Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá

TĨM TẮT Luận văn trình bày q trình kết nghiên cứu thực nghiệm sấy dấp cá theo ngun lý sấy bơm nhiệt Mơ hình máy sấy bơm nhiệt có suất kg ngun liệu/mẻ Kích thƣớc buồng sấy: 650 x 805 x 840 mm, có 10 khay sấy Công suất máy nén 750 W, công suất quạt buồng sấy 350 W đƣợc sử dụng q trình thực nghiệm Mơ hình máy sấy đƣợc chế tạo Bộ mơn Nhiệt – Khoa Cơ Khí Động Lực – Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Q trình thực nghiệm đƣợc tiến hành mơ hình máy sấy HPD tìm đƣợc chế độ sấy phù hợp cho dấp cá nhƣ sau: nhiệt độ tác nhân sấy : 45 0C, vận tốc TNS: 1,6m/s, 1,9 m/s thời gian sấy giờ, độ ẩm w2: % Khi tiến hành sấy chế độ sản phẩm sấy có màu xanh gần giống tƣơi nhất, dấp cá biến dạng Hàm lƣợng flavonoid dấp cá sau sấy (5,6%) cao dấp cá sấy lạnh thị trƣờng Không phát E.Coli mẫu sản phẩm sấy, đạt quy chuẩn quốc gia ô nhiễm vi sinh vật thực phẩm Bộ Y Tế Điện tiêu thụ : 5,37 kWh/kg sản phẩm sấy, tốc độ tách ẩm riêng phần (SMER) : 0,96 kg/kWh Kết cho thấy máy sấy làm việc ổn định, cho sản phẩm dấp cá sấy đạt yêu cầu đặt Sản phẩm sấy sử dụng nhƣ thực phẩm chức năng, làm nguyên liệu trà túi lọc, thảo dƣợc Giá thành ƣớc tính dấp cá sấy cạnh tranh đƣợc với sản phẩm lƣu hành thị trƣờng ABSTRACT This thesis presents the experimental results of Houttuynia-drying Cordata by heat pump dryer (HPD) The capacity of HPD is kg, the dimension of drying chamber is: 650 x 805 x 840 mm, there are 10 drying trays in the chamber The capacity of compressor is 710W and chamber fan is 350W, this HPD was designed and installed in the campus of Ho Chi Minh City University of Technology and Education The experimental results showed that a suitable drying mode for Houttuynia Cordata is: temperature chamber at 45 0C, velocity: 1.6 m/s and 1.9 m/s, the final moiture content w2: 6%, drying time: hours When drying in this mode, the color of Houttuynia Cordata - dryed is green, less distorted It also content more flavonoid than the other products (5.6 %), E.Coli bacteria not appear Power consumption : 5.37 kWh/kg product, specific moisture extraction rate (SMER): 0.96 kg/kWh, The above results showed that the HPD works stably, Houttuynia Cordata-dryed is satisfactory, and this HPD system with its drying mode can be applied to production MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ABSTRACT MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH 10 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Tính cấp thiết đề tài 12 1.2 Tổng quan dấp cá 13 1.2.1 Tên gọi 13 1.2.2 Mô tả 13 1.2.3 Thành phần hóa học 14 1.2.4 Phân bố 14 1.2.5 Tính vị tác dụng 14 1.3 Các nghiên cứu nƣớc liên quan 15 1.4 Các nghiên cứu nƣớc lên quan 15 1.5 Tổng kết nghiên cứu 16 1.6 Các chế phẩm có chứa dấp cá thị trƣờng 17 1.7 Mục đích đề tài 19 1.8 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 1.9 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 20 1.10 Nội dung nghiên cứu 20 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 2.1 Tổng quan kỹ thuật sấy 22 2.2 Phƣơng pháp sấy truyền thống 22 2.3 Phƣơng pháp sấy đại 22 2.4 Tác nhân sấy 23 2.5 Chế độ sấy 23 2.6 Ngun lý mơ hình sấy bơm nhiệt: 24 2.7 Các thiết bị HTS bơm nhiệt 24 2.7.1 Môi chất lạnh 24 2.7.2 Máy nén lạnh 24 2.7.3 TBNT TBBH : 25 2.7.4 Các số hiệu sử dụng lƣợng: 25 - Chỉ số COP hệ thống: 25 - Chỉ số SMER (kg/kWh) : 25 - Tốc độ tách ẩm (g/h): 25 - Điện riêng (kg /kWh) : 25 Chƣơng 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHẾ TẠO 26 3.1 Các số liệu ban đầu để tính tốn thiết kế 26 3.2 Kích thƣớc buồng sấy 26 3.3 Tính tốn lƣợng TNS lý thuyết : 27 3.3.1 Đồ thị đồ thị khơng khí ẩm i-d: 27 3.3.2 Thông số điểm nút TNS trình sấy lý thuyết: 28 3.3.3 Tính tốn nhiệt q trình sấy lý thuyết: 31 3.3.4 Tính cho q trình sấy thực: 32 3.5 Thông số làm việc chu trình lạnh: 41 3.5.1 Nhiệt độ ngƣng tụ tk : 41 3.5.2 Nhiệt độ bay to: 41 3.5.3 Tính cấp nén chu trình lạnh: 41 3.6 Chu trình làm việc: 41 3.6.1 Tính tốn chu trình lạnh cấp: 42 3.6.2 Tính chọn cơng suất máy nén: 43 3.6.3 Tính trở lực TNS để chọn quạt : 44 3.6.4 Chọn thiết bị ngƣng tụ buồng sấy TBNT phụ: 51 3.6.5 Chọn thiết bị bay hơi: 51 3.7 THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY SẤY BƠM NHIỆT 52 3.7.1 CÁC BẢN VẼ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG: 52 3.7.2 Mạch điện điều khiển: 53 Chƣơng 4: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM 54 4.1 Quy trình sấy dấp cá 54 4.2 Phƣơng pháp xác định độ ẩm, nhiệt độ, vận tốc TNS 54 4.3 Các thiết bị dùng thí nghiệm: 55 4.4 Các thí nghiệm : 56 4.5 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng flavonoid 57 4.6 Tiêu chuẩn E.Coli dấp cá sau sấy 57 4.7 Một số hình ảnh trình sấy dấp cá: 58 Chƣơng 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 5.1 Chế độ sấy 35 0C 59 5.2 Chế độ sấy nhiệt độ 37.5 0C 61 5.3 Chế độ sấy nhiệt độ 40 0C 63 5.4 Chế độ sấy nhiệt độ 42.5 0C 64 5.5 Chế độ sấy nhiệt độ 45 0C 65 5.6 Chế độ sấy nhiệt độ 47.5 0C 67 5.7 Chế độ sấy nhiệt độ 50 0C 69 5.8 Biểu đồ số tách ẩm riêng phần SMER: 71 5.9 Hàm lƣợng flavonoid cá mẫu sấy dấp cá 72 5.10 Giới hạn ô nhiễm vi sinh vật cho rau sản phẩm rau 74 5.11 Các số sử dụng hiệu lƣợng 77 - Chi phí điện cho kg sản phẩm (kg/kWh) 77 - Tốc độ tách ẩm: 77 5.12 Ƣớc tính hiệu kinh tế sản xuất 78 Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 6.1 Kết luận 80 6.2 Kiến nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC QUÁ TRÌNH GIẢM ẨM CỦA VẬT LIỆU SẤY 84 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 98 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM HÀM LƢỢNG FLAVONOID 101 PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM NHIỂM KHUẨN E.COLI 101 PHỤ LỤC 5: TIÊU CHUẪN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 101 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa v Thể tích m3 G Khối lƣợng kg Độ ẩm % t Nhiệt độ d Độ chứa h Ethalpy kJ/kg λ Hệ số dẫn nhiệt W/m.K δ Bề dày m α Hệ số tỏa nhiệt W/m2.K v Vận tốc TNS m/s cp Nhiệt dung riêng kJ/kg.K k Hệ số truyền nhiệt W/m2.K SMER Tốc độ tách ẩm riêng Kg/kWh TNS Tác nhân sấy VLS Vật liệu sấy TBNT Thiết bị ngƣng tụ TBBH Thiết bị bay HPD Máy sấy bơm nhiệt KPH Không phát Đơn vị C kg ẩm/kg kkk DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học cấy dấp cá 14 Bảng 3.1 Kích thƣớc buồng sấy 39 Bảng 3.2 Thông số TNS lý thuyết 44 Bảng 3.3 Thông số TNS thực tế 52 Bảng 3.4 Bảng thông số môi chất 42 Bảng 3.5 Thông số TBBH 46 Bảng 3.6 Thông số TBNT 48 Bảng 4.1 Thông số máy sấy bơm nhiệt dùng thí nghiệm 57 Bảng 5.1 Hàm lƣợng flavonoid mẫu sấy mẫu thị trƣờng………… 85 Bảng 5.2 Kết xét nghiệm E.Coli 87 Bảng 5.2 Giới hạn ô nhiễm vi sinh vật rau quả, thực phẩm 76 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây dấp cá 13 Hình 1.2 Bột dấp cá sấy lạnh 18 Hình 1.3 Thức uống từ bột dấp cá 18 Hình 1.4 Trà túi lọc dấp cá 19 Hình 1.5 Thảo dƣợc có thành phần dấp cá 19 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý sấy bơm nhiệt 24 Hình 3.1 Vách, kích thƣớc buồng sấy 26 Hình 3.2 Buồng sấy hoàn thành 27 Hình 3.3 Đồ thị i-d trình sấy lý thuyết 27 Hình 3.4 Vách buồng sấy 47 Hình 3.5 Đồ thị T-s log(p)-h 55 Hình 3.6 Kết nối thiết bị hệ thống bơm nhiệt 65 Hình 3.7 Khung máy – Buồng sấy 65 Hình 3.8 Kết nối thiết bị hệ thống bơm nhiệt 66 Hình 3.9 Máy sấy HPD hồn chỉnh 66 Hình 4.1 Thermostat kỹ thuật số 68 Hình 4.2 Lƣu tốc kế Lutron AM-4205TNS 68 Hình 4.3 Điện kế KTS đa 55 Hình 4.4 Ampe kẹp đa 56 Hình 4.5 Cân VLS 56 Hình 4.6 Dấp cá chuẩn bị sấy 58 Hình 4.7 Dấp cá buồng sấy 58 Hình 5.1 Biểu đồ giảm ẩm VLS – TNS – MT CĐS 35 0C 59 Hình 5.2 Biểu đồ giảm ẩm VLS theo thời gian 35 0C 59 Hình 5.3 Lá dấp cá sấy 35 0C 60 Hình 5.4 Biểu đồ giảm ẩm VLS 37.5 0C 61 Hình 5.5 Biểu đồ độ ẩm TNS – VLS – Môi trƣờng 37.5 0C 61 Hình 5.6 Lá dấp cá sấy 37.5 0C 62 Hình 5.7 Biểu đồ giảm ẩm chế độ sấy 40 0C 63 Hình 5.8 Lá dấp cá sấy chế độ 40 0C 63 10 Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm thăm dị Lần Nhiệt độ Vận tốc Độ ẩm Thời gian Tổng thí TNS TNS VLS (h) điện nghiệm (0C) (m/s) (%) 35 1,3 35 1,6 11,8 12 13180 35 1,9 8,5 12 13218 40 5,7 12 13054 40 1,3 11 12004 40 1,6 5,7 10 10954 45 6,1 10 10800 45 1,3 5,6 9758 45 1,6 5,6 8716 50 5,5 8544 10 50 1,3 5.6 7514 11 50 1,6 5,4 6484 97 (Wh) PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Hình Mặt lƣng máy Hình Gia cơng vách buồng sấy Hình Hồn thành phần vỏ máy sấy 98 Hình Máy sấy hoàn chỉnh 99 Bảng vận tốc TNS đo kiểm khay sấy Số thứ tự Vị trí đặt thiết bị Vận tốc tác nhân, m/s Khay 2,2 Khay 2,2 Khay 2,3 Khay 2,3 Khay 2,4 Khay 2,4 Khay 2,4 Khay 2,5 Khay 2,5 10 Khay 10 2,6 Vận tốc trung bình tác nhân, m/s 2,38 100 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM HÀM LƢỢNG FLAVONOID TRONG MẪU SẢN PHẨM SẤY PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM NHIỂM KHUẨN E.COLI TRONG MẪU SẢN PHẨM SẤY PHỤ LỤC 5: TIÊU CHUẪN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 101 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY LÁ DẤP CÁ THEO NGUYÊN LÝ SẤY BƠM NHIỆT EXPERIMENTAL RESEARCH OF DRYING HOUTTUYNIA CORDATA BY HEAT PUMP DRYING SYSTEM Trƣơng Hữu Sang Trường Cao Đẳng Nghề Thành Phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Ngày tồ soạn nhận 18/04/2019, ngày phản biện đánh giá 26/04/2019, ngày chấp nhận đăng 02/05/2019 TÓM TẮT Bài báo trình bày kết nghiên cứu mối quan hệ thơng số cơng nghệ q trình sấy dấp cá (VLS) theo nguyên lý sấy bơm nhiệt Các thông số nhƣ nhiệt độ buồng sấy, vận tốc tác nhân sấy (TNS) thời gian sấy ảnh hƣởng trực tiếp đến yếu tố nhƣ màu sắc, mùi vị, hàm lƣợng dƣợc chất có sản phẩm dấp cá sấy Thực nghiệm đƣợc tiến hành dãy nhiệt độ từ 350C đến 550C, vận tốc TNS từ m/s đến 1,6 m/s, thời gian sấy từ đến 12 Q trình thực nghiệm tìm đƣợc thơng số công nghệ sấy phù hợp cho dấp cá nhƣ sau: nhiệt độ sấy 450C, vận tốc TNS 1,6m/s, thời gian sấy giờ, VLS có độ ẩm đầu w1: 70%, độ ẩm yêu cầu w2: 6% Với thơng số này, sản phẩm sấy có màu xanh gần nhƣ ban đầu, biến dạng Hàm lƣợng flavonoid dấp cá sau sấy là: 5,65 % w/w, khuẩn E.Coli không phát hiện, đạt tiêu chuẩn vi sinh Bộ Y Tế ban hành Điện tiêu thụ: 1,7 kWh/kg VLS, tốc độ tách ẩm riêng phần (SMER): 0,96 kg/kWh, hệ số COPHPD: 4,8 Kết cho thấy máy sấy HPD làm việc ổn định, cho sản phẩm dấp cá sấy đạt yêu cầu, ứng dụng vào sản xuất Từ khóa: Kỹ thuật sấy; sấy bơm nhiệt; dấp cá; độ ẩm; flavonoid ABSTRACT The study aims to determine the relationship of technical parameters for drying Houttuynia Cordata by heat pump drying system (HPD) Parameters such as drying-chamber temperature, drying-air veloccity and drying-time to influence color, scent, and the content of pharmaceutical substances in dried Houttuynia Cordata Experiment was conducted in the temperature range from 35 0C to 55 0C, drying-air velocity from m/s to 1.6 m/s, The experimental processes showed that a suitable drying-mode for Houttuynia Cordata was found The input moisture content of Houttuynia Cordata is w1: 70%, the final moisture content is w2: %, temperature chamber: 45 0C, drying-air velocity: 1.6 m/s, drying-time: hours When drying this mode, the color of Houttuynia Cordatadryed is green, less distorted Flavonoid content in Houttuynia Cordata-dryed: 5.65%, E.Coli bacteria not appear Power consumption (SEC): 1.7 kWh/kg, specific moisture extraction rate (SMER): 0.96 kg/kWh, the COPHPD: 4.8 The above results showed that the HPD works stably, Houttuynia Cordata-dryed is satisfactory, and this HPD system with its drying mode can be applied to production Keywords: heat pump drying; Houttuynia Cordata; low-temperature system drying; air humidity; flavonoid 1 ĐẶT VẤN ĐỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT Theo báo cáo năm 2018 [1], sản lƣợng hoa màu Việt Nam đạt 144,6 nghìn tấn, sản lƣợng rau đạt 67.8 nghìn Ngồi việc tiêu thụ dƣới dạng thực phẩm tƣơi sống, rau củ nƣớc ta đƣợc tiêu thụ dƣới dạng thực phẩm chế biến: sấy khô, sấy dẻo, gia vị [2] Rau sấy khô gia vị đƣợc dùng phổ biến thực phẩm chế biến sẵn (thức ăn nhanh) nhƣ: phở, miến, bún, cháo mì ăn liền Ở Việt Nam, dấp cá loại rau có sản lƣợng trồng trọt lớn vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, Nam Trung Bộ Tây Nam Bộ Dấp cá có đặc điểm: màu xanh lục, hình tim, đầu nhọn mọc so le, vị có mùi cá, thân màu tím đỏ Phần có flavonoid, protid, glucid, Cellulose, Vitamin C, tinh dầu, … [3], [4] Cây dấp cá đƣợc ƣa thích thị trƣờng để ăn tƣơi nhƣ rau dùng dạng sấy khơ, bột 2.1 Phƣơng pháp tính toán thiết kế xây dựng hệ thống bơm nhiệt Hiện nay, có số sản phẩm chế biến từ dấp cá nhƣ: thành phần trà túi lọc dấp cá, khổ qua, viên uống nhƣ thực phẩm chức thuốc trị bệnh có mặt thị trƣờng Việt Nam [5], [6], [7] Chọn môi chất lạnh R22, nhiệt độ môi trƣờng làm mát chọn tmt = 35 0C, nhiệt độ khơng khí sau dàn bay chọn tse = 20 0C 2.1.1 Tính tốn cân vật chất Độ ẩm ban đầu (w1) độ ẩm tức thời (wi), dấp cá đƣợc tính theo công thức (1) (2) [8] w1  m1  m2 100% (%) m1 w i  100  (1) m1 (100  w1 ) (%) mi (2) Trong đó: m1, m2 mi khối lƣợng ban đầu, khối lƣợng cuối khối lƣợng thời điểm i dấp cá 2.1.2 Tính tốn cân lƣợng  Tính tốn chu trình Các máy sấy thảo dƣợc nhƣ dấp cá chủ yếu sấy khơng khí nóng đối lƣu cƣỡng bức, thơng thƣờng giảm đƣợc chi phí lƣợng Tuy nhiên, sản phẩm sau sấy tổn thất lớn thành phần dinh dƣỡng, làm chất lƣợng sản phẩm giảm, đơi cịn giá trị sử dụng Hình Đồ thị log p - i chu trình làm việc Với đặc điểm nêu trên, nghiên cứu tiến hành thực nghiệm chế độ sấy dấp cá khác hệ thống máy sấy bơm nhiệt nhằm tìm chế độ sấy dấp cá phù hợp , nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm , dấp cá sau sấy đạt yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm, mức tiêu hao điện năng, giá thành sản phẩm hợp lý, ứng dụng vào thực tiễn sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu thị trƣờng nƣớc nay, hƣớng đến xuất Bảng Bảng thông số trạng thái điểm nút p, T, I, bar o C v, dm3/kg 6,8 10 34,66 408,4 19,4 66,5 13,22 434,4 19,4 50 0,924 263,1 6,8 10 9,600 263,1 Điểm kJ/kg Trong đó:  Tính cơng suất thiết bị bay hơi, ngƣng tụ bơm nhiệt [ 9], [10], [11] K hệ số an tồn Cơng suất thiết bị ngƣng tụ bơm nhiệt: W td (3) q Công suất dàn bay bơm nhiệt: hiệu suất truyền động trực tiếp hiệu suất quạt THIẾT LẬP HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM 3.1 Mơ tả hệ thống thí nghiệm W (4) W (5) Vịng tuần hồn (1,2,3,1) chu kỳ tuần hồn TNS khơng khí, Vịng tuần hồn (2,4,5,3,6,7,2) chu trình nhiệt động mơi chất lạnh hệ thống bơm nhiệt (Hình 2) Cơng suất máy nén: Nđc = 1,3.Nel  Tính cơng suất động quạt buồng sấy [12], [13] Sấy bơm nhiệt có TNS nhiệt độ thấp TNS từ buồng sấy đƣợc quạt hút cƣỡng đƣa vào thiết bị bay (2) để trao đổi nhiệt, TNS đƣợc làm lạnh dƣới nhiệt độ đọng sƣơng, ẩm ngƣng tụ tách khỏi TNS TNS tiếp tục đƣợc quạt đƣa vào thiết bị ngƣng tụ (3), đây, TNS đƣợc gia nhiệt đến nhiệt độ sấy yêu cầu cấp vào buồng sấy (1) Tại buồng sấy, ẩm VLS thoát vào TNS chênh lệch áp suất nƣớc, nhiệt độ VLS TNS Độ chứa TNS tăng lên đƣợc quạt hồi lƣu thiết bị bay để chu trình lặp lại liên tục độ ẩm VLS đạt yêu cầu Tổn thất áp suất ma sát lên bề mặt vật liệu: , N/m2 (6) Trở lực qua dàn bay hơi: , N/m2 (7) Trở lực qua dàn ngƣng tụ: , N/m2 (8) Trở lực qua cút: Năng suất máy sấy HPD: G1 = kg/mẻ, độ ẩm ban đầu VLS: w1 = 70% Độ ẩm yêu cầu VLS: w2 = % [14] Thời gian sấy: = 6h đến 12h [15] Nhiệt độ TNS: 35 0C đến 55 0C, tốc độ TNS từ m/s đến 1,6 m/s [16] , N/m2 (9) Trở lực qua lƣới phân bố TNS: , N/m2 (10) Tổng trở lực cục bộ: Pcb P1 + P2 + P3 + P4, N/m2 (11) Tổng trở lực hệ thống P = Pms + Pcb (12) Công suất quạt buồng sấy: (13) Công suất lắp đạt động quạt: (14) Hình Nguyên lý sấy bơm nhiệt 3.2.2 Phƣơng pháp xác định độ ẩm ban đầu cho dấp cá Trong nghiên cứu này, dấp cá tƣơi đƣợc dùng thí nghiệm Độ ẩm trung bình dấp cá sau làm sạch, để ráo, đƣợc sấy từ độ ẩm đầu 70%, xuống độ ẩm 6% 3.2.3 Thiết bị đo xác định vận tốc, nhiệt độ TNS khối lƣợng dấp cá trình sấy Vận tốc TNS đƣợc xác định lƣu tốc kế Lutron AM-4205TNS với khoảng đo 0,4-25 m/s, độ xác 0,1 m/s Nhiệt độ TNS đƣợc đo điều khiển cảm biến nhiệt độ điều khiển nhiệt độ Ewelly EW-181H với độ xác ± 10C Hình Bảng vẽ máy sấy Khối lƣợng dấp cá đƣợc đo cân đồng hồ Nhơn Hòa với thang đo nhỏ 2g 3.2 Phƣơng pháp thí nghiệm 3.2.1 Quy trình sấy dấp cá 3.2.4 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng flavonoid dấp cá sau sấy Dấp cá đƣợc sản xuất theo quy trình sau: Lá tƣơi  Loại bỏ úng/hỏng  Làm  Để  Làm khô/Sấy  Thành phẩm Hàm lƣợng flavonoid dấp cá đƣợc xác định phƣơng pháp USP-38 Tổng số vi khuẩn E.coli dấp cá đƣợc định lƣợng theo tiêu chuẩn TCVN 6846:2007, thông tƣ số 05/2012/TT-BYT Bộ Y tế Các tiêu đƣợc phân tích Viện Nghiên Cứu Cơng Nghệ Sinh Học Môi Trƣờng - Đại học Nông Lâm TPHCM Các dụng cụ nhƣ khay sấy, buồng sấy phải đƣợc làm để khô trƣớc thực thí nghiệm để bảo đảm vệ sinh cho VLS Ngƣời trực tiếp thao tác, tiếp xúc với VLS, khay sấy, cần trang bị sử dụng bảo hộ lao động để bảo đảm an toàn, tránh làm nhiểm khuẩn qua lại ngƣời VLS 3.2.5 Tiến hành thí nghiệm Q trình thí nghiệm đƣợc tiến hành Bộ mơn Nhiệt, trƣờng ĐH SPKT TP HCM Đối với thảo dƣợc, nhiệt độ sấy nên mức 40 0C – 65 0C vận tốc sấy nên nằm khoảng từ 0,8 - 2m/s [16], [19], [20] Trong trình thí nghiệm này, dấp cá đƣợc sấy nhiều mức nhiệt độ khác 35 0C đến 55 0C Trong đó, ba mốc nhiệt độ cho kết đáng quan tâm 40 0C, 45 0C 50 0C; vận tốc TNS đƣợc cài dặt ba mức v = 1; 1,3 1,6 m/s [21], [22], [23] Trong trình sấy, khối lƣợng đƣợc Hình Lá dấp cá chuẩn bị sấy cân nhằm xác định ẩm độ Khi dấp cá đạt độ ẩm 6% dừng máy Từ biểu đồ (Hình 6) biểu diễn trình giảm ẩm vật liệu sấy theo thời gian nhiệt độ cho thấy: Với vận tốc TNS v = 1m/s, thời gian sấy 10 giờ, tốc độ giảm ẩm trung bình 6,43 %/h, độ ẩm dấp cá giảm từ 70 % xuống sấp xỉ dƣới % Với vận tốc tác nhân sấy v = 1,3 m/s, thời gian sấy mẻ sấy 5kg dấp cá tƣơi giờ, tốc độ giảm ẩm trung bình 7,09 %/h Khi vận tốc tác nhân sấy v = 1,6 m/s thời gian mẻ sấy ngắn giờ, tốc độ giảm ẩm trung bình 7,91 %/h Ở chế độ sấy t = 45 0C thời gian sấy giảm vận tốc tác nhân sấy tăng Thời gian mẻ sấy giảm vận tốc TNS tăng từ m/s lên 1,3 m/s thời gian mẻ sấy giảm 2h vận tốc TNS tăng từ m/s lên 1,6 m/s KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hƣởng chế độ sấy đến độ ẩm VLS 80 v = m/s Hình Quá trình giảm ẩm dấp cá sấy nhiệt độ 40 0C, v = 1; 1,3 1,6 m/s 70 Từ biểu đồ (Hình 5) trình giảm ẩm VLS theo thời gian nhiệt độ cho thấy: Với vận tốc TNS v = m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình dấp cá 5,37 %/h, thời gian sấy 12 Với vận tốc TNS v = 1,3 m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình 5,83 %/h, thời gian sấy 11 giờ; Khi vận tốc TNS v = 1,6 m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình 6,47 %/h, thời gian sấy 10 Từ biểu đồ cho thấy nhiệt độ 40 0C, thời gian sấy dài vận tốc TNS thấp 50 Ầm độ (% wb) v = m/s 60 v = 1.3 m/s Ẩm độ (% wb) Từ biểu đồ (Hình 7) biểu diễn trình giảm ẩm vật liệu sấy theo thời gian nhiệt độ, kết cho thấy: Với vận tốc tác nhân sấy v = m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình dấp cá 7,97 %/h, thời gian mẻ sấy Với vận tốc tác nhân sấy v = 1,3 m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình 9,07%/h, thời gian mẻ sấy giờ; Khi vận tốc tác nhân sấy v = 1,6 m/s, tốc độ giảm ẩm trung bình 10,69 %/h, thời gian mẻ sấy Từ kết biểu đồ hình 6, hình hình cho thấy: thời gian sấy giảm xuống tối đa vận tốc nhiệt độ tác nhân sấy tăng lên 10 Hình Quá trình giảm ẩm dấp cá sấy nhiệt độ 50 0C, v = 1; 1,3 1,6 m/s 20 Thời gian sấy (h) 30 20 40 30 v = 1.6 m/s 50 40 10 80 70 v = 1.3 m/s 60 10 Thời gian sấy (h) Hình Quá trình giảm ẩm dấp cá sấy nhiệt độ 45 0C, v = 1; 1,3 1,6 m/s Đánh giá tổng quát chất lƣợng sản phẩm sấy mặt cảm quan cho thấy, nhiệt độ 40 C sản phẩm sấy có màu ngã đen mùi đặc trƣng dấp cá, nhiệt độ 45 0C dấp cá có màu xanh gần nhƣ tƣơi ban đầu có mùi đặc trƣng, nhiệt độ 50 0C sản phẩm sau sấy có màu ngã vàng, biến dạng co quắp nhiều mùi đặc trƣng giảm 4.2 Ảnh hƣởng thời gian sấy, tốc độ nhiệt độ tác nhân sấy đến hàm lƣợng flavonoid Hình Lá dấp cá sấy 40 0C, vận tốc TNS v = 1,6 m/s Bảng trình bày kết xét nghiệm hàm lƣợng flavonoid E.Coli mẫu dấp cá sấy phƣơng pháp khác nhau: phơi nắng, dấp cá sấy khô mua thị trƣờng, sấy mơ hình máy sấy bơm nhiệt Lá dấp cá sau sấy nhiệt độ có tƣợng ngã màu sậm nâu, sắc xanh cịn lại ít, độ biến dạng, co quắp nhiều, mùi hƣơng đặt trƣng giảm nhiều Bảng Kết xét nghiệm E.Coli, Flavonoid Hình Lá dấp cá sấy 45 0C, vận tốc TNS v = 1,6 m/s Lá dấp cá sau sấy 45 0C có màu sắc gần tƣơng đồng so với tƣơi, mùi hƣơng đặt trƣng, độ biến dạng Loại mẫu E.Coli CFU/g Flavonoid % w/w Lá dấp cá tƣơi Lá dấp cá phơi nắng Lá dấp cá thị trƣờng Lá dấp cá 40 0C, m/s Lá dấp cá 40 0C, 1,3 m/s Lá dấp cá 40 0C, 1,6 m/s Lá dấp cá 45 0C, m/s Lá dấp cá 45 0C, 1,3 m/s Lá dấp cá 45 0C, 1,6 m/s Lá dấp cá 50 0C, m/s Lá dấp cá 50 0C, 1,3 m/s Lá dấp cá 50 0C, 1,6 m/s 4,7x102 4,6x102 1,3x103 2,4x102 6x101 KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH 6,58 2,84 2,71 3,57 3,95 4,96 3,78 4,13 5,65 3,42 3,13 2,96 KẾT LUẬN Một mô hình máy sấy dấp cá theo nguyên lý bơm nhiệt, suất kg VLS đƣợc nghiên cứu chế tạo thành cơng, kết q trình thí nghiệm máy sấy bơm nhiệt tìm đƣợc thông số công nghệ sấy dấp cá phù hợp là: Nhiệt độ TNS: 45 0C, vận tốc TNS: 1,6m/s, thời gian sấy: Với chế độ sấy này, chất lƣợng sấy đƣợc nâng cao hẳn so với sấy phƣơng pháp phơi nắng, mua ngẫu nhiên thị trƣờng nhƣ sấy Hình 10 Lá dấp cá sấy 50 0C khơng khí nóng Màu sắc, mùi hƣơng đặt trƣng dấp cá sau sấy đƣợc bảo tồn mức tối đa vi khuẩn có hại so với tiếp xúc trực tiếp với mơi trƣờng ngồi trời, kiểm sốt đƣợc xác giá trị thông số nhiệt độ tác động lên VLS , vận tốc TNS thời gian VLS lƣu lại buồng sấy Hàm lƣợng flavonoid sấy mơ hình máy sấy bơm nhiệt chế độ sấy cụ thể vừa nêu đạt giá trị cao 5,65% (w/w), đạt tiêu chuẩn khuẫn E.Coli theo thông tƣ 05/2012/TT-BYT ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ô nhiểm vi sinh vật thực phẩm (≤ 2.102 CFU/g.) [24] LỜI CẢM ƠN Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy Bộ Môn Công Nghệ Nhiệt khoa CKĐ - ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thiết bị thí nghiệm, nhà xƣởng suốt trình nghiên cứu Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trƣờng – ĐH Nơng Lâm TPHCM việc phân tích mẫu sấy Đồng thời cảm ơn quý đồng nghiệp góp phần hỗ trợ tích cực q trình thực nghiên cứu Việc chất lƣợng dấp cá sau sấy đƣợc nâng cao sấy máy sấy bơm nhiệt lý giải sở khoa học nhƣ sau: Do môi trƣờng buồng sấy dấp cá đƣợc khép kín, hạn chế tối đa việc dấp cá bị nhiễm bụi, TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tình hình kinh tế - xã hội năm 2018, Tổng cục thống kê, cập nhật tháng 11 năm 2018 https://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=621&ItemID=19004 [2] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông Thôn Việt Nam, Cục trồng trọt Chế biến Xuất rau củ Việt Nam, cập nhật tháng 11 năm 2018, http://www.cuctrongtrot.gov.vn/TinTuc/Index/4290 [3] Thành phần hóa học tác dụng dấp cá, http://tailieu.yte.gov.vn/chi-tiettai-lieu/nghien-cuu-thanh-phan-hoa-hoc-cua-cay-diep-ca [4] Hoàng Văn Tuấn*1, Phạm Hƣơng Sơn1, Nguyễn Thị Hiền1, Nguyễn Đình Luyện2, Nguyễn Thanh Hảo3 Nghiên cứu tách chiết xác định số hoạt tính sinh học dịch chiết flavonoid từ diếp cá (houttuynia cordata thunberg) thu hái Hà Nội, https://www.academia.edu/17179285/NGHIE_N_CU_U_A_NH_HU_O_NG_CU_A _DI_CH_CHIE_T_CA_M_GA_O_%C4%90E_N_SU_PHA_T_TRIE_N_CU_A_VI _KHUA_N_PROBIOTICS [5] Trà túi lọc Giấp Cá Extra – Cty CP Dƣợc Vật Tƣ Y Tế Hải Dƣơng https://www.tamduocstore.com.vn/products/tra-tui-loc-giap-ca-extra [6] HELAF (viên nang mềm), Cty CP Dƣợc Hậu Giang [7] TRĨ LINH ĐƠN – Cty CP Dƣợc Danapha [8] Nguyễn Văn May, Giáo trình sấy nơng sản thực phẩm, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 [9] Lê Xuân Hòa, 2007 GT Kỹ Thuật Lạnh, ĐH SPKT TPHCM [10] Nguyễn Đức Lợi Bơm Nhiệt NXB Giáo Dục Việt Nam, 2014 [11] Nguyễn Đức Lợi Hƣớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2005 [12] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy NXB Giáo Dục, 2002 [13] Bùi Quang Huy, LV ThS “Nghiên cứu chế tạo thực nghiệm hệ thống sấy ớt bơm nhiệt kết hợp lƣợng mặt trời” ĐH SPKT TPHCM, 2018 [14] Trƣơng Hữu Sang, Kết khảo sát thực nghiệm bột dấp cá thị trƣờng - Xay dấp cá khô thành bột [15] Trƣơng Hữu Sang, Kết thực nghiệm định hƣớng ban đầu, 2018 [16] Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, Lê Quang Giảng SCK “Công nghệ thiết bị sấy số loại nông sản” NXB Nông Nghiệp, 2015 [17] http://duoclieu.net/thuc%20hanh%20(1).html [18] TCVN 1867-2001 [19] Vũ Đức Phƣơng L.V ThS “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống sấy lạnh sản phầm cà rốt điều kiện tối ƣu với suất nhỏ 10 kg/mẻ” Trƣờng Đ.H SPKT TPHCM, 2017 [20] Nguyễn Anh Tuấn “Nghiên cứu cơng nghệ sấy lạnh, tính tốn, thiết kế, khảo nghiệm xác định số thông số ảnh hƣởng đến chất lƣợng sấy cho số loại rau giàu vitamin mơ hình máy sấy lạnh bơm nhiệt” Trƣờng ĐH Công nghiệp TPHCM, 2010 [21] Mohd Zainol, M.K., *Abdul-Hamid A., Abu Bakar, F and Pak Dek, S 2009, Effect of different drying methods on the degradation of selected flavonoids in Centella asiatica, International Food Research Journal 16: 531-537, http://www.ifrj.upm.edu.my/16%20(4)%202009/09%20IFRJ-2009108%20Azizah%20Malaysia%202nd%20proof.pdf [22] W Trirattanapikul, S Phoungchandang*, Microwave blanching and drying characteristics of Centella asiatica (L.) urban leaves using tray and heat pumpassisted dehumidified drying, JFood Sci Technol 2014 Dec; 51(12): 3623–3634, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4252402/ [23] Nguyễn Thị Ngọc Trâm, Vũ Thị Ngọc Thanh, Trần Hùng, Đào Văn Phan, Nghiên cứu sàng lọc tác dụng trơn đông cầm máu flavonoid chiết xuất từ diếp cá (Houttuynia cordata Thunb.) Việt Nam, tạp chí Dƣợc học, ISSN: 0866-7861 http://www.vjol.info.vn/index.php/tcdh/article/view/14054 [24] Thông tƣ 05/2012/TT-BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ô nhiểm vi sinh vật thực phẩm Tác giả chịu trách nhiệm viết: Trƣơng Hữu Sang Trƣờng Cao Đẳng Nghề Thành Phố Hồ Chí Minh Email: sangtruong.cdn@gmail.com S K L 0 ... trên, tác giả chọn thực đề tài ? ?Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mơ hình sấy bơm nhiệt để sấy dấp cá? ?? 1.2 Tổng quan dấp cá 1.2.1 Tên gọi Cây dấp cá có tên diếp cá, giấp cá, ngƣ tinh thảo... 18 Hình 1.4 Trà túi lọc dấp cá Hình 1.5 Thảo dƣợc có thành phần dấp cá 1.7 Mục đích đề tài Thiết kế chế tạo mơ hình sấy dấp cá theo nguyên lý bơm nhiệt Thực nghiệm chế độ sấy dấp cá khác máy sấy. .. quan - Thiết kế, chế tạo mơ hình máy sấy bơm nhiệt để sấy dấp cá 20 - Thực nghiệm sấy dấp cá mơ hình máy sấy chế tạo, thu thập số liệu trình thực nghiệm Trên sở kết thí nghiệm, hiệu chỉnh lại hệ