Lă phương phâp sử dụng câc hô chất như sau : clorua-calci, silícagel, acid sunfuaric vă câc chất hút ẩm khâc, chủ yếu hút ẩm cho câc khí. Phương phâp năy đắt, khơng kinh tế nín ít dùng.
2.2.2. Phương phâp cơ học :
Lă phương phâp dùng lực cơ học, như sử dụng mây lọc, ĩp, ly tđm… để tâch nước. Phương phâp năy chỉ dùng để tâch nước sơ bộ ra khỏi vật liệu chứa nhiều nước (nước tự do) mă khơng yíu cầu tâch hoăn toăn, sản phẩm cĩ độ ẩm ban cuối
cịn cao.
2.2.3. Phương phâp nhiệt :
Lă phương phâp dùng nhiệt năng để bốc ẩm trong vật liệu. Đđy lă phương phâp được sử dụng rộng rêi vì tâch được nước khâ triệt để, khơng những tâch được ẩm ở dạng tự do mă cịn tâch được ẩm ở dạng liín kết, cho sản phẩm khơ cĩ độ ẩm
ban cuối rất thấp. Để lăm khơ vật liệu, người ta thường sử dụng phương phâp sấy
hoặc phơi.
Sấy lă phương thức sử dụng nguồn năng lượng nhđn tạo, cịn phơi lă phương
thức sử dụng nguồn năng lượng tự nhiín.
Sấy tức lă lăm khơ vật liệu nhờ văo tâc nhđn sấy vă thiết bị sấy. Nguồn tâc
nhđn sấy lă khơng khí nĩng, khĩi lị, hơi nước…tâc nhđn sấy sẽ cung cấp năng lượng cho vật liệu vă lăm cho nước trong vật liệu bốc hơi ra mơi trường ngoăi vă
được quạt giĩ mang đi.
Căn cứ văo âp suất khi sấy mă người ta phđn ra :
Sấy ở âp suất thường : sử dụng sấy bình thường, sấy bằng tia hồng ngoại,
sấy lạnh.
Sấy ở âp suất thấp : lă sấy ở trong chđn khơng. Việc khuếch tân của nước ra mơi trường bín ngoăi lă rất dễ dăng.
2.2.4. Mơ hình câc phương phâp sấy trín
a. Sấy bằng tia bức xạ :
Năng lượng do tia hồng ngoại phât ra lớn hơn năng lượng câc tia trơng thấy (cĩ bước sĩng từ 0,4 ÷ 0,8 µm). Vì vậy, khi dùng tia hồng ngoại (cĩ bước sĩng từ 8
÷ 10 µm), nĩ cĩ thể truyền cho vật liệu 1 lượng nhiệt lớn vă đạt được tốc độ bay hơi ẩm cao. Cĩ thể cĩ hiện tượng quâ nhiệt ở bề mặt vật liệu sấy vă hao phí năng lượng
Sơ đồ sấy như sau: 1.Mây xeo giấy 2.Cột đỡ 3.Buồng sấy 4.Buồng sấy đối lưu 5.6. Rulo cuộn băng giấy 7. Mỏđốt 8. Giâ đỡ câc tấm bức xạ 9. Mây nđng 10.Quạt giĩ hồi 11.Quạt hút khí
b. Sấy thăng hoa :
Ẩm cĩ thể được tâch ra khỏi vật liệu bằng câch thăng hoa, nghĩa lă chuyển
thẳng ẩm từ trạng thâi rắn sang trạng thâi hơi, khơng qua trạng thâi lỏng. Để sấy vật
liệu theo câch năy, điều cần thiết lă phải tạo được hiệu số nhiệt độ lớn giữa vật liệu
sấy vă nguồn nhiệt bín ngoăi. Muốn vậy, vật liệu sấy phải được sấy ở trạng thâi đĩng rắn tại độ chđn khơng cao 0,1 ÷ 1 mmHg. Ở âp suất năy cĩ thể tiến hănh sấy ở
nhiệt độ dưới 0oC.
Ưu điểm của phương phâp năy lă thu được sản phẩm cĩ giâ trị cao, vật liệu
sấy khơng bị biến chất, khơng xảy ra câc quâ trình vi sinh, bảo vệ được nguyín vẹn
câc Vitamin trong thực phẩm như lúc tươi, giữ nguyín thể tích ban đầu của vật liệu nhưng xốp hơn nín dễ hấp thụ nước để trở lại trạng thâi ban đầu.
Tuy nhiín, hiện nay phương phâp năy cịn phức tạp vă đắt nín chỉ mới được
âp dụng rộng rêi trong sản xuất thực phẩm để sấy câc chất khâng sinh vă 1 văi loại
c. Sấy tiếp xúc :
Trong phương phâp năy, người ta cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng câch cho tiếp xúc trực tiếp vật với bề mặt nguồn nhiệt.
d. Sấy đối lưu :
Nguồn nhiệt cung cấp cho quâ trình sấy lă nhiệt truyền từ tâc nhđn sấy đến
vật liệu bằng câch truyền nhiệt đối lưu. Đđy lă phương phâp sấy phổ biến nhất, cĩ nhiều thiết bị sấy nhất như sấy buồng, sấy hầm, sấy tầng sơi…
Sau đđy lă văi mơ hình sấy:
Thiết bị sấy buồng đối lưu tự nhiín
Chương 3
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ SẤY
ARTEMIA VĂ TRỨNG BĂO XÂC
3.1. Yíu cầu kỹ thuật thiết bị sấy Artemia vă trứng băo xâc
3.1.1. Ý nghĩa của độ ẩm trong quâ trình sấy
Độ ẩm của trứng Artemia lă yếu tố quan trọng nhất, quyết định thời gian bảo
quản cũng như sử dụng chúng.
Trứng Artemia sau khi sấy phải đạt độ ẩm từ 3 ÷ 8 %. Nếu độ ẩm quâ cao sẽ lăm tăng hoạt tính trao đổi chất vă giảm thời gian sử dụng. Từ đĩ lăm giảm tỉ lệ nở
của trứng đồng thời hăm lượng dinh dưỡng của trứng cũng khơng cao.
Trong việc sản xuất thức ăn lă trứng băo xâc dănh cho tơm, câ thì vấn đề chất lượng sản phẩm rất quan trọng. Do đĩ, kỹ thuật sấy gĩp một phần khơng nhỏ trong
quâ trình sản xuất.
3.1.2. Yíu cầu của sản phẩm Artemia sau khi sấy
Đạt độ ẩm theo yíu cầu từ 30C-80C
Artemia khơng bị vĩn cục
Khơ đồng loạt, khơng xảy ra trường hợp độ khơ của câc hạt chính lệch lớn
Mău sắc của Artemia giữ nguyín, khơng bị chây
Sau khi sấy nếu đem ấp thì tỉ lệ nở phải cao, đạt từ 85% - 98%
Thời gian sấy khơng quâ dăi để trânh sự tiếp xúc nhiệt lđu của Artemia để
trânh tỉ lệ nở giảm do noên của trứng mất prơtíin.
3.1.3. Nhiệm vụ của việc thiết kế hệ thống sấy
Từ yíu cầu của đối tượng sấy mă ta thiết kế thiết bị sấy. Ở đđy, đối tượng sấy
lă trứng Artemia(yíu cầu sản phẩm trình băy ở trín phần 1.5) ta chọn phương ân sấy lă sấy ở nhiệt độ thấp(400C ÷ 600C).
Đảm bảo yíu cầu kỹ thuật, dễ vận hănh, cĩ khả năng sản xuất vă chế tạo được trong nước.
Năng suất cao, tiết kiệm năng lượng.
Giâ thănh phải chăng.
3.2. Chọn phương ân thiết kế
3.2.1. Câc thiết bị sấy hiện hănh
a. Sấy tự nhiín :
Sấy tự nhiín lă quâ trình phơi vật liệu ngoăi trời, phương phâp năy sử dụng
nguồn nhiệt bức xạ từ mặt trời tới vật cĩ mật độ cao (1000 W/m2). Người ta sẽ rải
băo xâc lín từng khay chuyín dùng với lớp rất mỏng vă đem phơi nơi cĩ ânh nắng
mặt trời. Tuy nhiín sau khoảng thời gian xâc định ta phải đảo để trứng khơng bị vĩn
cục vă khơ đều. Để đạt độ ẩm < 10% lă rât khĩ vă địi hỏi thời gian khâ dăi. Như
vậy sẽ lăm cho việc tâi thuỷ hợp của băo xâc sẽ thuận lợi hơn lăm giảm chất lượng
của sản phẩm.
Sấy tự nhiín cĩ những nhược điểm lă :
Khĩ thực hiện cơ giới hô, chi phí lao động nhiều.
Cần cĩ 1 diện tích lớn để phơi.
Phụ thuộc văo thời tiết.
Sản phẩm nếu sấy tự nhiín, chất lượng sẽ khơng đạt yíu cầu.
b. Sấy nhđn tạo : cĩ nhiều phương phâp sấy nhđn tạo khâc nhau
Phương phâp sấy đối lưu : nguồn nhiệt cung cấp cho quâ trình sấy lă nhiệt
truyền từ mơi trường chất sấy đến vật liệu bằng phương thức truyền nhiệt đối lưu.
Phương phâp sấy bức xạ : nguồn nhiệt cung cấp cho quâ trình sấy thực hiện
bằng câch bức xạ từ 1 mặt năo đĩ tới vật sấy.
Phương phâp sấy tiếp xúc : cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng câch cho tiếp
xúc trực tiếp vật với bề mặt nguồn nhiệt….
Trong câc phương phâp sấy nhđn tạo trín, đối với sản phẩm Artemia ta chọn phương phâp sấy lă đối lưu cưỡng bức.
1. Sấy khơ từng lớp trong lị:
Đặt câc giâ sấy trong phịng cĩ nhiệt độ được kiểm sôt vă đảm bảo cho khơng khí được thơng thông. Nếu cĩ thể được thì lắp câc dụng cụ kiểm tra nhiệt độ
văo hệ thống cấp nhiệt để trong quâ trình sấy nhiệt độ tăng lín từ từ.Viẹc đốt nĩng
khơng khí cĩ độ ẩm tương đối 100% từ 25-300C sẽ lăm giảm độ ẩm xuống cịn 45%. Hêy luơn luơn kiểm tra mối tương quan giữa sức chịu đựng nhiệt độ vă hăm
lượng nứơc của băo xâc mă ta sử dụng cĩ thể tìm ra chu kỳ hiệu quả nhất vă trânh
được sự quâ nhiệt . Hệ thống năy được tiíu chuẩn hô hơn nhất lă khi lắp nhiệt độ.
Tuy nhiín phương phâp năy cĩ nhược điểm lă:
Thời gian sấy kĩo dăi
Băo xâc bị kết tụ
chất lượng khơng đồng đều
Cĩ thể sấy nhanh hơn vă đồng nhất hơn nếu giữ băo xâc ở trạng thâi chuyển động liín tục trong một mây sấy quay. Cĩ thể tạo ra dịng khơng khí liín tục đi qua
trống bằng câch gắn thiết bị hút giĩ cĩ ống dẫn khơng khí ở đầuvăo của trống vă cĩ
đầu tâch biệt được gắn dụng cụ lọc để khơng khí ẩm thôt ra ngoăi . Thường người
ta gắn vâch ngăn để băo xâc trộn tốt hơn. Nhưng tốt hơn cả lă gắn băn chải văo trống vă cho nĩ chuyển động ngược chiều với trống, ngoăi chức năng trộn băn chải
cịn cĩ tâc dụng ngăn khơng cho băo xâc bâm văo thănh trống.
Mặc dù tốt hơn phương phâp sấy khơ trong lị nhưng sấy quay cịn cĩ một số nhược điểm sau:
Khơng kiểm sôt được nhiệt độ sấy
Năng suất khơng cao
Vật liệu bị hao do bâm dính
Chưa thật sự đồng đều
Sấy khơ bằng mây sấy tầng sơi)
Mây sấy tầng sơi dùng cho băo xâc (của Thâi Lan)
Mây sấy gồm cĩ khoang sấy hình nĩn, một câi mây thổi khí, bộ phận gia
nhiệt với dụng cụ kiểm sôt nhiệt độ hay cịn gọi lă cảm biến nhiệt. Mây thổi đẩy
khơng khí qua bộ phận gia nhiệt văo khoang sấy. Lưới đặt ở đầu văo vă đầu ra của
khoang sấy cho phĩp khơng khí chuyển động tự do mă khơng lăm thất thôt băo xâc. Thiết bị cảm biến nhiệt thứ nhất để kiểm sôt ở đầu văo cịn bộ cảm biến thứ hai đặt trong khoang sấy hình nĩn để khống chế nhiệt độ trong quâ trình sấy.
Ưu điểm của phương phâp sấy năy lă:
Kiểm sôt đựơc nhiệt độ đầu văo vă nhiệt độ trong khoang sấy
Thời gian sấy ngắn
Chất lượng sản phẩm đồng đều
Khơng vĩn cục
Năng suất cao
Trong câc phương ân sấy trín, thiết bị sấy tầng sơi lă phù hợp nhất. Thiết bị năy tương đối đơn giản, dễ lắp đặt, cho năng suất khâ cao vă an toăn, dễ tự động hô. Vă đặc biệt lă sấy tầng sơi thì sản phẩm cĩ độ đồng đều rất cao, đđy lă yíu cầu
quan trọng nhất.
3.2.2. Chọn phương ân thiết kế
a. Ưu, nhược điểm của sấy tầng sơi lă:
Ưu điểm:
Lượng nước trong trứng băo xâc được lấy đi trong trạng thâi sơi nín bề mặt
tiếp xúc nhiệt lớn.
Do câc hạt khuấy trộn mênh liệt do đĩ nhiệt độ ở tầng sơi đều vă khắc phục được hiện tượng quâ nhiệt.
Ở trạng thâi lỏng giả cĩ sức cản thuỷ lực tương đối nhỏ.
Sự truyền nhiệt so với trạng thâi bất động thì tăng lín hăng trăm lần, hệ số
truyền nhiệt cĩ thể tương đương với bạc.
Cĩ thểđiều chỉnh thời gian sấy
Điều chỉnhđược nhiệtđộ sấy
Quâ trình cĩ thể thực hiện liín tục
Năng suất khâ lớn
Tuy nhiín, phương phâp sấy năy cịn tồn tại nhược điểm sau:
Câc hạt khơ trộn lẫn câc hạt chưa khơ
Yíu cầu cỡ hạt nhỏ vă tương đốiđồngđều
b. Chọn phương ân
Rõ răng ta thấy trong câc phương ân trín thì sấy tầng sơi lă cĩ nhiềuưu điểm
nhất, phù hợp nhất với sản phẩm của chúng ta. Ở trín ta đê quan sât vă hiểu rõ nguyín lý lăm việc của mây sấy một tầng. Tuy nhiín, để nđng cao thím năng suất
vă trânh thời gian lưu lại quâ lđu của sản phẩm trong buồng sấy ta nín chọn sấy
nhiều tầng.
Nguyín lý hoạt động của mây sấy như sau:
1
3
7
Vật liệu đổ văo thùng 2, từ thùng sẽ cĩ đường ống dẫn vật liệu chảy xuống
phần buồng sấy hình nĩn 1. Để khống chế vật liệu ta dùng van hoặc cần gạt. Trong
buồng sấy hình trụ sẽ cĩ nhiều đĩa để hứng vật liệu chảy từ tầng trín xuống câc tầng dưới, câc đĩa năy thực ra lă những tấm lưới hình trịn với kích thước mắt lưới rất
nhỏ được gắn văo vịng thĩp như khung thíu. Quạt 9 thổi khơng khí văo qua bộ
phận gia nhiệt 8 khơng khí sẽ nĩng lín, nhiệt độ của khơng khí đi văo buồng sấy vă
được duy trì trong quâ trình sấy sẽ được bộ phận cảm biến nhiệt 6 điều chỉnh cho
phù hợp vă nĩ truyền nhiệt cho vật liệu đồng thời tâch ẩm của vật liệu. Sau một thời
gian,vật liệu được tâch ẩm sẽ sơi lín. Tuy nhiín ta lăm ống chắn 4 để trânh trường
hợp vật liệu chưa sơi ở đĩa trín chảy xuống đĩa dưới vă ống cịn cĩ tâc dụng đưa
dịng vật liệu lớp sơi ở đĩa trín chảy xuống đĩa dưới. Cứ như vậy vật liệu chảy qua đĩa năy đến đĩa khâc vă khi ra khỏi buồng sấy thì độ ẩm của băo xâc đê đạt theo yíu cầu. Nhưng ở giai đoạn cuối vật liệu bị giữ lại trín từng đĩa khi lớp sơi cĩ chiều cao
nhỏ hơn chiều cao ống nín ta lăm thím cơ cấu bản lề gắn văo ống để di chuyển ống
lín trín hoặc xuống dưới lăm cho vật liệu khơng bị tồn đọng.
c. Chọn nguồn năng lượng vă tâc nhđn sấy :
Chọn nguồn năng lượng :
Thiết bị đốt nĩng khơng khí gọi lă Calorife hay bộ trao đổi nhiệt.
Calorife khí hơi : sạch sẽ, dễ điều chỉnh chế độ sấy. Tuy nhiín, địi hỏi cĩ hệ
thống hơi nước hoặc cĩ lị hơi riíng.
Calorife khí khĩi : dùng nguyín liệu than đâ, bê mía, củi…lăm nguồn năng lượng. Yíu cầu phải thiết kế buồng đốt để lấy khĩi nĩng. Calorife năy cồng kềnh vă
khĩ điều chỉnh nhiệt độ tâc nhđn sấy.
Calorife điện : tiện lợi hơn cả. Dùng điện lăm nguồn năng lượng, vừa gọn
nhẹ, vừa sạch sẽ, vừa dễ dăng điều chỉnh chế độ sấy. Thích hợp với cơng nghiệp chế
biến câc sản phẩm cĩ yíu cầu vệ sinh cao.
Chọn tâc nhđn sấy:
Trong điều kiện cho phĩp của đề tăi cũng như năng suất của thiết bị cần thiết
kế lă khơng lớn, ta chọn Calorife điện lăm bộ phận gia nhiệt cho khơng khí.
Với câc thiết bị sấy đối lưu, tâc nhđn sấy vừa lă chất mang nhiệt để đốt nĩng
vật liệu sấy, vừa cĩ tâc dụng tải ẩm ra ngoăi mơi trường. Trong kỹ thuật sấy, tâc
nhđn sấy lă khơng khí nĩng hoặc khĩi lị. Người ta chỉ sử dụng tâc nhđn sấy lă khĩi lị khi sấy 1 số sản phẩm khơng sợ bị bâm bẩn vă cĩ thể chịu được nhiệt độ cao. Tuy
nhiín, như đê trình băy ở trín, nguồn năng lượng ta sử dụng lă điện, nín tâc nhđn sấy ở đđy chỉ cĩ thể lă khơng khí nĩng.
Vậy ta dùng calorife điện vă tâc nhđn sấy lă khơng khí nĩng.
3.3. Tính tôn thiết bị sấy
3.3.1. Tính tôn nhiệt
a. Động học trong trạng thâi tầng sơi
Mức độ xốp của lớp vật liệu dạng hạt được đânh giâ bằng tỉ số thể tích phần
rỗng giữa câc hạt vă thể tích của cả lớp: ε0 =
Vh V Vh
Trong đĩ Vh ,V lă thể tích hạt chiếm vă thể tích cả lớp
Tong trường hợp khi trọng lượng mơi trường giữa khoảng trống của câc hạt khơng đâng kể so với trọng lượng của hạt thì ta cĩ độ xốp lă:
ε0 = 1-
h
Ở đđy ρh,ρ l ă trọng lượng riíng xốp vă trọng lưọng riíng của hạt.
Vận tốc chuyển động tầng khí khi câc hạt cố định bắt đầu qua trạng thâi tầng sơi được tính theo quan hệ :
Re = r r * 22 . 5 1400
Cơng thức năy chỉ dùng cho những tiết diện ngang của thiết bị lă trịn vă độ
chính xâc lđ ± 20%. Mặt khâc :