THUYẾT TRÌNH QUÁ TRÌNH SẤY SẢN PHẨM

QUÁ TRÌNH SẤY SẢN PHẨM
Mục đích : Loại bỏ nước liên kết lý học hay nước liên kết hóa
lý.
- Nước liên kết hóa lý trong thành phẩm gốm sứ gồm nước hấp
phụ, nước hydrat hóa và ở các loại khoáng sét gồm 3 lớp
silicat là nước cấu trúc.
 Nước hấp phụ có được là do trên bề mặt các hạt sét có tồn tại
năng lượng dư nhờ đó các hạt sét hấp phụ hơi ẩm trong môi
trường. Các hạt sét bên trên bề mặt sản phẩm được hấp phụ
trước còn các hạt bên trong sản phẩm tiến hành quá trình đó
khó hơn, dẫn đến sự chênh lệch hàm ẩm nên nước ở mặt
ngoài sẽ tiếp tục sâm nhập vào bên trong cho đến khi cân
bằng. Sự liên kết giữa các phân tử nước hấp phụ và các hạt
sét khá bền chặt nên khó tách lúc sấy.


 Nước hydrat hóa chính là lượng nước
chúng ta thêm vào, là lớp nước bao phủ
quanh hạt sét làm cho hạt sét có khả năng
đàn hồi tốt.
Lực liên kết giữa các hạt sét và nước hydrat
hóa yếu hơn nhiều so với nước hấp phụ gọi
là nước liên kết không bền, chỉ có đối với
tạo hình dẻo hay đổ rót ,nước này dễ tách
khi sấy.


 Nước cấu trúc chỉ có ở các khoáng sét ba
lớp như bentonit hay illit khi đất sét loại
này hút nước sẽ nở thể tích rất lớn (có
loại thể tích tăng 16 lần) nên rất khó sấy

- Nước liên kết vật lý nằm ở các lỗ trống
giữa các hạt vật liệu nên còn gọi là nước
tự do. Khi sấy nước này dễ tách nhất.


Sản phẩm gốm sứ nói chung là khá dày, khi
sấy nước ở bề mặt dễ bốc hơi gây nên
chênh lệch hàm ẩm ở trên bề mặt và trong
sản phẩm, do đó nước ở trong sẽ khuyếch
tán ra ngoài bề mặt và tiếp tục bốc hơi.
Như vậy : Tốc độ sấy không những phụ thuộc
vào khả năng bốc hơi trên mặt sản phẩm
mà còn phụ thuộc vào tốc độ khuyếch tán
nước từ bên trong ra bên ngoài.


Tốc độ bốc hơi trên bề mặt bao giờ cũng lớn
hơn tốc độ khuếch tán hơi nước từ trong ra,
do đó muốn sấy nhanh phải tìm biện pháp
tăng tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng ra bề
mặt sản phẩm.
Khi sấy sản phẩm sẽ co, tốc độ thoát ẩm
không đều, dẫn đến co không đều, nên xuất
hiện ứng suất trong sản phẩm làm cho sản
phẩm biến dạng và nứt.


Nghiên cứu tương quan giữa lượng nước
thoát ra, độ co, độ xốp và thể tích ban đầu
của sản phẩm (phối liệu 75% vật thể rắn,

25% nước) trong quá trình sấy Bourry đã
xây dựng nên biểu đồ trong hình 4.1.


Hình 4.1


Từ biểu đồ ta thấy:
- Nước thoát ra hầu như ở cả toàn bộ thời
gian sấy.
- Độ co thể tích đạt đến giá trị cao nhất sau
70 h.
- Độ co bắt đầu ngay ở giai đoạn I cùng với
việc bốc hơi bao phủ quanh hạt sét và độ
co tỉ lệ thuận với tốc độ thoát ẩm.


- Giai đoạn II : Sản phẩm tiếp tục co và bắt
đầu xuất hiện lỗ xốp.
- Giai đoạn III : Tiếp tục bay hơi lượng nước
tự do và lượng hấp phụ, thể tích ngay sau khi
bước sang giai đoạn III là không đổi, sản
phẩm chỉ có ở hai giai đoạn đầu, lượng nước
bay ra ở hai giai đoạn này đạt gần ½.


Cuối giai đoạn II sản phẩm bắt đầu
mất tính dẻo chuyển sang giai đoạn
giòn.Như vậy sự co không đều ở giai đoạn
này gây nên biến dạng (biến dạng dẻo),

cuối giai đoạn II vật thể chuyển sang trạng
thái giòn, khi co không đều sẽ dẫn đến
hiện tượng nứt nếu ứng suất vượt quá
cường độ phá vỡ của mộc. Để tránh biến
dạng và nứt phải tìm biện pháp để sản
phẩm co đều đặn trong toàn bộ quá trình
sấy.


Điều hiển nhiên là lớp ngoài bay hơi
trước ,co trước nên bị kéo căng ở lớp
bên trong, còn lớp bên trong lại bị nén
ép ở lớp bên ngoài gây ra hiện tượng
biến dạng và nứt. Nếu muốn sản phẩm
co đều phải tìm được biện pháp giảm sự
chênh lệch giữa tốc độ bay hơi nước
trên bề mặt và tốc độ khuếch tán nước
từ trong ra ngoài.


Trong thực tế việc đo và khống chế
chúng rất khó. Bằng thực nghiệm
người ta xác định được sự chênh
lệch độ ẩm ở bề mặt và ở tâm sản
phẩm. Cũng như xác định được độ
co dài khi sấy


•

Độ ẩm ở tâm rất khó xác định một
cách chính xác, do đó người ta sử dụng độ
ẩm trung bình của sản phẩm. Khi đó chỉ số
gây nứt nẻ (∆Wmax) sẽ lã hiệu số độ ẩm
cho phép cực đại giữa độ ẩm trung bình
của vật thể Wtb và độ ẩm trên bề mặt của
sản phẩm Wm.
•
∆Wmax = (Wtb-Wm)max
• Thực nghiệm chỉ ra rằng giá trị ∆Wmax phụ
thuộc vào loại khoảng sét nhiều hơn là
chiều dày sản phẩm.