TT Các thông số chính của mô hình Giá trị và đơn vị đo 1 Khoảng cách từ các thanh gốm hồng
ngoại đến bề mặt lớp thóc sấy
H = 70 mm 2 Khoảng giữa các thanh gốm hồng ngoại B = 106 mm
3 Số l−ợng thanh gốm 54 thanh
4 Kích th−ớc thanh gốm dài: 1000 mm
đ−ờng kính: 12 mm 5 Công suất của thanh gốm 60 - 82,5W
6 Năng suất 100 kg/mẻ
7 Số l−ợng khay 16 khay
8 Kích th−ớc khay (dài x rộng x cao)
500x600x50 (mm) 9 Kích th−ớc thiết bị sấy (dài x rộng x cao)
1200 x700 x1520 (mm)
10 Ezetor bộ phận thoát ẩm
5.2. Kết quả khảo nghiệm với các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của thiết bị SHN-100A trong sản xuất thiết bị SHN-100A trong sản xuất
Mục đích khảo nghiệm là để xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của thiết bị sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại SHN - 100A trong điều kiện sản xuất, đồng thời so sách với các chỉ tiêu của thiết bị SN 1T/h. Qua đó đánh giá cụ thể quá trình nghiên cứu ảnh h−ởng của các yếu tố đến chi phí điện năng riêng và tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa lai F1.
Thiết bị sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại SHN - 100A đ−ợc lắp đặt trong dây chuyền chế biến hạt giống lúa lai F1 tại Yên Định Thanh Hóa. Đây
là mô hình chế biến và bảo quản hạt giống lúa lai F1 với quy mô tập trung [25].
Với kết quả sản xuất hai vụ nh− sau:
Khối l−ợng sản phẩm: Tổng số 15 tấn hạt giống lúa lai F1. - Tháng 5/2002 sấy 7,5 tấn hạt giống lúa lai F1.
- Tháng 5/2003 sấy 7,5 tấn hạt giống lúa lai F1.
Kết quả theo dõi một số chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất l−ợng hạt giống sau khâu sấy và quá trình bảo quản nh− sau:
Nhiệt độ sấy: 450C
Nguyên liệu: Hạt giống lúa lai F1
Thời gian khảo nghiệm: từ ngày 10 - 30 / 5 / 2002 và ngày 10 - 30 / 5 / 2003
Kết quả khảo nghiệm thể hiện ở hình 5.1 độ gỉam ẩm trong quá trình sấy của thiết bị SHN-100A là 180 phút, SN 1T/h là 300 phút, tức là thời gian sấy giảm 1,66 lần. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Thời gian sấy (phút)
Đ ộ g iảm ẩm ( % ) SN 1 T/h SHN-100A
Hình 5.1. Kết quả theo dõi chỉ tiêu độ giảm ẩm thóc giống sấy bằng thiết bị sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại SHN-100A và SN 1T/h
Bảng 5.2 cho thấy chất l−ợng hạt giống lúa lai F1 qua chế biến và bảo quản tại Yên Định Thanh Hóa đạt tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn 10TCN311- 1998. Chỉ tiêu: độ ẩm sau khi sấy đạt 12%, tỷ lệ nảy mầm sau thời gian bảo quản đạt trên 98%.
Bảng 5.2. Kết quả kiểm tra một số chỉ tiêu nông học đánh giá chất l−ợng
hạt giống lúa lai F1 sau khi sấy bằng gốm bức xạ hồng ngoại và bảo quản mát tại Yên Định Thanh Hoá
TT Số ngày bảo quản Tỷ lệ nảy mầm (% hạt) Sức nảy mầm (% hạt)
1 30 99,25 98,5 2 45 99,0 98,25 3 60 99,0 98,0 4 90 98,75 98,0 5 120 98,5 98,0 6 180 98,0 97,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 30 60 90 120 150 180
Thời gian sấy (phút)
C h i phí đi ện nă ng r iê n g (k W h /k gH 2O )
So sánh giữa thiết bị sấy NS 1T/h trong hệ thống thiết bị chế biến thóc giống đ−ợc lắp đặt tại Thừa Thiên - Huế của đề tài KC - 07 - 05 [17] với thiết bị sấy SHN - 100A đ−ợc trình bày ở bảng 5.3.
Bảng 5.3. Kết quả thực nghiệm sấy thóc giống
Chỉ số Ký hiệu đơn vị Thiết bị sấy SN 1 T/h Thiết bị sấy SHN - 100A Nhiệt độ sấy 0C 420C 450C Độ ẩm hạt: - Ban đầu - Sau sấy Wđ (%) Wc (%) 17,5 12,5 17 12
Thời gian sấy Ts (h) 5 3
Năng suất thiết bị tính
theo sản phẩm khô T/h 1,357 (tính quy về độ ẩm từ 17 – 13%) 100 kg/mẻ (tính quy về độ ẩm từ 17 - 12%)
Chi phí điện năng riêng kWh/kgH2O 1,36 1,20
Tỷ lệ nảy mầm 95% 98%
Qua quá trình thực nghiệm đối với thiết bị SN 1 T/h và thiết bị sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại SHN-100A có một số nhận xét nh− sau:
- Thiết sấy thóc giống làm việc ổn định với chất l−ợng cao. Năng suất đạt 1 T/h đối với SN 1T/h và 100 kg/mẻ đối với SHN - 100A.
- Chất l−ợng hạt giống đảm bảo độ vỡ, nứt thấp: d−ới 5% cho phép
- Hạt đ−ợc sấy t−ơng đối đồng đều, độ sai lệch về độ ẩm hạt không quá 0,6%
- Nhiệt độ tác nhân sấy và nhiệt độ trên bề mặt lớp hạt đ−ợc điều chỉnh chính xác. Độ sai lệch về nhiệt độ là ± 10C
- Thiết bị sấy làm việc đảm bảo các điều kiện công nghệ về sấy. - Thiết dễ vệ sinh, thao tác.
- Với nguyên liệu có độ ẩm d−ới 17% xuống 12% mà sử dụng thiết bị SHN - 100A thì chi phí điện là1,2 kWh/kgH2O so với các thiết bị SN là 1,36 kWh/kgH2O. Nh− vậy, khi sử dụng thiết bị SHN-100A thì chi phí điện năng giảm 11,76% so với thiết bị SN 1T/h.
- Sử dụng thiết bị SHN-100A thì tỷ lệ nảy mầm cao 98%. Nh− vậy tỷ lệ nảy mầm cao hơn 3% so với thiết bị SN 1T/h. Đó là đặc điểm nổi bật của thiết bị sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại.
5.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế
Việc ứng dụng thiết bi sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại để sấy hạt giống lúa lai F1 tại Yên Định, Thanh Hoá đã đem lại những hiệu quả kinh tế xã hội chung sau đây:
- Chất l−ợng hạt giống lúa lai đ−ợc đảm bảo, đồng thời chủ động đ−ợc thời gian bố trí thu hoạch và không sợ m−a gió ảnh h−ởng tới chất l−ợng hạt giống. Đây là −u điểm chủ yếu của công nghệ sử dụng trong mô hình mà các công nghệ cũ nh− phơi, sấy thông th−ờng hoặc bảo quản bằng kho th−ờng không thể có đ−ợc.
- Sử dụng công nghệ sấy bằng gốm bức xạ hồng ngoại, cho phép tránh đ−ợc những nh−ợc điểm của các ph−ơng pháp sấy hiện nay là: phải sử dụng hoá chất để bảo quản sản phẩm, làm tổn hại đến một số chất dinh d−ỡng lẫn các hoạt chất sinh học của hạt giống, không làm khô hoàn toàn các vật liệu sinh học nên hạn chế thời gian bảo quản sản phẩm cuối cùng, không bảo toàn nguyên vẹn cấu trúc tế bào của đối t−ợng sấy.
Hiệu quả kinh tế
Kết quả hạch toán kinh tế quá trình tổ chức sản xuất chế biến và bảo quản hạt giống lúa lai F1 tại Yên Định sau hai vụ sản xuất từ tháng 5/2002 đến 12/2003 cho thấy [25]:
- Giá thành sản xuất (bao gồm các chế biến đến bảo quản) là: 14.208.780 đồng/ tấn sản phẩm hạt giống lúa lai F1.
- Giá hạt giống lúa lai F1 trên thị tr−ờng Thanh Hoá dao động trong phạm vi 15,0 - 20,0 triệu đồng trên tấn.
Ngoài ra thiết bị sấy SHN-100A đã đ−ợc nghiên cứu ứng dụng để sấy thịt cá, rau quả trên cơ sở thay đổi một số thông số về kết cấu cho phù hợp với yêu cầu công nghệ sấy. Các cơ sở ứng dụng thiết bị sấy này đ−ợc ghi trong bảng 5.4.
Kết quả sử dụng thiết bị sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại cho thấy: thời gian làm khô nhanh, hầu nh− vẫn giữ nguyên đ−ợc chất l−ợng ban đầu của sản phẩm, cả về giá trị dinh d−ỡng, màu sắc và mùi vị.
Bảng 5.4. Danh sách các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu sấy sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại
TT Tên cơ sở ứng
dụng ph−ơngĐịa Năm Sản phẩm Năng suất (kg/mẻ) 1 Viện Công nghệ
sau thu hoạch Hà Nội 2000 Rau quả + các loại hạt 1 x 50 1 x 100 2 Công ty TNHH Hà
Yừn Hà Nội 2000 Thịt + cá 2 x 100
3 Công ty TNHH Hà
Việt Hà Nội 2001 Rau quả + thịt cá 2 x 100 4 TT Công nghệ cao Cao
Bằng 2001 Hạt giống đại mạch 2 x 100 5 Công ty XD và vật
t− khoa học công nghiệp
Hà Nội 2001 Hạt giống lúa
lai 1x 100
6 Viện Nghiên cứu
rau quả Hà Nội 2001 Hạt giống rau 1 x 50 7 Trai Giống nông
nghiệp Điện Biên Điện Biên 2001 Hạt giống lúa 1x 500 8 Công ty Chế biến
nông sản thực phẩm
Hải
D−ơng 2001 Rau quả 2 x50 1x100 9 Trại Giống lúa Yên
Định Thanh Hoá 2002 Hạt giống lúa lai 1x1000 1x100 10 Công ty Vĩnh Phát Lạng
Kết luận và kiến nghị
Kết luận:
1. Sấy bằng bức xạ hồng ngoại là ph−ơng pháp sấy mới đang đ−ợc nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam để sấy nông sản - thực phẩm. Ph−ơng pháp này có −u điểm hơn so với các ph−ơng pháp sấy truyền thống là: chi phi điện năng riêng thấp, chất l−ợng sản phẩm cao, giảm thời gian sấy.
2. Xác định đ−ợc đặc tính tr−ờng bức xạ trên bề mặt vật liệu sấy. Hình 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 cho thấy sự phân bố năng l−ợng trên bề mặt vật liệu sấy phụ thuộc vào khoảng các từ thanh gốm đến bề mặt lớp thóc sấy, khoảng cách giữa các thanh gốm hồng ngoại và chế độ làm việc của bộ phận phát bức xạ hồng ngoại.
3. Bằng kết quả nghiên cứu lý thuyết đã xác lập đ−ợc ph−ơng trình cân bằng năng l−ợng theo công thức (3.36) biểu diễn các thành phần năng l−ợng chi phí cho quá trình sấy, từ đó đã xác định đ−ợc năng l−ợng tiêu hao cho quá trình sấy (3.45), số l−ợng và khoảng cách giữa các thanh gốm hồng ngoại cần thiết của mô hình thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại. 4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố đã xác định đ−ợc các
đ−ờng đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố vào: chiều dày lớp thóc sấy l (mm), khoảng cách từ các thanh gốm tới bề mặt lớp thóc sấy H (mm), khoảng cách giữa các thanh gốm hồng ngoại B (mm) đến chi phí điện năng riêng Y1(kWh/kg H2O) và tỷ lệ nảy mầm Y2(%) thể hiện trên các hình 4.1, 4.2, 4.3.
5. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố đã xác định đ−ợc ph−ơng trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố vào và các thông số ra thể hiện bằng các hệ số hồi quy trong bảng 4.6.
6. Kết quả nghiên cứu tối −u tổng quát đã xác định đ−ợc giá trị các yếu tố vào làm cơ sở cho việc thiết kế chế tạo thiết bị sấy bằng bức xạ hồng ngoại.
Các thông số vào:
- Chiều dày lớp thóc sấy l (mm) = 45mm
- Khoảng cách từ các thanh gốm hồng ngoại tới bề mặt lớp thóc sấy H (mm) = 70mm
- Khoảng cách giữa các thanh gốm hồng ngoại B (mm) = 106 mm Các thông số ra:
E = 1,20455809 (kWh/kgH2O) M = 97,38421891%
7. Kết quả nghiên cứu trong thực tế sản xuất đã khẳng định mẫu thiết bị sấy bằng bức xạ hồng ngoại đã đ−ợc ng−ời sử dụng chấp nhận và đ−a ra áp dụng trong sản xuất có hiệu quả tại các địa ph−ơng: Hà nội, Thanh Hóa, Cao Bằng, Lạng Sơn, Hải D−ơng và Thành phố Hồ Chí Minh.
Kiến nghị :
1. Cần tiếp tục nghiên cứu các đặc tính quang học của các thanh gốm để chủ động chế tạo các thanh gốm ở Việt Nam nhằm hạ giá thành để đ−a vào ứng dụng có hiệu quả.
2. Trên cơ sở mô hình thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại thử nghiệm cần tiếp tục nghiên cứu ứng dụng để sấy các loại nông sản - thực phẩm khác nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị.
Các công trình liên quan đến luận án đã đ−ợc công bố
1. (2002), “ứng dụng công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại dải tần hẹp chọn lọc trong nền kinh tế quốc dân”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, (số 5), tr 411- 413.
2. (2002), “Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp chọn lọc để sấy cà chua làm bột gia vị và n−ớc giải khát”, Tạp chí
Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, (số 6), tr 504 - 505.
3. (2002), “Sấy cà phê bằng gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp chọn lọc”,
Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, (số 10), tr 894 - 895.
4. (2002), “Nghiên cứu các yếu tố ảnh h−ởng đến khả năng nảy mầm của thóc giống đ−ợc sấy bằng gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp chọn lọc”,
Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, (số 11), tr 1020 - 1021.
5. (2003), “Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng bức xạ hồng ngoại dải tần hẹp chọn lọc trong lĩnh vực sấy nông sản”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật nông
nghiệp, Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I, (tập I số 1), tr 81 - 86.
6. (2004), "Nghiên cứu một số thông số để thiết kế máy sấy thóc giống ứng dụng gốm bức xạ hồng ngoại”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật nông nghiệp,
7. (2004), “Mối quan hệ của bề dày lớp thóc sấy đến chi phí năng l−ợng riêng sử dụng gốm bức xạ hồng ngoại”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật nông nghiệp,
Tài liệu tham khảo
I. phần tiếng việt
1. Nguyễn Bin (2000), Tính toán quá trình, thiết bị trong công nghệ và
thực phẩm. Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
2. Bùi Chí Bữu (1993), “Phẩm chất lúa gạo sau thu hoạch”, Thông tin Khoa học & Công nghệ, Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ Đồng bằng sông Cửu Long, Tr−ờng Đại học Cần Thơ, số 01, tr.17-20.
3. Hoàng Văn Ch−ớc (1997), Kỹ thuật sấy. Nhà xuất bản Khoa học & kỹ thuật, Hà Nội.
4. Hoàng Văn Ch−ớc (1999), Kỹ thuật sấy. Nhà xuất bản Khoa học & kỹ thuật, Hà Nội.
5. Phan Hiếu Hiền (1995), “áp dụng kỹ thuật sấy lúa hai giai đoạn ở Nông tr−ờng Sông Hậu”, Cần Thơ, Báo cáo sơ kết đề tài, Khoa Cơ khí
và Công nghệ tr−ờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
6. Phan Hiếu Hiền, Tr−ơng Vĩnh, Nguyễn Hùng Tâm, Nguyễn Văn Xuân, Lê Văn Bạn, Phạm Tuấn Anh (1996), “Một số kết quả ứng dụng Máy sấy hạt ở Việt Nam”, Tài liệu tập huấn kỹ thuật, Khoa Cơ khí và Công
nghệ, Bộ môn Sau thu hoạch và Chế biến, tr−ờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
7. Bạch Quốc Khang (1995), Ph−ơng pháp quy hoạch hoá thực nghiệm,
tài liệu học tập, Viện Cơ Điện Nông nghiệp và Chế biến nông sản. 8. Trần Nh− Khuyên (1995), Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và
chế độ làm việc của máy đánh bóng hạt nông sản, Luận án phó tiến sĩ
khoa học kỹ thuật, Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội.
9. Phạm Văn Lang (1990), Cơ sở lý thuyết mô hình đồng dạng, phép phân
10. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết qui hoạch
thực nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp. Nhà xuất bản
Nông nghiệp, Hà Nội, tr.68-167.
11. Phan Lê (1982), “Nghiên cứu tuyển chọn quá trình công nghệ và hệ thống máy cơ giới hoá việc thông thoáng và làm khô nông sản để bảo quản, dạng hạt (ngô, thóc, đỗ t−ơng) và dạng củ (sắn, khoai tây, khoai lang)”, Báo cáo khoa học, Viện Thiết kế máy nông nghiệp, Hà Nội. 12. Phan Lê (1982), “Báo cáo học thuật làm khô nông sản hạt”, Viện thiết
kế máy nông nghiệp, Bộ Công nghiệp Nặng. Hà Nội.
13. Nalinốp V. V., Tsernova N. A. (1986), Ph−ơng pháp thống kê của qui hoạch cực trị. M, 1965, Tài liệu dịch từ tiếng Nga, Nhà xuất bản Khoa
học & kỹ thuật, Hà Nội.
14. Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đ−ơng (1991), Kỹ thuật Sấy hạt, Nhà xuất bản Khoa học & kỹ thuật, Hà Nội.
15. Trần Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú (1999), Truyền nhiệt, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội.
16. Bùi Huy Thanh (1990), “áp dụng kỹ thuật thông gió trong bảo quản