d. Những biến ựổi của chè trong quá trình sấy
1.5.2. Diễn biến của quá trình sấy
Quá trình sấy ựối với các vật liệu sấy nói chung thường xảy ra theo ba giai ựoạn ựó là giai ựoạn làm nóng vật, giai ựoạn sấy tốc ựộ không ựổi, giai ựoạn tốc ựộ sấy giảm dần. Qui luật thay ựổi ựộ ẩm ựược ựánh giá bằng tốc ựộ sấy, ựó là tốc ựộ khuếch tán của nước từ vật liệu ra không khắ. Tốc ựộ sấy ựược xác ựịnh bằng lượng nước bốc hơi từ 1m2 bề mặt hay từ 1kg vật liệu ẩm trong một ựơn vị thời gian
s W U F = τ hay s W U G = τ (1.2) Us- tốc ựộ sấy, kg/m2.h hay ( kg/kg.h);
W- lượng hơi nước bốc hơi từ bề mặt vật liệu có diện tắch F(m2) hay từ G(kg) vật liệu trong thời gian τ(h).
Khi tốc ựộ sấy cao, nghĩa là thời gian cần làm khô vật liệu ngắn, năng suất thiết bị sấy caọ
Cho tới nay vẫn chưa có những phương pháp hoàn chỉnh ựể tắnh toán lựa chọn trước tốc ựộ sấy, vì nó chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố biến ựổi trong quá trình sấỵ Người ta chỉ có thể tắnh toán tương ựối chắnh xác trên cơ sở các ựường cong sấy ựược vẽ theo kết quả thực nghiệm cho từng loại vật liệu trong những ựiều kiện nhất ựịnh như: nhiệt ựộ, ựộ ẩm, tốc ựộ chuyển ựộng của tác nhân sấy, bề dày của vật liệu sấy,.... Mặc dù vậy, qui luật thay ựổi nhiệt, ẩm của phần lớn các loại vật liệu sấy ựều có dạng chung như trên
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 29 ựồ thị hình 1.7.
Căn cứ vào sự biến thiên của tốc ựộ sấy, có thể chia hai giai ựoạn chủ yếu: tốc ựộ sấy không ựổi (giai ựoạn I) và tốc ựộ sấy giảm (giai ựoạn II). Nếu căn cứ theo trình tự thời gian thì quá trình sấy ựược chia theo 3 giai ựoạn:
- Giai ựoạn ựầu làm nóng vật liệu, ứng với thời gian rất ngắn τo nhằm ựưa vật liệu sấy từ nhiệt ựộ thấp lên nhiệt ựộ cao có thể bay hơi ựược. Ở giai ựoạn này nhiệt ựộ vật liệu tvl tăng nhanh ựồng thời tốc ựộ sấy Us cũng tăng nhanh nhưng ựộ ẩm vật liệu wvl giảm không ựáng kể (ựoạn AB) vì thời gian ngắn.
- Giai ựoạn thứ hai ứng với thời gian τ1, ở giai ựoạn này tốc ựộ sấy không thay ựổị Toàn bộ nhiệt từ không khắ truyền vào cho vật liệu dùng ựể bốc hơi nước. Nhiệt ựộ của vật liệu hầu như không ựổi và bằng nhiệt ựộ hơi nước bốc rạ độ ẩm vật liệu giảm xuống rất nhanh (ựoạn BC).
Hình 1.7. đồ thị quá trình sấy
Tốc ựộ sấy không ựổi là do trong vật liệu còn nhiều nước, lượng ẩm rời ựến bề mặt vật liệu ựể bốc hơi tương ứng với lượng ẩm ựã bốc hơi trên bề mặt.
0 1 2 B C I II D (h) B C (h) A Wh(%)
đường cong giảm ẩm
đường nhiệt ựộ
độ ẩm cân bằng
đường cong tác nhân sấy
Us(%)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 30 Giai ựoạn này chủ yếu làm tách lượng nước tự do trong vật liệu, nước bay hơi ra khỏi bề mặt vật liệu sấy tương tự như khi bay hơi từ mặt nước tự dọ
- Giai ựoạn cuối ứng với thời gian τ3. ở giai ựoạn này tốc ựộ sấy giảm, ựộ ẩm của vật liệu cũng giảm dần (ựoạn CD), trong khi ựó nhiệt ựộ vật liệu tăng dần. Giai ựoạn này ựược diễn ra cho ựến khi vật liệu có ựộ ẩm cân bằng (ứng với ựiểm D) thì tốc ựộ sấy bằng 0, quá trình sấy dừng lạị
Nguyên nhân làm cho vận tốc sấy giảm là do vật liệu ựã khô hơn, tốc ựộ khuyếch tán ẩm trong vật liệu nhỏ hơn tốc ựộ bay hơi nước trên bề mặt do phải khắc phục trở lực khuyếch tán. Cuối giai ựoạn này, lượng ẩm liên kết bền nhất bắt ựầu ựược tách rạ Nhiệt cung cấp một phần ựể nước tiếp tục bốc hơi, một phần ựể vật liệu tiếp tục nóng lên. Nhiệt ựộ vật liệu sấy ựược tăng lên cho ựến khi vật liệu ựạt ựược ựộ ẩm cân bằng thì nhiệt ựộ vật liệu bằng nhiệt ựộ tác nhân sấy (ứng với ựiểm E). Vì vậy, ở giai ựoạn này cần giữ nhiệt ựộ tác nhân sấy không vượt quá nhiệt ựộ cho phép của vật liệụ