L ỜI CAM ĐOAN
3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾT ẠO
3.5. Tính toán chi phí sản xuất
Bảng 3.9. Thống kê chi phí gia công cơ khí Stt Vật tư Đặc tính
kỹ thuật Đơn vị lượSốn g
Đơn giá Thành tiền Ghi chú 1 Quạt ly tâm gián tiếp 1 HP, 220V, 50Hz Cái 1 5,600,000 5,600,000 2 Vỏ máy Inox 304 Gói 1 4,000,000 4,000,000 3 Điện trở sấy 700W/cây , 220V Cây 4 300,000 1,200,000 4 Đèn cực tím sát khuẩn Cây 2 400,000 800,000 5 Buồng sấy H660xW8 50xD900, Inox 304 Gói 1 11,000,000 11,000,000 6 Bảo ôn, Rockwoo, áo 80kg/m3 Gói 1 2,000,000 2,000,000 7 Calorifer Cái 1 1,200,000 1,200,000 8 Đường ống dẫn gió đi, về, gió tươi Ống STK, Vuông 100x100 Gói 1 1,000,000 1,000,000 9 Damper Ống STK, Vuông 100x100 Cái 3 300,000 900,000 10 Khay lưới dựng nguyên liệu 400x650x 30 INox304 Cái 8 320,000 2,560,000 có 4 lớp khay 11 Bản lề, roăng cửa, chốt cửa … Bộ 1 1,400,000 1,400,000
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 96 12 Bánh xe Bộ 1 480,000 480,000 13 Khung đế máy Bộ 1 1,000,000 1,000,000 14 Vách che Bộ 1 1,200,000 1,200,000 15 Vận chuyển
máy, vật tư Gói 1 3,000,000 3,000,000 16 Vật tư phụ Gói 1 1,000,000 1,000,000 17 Chi phí điện Gói 1 15,200,000 15,200,000 18 Tủđiện Cái 1 1,600,000 1,600,000
19 Lao động Người 7 3,000,000 21,000,000
20 Chi phí
phát sinh Gói 1 14,255,000 14,255,000
Tổng chi phí 90,395,000
Bảng 3.10. Chi phí điện và điều khiển tự động hóa
Stt Vật tư Đặc tính kỹ thuật
Đơn
vị lượSống Đơn giá Thành tiền 1 Máy cắt hạ áp CB tép 2P – 20A Cái 1 130 000 130 000 2 Nguồn xung Bộ nguồn 220VAC 24VDC - 5A Cái 1 300 000 300 000
3 Rơ-le Relay 8 chân
24VAC MY2N Cái 6 30 000 180 000 4 Công tắc từ Mitsubishi SN10 Cái 1 460 000 460 000
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 97 5 Biến tần Toshiba VF-S11 Cái 1 1 200 000 1 200 000
6 Chấn lưu Balast điện tử Rạng đông 20W/40W Cái 1 50 000 50 000 7 Đèn UV Cái 2 200 000 400 000 8 Màn hình HMI MT4532TE Kinco Cái 1 4 500 000 4 500 000
9 Vi xử lí Indruino, 8out Bộđiều khiển relay Bộ 1 2 500 000 2 500 000 10 Điều khiển biến tần Module DAC 0-10V Cái 1 800 000 800 000 11 Module giao tiếp HMI Cái 1 900 000 900 000 12 Cảm biến Cảm biến nhiệt độ tín hiệu số Cái 2 500 000 1 000 000 13 Dây điện Dây 4x2.5, dây neon… Gói 1 1 000 000 1 000 000
14 Linh tinh
Đầu code, nhãn,
domino… Gói 1 500 000 500 000
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 98
4. CHƯƠNG 4: KHẢO NGHIỆM THỰC TẾ, HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG VÀ THẢO LUẬN
4.1. Mục đích.
Theo dõi quá trính tách ẩm của vật liệu sấy trong quá trình sấy đối lưu.
Theo dõi sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy và chất lượng sản phẩm sấy.
Đánh giá hiệu quả sấy bằng máy sấy đối lưu.
Tính toán chi phí năng lượng cho 1 kg sản phẩm sấy.
4.2. Bố trí thí nghiệm.
Chúng tôi tiến hành sấy vật liệu liên tục cho đến khi sản phẩm đạt được độ ẩm theo yêu cầu.
Dựa vào các tài liệu tham khảo, nhiệt độ sấy thích hợp cho các loại hoa quả được tìm thấy nhỏ hơn 70 oC.
Vì những lí do khách quan, nên trong bài báo cáo này chúng tôi chỉ khảo sát sấy ở khoảng nhiệt độ 60 - 68 oC, thực hiện chế độ sấy trong 6 - 10 giờ.
4.3. Kết quả và bàn luận
Miền khảo sát của x1 = [60,68]; x2 = [5,9]
Bước 1: Giữ mức thời gian sấy x2 = 6 giờkhông đổi, cho x1 thay đổi như trong bảng 4.1 và tiến hành thực nghiệm xác định y1 (kWh/kg), y2 (%), kết quả nhận được được trình bày ở bảng 4.1 Bảng 4.1.Thí nghiệm với x2 = 6 giờ x1 60 62 64 66 68 y1 5,83 6,12 6,34 6,89 7,15 y2 13,52 11,32 9,07 7,34 6,21
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 99 Bước 2: Giữ nhiệt độ môi trường sấy x1 = x11opt = 64oC không đổi và cho x2 thay đổi như trong bảng 4.2 rồi tiến hành thực nghiệm xác định y1 (kWh/kg), y2 (%), kết quả nhận được được trình bày ở bảng 4.2.
Bảng 4.2. Thí nghiệm với x1 = 64oC x2 4 5 6 7 8 y1 4,38 5,61 6,79 7,97 9,26 y2 11,43 9,45 8,56 7,45 6.32 5.83 6.12 6.34 6.89 7.15 13.52 11.32 9.07 7.34 6.21 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
Chi phí năng lượng(Kj/Kg) Độ ẩm(%)
Hình 4.1 Quan hệ giữa y1 = f (x1) và y2 = f(x1) khi x2 = 6 giờ ` 11.43 9.45 7.45 6.32 4.38 5.61 6.79 7.97 9.26 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3 5 7 9 11 13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Độ ẩm(%) chi phí năng lượng(Kj/Kg)
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 100 Vậy khi:
x2 = 6 giờ tại
x11opt = 64oC thì 8% < (y21opt = 9,07%) < 10% và y11opt = 6,34kWh/kg x1 = 64oC tại
x22opt = 5 giờ thì 8% < (y22opt = 9,45%) < 10% và y12opt = 5,61 kWh/kg Nhận xét: Do y11opt y12opt và y21opt y22opt nên x11opt và x22optchưa phải là nghiệm tối ưu. Vì vậy, cần phải thực hiện lại bước 1 với miền khảo sát hẹp hơn nữa.
Bước 1: giữ mức thời gian sấy x22opt = 5giờ không đổi, cho x1 thay đổi như trong bảng 4.3 rồi tiến hành thực nghiệm xác định y1 (kWh/kg), y2 (%), kết quả nhận được, được trình bày ở bảng 4.3 Bảng 4.3. Thí nghiệm với x2 = 5 giờ x1 62 63 64 65 66 y1 5,42 5,49 5,63 5,69 5,75 y2 11,8 10,25 8,86 8,21 7,25
Bước 2: giữ nhiệt độ môi trường sấy x1 = x11opt = 49oC không đổi, cho x2 thay đổi như trong bảng 4.4 rồi tiến hành thực nghiệm xác định y1 (kWh/kg), y2 (%), kết quả nhận được, được trình bày ở bảng 4.4
Bảng 4.4. Thí nghiệm với x2 = 6 giờ
x2 4 4.5 5 5.5 6
y1 4,38 4,97 5,63 6,21 6,65
y2 11,21 9,87 8,86 8,05 7,88
Vậy khi:
x2 = 5 giờ tại x11opt = 64oC
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 101 x1 = 64oC tại x22opt = 5 giờ
Thì 8% < (y22opt = 8,78%) < 10% và y12opt = 5,61 kWh/kg
Hình 4.4. Quan hệ giữa y1 = f(x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 64oC 11.21 9.87 8.86 8.05 7.88 4.38 4.97 5.63 6.21 6.65 0 1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 4.5 5 5.5 6 6.5
Độ ẩm-chi phí năng lượng
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 102 Nhận xét:
Do y11opt y12opt và y21opt y22opt
x11opt = 64oC và x22opt = 5 giờ là nghiệm tối ưu.
4.4. Hiệu chỉnh thiết bị.
Thông qua quá trình nghiên cứu và xác định chếđộ sấy chúng tôi đưa ra các thông số vận hành máy như sau:
Bảng 4.5Thông số hoạt động của thiết bị sấy đối lưu
Tên thông số Giới hạn trên Giới hạn dưới Lựa chọn
Nhiệt độ sấy 100 0C 30 0C 64 0C
Vận tốc sấy 10 m/s 0 m/s 5 m/s
Khối lượng vật sấy 15 kg 1 kg 12 kg
Chu kỳ cực tím Tùy chỉnh Tùy chỉnh Tùy chỉnh
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 103 Hướng dẩn sử dụng máy sấy đối lưu khử trùng bằng tia cực tím.
Bước 1: Bật CB nguồn.
Bước 2: Đăng nhập vào màn hình thiết bị,
Bước 3: Nhập nguyên liệu sấy vào khay nguyên liệu và đóng kín cửa buồng sấy. Bước 4: Cài đặt chếđộ sấy trên màn hình cảm ứng của thiết bị sấy.
o Nhập nhiệt độ sấy cần sấy. o Nhập vận tốc cần sấy. o Nhập thời gian sấy.
o Nhập chu kỳ đèn cực tím để tiệt trùng.
Bước 5: Nhấn vào nút “RUN” để máy bắt đầu hoạt động.
Bước 6: Sau khi quá trình sấy kết thúc, mở cửa buồng sấy và lấy sản phẩm sấy. Sau đó tắt CB nguồn và cho máy ngừng hoạt động khoảng 4 5 giờ mới được hoạt động lại.
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Sau quá trình hình thành ý tưởng, tính toán, thiết kế, chế tạo nhóm đã chế tạo thành công hệ thống “sấy đối lưu thông minh khử trùng bằng tia cực tím DLDS-04 với năng suất 12 kg nguyên liệu xoài/mẻ”, Ngoài ra không chỉ riêng đối với mít hệ thống còn được áp dụng với nhiều sản phẩm sấy khác nhau phục vụ tùy vào mục đích của người sử dụng.
Máy được kết hợp với hệ thống điều khiển thông minh qua màn hình HDMI điều khiển nhiệt độ sấy lên đến 1000C, vận tốc gió đạt 10 m/s, tia cực tím hoạt động theo chu kỳ được cài đặt trên hệ thống và đặc biệt là có thể điều chỉnh được thời gian sấy Vì thế, hệ thống sấy của chúng tôi có thể ứng dụng cho nhiều thông số công nghệ khác nhau, phù hợp với nhu cầu sản xuất và nghiên cứu.
Qua quá trình khảo sát thực tế hệ thống “sấy đối lưu thông minh khử trùng bằng tia cực tím DLDS-04 với năng suất 12 kg nguyên liệu xoài/mẻ” chúng tôi kết luận máy vận hành rất tốt, sản phẩm đạt yêu cầu vềđộ ẩm, cũng như tiêu diệt được vi khuẩn nấm mốc gây hại đảm bảo sức khỏe người sử dụng. Hệ thống vận hành đơn giản, tiện lợi phù hợp xu hướng cách mạng công nghiệp 4.0. Hệ thống đã được các nhà báo đài truyền hình thành phố HồChí Minh đến tận nơi đánh giá sản phẩm và ghi hình. Bên cạnh đó, hệ thống của chúng tôi đã được đăng lên báo
khoahocphothong.com. Sản phẩm sau khi sấy vẫn giữ được mùi vị, màu sắc gần như ban đầu.
KIẾN NGHỊ
Do thời gian nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm còn ngắn, phương tiến và điều kiện tiến hành còn nhiều khó khăn. Vì vậy hệ thống sấy đối lưu thông minh DSDL – 04 vẫn còn một sốnhược điểm so với thực tế yêu cầu được đặt ra:
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 105 -Người vận hành cần theo dõi xuyên suốt trong thời gian hoạt động của máy để khắc phục các lổi vận hành.
-Nhiệt độ hiển thị trên màn hình còn chênh lệch với nhiệt độ thưc tế khoảng 50C -Quá trình tối ưu hóa theo phương pháp cổ điển có sai số lơn.
Để khắc phục những yếu tố trên cần
-Tiến hành kiểm tra chất lượng chỉ tiêu sản phẩm sấy. Nghiên cứu thử nghiệm đối với nhiều sản phẩm khác nhau để đánh giá được khả năng hoạt động, cũng như chất lượng sản phẩm sau khi sấy, Cần tiến hành quy hoạch và tối ưu hóa thực nghiệm chi tiết hơn để đánh giá đúng nhất thông số công nghệ của hệ thống sấy đối lưu DSDLS-04.
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 106
PHỤ LỤC
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 107 Phụ Lục 2. Các thông số vật lý của các loại thực phẩm
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 108 Phụ Lục 3. Thông số vật lý của không khí khô (p = 760 mmHg)
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Văn Việt Mẫn & Các cộng sự (2011). Công nghệ chế biến thực phẩm. NXB Đại học quốc gia Tp.HCM.
[2] Dương Minh, Võ Thanh Hoàng, Lê Thanh Phong, Kỹ thuật trồng xoài, NXB Nông nghiệp, 1999.
[3] Nguyễn Văn May, (2004). Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm. NXB Khoa học và Kỹ
thuật Hà Nội.
[4] Hoàng Văn Chước, (1997). Kỹ thuật sấy. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [5] Trần Văn Phú, (2009). Kỹ thuật sấy. NXB Giáo dục.
[6] Trần Văn Phú, (2000). Tính toán và thiết kế hệ thống sấy. NXB Giáo dục.
[7] Nguyễn Tấn Dũng, (2016). Quá trình và Thiết bị trong CNHH&TP, Kỹ thuật và Công nghệ sấy thăng hoa. NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.
[8] Hoàng Văn Chước, (2006). Thiết kế hệ thống thiết bị sấy. NXB Khoa học và Kỹ Thuật Hà Nội.
[9] Nguyễn Tấn Dũng, (2015). Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm, tập 2, Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt, phần 1, cơ sở lý thuyết truyền nhiệt.
NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
[10] Nguyễn Tấn Dũng, (2015). Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm, tập 2, Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt, phần 2, Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt trong thực phẩm. NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
[11] Nguyễn Tấn Dũng, Nguyễn Quang Vinh, Châu Thanh Tuấn, (2017). Mô hình hóa và tối ưu hóa trong công nghệ hóa học và thực phẩm. NXB ĐHQG Tp.HCM.
[12] Nguyễn Tấn Dũng, (2008). Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa năng suất nhỏ phục vụ cho chế biến các loại sản phẩm cao cấp, đề tài NCKH cấp bộ, Mã số: B2006 – 22 –08, năm 2006 – 2008.
[13] Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng (2009). Tự động hóa các quá trình nhiệt - lạnh trong CNHH&TP. NXB ĐHQG TP.HCM.
[14] Đậu Quang Tuấn, (2006). Tự học lập trình Visual Basic 6.0. NXB Giao thông Vận
GVHD: PGS. Nguyễn Tấn Dũng 110 [15] Dang Thi Ngoc Dung & Nguyen Ta Dzung. (2011). Multi-Objective Optimization of Concentrated Vacuum Process to Determine The Technological Mode of The Marmalade Gac Production. Canadian Journal on Chemical Engineering & Technology, 2(9), 162-170.
[16] Doan Thi Hong Hai & Nguyen Tan Dzung. (2016). The Multi – objective Optimization by the Utopian Point Method to Determine the Technological Mode of Infrared Radiation Drying Process of Jackfruit Product in Viet Nam. Research Journal of
Applied Scicences, Engineering and Technology, 13(1), 75 – 84. Doi:10.19026/rjaset.13.2892.
[17] Trần Văn Địch, (2008). Nguyên lý cắt kim loại. NXB Khoa học và Kĩ thuật, 304
trang.
[18] Trần Dịch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt, (2008). Công nghệ chế tạo máy. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[19] Nguyễn Văn Thành, (2006). Giáo trình công nghệ hàn M.I.G. Nhà xuất bản Lao động Xã hội.
[20] Phạm Xuân Hổ, Hồ Xuân Thanh, (2014). Khí cụđiện. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM.
[21] J. Howard, "Word of the Month: Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI)" in
NIOSH eNews, vol. 5, no. 12, Apr. 2008.
[22] P.A. Newman et al, “SOLVE II Science Implementation” in NASA Research
Announcement, Apr. 2002.
[23] C.C.E. Meulemans, “The Basic Principles of UV–Disinfection of Water”, in
Ozone: Science & Engineering, vol. 9, no. 4, Sep. 1987.
[24] Nguyễn Minh Xuân Hồng, Luận văn tốt nghiệp“Thử nghiệm quy trình chế biến xoài sấy bằng phương pháp tách nước thẩm thấu đối với giống xoài Ghép”, ĐHNL
Tp Hồ Chí Minh, 2000.
[25] Lê Ngọc Nhân, Luận văn tốt nghiệp“Thử nghiệm quy trình chế biến nước xoài từ phụ phẩm trong chế biến xoài sấy”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2000.
[26] Nguyễn Thị Kim Màu, Luận văn tốt nghiệp“Nghiên cứu quy trình chế biến nước trái cây xoài, dứa từ phụ phẩm chế biến xoài sấy của giống xoài Canh Nông Khánh Hòa”, ĐHNL Tp Hồ Chí Minh, 2004.