Đồ án tốt nghiệp
2/7/2023
Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi
viÖn kh&cn nhiÖt l¹nh
®å ¸n tèt nghiÖp
Ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ møc ®é ¶nh hëng cña c¸c th«ng sè chÕ
®é sÊy mét sè nstp b»ng b¬m nhiÖt nhiÖt ®é thÊp tíi hiÖu
qu¶ t¸ch Èm vµ x¸c ®Þnh bé th«ng sè tèi u cho qu¸ trình sÊy
trªn m¸y
bk-bsh 1.4
Gi¸o viªn híng dÉn : GS. TS. Phạm Văn Tuú
ThS. Phạm Văn HËu
Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn Văn Hµo

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Néi dung ®å ¸n
Ch¬ng 1: B¬m nhiÖt vµ øng dông cña b¬m nhiÖt
Ch¬ng 2: Lý thuyÕt sÊy NSTP vµ sÊy NSTP b»ng
BN
Ch¬ng 3: ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm BK – BSH 1.4
Ch¬ng 4: NC thùc nghiÖm vµ x©y dùng pt håi quy
Ch¬ng 5: KÕt luËn

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
B¬m nhiÖt vµ øng dông
1.1. B¬m nhiÖt
B¬m nhiÖt là thiÕt bÞ dïng ®Ó ®a mét dßng
nhiÖt tõ nguån cã nhiÖt ®é thÊp ®Õn
nguån cã nhiÖt ®é cao h¬n, phï hîp víi nhu
cÇu cÊp nhiÖt
1.2. øng dông
- C«ng nghiệp sấy và hót ẩm
- C«ng nghiệp chng cất, t¸ch chất
- C«ng nghiệp thực phẩm chủ yếu ®ể tẩy
rửa, tiệt trïng
- C«ng nghiệp ho¸ học nh bay h¬i, c« ®Æc...
- CÊp l¹nh vµ cÊp nhiÖt…

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
d
I
2
1
3
00%
3


1. Tr¹ng th¸ i kh«ng khÝtrø¬c dµn BH
2. Tr¹ng th¸ i kh«ng khÝsau dµn BH
3. Tr¹ng th¸ i kh«ng khÝsau dµn nãng phô
t1
t3
I1
I3
I2
d2 =d3 d1
 2
ts2
t2
ts1
 SÊy nstp b»ng b¬m nhiÖt
®å thÞ I – d biÓu diÔn qu¸ trình sÊy b»ng b¬m
nhiÖt
B¬m nhiÖt vµ øng dông

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
 SÊy nstp b»ng b¬m nhiÖt
S¬ ®å nguyªn lý cña b¬m nhiÖt
sÊy
Trong ®ã: 1 - Buång sÊy cã bäc
c¸ch nhiÖt, 2 - Bé phËn duy trì ®é
Èm, 3 - Cöa th¶i, 4 - Dµn ngng
ngoµi, 5 - Côm b¬m b¬m nhiÖt khö
Èm, 6 - Níc ngng, 7 - Khay s¶n
phÈm sÊy, 8 - Qu¹t cÊp, 9 - C¸nh h-
íng ph©n bè giã
¦u ®iÓm:
- HiÖu suÊt sö dông
năng lîng cao
- ChÊt lîng s¶n phÈm
thu ®îc tèt.
- Kh«ng g©y « nhiÓm
m«i truêng
B¬m nhiÖt vµ øng dông

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
B¬m nhiÖt vµ øng dông
 C¸c CT nghiªn cøu cña t¸c gi¶ níc ngoµi
- U.Teeboonma vµ c¸c céng sù ®· nghiªn cøu
nh»m tèi u ho¸ qu¸ trình sÊy c¸c lo¹i rau qu¶
b»ng b¬m nhiÖt t¹i Th¸i Lan
- Fatouh, Helali, Phani ®· tiÕn hµnh sÊy mïi
t©y, b¹c hµ… ë nhiÖt ®é thÊp 30-35o C ®Ó thu
®îc s¶n phÈm cã chÊt lîng cao…
 Nghiªn cøu vµ øng dông BN ë ViÖt
Nam
- ViÖn KH&CN NhiÖt L¹nh tiÕn hµnh nghiªn
cøu thiÕt bÞ hót Èm, sÊy l¹nh.
- øng dông sÊy kÑo Jelly t¹i Cty b¸nh kÑo H¶i

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Hình ¶nh thiÕt bÞ BK – BSH 1.4
2.1. ThiÕt bÞ BK – BSH 1.4

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Môc ®Ých vµ c¸c bíc tiªn hµnh nghiªn cøu
3.1. Môc ®Ých nghiªn cøu cña
®å ¸n
 ThiÕt bÞ BK – BSH 1.4 ®Ó øng
dông réng r·i vµ th¬ng m¹i ho¸ cÇn
ph¶i cã những nghiªn toµn diÖn.
 C¸c nghiªn cøu ®· ®îc thùc hiÖn:
- Ph©n tÝch hiÖu qu¶ sö dông năng l-
îng b»ng Exergi;
- Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chÕ ®é sÊy tèi
u.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Môc ®Ých vµ c¸c bíc tiÕn hµnh nghiªn cøu
 ®i s©u vµo ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ c¸c
th«ng sè ¶nh hëng lín nhÊt tíi năng
suÊt sÊy NSTP.
 KiÓm chøng ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh
chÕ ®é sÊy tèi u NSTP ®· ®îc c¸c t¸c
gi¶ tríc ®©y ®Ò xuÊt víi 1 nhãm NSTP
cã tÝnh chÊt kh¸c.
3.1. Môc ®Ých nghiªn cøu cña
®å ¸n.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
3.2. C¸c bíc tiÕn hµnh nghiªn cøu.
Môc ®Ých vµ c¸c bíc tiÕn hµnh nghiªn cøu
Bíc 1: Ph©n tÝch lùa chän c¸c th«ng
sè ®¸nh gi¸;
Bíc 2: Giíi h¹n c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸;
Bíc 3: Thµnh lËp ph¬ng trình håi quy;
Bíc 4: Tèi u ho¸ ph¬ng trình håi quy
tìm bé th«ng sè tèi u cho qóa trình
sÊy.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy
- NhiÖt ®é TNS
- ®é Èm TNS
- NhiÖt ®é bay h¬i m«i chÊt (t0)
- Tû lÖ bypass qua dµn l¹nh
- Lu lîng TNS (GTNS)
- Khèi lîng VLS (GVLS)
- Thêi gian m¸y lµm viÖc (τlv)
- Thêi gian m¸y nghØ x¶ băng (τn)
- ChÕ ®é qu¹t khi m¸y nghØ x¶ băng
4.1. C¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
4.2. X¸c ®Þnh giíi h¹n c¸c th«ng sè ®¸nh
gi¸
Ba th«ng sè ¶nh hëng chÝnh cÇn ®¸nh gi¸ lµ:
LTNS, GVLS, τlv.
1. Lu lîng TNS
 Lu lîng tèi ®a cña m¸y lµ 0,47 kg/s t¬ng øng
víi vËn tèc 1,2 m/s)
 Chän vËn tèc giã trong buång ®Ó nghiªn cøu
lµ 0,2 ®Õn 1,1 m/s phï hîp víi c¸c nghiªn cøu
cña c¸c t¸c trªn thÕ giíi.
 Tøc lu lîng TNS ®îc xÐt n»m trong kho¶ng:
0,25 ®Õn 0,45 kg/s
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
2. Khèi lîng VLS cña mét mÎ sÊy
 Phô thuéc vµo c«ng suÊt m¸y thiÕt kÕ
 Phô thuéc vµo tõng lo¹i VLS
®èi víi nghÖ ®en lµ tõ 8 ®Õn 16 kg
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
3. Thêi gian m¸y lµm viÖc trong mét chu kú
 Phô thuéc vµo kh¶ năng t¸ch Èm cña dµn
theo thêi gian
ThÝ nghiÖm ®· x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian
lµm viÖc lµ 45 ®Õn 90 phót
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nh vËy:
MiÒn gi¸ trÞ cña c¸c th«ng sè ®¸nh
gi¸:
0,25 < LTNS < 0,45 (kg/s)
8 < GVLS < 16 (kg)
45 < tlv < 90 (phót)
giíi h¹n c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
5.1. Chän VLS tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
Trong nghiªn cøu cña c¸c t¸c gi¶ tríc ®·
lùa chän VLS lµ hµnh l¸ ®Æc trng cho
nhãm VLS cã Èm tån t¹i ë d¹ng xèp keo.
Trong khu«n khæ ®å ¸n nµy chän VLS lµ
nghÖ ®en ®Æc trng cho nhãm VLS cã Èm
tån t¹i ë d¹ng xèp mao dÉn. Hai lo¹i vËt
liÖu nµy phï hîp ®Æc trng cña NSTP sÊy
b»ng b¬m nhiÖt.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
5.2. Ph¬ng ph¸p ®o:
- Thêi gian: x¸c ®Þnh theo r¬ le thêi gian cña
hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng cña m¸y, dïng
®ång hå bÊm gi©y kiÓm tra.
- Lu lîng: t¹i mçi tiÕt diÖn ®o 9 ®iÓm vËn tèc
lÊy trung bình råi quy ra lu lîng khèi lîng.
- Khèi lîng: c©n b»ng c©n ®iÖn tö
Nghiªn cøu thùc nghiÖm

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
5.3. Xö lý sè liÖu: C©n KL tríc vµ sau sÊy.
LÊy
KL tríc trõ KL sau chia cho thêi gian ch¹y m¸y
ta cã lîng t¸ch Èm riªng w.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
C®
TN
Ma trËn tÝnh to¸n Ma trËn thÝ nghiÖm
x0 x1 x2 x3 Z1 Z2 Z3
1 1 -1 -1 -1 45,0 8,00 0,25
2 1 1 -1 -1 90,0 8,00 0,25
3 1 -1 1 -1 45,0 16,00 0,25
4 1 1 1 -1 90,0 16,00 0,25
5 1 -1 -1 1 45,0 8,00 0.45
6 1 -1 -1 1 90,0 8,00 0.45
7 1 -1 1 1 45,0 16,00 0.45
8 1 1 1 1 90,0 16,00 0.45
9 1 0 0 0 67,5 12,00 0,35
10 1 1,215 0 0 94,8 12,00 0,35
11 1 -1,215 0 0 40,2 12,00 0,35
12 1 0 1,215 0 67,5 16,86 0,35
13 1 0 -1,215 0 67,5 7,14 0,35
14 1 0 0 1,215 67,5 12,00 0,47
15 1 0 0 -1,215 67,5 12,00 0,23
5.4. Thùc nghiÖm vµ thµnh lËp ph¬ng trình håi quy cho nghÖ
®en:
 Ma trËn c¸c chÕ ®é thÝ nghiÖm. B¶ng 4.1

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: B¶ng 4.2
TT x0 x1 x2 x3 x1x2 x1 x3 x2x3 x1
’ x2
’ x3
’ y Thêi gian
1 1 -1 -1 -1 1 1 1 0,27 0,270 0,270 10,28 500
2 1 1 -1 -1 -1 -1 1 0,27 0,270 0,270 10,31 520
3 1 -1 1 -1 -1 1 -1 0,27 0,270 0,270 16,64 650
4 1 1 1 -1 1 -1 -1 0,27 0,270 0,270 12,61 850
5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 0,27 0,270 0,270 10,46 520
6 1 1 -1 1 -1 1 -1 0,27 0,270 0,270 10,69 520
7 1 -1 1 1 -1 -1 1 0,27 0,270 0,270 16,50 675
8 1 1 1 1 1 1 1 0,27 0,270 0,270 11,35 930
9 1 0 0 0 0 0 0 -0,73 -0,730 -0,730 13,82 586
10 1 1,215 0 0 0 0 0 0,746 -0,730 -0,730 12,61 649
11 1 -1,215 0 0 0 0 0 0,746 -0,730 -0,730 15,87 507
12 1 0 1,215 0 0 0 0 -0,730 0,746 -0,730 15,22 741
13 1 0 -1,215 0 0 0 0 -0,730 0,746 -0,730 10,95 400
14 1 0 0 1,215 0 0 0 -0,730 -0,730 0,746 14,54 532
15 1 0 0 -1,215 0 0 0 -0,730 -0,730 0,746 9,92 789

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
TT bj sbj tbj θj
1 b0 = 12,78 sb0 = 0,1740 tb0 = 73,45 θ0 = 12,78
2 b1 = -1,176 sb1 = 0,2037 tb1 = - 5,77 θ1 = - 1,176
3 b2 = 1,877 sb2 = 0,2037 tb2 = 9,21 θ2 = 1,877
4 b3 = 0,437 sb3 = 0,2037 tb3 = 2,14 θ3 = 0
5 b12 = - 1,179 sb12 = 0,2383 tb12 = - 4,94 θ12 = - 1,179
6 b13 = - 0,112 sb13 = 0,2383 tb13 = - 0,47 θ13 = 0
7 b23 = - 0,245 sb23 = 0,2383 tb23 = - 1,03 θ23 = 0
8 b11 = 0,205 sb11 = 0,3228 tb11 = 0,64 θ11 = 0
9 b22 = - 0,557 sb22 = 0,3228 tb22 = - 1,73 θ22 = 0
10 b33 = - 1,156 sb33 = 0,3228 tb33 = - 3,58 θ33 = - 1,156
 KÕt qu¶ c¸c hÖ sè ph¬ng trình håi
quy:
ü = 12,78 - 1,176x1 + 1,877x2 - 1,179x1x2 – 1,156x3
2
(4.1)
 Ph¬ng trình håi quy ®èi víi x:
w = -14,1 + 0,105τlv + 1,35GVLS + 80,92 LTNS – 0,013GVLSτlv –115,6L2
TNS
(4.2)
 Ph¬ng trình håi quy thùc nghiÖm:

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
KÕt qu¶ pt håi quy thùc nghiÖm cña hµnh l¸:
NhËn xÐt:
 C¸c hÖ sè trong ph¬ng trình håi quy thÓ hiÖn
møc ®é ¶nh hëng ®Õn tèc ®é sÊy vµ sù ¶nh h-
ëng lÉn nhau giữa c¸c th«ng sè.
 Víi hµnh l¸:
- Th«ng sè LTNS vµ τlv lµ th«ng sè cã ¶nh hëng
lín nhÊt tíi năng suÊt t¸ch Èm.
(5.3)

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
- Hai th«ng sè LTNS vµ τlv cã ¶nh hëng lÉn
nhau.
- Sù ¶nh hëng cña GVLS so víi LTNS vµ τlv lµ
nhá h¬n.
 Víi nghÖ ®en:
- Th«ng sè LTNS lµ th«ng sè ảnh hëng lín nhÊt
tíi hiÖu qu¶ t¸ch Èm.

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Nghiªn cøu thùc nghiÖm
- Hai th«ng sè GVLS vµ τlv cã ¶nh hëng
lÉn nhau.
- Sù ¶nh hëng cña th«ng sè GTNS vµ τlvlµ
nhá h¬n so víi LTNS
 Sù kh¸c nhau cña c¸c th«ng sè ¶nh hëng
cña 2 lo¹i s¶n phÈm sÊy lµ do tÝnh chÊt
cña 2 lo¹i vËt liÖu

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Ph¬ng ph¸p tèi u ho¸ ph¬ng trình håi quy ®· ®îc
t¸c gi¶ tríc ®©y ®Ò xuÊt, ®ã lµ ph¬ng ph¸p
vÐct¬ híng chiÕu Affine.
®èi víi hµnh l¸ kÕt qu¶ tèi u lµ: wmax = 7,2 g/phót ,
t¹i τlv = 90 phót, GVLS = 10 kg, LTNS = 0,426 kg/s
X¸c ®Þnh bé th«ng sè tèi u cho qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
X¸c ®Þnh bé th«ng sè tèi u cho qu¸ trình sÊy
min y : y = - (12,78 - 1,176x1 + 1,877x2 - 1,179x1x2 – 1,156x2
3
)
g(x1) = x2
1 – 1 ≤ 0
g(x2) = x2
2 – 1 ≤ 0 (5.1)
g(x3) = x2
3 – 1 ≤ 0
 Bµi to¸n tìm bé th«ng sè tèi u:
 Ch¹y phÇn mÒm cascad cho kÕt qu¶ tèi u:
wmax = 17,012 g/phót , t¹i τlv = 90 phót, GVLS= 16 kg, LTNS = 0,35
kg/s
®èi víi nghÖ ®en:

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
C¸c bé th«ng sè tèi u cho qu¸ trình sÊy
Mµn hình thÓ hiÖn kÕt qu¶ ch¹y phÇn mÒm ®èi víi nghÖ

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
NhËn xÐt: KÕt qu¶ tèi u cho thÊy:
Víi th«ng sè LTNS thì hµnh l¸ lµ 0,426
kg/s lín h¬n nghÖ ®en lµ 0,35 kg/s.
 Lîng t¸ch Èm w cña nghÖ ®en lín h¬n
cña hµnh l¸ rÊt nhiÒu.
 Nhãm vËt liÖu xèp mao dÉn ¸p dông
sÊy b»ng b¬m nhiÖt cã hiÖu qu¶ h¬n.
X¸c ®Þnh bé th«ng sè tèi u cho qu¸ trình sÊy

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
kÕt luËn, më réng
1. C¸c hÖ sè trong ph¬ng trình håi quy thÓ
hiÖn møc ®é ¶nh hëng ®Õn tèc ®é sÊy
vµ sù ¶nh hëng lÉn nhau giữa c¸c th«ng
sè.
2. ChÕ ®é sÊy tèi u cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng
ph¬ng quy ho¹ch trùc giao.
3. C¸c chÕ ®é sÊy tèi u
S¶n
phÈm
GVLS (kg) GTNS
(kg/s)
τlv (phót) w (g/phót)
Hµnh l¸ 10 0,426 90 7,2
NghÖ 16 0,35 90 17,012

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
kÕt luËn, më réng
4. Tõ 2 lo¹i s¶n phÈm thÝ nghiÖm ta thÊy ph-
¬ng ph¸p nµy cã thÓ ¸p dông ®Ó x¸c ®Þnh
chÕ ®é sÊy tèi u cho c¸c lo¹i NSTP kh¸c
nhau.
5. MiÒn gi¸ trÞ xÐt tèi u cña τlv cÇn më réng
thªm ®Ó gi¸ trÞ τlv thu ®îc tăng thªm ®é
thuyÕt phôc.
6. Cã thÓ nghiªn cøu hÖ sè bypass víi gi¸ trÞ

2/7/2023 Đồ án tốt nghiệp
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!