Tài liệu Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của thiết bị sấy tinh bột sắn kiểu khí động

-45- ®Æt vÊn ®Ò ViÖt Nam lµ mét n−íc cã nÒn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp truyÒn thèng l©u ®êi. Tõ nhiÒu n¨m nay, gi¸ trÞ kinh tÕ mµ s¶n xuÊt n«ng nghiÖp mang l¹i lu«n lu«n chiÕm mét tû träng lín trong tæng thu nhËp quèc d©n. Trong sù nghiÖp c«ng nghiÖp hãa - hiÖn ®¹i hãa ®Êt n−íc hiÖn nay, víi trªn 70% d©n sè sèng dùa vµo n«ng nghiÖp th× viÖc c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa n«ng nghiÖp n«ng th«n ®−îc coi lµ nhiÖm vô träng t©m hµng ®Çu. LÊy viÖc ph¸t triÓn kinh tÕ n«ng nghiÖp lµm c¬ së vµ nÒn t¶ng thóc ®Èy c¸c ngµnh s¶n xuÊt vµ dÞch vô kh¸c ph¸t triÓn lµ mét quyÕt s¸ch ®óng ®¾n cña §¶ng vµ Nhµ n−íc ta. VÊn ®Ò chuyÓn dÞch c¬ cÊu c©y trång lµ hÕt søc quan träng cña s¶n xuÊt n«ng nghiÖp trong c¬ chÕ thÞ tr−êng. Ngoµi nh÷ng lo¹i c©y nh− lóa, ng«, chÌ, cµ phª, cao su, c¸c lo¹i c©y ¨n qu¶... th× s¾n ®−îc coi lµ mét trong nh÷ng lo¹i c©y träng ®iÓm cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn më réng t¨ng gi¸ trÞ s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. Tõ mét lo¹i c©y mµu cñ ®−îc trång tù ph¸t vµ r¶i r¸c, diÖn tÝch trång thay ®æi bÊp bªnh theo nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc vµ ®iÒu kiÖn mïa vô, s¾n ®ang dÇn chuyÓn ®æi thµnh mét lo¹i c©y c«ng nghiÖp mang l¹i gi¸ trÞ kinh tÕ lín gãp phÇn t¹o c«ng ¨n, viÖc lµm vµ n©ng cao thu nhËp cho n«ng d©n. B¶n th©n c©y s¾n lµ lo¹i c©y trång cã kh¶ n¨ng thÝch nghi cao víi ®iÒu kiÖn sèng, dÔ dµng trong ch¨m sãc, kh¶ n¨ng chèng chÞu c¸c lo¹i s©u bÖnh, thêi tiÕt kh¾c nghiÖt cao vµ ®Æc biÖt lµ cho n¨ng suÊt kh¸ æn ®Þnh. ChÝnh v× lÏ ®ã mµ chi phÝ ®Çu t− cho viÖc trång s¾n kh«ng lín, rÊt phï hîp víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ tr×nh ®é s¶n xuÊt cña ng−êi trång s¾n ë n−íc ta. Cñ s¾n lµ s¶n phÈm chÝnh thu ®−îc tõ c©y s¾n víi hµm l−îng tinh bét kh¸ cao (tõ 25 ÷ 30%) do ®ã tõ l©u nã ®· ®−îc coi lµ nguån cung cÊp l−¬ng thùc quan träng cho con ng−êi sau c©y lóa vµ ng«. NghÒ chÕ biÕn tinh bét tõ cñ s¾n ë ViÖt Nam vµ thÕ giíi ra ®êi tõ kh¸ sím vµ ®ang ngµy cµng ®ßi hái -46- cã sù quan t©m tho¶ ®¸ng tõ phÝa c¸c quèc gia, c¸c nhµ khoa häc vµ ng−êi s¶n xuÊt. Mét trong nh÷ng kh©u quan träng trong qui tr×nh chÕ biÕn tinh bét s¾n lµ ph¬i sÊy. Bªn c¹nh viÖc gia t¨ng vÒ s¶n l−îng s¾n trång th× viÖc chÕ biÕn trong ®ã ®Æc biÖt lµ sÊy s¶n phÈm ë d¹ng bét cßn ch−a ®−îc coi träng ë n−íc ta trong ®iÒu kiÖn hiÖn nay. Ngoµi nh÷ng nhµ m¸y chÕ biÕn tinh bét s¾n lín víi nh÷ng d©y chuyÒn vµ thiÕt bÞ hiÖn ®¹i mµ phÇn lín lµ liªn doanh víi n−íc ngoµi ®−îc ®Æt t¹i c¸c vïng trång träng ®iÓm th× hiÖn nay chóng ta vÉn tån t¹i nhiÒu lµng nghÒ thñ c«ng s¶n xuÊt b¸n thµnh phÈm hoÆc thµnh phÈm nh−ng kh«ng æn ®Þnh vÒ chÊt l−îng, rÊt khã kh¨n trong viÖc b¶o qu¶n vµ dù tr÷ l©u dµi. T¹i c¸c lµng nghÒ nµy, do kh©u ph¬i sÊy s¶n phÈm kh«ng ®−îc chó träng, thiÕt bÞ ®Ó sÊy cßn thñ c«ng, l¹c hËu do vËy mµ chi phÝ nh©n c«ng cao, kh¶ n¨ng thÊt tho¸t lín vµ quan träng h¬n n÷a lµ gi¸ trÞ th−¬ng phÈm vµ tÝnh c¹nh tranh trªn thÞ tr−êng xuÊt khÈu rÊt thÊp. Thùc tÕ trong c«ng nghÖ sau ho¹ch hiÖn nay cho thÊy, trong vÊn ®Ò vÒ sÊy n«ng s¶n chóng ta míi chØ thùc sù quan t©m nghiªn cøu c¸c thiÕt bÞ sÊy rau qu¶, thùc phÈm vµ c¸c s¶n phÈm d¹ng h¹t. Víi nh÷ng s¶n phÈm d¹ng bét nh− tinh bét s¾n cßn Ýt ®−îc quan t©m, ®Æc biÖt lµ nh÷ng thiÕt bÞ cì võa vµ nhá thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn, tr×nh ®é canh t¸c vµ chÕ biÕn s¾n ë n−íc ta. §Ó nghÒ trång vµ chÕ biÕn s¾n ë n−íc ta ph¸t triÓn, vÊn ®Ò cÊp thiÕt ®Æt ra lµ cÇn ®Çu t− vµo viÖc nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm lµm c¬ së ®Ó thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c mÉu m¸y øng dông cho kh©u ph¬i sÊy s¶n phÈm ë d¹ng bét tíi mét ®é Èm b¶o qu¶n cho phÐp nh»m n©ng cao chÊt l−îng ®ång thêi gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm, t¨ng hiÖu qu¶ kinh tÕ. D−íi sù h−íng dÉn vµ gióp ®ì cña TS. TrÇn Nh− Khuyªn, Bé m«n M¸y N«ng nghiÖp - Khoa C¬ ®iÖn - Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp 1, Hµ Néi, chóng t«i tiÕn hµnh thùc hiÖn ®Ò tµi : "Nghiªn cøu mét sè th«ng sè vÒ cÊu t¹o vµ chÕ ®é lµm viÖc cña thiÕt bÞ sÊy tinh bét s¾n kiÓu khÝ ®éng". -47- Ch−¬ng 1 tæng quan nghiªn cøu 1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn tinh bét s¾n 1.1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt Trong t×nh h×nh kinh tÕ, khoa häc kü thuËt ph¸t triÓn hiÖn nay, c¸c s¶n phÈm mang l¹i tõ c©y s¾n cã mét ý nghÜa hÕt søc quan träng trong nÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i. NÕu nh− tr−íc ®©y, s¾n chØ mang ý nghÜa nh− mét c©y l−¬ng thùc phôc vô cho nhu cÇu d©n sinh vµ lµm thøc ¨n cho ch¨n nu«i th× ngµy nay nã ®−îc sö dông trong rÊt nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp nh− s¶n xuÊt giÊy, b¸nh kÑo, cån, chÕ biÕn thøc ¨n ch¨n nu«i, ngµnh dÖt vµ lµm phô gia cho trong c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn nh− sÊy s÷a bét, s¶n xuÊt m× chÝnh, s¶n xuÊt thuèc ch÷a bÖnh cho ng−êi vµ gia sóc... ChÝnh ®iÒu nµy gióp cho c©y s¾n ®· vµ ®ang chuyÓn dÞch thµnh mét lo¹i c©y c«ng nghiÖp ng¾n ngµy quan träng gãp phÇn ®¸ng kÓ t¹o c«ng ¨n, viÖc lµm vµ n©ng cao thu nhËp cho ng−êi trång vµ chÕ biÕn s¾n. Bªn c¹nh nhu cÇu sö dông c¸c s¶n phÈm tõ c©y s¾n ®ang ngµy mét t¨ng th× chÝnh b¶n th©n c©y s¾n còng cã rÊt nhiÒu −u ®iÓm gióp nã cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn nhanh chãng ®¸p øng nhu cÇu tiªu dïng cña x· héi. Nh− ®· ph©n tÝch ë trªn, s¾n lµ lo¹i c©y trång cã kh¶ n¨ng chÞu s©u bÖnh, vµ thêi tiÕt kh« h¹n tèt. C©y s¾n cã thÓ ph¸t triÓn trªn nhiÒu lo¹i ®Êt vµ ®iÒu kiÖn khÝ hËu, dÔ dµng trong qu¸ tr×nh trång vµ ch¨m sãc, vèn ®Çu t− thÊp, cho n¨ng suÊt cao vµ æn ®Þnh so víi nhiÒu lo¹i c©y trång kh¸c do ®ã c©y s¾n ®ang ®−îc trång ë hÇu hÕt c¸c khu vùc trªn thÕ giíi r¶i r¸c ë trªn 100 quèc gia vµ vïng l·nh thæ víi tæng diÖn tÝch kho¶ng trªn 16 triÖu hÐc-ta tËp trung chñ yÕu ë ch©u Phi vµ ch©u ¸. Tõ nhiÒu n¨m nay, c¸c s¶n phÈm tõ c©y s¾n ®· trë thµnh mÆt hµng xuÊt khÈu chiÕn l−îc cña mét sè quèc gia nh− Brazil, Th¸i Lan, Indonesia, Nigieria...[1]. T¹i ViÖt Nam, s¾n ®−îc trång ë hÇu hÕt c¸c tØnh tuy nhiªn tËp trung chñ yÕu ë vïng trung du vµ miÒn nói phÝa B¾c, nam Trung bé, T©y Nguyªn vµ mét sè tØnh phÝa Nam. Tõ l©u c©y s¾n ®· ®−îc coi lµ nguån cung cÊp l−¬ng thùc chñ yÕu -48- cña ®ång bµo c¸c d©n téc miÒn nói vµ hiÖn nay nã ®· trë thµnh s¶n phÈm hµng ho¸ mang l¹i nguån thu nhËp ®¸ng kÓ cho ng−êi n«ng d©n trång s¾n. Tõ mét n−íc trång s¾n chØ nh»m phôc vô cho nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc, hiÖn nay ViÖt Nam ®· trë thµnh mét trong nh÷ng quèc gia cã s¶n l−îng s¾n xuÊt khÈu hµng ®Çu thÕ giíi. 1.1.2. T×nh h×nh chÕ biÕn tinh bét s¾n S¶n phÈm chÝnh thu ®−îc tõ c©y s¾n lµ tinh bét s¾n, ngoµi môc ®Ých phôc vô cho c¸c ngµnh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp th× tinh bét s¾n ®−îc sö dông nh− mét lo¹i l−¬ng thùc cung cÊp nguån thøc ¨n cho con ng−êi vµ vËt nu«i víi mét hµm l−îng dinh d−ìng kh¸ cao gãp mét phÇn kh«ng nhá trong chÝnh s¸ch æn ®Þnh an ninh l−¬ng thùc quèc gia vµ toµn cÇu. NghÒ chÕ biÕn tinh bét s¾n ra ®êi tõ kh¸ sím, tuy nhiªn do yªu cÇu, môc ®Ých sö dông vµ tr×nh ®é s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cña tõng thêi kú lµ kh¸c nhau do ®ã mµ qui m« vµ møc ®é chÕ biÕn tinh bét s¾n còng kh¸c nhau. 1.1.2.1. Qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p chÕ biÕn cñ s¾n ®Ó t¹o ra c¸c s¶n phÈm kh¸c nhau. HiÖn nay, nhu cÇu sö dông s¶n phÈm tinh bét s¾n ngµy mét cao vµ gi¸ trÞ kinh tÕ mµ nã mang l¹i lµ rÊt lín do vËy viÖc chÕ biÕn ra tinh bét ®ang lµ xu thÕ chÝnh víi nhiÒu ph−¬ng ph¸p vµ qui m« kh¸c nhau. Qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét s¾n tõ cñ s¾n th−êng ®−îc tiÕn hµnh theo c¸c b−íc c¬ b¶n nh− trªn h×nh 1.1 [15]. Cñ s¾n t−¬i sau khi ng©m, röa vµ t¸ch vá hoÆc cã thÓ bá qua c«ng ®o¹n ng©m ®−îc ®−a vµo nghiÒn hoÆc x¸t t¹o thµnh hçn hîp gåm tinh bét, x¬ b· vµ mét sè t¹p chÊt. C«ng ®o¹n tiÕp theo lµ ta ph¶i läc t¸ch b· vµ lo¹i c¸c t¹p chÊt ra sau ®ã ®−a vµo bÓ l¾ng. Nhê träng l−îng b¶n th©n mµ c¸c h¹t tinh bét sÏ tõ tõ l¾ng xuèng ®¸y bÓ. G¹n bá phÇn n−íc phÝa trªn ta ®−îc mét líp bét ë d¹ng nh·o. §Ó thuËn lîi cho qu¸ tr×nh ph¬i sÊy ng−êi ta cã thÓ sö dông ph−¬ng ph¸p thÊm -49- hót hoÆc dïng m¸y ®Ó v¾t lo¹i bít n−íc lµm cho líp bét ë tr¹ng th¸i ®«ng cøng víi ®é Èm kho¶ng 35 ÷ 40% sau ®ã bét ®−îc ®em ®i ph¬i kh« tù nhiªn hoÆc ®−a vµo m¸y sÊy s¬ bé. KÕt thóc c«ng ®o¹n nµy bét ë tr¹ng th¸i ®é Èm kho¶ng 17 ÷ 20% vµ do tÝnh chÊt cña s¶n phÈm d¹ng bét nã sÏ tù t¸ch vì thµnh nh÷ng côc nhá cã kÝch th−íc tõ vµi mm ®Õn vµi cm. s¾n cñ Ng©m Röa, bãc vá NghiÒn, x¸t Läc t¸ch gi¶m Èm ph¬i ( sÊy) s¬ bé sÊy, lµm nguéi Bao gãi vµ b¶o qu¶n H×nh 1.1. Qui tr×nh chÕ biÕn tinh bét s¾n §Ó ®¶m b¶o cho viÖc sÊy s¶n phÈm ®Õn ®é Èm b¶o qu¶n vµ ®é kh« ®ång ®Òu ë c«ng ®o¹n nµy lµ hÕt søc khã kh¨n do ®ã ta ph¶i tiÕn hµnh lµm vì c¸c côc t¹o thµnh c¸c h¹t nhá cã kÝch th−íc t−¬ng ®èi ®ång ®Òu sau ®ã míi tiÕp tôc tiÕn hµnh sÊy ®Ó thu ®−îc s¶n phÈm lµ tinh bét kh« ®¹t ®é Èm 10 ÷ 12%. B−íc tiÕp theo ta ph¶i lµm nguéi cho bét tr−íc khi bao gãi vµ b¶o qu¶n. -50- 1.1.2.2. T×nh h×nh chÕ biÕn tinh bét s¾n ë ViÖt Nam TÝnh ®Õn tr−íc n¨m 1994, ë n−íc ta l−îng s¾n ®−îc chÕ biÕn thµnh tinh bét lµ kh«ng ®¸ng kÓ, cñ s¾n sau khi thu ho¹ch th−êng ®−îc ®em chÕ biÕn trùc tiÕp thµnh thøc ¨n cho con ng−êi vµ vËt nu«i. PhÇn cßn l¹i nÕu d− thõa th× ®−îc ®em th¸i l¸t ph¬i kh«, ®ãng b¸nh ®Ó dù tr÷... hoÆc cung cÊp cho c¸c lµng nghÒ thñ c«ng. HiÖn nay chóng ta ®· cã b−íc nh¶y vät vÒ qui m« vµ diÖn tÝch trång s¾n gióp cho s¶n l−îng s¾n cñ hµng n¨m cña chóng ta liªn tôc t¨ng vµ ®¹t ®−îc chÊt l−îng kh¸ cao. Cïng víi sù ph¸t triÓn ®ã, ë ViÖt Nam ®· vµ ®ang xuÊt hiÖn nh÷ng nhµ m¸y chÕ biÕn tinh bét c«ng suÊt lín víi d©y truyÒn vµ thiÕt bÞ hiÖn ®¹i t¹i c¸c vïng trång s¾n träng ®iÓm ë c¸c tØnh nh− Yªn B¸i, Phó Thä, Hµ T©y, Thõa Thiªn HuÕ, Qu¶ng Nam, Qu¶ng Ng·i, B×nh D−¬ng, B×nh Ph−íc, T©y Ninh... víi nhu cÇu cung cÊp s¾n lín vµ tËp trung[1]. Song song víi viÖc ph¸t triÓn nµy th× c¸c c¬ së s¶n xuÊt tËp trung qui m« võa vµ nhá vµ c¸c lµng nghÒ chÕ biÕn vÉn ®ang ®−îc duy tr× vµ ngµy cµng ph¸t triÓn. Tuy nhiªn viÖc øng dông c¸c thµnh qu¶ khoa häc kü thuËt trong chÕ biÕn tinh bét s¾n t¹i c¸c c¬ së nµy cßn nhiÒu h¹n chÕ, c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt thiÕu ®ång bé. T¹i mét sè c¬ së vÉn cßn s¶n xuÊt theo ph−¬ng ph¸p thñ c«ng truyÒn thèng ®Æc biÖt lµ t¹i c¸c lµng nghÒ do ®ã mµ chÊt l−îng vµ gi¸ trÞ kinh tÕ cña s¶n phÈm tinh bét s¾n kh«ng cao, søc c¹nh tranh thÊp. 1.2. TÇm quan träng cña viÖc sÊy s¶n phÈm d¹ng bét 1.2.1. ý nghÜa cña viÖc sÊy kh« s¶n phÈm d¹ng bét SÊy lµ mét c«ng ®o¹n hÕt søc quan träng kh«ng thÓ thiÕu trong qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn s¶n phÈm d¹ng bét víi môc ®Ých lµ lÊy ®i mét l−îng Èm nhÊt ®Þnh ®Ó s¶n phÈm d¹ng bét cã thuû phÇn ®¶m b¶o cho b¶o qu¶n l©u dµi tr−íc khi ®−a vµo chÕ biÕn ë nh÷ng c«ng ®o¹n tiÕp theo trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn. Tinh bét ®−îc coi lµ mét lo¹i nguyªn liÖu hoÆc chÊt phô gia rÊt quan träng trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp, ®Æc biÖt lµ c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nhÑ, c¸c -51- ngµnh thñ c«ng mü nghÖ, d−îc phÈm, chÕ biÕn bªn c¹nh chøc n¨ng cung cÊp l−¬ng thùc cho con ng−êi vµ ch¨n nu«i gãp phÇn æn ®Þnh an ninh l−¬ng thùc, thùc phÈm. Trong c¬ chÕ kinh tÕ thÞ tr−êng hiÖn nay th× tinh bét ®−îc coi lµ mét mÆt hµng xuÊt khÈu mang l¹i lîi Ých kinh tÕ rÊt lín cho c¸c quèc gia xuÊt khÈu vµ b¶n th©n ng−êi s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng gi¸ trÞ kinh tÕ - x· héi ®ã, thùc tiÔn hiÖn nay ®ßi hái chóng ta ph¶i cã mét quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt phï hîp vµ hiÖn ®¹i ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm d¹ng bét ®Æc biÖt lµ tinh bét s¾n. Trong qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n tinh bét s¾n th× qu¸ tr×nh sÊy cã tÇm quan träng ®Æc biÖt ¶nh h−ëng rÊt lín tíi chÊt l−îng, gi¸ thµnh vµ kh¶ n¨ng b¶o qu¶n s¶n phÈm sau chÕ biÕn. S¶n phÈm bét sau khi s¬ chÕ cã hµm l−îng n−íc kh¸ cao, trung b×nh tõ 17 ÷ 20%, l−îng Èm trong s¶n phÈm cao hay thÊp cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm. HÇu hÕt c¸c lo¹i n«ng s¶n sau khi thu ho¹ch vµ chÕ biÕn, ®Æc biÖt lµ c¸c s¶n phÈm cã hµm l−îng tinh bét cao, l−îng Èm trong s¶n phÈm lµ rÊt lín, nÕu kh«ng ®−îc ph¬i sÊy kÞp thêi, nã sÏ lµ nh©n tè kÝch thÝch vµ tÝch nhiÖt cho qu¸ tr×nh h« hÊp sinh häc cña s¶n phÈm. §©y lµ nguyªn nh©n g©y nªn sù biÕn ®æi chÊt trong s¶n phÈm ®ång thêi t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c lo¹i vi sinh vËt sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn, g©y ra hiÖn t−îng nÊm mèc, vãn côc, ®ãng b¸nh cña tinh bét. HiÖn nay viÖc lµm kh« s¶n phÈm d¹ng bét chñ yÕu vÉn dïng ph−¬ng ph¸p ph¬i sÊy tù nhiªn hoÆc sö dông c¸c thiÕt bÞ sÊy thñ c«ng kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu c«ng nghÖ. ViÖc ph¬i sÊy b»ng ph−¬ng ph¸p ph¬i tù nhiªn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®iÒu kiÖn thêi tiÕt, kh«ng thÓ khèng chÕ ®−îc nhiÖt ®é thÝch hîp ®èi víi yªu cÇu s¶n phÈm, thêi gian sÊy kÐo dµi, s¶n phÈm bÞ hao hôt, lÉn t¹p chÊt. ChÝnh v× ®iÒu nµy ®· lµm gi¶m chÊt l−îng cña s¶n phÈm, s¶n l−îng thÊp, khã c¬ giíi ho¸, kh«ng ®¸p øng ®−îc yªu cÇu s¶n xuÊt nhÊt lµ khi diÖn tÝch ®Êt dïng cho trång trät ®−îc më réng. Do vËy cÇn thiÕt ph¶i cã c¸c thiÕt bÞ sÊy chuyªn dïng, phï hîp víi ®Æc ®iÓm vµ yªu cÇu c«ng nghÖ cña viÖc sÊy s¶n phÈm d¹ng bét, h¹n chÕ -52- sù phô thuéc cña s¶n phÈm vµo c¸c yÕu tè m«i tr−êng[15]. 1.2.2. §Æc ®iÓm cña vËt liÖu sÊy d¹ng bét 1.2.2.1. §é tan rêi ®é tan rêi cña bét rÊt thÊp so víi ®é tan rêi cña c¸c lo¹i ngò cèc khi ch−a chÕ biÕn. Do kÝch th−íc cña c¸c h¹t bét rÊt nhá, kh«ng ®ång ®Òu, cã h¹t to, h¹t nhá, h¹t quÇn hay h¹t ®¬n, do ®ã chóng tr−ît trªn nhau rÊt khã kh¨n, lµm cho ®é tan rêi cña toµn bé khèi h¹t rÊt thÊp. §Æc biÖt khi mµ hµm l−îng n−íc trong bét lªn cao th× ®é tan rêi l¹i gi¶m nhanh chãng vµ xuÊt hiÖn hiÖn t−îng vãn côc. 1.2.2.2. TÝnh hÊp phô Tuú theo ®iÒu kiÖn b¶o qu¶n mµ khèi bét cã tÝnh chÊt hÊp phô kh¸c nhau. NÕu b¶o qu¶n theo ph−¬ng ph¸p ®ãng bao vµ xÕp thµnh khèi lín th× kh¶ n¨ng hÊp phô rÊt kÐm so víi cïng lo¹i bét cã phÈm chÊt t−¬ng ®−¬ng nh−ng l¹i b¶o qu¶n theo ph−¬ng ph¸p ®æ rêi, san máng. Khi chÕ biÕn nguyªn liÖu ra bét, nghÜa lµ ta ®· lµm t¨ng thªm diÖn tÝch hÊp phô cña nguyªn liÖu, do ®ã mµ kh¶ n¨ng hÊp phô cña s¶n phÈm lµ rÊt tèt, nÕu so s¸nh gi÷a nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm. HÊp phô ë ®©y cã nghÜa lµ hót h¬i Èm vµ khÝ l¹. Khi s¶n phÈm hót h¬i l¹ sÏ lµm gi¶m gi¸ trÞ th−¬ng phÈm cña s¶n phÈm còng nh− rÊt khã sö dông vµ g©y ra mïi vÞ l¹ lµm mÊt mïi ®Æc tr−ng cña mÆt hµng s¶n xuÊt. §iÒu nµy cÇn chó ý khi ta dïng ph−¬ng ph¸p sÊy trùc tiÕp th× bét cã thÓ hÊp phô mïi cña t¸c nh©n sÊy còng nh− ®iÒu kiÖn vÖ sinh kho tµng khi b¶o qu¶n. C¸c vËt Èm hay c¸c s¶n phÈm sÊy th−êng b¶o qu¶n trong m«i tr−êng kh«ng khÝ, riªng c¸c s¶n phÈm sÊy ®Õn ®é Èm thÊp l¹i cã tÝnh h¸o n−íc nªn hót Èm tõ m«i tr−êng. Qu¸ tr×nh tiÕp xóc gi÷a kh«ng khÝ Èm vµ vËt Èm trong thêi gian nhÊt ®Þnh gi÷a chóng sÏ x¶y ra c©n b»ng thuû phÇn. 1.2.2.3. TÝnh dÉn nhiÖt vµ truyÒn nhiÖt cña vËt liÖu sÊy Nãi chung bét cã tÝnh dÉn nhiÖt vµ truyÒn nhiÖt kÐm, do vËy ®é trèng rçng cña khèi bét t−¬ng ®èi thÊp, kh«ng khÝ, h¬i Èm vµ ngay c¶ vi sinh vËt vµ c«n trïng còng khã x©m nhËp vµo bªn trong khèi bét. C¸c mÆt hµng s¶n phÈm n«ng -53- nghiÖp nãi chung phÇn lín viÖc dÉn nhiÖt vµ truyÒn nhiÖt ®Òu do t¸c ®éng cña kh«ng khÝ, ®é Èm, c«n trïng vµ vi sinh vËt... Ta nhËn thÊy r»ng, trong thùc tÕ nÕu ta ®ãng bao ngay sè bét míi sÊy th× rÊt bÊt lîi cho c«ng t¸c b¶o qu¶n, v× lóc nµy bét cßn nãng, kh¶ n¨ng to¶ nhiÖt l¹i rÊt chËm, nªn rÊt dÔ dµng kÝch ®éng c¸c qu¸ tr×nh sinh lÝ - sinh ho¸ ph¸t sinh nhanh chãng lµm háng bét. Do ®ã ®Ó ®¶m b¶o ®−îc tÝnh æn ®Þnh cña bét trong giai ®o¹n l−u tr÷, nhÊt thiÕt ph¶i lµm cho bét nguéi míi ®ãng gãi. 1.2.2.4. T¸c dông t−¬ng hç gi÷a vËt liÖu sÊy vµ m«i tr−êng Khi ¸p suÊt h¬i n−íc trªn bÒ mÆt bét pbt lín h¬n ¸p suÊt riªng phÇn cña h¬i n−íc trong m«i tr−êng xung quanh bét pbn th× bét nh¶ Èm vµo m«i tr−êng. Ng−îc l¹i, nÕu pbt nhá h¬n pbn th× bét hót Èm tõ m«i tr−êng. ¸p suÊt phô thuéc nhiÖt ®é, ®é Èm. V× thÕ, sù hót Èm hay nh¶ Èm cña bét phô thuéc ¸p suÊt, nhiÖt ®é, ®é Èm cña m«i tr−êng vµ cña bét. Qu¸ tr×nh hót nh¶ Èm tù nhiªn gi÷a bét Èm vµ m«i tr−êng xung quanh x¶y ra rÊt nhanh ®Ó tiÕn tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng ¸p suÊt pbt = pbn. §é Èm cña bét ë tr¹ng th¸i nµy lµ ®é Èm c©n b»ng wcb vµ qu¸ tr×nh h« hÊp cña bét coi nh− b»ng 0. ¸p suÊt Pbn phô thuéc vµo nhiÖt ®é, ®é Èm cña m«i tr−êng kh«ng khÝ trong m«i tr−êng. Do vËy tr¹ng th¸i c©n b»ng ¸p suÊt h¬i Èm gi÷a bét Èm vµ m«i tr−êng xung quanh lu«n bÞ ph¸ vì vµ ®é Èm c©n b»ng wcb lu«n phô thuéc nhiÖt ®é, ®é Èm cña m«i tr−êng. Víi bét s¾n, ®é Èm c©n b»ng khi lµm kh« ®Ó b¶o qu¶n ®−îc quy ®Þnh lµ 10 ÷ 12%[18]. ¸p suÊt h¬i pbt trªn bÒ mÆt bét phô thuéc vµo c−êng ®é bay h¬i Èm trong h¹t bét nªn nã phô thuéc nhiÖt ®é, ®é Èm cña h¹t bét. §Ó t¨ng c−êng ®é nh¶ Èm cña bét vµo m«i tr−êng xung quanh (gi¶m thêi gian lµm kh« bét) cÇn ph¶i t¨ng ¸p suÊt pbt vµ gi¶m pbn ®ång thêi lµm t¨ng l−îng nhiÖt truyÒn sang bét, lµm nãng bét vµ bay h¬i Èm trong h¹t bét, t¨ng pbt [3],[4],[10]. -54- 1.3. t×nh h×nh nghiªn cøu vµ øng dông thiÕt bÞ sÊy s¶n phÈm d¹ng bét Nh− ®· nãi ë trªn, sÊy lµ kh©u quan träng kh«ng thÓ thiÕu trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n. V× vËy trong thùc tÕ s¶n xuÊt ®· xuÊt hiÖn rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p sÊy, tuú tõng lo¹i s¶n phÈm vµ yªu cÇu c«ng nghÖ mµ ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p sÊy kh¸c nhau. VÊn ®Ò sö dông c¸c biÖn ph¸p ph¬i sÊy tù nhiªn hay c¸c thiÕt bÞ thñ c«ng kh«ng thÓ ®¸p øng ®−îc yªu cÇu s¶n xuÊt. ChÝnh ®iÒu nµy ®· thóc ®Èy viÖc nghiªn cøu vÒ lÜnh vùc sÊy ph¸t triÓn rÊt nhanh vµ ®¹t ®Õn møc ®é hiÖn ®¹i kh¸ cao. HÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ sÊy ®Òu sö dông t¸c nh©n sÊy lµ khÝ nãng thæi c−ìng bøc qua khèi vËt liÖu. NhiÖt tõ khÝ nãng truyÒn sang bét Èm lµm n−íc trong s¶n phÈm s«i vµ bèc h¬i tho¸t ra khái vËt Èm. H¬i Èm tho¸t khái s¶n phÈm vµ ®−îc dßng khÝ sÊy th¶i ra ngoµi. Qu¸ tr×nh nµy diÔn ra liªn tôc, vÒ c¬ b¶n ®−îc ph©n thµnh ba giai ®o¹n chÝnh gåm giai ®o¹n gia nhiÖt cho s¶n phÈm, giai ®o¹n tèc ®é sÊy kh«ng ®æi vµ giai ®o¹n sÊy tèc ®é gi¶m dÇn. HiÖn nay, trªn thÕ giíi ®· nghiªn cøu vµ ¸p dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p sÊy kh¸c nhau víi c¸c thiÕt bÞ sÊy kh¸ ®a d¹ng ®¸p øng nhu cÇu sÊy rÊt nhiÒu lo¹i s¶n phÈm. Tuy nhiªn viÖc nghiªn cøu vµ ¸p dông c¸c thiÕt bÞ sÊy phôc vô cho viÖc sÊy c¸c s¶n phÈm d¹ng bét ®Æc biÖt lµ tinh bét s¾n cßn kh¸ s¬ sµi vµ cßn tån t¹i nhiÒu bÊt cËp. C¸c thiÕt bÞ ®Ó sÊy cho c¸c s¶n phÈm d¹ng bét ®−îc ¸p dông hiÖn nay gåm mét sè lo¹i c¬ b¶n sau: 1.3.1. ThiÕt bÞ sÊy kiÓu thïng quay Bé phËn chÝnh cña thiÕt bÞ lµ mét thïng h×nh trô trßn lµm buång sÊy ®Æt n»m ngang hay nghiªng mét gãc nhá, ®é nghiªng tõ 1/50 ÷ 1/15. Thïng quay víi tèc ®é chËm n = (0,5 ÷ 0,8)vßng/phót, quay liªn tôc. Tuú theo tÝnh chÊt cña vËt sÊy, n¨ng suÊt thiÕt bÞ ta cã thÓ chän c¸c th«ng sè ®−êng kÝnh D, chiÒu dµi L cña thïng sÊy. ThiÕt bÞ cã thÓ lµm viÖc liªn tôc hay theo chu kú tõng mÎ mét. -55- SÊy thïng quay ®−îc ¸p dông réng r·i ®Ó sÊy c¸c vËt Èm d¹ng h¹t, m¶nh vôn cã kÝch th−íc nhá nh− ®Ëu, ®ç, cµ phª... ThiÕt bÞ lµm viÖc liªn tôc Thïng ®Æt nghiªng, cöa cÊp liÖu ®−îc thiÕt kÕ t¹i ®Çu cao vµ vËt liÖu chuyÓn ®éng dÇn xuèng phÝa d−íi thÊp h¬n vµ ®−îc lÊy ra ngoµi t¹i ®iÓm cuèi cña thïng. M«i chÊt sÊy ®−a vµo ë mét ®Çu thïng vµ tho¸t ra theo èng tho¸t ë ®Çu kia. Bªn trong thïng cã c¸nh ®¶o. Kh«ng khÝ cïng vËt liÖu x¸o trén trong thïng sÊy, qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt Èm x¶y ra vµ vËt liÖu ®−îc sÊy kh«. H×nh 1.2. M¸y sÊy thïng quay víi t¸c nh©n sÊy ®i qua líp vËt liÖu 1- cöa lÊy s¶n phÈm; 2- cöa khÝ th¶i; 3- thïng sÊy quay 4- cöa n¹p liÖu; 5- cöa vµo t¸c nh©n sÊy; 6- vËt sÊy d¹ng h¹t. Thêi gian sÊy lµ thêi gian vËt liÖu di chuyÓn tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra khái thïng. §é ®iÒn ®Çy vËt liÖu trong thïng cã thÓ ®Õn 20%. §Ó cho vËt sÊy ®−îc x¸o trén tèt víi kh«ng khÝ trong thïng th× cã c¸c c¸nh h−íng (®¶o), còng cã thÓ chia thµnh nhiÒu khoang. Khi sÊy c¸c vËt liÖu h¹t cì nhá ta ph¶i tÝnh to¸n chän tèc ®é khÝ sao cho tr¸nh bay vËt liÖu theo khÝ tho¸t. Trong thiÕt bÞ sÊy thïng quay th−êng kh«ng sö dông t¸i tuÇn hoµn khÝ sÊy th× ph¶i ®Æt thªm thiÕt bÞ läc bôi, do ®ã t¨ng vèn ®Çu t− vµ chi phÝ vËn hµnh. ThiÕt bÞ lµm viÖc theo chu kú Thïng ®Æt n»m ngang, vËt liÖu ®æ vµo thïng víi khèi l−îng b»ng mét mÎ sÊy. Thïng quay liªn tôc, khÝ nãng ®−îc ®−a vµo b»ng mét èng n»m ë gi÷a ®ång t©m víi thïng. KhÝ nãng theo èng dÉn vµo gi÷a thïng vµ ph©n phèi ra xung quanh qua c¸c lç xung quanh èng. KhÝ nãng hoµ trén víi vËt liÖu do thïng quay vµ sÊy kh« vËt liÖu. KhÝ th¶i tho¸t ra qua c¸c lç nhá ë vá thïng ra ngoµi. Khi vËt -56- liÖu kh« ph¶i dõng m¸y vµ më cöa ®Ó lÊy vËt liÖu trong thïng ra sau ®ã l¹i cho vËt liÖu míi vµo sÊy mÎ sau [3], [10], [14]. VÒ c¬ b¶n th× thiÕt bÞ sÊy thïng quay cã rÊt nhiÒu −u ®iÓm khi sÊy c¸c s¶n phÈm d¹ng h¹t, côc cã kÝch th−íc nhá. Khi sÊy tinh bét, do tÝnh xèp cña vËt liÖu, bét bÞ vì vôn khi ®é Èm gi¶m, kÝch th−íc ®¬n cña h¹t bét lµ rÊt nhá vµ linh ®éng do vËy nã sÏ bÞ b¸m dÝnh vµo thµnh thïng vµ c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng quay lµm gi¶m hiÖu suÊt m¸y ®ång thêi nhanh ph¸ háng c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng vµ khã kh¨n trong viÖc dän vÖ sinh m¸y. 1.3.2. ThiÕt bÞ sÊy b¨ng t¶i Nguyªn t¾c cÊu t¹o cña m¸y sÊy b¨ng t¶i gåm cã hÇm hoÆc buång sÊy, b¨ng t¶i liªn tôc chuyÓn ®éng trong buång. VËt sÊy ®−îc r¶i ®Òu trªn b¨ng t¶i nhê c¬ cÊu n¹p liÖu. S¶n phÈm liªn tôc ®−îc lÊy ra ë cuèi b¨ng t¶i. T¸c nh©n sÊy lµ kh«ng khÝ nãng hay khãi lß chuyÓn ®éng c¾t ngang qua chiÒu chuyÓn ®éng cña b¨ng t¶i. ChiÒu dµi vµ tèc ®é b¨ng t¶i phô thuéc vµo thêi gian sÊy. ChiÒu réng b¨ng (còng lµ chiÒu réng líp vËt sÊy) chiÒu dµy líp vËt sÊy vµ tèc ®é b¨ng phô thuéc n¨ng suÊt m¸y. §Ó kh«ng g©y ra trë lùc lín, s¶n phÈm cã ®é kh« ®ång ®Òu th× líp vËt sÊy trªn b¨ng t¶i cã chiÒu dµy tõ (50 ÷ 250) mm. B¨ng t¶i cã cÊu t¹o rÊt ®a d¹ng (cã thÓ b¨ng ®−îc chÕ t¹o tõ l−íi sîi, l−íi thÐp, b¨ng thÐp cã ®ôc lç, c¸c khay cã ®ôc lç hoÆc kh«ng) l¾p trªn trôc quay, hai ®Çu trôc l¾p vµo hai xÝch t¶i 3 lµm nhiÖm vô kÐo c¸c khay tr−ît trªn ®−êng ray. Hai ®Çu khay vÒ phÝa xÝch ®−îc kÐo tr−ît trªn lßng thanh thÐp gãc. §Õn vÞ trÝ thanh thÐp gãc ®ì kh«ng cßn, ®ã lµ lóc khay xoay vµ ®æ vËt sÊy xuèng c¸c khay d−íi. §©y còng lµ biÖn ph¸p ®¶o trë vËt sÊy. C¸c khay cã thÓ xoay quanh trôc gi÷a hoÆc theo b¶n lÒ. Nguyªn lý cÊu t¹o cña thiÕt bÞ ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 1.3[14]. -57- H×nh 1.3. B¨ng t¶i khay lËt 1- thanh ®ì khay; 2- c¸c khay lËt; 3- xÝch t¶i. §Ó øng dông thiÕt bÞ nµy vµo qu¸ tr×nh sÊy c¸c s¶n phÈm d¹ng bét lµ rÊt khã kh¨n bëi khi c¸c khay lËt chuyÓn vËt liÖu lµm cho côc bét vì vôn t¹o thµnh bôi rÊt khã cho viÖc thu gom c¸c bôi nµy dÉn ®Õn hao tæn rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh sÊy ®ång thêi g©y « nhiÔm m«i tr−êng lµm viÖc, nhanh lµm h− háng c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng. Th«ng th−êng thiÕt bÞ sÊy d¹ng b¨ng t¶i chØ sö dông ®Ó sÊy s¬ bé khi bét cßn ë ®é Èm cao. 1.3.3. ThiÕt bÞ sÊy tÇng s«i ThiÕt bÞ sÊy tÇng s«i cã nhiÒu −u ®iÓm h¬n so víi c¸c lo¹i m¸y sÊy kh¸c lµ: ®¶o trén vËt liÖu sÊy nhanh dÉn ®Õn gÇn nh− h¹t ®−îc sÊy ®ång ®Òu. Tèc ®é truyÒn nhiÖt vµ truyÒn khèi cao gi÷a kh«ng khÝ sÊy vµ h¹t ë nhiÖt ®é t¸c nh©n sÊy cao. Nh−îc ®iÓm cña lo¹i m¸y nµy lµ tiªu tèn n¨ng l−îng lín ®Ó t¹o tèc ®é kh«ng khÝ cao, chi phÝ n¨ng l−îng riªng cao v× nhiÖt tho¸t ra theo khÝ th¶i lín g©y bôi xung quanh thiÕt bÞ, nªn cÇn cã thiÕt bÞ chèng « nhiÔm m«i tr−êng, kh«ng thÓ sÊy h¹t cã ®é Èm cao, dÝnh nhiÒu. Trªn h×nh 1.4 thÓ hiÖn cÊu t¹o hÖ thèng sÊy tÇng s«i víi buång sÊy cã mét tÇng s«i. Nguyªn liÖu Èm ®−îc n¹p vµo buång sÊy nhê vÝt t¶i qua phÔu cÊp liÖu. Qu¹t ®−îc lµm viÖc theo chÕ ®é ®Èy, ®Èy khÝ nãng vµo d−íi l−íi (ghi) cña buång sÊy. Ghi buång sÊy lµ tÊm thÐp cã ®ôc nhiÒu lç thÝch hîp hoÆc l−íi thÐp ®Ó t¸c nh©n sÊy ®i qua nh−ng h¹t kh«ng lät xuèng ®−îc. VËt liÖu Èm qua phÔu cÊp liÖu, qua vÝt t¶i ®æ xuèng trªn ghi. Víi tèc ®é ®ñ lín thÝch hîp, t¸c nh©n sÊy ®i qua líp vËt liÖu trong buång sÊy n©ng c¸c h¹t lªn vµ lµm cho líp h¹t x¸o trén bËp bïng trong dßng t¸c nh©n sÊy nh− h×nh ¶nh mét dÞch thÓ ®ang s«i. V× vËy khi ®ã hÖ khÝ - h¹t cã ®Çy -58- ®ñ tÝnh chÊt nh− mét chÊt láng [3], [13]. 8 7 6 5 9 4 10 2 3 11 1 12 Kh«ng khÝ H×nh 1.4. M¸y sÊy tÇng s«i 1- qu¹t; 2- calorife; 3- ghi (l−íi); 4- vÝt t¶i cÊp liÖu; 5- nguyªn liÖu Èm; 6- buång sÊy tÇng s«i; 7- xyclon; 8- khÝ th¶i s¹ch; 9- tói läc; 10,11,12- s¶n phÈm kh«. Qu¸ tr×nh s«i còng lµ qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt Èm m·nh liÖt gi÷a t¸c nh©n sÊy vµ vËt liÖu sÊy. C¸c h¹t kh« h¬n nªn nhÑ h¬n sÏ n»m ë líp trªn cña tÇng h¹t ®ang s«i. Ng−êi ta tÝnh to¸n, ë mét ®é cao nhÊt ®Þnh h¹t kh« sÏ r¬i vµo buång chøa s¶n phÈm ®Ó lÊy ra ngoµi. Cã thÓ cã nhiÒu h¹t nhá, nhÑ bay theo t¸c nh©n sÊy. V× vËy ng−êi ta bè trÝ c¸c xyclon vµ tói läc trªn ®−êng th¶i t¸c nh©n sÊy ®Ó thu håi s¶n phÈm bay theo. N¨ng suÊt cña vÝt t¶i n¹p liÖu ®óng b»ng n¨ng suÊt cña hÖ thèng sÊy tÝnh theo vËt sÊy Èm. HÖ thèng nµy cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, dÔ vËn hµnh, nã cã thÓ lµm viÖc liªn tôc hoÆc theo chu kú (tõng mÎ). Trong tr−êng hîp sÊy c¸c lo¹i h¹t khã vì th× chØ cã cöa 12 lµ lÊy s¶n phÈm cßn cöa 10, 11 lµ bôi. Mét trong nh÷ng yªu cÇu quan träng ®Ó øng dông thiÕt bÞ sÊy tÇng s«i lµ vËt sÊy ph¶i cã h×nh d¸ng vµ kÝch th−íc t−¬ng ®èi ®ång ®Òu. Cã nh− thÕ th× viÖc cung cÊp dßng khÝ ®Ó t¹o líp s«i trong h¹t míi ®−îc b¶o ®¶m. -59- 1.3.4. ThiÕt bÞ sÊy kiÓu khÝ ®éng HÖ thèng sÊy khÝ ®éng th−êng chØ dïng ®Ó sÊy c¸c lo¹i h¹t nhÑ cã ®é Èm chñ yÕu lµ Èm bÒ mÆt. H¬n n÷a, hÖ thèng sÊy khÝ ®éng cßn lµm ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn vËt sÊy tõ chç nµy ®Õn chç kh¸c theo yªu cÇu chÕ biÕn. H×nh 1.5. S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ thèng sÊy khÝ ®éng 1- phÔu cÊp liÖu; 2- bé phËn cÊp liÖu; 3- èng sÊy; 4- xyclon; 5- qu¹t hót; 6- phÔu chøa s¶n phÈm. Nguyªn lý cÊu t¹o cña hÖ thèng sÊy khÝ ®éng nh− h×nh 1.5. T¸c nh©n sÊy cã tèc ®é cao ®i vµo mét ®Çu èng sÊy kÐo theo dßng h¹t tõ bé phËn cÊp liÖu ®−a vµo. Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt Èm ®−îc tiÕn hµnh gi÷a dßng vËt liÖu sÊy cïng chuyÓn ®éng víi dßng t¸c nh©n sÊy tõ ®Çu nµy ®Õn ®Çu kia cña èng sÊy. èng sÊy cã h×nh trô trßn, cuèi èng sÊy cã bè trÝ mét xyclon lµm nhiÖm vô t¸ch vËt liÖu sÊy vµ khÝ sÊy. ë ®©y vËt liÖu ®· ®−îc sÊy kh« r¬i xuèng phÔu chøa s¶n phÈm, cßn t¸c nh©n sÊy ®−îc qu¹t hót ®−a ra ngoµi. * §Æc ®iÓm cña m¸y sÊy khÝ ®éng - VËt liÖu sÊy thuéc lo¹i h¹t nhá, kÝch th−íc kh«ng qu¸ 8 ÷ 10mm. - M«i chÊt sÊy cã thÓ lµ kh«ng khÝ hoÆc khãi lß tuú thuéc vËt liÖu sÊy. -60- - Thêi gian sÊy ng¾n v× vËy chØ ®Ó sÊy®é Èm tù do. - §Æc ®iÓm chÝnh cña qu¸ tr×nh sÊy lµ thêi gian vËt liÖu sÊy l−u l¹i trong buång sÊy ng¾n nªn hµm Èm cña chóng thay ®æi kh«ng nhiÒu. L−îng Èm bay h¬i trong buång sÊy chñ yÕu lµ Èm tù do trªn bÒ mÆt c¸c vËt sÊy. Thêi gian sÊy ng¾n cho phÐp sö dông t¸c nh©n sÊy cã nhiÖt ®é cao ngay c¶ víi vËt sÊy cã tÝnh chÞu nhiÖt kÐm. §Ó më réng ph¹m vi sö dông cña kiÓu sÊy nµy ng−êi ta bè trÝ thªm phÇn trao ®æi nhiÖt - chÊt tiÕp xóc. Do vËy cã thÓ dïng ®Ó sÊy c¸c vËt liÖu kh¸c vµ sÊy ®−îc ®é Èm liªn kÕt. Nh−îc ®iÓm cña hÖ thèng sÊy nµy lµ c−êng ®é sÊy kh«ng cao v× dßng h¹t vµ t¸c nh©n sÊy tuy cã vËn tèc kh¸c nhau nh−ng æn ®Þnh. Sù x¸o trén gi÷a dßng vËt sÊy vµ t¸c nh©n sÊy cµng lín th× c−êng ®é sÊy cµng cao. Mét vÊn ®Ò rÊt ®¸ng quan t©m ë thiÕt bÞ sÊy kiÓu khÝ ®éng, qu¸ tr×nh sÊy ®ång thêi x¶y ra cïng qu¸ tr×nh vËn chuyÓn h¹t tíi thiÕt bÞ thu vµ läc giã nªn rÊt thÝch hîp víi viÖc sÊy c¸c vËt liÖu d¹ng bét nh− tinh bét s¾n. Kh¶ n¨ng thÊt tho¸t s¶n phÈm vµ g©y « nhiÔm m«i tr−êng lµ rÊt thÊp ®ång thêi vËt liÖu hoµn toµn kh«ng tiÕp xóc víi c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng trong buång sÊy nªn viÖc chÕ t¹o trë nªn dÔ dµng h¬n c¸c thiÕt bÞ kh¸c. 1.4. môc ®Ých vµ nhiÖm vô nghiªn cøu 1.4.1. Môc ®Ých nghiªn cøu Nghiªn cøu ®Ó x¸c ®Þnh mét sè th«ng sè vÒ cÊu t¹o vµ chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y sÊy bét kiÓu khÝ ®éng lµm nÒn t¶ng cho viÖc thiÕt kÕ, chÕ t¹o mÉu m¸y nh»m n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm, gi¶m møc chi phÝ ®iÖn n¨ng ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ kinh tÕ. 1.4.2. NhiÖm vô nghiªn cøu - Nghiªn cøu tÝnh chÊt c¬ lÝ cña s¶n phÈm d¹ng bét. - Nghiªn cøu ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña s¶n phÈm trong thiÕt bÞ sÊy. -61- - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh sÊy. - X¸c ®Þnh gi¸ trÞ tèi −u cña c¸c th«ng sè, lµm c¬ së cho viÖc thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o m¸y sÊy. -62- Ch−¬ng 2 ®èi t−îng vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1 §èi t−îng nghiªn cøu Qua nghiªn cøu vµ kh¶o s¸t nh÷ng −u, nh−îc ®iÓm cña c¸c mÉu m¸y sÊy ®ang ®−îc sö dông hiÖn nay, dùa trªn nh÷ng −u ®iÓm cña thiÕt bÞ sÊy kiÓu khÝ ®éng chóng t«i quyÕt ®Þnh chän thiÕt bÞ sÊy kiÓu khÝ ®éng ®Ó sÊy tinh bét s¾n cì nhá lµm ®èi t−îng nghiªn cøu. 2.1.1 Lùa chän s¬ ®å nguyªn lý Trªn c¬ së tÝnh to¸n lý thuyÕt vµ tham kh¶o thùc tÕ s¶n xuÊt chóng t«i ®· thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mÉu m¸y dïng lµm thiÕt bÞ thÝ nghiÖm. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña mÉu m¸y sÊy thÝ nghiÖm ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.1. Toµn bé thiÕt bÞ ®−îc l¾p trªn khung ®ì. Calorife nhiÖt nèi víi qu¹t vµ èng sÊy b»ng c¸c mÆt bÝch ®Ó cã thÓ th¸o rêi ra c¸ch dÔ dµng khi cÇn söa ch÷a hoÆc thay thÕ. C¸c ®o¹n èng sÊy ®−îc liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c cót cong vµ cót th¼ng. Do èng ®−îc chÕ t¹o t−¬ng ®èi chÝnh x¸c nªn viÖc nèi c¸c ®o¹n èng lµ t−¬ng ®èi kÝn sÝt kh«ng bÞ tho¸t khÝ sÊy ra ngoµi. Xyclon ®−îc ®ì lªn cao b»ng khung thÐp, ®ång thêi khung thÐp cßn cã t¸c dông gi÷ ch¾c ®−êng èng sÊy. Bé phËn cÊp liÖu ®−îc chÕ t¹o t−¬ng ®èi chÝnh x¸c ®¶m b¶o ®é kÝn sÝt cÇn thiÕt gi÷a vÝt t¶i, èng bao vµ c¸c mÆt bÝch. VÝt t¶i nhËn truyÒn ®éng tõ ®éng c¬ cÊp liÖu. Toµn bé phÇn cÊp liÖu ®−îc ®ì trªn c¸c gi¸ ®ì vµ ®−îc hµn cøng víi khung ®ì t¹o thµnh mét khèi v÷ng ch¾c. §Ó tiÖn cho viÖc kh¶o nghiÖm ®o ®¹c, ®iÒu chØnh nhiÖt l−îng cung cÊp cho thiÕt bÞ trong qu¸ tr×nh sÊy thÝ nghiÖm chóng t«i sö dông c¸c thanh nhiÖt ®iÖn trë ®Ó cung cÊp nhiÖt l−îng t¹i calorife. 2.1.2 Nguyªn lý ho¹t ®éng Bét ®−îc ®−a vµo thiÕt bÞ qua phÔu cÊp liÖu 3, nhê cã vÝt t¶i cÊp liÖu 9 nhËn truyÒn ®éng tõ ®éng c¬ 2 bét ®−îc r¬i xuèng buång sÊy 8. Khi bét r¬i xuèng sÏ bÞ dßng kh«ng khÝ nãng (®−îc qu¹t 1 thæi qua calorife 10) thæi cuèn theo vµ bay lªn phÇn buång sÊy ®Æt th¼ng ®øng 8 vµ sau ®ã bét sÏ ®i vµo xyclon 7. T¹i ®©y -63- bét sÏ bÞ ph©n chia, phÇn bét cã kÝch th−íc lín h¬n sÏ l¾ng xuèng xyclon vµ ®−îc thu l¹i qua cöa thu s¶n phÈm 5, cßn phÇn bét cã kÝch th−íc nhá h¬n sÏ bay theo t¸c nh©n sÊy ®−îc qu¹t hót khÝ th¶i 6 hót ra ngoµi, phÇn bét nµy ®−îc thu l¹i b»ng tói v¶i. Qu¸ tr×nh lµm viÖc lµ liªn tôc, thêi gian sÊy lµ thêi gian bét l−u l¹i trong ®−êng èng. 6 7 5 4 8 3 9 2 10 1 H×nh 2.1. S¬ ®å cÊu t¹o thiÕt bÞ sÊy khÝ ®éng 1 - qu¹t; 2 - ®éng c¬ cÊp liÖu; 3 - phÔu cÊp liÖu; 4- khung ®ì; 5 - cöa thu s¶n phÈm; 6 - qu¹t hót khÝ th¶i; 7- xyclon; 8 - buång sÊy; 9 - vÝt cÊp liÖu; 10 - calorife. -64- ¦u nh−îc ®iÓm : - VËt liÖu lu«n lu«n chuyÓn ®éng trong buång sÊy nªn kh¶ n¨ng trao ®æi nhiÖt gi÷a vËt liÖu sÊy vµ t¸c nh©n sÊy tèt h¬n, nhê ®ã lµm rót ng¾n thêi gian sÊy, gi¶m chi phÝ nhiÖt cho qu¸ tr×nh sÊy, t¹o ra s¶n phÈm sÊy cã ®é kh« ®ång ®Òu h¬n. - M¸y cã cÊu t¹o nhá gän nªn gi¶m ®−îc chi phÝ vËt liÖu chÕ t¹o vµtiÕt kiÖm diÖn tÝch l¾p ®Æt. - Ph−¬ng ph¸p sÊy kiÓu khÝ ®éng chñ yÕu nh»m lµm gi¶m Èm tù do, víi nh÷ng s¶n phÈm cã Èm liªn kÕt lín lµ khã øng dông ph−¬ng ph¸p sÊy nµy. - Do thêi gian sÊy ng¾n, nhiÖt ®é dßng khÝ th¶i t−¬ng ®èi cao nªn tæn thÊt nhiÖt do dßng khÝ th¶i lµ lín. 2.2 Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.2.1 Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc nghiÖm ®¬n yÕu tè B»ng ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc nghiÖm x¸c ®Þnh ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm sÊy, qua ®ã x¸c ®Þnh ®−îc c¸c gi¸ trÞ tèi −u ®Ó lµm c¬ së thiÕt kÕ, tÝnh to¸n vµ lùa chän kÕt cÊu m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc cña thiÕt bÞ. Cã rÊt nhiÒu yÕu tè lµm ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm sÊy nh− l−îng cung cÊp, nhiÖt ®é t¸c nh©n sÊy, thêi gian sÊy, tèc ®é dßng khÝ nãng, ®é Èm vËt liÖu sÊy… Khi nghiªn cøu kh«ng thÓ lÊy tÊt c¶ c¸c yÕu tè kÓ trªn mµ chØ lùa chän c¸c yÕu tè chÝnh. §Ó lùa chän c¸c yÕu tè chÝnh, b»ng ph−¬ng ph¸p thu thËp th«ng tin tõ c¸c tµi liÖu cã liªn quan, ®Æc biÖt lµ viÖc t×m hiÓu c¸c mÉu m¸y trªn thùc tÕ s¶n xuÊt c¸c th«ng sè nghiªn cøu ®−îc lùa chän nh− sau: C¸c yÕu tè vµo: L−îng cung cÊp: q, kg NhiÖt ®é dßng khÝ sÊy t, oC Tèc ®é dßng khÝ sÊy: v, m/s