Sấy gỗ , một tài liệu hay

Hiện nay gỗ và các sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Đây là một mặt hàng đem lại thu nhập đáng kể đặc biệt cho người dân ở vùng sâu vùng xa. Để nâng cao tính chất cơ lý và chất lượng gỗ việc sấy gỗ là cần thiết và khâu sấy là khâu tốn năng lượng và ảnh hưởng nhiều tới tiến độ sản xuất nhất trong các xí nghiệp chế biến gỗ hiện nay. Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ. Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp. Chẳng hạn, trong chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, sản phẩm sau khi sấy không được nứt nẻ cong vênh. Trong chế biến nông hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo duy trì màu sắc, hương vị, các vi lượng. Trong sấy thóc phải đảm bảo thóc sau khi sấy có tỷ lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất… Sấy gỗ là một bộ phận quan trọng của lĩnh vực gia công thuỷ nhiệt gỗ. Ý nghĩa của quá trình gia công thuỷ nhiệt gỗ trong công nghiệp chế biến gỗ nói riêng và trong nền kinh tế quốc dân rất to lớn. Hiện nay, với yêu cầu chất lượng ngày càng cao của thị trường gỗ thì công đoạn sấy càng trở lên quan trọng trong công nghiệp chế biến gỗ. Một yêu cầu quan trọng đó là sản phẩm gỗ phải đạt được độ ẩm tiêu chuẩn và đồng đều không cong vênh nứt nẻ. Nhất là đối với thị trường xuất khẩu gỗ hiện nay thì vấn đề chất lượng càng trở lên quan trọng.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

BÁO CÁO

Đề tài: Sấy gỗ

Mục lục

Lời nói đầu 5

Nội dung 6

1 Tổng quan về sấy gỗ 6

1.1 Khái niệm về sấy gỗ 6

1.2 Phân loại phương pháp sấy 6

1.2.1 Sấy tự nhiên (phơi nắng) 6

1.2.2 Sấy nhân tạo 6

1.2.2.1 Sấy đối lưu với tác nhân sấy là không khí nóng 6

1.2.2.2 Sấy đối lưu bằng hơi đốt 6

1.2.2.3 Sấy đối lưu bằng hơi quá nhiệt 6

1.2.2.4 Sấy trong bể mỡ dầu mỏ 7

1.2.2.5 Sấy gỗ tiếp xúc 7

1.2.2.6 Sấy bức xạ 7

1.2.2.7 Sấy trong điện trường của dòng điện có tần số cao 7

1.2.2.8 Sấy bằng dòng điện một chiều 7

1.3 Mục đích của sấy gỗ 7

1.3.1 Phòng chống mục và sâu hại cho gỗ 7

1.3.2 Phòng hiện tượng cong vênh và nứt gỗ 8

1.3.3 Nâng cao cường độ lực học, cải thiện tính chất vật lý cho gỗ 8

1.3.4 Làm giảm khối lượng của gỗ 8

1.4 Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy 8

1.5 Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy 9

1.5.1 Quá trình khuếch tán nội (trong lòng vật liệu sấy) 9

1.5.2 Quá trình khuếch tán ngoại 9

1.5.3 Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại 10

1.6 Các giai đoạn trong quá trình sấy 10

1.7 Các nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 11

1.7.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí 11

1.7.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí 11

1.7.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí 11

1.7.4 Ảnh hưởng của áp suất tác nhân sấy 11

1.7.5 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 12

1.7.6 Ảnh hưởng của việc ủ ẩm 12

1.7.7 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu 12

1.8 Quy trình chế biến gỗ 12

2 Các thông số sấy gỗ cho những loại gỗ thường gặp 13

2.1 Sấy gỗ thông 13

2.2 Sấy gỗ keo 15

2.3 Sấy gỗ cao su 20

2.4 Sấy gỗ quế 22

3 Phương pháp sấy tự nhiên (hong phơi) 23

4 Phương pháp sấy gỗ bằng hơi nước 25

4.1 Cấu tạo hệ thống sấy gỗ bằng hơi nước 26

4.1.1 Lò hơi 26

4.1.2 Calorifer 28

4.1.3 Quạt đối lưu không khí 29

4.1.4 Động cơ 31

4.1.5 Hệ thống phun ẩm 31

4.1.6 Hộp thoát ẩm 32

4.1.7 Động cơ vent – Damper Actuator 33

4.1.8 Trần phụ 33

4.1.9 Cửa chính 33

4.1.10 Hệ thống van tách nước 34

4.1.11 Bộ điều khiển Helios 34

4.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy 35

4.3 Quy trình sấy gỗ 35

4.3.1 Chuẩn bị 35

4.3.1.1 Chuẩn bị nồi hơi 35

4.3.1.2 Chuẩn bị hầm sấy 36

4.3.1.3 Chuẩn bị gỗ sấy và yêu cầu kỹ thuật xếp gỗ vào lò 36

4.3.2 Chế độ sấy 38

4.3.2.1 Phân chia thời gian sấy 38

4.3.2.2 Nhiệt độ sấy 39

4.4 Ưu và nhược điểm của phương pháp sấy gỗ bằng hơi nước 41

4.4.1 Ưu điểm 41

4.4.2 Nhược điểm 41

5 Công nghệ sấy chân không vacon 41

5.1 Ưu điểm 43

5.2 Nhược điểm 43

6 Sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời 43

6.1 Những ưu điểm vượt trội của lò sấy 45

6.2 Nhược điểm 45

Kết luận 46

Tài liệu tham khảo 47

Lời nói đầu

Hiện nay gỗ và các sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những mặt hàng xuất

khẩu chủ lực của Việt Nam Đây là một mặt hàng đem lại thu nhập đáng kể đặc biệt

cho người dân ở vùng sâu vùng xa Để nâng cao tính chất cơ lý và chất lượng gỗ việc

sấy gỗ là cần thiết và khâu sấy là khâu tốn năng lượng và ảnh hưởng nhiều tới tiến độ

sản xuất nhất trong các xí nghiệp chế biến gỗ hiện nay

Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu

một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu

phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp Chẳng

hạn, trong chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, sản phẩm sau khi sấy không được

nứt nẻ cong vênh Trong chế biến nông - hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo duy trì

màu sắc, hương vị, các vi lượng Trong sấy thóc phải đảm bảo thóc sau khi sấy có tỷ

lệ nứt gãy khi xay xát là thấp nhất…

Sấy gỗ là một bộ phận quan trọng của lĩnh vực gia công thuỷ nhiệt gỗ Ý nghĩa

của quá trình gia công thuỷ nhiệt gỗ trong công nghiệp chế biến gỗ nói riêng và trong

nền kinh tế quốc dân rất to lớn Hiện nay, với yêu cầu chất lượng ngày càng cao của

thị trường gỗ thì công đoạn sấy càng trở lên quan trọng trong công nghiệp chế biến

gỗ Một yêu cầu quan trọng đó là sản phẩm gỗ phải đạt được độ ẩm tiêu chuẩn và

đồng đều không cong vênh nứt nẻ Nhất là đối với thị trường xuất khẩu gỗ hiện nay

thì vấn đề chất lượng càng trở lên quan trọng

Vì những lý do trên, nhóm em chọn đề tài “sấy gỗ” nhằm có một cái nhìn cụ

thể, hiểu sâu hơn về ngành công nghiệp này Trong quá trình làm báo cáo, do thời

gian có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, nhóm em mong thầy bổ sung và đóng

góp ý kiến để đề tài được hoàn chỉnh hơn Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy!

Nội dung

1 Tổng quan về sấy gỗ

1.1 Khái niệm về sấy gỗ

Sấy gỗ là chỉ quá trình mà dưới tác dụng của nhiệt độ, làm cho nước (ẩm) ở

trong gỗ hóa hơi và được loại bỏ Quá trình nước bay hơi được phát sinh khi áp suất

riêng phần của hơi nước trong không khí thấp hơn áp suất của hơi bão hòa ở nhiệt độ

đó, thông thường hơi nước trong không khí ẩm đều là hơi không bão hòa, do đó mà

ờ bất kỳ nhiệt độ nào thì đều phát sinh quá trình bay hơi nước Gỗ xẻ được tạo ra từ

những cây gỗ tròn tươi, chúng còn chứa một lượng ẩm rất lớn, thông thường lượng

ẩm này đều có xu hướng bay hơi khỏi bề mặt của tấm ván, do vậy theo thời gian mà

những tấm ván này luôn luôn trong trạng thái được sấy khô Ở điều kiện áp suất

thường mà gỗ được gia nhiệt đến nhiệt độ lớn hơn 100°c, thì sẽ làm cho phần nước ở

trong gỗ phát sinh hiện tượng sôi và bay hơi sấy gỗ là chỉ một quá trình sấy mà được

con người tổ chức, điều khiển theo một tiêu chuẩn nhất định, hoặc là quá trình sấy tự

nhiên nhờ vào những điều kiện của khí hậu

Đối tượng nghiên cứu của công nghệ sấy gỗ chủ yếu là phần gỗ thực (Solid

Wood), tức là: sấy đối với gỗ xẻ; nghiên cứu về môi trường sấv; đặc tính của quá

trình sấy gỗ và quy luật truyền ẩm, truyền nhiệt trong quá trình sấy; nghiên cứu về

thiết bị, công nghệ cũng như thiết kế đối với lò sấy gỗ

1.2 Phân loại phương pháp sấy

Sấy có thể được chia làm hai phương pháp:

1.2.1 Sấy tự nhiên (phơi nắng)

Sử dụng năng lượng mặt trời để tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy

1.2.2 Sấy nhân tạo

Đặc điểm của sấy nhân 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:

1.2.2.1 Sấy đối lưu với tác nhân sấy là không khí nóng

Phương pháp này được áp dụng chủ yếu trong công nghiệp, ưu điểm 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 bị khuyết tật và cho phép tiến hành sấy quanh năm, không

phụ thuộc vào thời tiết

1.2.2.2 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 đổi màu gỗ và dễ gây cháy gỗ cần sấy

1.2.2.3 Sấy đối lưu bằng hơi quá nhiệt

Tương tự như sấy bằng không khí nóng nhưng phương pháp này có nhiệt độ

tác nhân sấy lớn hơn 1000C, quá trình sấy nhanh hơn tuy nhiên chất lượng và độ bền

của gỗ giảm đi do bị đốt nóng

1.2.2.4 Sấy trong bể mỡ dầu mỏ

Gỗ ẩm được nhận chìm trong bể mỡ dầu mỏ được nung nóng đến nhiệt độ hơn

1000C, ẩm lỏng trong gỗ được nung nóng đến sôi rồi tạo thành hơi thoát ra khỏi gỗ

Mỡ dầu mỏ là chất thải trong công nghiệp hóa dầu, nếu mỡ ở nhiệt độ lớn hơn 120 ÷

1300C thì thời gian sấy gỗ nhanh hơn 5 ÷ 7 lần so với các phương pháp sấy trên Tuy

nhiên phương pháp này có nhược điểm là mỡ sẽ ngấm vào gỗ làm màu sắc của gỗ bị

biến đổi, hạn chế việc gia công và đánh vecni 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 để sấy gỗ làm tà vẹt, làm trụ điện

1.2.2.5 Sấy gỗ tiếp xúc

Dùng trong sản xuất gỗ tấm và đồ gỗ, đặc điểm của phương pháp sấy này là

cường độ quá trình sấy cao

1.2.2.6 Sấy bức xạ

Lợi dụng tích 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 tùy theo

tính chất của từng loại vật thể

1.2.2.7 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 được 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 nên

ít sử dụng Nếu cường độ dòng điện lớn và dung tích gỗ nhỏ thời gian sấy trong điện

từ trường có thể rút ngắn từ 50 ÷ 60 lần so với các lò sấy bình thường

1.2.2.8 Sấy bằng dòng điện một chiều

Dìm gỗ vào trong nước có axít yếu, cho dòng điện một chiều đi qua nước,

dọc theo gỗ ướt xuất hiện dòng điện một chiều mạnh trong nước làm gỗ bị nung

nóng và ẩm thoát ra ngoài Sau đó vớt gỗ ra ẩm trên bề mặt gỗ thoát ra ngoài gỗ khô

nhanh chóng

1.3 Mục đích của sấy gỗ

1.3.1 Phòng chống mục và sâu hại cho gỗ

Khi độ ẩm của gỗ nhỏ hơn 20%, hoặc khi gỗ được dự trữ ở trong nước, thì có

thể tránh được sự nguy hại từ mục, mọt hoặc biến màu đối với gỗ Ví dụ, gỗ Thông

là loại gỗ được phân bố rất rộng rãi ở các tỉnh có khí hậu mát mẻ ở Việt Nam, gỗ có

khối lượng thể tích và cường độ ở mức trung bình, thích hợp sử dụng trong kiến trúc,

làm thùng xe, hoặc đồ gia dụng, , loại gỗ này rất dễ bị mục hoặc biến màu, thế nhưng

nếu sấy cho độ ẩm của nó đạt nhỏ hơn 20%, thì có thể đảm bảo được tốt chất lượng

của gỗ trong quá trình sử dụng

1.3.2 Phòng hiện tượng cong vênh và nứt gỗ

Đem gỗ sấy đạt đến độ ẩm thích hợp với môi trường sử dụng, có thể tránh

được sự co rút và dãn nở của gỗ, từ đó tránh được hiện tượng cong vênh hay nứt gỗ

Ví dụ như khu vực Đông bắc của Việt Nam, độ ẩm thăng bằng của gỗ chỉ đạt khoảng

10%, do đó mà gỗ cần phải được sấy đến độ ẩm tương ứng là từ 7-9% Còn những

khu vực ven biển ở phía Đông nam, do khí hậu nóng ẩm, nên khi sấy gỗ cũng cần sấy

đến độ ẩm khoảng 12- 13% Ờ khu vực Đông bắc, với những sản phẩm gỗ để xuất

khẩu sang bắc Mỹ, thì cũng cần sấy đến độ ẩm cuối cùng khoảng 6-8%

1.3.3 Nâng cao cường độ lực học, cải thiện tính chất vật lý cho gỗ

Khi độ ẩm thấp hơn độ ẩm bão hoà thớ gỗ, thì cường độ lực học của gỗ sẽ tuỳ

theo sự giảm xuống của độ ẩm mà nó tăng lên Ngoài ra, độ ẩm thấp có thể cải thiện

được những tính chất vật lý của gỗ, nâng cao được chất lượng dán dính cho gỗ, các

vân thớ của gỗ, độ chiết quang hay tính cách điện của gỗ cũng được thể hiện rõ

1.3.4 Làm giảm khối lượng của gỗ

Gỗ sau khi qua sấy, khối lượng có thể giảm xuống được khoảng 30-50% Ví

như ở những lâm phần khai thác gỗ, gỗ cây được đưa vào xưởng xẻ, sau đó các ván

xẻ tạo ra được tiến hành sấy đạt đến độ ẩm thích hợp cho vận chuyển (20%), rồi sau

đó mới vận chuyển đi, thì sẽ tiết kiệm được rất nhiều cho chi phí vận chuyển Đồng

thời lại có thể phòng tránh được những tác hại của nấm mốc và sâu hại trong quá

trình trung chuyển gỗ, đảm bảo được chất lượng cho gỗ

Tóm lại, sấy gỗ cũng là một biện pháp kỹ thuật cần thiết để lợi dụng và tiết

kiệm gỗ, nó là một công đoạn quan trọng trong công nghệ chế biến gỗ Những ngành

nghề liên quan đến sấy gỗ có rất nhiều, như: sản xuất đồ gia dụng, trang trí nội thất,

kiến trúc, sản xuất thùng xe, đóng tàu thuyền, máy dệt, dụng cụ âm nhạc, sản xuất đồ

quân dụng, cơ giới, sàn xuất các đồ dùng thể thao, đồ chơi, , về cơ bản hầu hết gỗ

được sử dụng cho các ngành nghề đều cần phải tiến hành sấy Sấy gỗ sẽ đảm bảo cho

quá trình sử dụng hợp lý và tiết kiệm đối với nguồn tài nguyên rừng có hạn của Trung

Quốc hiện nay, góp phần đảm bảo cân bằng về sinh thái, có ý nghĩa rất lớn cho nền

kinh tế quốc dân cũng như công cuộc hiện đại hoá đất nước

1.4 Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy

Trong quá trình sấy xảy ra hai quá trình cơ bản:

Quá trình trao đổi nhiệt: Vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và để ẩm

bay hơi vào môi trường

Quá trình trao đổi ẩm: Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ ẩm

tương đối của vật ẩm và độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh

Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch áp suất hơi trên bề mặt của vật liệu

sấy và áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí Quá trình thải

ẩm diễn ra cho đến khi độ ẩm của vật ẩm bằng độ ẩm cân bằng với môi trường không

khí xung quanh Do đó, trong quá trình sấy ta không thể sấy đến độ ẩm nhỏ hơn độ

ẩm cân bằng Độ ẩm của môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì quá trình

sấy càng nhanh và độ ẩm cuối của vật liệu càng thấp Qua đó có thể kết luận độ ẩm

tương đối của môi trường không khí xung quanh là động lực của quá trình sấy, đây

cũng là nguyên nhân tại sao khi sấy bằng bơm nhiệt (sấy lạnh) thì thời gian sấy giảm

đi rất nhiều

1.5 Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy

Quá trình thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được chia ra làm hai

quá trình:

1.5.1 Quá trình khuếch tán nội (trong lòng vật liệu sấy)

Quá trình khuếch tán nội là quá trình chuyển dịch ẩm từ các lớp bên trong ra

lớp bề mặt của vật ẩm Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch nồng độ ẩm

giữa các lớp bên trong và các lớp bề mặt Qua nghiên cứu ta thấy rằng ẩm dịch chuyển

từ nơi có phân áp suất cao đến nơi có phân áp suất thấp Như ta đã biết do nhiệt độ

tăng nên phân áp suất giảm Do đó tùy thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà

dòng ẩm dịch chuyển dưới tác dụng của nồng độ ẩm và dòng ẩm dịch chuyển dưới

tác dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với nhau

Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phương trình sau:

𝑑𝑊

𝑑𝜏 = 𝑘 𝐹.

𝑑𝑐𝑑𝑥Trong đó: W – lượng nước khuếch tán, kg;

dτ– thời gian khuếch tán, giờ;

F – diện tích bề mặt khuếch tán, m2 ;

k - hệ số khuếch tán;

𝑑𝑐

𝑑𝑥 - gradien độ ẩm

Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đẩy quá trình

thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển ngược chiều nhau sẽ

kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy

1.5.2 Quá trình khuếch tán ngoại

Quá trình khuếch tán ngoại là quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật

liệu sấy vào môi trường không khí xung quanh Động lực của quá trình này là do sự

chênh phân áp suất hơi trên bề mặt của vật ẩm và phân áp suấthơi trong môi trường

không khí

Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới

điều kiện áp suất hơi nước trên bề mặt (Pbm) lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước

trong không khí (Pkk) Sự chênh lệch đó là ∆𝑃 = 𝑃𝑏𝑚− 𝑃𝑘𝑘 Lượng hơi nước bay hơi

tỷ lệ thuận với ∆𝑃 , với bề mặt bay hơi và thời gian làm khô ta có:

𝑑𝑊 = 𝐵(𝑃𝑏𝑚 − 𝑃𝑘𝑘) 𝐹 𝑑𝜏 Tốc độ bay hơi nước được biểu diễn như sau:

𝑑𝑊

𝑑𝜏 = 𝐵(𝑃𝑏𝑚 − 𝑃𝑘𝑘) 𝐹 Trong đó: W – lượng nước bay hơi, kg

F – diện tích bề mặt bay hơi, m2 dτ– thời gian bay hơi, giờ

B – hệ số bay hơi

1.5.3 Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau,

quá trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán ngoại và ngược lại Tức

là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục và

nhưthế độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần Tuy nhiên trong quá trình sấy ta

phải làm sao cho hai quá trình này ngang bằng với nhau, tránh trường hợp khuếch tán

ngoại lớn hơn khuếch tán nội Vì khiđó sẽ làm cho sự bay hơiở lớp bề mặt diễn ra

mãnh liệt làm cho bề mặt của sản phẩm bị khô cứng, hạn chế sự thoát ẩm Khi xảy ra

hiện tượng đó ta khắc phục bằng cách sấy gián đoạn (quá trình sấy - ủ liên tiếp) mục

đích là để thúc đẩy quá trình khuếch tán nội

1.6 Các giai đoạn trong quá trình sấy

Quá trình làm khô vật liệu ẩm được chia làm ba giai đoạn:

1.6.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu sấy

Giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu sấy tăng từ nhiệt độ ban đầu cho đến nhiệt

độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh, trong giai đoạn này

trường nhiệt độ biến đổi không đều và nó tùy thuộc vào phướng án sấy Ẩm bay hơi

chủ yếu là ẩm liên kết cơ lý do đó tốc độ sấy tăng dần Đường cong sấy và đường

cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là một đường cong, do năng lượng liên kết của

nước liên kết cơ lý là nhỏ vì vậy đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường

là đường cong lồi

1.6.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc

Giai đoạn sấy đẳng tốc là giai đoạn ẩm bay hơi ở nhiệt độ không đổi (nhiệt độ

bầu ướt), do sự chênh lệch giữa nhiệt độ của vật liệu sấy và nhiệt độ của tác nhân sấy

không đổi nên tốc độ sấy là không đổi Do đó, đường cong sấy và đường cong tốc độ

sấy trong giai đoạn này là một đường thẳng Ẩm tách ra trong giai đoạn này chủ yếu

là ẩm liên kết cơ lý và ẩm liên kết hóa lý

1.6.3 Giai đoạn sấy giảm tốc

Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu là

nước liên kết có năng lượng liên kết lớn Vì vậy, việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và

cần năng lượng lớn hơn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có

dạng cong Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm

trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy Độ ẩm của vật liệu cuối quá trình

sấy tùy thuộc vào độ ẩm của môi trường không khí xung quanh

1.7 Các nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

1.7.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió… nâng

cao nhiệt độ của không khí sẽ làm tăng nhanh quá trình làm khô Như vậy ở nhiệt độ

sấy cao tốc độ làm khô sẽ nhanh hơn.Tuy nhiên, nhiệt độ tăng cao cũng phải trong

giới hạn cho phép, vì nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Mặt khác,

sự cân bằng giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, khuếch tán

ngoại thì lớn còn khuếch tán nội thì nhỏ dẫn đến hiện tượng vỏ cứng ảnh hưởng sự

di chuyển của nước từ trong ra Nhưng nếu nhiệt độ làm khô thấp quá, dưới giới hạn

cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại thịt cá Nhiệt

độ làm khô tùy thuộc vào loại nguyên liệu, kết cấu tổ chức cơ thịt, phương pháp chế

biến và nhiều phương pháp khác

1.7.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá

trình làm khô Độ ẩm tương đối không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ càng chậm

Khi không khí càng khô tức là độ ẩm càng thấp quá trình khuếch tán tăng, ẩm càng

dễ thoát ra hơn Tuy nhiên, cần chú ý đến hiện tượng mất cân bằng trong quá trình

khuếch tán nội và khuếch tán ngoại, gây nên hiện tượng tạo màng cứng Để tránh

hiện tượng này người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn, tức là vừa sấy vừa

ủ ẩm

1.7.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm khô

Tốc độ không khí quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Nếu tốc

độ quá lớn sẽ làm bay sản phẩm hay khó giữ được nhiệt lượng trên nguyên liệu để

cân bằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ làm cho quá trình sấy lâu, dẫn đến sự hư

hỏng sản phẩm Khiđó ngoài sản phẩm sẽ lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch

nhầy có màu sắc và mùi vị khó chịu Vì vậy cần phải có một tốc độ gió thích hợp,

nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô

1.7.4 Ảnh hưởng của áp suất tác nhân sấy

Tốc độ sấy trong khí quyển ở một nhiệt độ nhất định được biểu thị:

𝑑𝑊

𝑑𝜏 = 𝐵(𝑃1− 𝑃2) Trong đó: P1 –Phânáp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu (mmHg)

P2 –Phânáp suất riêng phần hơi nước trong không khí (mmHg)

B– Hệ số bay hơi nước trong khí quyển

B phụ thuộc vào tốc độ gió, hướng gió và cấu tạo của nguyên liệu Khi sấy ở

áp lực thường có tốc độ gió không đổi thì B là một hằng số phụ thuộc vào sự truyền

dẫn ẩm phần trong nguyên liệu và sự trao đổi chất trong máy sấy, lúc đó hệ số bay

hơi B được đặc trưng bằng hệ số K, tức là:

𝑑𝑊

𝑑𝜏 = 𝐾(𝑃1− 𝑃2) Như vậy khi sấy trong chân không có nhiệt độ không đổi, thì tốc độ sấy tỉ lệ

với hiệu số áp suất trên bề mặt nguyên liệu và trong hệ thống sấy Áp suất P2 trong

máy sấy giảm thì tốc độ sấy sẽ tăng, nhưng quan hệ đó không phải là quan hệ bậc

nhất

1.7.5 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Nói chung nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh Như

đã nói ở trên cả hai quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại đều tỉ lệ thuận với

diện tích bề mặt của nguyên liệu Khi vật có bề mặt hơi nước lớn thì nước trong

nguyên liệu càng dễ bay hơi,vật liệu càng nhanh khô Chẳng hạn khi làm khô cá to,

muốn cho nhanh chóng thì phải cắt, mổ phân chia nhỏ ra Dựa vào thời hạn bảo quản

sản phẩm để chọn phương pháp cắt mổ cho phù hợp Muốn bảo quản cá khô được lâu

khi mổ phải giữ lại da và vẩy để làm

1.7.6 Ảnh hưởng của việc ủ ẩm

Ủ ẩm là công đoạn tiếp theo của bán thành phẩm, sau khi đã sấy khô một thời

gian Vì vậy ủ ẩm là mục đích của quá trình sấy khô gián đoạn để đảm bảo sự di

chuyển của nước trong sản phẩm ra bề mặt được đều hơn, rút ngắn được thời gian

sấy khô Nhưng quá trình ủ ẩm phải làmột thời gian nhất định và thời gian sấy khô

ban đầu cũng không được quá ngắn hoặc quá dài Nếu thời gian sấy quá ngắn thì bề

mặt ngoài của nguyên liệu chưa khô nên khi ủ ẩm sẽ làm cho bề mặt ngoài của bán

thành phẩm xảy ra hiện tượng sinh ra chất nhớt Ngược lại thời gian sấy quá lâu thì

bề mặt nguyên liệu quá khô sẽ ảnh hưởng tới thời gian ủ ẩm, ảnh hưởng đến chất

lượng sản phẩm Vì vậy phải chú ý đến chế độ sấy khô gián đoạn cho thích hợp với

từng loại nguyên liệu

1.7.7 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu

Nguyên liệu đưa vào làm khô cần phải xét đến thành phần hóa học như: nước,

mỡ, protit, chất khoáng, kết cấu tổ chức rắn chắc hay lỏng lẻo…Ví dụ: Cá tươi hay

ươn, mặn hay nhạt… căn cứ vào các yếu tố đó ta chọn chế độ là khô cho thích hợp

Cá được cắt mổ, loại cá nhỏ sẽ được làm khô nhanh nhưng quan trọng ở đây là tỉ lệ

Hình: Quy trình chế biến gỗ của nhà máy Hiện nay có hai chế độ sấy đó là bán tự động và tự động

Ở sấy bán tự động thì công nhân sẽ vận hành theo chế độ sấy của 2 thông số

đó là tk và tư

Ở buồng tự động thì chế độ sấylàm việc theo 3 thông số tk, 𝜔𝑐𝑏 , 𝜔𝑡𝑏𝑔𝑜

Ẩm được phun vào khi bắt đầu sấy gỗ để đạt được độ ẩm thích hợp Nếu các

chế độ sấy làm việc không đúng thì ta có thể phun ẩm hoặc xả ẩm để điều chỉnh Hệ

thống sử dụng quạt 2 chiều (quạt đảo chiều) để quạt gió trao đổi nhiệt cưỡng bức với

calorifer Cứ 2 ÷ 3 giờ đảo chiều một lần

Nhiệt độ bầu khô được đo bằng nhiệt kế thuỷ ngân đặt ở sau giàn calorifer

Nhiệt độ bầu ướt cũng đựơc đo ở sau giàn calorifer đặt ở giữa tường

2 Các thông số sấy gỗ cho những loại gỗ thường gặp

2.1 Sấy gỗ thông

Thường gỗ thông được sấy tại lò bán tự động với chế độ sấy như sau:

Thời gian sấy (ngày) Ca tk, oC tư, oC

Đưa xuất khẩu

1 Hầm sấy gia nhiệt bằng khói 11 12 14 17 3 4 5 7

2 Hầm sấy gia nhiệt hơi nước 10 11 13 16 3 4 5 7

Bảng: Thời gian sấy và tỉ lệ phế phẩm của gỗ thông

Độ ẩm gỗ: độ ẩm đưa vào ban đầu khoảng 60 ÷ 70%, độ ẩm cuối ra lò phải

đạt 8÷10%

2.2 Sấy gỗ keo

Gỗ keo thường sấy với thời gian rất dài nên thường được đưa vào lò sấy tự động

Thời gian sấy (ngày) Ca tk, oC 𝜔𝑐𝑏 𝜔𝑡𝑏𝑔𝑜 Giai đoạn

Thời gian sấy: vì gỗ là loại vật liệu rất dễ nứt, cong vênh do đó thời gian sấy

kéo dài khoảng 25 ngày

Quan hệ giữa nhiệt độ nhiệt kế khô của tác nhân sấy với độ ẩm của gỗ keo

trong suốt thời gian sấy được biểu thị trên hình sau

Hình: Quan hệ giữa nhiệt độ nhiệt kế khô của tác nhân sấy, độ ẩm của gỗ keo

Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm

Quan hệ giữa thế sấy ∆t = t – tư theo thời gian sấy của tác nhân sấy khi sấy gỗ

keo được biểu diễn trên hình sau

Hình: Quan hệ ∆ t = f ( τ ) của gỗ keo Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm

STT Kiểu hầm sấy

Thời gian sấy (ngày) Tỷ lệ phế phẩm

(%) Chiều dày (mm) Chiều dày (mm)

20 25 30 40 20 25 30 40

1 Hầm sấy gia nhiệt bằng khói 17 20 22 25 4 5 6 8

2 Hầm sấy gia nhiệt hơi nước 16 19 21 23 4 4 5 7

Bảng: Thời gian sấy và tỉ lệ phế phẩm của gỗ keo

2.3 Sấy gỗ cao su

Đối với gỗ cao su, chúng tôi cũng tiến hành sấy cho các loại độ dày tương tự

như gỗ keo: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm và tiến hành xác định độ ẩm của

chúng theo thời gian Kết quả biểu thị trên hình sau

Hình: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian của gỗ cao su Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm

Quan hệ giữa nhiệt độ nhiệt kế khô của tác nhân sấy với độ ẩm của gỗ cao su

trong suốt thời gian sấy được biểu thị trên hình sau

Hình: Quan hệ giữa nhiệt độ nhiệt kế khô, độ ẩm của gỗ cao su

Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm

Quan hệ giữa thế sấy ∆t = t – tư theo thời gian sấy của tác nhân sấy khi sấy

gỗ cao su được biểu diễn trên hình sau

Hình: Quan hệ ∆ t = f ( τ ) của gỗ cao su Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm

STT Kiểu hầm sấy

Thời gian sấy (ngày) Tỷ lệ phế phẩm (%) Chiều dày (mm) Chiều dày (mm)

20 25 30 40 20 25 30 40

1 Hầm sấy gia nhiệt bằng khói 11 12 14 17 3 4 5 7

2 Hầm sấy gia nhiệt hơi nước 10 11 13 16 3 4 5 7

Bảng: Thời gian sấy và tỉ lệ phế phẩm của gỗ cao su

2.4 Sấy gỗ quế

Gỗ quế cũng sấy thời gian không dài nên được sấy ở lò bán tự động

Thời gian sấy( ngày) Ca tk, oC tư, oC

Thời gian sấy: vì gỗ là loại vật liệu rất dễ nứt, cong vênh do đó thời gian sấy

kéo dài khoảng 13 ngày

Kích thước gỗ: tuỳ vào đơn đặt hàng

3 Phương pháp sấy tự nhiên (hong phơi)

Hong phơi là một cách thức sấy gỗ tự nhiên Mặt trời cung cấp năng lượng

(nhiệt) cho việc làm bay hơi nước ở trong gỗ trong khi đó gió lưu thông không khí

xung quanh gỗ Sử dụng phương pháp hong phơi, gỗ có thể được sấy đến độ ẩm 15%

đến 20% tuỳ thuộc vào điều kiện thời tiết Thời gian sấy có thể rất khác nhau từ 2

tháng cho đến 2 năm Điều này tuỳ thuộc vào loài gỗ và kích thước của gỗ