Máy sấy thăng hoa là kiểu máy sấy hiện đại và phức tạp nhất hiện nay. Dòng máy này có khả năng làm lạnh ở mức âm sâu tới -40oC và hút chân không giúp quá trình thăng hoa diễn ra liên tục trong quá trình sấy. Bài viết này máy sấy Mactech sẽ giúp các bạn tìm hiểu cấu tạo máy sây thăng hoa để các bạn có thể hiểu một cách cơ bản nhất về dòng máy sấy này.
Cấu tạo máy sấy thăng hoa
Máy sấy thăng hoa có nguyên lý sấy cơ bản là làm sản phẩm sấy bị đông đá ở nhiệt độ âm sâu (-30oC đến -40oC) sau đó hút chân không để giảm áp suất trong buồng sấy giúp quá trình thăng hoa của nước trong sản phẩm cần sấy diễn ra. Tiếp theo, áp suất trong buồng sấy tiếp tục được giảm sâu (<80 Pa) và nhiệt độ của sản phẩm sấy được tăng dần để đẩy nhanh quá trình thăng hoa, rút ngắn đáng kể thời gian nước trong sản phẩm sấy thăng hoa. Khi sản phẩm sấy khô trong máy độ khô có thể đạt mức tuyệt đối 0%. Với nguyên lý này, cấu tạo của máy sấy thăng hoa sẽ gồm các bộ phận cơ bản như sau:
1. Buồng sấy
Buồng sấy của máy sấy thăng hoa yêu cầu phải là buồng kín, chịu được áp suất hút lớn do buồng sấy phải hút chân không. Vì lý do này nền buồng sấy của máy thăng hoa thường được thiết kế dạng hình trụ bằng inox 304 dày. Kiểu thiết kế này giúp buồng sấy chịu lực tốt và giảm đáng kể chi phí vật liệu nhất là với các dòng máy lớn.
Với buồng sấy dạng trụ tròn, cửa buồng sấy thường được làm bằng tấm mica trong suốt hoặc cửa làm từ inox trong đó có một phần là mica để có thể nhìn được vào trong buồng sấy. Tiếp giáp giữa cửa và mép buồng sấy sẽ có gioăng cao su giúp giữ kín buồng sấy không bị không khí bên ngoài tràn vào.
2. Giá đỡ khay
Bên trong buồng sấy sẽ có giá đỡ khay, giá đỡ này có thiết kế để truyền nhiệt cho khay sấy đặt bên trên. Tùy thiết kế của máy mà giá đỡ khay có thể truyền nhiệt nóng, truyền nhiệt lạnh hoặc truyền cả nhiệt nóng lẫn nhiệt lạnh cho khay sấy.
3. Khay sấy
Khay sấy của máy thăng hoa được làm bằng tấm inox 304 dày, khay được làm phẳng bề mặt bên dưới giúp tiếp xúc gần như hoàn toàn với giá để khay. Việc thiết kế như vậy sẽ giúp tăng khả năng truyền nhiệt nóng/lạnh từ giá đỡ khay lên khay sấy thông qua tiếp xúc.
4. Buồng ngưng
Buồng ngưng là một buồng kín thông với buồng sấy và nối với bơm hút chân không. Khi máy hoạt động bơm hút chân không sẽ hút không khí trong buồng ngưng ra. Mà buồng sấy nối thông với buồng ngưng nên không khí trong buồng sấy cũng bị hút ra theo. Buồng ngưng thường có nhiệt độ rất thấp (khoảng -35oC đến -45oC) nên không khí đi qua bình ngưng sẽ bị làm lạnh và hơi nước trong không khí bị đóng băng lập tức ở bình ngưng này. Chính vì bộ phận này có tác dụng ngưng tụ nước thăng hoa ra từ buồng sấy nên nó gọi chung là bình ngưng hay buồng ngưng.
5. Bơm hút chân không
Bơm hút chân không là bộ phận rất quan trọng trên máy sấy thăng hoa. Bơm hút chân không thường dùng trên máy thăng hoa là loại bơm vòng dầu giúp hút mạnh giảm áp suất nhanh trong buồng sấy và giữ áp suất trong buồng sấy luôn ổn định ở mức rất thấp. Khi máy sấy thăng hoa đã làm lạnh đủ, bơm hút chân không này sẽ hoạt động liên tục để giảm áp suất trong buồng sấy đến khi sản phẩm khô.
6. Hệ thống làm lạnh
Hệ thống làm lạnh trên máy sấy thăng hoa là hệ thống cấp nhiệt lạnh để máy có thể giảm nhiệt độ xuống mức thấp -40oC thậm chí là -50oC. Hệ thống làm lạnh này có cấu tạo khá giống như hệ thống điều hòa với dàn lạnh, dàn nóng, lốc lạnh, quạt tản nhiệt dàn nóng, ống đồng … Điểm khác biệt là lốc lạnh sẽ chạy ga lạnh R404A chứ không dùng các loại ga lạnh trên điều hòa (R22, R410A, R32). Nhờ sử dụng ga lạnh R404A nên nhiệt độ mà hệ thống lạnh này tản ra sẽ ở mức -40 đến -50oC.
7. Hệ thống gia nhiệt nóng
Hệ thống gia nhiệt trên máy sấy thăng hoa có ba kiểu: gia nhiệt bằng tấm nhiệt (tương tự như thanh nhiệt điện trở), gia nhiệt bằng dung môi (sử dụng dung môi nóng để truyền nhiệt) và gia nhiệt siêu âm (dùng sóng siêu âm như lò vi sóng để làm nóng). Kiểu gia nhiệt bằng tấm nhiệt thường dùng cho các máy sấy thăng hoa mini, kiểu gia nhiệt bằng dung môi dùng cho các máy sấy thăng hoa công nghiệp cỡ vừa, kiểu gia nhiệt siêu âm dùng cho các máy thăng hoa cỡ lớn.
8. Các các cảm biến
Máy sấy thăng hoa có nhiều bộ phận linh kiện và cần kiểm soát nhiệt độ của sản phẩm sấy chính xác nên máy thường có nhiều cảm biến. Trên máy sẽ có cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ trên môt số thiết bị trên máy giúp báo thông số nhiệt lạnh, nhiệt nóng, cần một vài cảm biến đo nhiệt độ trên sản phẩm sấy và cả cảm biến đo áp suất của buồng sấy. Vậy nên cảm biến trên máy sấy thăng hoa sẽ có khá nhiều chứ không phải chỉ có một hai cảm biến như các dòng máy sấy nhiệt thông thường.
9. Bộ điều khiển
Bộ điều khiển là bộ phận điều khiển hoạt động của tất cả các bộ phận trên máy sấy thăng hoa. Bộ điều khiển thường sẽ hiển thị tất cả các thông số của máy bao gồm áp suất, nhiệt độ buồng sấy, nhiệt độ sản phẩm sấy, nhiệt độ của buồng ngưng, nhiệt độ của lốc lạnh, nhiệt độ của dung môi, … Chương trình điều khiển căn cứ vào thông số nhiệt độ này để điều chỉnh chế độ sấy tự động trên máy sấy thăng hoa.
Có thể nói cấu tạo của máy sấy thăng hoa khá phức tạp khi có nhiều hệ thống liên tiếp hoạt động cùng nhau. Mặc dù các bạn thấy các bộ phận của máy sấy thăng hoa phân ra chỉ có vài loại nhưng để các bộ phận này hoạt động một cách trơn tru thì không hề đơn giản. Điểm quan trọng khi tìm hiểu về thành phần của máy thăng hoa chủ yếu để các bạn hiểu máy hoạt động thế nào để thao tác sấy cho đúng.
