Sấy là gì?
Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ, được sử dụng phổ biến ở nhiều ngành công nghiệp chế biến nông – lâm – hải sản. Sấy không chỉ đơn thuần là tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu mà là một quá trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi vật liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đói với mức chi phí năng lượng (điện năng, nhiệt năng) tối thiểu. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống các thiết bị gồm thiết bị sấy như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy,..; thiết bị đốt nóng tác nhân sấy trong các calorifer, thiết bị lạnh để khử ẩm, bơm quạt và một số thiết bị phụ khác. Đương nhiên, trong hệ thống đó, thiết bị sấy là quan trọng nhất.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm với mức chi phí năng lượng tối thiểu thì cần phải có chế độ sấy thích hợp. Chế độ sấy được hiểu là quy trình tổ chức quá trình trao đổi nhiệt – ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy, độ ẩm trước và sau quá trình sấy của vật liệu sấy, nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy vào ra thiết bị sấy, thời gian sấy tương ứng,… Tóm lại, chế độ sấy rất quan trọng và luôn gắn với một hệ thống sấy cụ thể với một vật liệu sấy cụ thể. Do đó, khi thiết kế một hệ thống sấy để sấy một vật liệu sấy nào đó với năng suất đã cho, trước hết, phải chọn chế độ sấy thích hợp.
Vật liệu sấy chủ yếu là nông – lâm – hải sản có nhiều dạng khác nhau: từ củ như khoai, sắn; quả như vải, nhãn; con như tôm, cá đến các dạng huyền phù như sữa bò, sữa đậu nành. Phương pháp, kèm theo là thiết bị và chế độ sấy cho từng loại vật liệu sấy cụ thể cũng rất khác nhau. Vì vậy chúng ta cần phải xem xét một cách tổng quan cách phương pháp sấy và các loại thiết bị sấy thường gặp trong kỹ thuật sấy các loại thực phẩm.
Phân loại hệ thống sấy
1. Hệ thống sấy lạnh
Có thể phân loại hệ thống sấy lạnh theo 3 dạng: hệ thống sấy bơm nhiệt, sấy thăng hoa và sấy chân không.
1.1 Hệ thống sấy bơm nhiệt
Với hệ thống sấy này, tác nhân sấy thông thường là không khí trước hết được khử ẩm bằng phương pháp làm lạnh hoặc khử ẩm hấp phụ, sau đó được đưa đến nhiệt độ thích hợp rồi cho đi qua làm khô sản phẩm. Khí sấy sau khi qua buồng sấy sẽ bị giảm nhiệt và mang nhiều hơi nước từ sản phẩm thoát ra, phần khí này được đưa tới dàn lạnh để ngưng tụ hơi nước (làm khô không khí), tiếp theo sẽ đi qua dàn nóng để được làm nóng đến nhiệt độ sấy cần thiết và cuối cùng không khí khô nóng này sẽ đi qua buồng sấy tiếp tục sấy khô sản phẩm. Chu trình này diễn ra liên tục cho đến khi sản phẩm khô đạt yêu cầu máy sẽ ngừng hoạt động.
1.2 Hệ thống sấy thăng hoa
Trong hệ thống sấy này, nước ở dưới điểm ba thể (T<273oK (-15oC), p < 610Pa) nhận được nhiệt lượng thực hiện qua trình thăng hoa để nước chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi và đi vào tác nhân sấy. Như vậy trong các hệ thống sấy thăng hoa, một mặt ta phải làm lạnh vật liệu sấy xuống dưới 0oC trong các kho lạnh và sau đó đưa vật liệu sấy với ẩm dưới dạng rắn vào bình thăng hoa. Ở đây vật liệu sấy được đốt nóng và đồng thời tạo chân không trong không gian xung quanh bằng bơm hút chân không.
1.3 Hệ thống sấy chân không
Sau khi cho sản phẩm sấy vào buồng sấy, bơm hút chân không hoạt động làm áp suất trong buồng sấy giảm xuống ngưỡng yêu cầu. Lúc này hệ thống nhiệt bắt đầu cấp nhiệt cho buồng sấy. Tại thời điểm này áp suất trong buồng sấy thấp nên chỉ cần cấp nhiệt từ 30 – 50oC là nước đã sôi, nước trong sản phẩm nhanh chóng hóa hơi khuếch tán ra ngoài. Khi hơi nước thoát ra khỏi sản phẩm sấy, áp suất trong buồng sấy tăng lên, lúc này hệ thống điều khiển cấp tín hiệu cho bơm hút chân không làm việc. Không khí mang nhiều hơi nước này được hút ra ngoài và được ngưng tụ hoàn toàn hơi nước trước khi đi vào máy hút chân không. Quá trình hút diễn ra liên tục cho đến khi sản phẩm được sấy khô.
2. Hệ thống sấy nóng
Có thể phân làm ba loại dựa theo phương pháp đốt nóng vật: hệ thống sấy tiếp xúc, hệ thống sấy đối lưu và hệ thống sấy dùng điện trường dòng cao tần.
2.1 Hệ thống sấy tiếp xúc
Hệ thống sấy trong đó vật liệu sấy nhận nhiệt bằng cách tiếp xúc trực tiếp với bề mặt gia nhiệt. Bề mặt gia nhiệt là chất rắn (vách phẳng, vách trụ…). Chất tải nhiệt (hơi nóng hoặc khói lò) chuyển động ở phía bên kia của vách. Phía còn lại của vách tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy.
Hệ thống tang trống (sấy trục lăn)
2.2 Hệ thống sấy đối lưu
Hệ thống sấy đối lưu là hệ thống sấy trong đó vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,…Dựa vào cấu tạo có thể phân thành nhiều loại sau:
[su_service title=”Hệ thống sấy buồng
” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Gồm có tủ sấy, thiết bị sấy kiểu xe goong[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy hầm” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Vật liệu sấy vào đầu này và ra đầu kia của hầm. Thiết bị truyền tải thường là các xe goong với các khay chứa vật liệu sấy hoặc băng tải.[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy tháp” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt như ngô, thóc, lúa mì. Trong tháp sấy người ta đặt một loại các kênh dần xen kẽ với một loạt các kênh thải. Vật liệu sấy đi từ trên xuống và tác nhân sấy từ kênh dần xuyên qua vật liệu sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với vật liệu sấy rồi đi vào kênh thải và thải vào môi trường.[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy thùng quay” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Chuyên dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt. Khi thùng sấy quay, vật liệu sấy vừa dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia vừa bị xáo trộn và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với dòng tác nhân sấy.[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy khí động” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Thiết bị sấy có thể là một ống tròn hoặc phễu, trong đó tác nhân sấy có nhiệt độ thích hợp với tốc độ cao vừa làm nhiệm vụ trao đổi nhiệt – ẩm vừa làm nhiệm vụ đưa vật liệu sấy đi từ đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy.[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy tầng sôi” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Thiết bị sấy là một buồng sấy, trong đó vật liệu sấy nằm trên ghi có đục lỗ, chuyên dùng để sấy hạt. Tác nhân sấy có nhiệt độ và tốc độ thích hợp đi xuyên qua ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên mặt ghi như hình ảnh các bọt nước sôi để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm. Hạt khô nhẹ hơn sẽ nằm phía trên và được lấy ra một cách liên tục.[/su_service]
[su_service title=”Hệ thống sấy phun” icon=”icon: anchor” icon_color=”#1c9016″ size=”26″]Dùng để sấy các dung dịch huyền phù như sữa bột. Dung dịch huyền phù được bơm cao áp đưa vào thiết bị tạo sương mù. Tác nhân sấy có nhiệt độ thích hợp đi vào thiết bị sấy thực hiện quá trình trao đổi nhiệt – ẩm với sương mù vật liệu sấy và thải ra môi trường. Do sản phẩm sấy ở dạng bột nên trong hệ thống sấy phun tác nhân sấy trước khi thải vào môi trường bao giờ cũng đi qua xyclon để thu hồi vật liệu sấy bay theo.[/su_service]
2.3 Hệ thống sấy dùng điện trường dòng cao tần
Về nguyên lý chung, vật liệu sấy được đặt giữa hai bản tụ có điện áp tần số cao, dưới tác dụng của điện trường tần số cao, vật liệu được gia nhiệt và ẩm trong vật liệu hóa hơi thoát ra ngoài. Kiểu sấy này có ưu điểm hơn các kiểu sấy khác là nhiệt độ trong toàn bộ thể tích vật liệu đồng đều hơn, thích hợp với các vật liệu dày và có hình dáng phức tạp mà gia nhiệt bằng đối lưu hay tiếp xúc đều khó thực hiện.
[su_box title=”BẠN NÊN BIẾT” style=”bubbles” box_color=”#a31237″ radius=”4″]
- Đối với những sản phẩm có giá trị cao bạn có thể sử dụng những máy sấy hiện đại dùng năng lượng điện, hơi nước, khí đốt hoặc nhiên liệu lỏng.
- Đối với những sản phẩm rẻ tiền, giá trị thấp bạn có thể sử dụng các máy sấy đơn giản với nguồn nhiên liệu rẻ tiền.
- Những máy sấy làm việc gián đoạn yêu cầu vốn cố định tương đối thấp, nhưng đòi hỏi nhiều người phục vụ, tiêu tốn năng lượng lớn. Những máy sấy làm việc liên tục thì ngược lại. Máy sấy chân không đòi hỏi vốn cố định và vốn lưu động cao hơn máy sấy làm việc ở áp suất thường, nhưng nó tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt hơn.
- Phương pháp sấy đắt nhất là sấy thăng hoa và sấy bằng điện trường cao tần. Các phương pháp này thường chỉ sử dụng đối với sản phẩm cao cấp, yêu cầu chất lượng đặc biệt.
[/su_box]
