Đang tải... (xem toàn văn)
Một máy sấy tầng sôi liên tục cấp khí kiểu xung được sử dụng để thí nghiệm sấy đường RS (Refined Sugar). Nghiên cứu được thực hiện theo quy hoạch thực nghiệm đơn yếu tố để xác định miền ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy đến độ ẩm sản phẩm sấy (%), tỷ lệ thu hồi sản phẩm (%), chi phí điện năng riêng (Wh/kg sản phẩm) và chi phí nhiệt năng riêng (kJ/kg sản phẩm).
100 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA MIỀN NHIỆT ĐỘ TÁC NHÂN SẤY ĐẾN QUÁ TRÌNH SẤY ĐƯỜNG RS TRÊN MÁY SẤY TẦNG SƠI LIÊN TỤC CẤP KHÍ KIỂU XUNG EXPERIMENTAL STUDY ON INFLUENCE DETERMINATION OF TEMPERATURE REGION OF HOT AIR TO THE REFINED SUGAR DRYING ON THE MODEL OF PULSED CONTINUOUS FLUIDIZED BED DRYER Lê Hồng Long1, Phạm Quang Phú2, Bùi Trung Thành2 Trường trung cấp nghề Quang Trung, Việt Nam Trường Đại học Cơng nghiệp TP.HCM, Việt Nam Ngày tồ soạn nhận 21/9/2018, ngày phản biện đánh giá 23/10/2018, ngày chấp nhận đăng 03/01/2019 TÓM TẮT Một máy sấy tầng sơi liên tục cấp khí kiểu xung sử dụng để thí nghiệm sấy đường RS (Refined Sugar) Nghiên cứu thực theo quy hoạch thực nghiệm đơn yếu tố để xác định miền ảnh hưởng nhiệt độ tác nhân sấy (tg,C) đến độ ẩm sản phẩm sấy (%), tỷ lệ thu hồi sản phẩm (%), chi phí điện riêng (Wh/kg sản phẩm) chi phí nhiệt riêng (kJ/kg sản phẩm) Thực nghiệm sấy thực mơ hình có suất 20kg/giờ, miền nhiệt độ tác nhân sấy xác định tg = 70C80C, sở cố định chiều cao lớp hạt trợ sơi tối thiểu H0 = 65mm, đường kính hạt sấy dp = 0,8mm, vận tốc tác nhân sấy vg = 2,0m/s, tần số cấp khí f = 0,5Hz cho chất lượng hạt sấy phù hợp theo tiêu chuẩn TCVN 6958: 2001, với độ ẩm sản phẩm đạt 0,050,06%, tiêu hao nhiệt lượng riêng phạm vi 10081116 kJ/kg sản phẩm; tiêu hao điện riêng phạm vi 193211 Wh/kg sản phẩm tỷ lệ thu hồi sản phẩm phẩm đạt 8788% Từ khóa: Đường RS; chế độ sấy; máy sấy tầng sơi liên tục cấp khí kiểu xung; thực nghiệm đơn yếu tố; hàm mục tiêu trình sấy ABSTRACT A pulsed fluidized bed dryer is used to experimental refined sugar (RS) drying The experiments were conducted on the single factor experiments to determine the influence of the hot air temperature region (tg,C) to the moisture content of the product (%), the collectable finished product efficiency (%), the specific electrical consumtion (Wh/kg finished product) and the specific heat consumption (kJ/kg finished product) The experimental model has its capacity of 20kg per hour with the 04 (four) fixed technological parameters during doing experiments such as the height of basic dried layer (H0, mm) is 65mm, the hot air velocity (vg, m/s) is 2m/s, pulsed frequency (f, Hz) is 0,5Hz and the mean diameter of RS (dp, mm) and the temperature region of hot air were adjusted from 70 to 80C The practical results are obtained that the quality of the dried grains met the TCVN 6958: 2001 with moisture content of finished product is 0,05- 0,06%, specific heat consumption is 10081116 kJ /kg finished product), the specific electrical consumption is 193211 Wh/ kg finished product and the collectable efficiency of finished product is 8788% Keywords: Refined sugar; pulsed continuous fluidized bed dryer; single factor experiments; the objective functions of drying process; drying regimes Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh ĐẶT VẤN ĐỀ Đường (Sugarcane) thành phần quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm nguồn cung cấp lượng cho người Đường RS hình thành từ trình kết tinh, độ ẩm sau ly tâm thường từ 1% – 2% [1] Nếu ẩm đường khơng loại bỏ đường dễ bị nhiễm khuẩn màu không sáng Theo [2], độ ẩm đường thô để bảo quản cần nhỏ 0,2% độ ẩm sản phẩm đường tinh luyện không lớn 0,05% [3] Do đó, q trình sấy đường RS sau ly tâm cần thiết để đảm bảo chất lượng thời gian bảo quản Trước đây, đường RS thường sấy máy sấy thùng quay, dần sau máy sấy tầng sôi kiểu rung thay với nhiều ưu điểm [4], [5] Nhược điểm lớn kỹ thuật sấy tầng sôi chi phí lượng cao phải vận hành sấy vận tốc áp suất tác nhân sấy cao Để giải vấn đề này, Gawrzynski cộng (1999) [6] đề xuất phương pháp sấy tầng sơi gọi tầng sơi xung khí hay cịn gọi tầng sơi cấp khí kiểu xung (pulsed fluidized bed - PFB) Các nghiên cứu công bố lĩnh vực cho thấy kết khả quan tiết kiệm lượng trình sấy [7], [8] Ảnh hưởng nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân tần số xung khí đến tổn thất áp suất, thời gian sấy nghiên cứu [8] Somkiat cộng [9] công bố chi phí lượng cho q trình sấy tầng sơi xung khí sấy lúa thấp 30- 50% so với tầng sôi thông thường A (t0, 0), tác nhân sấy B (t1, 1) Bộ gia nhiệt (2) 101 Nhiệt độ tác nhân sấy số yếu tố quan trọng kỹ thuật sấy, nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến thời gian sấy chi phí sấy Đối với sấy đường, nhiệt độ sấy cao ảnh hưởng đến tiêu thụ nhiệt năng, ảnh hưởng đến màu sắc bị caramel hóa, làm giảm mỹ quan chất lượng sản phẩm [1] Nội dung báo đề cập đến nghiên cứu thực nghiệp xác định ảnh hưởng miền nhiệt độ tác nhân sấy, sấy đường RS lớp sơi cấp khí kiểu xung đến chất lượng hạt sấy, tiêu thụ điện riêng, tiêu thụ nhiệt riêng tỉ lệ thu hồi sản phẩm phẩm VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu mơ hình thí nghiệm Tác giả định hướng nghiên cứu sấy đường RS phương pháp sấy tầng sơi liên tục cấp khí kiểu xung nhằm ứng dụng cho dây chuyền sản xuất đường RS công nghiệp Việt Nam, nên độ ẩm đường RS nguyên liệu có độ ẩm M1 = 1,5% ±0,2, kích thước hạt sấy trung bình dp = 0,8mm Mơ hình thiết kế có suất G1= 20kg/giờ, cấp liệu rung cung cấp ổn định 0,33 kg/phút, điện trở gia nhiệt tác nhân sấy lắp điều khiển nhiệt độ, cho phép điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy theo yêu cầu thí nghiệm chế độ sấy Độ ẩm tương đối khơng khí mơi trường thời gian thí nghiệm a = 70 75%, nhiệt độ môi trường t0 = 30 31C Lớp đường RS khô làm lớp đệm trợ sôi ban đầu ứng dụng theo [10] có cấp hạt đa phân tán độ ẩm 0,05% Lưu trình cấp tác nhân sấy hoạt động sấy trình bày hình (5) (G1, M1) C (t2, 2) Buồng sấy tầng sôi (4) (6) (G2, M2) 1- quạt cấp tác nhân sấy; 2- gia nhiệt điện trở; 3- Bộ cấp khí kiểu xung; 4- buồng sấy tầng sôi; 5- thiết bị cấp liệu; 6- cửa sản phẩm sấy; 7- cyclone thu hồi bụi đường; Hình Lưu trình tác nhân sấy vật liệu sấy mơ hình sấy tầng sơi xung khí liên tục 102 STT Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Bảng Các thơng số mơ hình sấy tầng sơi xung khí Thiết bị/bộ phận Thông số kỹ thuật Quạt cấp tác nhân Lưu lượng: 0,63 m3/s Tổng áp: 1244 Pa Công suất động cơ: 2,2 kW Bộ gia nhiệt điện trở Kích thước tổng thể (DxRxC): 600mm x 630mm x 275mm Công suất nhiệt: 1,0 kW Số điện trở: Thiết bị tạo xung khí Kích thước tổng thể (DxRxC): 600mm x 550mm x 550mm Đường kính đĩa quay đĩa tĩnh: 500mm 550mm Đường kính lỗ phân phối: 150mm Số lỗ đĩa quay đĩa tĩnh: 01 06 Công suất động cơ: Hp Buồng sấy Kích thước tổng thể (DxRxC): 1750mm 300mm 350mm Vật liệu chế tạo: SUS304 Buồng lắng Kích thước tổng thể (DxRxC): 1750mm 450mm 350mm Vật liệu chế tạo: SUS304 1- Phễu chứa đường RS ẩm; 2- Vít tải nguyên liệu; 3-Buồng sấy tầng sơi; 4- Bộ cấp khí kiểu xung; 5Bộ gia nhiệt tác nhân sấy; 6- Ống thải khí ẩm; 7- Ống khí ẩm khỏi hệ thống sấy; 8- Cyclone; 9- quạt cấp khí tươi vào trao đổi nhiệt Hình Mơ hình máy sấy tầng sơi xung khí phục vụ thí nghiệm 2.2 Dụng cụ thí nghiệm Các thí nghiệm thực mơ hình máy sấy tầng sơi liên tục cấp khí kiểu xung, đặt khoa công nghệ Nhiệt Lạnh, trường Đại học công nghiệp Tp HCM (hình 2) Khơng khí gia nhiệt điện trở, nhiệt độ tác nhân sấy điều khiển điều khiển Autonics TZN4M Quạt cấp khí lắp biến tần Hitachi X200 để điều khiển lưu lượng cấp vào buồng sấy Động điện dùng truyền động cho van cấp khí vào buồng sấy lắp biến tần Schneider ATV312HU15M2 để điều khiển số vòng quay, nhằm điều chỉnh tần số cấp xung khí vào buồng sấy Độ ẩm đường RS đo máy phân tích độ ẩm Axis AGS100, có sai số đo 0,01%, vận tốc tác nhân sấy đo thiết bị Extech SDL350 với sai số 0,01 m/s, đồng hồ điện pha EMIC MV3E4 sử dụng để xác định điện tiêu thụ Ngồi cịn có điều khiển nhiệt độ Autonics TZN4M ghi PNTECH DDC-C46 sử dụng để điều khiển ghi liệu nhiệt độ trình sấy phạm vi đo từ 0400C sai số 0,5C Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 2.3 Phương pháp nghiên cứu Giai đoạn thí nghiệm thăm dị Tiến hành xây dựng số liệu thí nghiệm thăm dị trước thực thí nghiệm đơn yếu tố Mức thí nghiệm nhiệt độ sấy dựa vào nguồn tài liệu kỹ thuật sấy đường RS [1], [4], số liệu khảo sát thực tế ý kiến chuyên gia lĩnh vực sấy đường RS nhà máy đường Việt Nam Giai đoạn thực thí nghiệm Phương pháp áp dụng cho nghiên cứu cố định yếu tố công nghệ đầu vào gồm: vận tốc tác nhân sấy (vg, m/s), chiều cao lớp trợ sôi ban đầu (H0, mm), tần số cấp khí kiểu xung (f, Hz) đường kính trung bình hạt sấy (dp, mm) ảnh hưởng đến hàm mục tiêu, yếu tố nhiệt độ tác nhân sấy (tg, C) điều chỉnh theo kỹ thuật sấy để xác định miền ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ tới hàm mục tiêu nghiên cứu [11] 2.4 Xác định thông số công nghệ hàm mục tiêu 2.4.1 Xác định thông số công nghệ a) Nhiệt độ tác nhân sấy tg (C) Qua nguồn tài liệu sấy đường RS giới, ý kiến chuyên gia theo sử dụng kết thí nghiệm thăm dò cho thấy nhiệt độ sấy đường RS biến thiên phạm vi từ 50C 90OC [1][4] thí nghiệm ta chọn tg biến thiên từ 50C đến 90C với khoảng biến thiên t = 10C Nhiệt độ sấy điều khiển thiết bị Autonics TZN4M ghi liệu tự động thiết bị PNTECH DDC-C46 12 vị trí dọc theo chiều dài máy sấy b) Vận tốc tác nhân sấy vg (m/s) Vận tốc tác nhân sấy thông số phản ánh tính đặc thù sấy tầng sơi Vận tốc dịng khí cấp thổi qua lớp hạt có lực đủ lớn để nâng lớp hạt trạng thái lơ lửng, thắng lực cản trọng lực hạt, phải giới hạn không làm thổi hạt 103 đường RS bay khỏi buồng sấy [12] Vận tốc tác nhân sấy đo vị trí cách mặt cắt ngang lớp hạt buồng cấp khí thiết bị Extech SDL350 Trong thí nghiệm này, vận tốc tác nhân sấy cố định mức vg = 2m/s c) Tần số cấp khí kiểu xung f (Hz) Cấp khí kiểu xung nghiên cứu báo nhằm thể khác biệt sấy lớp hạt sôi cấp khí kiểu xung tầng sơi liên tục thơng thường Tần số cấp khí xung thay đổi theo số lần đóng mở van bướm cấp khí vào buồng sấy điều chỉnh cách thay đổi số vòng quay động tạo xung nhờ biến tần Schneider ATV312HU15M2 Tần số cấp khí xung ký hiệu (f) Trong thí nghiệm ta cho tần số cấp khí mức f = 0,5Hz Nếu ta gọi f (s) thời gian để dịng khí cấp vào vị trí mặt cắt ngang buồng sấy, tần số xung khí xác định bằng: f f Hz (1) Với tần số xung khí f = 0,5Hz, có nghĩa sau giây, dịng khí nóng cấp trở lại vị trí cũ Như với mơ hình thí nghiệm sử dụng có vị trí cấp khí chu kì cấp khí sau: Hình Mơ tả chu kì cấp xung khí mơ hình sấy d) Kích thước hạt sấy dp (mm) Kích thước hạt sấy thơng số ảnh hưởng đến vận tốc tác nhân sấy chất lượng lớp sơi Kích thước hạt ảnh hưởng đến trở lực dịng khí qua lớp hạt Nếu hạt có kích thước bé q trình 104 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh sơi khó [8], trở lực qua lớp hạt lại lớn, ngược lại, hạt lớn yêu cầu vận tốc tác nhân sấy qua lớp hạt hóa sơi lớn, tổn thất áp suất tăng [13] làm tăng cơng suất quạt cấp khí ảnh hưởng đến đến chi phí tiêu thụ điện riêng Kích thước hạt sấy phân loại xác định phương pháp sàng (rây) với cỡ rây tiêu chuẩn (0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 1,2 mm) Trong thí nghiệm này, đường kính trung bình chọn dp = 0,8mm e) Chiều dày lớp hạt trợ sôi H0 (mm) Do đường RS có đặc tính kết khối cấp nhiệt nên trước sấy bố trí sẵn lớp hạt trợ sôi ban đầu giống kỹ thuật sấy muối tinh, trình bày [10] Thơng qua kết nghiên cứu thực nghiệm sơ cho thấy chiều dày lớp hạt sấy cấp vào buồng sấy xác định chiều dày lớp hạt đường RS làm lớp đệm trợ sôi thời điểm bắt đầu khởi động trình sấy [10] Chiều dày lớp hạt trợ sơi thí nghiệm chọn mức H0 = 65mm 2.4.2 Xác định hàm mục tiêu Các hàm mục tiêu xác định sấy đường RS gồm tiêu gồm: độ ẩm sản phẩm, tỉ lệ thu hồi phẩm, chi phí điện riêng chi phí nhiệt riêng Những thơng số chịu ảnh hưởng thông số công nghệ: nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân sấy, tần số cấp khí kiểu xung đường kính trung bình hạt đường RS chiều cao lớp hạt trợ sôi ban đầu a) Chất lượng sấy Chất lượng sản phẩm đường RS đánh giá qua tiêu gồm, độ ẩm M2, màu sắc, thành phần vi lượng, Trong phạm nghiên cứu tác giả chọn độ ẩm M2 (%) mã hóa Y1 (%) làm tiêu đánh giá chất lượng Giá trị độ ẩm đối chiếu theo tiêu chuẩn TCVN 6958: 2001[3] b) Tỷ lệ thu hồi phẩm (1) Sản phẩm sấy gồm hai loại, loại thứ gọi phẩm ký hiệu (G2) thu hồi cửa buồng sấy, loại thứ phụ phẩm gồm bụi đường thu hồi đáy cyclone Trong phần nghiên cứu đề cập đến loại phẩm G2, giá trị đối chiếu với tổng sản phẩm lý thuyết (giá trị lý thuyết có từ kết tính tốn) mã hố Y2 (%) c) Chi phí điện riêng (Ni) Tiêu thụ điện riêng tiêu thụ điện dùng để sấy 1kg sản phẩm đạt độ ẩm tiêu chuẩn Tiêu hao điện gồm toàn tiêu thụ điện quạt cấp động lắp theo mơ hình thí nghiệm sấy, mã hố Y3, đơn vị Wh/kg sản phẩm Tổng điện tiêu thụ cho thiết bị đo đồng hồ điện pha EMIC MV3E4 d) Tiêu hao nhiệt lượng riêng (q) Nhiệt lượng riêng tiêu hao để sấy 1kg sản phẩm đạt độ ẩm tiêu chuẩn có tính đến tổn thất nhiệt, mã hố Y4, đơn vị kJ/kg sản phẩm Tổng nhiệt lượng cung cấp cho gia nhiệt quy đổi từ giá trị điện tiêu thụ thực tế cho điện trở gia nhiệt (điện tiêu thụ điện trở đo 01 đồng hồ điện pha EMIC loại gián tiếp) 2.5 Bố trí thí nghiệm Các thông số cố định theo [11],[14]bao gồm: Độ ẩm nguyên liệu (tính theo sở ướt) cố định M1= 1,50,2%; Kích thước hạt sấy trung bình dp = 0,8mm; Chiều dày lớp đệm trợ sơi bố trí H0= 65mm; vận tốc tác nhân sấy vg = 2m/s; mức suất cấp vào mơ hình sấy 0,33± 0,2 kg /phút (năng suất 20kg/giờ); độ ẩm sản phẩm (M2) yêu cầu đạt 0,05% (theo TCVN 6958: 2001)[3], khối lượng sản phẩm thu theo lý thuyết (G2lt) là: G2lt G1 100 M1 100 1,5 20 19,7 kg/h (2) 100 M 100 0,05 Xác định độ ẩm sản phẩm (Y1, %): Sáu mẫu sản phẩm sấy lấy ngẫu nhiên sau 10 phút sấy trình sấy (60 phút), sản phẩm lấy cửa máy sấy cho vào hũ đựng mẫu Do máy sấy hoạt động liên tục nên để đảm bảo độ xác đồng đều, độ ẩm sản phẩm Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh tính theo giá trị trung bình mẫu theo công thức: Y1 M10 M 20 M 30 M 40 M 50 M 60 ,% (3) Với M10, M20, M30, M40, M50, M60 độ ẩm trung bình mẫu lấy theo thời gian (10, 20, 30, 40, 50 60 phút) Xác định tỉ lệ thu hồi phẩm (Y2, %): Y2 G2 100% G2lt (4) Với: G2 – khối lượng sản phẩm thu thực tế (kg/h); G2lt – khối lượng sản phẩm theo lý thuyết (kg/h) Tỉ lệ thu hồi phẩm thông số mục tiêu để đánh giá suất thực tế máy sấy Đối với máy sấy tầng sơi có sử dụng lớp đệm trợ sơi tỉ lệ không vượt 100% vật liệu khỏi máy sấy q nhiều lớp đệm khơ trợ sôi bị phá vỡ chế độ sôi bị dừng lại Xác định chi phí điện riêng (Y3, Wh/kg SP) lượng điện tiêu hao để sấy kg sản phẩm, xác định cơng thức sau: Y3 A G2 105 Trong đó: A -tổng điện tiêu thụ quạt động (Wh) đo đồng hồ điện pha EMIC MV3E4 Xác định chi phí nhiệt riêng (Y4, kJ/kg SP): lượng nhiệt cần thiết để sấy kg sản phẩm, xác định: Y4 Q G2 (6) Trong đó, Q- tổng nhiệt lượng cung cấp gia nhiệt điện trở, kJ Để xác định tổng nhiệt tiêu thụ, 01 đồng hồ điện pha loại gián tiếp EMIC MV3E4 5A lắp riêng để xác định điện tiêu thụ cho điện trở qua quy đổi giá trị nhiệt Với hệ số công suất điện trở cos = Q = 3600.A1 (kJ) Trong A1 tổng điện tiêu thụ điện trở (kWh) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đối với thực nghiệm xác định ảnh hưởng miền nhiệt độ tác nhân sấy đến hàm mục tiêu, 05 thí nghiệm tiến hành kết thực nghiệm trình bày bảng (5) Bảng Kết thực nghiệm đơn yếu tố xác định ảnh hưởng nhiệt độ tác nhân đến hàm mục tiêu Thông số công nghệ Hàm mục tiêu TN tg dp vg f Y1 Y2 Y3 Y4 (m/s) (Hz) (%) (%) (Wh/kgSP) (kJ/kgSP) (C) (m) 50 0,135 82,23 228 520 60 0,089 86,29 218 684 70 0,5 800 0,06 88,83 211 1008 80 0,05 97,46 193 1116 90 0,073 95,43 197 1268 Sử dụng phần mềm SPSS phiên 22.0 [15] để xử lý đánh giá số liệu thực nghiệm cho kết với nhận xét sau: 3.1 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến độ ẩm sản phẩm Căn kết xử lý số liệu xây dựng đồ thị (hình 4) có số nhận xét sau: 106 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến độ ẩm sản phẩm theo quy luật hàm bậc với hệ số ý nghĩa phân tích phương sai (0,994 > 0,95), hệ số tương quan lớn (R = 0,997) Mức ý nghĩa hệ số lớn 0,95, tiêu chuẩn Fisher (159,725), tiêu chuẩn Student hệ số đáp ứng Phương trình hồi quy thiết lập: Y1 0,7226 0,0173.t g 1,121.10 4.t g2 (7) Ở mức nhiệt độ sấy ( 0,95), hệ số tương quan lớn (R = Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chi phí điện riêng theo quy luật hàm logarit, hệ số ý nghĩa phân tích phương sai (0,991 > 0,95), hệ số tương quan Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh R = 0,960, mức ý nghĩa hệ số lớn 0,95, tiêu chuẩn Fisher (35,607) tiêu chuẩn Student hệ số đáp ứng Phương trình hồi quy thiết lập: Y3 467,13 61,016.ln(t ) (9) Xét mặt tổng tiêu thụ điện cho tồn q trình sấy việc tăng hay giảm nhiệt độ sấy không làm thay đổi điện cung cấp cho quạt động Tuy nhiên xét đến chi phí điện riêng tính cho (01) kg sản phẩm giá trị phụ thuộc vào khối lượng phẩm sản phẩm sấy thu sau sấy, phí điện riêng giảm sấy nhiệt độ cao, lại tăng lên sấy nhiệt độ tác nhân sấy thấp Điều giải thích, sấy nhiệt độ thấp hạt sấy không đạt độ ẩm nên nhảy qua chắn (một chắn bố trí cuối buồng sấy) kết lượng thu hồi sản phẩm G2 lại so với thiết kế chi phí tiêu thụ điện riêng cao so với sấy nhiệt độ cao.Miền nhiệt độ sấy hợp lý thực nghiệm xác định phạm vi 80- 90 OC Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chi phí điện riêng 3.4 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chi phí tiêu hao nhiệt riêng Căn kết xử lý số liệu đồ thị (hình 7), số nhận xét rút sau: Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chi phí nhiệt riêng theo quy luật hàm logarit với hệ số ý nghĩa phân tích phương sai (0,999 > 0,95), hệ số tương quan R = 0,990, mức ý nghĩa hệ số lớn 0,95 Tiêu chuẩn Fisher (145,716) tiêu chuẩn 107 Student hệ số đáp ứng Phương trình hồi quy thiết lập: Y4 4656,04 +1318,85.ln(t ) (10) Chi phí nhiệt riêng phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ sấy, sấy nhiệt độ cao chi phí tăng lên đáng kể Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chi phí nhiệt riêng KẾT LUẬN Nhiệt độ tác nhân sấy tăng cường độ thoát ẩm vật liệu sấy nhanh, tăng mức cần thiết lại không mang lại hiệu lại làm tăng tiêu hao nhiệt lượng riêng độ ẩm sản phẩm lại không cần khô Ngược lại, nhiệt độ tác nhân sấy thấp, q trình bốc kém, khơng đáp ứng với lượng đường RS nạp vào theo thiết kế dẫn đến làm phá hỏng lớp hạt giả lỏng trình sấy sớm kết thúc Miền nhiệt độ tác nhân sấy tg =70C với chiều cao lớp hạt trợ sôi tối thiểu H0= 65mm, đường kính hạt sấy dp= 0,8mm, vận tốc tác nhân sấy vg= 2m/s cho chất lượng hạt sấy đạt độ ẩm tiêu chuẩn;tiêu hao nhiệt lượng riêng phạm vi 1008 1116 kJ/kg sản phẩm; tiêu hao điện riêng từ 193 211Wh/kg sản phẩm tỷ lệ thu hồi phẩm đạt 87 88% Cần tiến hành thực nghiệm đa yếu tố để xét đồng thời ảnh hưởng thông số công nghệ đến hàm mục tiêu xác định giá trị hợp lý thông số công nghệ Mức nhiệt độ sấy tg =70C chọn làm giá trị sở nhiệt độ tác nhân sấy thực nghiệm đa yếu tố bước nghiên cứu 108 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Baikow, V E., Manufacture and refining of raw cane sugar Elsevier, 2013 Bộ khoa học Công nghệ, TCVN 6961: 2001 tiêu chuẩn TCVN đường thô, 2001 Bộ khoa học Công nghệ, TCVN 6958: 2001 Tiêu chuẩn đường tinh luyện, 2001 Bùi Trung Thành, Nguyễn Huy Bích, Nghiên cứu & phát triển loại máy sấy đường cát trắng nhà máy đường cơng nghiệp Việt Nam Tạp chí thông tin điện nông nghiệp, 2004, trang 15-22 Daud, W R W., Fluidized Bed Dryers Recent Advances Advanced Powder Technology, 19(5), p403–418, 2008 Gawrzynski Z., Glaser R., Kudra T Drying of powdery materials in a pulsed fluid bed dryer Drying Technology, p1523-1532, 1999 Kudra, T., & Mujumdar, A S., Advanced drying technologies CRC Press, 2009 Marcello Nitz, Osvaldir P Taranto, Drying of a porous material in a pulsed fluid bed dryer: the influences of temperature, frequency of pulsation and air flow rate Drying technology, p212-219, 2009 Somkiat Prachayawarakorn, Warunee Tia, Korakot Poopaiboon, Somchart Soponronnarit, Comparison of performace of pulsed and conventional fluidised bed dryer Journal of Stored Products Research, 41(5), p479–497, 2005 Bùi Trung Thành, Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng lớp muối khô làm lớp đệm trợ sơi sấy tầng sơi Tạp chí Năng lượng nhiệt, Số 108 tháng 11/2012, trang 11-18 Bùi Minh Trí(2005), Xác xuất thống kê quy hoạch thực nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, trang 64-82 Howard.J.R (1989) Fluidized bed Technology, principles and application, Publisher Taylor & Francis Group, pages 15-23 Roy, G K., & Sengupta, P., Prediction of the pressure drop across a gas-solid semifluidized bed The Chemical Engineering Journal, 5(2), p191-196, 1973 Phan Hiếu Hiền, Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu thực nghiệm Nhà xuất Nông nghiệp,2001 Võ Văn Huy, Võ Thị Lan, Hoàng Trọng, Ứng dụng SPSS for windows để xử lý phân tích kiện nghiên cứu marketing, quản trị, kinh tế, tâm lý, xã hội, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 Tác giả chịu trách nhiệm viết: PGS.TS Bùi Trung Thành Trường ĐH Công nghiệp Tp HCM Email: buitrungthanh@iuh.edu.vn ... với trình sấy nhiệt độ 80C Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến độ ẩm sản phẩm Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến tỉ lệ thu hồi phẩm 3.2 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến tỉ lệ thu hồi phẩm 3.3 Xác định. .. nghiệm xác định ảnh hưởng miền nhiệt độ tác nhân sấy đến hàm mục tiêu, 05 thí nghiệm tiến hành kết thực nghiệm trình bày bảng (5) Bảng Kết thực nghiệm đơn yếu tố xác định ảnh hưởng nhiệt độ tác. .. dung báo đề cập đến nghiên cứu thực nghiệp xác định ảnh hưởng miền nhiệt độ tác nhân sấy, sấy đường RS lớp sôi cấp khí kiểu xung đến chất lượng hạt sấy, tiêu thụ điện riêng, tiêu thụ nhiệt riêng
