Nghiên cứu quá trình sấy cói nguyên liệu việt nam đạt yêu cầu xuất khẩu sang nhật bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN KIM TRUNG NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẤY CĨI NGUN LIỆU VIỆT NAM ĐẠT U CẦU XUẤT KHẨU SANG NHẬT BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY THIẾT BỊ THỰC PHẨM Hà Nội, 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN KIM TRUNG NGHIÊN CỨU Q TRÌNH SẤY CĨI NGUYÊN LIỆU VIỆT NAM ĐẠT YÊU CẦU XUẤT KHẨU SANG NHẬT BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY THIẾT BỊ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Hà Ni, 2006 lời cảm ơn Trước tiên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáoPGS TS Lê Nguyên Đương người đà tận tình hướng dẫn hoàn thành luận văn Qua xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành - Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Trung tâm Đào tạo bồi dưỡng sau đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Bộ môn Máy thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ thực phẩm - Các thầy cô Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ thực phẩm Đà tạo điều kiện thuận lợi để đề tài hoàn thành tiến độ Do hạn chế thời gian nhận thức nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót bất cập Vì mong bảo, góp ý thầy, cô giáo để luận văn hoàn thiện Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2006 Học viên Nguyễn Kim Trung Môc lôc Môc lôc lời mở đầu .4 Phần 1: Tổng quan cói , bơm nhiệt vµ øng dơng cđa nã sÊy .7 1.1 C«ng nghƯ chÕ biÕn cói nguyên liệu Xuất sang Nhật Bản 1.1.1 Đặc điểm thực vật cói: 1.1.2 Thành phần sinh hoá thân cói (TLTK 3): 1.1.3 Sơ đồ c«ng nghƯ chÕ biÕn cãi: 1.1.4 Tỉng quan t×nh h×nh nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: 1.2 Tỉng quan vỊ sÊy 18 1.2.1 Sấy thăng hoa 19 1.2.2 SÊy chân không 22 1.2.3 Sư dơng b¬m nhiƯt - m¸y nÐn 25 1.2.4 So sánh phương pháp sấy sử dụng bơm nhiệt - máy nén phương pháp sấy kh¸c 27 1.3 Tỉng quan vỊ b¬m nhiÖt 28 1.3.1 Những thành tựu ứng dụng bơm nhiƯt n­íc 32 1.4 Đánh giá thành tựu ứng dụng bơm nhiệt nói chung sấy bơm nhiệt nói riêng 36 1.4.1 Đánh giá hiệu l­ỵng 36 1.4.2 Đánh giá chung 38 PHầN Cơ sở tính toán Xây dưng mô hình sấy bơm nhiệt 40 2.1 mục đích yêu cầu mô hình sấy bơm nhiệt 40 2.1.1 Mơc ®Ých: 40 2.1.2 Yêu cầu: 40 2.2 C¬ së lý thuyết để tính toán 40 2.2.1 Cơ sở tính toán, thiết kế thiết bị sấy bơm nhiệt 40 2.2.2 Cơ sở tính toán máy sấy b¬m nhiƯt 41 2.2.3 Cơ sở lý luận xây dựng sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy bơm nhiệt mô hình thực nghiÖm 44 2.3 TÝnh thiÕt kÕ m¸y sÊy: 46 2.3.1 C¸c b­íc tÝnh thiÕt kÕ: 46 2.3.1.1 Tính lượng ẩm bay từ vật sấy theo suất đà cho 46 2.3.1.2 Tính lưu lượng cần thiết cho trình sấy 49 2.3.1.3 TÝnh chän kÝch th­íc buång sÊy 50 2.3.1.4 TÝnh tæn thÊt nhiƯt cđa hƯ thèng sÊy 50 2.3.1.5 Xác định thông số tác nhân sấy đồ thị I-d qúa trình sấy thực nghiÖm 55 2.3.1.6 Nhiệt lượng tiêu tốn cho trình sấy 56 2.3.2 TÝnh to¸n chu trình lạnh 57 2.3.2.1 Chọn tác nhân lạnh: 57 2.3.2.2 Các thông số trình làm việc: 58 2.3.2.3 Công suất nhiệt dàn ngưng dàn bay 60 2.3.2.4 Chọn máy nén 62 2.3.2.5 Tính chọn thiết bị khác hệ thống 62 2.4 Lắp ráp, kiểm tra, vận hành, đưa máy vào chạy sản phẩm nhận xét thông số máy nguyên liêụ sau sÊy 69 PhÇn nghiên cứu thực nghiệm trình sấy 73 3.1 Mục đích phạm vi nghiªn cøu : 73 3.1.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiÖm 73 3.1.1.1 Các thông số ảnh hưởng đến trình sấy 73 3.1.1.2 Mục đích nghiên cøu 74 3.1.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu thực nghiệm 75 3.2 TiÕn hµnh thÝ nghiÖm 75 3.2.1 Các chế độ thí nghiÖm 75 3.2.2 TiÕn hµnh thÝ nghiƯm vµ lËp b¶ng sè liƯu 76 3.3 Nghiên cứu tìm chế độ sấy thích hợp 79 3.3.1 Ph­¬ng pháp nghiên cứu: 79 3.3.2 Kết nghiên cứu 80 phần Tóm tắt, kết luận kiến nghị 98 4.1 tãm t¾t 98 4.2 KÕt luËn 99 4.3 Những vấn đề kiÕn nghÞ 100 tài liệu tham khảo 101 lời mở đầu Cây cói xuất trái đất cách khoảng 500 năm sản phẩm đặc biệt vùng ven biển nhiệt đới: Trung Quốc, Thái Lan, Nhật Bản, Việt Nam Trồng cói Việt nam nghề trì phát triển từ lâu đời, sản phẩm cói đa dạng mẫu mà chủng loại chất lượng giai đoạn Từ cói người ta đà tạo 150 sản phẩm hàng hoá ưa chuộng từ nước nghèo, nước phát triển đặc biệt nước phát triển Nhật, Mỹ, Canada với sản phẩm chiếu nằm, thảm cói, dép, mũ cói phế phẩm làm bột giấy, bìa cứng Hiện sản phẩm cói sản phẩm thiếu gia đình người Việt nam Nó tiêu thu khắp nơi từ nông thôn đến thành thị, từ đồng đến vùng cao Nên đà từ lâu đà giữ vị trí quan trọng ngành nông nghiệp Việt nam Đặc biệt vùng truyền thống cói đưa lại nguồn thu nhập chủ yếu cho người nông dân Không dừng nh­ng thËp kû 50-60 n­íc ta ®· xt khÈu sản phẩm cói hàng chục nước Thế giới đà đưa lại hiệu kinh tế cao cho nghề sản xuất chế biến cói xuất sang số nước như: Nhật, Mỹ, Đài loan số nước Châu Âu Sản xuất cói sản phẩm từ cói phát triển chủ yếu miền Bắc Việt Nam tập trung tỉnh ven biển: Thanh hóa 2400ha, Ninh bình 810ha, Thái bình 513ha, Quảng ninh 500ha với sản lượng 200000- 300000 tấn/năm Phát triển nghề trồng cói, chế biến sản phẩm từ cói nước ta đà tận dụng khai thác tiềm đất đai lao động, giải công ăn việc làm cho nông dân, lao động phụ, người già, mở thêm nghành nghề chuyên sản xuất hàng xuất Hiện nhu cầu xuất tiêu thụ sản phẩm cói ngày gia tăng đặc biệt nước phát triển Song thực tế trình độ sản xuất chế biến cói nước ta thấp so với yêu cầu giá trị sản phẩm xuất chưa cao dẫn đến thu nhËp ng­êi trång cãi ch­a cao Nã nhiỊu nguyªn nhân, nguyên nhân để sản phẩm cói chưa đạt khâu bảo quản chế biến sau thu hoạch Đặc biệt khâu phơi sấy bảo quản sở chế biến đơn giản phụ thuộc nhiều vào thời tiết nên bị tổn thất nhiều số lượng chất lượng Hơn thu hoạch cói lại vào mùa mưa nên chất lượng dễ bị ảnh hưởng Vì nguyên liệu làm khô để bảo quản đảm bảo cho sản xuất công đoạn quan trọng công nghệ chế biến bảo quản cói số sản phẩm khác Để làm khô có nhiều cách: phơi, sấy Trong sấy có nhiều phương pháp khác sử dụng nguồn lượng khác : than, củi , dầu diezen, điện, ga Song loại máy lại phù hợp sấy số loại sản phẩm định lý thành phần cấu trúc loại sản phẩm khác Nhưng nói đến sấy làm giảm thuỷ phần sản phảm đến độ cho phép điều kiện định Những điều cần thiết nhà nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy sấy là: - Hiểu chất đối tượng sấy từ đưa công nghệ sấy thiết bị sấy phù hợp - Từ yêu cầu sản phẩm sấy chọn nguyên lý, công nghệ sấy thiết bị đà chọn - Trong tiến trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước, ngành công nghiệp chế biến bảo quản nông sản thực phẩm trọng điểm nhà nước quan tâm Cói sản phẩm nông nghiệp không đáp ứng cho tiêu dùng nước mà hàng hoá xuất cần phải nghiên cứu để nâng cao giá trị chất lượng có quy trình công nghệ sản xuất phù hợp với điều kiện Việt Nam - Vì đà mạnh dạn đưa công nghệ sấy vào để sấy cói đạt yêu cầu xuất sang Nhật Bản Và khuôn khổ luận văn thạc sỹ tập trung vào nghiên cứu đưa công nghệ sấy, thiết kế, chế tạo thiết bị sấy bơm nhiệt tuần hoà kín suất nguyên liệu/mẻ để sấy cói nguyên liệu.Với tên Đề tài: Nghiên cứu trình sấy cói nguyên liệu Việt nam đạt yêu cầu xuất sang Nhật Bản Phần 1: Tổng quan cói , bơm nhiệt ứng dụng sấy 1.1 Công nghệ chế biến cói nguyên liệu Xuất sang Nhật Bản 1.1.1 Đặc điểm thực vật cói: Cây cói gồm hai phận chính: Bộ phận mặt đất (rễ, thân ngầm) phận mặt đất (thân khÝ sinh, l¸) RƠ cãi cã t¸c dơng hót chÊt dinh dưỡng thân ngầm có tác dụng nhân giống, trồng Thân khí sinh phần nhánh đâm lên mặt đất, ruột đặc thân khí sinh gốc tròn, phía có ba cạnh tròn (khi cói non cạnh sắc, cói già cạnh tròn) thân khí sinh lúc non màu xanh thẫm, lúc già màu vàng Đối với cói nguyên liệu yêu cầu đặt thân khí sinh nhỏ, tròn, dài đường kính gốc cói cần chênh ít, màu sắc xanh óng ánh 1.1.2 Thành phần sinh hoá thân cói (TLTK 3): - Cói tươi có độ ẩm cao, tuỳ vào vụ thu hoạch : đạt khoảng 87% ữ 90% sau phơi sấy để bảo quản độ ẩm giảm xuống 11% ữ 12% - Thành phần thân khí sinh khối (%) : Độ ẩm (13% ữ 14%), đạm - (1,06%), lân (0,407%), kali (1,029%), tro (3,65%) - Thành phần thân khí sinh chẻ đôi (%): Độ ẩm (14,5%), chất xơ toàn phần (21,2%), peniosan (16,54%), chất hoà tan NAOH 1% (29,2%), - Thành phần vỏ thân khí sinh ®· bá ruét (%) : ®é Èm (7,1%), chÊt xơ (58,14%) , lignin(8,36%) 1.1.3 Sơ đồ công nghệ chế biến cói: Cây cói Chẻ đôi Hàng hoá Phơi, sấy Bảo quản Sản phẩm khác Nhúng nước Phơi, sấy Dệt chiếu Sơ đồ 1.1 Công nghệ chế biến cói Yêu cầu cói nguyên liệu : - Độ ẩm sau phơi, sấy : 11%ữ12% - Sợi cói nhỏ, quăn - Màu xanh tự nhiên, óng dẻo (đây tiêu quan trọng đối cói xuất sang Nhật Bản) Đặc biệt mặt hàng chiếu xuất sang Nhật Bản màu sắc độ bóng mềm chiếu yếu tố đánh giá chất lượng (giá trị) Mà công đoạn chế biến công đoạn sấy có vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Vì thấy nghiên cứu công nghệ sấy cói nguyên liệu vấn đề quan träng nhÊt c«ng nghƯ chÕ biÕn cãi 1.1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: Với đối tượng nghiên cứu cói Việt Nam đà nghề kế thừa trì phát triển từ lâu đời, sản phẩm từ cói ngày đa dạng mẫu mÃ, chủng loại chất lượng theo giai đoạn phát triển Để đánh giá 8 - - - + + + - 1397 1405 1401 TÝnh c¸c hƯ sè hồi qui Từ bảng 3.6 ta tính hệ số phương trình hồi qui Công thức tổng quát để tính hệ số N b0 = N ∑ yu bi = U =1 N b ij = U =1 N u N N N ∑ Xiu Xju y ∑ Xiu y U =1 b ijc = ∑X U =1 iu X ju X eu y u N Trong ®ã: u - sè thø tù thÝ nghiƯm tõ ÷ N i - sè thø tù yÕu tè tõ ÷ n j - sè thứ tự yếu tố khác từ ữ n X iu - giá trị yếu tố i thÝ nghiÖm u N - sè thÝ nghiÖm Thay sè ta cã: N b0 = ∑.y U =1 u N = 1492 + 1339 + 1419 + 1284 + 1656 + 1467 + 1570 + 1401 = 1453,5 = 1492 − 1339 + 1419 − 1284 + 1656 − 1467 + 1570 − 1401 = 80,75 = 1492 + 1339 − 1419 − 1284 + 1656 + 1467 − 1570 − 1401 = 35 = 1492 + 1339 + 1419 + 1284 − 1656 − 1467 − 1570 − 1401 = −70 N b1 = ∑ Xiu y U =1 u N N b2 = ∑ Xiu y U =1 u N N b3 = ∑ Xiu y U =1 N u 87 N b 12 = ∑ Xiu Xju y U =1 N = 1492 − 1339 − 1419 + 1284 + 1656 − 1467 − 1570 + 1401 = 4,75 = 1492 − 1339 + 1419 − 1284 − 1656 + 1467 − 1570 + 1401 = −8,75 = 1492 + 1339 − 1419 − 1284 − 1656 − 1467 + 1570 + 1401 = −3 N b 13 = ∑ Xiu Xju y U =1 N N b 23 = ∑ Xiu Xju y U =1 N N b 123 = ∑X U =1 iu X ju X eu y u = N 1492 − 1339 − 1419 + 1284 − 1656 + 1467 + 1570 − 1401 = 0,25 Các công thức giá trị yếu tố X iu , X ju giá trị mà hoá +1 -1,vì có dấu ảnh hưởng đến kết tính Và vËy hƯ sè håi qui cã thĨ cã dÊu (+) (-) Từ kết tính toán cụ thể hệ số hồi qui phương trình sau: b = 1453,5 b 12 = 4,75 b = 80,75 b 13 = -8,75 b = 35 b 23 = -3 b = -70 b 123 = -0,25 Thay hệ số vào phương trình håi qui ta cã: Y= 1453,5 + 80,75X +35X - 70X + 4,75X X - 8,75X X - 3X X 0,25X X X Tiến hành: Kiểm tra phương trình hồi qui cách kiểm tra có nghĩa hệ số hồi qui Khi tiến hành thí nghiệm loại bỏ sai số quan trắc thông số, hệ số tính bao hàm sai số ®ã 88 KiĨm tra hƯ sè håi qui lµ kiĨm tra giá trị tuyệt đối chúng lớn hay nhá h¬n sai sè NÕu hƯ sè håi qui nhá sai số coi nghĩa loại bỏ khỏi phương trình Việc kiểm tra tiến hành dựa theo tiêu chuẩn Student Các hệ số hồi qui phải thoả mÃn điều kiện bi S (bi) Hệ số phương trình không thoả mÃn điều kiện bị loại bỏ Trong đó: b i - hƯ sè håi qui cã thĨ lµ b i , bij , bije S (bi) - §é lƯch bình phương trung bình hệ số tính theo c«ng thøc: S (bi) = S ( y) N S2( y ) - Phương sai trung bình thông số kết toàn thực nghiệm tính theo c«ng thøc: S2( y ) = S ( y) m m - số thí nghiệm lặp lại N - Tổng số thí nghiệm S2y - Phương sai kết đơn vị tính: S2j = N N S j j =t S2j - Phương sai theo hàng: S2j = m (y ji - y i )2 ∑ m − i =1 Tp - ChuÈn Student 89 Chuẩn Student tra bảng tuỳ thuộc giá trị p xác suất số bậc tự Số bậc tự hiệu biến số không phụ thuộc vào số liên hệ chúng chương trình Trong trường hợp cụ thể theo qui hoạch thực nghiệm yếu tố đầy đủ, số bậc tự tÝnh theo c«ng thøc: f= (m - 1) N=(2-1) x 8=8 Trong ®ã : m - sè thÝ nghiƯm lặp lại Thay vào số thứ tự ta tính cụ thể giá trị S2j, kết tính nh­ sau: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] S21 = 1 m (y ji - y i )2 = (1487 − 1492) + (1497 − 1492) =50 ∑ −1 m − i =1 S22 = m (y ji - y i )2 = (1336 − 1339) + (1342 − 1339) = 18 ∑ m − i =1 −1 S23 = m (y ji - y i )2 = (1415 − 1419) + (1423 − 1419) = 32 ∑ m − i =1 −1 S24 = m (y ji - y i )2 = (1279 − 1284) + (1289 − 1284) = 50 ∑ m − i =1 −1 S25 = 1 m (y ji - y i )2 = (1071 − 1077) + (1083 − 1077) =72 ∑ m − i =1 −1 S26 = m (y ji - y i )2 = (1462 − 1467) + (1472 − 1467) =50 ∑ m − i =1 −1 S27 = m (y ji - y i )2 = (1566 − 1570) + (1574 − 1570) =32 ∑ m − i =1 −1 S28 = m (y ji - y i )2 = (1397 − 1401) + (1495916 − 1401) =50 ∑ −1 m − i =1 [ ] Ta cã kÕt qu¶ thĨ: 90 S21 = 50 S25 = 18 S22 = 18 S26 = 50 S23 = 72 S27 = 32 S24 = 32 S28 = 50 TÝnh S2y theo c«ng thøc sau : S2y = S12 + S 22 + S12 + S 22 + S12 + S 22 + S12 + S 22 S2y = 50 + 18 + 72 + 32 + 18 + 50 + 32 + 50 = 40,25 Thay vµo ta tÝnh S2( y ): S2( y ) = Vµ: S b = S y 40,25 = = 20,125 m S(2y ) N = 20,125 = 2,56 Tra bảng chuẩn Student với xác suất a = 0,05 víi f = Ta cã : = 2,306 Do ®ã : S b = 2,56 2,306 = 5,9 Tõ ®iỊu kiƯn bi ≥ S b = 5,9 ta ®èi chiÕu hệ số hồi qui đà tính để chọn hệ số có nghĩa Ta tính hệ sè håi qui : b = 1453,5 b 12 = 4,75 b = 80,75 b 13 = -8,75 b = 35 b 23 = -3 b = -70 b 123 = -0,25 91 So s¸nh víi điều kiện trên, ta thấy có hệ số håi quy b , b , b , b có nghĩa, hệ số lại nghĩa ta loại bỏ Phương trình hồi quy cã d¹ng: Y= 1453,5 + 80,75 X + 35X – 70X KiÓm tra sù thÝch øng phương trình hồi quy Nội dung xét xem sai lệch phương trình hồi quy với trình thực nghiệm Việc kiểm tra thực nghiệm theo chuẩn Fischer Phương trình xem thích ứng chuẩn Fischer tính phải thoả mản điều kiện FT < Fb Trong ®ã: F T - chuÈn Fischer tính theo thực nghiệm F b - giá trị tra bảng Từ phương trình hồi quy đà loại bỏ hệ số hồi quy nghĩa, ta tính kết y u (y u tính thí nghiệm) cho tất phương án điều kiện thí nghiệm Ta lập bảng sau: Bảng 3.7 Tính kết cho tất phương án thí nghiệm TN X1 X2 X3 Mô hình + + + + - + + + + - + + + + - 1453,5 + 80,75 + 35 - 70 1453,5 + 80,75 + 35 - 70 1453,5 + 80,75 + 35 - 70 1453,5 + 80,75 + 35 - 70 1453,5 + 80,75 + 35 – 70 1453,5 + 80,75 + 35 – 70 1453,5 + 80,75 + 35 – 70 1453,5 + 80,75 + 35 – 70 y’ u 1639,25 1459,75 1569,25 1407,75 1071,75 1337,25 1026,25 1267,75 yu 1492 1339 1419 1284 1656 1467 1570 1401 (y’ u - y u ) 0,56 22,56 0,56 22,56 27,56 1,56 27,56 1,56 92 HiƯu N - N ' chÝnh lµ sè bËc tự Thay số vào công thức ta tính giá trị S2t.ư= 20,9 Giá trị chuẩn Fischer tÝnh nh­ sau: Ft = S t2­ 20,9 = = 0,52 S y 40,125 Tra b¶ng Fischer víi ∝ = 0,05; f1 = N - N ' = - = F2 = N(m-1) = 8(2-1) = 8, m số thí nghiệm lập lại ta cã : Ta cã: Fb = 3,84 Nh­ vËy FT = 0,52 so sánh với Fb = 3,84 thoả mản điều kiện : FT < Fb Vậy ta kết luận phương trình hồi quy : Y= 1453,5 + 80,75 X1 + 35X2 – 70X3 hoµn toµn thÝch øng Từ phương trình hồi quy ta có nhận xét : Sự phụ thuộc khả tách ẩm theo chi phí lượng vào yếu tố ảnh hưởng tuyến tính Các yếu tố ảnh hưởng tương đối độc lập đến khả tách ẩm trình sấy Các ảnh hưởng tương hỗ yếu tố đến khả tách ẩm trình sấy không đáng kể (Thể chỗ chúng mặt phương trình hồi quy) Nhiệt độ tác nhân sấy nhân tố có ¶nh h­ëng nhiỊu nhÊt tíi hiƯu qu¶ t¸ch Èm cđa trình sấy sau đến độ dày lớp sản phẩm sấy, Tốc độ đối lưu tác nhân sấy có ảnh hưởng đến trình sấy không lớn so với nhiệt độ độ dày lớp sản phẩm 93 Thực nghiệm tìm chế độ công nghệ thích hợp Theo phương pháp box wilson: Phương pháp tìm chế độ công nghệ thích hợp theo Box -wilson gọi phương pháp lên độc tìm giá trị thích hợp yếu tố Xi để trình sấy có hiệu Dựa vào phương trình hồi quy ta soạn chương trình gồm số thí nghiệm không nhiều với giá trị thay đổi yếu tố Xi theo chiều tăng nhiều thông số y Thí nghiệm mức bản, để tiến hành ta lập bảng sau: bảng 3.8- Tính bước cho th«ng sè Xi X1 X2 X3 Xi0 Xi+ λi Xi- 45,00 50,00 40,00 1,50 2,00 1,00 125,00 150,00 100,00 5,00 0,50 25,00 Bi biλi 52,50 262,50 22,75 1,13 -45,50 910,00 Si = Scb ki 0,20 1,00 0,02 0,01 -1,00 -5,00 Ki biλi Xi + + Xi − Xi + − Xi − Trong ®ã: Xi = ; λi= ; Ki = max × ki 2 bjλi Ki - hƯ sè thÝch hỵp cho tõng u tè Si - bước thí nghiệm cho tất yếu tố, tức mức thay đổi thông số thí nghiệm để tìm giá trị thích hợp Scb - bước thường chọn cho giá trị si gây thay đổi đáng kể đến tiêu cần tối ưu Bước tiếp theo, tiến hành thí nghiệm Các thí nghiệm tìm chế độ thích hợp tiến hành từ mức (0) thí nghiệm thông thường ứng với bước nhảy thí nghiệm đà xác định (Bảng 3.8) dẫn đến tiêu cần tìm đạt điểm thích hợp Số thí nghiệm tìm chế độ thích hợp dừng tiêu cần tìm vượt qua giá trị thích hợp 94 Trong trường hợp sấy cói nguyên liệu, tiêu thích hợp cần tìm thời gian sấy ngắn tương ứng với tiêu khả tách ẩm cao (Chỉ tiêu: g/kwh cao) kết hợp với tiêu công nghệ như: màu sắc, độ bóng, độ khô đều, độ dẻo, độ co Tuy nhiên ứng với bước nhảy thí nghiệm, yếu tố ảnh hưởng có xu hướng làm giảm mÃi thời gian sấy mặt khác tiêu khả tách ẩm thay đổi chi phí lượng riêng tăng tiêu công nghệ có xu hướng dần nhiệt độ cao Mục tiêu kết hợp hài hoà hai tiêu khả tách ẩm cao phù hợp công nghệ ta chất lượng sản phẩm tốt mà chi phí sấy thấp Trên sở tiến hành thí nghiệm để xác định tiêu cụ thể thí nghiệm tìm chế độ thích hợp mức (0) víi: t0 = 450C ; ω0 = 1,5 m/s; δ0 = 125 mm Các bước nhảy : S1 = 10C ; S2 = 0, 1m/s ; S3 = mm Các thí nghiệm tiến hành khả tách ẩm giảm qua điểm cực trị dừng số thí nghiệm Kết thí nghiệm tối ưu hoá trình bày phụ lục Căn vào kết thí nghiệm đánh giá để lựa chọn phương án sấy thích hợp tiêu sau đây: ã Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: - Thời gian sấy ngắn: Trong giới hạn cho phép công nghệ sấy cói ngyên liệu đà phân tích < 19h - Khả tách ẩm lớn với chi phí lượng thấp: Được đặc trưng đại lượng : N = G/(Q *) ã [g/kwh ] Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: 95 Đối với sản phẩm cói nguyên liệu sấy khô chưa có tiêu chuẩn hoá đo lường tiêu cách cụ thể, phạm vi luận văn để đánh giá chất lượng sản phẩm dừng lại mức độ đánh giá cách so sánh sản phẩm với phương pháp sấy nhiệt thông thường khác kết hợp với cảm quan tiêu đối tác Nhật Bản đưa ra: - So sánh chung sản phẩm sấy thiết bị bơm nhiệt tuần hoàn kín với phương pháp sấy lò trực tiếp thủ công sấy lò gián tiếp nhiệt độ 400C ữ 600C ưu điểm bật sản phẩm bụi than, không bị cháy, chảy dầu, biến màu, - So sánh riêng sản phẩm sấy bơm nhiệt chế độ sấy khác vào tiêu cảm quan: Màu sắc, độ bóng, độ khô đều, độ dẻo, độ co đều.Tổng hợp đánh giá theo mức độ: Kém, bình thường, tương đối tốt, tốt Bảng 3.9 Mối tương quan thời gian sấy tiêu chất lượng s¶n phÈm TN ti ( C) ωi (m/s) δi (mm) 45 46 47 48 1,5 1,6 1,7 1,8 125 120 115 110 C¶m quan vỊ chất lượng sản phẩm sau sấy tốt tốt tốt tèt Thêi gian sÊy (h) 17,0 17,5 16,0 16,5 Kh¶ tách ẩm (g/kwh) 1385 1450 1475 1453 Chúng thấy tiếp tục thí nghiệm thời gian sấy giảm công suất tiêu thụ điện/giờ tăng dần công nén đoạn nhiệt nhiệt độ cao hơn, mặt khác nhiệt độ tăng dần tiêu công nghệ tổng hợp thay đổi theo xu hướng dần (Bảng 3.9) Vì dừng thí nghiệm khẳng định thí nghiệm tìm tối ưu đà đạt (TN3) Tóm lại từ số liệu nghiên cứu thực nghiệm 96 tiêu cảm quản chất lượng kết hợp phương pháp qui hoạch hoá toán học, đà tìm chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm cói nguyên liệu sau: Phương trình qui hồi trình sấy Y= 1453,5 + 80,75 X1 + 35X2 70X3 Trong : X1 Nhiệt độ tác nhân sấy - X1 ( 40 ữ 50)0C X2 Tốc độ tác nhân sấy - X2 ( 1,0 ữ 2,0)m/s X3 Độ dầy lớp nguyên liệu sấy - X3 ( 100 ữ 150)mm Chế độ sấy thích hợp: Nhiệt độ tác nhân sấy 47 0C Tốc độ tác nhân sấy 1,70 m/s Độ dầy lớp nguyên liệu sấy 115 mm Với chế độ sấy cho ta chất lượng sản phảm tốt nhất, thời gian sấy 16h khả tách ẩm trung bình 1475g/kwh 97 phần 4; Tóm tắt, kết luận kiến nghị 4.1 tóm tắt Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn sản xuất sản phẩm từ cói Huyện Nga Sơn Thanh Hoá nói riêng Việt Nam nói chung Bảo quản chế biến vấn đề cần thiết cấp bách nhằm nâng cao vị cói Việt Nam sản phẩm Thế Giới Để đạt mục tiêu việc đầu tư lựa chọn áp dụng tiến Khoa học kỹ thuật vào sản xuất điều thiếu công đổi phát triển đất nước Công nghệ sấy ứng dụng thiết bị bơm nhiệt tiến khoa học tiên tiến điều kiện Việt Nam ta chưa ứng dụng nhiều sấy nói chung sấy cói nói riêng Được Sở Khoa học Công nghệ Môi trường tỉnh Thanh Hóa Viện Cơ điện Nông nghiệp kết hợp xây dựng Đề tài ứng dụng công nghệ phù hợp để sấy cói nguyên liệu bảo quản lạnh sản phẩm cói đạt tiêu chuẩn xuất sang Nhật Bản Chúng đà mạnh dạn đưa công nghệ sấy bơm nhiệt vào sấy cói nguyên liệu Để đánh giá công nghệ có ứng dụng vào sấy cói không ? Chất lượng sản phẩm, chi phí sấy có hiệu không? Thì khuôn khổ luận văn đà bước nghiên cứu ly thuyết, xây dựng mô hình thí nghiệm nhỏ từ tiến hành thí nghiệm, sở số liệu kết hợp với mô hình toán học để tìm công nghệ sấy cói sơ tính toán chi phí lượng riêng cho sấy cói nguyên liệu Từ sở đà lắp đặt hệ thống sấy bơm nhiệt để sấy cói nguyên liệu với suất 2tấn/mẻ Kết hợp ly thuyết với thực nghiệm đà chứng minh ảnh hưởng nhiệt độ, tốc độ tác nhân sấy chiều dày lớp sản phẩm có quan hệ phụ thuộc thể phương trình hồi quy : 98 Y= 1453,5 + 80,75 X1+ 35X2 – 70X3 ta có chế độ sấy thích hợp sản phẩm cói nguyên liệu : Nhiệt độ tác nhân sấy: 47 0C Tốc độ tác nhân sấy: 1,70 m/s Độ dầy lớp nguyên liệu sấy: 115 mm Với chế độ cho ta chất lượng sản phẩm tốt với thời gian 16h khả tách ẩm trung bình là.1475 g/kwh Mô hình thiết bị sấy 2tấn nguyên liệu/mẻ 4.2 Kết luận Kết rút từ ly thuyết thực nghiệm : Từ mô hình thí nghiệm đà cho phép thu kết nghiên cứu tin cậy Nó đáp ứng yêu cầu thiết bị nghiên cứu 99 Chứng minh công nghệ sấy bơm nhiệt cố thể ứng dụng sấy cói chất lượng cao Và thực tế đà lắp đặt vận hành chạy thử thiết bị với suất nguyên liệu/mẻ Qua khảo sát thiết bị lớn thấy chi phí sấy cao so với công nghệ sấy khác chấp nhận tổng giá thành sản phẩm cao so với phương pháp sấy khác Qua khảo sát thiết bị làm việc ổn định với điều kiện Việt Nam, Vật tư phụ kiƯn thay thÕ rÊt s½n cã ë n­íc 4.3 Những vấn đề kiến nghị Do hạn chế mặt thời gian kinh phí nên kết thu luận văn giới hạn phạm vi hẹp Để nghiên cứu kỹ tối ưu hiệu suất sử dụng thiết bị hơn: Đầu tư mô hình với mức độ đại với khả tự động hóa cao hơn, VD : Điều khiển tự động PLC Mô hình lắp ráp đồng để hiệu suất sử dụng thiết bị đạt cao Nghiên cứu hoàn thiện thiết bị nâng cao chất lượng suất sấy Mong muốn nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt cho nhiều loại sản phẩm khác 100 tài liệu tham khảo Bùi Minh Trí, Xác suất thống kê ứng dụng, Nhà xuất Giao thông vận tải Hoàng Văn Chước (1999), Kỹ thuật sấy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Hữu Nghĩa, Anh Hương (1986) Trồng cói, Nhà xuất Hải Phòng Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ (2002) Kỹ thuật lạnh ứng dụng Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ (1998), Hệ thống sấy lạnh bơm nhiệt Haihaco, Tạp chí khoa học công nghệ nhiệt Nguyễn Văn May (2004), Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Văn May (1987), Giáo trình bơm quạt máy nén, ĐHBK Hà Nội Phạm Văn Tuỳ, Nguyễn Thanh Liêm, Nguyễn Phong Nhà (2001), Khả sấy lạnh khử ẩm bơm nhiệt không khí, tuyển tập công trình khoa học, hội nghị khoa học kỷ niệm 45 năm ĐHBK Hà Nội Trần văn Phú (1994), Hệ thống sấy Công nghiệp dân dụng Nhà xuất khoa học kỹ thuật 10 Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ Hoá học(1982) Nhà xuất khoa học vµ kü thuËt 101 ... để sấy cói nguyên liệu. Với tên Đề tài: Nghiên cứu trình sấy cói nguyên liệu Việt nam đạt yêu cầu xuất sang Nhật Bản Phần 1: Tổng quan cói , bơm nhiệt ứng dụng sấy 1.1 Công nghệ chế biến cói nguyên. .. NỘI NGUYỄN KIM TRUNG NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẤY CÓI NGUYÊN LIỆU VIỆT NAM ĐẠT YÊU CẦU XUẤT KHẨU SANG NHẬT BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY THIẾT BỊ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ NGUYÊN NG H Ni, 2006... nguyên liệu cói đạt yêu cầu Xuất sang Nhật Bản 2.1.2 Yêu cầu: - Lựa chọn công nghệ xây dựng quy trình công nghệ sấy phù hợp với nguyên liệu cói đạt tiêu chuẩn chất lượng xuất sang Nhật Bản, quy mô