Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy thanh long dẻo sử dụng công nghệ sấy lạnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo sử dụng cơng nghệ sấy lạnh VŨ HỒI NAM Vuhoainam15796@gmail.com Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Tuấn Vũ Viện: Điện HÀ NỘI, 3/2021 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: ………Vũ Hoài Nam……………………………… Đề tài luận văn: … Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo sử dụng công nghệ sấy lạnh………………………………………………………………… Chuyên ngành: …Kỹ thuật điều khiển tự động hóa………………………… Mã số SV: ………………CBC19007………………………………………………… Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày… .………… với nội dung sau: …………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………… ………… ………………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ……………… …………………………………………………………………… Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo sử dụng công nghệ sấy lạnh Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Lời em xin dành lời cảm ơn chân thành đến thầy Hoàng Sĩ Hồng thầy Trần Tuấn Vũ giúp đỡ em nhiều suốt thời gian hoàn thành luận văn thạc sĩ Em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh chị, cộng tác viên bên viện Cơ khí, Nhiệt lạnh anh chị thuộc Viện Ứng dụng công nghệ em triển khai hoàn thiện dự án Con muốn gửi lời cảm ơn đến tất thành viên gia đình bạn bè ln bên hỗ trợ cho gặp khó khăn Sự giúp đỡ động viên người nguồn động lực to lớn dành cho em Tóm tắt nội dung luận văn Ngày nay, nhu cầu chế biến bảo quản nông sản xu thiếu ngành công nghiệp thực phẩm Đặc biệt, dịch Covid chưa có dấu hiệu thuyên giảm, khiến việc tiêu thụ thực phẩm mùa dịch trở thành toán nan giải với người nông dân, đặc biệt loại nơng sản gặp khó khăn q trình bảo quản vận chuyển Luận văn nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo kết hợp công nghệ sấy lạnh vi sóng Thanh long loại hoa mang tiềm kinh tế cao, thị trường xuất nhiều sản phẩm chế biến từ long chưa thực khai thác cách hiệu nước ta Cơng nghệ sấy lạnh vi sóng khơng cịn cơng nghệ chế biến, nhiên việc xây dựng hệ thống thông minh, hiệu lại đem lại giá trị kinh tế toán cần lời giải đáp Yêu cầu cấp thiết đặt phải thiết kế hệ thống vừa đảm bảo tiêu chi kỹ thuật đáp ứng số đầu long, vừa đem lại hiệu kinh tế cao dễ dàng tiếp cận công nghiệp chế biến thực phẩm Với hai tổ máy nóng, lạnh hoạt động tuần hồn liên tục, buồng sấy tích ước chừng 3.5 khối, hệ thống điều khiển dòng PLC S7-1200, lập trình phần mềm chuyên dụng Tia Portal V15 Việc sử dụng dòng PLC S7-1200 cụ thể S7-1214C AC/DC/Relay, với tính bật, hệ thống vừa đáp ứng tiêu chí điều khiển, vừa có khả mở rộng nhu cầu gia tăng Cho đến thời điểm tại, đề tài xây dựng thiết kế xong hệ thống sấy lạnh, tiến hành lắp đặt vi sóng Hệ thống sấy chạy thử với loại long, thu kết tích cực triển vọng Tuy nhiên cần phải theo dõi, hiệu chỉnh để phù hợp với thông số lý tưởng đầu tính tốn để tối ưu hóa hệ thống Trong tương lai gần, sau hệ thống vào hoạt động hoàn chỉnh, mở rộng phát triển với mơ hình rộng hơn, tiến hành với loại hoa nông sản khác MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SẤY THỰC PHẨM VÀ TÌM HIỂU TỔNG THỂ HỆ THỐNG SẤY THANH LONG DẺO 1.1 Nhu cầu thực tiễn phương pháp sấy hoa phổ biến 1.1.1 Nhu cầu thực tiễn chế biến nông sản dịch Covid-19 1.1.2 Các phương pháp sấy hoa ứng dụng 1.2 Tìm hiểu tổng thể lựa chọn thiết bị cho hệ thống sấy long dẻo 11 1.2.1 Mục tiêu 11 1.2.2 Hệ thống sấy long dẻo kết hợp vi sóng 11 1.3 Kết luận 14 CHƯƠNG LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 16 2.1 Các phương pháp điều khiển thường dùng hệ thống nhiệt 16 2.1.1 Điều khiển PID kinh điển 17 2.1.2 Điều khiển ON-OFF 19 2.1.3 Điều khiển mờ 20 2.2 Các điều khiển thường sử dụng hệ thống sấy 22 2.2.1 Vi điều khiển dòng PIC (PIC16F877) 22 2.2.2 Vi điều khiển AVR (ATMEGA 8535) 23 2.2.3 Các dòng PLC 23 2.3 Kết luận 24 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 25 3.1 Thiết kế tổng thể hệ thống 25 3.1.1 Chu trình hoạt động 25 3.1.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển 27 3.1.3 Thiết kế điều khiển mờ fuzzy 28 3.2 Lựa chọn lắp đặt thiết bị vi sóng 30 3.2.1 Phương pháp cơng nghệ vi sóng 30 3.2.2 Lựa chọn thiết bị vi sóng sấy long dẻo 33 3.3 Thiết kế phần cứng cho hệ thống điều khiển 38 3.3.1 Thiết kế tổng quan 38 3.3.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển 40 3.3.3 Lựa chọn thiết bị cấp trường 42 3.3.4 Số lượng module vào 46 3.4 Lập trình phần mềm 47 3.4.1 Lựa chọn phần mềm lập trình 47 3.4.2 Giới thiệu phần mềm Tia Portal V15 WinCC 47 3.4.3 Kết lập trình 49 3.5 Kết luận 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN CHUNG 54 4.1 Thực nghiệm sấy long đánh giá 54 4.1.1 Kết thực nghiệm 54 4.1.2 Đánh giá thực nghiệm 59 4.2 Kết luận hướng phát triển 59 4.2.1 Kết luận 59 4.2.2 Hướng phát triển đồ án tương lai 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hoa sấy Hình 1.2 Lị sấy nhiệt Hình 1.3 Quy trình sấy lạnh Hình 1.4 Ngun lý sấy chân khơng 10 Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động máy sấy thăng hoa 10 Hình 2.1 Sơ đồ khối điều khiển PID 17 Hình 2.2 Bộ điều khiển khâu tỉ lệ P 17 Hình 2.3 Bộ điều khiển khâu vi phân tỉ lệ PD 18 Hình 2.4 Bộ điều khiển khâu tích phân tỉ lệ PI 19 Hình 2.5 Mơ hình điều khiển ON-OFF 20 Hình 2.6 Mơ hình điều khiển mờ 20 Hình 3.1 Hệ thống dàn nóng-lạnh sấy long dẻo 25 Hình 3.2 Quan hệ truyền đạt x -y 29 Hình 3.3 Bộ mờ hóa 29 Hình 3.4 Khung khí máy sấy bơm nhiệt (mặt chiếu đứng) 34 Hình 3.5 Hình ảnh thực tế buồng sấy 35 Hình 3.6 Bản vẽ có khí lắp đặt vi sóng buồng sấy 37 Hình 3.7 Mơ hình tổng quan hệ thống điều khiển giám sát 38 Hình 3.8 Sơ đồ khối cấp điều khiển vận hành 40 Hình 3.9 CPU S7-1214 AC/DC/Relay 40 Hình 3.10 Cấu trúc, sơ đồ chân S7-1200 AC/DC/Relay 41 Hình 3.11 Cảm biến can nhiệt Omron E52MY-PT 42 Hình 3.12 Cảm biến nhiệt ẩm buồng sấy 43 Hình 3.13 Cảm biến tiệm cận Autonics PRDT18-7DC-V 44 Hình 3.14 Cơng tắc áp suất Danfoss KP15 45 Hình 4.1 Hệ thống sấy sau lắp đặt xong 54 Hình 4.2 Biều đồ thay đổi phần trăm khối lượng long theo thời gian sấy 55 Hình 4.3 Biều đồ thay đổi độ ẩm long theo thời gian sấy 56 Hình 4.4 Khay long 1mm – 10mm sau sấy 56 Hình 4.5 Khay long 1mm – 10mm sau sấy 57 Hình 4.6 Khay long 1mm – 10mm sau sấy 57 Hình 4.7 Sấy thử nghiệm long số loại hoa 58 Hình 4.8 Thanh long sau sấy xong 58 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Độ dẫn điện số kim loại 33 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật hệ thống 35 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật thiết bị vi sóng 2M236 36 Bảng 3.4 Thông số cảm biến E52MY-PT 43 Bảng 3.5 Thông số cảm biến SHT20 43 Bảng 3.6 Thông số cảm biến PRDT18-7DC-V 44 Bảng 3.7 Thống kê điểm đo lường điều khiển 46 Bảng 3.8 Bảng tính tốn số lượng module tích hợp 47 Bảng 3.9 Bảng thống kê khai báo địa tín hiệu vào PLC 49 Bảng 4.1 Bảng thay đổi khối lượng mẫu long theo thời gian sấy 54 Bảng 4.2 Bảng thay đổi phần trăm khối lượng mẫu long theo thời gian sấy 55 Bảng 4.3 Bảng thay đổi độ ẩm mẫu long theo thời gian sấy 55 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SẤY THỰC PHẨM VÀ TÌM HIỂU TỔNG THỂ HỆ THỐNG SẤY THANH LONG DẺO Nhu cầu thực tiễn phương pháp sấy hoa phổ biến Nông nghiệp ngành mạnh hàng đầu nước ta, đóng góp lượng tiêu thụ xuất lớn GDP nước Vì ứng dụng công nghệ ưu tiên hàng đầu việc cải tiến thúc đẩy nông nghiệp, đặc biệt cơng nghệ chế biến thực phẩm Trong hoa mặt hàng có tiềm kinh tế to lớn Hiện thị trường có nhiều loại sản phẩm chế biến từ hoa quả, điển hình hoa sấy Sấy trình sử dụng nhiệt để làm giảm hàm lượng ẩm có nguyên liệu dựa động lực trình chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt nguyên liệu mơi trường xung quanh Trong q trình sấy, nước di chuyển từ nguyên liệu môi trường xung quanh chia làm hai trình: nước khuếch tán từ bên nguyên liệu bề mặt nguyên liệu chênh lệch hàm lượng ẩm bên bề mặt; khuếch tán nước từ bề mặt nguyên liệu môi trường xung quanh chênh lệch áp suất riêng phần nước Quá trình sấy chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn đẳng tốc: tốc độ bay ẩm không thay đổi Trong giai đoạn 1.1 này, lượng ẩm chủ yếu ẩm tự - Giai đoạn giảm tốc: tốc độ bay ẩm giảm dần theo thời gian Trong giai đoạn này, ẩm chủ yếu ẩm liên kết Trong công nghệ sau thu hoạch chế biến hoa quả, sấy phương pháp có lịch sử lâu đời sử dụng phổ biến Mục đích cơng nghệ q trình sấy cơng nghệ sau thu hoạch chế biến hoa giảm hàm lượng ẩm có nguyên liệu; từ đó, làm giảm hoạt động nước, ức chế biến đổi có diện nước như: phát triển vi sinh vật, xúc tác enzyme Bên cạnh đó, mục đích cơng nghệ q trình sấy cịn góp phần tạo biến đổi mặt hóa học cảm quan; từ tạo thuộc tính đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Nói cách khác, mục đích q trình sấy để kéo dài thời gian bảo quản nông sản, góp phần chế biến nơng sản thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao Bài toán đặt làm sấy hoa vừa đem lại chất lượng tốt lại vừa đảm bảo hiệu kinh tế 1.1.1 Nhu cầu thực tiễn chế biến nông sản dịch Covid-19 1.1.1.1 Tiêu thụ nông sản vùng có dịch Theo Sở Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn tỉnh Hải Dương, ngồi lượng lương thực, thực phẩm phục vụ nhu cầu tiêu dùng nội địa bàn tỉnh dư khoảng 128.000 nông sản cần tiêu thụ, gồm 100.000 rau củ quả, 20.000 thịt 8.000 cá [6] Không Hải Dương mà Bảng 3.8 Bảng tính tốn số lượng module tích hợp DI DO AI Số I/O cần sử dụng 15 Số I/O dự phòng (20%) 2 Tổng số I/O 19 11 Số Module sử dụng 2xSM1221 8DI 1xSM1222 8DO 3xSM 1231 (đã lắp đặt thực nghiệm module) AO 0 0 Để đọc tín hiệu cảm biến nhiệt ẩm, hệ thống sử dụng thêm module trung gian RS485 3.4 Lập trình phần mềm 3.4.1 Lựa chọn phần mềm lập trình Phần mềm cho giám sát điều khiển: Tạo giao diện hiển thị thông số, điều khiển qua giao diện hiển thị, lưu trữ liệu vào sở liệu Mỗi máy có license theo số điểm tích hợp điều khiển I/O point, hiển thị thông số, lưu trữ liệu vào sở liệu (Giao diện web navigator) Các phần mềm phụ trợ: Kết nối mạng, kết nối PLC –IPC, … Yêu cầu chung giao diện HMI: - Tính đầy đủ kịp thời xác thơng tin - Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ sung thơng tin cần thiết - Tính đơn giản hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành sửa chữa - Tính "mở", có khả kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị nhiều loại giao thức - Khả lưu trữ cao 3.4.2 Giới thiệu phần mềm Tia Portal V15 WinCC TIA Portal phần mềm sở tích hợp tất phần mềm lập trình cho hệ thống tự động hóa truyền động điện Đây phần mềm lập trình điều khiển trực quan, hiệu xác thực giúp khách hàng thiết kế tồn chương trình tự động hóa cách tối ưu giao diện phần mềm nhất, từ mang đến cho nhà tích hợp hệ thống doanh nghiệp sản xuất hội nâng cao suất lợi cạnh tranh hữu hiệu Phần mềm lập trình giúp người sử dụng phát triển, tích hợp hệ thống tự động hóa cách nhanh chóng, giảm thiểu thời gian việc tích hợp, xây dựng ứng dụng từ phần mềm riêng rẽ TIA Portal tương tác với hệ thống khác trao đổi số liệu thông qua giao diện mở Phiên thứ 14 mở rộng thêm nhiều tính cho nhà máy số đáp ứng yêu cầu cho Cách mạng Công nghiệp 4.0 TIA Portal tương tác với hệ thống khác trao đổi số liệu thông qua giao diện mở, ví dụ với phần mềm thiết kế hoạch định Teamcenter Người sử dụng kết nối với Matlab/Simulink để mơ hệ thống 47 Điện tốn đám mây đặc tính Với cơng cụ TIA Portal Cloud Connector, người sử dụng truy cập vào hệ thống điều khiển nhà máy qua điện tốn đám mây cá nhân kết nối với MindSphere – giải pháp đám mây cho công nghiệp để sử dụng dịch vụ số hóa khác Siemens Theo yêu cầu thiết kế, giao diện hình điều khiển giám sát (HMI) phải trực quan, thuận tiện, dễ quản lý, giám sát, điều khiển dễ dàng, an toàn độ tin cậy cao WinCC (Windows Control Center) phần mềm hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu trình sản xuất Là phần mềm tích hợp giao diện người máy IHMI (Integrated Human Machine Interface) cho phép kết hợp với phần mềm điều khiển với trình tự động hóa WinCC cho phép hoạt động chấp hành quy trình chạy máy, thị trình cấu hình giao diện đồ họa người dùng Cung cấp chức sau: - Cho phép quan sát trình Quá trình thị đồ họa hình Màn hình thị cập nhập lần trạng thái trình thay đổi - Cho phép vận hành trình - Cho phép giám sát trình Một cảnh báo báo hiệu cách tự động kiện trạng thái trình nghiêm trọng Nếu giá trị định nghĩa trước bị vượt thông báo xuất trước hình - Cho phép lưu trữ trình Khi làm việc với WinCC, giá trị q trình in lưu trữ theo kiểu điện tử Điều tạo điều kiện cho thu thập thông tin quy trình cho phép truy cập đến liệu sản sinh khứ Công cụ phổ biến để WinCC thực chức năng: - Graphics Designer: Thực dể dàng chức mô hoạt động qua đối tượng đồ họa chương trình WinCC, Windows, I/O, … thuộc tính hoạt động (Dynamic) - - Alarm Logging: Thực việc hiển thị thông báo hay cảnh báo hệ thống vận hành Nhận thông tin từ trình, hiển thị, hồi đáp lưu trữ chúng Alarm Logging giúp ta phát nguyên nhân lỗi Tag Logging: Thu thập, lưu trữ xuất nhiều dạng khác từ qúa trình thực thi Report Designer: Tạo thông báo, kết Và thông báo lưu dạng nhật ký kiện User Achivers: Cho phép người sử dụng lưu trữ liệu từ chương trình ứng dụng có khả trao đổi với thiết bị khác 48 Trong WinCC, cơng thức ứng dụng soạn thảo, lưu trữ sử dụng hệ thống Phần mềm trao đổi liệu trực tiếp với nhiều loại PLC hãng khác Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley …, đặc biệt truyền thông tốt với PLC Siemens WinCC có đặc điểm đặc tính mở Nó sử dụng cách dễ dàng với phần mềm chuẩn phần mềm người sử dụng tạo nên giao diện người – máy đáp ứng nhu cầu thực tế cách xác Những nhà cung cấp hệ thống phát triển ứng dụng họ thơng qua giao diện mở WinCC tảng để mở rộng hệ thống WinCC kết hợp với Visual C++, Visual Basic tạo hệ thống tinh vi phù hợp cho hệ thống tự động hóa chun biệt Hiện WinCC tích hợp sẵn phần mềm TIA Portal, thuận tiện cho người dùng q trình lập trình sử dụng 3.4.3 Kết lập trình ➢ Ta tiến hành lập bảng tín hiệu đầu vào đầu PLC phần mềm lập trình Bảng 3.9 Bảng thống kê khai báo địa tín hiệu vào PLC Loại liệu Địa I CHE DO TD Bool %I0.0 I BAO LOI QUAT TUAN HOAN Bool %I0.1 I BAO LOI TO MAY Bool %I0.2 I BAO LOI TO MAY Bool %I0.3 I BAO AP THAP CAO TO MAY Bool %I0.4 I BAO AP THAP CAO TO MAY Bool %I0.5 I CHAY QUAT TUAN HOAN Bool %I0.6 I DUNG QUAT TUAN HOAN Bool %I0.7 I CHAY TO MAY Bool %I1.0 I DUNG TO MAY Bool %I1.1 I CHAY TO MAY Bool %I1.2 I DUNG TO MAY Bool %I1.3 I MO VAN IN Bool %I1.4 I MO VAN OUT Bool %I1.5 Q CHAY QUAT TUAN HOAN Bool %Q0.0 Q CHAY TO MAY Bool %Q0.1 Q CHAY TO MAY Bool %Q0.2 Q CHAY DAN NONG NGOAI Bool %Q0.3 Q QUAT NGOAI Bool %Q0.4 Tên 49 Q MO VAN SV1 Bool %Q0.5 Q MO VAN SV2 Bool %Q0.6 Q MO VAN VIN Bool %Q0.7 Q MO VAN VOUT Bool %Q1.0 I Analog TC Word %IW112 ➢ Ngôn ngữ lập trình ngơn ngữ ladder, ngơn ngữ thơng dụng cho lập trình PLC Các trang lập trình PLC quan trọng - Trang lập trình 50 - Trang lập trình Thermocouple - Trang lập trình Humidity 51 ➢ Kết lập trình giao diện HMI Giai đoạn dự án, hệ thống sấy vận hành thủ cơng, đóng cắt chu trình tay điều khiển động quạt tuần hoàn trực tiếp qua biến tần Tại giai đoạn dự án, hệ thống vận hành chế độ thủ công tự động, điều khiển thông qua hình HMI kết nối với PLC qua Ethernet Dưới kết lập trình giao diện HMI: - Màn hình giao diện - Màn hình hiển thị thơng số buồng sấy 52 - Màn hình hiển thị thông số bơm nhiệt Bước vào giai đoạn 2, giao diện tinh chỉnh nâng cấp cho phù hợp với yêu cầu toán thuận lợi cho vận hành điều khiển 3.5 Kết luận Các bước lập trình hệ thống cần tuân thủ yêu cầu kỹ thuật trình sấy long dẻo, thiết kế phần cứng phải khoa học đảm bảo an tồn điện, thiết kế chương trình phải thơng minh, dễ vận hành, tồn hệ thống phải dễ phát lỗi, dễ dàng sữa chữa thay Sau lập trình, thiết kế xong hệ thống sấy long dẻo kết hợp sấy lạnh vi sóng, tồn chương trình download PLC để tiến hành vận hành kiểm thử 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN CHUNG 4.1 Thực nghiệm sấy long đánh giá 4.1.1 Kết thực nghiệm Sau lập trình đưa hệ thống vào vận hành chạy thủ công, thu thử nghiệm sau - Vận hành điện cho hệ thống, kiểm tra động cơ, buồng sấy, tổ máy, kiểm tra thiết bị điều khiển Hình 4.1 Hệ thống sấy sau lắp đặt xong - Chạy thử sấy long Sau thiết kế vận hành, ta tiến hành sấy khay long với độ dày lát long khác Sau giờ, giờ, giờ, 12 giờ, ta đem khay long cân lại để so sánh tốc độ sấy khay, có bảng số liệu bên ➢ Về giá trị khối lượng long (đơn vị gram) Bảng 4.1 Bảng thay đổi khối lượng mẫu long theo thời gian sấy 0h 3h 6h 9h 12h Loại 2mm - 10mm (mẫu 1) 570.30 434.68 361.46 185.69 99.13 Loại 2mm - 10mm (mẫu 2) 490.00 363.73 307.03 151.21 86.43 Loại 1mm - 7mm (mẫu 1) 562.20 412.94 334.06 170.91 96.14 Loại 1mm - 7mm (mẫu 2) 449.20 315.47 260.94 132.15 77.32 54 ➢ Về thay đổi phần trăm khối lượng mẫu long Bảng 4.2 Bảng thay đổi phần trăm khối lượng mẫu long theo thời gian sấy Loại 2mm - 10mm (mẫu 1) Loại 2mm - 10mm (mẫu 2) Loại 1mm - 7mm (mẫu 1) Loại 1mm - 7mm (mẫu 2) Từ bảng số liệu trên, long theo thời gian sấy 0h 3h 6h 9h 100.00% 76.22% 63.38% 32.56% 100.00% 74.23% 62.66% 30.86% 100.00% 73.45% 59.42% 30.40% 100.00% 70.23% 58.09% 29.42% ta có biểu đồ thay đổi phần trăm khối lượng 12h 17.38% 17.64% 17.10% 17.21% Hình 4.2 Biều đồ thay đổi phần trăm khối lượng long theo thời gian sấy ➢ Về ước tính độ ẩm mẫu long sau mốc thời gian sấy Nếu coi độ ẩm tiêu chuẩn đầu vào long 85%, ta có bảng thống kê độ ẩm mẫu long theo thời gian sấy sau: Bảng 4.3 Bảng thay đổi độ ẩm mẫu long theo thời gian sấy 0h Loại 2mm - 10mm (mẫu 1) 85.00% Loại 2mm - 10mm (mẫu 2) 85.00% Loại 1mm - 7mm (mẫu 1) 85.00% Loại 1mm - 7mm (mẫu 2) 85.00% Từ ta có đồ thị hình 3h 80.32% 79.79% 79.58% 78.64% 6h 76.33% 76.06% 74.76% 74.18% 9h 53.93% 51.39% 50.66% 49.01% 12h 13.70% 14.96% 12.28% 12.86% 55 Hình 4.3 Biều đồ thay đổi độ ẩm long theo thời gian sấy Qua bảng số liệu đồ thị nhận thấy, với lát long có độ dày mỏng, tốc độ sấy nhanh, nhiên chênh lệch không lớn Với độ ẩm đầu tiêu chuẩn khoảng 12%, ta ước tính thời gian sấy vào khoảng 12 Tuy nhiên cần thử nghiệm tính tốn dụng cụ đo độ ẩm chuyên nghiệp để long sấy đạt hiệu chất lượng tốt Hình 4.4 Khay long 1mm – 10mm sau sấy 56 Hình 4.5 Khay long 1mm – 10mm sau sấy Hình 4.6 Khay long 1mm – 10mm sau sấy Sau tiến hành thử nghiệm với long trắng, ta tiến hành sấy với long đỏ số loại hoa khác chuối, khoai lang 57 Hình 4.7 Sấy thử nghiệm long số loại hoa Hình 4.8 Thanh long sau sấy xong Chất lượng long sau sấy khả quan chất lượng tốt, giai đoạn tiến hành thử nghiệm với công nghệ vi sóng Tuy nhiên phát sinh số vấn đề sau: 58 - Nhiệt độ chưa ổn định buồng sấy: Sau sấy khoảng 6, giờ, buồng sấy có tượng nhiệt, nhiệt độ cho phép khoảng 3-5 oC, khiến chu trình sấy phải tạm dừng Nguyên nhân đến từ vấn đề nhiệt chưa tốt luồng khí chưa lưu thông - Độ ẩm long dẻo tiệm cận kì vọng Với mục tiêu tiêu chuẩn đầu long dẻo với độ ẩm khoảng ω = 12%, sau thử nghiệm khay khác có độ ẩm đầu chênh lệch nhỏ Trong giai đoạn cần tìm giải pháp giảm đến mức nhỏ chênh lệch độ ẩm đầu khay 4.1.2 Đánh giá thực nghiệm Với kỳ vọng đặt ω = 12%, nhiệt sấy từ 45oC, sau khoảng 12 đồng hồ, long lát mỏng đạt độ ẩm vào khoảng 12 – 15% Sở dĩ chưa đạt kỳ vọng đặt lúc thử nghiệm chưa tiến hành lắp đặt vi sóng, q trình bóc tách ẩm từ chưa đồng Hiện thị trường có sản phẩm tương tự với thời gian sấy độ ẩm đầu sau: - Máy sấy lạnh TKD-SD500-C, khối lượng sấy 60kg, thời gian sấy 12-15 giờ, với độ ẩm đầu tương ứng 15%-10% [12] - Máy sấy lạnh MSL500 Mactech, khối lượng sấy 50kg, thời gian sấy 10-15 giờ, với độ ẩm đầu sấy dẻo 20%-15% [13] Có thể thấy qua đánh giá trực quan, hệ thống mà đề tài xây dựng thiết kế có ưu điểm tốc độ tách ẩm khoảng thời gian 12 Tuy nhiên, sản phẩm thương mại hóa thị trường, máy sấy lạnh đo quan sát trực tiếp độ ẩm vật liệu sấy qua hình hiển thị Điều mục tiêu mà thời gian tới hệ thống cần hướng tới để tăng độ xác Dự kiến thời gian tới, tiến hành thử nghiệm với số lượng lớn long lúc, tiến tới tiêu sấy 50 kg long lần sấy mà đạt chất lượng cao Nhóm nghiên cứu thử nghiệm sấy long thời gian lâu hơn, với mức độ liên tục để kiểm tra hiệu hoạt động hệ thống Ngay đầu vi sóng lắp đặt, tiến hành thử nghiệm với long loại hoa khác Cần phải kiểm tra chất lượng sản phẩm thật kĩ phát biến đổi mặt vật lý hóa học để hệ thống đạt kết kỳ vọng 4.2 Kết luận hướng phát triển 4.2.1 Kết luận Luận văn Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo sử dụng công nghệ sấy lạnh kết hợp thực với chuyên gia thuộc Viện Ứng dụng công nghệ, thầy sinh viên thuộc Viện Nhiệt lạnh, Viện 59 Cơ khí trường Đại học Bách khoa Hà Nội Dựa xu chế biến nông sản nay, cụ thể nhu cầu sấy loại hoa nói chung long dẻo nói riêng, đề tài em bước triển khai việc xây dựng thiết kế hệ thống sấy lạnh kết hợp vi sóng thơng minh, đảm bảo chất lượng đem lại hiệu kinh tế cao Hệ thống vận hành dòng PLC S7-1200, lập trình phần mềm Tia Portal chuyên dụng, dễ dàng hoạt động, kiểm thử, sữa chữa mở rộng nhu cầu tăng cao Sau quãng thời gian nghiên cứu thực hiện, đề tài đem lại kết khả quan Những mẻ long đưa vào buồng sấy trình thử nghiệm, thu thông số đầu ấn tượng khơng chất lượng sản phẩm mà tồn hệ thống Mặc dù hệ thống chưa hoạt động trơn tru, trình thử nghiệm tiếp theo, em nhóm nghiên cứu cố gắng để dàn sấy lạnh kết hợp vi sóng hoạt động với hiệu cao nhất, giải tốn hồn thành tiêu đề 4.2.2 Hướng phát triển đồ án tương lai Trong tương lai gần, em nhóm nghiên cứu có dự định phát triển đề tài với quy mô lớn Không với long, mà tất loại hoa nông sản khác mục tiêu hướng tới, với tiêu chí hàng đầu chất lượng sản phẩm đầu chuẩn đạt hiệu kinh tế cao Việc kết hợp vi sóng với hệ thống sấy không mới, cần tiếp túc nghiên cứu thử nghiệm để việc phối kết hợp đạt hiệu cao Cả nhóm hướng tới việc thương mại hóa sản phẩm, cố gắng thời gian gần đưa sản phẩm đến tay nhà sản xuất Đặc biệt tình hình dịch bệnh Covid-19 có chiều hướng phức tạp, việc thiết kế xây dựng hệ thống sấy hoa đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm nhu cầu thiết yêu cấp thiết lúc này, giải triệt để việc tiêu thụ xuất sản phẩm nông sản, cụ thể trước mặt long dẻo 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ Lau, C.Y, Othman, F., and Eng, L, The effect of heat treatment, [1] different packaging methods storage temperatures on shelf life of Dragon fruits [ Nerd, A., GUT MAN, F&MiZRAHI, Y., Ripenting and postharvers [2] behaviour of fruits of two hylocereus species (Cactaceae), Postharvest Biology and Technology 17, pp 39-45, 1999 [ "http://www.baobinhthuan.com.vn/bao-xuan-2015/thanh-long-say[3] kho-cua-htx-phan-long-huong-moi-che-bien-thanh-long-sau-thu-hoach74016.html" [ Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình, Bảo quản rau tươi bán chế [4] phẩm, NXB Nơng nghiệp, 2000 [ Hồng Đức Diễn, Hồng Đình Cơ, Tài liệu học tập điều khiển mờ [5] mạng nơron, 2019 [ "https://nhandan.com.vn/chuyen-lam-an/tieu-thu-nong-san-tai-cac[6] vung-anh-huong-dich-covid-19-634930/" [ Nguyễn Văn May, Giáo trình Kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm, Nhà [7] xuất khoa học kỹ thuật [ Trung tâm Thông tin Thống kê khoa học Công nghệ, Hướng ứng [8] dụng công nghệ sấy vi sóng bảo quản, chế biến nơng sản thực phẩm, Sở Khoa học công nghệ TP.HCM, 2019 [ Nguyễn Văn Tình, Tài liệu vi điều khiển PIC 16F877A [9] [ Nguyễn Thị Hoài Sơn, Nguyễn Văn Hồng, Ứng dụng vi điều khiển [10] atmega 8535 họ AVR tự động điều khiển nhiệt độ khí sấy nơng sản [ Trần Thị Hồng Oanh, Giáo trình Lý thuyết điều khiển tự động [11] [ “http://namphuthai.vn/may-say-lanh/” [12] [ “http://maysaylanh.com/may-say/may-say-lanh-msl500-phu-hop-say[13] duoi-50kg-san-pham-tuoi” 61 ... văn thạc sỹ em sâu vào việc nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy cho long dẻo, mặt hàng nơng sản có tiềm lớn nay, sử dụng cơng nghệ sấy lạnh kết hợp vi sóng Với thiết kế cho mơ hình hộ gia đình xưởng... buồng sấy trình sấy ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm sau sấy Như vậy, hệ thống sấy khử khuẩn long mơ tả chi tiết Hình 1-6: - Hệ thống sấy Hệ thống sử dụng công nghệ sấy. .. BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: ………Vũ Hoài Nam……………………………… Đề tài luận văn: … Nghiên cứu thiết kế hệ thống sấy long dẻo sử dụng công nghệ sấy lạnh? ??………………………………………………………………