Nghiên cứu thiết kế chế tạo và thực nghiệm sấy nấm mộc nhĩ và nấm bào ngư bằng máy sấy bơm nhiệt

Nghiên cứu đã thực hiện thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sấy nấm mộc nhĩ và nấm bào ngư theo nguyên lý sấy bơm nhiệt. Một máy sấy đã được chế tạo với năng suất 50 kg/mẻ.

Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 91 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM SẤY NẤM MỘC NHĨ VÀ NẤM BÀO NGƯ BẰNG MÁY SẤY BƠM NHIỆT STUDY ON DESIGNING, MANUFACTURING AND EXPERIMENTAL DRYING OF BLACK FUNGUS AND OYSTER MUSHROOM BY HEAT PUMP DRYER Lê Anh Đức1, Bùi Mạnh Tuân2 Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Trường Cao đẳng Cơng Thương TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Ngày soạn nhận 28/10/2019, ngày phản biện đánh giá 03/11/2019, ngày chấp nhận đăng 18/11/2019 TÓM TẮT Nghiên cứu thực thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy sấy nấm mộc nhĩ nấm bào ngư theo nguyên lý sấy bơm nhiệt Một máy sấy chế tạo với suất 50 kg/mẻ Các thông số hoạt động máy sấy nhiệt độ tác nhân sấy, ẩm độ tương đối tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy thời gian sấy cài đặt, hiển thị giám sát tự động Các thơng số lượng q trình sấy ghi nhận lưu trữ ghi lượng Kết sấy thử nghiệm cho thấy máy sấy hoạt động ổn định, rút ngắn thời gian sấy khoảng - 1,5 nâng cao chất lượng nấm sau sấy so với phương pháp sấy nấm Từ khóa: sấy; bơm nhiệt; nhiệt độ tác nhân sấy; độ ẩm; nấm ABSTRACT The research carried out to design, manufacture and test of a heat pump dryer for drying of oyster mushroom and black fungus mushroom The dryer has been manufactured with a capacity of 50 kg/batch The operating parameters of the dryer such as drying temperature, the relative humidity of drying air, drying air velocity and drying time are set, displayed and monitored automatically Energy parameters of drying processes are recorded and stored on the energy recorder unit The drying experimental results showed that the dryer operates stably, shorten the drying time about - 1.5 hours and improve the quality of mushrooms after drying compared to the current methods for drying mushrooms Keywords: drying; heat pump; drying air temperature; moisture content; mushroom ĐẶT VẤN ĐỀ Các loại nấm trồng phổ biến Việt Nam nấm mộc nhĩ, nấm bào ngư, nấm đơng cơ, nấm linh chi Trong nấm mộc nhĩ nấm bào ngư trồng phổ biến với số lượng lớn so với loại nấm khác Các loại nấm giàu chất đạm, axit amin, vitamin, chất khống chất có hoạt tính sinh học Do hàm lượng nước nấm cao, trung bình kg nấm tươi có 0,8 0,9 kg nước nên thời gian bảo quản nấm nhiệt độ bình thường ngắn Nấm nhanh chóng bị úng, màu có mùi khó chịu Nói chung phẩm chất nấm giảm Vì vậy, sau thu hoạch muốn sử dụng nấm 92 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh dạng tươi cần sử dụng có biện pháp bảo quản phù hợp Nấm bào ngư không giống loại nấm khác, sau đến ngày không làm khô bị hỏng Để kéo dài thời gian bảo quản, nấm bào ngư loại nấm cần sơ chế thành nấm khô Các phương pháp làm khô nấm chủ yếu phơi nắng, tủ sấy lượng mặt trời, lị sấy thủ cơng máy sấy theo phương pháp sấy khơng khí nóng Các phương pháp đơn giản, chi phí thấp, tồn nhiều nhược điểm, thời gian phơi kéo dài - nắng, thời gian sấy kéo dài từ - giờ, nấm sau phơi sấy bị thẫm màu quan trọng làm giảm chất lượng nấm sau phơi, sấy Vì vậy, việc sấy nấm sau thu hoạch quan trọng cần thiết để giải toán kinh tế - kỹ thuật, đảm bảo chất lượng sản phẩm sau sấy 2.1 Vật liệu sử dụng thí nghiệm Với loại nấm, sấy nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến màu sắc nấm, phá hủy chất dinh dưỡng, hoạt tính sinh học, mùi vị, vitamin, nấm [1], làm giảm chất lượng sản phẩm Vì vậy, sấy nhiệt độ thấp theo nguyên lý sấy bơm nhiệt đáp ứng yêu cầu khắt khe chất lượng sau sấy tác nhân sấy có độ ẩm tương đối thấp, nhiệt độ sấy thấp so với phương pháp sấy thơng thường, hạn chế ảnh hưởng khơng có lợi màu sắc mùi vị tự nhiên sản phẩm [2] Nấm loại rau nói chung, q trình sấy làm thay đổi thành phần dinh dưỡng, hoạt tính,… màu sắc nấm Sự thay đổi nhiều tác giả công bố cho số loại rau [1],[3],[4], [5] Mục tiêu nghiên cứu nhằm thiết kế chế tạo máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt quy mô sản xuất công nghiệp với suất 50 kg/mẻ thực nghiệm sấy cho nấm bào ngư nấm mộc nhĩ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu thí nghiệm nấm bào ngư xám tươi nấm mộc nhĩ tươi đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5322:1991 (CODEX STAN 381981) [6] Khi ẩm độ nấm đạt 12% theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10918:2015 (CODEX STAN 39-1981) ngừng sấy [7] 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Các thơng số máy sấy tính tốn thiết kế vào suất máy sấy, đặc tính nhiệt vật lý nấm, yêu cầu kỹ thuật q trình sấy nấm, lý thuyết tính tốn máy sấy bơm nhiệt [8], lý thuyết tính tốn truyền nhiệt tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt [9] - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Máy sấy chế tạo theo phương pháp gia công tùy theo họ chi tiết cần gia công Một số chi tiết qui chuẩn chọn mua thị trường theo kết tính tốn Máy khảo nghiệm khơng tải để theo dõi chất lượng chế tạo máy, kiểm tra hồn chỉnh máy khảo nghiệm có tải để kiểm tra kết tính tốn thiết kế hiệu chỉnh thông số công nghệ thiết bị Các thông số thực nghiệm xác định sau: Ẩm độ nấm xác định cân phân tích ẩm độ nhãn hiệu A&D–MX 50 Nhật Bản, độ nhạy cân 0,001 gram, dải nhiệt độ phân tích 50 - 200oC Khối lượng vật liệu sấy đo cân điện tử ẩm độ thời gian sấy t xác định công thức (1): M t  100  Wo (100  M o ) Wt (1) Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Trong đó: Mt: ẩm độ nấm thời gian t (% wb.); Wt: khối lượng nấm thời gian sấy t (h); Năng suất máy sấy: 50 kg nấm tươi/mẻ W0: khối lượng ban đầu nấm (g) Tốc độ sấy: tốc độ sấy tính theo cơng thức (2): (2) Trong đó: dM: tốc độ sấy (%/h); Mt, Mt+∆t: độ ẩm nấm thời gian sấy t t + ∆t (%); ∆t: khoảng thời gian sấy (h) Tiêu thụ điện riêng trình sấy xác định theo cơng thức (3): Se  E Gn KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nguyên lý cấu tạo nguyên lý làm việc máy sấy M0: ẩm độ ban đầu nấm (% wb.); M  M t  t dM  t t 93 (3) Trong đó: E: điện tiêu thụ mẻ sấy, (kWh) Gn: khối lượng nấm mẻ sấy (kg) Nhiệt độ tác nhân sấy nhiệt độ vật liệu sấy đo cảm biến nhiệt độ loại can nhiệt PT100 phạm vi đo - 200oC, sai số ± 0,2C, tiêu chuẩn IP 68 Điện tiêu thụ, công suất máy ghi nhận thông qua giám sát điều khiển máy kiểm tra đồng hồ điện pha EMIC MV3E4 30 - 60 A, 50 Hz Ampe kìm AC/DC Lutron DM-6056, sai số ± 1% Nhiệt độ sấy chọn tính tốn thiết kế 60oC Máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt suất 50 kg/mẻ trình bày hình Máy gồm có phận chính: buồng sấy, bơm nhiệt, phận phân phối tác nhân sấy phận điều khiển thiết bị sấy Trên sở kế thừa kết nghiên cứu công bố, chọn nguyên lý sấy buồng vật liệu sấy đặt khay sấy Nguồn nhiệt để gia nhiệt cho tác nhân sấy vật liệu sấy bơm nhiệt điện trở gia nhiệt phụ Vách buồng sấy, khay sấy chi tiết máy sấy chế tạo thép không gỉ 304 nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Cấu tạo vách buồng sấy gồm lớp, lớp cách nhiệt Cửa buồng sấy bố trí mặt trước máy, cửa bố trí mica suốt chịu nhiệt để theo dõi diễn biến bên buồng sấy Bộ bơm nhiệt bố trí tách biệt bên ngồi buồng sấy ráp kết nối để thuận tiện cho việc bảo trì, bảo dưỡng trình vận chuyển máy sấy Công suất bơm nhiệt xác định thơng qua tính tốn thiết kế Số vịng quay quạt cấp tác nhân sấy điều chỉnh thông qua biến tần Invt CHF100A, tần số - 60 Hz đo dụng cụ đo số vòng quay DT2234 với độ xác vịng/phút Các thơng số hoạt động máy sấy nhiệt độ tác nhân sấy, ẩm độ tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy, thời gian sấy cài đặt, hiển thị giám sát tự động Các thông số lượng trình sấy ghi nhận lưu trữ ghi lượng Xử lý số liệu thực nghiệm: khác biệt số liệu thí nghiệm mặt thống kê xử lý phương pháp LSD (Least Significant Difference - Giới hạn sai khác nhỏ nhất) [10] Với phân tích lựa chọn trên, kết xác định nguyên lý cấu tạo nguyên lý làm việc máy sấy nấm theo nguyên lý bơm nhiệt Nguyên lý cấu tạo máy trình bày hình 94 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Hình Máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt Buồng sấy; Ống dẫn tác nhân sấy; Quạt sấy; Bộ bơm nhiệt; Bộ điều khiển máy sấy; Khung đặt khay sấy; Ống hồi lưu tác nhân sấy; Điện trở; 9,10 Dàn bay dàn ngưng tụ; 11 Hướng chuyển động tác nhân sấy; 12 Quạt thổi tác nhân sấy; 13 Đồng hồ áp suất cao, áp suất thấp; 14 Tủ hiển thị thông số bơm nhiệt Nguyên lý làm việc: nấm bào ngư xếp lên khay sấy đặt lên khung đặt khay sấy (6) Đóng kín cửa buồng sấy Cài đặt thơng số máy trên tủ điều khiển (5) Lần lượt khởi động quạt sấy (3) đến bơm nhiệt (4) Quạt (3) thiết kế quạt hướng trục có nhiệm vụ đẩy tác nhân sấy qua bơm nhiệt (4) để tách ẩm dàn bay gia nhiệt dàn ngưng tụ đến nhiệt độ cần thiết Tác nhân sấy tiếp tục theo đường ống dẫn vào buồng sấy (1) để tách ẩm cho nấm Khi cần thiết, nhiệt độ tác nhân sấy gia nhiệt nhờ điện trở (8) Tác nhân sấy sau qua buồng sấy hồi lưu bơm nhiệt theo đường ống (7) Quá trình lặp lặp lại vật liệu sấy đạt độ ẩm yêu cầu ngưng q trình sấy 3.2 Kết tính tốn thiết kế - Tính tốn thiết kế khay sấy: Kết thực nghiệm xác định m2 khay chứa 5,26 kg nấm bào ngư tươi với bề dày lớp nấm ~ 40 mm, vào suất thiết kế 50 kg nấm tươi/mẻ diện tích khay cần thiết để chứa hết 50 kg nấm 9,4 m2 Để thuận tiện cho người thao tác kích thước vật liệu chế tạo khay, chọn khay sấy có kích thước dài x rộng = 1010 x 680 mm Khung khay sấy làm inox 304 dạng hộp có kích thước 30 mm x 10 mm Như vậy, tổng số khay để chứa hết 50 kg nấm 14 khay Khay sấy làm inox 403 lưới Kích thước khay sấy hình Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 95 - Tính tốn thiết kế buồng sấy: Kích thước buồng sấy tính tốn thiết kế vào kích thước khung đỡ khay sấy, kích thước kênh dẫn tác nhân sấy khoảng trống cần thiết để thao tác Trên sở đó, kết tính tốn thiết kế xác định kích thước buồng sấy: dài x rộng x cao: 1300 x 850 x 1650 mm Vách buồng sấy cấu tạo lớp, lớp lớp cách nhiệt, vách inox 304 dày mm Các vách buồng sấy tính tốn gia cơng riêng, sau hàn ghép lại với tạo thành buồng sấy - Nhiệt lượng cần thiết cho sấy: Tổng nhiệt lượng cần thiết cho máy sấy: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W Trong Hình Khay sấy - Tính tốn thiết kế khung đỡ khay sấy: Các khay sấy bố trí khung đỡ khay sấy Kích thước khung tính tốn thiết kế sở số khay sấy kích thước khay sấy Chọn khoảng cách khay sấy 100 mm Vật liệu chế tạo khung đỡ khay sấy thép không gỉ loại hộp vuông 30 mm x 30 mm Như khung đỡ khay có kích thước: dài x rộng x cao = 1.072 x 740 x 1550 mm Q: tổng lượng nhiệt cho q trình sấy Q1: nhiệt lượng làm nóng vật liệu sấy Q2: nhiệt lượng làm nóng buồng sấy, khay sấy Q3: nhiệt lượng cần thiết để nước vật liệu sấy hóa Q4: tổn thất nhiệt dẫn nhiệt Q5: tổn thất nhiệt xạ Lượng nhiệt Q1 Q2 tính vào nhiệt dung riêng vật liệu sấy, khối lượng vật liệu gia nhiệt chênh lệch nhiệt độ gia nhiệt từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ sấy 60oC: Q1 = 0,965 kW Q2 = 2,37 kW Lượng nhiệt Q3 tính tốn theo lý thuyết để đảm bảo bay nước vật liệu sấy: Q3 = 5,72 kW Lượng nhiệt Q4 Q5 thành phần nhiệt tổn thất q trình sấy tính toán theo lý thuyết truyền nhiệt qua vách phẳng truyền nhiệt xạ: Q4 = 0,78 kW Q5 = 0,39 kW Hình Khung đỡ khay sấy Như vậy, kết tính tốn xác định tổng nhiệt lượng cho trình sấy 10,2 kW Căn vào kết để tính cơng suất bơm nhiệt 96 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - Xác định lưu lượng tác nhân sấy: Ẩm độ ban đầu nấm xác định thực nghiệm: nấm bào ngư 86%(wb.) nấm mộc nhĩ 82%(wb.) Như chọn ẩm độ 86% để tính tốn lượng ẩm bay Ẩm độ yêu cầu nấm sau sấy 14% (w.b), lượng nước cần bay sấy 50 kg nấm 41,86 kg nước Với thời gian sấy chọn tính tốn theo kết khảo nghiệm sơ 5,5 giờ, lượng nước bốc ẩm trung bình 7,61 kgH2O/h bố trí quạt thổi vị trí đầu vào buồng sấy quạt hút vị trí đầu buồng sấy, bố trí theo chiểu cao khung đặt khay sấy Trên sở kết tính tốn thiết kế, máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt thiết kế hồn chỉnh hình Sử dụng giản đồ khơng khí ẩm để tính tốn lượng tác nhân sấy cần thiết cho việc bốc ẩm 7,61 kgH2O/h, kết xác định lưu lượng tác nhân sấy cần thiết để bốc ẩm 1.856 kg/h, tương đương 0,51 kg/s Năng suất lạnh hệ thống bơm nhiệt 16,48 kW - Tính tốn thiết kế bơm nhiệt: Với suất lạnh hệ thống cần thiết kế lắp đặt 16,48 kW, chọn nhiệt độ đầu thiết bị bay 12C, môi chất lạnh R22, máy nén loại piston cấp Dựa vào đồ thị log P-h môi chất R22 để xác định thơng số chu trình máy nén lạnh, kết xác định công suất cần thiết bơm nhiệt HP Hình Máy sấy nấm thiết kế hoàn chỉnh 3.3 Kết chế tạo Căn vào kết tính tốn thiết kế, máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt hình Tra catalogue hãng Danfoss, chọn máy nén xoắn ốc có mã hiệu ZR28K3E-PFJ522 Bộ bơm nhiệt thiết kế bên buồng sấy để thuận tiện cho q trình bảo trì bảo dưỡng - Tính tốn quạt sấy: Các thơng số cần tính tốn cho quạt lưu chuyển tác nhân sấy cột áp công suất quạt Hai thơng số tính tốn vào lưu lượng tác nhân sấy cần thiết 0,51 kg/s, tương đương 0,48 m3/s trở lực toàn máy sấy Các trở lực bao gồm trở lực qua dàn bơm nhiệt, trở lực cục qua co, ống đột thu, đột mở, tổn thất ma sát,… Kết xác định cột áp tồn phần quạt 412 Pa cơng suất 371 W Căn vào kết cấu buồng sấy, cách bố trí khay sấy thơng số cần thiết quạt, chọn quạt sấy loại quạt hướng trục, Hình Máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt 3.4 Khảo nghiệm máy sấy - Mục đích khảo nghiệm: Mục đích khảo nghiệm nhằm kiểm tra kết tính tốn thiết kế, chất lượng chế tạo xác định thông số vận hành máy sấy công suất quạt, công suất điện trở, công suất bơm nhiệt, lưu lượng tác nhân sấy, nhiệt độ tác nhân sấy, phân bố nhiệt độ sấy vận tốc tác nhân sấy bên buồng Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh sấy, điện tiêu thụ, thời gian sấy giảm ẩm nấm trình sấy - Bố trí thí nghiệm: Vật liệu sấy nấm bào ngư tươi nấm mộc nhĩ tươi Năng suất sấy mẻ 50 kg Trong trình sấy, sau 60 phút lấy mẫu để xác định ẩm độ nấm Quá trình sấy kết thúc ẩm độ nấm đạt 14% Các thí nghiệm lặp lại lần tính giá trị trung bình - Kết khảo nghiệm: song song tiến hành đo cơng suất quạt sấy Kết trình bày hình Từ số liệu khảo nghiệm, xác định phương trình mơ tả mối quan hệ tần số biến tần f(Hz) vận tốc tác nhân sấy v (m/s) có dạng phi tuyến bậc hai f = 10,05 – 12,4036.v + 7,8214.v2 (R2 = 0,984) Công suất quạt (kW) 3.5 + Nhiệt độ tác nhân sấy: Vận tốc tác nhân sấy (m/s) 3.0 Tại giá trị lưu lượng quạt sấy theo thiết kế, nhiệt độ tác nhân sấy đạt đến nhiệt độ đến 60oC, đảm bảo giá trị nhiệt độ cần thiết cho mẻ sấy +Hệ thống điện điều khiển máy sấy: Bộ điều khiển hoạt động tốt, xác theo giá trị cài đặt, cụ thể thời gian sấy, nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân sấy, chế độ tự động thao tác thủ cơng vận hành xác Các thơng số vận hành máy sấy cài đặt dễ dàng, hiển thị giám sát giá trị cài đặt yêu cầu Các số tiêu thụ lượng trình sấy - khử khuẩn hiển thị ghi đo lượng xác so sánh với phương pháp đo thiết bị đo chuyên dụng + Phân bố nhiệt độ tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy: Nhiệt độ tác nhân sấy vận tốc tác nhân sấy đồng khay sấy vị trí bề mặt khay sấy + Xác định vận tốc tác nhân sấy tương ứng với tần số biến tần: Điều chỉnh giá trị biến tần cho vận tốc tác nhân sấy đạt giá trị theo yêu cầu: 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5 m/s, sau ghi lại giá trị tần số hiển thị biến tần, 97 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tần số (Hz) Hình Kết khảo nghiệm quạt sấy Từ kết khảo nghiệm cho thấy tăng tần số từ - 45 Hz vận tốc tác nhân sấy đảm bảo giá trị cho máy sấy Khi vận tốc tác nhân sấy tăng, công suất quạt tăng động đảm bảo công suất cho quạt sấy vận hành + Kết khảo nghiệm sấy nấm: Cài đặt vận tốc tác nhân sấy sấy nấm bào ngư nấm mộc nhĩ m/s Nhiệt độ tác nhân sấy thay đổi mức 45, 50 55oC Căn vào thời gian sấy, tiêu thụ điện chất lượng nấm sau sấy, kết cho thấy nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp cho sấy nấm bào ngư 50oC cho nấm mộc nhĩ 53oC Quá trình giảm ẩm hai loại nấm theo thời gian sấy giá trị nhiệt độ tác nhân sấy trình bày bảng Bảng Quá trình giảm ẩm hai loại nấm theo thời gian sấy Thời gian sấy (giờ) Độ ẩm mộc nhĩ (%) 82,3 72,1 51,6 35,4 22,5 13,8 - Độ ẩm bào ngư (%) 86,1 79,7 63,8 46,7 33,6 22,7 14,1 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 98 Kết trung bình mẻ sấy cho hai loại nấm sau: Độ ẩm nấm (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 - Sấy nấm mộc nhĩ: sau sấy, ẩm độ nấm mộc nhĩ đạt giá trị ẩm độ 13,8%, khối lượng nấm sau sấy 10,5 kg Tốc độ sấy trung bình đạt 13,7 %/h Điện tiêu thụ cho mẻ sấy 15,73 kWh Tiêu thụ điện riêng cho trình sấy 1,49 kWh/kg nấm Nấm mộc nhĩ Nấm bào ngư Thời gian sấy (giờ) Hình Quá trình giảm ẩm nấm theo thời gian sấy - Sấy nấm bào ngư: sau sấy, ẩm độ nấm bào ngư đạt giá trị ẩm độ 14,1%, khối lượng nấm sau sấy 8,2 kg Tốc độ sấy trung bình đạt 12,1 %/h Điện tiêu thụ cho mẻ sấy 17,19 kWh Tiêu thụ điện riêng cho trình sấy 2,1 kWh/kg nấm Stt Bảng Thời gian, ẩm độ, tốc độ sấy sấy hai loại nấm Thông số sấy Nấm mộc nhĩ Nấm bào ngư Nhiệt độ tác nhân sấy, (oC) 50 53 Thời gian sấy, (h) Ẩm độ nấm trước sấy, (% wb.) 82,3 86,1 Ẩm độ sản phẩm, (% wb.) ~14 ~14 Tốc độ sấy, (%/h) 13,7 12,1 Điện riêng, (kWh/kg) 1,49 2,10 Để dự đoán ẩm độ nấm thời điểm sấy suốt trình sấy, phương trình hồi quy dự đốn ẩm độ nấm M (% w.b.) theo thời gian sấy t (giờ) xác định từ số liệu khảo nghiệm sau: Ẩm độ nấm mộc nhĩ theo thời gian sấy: M = 84,7893 – 17,8839.t + 0,6768.t2 (R2 = 0,985) Ẩm độ nấm bào ngư theo thời gian sấy: M = 89,4429 – 14,4607.t + 0,2679.t2 (R2 = 0,984) Như vậy, từ kết khảo nghiệm cho thấy máy sấy hoạt động tốt, đạt yêu cầu kỹ thuật Chế độ hoạt động máy sấy xác định sau: - Năng suất sấy: 50 kg/mẻ - Nhiệt độ sấy: 50oC sấy nấm bào ngư 53oC sấy nấm mộc nhĩ - Vận tốc tác nhân sấy: m/s - Thời gian sấy: sấy nấm bào ngư sấy nấm mộc nhĩ So với phương pháp sấy nấm sử dụng với nhiệt độ sấy 60oC, máy sấy nấm theo phương pháp sấy bơm nhiệt sấy nhiệt độ thấp rút ngắn thời gian sấy trung bình từ - 1,5 h/mẻ, chất lượng nấm sau sấy đạt tiêu chuẩn Việt Nam KẾT LUẬN Trên sở nhu cầu thực tế sản xuất, nghiên cứu kế thừa kết nghiên cứu ngồi nước cơng nghệ thiết sấy, lý thuyết truyền nhiệt, tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, đặc tính nấm yêu cầu chất lượng nấm sau sấy để tính tốn thiết kế chế tạo máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt suất 50 kg/mẻ Kết khảo nghiệm cho thấy máy sấy hoạt động ổn định, thơng số hoạt động Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh máy sấy nhiệt độ tác nhân sấy, vận tốc tác nhân sấy, thời gian sấy ẩm độ tác nhân sấy cài đặt, hiển thị giám sát tự động xác Với nấm bào ngư, nhiệt độ sấy 50oC, thời gian sấy giờ, tiêu thụ điện riêng cho trình sấy 2,1 99 kWh/kg nấm khô Với nấm mộc nhĩ, nhiệt độ sấy 53oC, thời gian sấy giờ, tiêu thụ điện riêng cho trình sấy 1,49 kWh/kg nấm khô Ẩm độ nấm bào ngư nấm mộc nhĩ sau sấy 14%, chất lượng nấm sau sấy đạt Tiêu chuẩn Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, 2019 Một số kết nghiên cứu công nghệ thiết bị sấy nông sản thực phẩm giá trị cao Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn Hội Cơ khí Nơng nghiệp Việt Nam, số 32, 4247 [2] Salih Cokun, brahim Doymaz, Cỹneyt Tunỗkal, Seỗil Erdoğan, 2017 Investigation of drying kinetics of tomato slices dried by using a closed loop heat pump dryer Heat and Mass Transfer, Vol.53, Issue 6, 1863–1871 [3] Marie Céleste Karam, Jeremy Petit, David Zimmer, Elie Baude laire Djantou, JoëlScher, 2016 Effects of drying and grinding in production of fruit and vegetable powders: A review Journal of Food Engineering, Vol.188, 32–49 [4] Magdalini K Krokida, Zacharias B Maroulis, George D Saravacos, 2001 The effect of the method of drying on the colour of dehydrated products Food Science and Technology, Vol 36, Issue 1, 53–59 [5] Min Zhang, Huizhi Chen, Arun S Mujumdar, Juming Tang, Song Miao, Yuchuan Wang, 2017 Recent developments in high-quality drying of vegetables, fruits, and aquatic products Critical reviews in Food science and nutrition Vol 57, No 6, 1239–1255 [6] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5322:1991 (CODEX STAN 38-1981) Nấm ăn sản phẩm nấm ăn Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ [7] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10918:2015 (CODEX STAN 39-1981) Nấm khô Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ [8] Trần Văn Phú, 2008 Kỹ thuật sấy Nhà xuất Giáo Dục [9] Bùi Hải, 2008 Tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [10] Bùi Minh Trí, 2005 Xác suất thống kê qui hoạch thực nghiệm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [1] Tác giả chịu trách nhiệm viết: PGS.TS Lê Anh Đức Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Email: leanhduc@hcmuaf.edu.vn ... chu trình máy nén lạnh, kết xác định công suất cần thiết bơm nhiệt HP Hình Máy sấy nấm thiết kế hồn chỉnh 3.3 Kết chế tạo Căn vào kết tính tốn thiết kế, máy sấy nấm theo ngun lý sấy bơm nhiệt hình... kế chế tạo máy sấy nấm theo nguyên lý sấy bơm nhiệt quy mô sản xuất công nghiệp với suất 50 kg/mẻ thực nghiệm sấy cho nấm bào ngư nấm mộc nhĩ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu thí nghiệm. .. Vận tốc tác nhân sấy: m/s - Thời gian sấy: sấy nấm bào ngư sấy nấm mộc nhĩ So với phương pháp sấy nấm sử dụng với nhiệt độ sấy 60oC, máy sấy nấm theo phương pháp sấy bơm nhiệt sấy nhiệt độ thấp