Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu kỹ thuật sấy nấm linh chi tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM VĂN KIÊN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẤY NẤM LINH CHI TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số: 9.52.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM VĂN KIÊN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẤY NẤM LINH CHI TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số: 9.52.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS TS NGUYỄN HAY PGS TS LÊ ANH ĐỨC TP HCM - Năm 2019 i ợc nhiều lu n ú ớc hết em xin gửi l i t ầ ến thầy ớng dẫn, truyề nghiệm cho em su t trình thực hiệ Em xin gửi l i t kiến th c, kinh ề tài ến quý thầy cô Khoa , nhữ ệ ề t kiến th c quý ợ cho em su t th i gian h c t p báu Em xin gửi l i ự ỡ ể hoàn t ệ ến quý thầy cô ợ ề, ấ Sau xin gửi l i ú ế ỡ em trình Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! ệ anh chị ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các li kết nghiên cứu luận án trung thực chưa công b cơng trình khác Nếu sai tơi chịu hoàn toàn tr ch nhi m Nghiên cứu sinh Phạm Văn Kiên iii TÓM TẮT Thông tin đề tài: - Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật sấy nấm linh chi Việt Nam - Tác giả: Phạm Văn Kiên - Chuyên ngành: Kỹ thuật khí - Mã số chuyên ngành: 9.52.01.03 Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu trình truyền nhiệt truyền ẩm trình sấy nấm linh chi phương pháp sấy bơm nhiệt kết hợp sóng radio Trong đó, mơ hình tốn xây dựng nhằm mơ truyền nhiệt truyền ẩm, phân tích lý thuyết động học q trình sấy thực nghiệm sấy xác định chế độ sấy cho nấm linh chi Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đựợc sử dụng luận án phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm Kết nghiên cứu đạt luận án: Kỹ thuật sấy nấm linh chi bơm nhiệt kết hợp sóng RF lựa chọn nghiên cứu luận án Mơ hình tốn học mơ tả q trình TNTA xây dựng Trong đó, q trình TNTA q trình sấy xem chiều có xét đến tượng khuếch tán ẩm ảnh hưởng đến truyền nhiệt nguồn sinh nhiệt bên VLS ẩm lòng VLS hấp thụ lượng sóng RF Bằng thực nghiệm xây dựng phương trình xác định thông số nhiệt - vật lý nấm linh chi công suất gia nhiệt phát RF - Khối lượng riêng: 599,9+57,287.M+16,351.M2 - Nhiệt dung riêng: - Độ ẩm cân bằng: - Ẩn nhiệt hóa hơi: [ ] iv - Hệ số khuếch tán ẩm: Tại mức công suất phát RF (PRF) khác nhau, hàm phụ thuộc hệ số khuếch tán ẩm sau: + PRF = 0,65 kW: ( + PRF = 1,3 kW: + PRF = 1,95 kW: - Công suất gia nhiệt phát RF: ( ( ) ) ) Hệ phương trình truyền nhiệt truyền ẩm (HPTTNTA) giải phương pháp sai phân hữu hạn dựa thuật toán sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlab Kết giải HPTTNTA sử dụng để mơ phân tích lý thuyết động học trình sấy nấm linh chi bơm nhiệt kết hợp sóng radio Trong q trình sấy bơm nhiệt kết hợp sóng radio, tăng công suất phát RF nhiệt độ TNS giúp tăng tốc độ sấy đáng kể Kết giải HPTTNTA sử dụng để so sánh kiểm chứng mức độ phù hợp mơ hình tốn đề xuất luận án với kết thực nghiệm sấy nấm linh chi Kết cho thấy thay đổi độ chứa ẩm TB VLS nhiệt độ TB VLS theo thời gian sấy dựa kết giải HPTTNTA theo mơ hình tốn thiết lập có biên dạng xu hướng phù hợp với diễn biến suốt trình sấy thực tế Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm dựa kết thực nghiệm xác định mơ hình hồi quy biểu diễn phụ thuộc hàm thời gian sấy (TGS) hàm hàm lượng Polysaccharide (PA) theo thông số đầu vào nhiệt độ TNS ( ), vận tốc TNS ( ) công suất phát RF ( ) v Dựa sở quy hoạch thực nghiệm giải toán tối ưu nhằm đạt chất lượng sản phẩm hiệu tốc độ sấy thiết bị cao Khi giá trị thông số đầu hàm lượng Polysaccharide cần đạt mức cao thời gian sấy cần đạt mức thấp Kết xác định chế độ sấy phù hợp phương pháp sấy bơm nhiệt kết hợp sóng RF cho nấm linh chi Trong đó, giá trị thơng số đầu vào chế độ sấy phù hợp xác định sau: + Nhiệt độ TNS: ta = 47oC + Vận tốc TNS: va = 1,53 m/s + Công suất phát RF: PRF = 1,61 kW vi SUMMARY General information: - Doctoral dissertation title : Research on drying technique of Ganoderma lucidum in Vietnam - PhD student: Pham Van Kien - Major: Mechanical Engineering - Codes: 9.52.01.03 Objective: Study on the heat and mass transfer during the drying process of Ganoderma lucidum by heat pump combined with radio frequency drying method In which, mathematical model is developed to simulate the heat and mass transfer which is used for analyzing the theory of drying kinetics Besides, the drying experiments are conducted to determine the drying modes for Ganoderma lucidum Research methods The research method used in the dissertation is the method of theoretical research combined with experiment Research results of the thesis: Ganoderma lucidum drying technique by heat pump combined with RF was selected for researching in the dissertation The mathematical model that describes the heat and mass transfer process was established In particular, the heat and mass transfer in drying process was considered to be one dimension and the effect of moisture diffusion on the heat transfer and the heat generation inside the drying material due to RF energy absorbed by moisture within the drying material were considered The thermal - physical parameters of Ganoderma lucidum and the heating capacity of the RF operator were determined by experiments - Density: 599,9+57,287.M+16,351.M2 vii - Specific heat: - Equilibrium moisture content: [ - Latent heat for vaporization: - Moisture diffusion coefficient: ] + At PRF = 0,65 kW: + At PRF = 1,3 kW: + At PRF = 1,95 kW: In which, PRF is RF power of RF operator - ( ( ( ) ) ) Heating capacity of the RF operator: The heat and mass transfer equations were solved by the finite difference method based on the algorithm using Matlab programming language The heat and mass equations solving results were used to simulate and analyze the theory of drying kinetics during the drying process of Ganoderma lucidum by heat pump combined with radio frequency drying method In which, increase in RF power and drying air temperature increased the drying rate considerably The heat and mass equations solving results were also used to compare and verify the relevance of the mathematical model proposed in the dissertation with the results of the experimental drying process of Ganoderma lucidum by heat pump combined with radio frequency drying method The results showed that changes in moisture content and temperature of drying material according to drying time had the profile and trend consistent with the changes throughout the real drying process viii Using experimental design method based on the experimental results, regression models have been built to represent dependence of output parameters as: drying time (TGS) and Polysaccharide (PA) on the input parameters as: drying air temperature (ta), drying air velocity (va) and RF power (PRF) Based on the experimental regression solving and solving the optimal problems to achieve the highest efficiency of drying product quality and drying rate The requirement for the optimal problems was that Polysaccharide content within the drying product should reach the highest level and the drying time should reach the lowest level The results have determined the suitable drying mode for heat pump combined with RF drying of Ganoderma lucidum In particular, the value of the input parameters of the appropriate drying mode was determined as below: - Drying air temperature: ta = 47oC - Drying air velocity : va = 1,53 m/s - RF power: PRF = 1,61 kW ... độ sấy cho nấm linh chi Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đựợc sử dụng luận án phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm Kết nghiên cứu đạt luận án: Kỹ thuật sấy nấm linh. .. LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM VĂN KIÊN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẤY NẤM LINH CHI TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số: 9.52.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS TS... đề tài: - Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật sấy nấm linh chi Việt Nam - Tác giả: Phạm Văn Kiên - Chuyên ngành: Kỹ thuật khí - Mã số chuyên ngành: 9.52.01.03 Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu trình truyền