3. Nhiệm vụ và Nội dung nghiên cứu
1.3.Tình hình nghiên cứu ứng dụng trong nước
Trong những năm gần ựây, Trường đHBK Hà Nội, Viện Công nghệ thông tin, một số doanh nghiệp hoạt ựông trong lĩnh vực ựiện tử, công nghệ thông tin, ựo lường - tự ựộng hóa ựã và ựang tiếp cận nghiên cứu khai thác ứng dụng Chip PSoC nhằm ứng dụng công nghệ mới, ựẩy mạnh nội ựịa hóa và sản xuất trong nước nhằm nâng cao tắnh cạnh tranh của các sản phẩm. Cho ựến nay, trong nước còn ắt các công bố về kết quả nghiên cứu triển khai trong lĩnh vực nàỵ Một số kết quả nghiên cứu của Viện ựiện tử tin học từ những năm 2000 chỉ mới dừng lại ở mức ựộ ựo một số các chỉ tiêu như nhiệt ựộ, ựộ ẩm không khắ...
CITATION Pha \l 1033 [ HYPERLINK \l "Pha" 9] .
Hiện nay, tình trạng thiết bị nhập ngoại và chế tạo trong nước có chất lượng và công nghệ chưa phù hợp thường khó thực hiện việc cải tạo nâng cấp còn khá
phổ biến, các chỉ tiêu ựo lường thử nghiệm về các thông số nhiệt ựộ, ựộ ẩm ựược tiến hành từng phần riêng rẽ, không ựồng bộ, ựôi khi cần cải tạo nâng cấp (xử lý cấu trúc lại) gặp không ắt khó khăn Ầ
để phục vụ nghiên cứu triển khai, ựào tạo và quản lý chất lượng, ựáp ứng nhu cầu ngày càng cao về chất lượng sản phẩm rau quả, thực phẩm và nông sản xuất khẩuẦ, ựòi hỏi phải tìm kiếm các giải pháp, trong ựó ưu tiên phát triển ứng dụng công nghệ tiên tiến như PSoC có cấu hình linh hoạt của các hãng hàng ựầu, tắch hợp hệ thống thiết bị ựo lường ựiều khiển các thông số nhiệt ựộ/ựộ ẩm không khắ, nguồn gia nhiệt, tốc ựộ nạp liệu, tốc ựộ quạt thông thoáng, thành
phần không khắ CO2, O2 v.v. trong hệ thống dây chuyền chế biến bảo quản rau
quả nông sản là hướng ựi ựúng, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng các trang thiết bị hiện có và tăng cường năng lực nghiên cứu triển khai trong nước là việc làm bức thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn hiện naỵ
Ở ựiều kiện tự nhiên nước ta có nhiệt ựộ và ựộ ẩm môi trường cao, mức ựộ tổn thất sau thu hoạch của rau hoa quả khá lớn. Lựa chọn các thông số công nghệ bảo quản phù hợp có thể giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch. Hiệu quả do công nghệ CA có thế so sánh với công nghệ bảo quản lạnh thông thường.
Năm 2003, Viện Công ngệ sau thu hoạch ựã thực hiện nghiên cứu chế ựộ bảo quản CA ựối với cam, mận và vải thiều(xem Hình 1.5) ựã cho các kết quả ban
ựầu khả quan như cho trong Bảng 1.4.
Bảng 1.4 - điều kiện và kết quả bảo quản CA ựối với mận, vải thiều và cam
Thời gian bảo quản, ngày Chủng loại rau quả Nồng ựộ O2(%) Nồng ựộ CO2(%) Nhiệt ựộ thường Nhiệt ựộ lạnh Tỉ lệ thối hỏng, % Mận 5,1 1,6 20 - 9,8 Vải thiều 3,5 4,2 5 30 11,7 Cam Sài gòn 9,1 1,6 60 - 12,3 Cam Hà Giang 10,4 0,8 30 - 13,6
Dải nồng ựộ khắ O2và CO2 ựiều chỉnh trong môi trường CA ựược lựa chọn là: (3,5ọ10,4)% và (0,8ọ4,2)% tương ứng.
Các yếu tố ảnh hưởng chắnh trong môi trường CA (khắ O2 và CO2) ựã ựược ựề
cập ựến nhưng chưa ựược khảo sát ựầy ựủ như nhiệt ựộ, ựộ ẩm, khắ ethylenẹ.. là những yếu tố có tác ựộng trực tiếp ựến quá trình hô hấp của ựối tượng bảo quản. Quá trình ựiều chỉnh khắ gián ựoạn bằng tay theo chu kỳ (6 ọ 8)h/lần, trong khi diễn biến của quá trình hô hấp là liên tục, chưa có hệ thống ựiều khiển giám sát các thông số của quá trình như nhiệt ựộ, ựộ ẩm, các thành phần khắ gây nên yếu tố nhiễu từ ựiều kiện thời tiết của môi trường do chưa sử dụng công cụ, phương tiện ựo lường ựiều khiển hiện ựại khống chế chặt chẽ hàm lượng khắ.
EMBED PowerPoint.Slidẹ12
Hình 1.5 - Mô hình thiết bị thắ nghiệm CA ựiều chỉnh khắ gián ựoạn thủ công
Hình 1.6 Ờ Mô hình thiết bị thắ nghiệm CA ựa chức năng sử dụng sensor ựo nồng ựộ khắ
Năm 2011, Viện Cơ ựiện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch bắt ựầutriển
khai ựề tài ỘNghiên cứu công nghệ và Thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị ựiều
chỉnh khắ (CA), ứng dụng trong bảo quản một số loại rau, quả, hoa tươiỢ, sản phẩm của ựề tài là mô hình thiết bị thắ nghiệm CA ựa chức năng (xem hình 1.6 và hình 1.7), Sơ ựồ nguyên lý của thiết bị thắ nghiệm CA ựa chức năng như sau: Mô hình gồm 09 kho CĂtừ 1 ựến 9) có thể ựiều khiển giám sát ựộc lập ựược 4
thông số là nhiệt ựộ, ựộ ẩm, nồng ựộ khắ O2, nồng ựộ khắ CO2.
Khâu 10 là Kho lạnh ẩm, không ựiều chỉnh khắ có thể ựiều khiển giám sát ựược 2 thông số là nhiệt ựộ, ựộ ẩm.
Khâu 11- Tủ ựiện ựộng lực và ựiều khiển trung tâm với bàn ựiều khiển ON-OFF Khâu 12 và 13 - Máy tắnh và máy in chờ ựể kết nối với hệ thống ựiều khiển trung tâm thực hiện nhiệm vụ hiển thị giám sát, lưu giữ in và nạp số liệụ
Khâu14 - Bộ trộn trung gian khắ O2, nhiệm vụ lưu hỗn hợp khắ O2ựược duy trì ở một áp suất nhất ựịnh (ựược máy nén hút từ khắ môi trường) và thông qua cơ cấu
chấp hành ựiều chỉnh tăng nồng ựộ O2ựề bổ sung O2 cho các kho CẠ
Khâu 15 - Bộ trộn trung gian khắ CO2, nhiệm vụ lưu khắ CO2 và duy trì ở một áp
suất nhất ựịnh (ựược cấp từ bình chứa CO2 chuyên dụng (16) và thông qua cơ
cấu chấp hành ựiều chỉnh tăng nồng ựộ CO2ựề bổ sung CO2 cho các kho CẠ
Khâu 17 - Bình chứa N2 chuyên dụng, thông qua bộ phận van giảm áp và van ựiện từ thực hiện nhiệm vụ ựiều chỉnh trung gian ựể ựiều chỉnh giảm nồng ựộ
khắ CO2 ,O2 và trong trường hợp nồng ựộ Ethylene vượt quá giới hạn.
Nguyên tắc hoạt ựộng chung của hệ thống thiết bị CA ựa chức năng như sau:
Cơ cấu chấp hành ựiều khiển nhiệt ựộ gồm: 01 máy làm lạnh với chất tải lạnh là glycol trao ựổi nhiệt gián tiếp với 10 dàn lạnh ựối lưu cưỡng bức (tương ứng với 10 kho) nhờ bơm tuần hoàn và ựược ựiều khiển ựộc lập bằng các van ựiện từ ( VđT1 ....VđT10) tương ứng với các van 1 chiều (V1 ....V10). Chất tải lạnh Glycol ựược lưu trong Tank chứa có cách nhiệt.
Hình 1.7 - Sơ ựồ nguyên lý của thiết bị thắ nghiệm CA ựa chức năng
Cơ cấu chấp hành ựiều khiển ựộ ẩm gồm: 10 bộ tạo ẩm tương ứng với 10 kho và 10 quạt tuần hoàn không khắ qua bộ tạo ẩm. Hệ thống ựiều khiển trung tâm nhận và xử lý tắn hiệu ựể xuất lệnh ựiều khiển cho bộ tạo ẩm và quạt ựối lưu của mỗi kho CẠ
Cơ cấu chấp hành giảm nồng ựộ O2, CO2: thực hiện ựộc lập cho mỗi kho CA (từ 1ọ9)
Kết cấu tổ hợp kiểu kho kắn 2 lớp bằng vật liệu inox Su304 với cách nhiệt ựộc lập giữa các kho ựộ dày 50mm bằng PU:
Dung tắch sử dụng 96 lắt/kho x 10 kho (tương ứng kắch thước:400x400x600). đề tài ựã xây dựng ựược mô hình thắ nghiệm tương ựối hoàn chỉnh, ựã ựề cập ựến giám sát và ựiều khiển 4 thông số chắnh trong buồng CA nhưng ựều thực hiện ựiều khiển bằng tay, chưa ựược ựiều khiển tự ựộng các quá trình, hoàn toàn phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành dựa trên quan sát trực quan các
thông số hiển thị trên thiết bị/sensor ựo như nhiệt ựộ, ựộ ẩm, khắ O2, CO2 trong
môi trường bảo quảnẦ