2.3.1. Các phương pháp sấy đường
Do yêu cầu của các ngành sản xuất khác nhau, yêu cầu sử dụng đường thành phẩm cĩ độ ẩm nhỏ (0,05 – 0,2 %) nên cần thiết phải sấy.[1]
Cĩ 3 dạng máy sấy đường thường được sử dụng là máy sấy thùng quay, máy sấy tầng sơi kiểu sàng rung và máy sấy tầng sơi[1]. Kỹ thuật sấy và máy sấy đường trên thế giới cho ra đời nhiều mẫu máy, tùy theo trình độ và khả năng đầu tư của mỗi nước mà người ta cĩ thể quyết định lựa chọn các loại máy sấy phù hợp.
2.3.2. Sấy đường bằng máy sấy thùng quay
Máy sấy đường thùng quay cĩ nguyên lý trao đổi nhiệt đối lưu là bước tiến bộ mới hơn về máy và kỹ thuật sấy đường của thế giới và hiện nay rất thơng dụng trên nhiều quốc gia cĩ ngành sản xuất đường. Cơng việc nạp vào, lấy sản phẩm và đảo trộn khối hạt trong khi sấy được thực hiện hồn tồn bằng cơ giới hố, nên cường độ làm việc của người vận hành sấy nhẹ nhàng hơn. Các nhà máy sản xuất đường quy mơ trung bình ở Việt Nam đều được trang bị loại máy
sấy này. Loại máy sấy thường được thiết kế chiều vật liệu sấy đi ngược chiều với chiều cấp tác nhân, vị trí cấp nhiệt vào được bố trí ngay tại khu vực cửa ra sản phẩm.
Hình 2.20 Hệ thống sấy đường thùng quay
Ưu điểm của máy sấy thùng quay là điều khiển dễ dàng thời gian lưu của đường trong thùng sấy qua đĩ đảm bảo được độ ẩm đường sau khi sấy. Tuy nhiên, các hạt đường hầu hết đều bị mài mịn ở các cạnh nên khơng cịn khả năng phản chiếu dưới ánh sáng, màu sản phẩm khơng giữ được màu tự nhiên nên làm giảm cảm quan, tỷ lệ hạt biến thành bụi đường cao, tỷ lệ sản phẩm bị vĩn cục cũng chiếm tỷ lệ cao, nhiệt độ đường sấy ra khỏi thùng quay cịn cao nên phải tiếp tục phải làm nguội bên ngồi. Máy sấy thùng quay được sử dụng ở các nhà máy đường: Kiên Giang, Thới Bình – Cà Mau, Quảng Ngãi, Phan Rang, Biên Hịa, Tây Ninh,...
2.3.3. Sấy đường bằng máy sấy sàng rung
Cấu trúc của máy sấy sàng rung dựa theo cấu trúc của băng tải rung. Hệ thống bao gồm buồng sấy và buồng làm nguội chứa băng tải rung gồm nhiều tầng. Vật liệu được cấp từ phía trên xuống băng tải và khơng khí được cấp từ dưới lên. Dưới buồng sấy được chia thành hai buồng riêng biệt: một để cấp giĩ nĩng và một để cấp giĩ tươi làm nguội. Nguyên lý hoạt động của máy sấy sàng rung được trình bày ở hình 2.21.
1- cửa cấp khí tươi; 2- khung đỡ; 3- động cơ rung; 4-cửa cấp giĩ tươi; 5-chân đỡ; 6- cửa lấy sản phẩm; 7- buồng làm nguội; 8- cửa thải giĩ; 9- buồng sấy; 10- phễu nạp liệu Hình 2.21 Sơ
đồ và hình ảnh hệ thống sấy đường sàng rung
Trong quá trình sấy, vật liệu tiếp xúc với bề mặt băng tải và trao đổi nhiệt-ẩm với khơng khí nĩng, sau đĩ được làm nguội trong buồng tiếp theo trước khi bảo quản. Máy sấy sàng rung cĩ ưu điểm là chi phí đầu tư thấp, tỷ lệ vỡ hạt thấp và màu sắc tốt hơn so với máy sấy thùng quay. Tuy nhiên, vẫn cịn tồn tại các hạn chế là chi phí điện năng và chi phí bảo trì cao, độ ẩm của đường sau sấy khơng đồng đều khi lớp vật liệu dày, kích thước máy lớn.
2.3.4. Sấy đường bằng máy sấy tầng sơi
Cơng nghệ tầng sơi ra đời từ khá sớm, những nghiên cứu lý thuyết về tầng sơi đã được xuất bản từ những năm 1878. Tuy nhiên cơng nghệ tầng sơi vẫn chưa được quan tâm nghiên
cứu kỹ lưỡng. Đến thập niên 1940, cùng với sự phát triển của ngành hĩa dầu, nhu cầu các sản phẩm từ dầu mỏ sử dụng trong cơng nghiệp tăng cao khi đĩ cơng nghệ tầng sơi mới phát triển trên quy mơ cơng nghiệp. Máy sấy tầng sơi (FBDs) được ứng dụng rất rộng rãi để sấy vật liệu rời trong hĩa học, thực phẩm, y dược, nơng nghiệp, hĩa dầu và cơng nghiệp xử lý rác.
1. Cửa cấp liệu; 2.Thiết bị gia nhiệt; 3. Quạt cấp khí nĩng; 4. Quạt cấp khí tươi; 5. Buồng sấy; 6. Cửa ra liệu; 7. Cyclone thu bụi khơ; 8. Quạt hút khí thải; 9. Thiết bị lọc bụi ướt;
Hình 2.22 Sơ đồ và hình ảnh hệ thống sấy đường tầng sơi
Đối với việc sấy các hạt cĩ kích thước trong phạm vi từ 50 – 2000 m, máy sấy tầng sơi đặc biệt cĩ nhiều ưu điểm hơn các máy sấy truyền thống khác, chẳng hạn như máy sấy thùng quay, máy sấy hầm, băng tải, máy sấy khay liên tục, cụ thể là,
Tốc độ sấy cao do sự tương tác tốt giữa khí và hạt dẫn đến hệ số truyền nhiệt và truyền khối rất cao.
Hiệu suất nhiệt cao hơn, đặc biệt nếu sử dụng các bộ trao đổi nhiệt bên trong buồng sấy để cung cấp nhiệt cho q trình sấy.
Vốn đầu tư và chi phí bảo dưỡng thấp hơn so với máy sấy thùng quay. Dễ dàng vận hành và điều khiển tự động.
Tiêu thụ điện năng cao do hoạt động ở chế độ sơi dẫn đến tổn thất áp suất lớn.
Yêu cầu cao về các thiết bị vận chuyển khí vì phải tuần hồn một lượng khí thải lớn ở nhiệt độ cao, đặc biệt là khi sấy các vật liệu cĩ độ ẩm ban đầu cao.
Nguy cơ mài mịn hạt cao.
Tính cơ động thấp và khĩ hĩa sơi đối với vật liệu quá ướt. Chỉ tiêu
Ngồi những ưu, nhược điểm như phân tích ở trên, đối với sấy đường, máy sấy tầng sơi cịn cĩ những ưu điểm riêng như sau:
Độ ẩm sản phẩm đồng đều.
Cấp khí thơng qua ghi phân phối nên sản phẩm đường khơng bị ngả vàng. Tỷ lệ vỡ vụn thấp, kích thước hạt đồng đều hơn.
Sử dụng thêm buồng làm mát cĩ thể giảm nhiệt độ sản phẩm đến nhiệt độ yêu cầu để đĩng gĩi.
Tuy nhiên, các máy sấy tầng sơi dùng để sấy đường cũng cĩ những hạn chế nhất định, những hạn chế này sẽ được trình bày và cĩ phương án khắc phục ở mục tiếp theo.