Nguyên lý hoạt động của các loại máy sấy và các thiết bị sấy của Envitech Corp • EnvitechCorp

Sấy là một trong những phương pháp làm khô thực phẩm xuất hiện từ lâu đời nay. Chúng ta thường bắt gặp sản phẩm sấy ở mọi nơi, sấy lạnh, sấy nhiệt đủ các loại thực phẩm, đủ các loại nguyên liệu đều có thể được đem sấy với các quá trình khác nhau.

Phân loại các phương pháp sấy

Sấy tự nhiên

Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…còn gọi là phơi sấy tự nhiên. Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,…

Sấy nhân tạo

Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể được phân loại như sau:

1. Sấy nóng

Có nhiều phương pháp sấy nóng khác nhau, dưới đây là một số phương pháp phổ biến:

Sấy đối lưu: Nguyên liệu sấy được đặt trong buồng sấy có nhiệt độ cao, và không khí nóng được thổi qua để làm bay hơi nước hoặc chất lỏng khác.

Sấy hồng ngoại: Sử dụng tia hồng ngoại để truyền nhiệt trực tiếp vào nguyên liệu, làm cho nước hoặc chất lỏng bay hơi và làm khô sản phẩm.

Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.

Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.

Những phương pháp này có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với nhau tuỳ thuộc vào tính chất của nguyên liệu và yêu cầu cụ thể của quá trình sấy nóng.

Nguyên lý hoạt động

Sử dụng nhiệt nóng để làm bay hơi nước trong sản phẩm thông qua luồng gió mang nhiệt hoặc tia hồng ngoại (dạng bức xạ nhiệt) chiếu trực tiếp vào sản phẩm cần sấy. Khi nhiệt lên cao sẽ làm cho các phân tử nước chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Máy sấy nóng có hai luồng khí yếu và khí mạnh để giúp điều chỉnh được luồng khí. Máy sấy nóng thông qua việc lưu thông cưỡng bức luồng không khí có nhiệt độ cao bên trong buồng lò. Trong buồng sấy không khí nóng bốc lên phía trên và di chuyển đến đỉnh buồng sấy. Sau đó không khí nóng được lưu thông trở lại đáy bằng một quạt được lắp đặt bên trong buồng và do đó lượng nhiệt tối ưu đạt được dần bên trong lò.

Máy sấy nóng còn có thể được điều khiển bằng một bộ điều khiển tự động để đảm bảo quá trình sấy được thực hiện một cách hiệu quả và chính xác. Bộ điều khiển tự động có thể điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong buồng sấy thông qua cảm biến nhiệt độ và độ ẩm để đảm bảo quá trình sấy được thực hiện theo yêu cầu.

2. Sấy lạnh

Phương pháp sấy trong điều kiện nhiệt độ không khí hạ thấp xuống nhiệt độ yêu cầu, dòng không khí này có độ ẩm thấp khô, giúp tách ẩm hơi nước trong nguyên liệu và đưa ra ngoài buồng sấy.

Nguyên lý hoạt động

Máy sấy lạnh hoạt động dựa trên nguyên lý của hệ thống bơm nhiệt (heat pump).

Không khí mang hơi ẩm lớn từ buồng sấy được đưa qua cục lạnh.
Tại đây, nhiệt độ của không khí được dung chất trong cục lạnh hấp thụ, hơi nước được ngưng tụ thành giọt nước chảy ra ngoài.
Qua cục lạnh không khí khô và có nhiệt độ thấp.
Chúng tiếp tục được đưa qua cục nóng, tại đây, không khí được sấy nóng và được đưa trở lại buồng sấy để sấy khô sản phẩm.
Đây là quy trình khép kín, chỉ có lượng nước trong sản phẩm là được đưa ra ngoài

3. Sấy chân không

Phương pháp sấy được vật liệu không chịu được nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hoá, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thoát ra dung môi quý cần thu hồi và vật liệu dễ nổ.

Nguyên lý hoạt động

Sấy chân không là quá trình sấy được thực hiện nhờ sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt sản phẩm và môi trường xung quanh. Khi áp suất trên bề mặt sản phẩm (P1) mà lớn hơn áp suất của môi trường tác nhân sấy (P2) thì nước trong sản phẩm sẽ thoát ra môi trường xung quanh. Do đó, với nguyên lý tạo chân không, áp suất P2 sẽ giảm đồng thời hơi ẩm sẽ bốc hơi ở nhiệt độ thấp (khoảng 40^oC) nên tốc độ sấy sẽ tăng lên và có thể sấy được ở nhiệt độ thấp để tăng chất lượng sản phẩm.

4. Sấy thăng hoa

Phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.

Nguyên lý hoạt động

Máy sấy thăng họa dựa vào nguyên lý thăng hoa của nước.

Thực phẩm tươi sống được cấp đông nhanh ở nhiệt độ rất thấp (-10 đến -50^oC), sau đó đưa vào buồng hút chân không.
Trong môi trường sấy chân không, các tinh thể nước đá trong nguyên liệu sẽ thăng hoa mà không qua giai đoạn hóa lỏng. Khoảng 90% ẩm trong nguyên liệu được lấy đi.
Sau đó, chuyển qua giai đoạn làm khô thứ cấp, để làm bay hơi ẩm còn sót lại, nhiệt độ điều chỉnh tăng dần (có thể > 0^oC). Độ ẩm trong nguyên liệu còn khoảng 1~4%.
Thực phẩm sấy thăng hoa được đóng gói chân không, ngăn ẩm & oxi hóa.
Khi thực phẩm sấy thăng hoa được chế biến, ngâm với nước sẽ trở về trạng thái hương vị, hàm lượng dinh dưỡng, cấu trúc & hình dáng như ban đầu.

5. Sấy phun:

Phương pháp được dùng để sấy khô các sản phẩm dạng lỏng và dạng rắn pha lỏng một cách đơn giản và hiệu quả.

Nguyên lý hoạt động

Không khí đi qua bộ lọc sau đó đi vào thiết bị gia nhiệt sẽ được làm nóng & tỏa đều trong buồng sấy.
Cùng lúc đó, nguyên liệu dạng lỏng được đưa vào máy phun ở đỉnh tháp thông qua động cơ quay đầu phun, phân tán thành những hạt nhỏ dạng sương mù.
Các hạt sương có diện tích tiếp xúc rất nhỏ gặp dòng khí nóng, kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng nhưng nhiệt độ của vật liệu vẫn được duy trì ở mức thấp. Nhờ vậy dược liệu được sấy khô nhanh chóng mà không làm thay đổi đáng kể tính chất của sản phẩm.
Thời gian sấy khô quá trình này nhanh và hiệu quả đảm bảo hơn rất nhiều so với các quá trình sấy khác. Nguyên liệu được sấy khô thành phẩm sau đó được thu hồi bằng hệ thống cyclone thu hồi (02 cyclone). Khí còn lại được quạt hút dẫn ra ngoài, thu hồi bột và xả khí ra ngoài.

Ngoài ra còn có các phương pháp như sấy bằng vi sóng, sấy phun tầng sôi… và một vài phương pháp khác.

Một số hình ảnh các loại máy sấy của Envitech Corp trực tiếp sản xuất và lắp đặt: