Luận án tiến sĩ về kỹ thuật cô đặc mật ong chân không kết hợp công nghệ siêu âm

Luận án tiến sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu một số thông số kỹ thuật của thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống phối hợp, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực

• Tác giả: Đặng Thanh Sơn
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Như Khuyên
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Một Số Thông Số Kỹ Thuật Của Thiết Bị Cô Đặc Mật Ong Kiểu Chân Không Dạng Ống Phối Hợp Công Nghệ Siêu Âm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Trang Lời cam đoan
• 1.2. Mục lục
• 1.3. Danh mục chữ viết tắt
• 1.4. Danh mục các ký hiệu toán học
• 1.5. Danh mục bảng
• 1.6. Danh mục hình
• 1.7. Trích yếu luận án
• 1.8. Thesis abstract
• 1.9. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.10. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.10.1. Mục tiêu chung
• 1.10.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.11. Phạm vi nghiên cứu
• 1.12. Những đóng góp mới của luận án
• 1.13. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.14. Tổng quan nghiên cứu
• 1.14.1. Đặc điểm, tính chất vật lý, thành phần hóa học và công dụng của mật ong
• 1.14.1.1. Đặc điểm của mật ong
• 1.14.1.2. Tính chất vật lý và thành phần hoá học
• 1.14.1.3. Công dụng của mật ong
• 1.14.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong
• 1.14.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong trên thế giới
• 1.14.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong ở trong nước
• 1.14.3. Quy trình công nghệ chế biến mật ong
• 1.14.3.1. Quy trình công nghệ chế biến mật ong trên thế giới
• 1.14.3.2. Quy trình công nghệ chế biến mật ong ở Việt Nam
• 1.14.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong
• 1.14.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong trên thế giới
• 1.14.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong ở trong nước
• 1.14.5. Một số kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về cô đặc mật ong
• 1.14.5.1. Các công trình nghiên cứu ở trên thế giới
• 1.14.5.2. Các công trình nghiên cứu ở trong nước
• 1.14.6. Sự kết tinh của đường và Các phương pháp xử lý kết tinh đường trong mật ong
• 1.14.6.1. Sự kết tinh của đường mật ong trong quá trình tồn trữ
• 1.14.6.2. Các phương pháp phá kết tinh mật ong quá trình tồn trữ
• 1.15. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.15.1. Địa điểm nghiên cứu
• 1.15.2. Thời gian nghiên cứu
• 1.15.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 1.15.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.15.3.2. Vật liệu nghiên cứu
• 1.15.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.15.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.15.5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• 1.15.5.2. Phương pháp thiết kế, chế tạo
• 1.15.5.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• 1.15.5.4. Phương pháp xác định một số thông số của quá trình cô đặc
• 1.15.5.5. Phương pháp xử lý số liệu nghiên cứu
• 1.16. Kết quả và thảo luận
• 1.16.1. Xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc
• 1.16.1.1. Mô hình kết cấu bộ phận cô đặc
• 1.16.1.2. Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt trong bộ phận cô đặc
• 1.16.1.3. Trao đổi nhiệt đối lưu khi sôi của chất lỏng
• 1.16.1.4. Mô phỏng quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc
• 1.16.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
• 1.16.2.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
• 1.16.2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố
• 1.16.2.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát
• 1.16.2.4. Kết quả thí nghiệm ứng với giá trị tối ưu của các yếu tố vào
• 1.16.2.5. Kiểm chứng kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm
• 1.16.3. Hoàn thiện quy trình công nghệ cô đặc mật ong
• 1.16.3.1. Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để hoàn thiện thiết bị cô đặc mật ong
• 1.16.4. Kết luận phần 4
• 1.17. Kết luận và kiến nghị
• Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu về cô đặc mật ong là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong việc nâng cao giá trị và chất lượng sản phẩm mật ong. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển một thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không kết hợp với công nghệ siêu âm nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng công nghệ siêu âm không chỉ giúp tăng hiệu suất cô đặc mà còn bảo tồn các tinh chất mật ong tự nhiên, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo số liệu thống kê, nhu cầu tiêu thụ mật ong chất lượng cao đang gia tăng, đặc biệt là trong xuất khẩu. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc cải tiến quy trình sản xuất mật ong, từ đó đảm bảo sự cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

II. Quy trình công nghệ chế biến mật ong

Quy trình chế biến mật ong hiện nay thường gặp nhiều vấn đề trong việc duy trì chất lượng và giảm thời gian sản xuất. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ siêu âm trong quy trình cô đặc có thể tối ưu hóa thời gian và giảm chi phí năng lượng. Quy trình cô đặc mật ong được tiến hành trong môi trường chân không giúp giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, từ đó hạn chế sự phân hủy các tinh chất mật ong. Mô hình hóa và mô phỏng quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong buồng cô đặc đã được thực hiện để xác định các thông số tối ưu như nhiệt độ, áp suất và thời gian cô đặc. Kết quả cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

III. Ứng dụng công nghệ siêu âm trong cô đặc mật ong

Công nghệ siêu âm đã được chứng minh là có khả năng cải thiện hiệu suất cô đặc mật ong. Việc sử dụng sóng siêu âm trong quá trình cô đặc giúp tạo ra các bọt khí nhỏ, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa chất lỏng và hơi, từ đó nâng cao khả năng trao đổi nhiệt. Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng, khi kết hợp với cô đặc chân không, công nghệ siêu âm không chỉ rút ngắn thời gian cô đặc mà còn giảm thiểu tổn thất về chất lượng sản phẩm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc sản xuất mật ong chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Mật ong tự nhiên sau khi được cô đặc bằng công nghệ này không chỉ giữ được hương vị mà còn bảo toàn được các chất lương mật ong vốn có.

IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, việc áp dụng mô hình toán học trong quá trình trao đổi nhiệt ẩm giúp xác định được các thông số tối ưu cho thiết bị cô đặc mật ong. Thực nghiệm đã chỉ ra rằng, với sự điều chỉnh hợp lý các thông số như nhiệt độ cô đặc và thời gian phát sóng siêu âm, chất lượng sản phẩm mật ong cô đặc đạt yêu cầu cao về tiêu chuẩn. Các thông số kỹ thuật của thiết bị cô đặc cũng được hoàn thiện, cho phép sản xuất mật ong với năng suất 16 kg/mẻ. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao giá trị thương phẩm của mật ong nguyên chất. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi trong ngành chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất mật ong.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc áp dụng công nghệ siêu âm trong quá trình cô đặc mật ong là một giải pháp hiệu quả, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Thiết bị cô đặc mật ong CĐ-1A được thiết kế và chế tạo thành công, hứa hẹn sẽ là một công cụ hữu ích cho các cơ sở chế biến mật ong trong nước. Để tiếp tục phát triển công nghệ này, cần có thêm các nghiên cứu về quy trình chế biến và ứng dụng công nghệ mới nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhu cầu thị trường. Việc hoàn thiện quy trình công nghệ cô đặc mật ong sẽ góp phần quan trọng vào việc nâng cao giá trị sản phẩm và phát triển bền vững ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG THANH SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG KIỂU CHÂN KHÔNG DẠNG ỐNG PHỐI HỢP CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG THANH SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG KIỂU CHÂN KHÔNG DẠNG ỐNG PHỐI HỢP CÔNG NGHỆ SÓNG SIÊU ÂM Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9 52 01 03 Người hướng dẫn: PGS. Trần Như Khuyên TS. Nguyễn Thanh Hải HÀ NỘI - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu một số thông số kỹ thuật của thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống phối hợp công nghệ siêu âm” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu, kết quả trình bày trong luận án này là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Đặng Thanh Sơn i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện của các cá nhân và tập thể, để đáp lại sự giúp đỡ đó sau đây là lời cảm ơn chân thành của tác giả: Với sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy cô Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong nhiều năm tháng học tập cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể bộ môn máy Nông nghiệp và Thực phẩm, Ban lãnh đạo khoa Cơ điện, Ban quản lý đào tạo và Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã luôn quan tâm giúp đỡ cũng như đóng góp các ý kiến để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô giáo khoa Khoa học Sinh học Ứng dụng và các phòng ban Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài.

Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã luôn quan tâm, động viên giúp tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Đặng Thanh Sơn ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt.

vi Danh mục các ký hiệu toán học. vii Danh mục bảng. xiii Danh mục hình. xv Trích yếu luận án.

xvii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Mục tiêu chung.

Mục tiêu cụ thể. Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Tổng quan nghiên cứu. Đặc điểm, tính chất vật lý, thành phần hóa học và công dụng của mật ong. Đặc điểm của mật ong. Tính chất vật lý và thành phần hoá học.

Công dụng của mật ong. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong trên thế giới. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong ở trong nước.

Quy trình công nghệ chế biến mật ong. Quy trình công nghệ chế biến mật ong trên thế giới. Quy trình công nghệ chế biến mật ong ở Việt Nam. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong.

Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong trên thế giới. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong ở trong nước. Một số kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về cô đặc mật ong. Các công trình nghiên cứu ở trên thế giới.

Các công trình nghiên cứu ở trong nước. Sự kết tinh của đường và Các phương pháp xử lý kết tinh đường trong mật ong. Sự kết tinh của đường mật ong trong quá trình tồn trữ. Các phương pháp phá kết tinh mật ong quá trình tồn trữ.

Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. Phương pháp thiết kế, chế tạo. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Phương pháp xác định một số thông số của quá trình cô đặc.

Phương pháp xử lý số liệu nghiên cứu. Kết quả và thảo luận. Xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc. Mô hình kết cấu bộ phận cô đặc.

Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt trong bộ phận cô đặc. Trao đổi nhiệt đối lưu khi sôi của chất lỏng. Xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc. Mô phỏng quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc.

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố. Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát.

Kết quả thí nghiệm ứng với giá trị tối ưu của các yếu tố vào. Kiểm chứng kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Hoàn thiện quy trình công nghệ cô đặc mật ong. Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để hoàn thiện thiết bị cô đặc mật ong.

Kết luận phần 4. Kết luận và kiến nghị. 122 Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án. 123 Tài liệu tham khảo.

132 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải BKTTCQG Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia CAGR Compounded Annual Growth Rate Tốc độ tăng trưởng hằng năm kép Bộ KH-CN Bộ Khoa học và Công nghệ CKTCLSP Cục kiểm tra chất lượng sản phẩm EU European Union FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations HMF Hydroxymethylfurfural HPLC High Performance Liquid Chromatography RH Độ ẩm tương đối TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VBA Vietnam Beekeepers Association WHO World Health Organization vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Đơn vị Tên gọi A - hệ số ảnh hưởng của chiều dòng nhiệt a m2/s hệ số dẫn nhiệt độ b %(oBrix) nồng độ chất rắn hòa tan trong dung dịch b1, b2 o %( Brix) nồng độ chất rắn hòa tan trong dung dịch bđ o %( Brix) nồng độ chất rắn hòa tan ban đầu bc o %( Brix) nồng độ chất rắn hòa tan sau khi cô đặc bi o %( Brix) nồng độ chất rắn hòa tan của dung dịch thứ i 0 cp kJ/(kg. C) nhiệt dung riêng của dung dịch ck kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng của chất rắn khô hòa tan cn kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng của dung môi (nước) cd1 kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng của dung dịch cd2 kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng của dung dịch ban đầu cpi kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng dung dịch thứ i cđường kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng đường cđạm kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng đạm ctro kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng tro cxơ kJ/(kg.0C) nhiệt dung riêng xơ Ddn m đường kính đáy lớn, đường kính buồng gia nhiệt Dlh m đường kính buồng hơi thứ Dt m đường kính tách ly dth m đường kính ống tuần hoàn dvd m đường kính vành dẫn dnc m đường kính đáy nhỏ, phần xả mật ds1 m đường kính ngoài của ống đun sôi ds2 m đường kính trong của ống đun sôi diện tích bề mặt trao đổi nhiệt giữa nước nóng và dung F m2 dịch f - tần số sinh hơi vii Ký hiệu Đơn vị Tên gọi G kg khối lượng của dung dịch Gk kg khối lượng chất rắn hòa tan Gd1 kg khối lượng của dung dịch ban đầu Gd2 kg khối lượng dung dịch cuối Grn - hệ số Grashof của nước hệ số Grashof của dịch mật chuyển động trong ống khi Grks - không sôi hệ số Grashof của dịch mật không chuyển động trong Grkc - ống khi sôi Gf kg/s lưu lượng của dịch mật trong ống đun sôi g m/s2 gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2 i kJ/kg enthalpy của nước kth W/(m2.oC) hằng số, kth = 0,13 ÷ 0,19; đối với nước kth = 0,13 kd W/(m2.oC) hằng số xác định bằng thực nghiệm, kd = 0012 k1n W/(m2.oC) hệ số xác định bằng thực nghiệm k2n 2o W/(m. C) hệ số tính đến đặc tính hình học của chùm ống kdn 2o W/(m. C) hệ số truyền nhiệt ở giai đoạn đun nóng kbh 2o W/(m.

C) hệ số truyền nhiệt ở giai đoạn bay hơi K 2o W/(m .