Nghiên cứu sấy thóc giống BC15 bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay

Trong bài viết này trình bày kết quả của việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thực nghiệm mô hình sấy thóc giống bằng máy sấy bơm nhiệt kết hợp với thùng quay.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SẤY THÓC GIỐNG BC15 BẰNG MÁY SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP THÙNG QUAY EXPERIMENTAL STUDY ON DRYING OF BC15 RICE IN A HEAT PUMP COMBINED ROTARY DRUM DRYER Đinh Văn Nhượng, Tạ Hồng Phong, Vũ Hồng Phong, Lê Ngọc Hòa, Bùi Văn Tú, Nguyễn Trọng Các Email: cacdhsd@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 02/10/2017 Ngày nhận sửa sau phản biện: 18/12/2017 Ngày chấp nhận đăng: 28/12/2017 Tóm tắt Trong cơng nghệ sấy, nhiều quy trình cơng nghệ sản xuất u cầu sấy lạnh sấy nhiệt độ thấp (bằng thấp nhiệt độ môi trường) Trong công nghệ sấy lạnh, thiết phải sử dụng bơm nhiệt dạng máy hút ẩm máy lạnh kết hợp với chất hút ẩm Trong báo trình bày kết việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thực nghiệm mơ hình sấy thóc giống máy sấy bơm nhiệt kết hợp với thùng quay Các kết thực nghiệm với giống lúa BC15 chế độ sấy: nhiệt độ sấy 38oC, vận tốc tác nhân sấy 6,3 m/s, số vòng quay 2,5 vòng/phút, khối lượng sấy ban đầu 270 kg, độ ẩm vật liệu sấy ban đầu 29,44%, hệ thống sấy đạt hiệu suất tách ẩm cao, làm việc ổn định hiệu Sản phẩm sau sấy có độ ẩm 12,1%, tỷ lệ nảy mầm 90% với thời gian sấy 20,5 Từ khóa: Sấy bơm nhiệt; sấy thùng quay; sấy nông sản - thực phẩm; sấy thóc giống; tỷ lệ nảy mầm Abstract In drying technology, many technological processes require cold or low temperature drying (at or below air temperature) In freeze drying method that is necessary to use a heat pump in the form of a dehumidifier or air conditioner combined with a desiccant The results of designing, manufacture, and experiment a model of combining heat pump combined rotary drum dryer for rice seed was presented in this paper The experimental results showed that BC15 rice were dried at drying temperature of 38oC, drying air velocity of 6.3 m/s, drum rotation speed of 2.5 rpm, raw product mass of 270 kg, raw moisture of 29.44 percent, the dryer gets the high performance, more effective and stable working It is shown that the moisture is 12.1 percent, germination rate is 90 percent, and drying time is 20.5 hours Keywords: Heat pump dryer; rotary drum dryer; food - agricultural products drying; rice seed dryer; germination rate GIỚI THIỆU CHUNG Sấy lạnh trình sấy mà tác nhân sấy tách ẩm trước đưa vào buồng sấy Quá trình tách ẩm làm cho tác nhân sấy hạ nhiệt độ xuống khoảng 10oC, sau tác nhân sấy qua nâng nhiệt đưa vào buồng sấy Nhiệt độ sấy điều chỉnh thấp hơn, cao nhiệt độ môi trường tùy thuộc vào vật liệu sấy Chính nhờ việc hạ thấp nhiệt độ sấy làm cho công nghệ sấy lạnh đạt ưu điểm đáng kể so với công nghệ truyền thống: - Vật liệu sấy không bị màu, chất nhiệt Các chất dinh dưỡng màu sắc giữ lại gần tuyệt đối - Sấy sản phẩm mà công nghệ sấy nhiệt thấp không sấy như: sản phẩm dễ nóng chảy (socola, bánh kẹo, ); sản phẩm dễ tạo màng nhiệt (thanh long, chuối, hồng, ); sản phẩm có dầu, mỡ (cá da trơn, hải sản, bột gấc ) - Nâng cao tuổi thọ thiết bị Phân tích cơng việc liên quan: [1] nghiên cứu sử dụng bơm nhiệt để sấy số loại nông sản gồm: hành củ, hành lá, rau thìa, rau thơm [2] trình bày kết nghiên cứu thiết kế, chế tạo khảo nghiệm mơ hình sấy bơm nhiệt kiểu 20 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA thùng quay Các kết khảo nghiệm cho thấy cà rốt sấy chế độ: nhiệt độ sấy 40oC, vận tốc tác nhân sấy 2,5 m/s, số vòng quay 15 vòng/phút, khối lượng sấy ban đầu 4,5 kg, hệ thống sấy đạt hiệu suất tách ẩm cao, làm việc ổn định hiệu hơn; sản phẩm sấy giữ màu sắc tốt so với phương pháp sấy thông thường [3] đề xuất giải pháp dùng máy lạnh để hút ẩm sấy khô nông sản, thực phẩm nhiệt độ thấp với hệ máy 60 kW lạnh, nhiệt độ độ 20÷27oC, độ ẩm 35÷45% Cũng [2] nghiên cứu sấy loại rau cà rốt, hành, củ cải bơm nhiệt (sấy lạnh), kết cho thấy thời gian sấy lâu so với phương pháp sấy truyền thống chất lượng cảm quan khả bảo toàn vitamin C cao Tác giả đề nghị chế độ sấy tối ưu loại rau nhiệt độ 30oC, vận tốc gió 3,5 m/s, độ ẩm khơng khí 20÷40% [4, 5] nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lắp đặt thiết bị sấy lạnh bơm nhiệt ứng dụng để sấy dược phẩm, thực phẩm, nông sản điều kiện Việt Nam Ưu điểm thiết bị sấy phần nước khơng khí tách trước đưa vào buồng sấy nên động lực trình sấy tăng lên đáng kể, rút ngắn thời gian sấy, giảm chi phí vận hành [6] nghiên cứu sấy kẹo Jelly Công ty Bánh kẹo Hải Hà phương pháp sấy lạnh, kết cho thấy chi phí điện giảm khoảng 58%, tiêu hao lượng để tách kg ẩm bay giảm từ 11,49 kWh/kg ẩm xuống 4,67 kWh/kg ẩm so với phương pháp dùng máy hút ẩm, chất lượng sản phẩm đảm bảo Tác giả nghiên cứu sấy nguyên liệu dược phẩm dùng y học cổ truyền nghệ, dịch gừng ép, dịch cúc hoa phương pháp sấy lạnh, kết cho thấy chất lượng sản phẩm tốt so với phương pháp sấy không khí nóng [7] nghiên cứu thiết kế hệ thống bơm nhiệt để sấy nơng sản Sản phẩm có ưu điểm sử dụng hệ thống điều khiển thông minh (máy tính, hình cảm ứng), hệ thống lạnh cấp nén, tự động đo lường điều khiển suất lạnh biến tần theo nhiệt độ bay môi chất lạnh, tiết kiệm lượng cho trình sấy Một số thơng số kỹ thuật hệ thống bơm nhiệt DSL-v2: Năng suất hệ thống 8÷12 kg/mẻ, thời gian sấy 12÷24 giờ/mẻ (tùy thuộc vào loại sản phẩm) Nhiệt độ đọng sương -15÷25oC; Nhiệt độ mơi trường sấy 35÷45oC; Tốc độ tác nhân sấy 0÷20 m/s Trong báo trình bày kết việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thực nghiệm mơ hình sấy thóc giống máy sấy bơm nhiệt kết hợp với thùng quay Các kết thực nghiệm với giống lúa BC15 chế độ sấy: nhiệt độ sấy 38oC, vận tốc tác nhân sấy 6,9 m/s, số vòng quay 2,5 vòng/phút, khối lượng sấy ban đầu 270 kg, độ ẩm vật liệu sấy ban đầu 29,44%, hệ thống sấy làm việc ổn định hiệu Sản phẩm sau sấy có độ ẩm 12,6%, tỷ lệ nảy mầm 91% với thời gian sấy 22 MÔ HÌNH MÁY SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP THÙNG QUAY 2.1 Cấu tạo - Thùng sấy: dạng hình trụ tròn nằm ngang làm thép CT3 có đường kính 0,9 m chiều dài m Bên thùng có lắp đối xứng cánh đảo liệu Thùng sấy truyền động nhờ động điện có hộp giảm tốc cơng suất 1,5 kW, số vòng quay 2,5 vòng/phút - Hệ thống bơm nhiệt: Kích thước 480 x 420 x 1010 mm, công suất điện 1,5 kW, công suất hút ẩm 145 lít/ngày, máy nén lạnh 2,5 HP, lưu lượng khí khô 1500 m3/h - Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển lắp đặt đảm bảo khả tự động hóa cao Các thiết bị tiên tiến, đại gồm: PLC Omron CP1L 20CDR; hình HMI Omron; biến tần Yaskawa; cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, Mơ hình máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay để sấy thóc giống BC15 thể hình 2.2 Ngun lý làm việc Thóc giống đưa vào thùng sấy (4) thông qua cửa cấp (13) Tác nhân sấy đưa vào buồng sấy từ bơm nhiệt (1) thông qua đường ống (3) (5) Nguyên liệu sấy đảo thùng sấy nhờ cánh gạt (15) Tủ điều khiển (2) có nhiệm vụ điều khiển, giám sát thông số: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc tác nhân sấy, tốc độ đảo vật liệu sấy Kết thúc trình sấy, vật liệu lấy khỏi thùng sấy thông qua cửa liệu (13) Để vật liệu sấy hồn tồn, thùng sấy (4) lập trình quay đảo chiều gián đoạn Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 21 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Hình Mơ hình máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay để sấy thóc giống BC15 Bơm nhiệt; 2, Tủ điều khiển; Ống dẫn khí vào; Thùng sấy; Ống phân phối khí; Ray dẫn hướng; Puly; Trục; Khung đỡ; 10 Bộ truyền đai; 11 Động giảm tốc; 12 Ống dẫn khí ra; 13 Cửa cấp - liệu; 14 Gối đỡ trục; 15 Cánh đảo vật liệu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Quy trình thí nghiệm Thóc giống BC15 sau mua Công ty cổ phần Giống trồng Hải Dương loại bỏ tạp chất, cành lá, hạt lép quạt gió Sau cân khối lượng trước đưa vào thùng sấy (đảm bảo 270 kg/mẻ) Đo độ ẩm hạt thóc ban đầu Khởi động hệ thống sấy lạnh (bơm nhiệt) tiến hành sấy thóc thiết bị sấy thùng quay Thí nghiệm thực với khối lượng thóc giống BC15 ban đầu 270 kg/mẻ Tiến hành sấy từ chế độ sấy ban đầu: Độ ẩm vật liệu sấy 20÷30%; độ ẩm đầu vào 30÷50%; vận tốc tác nhân sấy 3,5÷8,5 m/s; nhiệt độ tác nhân sấy 30÷40oC, sấy chế độ sấy khác Các thông số kiểm soát đầu độ ẩm, thời gian sấy tỷ lệ nảy mầm (hình 2) 22 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA Bảng Điều kiện thí nghiệm Các yếu tố ảnh hưởng Các mức Hình Sơ đồ mô tả nhân tố đầu vào - trình sấy 3.2 Phương pháp lấy số liệu 3.2.1 Xác định độ ẩm vật liệu sấy Độ ẩm vật liệu sấy đo máy phân tích ẩm PM600 hình Độ ẩm đo sau kết thúc trình sấy Z1, % Z2, m/s Z3, oC Mức (+1) 50 8,5 40 Mức sở (0) 40 35 Mức (-1) 30 3,5 30 Khoảng biến thiên 10 2,5 Từ hệ tọa độ Z1, Z2, Z3 chuyển sang hệ tọa độ không thứ nguyên X1, X2, X3 theo công thức: (1) Z i − Z i0 , ∀i 1,3 = Xi = DZ i Để tính hệ số phương trình (1) cần xác định ma trận quy hoạch thực nghiệm biến ảo biến thực bảng bảng Bảng Ma trận quy hoạch thực nghiệm biến ảo Số Hình Thiết bị xác định độ ẩm PM600 3.2.2 Xác định tỷ lệ nảy mầm hạt thóc Tỷ lệ nảy mầm vật liệu sấy (thóc giống BC15 xác định tủ nảy mầm Burrows (có phòng thử nghiệm giống trồng, Viện Cây lương thực Cây thực phẩm) với thời gian khoảng - ngày 3.3 Thiết kế thí nghiệm xác định chế độ sấy theo quy hoạch thực nghiệm [8, 9] 3.3.1 Ma trận quy hoạch thực nghiệm Từ hình 2, khoảng biến thiên nhân tố chọn sau: - Các nhân tố ảnh hưởng đầu vào gồm ba biến: Z1: độ ẩm đầu vào, 30÷50% Z2: tốc độ gió, 3,5÷8,5 m/s Z3: nhiệt độ sấy, 30÷40oC - Các nhân tố ảnh hưởng đầu (hay gọi hàm mục tiêu) gồm ba biến: Y1: thời gian sấy (giờ) Y2: độ ẩm vật liệu sấy (%) Y3: tỷ lệ nảy mầm (%) Mục tiêu toán tối ưu Y1→ Y2 Y3 đạt yêu cầu tiêu chuẩn QCVN 01-54:2011/ BNNPTNT (Y2 ≤ 13,5%, Y3 → >80%) Điều kiện thí nghiệm chọn bảng TN x1 x2 x3 x12 x13 x23 + + + + - + + + + + + + + + + + + - + + + + - + + + + Y1 Y2 Y3 Bảng Ma trận quy hoạch thực nghiệm biến thực Số Z1 Z2 Z3 TN % ( ) (m/s) ( C) 30 3,5 30 50 3,5 30 30 8,5 30 50 8,5 30 30 3,5 40 50 3,5 40 30 8,5 40 50 8,5 40 o Y1 (giờ) Y2 (%) Y3 (%) Để kiểm định cần thực thí nghiệm tâm phương án bảng Bảng Thí nghiệm tâm phương án Số TN Z1 (%) Z2 (m/s) Z3 (0C) Y1 (giờ) Y2 (%) Y3 (%) 9,10,11 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 23 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 3.3.2 Tối ưu hóa thực nghiệm theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson Bước 1: Chọn điểm xuất phát X(0) (x1(0), … , xn (0)) Chọn giá trị εy > εx > Xác định y(X(0)) Bước 2: Xác định vectơ gradient điểm X(0) Bước 3: Chọn số λ dương; Từ điểm X định X(1): (1) x= x1(0) ± l (1) x= x2(0) ± l ly l x1 X = X (0) ly l x2 X = X (0) (0) ly l xn Nếu y(X(k)) xấu y(X(k-1)) thực phép gán X(1) = X(k-1) y(1) = y(X(k-1)), sau chuyển sang Bước Bước 5: Kiểm tra điều kiện dừng: xác y (1) − y (0) ≤ ε y hoặc/và (x (1) − x1(0) ) +  + ( xn(1) − xn(0) ) ≤ ε x 2 Nếu không thỏa mãn điều kiện thì: Chọn X(1) làm điểm xuất phát (tức thực phép gán X(0) = X(1) y(0) = y(1)) quay lại Bước Ngược lại thỏa mãn kết luận: y đạt giá trị tối ưu X(1)  (1) x= xn(0) ± l n Bước 4: So sánh y(X(1)) với y(X(0)) Nếu y(X(1)) tốt y(X(0)) tiếp tục lặp lại Bước để leo dốc tới X(2), X(3), …, X(k) X = X (0) đó: dấu “+” tìm max, dấu “–” tìm Xác định y(X(1)) Phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson thể bảng Bảng Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson Tên biến Độ ẩm Vận tốc Nhiệt độ Thời gian Độ ẩm Tỷ lệ nảy khơng khí tác nhân sấy sấy (giờ) (%) mầm (%) (%) sấy (m/s) (oC) Z1 Z2 Z3 Y1 Y2 Y3 Mức sở 40 35 Bước biến thiên Dj 10 2,5 Giá trị nhỏ 30 3,5 30 Giá trị lớn 50 8,5 40 Hệ số hồi quy bj b1 b2 b3 b1D1 b2D2 b3D3 l1 l2 l3 bjDj Bước chuyển động lj­ Thí nghiệm thứ 10 Thí nghiệm thứ 11 Thí nghiệm thứ 12 Thí nghiệm thứ 13 Thí nghiệm thứ 14 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu Product and Services Solutions) hệ thống Các thí nghiệm lặp lại ba lần Tiến hành xử lý số liệu theo phần mềm SPSS17.0 SPSS (Statistical quản lý liệu khả phân tích thống kê với giao diện thân thiện cho người dùng 24 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Tính tốn, xác định chế độ sấy tối ưu theo quy hoạch thực nghiệm 4.1.1 Xác định thời gian sấy theo mơ hình hồi quy Thời gian sấy nhanh hay chậm phụ thuộc vào điều kiện công nghệ nhiệt độ buồng sấy, vận tốc tác nhân sấy, độ ẩm vật liệu sấy Ở nhiệt độ sấy cao, thời gian sấy ngắn, ngược lại độ ẩm khơng khí buồng sấy lớn tốc độ ẩm chậm dẫn đến thời gian sấy kéo dài Trong điều kiện vận tốc tác nhân sấy cao, trình trao đổi ẩm diễn mạnh, nước bề mặt nguyên liệu thoát nhanh làm tăng chênh lệch độ ẩm lớp nguyên liệu 4.1.2 Tối ưu hóa theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson Trong ba hàm mục tiêu nghiên cứu: Y1, Y2 Y3 Y1 → min, Y2 → ≤13,5%, Y3 → max (>80%) Để thực trình tối ưu hóa theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson ta cần phải tính giá trị bi D i Trong đó, bi giá trị hệ số hồi quy thứ i Di khoảng biến đổi biến số tương ứng Theo thiết kế thí nghiệm ta có: X 1max − X 1min 50 − 30 = D1 = = 10 2 = D2 = D3 Sau tiến hành thí nghiệm theo ma trận thực nghiệm, kết trình bày bảng Z1 Z2 Z3 Y1 Y3 (%) (%) b1D= 2,30 × 10 = 23 b2 D =−0, × 2,5 =1,5 TN ( ) (m/s) ( C) 30 3,5 30 26,3 13,0 88,7 50 3,5 30 28,4 13,5 88,3 30 8,5 30 21,6 12,9 88,5 50 8,5 30 26,2 13,0 88,0 Như vậy, max bi D i = b1D1 chọn x1 làm biến sở Chọn bước nhảy sở yếu tố x1 lcs, ta có [9]: bD (3) li = i i lcs bcs D cs 30 3,5 40 20,9 13,4 87,3 50 3,5 40 27,7 13,4 88,5 Trong đó: 30 8,5 40 19,3 13,0 87,5 50 8,5 40 24,2 13,5 86,8 40 6,0 35 22,4 13,3 89,7 10 40 6,0 35 23,5 13,2 89,0 11 40 6,0 35 24,5 13,0 88,3 % o (giờ) Y2 X max − X 40 − 30 = = 2 Do đó: Bảng Kết thí nghiệm theo ma trận quy hoạch thực nghiệm Số X max − X 8,5 − 3,5 = = 2,5 2 Sau xử lý thống kê phần mềm SPSS17.0 xác định phương trình hồi quy để tính tốn thời gian sấy sau: Y1 = 27,591 + 2,30 x1 − 0, x2 − 0, 26 x3 (2) Từ phương trình (2) ta thấy độ ẩm khơng khí đưa vào thùng sấy (b1=2,30) có quan hệ tỷ lệ thuận với thời gian sấy Ngược lại vận tốc tác nhân sấy (b2 = – 0,6) nhiệt độ sấy (b3= – 0,26) có quan hệ tỷ lệ nghịch với thời gian sấy Điều có nghĩa tăng độ ẩm khơng khí sấy thời gian sấy tăng lên, tăng vận tốc tác nhân sấy tăng nhiệt độ sấy thời gian sấy rút ngắn Trong ba yếu tố nghiên cứu, độ ẩm khơng khí có sức ảnh hưởng đến thời gian sấy lớn nhất, vận tốc tác nhân sấy, cuối nhiệt độ sấy b3 D =−0, 26 × =1,3 li: bước nhảy yếu tố thứ i; bi, bcs: hệ số hồi quy yếu tố tương quan; Di, Dcs: khoảng biến thiên yếu tố tương ứng; lcs: bước nhảy sở (trong nghiên cứu xem xét với lcs = -2 [9]) Do ta có: = l3 b3 D −0, 26 × = = × (−2) 0,11 lcs 2,30 × 10 bcs D cs Các kết thí nghiệm trình bày bảng Từ bảng cho thấy thí nghiệm tiến tới điểm tối ưu thực bước nhảy với độ ẩm khơng khí 2%, vận tốc tác nhân sấy 0,1 m/s nhiệt độ tác nhân sấy 1oC Càng gần điểm tối ưu, thời gian sấy giảm dao động từ 21,5 đến 19 Thời gian rút ngắn tăng tốc độ gió nhiệt độ Các thí nghiệm xử lý số liệu phần mềm Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 25 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SPSS 17.0 cho thấy khác biệt nhiều tất các thí nghiệm Điều có nghĩa khác biệt mà nhận biết ngẫu nhiên Chính vậy, lựa chọn thí nghiệm thứ 12 thí nghiệm tối ưu thời gian sấy Các thơng số chọn độ ẩm khơng khí 34%, tốc độ gió 6,3 m/s, nhiệt độ khơng khí 38oC Bảng Kết thí nghiệm tối ưu hóa theo phương pháp “leo dốc” Box-Willson Tên biến Độ ẩm Vận tốc Nhiệt độ khơng khí tác nhân sấy (%) sấy (m/s) (oC) Z1 Z2 Z3 Thời gian Độ ẩm Tỷ lệ nảy sấy (giờ) (%) mầm (%) Y1 Y2 Y3 Mức sở 40 35 Bước biến thiên Dj 10 2,5 Giá trị nhỏ 30 3,5 30 Giá trị lớn 50 8,5 40 Hệ số hồi quy bj b1 b2 b3 23,32 3,59 6,56 Bước chuyển động dj­ -2,0 0,3 0,62 Bước làm tròn -2,0 0,3 1,0 Thí nghiệm thứ 10 38 6,1 36 21,5 13,5 91,0 Thí nghiệm thứ 11 36 6,2 37 21,5 13,4 90,3 Thí nghiệm thứ 12 34 6,3 38 20,5 13,4 89,7 Thí nghiệm thứ 13 32 6,4 39 20,0 13,1 88,3 Thí nghiệm thứ 14 30 6,5 40 19,0 13,0 88,0 bjDj Bảng Kết kiểm nghiệm độ ẩm tỷ lệ nảy mầm thóc giống BC15 Số thí nghiệm Lần Độ ẩm Vận tốc Nhiệt độ Thời gian Độ ẩm Tỷ lệ nảy mầm không khí tác nhân sấy sấy (giờ) (% khối lượng) (% số hạt) đầu vào (%) sấy (m/s) (oC) Z1 Z2 Y1 Y2 Y3 Z3 34 6,3 38 20,5 12,1 90 ≤13,5 ≥80 QCVN 01-54:2011/BNNPTNT 4.2 Đánh giá chất lượng hạt giống Sau xác định chế độ sấy tối ưu thóc giống BC15 theo quy hoạch thực nghiệm, cụ thể là: độ ẩm khơng khí đầu vào 34%, vận tốc tác nhân sấy 6,3 m/s, nhiệt độ sấy 38oC Tiến hành sấy mẻ, 270 kg/mẻ Hai thông số đánh giá sau mẻ sấy độ ẩm (% khối lượng) xác định máy phân tích ẩm PM600 tỷ lệ nảy mầm (% số hạt) xác định tủ nảy mầm Burrows Hai thơng số đánh giá Phòng Thử nghiệm Giống trồng - Viện Cây lương thực Cây thực phẩm tỉnh Hải Dương Kết thể bảng Từ bảng cho thấy kết hoàn toàn phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật số QCVN 01-54:2011/ BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn Việt Nam KẾT LUẬN Mơ hình sấy bơm nhiệt kết hợp với thùng quay nghiên cứu tính tốn, thiết kế, chế tạo đưa vào thực nghiệm, đáp ứng yêu cầu đặt cho kết đáng tin cậy Qua kết thực nghiệm với giống lúa BC15 chế độ sấy: nhiệt độ sấy 38oC, vận tốc tác nhân sấy 6,3 m/s, số vòng quay 2,5 vòng/phút, khối lượng sấy ban đầu 270 kg, độ ẩm vật liệu sấy ban đầu 29,44%, hệ thống sấy đạt hiệu suất 26 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA tách ẩm cao, làm việc ổn định hiệu Sản phẩm sau sấy có độ ẩm 12,1%, tỷ lệ nảy mầm 90% với thời gian sấy 20,5 Kết phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật số QCVN 01-54:2011/ BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn Việt Nam Các công việc thực ứng dụng sấy loại nơng sản - thực phẩm có giá trị cao, loại dược liệu quý hiếm,… quy mô công nghiệp Khoa học Công nghệ nhiệt, số tháng 9/2003, trang 10 - 12 [4] Hoàng Ngọc Đồng, Lê Minh Trí (2008) Nghiên cứu xây dựng mơ hình thực nghiệm thiết bị sấy bơm nhiệt Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, Số 4(27) [5] Lê Minh Trí (2013) Nghiên cứu, xây dựng mơ hình sấy nóng - lạnh để sấy dược liệu sử dụng hệ thống lạnh van đảo chiều Đề tài cấp Bộ năm 2013 [6] Phạm Văn Tùy (1999) Hiệu sử dụng bơm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Thủy (2003) Nghiên cứu quy trình thiết bị sấy rau bơm nhiệt Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật, Viện Cơ Điện nông nghiệp công nghệ sau thu hoạch, trang 10-35 [2] Võ Mạnh Duy, Lê Chí Hiệp (2011) Nghiên cứu sấy cà rốt máy sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 20b, trang 209 - 216 [3] Phạm Văn Tùy, Vũ Huy Khuê, Nguyễn Khắc Tuyên (2003) Nghiên cứu hút ẩm sấy lạnh rau củ thực phẩm bơm nhiệt máy nén Tạp chí nhiệt sấy lạnh Cơng ty Bánh kẹo Hải Hà (HAIHACO) Tạp chí Khoa học Công nghệ nhiệt, số 2, tháng 3/1999 [7] Nguyễn Tấn Dũng cộng (2016) Hệ thống máy sấy lạnh Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, số 6/2016, trang 33 [8] D.Eriksson, E.Johansson, N.Kettaneh-Wold, C.Wikstrom, and S.Wold (2008) Design of Experiments - Principles and Applications UMETRICS AB [9] Nguyễn Cảnh (1993) Quy hoạch thực nghiệm Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 27 ... 1859-4190 Số 4(59).2017 21 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Hình Mơ hình máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay để sấy thóc giống BC15 Bơm nhiệt; 2, Tủ điều khiển; Ống dẫn khí vào; Thùng sấy; Ống phân phối khí;... Yaskawa; cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, Mơ hình máy sấy bơm nhiệt kết hợp thùng quay để sấy thóc giống BC15 thể hình 2.2 Nguyên lý làm việc Thóc giống đưa vào thùng sấy (4) thông qua... giống máy sấy bơm nhiệt kết hợp với thùng quay Các kết thực nghiệm với giống lúa BC15 chế độ sấy: nhiệt độ sấy 38oC, vận tốc tác nhân sấy 6,9 m/s, số vòng quay 2,5 vòng/phút, khối lượng sấy ban đầu