Sấy là gì? Cấu tạo buồng sấy và nguyên lý hoạt động của quá trình sấy

Sấy là hoạt động làm khô đồ vật, đồ ăn,… phổ biến trong cuộc sống. Vậy cụ thể sấy là gì? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Sấy là gì?

Sấy là một quá trình làm bay hơi nước khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Nhiệt được cung cấp cho vật liệu bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ,… Hoặc bằng năng lượng điện trường với tần số rất cao. Khối lượng của vật sẽ được giảm đi sau quá trình sấy. Từ đó tăng liên kết bề mặt và bảo quản được hiệu quả hơn.

Quá trình sấy thường được áp dụng trong đời sống. Cụ thể như sấy mứt, sấy quần áo, sấy tóc,…

Phân loại các phương pháp sấy khô phổ biến hiện nay

Sấy bằng phương pháp tự nhiên là gì?

Sấy tự nhiên là quá trình làm bay hơi bằng năng lượng tự nhiên. Năng lượng là mặt trời, gió,… Phương pháp này có ưu điểm là đỡ tốn nhiệt năng. Nhược điểm là không điều chỉnh được vận tốc sấy, kỹ thuật cũng như cho năng suất thấp.

Sấy bằng phương pháp nhân tạo là gì?

• Sấy nhân tạo là sử dụng các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu.
• Sấy đối lưu. Sấy đối lưu là phương pháp sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy. Tác nhân sấy ở đây là không khí nóng, khói lò,…
• Sấy tiếp xúc, ngược lại với sấy đối lưu. Sấy tiếp xúc là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy. Thay vào đó, tác nhân sấy sẽ truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.
• Sấy bằng tia hồng ngoại. Đây là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại. Lúc này nguồn nhiệt phát ra sẽ truyền cho vật liệu sấy.
• Sấy bằng dòng điện cao tần. Đây là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao. Tác động để đốt nóng toàn bộ độ dày của lớp vật liệu.
• Sấy lạnh. Đây là phương pháp sấy trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy thấp hơn nhiều so với môi trường. Nhiệt độ thấp để đảm bảo được trọn vẹn đặc tính của sản phẩm. Độ ẩm thấp sẽ tạo ra sự chênh lệch. Khiến độ ẩm trong vật liệu được đưa ra ngoài.
• Sấy chân không. Đây là phương pháp sấy áp dụng cho vật liệu không chịu được nhiệt độ cao. Hoặc các vật liệu dễ bị oxy hoá, bị bụi hay dễ nổ.
• Sấy thăng hoa. Đây là phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có tính chân không cao. Ngoài ra, nhiệt độ thấp cũng là 1 tác nhân ảnh hưởng. Từ đó, độ ẩm tự do trong vật liệu được đóng băng và bay hơi từ rắn thành hơi. Bỏ qua trạng thái lỏng.

Phân loại các thiết bị sấy

Điều kiện sấy mỗi loại mỗi khác nhau nên thiết bị sấy cần chuyên dụng. Vì vậy, một số cách phân loại thiết bị sấy như sau:

• Dựa vào tác nhân sấy. Tác nhân này chia làm 2 loại. Đó là thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò. Bên cạnh đó còn có thiết bị sấy bằng các phương pháp đặc biệt. Cụ thể là sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần.
• Dựa vào áp suất làm việc. Dựa vào áp suất thì chia thành 2 loại. Đó là thiết bị sấy chân không và thiết bị sấy ở áp suất thường.
• Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy. Cách này có thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ.
• Dựa vào cấu tạo thiết bị. Nếu chia theo cấu tạo thì thiết bị sấy được chia làm nhiều loại. Cụ thể như phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi,…
• Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy. Chiều chuyển động được chia thành 3 loại. Đó là cùng chiều, ngược chiều và giao chiều.

Nguyên lý hoạt động của quá trình sấy

Sấy là một quá trình chuyển khối rất phức tạp. Chúng có sự tham của pha rắn. Quá trình này bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn. Đồng thời diễn ra quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp nhau, không tách rời. Nói một cách khác, quá trình này sẽ chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi. Cuối cùng tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu.

Động lực của quá trình này chính là sự chênh lệch độ ẩm. Chênh lệch ở trong lòng và bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuếch tán chuyển pha sẽ được áp dụng trên bề mặt vật liệu. Tiêu chuẩn là lớn hơn áp suất suất riêng của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh.

Cấu tạo chung của buồng sấy

Buồng sấy là gì? Buồng sấy là không gian thực hiện quá trình sấy khô vật liệu. Đây được xem là bộ phận quan trọng nhất của một hệ thống, thiết bị sấy. Buồng sấy có rất nhiều dạng khác nhau. Chúng tuỳ thuộc vào phương pháp sấy, loại thiết bị sấy.

Trong thiết bị sấy hầm, buồng sấy là một buồng có chiều dài lớn. Đúng như tên gọi, chiều dài của chúng như một đường hầm. Trong thiết bị sấy phun, buồng sấy có dạng hình trụ đứng hoặc nằm ngang. Trong thiết bị sấy khí động, buồng sấy là một ống hình trụ để đứng, có chiều cao lớn.

Bộ phận cung cấp nhiệt cho thiết bị sấy

Bộ phận cung cấp nhiệt sẽ khác nhau theo hệ thống sấy khác nhau. Trong thiết bị sấy bức xạ, bộ phận cung cấp nhiệt sẽ khá đơn giản. Chúng là các đèn hồng ngoại, ống dây điện trở. Hay thậm chí là các tấm bức xạ gia nhiệt bằng chất lỏng hoặc khí đốt.

Bên cạnh đó, thiết bị sấy đối lưu dùng duy nhất không khí làm chất sấy. Chất tải nhiệt đóng vai trò là hơi nước. Bộ phận cấp nhiệt được gọi là calorifer khí và khói.

Bộ phận thông gió và tải ẩm cho thiết bị sấy là gì?

Bộ phận thông gió làm nhiệm vụ tải ẩm từ vật sấy vào môi trường. Khi sấy bức xạ, hệ thống thông gió còn giúp vật sấy tránh khỏi quá nhiệt.

Dưới áp suất khí quyển, môi chất đối lưu được sử dụng cho các thiết bị sấy để tải ẩm. Trong các thiết bị này đều cần tạo ra được điều kiện thông gió hiệu quả. Hệ thống cần tốt hơn trên bề mặt vật liệu để ẩm thoát ra. Sau đó theo đường môi chất đi ra bên ngoài.

Hệ thống thông gió cưỡng bức bao gồm: Các quạt gió, đường ống dẫn cấp gió vào buồng sấy, ống thoát khí,…

Đối với các thiết bị sấy chân không, việc thải ẩm sẽ được dùng bơm chân không. Nếu không thì sẽ kết hợp với các bình ngưng ẩm tạo ra sấy thăng hoa.

Bộ phận cấp vật liệu và lấy sản phẩm từ buồng sấy

Bộ phận này cũng có nhiều loại khác nhau phụ thuộc vào thiết bị sấy. Tại thiết bị buồng sấy và hầm vật liệu sấy, các khay được đặt thành tầng trên xe.

Việc đẩy ra vào hoặc ra được thực hiện bằng thủ công hoặc cơ khí. Tại thiết bị sấy hầm dùng băng tải, vật liệu được di chuyển thông qua băng tải. Còn đối với thiết bị sấy phun, vật liệu di chuyển bằng bơm qua vòi phun. Kết quả sản phẩm được lấy ra có dạng bột. Lấy chúng ra bằng các tay gạt hoặc vít tải.

Bộ phận đo lường, điều khiển thiết bị sấy

Bộ phận này có nhiệm vụ đo nhiệt độ, độ ẩm tương đối của môi chất sấy. Đo ở một số các địa điểm nhất định, đo nhiệt độ khói lò. Bộ phận này có thể tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm môi chất vào thiết bị. Mục đích để duy trì chế độ sấy theo đúng tiêu chuẩn đề ra.

Hoạt động sấy vẫn luôn được mọi người áp dụng trên nhiều phương diện khác nhau. Chúng rất có ích trong đời sống của con người. Bài viết đã cung cấp được những kiến thức, giải thích được sấy là gì cho các bạn. Hy vọng đây sẽ là những kiến thức bổ ích giúp các bạn nhiều hơn trong cuộc sống.