I. Mô hình lò sấy đậu nành tại HCMUTE Tổng quan thiết kế
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình lò nhiệt sấy đậu nành" tại HCMUTE tập trung vào việc xây dựng một mô hình lò sấy sử dụng PLC S7-200 CPU 224 và biến tần TECO, điều khiển thông qua giao diện HMI của hãng DELTA với phần mềm DOPSOFT. Mô hình này nhắm đến việc kiểm soát chính xác nhiệt độ trong quá trình sấy đậu nành, một khía cạnh quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đồ án đề cập đến việc thiết kế hệ thống điện, giao diện điều khiển HMI, và sử dụng cảm biến PT100 để giám sát nhiệt độ. Các sinh viên HCMUTE, thuộc khoa Công nghệ Thực phẩm, đã thực hiện nghiên cứu này dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Tấn Đời. Nghiên cứu khoa học HCMUTE về lĩnh vực năng lượng sấy đậu nành này có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính là thiết kế và thi công một mô hình lò sấy đậu nành hoạt động ổn định, hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thiết kế hệ thống phần cứng, lựa chọn thiết bị phù hợp (PLC S7-200, biến tần TECO, cảm biến PT100, HMI DELTA), lập trình điều khiển bằng PLC và giám sát qua HMI, và kiểm tra hiệu quả của hệ thống. Đồ án tập trung vào việc ổn định nhiệt độ bằng thuật toán PID, điều khiển tốc độ quạt bằng biến tần, và sử dụng đậu nành làm nguyên liệu. Mô hình lò sấy đậu nành được thiết kế đơn giản, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Thiết kế lò sấy hcmute này nhấn mạnh vào việc ứng dụng các kiến thức lý thuyết vào thực tiễn. Công nghệ sấy đậu nành được lựa chọn tập trung vào khía cạnh kiểm soát nhiệt độ chính xác để tối ưu hóa quá trình sấy.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Sinh viên đã tham khảo tài liệu, nghiên cứu các kiến thức về PLC, biến tần, cảm biến, và thuật toán PID. Quá trình thiết kế được thực hiện từng bước, từ thiết kế hệ thống, lựa chọn linh kiện, lập trình điều khiển, đến thi công và thử nghiệm. Quy trình sấy đậu nành được mô phỏng trong mô hình. Mô phỏng lò sấy đậu nành giúp kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống trước khi đưa vào hoạt động thực tế. Thiết kế hệ thống được thực hiện dựa trên các yêu cầu thực tiễn, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả. Vật liệu lò sấy đậu nành được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình vận hành. An toàn thực phẩm đậu nành là một yếu tố được xem xét trong suốt quá trình thiết kế.
II. Phân tích kết quả và đánh giá
Đồ án trình bày kết quả thiết kế và thi công mô hình, bao gồm kết quả mô hình cơ khí, kết quả thi công phần điện, và kết quả giám sát điều khiển. Kết quả cho thấy mô hình hoạt động ổn định, đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác nhiệt độ. Hiệu quả sấy đậu nành được đánh giá thông qua các chỉ số chất lượng sản phẩm. Chi phí sấy đậu nành cũng được phân tích để đánh giá tính kinh tế của mô hình. Lò sấy đậu nành công nghiệp có thể được phát triển dựa trên cơ sở mô hình này, tuy nhiên cần nghiên cứu mở rộng quy mô và tối ưu hóa các thông số để phù hợp với sản xuất thực tế. Lò sấy đậu nành nông nghiệp hay lò sấy đậu nành mini cũng có thể được thiết kế dựa trên nguyên lý tương tự, điều chỉnh công suất cho phù hợp.
2.1. Đánh giá hiệu quả mô hình
Mô hình lò nhiệt sấy đậu nành cho thấy khả năng điều khiển nhiệt độ chính xác nhờ việc sử dụng thuật toán PID và hệ thống PLC. Việc sử dụng biến tần TECO giúp điều chỉnh tốc độ quạt, đảm bảo quá trình sấy diễn ra đồng đều. Cảm biến PT100 cung cấp dữ liệu chính xác về nhiệt độ, hỗ trợ quá trình giám sát và điều khiển. Màn hình HMI giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số. Tuy nhiên, mô hình chỉ là mô hình nhỏ, công suất hạn chế, chưa thể đánh giá đầy đủ hiệu quả kinh tế trên quy mô lớn. Phần mềm DOPSOFT đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống. Việc sử dụng PLC SIMATIC S7-200 CPU 224 đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống.
2.2. Ứng dụng thực tiễn và hướng phát triển
Mô hình này có thể được sử dụng như một nền tảng để phát triển các hệ thống sấy đậu nành quy mô lớn hơn. Ứng dụng lò sấy đậu nành trong công nghiệp chế biến thực phẩm là rất rộng mở. Lò sấy đậu nành công nghiệp cần được thiết kế với công suất lớn hơn, tích hợp thêm các tính năng tự động hóa nâng cao. Nghiên cứu khoa học cần tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình sấy, giảm thiểu tiêu hao năng lượng, và nâng cao hiệu quả kinh tế. Việc nghiên cứu các loại nguyên liệu khác ngoài đậu nành cũng là một hướng phát triển tiềm năng. An toàn thực phẩm đậu nành sấy khô vẫn cần được đảm bảo trong quá trình thiết kế và vận hành các hệ thống sấy quy mô lớn. Tính kinh tế lò sấy đậu nành cần được đánh giá kỹ lưỡng để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả kinh tế trong ứng dụng thực tiễn.
