Nghiên cứu một số thông số kỹ thuật của thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống phối hợp công nghệ siêu âm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG THANH SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG KIỂU CHÂN KHÔNG DẠNG ỐNG PHỐI HỢP CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG THANH SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG KIỂU CHÂN KHÔNG DẠNG ỐNG PHỐI HỢP CÔNG NGHỆ SĨNG SIÊU ÂM Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 52 01 03 Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Như Khuyên TS Nguyễn Thanh Hải HÀ NỘI - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu số thông số kỹ thuật thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống phối hợp cơng nghệ siêu âm” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những số liệu, kết trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố công trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ trình thực luận án cảm ơn thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Đặng Thanh Sơn iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tác giả nhận nhiều giúp đỡ nhiệt tình tạo điều kiện cá nhân tập thể, để đáp lại giúp đỡ sau lời cảm ơn chân thành tác giả: Với kính trọng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Thầy Học viện Nơng nghiệp Việt Nam tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhiều năm tháng học tập suốt q trình nghiên cứu, hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể môn máy Nông nghiệp Thực phẩm, Ban lãnh đạo khoa Cơ điện, Ban quản lý đào tạo Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam quan tâm giúp đỡ đóng góp ý kiến để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, thầy cô giáo khoa Khoa học Sinh học Ứng dụng phòng ban Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành đề tài Tơi xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình quan tâm, động viên giúp vượt qua khó khăn q trình học tập hồn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Đặng Thanh Sơn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt .vi Danh mục ký hiệu toán học .vii Danh mục bảng .xiii Danh mục hình .xv Trích yếu luận án xvii Thesis abstract xix Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp luận án 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .3 Phần Tổng quan nghiên cứu 2.1 Đặc điểm, tính chất vật lý, thành phần hóa học cơng dụng mật ong 2.1.1 Đặc điểm mật ong 2.1.2 Tính chất vật lý thành phần hố học 2.1.3 Công dụng mật ong 11 2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ mật ong 11 2.2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ mật ong giới 11 2.2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ mật ong nước 12 2.3 Quy trình cơng nghệ chế biến mật ong 13 2.3.1 Quy trình cơng nghệ chế biến mật ong giới 13 2.3.2 Quy trình cơng nghệ chế biến mật ong Việt Nam 15 2.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong 18 2.4.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong giới 18 2.4.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong nước 23 2.5 Một số kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cô đặc mật ong 26 2.5.1 Các cơng trình nghiên cứu giới 26 2.5.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 28 2.6 Sự kết tinh đường Các phương pháp xử lý kết tinh đường mật ong 29 2.6.1 Sự kết tinh đường mật ong trình tồn trữ 29 2.6.2 Các phương pháp phá kết tinh mật ong trình tồn trữ 30 Phần Nội dung phương pháp nghiên cứu 37 3.1 Địa điểm nghiên cứu 37 3.2 Thời gian nghiên cứu 37 3.3 Đối tượng vật liệu nghiên cứu .37 3.3.1 Đối tượng nghiên cứu 37 3.3.2 Vật liệu nghiên cứu 41 3.4 Nội dung nghiên cứu 41 3.5 Phương pháp nghiên cứu 42 3.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 42 3.5.2 Phương pháp thiết kế, chế tạo 43 3.5.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 44 3.5.4 Phương pháp xác định số thơng số q trình đặc 51 3.5.5 Phương pháp xử lý số liệu nghiên cứu .58 Phần Kết thảo luận 59 4.1 Xây dựng mơ hình tốn q trình trao đổi nhiệt ẩm phận đặc .59 4.1.1 Mơ hình kết cấu phận cô đặc 59 4.1.2 Cơ sở lý thuyết xây dựng mơ hình tốn q trình trao đổi nhiệt phận cô đặc 61 4.1.3 Trao đổi nhiệt đối lưu sôi chất lỏng 65 4.1.4 Xây dựng mơ hình tốn q trình trao đổi nhiệt ẩm phận đặc .76 4.1.5 Mơ q trình trao đổi nhiệt ẩm phận cô đặc .81 4.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm .101 4.2.1 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 101 4.2.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 106 4.2.3 Kết nghiên cứu tối ưu tổng quát 111 4.2.4 Kết thí nghiệm ứng với giá trị tối ưu yếu tố vào 113 4.2.5 Kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm 115 4.2.6 Hồn thiện quy trình cơng nghệ đặc mật ong 115 4.2.7 Ứng dụng kết nghiên cứu để hồn thiện thiết bị đặc mật ong 117 4.3 Kết luận phần 119 Phần Kết luận kiến nghị 121 5.1 Kết luận 121 5.2 Kiến nghị 122 Danh mục cơng trình cơng bố có liên quan đến luận án 123 Tài liệu tham khảo 124 Phụ lục .132 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải BKTTCQG Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia CAGR Compounded Annual Growth Rate Tốc độ tăng trưởng năm kép Bộ KH-CN Bộ Khoa học Công nghệ CKTCLSP Cục kiểm tra chất lượng sản phẩm EU European Union FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations HMF Hydroxymethylfurfural HPLC High Performance Liquid Chromatography RH Độ ẩm tương đối TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VBA Vietnam Beekeepers Association WHO World Health Organization DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Đơn vị A - a m2/s b %(oBrix) nồng độ chất rắn hòa tan dung dịch b1, b2 %(oBrix) nồng độ chất rắn hòa tan dung dịch bđ %(oBrix) nồng độ chất rắn hòa tan ban đầu bc Tên gọi hệ số ảnh hưởng chiều dòng nhiệt hệ số dẫn nhiệt độ o nồng độ chất rắn hịa tan sau đặc o %( Brix) bi %( Brix) nồng độ chất rắn hòa tan dung dịch thứ i cp kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung dịch ck kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng chất rắn khơ hịa tan cn kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung môi (nước) cd1 kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung dịch cd2 kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung dịch ban đầu cpi kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung dịch thứ i cđường kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng đường cđạm kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng đạm ctro kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng tro cxơ kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng xơ Ddn m đường kính đáy lớn, đường kính buồng gia nhiệt Dlh m đường kính buồng thứ Dt m đường kính tách ly dth m đường kính ống tuần hồn dvd m đường kính vành dẫn dnc m đường kính đáy nhỏ, phần xả mật ds1 m đường kính ngồi ống đun sơi ds2 m đường kính ống đun sơi F m2 f - diện tích bề mặt trao đổi nhiệt nước nóng dung dịch tần số sinh Ký hiệu Đơn vị Tên gọi G kg khối lượng dung dịch Gk kg khối lượng chất rắn hòa tan Gd1 kg khối lượng dung dịch ban đầu Gd2 kg khối lượng dung dịch cuối Grn - Grks - Grkc - Gf kg/s hệ số Grashof nước hệ số Grashof dịch mật chuyển động ống không sôi hệ số Grashof dịch mật không chuyển động ống sôi lưu lượng dịch mật ống đun sôi g m/s gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2 i kJ/kg enthalpy nước kth W/(m2.oC) số, kth = 0,13 ÷ 0,19; nước kth = 0,13 kd W/(m2.oC) số xác định thực nghiệm, kd = 0012 k1n W/(m2.oC) hệ số xác định thực nghiệm k2n 2 o hệ số tính đến đặc tính hình học chùm ống o W/(m C) kdn W/(m C) hệ số truyền nhiệt giai đoạn đun nóng kbh W/(m2.oC) hệ số truyền nhiệt giai đoạn bay K W/(m2.oC) tỷ số hồn lưu Lnt m chiều dài hình hộp chữ nhật ℓw m chiều dài ống p bar áp suất tuyệt đối ps bar áp suất bảo hòa pck mbar Prn - hệ số Prant nước Prfks - hệ số Prant Prfkc - hệ số Prant Prfks, Prw - Nun - hệ số Nusselt nước Nufks - hệ số Nusselt dung dịch Q kJ tổng nhiệt lượng cần thiết để đun nóng bay áp suất chân không hệ số Prandt xác định theo nhiệt độ dung dịch tf bề mặt tw He so phuong trinh hoi quy dang ma bo = 0.8791200 t0 = 263.7150531 Co nghia b1 = 0.0465113 t1 = 21.0182337 Co nghia b2 = 0.0631002 t2 = 28.5146917 Co nghia b3 = 0.1067150 t3 = 48.2240106 Co nghia b12 = -0.0096480 t12 = 3.3383847 Co nghia b13 = -0.0055185 t13 = 1.9095131 Khong Co nghia b23 = -0.0147568 t23 = 5.1061326 Co nghia b11 = -0.0742511 t11 = 34.4284038 Co nghia b22 = -0.0325677 t22 = 15.1008436 Co nghia b33 = -0.0552122 t33 = 25.6005111 Co nghia He so phuong trinh hoi quy dang thuc Co = -19.71018735 C1 = 0.76016773 C2 = 0.00641417 C3 = 0.12680041 C12 = -0.00003216 C13 = 0.00000000 C23 = -0.00002951 C11 = -0.00825013 C22 = -0.00000326 C33 = -0.00220849 MA TRAN THI NGHIEM VA KET QUA TINH TOAN HAM D TOI UU TONG QUAT (XAY DUNG THEO PHUONG AN BOX-WILSON) | | | N | | | | X1 | | | X2 | | | X3 HAM D TOI UU TONG QUAT | | | | THI NGHIEM | TINH TOAN |DO LECH BINH PHUONG | | | | |-1.00 |-1.00 |-1.00 | 0.476 | 0.4764 | 0.0000006 | | | 1.00 |-1.00 |-1.00 | 0.596 | 0.5887 | 0.0000564 | | |-1.00 | 1.00 |-1.00 | 0.655 | 0.6514 | 0.0000098 | | | 1.00 | 1.00 |-1.00 | 0.749 | 0.7251 | 0.0005779 | | |-1.00 |-1.00 | 1.00 | 0.729 | 0.7193 | 0.0001008 | | | 1.00 |-1.00 | 1.00 | 0.840 | 0.8316 | 0.0000786 | | |-1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.862 | 0.8353 | 0.0007060 | | | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.922 | 0.9090 | 0.0001635 | | |-1.68 | 0.00 | 0.00 | 0.579 | 0.5914 | 0.0001462 | |10 | 1.68 | 0.00 | 0.00 | 0.727 | 0.7477 | 0.0004230 | |11 | 0.00 | -1.68| 0.00 | 0.677 | 0.6812 | 0.0000173 | |12 | 0.00 | 1.68 | 0.00 | 0.865 | 0.8932 | 0.0008123 | |13 | 0.00 | 0.00 |-1.68 | 0.535 | 0.5440 | 0.0000824 | |14 | 0.00 | 0.00 | 1.68 | 0.879 | 0.9026 | 0.0005560 | |15 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.878 | 0.8791 | 0.0000008 | |16 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.880 | 0.8791 | 0.0000011 | |17 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.866 | 0.8791 | 0.0001664 | |18 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.890 | 0.8791 | 0.0001133 | |19 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.879 | 0.8791 | 0.0000001 | |20 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.887 | 0.8791 | 0.0000580 | | | Se =0.000334 Sr = 0.004070 QUY HOACH THUC NGHIEM MAY C0 DAC MAT ONG KIEM TRA TINH TUONG THICH CUA MO HIMH TOAN Bac tu f1 = 6.00 Phuong sai thuc ung Stu = 0.0006 Ty so giua phuong sai thich ung/ phuong sai thi nghiem F = 0.08 Gia tri Fb tra bang theo tieu chuan Fisher Fb : 4.40 *** KET LUAN : Mo hinh thich ung XAC DINH GIA TRI TOI UU CUA HAM D TOI UU TONG QUAT Cac thong so vao toi uu dang ma x[1] = 0.26560335 x[2] = 0.73264851 x[3] = 0.86849906 Cac thong so vao toi uu dang thuc xt[1] = 44.79681004 xt[2] = 653.26485081 xt[3] = 24.34249532 Gia tri toi uu tong quat : 0.95475291 Gia tri toi uu tong quat dang thuc ham y1 : 18.96625135 Gia tri toi uu tong quat dang thuc ham y2 : 216.46674214 Gia tri toi uu tong quat dang thuc ham y3 : 57.37429834 Gia tri toi uu tong quat dang thuc ham y4 : 1.36389255 Phụ lục Kết đánh giá cảm quan mật ong Phụ lục Kết phân tích thành phần hóa học ... kiểu chân không dạng ống phối hợp công nghệ siêu âm, suất 16 kg/mẻ 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Bộ phận cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống phối hợp công nghệ siêu âm, suất 16 kg/mẻ - Các thông số. .. VIỆT NAM ĐẶNG THANH SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG KIỂU CHÂN KHÔNG DẠNG ỐNG PHỐI HỢP CƠNG NGHỆ SĨNG SIÊU ÂM Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 52 01 03 Người hướng... 2.7 Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng đĩa 20 2.8 Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng cánh quay 21 2.9 Thiết bị cô đặc mật ong kiểu dòng chảy 22 2.10 Thiết bị cô