Máy làm nguội – Cooler

1. Ứng dụng và phân loại

Máy làm nguội có vai trò trong việc giảm độ ẩm cho sản phầm viên nén gỗ sau khi ép, giúp hạ nhiệt độ viên nén nhanh hơn quá trình làm nguội tự nhiên, tránh nấm mốc, giúp quá trình bảo quản được nhanh chóng, thời gian bảo quản lâu hơn. Quá trình làm nguội gồm : sự bay hơi nước và đối lưu.

Bay hơi nước : làm giảm độ ẩm nguyên liệu bằng cách sấy.
Đối lưu : làm giảm nhiệt độ bằng cách cho dòng không khí lạnh đi qua lớp nguyên liệu

Hình 1. Vị trí máy làm nguội trong quy trình sản xuất viên nén gỗ

Tùy thuộc vào quy trình công nghệ và yêu cầu kỹ thuật mà có thể có hoặc không quá trình làm bay hơi nước.

Hiệu quả của quá trình làm nguội phụ thuộc vào các yếu tố sau :

Nhiệt độ không khí (Air Temperature)
Độ ẩm tương đối của không khí (Relative Humidity)
Lưu lượng khí (Air Flow)
Thiết kế
Kích thước và tính đồng nhất của viên nén
Độ dày lớp nguyên liệu trên sàn làm nguội.

Lưu ý

Cần điều chỉnh thời gian làm nguội hoặc lưu lượng khí theo kích thước của viên nén :

Hình 2. Một số kích thước chuẩn của viên nén và thời gian làm nguội tương ứng

Viên nén thành phẩm sẽ có lẫn bụi, vụn vỡ, gây cản trở lượng khí đi qua lớp vật liệu và có nguy cơ làm nghẽn hệ thống ống khí. Ngoài ra, sự không đồng đều hoặc độ dày của lớp nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến lưu lượng khí làm nguội dẫn đến mẻ sản phẩm có chất lượng không đồng đều.

Hình 3. Ảnh hưởng của độ dày lớp nguyên liệu trên sàn làm nguội

2. Các loại máy làm nguội

2.1. Máy làm nguội kiểu đứng – vertical cooler

Hình 4. Hình dáng máy làm nguội kiểu đứng

Nguyên liệu rơi tự do vào buông làm nguội. Không khí tự nhiên bên ngoài sẽ được hút vào trong thông qua các khe lấy gió. Nguyên liệu đầu vào sẽ tiếp xúc với không khí, nhiệt độ nguyên liệu được truyền cho không khí rồi dẫn ra ngoài. Nguyên liệu sẽ rơi xuống buồng xả và được vận chuyển đi.

Hình 5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Ưu điểm : Kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt, hiệu quả làm mát tốt
Nhược điểm : dễ bị nghẽn nếu không kiểm soát được lượng nguyên liệu đầu vào, thích hợp cho những nguyên liệu rời, ít bị kết dính, không kiểm soát được độ dày lớp nguyên liệu.

2.2. Máy làm nguội kiểu ngang – horizontal cooler

Hình 6. Hình dáng máy làm nguội kiểu ngang

Sử dụng băng tải để vận chuyển nguyên liệu vào vùng làm nguội, nguyên liệu sẽ trao đổi nhiệt với luồng không khí mát được hút vào thông qua khe lấy gió. Một số máy làm nguội kiểu ngang này sẽ có thêm buồng sấy trước khi vào buồng làm nguội nhằm làm giảm độ ẩm cho nguyên liệu đầu ra.

Hình 7. Nguyên lý hoạt động của máy làm nguội kiểu ngang

Có thể điều chỉnh lớp nguyên vật liệu bằng cách điều chỉnh góc mở cửa nguyên liệu đầu vào.

Ưu điểm : Thích hợp ở những vị trí có chiều cao thấp, công suất làm nguội lớn, có thể điều chỉnh được thời gian làm nguội bằng cách thay đổi tốc độ băng tải.
Nhược điểm : Chiếm nhiều không gian lắp đặt, thiết kế phức tạp.

2.3. Máy làm nguội kiểu Counter Flow

Đây là loại được sử dụng nhiều nhất trong các dây chuyền thức ăn thủy sản, viên nén gỗ,…

Hình 8. Các loại Counter-flow Cooler

Hình 9. Cấu tạo của Counter-Flow Cooler

Với thiết kế này, nguyên liệu sẽ đi vào máy thông qua AirLock. Sau đó, nhờ bộ rải liệu mà nguyên liệu được dàn điều bên trong máy. Một quạt hút sẽ hút không khí mát từ bên ngoài vào trong buồng thông qua các khe lấy gió sau đó đi ra đường thoát khí. Khi độ dày lớp nguyên liệu đạt được như mong muốn (nhờ cảm biến báo mức), một động cơ sẽ điều khiển sàn xả liệu xả nguyên liệu xuống phễu và rơi ra ngoài.

Hình 10. Nguyên lý hoạt động của Counter-Flow Cooler

Độ dày lớp nguyên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ cao của cảm biến báo mức xả. Đây là loại máy dễ lắp đặt, bảo quản, hiệu suất làm mát cao, chiếm ít không gian lắp đặt.