1
MỤC LỤC
............................................................................................................................................1
MỤC LỤC..........................................................................................................................2
Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ LÀM KHÔ NÔNG SẢN........................................7
1.1. Tầm quan trọng của việc phơi sấy hạt.........................................................................7
1.2. Vấn đề phơi khô nông sản...........................................................................................7
Tỷ lệ tấm khi xay, %...........................................................................................................8
Chương 2 KIẾN THỨC CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN KỸ THUẬT SẤY................10
2.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy...............................................................10
RH% = 100 Pw / Pwsat....................................................................................................11
3. Thể tích riêng của không khí........................................................................................11
4. Nhiệt độ của không khí.................................................................................................11
2.2. Vật liệu sấy (các loại hạt và nông sản khác)..............................................................18
2.2.1. Độ ẩm của hạt.........................................................................................................18
..........................................................................................................................................18
Công thức tính lượng nước bay đi khi phơi sấy ..............................................................18
(1)...................................................................................................................................18
(2)................................................................................................18
2.2.2. Sự cân bằng ẩm (xem các đồ thị sau).....................................................................22
Độ ẩm cân bằng của lúa, % .............................................................................................23
Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẤY...........................................................25
3.1. Tĩnh học và động học của quá trình sấy....................................................................25
Quá trình sấy bằng không khí nóng diễn ra bao gồm việc dẫn nhiệt vào vật liệu sấy, làm
kích thích ẩm trong vật liệu và bốc ẩm ra khỏi vật liệu đi vào môi trường chung quanh.
..........................................................................................................................................25
3.1.1. Tĩnh học của quá trình sấy .....................................................................................25
3.1.2. Động học của quá trình sấy....................................................................................25
Chương 4 CẤU TRÚC NGUYÊN LÝ CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG SẤY....................25
3.1. Cấu trúc chung của một hệ thống sấy........................................................................25
Một hệ thống sấy hạt nói chung gồm có ba phần chính: .................................................25
..........................................................................................................................................26
2
1mm cột nước = 10 Pa......................................................................................................26
- Các loại quạt ...............................................................................................................26
..........................................................................................................................................28
..........................................................................................................................................29
3.2. Các phương pháp sấy.................................................................................................29
3.3. Cấu trúc và nguyên lý của một số hệ thống sấy........................................................30
3.3.1. Máy sấy tĩnh vĩ ngang............................................................................................30
..........................................................................................................................................31
5/. Xác định áp suất tĩnh cần thiết cho quạt:.....................................................................35
3.4. Phân tích và lựa chọn một dự án đầu tư hệ thống sấy...............................................37
3.4.1. Yêu cầu và chức năng của một hệ thống sản xuất mong muốn..............................37
1. Chính sách phát triển và hoàn cảnh kinh tế-xã hội ...................................................37
Ví dụ, Chính phủ Việt nam đã đề ra mục tiêu phát triển kinh tế là phải gắn liền với
"Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá" nền sản xuất, trong đó phát triển nông nghiệp gắn liền
với hiện đại hoá nông nghiệp và phát triển nông thôn. Chiến lược phát triển này hàm chỉ
rằng phát triển sản xuất nông nghiệp phải được thực hiện bởi sự áp dụng công nghệ mới
để chuyển giao vào nông thôn và sự thiết lập các xí nghiệp dịch vụ-nông nghiệp liên hợp
nhằm mục đích cải thiện chất lượng và tăng giá trị nông sản phẩm................................37
Tuy nhiên, sự gia tăng dân số còn tương đối khá cao nên lực lượng lao động trong nông
thôn cũng gia tăng nhanh chóng làm cho nhu cầu công ăn việc làm cũng là vấn đề cần
được quan tâm. Điều này làm khó khăn trong việc hoạch định chiến lược phát triển nông
thôn và có sự đắn đo giữa cơ giới hoá và giải quyết việc làm trong cộng đồng nông thôn.
Ngoài ra, giá cả đầu ra của một số nông sản chưa tương hợp với chi phí sản xuất làm cho
đa số nông dân còn do dự trước khi quyết định đầu tư vào các kỹ thuật hoặc công nghệ
mới để đưa vào sản xuất...................................................................................................37
2. Chức năng của hệ thống sấy mong muốn....................................................................38
Mặc dù lao động dư thừa và giá công lao động vẫn còn thấp so với khu vực thành thị,
nhưng không phải tất cả các khâu sản xuất trong nông nghiệp đều có thể thực hiện được
bằng thủ công, nhất là sản xuất hạt giống chất lượng cao hoặc nông sản cho xuất khẩu.
Chẳng hạn trong mùa mưa, nông dân khó có thể phơi khô lúa để đạt được chất lượng
gạo cao, vì vậy việc sấy lúa bằng máy là nhu cầu tất yếu cần được phát triển mạnh trong
khu vực. Điều này cho thấy máy sấy lúa giữ một chức năng quan trọng trong qui trình
sản xuất và chế biến lúa. .................................................................................................38
Chức năng chính của hệ thống sấy hạt giống là nhằm giải quyết các khó khăn đang tồn
tại trong khâu sau thu hoạch và sản xuất hạt giống và cũng là để đáp ứng các hoàn cảnh
kinh tế-xã hội. Một vài chức năng chính có thể được tóm lược như sau:........................38
3
Giảm độ ẩm của hạt đến mức an toàn cho tồn trữ và xay xát;.........................................38
Nâng cao chất lượng hạt giống và giá trị sản phẩm cho nông dân;..................................38
Giảm mức hao phí hạt do thu hoạch lúa trong mùa mưa;.................................................38
Mở ra dịch vụ như là một ngành nghề mới thu hút lao động nông thôn..........................38
3.4.2. Các yêu cầu cần có của một hệ thống sấy hạt tại cơ sở sản xuất............................38
1/ Về kỹ thuật...................................................................................................................38
Sấy là một trong các khâu quan trọng trong qui trình sản xuất lúa, vì vậy nó phải tương
thích với các yêu cầu của các khâu còn lại. Về mặt kỹ thuật yêu cầu của hệ thống cần
được chú ý là:...................................................................................................................38
Qui mô sản xuất và các điều kiện tồn tại;.........................................................................38
Các khâu trước khi sấy như: gặt, đập, vận chuyển, làm sạch, v.v. ..................................38
Các qui trình sau khi sấy như tồn trữ, bảo quản, xay xát;................................................38
Phương pháp kiểm tra chất lượng và điều chỉnh năng suất;.............................................38
Nguồn năng lượng, trình độ tay nghề, thông tin;.............................................................38
Công cụ và trang bị đi kèm cần thiết cho hoạt động sấy..................................................38
2/ Về kinh tế - xã hội........................................................................................................38
Hạt sau khi sấy phải tăng được giá trị tối thiểu đủ để trang trải chi phí sấy mới có thể thu
hút được nông dân sử dụng hệ thống sấy. Một vài yếu tố về kinh tế - xã hội cần được xét
đến gồm:...........................................................................................................................38
Chi phí đầu tư và khả năng thu hồi vốn;..........................................................................39
Chi phí sấy phải được chấp nhận bởi nông dân, người có lúa cần sấy;............................39
Nguồn nhân lực cần cho quản lý, vận hành và cố vấn kỹ thuật;......................................39
Tác dụng trên cộng đồng;.................................................................................................39
Cơ cấu tổ chức và quản lý;...............................................................................................39
Chương trình và kế hoạch phát triển của chính phủ.........................................................39
3/ Cơ sở hạ tầng và môi trường........................................................................................39
Sự thuận tiện cho hoạt động của hệ thống;.......................................................................39
Sự sẵn có của các nguồn như năng lượng, nhiên liệu, lao động;.....................................39
Các điều kiện thời tiết khí hậu có ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống;.....................39
Tác động môi trường........................................................................................................39
3.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn lựa hệ thống.................................................39
1/ Tốc độ thu hoạch..........................................................................................................39
4
Tốc độ thu hoạch được xác định bằng khối lượng hạt thu hoạch ở mỗi nông hộ trong một
ngày. Nó không những chỉ phụ thuộc điều kiện khí hậu và thời tiết mà còn phụ thuộc
vào kích thước nông trại, tập quán thu hoạch, phương pháp và phương tiện thu hoạch
của nông dân trong khu vực.............................................................................................39
2/ Loại hoa màu................................................................................................................39
Nông dân trong khu vực thường trồng nhiều giống lúa khác nhau, ngay cả trong cùng
một địa phương hay cánh đồng. Điều này làm ảnh hưởng đến quá trình vận hành hệ
thống sấy bởi vì khó tránh khỏi sự trộn lẫn giữa các giống khác nhau. ..........................39
3/ Khí hậu, thời tiết và môi trường...................................................................................39
Các điều kiện về khí hậu, thời tiết và môi trường tại địa phương nên được nghiên cứu
trước khi chọn lựa và thiểt kế hệ thống. Các dữ kiện về khí tượng, độ ẩm tương đối nên
được xem xét khi vận hành hệ thống. Phương pháp và tiến trình sấy phụ thuộc hoàn toàn
vào khí hậu, thời tiết và môi trường. Độ biến động về nhiệt độ và độ ẩm tương đối giữa
ngày và đêm, giữa các ngày và tháng vào mùa mưa thì rất lớn. ......................................39
3.4.4. Các tiêu chuẩn chính để chọn lựa hệ thống sấy lúa................................................39
1/ Chi phí đầu tư ban đầu.................................................................................................39
Mặc dù sấy lúa là để giảm hao phí và tăng chất lượng hạt nhưng không phải nông dân
hay cơ sở nào cũng có thể đầu tư vào hệ thống. Điều này là do chi phí đầu tư cho hệ
thống thường vượt quá khả năng tài chánh sẵn có. .........................................................39
2/ Năng suất của hệ thống sấy .........................................................................................39
Năng suất của hệ thống sấy có liên quan trực tiếp đến hệ thống canh tác, thời biểu thu
hoạch và điều kiện thời tiết. Vì vậy năng suất sấy nên chọn tương thích với sản lượng
lúa có được trong đa số các nông hộ hoặc khối lượng lúa được thu hoạch trong ngày ở
một nông trại. ...................................................................................................................39
3/ Nguồn năng lượng........................................................................................................40
Năng lượng cần thiết để vận hành một hệ thống sấy gồm cơ và nhiệt, tốt nhất là năng
lượng điện. Nhưng trong thực tế ở nông thôn hiện nay năng lượng điện chưa thể sẵn
sàng để cung cấp cho vận hành một hệ thống sấy. ..........................................................40
4/ Vật liệu và công nghệ chế tạo, khả năng cung cấp phụ tùng........................................40
Phát triển một hệ thống sấy phải gắn liền với sự phát triển của công nghiệp địa phương.
Bởi vì hệ thống cần được vận hành và duy trì hoạt động theo qui mô công nghiệp tại
chỗ. Các vật liệu chế tạo cũng cần phải dễ tìm để có thể đáp ứng được chi phí đầu tư và
bảo dưỡng kỹ thuật...........................................................................................................40
5/ Tính phù hợp với trình độ lao động tại chỗ..................................................................40
Một hệ thống sấy không nên quá phức tạp làm khó khăn cho người vận hành, nhất là
những lao động ở địa phương vốn chưa được đào tạo về chuyên môn kỹ thuật sấy. Tính
5
hiện đại của hệ thống cần phải được cập nhật đối với người sử dụng để có thể duy trì
khả năng hoạt động liên tục của hệ thống........................................................................40
6/ Chất lượng hạt sau khi sấy...........................................................................................40
Chất lượng hạt sau khi sấy là tiêu chuẩn quan trọng nhất để đánh giá một hệ thống sấy,
nhất là chất lượng sản phẩm cho xuất khẩu hoặc làm giống. Đối với lúa, chất lượng hạt
sau khi sấy được đặc trưng bằng tỷ lệ thu hồi gạo sau khi xay xát phải cao cùng với các
tiêu chuẩn về màu sắc, mùi vị và độ bóng, tỷ lệ nẩy mầm. .............................................40
7/ Tính linh động của hệ thống.........................................................................................40
Tính linh động của hệ thống được đặc trưng bằng khả năng di chuyển và mức độ thuận
tiện trong lắp ráp, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Một hệ thống sấy cũng cần có khả
năng sấy được hạt ở các điều kiện khác nhau về độ ẩm, độ bẩn, nhất là hạt được thu
hoạch trong những ngày có mưa nhiều.............................................................................40
8/ Tuổi thọ của hệ thống...................................................................................................40
Mặc dù số ngày làm việc của hệ thống sấy trong năm không nhiều, chỉ 20 đến 30 ngày,
nhưng mức độ hao mòn vẫn xảy ra ngay cả trong thời gian hệ thống không hoạt động.
Vật liệu chế tạo và điều kiện vận hành có ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của hệ thống.
Nhưng nếu sử dụng vật liệu cao cấp cho cấu trúc máy thì giá thành sẽ cao, ít được chấp
nhận bởi các nhà đầu tư. ..................................................................................................40
9) Tác động môi trường....................................................................................................40
Trong khi hệ thống sấy hoạt động, khí sấy thoát ra nóng, ẩm và mang nhiều bụi làm
nhiễm bẩn môi trường làm việc và ảnh hưởng xấu đến sự sống của dân chúng quanh khu
vực. Do đó yếu tố về tác động môi trường của hệ thống là một tiêu chuẩn quan trọng cần
phải xét đến khi chọn lựa hệ thống...................................................................................40
.........................................................................................................................................46
Chương 4 TỒN TRỮ NÔNG SẢN SAU KHI SẤY............................................47
4.1. Các điều kiện để tồn trữ an toàn................................................................................47
- Điều kiện trước khi tồn trữ..........................................................................................47
- Khống chế chim - chuột.................................................................................................47
Nhiệt độ............................................................................................................................48
- Khống chế các loại côn trùng, sâu mọt.......................................................................48
- Các phương tiện tồn trữ..............................................................................................50
6
Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ LÀM KHÔ NÔNG SẢN
1.1. Tầm quan trọng của việc phơi sấy hạt
Nếu thu hoạch hạt làm lương thực cũng như làm giống nhằm vào mùa mưa thì việc làm
khô hạt hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết. Theo truyền thống, sau khi thu hoạch nông
dân thường làm khô hạt bằng cách phơi nắng trên sân gạch hoặc sân xi-măng, trên tấm
bạt trải trên sân đất và đôi khi phơi ngay cả trên lề đường giao thông. Các phương pháp
phơi hạt này tốn nhiều lao động và lao động rất vất vả, nhất là trong mùa mưa và không
bảo đảm chất lượng hạt. Do việc phơi nắng hạt chịu ảnh hưởng nhiều của thời tiết nên
nông dân đã phải chịu hao phí hạt rất lớn, chất lượng hạt lại bị giảm, tốn công lao động
cao và căng thẳng trong ngày mùa.
Qua điều tra cho thấy, để phát triển máy sấy phù hợp cho khu vực ĐBSCL, một vài tiêu
chuẩn sau cần chú ý:
1. Chi phí đầu tư phải hợp với khả năng của đa số các nông hộ hoặc trang trại;
2. Kiến thức về kỹ thuật sấy và những điểm cần chú ý trong sấy hạt nên được được
trang bị cho người trực tiếp vận hành máy;
3. Năng suất của các hệ thống sấy phải tương thích với sản lượng nông sản trong
nhiều hộ hoặc trong trang trại;
4. Nguồn năng lượng cho một hệ thống sấy phải sẵn có ở nơi lắp đặt máy.
1.2. Vấn đề phơi khô nông sản
Bất kỳ một loại nông sản nào cũng có chứa bên trong nó một lượng nước nhất định được
gọi là độ ẩm hay thủy phần. Lượng nước này cần được lấy bớt đi (không lấy hết hoàn
toàn) đến một mức độ nào đó để an toàn trong tồn trữ, làm giống hoặc chế biến.
Đối với nông sản, tùy theo thời vụ thu hoạch độ ẩm của hạt tươi mới thu hoạch có khác
nhau:
Mùa khô: thường từ 20 đến 24%. Ở độ ẩm này nếu để nông sản trong đống hoặc trong
bao quá 24 giờ thì chất lượng và tỷ lệ gạo nguyên sau xay xát để ăn hoặc tỷ lệ nẩy mầm
khi làm giống sẽ giảm nhiều.
Mùa mưa: thường từ 24 đến 28%, đôi khi trên 30%. Ở độ ẩm này nếu để nông sản trong
bao quá 12 giờ thì hạt bắt đầu có hiện tượng bị nóng lên, nấm mốc bắt đầu phát sinh, quá
trình biến đổi sinh lý để nẩy mầm trong khối hạt cũng bắt đầu xảy ra. Các quá trình này
làm giảm nghiêm trọng chất lượng gạo và tỷ lệ nẩy mầm của hạt về sau.
Phơi hay sấy là quá trình lấy bớt ẩm ra khỏi vật liệu (nông sản). Quá trình này là một quá
trình chuyển nhiệt và chuyển khối: nhiệt lượng từ môi trường chung quanh truyền vào
bên trong hạt làm cho nước bên trong khuếch tán ra ngoài và bốc ra môi trường chung
quanh. Hạt từ khi thu hoạch ngoài ruộng đến khi đưa vào tồn trữ thường trải qua các giai
đoạn khô như sau:
Giai đoạn 1: Hạt khô trên cây và sau khi cắt trải cây phơi trên ruộng.
7
Giai đoạn 2: Làm khô và bảo quản sơ bộ hạt vừa mới đập xong, chờ phơi sấy tiếp tục để
đến độ ẩm thích hợp cho tồn trữ hoặc xay xát (nông sản, 14%) hoặc bảo quản lâu dài
(nông sản, 13%).
Nông sản có thể được làm khô bằng phương pháp tự nhiên theo truyền thống (phơi
nắng) hoặc nhân tạo (thông gió cưỡng bức hay sấy bằng máy).
1.2.1. Phơi tự nhiên
Hạt được phơi nắng trên sân gạch/xi-măng, trên nền đất, trên vải bạt, trên nong nia bằng
tre, v.v. Phương pháp này ít tốn kém nhưng không thể thực hiện được vào những ngày
có mưa dầm. Theo các kết quả thăm dò, do không thể phơi nắng được nông sản trong
mùa mưa nên độ hao phí hạt thường rất cao, có khi lên đến trên 10%, nhất là hao phí về
chất, giảm tỷ lệ nẩy mầm đối với hạt giống và tốn kém rất nhiều chi phí và lao động
trong suốt quá trình phơi.
Trong mùa nắng, phơi hạt lớp mỏng dưới 5 cm khi trời nắng gắt thường không có lợi do
tốc độ bốc ẩm quá nhanh và hạt bị quá nóng làm cho tỷ lệ tấm khi xay xát tăng cao hoặc
giảm tỷ lệ nẩy mầm.
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tỷ lệ tấm sau khi xay xát đối với lúa
Loại sân phơi
Tỷ lệ tấm khi xay, %
Phơi trong bóng mát Phơi ngoài nắng gắt
Sân đất nện 4,7 10,2
Sân xi-măng 4,8 9,1
Phơi trên đệm cói trải trên sân đất 5,1 10,4
Phơi trên đệm cói trải trên sân xi-măng 4,3 9,3
Phơi trên đệm cói trải trên đất cỏ 5,7 10,9
Nguồn Auriol, Sở nông sản gạo Đông dương.
Trong thực tế, nông dân thường chỉ chú trọng đến phơi nông sản thế nào cho mau khô
mà không để ý đến việc phơi nông sản trên sân xi-măng đen khi trời nắng gắt làm ảnh
hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt giống và tỷ lệ thu hồi gạo xay.
Bảng 1.2: Ảnh hưởng của loại sân phơi trên tốc độ bốc ẩm.
Loại sân phơi Tốc độ giảm ẩm, %/2 giờ phơi
Sân xi-măng 1,0 - 1,3
Sân xi-măng đen 1,2 - 1,5
Sân gạch 0,9 - 1,2
Sân gạch men 0,6 - 1,0
8
1.2.2. Những khó khăn gặp phải khi phơi nông sản
1 Phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, nhất là trong mùa mưa không thể nào phơi tốt
được làm giảm đáng kể chất lượng hạt;
2 Cần phải có mặt bằng đủ rộng để làm sân phơi hoặc chỗ phơi;
3 Chi phí lao động cao, căng thẳng trong mùa vụ, nhất là trong mùa mưa;
4 Chất lượng hạt bị giảm do kỹ thuật phơi không đúng ngay cả khi trời nắng tốt (mùa
khô), hạt bị hư do không đủ nắng (mùa mưa), hạt bị nhiễm bẩn do chim, gà, vịt; hạt
bị lẫn tạp chất nhất là sạn cát, hạt khô không đều do lớp phơi quá dày và số lần cào
đảo không đủ;
5 Hao phí hạt do rơi vãi; hạt bị nát do bánh xe nếu phơi trên lề đường.
1.2.3. Những yếu tố liên quan đến quá trình phơi nông sản
Việc phơi nông sản phụ thuộc vào các yếu tố gồm: bức xạ hay ánh nắng mặt trời, độ
nhiệt, độ ẩm của không khí, gió, sân và phương tiện phơi, kỹ thuật phơi.
1. Ánh nắng mặt trời, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phơi, đó là nguồn nhiệt cơ
bản làm cho nước trong hạt bốc ra và hạt trở nên khô. Bức xạ nhiệt từ mặt trời thay đổi
theo thời gian trong ngày (sáng, trưa, chiều) và theo mùa.
2. Độ nhiệt, là yếu tố quan trọng và thực tế tăng giảm diễn biến tỷ lệ thuận với bức xạ.
Độ nhiệt càng cao thì phơi càng nhanh khô, nhưng nếu độ nhiệt ở sân lên quá 45
0
C mà
nông sản không được cào đảo thường xuyên thì hạt dễ bị rạn nứt.
3. Độ ẩm của không khí (ý nghĩa sẽ nói sau), ảnh hưởng trực tiếp đến tiến trình khô
của hạt. Nếu độ ẩm tương đối của không khí môi trường càng thấp thì càng thuận lợi cho
việc phơi tức hạt càng mau khô. Ví dụ trong cùng một điều kiện về sân phơi, về độ nhiệt
và chế độ phơi nhưng nếu gặp ngày có độ ẩm không khí thấp thì nông sản phơi sẽ nhanh
khô hơn.
4. Gió, cũng là yếu tố quan trọng và có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ khô của hạt khi
phơi. Khi phơi nông sản nếu trời vừa có nắng vừa có gió thì nông sản lại càng mau khô,
do vậy nếu sân phơi ở vị trí không bị khuất gió là điều kiện tốt để phơi.
5. Sân phơi, đương nhiên là điều kiện tiên quyết cần phải có để phơi nông sản. Hai
yếu tố chính của sân phơi có ảnh hưởng đến việc phơi nông sản là vật liệu làm sân phơi
và màu sắc của sân.
+ Vật liệu làm sân phơi cố định trên thực tế có nhiều loại như xi-măng, gạch nung,
đất nện. Ngoài ra, trên mặt nền có sẵn còn sử dụng vải bạt, nong nia, vĩ tre, đệm cói, . .
thay cho sân phơi.
+ Màu sắc của sân phơi và các vật liệu (vải bạt) dùng để phơi nông sản nếu có màu
càng sậm thì mức độ hấp thu bức xạ nhiệt càng cao nên mức độ khô càng nhanh và độ
rạn gãy hạt cũng sẽ tăng (trong trường hợp trời nắng gắt).
9
6. Kỹ thuật phơi, có ảnh hưởng rõ rệt đến chất lượng hạt, trong đó ba yếu tố cần được
chú ý là độ dày lớp nông sản, số lần cào đảo và hướng cào đảo.
Tất nhiên độ dày lớp nông sản phơi càng thấp thì phơi càng mau khô. Trong mùa mưa,
vào những ngày ít nắng nếu có điều kiện đủ chỗ phơi thì bề dày lớp nông sản nên nhỏ
hơn 5 cm. Tuy nhiên, trong những ngày nắng gắt trên sân xi-măng sậm màu không nên
phơi nông sản quá mỏng dưới 5 cm và phải cào đảo thường xuyên để tránh hạt bị rạn
bên trong do tốc độ bốc ẩm quá nhanh và hạt bị quá nóng làm hư mầm.
Trong cùng một điều kiện như nhau về sân phơi, độ nhiệt và độ ẩm của khí trời thì khi
phơi cào luống theo hướng Đông-Tây hoặc Nam-Bắc sẽ nhanh khô hơn là san phẳng
khoảng 0,15% độ ẩm trong 1 giờ.
Trong suốt quá trình phơi, nên cào đảo nông sản thường xuyên. Số lần cào đảo càng
nhiều thì nông sản càng mau khô và độ rạn nứt bên trong của hạt càng ít. Theo kết quả
nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy rằng nếu cứ 30 phút cào đảo một lần thì tốc
độ giảm ẩm nhanh gấp 1,5 lần so với 1 giờ mới cào đảo và độ rạn nứt hạt cũng giảm 1,5
lần.
Chương 2 KIẾN THỨC CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN KỸ THUẬT SẤY
2.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
Môi trường không khí
Trong không khí tự nhiên luôn luôn có chứa một lượng hơi nước nhất định. Lượng hơi
nước này được diễn tả bằng độ ẩm.
Phát hiện
Để một ly nước đá trên bàn, sau vài phút ta thấy mặt ngoài ly có những giọt nước đọng
lại. Các giọt nước này là do hơi nước trong không khí gặp mặt ly lạnh nên ngưng tụ lại.
Hoặc để phân bón urê trong thúng không đậy kín, sau một đêm ta thấy phân trở nên ướt.
Lý do là vì ban đêm không khí có độ ẩm cao và phân hút ẩm từ không khí và trở nên ẩm
ướt. Điều này chứng tỏ trong không khí luôn luôn có hơi nước.
Tính chất của không khí được diễn tả bởi các thông số sau:
1. Độ ẩm riêng H (Specific Humidity, kg/kg kkk)
Độ ẩm riêng H của không khí, tính bằng kg/kg không khí khô (kkk), là trọng lượng của
nước (hơi ẩm) tính bằng kg, chứa trong 1 kg kkk. Độ ẩm riêng của không khí đôi khi còn
được gọi là độ ẩm tuyệt đối hay tỷ số ẩm.
2. Độ ẩm tương đối của không khí RH (Relative Humidity, %)
Độ ẩm tương đối của không khí RH là tỷ số của áp suất hơi nước thực sự (P
w
) trong
vùng đang xét với áp suất của hơi nước trong không khí đã bảo hòa ẩm (P
wsat
) ở cùng
một nhiệt độ. RH được tính bằng %.
10
RH% = 100 P
w
/ P
wsat
Không khí bảo hòa ẩm tức có RH = 100%, không khí ở trạng thái này coi như đã “no”
hơi nước.
3. Thể tích riêng của không khí
Là thể tích của 1 kg không khí khô, thể tích riêng tính bằng m
3
/kg kkk.
4. Nhiệt độ của không khí
Hỗn hợp hơi nước - không khí có thể được diễn tả bằng nhiệt độ bầu khô hoặc bằng
nhiệt độ bầu ướt hoặc bằng nhiệt độ điểm sương.
- Nhiệt độ bầu khô (dry bulb temperature) là nhiệt độ được đo bằng một nhiệt kế hay
một cặp nhiệt độ thông thường.
- Nhiệt độ bầu ướt (wet bulb temperature) là nhiệt độ mà tại đó nước, do bốc hơi
thành không khí ẩm, có thể đưa không khí đến bảo hòa trong điều kiện trạng thái ổn
định.
Để đo nhiệt độ bầu ướt bằng phương pháp đơn giản, lấy một miếng vải bấc có tẩm nước
quấn quanh bầu một nhiệt kế thủy tinh, sau thời gian 5-10 phút ta quay nhiệt kế trong
không khí vài ba vòng rồi đọc trị số chỉ bởi nhiệt kế, đó là nhiệt độ bầu ướt, nó nhỏ hơn
nhiệt độ bầu khô vài ba độ.
- Nhiệt độ điểm sương (dew point temperature) là nhiệt độ mà tại đó hơi ẩm trong
không khí bắt đầu ngưng tụ thành sương hay còn gọi là đọng sương.
5. Enthalpy (h) là lượng nhiệt năng chứa trong hổn hợp hơi nước - không khí. Năng
lượng này là một kết hợp bởi hai loại nhiệt: Nhiệt cảm và nhiệt ẩn. Enthalpy được đo
bằng kJ/ kg kkk.
- Nhiệt cảm (sensible heat) là nhiệt được thêm vào không khí mà không làm thay đổi
độ ẩm tuyệt đối của nó hoặc nhiệt tạo ra sự biến đổi nhiệt độ khi có sự truyền nhiệt. Ví
dụ nhiệt truyền qua tường nhà làm nóng căn phòng. Nhiệt cảm được ứng dụng vào việc
sấy hạt bằng không khí nóng và sưởi ấm phòng trong mùa đông ở xứ lạnh.
- Nhiệt ẩn (latent heat) là nhiệt tạo ra một sự biến đổi về trạng thái của vật chất nhưng
không làm thay đổi về nhiệt độ. Ví dụ, nhiệt hấp thu làm nước đá tan chảy thành nước
nhưng vẫn ở 0
0
C hoặc khi nước đang sôi biến thành hơi nước vẫn ở 100
0
C nhưng thay
đổi trạng thái từ lỏng thành hơi.
6. Đồ thị không khí ẩm (Psychrometric Chart)
Đồ thị không khí ẩm hay còn gọi là đồ thị trắc ẩm là đồ thị diễn tả các tính chất nhiệt
động của không khí ẩm. Nó rất có ích cho việc giải quyết các bài toán kỹ thuật trong tính
toán thiết kế các thiết bị nhiệt như sấy, máy lạnh, lò đốt, v.v.
Khi ứng dụng trong nông nghiệp, đồ thị này được hiệu chỉnh đến áp suất khí quyển tiêu
chuẩn bằng 101,325 kPa. Ngoài ra còn có các đồ thị được thiết lập ở các độ cao khác để
sử dụng khi cần.
11
Cách sử dụng đồ thị không khí ẩm
Việc làm điều hoà không khí có liên quan đến các quá trình gồm: đốt nóng, làm mát,
tăng ẩm, khử ẩm hoặc một vài kết hợp của các yếu tố trên. Các quá trình này có thể được
minh họa bởi các đường trên đồ thị không khí ẩm như sau (Hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5,
2.6 và 2.7):
Các tính chất của không khí ẩm được cho trên đồ thị gồm: - Nhiệt độ bầu khô T
db
,
0
C, -
Nhiệt độ bầu ướt T
wb
,
0
C, - Nhiệt độ điểm sương T
dp
,
0
C , - Enthalpy h , kJ/kg không
khí khô - Độ ẩm tương đối RH%
- Độ ẩm tuyệt đối hay độ ẩm riêng hay tỷ số ẩm, kg hơi nước/kg không khí khô
- Thể tích riêng , m
3
không khí khô/kg không khí khô
- Thể tích ẩm, m
3
hỗn hợp/kg không khí khô.
Ý nghĩa các đường trong đồ thị:
2.
1
2.1:
12
Các đường thẳng đứng song song đặc trưng cho đường nhiệt độ bầu khô (1, Hình 2.1);
Các đường nằm nghiêng về bên trái vẽ đến thang chia bên trái là đường bầu ướt (2, Hình
2.1);
Các đường nghiêng dốc đứng chỉ thể tích riêng;
Các đường nằm ngang chỉ nhiệt độ điểm sương và độ ẩm tuyệt đối (5, Hình 2.1);
Các đường cong chỉ độ ẩm tương đối RH (4, Hình 2.1). Đường cong sát biên bên trái chỉ
bảo hòa ẩm tức RH=100%
Chỉ cần xác định giao điểm của hai trong các đường trên là ta biết được trạng thái của
không khí tại điểm đó. Ví dụ điểm A (6, Hình 2.1)
Hình 2.2: Đốt nóng không
khí theo nhiệt cảm.
Hình 2.3: Làm mát không
khí theo nhiệt cảm
13
Bài tập tại lớp: (Dùng đồ thị không khí ẩm)
1/ Các Hình 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, và 2.6 biểu thị quá trình biến đổi nhiệt độ và hơi nước của
không khí. Hình nào diễn tả quá trình sấy ? Tại sao?
2/ Khí trời ban đầu có nhiệt độ 30
0
C được đốt nóng lên 43
0
C để trở thành khí sấy. Sử
dụng đồ thị không khí ẩm ở Hình 2.7, hãy xác định các thông số trạng thái của khí sấy?
Hình 2.4: Tiến trình
làm mát bằng cách
thên hơi nước vào
Hình 2.5: Tiến trình
làm nóng và làm ẩm
không khí
Hình 2.6: Làm
mát và khử ẩm
14
(RH%, Enthalpy h, lượng hơi nước (kg) chứa trong 1 kg kkk, thể tích riêng, nhiệt độ bầu
ướt).
Bài tập ở nhà
Bài 1
Hãy vẽ trên đồ thị không khí ẩm sự biến đổi về trạng thái không khí và trả lời các câu
hỏi sau:
a) Điều kiện ban đầu là T = 10
0
C và RH = 80%, nhiệt cảm tăng đến khi T = 30
0
C .
Năng lượng có trong không khí đó bây giờ là bao nhiêu?
b) Điều kiện ban đầu là T = 30
0
C và enthalpy h = 70 kJ/kg, sau đó làm lạnh không
khí đó xuống đến bảo hòa bằng cách làm lạnh theo các điều kiện:
b1) không có ngưng tụ; b2) có ngưng tụ trên phần tử đang làm lạnh với độ giảm
ẩm là 0,1g/kg. Xác định nhiệt độ đạt được trong cả hai trường hợp?
c) Điều kiện ban đầu là T = 35
0
C và tỷ số ẩm là 14g/kg. Sau đó ta làm mát xuống
bằng cách thêm hơi nước đến trạng thái bảo hòa. Nhiệt độ bầu ướt sẽ đạt được là
bao nhiêu?
d) Điều kiện ban đầu là T = 40
0
C và RH = 40%, đều kiện cuối là T = 20
0
C và RH =
80%. Độ giảm nhiệt cảm sẽ là bao nhiêu?
Bài 2
Xét một hệ thống sấy với lớp hạt dày 10cm. Lớp hạt này có nhiệt độ là 20
0
C được
thông gió bởi dòng không khí có nhiệt độ 30
0
C, độ ẩm tương đối của không khí này
là RH = 50% và vận tốc 0,5m/s. Tốc độ sấy hạt dưới các điều kiện này cho phép làm
giảm độ ẩm của hạt 3,4% mỗi giờ. Trọng lượng riêng của hạt là 600 kg chất khô/m
3
.
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.
a) Hãy xác định dung lượng nhiệt của không khí sấy gồm:
a1) nhiệt tổng cộng?; a2) nhiệt ẩn (latent heat)?; a3) nhiệt cảm (sensible heat)?
b) Tỷ số ẩm của: b1) không khí sấy?; b2) không khí khi ra khỏi lớp hạt?
c) Hãy vẽ các đường chỉ sự thay đổi các điều kiện của không khí trên đồ thị không
khí ẩm (psychrometric chart)?
d) Xác định nhiệt độ của không khí khi ra khỏi lớp hạt?
e) Giả sử độ dày của lớp hạt này là 35cm; hãy cho biết có sự ngưng tụ hơi ẩm trong
lớp hạt trên cùng của khối hạt này hay không?
f) Hãy vẽ trong đồ thị các điều kiện của không khí khi trong lớp hạt dày 10cm có sự
mất nhiệt vào môi trường là 1,5 kJ/kg?
Hướng dẫn: Dùng đồ thị không khí ẩm
a1) 64,3 kJ/kg; à) 34,4 kJ; a3) 30 kJ đối với T = 30
0
C và W = 0 g/kg.
15
b1) 13,2 g/kg.
b2) Xét một bề mặt 1 m
2
, ta tính độ gia tăng tỷ số ẩm bởi sự thông gió. Lưu lượng
dòng khí sẽ là: 0,5 x 1 = 0,5 m
3
/s.
Số lượng hạt là: 0,1 x 1 x 600 = 60 kg chất khô.
Lượng nước bốc đi khỏi khối hạt đó là: [3,4/(100 x 3600)] x 60 = 5,6.10
-4
kg/s =
0,567 g/s.
Lượng hơi nước gia tăng trong dòng khí là: 0,576/0,5 = 1,13 g/m
3
.
Thể tích riêng của không khí đó là: 0,875 m
3
/kg kk khô, do đó độ tăng tỷ số ẩm sẽ là:
1,13 x 0,785 = 1 g/kg và tỷ số ẩm sẽ là: 13,2 + 1 = 14,2 g/kg (W
2
).
c) Tăng theo đường enthalpy không đổi (64,5 kJ/kg) tử A đến B, đến điểm giao nhau
với W = 14,2 g/kg.
d) Tại B nhiệt độ bầu khô là 27,7
0
C.
e) Bề dày lớp hạt 35 cm có nghĩa là tỷ số ẩm tăng 35/10 x 1 g/kg = 3,5 g/kg vì vậy W
= 17 g/kg. Giá trị này được chỉ ở điểm C. Điểm này qua đường bảo hòa, vì vậy phải
có sự ngưng tụ hơi nước. Nhưng ở các lớp trên nhiệt độ không khí giảm và áp suất
hơi nước tăng do đó sự bốc hơi sẽ chậm xuống, và do đó đường bảo hòa sẽ chưa đạt
đến.
f) Độ mất mát nhiệt 1,5 kJ xuất hiện khi mức ẩm là 1g/kg. Điều này có nghĩa là tỷ số
1,5/1 (kJ/kg) hay (g/kg) = 1,5 kJ/g. Độ dốc này có thể tìm được bằng cách sử dụng
nửa vòng tròn ở góc trên bên trái của đồ thị. Độ dốc OP phải được chuyển dịch đến
A và ta tìm d với W = 14,2 g/kg. (xem đồ thị).
16
Hình 2.7: Đồ thị không khí ẩm
17
2.2. Vật liệu sấy (các loại hạt và nông sản khác)
2.2.1. Độ ẩm của hạt
- Theo cơ sở ướt (wet basis)
Độ ẩm M
wb
% của hạt tính theo cơ sở ướt là phần trăm của trọng lượng ẩm (nước) chứa
trong toàn bộ khối hạt ẩm. Độ ẩm của hạt tính theo cơ sở ướt thường được sử dụng phổ
biến trong sấy, chế biến và mua bán nông sản gạo. Do đó khi nói độ ẩm của nông sản ta
hiểu đó là độ ẩm tính theo cơ sở ướt. Xác định độ ẩm bằng máy đo độ ẩm hoặc dùng tủ
sấy.
2
% 100 100 100
H O
w d
Wb
w w
W
W W
M x x x
W W
−
= = =
Träng lîng níc trong h¹t
Träng lîng h¹t Èm
trong đó: W
w
- là trọng lượng khối hạt ẩm
W
d
- là trọng lượng chất khô (phần không phải là nước của hạt)
Do đó W
w
- W
d
chính là trọng lượng nước chứa trong hạt.
Ví dụ: Có 100 kg nông sản tươi ở độ ẩm M
wb
= 20%, sau khi sấy xuống đến độ ẩm 13%.
Hỏi lượng nước bốc đi là bao nhiêu kg?
Theo định nghĩa, 100kg nông sản ở độ ẩm 20% tức là trong đó có chứa 20 kg nước và 80
kg là chất khô. Khi sấy, nước sẽ bay đi nhưng chất khô vẫn còn nguyên.
Gọi W
m
là trọng lượng nước còn lại trong hạt ở 13% (lúc này không còn là 100 kg).
Theo định nghĩa ta có thể viết:
kg11,96
0,87
0,13x80
W
80W
W
0,13
m
m
m
==⇒
+
=
Do đó lượng nước bay đi sẽ là: 20 kg - 11,96 kg = 8,04 kg (chứ không phải lấy 20 trừ 13
= 7 kg, sai)
Nếu sấy 4 tấn nông sản như trên thì lượng nước bốc đi sẽ là 321,6 kg, quá lớn nên thời
gian sấy thường phải kéo dài để bảo đảm chất lượng nông sản sau khi sấy.
Công thức tính lượng nước bay đi khi phơi sấy
1
−
100 - ®é Èm ban ®Çu
Träng lîng níc bay ®i = Träng lîng h¹t Èm x
100 - ®é Èm sau khi sÊy
(1)
Công thức tính trọng lượng hạt khô sau khi sấy
Trọng lượng hạt khô sau khi sấy:
( )
2
1
1
2
211
12
M100
M100
W
M100
MMW
WW
−
−
=
−
−
−=
(2)
Bài tập ở nhà: Hãy chứng minh các công thức (1) và (2)
18
Trong đó:
W
1
= trọng lượng của hạt ẩm chưa sấy ở độ ẩm M
1
, (kg),
W
2
= trọng lượng của hạt đã sấy đến độ ẩm M
2
, (kg),
M
1
= độ ẩm của hạt chưa sấy (%),
M
2
= độ ẩm của hạt đã sấy (%).
Ví dụ 1: Có 200 kg đậu ở độ ẩm 32% được sấy xuống 19%. Hỏi trọng lượng của đậu
khô sau khi sấy là bao nhiêu?
( )
167.9kg32.1200
19100
1932200
200W
2
=−=
−
−
−=
Ví dụ 2: Có 4 tấn lúa tức 4000 kg tươi, sạch, mới gặt gặp trời mưa, có độ ẩm 30%, sau
khi đem phơi hoặc sấy để làm khô đến 14% (14 “độ”). Hỏi lượng nước đã thoát ra khỏi
hạt là bao nhiêu kg và 4 tấn lúa tươi đó sau khi làm khô còn lại bao nhiêu kg lúa khô.
Ta tìm như sau:
Trọng lượng nước bay đi =
4000kg x
kg744
86
64000
86
16
x4000
86
7086
x4000
86
70
1x4000
14100
30100
1
===
−
=
−=
−
−
−
Vậy sau khi phơi hay sấy lượng lúa khô còn lại là:
4000 kg – 744 kg = 3256 kg
Đo độ ẩm của hạt
1) Đo theo cảm quan
Để xác định mức độ khô của nông sản sau khi phơi sấy đưa vào tồn trữ hoặc xay xát,
thường thì bà con nông dân dựa vào kinh nghiệm lâu đời bằng cách sờ, nhìn rồi cắn thử
hạt là có thể dự đoán mức độ khô của nông sản. Sau khi bóc vỏ trấu của hạt lúa và cắn
nghe tiếng kêu "cốc” nhẹ và cảm thấy hạt vừa đủ giòn là độ ẩm trên dưới 14% tức nông
sản vừa đủ khô, còn nếu nghe tiếng "cốc” mạnh và cảm thấy hạt cứng là nông sản quá
khô. Tuy nhiên, cách xác định này không hoàn toàn chính xác vì phụ thuộc vào kinh
nghiệm của từng người nên không thể nói được chính xác độ ẩm của hạt là bao nhiêu.
19
2) Đo bằng dụng cụ đơn giản
Để xác định độ ẩm của nông sản tương đối chính xác trong khi không có máy đo độ ẩm,
chúng ta có thể sử dụng một loại dụng cụ đơn giản và thực hiện như sau:
Dụng cụ
Một lọ thủy tinh lớn cỡ ly uống bia và có nắp đậy kín.
Một khăn lông hoặc khăn rằng quàng cổ.
Một ít muối bọt, tức muối ăn (clorua natri: NaCl), một ít phân hóa học như phân SA
(sulfat ammonium: (NH
4
)
2
SO
4
hoặc phân kali (clorua kali: KCl). Đối với phân urê hay
NPK ba màu chưa có số liệu thử nên chưa dùng được.
Cách đo
Sau khi phơi nông sản để xay gạo ăn liền thì độ ẩm cần phải đạt 14% là tốt nhất. Nông
sản sau khi phơi cần để nguội trong vòng một vài giờ để cân bằng với nhiệt độ trong
nhà, sau đó cho nông sản vào khoảng một nửa hay 2/3 lọ thủy tinh. Tiếp theo đổ khoảng
một muỗng canh muối ăn vào lọ rồi đậy kín nắp lại, lấy khăn quấn kín quanh lọ rồi lắc
đều trong vòng một đến hai phút. Xong để yên lọ trong 10 đến 15 phút, trong thời gian
này sẽ có sự trao đổi ẩm giữa hạt và muối ăn. Sau đó mở khăn bao lọ ra và xem trạng
thái muối bên trong:
1 Nếu thấy muối ăn chảy nước và đóng cục lại thì độ ẩm của nông sản lớn hơn 14%;
2 Nếu thấy muối vẫn còn giữ nguyên trạng thái cũ, tức không bị chảy nước hoặc đóng
cục thì độ ẩm của nông sản nhỏ hơn 14%.
3 Nếu muốn xác định gần đúng độ ảm của nông sản hạt khi gặt hay sấy chạy mộng, tức
khoảng 20%, ta dùng phân sulfat kali thay cho muối ăn và tiến hành làm theo các
bước nói trên. Sau khi lắc rồi để yên lọ trong 10 - 15 phút, mở khăn quan sát phân
4 Nếu thấy phân kali chảy nước và đóng cục thì độ ẩm của nông sản lớn hơn 21%
5 Nếu thấy phân không chảy nước và đóng cục thì độ ẩm của nông sản nhỏ hơn 21%
Làm tương tự như cách trên, dùng phân SA để đo độ ẩm của nông sản ở khoảng 15% và
phân clora kali để đo độ ẩm khoảng 16%.
Hình 2.8. Đo gần
đúng độ ẩm của hạt.
20
3) Đo bằng máy đo độ ẩm
Dùng máy đo độ ẩm như Kett, Satake, Grainer, v.v. Các máy đo sử dụng trong mua bán
và phơi sấy nông sản gạo cho biết độ ẩm theo cơ sở ướt. Nguyên lý cơ bản của các máy
đo độ ẩm phần lớn dựa trên độ dẫn điện qua lớp hạt ẩm hay điện dung của lớp hạt ẩm
nằm giữa hai bản cực. Khi đo, hạt được nghiền và ép chặt giữa hai cực dẫn điện, tùy
theo hạt ẩm nhiều hay ít mà độ dẫn điện khác nhau và được hiệu chỉnh qua số đo. Các
máy đo độ ẩm thường rất mắc nhưng các cơ sở sấy nên mua sắm để biết độ ẩm cần đạt
được sau khi sấy.
4) Đo bằng phương pháp dùng tủ sấy phòng thí nghiệm
Dùng tủ sấy để sấy mẫu vật liệu cần đo độ ẩm có trọng lượng cân sẵn ở nhiệt độ 105
0
C
trong khoảng 2 giờ, sau đó để nguội vật liệu trong bình hút ẩm, xong đem cân và ghi
nhận trọng lượng. Tiếp tục quá trình cho đến khi trọng lượng mẫu không còn giảm nữa,
đó chính là trọng lượng chất khô. Dùng công thức tính độ ẩm ta sẽ có được giá trị độ ẩm
của vật liệu cần đo.
Đo độ ẩm bằng phương pháp sấy cho độ chính xác cao nhất. Phương pháp này được
dùng trong công tác nghiên cứu và dùng để hiệu chỉnh các máy đo độ ẩm sau một
khoảng thời gian sử dụng qui định. Ví dụ máy đo độ ẩm hạt giống phải được hiệu chỉnh
sau mỗi 6 tháng.
- Theo cơ sở khô
H O
w d 2
db
d d
W
W - WTräng lîng níc chøa trong h¹t
M % = x100 = x100 = x100
Träng lîng chÊt kh« W W
Chú ý: Độ ẩm của hạt tính theo cơ sở khô chỉ được dùng trong tính toán các bài toán về
sấy, còn trong thực tế chỉ sử dụng độ ẩm theo cơ sở ướt. Các máy đo sử dụng trong mua
bán nông sản, lúa gạo và sấy nông sản cho biết độ ẩm theo cơ sở ướt.
21
Bảng 2.1: Trọng lượng nước mất đi (kg) khi sấy 1 tấn hạt (tính theo cơ sở ướt)
Độ ẩm ban đầu
Độ ẩm sau khi phơi hoặc sấy (%)
19 18 17 16 15 14 13 12 11 10
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
136
125
111
99
86
74
62
49
37
25
12
146
134
122
110
98
85
73
61
49
37
24
12
157
145
133
120
108
96
84
72
60
48
36
24
12
167
155
143
131
119
107
95
83
71
60
48
36
24
12
176
165
153
141
129
118
106
94
82
71
59
47
35
24
12
186
174
163
151
140
128
116
105
93
81
70
58
47
35
23
12
195
184
172
161
149
138
126
115
103
92
80
69
57
46
35
23
205
193
182
170
159
148
136
125
114
102
91
80
68
57
45
34
213
202
191
180
169
157
146
135
124
112
101
90
79
67
56
45
222
211
200
189
178
167
156
145
133
122
111
100
89
78
67
56
2.2.2. Sự cân bằng ẩm (xem các đồ thị sau)
Bất kỳ một loại hạt nào khi để tự do trong môi trường không khí ẩm thì sẽ có sự trao đổi
ẩm giữa hạt và không khí. Khi hạt khô để trong không khí quá ẩm thì hạt sẽ hút ẩm từ
không khí vào và trở nên ẩm hơn, hiện tượng này giống như để hở phân bón urê về đêm
phân sẽ bị chảy nước do hút ẩm từ không khí ẩm ban đêm. Trái lại hạt ẩm để trong
không khí khô ráo thì hạt dần dần trở nên khô.
Quá trình trao đổi ẩm giữa hạt và không khi đến một lúc nào đó thì dừng lại. Tại đó
được gọi là điểm cân bằng ẩm tức không còn có sự trao đổi ẩm nữa. Điểm cân bằng ẩm
RH cao → không khí ẩm ướt
→ hạt hút ẩm
RH thấp → không khí khô ráo
→ hạt nhả ẩm
Hình 2.9: Minh họa sự trao đổi ẩm giữa hạt và không khí chung quanh.
22
của hạt tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường. Hình 2.10 cho biết sự cân bằng ẩm của nông
sản và bắp phụ thuộc và nhiệt độ môi trường. Nông sản khô nếu không được phủ kín
trong mùa mưa, nó sẽ hút ẩm từ khí trời vào làm cho độ ẩm hạt tăng và đây là cơ hội cho
nấm mốc tấn công.
Bảng 2.2: Độ ẩm cân bằng của lúa theo nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí
Độ ẩm cân bằng của lúa, %
Nhiệt độ của không khí môi trường,
0
C
26,7 29,4 32,2 35
Độ ẩm tương đối của không khí, %
13 69,8 70,8 71,7 72,6
14 75,6 76,3 77,1 77,8
15 80,4 81,1 81,7 82,3
16 84,5 85,0 85,5 86,0
17 87,9 88,4 88,7 89,0
18 90,6 90,9 91,2 91,5
Nguồn: Kỹ thuật phơi và sấy lúa, Lê Chức
23
Hình 2.10: Đồ thị cân bằng ẩm của lúa và bắp
24
Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẤY
3.1. Tĩnh học và động học của quá trình sấy
Quá trình sấy bằng không khí nóng diễn ra bao gồm việc dẫn nhiệt vào vật liệu sấy, làm
kích thích ẩm trong vật liệu và bốc ẩm ra khỏi vật liệu đi vào môi trường chung
quanh.
3.1.1. Tĩnh học của quá trình sấy
Quá trình trao đổi ẩm giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy phụ thuộc vào tính chất cơ lý của
vật liệu và môi trường (tác nhân sấy). Vật liệu hữu cơ có tính háo nước tức là tính chất
hút hoặc nhả ẩm với môi trường bên ngoài cho đến khi đạt trạng thái cân bằng
Quá trình thoát ẩm khỏi vật liệu xảy ra khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt
vật liệu lớn hơn áp suất hơi nước trong tác nhân sấy (môi trường) và ngược lại vật liệu
sấy sẽ hút ẩm từ môi trường vào làm tăng độ ẩm của nó. Tóm lại, quá trình sấy chỉ có
thể xảy ra khi môi trường xung quanh vật liệu phải khô ráo đến một mức (RH%) nhất
định và ở một nhiệt độ nào đó.
3.1.2. Động học của quá trình sấy
Chương 4 CẤU TRÚC NGUYÊN LÝ CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG SẤY
3.1. Cấu trúc chung của một hệ thống sấy
Một hệ thống sấy hạt nói chung gồm có ba phần chính:
3.1.1. Buồng đốt
- Nhiệm vụ: đốt cháy nhiên liệu để sinh ra nhiệt, sau đó lượng nhiệt này phải được
hòa trộn với khí trời để hạ nhiệt độ xuống thấp thích hợp với nhiệt độ khí sấy cho phép.
- Các loại chất đốt: Bất kỳ loại chất đốt nào cũng có thể dùng cho máy sấy. Nhiên
liệu đốt có thể ở các dạng rắn, lỏng, khí, điện, năng lượng mặt trời. Một vài dạng nhiên
liệu hay năng lượng nhiệt thường được sử dụng cho máy sấy như:
Điện: sạch, dễ vận hành, dễ điều chỉnh, nhưng mắc tiền và khó đủ công suất nhiệt
cho máy sấy lớn ở nông thôn.
Ga đốt: vẫn còn mắc khi sử dụng cho sấy nông sản.
Dầu lửa: sử dụng phổ biến ở các máy sấy dạng công nghiệp, các máy sấy ở nước
ngoài, thích nghi cho cơ sở chế biến giống.
Than đá: được dùng khá phổ biến vì rẻ hơn các loại chất đốt nói trên
Trấu: rẻ tiền nhưng tốn công vận chuyển vì thô, nhẹ. Một máy sấy nếu sử dụng
trấu làm chất đốt thì nên đặt ngay tại hoặc gần nhà máy xay để đỡ bớt chi phí vận
chuyển. So với than đá, đốt trấu rẻ tiền hơn nhưng lò đốt kồng kềnh, chiếm chỗ
và người đốt lò phải trực thường xuyên mới bảo đảm ổn định nhiệt độ sấy.
25