5.1. TÍNH CHẤT SẤY VẬT LIỆU SILICAT
Nước liên kết trong mộc gốm sứ có thể phân thành ba loại nước liên kết hóa học, nước liên kết lý học, nước tự do. Sản phẩm sau khi tạo hình, phải sấy để loại nước( tự nhiên hoặc cưỡng bức).
5.2. CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH SẤY VẬT LIỆU GỐM SỨ 5.2.1. Mục đích của quá trình sấy
Mục đích của quá trình sấy là loại nước sao cho nhanh nhất mà không làm biến dạng hay nứt sản phẩm.
Mục đích của quá trình sấy là loại bỏ nước liên kết lý học làm cho độ bền cơ của mộc tăng. Khi sấy, nước ở bề mặt dễ bốc hơi gây nên chênh lệch hàm ẩm ở trên bề mặt và ở trong sản phẩm, do vậy nước bên trong sẽ khuếch tán ra ngoài và tiếp tục bốc hơi.
5.2.2 Quá trình tách nước khi sấy
Nước liên kết hóa lý trong bán thành phẩm gốm sứ gồm nước hấp phụ, nước hydrat hóa, nước trương nở. Quá trình tách nước khi sấy chia làm ba giai đoạn,tương ứng các giai đoạn trong công nghệ sấy.
Giai đoạn 1 - Nước liên kết với nhau, tạo lớp vỏ dày quanh hạt vật liệu. Khi lớp nước này bay hơi, các hạt vật liệu dịch chuyển sát vào nhau, vật thể co dần.
Giai đoạn 2 - Vỏ nước liên kết đủ dày, các hạt vật liệu tiếp xúc điểm hoặc tiếp xúc mặt với nhau. Nước lấp đầy không gian giữa chúng, lượng nước này khi sấy bay hơi không ảnh hưởng đến độ co của vật liệu.
Giai đoạn 3 - Nước liên kết thành màng phim mỏng, liên kết các hạt vật liệu bởi lực hấp thụ, nước liên kết dạng này chỉ bị loại cuối giai đoạn sấy, do liên kết rất bền.
5.2.3 Quá trình sấy
Quá trình sấy trải qua 3 giai đoạn:
- Giai đoạn I – Gia nhiệt: Độ co bắt đầu ngay ở giai đoạn I cùng với việc bốc hơi nước bao phủ quanh hạt đất sét, các hạt vật liệu chuyển dịch dần vào nhau. Độ co tỉ lệ thuận với tốc độ thoát ẩm.
- Giai đoạn II – Tốc độ sấy không đổi: Nước tiếp tục bay hơi, vật liệu không co thêm nữa.
- Giai đoạn III – Tốc độ sấy giảm: Tiếp tục bay hơi lượng nước tự do và nước hấp phụ, thể tích sau khi bước qua giai đoạn III là không đổi, sản phẩm chỉ co ở giai đoạn đầu.
5.2.4 Chế độ sấy
Chế độ sấy tối ưu khi tốc độ sấy không đổi thường được xác định bằng thực nghiệm.
Sau những khoảng thời gian xác định, lấy mẫu đem cân để tìm độ ẩm, đo độ co và thử độ bền cơ của mẫu. Sấy sản phẩm phải chọn phương pháp sấy, chọn thiết bị sấy, chọn động lực sấy, tính nhiệt kỹ thuật. Yêu cầu chủ yếu là sấy nhanh, an toàn, rẻ.
5.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY
5.3.1. Sấy đối lưu
Động lực sấy là hỗn hợp không khí được gia nhiệt bằng hơi nước quábão hòa
- Giai đoạn I: Hàm ẩm động lực sấy 90%. Nhiệt độ của không khí( động lực sấy) tăng đến 500C trong thời gian 10h
- Giai đoạn II: Hàm ẩm động lực sấy 85% - 75%. Nhiệt độ động lực sấy giữ 500C , nhiệt độ sản phẩm khoảng 430C, thời gian giai đoạn này khoảng 60h.
- Giai đoạn III: Hàm ẩm động lực sấy 75% - 20% sau 5h, sau đó giảm dần đến giời thứ 90, độ ẩm còn 10%. Nhiệt độ động lực sấy từ 500C lên 760C với tốc độ tăng 50C/h, giữ nguyên nhiệt độ đó, nhiệt độ sản phẩm lúc này 700C, nhiệt độ của bầu ẩm giảm từ 450C xuống 400C. Ở giai đoạn này, thể tích sản phẩm hầu như không đổi, lượng nước bốc hơi để lại lỗ xốp, khả năng gây ứng suất nội không còn. Tuy nhiên do việc bốc hơi dạng nước hấp phụ khó khăn, hình dạng sản phẩm phức tạp… nên không sấy nhanh được.
5.3.2. Sấy tự nhiên
- Thời gian sấy kéo dài và không ổn định ( 5-20 ngày)
- Thời gian sấy phụ thuộc vào thời tiết
- Mặt bằng phải lớn
- Tốn nhân công
- Khó tổ chức và cơ giới hóa sản xuất
5.4. THIẾT BỊ SẤY
5.4.1.Yêu cầu chung đối với thiết bị sấy
- Tốc độ sấy lớn nhất cho phép song vẫn đảm bảo được chất lượng cho phép
- Tiêu tốn nhiệt năng riêng ít
- Sấy đảm bảo đồng đều ( quan trọng nhất)
- Cơ giới hóa việc bốc dỡ, vận chuyển sản phẩm,…
5.4.2.Chọn thiết bị
- Sản phẩm gốm xây dựng: chọn lò sấy tunel
- Sản phẩm gốm tinh vi: Lò sấy xích chuyền( hoặc băng sấy, đĩa quay- đối với loại tạo hình bằng đổ rót)
- Sứ vệ sinh, sứ cách điện: Lò sấy phòng hiện đại
- Sứ cách điện cao thế, hiện đại nhất là sấy cao tần
- Sứ mỹ nghệ, thường nhất là sấy tự nhiên
Chương 6