Trong những năm đầu của công cuộc xây dựng đất nước, hầu hết những nhà máy chế biến chè đen xuất khẩu do Liên Xô (cũ) giúp đỡ xây dựng và trang bị thiết bị. Các phòng lên men được trang bị, hệ thống làm lạnh không khí, tái tuần hoàn không khí và phun ẩm. Sau một thời gian sản xuất hầu hết các phòng lên men này đều bộc lộ các nhược điểm là:

1- Trang thiết bị, nhà xưởng để hệ thống làm lạnh không khí cồng kềnh, tốn kém. Điện năng dùng cho các thiết bị bơm, quạt, máy nén của hệ thống này chiếm tỷ lệ khá lớn so với tổng số điện năng dùng cho cả dây chuyền sản xuất.

2- Hệ thống phun ẩm làm việc kém hiệu quả do chất lượng nước cấp kém. Điều này do nhiều nguyên nhân:

- Nguồn nước bị ô nhiễm.

- Hệ thống xử lý nước nguồn không có, hoặc có nhưng trong quá trình hoạt động đã bị hư hỏng.

- Hệ thống ống dẫn kim loại dùng quá lâu đã bị han rỉ, các bể phun tắc không có thay thế, máy phun ẩm đã gây tiếng ồn lớn và mau hư hỏng do động cơ điện làm việc trong quá trình ẩm.

Xuất phát từ thực tế đó, ngay từ những năm 1990, bộ môn cơ điện, Viện nghiên cứu chè đã tiến hành nghiên cứu, thiết kế phòng lên men nhằm đạt được những điều kiện tối ưu cho công nghệ, thích ứng với điều kiện thực tế của Việt Nam.

Quá trình nghiên cứu thực hiện theo 4 bước chủ yếu:

1- Khảo sát một số phòng lên men ở các nhà máy 20 tấn/ngày (chè Phú Thọ), 13 tấn/ngày (chè Yên Bái, Nghĩa Lộ, Đoan Hùng...)

2- Thiết kế:

a) Dàn phun ẩm đơn DP-I/4.

b) Dàn phun ẩm kép DP-II/8.

c) Thiết kế hệ thống điều hòa không khí phòng men.

d) Tập hợp các yêu cầu xây dựng phòng men cho các loại nhà máy.

3- Chế tạo dàn phun và chọn lựa các thiết bị quạt máy nén khí.

Trong quá trình chế tạo dàn phun hợp bộ chúng tôi đã đạt được tiến bộ trong công nghệ chế tạo béc phun:

- Béc phun chế tạo ra đạt được độ phun mù cao, các hạt nước với kích thước vô cùng nhỏ lơ lửng và khuếch tán nhanh vào không khí.

- Béc phun làm việc có tuổi thọ cao, có thể với hàng ngàn giờ không phải sửa chữa, thay thế.

Năm 1990, cơ sở sản xuất ứng dụng đề tài phòng lên men của chúng tôi là Xí nghiệp nông công nghiệp chè Phú Sơn. Đây là xí nghiệp được xây dựng với qui mô 48 tấn/ngày. Nguồn nước cấp để cho sản xuất là nước ngầm có chất lượng tốt. Sau một thời gian thiết kế, chế tạo và lắp ráp, hệ thống phun ẩm đã đưa vào sản xuất thành công. Tuy nhiên, ở một số xí nghiệp ứng dụng phương thức phun ẩm khí nên chúng tôi đã cải tiến thêm rất nhiều nhằm thỏa mãn các yêu cầu cụ thể của từng xí nghiệp.

Sau đây là một vài ví dụ tính toán nhiệt động học quá trình phun ẩm cho phòng men.

Công việc đầu tiên chúng tôi chọn 2 thông số:

- Nhiệt độ trung bình lớn nhất (^oC).

- Độ ẩm tương đối trung bình nhỏ nhất (%).

Chọn 2 thông số này để thiết kế dàn phun ẩm và quạt điều hòa không khí phòng lên men là điều kiện nặng nề nhất của thiết bị phải làm việc, nhằm thỏa mãn thiết bị trong mọi điều kiện.

Trên đồ thị I-d (hình 1) quá trình phun ẩm được mô tả như sau:

Qua hình 1 cho thấy khi phun ẩm trong điều kiện có thông gió điều hòa thì theo tính toán của chúng tôi độ gia ẩm D d sẽ là:

NGUYỄN VI SỬ
Viện nghiên cứu chè