BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI
1.3. Thiết bị sơ chế bảo quản
3.9.1.2. THIẾT KẾ TỔNG THỂ HỆ THỐNG THIẾT BỊ LIÊN HOÀN SCBQ
Hệ thống thiết bị được thiết kế cơ bản theo dạng băng chuyền chuyển quả, với các khung chữ U làm dầm dọc. Các bộ phận truyền động được bố trí hợp lý năm hoàn toàn bên trong băng chuyền, đảm bảo tính mỹ thuật và an toàn cho người vận hành.
Do các máy được thiết kế các dầm chịu lực chữ U nên để đảm bảo tính mỹ thuật, các máy làm ráo nước, phun màng, máy làm khô màng nên bố trí trên một cao trình. Tuy nhiên lúc đó việc chuyển quả từ thiết bị này sang thiết bị kia sẽ khó khăn hơn. Để giải quyết việc này, đề tài đã sử dụng các tấm chuyển quả được bắt trên các lò xo lá đàn hồi, làm việc như một cơ cấu cam, chuyển quả từ băng tải con lăn này sang băng tải con lăn khác
Hình 3.9-5. Sơ đồ chuyển quả 1. Tấm chuyển quả ; 2. Con lăn ; 3 Lò xo lá
3.9.2. Tính toán một số thông số của các thiết bị SCBQ quả 3.9.2.1. Tính toán cân bằng năng suất giữa các máy trong dây chuyền
Theo yêu cầu đặt ra năng suất của hệ thống khoảng 1tấn/h. Các máy trong dây chuyền phải thiết kế có năng suất lớn hơn 1 (để có hệ số dự trữ đề tài chọn năng suất của các thiết bị trong dây chuyền là 1.1 tấn/h), trong đó thiết bị đầu tiên tiếp nhận quả phải có bộ phận để định lượng duy trì năng suất cấp liệu không quá 1 tấn/h.
3.9.2.2. Tính toán các thông số chính của các bộ phận vận chuyển 3.9.2.2.1. Tính vận tốc băng chuyển quả
Vận tốc tính toán yêu cầu của băng chuyển quả cho một số sản phẩm
Loại củ/quả
Đường kính/chiều dài trung bình, mm
Trọng lượng quả/củ trung
bình, kg
Số củ/quả có thể chứa trong 1
hàng, nq
Vận tốc băng tải yêu cầu v, m/s
Cam 90 0,25 7 0,014
Cà chua 65 0,2 10 0,012
Cà rốt/dưa chuột 160 0,23 5 0,02
Như vậy, chọn tốc độ băng chuyển quả chung cho tất tả các sản phẩm là 0,02 m/s (=
1,2 m/phút) sẽ đạt năng suất tối thiểu là 1,0 Tấn/h.
3.9.2.2.2 Tính toán đường kính con lăn quay
Với đường kính lô Φ42mm; bước xích 63.5mm, băng tải có thể vận chuyển được quả có đường kính lớn hơn 21.5 mm. Với điều kiện trên băng tải xích con lăn có thể vận chuyện được quả có đường kính tới 80mm.
3.9.2.2.3 Tính chiều dài của thiết bị phun màng
Để đảm bảo quả/củ được phun phủ đều toàn bộ bề mặt, quả/củ phải xoay ít nhất hết 1 vòng. Tuy nhiên để đảm bảo hơn về độ đồng đều số lần quay càng nhiều càng tốt chúng tôi chọn quả phải quay được 4-5 vòng
Chiều dài cần thiết của buồng phun L1 = Nq*π*dq=5*80*π ≈1500 àà
Tính toán chiều dài thiết bị làm khô màng Thử nghiệm làm khô màng sơ bộ cho thấy: để đảm bảo quả khô ở nhiệt độ môi trường với tốc độ gió 3-5 m/s cần thời gian 2,5 phút. Khi có gia nhiệt ở nhiệt độ 38 – 40oC, thời gian làm khô rút ngắn còn 1,5 phút, do vậy tiết kiệm được chi phí thiết bị, diện tích lắp đặt và thời gian sản xuất. Với thời gian này, chiều dài băng làm khô cần thiết là: L2 = vbt x t2 = 0,02 x 150 = 3 m. Với vận tốc gió 3-5 m/s, chọn quạt hướng trục Q 6000 m3/h, H 10 mmH2O, đường kính cánh 500 mm.
Lựa chọn tốc độ quay của lô rửa. Quả khảo nghiệm đề tài đã có nhận xét như sau: Với vận tốc lô nl= 300 v/phút khi tiến hành thí nghiệm độ sạch của sản phẩm đảm bảo, với cảm quan ban đầu quả không bị xây xước, đẹp. Tuy nhiên sau 2 ngày bảo quản quả có hiện tượng bị bầm dập. Những vết bầm dập này là do tổn thương trong mà ban đầu không thấy được. Đề tài đã giảm tốc độ của lô đánh xuống n2 = 150 v/phút. Kết quả cho thấy hiện tượng bầm dập đã được khắc phục, độ bóng và độ sạch của quả cà chua đảm bảo, mẫu mã đẹp. Trên cơ sở khảo nghiệm trên đã chọn tốc độ quay lô đánh n2 = 150 v/phút.
3.9.3. Kết quả thiết kế chế tạo và khảo nghiệm thiết bị SCBQ quả TT Tên thiết bị Thông số chính
Công suất (kW)
số lượng
(cái) công dụng 1 Máy rửa Năng suất 2 tấn / h
KTmáy (4,3x1,2x1,4) 7 01
Rửa quả bằng nước sạch.
Mức độ làm sạch 95%
2
Máy sấy khô nước
sau rửa
Năng suất 2 tấn/h
KTmáy (3x0,9x2) 6,5 01
Làm khô nước bám trên vỏ quả sau rửa Mức độ làm khô 100%
3 Hệ thống phun màng
Năng suất 2T/h
KTmáy (2x0,9x1,35) 2 01
Phun màng emulsion bảo quản
Mức độ bám chắc 100%
4
Máy sấy khô màng
Năng suất: 2T/h
KTmáy (3x0,9x2) 6,5 01
Làm khô màng bám trên vỏ quả
Mức độ làm khô 100%
5 Máy phân
loại Năng suất: 2T/h
KTmáy (3x0,9x2) 1,1 01
Có thể phân loại thành 4 loại sản phẩm với kích thước điều chỉnh được
Mức độ đồng đều 95%
Tổng 23,1
3.9.4. Lưa chọn nguyên lý, kết cấu, thiết kế thiết bi của dây chuyền SCBQ hoa 3.9.4.1. Băng tải cắt tỉa hoa
Băng tải cắt hoa có nhiệm vụ vận chuyển hoa sau khi cắt tỉa tới chỗ để bao gói.
Ngoài ra trên băng tải cắt tỉa hoa có bàn thao tác để công nhân có thể cắt tỉa cây hoa . Đây là một loại băng chuyền công nghiệp tạo thuận lợi cho người làm việc, nhằm tăng năng suất lao động và giảm sự vận chuyển đi lại của người công nhân.
Một số thông số của dây chuyền cắt tỉa hoa.
a. Năng suất cắt tỉa hoa.
- Năng suất cắt tỉa hoa của dây chuyền là 10.000 cành/ngày hay 1800 cành/h - Thời gian 1 cắt tỉa hoa: 15 s
- Năng lao động suất 1 giờ : 240 cành - Số lao động cần thiết: 7,5 (8 người) - Mỗi bên 4 bàn với chiều dài: 1,5 m
b. Vận tốc băng tải
Vận tốc băng tải trong các dây chuyền công nghiệp được xác định theo 2 yêu cầu sau : - Yêu cầu về năng suất của dây chuyền. Ở đây là số lượng có thể vận chuyển được
của băng tải.
- Yêu cầu về khả năng thao tác của công nhân. Trong trường hợp này băng tải phải có vận tốc không quá lớn để công nhân có thể đặt hoa lên băng tải dễ dàng mà không làm hư hại hoa.
Theo yêu cầu thứ nhất, vận tốc băng tải được xác định theo công thức: v = Q/q
Trong đó Q là số cành hoa cần thiết phải vận chuyển được trong 1 s, Q=1800/36600= 0,5 cành/s ;
q là số cành có thể đặt trên 1 m chiều dài băng tải. q ≈ 50 cành ; v = 0,5/50 = 0,01 m/s Tuy nhiên để chế tạo băng tải có vận tốc be như vậy sẽ tốn kém do cần nhiều bộ truyền động giảm tốc.
Theo yêu cầu công nghệ vận tốc v = 0,2 m/s. là công nhân có thể vận hành được nên đề tài chọn vận tốc này để thiết kế.
Trên hình 3.9.8. là hình ảnh băn tải cắt hoa được thiết kế.
Hình 3.9.8. Băng tải thao tác cắt tỉa hoa 3.9.4.2. Thùng pha hoá chất
Căn cứ vào lượng dung dịch pullsing, dung dịch bảo quản và dung dịch hưởng thụ khác nhau, nên thiết kế chế tạo 3 thùng pha hoá chất trên để tiện lợi cho sử dụng. Dung tích các thùng được thiết kế
- Dưng dịch pullsing 100 ml/cành × 6 000 cành/ngày = 600 lít/ngày - Dung dịch bảo quản 110 ml/cành × 6 000 cành/ngày = 660 lít/ngày - Dung dịch hưởng thụ 140 ml/cành × 6 000 cành/ngày = 840 lít/ngày
Để đảm bảo các dung dịch trên có chất lượng tốt, cần pha dung dịch 2-3 lần/ngày. Nên thể tích của các thùng được thiết kế là 340 lít/thùng. Thùng có cánh khuấy bằng động cơ đảm bảo các hoạt chất được tan hết trong quá trình khuấy, sau đó dịch được lấy ra sử dụng qua van đáy
Hình 3.9.9. Thùng pha hoá chất Hình 3.9.10. Xe đẩy Hình 3.9-11 Cắt gấp mép hộp 3.9.4.3. Xe đảy
Để đảm bảo chất lượng hoa trong quá trình di chuyển và giảm sức lao động, chọn thiết kế xe đẩy 2 bánh dễ dàng cho sử dung. Năng suất xe đẩy chứa được 6-8 bó hoa (loại 50 cành/bó), di chuyển trong thời gian 5-10 phút, nên đáp ứng cho 1 ngày là 6000 cành/ngày chỉ trong 3-4 giờ là đủ
3.9.4.4. Dụng cụ cắt gấp mép hộp carton
Với năng suất cần 50 cành/hộp nên một ngày cần gấp mép tối đa 120 hộp/ngày. Thường chỉ sử dụng 20-30% số hộp cần làm mới, số hộp còn lại tận dụng từ trước. Nên dụng cụ cắt gấp mép hộp carton tối đa 40 hộp/ngày là đủ đảm bảo theo yêu cầu. Kich thước cắt gấp mép được thiết kế chiều dài tối đa 100 cm cũng đảm bảo cho hộp hoa cúc (90 cm) và hộp hoa hồng (60 cm)
3.10. XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẢN XUẤT 3.10.1. Địa điểm và qui mô
Địa điểm ứng dụng là các hộ gia đình và các cơ sở thu mua, xử lý bao gói, kinh doanh rau, hoa, quả trong cả nước hiện đang hoạt động tương đối có hiệu quả, để hiệu quả hoạt động cao hơn, họ đã ứng dụng công nghệ mới của đề tài. Địa điểm và qui mô mô hình sản xuất được trình bày ở bảng 3.10-1
Bảng 3.10-1 Địa điểm và qui mô mô hình Loại rau
quả Tên Cơ sở / địa điểm
Số hộ tham gia
(hộ)
Khối lượng
sản phẩm
Ghi chú Vải Hộ Kinh doanh xã Phượng Sơn, huyện 10 20 tấn Làm bằng
Lục ngạn, tỉnh Bắc giang tay
Xoài Viện CĐNN và CNSTH 1 600 kg
Cà chua Hội Nông dân xã Bàng la, Đồ Sơn, Hài phỏng
14 3 tấn Làm bằng tay Hộ Đỗ Hữu Khi, thôn Đông Giang, xã
Thượng Đạt, Nam Sách, Hải dương
1 12 tấn Làm bằng tay Công ty TNHH Nông sản TP Thảo
nguyên, Lâm đồng
1 413 tấn Mô hình có thiết bị Các hộ sản xuất kinh doanh tại các tỉnh
Hà nội, Hà tây, Sơn la, Hải dương, Hưng Yên...
20 40 tấn Mua
emulssion tự làm
Dưa chuột Viện CĐNN và CNSTH 1 300 kg
Hoa Hộ Nguyễn Văn Đức Xóm Bạc, thôn Hạ Lôi, xã Mê Linh, huyện Mê Linh, Hà nội
1 36 000
cành
Mô hình có thiết bị Hộ sản xuất và kinh doanh hoa tại Hà
nội, TP HCM, Nam định, Hà tây, Thái Bình, Cần thơ...
15 15 000
cành Mua chế phẩm tự làm
Cộng 63 488,9 tấn quả
và 51 000 cành hoa 3.10.2. Kết quả
Kết quả của mô hình ứng dụng trong sản xuất được trình bày ở bảng 3.10-2 Bảng 3.10-2 Kết quả mô hình
Mục Xoài Vải Cà
chua Dưa
chuột Hoa
cúc Hoa hồng Thời gian bảo quản (ngày) 15 - 33 20 18 15 Thời gian giữ mầu đỏ sau khi xuất kho(ngày) - 2 - - - - Tỉ lệ đạt giá trị thương phẩm (%) 94,07 95,2 93,5 94,5 95 97,9 Hệ thống Thiết bị liên hoàn - - 1,5
tấn/h - 6000 cành/ngày 3.10.2.1. Mô hình SCBQ Cà chua qui mô tập trung
a) Tên Công ty ứng dụng:
Công ty TNHH Nông sản Thực phẩm Thảo nguyên, Lâm đồng b) Địa chỉ:
sô 246 Đường 2/4 thị trấn Thạnh Mỹ, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm đồng c) Thiết kế mô hình:
- Công nghệ SCBQ cà chua bằng màng bán thấm ăn được BQE 625
- Hệ thống thiết bị SCBQ đã được thiết kế chế tạo gồm thiết bị rửa, làm khô 1 và 2, phun bọc màng bán thấm, phân loại kích thước và hệ thống phụ trợ - Xây mới nhà xưởng và kho tàng đáp ứng được lắp đặt và vận hành hệ
thống thiết bị trên
- Nguyên liệu cà chua được cung cấp tại địa phương
- Sản phẩm cà chua được tiêu thụ tại TP HCM, Hà nội và các tính miền Trung, miền Nam thông qua hệ thống siêu thị bán lẻ
d) Tập huấn và đào tạo
- Biên soạn 1 tài liệu kỹ thuật công nghệ thiết bị SCBQ cà chua bằng bọc màng bán thấm trên hệ thống thiết bị liên hoàn qui mô tập trung
- 5 cán bộ quản lý và 10 công nhân vận hành được đào tạo trong 1 tháng e) Kết quả vận hành chạy thử và đưa vào sản xuất kinh doanh
- Thời gian từ tháng 12 năm 2007 đến 12/2008 - Tổng số cà chua được sản xuất kinh doanh: 413 tấn - Năng suất đạt được: 1,5 tấn/h
- Mức độ làm sạch qua máy rửa thô và rửa tinh: 95%
- Mức độ làm khô 1 và 2 đạt 100%
- Mức độ bám chắc màng bán thấm trên bề mặt quả đạt 100%
- Độ chính xác khi phân loại theo kích thước đạt 95%
- Thiết bị làm việc bền và ổn định, chưa có sửa chữa lớn
- Tổng thời gian bảo quản tại chỗ và bảo quản vận chuyển, lưu thông phân phối: 30-35 ngày vẫn đảm bảo chất lượng
- Tỉ lệ đạt giá trị thương phẩm: trung bình 93,5%
- Tiêu hao điện năng: 15,4 kw/tấn cà chua - Tiêu hao nước: 0,6 m3/tấn cà chua
- Tiêu thụ tại các siêu thị TP HCM, Hà nội và các tỉnh miền Trung, miền Nam
- Hiệu quả kinh tế thông qua việc vận chuyển đi thị trường ngoài địa phương, tăng thời gian bảo quản, vận chuyển, lưu thông phân phối, giảm tổn thất, tăng giá trị của cà chua. Hiệu quả kinh tế tăng 95% so với phương pháp cũ bán ngay
3.10.2.2. Mô hình SCBQ Hoa (hoa hồng và hoa cúc) qui mô tập trung b) Tên cơ sở ứng dụng:
Hộ thu mua kinh doanh hoa ứng dụng: Nguyễn Văn Đức c) Địa chỉ:
Xóm Bạc, thôn Hạ Lôi, xã Mê Linh, huyện Mê Linh, Hà nội d) Thiết kế mô hình
- Công nghệ SCBQ hoa bằng dung dịch pullsing, dung dịch bảo quản và dung dịch hưởng thụ
- Hệ thống thiết bị được thiết kế chế tạo gồm bàn thao tác tích hợp với băng tải, thùng pha hoá chất các loại, gấp mép hộp carton, xe đẩy, kho lạnh e) Tập huấn đào tạo
- Biên soạn 1 tài liệu kỹ thuật về SCBQ hoa trên hệ thống thiết bị qui mô tập trung
- 5 cán bộ quản lý của địa phương và 10 hộ gia đình đã được tập huấn đào tạo về SCBQ hoa qui mô tập trung.
f) Kết quả vận hành chạy thử và đưa vào sản xuất kinh doanh
- Tổng số 51 000 cành hoa cúc và hoa hồng được SCBQ đưa vào sản xuất kinh doanh
- Năng suất 6 000 cành/ngày
- Thời gian bảo quản 18 ngày (hoa cúc) và 15 ngày (hoa hồng)
- Tỉ lệ tổn thất: nhỏ hơn 5% (hoa cúc) và 2,1% (hoa hồng) tương đương tỉ lệ đạt giá trị thương phẩm trên 95% (hoa cúc) và 97,9% (hoa hồng)
- Chất lượng hoa thông qua tỉ lệ héo lá 20% (hoa cúc), tỉ lệ nở 100% (hoa hồng) và trạng thái hoa đạt loại tốt. Sau thời gian bảo quản, hoa được phân phối lưu thông bằng dung dịch hưởng thụ cho chất lượng hoa nở tốt đường kính bông 12,8 cm (hoa cúc) và 6,3 cm (hoa hồng), trạng thái hoa đạt loại tốt. Thời gian hưởng thụ 10 ngày (hoa cúc) và 7 ngày (hoa hồng). Tiêu hao dung dịch phù hợp với các nghiên cứu. Hoa đáp ứng được thời gian và chất lượng như yêu cầu thị trường.
- Hiệu quả kinh tế tăng 56% (hoa cúc) và 104% (hoa hồng) so với phương pháp cũ bán ngay
3.11. HỊỆU QUẢ KINH TẾ
Căn cứ vào chi phí đầu tư và các chi phí hoạt động đã được tính toán chi tiết trong từng loại rau, quả và hoa ứng với từng qui mô nhất định. Hiệu quả kinh tế của các mô hình ứng dụng được trình bày ở bảng 3.10-3
Bảng 3.10-3 Hiệu quả kinh tế các mô hình
Mục Xoài Vải Cà chua Dưa
chuột Hoa cúc Hoa hồng
Qui mô 600
kg/ngày
10 tấn/ngày
10 tấn/ngày
300 kg/ngày
6000 cành/ngày
6000 cành/ngày Tỉ lệ lãi mô hình
mới / mô hình cũ
(%) 165 124,6 195 186 156 204
Hiệu quả kinh tế
tăng (%) 65 24,6 95 86 56 104
Kết quả bảng 3.10-3 chỉ ra rằng Hiệu quả kinh tế SCBQ rau, quả và hoa ở qui mô tập trung đều tăng trên 15 % đạt mục tiêu đề tài đặt ra
4. KẾT LUẬN
i. Từ các kết quả nghiên cứu trong, ngoài nước và thực tiễn sản xuất nước ta. Có thể nói rằng thực tiễn sản xuất nước ta hầu như chưa ứng dụng đầy đủ các kết quả nghiên cứu để tăng chất lượng và hạn chế tổn thất của rau, quả và hoa. Một trong các nguyên nhân đó là: Qui mô sản xuất nhỏ bé, chia cắt thành nhiều các công đoạn độc lập và chủ sở hữu các công đoạn đó không giống nhau. Đa dạng về chất lượng ban đầu, thời tiết, mùa vụ của các đối tượng rau, quả và hoa trên. Kỹ thuật công nghệ tương đối phức tạp khó kiểm soát. Kỹ thuật công nghệ mang tính riêng lẻ, chưa khâu nối tổng hợp lại cho từng đối tượng cụ thể để đạt hiệu quả cao, chưa làm chủ được kỹ thuật nên còn sai phạm và rủi ro. Từ đó, đề xuất các giải pháp khắc phục theo hướng: sản xuất kinh doanh nên theo hướng qui mô tập trung để có thể dễ dàng đầu tư và ứng dụng công nghệ một cách đồng bộ. Đơn giản hoá các kỹ thuật công nghệ nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác, dễ dàng kiểm soát các thông số kỹ thuật thì mới có khả năng ứng dụng vào sản xuất dễ dàng ii. Mối quan hệ của độ dầy của màng bán thấm BQE 625 và nhiệt độ theo quan hệ
tuyến tính thể hiện bằng phương trình L = 23,6 − 0,788 T , trong đó L là độ dầy (àm) và T là nhiệt độ (oC). Quan hệ này được sử dụng để thay đổi độ dầy màng khi chọn nhiệt độ bảo quản khác nhau
iii. Xoài bọc màng bỏn thấm ăn được bằng BQE 625, độ dầy 3,9 àm cho thời gian bảo quản 15 ngày, tỉ lệ đạt giá trị thương đạt 94,07%, hiệu quả kinh tế tăng 65%
so với phương pháp cũ bán ngay
iv. Xử lý quả vải bằng dung dịch a xít loãng HCl 0,1N (tương đương pH 3-3,5) có hiệu quả rõ rệt trong việc giảm hoạt độ của enzyme Polyphenol Oxidase (PPO) trong vỏ quả vải. Sau 30 ngày bảo quản, hoạt lực PPO đo được 1,368 đơn vị/gam.
Do đó màu sắc của vỏ quả vải được duy trì rõ rệt so với quả không được xử lý.
Thời gian giữ mầu đỏ quả vải 2 ngày sau khi xuất kho, tỷ lệ quả đạt giá trị thương phẩm 96,6%. Qui trình được ứng dụng thử nghiệm tại xã Hồng Giang - Lục Ngạn- Bắc Giang, qui mô 1,5 tấn/mẻ (tương đương 10 tấn/ngày) cho thấy hiệu quả kinh tế tăng hơn 24,6 % so với việc bán tươi ngay sau khi thu hoạch
v. Cà chua được SCBQ trên hệ thống thiết bị liên hoàn đạt năng suất 1,5 tấn/h. Bọc màng bỏn thấm BQE 625, độ dầy 3,58 àm cho thời gian bảo quản 33 ngày ở nhiệt độ thường, tỉ lệ đạt giá trị thương phẩm 93,5%, hiệu quả kinh tế tăng 95% so với phương pháp cũ bán ngay. Thiết bị SCBQ quả làm việc ổn định, đạt năng suất 1,5 tấn/h (đối với cà chua), Mức độ làm sạch 95%, Mức độ làm khô đạt 100%, Mức độ bám chắc của màng 100% và đạt độ đồng đều 95% khi phân loại kích thước.
Độ bền thiết bị đảm bảo thông qua sử dụng 1 năm mà chưa cần sửa chữa lớn tại Công ty TNHH Nông sản thực phẩm Thảo nguyên (Lâm đồng).
vi. Dưa chuột bọc màng bỏn thấm ăn được bằng BQE 625, độ dầy 3,7 àm cho thời gian bảo quản 20 ngày, tỉ lệ đạt giá trị thương 94,5 %, hiệu quả kinh tế tăng 86 % so với phương pháp cũ bán ngay
vii. Hoa cúc sau thu hoạch độ tuổi 3, xử lý ngay bằng dung dịch pullsing (6%
sacaroza và pH 5) trong 2 giờ, sau đó lựa chọn và cắm vào trong dung dịch bảo quản ( 2% sacaroza và pH 4) ở 10-15oC trong 24 giờ, bao gói bằng HDPE 0,01