Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít bằng bức xạ hồng ngoại ở điều kiện tối ưu với năng suất nhỏ 10kg nguyên liệu mẻ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY SẢN PHẨM MÍT BẰNG BỨC XẠ HỒNG NGOẠI Ở ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU VỚI NĂNG SUẤT NHỎ 10KG NGUYÊN LIỆU/MẺ NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT - 60520115 SKC007535 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY SẢN PHẨM MÍT BẰNG BỨC XẠ HỒNG NGOẠI Ở ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU VỚI NĂNG SUẤT NHỎ 10KG NGUYÊN LIỆU/MẺ NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT MÃ SỐ: 60520115 Hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TẤN DŨNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: ĐỒN THỊ HỒNG HẢI Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 08/8/1978 Nơi sinh: Hải Dƣơng Quê quán: Kim Anh – Kim Thành – Hải Dƣơng Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Khu nhà Quân đội 468 Phan Văn Trị, P7, Gò Vấp, HCM Điện thoại nhà riêng: 0942881978 E-mail:doanhonghaidhcn@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/1997 đến 01/2002 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng ĐH Thủy sản Nha Trang (nay Trƣờng ĐH Nha Trang) Ngành học: Công nghệ chế biến thủy sản Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: ―Nghiên cứu chiết xuất Agarose từ Aga – Aga thô theo phương pháp PEG (Polyetylen Glucol)” Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: tháng 12/2001 Trƣờng ĐH Thủy sản Nha Trang (nay Trƣờng ĐH Nha Trang) Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Thị Luyến III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2002 - T9/2004 Công ty KTDV Thủy sản Khánh Hòa KCS T9/2004 đến Trƣờng ĐHCN TpHCM Giảng viên i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Đoàn Thị Hồng Hải ii LỜI CẢM ƠN Đề tài: ―Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại điều kiện tối ưu với suất nhỏ 10kg nguyên liệu/mẻ ‖ đƣợc hoàn thành với hƣớng dẫn giúp đỡ nhiệt tình TS Nguyễn Tấn Dũng ngƣời Thầy theo sát, tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh Đạo Trƣờng Đại học Sƣ phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, phịng QLKH Đào Tạo Sau Đại Học, Bộ mơn Cơng nghệ Nhiệt Khoa Cơ khí động lực Trƣờng ĐHSP kỹ thuật TpHCM, Thầy Nguyễn Tấn Dũng quý Thầy Cô giáo giảng dạy cao học ngành Kỹ thuật nhiệt dạy dỗ, quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Sau cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân, đồng nghiệp bạn bè quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ khó khăn động viên tơi q trình thực luận văn Mặc dù cố gắng nhƣng kiến thức thời gian thực đề tài có hạn nên luận văn hạn chế định Tác giả xin cảm ơn mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến q Thầy Cơ, nhà khoa học, quan đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện Trân trọng Học viên thực Đồn Thị Hồng Hải iii TĨM TẮT Nghiên cứu thực nghiệm q trình sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại nhằm giải đƣợc mục tiêu xác định thông số công nghệ tối ƣu trình sấy để tiến hành sấy tạo sản phẩm có chất lƣợng tốt, độ ẩm đạt yêu cầu, chi phí lƣợng thấp, qua giúp nâng cao giá trị kinh tế sản phẩm mít sấy phục vụ cho tiêu dùng xuất Dựa thơng số tối ƣu tìm đƣợc tiến hành thiết kế chế tạo hệ thống sấy mít xạ hồng ngoại với suất 10kg/mẻ Sau thực nghiệm sấy hệ thống chế tạo đƣợc tiến hành theo chế độ tối ƣu để kiểm chứng chất lƣợng sản phẩm, hiệu sử dụng lƣợng độ ẩm sản phẩm Đề tài luận văn “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại điều kiện tối ưu với suất nhỏ 10kg/mẻ” nhằm hỗ trợ cho việc xác định chế độ sấy thích hợp cơng nghệ sấy mít xạ hồng ngoại, đặc biệt đề tài cịn phục vụ cho cơng nghệ chế tạo máy sấy hồng ngoại sở có đƣợc thơng số tối ƣu trình sấy Luận văn đạt đƣợc kết nhƣ sau: Nghiên cứu lý thuyết tổng quan trình sấy hồng ngoại, xác định đƣợc trình sấy hồng ngoại phù hợp để sấy mít Nghiên cứu thực nghiệm theo quy hoạch trực giao cấp tối ƣu hóa theo phƣơng pháp điểm khơng tƣởng xác định đƣợc thông số công nghệ tối ƣu cho trình sấy hồng ngoại sản phẩm mít gồm: nhiệt độ buồng sấy 63,43C, thời gian sấy 7,13 cƣờng độ xạ hồng ngoại 6,40 kW/m2 Dựa thông số công nghệ tối ƣu tiến hành thiết kế chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại sản phẩm mít với suất nhập liệu 10kg/mẻ, kích thƣớc buồng sấy (dài x rộng x cao) 800mm x 800mm x 1000mm, tổng cơng suất bóng đèn hồng ngoại 2000W Các thực nghiệm đƣợc tiến hành hệ thống sấy chế tạo chế độ tối ƣu cho thấy chi phí lƣợng đạt 1,46 kWh/kg, độ ẩm sản phẩm 5,13% iv độ tổn thất hàm lƣợng carbohydrate đạt 6,27% Kết phù hợp với giá trị tính đƣợc từ tốn tối ƣu Sản phẩm mít đƣợc sấy máy sấy hồng ngoại máy sấy đối lƣu không khí nóng nhằm so sánh chất lƣợng sản phẩm sấy Kết cho thấy q trình sấy hồng ngoại có độ tổn thất hàm lƣợng carbohydrate thấp so với sấy khơng khí nóng Kết nghiên cứu luận văn làm sở để nghiên cứu, thiết kế máy sấy hồng ngoại cho loại rau, củ, khác nhằm tối ƣu chế độ công nghệ, giảm chi phí lƣợng tăng chất lƣợng sản phẩm sấy v ABSTRACT Experimental reseach on the drying of jackfruit by infrared radiation to solve the objective is to determine the optimal technological parameters of the drying process to produce good quality product, good moisture content and low energy cost, thereby enhancing the economic value of dried jackfruit product for consumption and export Based on the optimal technological parameters, the design and manufacture of infrared dryer with the capacity of 10kg jackfruit per batch will be carried out Then, the drying experiments on the system will be conducted in the optimal mode to verify the quality of the product, energy efficiency and final moisture content The thesis "Research, design and manufacture the infrared radiation drying system for jackfruit in optimal conditions with small capacity of 10kg / batch" supports the determination of appropriate drying mode in infrared drying technology, especially the thesis also serves the technology of manufacturing infrared dryer on the basis of the optimal parameters of drying process The thesis has obtained the main results, as follows: Theoretical overview of the infrared radiation drying process, identified the infrared drying process is suitable for jackfruit product Experimental reseach on the 2-level orthogonal experimental plan, combined with multi-objective optimization according to Utopian Point Method (UPM) was determined the optimal parameters in the jackfruit infrared drying process: the temperature of the drying chamber was 63,43C, the drying time was 7,13 hours and the infrared radiation intensity was 6,40 kW/m2 Based on the optimal technological parameters, the jackfruit infrared dryer was designed and manufactured with the capacity 10kg per batch, the dimension of dryer (length x width x height) 800mm x 800mm x 1000mm and the total power of infrared lamps 2000W The experiments were carried out on the dryer in the optimal conditions, the results were the energy consumption for 1kg final product reached 1.46 kWh/kg, the final moisture content was 5.13% and the loss of carbonhydrate vi in final product reached 6.27% The result matches the values calculated from the optimal problem Jackfruit product was dried on the infrared dryer and the hot air convection dryer to compare the quality of the dried product Results showed that the infrared drying process had lower loss of carbohydrate than the hot air drying process The research results of the thesis can be used as a basis for studying and designing infrared dryer for other vegetables and fruits in order to optimize the technology, reduce energy cost and increase the quality of dried product vii 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1,414 -1,414 0 0 0 0 -1 -1 1 -1 -1 0 1,414 -1,414 0 0 0 1 -1 -1 -1 -1 0 0 1,414 -1,414 0 0 10,74 7,78 10,48 12,34 13,34 12,57 13,54 9,23 11,48 11,40 9,05 7,70 14,18 10,02 9,54 9,74 9,51 10,695 7,709 9,997 12,925 13,889 12,227 13,191 9,332 11,631 10,847 9,860 8,345 13,798 9,648 9,648 9,648 9,648     y3i  y31     i 1  18 Phụ lục 10 Bản vẽ thiết kế hệ thống sấy hồng ngoại 103 0,002 0,005 0,234 0,339 0,305 0,119 0,122 0,010 0,024 0,304 0,652 0,415 0,145 0,140 0,012 0,009 0,018 3,030 104 105 Phụ lục 11 Kết thử nghiệm sản phẩm mít sấy mẫu (Sấy xạ hồng ngoại) 106 Phụ lục 12 Kết thử nghiệm sản phẩm mít sấy mẫu (Sấy khơng khí nóng) 107 Phụ lục 13 Bài báo khoa học 108 109 110 111 112 113 114 115 116 S K L 0 ... nghệ sấy hồng ngoại mít tối ƣu tìm đƣợc, nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại với suất nhỏ 10kg nguyên liệu/ mẻ Đối tƣợng & phạm vi nghiên cứu  Đối tƣợng nghiên cứu: ... nghệ sấy hồng ngoại sản phẩm mít  Giới hạn nghiên cứu: xác lập chế độ cơng nghệ thích hợp sấy mít xạ hồng ngoại, tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại điều kiện tối. .. nhỏ 10kg nguyên liệu/ mẻ dựa vào thông số công nghệ tối ƣu  Chế tạo hệ thống sấy sản phẩm mít xạ hồng ngoại với suất nhỏ 10kg nguyên liệu/ mẻ  Thực nghiệm hệ thống sấy chế tạo chế độ tối ƣu để