể h ế hệ hố g sấ hầ i ụ h ặ i ụ ũ g hƣ hệ hố g sấ ồ g ó ó hể sấ ƣợ hiề dạ g ậ iệ sấ T hi d ấ ạ g s ấ ó ớ hơ g s ấ hệ hố g sấ ồ g Hệ hố g sấ hầ ó ấ ạ ộ ầ ử ặ ạ hổi hí ó g ầ ố í ộ ạ hú khí hải . VLS ƣợ g các xe gòong và ƣợ ƣ he hình (1.5) ồ g h i ạ hổi hí ồ g hí ó g hầ sấ he hƣớ g gƣợ hiề ới hiề sả hẩ hằ ụ í h g hiệ ấ h sấ
30
Hình 1.1: Hệ thống sấy hầm
1.4.2.8.3. Hệ thống sấy tháp
T g hệ hố g sấ hiế ị sấ ộ h sấ g ó gƣ i ặ ộ ạ h dẫ h hải hâ sấ e ẽ h Vậ iệ sấ g hệ hố g sấ h dạ g hạ hả ừ ố g dƣới T hâ sấ ừ h dẫ ớ hạ h ể ộ g i h hải ể hải g i Nhƣ ậ hệ hố g sấ h hệ hố g sấ h dù g ể sấ hạ ù g dạ g ới hệ hố g sấ h ũ g gặ hệ hố g sấ ƣơ g ở ó hạ h ể ộ g ừ ố g ò hâ sấ i g g ớ hạ h hiệ h ổi hiệ ẩ Hệ hố g sấ h hệ hố g sấ i ụ
31
Lò ố h (1) ấ hí ó g h ƣớ (2) ƣợc quạt sấy (4) thổi vào h ể cấp nhiệt cho tháp sấ VLS ƣợ ƣ h h gầu tải (6) vào tầng ch a hạ (5 1) s ó ống các tầng sấy sản phẩm (5.2) và (5.3), tiếp theo xuống tầng làm mát sản phẩm (5.4), và cuối ù g ến tầng tháo sản phẩm ra (5.5) kết thúc quá trình sấy. 1.4.2.8.4. Hệ thống sấy thùng quay Thiế ị sấ g hệ hố g sấ hù g hƣ gọi ộ hù g sấ h h ụ ò ặ ghi g ộ gó ó T g hù g sấ gƣ i ố í h ộ hi hù g ậ iệ sấ ừ h ể ộ g ừ ầ ế ầ i hù g sấ ừ ị ộ ừ ố g dƣới T hâ sấ ũ g ầ ầ i hù g sấ Nhƣ ậ hệ hố g sấ hù g ũ g hệ hố g sấ h dù g ể sấ hạ h ặ ụ hỏ ó hể iệ i ụ 1.4.2.8.5. Hệ thống sấy khí động ó ấ hiề dạ g hệ hố g sấ hí ộ g Thiế ị sấ g hệ hố g sấ ó hể ộ ố g ò h ặ h h hễ g ó hâ sấ ó ố ộ ừ hiệ ụ sấ ừ hiệ ụ ậ h ể ậ iệ sấ ừ ầ ế ầ i hiế ị sấ Tố ộ hâ ó hể ạ (40 ÷ 50) /s Vậ iệ sấ g hệ hố g sấ hải hữ g hạ ả h hỏ ộ ẩ ầ ấ i g h sấ hƣ ng ộ ẩ ề ặ
1.4.2.8.6. Hệ thống sấy tầng sôi
Trong hệ thống sấy tầng sôi thiết bị sấy là một buồng sấ g ó gƣ i ta bố í ghi ỡ vật liệu sấy. Tác nhân sấy có thơng số thích hợ ƣợ ƣợ ƣ dƣới ghi làm cho vật liệu sấy chuyể ộng bập ù g ghi ũ g hƣ h h ảnh các bọ ƣớc sơi. Vì vậ gƣ i ta gọi ó hệ thống sấy tầ g s i Đâ ũ g hệ thống sấ h dù g ể sấy hạt. Hạt khô nhẹ hơ sẽ ở phần trên c a lớ s i ƣợc lấy ra khỏi thiết bị sấy một cách liên tục. Trong hệ thống sấy tầng sôi, truyền nhiệt và truyền ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy rất tốt nên trong các hệ thống sấy hạt hiện có thì hệ thống sấy tầ g s i ó g s ất lớn, th i gian sấy nhanh và vật liệu sấ ƣợc sấ ều.
32
1.4.3. Phân loại theo chế độ sấy
Chế ộ sấy ở â ƣợc hiểu là quy trình tổ ch c quá trình sấy mà ch yếu là cách tổ ch c quá trình truyền nhiệt truyền chất giữa TNS và VLS và các thơng số c ó ể ảm bả g s ất HTS theo yêu cầu, chấ ƣợng sản phẩm tốt và chi phí vậ h h ũ g hƣ hi hí g ƣợng hợp lý.
1.4.3.1. Chế độ sấy có đốt nóng trung gian
Chế ộ sấ ó ố ó g g gi ƣợc th c hiện khi vật liệu sấy không chị ƣợc nhiệ ộ cao. Chế ộ sấ ó ố ó g g gi ảm bả ƣợ ịnh nhiệ ộ tối ật liệu sấy phải chịu và làm cho ẩm thoát ra khỏi vật liệu sấy vào tác nhân sấy một cách từ từ hơ Nh ố ó g g gi ộ chênh lệch nhiệ ộ giữa tác nhân sấy và vật liệu sấ é hơ ạo ra chế ộ sấy dị hơ h sấ iề hò hơ Về mặ g ƣợ g i h ể bốc hơi ột kg ẩm trong hệ thống sấ ó h g ó ốt nóng trung gian trong quá trình sấy lý thuyế hƣ h
1.4.3.2. Chế độ sấy hồi lưu một phần
Để tạo ra chế ộ sấy dị ồng th i giảm tổn thất do tác nhân sấ g i (do t2> t1) gƣ i ta sử dụng chế ộ sấy hồi ƣ ột phần. Có thể th c hiện chế ộ sấy hồi ƣ ột phần theo hai cách sau: Hồi ƣ ƣớc calorifer và hồi ƣ s calorifer. Vấ ề chọn chế ộ sấy hồi ƣ hỉ tùy thuộc vào dạng calorifer và nguồ g ƣợng cung cấp. Chẳng hạn, khi sử dụ g ife iện thì khơng nên sử dụng chế ộ hồi ƣ ƣớ ife hi ó d h g hí ó ộ ẩm lớn dễ gây ra hiệ ƣợng oxy hóa h h iện trở Ngƣợc lại, nếu là calorifer khí-hơi h sử dụng chế ộ sấ hí ó ấ ề oxy hóa khơng quan trọ g gƣ i lại nh ƣ ƣợng tác nhân sấ g hệ số ổi nhiệ g ife g dẫ ến hiệu suấ ife g
1.4.3.3. Chế độ sấy kết hợp hồi lưu một phần và đốt nóng trung gian
Trong th c tế ể tận dụng nhữ g ƣ iểm c a cả chế ộ sấy hồi ƣ ốt ó g g gi gƣ i ũ g sử dụng chế ộ sấy kết hợp hồi ƣ ốt nóng trung gian.
33
1.4.3.4. Chế độ sấy hồi lưu toàn phần
Chế ộ sấy hồi ƣ hần hay cịn gọi là chế ộ sấ í ƣợc th c hiện khi tác nhân sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấ ƣợ ƣ ộ h gƣ g ụ và ƣợc làm lạ h ến nhiệ ộ iể sƣơ g Sau ó ƣớc trong tác nhân sấ ƣợc gƣ g ụ ể tạ h g hí hị ƣợ ƣ ế ife ể nâng nhiệ ộ. Chế ộ sấy tuần hoàn toàn phầ ƣợc sử dụng trong c ƣ ng hợp sau:
+Khi sấy các vật liệu mà ẩm trong vật liệu khơng chỉ ƣớc mà cịn là các loại tinh dầu cần thu hồi hi ó g h gƣ g hú g sẽ h ƣợc một dung dịch tinh dầu.
+Khi sấy trong hệ thống sấy lạ h T ƣ ng hợp này không phải ể thu hồi những chất bay theo ẩm mà do kinh tế vì trong hệ thống sấy lạnh, tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy hoặc có nhiệ ộ hoặ ó ộ ẩ ƣơ g ối hoặc cả h i ều nhỏ hơ hiệ ộ ộ ẩm c i ƣ ng.
1.5. PHƯƠ G PHÁP SẤY SỬ DỤ G Ă G ƯỢNG VI SĨNG
1.5.1. Khái niệm chung vi sóng
Vi sóng là một loại só g iện từ có tần số 2450 ± 50 MHz ƣớc sóng khoảng 12.24cm. Vi sóng có thể i ƣợc khơng khí, các vật liệu phi kim hƣ h y tinh, gốm, s hƣ g ị phản xạ lại khi gặp các vật liệu kim loại. Vi sóng bị hấp thụ mạnh bởi các vật liệ ƣỡng c ặc biệ ƣớc và làm chúng nóng lên.
1.5.2. Nguyên lý chung
T g só g iện từ có s lan truyề d ộng c e ơ iệ ƣ ng. Th c phẩm ồ uố g hƣ ng có ch a những phân tử bị phân c hƣ ƣớc gồm có h và ôxy trong phân tử ƣớ h g iệ dƣơ g ò g iện âm, phân tử là mộ ƣỡng c iệ Dƣới tác dụ g iệ ƣ g ƣỡng c iệ ó hƣớng quay dọ he e ơ iệ ƣ g hi iệ ƣ g h ổi chiề ƣỡng c c iệ ũ g h ổi chiều theo, q trình này ln ln bị trễ, bị tổn hao vì ma sát, tỏa nhiệt. S tổn hao, tỏa nhiệt này rất phụ thuộc vào phân tử g ƣỡng c iện lớn hay nhỏ h g h ƣỡng c c có những phân tử gì v.v...
34
Ví dụ hƣ ly cà phê có mộ í ƣ ng thì rất chóng sơi, bánh mì có phế í ơ h ơ rất chóng nóng chảy...
Só g iện từ có tần số hƣ ở vi sóng rất dễ dàng xun qua khơng khí, giấy, nhiều loại chất dẻo. Khi gặp kim loại só g iện từ c a lị vi sóng bị phản xạ nếu sóng này q mạ h dị g iện bề mặt (hiệu ng lớp da) có thể làm cho rất nóng. Do ó h ể kim loại hƣ h hé ó iền kim loại trang trí... ,Khi gặ ƣớc, ƣ ng, mỡ só g iện từ bị hấp thụ mạnh. Trong nhiều loại th c phẩm só g iện từ c a lị vi sóng ƣớc sóng i sâ ƣợ i e i e d ó ó g ột lớp cỡ trên centimet ở bên ngồi cịn bên trong nóng lên là do dẫn nhiệt. Vì vậy khơng nên nấu cả khối to mà nên chặt nhỏ vừa m c. Những th c phẩm hƣ ả tr ng nế ặt vào lị vi sóng vỏ canxi khơng bị ó g hƣ g hất lòng trắ g ò g ỏ hấp thụ sóng iện từ rất mạnh nóng nhanh làm cho quả tr ng bị nổ tung.
Só g i ƣợc sinh ra từ nguồ g e ƣợc dẫn theo ống dẫn sóng, g ấu rồi phản xạ qua lại giữa các b ƣ ng c g ấu, và bị hấp thụ bởi th c phẩm Só g i g ò i d ộng c ƣ g iện từ với tần số hƣ ng ở 2450 MHz. Các phân tử trong th c phẩm ( ƣớc, chấ é ƣ ng và các chất hữ ơ h ) hƣ ng ở dạ g ƣỡng c iện (có mộ ầ í h iệ â ầu ki í h iệ dƣơ g) Nhữ g ƣỡng c iệ ó hƣớng quay sao cho nằm song song với chiề iệ ƣ g g i hi iệ ƣ g d ộng, các phân tử bị quay nhanh qua lại D ộ g ƣợc chuyển hóa thành chuyể ộng nhiệt hỗn loạn qua va chạm phân tử, làm nóng th c phẩm.
Vi sóng ở tần số 2450 MHz làm nóng hiệu quả ƣớc hƣ g h g hiệu quả với chấ é ƣ ng ƣớ Việ ó g i hi ị nhầm với cộng hƣởng với d ộng riêng c ƣớc, tuy nhiên th c tế cộ g hƣởng xảy ra ở tần số hơn, ở khoảng vài chục GHz. Các phân tử th y tinh, một số loại nh a hay giấy ũ g hó ị hâm nóng bởi vi sóng ở tần số 2450 MHz. Nh ó h c phẩm có thể ƣợ ng trong vật dụng bằng các vật liệu trên trong lị vi sóng, mà chỉ có th c phẩm bị nấu chín.
35
Ng vi sóng là một lồng Faraday gồm kim loại h ƣới kim loại bao quanh, ảm bảo cho sóng khơng lọ g i Lƣới kim loại hƣ g ƣợc quan sát ở cửa lò vi ba. Các lỗ ƣới ó í h hƣớc nhỏ hơ hiề ƣớc sóng, nên sóng vi ba khơng lọ hƣ g h sáng (ở ƣớc sóng ngắ hơ hiều) vẫn lọ ƣợc, giúp quan sát th c phẩm bên trong.
1.5.3. Ngun lý cấu tạo bộ phát vi sóng
Hình 1.3: Cấu tạo bộ phận phát sóng Magnetron
Bộ phận phát sóng Magnetron bao gồm một hình trụ rỗng bằng kim loại, bên ngoài là c dƣơ g ( ố ) hí g gƣ i ặt những khoang cộ g hƣởng ( i es e) Để g ần số từ 50 Hz ế 2450 Hz gƣ i ta dùng một bộ d ộng mà bộ phận thiết yếu là mạch cộ g hƣởng song song. Mỗi khoang cộng hƣở g ƣơ g ƣơ g hƣ ột mạch cộ g hƣởng song song.
Bộ vi sóng gồm có:
- Bộ chuyể ổi cao áp 220V – 2800 V
- Bộ phát sóng
36 - Diode - Bộ biến áp - Quạt làm mát - Cuộ sơ ấp 220V - Cuộn Th cấp 2800V Hình 1.4: Sơ đồ mạch vi sóng
Điện áp nguồ 220 ƣợc cấp qua cuộ sơ cấ ến cuộn th cấp gồm (Cuộn dây, tụ iệ di de) ể í h iện áp lên 2800V s ó ấp cho bộ phát vi sóng, bộ biến áp ể ốt nóng.
Ở giữa trụ rỗng là âm c c (catố ) g ó ó ộ dâ ể ốt nóng (filament)
Bên trong magnetron là chân khơng, giữ iện c â dƣơ g gƣ i ta dùng hiệu iện thế khoảng 2800V ể tạo từ ƣ ng.Từ ƣ ng này làm di chuyển các electron từ c c âm sang c dƣơ g Để tạo ra và giữ h d ộng ở tần số iện từ phải di ộ g he ƣ ng xoắn ố ƣớc các khoang cộng hƣở g Đƣ g i ó ƣợc là nh một từ ƣ ng tạo bởi h h hâ ƣ ng s c c a nó thẳng góc với iệ ƣ ng E.
37
Trong mộ iện từ ƣ ng mạnh, phân tử ƣớ hƣớng theo chiề ƣ ng s c. Dƣới tác dụng c iện từ ƣ ng, các nguyên tử hydro và o h ổi c c 2.45 tỉ lần trong một giây. S cọ sát giữa các phân tử ƣớc với nhau tạo ra nhiệ Nƣớc trong th c phẩm ƣợ ốt nóng nhanh chóng và truyề g ƣợng cho các thành phần khác c a vật liệ d ó ộ vật liệ ƣợ ốt nóng.
Các loại vật liệu th c phẩm có ch a rất nhiề ƣớc, vì thế chúng hấp thụ vi sóng rất mạnh và nóng lên nhanh chóng. Vật liệ ƣợc làm nóng từ bên trong khiế ƣớc từ g hơi g i h h hơ ậ hƣơ g h sấy có sử dụ g g ƣợng vi sóng sẽ làm cho th i gian sấy giả i ất nhiều so với hƣơ g h