Báo cáo Khái niệm và động học quá trình sấy. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Nội dung text: Báo cáo Khái niệm và động học quá trình sấy. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

1. BÁO CÁO MÔN: SẢN XUẤT THUỐC GVHD: ThS.Ds Nguyễn Ngọc Lê 1
2. Lớp: DH17DUO01 Nhóm 6  Nguyễn Thị Hồng Mai  Nguyễn Thị Ái Vân  Trần Thanh Sang  Phạm Phong Quang  Mai Nguyễn Khánh Quỳnh 2
3. ĐẶT VẤN ĐỀ Song song với sự ra đời của thuốc hoá dược với nhiều dạng bào chế và khuynh hướng sử dụng thuốc có nguồn gốc từ dược liệu; yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm luôn được quan tâm và một trong những TCCL đó là kiểm soát về độ ẩm của sản phẩm. ➢ Làm sao để các dạng bào chế đạt yêu cầu về giới hạn độ ẩm? ➢ Làm sao để có nguồn dược liệu chất lượng cho việc nghiên cứu – bào chế trong khi dược liệu dễ bị hỏng - mốc và đặc biệt là việc thu hái sơ chế dược liệu vào mùa mưa? Sấy 3
4. NỘI DUNG Khái niệm chung Môi trường không khí ẩm Cân bằng vật liệu của quá trình sấy Động học của quá trình sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 4
5. KHÁI NIỆM ❑ Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. ❑ Nguyên tắc: • Truyền năng lượng nhiệt vào vật liệu • Chuyển dung môi trong vật liệu từ thể lỏng → thể hơi • Loại hơi vừa tạo ra khỏi thiết bị 5
6. ❑ Kết quả: • Hàm ẩm trong vật liệu giảm • Giảm bớt khối lượng vật liệu ❑ Ý nghĩa: • Độ ổn định của sản phẩm • Tiêu chuẩn chất lượng • Tiêu chuẩn kỹ thuật 6
7. ❑ Cơ chế của quá trình sấy Jm qm 1. Dòng nhiệt qm cấp cho bề mặt vật liệu. 2. Dòng nhiệt q dẫn từ bề mặt vào vật liệu. 3. Khi nhận được nhiệt lượng q, dòng ẩm J di chuyển từ vật liệu ra bề mặt. 4. Dòng ẩm Jm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh. 7
8. ❑ Lượng nhiệt hữu ích dQ = αq F (tx–tb) αq :Hệ số truyền nhiệt cho vật liệu. F : Bề mặt truyền nhiệt hay bề mặt bay hơi của vật liệu. tx : Nhiệt độ trong phòng sấy. tb : Nhiệt độ bay hơi của ẩm. dQ :Lượng nhiệt mà vật liệu nhận được trong thời gian dt. Lượng nhiệt hữu ích = nhiệt làm bay hơi ẩm + nhiệt đốt nóng vật liệu. 8
9. ❑ Đánh giá hiệu quả của thiết bị sấy Để đánh giá hiệu quả của một thiết bị sấy, người ta dùng đại lượng hiệu suất nhiệt hữu ích (ký hiệu η) được biểu diễn như là tỷ số: Nhiệt lượng hữu ích η = x100 (%) Tổng nhiệt lượng tiêu hao 9
10. MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ ẨM ❑ Không khí ẩm Hỗn hợp của không khí và hơi nước được gọi là không khí ẩm. 10
11. ❑ Các thông số không khí ẩm o ▪ Nhiệt độ bầu khô: (tk , C) • Chỉ rõ mức độ đốt nóng của không khí. • Đo bằng nhiệt kế. o ▪ Nhiệt độ bầu ướt: (tư , C) • Khả năng cấp nhiệt của không khí, để làm bay hơi nước cho đến khi không khí bão hòa hơi nước. • Đo bằng ẩm kế hoặc nhiệt kế bọc vải ướt. tk = tư  sự bay hơi của nước sẽ ngưng lại 11
12. ❑ Các thông số không khí ẩm o ▪ Nhiệt độ điểm sương:(ts , C) • Nhiệt độ của không khí ẩm ở trạng thái bão hòa ( = 1) 3 ▪ Độ ẩm tuyệt đối ( h , kg/m ) • Lượng hơi nước/1m3 không khí ẩm. • Khối lượng riêng của hơi nước/ không khí ẩm. • Trạng thái bão hoà hơi nước của không khí ẩm. ▪ Độ ẩm tương đối ( , %) • Tỷ số giữa lượng hơi nước chứa trong 1m3 không khí ẩm với lượng hơi nước bão hòa. = h = 100 h(%) b b 12
13. ❑ Các thông số không khí ẩm ▪ Hàm ẩm của không khí ẩm • Là lượng hơi nước chứa trong 1kg không khí khô tuyệt đối. ▪ Khối lượng riêng của không khí ẩm • Tổng khối lượng riêng của không khí khô và khối lượng riêng của hơi ẩm ở cùng nhiệt độ. 13
14. ❑ Các thông số không khí ẩm ▪ Thể tích riêng của không khí ẩm • Thể tích của 1kg không khí khô và khối lượng hơi nước chứa trong đó. ▪ Entanpy của không khí ẩm • Được xác định bằng tổng của entanpy của không khí khô và entanpy của hơi nước chứa trong đó. I = ik + Xih, j/kg 14
15. ❑ Giản đồ không khí ẩm 15
16. Ví dụ: Trạng thái không khí ẩmd=c 12g/kgó nhiệt độ t = 20oC và độ ẩm = 0,8, hãy tìm các thông số vật lý còn lại của trạng thái không khí ẩm đó. o tư= 17,5 C o ts= 16,3 C I = 12kcal/kg Ph= 14 mmHg 16
17. CÂN BẰNG VẬT LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ❑ Mối liên kết ẩm Liên kết hoá học - Dạng liên kết ion hay liên kết phân tử. - Tách ẩm liên kết hoá học thì tính chất thay đổi. Liên kết hóa lý - Dạng liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu. - Lượng ẩm thẩm thấu hấp thu trong vật thể > > lượng ẩm hấp phụ. Ẩm Liên kết cơ lý tự - Các dạng: liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và do liên kết thấm ướt. 17
18. ❑ Trạng thái cân bằng nhiệt ẩm của vật liệu ▪ Vật liệu có khả năng trao đổi ẩm với môi trường xung quanh – hút ẩm hoặc nhả ẩm để đạt tới trạng thái cân bằng ẩm. ▪ Độ ẩm của vật liệu đạt giá trị không đổi được gọi là độ ẩm cân bằng. ▪ Độ ẩm cân bằng của vật liệu phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh, phụ thuộc vào phương thức đạt đến trạng thái cân bằng đó, vật liệu có thể đạt đến trạng thái cân bằng do thải ẩm (sấy). 18
19. ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ▪ Tốc độ sấy: • Lượng ẩm bay hơi trong một đơn vị thời gian. ▪ Cường độ sấy: • Lượng ẩm bay hơi từ 1m2 bề mặt vật liệu trong 1 giờ. • Cường độ sấy phụ thuộc vào động lực sấy. Động học nhằm nghiên cứu sự biến đổi hàm ẩm (độ ẩm) và nhiệt độ trung bình của vật liệu theo thời gian sấy. 19
20. ❑ Đường cong sấy ▪ Giai đoạn đốt nóng vật liệu: ẩm thay đổi chậm. ▪ Giai đoạn sấy đẳng tốc: ẩm giảm nhanh. ▪ Giai đoạn sấy giảm tốc: vật liệu tiến gần trạng thái cân bằng. 20
21. ❑ Đường cong tốc độ sấy Đường cong sấy Đường cong tốc độ sấy − Đoạn AB: giai đoạn đốt nóng vật liệu, độ ẩm vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy tăng nhanh đến tốc độ cực đại. − Đoạn BK: Giai đoạn tốc độ sấy không đổi (đẳng tốc) độ ẩm vật liệu giảm nhanh và đều đặn theo một đường thẳng. − Đoạn KC: Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần nhưng đều, nhiệt độ của vật liệu tăng lên dần, độ ẩm giảm dần đến độ ẩm cân bằng. 21
22. Quá trình sấy một vật liệu ướt đến độ ẩm cân bằng gồm hai giai đoạn chính: Giai đoạn 1: Giai đoạn 2: Tốc độ sấy Tốc độ sấy không đổi giảm dần (đẳng tốc) 22
23. 1. Tốc độ Vật liệu còn nhiều nước. sấy không Không phụ thuộc các yếu tố bên trong đổi vật liệu (chiều dày, độ ẩm ban đầu, ). Phụ thuộc các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, tốc độ và độ ẩm của không khí sấy, ). Muốn tăng tốc độ sấy thì chủ yếu thay đổi các yếu tố bên ngoài. 23
24. 2: Tốc độ Vật liệu tương đối khô. Phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của nước bên trong sấy giảm vật liệu. dần Không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. Phụ thuộc vào các yếu tố bên trong vật liệu. Muốn tăng tốc độ sấy ở giai đoạn này ta phải khắc phục trở lực khuếch tán bên trong vật liệu. Lưu ý: Giai đoạn này phải giữ nhiệt độ cho phép của vật liệu. 24
25. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH SẤY ➢ Bản chất vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết ẩm, ➢ Hình dáng vật liệu: kích thước mẫu, chiều dày lớp vật liệu ➢ Độ ẩm lúc đầu và ban cuối của vật liệu sấy, đồng thời cả độ ẩm tới hạn của vật liệu. 25
26. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH SẤY ➢ Độ ẩm không khí, nhiệt độ và tốc độ của không khí. Nhiệt độ không khí càng cao, tốc độ không khí càng lớn, độ ẩm tương đối của không khí càng nhỏ thì quá trình sấy tiến hành càng nhanh. ➢ Tác nhân sấy: không khí, khói lò, 26
27. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH SẤY ➢ Chênh lệch nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của tác nhân sấy, nhiệt độ cuối giảm ít thì nhiệt độ trong bình của tác nhân sấy càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng không nên chọn nhiệt độ cuối quá cao vì không sử dụng triệt để nhiệt. ➢ Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức sấy và chế độ sấy. 27
28. TỔNG KẾT Sấy là gì? Ý nghĩa? Yếu tố ảnh hưởng quá trình sấy Cơ chế của quá trình sấy Tốc độ sấy o Bản chất vật liệu o Hình dáng vật liệu o Độ ẩm ban đầu o Độ ẩm không khí o Tác nhân sấy o Chênh lệch nhiệt độ o Cấu tạo thiết bị và chế độ sấy 28
29. TÀI LIỆU THAM KHẢO − Giáo trình SẢN XUẤT THUỐC 1, Trường Đại Học Nam Cần Thơ,năm 2019. − Nguyễn Ngọc Lê, Slide Bài giảng SẢN XUẤT THUỐC 1, Trường Đại Học Nam Cần Thơ,năm 2020. − 26581693. Truy cập ngày 24/8/2020 − ky_thuat_say_1_VW4.pdf. Truy cập ngày 28/8/2020 29