Độ ẩm của đường và giải pháp ổn định đường
Độ ẩm của đường:
Nước tồn tại bên trong tinh thể đường ở 3 dạng:
Lượng nước bề mặt: tồn tại trên bề
mặt tinh thể. Lớp bề mặt chứa phần lớn lượng nước hiện diện bên trong tinh thể
đường. Lượng nước này dễ dàng được loại bỏ khỏi tinh thề đường khi sấy.
Lượng nước bên trong: tồn tại gần bề
mặt của tinh thể đường. Lượng nước này là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng
vón cụt ở đường và phải được loại bỏ trong quá trình ổn định. Mất khoảng 24 đến
72 giờ để lượng nước này thoát ra khỏi tinh thể, tùy thuộc vào đặc tính của
dòng khí thổi qua (lưu lượng, nhiệt độ và độ ẩm tương đối).
Lượng nước vốn có: tồn tại hoàn toàn
bên trong tinh thể. Lương nước này rất nhỏ và rất khó để thoát ra ngoài nhưng
nó không gây ra bất cứ vấn đề gì về đóng gói hay lưu trữ đường.
Ba dạng nước tồn tại trong tinh thể
đường
Phần lớn nước chứa trong đường tập trung tại bề mặt của tinh
thể ở dạng dung dịch đường bão hòa với độ tinh khiết cao (gần bằng 100%) và độ
cô đặc cao (khoảng 80%). Đường sau công
công đoạn ly tâm có độ ẩm khoảng 1%, sau khi qua công đoạn
sấy sẽ đạt độ ẩm 0,04%. Để đảm bảo không gặp vấn đề gì về lưu trữ, đóng gói và
vận chuyển, đường thường được giữ trong silo khoảng 24 đến 72 giờ (tùy thuộc
vào độ ẩm của nó) với môi trường không khí có độ ẩm tương đối thấp. Trong suốt
quá trình này, được biết đến là ổn định đường, đường sẽ đạt được độ ẩm cân bằng
và nhiệt độ của nó sẽ giảm. Đường đã qua ổn định có độ ẩm khoảng 0,03%, nhiệt
độ bằng với nhiệt độ môi trường xung quanh và đường sẽ chảy tự do. Với những
đặc tính này, sẽ không gặp vấn đề gì trong khâu lưu trữ, vận chuyển với lượng
lớn. Thêm nữa là đường sau khi đươc ổn định sẽ có độ sáng hơn và hạt đường trở
nên đẹp hơn.
Ổn định đường:
Ổn định đường đề cập đến việc lưu trữ đường trong một khoảng
thời gian nhất định sau khi sấy xong để cho các tinh thể đường nhả đi lượng
nước bên trong và đạt đến mức độ ẩm cân bằng. Nếu lượng nước bên trong không
được thoát ra và đường được lưu trữ trong một khu vực không có thông khí, hiện
tượng vón cụt sẽ xảy ra. Vì thế, đường phải được giữ ổn định đến mức an toàn về
nhiệt độ (khoảng 250C) và độ ẩm của đường (khoảng 0,03%) trong silo
chứa được trang bị hệ thống cung cấp khí đã được kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm
tương đối. Những đặc tính và lưu lượng khí đi qua các tinh thể đường là những
tham số rất quan trọng để giữ cho đường duy trì mức nhiệt độ và độ ẩm cần thiết
để không bị vón cụt và đảm bảo lưu trữ trong thời gian dài (từ 6 tháng trở
lên). Không khí được ổn định ở mức nhiệt độ 20 – 250C và độ ẩm tương
đối 55 – 60% sẽ tạo ra môi trường ổn định tốt nhất cho đường và đảm bảo duy trì
độ ẩm đường ở mức 0,03%. Thêm vào đó, tốc độ khí thổi qua các tinh thể đường
cũng là một tham số quan trọng trong quá trình ổn định.
Khoảng thời gian yêu cầu để ổn định đường phụ thuộc vào các
yếu tố sau:
Kích thước hạt đường.
Độ ẩm của hạt đường sau khi sấy.
Độ ẩm tương đối, nhiệt độ và lưu
lượng khí đi qua hạt đường.
Như đã trình bày ở trên, đường sau khi sấy vẫn còn chứa một
lượng nước bên trong tinh thể và sẽ được thoát ra từ từ khi được chứa trong
silo. Việc thiếu đi những điều kiện ổn định thích hợp trong silo để làm giảm độ
ẩm của đường về mức tối ưu (khoảng 0,03%) sẽ gây ra các vấn đề sau:
Hình thành lớp đường cứng bám trên
vách silo.
Gây ra hiện tượng vón cụt ở đường.
Làm đường mất đi màu sắc trắng sáng.
Tạo ra vi khuẩn trong hạt đường.
Làm cho hạt đường xấu đi.
Làm giảm tính dễ chảy của đường.
Những vấn đề trên có thể được ngăn ngừa bằng việc ổn định
hợp lý. Và đó chính là lý do tại sao phải cần ổn định đường trước khi lưu trữ.
Các silo ổn định đường thường có công suất chứa tương ứng với thời gian duy trì
từ 24 đến 72 giờ. Trong silo, không khí đã được kiểm soát chặt chẽ (lọc bụi, có
nhiệt độ 20 – 250C và độ ẩm tương đối 55 – 60%) được tái tuần hoàn
liên tục để đưa độ ẩm của đường về mức thích hợp và giảm lượng hơi ẩm gia tăng
khỏi silo. Bụi đường được loại bỏ khỏi silo để giảm nguy cơ nổ bụi. Và như đã
nói, tốc độ dòng khí cũng là yếu tố quan trọng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng
lưu lượng khí thích hợp là 3m3/h cho mỗi tấn đường.
Để dòng không khí thổi qua đường đạt được mức nhiệt độ và độ
ẩm như yêu cầu, sử dụng máy xử lý ẩm công nghiệp có chức năng điều chỉnh
nhiệt độ và độ ẩm là giải pháp tối ưu. Dòng khí tươi từ bên ngoài khi
đi qua máy xử lý ẩm sẽ được lọc bỏ bụi, tách bớt lượng nước bên trong và được
làm lạnh, vì thế dòng khí sẽ luôn duy trì trạng thái nhiệt độ và độ ẩm tối ưu
để ổn định đường.
Chỉ báo an toàn:
Chỉ báo an toàn phải được theo dõi một cách cẩn thận trong
những khu vực nơi đường được sấy khô, đóng gói, vận chuyển và lưu trữ. Những
khu vực này là những nơi có rủi ro cao nhất trong nhà máy với nguy cơ nổ bụi.
Nồng độ của bụi đường (kích thước nhỏ hơn 0,5mm), kích thước hạt bụi và độ ẩm
không khí là nững nhân tố làm cho nổ bụi xảy ra. Lượng bụi trong không khí
không được vượt quá nồng độ tối thiểu gây ra nổ bụi (20g/m3). Kích
thước hạt bụi cũng là yếu tố quan trọng, bụi có kích thước càng nhỏ thì rủi ro
nổ bụi càng cao. Những yếu tố sau đây được xem là những chỉ báo an toàn để
phòng tránh:
Vệ sinh: là chỉ báo quan trọng nhất.
Sàng lọc đường, đóng gói và khu vực dưới băng tải nên được vệ sinh định kỳ.
Không được để bụi tích tụ lên thiết bị, tường và thùng chứa.
Thông gió hợp lý: nên được thực hiện
để kiểm soát tích tụ bụi trong không khí.
Hệ thống điện: tất cả các thiết bị
điện có liên quan nên là loại chống cháy nổ và đảm bảo an toàn ở mức cao nhất.
Độ ẩm tương đối: dòng khí hồi đi vào
silo nên có độ ẩm tương đối ít nhất là 50% và nên được loại bỏ bụi thông qua bộ
lọc khí.
Hàn và khoan: nên tránh thực hiện
trong các khu vực có bụi. Khi cần thiết thực hiện các hoạt động này, khu vực
nên được làm sạch trước và toàn bộ quá trình phải được giám sát bởi người phụ
trách về an toàn của nhà máy.
Thiết bị thu hồi bụi: đường có độ ẩm
quá thấp (dưới 0,03%) dễ tạo ra bụi trong khi vận chuyển. Vì thế, thiết bị thu
hồi bụi nên được lắp đặt trong máy sấy, silo và thiết bị vận chuyển đường.
Một số dòng máy hút
ẩm công nghiệp dùng cho nhà máy đường như máy hút ẩm Bry-Air.
PAN