Nồng độ dung dịch tannin đặc khoảng 17-220Bé (tỷ lệ khô khoảng 30-40%).Dung dịch này có thể trực tiếp dùng để thuộc da, nhng hàm lợng nớc quá lớn, dễ lên men biến chất, khó vận chuyển và bảo quản, cần phải sấy khô thành tannin bột hoặc tannin cục.
Hình 3.4.5. Thiết bị cô đặc kiểu gia nhiệt bên ngoài
1. Cửa lấy cặn ,2. Cửa dung dịch ra,3. Cửa quan sát,4. Vai điều khiển chân không, 5. Cửa dẫn hơi thứ,6. Gắn chân không kế,7. Cửa hơi nớc gia nhiệt vào, 8. Cửa dung dịch vào,9. Cửa lấy cặn,10. Cửa nớc ngng lạnh ra,11. Cửa lấy khí không ngng.
Các phơng pháp sấy khô dung dịch tannin đặc thờng dùng là: sấy phun, sấy màng mỏng, sấy chân không...Trên thế giới tỷ trọng tannin bột không ngừng tăng lên. Ưu điểm của tannin bột so với tannin cục: chất lợng tốt, dễ hoà tan, đặc biệt thích hợp với phơng pháp thuộc da khô.
Những năm gần đay, kỹ thuật sấy phun phát triển rất nhanh, đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.
6.1. Dây chuyền công nghệ sấy phun
Sấy phun có nhiều u điểm hơn so với các phơng pháp sấy khác: thời gian sấy ngắn, nhiệt độ thấp, thích hợp với các chất dễ nhạy cảm với nhiệt, có thể trực tiếp thu đợc sản phẩm dạng bột, dễ hoà tan, tiết kiệm hơi nớc và khâu nghiền...; khi thao tác dễ điều khiển hoặc khống chế độ ẩm và kích thớc hạt, chất lợng sản phẩm ổn định, sản xuất liên tục, dễ tổ chức tự động hoá, hiệu suất lao dộng cao. Nhợc điểm của phơng pháp này là: Thiết bị tơng đối nhiều, thể tích lớn, năng lợng tiêu hao tơng đối nhiều, vốn đầu t cao, làm sạch khí thải yêu cầu tơng đối cao, phải có thiết bị phân ly khí - rắn tin cậy, mới có thể giảm lợng sản phẩm bị tổn thất, tránh gây ô nhiễm môi trờng.
Dung dịch tannin đặc dùng bơm (2) đa lên thùng cao vị(3), qua thùng định vị (4), sau khi gia nhiệt bằng hơi nớc, liên tục đa vào thiết bị phun ly tâm (9).Không khí qua lọc (5)dùng quạt gió (6) đa vào thiết bị gia nhiệt không khí(7),dùng hơi nớc gia nhiệt gián tiếp để nâng nhiệ độ không khí. Không khí nóng qua rãnh (8)để phân phối đều trong buồng sấy (10), tiếp xúc với các hạt sơng do thiết bị phun ly tâm (9) tạo ra, nớc trong các hạt nhanh chóng bốc hơi, các hạt khô thành bột, máy gạt (11) tập trung vào phễu, rơi vào sàng rung(12), loại bỏ cucj, rồi nhờ máy vận chuyển cánh xoắn (14) đa đi đóng bao. Bột tannin do khí thải mang theo, đợc đa vào nhóm thiết bị phân ly bằng sức gió (13) tiến hành phân ly, từ thiết bị phân ly rơi vào máy vận chuyển cánh xoắn(14)lại đa đi đóng bao, khí thải nhờ quạt gió (15)thải vào không khí.Khi đóng bao, bột bay ra đợc thu hồi nhờ thiết bị phân ly bằng sức gió(16), khí thải nhờ quạt gió nhỏ(17)thải vào thùng làm sạch(18).
Hình 3.4.6. Sơ đồ công nghệ sấy phun ly tâm với không khí nóng cùng chiều
1.Thùng đựng dung dịch đặc,2. Bơm dung dịch đặc,3. Thùng cao vị,4. Thùng định vị,5. Lọc không khí,6. Quạt gió,7. Thiết bị gia nhiệt không khí,8. Rãnh phân phối
không khí nóng,9. Đĩa phun ly tâm, 10. Buồng sấy, 11. Máy gạt,12. Sàng rung, 13. Nhóm thiết bị phân ly bằng sức gió, 14. Máy vận chuyển cánh xoắn, 15. Máy hút gió,
16. Thiết bị phân ly bằng sức gió, 17. Máy hút gió, 18. Thùng làm sạch.
Trong công nghệ sấy thờng dùng thiết bị sấy phun kiểu đĩa ly tâm và kiểu phun cơ giới, trong đod kiểu đĩa ly tâm là chính.Trong buồng sấy phun, chiều chuyển động của khí và các hạt sơg cùng chiều và hỗn hợp, cũng có loại ngợc chiều, nhng thuận chiều nhiều hơn. Môi trờng sấy chủ yếu là không khí nóng. Thiết bị phân ly khí - rắn thờng dùng nhóm phân ly bằng sức gió, ít dùng túi lọc. Đóng bao sản phẩm chủ yếu là nửa cơ giới, đóng bao tự động cũng có một số nhà máy dùng.
6.2. yêu cầu , điều kiện và các yếu tố ảnh hởng đến sấy phun.
a. Yêu cầu của công nghệ sấy phun
- Độ ẩm của tannin bột
Phải vận hành thiết bị sấy trong điều kiện tốt nhất, khống chế nhiệt độ khôn gkhí thải, lợng dung dịch xuống chặt chẽ, để tỷ lệ nớc trong tannin bột không vợt quá 12%. Độ ẩm của tannin bột chịu ảnh hởng của mức độ phun , nhiệt độ của không khí nóng vào buồng sấy và phơng thức phân phối.
- Thành phần không hoà tan trong tannin bột
Nguồn gốc của thành phần này là bụi do không khí nóng mang vào và tannin bị biến chất vì nhiệt. Khi sử dụng không khí nóng phải đảm bảo điều kiện cho thiết bị lọc không khílàm viếc tốt nhất.
- Tỷ lệ tannin bột
Là tỷ lệ phần trăm khối lơng tannin bột trong nr phẩm tannin (tiêu chuẩn ớt), tỷ lệ này không đợc thấp hơn 95%.
- Cờng độ sấy
Là lợng nớc bốc hơi của 1 m3 thể tích buồng sấy trong 1 giờ. Nó cho ta biết mức độ lợi dụng thể tích buồng sấy, thờng là 3,6 - 6,7[kg/m3.giờ].
- Hiện tợng dính lên thành thiết bị
Trong qúa trình sấy, các hạt cha khô dính lên thành hoặc đỉnh buồng sấy, nguyên nhân do thiết bị phun làm việc không ổn định, lợng dung dịch xuống dao động quá lớn, hạt phun to, kết cấu của thiết bị phun không phù hợp, lợi dụng không khí tuần hoàn cha tốt....Tannin dính chịu tác dụng của nhiệt thời gian dài, bị phân giải, cháy, ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, dễ thành cục, giảm tỷ suất tannin bột, độ ẩm tăng. Để loại bỏ hiện tợng này bắt buộc phải ngừng sản xuất, sản lợng sản phẩm giảm xuống. Do đó phải đặc biệt chú ý trong thiết kế và thao tác.
b. Các yếu tố ảnh hởng đến công việc sấy.
Quá trình sấy phun rất phức tạp, vì nó tiến hành trong điều kiện biến đổi theo thời gian, nhiệt độ không khí, độ ẩm, nồng độ dung dịch, kích thớc hạt phun, tốc độ rơi... Các yếu tố ảnh hởng chủ yếu đến chất lợng và sản lợng gồm: nhiệt độ không khí, mức độ phân tán của dung dịch, phân phối khí.
Nhiệt độ không khí càng cao, tiềm lực sấy càng lớn. Tiềm lực sấy càng lớn, nớc bốc hơi càng mãnh liệt, khi không khí hoàn toàn baõ hoà (độ ẩm tơng đối 100%), tiềm lực sấy bằng không, lúc này nớc ngừng bốc hơi.
Nâng cao nhiệt độ khôn gkhí, thì tiềm lực sấy tăng lên, nh vậy có thể nâng cao năng lực sản xuất của buồng sấy phun..Nhng nếu nhiệt độ không khí quá cao, có thể làm cho tannin bột ở cửa vào của không khí, do thời gian dừng lâu bị cháy, gây nên tổn thất. để tránh tannin bị cháy, không cho phép nhiệt độ không khí vào quá cao. Khi thao tác chảy càng nhiều, nhiệt độ không khí từ 140 -1500C. Khi thao tác chảy ngợc chiều, nhiệt độ không khí từ 140 -150 0C. Độ ẩm sản phẩm dới 12%, nhiệt độ khí thải khoảng 700C.
- Độ phân tán của dung dịch tannin đặc.
Độ phan tán của dung dịch tannin đặc càng cao, đờng kính hạt sơng càng nhỏ, diện tích tiếp xúc giữa hạt và không khí nóng càng lớn, tốc độ bốc hơi nớc cũng càng lớn, từ đó nâng cao năng lực sản xuất của buồng sấy.
Độ phân tán của dung dịch đặc có liên quan đến điều kiện phun. Khi dùng đĩa phunly tâm, đờng kính trung bình của hạt sơng tăng lên theo chiều tăng của tốc độ dung dịch vào và độ nhớt của nó, giảm theo chiều tăng của tốc độ đĩa ly tâm. Vì thế, tăng tốc độ quay của đĩa ly tâm, giảm đọ nhớt của dung dịch đặc, có thể nâng cao năng lực sản xuất của buồng sấy.
- Phân phối khí
Khí phân phối đều theo mặt cắt ngang của buồng sấy, trộn đều với hạt sơng là mấu chốt để nâng cao năng lực sản xuất của buồng sấy, tỷ suất tannin bột và làm giảm hiện tợng dính lên thành buồng sấy.
2.6.3.Thiết bị sấy phun (Buồng sấy)
Hình 3.4.7. Buồng sấy
1. Vách buồng sấy, 2. Cửa khí vào bên cạnh, 3. Đĩa ly tâm, 4. Cửa khí vào ở đỉnh, 5. Cửa thải khí, 6. Cửa tháo sản phẩm, 7. Thanh gạt, 8. Cửa buồng sấy
Chiều chuyển động và tình hình hỗn hợp của không khí và các hạt sơng trong buồng sấy có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng của sản phẩm, thời gian sấy, mức độ dính
lên thành buồng sấy. Căn cứ vào yêu cầu công nghệ, chọn chiều chuyển động của khí và hạt sơng phù hợp, xác định đờng kính và chiều cao của buồng sấy hợp lý, đảm bảo thời gian dừng của các hạt sơng, tránh dính lên thành buồng sấy.
Chiều chuyển động của không khí và các hạt sơng do vị trí tơng đối giữa cửa không khí vào và điã ly tâm hoặc vòi phun quyết định, thờng có 3 phơng thức chuyển động: cùng chiều, ngợc chiều và hỗn hợp (hình 3.4.7).
- Cùng chiều
Không khí và các hạt sơng đi từ trên xuống. Hình 3.4.7 (1),(2),)(3), không khí vào từ đỉnh xuống buồng sấy, bộ phận ly tâm ở phần trên của buồng sấy, không khí có nhiệt độ cao tiếp xúc với các hạt sơng có độ ẩm tơng đối cao.
Khi không khí chuyển động đến phần dới của buồng sấy, các hạt sơng đã khô thành tannin bột, nhiệt độ không khí giảm đén 65 – 750C, tannin bột, không khí theo đờng riêng đợc lấy ra ở đáy buồng sấy, phần giữa hoặc thành buồng sấy. Khi sấy dung dịch tannin đặc bằng chiều chuyển động này,nhiệt độ không khí vào có thể tơng đối cao, vì thời gian tiếp xúc giữa không khí có nhiệt độ tơng đối cao và các hạt sơng rất ngắn, nhiệt độ các hạt sơng hơi cao hơn nhiệt độ nhiệt kế ớt của không khí (khoảng 45 – 500C), nhiệt độ của tannin ra khỏi buồng sấy khoảng 550C, vì thế có thể tránh cho tannin bị phá huỷ. Hơn nữa, do các hạt sơng và không khí có cùng chiều chuyển động, các hạt tannin khô và các hạt sơng không gặp nhau, không nảy sinh hiện tợng các hạt khô ớt kết hợp với nhau, cờng độ sấy lớn, kích thớc của hạt tannin bột tơng đối đồng đều, màu sắc nhạt. Vì thế, loại chiều chuyển động này đợc dùng rộng rãi trong sản xuất tannin. Nhợc điểm của nó là: do vị trí đĩa phun ly tâm đặt ở phần đỉnh buồng sấy, gây khó khăn cho quá trình thay thế, sửa chữa.
- Ngợc chiều
Không khí và các hạt sơng chuyển động ngợc chiều, nh hình 3.4.7 –(4),
Không khí vào từ phía dới của buồng sấy, đĩa phun ly tâm đặt ở phần trên của buồng sấy, các hạt sơng chuyển động xuống phía dới, tannin bột khô đợc lấy ra từ đáy buồng sấy, không khí chuyển động đi lên, đợc lấy ra từ đỉnh buồng sấy , không khí và các hạt sơng chuyển động ngợc chiều nhau. Tuy nhiên, khi chuyển động ngợc, lực thúc đẩy truyền nhiệt, truyền chất tơng đối lớn, tỷ suất lợi dụng nhiệt tơng đối cao, thời gian các hạt sơng dừng tơng đối dài, có lợi cho quá trình sấy các hạt sơng. Có thể giảm chiều cao buồng sấy, thu đợc tannin có khối lợng thể tích lớn và độ ẩm thấp. Nh- ng, tannin bột khô tiếp xuác với không khí nhiệt độ cao, làm cho tannin bột phân huỷ. Hơn nữa, tannin khô dính vào các hạt sơng, bề mặt sấy giảm làm cho cờng độ sấy giảm. Trong tình huống nhiệt độ không khí vào và độ ẩm sản phẩm giống nhau, cờng độ sấy thấp hơn cùng chiều từ 30 – 50%. Màu sắc của tannin bột sẫm hơn cùng chiều, khả năng dính thành buồng sấy tơng đối lớn, vì thế trong sản xuất ít dùng.
- Hỗn hợp
Khi thao tác hỗn hợp, chuyển động của không khí và các hạt sơng rất phức tạp, vừa có chuyển động quay tròn vừa có chuyển động cùng chiều và ngợc chiều sản xuất tannin có 2 loại:
Một loại là sau khi không khí và các hạt sơng ngợc chiều sẽ cùng chiều hình 3.4.7- (5) vòi phun lắp đặt ở buồng trên của buồng sấy, tạo với buồng sấy thành 450. Dung dịch
tannin đặc nhờ bơm cao áp phun lên phía trên, không khí theo đờng tiếp tuyến vào phía trên của buồng sấy, chuyển động quay xuống phía dới tạo thành ngợc chiều. Khi không khí và các hạt sơng chuyển động ngợc chiều gặp nhau làm cho nớc bốc hơi nhanh, có ỵăc điểm tỷ suất lợi dụng nhiệt cao của phơng pháp ngợc chiều. Các hạt s- ơng đã khô đến một mức nhất định cùng đợc lấy ra từ đáy buồng sấy, hình thành cùng chiều. Tannin bột khô tiếp xúc với không khí có nhiệt độ của không khí thải, tránh cho tannin bị phân huỷ có đặc điểm của cùng chiều. Hơn nữa, thời gian các hạt sơng dừng ở trong buồng sấy tơng đối dài, có thể giảm chiều cao buồng sấy, cờng độ sấy cũng t- ơng đối cao, nhng cần đề phòng hiện tợng dính thành buồng sấy ở các khu vực phản hồi của các hạt sơng.
Loại hỗn hợp giữa không khí và các hạt sơng khác nh hình 3.4.7- (6).Đĩa phun ly tâm lắp đặt ở phần dới của buồng sấy, ở phần trên và dới của đĩa phun ly tâm đều có không khí bổ sung, không khí quay vòng chuyển động lên phía trên đợc lấy ra từ phần giữa của đỉnh buồng sấy, tannin bột đợc lấy ra từ đáy buồng sây. Do chuyển động quay của không khí cùng chiều với chuyển động quay của đĩa phun ly tâm, cùng với không khí đợc đa vào phía trên và dới đĩa ly tâm, chuyển động giữa không khí và các hạt sơng cực kỳ phức tạp. Ưu điểm của phơng pháp hỗn hợp này là: Nhiệt độ không khí tơng đối thấp, độ ẩm tơng đối cao, tỷ suất nhiệt tơng đối cao, buồng sấy tơng đối thấp, cờng độ sấy cao. Nhợc điểm là: không cho phép nhiệt độ không khí vào quá cao, độ ẩm của tannin bột quá thấp.