• Không có kết quả nào được tìm thấy

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẤY PHẤN HOA Ở VIỆT ... - Thạc sĩ

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2023

Chia sẻ "NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẤY PHẤN HOA Ở VIỆT ... - Thạc sĩ"

Copied!
247
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Văn bản

Trước hết tôi xin cảm ơn Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã chấp nhận và tạo điều kiện để tôi hoàn thành chương trình Tiến sĩ. Tôi đặc biệt xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn PGS. Tiến sĩ Nguyễn Hay và GS. Tiến sĩ Trần Văn Phú đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Đặt vấn đề

Vì vậy, phấn hoa Việt Nam vẫn chưa thể xuất khẩu thường xuyên như các loại sản phẩm từ ong khác mà chủ yếu được sử dụng cho thị trường nội địa hoặc để nuôi ong. Để đáp ứng yêu cầu đề ra, chúng tôi đề xuất đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật sấy phấn hoa ở Việt Nam”.

Mục tiêu của đề tài

Vì những lý do và nghiên cứu nêu trên, được biết hiện nay ở Việt Nam chưa có công trình nào nghiên cứu bản chất của quá trình truyền nhiệt phấn hoa trong quá trình sấy để đưa ra mô hình TBS hợp lý trong thực tiễn sản xuất ở Việt Nam. Vì vậy, với mong muốn giới thiệu những công nghệ, thiết bị sấy phấn hoa phù hợp vượt qua phương pháp thủ công, đảm bảo chất lượng quý giá và nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc khai thác, chế biến và bảo quản phấn hoa.

Giá trị khoa học, thực tiễn và điểm mới của đề tài

Giá trị khoa học

Giá trị thực tiễn

Điểm mới của đề tài

TỔNG QUAN

Tổng quan về phấn hoa

  • Khái niệm về phấn hoa
  • Thành phần hóa học và công dụng của phấn hoa
    • Thành phần hóa học
    • Công dụng của phấn hoa
  • Khai thác – xử lý và bảo quản phấn hoa
    • Khai thác phấn hoa
    • Xử lý và bảo quản phấn hoa
  • Tiêu chuẩn chất lượng phấn hoa

Theo y học cổ truyền, việc dùng phấn hoa để bồi bổ cơ thể, chữa bệnh đã có từ lâu đời. Để đánh giá chất lượng phấn hoa, người ta xác định hàm lượng axit amin, vitamin hoặc các chất có hoạt tính chống oxy hóa trong thành phần phấn hoa.

Bảng 1.1. Thành phần phấn hoa
Bảng 1.1. Thành phần phấn hoa

Tình hình nghiên cứu sấy phấn hoa trong và ngoài nước

  • Tình hình nghiên cứu sấy phấn hoa ngoài nước
  • Tình hình nghiên cứu sấy phấn hoa ở Việt Nam

Lê Anh Đức và cộng sự (2011) nghiên cứu sấy phấn hoa bằng vi sóng trong môi trường chân không. Năm 2013, Nguyễn Hữu Quyền cũng nghiên cứu sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy bơm nhiệt băng tải.

Hình 1.7. Sấy phấn hoa bằng năng lượng mặt trời
Hình 1.7. Sấy phấn hoa bằng năng lượng mặt trời

Đánh giá lựa chọn phương pháp và thiết bị sấy phấn hoa

  • Đánh giá phương pháp và thiết bị sấy phấn hoa
    • Phương pháp sấy nóng
    • Phương pháp sấy lạnh
  • Phân tích lựa chọn phương pháp và thiết bị sấy
    • Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phấn hoa trong quá trình sấy
    • Phân tích cơ chế sấy
    • Lựa chọn phương pháp và thiết bị sấy
  • Sơ đồ và nguyên lý làm việc của TBS đề xuất
    • Sơ đồ và nguyên lý của TBS đề xuất
    • Nguyên lý làm việc của TBS đề xuất
    • Hiệu quả sử dụng năng lượng ở TBS bằng bơm nhiệt

Bởi phấn hoa là loại vật liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và thời gian khô. Chen và cộng sự (2002), đã sử dụng máy sấy bơm nhiệt để làm khô tế bào thông và phấn hoa.

Bảng 1.3. Hàm lượng vitamin C và hàm lượng Carotene trong phấn hoa  Trạng thái phấn hoa  Hàm lượng Vitamin C
Bảng 1.3. Hàm lượng vitamin C và hàm lượng Carotene trong phấn hoa Trạng thái phấn hoa Hàm lượng Vitamin C

Tổng quan về phương pháp xác định các thông số nhiệt vật lý của vật liệu ẩm26

  • Phương pháp ổn định
  • Phương pháp không ổn định
  • Phương pháp xác định hệ số khuếch tán nhiệt
    • Phương pháp xác định gián tiếp
    • Phương pháp xác định trực tiếp
  • Phương pháp xác định nhiệt dung riêng
    • Phương pháp hỗn hợp
    • Phương pháp so sánh
    • Phương pháp tấm chắn
  • Nhận xét

Cơ sở của phương pháp này được xây dựng dựa trên bài toán dẫn nhiệt không ổn định. Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là bài toán một chiều dẫn nhiệt không ổn định.

Kết luận chương I

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu bản chất lý thuyết của quá trình truyền nhiệt, ẩm của VLA và từ đó đề xuất phương pháp mới xác định các thông số nhiệt vật lý của VLA. Xác minh lý thuyết bằng thực nghiệm và xác định các tính chất nhiệt lý của phấn hoa.

Hình 2.1. Quy trình nghiên cứu của luận án  Khảo sát và thu nhập thông tin đối tượng nghiên cứu
Hình 2.1. Quy trình nghiên cứu của luận án Khảo sát và thu nhập thông tin đối tượng nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

  • Phương pháp xác định hệ số truyền ẩm và hệ số khuếch tán ẩm của phấn
  • Phương pháp tương tự để xác định thời gian sấy phấn hoa
  • Phương pháp tính toán thiết kế

Phương pháp xác định hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt dung riêng của phấn hoa. Phương pháp xác định hệ số truyền ẩm và hệ số khuếch tán ẩm của phấn hoa.

Bảng 2.1. Các mô hình xác định thời gian sấy lớp mỏng
Bảng 2.1. Các mô hình xác định thời gian sấy lớp mỏng

Phương pháp thực nghiệm xác định thông số nhiệt vật lý của phấn hoa

  • Vật liệu thí nghiệm
  • Thực nghiệm xác định khối lượng riêng và độ ẩm của phấn hoa
    • Phương pháp thực nghiệm
    • Thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo đạc
    • Phương pháp đo đạc thực nghiệm
  • Thực nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt, khuếch tán nhiệt, nhiệt dung riêng
    • Phương pháp thực hiện
    • Thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo đạc
    • Phương pháp đo đạc thực nghiệm
  • Thực nghiệm xác định hệ số dẫn ẩm h m , khuếch tán ẩm a m của phấn hoa
    • Phương pháp thực nghiệm
    • Thiết bị thực nghiệm

Thiết bị thí nghiệm xác định độ dẫn ẩm và hệ số khuếch tán ẩm được trình bày trên hình 2.3. Thiết bị thí nghiệm xác định độ dẫn ẩm và hệ số khuếch tán độ ẩm của phấn hoa.

Hình 2.2. Thiết bị thí nghiệm xác định hệ  số dẫn ẩm và khuếch tán ẩm phấn hoa
Hình 2.2. Thiết bị thí nghiệm xác định hệ số dẫn ẩm và khuếch tán ẩm phấn hoa

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế độ sấy

  • Phương pháp qui hoạch thực nghiệm
    • Xác định các thông số nghiên cứu
    • Lập ma trận thực nghiệm
    • Thực nghiệm tiếp nhận thông tin
    • Xây dựng mô hình hồi qui thực nghiệm
    • Vẽ đồ thị và nhận dạng đồ thị
  • Phương pháp tối ưu hóa
  • Thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo đạc
  • Phương pháp đo đạc thực nghiệm
  • Phương pháp đánh giá chất lượng phấn hoa

Thông số đầu vào là yếu tố ảnh hưởng đến mục tiêu nghiên cứu. Theo thiết kế thực nghiệm, các thông số đầu vào phải thực sự ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu. Khoảng thời gian sẽ được xác định theo các khảo nghiệm thăm dò trong các khảo nghiệm đơn nguyên tố.

Hình 2.3. Thiết bị sấy bơm nhiệt làm thực nghiệm
Hình 2.3. Thiết bị sấy bơm nhiệt làm thực nghiệm

Kết luận chương 2

Đề xuất thuật toán xác định thực nghiệm đồng thời hệ số dẫn ẩm hm và hệ số khuếch tán ẩm am của phấn hoa làm cơ sở tính toán, xác định thời gian sấy lý thuyết bằng phương pháp tương tự. Xác định các phương pháp thí nghiệm xác định các thông số nhiệt vật lý cơ bản của phấn hoa như: mật độ ρv, hệ số dẫn nhiệt λ, độ khuếch tán nhiệt a, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn ẩm hm, độ khuếch tán ẩm am làm cơ sở tính toán, thiết kế mô hình thí nghiệm. Xác định phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xây dựng chế độ sấy thích hợp.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Xây dựng phương pháp mới xác định đồng thời hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch

  • Mô hình vật lý
  • Mô hình toán học
  • Giải bài toán dẫn nhiệt với điều kiện loại 2 đối xứng
  • Nhiệt độ trên bề mặt vật liệu (X = 1) tại thời điểm    n
  • Nhiệt độ trung bình tích phân trong tấm phẳng tại thời điểm    n
  • Các công thức xác định hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt
  • Nhận xét
  • Thiết kế thiết bị thực nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán

1 trong việc đề xuất phương pháp mới để xác định đồng thời hai hệ số dẫn nhiệt và hệ số khuếch tán nhiệt. Công thức xác định hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt dung riêng. Thiết bị thí nghiệm đo đồng thời độ dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm.

Hình 3.1. Phân bố nhiệt độ trong nửa tấm phẳng ở các thời điểm     n
Hình 3.1. Phân bố nhiệt độ trong nửa tấm phẳng ở các thời điểm    n
  • Cơ sở lý thuyết phương pháp xác định hệ số truyền ẩm và hệ số khuếch tán
  • Thuật toán xác định đồng thời hai hệ số khuếch tán ẩm và hệ số truyền ẩm

Thuật toán xác định đồng thời hai hệ số khuếch tán hơi ẩm và hệ số truyền ẩm. Sơ đồ thuật toán xác định đồng thời hai hệ số khuếch tán am và hệ số truyền ẩm hm. Kết quả thí nghiệm xác định được hệ số khuếch tán ẩm am và hệ số truyền ẩm hm.

Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán xác định đồng thời hai hệ số  khuếch tán ẩm a m  và hệ số truyền ẩm h m
Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán xác định đồng thời hai hệ số khuếch tán ẩm a m và hệ số truyền ẩm h m

Phương pháp tương tự xác định thời gian sấy

  • Quan hệ giữa độ ẩm tương đối và độ chứa ẩm
  • Tính đồng dạng của mô hình toán học của quá trình dẫn nhiệt và khuếch tán
  • Phương pháp tương tự xác định thời gian sấy

Fom và Bim đối với phấn hoa để xác định thời gian sấy không thứ nguyên Fom và tìm thời gian sấy τ. Sau đây là sơ đồ thuật toán xác định thời gian sấy lý thuyết thể hiện trên hình 3.6. Phần tiếp theo chúng tôi sẽ trình bày chi tiết kết quả áp dụng phương pháp này để xác định thời gian sấy trong các thiết bị sấy do chúng tôi thiết kế và chế tạo.

Kết quả thực nghiệm xác định khối lượng riêng ρ v của phấn hoa

Từ số liệu thực nghiệm thu được, với sự trợ giúp của phần mềm chuyên dụng Startgraphic Vers 7.0, chúng tôi thực hiện phân tích phương sai và phân tích hồi quy. Hình 3.7 thể hiện sự phụ thuộc của độ ẩm và đường kính hạt phấn vào mật độ phấn hoa. Qua đồ thị mô tả sự phụ thuộc của 2 yếu tố này vào mật độ phấn hoa ρv, ta thấy độ ẩm ω và đường kính d có ảnh hưởng đến mật độ phấn hoa.

Bảng 3.1. Số liệu thực nghiệm xác định khối lượng riêng ρ v    Số thứ tự
Bảng 3.1. Số liệu thực nghiệm xác định khối lượng riêng ρ v Số thứ tự

Thực nghiệm kiểm tra sai số của phương pháp và thiết bị thí nghiệm

  • Hệ số dẫn nhiệt
  • Hệ số khuếch tán nhiệt
  • Nhiệt dung riêng

Vì vậy, chúng tôi sẽ tiếp tục sử dụng phương pháp và thiết bị này để tiến hành thí nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt và hệ số khuếch tán nhiệt của phấn hoa. Xác định bằng thực nghiệm hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt dung riêng của phấn hoa. Giá trị thực nghiệm ở dạng thực của hệ số dẫn nhiệt và hệ số khuếch tán nhiệt của phấn hoa.

Bảng 3.2. Hệ số dẫn nhiệt và hệ số khuếch tán nhiệt của gạo  Độ ẩm ω = 12%, t = 29  o C
Bảng 3.2. Hệ số dẫn nhiệt và hệ số khuếch tán nhiệt của gạo Độ ẩm ω = 12%, t = 29 o C

Thực nghiệm xác định hệ số khuếch tán ẩm, hệ số truyền ẩm phấn hoa

  • Hệ số truyền ẩm h m
  • Hệ số khuếch tán ẩm a m

Thí nghiệm xác định hệ số khuếch tán ẩm, hệ số truyền ẩm của phấn hoa Xác định hệ số dẫn ẩm, hệ số khuếch tán ẩm của phấn hoa. Giá trị thực nghiệm dạng thực của hệ số khuếch tán ẩm am, hệ số truyền ẩm phấn hoa hm. Tương tự, từ số liệu thực nghiệm thu được, sử dụng phần mềm chuyên dụng Startgraphic Vers 7.0, chúng tôi thực hiện phân tích phương sai và phân tích hồi quy.

Bảng 3.4. Giá trị thực nghiệm ở dạng thực hệ số khuếch tán ẩm a m , hệ số  truyền ẩm h m  phấn hoa
Bảng 3.4. Giá trị thực nghiệm ở dạng thực hệ số khuếch tán ẩm a m , hệ số truyền ẩm h m phấn hoa

Thực nghiệm đánh giá sai số giữa thời gian sấy lý thuyết và thực tế

  • Xác định thời gian sấy lý thuyết
  • Thực nghiệm xác định thời gian sấy thực tế
  • Đánh giá sai số giữa thời gian sấy lý thuyết và thực tế
  • Nhận xét

Để kiểm tra thời gian sấy lý thuyết như đã tính toán ở trên so với thời gian sấy thực tế. Kết quả thực nghiệm xác định thời gian sấy phấn hoa bằng bơm nhiệt TBS. Kết quả sai số giữa thời gian sấy lý thuyết và thời gian sấy thực tế được trình bày ở bảng 3.6.

Bảng 3.5. Kết quả thực nghiệm xác định thời gian sấy phấn hoa   bằng TBS bơm nhiệt
Bảng 3.5. Kết quả thực nghiệm xác định thời gian sấy phấn hoa bằng TBS bơm nhiệt

Thực nghiệm xác định chế độ sấy thích hợp

Sai sót trong phương pháp xác định hệ số dẫn ẩm và hệ số khuếch tán ẩm. Sai sót trong chế tạo thiết bị thí nghiệm xác định hệ số dẫn ẩm và hệ số khuếch tán ẩm. Qua đây chúng tôi một lần nữa gián tiếp chứng minh rằng phương pháp xác định đồng thời các hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt, hệ số dẫn ẩm và hệ số khuếch tán ẩm do chúng tôi đề xuất là đáng tin cậy và đáng tin cậy. được xác định là có thể chấp nhận được.

Qui hoạch thực nghiệm sấy phấn hoa bằng TBS bơm nhiệt có cào đảo trộn

  • Thực nghiệm đơn yếu tố
  • Thực nghiệm đa yếu tố
    • Phát biểu bài toán hộp đen
    • Xác định vùng nghiên cứu
    • Kế hoạch thực nghiệm bậc I
    • Kế hoạch thực nghiệm bậc II
  • Xác định các thông số và chỉ tiêu thích hợp cho TBS phấn hoa bằng bơm

Chi phí điện năng cụ thể Ar: Dựa trên kết quả thực nghiệm, thực hiện phân tích phương sai như phụ lục (6.2 6.3). Dựa trên kết quả thực nghiệm, tiến hành phân tích phương sai ở dạng mã hóa thứ nhất với mô hình ở dạng đa thức đầy đủ bậc II (Phụ lục 7.3). Dựa trên kết quả thực nghiệm, tiến hành phân tích phương sai ở dạng mã hóa thứ nhất với mô hình ở dạng đa thức bậc hai đầy đủ (Phụ lục 7.11).

Hình 3.8. Hộp đen mô tả quá trình nghiên cứu   Trong đó:
Hình 3.8. Hộp đen mô tả quá trình nghiên cứu Trong đó:

Thực nghiệm xây dựng đường cong sấy ở chế độ thích hợp

Từ kết quả thực nghiệm, sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu và phần mềm Microsoft Excel 2013 để phân tích, chúng ta có thể xây dựng được đường cong sấy thực tế và phương trình dự đoán độ ẩm hao hụt ω (%) theo thời gian τ( s ) dựa trên xác định thời gian sấy của Newton, Wang. người mẫu và Singh, Henderson và Pabis. Qua biểu đồ chúng ta có thể thấy đường cong thể hiện sự phân bổ độ ẩm trung bình của phấn hoa theo thời gian có hình dạng tương tự như đường cong sấy khô trong các nghiên cứu trước đây.

Hình 3.12. Đường cong sấy
Hình 3.12. Đường cong sấy

Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế trong sản xuất

  • Chiết tính giá thành – thành phẩm 1 kg phấn hoa
  • Tính toán lãi và thời gian hoàn vốn trong sản xuất

Phụ lục 1.2.3: Kết quả hệ số hồi quy hàm ρv của hạt phấn. Phụ lục 2.2: Kết quả xử lý thực nghiệm xác định các thông số vật lý và nhiệt của phấn hoa. Phụ lục 2.2.3: Kết quả hệ số hồi quy hàm λ của hạt phấn.

Phụ lục 2.2.7: Kết quả hệ số hồi quy hàm a của hạt phấn. Phụ lục 3.2.4: Kết quả hệ số hồi quy hàm hm của hạt phấn.

Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý bơm nhiệt

Hình ảnh

Hình 1.1. Sản phẩm phấn hoa  Hình 1.2. Phấn hoa tươi  1.1.2. Thành phần hóa học và công dụng của phấn hoa
Hình 1.3. Thu hoạch phấn hoa  1.1.3.2. Xử lý và bảo quản phấn hoa
Hình 1.4. Phơi nắng  Hình 1.5. Sấy bằng thiết bị
Hình 1.6. Sơ đồ quy trình khai thác - xử lý và bảo quản phấn hoa  1.1.4. Tiêu chuẩn chất lượng phấn hoa
+7

Tài liệu tham khảo

Tài liệu liên quan

a) Dẫn nhiệt: xảy ra trong chất rắn, chất lỏng, chất khí nhưng chất rắn là chủ yếu. - Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang