Xác định các thông số nghiên cứu

a. Xác định thông số đầu ra (hàm mục tiêu)

Các thông số đầu ra là các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của đối tượng nghiên cứu. Các thông số đầu ra của TBS nghiên cứu bao gồm: chi phí điện năng riêng (kWh/kg), tỷ lệ thu hồi sản phẩm (%), độ ẩm sản phẩm (%), phần trăm hàm lượng Vitamin C (%), phần trăm hàm lượng Vitamin E (%), phần trăm hàm lượng Protein, lipid và màu sắc, mùi vị, …

Chi phí điện năng riêng Ar (kWh/kg) là tiêu hao điện năng trên 1 kg sản phẩm trong một giờ trên thiết bị sấy và chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế của TBS.

Tỉ lệ thu hồi sản phẩm M (%) là tỉ lê khối lượng phấn hoa thu được trên thực tế trên khối lượng phấn hoa thu được theo lý thuyết. Tương tự như chi phí điện năng riêng chỉ tiêu này đánh giá hiệu quả kinh tế của TBS.

Phần trăm hàm lượng Vitamin C (%), Vitamin E (%), Protein Pr (%), lipid là phần trăm hàm lượng còn lại sau quá trình sấy, là các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của phấn hoa. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Johanna Barajas và các cộng sự (2009). Hàm lượng protein, lipid không ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy. Vitamin là thành phần nhạy cảm với nhiệt độ, khi nhiệt độ sấy càng cao tổn thất vitamin càng nhiều trong đó vitamin C có tổn thất cao nhất so với các loại vitamin khác.

Với các phân tích trên, để đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật của thiết bị sấy phù hợp nghiên cứu ở Việt Nam. Chúng tôi chọn các mục tiêu để đưa vào mô hình nghiên cứu như sau:

- Chi phí điện năng riêng (kWh/kg), được mã hóa Y1.

- Phần trăm hàm lượng Vitamin C (%), được mã hóa Y2. - Tỉ lệ thu hồi sản phẩm M (%), được mã hóa Y3.

b. Xác định thông số đầu vào

Thông số đầu vào là các yếu tố ảnh hưởng lên chỉ tiêu nghiên cứu. Chọn thông số đầu vào và và giá trị vùng nghiên cứu của đầu vào có thể dựa trên cơ sở kế thừa các kết quả các công trình nghiên cứu trước, kết quả nghiên cứu lý thuyết hoặc tiến hành thí nghiệm thăm dò.

Chi phí điện năng riêng, hàm lượng vitamin C, tỉ lệ thu hồi sản phẩm là các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật quan trọng của một thiết bị sấy. Các yếu tố ành hưởng đến các chỉ tiêu trên gồm: vận tốc tác nhân sấy, độ dày lớp vật liệu sấy, kích thước của hạt, nhiệt độ của tác nhân sấy, độ ẩm của vật liệu sấy, độ ẩm của tác nhân sấy, chu kỳ đảo trộn.

 Nhiệt độ của của tác nhân sấy t (^oC).

Nhiệt độ của TNS trong thiết bị sấy này vừa đóng vai trò là gia nhiệt cho VLS và làm thay đổi độ ẩm tương đối của TNS để tạo ra động lực sấy. Nhiệt độ sấy càng cao thì quá trình sấy càng nhanh. Tuy nhiên khi nhiệt độ sấy càng cao thì chất lượng của phấn hoa càng giảm. Do đó nhiệt độ của TNS là thông số ảnh hưởng nhiều đến thời gian sấy và chất lượng sản phẩm sấy.

 Vận tốc tác nhân sấy v (m/s).

Vận tốc tác nhân TNS là yếu tố đặc trưng cho khả năng trao đổi nhiệt, ẩm giữa VLS và TNS. Do đó tốc độ của TNS ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc cũng như hiệu quả của TBS, nhất là thời gian sấy.

 Độ ẩm tương đối của của tác nhân sấy φ (%).

Độ ẩm tương đối của của tác nhân sấy là thông số ảnh hưởng đến thời gian sấy. Khi độ ẩm tương đối của TNS càng nhỏ thì khả năng nhận ẩm càng cao và động lực sấy càng lớn. Tuy nhiên thông số này là khó điều chỉnh, luôn có xu hướng giảm trong quá trình sấy do phụ thuộc độ ẩm VLS.

 Độ ẩm tương đối của vật liệu sấy ω (%).

Độ ẩm của vật liệu là thông số ảnh hưởng đến chi phí sấy. Qua khảo sát cho

thấy, độ ẩm của phấn hoa ban đầu tương đối ổn định ω1 ≈ 30% (kg/kgvla). Vì vậy, ta xem độ ẩm của phấn hoa là cố định khi đưa vào nghiên cứu.

 Chu kỳ đảo trộn (min).

Chu kỳ đảo trộn là khoảng thời gian để hiện cào đảo trộn vật liệu. Nó là thông số tác động sự tiếp xúc giữa TNS và bề mặt VLS hay nói cách khác liên quan đến khả năng thoát ẩm của VLS và làm thay đổi thời gian sấy. Tuy nhiên, do tính chất của phấn hoa nên khi đảo trộn do tác động cơ học làm vụn vỡ làm ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi sản phẩm.

 Chiều dày lớp phấn hoa (mm).

Chiều dày lớp phấn hoa ảnh hưởng đến khả năng thoát ẩm của lớp vật liệu trong quá trình sấy. Lớp vật liệu càng mỏng thì thời gian sấy càng nhanh, nhưng nếu mỏng quá thì lại ảnh hưởng đến năng suất của thiết bị.

 Kích thước hạt phấn hoa (mm).

Tương tự như chiều dày lớp phấn hoa, kích thước hạt VLS cũng ảnh hưởng đến khả năng thoát ẩm của lớp vật liệu trong quá trình sấy. Nhưng do đặc thù hình học của phấn hoa là không đồng đều nên yếu tố này không thể điều khiển được.

Theo qui hoạch thực nghiệm, thông số đầu vào phải thực sự ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu. Do có nhiều thông số ảnh hưởng đến chỉ tiêu nghiên cứu. Vì vậy trong quá trình nghiên cứu để giảm số lượng thí nghiệm mà vẫn đảm bảo độ chính xác của thí nghiệm sẽ loại bỏ một số thông số mà mức độ ảnh hưởng của chúng quá ít hoặc không thể điều khiển được.

Sau khi loại bỏ các yếu tố ngẫu nhiên không thể điều khiển được hoặc các yếu tố ảnh hưởng quá nhỏ không thể đưa vào nghiên cứu được. Các thông số đầu vào cần đưa vào mô hình nghiên cứu thực nghiệm còn lại như sau:

Các thông số đầu vào nghiên cứu:

- Nhiệt độ tác nhân sấy t (^oC), được mã hóa X1. - Vận tốc của tác nhân sấy v (m/s), được mã hóa X2. - Chu kỳ đảo trộn tg (min), được mã hóa X3.

Qua tham khảo, kế thừa một số nghiên cứu đi trước như Adnan Midilli cùng

ctv (2000), Maria G.R. Campos và ctv (2008), Johanna Barajas cùng ctv (2009), chọn nhiệt độ tác nhân sấy: t = 35  45 ^oC.

Theo Adnan Midilli cùng ctv (2000), Maria G.R. Campos và ctv (2008), Johanna Barajas cùng cộng sự (2009), chọn vận tốc tác nhân sấy: v = 0,6  1,4 m/s.

Chu kỳ sẽ được xác định theo thí nghiệm thăm dò ở thực nghiệm đơn yếu tố.