Sấy tầng sôi: vì sao lô hạt không chịu khô và cách kiểm soát độ ẩm cuối cho chuẩn

Hạt không chịu khô là một trong những lý do phổ biến nhất khiến nhà máy phải hủy mẻ hoặc sấy lại, đặc biệt với cốm và granule dùng cho viên nén hay cốm pha. Máy sấy tầng sôi (fluid bed dryer – FBD) gần như là thiết bị bắt buộc sau công đoạn tạo hạt ướt, nhưng không ít ca vận hành vẫn kết thúc bằng câu hỏi: máy chạy đủ thời gian, sao ẩm cuối vẫn lệch?

Bản chất của sấy tầng sôi là thổi dòng khí nóng xuyên qua lớp hạt với vận tốc đủ lớn để hạt lơ lửng, diện tích tiếp xúc khí-hạt đạt tối đa, ẩm thoát ra nhanh. Chất lượng mẻ sấy được quyết định bởi bốn nhóm thông số: nhiệt độ khí vào/ra, độ ẩm khí vào (điểm sương), lưu lượng gió (tốc độ tầng sôi) và chênh áp qua lớp hạt. Hỏng một trong bốn là hỏng cả mẻ.

Với sản phẩm nhạy nhiệt như cốm kháng sinh hay TPCN chứa probiotic, nhiệt độ khí vào thường giữ ở 50-70°C, khí ra 30-40°C. Nhưng ở Việt Nam, độ ẩm không khí 70-85% là bình thường. Nếu khí vào không đi qua bánh xe hút ẩm (desiccant wheel), đến giai đoạn cuối khi hạt gần khô, dòng khí ẩm gần như không còn khả năng kéo ẩm ra khỏi sản phẩm, độ ẩm cuối kẹt ở mức 3-4% dù sấy bao lâu. Kinh nghiệm DKQ: điểm sương khí vào nên duy trì ≤ 8°C (tương đương độ ẩm tuyệt đối khoảng 6,5 g/kg) và phải giám sát online, không đo thủ công.

Lỗi kinh điển thứ hai là vận hành theo đồng hồ thay vì theo điểm cuối (end-point). Độ ẩm mẻ phụ thuộc khối lượng nạp, độ ẩm hạt ướt đầu vào và cả thời tiết. Hai mẻ cùng sấy 45 phút có thể cho ẩm cuối chênh nhau 1-1,5%. Cách làm chuẩn: theo dõi chênh lệch nhiệt độ khí vào – khí ra; khi nhiệt độ khí ra tăng dần và delta T ổn định quanh ngưỡng đã thẩm định (thường 25-30°C tùy sản phẩm), lượng ẩm thoát ra không còn đáng kể – đó mới là lúc dừng. Có máy đo ẩm online nguyên lý hồng ngoại gần (NIR) thì càng tốt, nhưng delta T vẫn là chỉ báo rẻ tiền và đáng tin cậy nhất.

Ba lỗi cơ khí thường bị bỏ qua: lưới phân phối khí bị tắc khiến luồng khí đi lệch (channeling), hạt chỗ khô chỗ ướt; túi lọc giũ không sạch làm tăng trở lực, giảm lưu lượng gió giữa mẻ; gioăng thân máy hở làm rò khí nóng, sai lệch toàn bộ chế độ sấy. Tại một nhà máy khách hàng sản xuất cốm TPCN lô 300 kg, độ ẩm cuối dao động 2,2-3,8% giữa các mẻ. Kiểm tra thực tế cho thấy cảm biến nhiệt độ khí ra bị bám bột, đọc thấp hơn thực tế 3-4°C. Sau khi vệ sinh cảm biến, lắp thêm cảm biến điểm sương online và chuyển quy trình sang dừng theo delta T, độ lệch ẩm cuối thu về ±0,3%.

Khi chọn mua hoặc nâng cấp FBD, cần làm rõ vài điểm: diện tích lưới phân phối và lưu lượng quạt phải tính theo mật độ khối hạt của sản phẩm thật – nhà cung cấp báo công suất theo nước không có nghĩa máy sấy tốt hạt của bạn; quạt phải dùng biến tần để chỉnh tốc độ tầng sôi theo từng pha (sấy nhanh đầu mẻ, giảm gió cuối mẻ tránh vỡ hạt khô); hệ giũ túi lọc pulse-jet phải chạy chu kỳ tự động; nếu muốn tạo hạt và sấy trong cùng thiết bị, chọn cấu hình top-spray có hệ phun dung dịch kết dính – giảm một công đoạn chuyển máy, giảm rủi ro nhiễm chéo. Toàn bộ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp phải nằm trong kế hoạch hiệu chuẩn định kỳ và được kiểm chứng trong hồ sơ thẩm định IQ/OQ của thiết bị.

Kết luận: sấy tầng sôi không khó, khó ở chỗ nhà máy hay sấy theo thói quen. Kiểm soát tốt khí vào (nhiệt độ và điểm sương), dừng mẻ theo end-point thay vì đồng hồ, giữ bộ ba lưới phân phối – túi lọc – gioăng kín ở trạng thái chuẩn, thì độ ẩm cuối sẽ ổn định trong biên độ hẹp – điều kiện tiên quyết để viên nén cứng đều, cốm pha tan tốt và lô nào cũng qua kiểm tra chất lượng ngay lần đầu.