CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH SẤY PHUN
2.2. Cơ cấu và phương pháp phun
Nhiệm vụ của cơ cấu phun là phải phun dung dịch thành các hạt phân tán có kích thước đều như yêu cầu, năng suất cao, lâu mịn, dễ thay thế và giá thành phù hợp. Cơ cấu phun gồm: các ṿi phun thuỷ lực, các loại đĩa văng, các ṿi phun cơ học.
Van phun cơ học nói chung có cấu tạo đơn giản, năng suất cao (4000kg/h trở xuống). Công phục vụ và chi phí năng lượng thấp (2 - 4kWh/t). Van phun cơ học có nhược điểm như sau: khó điều chỉnh năng suất, đòi hỏi áp suất phun cao, lỗ nhỏ nên dễ tắc.Van phun cơ học thường để phun các dung dịch keo, dung dịch có độ nhớt lớn, không dùng để phun các loại huyền phù, các loại kem. Do đó van phun cơ học không phù hợp với sản phẩm sấy phun là sữa bột gầy.
Van phun cơ học làm việc theo nguyên tắc: dòng chảy với tốc độ rất lớn phun vào dạng khí(tác nhân sấy), do ma sát lớn với dạng khí mà dạng lỏng bị rối tung thành các hạt rất mịn như sương. Để làm được như vậy áp suất dung dịch trước ṿi phun bằng từ 2 - 20 MPa và đường kính lỗ ṿi phun phải nhỏ vào khoảng 0,8 - 1,5 mm. Đường kính các hạt lỏng sau khi phun là d = 20 - 100mm. Độ phân tán phụ thuộc vào tính chất vật lý của dung dịch và khí, cấu tạo của van phun. Độ phân tán càng cao khi tốc độ phun lớn, áp suất trước van phun cao, mật độ môi trường khí cao.
Van phun cơ học ly tâm có áp suất làm việc thấp (0,2 - 0,5) MPa. Do cấu tạo của miệng van phun nên dung dịch chảy xoáy với vận tốc ly tâm lớn làm tung thành các hạt nhỏ. Ḍòng hạt phun ra có dạng hình nón với góc đỉnh bằng từ 90 - 1400.
Các van phun thuỷ lực được ứng dụng rộng rãi hơn. Nguyên tử hoạt động của chúng là ḍòng dung dịch phun ra gặp ḍòng không khí hoặc hơi quá nhiệt có mật độ
lớn. Do chênh lệch tốc độ mà xuất hiện lực ma sát làm cho dung dịch phân tán thành các hạt nhỏ có đường kính từ (6 -7)mm. Ṿi phun thuỷ lực chia làm hai loại: áp suất khí thấp PK £0,01 MPa và áp suất khí cao PK = (0,15 - 0,7) MPa.
Loại thấp áp có hệ số lưu lượng là: 1kg dung dịch cần (4 - 10) kg không khí (tác nhân sấy). Loại cao áp là (0,5 - 0,7) kg không khí. Van phun thuỷ lực thường dùng để phun hầu hết các loại dung dịch kể cả bột nhão loãng , huyền phù. Dễ dàng điều chỉnh năng suất và độ phân tán.
Nhược điểm của chúng là: Chi phí năng lượng cao (60kWh/t), năng suất không cao, khi tăng năng suất lên (600 - 650) kg/h có ảnh hưởng chút ít đến độ đồng đều của các hạt.
Để cấp dung dịch , huyền phù, bột nhão loãng dưới dạng hạt nhỏ li ti vào buồng sấy có các cơ cấu đĩa văng ly tâm. Nguyên tắc hoạt động của đĩa văng ly tâm như sau: Dung dịch, huyền phù hay bột nhão loãng được cấp vào gần trục quay của đĩa, đĩa quay từ (4000 - 20.000) vg/ph, thậm chí 50.000 vg/ph. Dưới tác dụng của lực li tâm nên nguyên liệu bị văng thành màng mỏng quanh đĩa vào môi trường tác nhân sấy trong buồng sấy với vận tốc rất lớn. Do có lực ma sát của tác nhân sấy mà nguyên liệu bị xé nhỏ thành các hạt có đường kính trung bình dtb = (8 - 18) mm.
Để có vòng quay nhanh cho đĩa văng ta dùng tuabin khí, tuabin hơi, hoặc động cơ điện hoặc hộp tăng tốc. Chi phí năng lượng cho đĩa văng không lớn (5 - 10) kWh/t.
Đĩa văng có bề mặt nhẵn có thể làm cho nguyên liệu trượt trên mặt đĩa dẫn tới tốc độ ly tâm giảm không tạo ra được các hạt nhỏ và đồng đều theo yêu cầu sấy.