Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ SẤY CÁC SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI TP HCM NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TH S NGUYỄN MẠNH TUÂN Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Lê Trường Quí 1711020361 17DDCA2 Hồ Văn Ninh 1711020334 17DDCA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng 112021 ii LỜI CẢM ƠN Đề tài tốt nghiệp cuối khóa là bài báo cáo cuối cùng trước khi kết thúc bốn năm đại học để bắt đầu vào ngưỡng cửa mới Bài báo c.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ SẤY CÁC SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI TP HCM NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S NGUYỄN MẠNH TUÂN Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Lê Trường Quí 1711020361 17DDCA2 Hồ Văn Ninh 1711020334 17DDCA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2021 LỜI CẢM ƠN Đề tài tốt nghiệp cuối khóa báo cáo cuối trước kết thúc bốn năm đại học để bắt đầu vào ngưỡng cửa Bài báo cáo trải nghiệm ý nghĩa, giúp chúng em phát huy kiến thức học năm qua Đồng thời, giúp chúng quen dần với việc thực nghiên cứu khoa học hoàn chỉnh Trước hết chúng em xin gửi tới Thầy Cô Viện Kỹ thuật HUTECH Trường Đại học Công nghệ TP.HCM lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo Thầy Cơ, đến chúng em hồn báo cáo, đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời để sấy sản phẩm nông nghiệp Tp HCM” Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Th.S Nguyễn Mạnh Tuân quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt luận văn thời gian qua Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Công nghệ TP.HCM (HUTECH), Viện Kỹ thuật HUTECH, Khoa Phòng ban chức trực tiếp gián tiếp giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế sinh viên, báo cáo tránh thiếu sót Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực LÊ TRƯỜNG QUÍ ii HỒ VĂN NINH MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC CÁC BẢNG x LỜI MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề 1.1 Về điện lực 1.2 Nguy thiếu hụt lượng 1.3 Nguồn lượng mặt trời 1.4 Về sấy Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chương GIỚI THIỆU 1.1 Năng lượng mặt trời (NLMT) 1.1.1 Pin mặt trời: 1.1.2 Thiết bị nhiệt mặt trời: 1.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời để sấy nơng sản ngồi nước 1.2.1 Ngoài nước 1.2.2 Trong nước Chương TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 11 2.1 Tình hình sản xuất, sấy sản phẩm nông nghiệp địa bàn TP.HCM 11 2.1.1 Định hướng phát triển nông nghiệp TP.HCM 11 2.1.2 Quan điểm phát triển nông nghiệp TP.HCM 12 iii 2.1.3 Mục tiêu sản xuất nông nghiệp TP.HCM 12 2.1.4 Hiện trạng sản xuất sản phẩm nông nghiệp địa bàn TP.HCM 14 2.1.5 Tình hình sấy sản phẩm nơng nghiệp địa bàn TP.HCM 21 2.1.6 Phân tích, đánh giá trạng sản xuất, sấy sản phẩm nông nghiệp địa bàn TP.HCM 25 2.2 Tiềm ứng dụng NLMT địa bàn TP.HCM 32 Chương PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 35 3.1 Phân tích, đề xuất nhóm sản phẩm nông nghiệp tiềm phù hợp với giải pháp sấy NLMT 35 3.1.1 Công nghệ sử dụng sấy nấm linh chi 35 3.1.2 Công nghệ sử dụng sấy Cá lóc, cá sặc rằn 37 3.1.3 Công nghệ sử dụng sấy Bắp 38 3.1.4 Công nghệ sử dụng sấy Lúa 39 3.2 Phân tích đặc tính sản phẩm nông nghiệp tiềm lựa chọn, đề xuất loại sản phẩm phù hợp ứng dụng công nghệ sấy NLMT 39 3.2.1 Đánh giá phân tích tác động sấy đến đặc tính nấm Linh Chi 39 3.2.2 Đánh giá phân tích tác động sấy đến đặc tính Cá lóc, cá sặc 41 3.2.3 Đánh giá phân tích tác động sấy đến đặc tính bắp 43 3.2.4 Đánh giá phân tích tác động sấy đến đặc tính lúa 44 3.4 Nghiên cứu quy trình sấy khoa học đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm 46 3.4.1 Quy trình sấy nấm Linh Chi 46 3.4.2 Quy trình sấy Lúa 49 3.4.3 Quy trình sấy Bắp 50 3.4.4 Quy trình sấy Cá Lóc, Cá Sặc 52 3.5 Phân tích, đánh giá lựa chọn phương pháp sấy phù hợp 53 3.5.1 Giới thiệu công nghệ sấy 53 3.5.2 Các phương pháp sấy 54 3.5.3 Phân loại hệ thống sấy 55 3.5.4 Giới thiệu phương pháp sấy ứng dụng công nghệ lượng mặt trời 58 CHƯƠNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ 65 4.1 Buồng sấy 65 iv 4.1 Bộ phận thơng gió tải ẩm: 67 4.2 Bộ phận cấp liệu lấy sản phẩm: 69 4.4 Bộ phận cấp nhiệt thiết bị sấy 71 Chương THI CÔNG 73 5.1 Các công đoạn triển khai xây dựng mô hình 73 5.1.1 Công đoạn làm sàn bê tông: 73 5.1.2 Công đoạn lắp hệ khung sắt chịu lực: 76 5.1.3 Công đoạn lắp xe goong chứa vỉ phơi: 76 5.1.4 Công đoạn lợp mái thu hấp thu nhiệt: 77 5.1.5 Công đoạn lắp hệ thống quạt, điện trở nhiệt: 78 5.1.6 Công đoạn lắp hệ thống điều khiển: 78 5.1.7 Mô hình thiết bị sấy lượng mặt trời hồn thiện 79 5.2 Vận hành mô hình để sấy sản phẩm cụ thể 80 5.2.1 Vận hành không tải: 80 5.2.2 Vận hành có tải: 81 Chương KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 85 6.1 Sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống 85 6.1.1 Quy trình sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống 85 6.1.2 Phân tích, tính tốn thơng số chi phí sấy phương pháp truyền thống 87 6.1.3 Chất lượng nấm Linh Chi sấy phương pháp truyền thống 89 6.2 Sấy nấm Linh Chi phương pháp ứng dụng NLMT 90 6.2.1 Quy trình sấy nấm Linh Chi phương pháp ứng dụng NLMT 90 6.2.2 Phân tích, tính tốn thơng số chi phí sấy mơ hình sấy lượng mặt trời 90 6.2.3 Chất lượng nấm Linh Chi sấy mơ hình sấy lượng mặt trời 95 6.3 So sánh hiệu sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống mơ hình sấy ứng dụng lượng mặt trời 96 6.4 Hướng phát triển đề tài 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO v DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Buồng sấy BS FAO HPLC Food and Agriculture Tổ chức Lương thực Nông Organization nghiệp Liên Hiệp Quốc High Performance Liquid Phương pháp chất lỏng hiệu nâng Chromatography cao Năng lượng mặt trời NLMT NMR Nuclear Magnetic Resonance Cộng hưởng từ hạt nhân Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN TT Truyền thống UV Tia cực tím VSV Vi sinh vật vi DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH TRANG Hình I: Buổi hoạt động diễn đàn cấp cao lượng Việt Nam 2020 Hình 1.1: Cánh đồng pin mặt trời Hình 1.2: Máy nước nóng lượng mặt trời Hình 1.3: Bát lượng mặt trời dùng để hội tụ nhiệt cho bếp Hình 1.4: Mơ hình sấy nhà kính Thái Lan Hình 1.5: Tủ sấy lượng mặt trời Zimbabwe Phương pháp sấy gián tiếp kết hợp đối lưu cưỡng (Werner Weiss and Josef Buchinger, 2005) Hình 1.6: Thiết bị sấy tỏi lượng mặt trời xã An Vĩnh, Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi Buồng sấy có kích thước 4,0 m × 3,15 m Bộ thu nhiệt có diện tích phẳng 13,68 m2, đặt nghiêng góc 250 Năng suất 240 kg/mẻ (Đinh Vương Hùng ctv,2012) 10 Hình 1.7: Thiết bị sấy chitin từ phế liệu tôm lượng mặt trời Nha Trang Thiết bị có chiều dài 100 cm, chiều rộng 60 cm, chiều cao 150 cm Năng suất kg/m2, sấy 193 phút/mẻ (Nguyễn Trọng Trung ctv., 2012) 10 Hình 2.1: Phương pháp sấy nấm Linh Chi chủ yếu TP.HCM 21 Hình 2.2: Phơi sấy lúa ngồi trời 22 Hình 2.3: Phơi sấy chuối ngồi trời 23 Hình 2.4: Phơi tơm ngồi trời 24 Hình 2.5: Phơi cá lóc ngồi trời 24 Hình 2.6: Phương pháp phơi sấy lúa truyền thống 25 Hình 2.7: Phương pháp phơi sấy nhãn trời truyền thống 25 Hình 2.8: Mơ hình sấy nhãn cưỡng luồng khí nóng từ đốt trấu 27 Hình 2.9: Máy sấy lúa cưỡng 28 Hình 2.10: Máy sấy lúa cưỡng – quạt 28 Hình 2.11: Máy sấy Lúa cưỡng – Buồng đốt trấu 29 Hình 2.12: Máy sấy Lúa cưỡng – Bộ trao đổi nhiệt 29 Hình 2.13: Máy sấy Nhãn cưỡng 30 Hình 2.14: Mơ hình máy sấy nơng sản ngồi thị trường 31 Hình 2.15: Nguyên lý hoạt động máy sấy nông sản 31 vii Hình 2.16: Bản đồ xạ nhiệt khu vực Việt Nam 33 Hình 3.1: Quy trình phơi sấy nấm linh chi 47 Hình 3.2: Quy trình phơi sấy lúa 49 Hình 3.3: Quy trình phơi sấy bắp 50 Hình 3.4: Quy trình sấy Cá Lóc, Cá Sặc 52 Hình 3.5: Phương pháp sấy hong phơi 60 Hình 3.6: Mơ hình sấy gián tiếp kết hợp đối lưu cưỡng 62 Hình 3.7: Mơ hình sấy NLMT kết hợp 63 Hình 4.1: Bảng thiết kế khung buồng sấy mặt trước 65 Hình 4.2: Bảng thiết kế khung buồng sấy mặt sau 66 Hình 4.3: Cửa cấp gió buồng sấy 67 Hình 4.4: Mặt bố trí vỉ phơi 70 Hình 4.5: Khay chứa vỉ phơi 71 Hình 5.1: Cơng tác định vị, đào móng 73 Hình 5.2: Cơng tác xây đế móng 74 Hình 5.3: Đá 4x6 lăm le mặt sàn 74 Hình 5.4: Cơng tác chuẩn bị mặt sàn trước đổ bê tông 75 Hình 5.5: Nền sàn bê tơng hồn thiện 75 Hình 5.6: Hệ khung sắt mạ kẽm 76 Hình 5.7: Các xe goong chứa vật liệu sấy 77 Hình 5.8: Mái hấp thụ nhiệt cho thiết bị sấy 77 Hình 5.9: Hệ thống quạt, điện trở cho thiết bị sấy 78 Hình 5.10: Hệ thống điều khiển trình hoạt động thiết bị sấy 79 Hình 5.11: Mơ hình thiết bị sấy nấm linh chi lượng mặt trời 79 Hình 5.12: Mẻ nấm linh chi sấy 81 Hình 5.13: Biểu đồ tương quan nhiệt độ môi trường với nhiệt độ thiết bị sấy 82 Hình 5.14: Biểu đồ tương quan độ ẩm môi trường với độ ẩm thiết bị sấy 83 Hình 5.15: Biểu đồ tương quan cường độ xạ nhiệt với nhiệt độ độ ẩm thiết bị sấy nấm linh chi 83 Hình 5.16: Biểu đồ phụ tải điện mẻ 84 viii Hình 5.17: Nhóm nghiên cứu đo đạc thơng số kỹ thuật sấy 84 Hình 6.1: Quy trình sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống 85 Hình 6.2: Phơi nấm Linh Chi trời Phơi vào ban ngày, trải nấm sàn bê tông 86 Hình 6.3: Nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống 87 Hình 6.4: Quy trình sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời 90 Hình 6.5: Nấm Linh Chi sau sấy mơ hình sấy lượng mặt trời 91 Hình 6.6: Biểu đồ so sánh hiệu phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời 96 Hình 6.7: Biểu đồ so sánh tiêu hóa lý nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống mô hình sấy lượng mặt trời 99 Hình 6.8: Biểu đồ so sánh tiêu vi sinh nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời 99 ix DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng I: Tiềm lý thuyết điện mặt trời ( Nguồn: Trung tâm số liệu khí tượng thủy văn, 2020.) Bảng 2.1: Bảng tổng hợp thông tin trạng sản xuất sản phẩm nông nghiệp TP.HCM 20 Bảng 3.1:Thành phần hoá học tổng quát nấm Linh Chi 40 Bảng 3.2: Độ ẩm lúa sau sấy 44 Bảng 4.1: Bảng tính lựa chọn diện tích thiết bị sấy số lượng xe goong thực tế cho sản phẩm nấm linh chi 66 Bảng 4.2: Bảng tính lựa chọn quạt hút ẩm thiết bị sấy nấm linh chi 68 Bảng 4.3: Thông số quạt hút ẩm chọn 69 Bảng 4.4: Bảng tính lựa chọn cơng suất điện trở nhiệt bổ sung cho thiết bị sấy nấm linh chi 72 Bảng 6.1: Thời gian lượng nước bốc sấy phương pháp truyền thống 87 Bảng 6.2: Chi phí lượng sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống 88 Bảng 6.3: Bảng kiểm định chất lượng nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống (Nguồn: Công ty Cổ Phần Công nghệ Năng lượng Bền vững Việt Nam) 89 Bảng 6.4: Thơng tin diện tích mơ hình sấy lượng mặt trời 91 Bảng 6.5: Thời gian lượng nước bốc sấy mơ hình sấy lượng mặt trời 92 Bảng 6.6: Bảng giả thiết hiệu suất mơ hình sấy lượng mặt trời 92 Bảng 6.7: Bảng tính thơng số lưu lượng quạt 93 Bảng 6.8: Chi phí lượng sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời 94 Bảng 6.9: Bảng kiểm định chất lượng nấm Linh Chi sau sấy mơ hình sấy lượng mặt trời (Nguồn: Cơng ty Cổ Phần Công nghệ Năng lượng Bền vững Việt Nam) 95 Bảng 6.10: Hiệu mang lại sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời 97 x 6.1.3 Chất lượng nấm Linh Chi sấy phương pháp truyền thống Nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống kiểm định chất lượng với tiêu bao gồm tiêu vi sinh tổng số vi sinh vật hiếu khí, Coliform, Escherichia coli, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, tổng số bào tử nấm men nấm mốc tiêu hóa lý độ ẩm, protein, carbohydrate Kết kiểm định chất lượng nấm Linh Chi thể rõ bảng 6.3: Bảng 6.3: Bảng kiểm định chất lượng nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống (Nguồn: Công ty Cổ Phần Công nghệ Năng lượng Bền vững Việt Nam) STT Chỉ tiêu Kết Đơn vị Phương pháp thử Độ ẩm 12,6 % FAO, 14/7, 1986 Protein (N*6.25) 7,46 % FAO, 14/7, 1986 Carbohydrate 19,3 % TCVN 4594: 1988 Tổng số VSV hiếu khí 15×102 CFU/g TCVN 4884-1: 2015 (ISO 4833-1: 2013) Coliform Không phát CFU/g TCVN 6848: 2007 (ISO 4832: 2007) Escherichia coli Không phát CFU/g TCVN 7924-2: 2008 (ISO 16649-2: 2001) Bacillus cereus Không phát CFU/g TCVN 4992: 2005 (ISO 7932: 2004) Clostridium perfringens Không phát CFU/g TCVN 4991: 2005 (ISO 7937: 2004) Tổng số bào tử nấm men, 1,0×102 nấm mốc CFU/g TCVN 8275-2: 2010 (ISO 21527-2: 2008) 89 6.2 Sấy nấm Linh Chi phương pháp ứng dụng NLMT 6.2.1 Quy trình sấy nấm Linh Chi phương pháp ứng dụng NLMT Đầu vào 1000 kg tươi Nấm Linh Chi tươi Đầu 333 kg khô Buồng sấy Nấm Linh Chi thành phẩm Bảo quản Đóng gói Độ ẩm 10 – 12% Hình 6.4: Quy trình sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời Mơ hình sấy đặt ngồi trời, sau đưa nấm Linh Chi tươi vào buồng sấy quạt ly tâm hoạt động liên tục để thổi khí nóng từ buồng thu hồi nhiệt xuống buồng sấy, quạt hút hoạt động liên tục để lưu chuyển khơng khí bên mơ hình sấy lấy ẩm ngồi Dịng khơng khí sấy đối lưu cưỡng tiếp xúc với sản phẩm nên sản phẩm sau sấy có độ khơ đồng hai mặt, nhờ kiểm soát chặt chẽ nhiệt ẩm nên độ ẩm cuối sản phẩm đạt yêu cầu Nấm Linh Chi sau sấy lượng mặt trời bề mặt không bị nhăn, tai nấm to (như minh họa hình 6.5) 6.2.2 Phân tích, tính tốn thơng số chi phí sấy mơ hình sấy lượng mặt trời Theo thông tin khảo sát, 90 kg nấm Linh Chi tươi phơi ngày nắng cịn 30 kg khơ cần diện tích phơi 30 m2 Dựa vào số liệu thu thập bảng đây, ta đưa diện tích mơ hình sấy bảng 6.5: 90 Hình 6.5: Nấm Linh Chi sau sấy mơ hình sấy lượng mặt trời Bảng 6.4: Thơng tin diện tích mơ hình sấy lượng mặt trời Thông tin tổng quát Đơn vị Giá trị Ký hiệu Cơng thức tính Hiện trạng Diện tích sàn cần phơi m2 1 Khảo sát thực tế Khối lượng tươi phơi kg Khảo sát thực tế Khối lượng khô thu kg Khảo sát thực tế Tính tốn Lượng tươi cần phơi kg 1.000 Nhu cầu thực tế Lượng khô thu kg 333 6=(5)*(3)/(2) Khối lượng nước cần bay kg 667 7=(5)-(6) Diện tích sàn cần phơi m2 333 8=(5)*(1)/(2) m2 29 9=(1,2*1,2*20) Số xe goong theo lý thuyết cần xe 12 10 Thiết kế Diện tích nhà sấy thực tế m2 37 11 Thiết kế Diện tích phơi xe goong 20 tầng (dài 1,2m, rộng 1,2m, cao 2m) 91 Dựa vào bảng 6.4, ta thấy khối lượng nấm Linh Chi tươi phơi 1.000 kg khối lượng nấm Linh Chi thu sau sấy 333 kg, khối lượng nước bay 667 kg (khối lượng thay đổi theo vật liệu sấy) Thời gian lượng nước bốc sấy mơ hình sấy lượng mặt trời thể bảng 6.5: Bảng 6.5: Thời gian lượng nước bốc sấy mơ hình sấy lượng mặt trời Thơng tin tổng quát Đơn vị Gía trị Khối lượng Linh Chi tươi kg 1.000 Thời gian sấy mẻ 26 Khối lượng Linh Chi khô kg 333 Lượng nước 26 kg 667 Lượng nước kg 25,65 Ghi Khảo sát Để đưa chi phí lượng mơ hình sấy cần phải tính tốn hiệu suất mơ hình sấy nhiệt lượng Dựa vào số liệu thu thập ta có bảng sau, từ đưa hiệu suất mơ hình sấy ứng dụng lượng mặt trời bảng 6.6: Bảng 6.6: Bảng giả thiết hiệu suất mơ hình sấy lượng mặt trời Thơng tin tổng quát Đơn vị Giá trị Nhiệt độ môi trường 0C 32 Độ ẩm môi trường % 44 kJ/kg 65,9 Nhiệt độ cài đặt máy 0C 40 Độ ẩm vào máy % 44 kJ/kg 93,5 Nhiệt độ gió 0C 34,0 Độ ẩm gió % 47,0 kJ/kg 74,7 Enthanlpy Enthanlpy Enthanlpy 92 Ký hiệu Cơng thức tính I1 Tra bảng I2 Tra bảng I3 Nhiệt lượng cung cấp kJ/kg 28 Qcc Qcc=I2-I1 Nhiệt lượng thải kJ/kg Qt Qt=I3-I1 Nhiệt lượng hữu ích kJ/kg 19 Qhi Qhi=Qcc-Qt % 68% ƞ ƞ=Qhi/Qcc Hiệu suất máy sấy Ta có, bảng tính thông số lưu lượng quạt bảng 6.7: Bảng 6.7: Bảng tính thơng số lưu lượng quạt Thơng tin tổng quát Đơn vị Giá trị Nhiệt độ môi trường 0C 32 Độ ẩm môi trường % 44 kJ/kg 65,9 Nhiệt độ cài đặt máy 0C 40 Độ ẩm vào máy % 44 kJ/kg 93,5 Nhiệt độ gió 0C 34,0 Độ ẩm gió % 47,0 Enthanlpy kJ/kg 74,7 I3 Nhiệt lượng cung cấp kJ/kg 28 Qcc Qcc=I2-I1 Nhiệt lượng thải kJ/kg Qt Qt=I3-I1 Nhiệt lượng hữu ích kJ/kg 19 Qhi Qhi=Qcc-Qt % 68% ƞ ƞ=Qhi/Qcc kJ/kg 2.260 L Enthanlpy Enthanlpy Hiệu suất máy sấy Nhiệt hóa nước Khối lượng nước cần bay kg Nhiệt lượng cần làm bay lượng nước kJ Khối lượng không khí kg Thời gian sấy mẻ Khối lượng khơng khí mẻ kg Ký hiệu Cơng thức tính I1 Tra bảng I2 Tra bảng m Thay đổi theo vật liệu sấy Ql Ql=L*m/ƞ 80.142 M1 M1=Ql/Qcc 26 t 667 2.211.915 3.082 93 M2 M2=M1/t Khối lượng khơng khí kg/m3 1,2 A Lưu lượng quạt m3/giờ 2.569 Q kW 0,1 Tổng công suất quạt Q=M2/A Thông số quạt Từ đó, đưa chi phí lượng sấy mẻ nấm (1.000kg) bảng 6.8: Bảng 6.8: Chi phí lượng sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời Đơn vị Giá trị Ký hiệu kWh/m2/ ngày 4,67 m2 37 Thay đổi theo công suất máy kJ/ngày 622.044 (3) = (1)* (2)*3600 kg 667 Thay đổi theo vật liệu sấy ƞ 68% Nhiệt hóa nước kJ/kg 2.260 Nhiệt lượng cần bốc nước mẻ kJ/mẻ 2.211.915 (7) = (4)*(6)/(5) 26 ước tính kJ/mẻ 1.434.360 (8) = (7) - (3)/8*(9) VNĐ/kWh 2.000 10 ước tính kW 0,37 11 Thiết kế 12 Thiết kế Công suất quạt hút kW 0,1 13 Thiết kế Số lượng quạt hút 14 Thiết kế Tổng công suất quạt kW 3,16 15 (15)=(11)*(12)+(13)*(14) kWh/mẻ 82,2 16 (16) = (15)*(9) Thông tin tổng qt Bức xạ nhiệt trung bình Diện tích buồng sấy Lượng nhiệt thu theo diện tích buồng sấy Khối lượng nước cần bay Hiệu suất máy sấy Thời gian sấy mẻ Lượng nhiệt cần bổ sung mẻ Đơn giá điện Công suất quạt thổi cưỡng Số lượng quạt thổi cưỡng Điện tiêu thụ quạt mẻ 94 Cơng thức tính Dùng điện trở nhiệt để bổ sung nhiệt Điện cần bổ sung kWh/mẻ 398 28 (28) = (8)/3600 Công suất điện trở nhiệt kW 15 29 (29) = (28) / (9) Tổng điện tiêu thụ mẻ kWh/mẻ 480,6 30 (30) = (28) + (16) Tổng chi phí điện mẻ VNĐ/mẻ 961.187 31 (31) = (30) * (10) 6.2.3 Chất lượng nấm Linh Chi sấy mơ hình sấy lượng mặt trời Nấm Linh Chi sau sấy mơ hình sấy lượng mặt trời kiểm định chất lượng với tiêu bao gồm tiêu vi sinh tổng số vi sinh vật hiếu khí, Coliform, Escherichia coli, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, tổng số bào tử nấm men nấm mốc tiêu hóa lý độ ẩm, protein, carbohydrate Kết kiểm định chất lượng nấm Linh Chi thể rõ bảng 6.9: Bảng 6.9: Bảng kiểm định chất lượng nấm Linh Chi sau sấy mơ hình sấy lượng mặt trời (Nguồn: Công ty Cổ Phần Công nghệ Năng lượng Bền vững Việt Nam) STT Chỉ tiêu Kết Đơn vị Phương pháp thử Độ ẩm 12,3 % FAO, 14/7, 1986 Protein(N*6,25) 16,5 % FAO, 14/7, 1986 Carbohydrate 25,6 % TCVN 4594: 1988 Tổng số VSV hiếu 9,3×102 CFU/g TCVN 4884-1: 2015 khí Coliform (ISO 4833-1: 2013) Không phát CFU/g TCVN 6848: 2007 (ISO 4832: 2007) 95 Escherichia coli Không phát CFU/g TCVN 7924-2: 2008 Bacillus cereus (ISO 16649-2: 2001) Không phát CFU/g TCVN 4992: 2005 (ISO 7932: 2004) Clostridium Không phát perfringens Tổng số bào tử nấm 1,0×102 CFU/g TCVN 4991: 2005 (ISO 7937: 2004) CFU/g TCVN 8275-2: 2010 men, nấm mốc (ISO 21527-2: 2008) 6.3 So sánh hiệu sấy nấm Linh Chi phương pháp truyền thống mơ hình sấy ứng dụng lượng mặt trời Dựa vào bảng 6.1, 6.2, 6.5 6.8, ta đưa biểu đồ so sánh mặt thời gian, lượng nước bốc chi phí lượng mẻ phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời, thể hình 6.6: 25,65 kg Lượng nước bốc 18,53 kg 26 h Thời gian sấy 36 h 961.181 VNĐ/Mẻ Chi phí NL cho mẻ 1.631.500 VNĐ/mẻ 200 400 600 NLMT 800 1000 1200 1400 1600 1800 TT Hình 6.6: Biểu đồ so sánh hiệu phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời 96 Hình 6.6 cho ta thấy mơ hình sấy lượng mặt trời lợi mặt thời gian so với phương pháp truyền thống, thời gian sấy mẻ mơ hình sấy ứng dụng lượng mặt trời 26 giờ, phương pháp truyền thống cần thời gian 36 đạt tiêu chuẩn độ ẩm Ngồi ra, ba ngày có mưa thời gian sấy bị kéo dài so với dự tính, chưa kể tác động mưa gió khiến cho nấm dễ bị mốc, ảnh hưởng đến cảm quan, chất lượng nấm Linh Chi Mơ hình sấy NLMT có lợi lượng nước bốc với 7,12 kg nước/giờ Bởi nhiệt độ mơ hình sấy ln ln cao nhiệt độ bên ngồi khoảng – 100C nên lượng nước nhanh Còn sấy phương pháp truyền thống phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trời, trời mưa độ ẩm tăng khả nước đồng thời làm nấm nhanh bị mốc Bên cạnh đó, ta thấy chi phí lượng mẻ phương pháp truyền thống 1.613.500 VNĐ chi phí lượng mẻ mơ hình sấy NLMT 961.187 Điều cho thấy, ứng dụng mơ hình sấy NLMT khơng mang lại lợi ích mặt mơi trường sử dụng nhiên liệu tái tạo mà cịn mang lại lợi ích mặt kinh tế tiết kiệm chi phí cho sở sản xuất Hiệu mang lại ước tính năm sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy ứng dụng lượng mặt trời thể qua bảng 6.10: Bảng 6.10: Hiệu mang lại sấy nấm Linh Chi mơ hình sấy lượng mặt trời Thơng tin tổng qt Tổng chi phí lượng mẻ sấy than Tổng chi phí lượng sấy NLMT (có nắng) Chi phí lượng tiết kiệm mẻ Số mẻ sấy năm Ký Cơng thức hiệu tính Đơn vị Giá trị VNĐ/mẻ 1.613.500 VNĐ/mẻ 961.187 VNĐ/mẻ 652.313 3=(1)-(2) mẻ/năm 250 giả thuyết 97 Chi phí tiết kiệm năm Chi phí đầu tư ước tính máy sấy Thời gian hồn vốn VNĐ/năm 163.078.348 VNĐ 500.000.000 năm 3,1 5=(3)*(4) bao gồm thuế = (6)/(5) Dựa vào bảng 6.10, ta thấy sấy nấm Linh Chi lượng mặt trời tiết kiệm chi phí so với sấy phương pháp truyền thống Bởi mơ hình sấy lượng mặt trời sử dụng nguồn nhiệt tự nhiên từ mặt trời để bổ sung nhiệt, phương pháp truyền thống sau phơi sấy trời sử dụng lị sấy nhiên liệu than tiếp tục sấy để đạt độ ẩm làm nấm không bị mốc, mà đơn giá than nhiều so với đơn giá điện nên tốn chi phí Ngồi ra, sử dụng nhiên liệu than để sấy phát thải CO2 mơi trường gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ảnh hưởng đến sức khỏe người vận hành lò sấy Dựa vào bảng 6.3 bảng 6.9 đưa biểu đồ so sánh tiêu hóa lý tiêu vi sinh nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời Mức độ chênh lệch hai phương pháp tiêu thể rõ hình 6.7 6.8: 98 30 25,6 Hàm lượng (%) 25 19,3 20 16,5 15 12,6 12,3 10 7,46 Độ ẩm Protein TT Carbonhydrate NLMT Hình 6.7: Biểu đồ so sánh tiêu hóa lý nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời 1600 Hàm lượng (CFU/g) 1400 1200 1000 800 600 400 200 Tổng VSV hiếu khí Coliform Escherichia Bacillus cereus Clostridium Tổng bào tử coli perfringens nấm men, nấm mốc TT NLMT Hình 6.8: Biểu đồ so sánh tiêu vi sinh nấm Linh Chi sau sấy phương pháp truyền thống mơ hình sấy lượng mặt trời 99 Chỉ tiêu độ ẩm hai phương pháp tương đương Tuy nhiên, xét mặt thời gian quy trình sấy để đạt độ ẩm mơ hình sấy NLMT lợi sấy 26 cịn phương pháp truyền thống phải sấy 36 với hai cơng đoạn hong phơi nắng sấy thêm lò sấy để đạt độ ẩm 10 - 12% Hai tiêu chất lượng dinh dưỡng nấm Linh Chi sau sấy protein carbohydrate Khi sấy phương pháp truyền thống thấy rõ suy giảm hai tiêu so với NLMT Chỉ tiêu protein bị giảm nửa so với phương pháp NLMT Chỉ tiêu carbohydrate có giảm nhiên so với tiêu protein Hai tiêu phương pháp truyền thống bị giảm so với phương pháp NLMT bị ảnh hưởng phần tổng số vi sinh vật hiếu khí Hình 6.8 cho thấy tổng số bào tử nấm men, nấm mốc hai phương pháp sấy tổng số vi sinh vật hiếu khí bị chênh lệch Vi sinh vật hiếu khí sử dụng carbohydrate, protein chất dinh dưỡng tổng số vi sinh vật hiếu khí nhiều hàm lượng carbohydrate protein bị giảm nên ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng nấm Linh Chi sau sấy Ngoài ra, tiêu vi sinh Coliform, Escherichia coli, Bacillus cereus, Clostridium perfringens hai phương pháp không phát Thông qua tiêu cho thấy mơ hình sấy NLMT đem lại lợi ích khơng mơi trường, sở sản xuất mà đem lại hiệu chất lượng sản phẩm 6.4 Hướng phát triển đề tài Tiếp tục nghiên cứu hồn thiện mơ hình sấy nhằm phát triển tính mới, áp dụng cơng nghệ hơn,… Trong q trình sấy khơ nơng sản cần sử dụng điện cho bơm nhiệt để bổ sung nhiệt cho mơ hình sấy, để tiết kiệm điện tối ưu nghiên cứu sử dụng pin lượng mặt trời inverter hòa lưới sử dụng điện lượng mặt trời để chuyển đổi nguồn điện mặt trời lưới điện dân dụng để tạo điện bổ sung cho mơ hình sấy lượng mặt trời Đề xuất nghiên cứu thêm hệ thống tích trữ nhiệt cho mơ hình sấy lượng mặt trời lớp phủ UV bề mặt vật liệu polycarbonate để ngăn cản xâm nhập 100 xạ độc hại gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Ngồi ra, mơ hình sấy sấy hầu hết loại nơng sản, nhiên loại sản phẩm có sản lượng lớn bắp, lúa (30 – 50 tấn) với thời gian sấy ngắn (dưới 20 giờ) thường yêu cầu diện tích thu nhiệt rộng để thu lượng nhiệt phù hợp Vì vậy, cần nghiên cứu thêm giải pháp mở rộng diện tích mơ hình sấy hệ thống thơng gió tải ẩm để phù hợp với sản phẩm có sản lượng lớn bắp, lúa,… Hỗ trợ triển khai mô hình sấy lượng mặt trời đến hộ dân, hợp tác xã, sở sản xuất,… đưa sách hỗ trợ vốn đầu tư ban đầu, tạo điều kiện cho hộ dân, hợp tác xã, sở sản xuất đạt hiệu cao sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, tiếp cận với sản phẩm tiết kiệm lượng, thân thiện với môi trường Tủ điện thêm relay nhiệt, thiết bị bảo vệ sử dụng thiết bị tải nặng vv… 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Đinh Vương Hùng, Phạm Xuân Phương, Nguyễn Xuân Trung (2012) Nghiên cứu trình sấy tỏi hệ thống sấy dùng lượng mặt trời kiểu hỗn hợp đối lưu tự nhiên Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, tập 71, số Đỗ Văn Chương (2007) Năng lượng mặt trời (chuyên đề lượng – vnGG) Chương Hoàng Dương Hùng Nguyễn Bốn (2008) Năng lượng mặt trời – Lý thuyết ứng dụng 31 - 54 Lê Xuân Thám (1998) Nấm Linh Chi thuốc quý NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Trọng Trung, Trần Đại Tiến, Trang Sĩ Trung (2012) Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời vào trình sấy chitin từ phế liệu tơm Tạp chí Khoa học – Cơng nghệ Thủy sản, số Nguyễn Văn Phú (2017) Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời sấy sản phẩm nông nghiệp Trung tâm ứng dụng khoa học công nghệ, 18 - 113 Nguyễn Xuân Trung, Đinh Vương Hùng (2013) Thiết bị sấy nông sản lượng mặt trời Việt Nam Tạp chí Khoa học cơng nghệ, số 11 Nguyễn Xuân Trung, Đinh Vương Hùng (2015) Thiết bị sấy cá lượng mặt trời khả ứng dụng Việt Nam Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 18 Website https://nangluongvietnam.vn https://www.britannica.com/science/solar-energy https://news.energysage.com/what-is-solar-energy/ https://www.tienphong.vn/suc-khoe/dung-nam-linh-chi-theo-cach-nay-se-gay-haicho-co-the-1392901.tpo http://kingteksolar.com.vn/tin-tuc/dien-nang-luong-mat-troi-la-gi.html https://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_%E1%BB %9F_Vi%E1%BB%87t_Nam https://tietkiemnangluong.com.vn/tin-tuc/chinh-sach/t26841/phat-trien-nang-luongsach-xu-the-va-thach-thuc.html https://www.youtube.com/watch?v=4A7IIxcZJuc&t=373s https://setechvn.com ... cứu Ứng dụng lượng mặt trời để sấy nông sản TP. HCM Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng sấy sản phẩm nông nghiệp TP. HCM - Đánh giá tiềm ứng dụng NLMT TP. HCM - Đề xuất loại sản phẩm nông nghiệp. .. nông nghiệp TP. HCM 12 2.1.4 Hiện trạng sản xuất sản phẩm nông nghiệp địa bàn TP. HCM 14 2.1.5 Tình hình sấy sản phẩm nông nghiệp địa bàn TP. HCM 21 2.1.6 Phân tích, đánh giá trạng sản. .. Bát lượng mặt trời dùng để hội tụ nhiệt cho bếp 1.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời để sấy nông sản nước 1.2.1 Ngoài nước Năng lượng mặt trời ứng dụng rộng rãi nước phát triển từ cuối kỷ 18 Tại
