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 sôi liên tục cấp khí kiểu xung

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 SÔI 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 
1 Trường trung cấp nghề Quang Trung, Việt Nam 
2Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM, Việt Nam 
Ngày toà soạn nhận bài 21/9/2018, ngày phản biện đánh giá 23/10/2018, ngày chấp nhận đăng 03/01/2019 
TÓM TẮT 
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 (tg,C) 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). Thực nghiệm sấy được thực hiện trên mô hình có năng suất 20kg/giờ, miền 
nhiệt độ tác nhân sấy được xác định tg = 70C80C, trên cơ sở cố định chiều cao lớp hạt trợ 
sôi 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 0,050,06%, tiêu hao nhiệt lượng riêng trong phạm vi 10081116 
kJ/kg sản phẩm; tiêu hao điện năng riêng trong phạm vi 193211 Wh/kg sản phẩm và tỷ lệ 
thu hồi sản phẩm chính phẩm đạt 8788%. 
Từ khóa: Đường RS; chế độ sấy; máy sấy tầng sôi liên tục cấp khí kiểu xung; thực nghiệm 
đơn yếu tố; hàm mục tiêu của quá 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 80C . 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 10081116 kJ /kg finished 
product), the specific electrical consumption is 193211 Wh/ kg finished product and the 
collectable efficiency of finished product is 8788%. 
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 
101 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Đường (Sugarcane) là thành phần quan 
trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và 
là nguồn cung cấp năng lượng cho con 
người. Đường RS được hình thành từ quá 
trình kết tinh, độ ẩm sau ly tâm thường từ 1% 
– 2% [1]. Nếu ẩm trong đường không được 
loại bỏ thì đường sẽ dễ bị nhiễm khuẩn và 
màu sẽ không sáng. Theo [2], độ ẩm của 
đường thô để bảo quản cần nhỏ hơn 0,2% và 
độ ẩm sản phẩm đường tinh luyện không lớn 
hơn 0,05% [3]. Do đó, quá trình sấy đường 
RS sau ly tâm là cần thiết để đảm bảo chất 
lượng và thời gian bảo quản. Trước đây, 
đường RS thường được sấy bằng máy sấy 
thùng quay, nhưng dần về sau máy sấy tầng 
sôi kiểu rung đã được thay thế với nhiều ưu 
điểm hơn [4], [5]. Nhược điểm lớn nhất của 
kỹ thuật sấy tầng sôi là chi phí năng lượng 
cao do phải vận hành sấy ở vận tốc và áp suất 
tác nhân sấy cao. Để giải quyết vấn đề này, 
Gawrzynski và cộng sự (1999) [6] đã đề xuất 
một phương pháp sấy tầng sôi mới gọi là 
tầng sôi xung khí hay còn gọi là tầng sôi cấp 
khí kiểu xung (pulsed fluidized bed - PFB). 
Các nghiên cứu được công bố trong lĩnh vực 
này đã cho thấy các kết quả khả quan về tiết 
kiệm năng lượng trong quá trình sấy [7], [8]. 
 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy, vận tốc tác 
nhân và tần số xung khí đến tổn thất áp suất, 
thời gian sấy đã được nghiên cứu trong [8]. 
Somkiat và cộng sự [9] đã công bố chi phí 
năng lượng cho quá trình sấy tầng sôi xung 
khí khi sấy lúa thấp hơn 30- 50% so với tầng 
sôi thông thường. 
Nhiệt độ tác nhân sấy là một trong số các 
yếu tố quan trọng của kỹ thuật sấy, nhiệt độ 
sấy ảnh hưởng đến thời gian sấy và chi phí 
sấy. Đối với sấy đường, nhiệt độ sấy cao ảnh 
hưởng đến tiêu thụ nhiệt năng, nhưng còn ảnh 
hưởng đến màu sắc do bị caramel hóa, làm 
giảm mỹ quan và chất lượng sản phẩm [1]. 
Nội dung bài báo đề cập đến nghiên cứu thực 
nghiệp xác định ảnh hưởng của miền nhiệt độ 
tác nhân sấy, khi sấy đường RS trong lớp sôi 
cấp khí kiểu xung đến chất lượng hạt sấy, tiêu 
thụ điện năng riêng, tiêu thụ nhiệt năng riêng 
và tỉ lệ thu hồi sản phẩm chính phẩm. 
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
2.1 Vật liệu và mô hình thí nghiệm 
Tác giả định hướng nghiên cứu sấy đường 
RS bằng phương pháp sấy tầng sôi liên tục cấp 
khí kiểu xung nhằm ứng dụng cho các dây 
chuyền sản xuất đường RS công nghiệp tại 
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. Mô hình được thiết kế 
có năng suất G1= 20kg/giờ, bộ cấp liệu rung 
cung cấp ổn định 0,33 kg/phút, bộ điện trở gia 
nhiệt tác nhân sấy được lắp bộ điều khiển nhiệt 
độ, cho phép điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy 
theo yêu cầu thí nghiệm về chế độ sấy. Độ ẩm 
tương đối của không khí môi trường trong thời 
gian thí nghiệm a = 70  75%, nhiệt độ môi 
trường t0 = 30  31C. Lớp đường RS khô làm 
lớp đệm trợ sôi ban đầu được ứng dụng theo 
[10] có cấp hạt đa phân tán và độ ẩm 0,05%. 
Lưu trình cấp tác nhân sấy và hoạt động sấy 
được trình bày trên hình 1. 
1- quạt cấp tác nhân sấy; 2- bộ gia nhiệt bằng điện trở; 3- Bộ cấp khí kiểu xung; 4- buồng sấy tầng 
sôi; 5- thiết bị cấp liệu; 6- cửa ra sản phẩm sấy; 7- cyclone thu hồi bụi đường; 
Hình 1. Lưu trình của tác nhân sấy và vật liệu sấy trong mô hình sấy tầng sôi xung khí liên tục 
1 
Bộ gia nhiệt 
(2) 
3 
Buồng sấy tầng sôi 
(4) 
(5) (G1, M1) 
7 
A (t0, 0), tác nhân sấy B (t1, 1) C (t2, 2) 
(6) (G2, M2) 
102 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
Bảng 1. Các thông số cơ bản của mô hình sấy tầng sôi xung khí 
STT Thiết bị/bộ phận Thông số kỹ thuật 
1 Quạt cấp tác nhân 
Lưu lượng: 0,63 m3/s 
Tổng áp: 1244 Pa 
Công suất động cơ: 2,2 kW 
2 
Bộ gia nhiệt 
điện trở 
Kích thước tổng thể (DxRxC): 600mm x 630mm x 275mm 
Công suất nhiệt: 1,0 kW 
Số thanh điện trở: 6 
3 
Thiết bị tạo 
xung khí 
Kích thước tổng thể (DxRxC): 600mm x 550mm x 550mm 
Đường kính đĩa quay và đĩa tĩnh: 500mm và 550mm 
Đường kính lỗ phân phối: 150mm 
Số lỗ trên đĩa quay và đĩa tĩnh: 01 và 06 
Công suất động cơ: 1 Hp 
4 Buồng sấy 
Kích thước tổng thể (DxRxC): 1750mm 300mm 350mm 
Vật liệu chế tạo: SUS304 
5 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 sôi; 4- Bộ cấp khí kiểu xung; 5- 
Bộ gia nhiệt tác nhân sấy; 6- Ống thải khí ẩm; 7- Ống thoát khí ẩm ra khỏi hệ thống sấy; 8- Cyclone; 
9- quạt cấp khí tươi vào bộ trao đổi nhiệt 
Hình 2. Mô hình máy sấy tầng sôi xung khí phục vụ thí nghiệm 
2.2 Dụng cụ thí nghiệm 
Các thí nghiệm được thực hiện trên mô 
hình máy sấy tầng sôi liên tục cấp khí kiểu 
xung, đặt tại khoa công nghệ Nhiệt Lạnh, 
trường Đại học công nghiệp Tp. HCM (hình 
2). Không khí được gia nhiệt bằng điện trở, 
nhiệt độ tác nhân sấy được điều khiển bằng 
bộ điều khiển Autonics TZN4M. Quạt cấp 
khí được lắp biến tần Hitachi X200 để điều 
khiển lưu lượng cấp vào buồng sấy. Động cơ 
điện dùng truyền động cho van cấp khí vào 
buồng sấy được lắp biến tần Schneider 
ATV312HU15M2 để điều khiển số vòng 
quay, nhằm điều chỉnh được tần số cấp xung 
khí vào buồng sấy. Độ ẩm của đường RS 
được đo bằng máy phân tích độ ẩm Axis 
AGS100, có sai số đo 0,01%, vận tốc tác 
nhân sấy được đo bằng thiết bị Extech 
SDL350 với sai số 0,01 m/s, đồng hồ điện 3 
pha EMIC MV3E4 được sử dụng để xác định 
điện năng tiêu thụ. Ngoài ra còn có bộ điều 
khiển nhiệt độ Autonics TZN4M và bộ ghi 
PNTECH DDC-C46 được sử dụng để điều 
khiển và ghi dữ liệu nhiệt độ trong quá trình 
sấy phạm vi đo từ 0400C và sai số 0,5C. 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
103 
2.3 Phương pháp nghiên cứu 
 Giai đoạn thí nghiệm thăm dò 
Tiến hành xây dựng bộ số liệu thí 
nghiệm thăm dò trước khi thực hiện thí 
nghiệm đơn yếu tố. Mức thí nghiệm nhiệt độ 
sấy dựa vào các nguồn tài liệu kỹ thuật sấy 
đường RS trong [1], [4], số liệu khảo sát thực 
tế và các ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh 
vực sấy đường RS tại các nhà máy đường tại 
Việt Nam. 
 Giai đoạn thực hiện các thí nghiệm 
Phương pháp được áp dụng cho nghiên 
cứu này là cố định các 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) và đường kính 
trung bình hạt sấy (dp, mm) ảnh hưởng đến 
hàm mục tiêu, trong khi yếu tố nhiệt độ tác 
nhân sấy (tg, C) được điều chỉnh theo kỹ 
thuật sấy để xác định miền ảnh hưởng của 
yếu tố nhiệt độ tới các hàm mục tiêu nghiên 
cứu [11]. 
2.4 Xác định các thông số công nghệ và 
các hàm mục tiêu 
2.4.1 Xác định các thông số công nghệ 
a) Nhiệt độ tác nhân sấy tg (C) 
Qua các nguồn tài liệu về sấy đường RS 
trên thế giới, ý kiến chuyên gia và căn cứ 
theo cũng như sử dụng kết quả các thí 
nghiệm thăm dò cho thấy nhiệt độ sấy đường 
RS có thể biến thiên phạm vi từ 50C  90OC 
[1][4] trong thí nghiệm này ta chọn tg biến 
thiên từ 50C đến 90C với khoảng biến 
thiên t = 10C. Nhiệt độ sấy được điều 
khiển bằng thiết bị Autonics TZN4M và 
được ghi dữ liệu tự động bằng thiết bị 
PNTECH DDC-C46 tại 12 vị trí dọc theo 
chiều dài máy sấy. 
b) Vận tốc tác nhân sấy vg (m/s) 
Vận tốc tác nhân sấy là thông số phản 
ánh tính đặc thù của sấy tầng sôi. Vận tốc 
dòng khí được cấp thổi qua lớp hạt có lực đủ 
lớn để nâng được lớp hạt ở trạng thái lơ lửng, 
thắng được lực cản và trọng lực của hạt, 
nhưng phải giới hạn không làm thổi hạt 
đường RS bay ra khỏi buồng sấy [12]. Vận 
tốc tác nhân sấy được đo tại 9 vị trí cách đều 
nhau trên mặt cắt ngang của lớp hạt ở một 
buồng cấp khí bằng thiết bị Extech SDL350. 
Trong các thí nghiệm này, vận tốc tác nhân 
sấy được cố định ở mức vg = 2m/s. 
c) Tần số cấp khí kiểu xung f (Hz) 
Cấp khí kiểu xung là một nghiên cứu 
chính của bài báo nhằm thể hiện sự khác biệt 
giữa sấy lớp hạt sôi cấp khí kiểu xung và 
tầng sôi liên tục thông thường. 
 Tần số cấp khí xung được thay đổi theo 
số lần đóng mở các van bướm cấp khí vào 
buồng sấy và được điều chỉnh bằng cách thay 
đổi số vòng quay của động cơ tạo xung nhờ 
biến tần Schneider ATV312HU15M2. Tần số 
cấp khí xung được ký hiệu là (f). Trong các 
thí nghiệm này ta cho tần số cấp khí ở mức f 
= 0,5Hz. Nếu ta gọi f (s) là thời gian để dòng 
khí cấp vào cùng một vị trí trên mặt cắt 
ngang của buồng sấy, khi đó tần số xung khí 
được xác định bằng: 
1
f
f Hz

 (1) 
Với tần số xung khí là f = 0,5Hz, có 
nghĩa là cứ sau mỗi 2 giây, dòng khí nóng sẽ 
được cấp trở lại vị trí cũ. Như vậy với mô 
hình thí nghiệm đang sử dụng có 6 vị trí cấp 
khí thì chu kì cấp khí sẽ như sau: 
Hình 3. Mô tả chu kì cấp xung khí trên 
mô hình sấy 
d) Kích thước hạt sấy dp (mm) 
Kích thước hạt sấy là thông số ảnh 
hưởng đến vận tốc tác nhân sấy và chất 
lượng lớp sôi. Kích thước hạt cũng ảnh 
hưởng đến trở lực của dòng khí qua lớp hạt. 
Nếu hạt có kích thước càng bé thì quá 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 
sôi càng khó [8], trở lực qua lớp hạt lại lớn, 
ngược lại, hạt càng lớn thì yêu cầu vận tốc 
tác nhân sấy qua lớp hạt hóa sôi càng lớn, tổn 
thất áp suất tăng [13] đã làm tăng công suất 
quạt cấp khí ảnh hưởng đến đến chi phí tiêu 
thụ điện năng riêng. Kích thước hạt sấy được 
phân loại và xác định bằng phương pháp 
sàng (rây) với các cỡ rây tiêu chuẩn (0,4, 0,6, 
0,8, 1,0, 1,2 mm). Trong các thí nghiệm này, 
đường kính trung bình được chọn dp = 
0,8mm. 
e) Chiều dày lớp hạt trợ sôi H0 (mm) 
 Do đường RS cũng có đặc tính kết khối 
khi cấp nhiệt nên trước khi sấy được bố trí 
sẵn một lớp hạt trợ sôi ban đầu giống như kỹ 
thuật sấy muối tinh, được trình bày trong 
[10]. Thông qua kết quả nghiên cứu thực 
nghiệm sơ bộ đã cho thấy chiều dày lớp hạt 
sấy cấp vào buồng sấy được xác định bằng 
chính chiều dày lớp hạt đường RS làm lớp 
đệm trợ sôi ngay tại thời điểm bắt đầu khởi 
động quá trình sấy [10]. Chiều dày lớp hạt 
trợ sôi trong thí nghiệm này được chọn ở 
mức H0 = 65mm. 
2.4.2. Xác định các hàm mục tiêu 
Các hàm mục tiêu được xác định trong 
sấy đường RS gồm 4 chỉ tiêu gồm: độ ẩm sản 
phẩm, tỉ lệ thu hồi chính phẩm, chi phí điện 
năng riêng và chi phí nhiệt năng riêng. 
Những thông số này chịu ảnh hưởng của các 
thông số công nghệ: nhiệt độ sấy, vận tốc tác 
nhân sấy, tần số cấp khí kiểu xung và đường 
kính trung bình của hạt đường RS và chiều 
cao lớp hạt trợ sôi ban đầu. 
a) Chất lượng sấy 
Chất lượng sản phẩm đường RS được 
đánh giá qua các chỉ tiêu gồm, độ ẩm M2, 
màu sắc, thành phần vi lượng,... Trong phạm 
nghiên cứu tác giả chọn độ ẩm M2 (%) được 
mã hóa Y1 (%) làm chỉ tiêu đánh giá chất 
lượng. Giá trị độ ẩm được đối chiếu theo tiêu 
chuẩn TCVN 6958: 2001[3]. 
b) Tỷ lệ thu hồi chính phẩm (1) 
Sản phẩm sấy gồm hai loại, loại thứ nhất 
gọi là chính phẩm ký hiệu (G2) được thu hồi 
ngay tại cửa ra buồng sấy, loại thứ 2 là phụ 
phẩm gồm các bụi đường thu hồi dưới đáy 
cyclone. Trong phần nghiên cứu này chỉ đề 
cập đến loại chính phẩm G2, giá trị này được 
đối chiếu với tổng sản phẩm lý thuyết (giá trị 
lý thuyết có được từ kết quả tính toán) được 
mã hoá Y2 (%). 
c) Chi phí điện năng riêng (Ni) 
Tiêu thụ điện năng riêng là tiêu thụ điện 
dùng để sấy được 1kg sản phẩm đạt độ ẩm 
tiêu chuẩn. Tiêu hao điện sẽ gồm toàn bộ tiêu 
thụ điện của quạt cấp và các động cơ lắp theo 
mô hình thí nghiệm sấy, được mã hoá Y3, 
đơn vị Wh/kg sản phẩm. Tổng điện năng tiêu 
thụ cho các thiết bị sẽ được đo bằng đồng hồ 
điện 3 pha EMIC MV3E4. 
d) Tiêu hao nhiệt lượng riêng (q) 
Nhiệt lượng riêng tiêu hao để sấy được 
1kg sản phẩm đạt độ ẩm tiêu chuẩn trong đó 
có tính đến tổn thất nhiệt, được mã hoá Y4, 
đơn vị kJ/kg sản phẩm. Tổng nhiệt lượng 
cung cấp cho bộ gia nhiệt được quy đổi từ 
giá trị điện năng tiêu thụ thực tế cho bộ điện 
trở gia nhiệt (điện năng tiêu thụ của điện trở 
sẽ được đo bằng 01 đồng hồ điện 3 pha 
EMIC loại gián tiếp). 
2.5 Bố trí thí nghiệm 
Các thông số được cố định theo 
[11],[14]bao gồm: Độ ẩm nguyên liệu (tính 
theo cơ sở ướt) cố định M1= 1,5 0,2%; Kích 
thước hạt sấy trung bình dp = 0,8mm; Chiều 
dày lớp đệm trợ sôi bố trí H0= 65mm; vận tốc 
tác nhân sấy vg = 2m/s; mức năng suất cấp 
vào mô 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], do đó 
khối lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết 
(G2lt) là: 
1
2 1
2
100 100 1,5
20 19,7 kg/h
100 100 0,05
lt
M
G G
M
 (2) 
 Xác định độ ẩm sản phẩm (Y1, %): Sáu 
mẫu sản phẩm sấy được lấy ngẫu nhiên sau 
mỗi 10 phút sấy trong quá trình sấy (60 
phút), sản phẩm được lấy ngay tại cửa ra của 
máy sấy và cho vào các hũ đựng mẫu. Do 
máy sấy hoạt động liên tục nên để đảm bảo 
độ chính xác và 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 
105 
được tính theo giá trị trung bình của 6 mẫu 
theo công thức: 
10 20 30 40 50 60
1 ,%
6
M M M M M M
Y
 (3) 
Với M10, M20, M30, M40, M50, M60 lần lượt là 
độ ẩm trung bình của mỗi mẫu được lấy theo 
thời gian (10, 20, 30, 40, 50 và 60 phút). 
 Xác định tỉ lệ thu hồi chính phẩm (Y2, %): 
2
2
2
100%
lt
G
Y
G
 (4) 
Với: G2 – khối lượng sản phẩm thu được 
thực tế (kg/h); G2lt – khối lượng sản phẩm 
theo lý thuyết (kg/h) 
Tỉ lệ thu hồi chính phẩm là thông số mục 
tiêu để đánh giá năng suất thực tế của máy 
sấy. Đối với máy sấy tầng sôi có sử dụng lớp 
đệm trợ sôi thì tỉ lệ này không vượt quá 
100% do khi vật liệu ra khỏi máy sấy quá 
nhiều thì lớp đệm khô trợ sôi bị phá vỡ và 
chế độ sôi bị dừng lại.
 Xác định chi phí điện năng riêng (Y3, 
Wh/kg SP) là lượng điện năng tiêu hao để 
sấy được 1 kg sản phẩm, được xác định bằng 
công thức sau: 
3
2
A
Y
G
 (5) 
Trong đó: A -tổng điện năng tiêu thụ của quạt 
và các động cơ (Wh) được đo bằng đồng hồ 
điện 3 pha EMIC MV3E4. 
 Xác định chi phí nhiệt năng riêng (Y4, 
kJ/kg SP): là lượng nhiệt năng cần thiết để 
sấy được 1 kg sản phẩm, được xác định: 
4
2
Q
Y
G
 (6) 
Trong đó, Q- tổng nhiệt lượng cung cấp bởi 
bộ gia nhiệt điện trở, kJ. Để xác định được 
tổng nhiệt năng tiêu thụ, 01 đồng hồ điện 3 
pha loại gián tiếp EMIC MV3E4 5A được 
lắp riêng để xác định điện năng tiêu thụ cho 
các thanh điện trở và qua đó quy đổi về giá 
trị nhiệt năng. 
Với hệ số công suất của điện trở cos = 1 
thì Q = 3600.A1 (kJ) 
Trong đó A1 là tổng điện năng tiêu thụ bởi 
các thanh điện trở (kWh). 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
Đối với thực nghiệm xác định ảnh hưởng 
của miền nhiệt độ tác nhân sấy đến các hàm 
mục tiêu, 05 thí nghiệm đã được tiến hành và 
kết quả thực nghiệm được trình bày trong 
bảng 2. 
Bảng 2. Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố xác định ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân đến các 
hàm mục tiêu 
TN 
Thông số công nghệ Hàm mục tiêu 
tg 
(C) 
vg 
(m/s) 
f 
(Hz) 
dp 
(m) 
Y1 
(%) 
Y2 
(%) 
Y3 
(Wh/kgSP) 
Y4 
(kJ/kgSP) 
1 50 
2 0,5 800 
0,135 82,23 228 520 
2 60 0,089 86,29 218 684 
3 70 0,06 88,83 211 1008 
4 80 0,05 97,46 193 1116 
5 90 0,073 95,43 197 1268 
Sử dụng phần mềm SPSS phiên bản 22.0 
[15] để xử lý và đánh giá các số liệu thực 
nghiệm cho các kết cùng với các nhận xét 
như sau: 
3.1 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 
đến độ ẩm sản phẩm 
Căn cứ kết quả xử lý số liệu và xây dựng 
được đồ thị (hình 4) có được một số nhận xét 
như 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 của nhiệt độ sấy đến độ ẩm 
sản phẩm theo quy luật hàm bậc 2 với hệ số ý 
nghĩa trong phân tích phương sai (0,994 > 
0,95), hệ số tương quan lớn (R = 0,997). Mức 
ý nghĩa của các hệ số đều lớn hơn 0,95, tiêu 
chuẩn Fisher (159,725), tiêu chuẩn Student 
của các hệ số đều đáp ứng. Phương trình hồi 
quy được thiết lập: 
4 2
1 0,7226 0,0173. 1,121.10 .g gY t t
 (7) 
Ở các mức nhiệt độ sấy (<60C), nhiệt 
lượng cung cấp không đủ để bay hơi ẩm nên 
độ ẩm sản phẩm không đạt, đồng thời do độ 
ẩm vật liệu ở đầu và giữa máy sấy cao nên 
ảnh hưởng đến chế độ sôi, các hạt khô trợ sôi 
không được hòa trộn tốt với hạt ẩm cũng dẫn 
đến làm độ ẩm cuối của quá trình sấy còn cao 
hơn tiêu chuẩn. 
Ở các mức nhiệt độ sấy cao, vật liệu vào 
máy sấy được làm khô quá nhanh trong giai 
đoạn đầu, kéo theo năng suất đầu ra lớn, gây 
phá vỡ lớp đệm trợ sôi dẫn đến độ ẩm sản 
phẩm cũng không đạt. Phạm vi nhiệt độ sấy 
đạt yêu cầu để đảm bảo quá trình sấy diễn ra 
ổn định là từ 70  80C. 
Hình 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ 
ẩm sản phẩm 
3.2 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 
đến tỉ lệ thu hồi chính phẩm 
Căn cứ kết quả xử lý số liệu và đồ thị 
như (hình 5) một số nhận xét được rút ra như 
sau: 
Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tỷ lệ thu 
hồi chính phẩm theo quy luật hàm power, hệ 
số ý nghĩa trong phân tích phương sai 
(0,989 > 0,95), hệ số tương quan lớn (R = 
0,955), mức ý nghĩa của các hệ số đều lớn 
hơn 0,95, tiêu chuẩn Fisher (30,911) và các 
tiêu chuẩn Student của các hệ số đều đáp 
ứng. Phương trình hồi quy được thiết lập: 
0,294
2 25,91.Y t (8) 
Ở nhiệt độ sấy thấp, chế độ sấy diễn ra 
không ổn định, các hạt đường còn độ ẩm cao, 
khả năng hóa sôi và sự hòa trộn giữa hạt ẩm 
và hạt trợ sôi kém, kết quả là sản phẩm bị lưu 
lại nhiều hơn trong buồng sấy, làm giảm 
năng suất đầu ra. Khi tăng nhiệt độ sấy đã 
làm cải thiện chế độ sôi, làm tăng năng suất 
thu hồi sản phẩm. Tuy nhiên, theo kết quả thí 
nghiệm và quan sát thực tế cho thấy ở nhiệt 
độ sấy 90C quá trình sôi diễn ra rất mạnh 
vào giai đoạn đầu của quá trình sấy (khoảng 
10 phút đầu quá trình) kéo theo một lượng 
lớn lớp trợ sôi ban đầu ra ngoài nên ở giai 
đoạn cuối quá trình lượng sản phẩm ra khỏi 
máy sấy không đạt năng suất theo yêu cầu. 
Do đó, nếu xét toàn bộ quá trình sấy thì năng 
suất thu hồi giảm đi so với quá trình sấy ở 
nhiệt độ 80C. 
Hình 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tỉ lệ 
thu hồi chính phẩm 
3.3 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 
đến chi phí điện năng riêng 
Căn cứ kết quả xử lý số liệu và đồ thị 
như (hình 6) một số nhận xét được rút ra như 
sau: 
Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi phí 
điện năng riêng theo quy luật hàm logarit, 
trong đó hệ số ý nghĩa trong 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 
107 
R = 0,960, mức ý nghĩa của các hệ số đều lớn 
hơn 0,95, tiêu chuẩn Fisher (35,607) và các 
tiêu chuẩn Student của các hệ số đều đáp 
ứng. Phương trình hồi quy được thiết lập: 
3 467,13 61,016.ln( )Y t (9) 
Xét về mặt tổng tiêu thụ điện năng cho 
toàn bộ quá trình sấy thì việc tăng hay giảm 
nhiệt độ sấy không làm thay đổi điện năng 
cung cấp cho quạt và các động cơ. Tuy nhiên 
khi xét đến chi phí điện năng riêng tính cho 
(01) một kg sản phẩm thì giá trị này phụ 
thuộc vào khối lượng chính phẩm của sản 
phẩm sấy thu được sau khi sấy, nên chi phí 
điện năng riêng sẽ giảm đi khi sấy ở nhiệt độ 
cao, nhưng lại tăng lên khi sấy ở nhiệt độ tác 
nhân sấy thấp. Điều này được giải thích, do 
sấy ở nhiệt độ thấp hạt sấy không đạt độ ẩm 
nên không thể nhảy qua được tấm chắn (một 
tấm chắn được bố trí cuối buồng sấy) kết quả 
là lượng thu hồi sản phẩm G2 ít lại so với 
thiết kế do vậy chi phí tiêu thụ điện năng 
riêng cao hơn so với khi sấy ở nhiệt độ 
cao.Miền nhiệt độ sấy hợp lý trong thực 
nghiệm được xác định phạm vi 80- 90 OC 
Hình 6. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi 
phí điện năng riêng 
3.4 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 
đến chi phí tiêu hao nhiệt năng riêng 
Căn cứ kết quả xử lý số liệu và đồ thị 
(hình 7), một số nhận xét được rút ra như 
sau: 
Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi phí 
nhiệt năng riêng theo quy luật hàm logarit 
với hệ số ý nghĩa trong phân tích phương sai 
(0,999 > 0,95), hệ số tương quan R = 0,990, 
mức ý nghĩa của các hệ số lớn hơn 0,95. Tiêu 
chuẩn Fisher (145,716) và các tiêu chuẩn 
Student của các hệ số đều đáp ứng. Phương 
trình hồi quy được thiết lập: 
4 4656,04 +1318,85.ln( )Y t (10) 
Chi phí nhiệt năng riêng phụ thuộc chủ 
yếu vào nhiệt độ sấy, do đó khi sấy ở nhiệt 
độ cao thì chi phí này tăng lên đáng kể. 
Hình 7. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi 
phí nhiệt năng riêng 
4. KẾT LUẬN 
Nhiệt độ tác nhân sấy tăng thì cường độ 
thoát ẩm trong vật liệu sấy càng nhanh, 
nhưng khi tăng trên mức cần thiết lại không 
mang lại hiệu quả nhưng lại làm tăng tiêu 
hao nhiệt lượng riêng trong khi độ ẩm sản 
phẩm lại không cần quá khô. Ngược lại, nhiệt 
độ tác nhân sấy thấp, quá trình bốc hơi kém, 
không đáp ứng với lượng đường RS nạp vào 
theo thiết kế dẫn đến làm phá hỏng lớp hạt 
giả lỏng và quá trình sấy sớm kết thúc. 
Miền nhiệt độ tác nhân sấy tg =70C 
cùng 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 năng riêng từ 193  
211Wh/kg sản phẩm và tỷ lệ thu hồi chính 
phẩm đạt 87  88%. 
Cần tiến hành các thực nghiệm đa yếu tố 
để xét đồng thời ảnh hưởng của 5 thông số 
công nghệ đến 4 hàm mục tiêu thì mới có thể 
xác định đúng được giá trị hợp lý của các 
thông số công nghệ này. Mức nhiệt độ sấy tg 
=70C được chọn làm giá trị cơ sở của nhiệt 
độ tác nhân sấy trong thực nghiệm đa yếu tố 
ở bước nghiên cứu tiếp theo. 
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] Baikow, V. E., Manufacture and refining of raw cane sugar. Elsevier, 2013. 
[2] Bộ khoa học và Công nghệ, TCVN 6961: 2001 tiêu chuẩn TCVN về đường thô, 2001. 
[3] Bộ khoa học và Công nghệ, TCVN 6958: 2001 Tiêu chuẩn đường tinh luyện, 2001. 
[4] Bùi Trung Thành, Nguyễn Huy Bích, Nghiên cứu & phát triển các loại máy sấy đường 
cát trắng trong các nhà máy đường công nghiệp Việt Nam. Tạp chí thông tin cơ điện 
nông nghiệp, 2004, trang 15-22 
[5] Daud, W. R. W., Fluidized Bed Dryers Recent Advances. Advanced Powder 
Technology, 19(5), p403–418, 2008. 
[6] Gawrzynski Z., Glaser R., Kudra T. Drying of powdery materials in a pulsed fluid bed 
dryer. Drying Technology, p1523-1532, 1999. 
[7] Kudra, T., & Mujumdar, A. S., Advanced drying technologies. CRC Press, 2009. 
[8] 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. 
[9] 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. 
[10] Bùi Trung Thành, Nghiên cứu và thực nghiệm sử dụng lớp muối khô làm lớp đệm trợ 
sôi trong sấy tầng sôi. Tạp chí Năng lượng nhiệt, Số 108 tháng 11/2012, trang 11-18 
[11] Bùi Minh Trí(2005), Xác xuất thống kê và quy hoạch thực nghiệp, Nhà xuất bản khoa 
học và kỹ thuật, trang 64-82. 
[12] Howard.J.R (1989) Fluidized bed Technology, principles and application, Publisher 
Taylor & Francis Group, pages 15-23 
[13] Roy, G. K., & Sengupta, P., Prediction of the pressure drop across a gas-solid semi-
fluidized bed. The Chemical Engineering Journal, 5(2), p191-196, 1973. 
[14] Phan Hiếu Hiền, Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu thực nghiệm. Nhà xuất 
bản Nông nghiệp,2001. 
[15] Võ Văn Huy, Võ Thị Lan, Hoàng Trọng, Ứng dụng SPSS for windows để xử lý và phân 
tích dữ kiện nghiên cứu marketing, quản trị, kinh tế, tâm lý, xã hội, NXB Khoa học Kỹ 
thuật, 1997. 
Tác giả chịu trách nhiệm bài viết: 
PGS.TS Bùi Trung Thành 
Trường ĐH Công nghiệp Tp. HCM. 
Email: buitrungthanh@iuh.edu.vn