Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu thiết kế mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu thiết kế chế tạo thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn

• Tác giả: Trương Hữu Sang
• Người hướng dẫn: TS. Lê Minh Nhựt
• Trường học: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Mô Hình Sấy Bơm Nhiệt Cho Lá Dấp Cá
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Tổng quan cây dấp cá
• 1.3. Thành phần hóa học
• 1.4. Tính vị và tác dụng
• 1.5. Các nghiên cứu trong nước liên quan
• 1.6. Các nghiên cứu ngoài nước liên quan
• 1.7. Tổng kết các nghiên cứu
• 1.8. Các chế phẩm có chứa dấp cá trên thị trường
• 1.9. Mục đích của đề tài
• 1.10. Phương pháp nghiên cứu. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 1.11. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan kỹ thuật sấy
• 2.2. Phương pháp sấy truyền thống
• 2.3. Phương pháp sấy hiện đại
• 2.4. Nguyên lý mô hình sấy bơm nhiệt
• 2.5. Các thiết bị cơ bản của HTS bơm nhiệt
• 2.6. Môi chất lạnh. TBNT và TBBH
• 2.7. Các chỉ số về hiệu quả sử dụng năng lượng
• 2.7.1. Chỉ số COP hệ thống
• 2.7.2. Chỉ số SMER (kg/kWh)
• 2.7.3. Tốc độ tách ẩm (g/h)
• 2.7.4. Điện năng riêng (kg/kWh)
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO
• 3.1. Các số liệu ban đầu để tính toán thiết kế
• 3.2. Kích thước buồng sấy
• 3.3. Tính toán lượng TNS lý thuyết
• 3.4. Đồ thị đồ thị không khí ẩm i-d
• 3.5. Thông số điểm nút TNS quá trình sấy lý thuyết
• 3.6. Tính toán nhiệt quá trình sấy lý thuyết
• 3.7. Tính cho quá trình sấy thực
• 3.8. Thông số làm việc của chu trình lạnh
• 3.9. Nhiệt độ ngưng tụ tk
• 3.10. Nhiệt độ bay hơi to
• 3.11. Tính cấp nén của chu trình lạnh
• 3.12. Chu trình làm việc
• 3.13. Tính toán chu trình lạnh 1 cấp
• 3.14. Tính chọn công suất máy nén
• 3.15. Tính trở lực TNS để chọn quạt
• 3.16. Chọn thiết bị ngưng tụ trong buồng sấy và TBNT phụ
• 3.17. Chọn thiết bị bay hơi
• 3.18. THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY BƠM NHIỆT
• 3.19. CÁC BẢN VẼ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG
• 3.19.1. Mạch điện điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM
• 4.1. Quy trình sấy lá dấp cá
• 4.2. Phương pháp xác định độ ẩm, nhiệt độ, vận tốc TNS
• 4.3. Các thiết bị dùng trong thí nghiệm
• 4.4. Phương pháp xác định hàm lượng flavonoid .Coli của lá dấp cá sau khi sấy
• 4.5. Một số hình ảnh quá trình sấy lá dấp cá
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Chế độ sấy nhiệt độ 37
• 5.2. Chế độ sấy nhiệt độ 40 0C
• 5.3. Chế độ sấy nhiệt độ 42
• 5.4. Chế độ sấy nhiệt độ 45 0C
• 5.5. Chế độ sấy nhiệt độ 47
• 5.6. Chế độ sấy nhiệt độ 50 0C
• 5.7. Biểu đồ chỉ số tách ẩm riêng phần SMER
• 5.8. Hàm lượng flavonoid các mẫu sấy
• 5.9. Giới hạn ô nhiễm vi sinh vật cho rau quả và sản phẩm rau quả
• 5.10. Các chỉ số sử dụng hiệu quả năng lượng
• 5.10.1. Chi phí điện năng cho 1 kg sản phẩm (kg/kWh)
• 5.10.2. Tốc độ tách ẩm
• 5.11. Ước tính hiệu quả kinh tế trong sản xuất
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1 QUÁ TRÌNH GIẢM ẨM CỦA VẬT LIỆU SẤY
• PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM HÀM LƯỢNG FLAVONOID
• PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM NHIỄM KHUẨN E.
• PHỤ LỤC 5: TIÊU CHUẨN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình sấy bơm nhiệt

Mô hình sấy bơm nhiệt là một công nghệ hiện đại trong lĩnh vực công nghệ sấy. Nó sử dụng nguyên lý trao đổi nhiệt để làm khô sản phẩm mà không làm mất đi các thành phần dinh dưỡng quan trọng. Trong nghiên cứu này, mô hình được thiết kế để sấy lá dấp cá, một loại thảo dược có giá trị dinh dưỡng cao. Mô hình này có năng suất 5 kg nguyên liệu mỗi mẻ, với kích thước buồng sấy là 650 x 805 x 840 mm. Công suất máy nén là 750 W và quạt buồng sấy là 350 W. Việc sử dụng bơm nhiệt giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng trong quá trình sấy. Theo nghiên cứu, chế độ sấy tối ưu cho lá dấp cá là ở nhiệt độ 45 °C với vận tốc tác nhân sấy 1,9 m/s, thời gian sấy 8 giờ.

1.1. Nguyên lý hoạt động của mô hình sấy bơm nhiệt

Mô hình sấy bơm nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và không khí trong buồng sấy. Môi chất lạnh được nén và làm nóng, sau đó được đưa vào buồng sấy để làm khô sản phẩm. Quá trình này không chỉ giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ mà còn giữ lại hương vị và chất dinh dưỡng của sản phẩm. Theo nghiên cứu, việc sử dụng mô hình sấy bơm nhiệt cho phép sản phẩm sau khi sấy có màu sắc và hương vị gần giống như sản phẩm tươi, đồng thời hàm lượng flavonoid trong lá dấp cá sau khi sấy đạt 5,6%, cao hơn so với các phương pháp sấy truyền thống.

II. Quy trình sấy lá dấp cá

Quy trình sấy lá dấp cá được thực hiện qua nhiều bước, từ chuẩn bị nguyên liệu đến thực hiện sấy. Đầu tiên, lá dấp cá được thu hoạch và rửa sạch để loại bỏ bụi bẩn. Sau đó, lá được xếp vào các khay trong buồng sấy. Quy trình sấy được điều chỉnh theo các thông số như nhiệt độ, vận tốc tác nhân sấy và thời gian sấy. Kết quả cho thấy, khi sấy ở nhiệt độ 45 °C, sản phẩm đạt độ ẩm cuối là 6%, đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm. Việc kiểm soát các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt yêu cầu về chất lượng và dinh dưỡng.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Trong quá trình sấy, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sấy như nhiệt độ, vận tốc tác nhân sấy và độ ẩm ban đầu của nguyên liệu. Nghiên cứu cho thấy, nếu nhiệt độ sấy quá cao, sẽ dẫn đến việc phân hủy các dược chất có trong lá dấp cá. Ngược lại, nếu nhiệt độ quá thấp, thời gian sấy sẽ kéo dài, làm tăng chi phí năng lượng. Do đó, việc tìm ra chế độ sấy tối ưu là rất cần thiết. Kết quả thực nghiệm cho thấy, ở nhiệt độ 45 °C và vận tốc tác nhân sấy 1,9 m/s, sản phẩm sấy có chất lượng tốt nhất, với hàm lượng flavonoid cao và không có vi khuẩn E.Coli.

III. Đánh giá hiệu quả của mô hình sấy bơm nhiệt

Mô hình sấy bơm nhiệt đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc bảo toàn chất lượng sản phẩm. Kết quả thực nghiệm cho thấy, sản phẩm sau khi sấy có màu sắc và hương vị gần giống như lá tươi, đồng thời hàm lượng flavonoid đạt 5,6%, cao hơn so với các sản phẩm sấy lạnh trên thị trường. Hiệu suất sấy của mô hình này cũng được đánh giá cao với điện năng tiêu thụ chỉ 5,37 kWh/kg sản phẩm. Điều này cho thấy, mô hình không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn mang lại sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, phù hợp với nhu cầu thị trường hiện nay.

3.1. Ứng dụng thực tiễn của sản phẩm sấy

Sản phẩm lá dấp cá sau khi sấy có thể được sử dụng như thực phẩm chức năng, nguyên liệu cho trà túi lọc hoặc thảo dược. Với hàm lượng flavonoid cao, sản phẩm này có thể hỗ trợ trong việc tăng cường sức đề kháng và điều trị một số bệnh. Giá thành ước tính của sản phẩm sấy cũng có thể cạnh tranh được với các sản phẩm hiện có trên thị trường, mở ra cơ hội phát triển cho ngành sản xuất thực phẩm chức năng từ lá dấp cá.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo báo cáo năm 2018, sản lượng cây hoa màu của Việt Nam đạt trên 144,6 nghìn tấn, trong đó sản lượng rau đạt trên 67 nghìn tấn. Rau củ quả không chỉ được tiêu thụ tươi sống mà còn được chế biến dưới dạng sấy khô, sấy dẻo, gia vị phục vụ cho các thực phẩm chế biến sẵn như phở, miến, bún, cháo và mì ăn liền. Cây dấp cá (Houttuynia cordata) là loại rau dược liệu có sản lượng trồng lớn tại các vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, Nam Trung Bộ và Tây Nam Bộ. Lá dấp cá chứa nhiều flavonoid, protid, glucid, cellulose, vitamin C và tinh dầu, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng và sát khuẩn.

Tuy nhiên, các phương pháp sấy truyền thống như sấy không khí nóng đối lưu cưỡng bức thường làm giảm chất lượng sản phẩm do tổn thất dinh dưỡng và biến dạng lá. Do đó, nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt nhằm sấy cây dấp cá với mục tiêu nâng cao hàm lượng flavonoid ≥ 4,65% (w/w), đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm theo thông tư 05/2012/TT-BYT, giảm chi phí điện năng và giá thành sản phẩm, đồng thời tạo ra sản phẩm có màu sắc, mùi vị gần giống lá tươi, ít biến dạng.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mô hình máy sấy bơm nhiệt có năng suất 5 kg/mẻ, kích thước buồng sấy 650 x 805 x 840 mm, thực nghiệm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2016-2019. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ sấy hiện đại, nâng cao giá trị sản phẩm dược liệu, góp phần thúc đẩy sản xuất thực phẩm chức năng và nguyên liệu trà túi lọc từ cây dấp cá.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật sấy hiện đại, đặc biệt là nguyên lý sấy bơm nhiệt. Sấy là quá trình tách nước khỏi vật liệu rắn thông qua truyền nhiệt và truyền ẩm. Các phương pháp sấy truyền thống gồm phơi nắng, sấy nhiệt độ cao tiếp xúc hoặc đối lưu, trong khi phương pháp sấy hiện đại bao gồm sấy lạnh, sấy thăng hoa, sấy chân không và sấy bơm nhiệt.

Nguyên lý sấy bơm nhiệt vận hành theo chu trình làm lạnh, trong đó tác nhân sấy (không khí) được làm lạnh đến nhiệt độ ngưng tụ để tách ẩm, sau đó được gia nhiệt bằng nhiệt thải từ thiết bị ngưng tụ rồi đưa vào buồng sấy. Quá trình này giúp bảo tồn màu sắc, mùi vị và dưỡng chất của sản phẩm, đồng thời tiết kiệm năng lượng so với sấy truyền thống.

Các chỉ số hiệu quả năng lượng được áp dụng gồm:

• Hệ số hiệu suất COP (Coefficient of Performance)
• Tốc độ tách ẩm riêng phần SMER (kg ẩm/kWh)
• Điện năng tiêu thụ riêng SEC (kWh/kg sản phẩm)

Ba khái niệm chính trong nghiên cứu là:

• Tác nhân sấy (TNS): không khí được sử dụng để vận chuyển hơi nước ra khỏi vật liệu sấy.
• Hàm lượng flavonoid: chỉ số đánh giá chất lượng dược tính của lá dấp cá sau sấy.
• Độ ẩm cuối cùng của sản phẩm: được kiểm soát ở mức 6% để đảm bảo bảo quản lâu dài và dễ dàng chế biến.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là số liệu thực nghiệm thu thập từ mô hình máy sấy bơm nhiệt do tác giả thiết kế và chế tạo tại Bộ môn Nhiệt – Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Cỡ mẫu là 5 kg lá dấp cá mỗi mẻ sấy, với 10 khay sấy trong buồng kích thước 650 x 805 x 840 mm.

Phương pháp chọn mẫu là lấy lá dấp cá tươi có độ ẩm ban đầu khoảng 70%, được chuẩn bị đồng đều để đảm bảo tính đại diện. Các thông số công nghệ như nhiệt độ buồng sấy (37°C đến 50°C), vận tốc tác nhân sấy (1,6 m/s và 1,9 m/s), thời gian sấy (8 giờ) được điều chỉnh để xác định chế độ sấy tối ưu.

Phân tích số liệu sử dụng các phương pháp đo độ ẩm, nhiệt độ, vận tốc không khí, hàm lượng flavonoid bằng phương pháp hóa học, và kiểm tra vi sinh vật E.Coli theo tiêu chuẩn Bộ Y tế. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 5/2016 đến tháng 4/2019, bao gồm giai đoạn thiết kế, chế tạo, thực nghiệm và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chế độ sấy tối ưu: Nhiệt độ buồng sấy 45°C, vận tốc tác nhân sấy 1,9 m/s, thời gian sấy 8 giờ cho sản phẩm có màu xanh gần giống lá tươi, ít biến dạng. Độ ẩm cuối cùng đạt 6%, phù hợp với yêu cầu bảo quản.

2. Hàm lượng flavonoid: Sản phẩm sấy bằng máy bơm nhiệt có hàm lượng flavonoid đạt 5,6%, cao hơn so với dấp cá sấy lạnh trên thị trường (khoảng 4,65%). Điều này chứng tỏ phương pháp sấy bơm nhiệt bảo toàn tốt các dược chất.

3. An toàn vi sinh: Không phát hiện vi khuẩn E.Coli trong mẫu sản phẩm sấy, đáp ứng quy chuẩn quốc gia về ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm của Bộ Y tế.

4. Hiệu quả năng lượng: Điện năng tiêu thụ là 5,37 kWh/kg sản phẩm sấy, tốc độ tách ẩm riêng phần SMER đạt 0,96 kg/kWh, cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sấy bơm nhiệt là phương pháp hiệu quả để sấy lá dấp cá, vừa bảo tồn được màu sắc, mùi vị và hàm lượng flavonoid, vừa đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. So với các phương pháp sấy truyền thống như sấy không khí nóng, sấy bơm nhiệt giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng và biến dạng sản phẩm.

Điện năng tiêu thụ và tốc độ tách ẩm riêng phần SMER cho thấy hệ thống có hiệu suất năng lượng cao, phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ và vừa. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu về sấy thảo dược khác như chùm ngây và ớt, trong đó nhiệt độ sấy khoảng 40-45°C và vận tốc không khí 1,5-2 m/s được đánh giá là tối ưu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ giảm ẩm theo thời gian, biểu đồ hàm lượng flavonoid so sánh giữa các chế độ sấy, và bảng tổng hợp chỉ số năng lượng tiêu thụ để minh họa hiệu quả của mô hình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng chế độ sấy 45°C, vận tốc 1,9 m/s, thời gian 8 giờ trong sản xuất lá dấp cá sấy nhằm tối ưu chất lượng sản phẩm và tiết kiệm năng lượng. Chủ thể thực hiện: các cơ sở chế biến dược liệu, thời gian áp dụng: ngay sau khi hoàn thiện thiết bị.

2. Đầu tư phát triển hệ thống máy sấy bơm nhiệt quy mô nhỏ và vừa để phục vụ các vùng trồng dấp cá trọng điểm như Tiền Giang, Vĩnh Long. Mục tiêu nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất trong vòng 1-2 năm tới.

3. Đào tạo kỹ thuật vận hành và bảo trì máy sấy bơm nhiệt cho cán bộ kỹ thuật và công nhân tại các cơ sở sản xuất nhằm đảm bảo vận hành ổn định, giảm thiểu sự cố kỹ thuật. Thời gian triển khai: 6 tháng đầu năm.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt cho các loại thảo dược khác có đặc tính tương tự nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị gia tăng. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, trường đại học trong 3-5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật nhiệt, công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về công nghệ sấy bơm nhiệt, giúp phát triển các đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp chế biến dược liệu và thực phẩm chức năng: Tham khảo để áp dụng công nghệ sấy hiện đại, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí và đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm và phát triển nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách hỗ trợ ứng dụng công nghệ mới trong chế biến nông sản, dược liệu.

4. Các nhà sản xuất máy móc thiết bị công nghiệp: Tham khảo thiết kế, chế tạo mô hình máy sấy bơm nhiệt để phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu thị trường trong nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy sấy bơm nhiệt có ưu điểm gì so với sấy truyền thống?
   Máy sấy bơm nhiệt giúp bảo tồn màu sắc, mùi vị và dưỡng chất của sản phẩm tốt hơn, đồng thời tiết kiệm năng lượng nhờ tận dụng nhiệt thải từ thiết bị ngưng tụ. Ví dụ, hàm lượng flavonoid trong lá dấp cá sấy bơm nhiệt đạt 5,6%, cao hơn so với sấy lạnh truyền thống.

2. Chế độ sấy nào là tối ưu cho lá dấp cá?
   Nhiệt độ 45°C, vận tốc không khí 1,9 m/s, thời gian 8 giờ được xác định là chế độ tối ưu, giúp sản phẩm giữ màu xanh tự nhiên, ít biến dạng và đạt độ ẩm 6% phù hợp bảo quản.

3. Sản phẩm sấy có đảm bảo an toàn vệ sinh không?
   Kết quả kiểm tra không phát hiện vi khuẩn E.Coli trong sản phẩm, đáp ứng quy chuẩn quốc gia về ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm của Bộ Y tế, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

4. Chi phí điện năng tiêu thụ cho quá trình sấy là bao nhiêu?
   Điện năng tiêu thụ trung bình là 5,37 kWh/kg sản phẩm, với tốc độ tách ẩm riêng phần SMER đạt 0,96 kg/kWh, cho thấy hiệu quả năng lượng cao và chi phí hợp lý.

5. Có thể áp dụng công nghệ này cho các loại thảo dược khác không?
   Có thể. Công nghệ sấy bơm nhiệt phù hợp với nhiều loại thảo dược có đặc tính tương tự như chùm ngây, ớt, cà rốt, giúp bảo tồn dược chất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Kết luận

• Mô hình máy sấy bơm nhiệt với công suất 5 kg/mẻ được thiết kế, chế tạo và vận hành ổn định, phù hợp để sấy lá dấp cá.
• Chế độ sấy 45°C, vận tốc 1,9 m/s, thời gian 8 giờ cho sản phẩm có màu sắc, mùi vị và hàm lượng flavonoid cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và an toàn thực phẩm.
• Sản phẩm sấy không phát hiện vi khuẩn E.Coli, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm theo quy chuẩn quốc gia.
• Hiệu quả năng lượng cao với điện năng tiêu thụ 5,37 kWh/kg và tốc độ tách ẩm riêng phần SMER 0,96 kg/kWh, giúp giảm chi phí sản xuất.
• Đề xuất áp dụng công nghệ sấy bơm nhiệt trong sản xuất thực phẩm chức năng, trà túi lọc và dược liệu, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các loại thảo dược khác.

Tiếp theo, cần triển khai ứng dụng thực tế tại các cơ sở sản xuất, đào tạo nhân lực vận hành và nghiên cứu mở rộng để nâng cao giá trị sản phẩm. Độc giả và doanh nghiệp quan tâm có thể liên hệ với Bộ môn Nhiệt – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh để được hỗ trợ và hợp tác nghiên cứu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG HỮU SANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH SẤY BƠM NHIỆT ĐỂ SẤY CÂY DẤP CÁ NGÀNH:KỸ THUẬT NHIỆT – 1621006 SKC006266 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢƠNG HỮU SANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH SẤY BƠM NHIỆT ĐỂ SẤY CÂY DẤP CÁ NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT – 1621006 Hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ MINH NHỰT Tp Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2019 Luan van i Luan van ii Luan van iii Luan van iv Luan van v Luan van vi Luan van vii Luan van viii Luan van ix Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên: Trƣơng Hữu Sang Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/06/1981 Nơi sinh: TP HCM Nguyên quán: Vĩnh Long Dân tộc: Kinh Chỗ ở hiện nay: 14A Thống Nhất, Bình Thọ, Thủ Đức, TP HCM Điện thoại: 0908.

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: chính quy Thời gian đào tạo: 2000 đến 2002 Nơi học: Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ Điện Lạnh. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 9/2006 đến 10/2010 Nơi học: Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật Nhiệt – Điện Lạnh. Tên đồ án, luận văn hoặc môn thi tốt nghiệp: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy sản xuất đá viên.

Cao học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 05/2016 đến 05/2019 Nơi học: Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Ngành học: Kỹ thuật Nhiệt. i Luan van Tên luận văn : Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy cây dấp cá. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 27/05/2019, phòng A3-301 Đ.H Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: TS.

Lê Minh Nhựt 4. Trình độ ngoại ngữ: Anh Văn, Chứng chỉ B1 5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: - Bằng kỹ sƣ Kỹ Thuật Nhiêt – Điện Lạnh. Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh cấp ngày 20/10/2011 - Số hiệu bằng: 021608 Số vào sổ cấp bằng: 22.

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trƣờng Cao Đẳng Nghề Thành Phố 11/2011 - Nay Giảng viên Hồ Chí Minh ii Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 04 năm 2019 Trƣơng Hữu Sang iii Luan van LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến Quý thầy, cô đã giảng dạy trong thời gian tôi học tập, nghiên cứu tại trƣờng. Đặc biệt tôi cảm ơn thầy TS. Lê Minh Nhựt đã trực tiếp, tận tâm hƣớng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi xin cảm ơn đến Khoa Cơ khí Động Lực, Phòng Đào Tạo Sau Đại Học, Ban Giám Hiệu – Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị trong quá trình chế tạo và thực nghiệm đề tài. Đồng thời tôi cảm ơn Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trƣờng Đại Học Nông Lâm TPHCM đã hỗ trợ việc phân tích mẫu sấy. Cuối cùng xin cảm ơn đồng nghiệp và gia đình đã hỗ trợ, giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn. Xin trân trọng biết ơn.

Thủ Đức, ngày 23 tháng 04 năm 2019 Trƣơng Hữu Sang iv Luan van TÓM TẮT Luận văn này trình bày quá trình và kết quả nghiên cứu thực nghiệm sấy lá dấp cá theo nguyên lý sấy bơm nhiệt. Mô hình máy sấy bơm nhiệt có năng suất 5 kg nguyên liệu/mẻ. Kích thƣớc buồng sấy: 650 x 805 x 840 mm, có 10 khay sấy. Công suất máy nén 750 W, công suất quạt buồng sấy 350 W đƣợc sử dụng trong quá trình thực nghiệm.

Mô hình máy sấy này đƣợc chế tạo tại Bộ môn Nhiệt – Khoa Cơ Khí Động Lực – Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Quá trình thực nghiệm đƣợc tiến hành trên mô hình máy sấy HPD này đã tìm ra đƣợc chế độ sấy phù hợp cho lá dấp cá nhƣ sau: nhiệt độ tác nhân sấy : 45 0C, vận tốc TNS: 1,6m/s, 1,9 m/s thời gian sấy 8 giờ, độ ẩm w2: 6 %. Khi tiến hành sấy ở chế độ này sản phẩm sấy có màu xanh gần giống lá tƣơi nhất, lá dấp cá ít biến dạng. Hàm lƣợng flavonoid trong lá dấp cá sau khi sấy (5,6%) cao hơn dấp cá sấy lạnh trên thị trƣờng.

Không phát hiện E.Coli trong mẫu sản phẩm sấy, đạt quy chuẩn quốc gia đối với ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm của Bộ Y Tế. Điện năng tiêu thụ : 5,37 kWh/kg sản phẩm sấy, tốc độ tách ẩm riêng phần (SMER) : 0,96 kg/kWh. Kết quả trên cho thấy máy sấy này làm việc ổn định, cho ra sản phẩm lá dấp cá sấy đạt yêu cầu đặt ra. Sản phẩm sấy có thể sử dụng nhƣ thực phẩm chức năng, làm nguyên liệu của trà túi lọc, thảo dƣợc.

Giá thành ƣớc tính của dấp cá sấy có thể cạnh tranh đƣợc với các sản phẩm hiện lƣu hành trên thị trƣờng. 1 Luan van ABSTRACT This thesis presents the experimental results of Houttuynia-drying Cordata by heat pump dryer (HPD). The capacity of HPD is 5 kg, the dimension of drying chamber is: 650 x 805 x 840 mm, there are 10 drying trays in the chamber. The capacity of compressor is 710W and chamber fan is 350W, this HPD was designed and installed in the campus of Ho Chi Minh City University of Technology and Education.

The experimental results showed that a suitable drying mode for Houttuynia Cordata is: temperature chamber at 45 0C, velocity: 1.9 m/s, the final moiture content w2: 6%, drying time: 8 hours. When drying in this mode, the color of Houttuynia Cordata - dryed is green, less distorted. It also content more flavonoid than the other products (5.Coli bacteria do not appear.37 kWh/kg product, specific moisture extraction rate (SMER): 0.96 kg/kWh, The above results showed that the HPD works stably, Houttuynia Cordata-dryed is satisfactory, and this HPD system with its drying mode can be applied to production. 2 Luan van MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC.

i LỜI CAM ĐOAN. iii LỜI CẢM ƠN. 3 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 8 DANH MỤC BẢNG.

9 DANH MỤC HÌNH ẢNH. 10 Chƣơng 1: TỔNG QUAN .1 Tính cấp thiết của đề tài. Tổng quan cây dấp cá. Thành phần hóa học.

Tính vị và tác dụng. Các nghiên cứu trong nƣớc liên quan. Các nghiên cứu ngoài nƣớc lên quan. Tổng kết các nghiên cứu.

Các chế phẩm có chứa dấp cá trên thị trƣờng. Mục đích của đề tài. Phƣơng pháp nghiên cứu. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu.

Nội dung nghiên cứu. 20 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Tổng quan kỹ thuật sấy. Phƣơng pháp sấy truyền thống.

Phƣơng pháp sấy hiện đại. Nguyên lý mô hình sấy bơm nhiệt:. Các thiết bị cơ bản của HTS bơm nhiệt. Môi chất lạnh.

TBNT và TBBH :. Các chỉ số về hiệu quả sử dụng năng lƣợng:. 25 - Chỉ số COP hệ thống:. 25 - Chỉ số SMER (kg/kWh) :.

25 - Tốc độ tách ẩm (g/h):. 25 - Điện năng riêng (kg /kWh) :. 25 Chƣơng 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO. Các số liệu ban đầu để tính toán thiết kế.

Kích thƣớc buồng sấy. Tính toán lƣợng TNS lý thuyết :. Đồ thị đồ thị không khí ẩm i-d:. Thông số điểm nút TNS quá trình sấy lý thuyết:.

Tính toán nhiệt quá trình sấy lý thuyết:. Tính cho quá trình sấy thực:. Thông số làm việc của chu trình lạnh:. Nhiệt độ ngƣng tụ tk :.

Nhiệt độ bay hơi to:. Tính cấp nén của chu trình lạnh:. Chu trình làm việc:. Tính toán chu trình lạnh 1 cấp:.

Tính chọn công suất máy nén:. Tính trở lực TNS để chọn quạt :. Chọn thiết bị ngƣng tụ trong buồng sấy và TBNT phụ:. Chọn thiết bị bay hơi:.

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY BƠM NHIỆT. CÁC BẢN VẼ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG:. Mạch điện điều khiển:. 53 Chƣơng 4: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM.

Quy trình sấy lá dấp cá. Phƣơng pháp xác định độ ẩm, nhiệt độ, vận tốc TNS. Các thiết bị dùng trong thí nghiệm:. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng flavonoid .Coli của lá dấp cá sau khi sấy.

Một số hình ảnh quá trình sấy lá dấp cá:. 58 Chƣơng 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Chế độ sấy nhiệt độ 37. Chế độ sấy nhiệt độ 40 0C.

Chế độ sấy nhiệt độ 42. Chế độ sấy nhiệt độ 45 0C. Chế độ sấy nhiệt độ 47. Chế độ sấy nhiệt độ 50 0C.

Biểu đồ chỉ số tách ẩm riêng phần SMER: .9 Hàm lƣợng flavonoid trong cá mẫu sấy dấp cá. Giới hạn ô nhiễm vi sinh vật cho rau quả và sản phẩm rau quả. Các chỉ số sử dụng hiệu quả năng lƣợng. 77 - Chi phí điện năng cho 1 kg sản phẩm (kg/kWh).

77 - Tốc độ tách ẩm:. Ƣớc tính hiệu quả kinh tế trong sản xuất. 78 Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

81 PHỤ LỤC 1 QUÁ TRÌNH GIẢM ẨM CỦA VẬT LIỆU SẤY. 84 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI. 98 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM HÀM LƢỢNG FLAVONOID. 101 6 Luan van PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM NHIỂM KHUẨN E.

101 PHỤ LỤC 5: TIÊU CHUẪN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM. 101 7 Luan van CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị v Thể tích m3 G Khối lƣợng kg Độ ẩm % 0 t Nhiệt độ C d Độ chứa hơi kg ẩm/kg kkk h Ethalpy kJ/kg λ Hệ số dẫn nhiệt W/m.K δ Bề dày m α Hệ số tỏa nhiệt W/m2.K v Vận tốc TNS m/s cp Nhiệt dung riêng kJ/kg.K k Hệ số truyền nhiệt W/m2.K SMER Tốc độ tách ẩm riêng Kg/kWh TNS Tác nhân sấy VLS Vật liệu sấy TBNT Thiết bị ngƣng tụ TBBH Thiết bị bay hơi HPD Máy sấy bơm nhiệt KPH Không phát hiện 8 Luan van DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Thành phần hóa học cấy dấp cá. Kích thƣớc buồng sấy .