Nghiên cứu xử lý khô không khí và đề xuất khả năng ứng dụng trong chế biến, bảo quản các sản phẩm kém chịu nhiệt

Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP SẤY ......................................... 8
1.1. Phân tích và đánh giá các phƣơng pháp sấy: ..................................................... 8
1.2. Đánh giá và kết luận: ...................................................................................... 11
Chƣơng 2 – NGHIÊN CỨU TẠO KHÔNG KHÍ KHÔ DÙNG CHẤT HẤP PHỤ
ẨM ........................................................................................................................ 17
2.1. Không khí khô ............................................................................................ 17
2.1.1. Định nghĩa về không khí khô ............................................................... 17
2.1.2. Ứng dụng không khí khô trong đời sống ............................................... 17
2.2. Phƣơng pháp sản xuất không khí khô .......................................................... 20
2.2.1. Sử dụng máy nén làm khô không khí .................................................... 20
2.2.2. Sự dụng nhiệt độ thấp làm khô không khí: ............................................ 20
2.2.3. Sử dụng chất hấp phụ ẩm để tạo không khí khô: ................................... 21
2.3. So sánh và đánh giá các phƣơng pháp sản xuất không khí khô: ................... 21
2.4. Phân loại và đặc tính của các chất hấp phụ ẩm: ........................................... 22
2.4.1. Đặc tính của chất hấp phụ ẩm: .............................................................. 22
2.4.2. Đặc tính kỹ thuật của silicagen ............................................................. 23
Chƣơng 3 – NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT KHÔNG KHÍ KHÔ TRÊN QUY MÔ
PILOT ................................................................................................................... 27
3.1. Đánh giá và phân tích khả năng hút ẩm và nhả ẩm của silicagel .................. 27
3.1.1. Tiến hành khảo sát khả năng hút ẩm của silicagel ................................. 27
3.1.2. Tiến hành khảo sát khả năng nhả ẩm của silicagel: ............................... 30
3.1.3. Kết luận cho hai quá trình hút ẩm và nhả ẩm của silicagel: ................... 33
3.2. Tính toán thiết kế hệ thống tạo không khí khô trên quy mô Pilot: ................ 34
3.2.1. Tính toán thiết kế chế tạo Pilot tạo không khí khô: ............................... 34
3.2.2. Thí nghiệm đo tổn thất đƣờng ống: ....................................................... 40

3.2.3. Tính các hệ số trở lực trên đƣờng ống và cột silicagel:.......................... 45
3.3. Thiết kế phần điện và phần điều khiển cho hệ thống: .................................. 50
3.3.1: Tổng quan về hệ thống điều khiển giám sát: ......................................... 50
3.3.2: Hệ điều khiển giám sát công nghệ: ....................................................... 52
3.3.3. Thiết lập hệ cấu trúc hệ điều khiển cho hệ thống sấy không khí khô: .... 64

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 1


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Chƣơng 4 – NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN SẤY KẾT HỢP VI SÓNG
TRÊN SẢN PHẨM NHÃN ................................................................................... 70
4.1 Nghiên cứu phƣơng án sấy tối ƣu kết hợp không khí khô và vi sóng: ........... 70
4.2 Tổng quan về vi sóng và phƣơng pháp sấy kết hợp vi sóng: ......................... 70
4.2.1 Vi sóng là gì: ......................................................................................... 70
4.2.2 Phƣơng pháp sấy kết hợp vi sóng:.......................................................... 71
4.3 Đánh giá kết quả thu đƣợc trên sản phẩm nhãn thử nghiệm : ........................ 73
4.3.1 Phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm: .................................................. 73
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 77
5.1. KẾT LUẬN: ............................................................................................... 77
5.2. KIẾN NGHỊ: ............................................................................................... 78
TÀILIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 79

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 2


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Đánh giá chất lượng sản phẩm của các phương pháp sấy ...................... 11
Bảng 2: thành phần các chất khí trong không khí khô ........................................... 17
Bảng 3: bảng thí nghiệm khả năng hút ẩm của silicagel ........................................ 29
Bảng 4: bảng số liệu thể hiện khả năng nhả ẩm của silicagel ................................ 32
bảng 5: sơ đồ đấu nối Input và Output................................................................... 68
Bảng 6: bảng số liệu thí nghiệm sấy kết hợp ..............Error! Bookmark not defined.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 3


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý phương pháp sấy bơm nhiệt ........................................... 13
Hình 2: Biểu diễn quá trình sấy thăng hoa ............................................................ 14
Hình 3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy chân không ................................................. 15

Hình 4: Sơ đồ nghiên cứu khả năng hút ẩm của silicagel....................................... 28
Hình 5: đồ thì thể hiện khả năng hút ẩm của silicagel ........................................... 30
Hình 6: sơ đồ thể hiện thí ngiệm nhả ẩm của silicagel ........................................... 31
Hình 7: đồ thị biểu diễn khả năng nhả ẩm của silicagel ......................................... 33
Hinh 8: sơ đồ hoạt động của Pilot không khí khô .................................................. 35
Hình 9: đồ thị I-d không khí ẩm ............................................................................. 37
Hình 10 : Sơ đồ đo trở lực đường ống vào cột Pilot tạo không khí khô ................. 41
Hình 11 : Sơ đồ đo trở lực của cột silicagel ........................................................... 42
Hình 12 :Sơ đồ đo tổn thất của đường ống vào buồng sấy ..................................... 43
Hình 13 : Sơ đồ đo tổn thất trong quá trình hoàn nguyên silicagel ....................... 44
Hình 14: Kiến trúc hệ thống SCADA sử dụng phần mềm RSview32 ...................... 53
Hình 15. Trạm RSview32 với kênh và các nút của nó ............................................ 54
hình 16: sơ đồ đấu nối cảm biến ............................................................................ 67
Hình 17: Màn hình điều khiển ............................................................................... 69
Hình 18: sơ đồ nguyên lý máy sấy kết hợp không khí khô và vi sóng ...................... 72
Hình 19: đồ thị biểu diễn quá trình sấy kết hợp ..................................................... 75

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 4


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực
sự của cá nhân, đƣợc thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển,
tham gia chế tạo, lắp đặt, vận hành hệ thống và dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của

TS.Nguyễn Minh Hệ.
Các bảng số liệu, đồ thị và những kết quả đạt đƣợc trong luận văn là trung
thực, chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất cứ hình thức nào trƣớc khi trình, bảo vệ và
công nhận bởi “ HộiĐồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật”.
Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam đoan trên.
Học viên

Võ Văn Đại

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 5


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn chân thành, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới
TS.Nguyễn Minh Hệ ngƣời đã định hƣớng, hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt
nhất cho tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Quá trình thiết bị
công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm- Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã
truyền dạy cho em những kiến thức quý báu làm nền tảng cho việc hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Cuối cùng tôi xin đƣợc gửi tới cha mẹ, ngƣời thân và bạn bè lòng biết ơn sâu
sắc - những ngƣời đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi về tinh thần cũng nhƣ vật chất trong suốt
quá trình thực hiện luận văn.

Học viên

VÕ VĂN ĐẠI

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 6


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

MỞ ĐẦU
Có thể nói rằng, công nghiệp thực phẩm là một trong số những ngành công
nghiệp phổ biến, nó phát triển gắn liền với nhu cầu và đời sống của con ngƣời.
Trong những năm gần đây, do nhu cầu ngày càng cao của ngƣời dân nên
ngành công nghiệp thực phẩm phát triển với tốc độ lớn.
Do sản phẩm sản xuất ra không những phải cần yêu cầu cao về mặt số lƣợng
và chất lƣợng cũng cần phải tuyệt đối đảm bảo. Mặt khác, do nƣớc ta có khí hậu
nhiệt đới nóng ẩm nên quanh năm độ ẩm trong không khí là tƣơng đối cao từ 70%
đến 95% do đó trong công nghiệp chế biến cũng nhƣ bảo quản các sản phẩm thực
phẩm luôn yêu cầu độ ẩm của môi trƣờng luôn luôn phải khô và sạch.
Trƣớc yêu cẩu của thực tế sản xuất, các phƣơng pháp bảo quản các sản phẩm
thực phẩm bằng không khí khô đã đƣợc triển khai. Và bƣớc đầu thu đƣợc những kết
quả hết sức khả quan.
Tuy nhiên, các phƣơng pháp hiện tại sản xuất không khí khô đang gặp trở
ngại vì giá thành chế tạo thiết bị khá cao và hiệu suất sử dụng còn hạn chế.
Từ những ƣu, nhƣợc điểm của từng phƣơng pháp, dựa vào khả năng đầu tƣ,
vào diện tích sản xuất. Mặt khác căn cứ vào với một khối lƣợng công việc cần phải

nghiên cứu em đã quyết định chọn đề tài:"Nghiên cứu xử lý khô không khí và đề
xuất khả năng ứng dụng trong chế biến, bảo quản các sản phẩm kém chịu
nhiệt."cho luận văn của mình với các nội dung nghiên cứu sau:
- Khảo sát và so sánh chi phí năng lƣợng của các giải pháp sấy nhiệt độ thấp
dùng không khí khô cho quá trình sấy các sản phẩm kém chịu nhiệt.
- Xác định giải pháp tạo không khí khô cho máy sấy nhiệt độ thấp với chi phí
năng lƣợng tối thiểu cho quá trình sấy sản phẩm kém chịu nhiệt.
- Thiết kế, chế tạo Pilot máy sấy nhiệt độ thấp (phần cơ khí và phần điều
khiển tự động).
- Nghiên cứu xác định chế độ công nghệ sấy tối ƣu quá trình sấy cho một sản
phẩm cụ thể.
- Đề xuất giải pháp mở rộng quy mô và ứng dụng cho các sản phẩm kém
chịu nhiệt khác.
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 7


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Chƣơng 1 - TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP SẤY
1.1. Phân tích và đánh giá các phƣơng pháp sấy:
Quá trình sấy là quá trình tách nƣớc và hơi nƣớc ra khỏi vật. Tuy nhiên, sấy là
một quá trình công nghệ đòi hỏi sau khi sấy, vật liệu phải đảm bảo chất lƣợng
cao, tiêu tốn năng lƣợng ít và chi phí vận hành thấp. Từ đó , có thể phân ra hai
phƣơng pháp sấy chính:
a) Phƣơng pháp sấy nóng:
Trong phƣơng pháp sấy nóng, tác nhân sấy và vật liệu sấy đƣợc đốt nóng. Do

tác nhân sấy đƣợc đốt nóng nên độ ẩm tƣơng đối φ giảm dẫn đến phân áp
suất hơi nƣớc P am trong tác nhân sấy giảm. Mặt khác do nhiệt độ của vật
liệu sấy tăng lên, nên mật độ hơi trong các mao quản tăng và phân áp suất
hơi nƣớc trên bề mặt vật cũng tăng theo công thức:
{

}

Nhƣ vậy, trong hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi
nƣớc giữa vật liệu sấy và môi trƣờng:
 Giảm phân áp suất của hơi nƣớc trong tác nhân sấy bằng cách đốt nóng.
 Tăng phân áp suất hơi nƣớc trong vật liệu sấy.
Tóm lại, nhờ đốt nóng cả tác nhân sấy và vật liệu sấy hoặc chỉ đốt nóng vật
liệu sấy mà hiệu số giữa phân áp suất hơi nƣớc trên bề mặt vật và phân áp

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 8


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

suất hơi nƣớc trong tác nhân sấy tăng lên dẫn đến quá trình dịch chuyển ẩm
từ trong lòng vật liệu ra bề mặt ra ngoài môi trƣờng.
Do đó, hệ thống sấy nóng thƣờng đƣợc phân loại theo phƣơng pháp cung cấp
nhiệt.
 Hệ thống sấy đối lƣu:
Vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lƣu từ một dịch thể nóng mà thông

thƣờng là không khí nóng hoặc khói lò. Hệ thống sấy đối lƣu gồm: hệ
thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm, hệ thống sấy khí động….
 Hệ thống sấy tiếp xúc
Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng. Nhƣ vậy trong hệ thống
sấy tiếp xúc, ngƣời ta tạo ra độ chênh lệch áp suất nhờ tăng phân áp
suất hơi nƣớc trên bề mặt vật liệu sấy. Hệ thống sấy tiếp xúc gồm: hệ
thống sấy lò, hệ thống sấy tang….
 Hệ thống sấy bức xạ
Vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để dẫn ẩm dịch chuyển
từ lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trƣờng bằng cách
đối nóng vật.
 Hệ thống sấy dùng điện cao tần hoặc dùng năng lƣợng điện từ trƣờng.
Khi vật liệu sấy đặt trong môi trƣờng điện từ thì trong vật xuất hiện
các dòng điện và chính dòng điện này sẽ đốt nóng vật.

 Ƣu điểm của phƣơng pháp sấy nóng:
-

Thời gian sấy bằng phƣơng pháp sấy nóng ngắn hơn so với phƣơng
pháp sấy lạnh.

-

Chi phí đầu tƣ và bảo dƣỡng tƣơng đối nhỏ.

 Nhƣợc điểm:
-

Chỉ sấy đƣợc các vật sấy không cần có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt
độ.

-

Sản phẩm sấy thƣờng bị biến màu và chất lƣợng không cao.

b) Phƣơng pháp sấy lạnh:

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 9


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Trong phƣơng pháp sấy lạnh, ngƣời ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nƣớc giữa
vật liệu sấy và tác nhân sấy bằng cách giảm phân áp suất hơi nƣớc trong tác
nhân sấy Ph nhờ giảm độ chứa ẩm d. Mối quan hệ đó đƣợc thể hiện theo công
thức sau:

Trong đó: B- áp suất môi trƣờng (áp suất khí trời)
Khi đó, ẩm trong vật liệu dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt vào môi trƣờng
có thể dƣới nhiệt độ môi trƣờng(t > 0 0C) và cũng có thể nhỏ hơn 0 0C.
c) So sánh phƣơng pháp sấy lạnh và phƣơng pháp sấy nóng:
Khi tiến hành sấy các sản phẩm có yêu cầu về mặt chất lƣợng cũng nhƣ cảm
quan về màu sắc, thẩm mĩ thì phƣơng pháp sấy lạnh tỏ ra ƣu việt.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 10


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Bảng 1: Đánh giá chất lượng sản phẩm của các phương pháp sấy
1.2. Đánh giá và kết luận:
Có thể nói, khi căn cứ vào tiêu chí là chất lƣợng sản phẩm và tiêu chí thẩm mĩ
thì các phƣơng pháp sấy lạnh tỏ ra tuyệt đối ƣu thế. Còn nhìn chung, có một số
vật liệu sấy nhiệt độ thấp không hiệu quả nhƣ sấy gỗ, các loại hoa quả có vỏ
dày thì buộc phải sử dụng sấy nóng. Đối với các vật liệu còn lại, nếu vật liệu
sấy nhảy cảm với nhiệt, dễ mất màu, dễ mất mùi, chất dinh dƣỡng, giá thành
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 11


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

sản phẩm phù hợp, thời gian sấy không yêu cầu phải nhanh thì nên sấy bằng
các phƣơng pháp sấy nhiệt độ thấp.
Rõ ràng, khi nghiên cứu về chế độ sấy các sản phẩm kém chịu nhiệt, phƣơng
pháp sấy bằng không khí khô chứng minh khả năng sấy hiệu quả.
Bởi vì khả năng hút ẩm vật liệu là tƣơng đối cao. Mặt khác, do nhiệt độ sấy các sản
phẩm này là thấp (chỉ từ 20 đến 40 0C) nên các sản phẩm sau quá trình sấy vẫn giữ
đƣợc chất lƣợng về màu sắc cũng nhƣ hàm lƣợng các vi chất không bị mất đi.

Để so sánh một cách chính xác sự ƣu thế của sấy bằng không khí khô so với các
phƣơng pháp sấy cho các sản phẩm kém chịu nhiệt khác:
1.

Sấy bơm nhiệt:
Bơm nhiệt có quá trình phát triển lâu dài, bắt đầu từ khi Nicolas Carnot
đề xuất những khái niệm đầu tiên. Một dòng nhiệt thông thƣờng di
chuyển từ một vùng nóng đến một vùng lạnh, Carnot đƣa ra lập luận rằng
một thiết bị có thể đƣợc sử dụng để đảo ngƣợc quá trình đó gọi là bơm
nhiệt.
Cho đến nay, bơm nhiệt đƣợc ứng dụng nhiều và ngày càng trở nên quen
thuộc trong các lĩnh vực điều hòa không khí, sấy, hút ẩm, đun nƣớc…
Phƣơng pháp này, ngƣời ta dùng hệ thống bơm nhiệt để tạo ra môi trƣờng
sấy. nhiệt độ môi trƣờng sấy có thể điều chỉnh trong giới hạn khá rộng từ
nhiệt độ xấp xỉ môi trƣờng đến nhiệt độ âm, tùy thuộc yêu cầu của vật
liệu sấy. So với các thiết bị nhiệt lạnh khác, khi sử dụng bơm nhiệt để sấy
khô và hút ẩm thì cả dàn nóng và dàn lạnh đều đƣợc sử dụng hữu ích nên
năng suất tiêu thụ ở đây có thể đƣợc tận dụng đến mức cao nhất mà nhiệt
độ không khí ở lại chỉ cần duy trì ở mức nhiệt độ môi trƣờng hoặc thấp
hơn.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 12


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Hình 1: sơ đồ nguyên lý phương pháp sấy bơm nhiệt
 Ƣu điểm:
-

Khả năng giữ màu sắc, mùi vị và vitamin đều tốt.

-

Tiết kiệm năng lƣợng nhờ sử dụng cả năng lƣợng dàn nóng và
dàn lạnh, hiệu quả sử dụng nhiệt cao.

-

Bảo vệ môi trƣờng và vận hành an toàn.

-

Có khả năng điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy tùy thuộc vào
yêu cầu và khả năng chịu nhiệt của từng sản phẩm nhờ thay đổi
công suất nhiệt của dàn ngƣng trong.

 Nhƣợc điểm:
-

Thời gian sấy hoàn toàn khá lâu, do độ chênh phân áp suất hơi
nƣớc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy không lớn.

-

Khi chênh lệch độ ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấykhông

lớn thì phƣơng pháp sấy này tỏ ra kém hiểu quả và tốn nhiều
năng lƣợng do phải bật máy nén.

-

Phải có biện pháp xả băng sau một thời gian làm việc.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 13


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

1. Sấy thăng hoa:
Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp từ trạng thái rắn
thành trạng thái hơi nhờ quá trình thăng hoa. Để tạo ra quá trình thăng hoa,
vật liệu sấy đƣợc làm lạnh dƣới điểm ba thể, nghĩa là nhiệt độ của vật liệu t<
0 0C, áp suất tác nhân sấy bao quanh vật P< 620 Pa. Từ đó, vật liệu sấy nhận
đƣợc nhiệt lƣợng để ẩm từ trạng thái rắn thăng hoa thành thể hơi vào môi
trƣờng. Toàn bộ hệ thống sấy thăng hoa phải tạo đƣợc chân không trong vật
liệu sấy và làm lạnh vật sấy xuống dƣới 0 0C.
Công nghệ sấy thăng hoa luôn trải qua ba giai đoạn.
Giai đoạn 1: cấp đông sản phẩm, chuyển ẩm từ thể lỏng sang thể rắn.
Giai đoạn 2: sấy thăng hoa thực phẩm, chuyển ẩm từ thể rắn sang thể khí,
kết thúc giai đoạn này khi nhiệt độ nguyên liệu đạt 0 0C và ẩm tự do bay hơi
hoàn toàn.
Giai đoạn 3: sấy chân không thực phẩm, giai đoạn này chủ yếu làm mất ẩm

liên kết hóa lý ở trong nó, kết thúc giai đoạn này khi xảy ra sự cân bằng nhiệt
độ, nhiệt độ nguyên liệu đạt tới nhiệt độ môi trƣờng sấy và nhiệt độ tấm bức
xạ, độ ẩm cuối cùng của sản phẩm từ (2

4 ) % rất khô.

Hình 2: sơ đồ quá trình sấy thăng hoa

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 14


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

 Ƣu điểm: phƣơng pháp gần nhƣ lƣu giữ hoàn toàn các hàm lƣợng về
vi chất cũng nhƣ màu sắc thẩm mĩ của vật liệu sấy.
 Nhƣợc điểm:
-

Chi phí đầu tƣ rất cao, luôn phải dùng bơm chân không, máy
lạnh để kết đông sản phẩm và làm ngƣng kết hơi nƣớc.

-

Hệ thống cồng kềnh nên vận hành phức tạp, chi phí vận hành
và bảo dƣỡng cao.

Sấy thăng hoa đƣợc dùng để sấy sản phẩm quý, có giá trị đặc biệt lớn, và dễ
biến chất do nhiệt nhƣ; máu, vắc xin, nhãn…
2. Sấy chân không:
Phƣơng pháp sấy chân không là phƣơng pháp tạo ra môi trƣờng gần nhƣ
chân không trong buồng sấy, nghĩa là nhiệt độ vật liệu t< 0 0C, áp suất tác
nhân sấy bao quanh lấy vật P>610 Pa. Vật liệu sấy khi nhận đƣợc nhiệt
lƣợng, các phân tử nƣớc trong vật liệu sấy ở thể rắn sẽ chuyển sang thể lỏng,
sau đó mới chuyển sang thể hơi và đi vào môi trƣờng.

Hình 3: sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy chân không
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 15


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Hệ thống sấy chân không gồm có buồng sấy, thiết bị ngƣng tụ và bơm chân
không. Vật sấy đƣợc cho vào trong một buồng kín, sau đó buồng này đƣợc
hút chân không (ở áp suất lớn hơn 4,56mmHg). Lƣợng ẩm trong vật đƣợc
tách ra và hút ra ngoài.
 Ƣu điểm: phƣơng pháp này giữ đƣợc chất lƣợng sản phẩm, đảm bảo
điều kiện vệ sinh.
 Nhƣợc điểm: hệ thống có chi phí đầu tƣ lớn, vận hành phức tạp.
-

Phƣơng pháp sấy chân không chỉ sấy các sản phẩm quý và dễ
biến chất.

-

Do tính phức tạp và không kinh tế nên các hệ thống sấy thăng
hoa và hệ thống sấy chân không chỉ dùng để sấy các vật liệu
quý hiếm, không chịu đƣợc nhiệt độ cao. Vì vậy, các hệ thống
sấy này là những hệ thống sấy chuyên dùng và không phổ biến.

3. Phƣơng pháp sấy sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hợp với máy lạnh:
Phƣơng pháp này sử dụng máy hút ẩm kết hợp với máy lạnh, để tạo ra môi
trƣờng sấy có nhiệt độ khá thấp, có thể bằng hoặc bé hơn nhiệt độ môi
trƣờng từ 5 0C đến 15 0C.
 Ƣu điểm:
-

Năng suất hút ẩm của phƣơng pháp này khá lớn

-

Khả năng giữ chất lƣợng, hàm lƣợng dinh dƣỡng sản phẩm này
cũng rất tốt.

 Nhƣợc điểm:
-

Chi phí đầu tƣ ban đầu khá lớn do phải dùng cả máy hút ẩm
chuyên dụng và máy lạnh.

-

Chất hút ẩm phải thay thế định kỳ

-

Vận hành khá phức tạp nên chi phí vận hành lớn.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 16


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Chƣơng 2 –NGHIÊN CỨU TẠO KHÔNG KHÍ KHÔ DÙNG CHẤT HẤP
PHỤ ẨM

2.1. Không khí khô
2.1.1. Định nghĩa về không khí khô
Không khí khô là không khí không còn chứa hơi nƣớc. Trong thực tế không
có không khí khô hoàn toàn, mà trong không khí luôn luôn chứa một lƣợng hơi
nƣớc nhất định.
Đối với không khí khô khi tính toán ngƣời ta lấy không khí khô lý tƣởng.
Thành phần các chất khí trong không khí khô đƣợc phân theo tỷ lệ phần trăm
theo bảng sau đây:
Thành phần

Tỷ lệ phần trăm %
Theo khối lƣợng

Theo thể tích

-

Nitơ

75,5

78,084

-

Ôxi

23,1

20,948

-

Argon

1,3

0,934

-

Carbon-Dioxide

0,046

0,03

-

Các chất khí khác:

0,05

0,004

Nêôn, hêli, ozon….
Bảng 2: thành phần các chất khí trong không khí khô
2.1.2. Ứng dụng không khí khô trong đời sống
Trong nhiều quá trình sản suất, kiểm soát độ ẩm là một khâu cực kỳ quan trọng
trọng. Độ ẩm ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng cũng nhƣ thẩm mỹ của các sản
phẩm.
Do ảnh hƣởng trực tiếp của độ ẩm không khí lên sản phẩm là rất lớn, nên các ngành
sản xuất đều dành sự quan tâm đặc biệt đến vấn đề này.
Chúng ta cùng tìm hiểu các ngành sản xuất quan trọng có liên quan đến độ ẩm.
2.1.2.1. Sản xuất lƣơng thực
Ở Việt Nam, với khí hậu quanh năm nóng ẩm, độ ẩm trong không khí thƣờng
xuyên ở mức cao. Do đó, khi tiếp xúc với độ ẩm tƣơng đối cao, những thực phẩm
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 17

Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

quen thuộc nhƣ lúa gạo, ngô, khoai, sắn... sẽ rất dễ hút nƣớc, một khi các sản phẩm
trên hút ẩm trong không khí sẽ làm cho chất lƣợng sản phẩm sẽ bị biến chất. Tiếp
đến nó chính là môi trƣờng cho các vi sinh vật và nấm mốc phát triển.
Trong chế biến thực phẩm nhƣ bột ca cao, gelatin mất nƣớc tập chung, sự hiện
diện của độ ẩm trong không khí xung quanh có thể gây ra các hạt nhỏ bột dính,
hoặc cụm với nhau, do đó ức chế dòng chảy tự do của nó trong quá trình sản xuất
hoặc đóng gói.
Máy móc, thiết bị trong thực phẩm cũng có thể bị ảnh hƣởng bởi độ ẩm trong
không khí, có thể can thiệp vào hoạt động và cản trở việc di chuyển tự do của thực
phẩm.
Rõ ràng, độ ẩm có thể có ảnh hƣởng sâu sắc tới thực phẩm hoặc máy móc thiết bị,
khi đó giải pháp là tạo không khí khô bao quanh khu chế biến và khu vực sản xuất.
2.1.2.2. Sản xuất dƣợc phẩm và sản phẩm sinh học:
Sự tiến bộ công nghệ trong ngành công nghiệp dƣợc phẩm và công nghiệp
sinh học đã tập chung chú ý một số lƣợng lớn các vấn đề kiểm soát độ ẩm. Kiểm
soát chặt chẽ độ ẩm là yếu tố quan trọng trong sản xuất của hầu hết các loại thuốc.
Với dƣợc phẩm, dƣợc liệu đƣợc sử dụng để sản suất dƣợc phẩm có một mối
quan hệ mật thiết với độ ẩm. Điều này có thể gây vón cục hoặc đóng cứng vật liệu
bột. Hơn thế nữa, một số bột đƣợc đóng thành viên nang hoặc dƣới hình dạng một
viên thuốc dƣới áp suất cao sẽ đƣơc tạo thành khi nó ở trạng thái khô. Độ ẩm có thể
gây ra một số viên thuốc tan ra, và trong một số trƣờng hợp có thể gây ra loại thuốc
phân hủy và làm giảm giá trị điều trị của nó.
Để đảm bảo nhất quán thuốc có chất lƣợng cao, khu vực chế biến và máy
móc phải đƣợc bao quanh bởi không khí khô và đƣợc kiểm soát chặt chẽ.
2.1.2.3. Sản xuất hóa chất công nghiệp
Cùng tính chất khi gặp ẩm các hóa chất công nghiệm thƣờng biến đổi vón

cục và đông cứng cũng là một vấn đề lớn trong ngành công nghiệp hóa chất. Một
số hóa chất bị phân hủy khi có sự xuất hiện của hơi nƣớc. Trong một tình huống
khác, hơi nƣớc có thể gấy ra phản ứng hóa học làm thay đổi đặc tính của hóa chất.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 18


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Độ ẩm của không khí cũng là kẻ thù của hoạt động nghiền và xay bột. Hơi
nƣớc tiếp xúc với sản phẩm có thể làm cho nó đàn hồi làm khó khăn trong quá trình
xay, làm cho nó bám vào máy nghiền và gây cản của khí nén cho qua trình khác
2.1.2.4. Trong ngành bảo quản và lƣu trữ sản phẩm:
Mặc dù nấm mốc, rỉ sắt, ăn mòn kim loại là kẻ thù của mọi hàng hóa trong
kho lƣu trữ, nó sẽ chấm dứt ngay mối đe dọa này khi độ ẩm giảm đáng kể trong kho
bảo quản . Nói chung nếu duy trì độ ẩm trong không khí không khí ít hơn 40% thì
các vi khuẩn và các quá trình ăn mòn sẽ không xảy ra.
Duy trì một trạng thái không không khi luôn khô cũng rất quan trọng cho
việc lƣu trữ hạt giống. Khi hạt giống mà để trong môi trƣờng ẩm ƣớt theo kết quả
thực nghệm cho thấy chỉ có 7% hạt giống sẽ nảy mầm cho vụ sau. Ngƣợc lại, khi
hạt giống đƣợc lƣu trữ có độ ẩm thấp và đƣợc kiểm soát thì kết quả cho thấy 90%
hạt giống nảy mầm trong vụ sau.
2.1.2.5. Trong ngành đóng gói:
Thông thƣờng các máy móc thiết bị đƣợc sử dụng trong phòng đóng gói sẽ
không hoạt động hiệu quả nếu không khí xung quanh là ẩm ƣớt. Ví dụ điển hình
nhƣ máy gói kẹo, máy đóng goi bột thực phẩm hoặc là gói thuốc. Tùy thuộc vào sản

phẩm mà nó có thể cần thiết để làm khô phòng đóng gói .
2.1.2.6. Ứng dụng của không khí khô để sấy sản phẩm kém chịu nhiệt hoặc cô
đặc dung dịch
Việc nâng cao hiệu quả quá trình sấy nông sản, thực phẩm đặc biệt là các sản
phẩm kém chịu nhiệt, đang là vấn đề thiết thực có ý nghĩa thực tiễn cao. Các sản
phẩm kém chịu nhiệt nếu sấy ở nhiệt độ cao sẽ bị biến màu, tổn hao dinh dƣỡng,
làm giảm đáng kể chất lƣợng. Một trong những giải pháp đang đƣợc áp dụng để sấy
các sản phẩm kém chịu nhiệt là sấy ở nhiệt độ thấp trên cơ sở ứng dụng công nghệ
sấy bơm nhiệt với tác nhân sấy là không khí khô đƣợc tách ẩm làm khô nhờ hệ
thống lạnh.
Công nghệ sấy ở nhiệt độ thấp dùng không khí khô của bơm nhiệt có ƣu
điểm nổi trội là làm giảm sự tổn thất về chất lƣợng và dinh dƣỡng, cũng nhƣ biến
đổi về màu sắc của sản phẩm trong quá trình chế biến. Tuy nhiên phƣơng pháp này
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 19


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

có nhƣợc điểm là chi phí năng lƣợng cho hệ thống lạnh tách ẩm sẽ tăng cao khi có
nhu cầu sấy sản phẩm đến độ ẩm thấp khi mà điện năng, khí đốt đang trở nên xa xỉ
thì một nhu cầu cấp thiết là phải tìm cách hạ chi phí năng lƣợng hoặc sử dụng các
loại năng lƣợng, vật liệu có thể tái sinh đang là một cách đang diễn ra sôi nổi trên
thế giới.
Ngoài ra ta còn thấy rất nhiều các ứng dụng của không khí khô mà ta chƣa
thể kể đến. Các ý đƣợc nêu ở trên chỉ là những ứng dụng điển hình của không khí
khô.

2.2. Phƣơng pháp tạo không khí khô
2.2.1. Sử dụng máy nén làm khô không khí
Khi không khí đƣợc nén đến điểm sƣơng, nhiệt độ tại đó nƣớc sẽ ngƣng tụ
thì hơi nƣớc trong không khí nén sẽ đƣợc tách ra khỏi không khí làm cho độ ẩm
trong không khí sẽ giảm. Vì vậy để có đƣợc không khí khô, chúng ta cần phải tìm
cách để làm mát không khí nén. Tuy nhiên chi phí có đƣợc các thiết bị chính và
thiết bị phu trợ, thiết bị tách các chất bẩn trong khi nén là quá cao. Nhƣng nếu
không khí nén đã đƣợc sử dụng trong hoạt động chính và chỉ một lƣợng nhỏ không
khí khô là cần thiết để kiểm soát độ ẩm, thì máy nén khí là biện pháp khả thi để làm
khô không khí.
2.2.2. Sự dụng nhiệt độ thấp làm khô không khí:
 Hạ thấp nhiệt độ không khí sẽ làm giảm khả năng giữ độ ẩm của không
khí. Nhƣ vậy, không khí có thể đƣợc làm khô bằng cách làm lạnh
không khí. Thông thƣờng phƣơng pháp này đƣợc dành riêng cho các
ứng dụng không khí ngoài trời đƣợc làm khô đến mức chỉ hơi thấp hơn
so với môi trƣờng xung quanh.
 Để loại bỏ loại bỏ một lƣợng lớn nƣớc trong không khí bằng cách làm
lạnh không khí, thì yêu cầu đặt ra là phải làm lạnh và gia nhiệt. Nhƣng
thủ tục này thƣờng có vấn đề với hoạt động và bảo trì, cũng nhƣ chu kì
kiểm soát. Phƣơng pháp này sẽ không phù hợp với yêu cầu sản xuất 1
lƣợng lớn không khí khô. Một hạn chế kĩ thuật nữa là điểm đóng băng
của của nƣớc. Khi không khí đƣợc sấy khô qua làm lạnh, các bề mặt
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 20


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

của các cuộn dây có thể có nhiệt độ đạt dƣới mức đông giá. Điều này
làm nƣớc đá hình thức hình thành, làm giảm hiệu quả của hệ thống làm
mát. Vì vậy ta phải nghĩ đến thiết bị có hệ thống kép và chu kì rã đông.
Để ngăn chặn đóng băng cuộn dây làm lạnh, khi đó quá trình phun
nƣớc muối đƣợc sử dụng. Ngâm nƣớc muối phải đƣợc tái tạo định kì
hoặc liên tục. Điều này đòi hỏi có thiết bị bổ sung, bảo trì và chi phí
vận hành. Mặc dù phƣơng pháp này khả thi và thỏa đáng nhƣng các
yếu tố kiểm soát lại bị mất đi. Một trƣờng hợp đặc biệt để có đƣợc độ
ẩm thấp từ nhiệt độ bình thƣờng thì ngâm nƣớc muối phải đƣợc làm
mát và tái tạo một cách liên tục hoặc định kì.
2.2.3. Sử dụng chất hấp phụ ẩm để tạo không khí khô:
Cách đơn giản nhất để có đƣợc không khí khô là sử dụng chất hút ẩm. Chất
hút ẩm có thể làm mất thêm độ ẩm trong không khí mà không cần thay đổi
khích thƣớc hoặc hình dạng của chất hút ẩm. Vì vậy chỉ cần một luồng
không khí ẩm vƣợt qua chất hút ẩm thì không khí sẽ trở thành không khí khô
mà không cần làm mát phức tạp, không cần nén khí, không cần nƣớc mát,
hoặc hệ thống phức tạp khác và cũng không cần điều khiển phức tạp. Sau khi
nhiệm vụ sấy xong, chất làm khô đƣợc tái sinh thông qua gia nhiệt. Sau đó,
chất hút ẩm hút đƣợc nhiều khí hơn làm cho không khí đƣợc khô nhiều hơn.
2.3. So sánh và đánh giá các phƣơng pháp sản xuất không khí khô:
Trong các phƣơng pháp sản xuất không khí khô đã nêu ở trên, ta có đánh giá
nhƣ sau :
Đối với phƣơng pháp tạo không khí khô bằng máy nén ta phải tốn chi phí
cho việc đầu tƣ thiết bị làm mát không khí và thiết bị lọc dầu và các bụi bẩn trong
khí nén, mà chi phí cho các thiết bị này là tƣơng đối cao. Chỉ có trƣờng hợp bắt
buộc thì ta mới nên dùng phƣơng pháp này.
Đối với phƣơng pháp tạo không khí khô bằng nhiệt độ thấp có ƣu điểm là ta
đƣợc không khí khô có độ ẩm tƣơng đối thấp, nhƣng lại có nhƣợc điểm là khó bảo
trì và vận hành kiểm soát, quá trình làm mát lại phức tạp.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 21


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Đối với phƣơng pháp tạo không khí khô bằng chất hấp phụ ẩm lại đơn giản
không cần quá trình làm mát, không cần nén khí, dễ kiểm soát đƣợc độ ẩm. Chất
hấp phụ có thể tái sinh trở lại thông qua gia nhiệt bằng nguồn năng lƣợng tái sinh.
Chi phí đầu tƣ cho các quá trình này thì tƣơng đối nhỏ.
2.4. Phân loại và đặc tính của các chất hấp phụ ẩm:
2.4.1. Đặc tính của chất hấp phụ ẩm:

 Chất hấp phụ là những vật liệu rắn dạng hạt có cấu trúc rất xốp và khối
lƣợng riêng lớn.
 Đặc trƣng cơ bản của chất hấp phụ là hoạt độ. Hoạt độ tĩnh đƣợc đặc trƣng
cho bởi lƣợng tối đa chất bị hấp phụ do một đơn vị thể tích chất hấp phụ
hút đƣợc ở một nhiệt độ và nồng độ nhất định của chất bị hấp phụ có trong
pha khí cho đến khi đạt trạng thái cân bằng.
 Chất hấp phụ đƣợc chia làm 2 loại:chất hấp phụ có có ống mao quản nhỏ
và chất hấp phụ có ống mao quản lớn.
 Chất hấp phụ cần phân biệt 3 loại khối lƣợng riêng sau đây:
 Khối lƣợng riêng xốp  x là khối lƣợng một đơn vị thể tích của lớp
chất hấp phụ. Chất hấp phụ không đồng nhất có khối lƣợng riêng
xốp lớn hơn so với loại đồng nhất vì các hạt nhỏ nằm xen kẽ vào các
khoảng trống giữa các hạt lớn.

 Khối lƣợng riêng biểu kiến  h là khối lƣợng của một đơn vị thể tích
các hạt vật liệu xốp khô. Khối lƣợng riêng biểu kiến  h có quan hệ
với khối lƣợng riêng xốp  x và độ xốp  của lớp chất hấp phụ theo
biểu thức sau:
 h (1-  )=  x

Khối lƣợng riêng thực  T là khối lƣợng của một đơn vị thể tích
vật liệu đặc, không chứa các lỗ xốp mao quản. Tính chất này của chất
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 22


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

hấp phụ còn phụ thuộc vào hợp chất hóa học tinh khiết và liên hệ với
khối lƣợng riêng biểu kiến  h và độ bền xốp (x) của hạt theo quan hệ
sau:
 T (1-x) =  h

 Khối lƣợng riêng của hạt ẩm  0 xác định theo công thức sau:
 0 =  h + 1 . x

Trong đó:  1 là khối lƣợng riêng của chất lỏng làm ẩm chất hấp phụ
2.4.2. Đặc tính kỹ thuật của silicagen
Silica gel hay gel axit silixic là một loại hóa chất rất phổ biến trong đời sống.
Silica gel thực chất là điôxit silic, ở dạng hạt cứng và xốp (có vô số khoang rỗng li
ti trong hạt). Công thức hóa học đơn giản của nó là SiO2.nH2O (n<2), nó đƣợc sản

xuất từ natri silicat (Na2SiO4) hoặc Silic TetraClorua (SiCl4).Hiện nay silica gel có
vai trò rất quan trọng trong công nghệ hóa học từ đơn giản đến phức tạp. Silica gel
đƣợc dùng rất nhiều làm xúc tác trong tổng hợp hữu cơ hóa dầu, lọc nƣớc.
Độ ẩm là kẻ thù không thể đội đầu chung của các sản phẩm công nghệ nhạy cảm
nhƣ máy quay phim, máy ảnh, ống kính... và vấn đề bảo quản là một yêu cầu thiết
thực. Silica gel đƣợc biết đến là chất hút ẩm, giúp bảo quản các thiết bị, bảo quản
lƣơng thực, thực phẩm và nhiều đồ dùng thiết yếu khác.
So với các vật liệu hút ẩm mạnh khác nhƣ H2SO4 đặc, P2O5… thì silicagel
hút ẩm kém hơn nhƣng an toàn hơn. Các vật liệu khác thì có thể chảy rữa, tái sinh
khó khăn hơn và giá thành cũng đắt hơn.
Vậy silical gel là gì?
Silica gel là dạng hạt, có cấu trúc rỗng của Silica đƣợc tổng hợp từ oxyt silic. Đƣợc
phát minh tại đại học John Hopkins, Baltimore, Bang Maryland, Hoa kỳ trong
những năm 1920. Điều chế bằng cách cho natri silicat tác dụng với axit sunfuric:
kết quả tạo thành dạng sol, rồi sol đông tụ lại thành gen, sau khi rửa, sấy khô và
nung ta thu đƣợc silicagen.
Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 23


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Đó là chất rắn có lỗ xốp nhỏ, dạng cục hoặc viên hình cầu tuỳ thuộc phƣơng pháp
tạo hạt khi điều chế, có loại trong suốt nhƣ thuỷ tinh, có loại đục. Độ xốp thay đổi
trong giới hạn 20 - 60%, đƣờng kính lỗ xốp khoảng 3 - 10 nm, bề mặt riêng 200 800 m2/g. Thƣờng là khoảng 800m2/g, có thể tƣởng tƣợng một lƣợng silica gel cỡ
một thìa cà phê có diện tích tiếp xúc cỡ một sân bóng đá.
Hạt Silicagel có khả năng hút nƣớc mạnh ngoài ra với đặc tính xốp còn đƣợc dùng

làm chất mang xúc tác; chất hấp phụ (pha tĩnh) trong phân tích sắc kí. Tuy nhiên
loại hạt silicagel dùng để hút ẩm không phải là loại dùng làm chất nhồi trong cột sắc
ký.
Silicagel là một chất vô cơ bền, không độc, bảo quản và vận chuyển dễ dàng.
So sánh hiệu quả của các hóa chất đƣợc dùng để hút ẩm
CaCl2 : lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 1,5mg
NaOH: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,8mg
H2SO4 95%: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,3mg
Silica gel: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,03mg
KOH: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,014mg
Al2O3: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,005mg
CaSO4: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,005mg
Vật liệu rây phân tử: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,004
H2SO4 đặc: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,003
Mg(ClO4)2: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,002
P2O5: lƣợng nƣớc còn lại trong 1 lít không khí 0,00002mg
Trong đời sống hàng ngày, ngƣời ta thƣờng gặp silica gel trong những gói
nhỏ đặt trong lọ thuốc tây, trong gói thực phẩm, trong sản phẩm điện tử và có dòng
chữ «do not eat».
Ở đó, silica gel đóng vai trò hút ẩm để giữ các sản phẩm trên không bị hơi
ẩm làm hỏng. Silica gel hút ẩm nhờ hiện tƣợng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng li
ti của nó, hơi nƣớc bị hút vào và bám vào chỗ rỗng bên trong các hạt. Silicagel có
thể hút một lƣợng hơi nƣớc bằng 40% trọng lƣợng của nó.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 24


Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Võ Văn Đại

Để chỉ thị tình trạng ngậm hơi nƣớc của silicagel, ngƣời ta đƣa một lƣợng
muối coban clorua vào trong các mao quản của silicagel. Khi còn khô muối coban
clorua sẽ có màu xanh dƣơng, khi bắt đầu ngậm hơi nƣớc, nó chuyển dần sang màu
xanh nhạt, rồi màu hồng.
Loại silicagel này có giá cao hơn silicagel không tẩm màu. Gần đây có nhiều
ý kiến cho rằng coban clorua là nguyên tố có thể gây ung thƣ khi vô tình để xâm
nhập vào cơ thể tuy nhiên quan điểm này chƣa nhận đƣợc sự đồng tình của nhiều
nhà khoa học do nguyên nhân ung thƣ vẫn chƣa đƣợc hoàn toàn sáng tỏ thì không
thể kết luận một yếu tố nào đó là gây ung thƣ đƣợc.
Cơ chế gây ung thƣ hiện nay vẫn chủ yếu dựa trên các mô hình thống kê
truyền thống và chƣa thấy có báo cáo có hệ thống nào về coban clorua. Tuy nhiên
cũng cần lƣu ý tới điều này và thực hiện đúng chỉ dẫn « do not eat » vì coban clorua
không bay hơi ở điều kiện thƣờng nên cũng không cần quá băn khoăn.
Khi silica gel đã ngậm no nƣớc, ta có thể tái sinh một cách đơn giản nó bằng
cách giữ nó ở nhiệt độ khoảng 180 oC trong khoảng ba giờ (phụ thuộc vào độ đồng
đều nhiệt độ, bề mặt tiếp xúc…) hoặc cho vào lò vi sóng để chế độ Medium trong
khoảng 10 phút hoặc cho tới khi nào nó trở về màu xanh dƣơng với các loại có chất
chỉ thị coban clorua.
Tuy nhiên để hiểu thấu đáo đƣợc quá trình hấp phụ và nhả hấp phụ là vấn đề có tính
khoa học và rất phức tạp.
Một cách đơn giản thì quá trình sấy là quá trình giải hấp phụ bên trong hạt
silicagel, phải sấy ở nhiệt độ cao và trong thời gian dài thì mới hiệu quả. Nếu sấy ở
nhiệt độ thấp hoặc trong thời gian ngắn thì silicagel sẽ nhanh chóng hút đầy nƣớc và
sẽ nhanh phải sấy lại hơn.
Lƣu ý rằng nhiệt độ sấy cao hoặc có sự tác động của ngoại lực có thể dẫn đến
việc hạt silicagel bị vỡ vụn và số lần hoàn nguyên silicagel khá thấp, sau vài lần sấy
ta phải thay silicagel mới.

Luận văn thạc sĩ khoa học

Page 25