CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẤY 1. Giới thiệu chung về lò sấy Lò sấy là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trong các quá trình công nghệ khác nhau như sấy gỗ, sấy khô sơn, hay sấy khô các loại nông sản để bảo quản v. Ưu điểm của lò sấy (lò điện trở) so với các lò sử dụng nhiên liệu - Có khả năng tạo được nhiệt độ cao - Đảm bảo tốc độ gia nhiệt nhanh và năng suất cao - Đảm bảo sấy đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ - Hệ thống buồng sấy kín - Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên liệu và vận chuyển vật phẩm. - Đảm bảo điều khiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị gọn nhẹ Nhược điểm của lò sấy.
- Năng lượng điện đắt. - Yêu cầu có trình độ của người vận hành khi sử dụng. Nguyên lý làm việc của lò sấy Lò sấy làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một dây dẫn hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra một lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ: Q = I2Rt Q - Lượng nhiệt (J) I – Cường độ dòng điện (A) R - Điện trở (Ω) t - Thời gian (s) Từ công thức trên ta thấy điện trở R đóng vai trò là dây nung: Khi dây nung được nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật cần sấy (gỗ, nông sản…) bằng bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp. Cấu tạo lò sấy 3 a) Dàn nhiệt Đây là bộ phận trao đổi nhiệt của lò sấy, thường bao gồm nhiều ống nhiệt được hàn lại với nhau thành một khối hoàn chỉnh.
Các ống nhiệt này thường được gắn thêm nhiều lá nhôm mỏng (độ dẫn nhiệt rất cao) để tăng hiệu quả truyền nhiệt cho lò sấy. Vì đặc trưng của lò sấy gỗ là hoạt động trong môi trường có độ ẩm cao khiến các vật liệu bằng kim loại có xu hướng bị mài mòn nhanh chóng. Do đó, một dàn nhiệt tốt thường được làm bằng thép không rỉ để dàn nhiệt có thể hoạt động tốt trong một thời gian dài. Nhiệt lượng được tạo ra từ dàn nhiệt sẽ truyền một lượng nhiệt cực lớn vào không khí bên trong lò giúp sấy khô sản phẩm trong lò.
b) Quạt đối lưu Quạt đối lưu không khí này thường làm bằng nhôm, có sải cánh rộng và thường được lắp trên trần phụ của lò sấy. Mỗi lò sấy gỗ thường có từ 3 đến 5 quạt đối lưu tùy vào độ lớn của lò. Nhiệm vụ của quạt đối lưu không khí là giúp rút nhanh độ ẩm có trong bề mặt gỗ cần sấy, giúp cả bề mặt gỗ dầy nhất cũng có thể khô nhanh trong một thời gian ngắn. Quạt đối lưu tác động lực vào không khí, giúp tạo gió nóng trong lò sấy, vận tốc của gió trong lò đạt mức từ 2–4 m/s.
Quạt sẽ đổi chiều cứ 5 giờ một lần, để đảm bảo 2 đầu gỗ đều được sấy khô đều. c) Động cơ Là loại động cơ công suất 3-4 kW/h, có dây quấn biến áp H, có cấp bảo vệ IP55 thì mới có thể hoạt động tốt trong môi trường có độ ẩm và nhiệt độ cao. Bộ động cơ này phải được kiểm tra định kỳ để tra mỡ vào trục động cơ và phát hiện các trục trặc kịp thời vì đây là một trong những bộ phận quan trọng giúp điều khiển hoạt động của quạt đối lưu. d) Động cơ van 4 Dùng để đóng mở van phun ẩm, tự động ngắt nguồn điều khiển khi van đã mở hoàn toàn.
Thông thường, khi sử dụng công nghệ hơi nước để sấy gỗ, miếng gỗ sẽ được luộc (phun ẩm) trước khi sấy. e) Hộp thoát ẩm Hay còn gọi là cửa thoát ẩm, được lắp thành hàng phía trên nóc lò sấy và được nối với nhau bằng một trục. Hộp thoát ẩm này còn có một bộ điều khiển (gọi là sensor–giúp đo độ ẩm trong lò). Khi không khí trong lò sấy quá ẩm, sensor đo độ ẩm sẽ điều khiển cho các hàng cửa thoát ẩm này mở ra, và phần có áp suất cao của quạt đối lưu không khí sẽ là nơi thoát ra các luồng không khí có độ ẩm cao, và phần áp suất thấp sẽ là lối vào của luồng không khí mới.
f) Các bộ phận khác Ngoài các bộ phận chính của lò sấy gỗ bằng hơi nước phía trên, một hệ thống sấy gỗ hoàn chỉnh còn có rất nhiều các bộ phận khác, mỗi bộ phận lại có một chức năng và nhiệm vụ khác nhau trong hoạt động của lò. Một số các bộ phận khác của hệ thống sấy gỗ bằng công nghệ hơi nước có thể kể đến như: Hệ thống van tách nước, trần phụ, động cơ và bộ điều khiển.1: Lò sấy gỗ thực tế 1. Quá trình công nghệ sấy gỗ 1. Mục đích sấy gỗ 5 Sấy gỗ là để ngăn ngừa sự phá huỷ gỗ tạo nên những tính chất cần thiết khi sử dụng gỗ.
Do yêu cầu của việc sử dụng gỗ trong mỗi ngành khác nhau mà có mục đích sấy gỗ khác nhau. Khi sấy trong nhà máy xẻ gỗ thì mục đích sấy gỗ là ngăn ngừa sự phá huỷ gỗ, ngăn ngừa nấm ăn và sự tấn công của côn trùng, làm giảm trọng lượng gỗ trong khâu vận chuyển đến nơi tiêu thụ, làm giảm giá thành vận chuyển. Trong ngành xây dựng và chế biến gỗ thì mục đích sấy gỗ là nhằm chống biến dạng và mài mòn ở những thiết bị và sản phẩm bằng gỗ, tăng cường những tính cơ lý của gỗ. Sấy gỗ trong các ngành sản xuất, đặc biệt trong ngành gỗ lạng, ván sàn nhằm tạo cho vật liệu những tính chất hoàn hảo phù hợp với yêu cầu, qui trình công nghệ của ngành đó.
Tóm lại, mục đích chung của sấy gỗ là biến gỗ từ nguyên liệu tự nhiên thành vật liệu công nghiệp đồng thời với việc gia tăng tính chất vật lý kỹ thuật, tính chất công nghệ của gỗ. Gỗ sấy có chất lượng cao, sản phẩm có chất lượng tốt hơn gỗ chưa sấy. Vì thế để đảm bảo nhu cầu xuất khẩu thành phẩm của đồ gỗ thì sấy là một khâu công nghệ quan trọng không thể thiếu được. Phương pháp sấy gỗ Sấy gỗ là thực chất là tách ẩm ra khỏi gỗ.
Có nhiều phương pháp sấy gỗ để loại ẩm ra khỏi gỗ. Có thể loại ẩm ra khỏi gỗ bằng các thiết bị cơ học như: Lọc áp suất cao, vít tải ép, máy ly tâm. Các phương pháp trên được sử dụng rộng rãi để ép nước trong vỏ cây, mạt cưa và mấu nhỏ bằng gỗ. Ẩm cũng có thể thoát ra khỏi gỗ bằng cách hấp bằng hơi bão hoà có nhiệt độ 100°C.
Ví dụ: gỗ dẻ hấp hơi ở áp suất khí quyển trong 10h độ ẩm sẽ giảm từ 70% xuống 40%. Dưới tác dụng của dòng điện một chiều ẩm cũng thoát khỏi gỗ. Đặt vào hai đầu mẩu gỗ hai điện cực của nguồn điện một chiều. Ẩm sẽ dịch chuyển từ cực âm sang cực dương rồi thoát ra ngoài.
Trong công nghiệp để làm cho gỗ khô người ta dùng phương pháp sấy. Bản chất vật lý của phương pháp này như sau: Khi gỗ bị sấy nóng, ẩm lỏng trong gỗ biến sự sinh hơi xảy ra khi nhiệt độ của ẩm bé hơn 100°C thì quá trình này gọi là quá trình bay hơi. 6 Sấy tự nhiên: Dùng nhiệt bức xạ mặt trời và không khí khô của khí quyền làm bay hơi ẩm của gỗ. Phương pháp này dùng để sấy gỗ tròn, gỗ xẻ.
Thời gian sấy nhanh hay chậm tuỳ theo kích thước gỗ, thời gian sấy có thể kéo dài từ một đến ba năm. Có thể tăng cường độ sấy bằng cách dùng quạt gió thổi vào vật liệu sấy. Sấy nhân tạo: Đặc điểm của sấy nhân tạo là tạo là tạo ra sự đối lưu tuần hoàn cưỡng bức của không khí nóng trong thiết bị sấy. Các phương pháp sấy phổ biến hiện nay là: a.
Sấy đối lưu với tác nhân sấy là không khí nóng: Phương pháp này được áp dụng chủ yếu trong công nghiệp. Ưu tiên của nó là cường độ sấy cao, cho phép điều chỉnh trong phạm vi rộng, đạt được bất kỳ độ ẩm cuối cùng nào của gỗ, ít khuyết tật và cho phép tiến hành sấy quanh năm, không phụ thuộc vào thời tiết. Sấy đối lưu bằng hơi đốt: Tương tự như quá trình sấy trên, thiết bị sấy này rẻ tiền hơn so với sấy bằng không khí nóng nhưng nếu khói đốt không được phân loại ra kỹ thì nó làm ảnh hưởng vào buồng sấy sẽ làm biến màu gỗ và dễ gây cháy. Sấy đối lưu bằng hơi quá nhiệt: Tương tự như sấy bằng không khí nóng, những phương pháp này có nhiệt độ tác nhân sấy cao hơn 100°C, quá trình sấy nhanh hơn tuy nhiên chất lượng và độ bền gỗ giảm đi do bị đốt nóng.
Sấy trong bể dầu mỏ: Gỗ ẩm được nhấn chìm trong bể dầu mỏ được nung nóng đến nhiệt độ trên 100°C. Ẩm lỏng trong gỗ được nung nóng tới sôi rồi tạo thành hơi thoát ra khỏi gỗ. Mỡ dầu mỏ là chất thải trong công nghiệp hoá dầu. Nếu mỡ ở nhiệt độ lớn hơn 120°C-130°C thì thời gian sấy gỗ nhanh hơn 5-7 lần so với các phương pháp sấy trước.
Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là mỡ ngâm vào nên màu sắc của gỗ bị biến đổi, hạn chế việc gia công và đánh vécni trên mặt gỗ. Nhưng ngược lại chính mỡ thấm vào gỗ có tác dụng chống ẩm, hạn chế côn trùng phá hoại gỗ. Phương pháp này thường dùng sấy gỗ tà vẹt, gỗ làm tụ điện. Sấy gỗ tiếp xúc: Dùng trong sản xuất gỗ lạng, gỗ tấm và gỗ dồ.
Đặc điểm của phương pháp này là cường độ quá trình sấy cao. Sấy bức xạ: Lợi dụng tính chất nhiệt của ánh sáng. Bản thân ánh sáng đặc biệt là ánh sáng dài gây ra tác dụng nhiệt. Nếu vật bị chiếu sáng thì nó sẽ hấp thụ nhiều hay ít tuỳ theo tính chất của từng loại vật thể.
Sấy trong điện trường của dòng điện có tần số cao: Phương pháp này dựa trên tính dẫn điện kém của gỗ. Gỗ được đưa vào hai bản kim loại như tụ điện, ở đây gỗ bị đun nóng và làm bốc hơi nước. Gỗ sấy được xếp trên giá đỡ bằng sắt được nung nóng trong trường điện từ truyền nhiệt cho gỗ sấy, nung nóng gỗ làm cho nước bốc hơi. Phương pháp này có giá thành thiết bị cao, chất lượng gỗ sấy không cao nên ít được sử dụng.
Nếu cường độ dòng điện lớn và dung tích gỗ nhỏ, thời gian sấy trong điện trường có thể rút ngắn từ 50-60 lần so với lò sấy bình thường.