Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, thực nghiệm mô hình sấy bơm nhiệt để sấy lá dấp cá

TỔNG QUAN

Tính cấp thiết của đề tài

Theo báo cáo năm 2018, sản lượng cây hoa màu của Việt Nam đạt trên 144,6 nghìn tấn, trong đó rau đạt hơn 67,8 nghìn tấn Rau củ quả không chỉ được tiêu thụ dưới dạng thực phẩm tươi sống mà còn được chế biến thành các sản phẩm như sấy khô, sấy dẻo và gia vị Rau sấy khô trở thành gia vị phổ biến trong các thực phẩm chế biến sẵn như phở, miến, bún, cháo và mì ăn liền tại Việt Nam.

Cây dấp cá, một loại rau dược liệu phổ biến, được trồng nhiều ở các vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, Nam Trung Bộ và Tây Nam Bộ Với đặc điểm lá màu xanh lục hình tim và mùi tanh đặc trưng khi vò, cây dấp cá có thân màu tím đỏ Phần lá chứa nhiều dưỡng chất như flavonoid, protid, glucid, cellulose, vitamin C và tinh dầu Loại rau này rất được ưa chuộng trên thị trường, có thể sử dụng tươi, sấy khô hoặc chế biến thành bột.

Hiện nay, có một số sản phẩm chế biến từ cây dấp cá như đã có mặt trên thị trường Việt Nam nhƣ:

- Là thành phần của trà túi lọc dấp cá, khổ qua

- Các viên uống thực thực phẩm chức năng tăng cường sức đề kháng

Máy sấy cây thảo dược như dấp cá hiện nay chủ yếu sử dụng công nghệ sấy bằng không khí nóng đối lưu cưỡng bức, giúp giảm chi phí năng lượng Tuy nhiên, quá trình sấy này thường dẫn đến tổn thất lớn về thành phần dinh dưỡng, làm giảm chất lượng sản phẩm và đôi khi còn ảnh hưởng đến giá trị sử dụng của chúng.

Nghiên cứu này đã thực nghiệm các chế độ sấy dấp cá trên hệ thống máy sấy bơm nhiệt nhằm tìm ra phương pháp tối ưu, nâng cao chất lượng sản phẩm với hàm lượng flavonoid đạt ≥ 4,65% (w/w) Mục tiêu là phát huy dược tính, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm theo thông tư 05/2012/TT-BYT, đồng thời tối ưu hóa chi phí điện năng và giá thành sản phẩm Kết quả nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, nguyên liệu cho trà túi lọc và thuốc trị bệnh.

Dựa trên những lý do đã nêu, tác giả quyết định thực hiện nghiên cứu về việc thiết kế và chế tạo mô hình sấy bơm nhiệt nhằm sấy cây dấp cá.

Tổng quan cây dấp cá

Cây dấp cá còn có tên là cây diếp cá, giấp cá, ngƣ tinh thảo Tên khoa học là

Dấp cá là một loại cây thân thảo cao từ 20 đến 40 cm, với lá màu lục hoặc tím đỏ, hình tim và đầu lá hơi nhọn Cây có mùi tanh đặc trưng khi vò lá và thân mọc đứng, có rễ phụ ở các đốt Thân cây có thể có lông hoặc ít lông, trong khi rễ phát triển sâu vào đất Hoa của dấp cá nở từ tháng 5 đến tháng 8, có cụm hoa hình bông bao bởi 4 lá bắc màu trắng và chứa nhiều hoa nhỏ màu vàng nhạt Quả của cây là dạng nang, với hạt hình trái xoan và nhẵn, chín từ tháng 7 đến tháng 10.

Bảng 1.1 Thành phần hóa học cấy dấp cá [3,4]

Các thành phần khác (Nước, protid, glucid, lipid, Sắt, Magnesi, Mangan, Arsen )

- Các flavonoid: quercitrin (quercetin 3-rhamnosid), isoquercitrin (quercetin 3-glucosid)

Tinh dầu là thành phần quan trọng tạo nên mùi đặc trưng của dược liệu, với các hợp chất chính như methylnonylceton, laurylaldehyd, caprylaldehyd và decanonyl acetaldehyd Trong đó, decanonyl acetaldehyd là thành phần chủ yếu nhưng không bền và dễ bị phân huỷ trong quá trình chưng cất.

- Ngoài ra trong dấp cá còn có nhiều chất khác: N-(4-hydroxystyryl)-benzamid, aristolactam, các alcaloid nhân pyridin 1, 3, 5 – tridecanonylbenzen

Dấp cá là loại cây chủ yếu mọc ở các nước Châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan và các nước Đông Dương Tại Việt Nam, cây dấp cá thường mọc hoang ở những nơi ẩm ướt và được trồng làm rau ăn Cành lá của cây có thể thu hái quanh năm, sử dụng tươi hoặc phơi khô để bảo quản Hiện nay, miền Nam Việt Nam, đặc biệt là tỉnh Tiền Giang và Vĩnh Long, là khu vực trồng nhiều dấp cá nhất.

1.2.5 Tính vị và tác dụng

Dấp cá là loại thảo dược có vị chua, cay, mùi tanh, tính mát và không độc, nổi bật với tác dụng thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng và sát khuẩn Nghiên cứu đã chỉ ra rằng dấp cá mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.

- Dấp cá có tác dụng lợi tiểu, thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, sát trùng

Dấp cá là một loại thảo dược có công dụng trị bệnh trĩ, mụn nhọt, và các vấn đề liên quan đến trẻ em như sởi, viêm phổi hoặc phổi có mủ Ngoài ra, dấp cá còn hiệu quả trong việc điều trị đau mắt đỏ, viêm ruột, bí tiểu tiện, và kinh nguyệt không đều Thảo dược này cũng được sử dụng để chữa sốt rét, sài giật ở trẻ em, và đau răng.

Các nghiên cứu trong nước liên quan

Phan Văn Cư đã tiến hành chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp vi sóng và phân lập Flavonoid trong dịch chiết cây diếp cá

Hoàng Văn Tuấn cùng các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về việc tách chiết và xác định một số hoạt tính sinh học của dịch chiết flavonoid từ cây dấp cá Nghiên cứu này nhằm khám phá tiềm năng của flavonoid trong cây dấp cá và ứng dụng của chúng trong y học và dinh dưỡng.

Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, Lê Quang Giảng Sách chuyên khảo “Công nghệ và thiết bị sấy một số loại nông sản”:

Kết quả khảo nghiệm sấy A-ti-sô bằng lò đốt than đá cho thấy, trong khoảng nhiệt độ từ 45°C đến 55°C, hàm lượng Cynarin đạt giá trị cao nhất ở nhiệt độ 45°C.

Nghiên cứu thực nghiệm về sấy chùm ngây đã được tiến hành ở các mức nhiệt độ từ 45°C đến 80°C, với vận tốc thông gió là 0,5 m/s và 1,3 m/s, giảm độ ẩm từ 77% xuống còn 8% Kết quả cho thấy hàm lượng vitamin C trong lá chùm ngây sấy cao nhất đạt 350,8 mg/kg ở chế độ sấy 45°C sử dụng máy sấy bơm nhiệt.

Huy và cộng sự [6] đã nghiên cứu và chế tạo hệ thống sấy ớt bằng bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời, với nhiệt độ sấy đạt 55°C và vận tốc tác nhân sấy 2 m/s Phương pháp này giúp bảo vệ protein và các vi chất có trong sản phẩm, giảm thiểu sự biến tính.

Phương và cộng sự [7] đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy lạnh cho sản phẩm cà rốt với năng suất nhỏ 10 kg/mẻ Hệ thống này hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ tối ưu 35,79 °C và tốc độ tác nhân sấy đạt 1,46 m/s, đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi sấy.

Các nghiên cứu ngoài nước lên quan

Nghiên cứu của Yan Lu và các cộng sự cho thấy dược chất trong cây dấp cá có khả năng hạ sốt và thải độc, đồng thời được sử dụng trong điều trị hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng (SARS).

Nghiên cứu của Mohammad Ahamedul Kabir và cộng sự [22] đã chỉ ra rằng dƣợc chất trong cây dấp cá có khả năng phòng ngừa bệnh viêm nha chu, một loại bệnh nhiễm trùng truyền nhiễm ảnh hưởng đến biểu mô nướu răng HGECs ở người.

W Trirattannapikul và cộng sự [23] nghiên cứu kết hợp vi sóng vào máy sấy bơm nhiệt và máy sấy không khí nóng để rau má Các thực nghiệm đƣợc tiến hành ở các giá trị

Nghiên cứu cho thấy rằng khi sấy bằng máy sấy bơm nhiệt ở nhiệt độ 40°C với vận tốc tác nhân sấy 0,5 m/s, hàm lượng phenolics trong sản phẩm sấy đạt mức cao nhất là 3,1 mg/g.

Nghiên cứu của Monica Premi và cộng sự (2010) đã chỉ ra rằng nhiệt độ sấy và vận tốc tác nhân sấy (TNS) có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sấy lá chùm ngây, với các mức nhiệt độ được thử nghiệm là 50, 60, 70 và 80 độ C.

Ở nhiệt độ 70°C và vận tốc TNS 1,3 m/s, quá trình sấy đạt hiệu quả năng lượng tốt nhất, với độ ẩm cuối cùng chỉ còn 3% Mức vận tốc TNS 0,5 m/s cũng được đánh giá, nhưng không đạt kết quả tối ưu như ở vận tốc 1,3 m/s.

M Shafiur Rahman và cộng sự (1997) đã xác định đường giảm ẩm và tốc độ TNS đối với sấy lớp mỏng đậu Hà Lan Quá trình thí nghiệm với thông số nhiệt độ 25 đến 65

Tổng kết các nghiên cứu

Dựa trên việc tổng hợp và phân tích dữ liệu từ các nghiên cứu liên quan, các vật liệu sấy dạng thảo dược, đặc biệt là cây thân cỏ và lá nhỏ, có nhiệt độ tối ưu cho quá trình sấy (TNS) nằm trong khoảng từ 35°C đến 55°C.

0C, bước nhảy nhiệt độ là 5 0 C Vận tốc TNS chọn từ 0,5 m/s – 2 m/s

Nhiệt độ buồng sấy và vận tốc TNS có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng dược chất như flavonoid trong VLS Việc sấy ở nhiệt độ quá cao có thể gây phân hủy các dược chất, trong khi sấy ở nhiệt độ và vận tốc TNS quá thấp sẽ kéo dài thời gian sấy, làm tăng nguy cơ oxy hóa dược chất do thời gian tiếp xúc lâu hơn Điều này không chỉ làm tăng điện năng tiêu thụ và nhân công mà còn dẫn đến giá thành sản phẩm cao hơn, gây khó khăn trong việc ứng dụng sản phẩm vào sản xuất.

Khi sấy lá dấp cá ở vận tốc TNS quá cao, thời gian sấy sẽ giảm đáng kể Tuy nhiên, hiện tượng biến dạng, co cuốn lại và văng hỗn độn trong buồng sấy sẽ xảy ra, do lá dấp cá trở nên rất nhẹ khi đạt độ ẩm yêu cầu.

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm sấy, độ ẩm yêu cầu phải được kiểm soát chặt chẽ Nếu độ ẩm quá cao, VLS dễ bị mốc trong quá trình bảo quản, trong khi độ ẩm quá thấp sẽ làm tăng chi phí điện năng và khiến VLS trở nên giòn Nghiên cứu hiện nay đã chỉ ra rằng việc sấy thảo dược dạng lá như chùm ngây và dấp cá cần đạt độ ẩm cuối cùng là w ≤ 6% hoặc w ≤ 5%, tùy thuộc vào mục đích sử dụng Ở mức độ ẩm này, VLS có thể được bảo quản lâu hơn và dễ dàng xay nhuyễn thành bột, phục vụ cho việc sản xuất trà túi lọc.

Các sản phẩm viên nén và viên con nhộng thảo dược, bao gồm bột khổ qua và bột dấp cá, hiện đang được cấp phép lưu hành trên thị trường với độ ẩm khoảng 5% Trong nghiên cứu này, lá dấp cá được sấy khô đạt độ ẩm 6%.

Cây dấp cá nên được sấy bằng máy sấy bơm nhiệt, vì phương pháp này đảm bảo nhiệt độ thấp và phân áp suất hơi nước rất thấp, giúp giảm thời gian sấy Ngoài ra, chi phí điện năng cũng hợp lý hơn so với các phương pháp sấy khác như sấy lạnh chân không hay sấy thăng hoa.

Các chế phẩm có chứa dấp cá trên thị trường

HELAFF (viên nang mềm) là sản phẩm của Công ty cổ phần Dược Hậu Giang, chứa thành phần cao khô dấp cá và cao khô rau má Sản phẩm này hỗ trợ điều trị hiệu quả các vấn đề về trĩ, táo bón và kiết lỵ.

- CENDITAN (viên nang mềm), sản phẩm của Công ty cổ phần dƣợc phẩm 3/2 Thành phần gồm cao dấp cá, bột rau má Tác dụng trị trĩ, táo bón

RUTON, sản phẩm trà túi lọc của Công ty cổ phần dược phẩm OPC, được chiết xuất từ rau dấp cá và nụ hòe Sản phẩm này có tác dụng thanh nhiệt, giải độc và lợi tiểu, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe người dùng.

TROXITON là viên bao phim được sản xuất bởi Công ty cổ phần Dược Danapha, với thành phần bao gồm bạch truật, đương quy, trần bì, cam thảo, dấp cá, đảng sâm và hoàng kỳ Sản phẩm này có tác dụng chữa bệnh trĩ, bồi bổ cơ thể, hỗ trợ lưu thông máu huyết, cải thiện tiêu hóa, và có khả năng kháng khuẩn, kháng viêm hiệu quả.

- TRISELAN (viên nang), sản phẩm của Công ty cổ phần dƣợc phẩm Đông Dƣợc

5 Thành phần gồm: dấp cá, hòe hoa, kim ngân hoa, sinh địa, hoàng liên, đương quy, thăng ma, chỉ xác, trắc bách diệp, cam thảo Tác dụng bồi bổ cơ thể, thanh nhiệt, an thần, hạ huyết áp

TRĨ LINH ĐƠN (hoàn cứng) là sản phẩm của Công ty cổ phần Dƣợc Danapha, được chiết xuất từ các thành phần tự nhiên như bạch truật, đương quy, trần bì, cam thảo, dấp cá, đảng sâm và hoàng kỳ Sản phẩm này có tác dụng hiệu quả trong việc chữa bệnh trĩ, bồi bổ cơ thể, cải thiện lưu thông máu, hỗ trợ tiêu hóa và có khả năng kháng khuẩn, kháng viêm.

Hình 1.2 Bột dấp cá sấy lạnh

Hình 1.3 Thức uống từ bột dấp cá

Hình 1.4 Trà túi lọc dấp cá

Mục đích của đề tài

Thiết kế chế tạo mô hình sấy lá dấp cá theo nguyên lý bơm nhiệt

Nghiên cứu các chế độ sấy lá dấp cá bằng máy sấy nhằm xác định thông số công nghệ tối ưu, từ đó nâng cao chất lượng và hàm lượng flavonoid trong sản phẩm sấy, vượt trội hơn so với dấp cá sấy hiện có trên thị trường.

Phân tích, so sánh chất lƣợng, hàm lƣợng dƣợc chất flavonoid giữa mẫu thí nghiệm và mẫu dấp cá đang được bán trên thị trường

20 Đánh giá các chỉ tiêu cảm quan về màu sắc, mùi, độ biến dạng của lá dấp cá sau sấy

Xác định sự hiện diện của vi khuẩn E.Coli là tiêu chí quan trọng và cần thiết cho các sản phẩm thảo dược, theo tiêu chuẩn vi sinh của Bộ Y Tế.

Xác định tốc độ tách ẩm riêng phần SMER (kg/kWh) là yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu quả hoạt động và chi phí sản xuất của sản phẩm lá dấp cá sấy, từ đó có thể áp dụng vào quy trình sản xuất thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tổng quan tài liệu bao gồm việc tổng hợp các nghiên cứu liên quan và đề tài từ các nguồn tài liệu uy tín, các công trình nghiên cứu khoa học, cũng như luận văn của các tác giả từ các trường đại học danh tiếng trong nước Mục tiêu là xây dựng cơ sở khoa học vững chắc và xác định các hướng nghiên cứu mới, đảm bảo rằng nghiên cứu được thực hiện không bị trùng lặp.

Phương pháp phân tích lý thuyết: Xác định đối tượng cần nghiên cứu, thiết kế - chế tạo mô hình thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo mô hình thực nghiệm dựa trên thiết kế, thu thập và xử lý số liệu thực nghiệm từ đó rút ra kết luận.

Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc thực nghiệm sấy lá dấp cá bằng máy sấy bơm nhiệt, điều chỉnh các thông số hoạt động theo từng lần thí nghiệm cụ thể Mục tiêu chính là phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong các chế độ sấy đến các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm, bao gồm chất lượng cảm quan, hàm lượng flavonoid, mức độ vi khuẩn E.Coli, hiệu quả sử dụng điện năng và giá thành sản phẩm.

Nội dung nghiên cứu

-Tổng quan các nghiên cứu liên quan

- Thiết kế, chế tạo mô hình máy sấy bơm nhiệt cơ bản để sấy lá dấp cá

Trong bài viết này, chúng tôi thực hiện thí nghiệm sấy lá dấp cá bằng mô hình máy sấy đã chế tạo, từ đó thu thập dữ liệu về các quá trình thực nghiệm Dựa trên kết quả thu được, hệ thống sẽ được hiệu chỉnh để đảm bảo tính phù hợp và hiệu quả trong quá trình sấy.

- Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm

- Đƣa ra kết luận dựa trên kết quả phân tích, đánh giá

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan kỹ thuật sấy

Sấy là quá trình loại bỏ nước khỏi vật liệu rắn thông qua nhiều phương pháp khác nhau Trong quá trình này, vật liệu được cung cấp nhiệt thông qua truyền nhiệt tiếp xúc hoặc thông qua truyền nhiệt bằng sóng.

Phương pháp sấy truyền thống

- Sấy nhiệt độ cao tiếp xúc dùng chất đốt hoặc điện trở cấp nhiệt

- Sấy nhiệt độ cao đối lưu chất đốt hoặc điện trở cấp nhiệt.

Phương pháp sấy hiện đại

- Sấy lạnh : Bơm nhiệt, thăng hoa, chân không

- Phương pháp sử dụng máy hút ẩm chuyên dụng kết hợp

Sấy thăng hoa là quá trình loại bỏ độ ẩm từ vật liệu lỏng đông lạnh (VLS) bằng cách chuyển trực tiếp từ trạng thái đóng băng sang trạng thái hơi Phương pháp này yêu cầu VLS được đông lạnh ở nhiệt độ dưới 0°C và áp suất trong môi trường sấy phải thấp hơn áp suất hơi bão hòa.

610 Pa, VLS được cung cấp nhiệt và độ ẩm đồng thời để chuyển từ trạng thái rắn sang thể hơi Trong quá trình thăng hoa HTS, cần tạo áp suất chân không xung quanh VLS sau khi đã tiến hành đóng băng.

HTS chân không là công nghệ tạo ra áp suất chân không trong buồng sấy, giúp cung cấp nhiệt cho VLS Nhờ vào sự chênh lệch phân áp suất hơi nước trong VLS, các phần tử nước sẽ được loại bỏ hiệu quả khỏi VLS.

* Phương pháp sấy bơm nhiệt: Tách ẩm của VLS bằng cách cho TNS đi qua

Hệ thống bơm nhiệt hoạt động hiệu quả khi nhiệt độ TBBH thấp hơn nhiệt độ động sương, giúp ngăn chặn độ ẩm trong TNS Đồng thời, độ ẩm từ VLS sẽ thoát ra và hòa vào TNS nhờ sự chênh lệch áp suất hơi nước, quá trình này tiếp tục cho đến khi độ ẩm đạt mức yêu cầu.

- Ƣu nhƣợc điểm HTS bơm nhiệt:

+ Khả năng bảo tồn màu sắc, mùi vị và dƣỡng chất cao

+ Năng lƣợng tiêu thụ ở mức vừa phải do tận dụng luôn phần nhiệt năng TBNT + Bảo đảm vệ sinh sản phẩm sấy

+ Giá thành so với sấy truyền thống cao hơn

+ Chi phí đầu tƣ hệ thống so với sấy truyền thống cao hơn

Tác nhân sấy

Tác nhân sấy có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ ẩm ướt khỏi vật liệu trong buồng sấy Việc lựa chọn loại tác nhân sấy phù hợp, như không khí, khói hoặc hơi quá nhiệt, phụ thuộc vào chế độ sấy và yêu cầu chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Chế độ sấy

Chế độ sấy bao gồm các yếu tố quan trọng như nhiệt độ buồng sấy, vận tốc TNS và phương thức luân chuyển TNS Những yếu tố này đóng vai trò quyết định trong việc nâng cao và tối ưu chất lượng sản phẩm sấy cũng như giảm giá thành.

* Sau đây là một số chế độ sấy thông dụng:

- Chế độ sấy có gia nhiệt trung gian

- Chế độ sấy hồi lưu một phần khí thải

- Chế độ sấy hồi lưu toàn phần khí thải

Nguyên lý mô hình sấy bơm nhiệt

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý sấy bơm nhiệt

Bơm nhiệt làm việc theo các quá trình nhƣ sau:

Sấy bơm nhiệt là phương pháp sấy hiệu quả với nhiệt độ thấp, trong đó tác nhân sấy được quạt đưa vào dàn bay hơi và làm lạnh dưới nhiệt độ đọng sương, dẫn đến việc ngưng tụ ẩm và giảm độ ẩm của tác nhân Sau đó, tác nhân sấy được gia nhiệt tại dàn ngưng tụ và đưa vào buồng sấy để hấp thụ ẩm từ vật liệu, tăng độ ẩm của tác nhân Quá trình này tiếp tục lặp lại cho đến khi độ ẩm của vật liệu đạt yêu cầu Một điểm nổi bật của sấy bơm nhiệt là khả năng tận dụng nhiệt thải từ thiết bị ngưng tụ để cung cấp cho quá trình sấy.

Các thiết bị cơ bản của HTS bơm nhiệt

Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống sấy bơm nhiệt cùng loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống lạnh

Các kiểu máy nén lạnh đều ứng dụng được Tùy trường hợp cụ thể ta chọn máy nén phù hợp nhất

Các thiết bị trao đổi nhiệt trong hệ thống sấy bơm nhiệt là TBBH và TBNT

2.7.4 Các chỉ số về hiệu quả sử dụng năng lƣợng:

- Chỉ số COP hệ thống:

- Chỉ số SMER (kg ẩm/kWh) :

- Điện năng riêng (kg VLS /kWh) :

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO

Các số liệu ban đầu để tính toán thiết kế

Căn cứ vào kết quả tổng quan, ta chọn đƣợc các thông số cơ bản của máy sấy nhƣ sau:

- Năng suất sấy của thiết bị: G 1 = 5 kg/mẻ

- Độ ẩm ban đầu của dấp cá: 1 = 70 %

- Độ ẩm yêu cầu của dấp cá sau khi sấy: 2 = 6 %

Kích thước buồng sấy

Bảng 3.1 Kích thước buồng sấy

Dài khay sấy 800 Dài buồng sấy 805

Rộng khay sấy 600 Rộng buồng sấy 652

Cao khay sấy 30 Cao buồng sấy 785

- Khối lƣợng dấp cá mỗi khay 0,5 kg Tổng số khay cần thiết 10 khay

Hình 3.1 Bảng vẽ buồng sấy

Tính toán lƣợng TNS lý thuyết

3.3.1 Đồ thị đồ thị không khí ẩm i-d:

Hình 3.3 Đồ thị không khí ẩm quá trình sấy lý thuyết

1-2: Quá trình gia nhiệt tác nhân sấy đến nhiệt độ buồng sấy

2-3: Quá trình diễn ra trong buồng sấy TNS có độ ẩm thấp đi qua VLS, nhận ẩm thoát ra từ VLS và mang ra khỏi buồng sấy

3-4: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương để ngưng ẩm

4-1: Quá trình tách ẩm trong TBBH

3.3.2 Thông số điểm nút TNS quá trình sấy lý thuyết: Điểm 1: Trạng thái không khí sau dàn lạnh

Nhiệt độ: Chọn t 1 = 20 0 C Độ ẩm tương đối: quá trình làm lạnh tác nhân sấy trong dàn lạnh đạt đến trạng thái bão hòa nên chọn 1 = 100%

Phân áp suất bão hòa của hơi nước:

) (5) Dung ẩm của không khí

Enthalpy của không khí ẩm:

= 1,004.20 + 0,015 (2500 + 1,842.20) = 58,13 kJ/kgkk Điểm 2: Trạng thái không khí trước khi vào buồng sấy

Nhiệt độ: t 2 = 45 0 C (Nhiệt độ sấy yêu cầu)

Phân áp suất bão hòa của hơi nước:

) (8) Dung ẩm của không khí:

Do quá trình gia nhiệt tác nhân sấy là quá trình đẳng dung ẩm nên:

Enthalpy của không khí ẩm:

= 1,004.45 + 0,015 (2500 + 1,842.45) = 83,92 kJ/kgkk Độ ẩm tương đối:

(10) Điểm 3: Trạng thái không khí sau buồng sấy

Phân áp suất hơi bão hòa của nước:

Enthalpy của không khí ẩm

Dung ẩm của không khí

(13) Điểm 4: Trạng thái không khí tại TBBH Độ ẩm:

Phân áp suất bão hòa của hơi nước:

Enthalpy của không khí ẩm:

Bảng 3.2 Bảng thông số của TNS sấy lý thuyết

Trạng thái t, 0 C d, kg/kgkk , % I, kJ/kg

Lƣợng ẩm của 5 kg VLS cần bay hơi để giảm ẩm từ 70 % xuống còn 6 % :

(21) Lƣợng không khí khô cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm ra khỏi VLS:

Lƣợng không khí khô cần thiết để bay hơi 3,41 kg ẩm ra khỏi VLS:

Lưu lượng không khí khô cần thiết cho mẻ sấy 8 h:

Lưu lượng thể tích không khí khô lý thuyết:

Với = 1,1105 kg/m 3 khối lƣợng riêng tác nhân sấy tra theo nhiệt độ t = 45 0 C

3.3.3 Tính toán nhiệt quá trình sấy lý thuyết:

Nhiệt lƣợng dàn ngƣng tụ cung cấp cho quá trình sấy để làm bay hơi 1 kg ẩm:

Nhiệt lƣợng dàn ngƣng tụ cung cấp để sấy 1 mẻ:

Năng suất nhiệt dàn ngƣng tụ cung cấp để sấy:

Lƣợng ẩm ngƣng tụ: Δdlt = d 3 – d2 = = 0,002 kg ẩm (28) Lƣợng nhiệt thu đƣợc từ ngƣng tụ 1 kg ẩm: q dllt = l lt (i 3 – i 1 ) = 500.(83,92 – 58,13) = 12895 kJ/kg ẩm (29) Lƣợng nhiệt dàn bay hơi thu đƣợc:

3.3.4 Tính cho quá trình sấy thực:

Phương trình cân bằng nhiệt:

Q + Q bs + WC n t m1 + G 2 C m t m1 + LI 1 + G vc C vc t m1 = G 2 C m t m2 + Q 5 + LI 3’ + G vc C vc t m2

 Q là nhiệt lƣợng cung cấp để gia nhiệt tác nhân sấy

 Q bs là nhiệt lƣợng bổ sung Do không dùng thiết bị gia nhiệt cho không khí sau dàn nóng nên Q bs = 0

 Q 1 = WC n t m1 là nhiệt vật lý do ẩm mang vào

 Q m = G 2 C m (t m2 – t m1 ) là nhiệt lƣợng tổn thất do vật liệu sấy mang ra

 Q 5 là nhiệt tổn thất ra môi trường theo kết cấu bao che

 Q vc = G vc C vc (t m2 – t m1 ) là nhiệt lƣợng tổn thất theo thiết bị vận chuyển

 Q 2 = L.(I 3’ – I 1 ) là nhiệt tổn thất do tác nhân sấy mang đi

Chia 2 vế (*) cho W và bỏ qua Q bs , ta có: q = - q 1 + q 2 + q vc + q 5 + q m (30)

l(I 3’ – I 2 ) = C n t m1 (qvc + q 5 + q m ) Đặt: C n t m1 (q vc + q 5 + q m ) =  là tổn thất nhiệt để làm bay hơi 1 kg ẩm (32) Suy ra: l.(I 3’ – I 2 ) =  hay I3’ = I 2 +  (33)

 Tổn thất nhiệt ra môi trường theo kết cấu bao che q 5 :

Nhiệt độ bên ngoài buồng sấy: t f2 = t 0 = 27 0 C

Nhiệt độ bên trong buồng sấy: 0 C (34)

Buồng sấy có tường làm bằng inox có chiều dày  1 mm

Tra bảng phụ lục V [13], ta có hệ số dẫn nhiệt  = 16 W/mK

Nhiệt tổn thất ra môi trường được tính theo công thức: Q 5 = k.F.t, W (35) Trong đó:

 F là diện tích xung quanh của buồng sấy, m 2

Buồng sấy là hình hộp có các thông số:

Ta tính tổng diện tích xung quanh của buồng sấy:

 t là độ chênh nhiệt độ bên trong và bên ngoài buồng sấy, 0 C

- Lớp cách nhiệt Polyurethane: λ 2 = 0,03 W/mK, δ 2 = 20 mm

Hình 3.4: Kết cấu vách máy sấy

Ta có: k là hệ số truyền nhiệt, W/m 2 K k 1 3

Để xác định các hệ số tỏa nhiệt  1 và  2, tương ứng với tỏa nhiệt từ tác nhân sấy đến vách trong buồng sấy và từ vách ngoài đến không khí bên ngoài, chúng ta sử dụng phương pháp lặp Các hệ số này được đo bằng đơn vị W/m² K.

Giả thiết t w1 = 41,3 0 C (nhiệt độ vách trong của tường), ta có phương trình cân bằng nhiệt: q =  1 (t f1 - t w1 ) = 1

 (t w3 - t w4 ) =  2 (t w4 - t f2 ) Với tốc độ tác nhân sấy trong buồng sấy đã chọn  = 1,6 m/s

Theo công thức 7.46 [17] (tốc độ không khí  < 5 m/s), ta có:

Hệ số toả nhiệt  1 đƣợc xác định theo công thức kinh nghiệm sau:

Vậy mật độ dòng nhiệt truyền qua: q =  1 (t f1 - t w1 ) = 10,32.(42,5 – 41,3) = 12,38 W/m 2 (43) Nhiệt độ vách ngoài lớp inox thứ nhất đƣợc xác định theo công thức: t w2 = t w1 - q 1

Nhiệt độ vách ngoài lớp Polyurethane đƣợc xác định theo công thức: t w3 = t w2 - q 2

= 33 0 C Nhiệt độ vách ngoài lớp inox thứ hai đƣợc xác định theo công thức: t w4 = t w3 - q 3

Tra bảng thông số không khí với t m = 30 0 C ta có:

= 2,67.10 -2 W/ m độ; = 16.10 -6 m 2 /s; Pr= 0,701 Tiêu chuẩn Grashoft:

Theo mục 5.2.2 [17], sai số này rất nhỏ nên các kết quả tính trên đƣợc chấp nhận Vậy hệ số truyền nhiệt: k 1 3

( ) = 0,82 W/m 2 K (52) Nhiệt tổn thất ra môi trường trong 1 giây là:

Q 5 = k.F.t = 0,82.3,39.15,5 = 43,09 W (53) Nhiệt tổn thất ra môi trường trong 8 h sấy:

 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy q m

Trong đó: C m = 3,621 kJ/kgK là nhiệt dung riêng của lá Diếp cá

G 2 = G 1 – W = 5 – 3,404 = 1,59 kg (56) Nhiệt độ vật liệu sấy vào: t m1 = t 0 = 27 0 C

Nhiệt độ vật liệu sấy ra: t m2 = t f1 = 42,5 0 C

Vậy nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang đi

 Tổn thất nhiệt để làm nóng khay sấy q vc :

Khay sấy được chế tạo từ inox dày 1 mm, với thông số vật liệu là C= 0,51 kJ/kg và mật độ 7900 kg/m3 Diện tích khay sấy được tính toán là F = L x B = 0,65 x 0,805 = 0,52 m2, và tổng số khay sấy sử dụng là n = 10 khay.

- Vậy tổng diện tích khay sấy là:

- Khối lƣợng inox để làm khay sấy:

 Nhiệt vật lý do ẩm mang vào q 1 : q 1 = C n t m1 (63)

Trong đó: C n là nhiệt dung riêng của nước, C n = 4,18 kJ/kg a K

Trong quá trình sấy thực tế, điểm 3’ sẽ nằm bên trái điểm 3 với giá trị Do = -375,44 < 0 Điểm 1 đại diện cho trạng thái không khí vừa ra khỏi thiết bị bay hơi, trong khi điểm 2 thể hiện trạng thái không khí vừa ra khỏi thiết bị ngưng tụ Điểm 3’ mô tả trạng thái không khí vừa ra khỏi buồng sấy, và điểm 4’ phản ánh trạng thái không khí trong thiết bị bay hơi.

Tính toán thông số tại các điểm nút: Điểm 1, 2

Thông số tại các điểm 1, 2 không thay đổi so với quá trình sấy lý thuyết Điểm 3’

Nhiệt độ: t 3’ = t 3 = 40 0 C Độ chứa ẩm d3’ của quá trình sấy thực:

Phân áp suất bão hòa:

Enthalpy của không khí ẩm:

= 1,004.21,78 + 0,0167.(2500 + 1,842.21,78) = 64,29 kJ/kgkk Dựa vào các thông số trạng thái đã tính toán, ta có bảng nhƣ sau:

Bảng 3.3 Bảng thông số trạng thái tại các điểm nút quá trình sấy thực tế

Trạng thái t ( 0 C) d (kg/kgkkk) , (%) I, (kJ/kg)

- Lƣợng không khí khô cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm ra khỏi VLS:

- Lƣợng không khí khô cần thiết để bay hơi 3,404 kg ẩm ra khỏi VLS:

- Lưu lượng không khí khô thực tế cần thiết cho mẻ sấy 8 h:

- Lưu lượng thể tích không khí khô thực tế:

Với = 1,1105 kg/m 3 khối lƣợng riêng tác nhân sấy tra theo nhiệt độ t = 45 0 C

- Nhiệt lƣợng dàn ngƣng tụ cung cấp cho quá trình sấy để làm bay hơi 1 kg ẩm:

- Nhiệt lƣợng thiết bị ngƣng tụ cung cấp để sấy 1 mẻ:

- Năng suất nhiệt thiết bị ngƣng tụ cung cấp để sấy:

- Lƣợng nhiệt thu đƣợc từ ngƣng tụ 1 kg ẩm: q dltt = l tt (i 3’ – i 1 ) = 588,24.(83,14 – 58,13) = 14711,88 kJ/kg ẩm (78)

- Lƣợng nhiệt thiết bị bay hơi thu đƣợc:

- Năng suất thiết bị bay hơi cung cấp để làm lạnh:

Thông số làm việc của chu trình lạnh

Đối với hệ thống lạnh sử dụng gas R22, máy nén rô-to lăn, nhiệt độ ngưng tụ tối ưu được khuyến nghị là 45°C Nhiệt độ này phù hợp cho việc giải nhiệt ở thiết bị bay nhiệt (TBNT) đặt trong và TBNT phụ đặt bên ngoài Công thức tính nhiệt độ giải nhiệt là t_k = t_1 + (82), trong đó t_1 là nhiệt độ môi trường giải nhiệt.

: độ chênh nhiệt độ ngƣng tụ, 0 C Chọn = 5 0 C

- Vậy nhiệt độ ngƣng tụ của môi chất: t k = t 1 + = 45 + 5 = 50 0 C

- Nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh nhƣ sau: t o = t b - t o (83) t b là nhiệt độ không khí ra khỏi TB bay hơi, chọn t b = 20 0 C

t o là độ chênh nhiệt độ, 0 C Chọn t o = 10 0 C t o = 20 – 10 = 10 0 C

3.5.3 Tính cấp nén của chu trình lạnh:

 Chọn chu trình một cấp

Chu trình làm việc

Hình 3.5 Chu trình nhiệt động

1-2: Nén đoạn nhiệt hơi môi chất từ p 0 đến p k

2-3: Làm mát và ngƣng tụ đẳng áp trong thiết bi ngƣng tụ

3-4: Quá trình tiết lưu đẳng enthalpy

4-1: Quá trình bay hơi đẳng áp trong thiết bị bay hơi

Bảng 3.4 Bảng thông số của môi chất Điểm p, bar T, 0 C v, dm 3 /kg i, kJ/kg s, kJ/kg.K

Để tối ưu hóa hiệu suất cho máy nén rô-to lăn, nên chọn độ quá nhiệt là 5°C Điều này đặc biệt phù hợp với hệ thống sử dụng ống mao tiết lưu và có đường ống dẫn môi chất ngắn.

3.6.1 Tính toán chu trình lạnh 1 cấp:

Ta có: Q ktt = 1,79 kW; Q 0tt = 1,74 kW (85)

Xem hiệu suất của dàn ngƣng tụ và dàn bay hơi bằng nhau:   0  k = 0,7

- Công suất dàn ngƣng tụ của bơm nhiệt

- Công suất dàn bay hơi của bơm nhiệt

- Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi:

- Lưu lượng môi chất qua dàn ngưng tụ:

 Để đảm bảo công suất của toàn hệ thống thì ta chọn lưu lượng lớn nhất:

3.6.2 Tính chọn công suất máy nén:

- Thể tích hút thực tế của máy nén: m 3 /s (91)

N s = G.(i 2 - i 1 ) = 0,0161.(439,80 – 412,77 ) = 0,419 Kw (92) + Hiệu suất nén chỉ thị:

+ Trong đó: (94) b = 0,001; t o là nhiệt độ sôi, 0 C

- Thể tích hút thực tế V tt = 0,000535 m 3 /s

- Áp suất ma sát riêng p ms = (0,019 0,034) MPa, chọn p ms = 0,03 MPa

Công nén hiệu dụng (công có ích):

Công suất tiếp điện N el :

(100) là hiệu suất động cơ điện, = 0,8 , chọn = 0,9

- Chọn hệ số dự trữ là 1,3

N đc = 1,3.N el = 1,3.0,55 = 0,71 (103) Vậy ta chọn máy nén có công suất tiêu thụ của động cơ tương đương 1 HP

3.6.3 Tính trở lực TNS để chọn quạt :

- Trở lực TNS trong hệ thống gồm trở lực ma sát trên phần ống thẳng và các trở lực cục bộ:

* Trở lực ma sát trên các đoạn ống thẳng:

Theo cấu trúc của đường tuần hoàn trong hệ thống, các đoạn ống thẳng ngắn với tiết diện lớn dẫn đến trở lực ma sát rất nhỏ, do đó có thể bỏ qua trong phần tính toán để đơn giản hóa.

* Các trở lực cục bộ:

- TNS chuyển động trong “dường ống” dẫn như sau: + Qua 1 TBBH

+ Qua 3 vị trí chuyển hướng 90 0 ;

+ Qua 2 lưới kim loại (vách buồng sấy);

+ Qua 1 vị trí giảm tiết diện ống

 Trở lực qua TBBH/TBNT

Thông số Ký hiệu Đơn vị Thông số Đường kính trong của ống d tr m 0,008 Đường kính ngoài của ống d ng m 0,01

Chiều cao của dàn bay hơi W m 0,31

Chiều dài của dàn bay hơi L m 0,33

Số hàng ống theo chiều dọc z 1 Hàng 12

Số hàng ống theo chiều ngang z 2 Hàng 2

- Vận tốc không khí khi đi qua khe hẹp của dàn bay hơi:

F 0 là diện tích bề mặt ngoài của ống nằm giữa các cánh ứng với 1 m ống;

F c là diện tích cánh của 1 m ống;

(107) n c là số cánh trên 1 ống;

(109) Nhiệt độ trung bình của không khí qua dàn bay hơi: t dl = 0,5.(40 + 20) = 30 0 C (110)

Tra bảng thông số vật lý của không khí ở 30 0 C, ta có:

Tiêu chuẩn Reynolds của không khí qua dàn bay hơi:

Hệ số trở lực qua chùm ống sole có cánh:

Vậy trở lực qua dàn bay hơi:

Thông số Ký hiệu Đơn vị Thông số Đường kính trong của ống d tr m 0,008 Đường kính ngoài của ống d ng m 0,01

Chiều cao của dàn ngƣng tụ W m 0,34

Chiều dài của dàn ngƣng tụ L m 0,34

Số hàng ống theo chiều dọc z 1 Hàng 12

Số hàng ống theo chiều ngang z 2 Hàng 4

Vận tốc không khí khi đi qua khe hẹp của dàn ngƣng tụ:

F 0 là diện tích bề mặt ngoài của ống nằm giữa các cánh ứng với 1 m ống:

F c là diện tích cánh của 1 m ống;

(125) n c là số cánh trên 1 ống:

Nhiệt độ trung bình của không khí qua dàn ngƣng tụ: t dn = 0,5.(20 + 45) = 32,5 0 C (127)

Tra bảng thông số vật lý của không khí ở 32,5 0 C, ta có:

Tiêu chuẩn Reynolds của không khí qua dàn ngƣng tụ: (128)

Hệ số trở lực qua chùm ống sole có cánh:

Vậy trở lực qua dàn ngưng tụ:

 Trở lực qua co 90 độ:

- Ta có 3 cút 90 0 , tiết diện hình chữ nhật 800 mm x 250 mm Tra bảng 9.12 [19], hệ số trở lực qua cút = 0,98

Vậy trở lực qua cút:

 Trở lực qua tấm lưới kim loại (vách buồng sấy):

Hệ thống sử dụng 2 tấm lưới kim loại kích thước 805 mm x 840 mm, bề dày 1

50 mm Tấm lưới cú cỏc lỗ nhỏ đường kớnh lỗ là ỉ 5 mm, số lỗ là 5950

A o là tiết diện của tấm, m 2

A or là tiết diện của lỗ, m 2 n là tỉ số phần diện tích còn trống của tấm d là đường kính lỗ, mm t là bề dày của tấm, mm

Diện tích của một lỗ:

Vậy diện tích của tất cả các lỗ là: 0,117 m 2 :

Tra bảng 10.83 [20] với t/d = 0,2 và n = 0,174 ta đƣợc = 50

Vậy trở lực qua 2 tấm lưới:

 Vị trí giảm tiết diện ống không đáng kể, ta có thể bỏ qua Ta sẽ nhân thêm hệ số dự trữ ở cuối phần tính toán

Ta có tổng trở lực cục bộ:

* Vậy tổng trở lực của hệ thống:

- Công suất quạt đƣợc tính theo công thức:

- Công suất tiêu thụ động cơ điện đƣợc tính theo công thức:

K = 1,2 là hệ số dự trữ td = 1 là hiệu suất truyền động trực tiếp q là hiệu suất của quạt, chọn q = 0,5

Vậy chọn động cơ quạt dọc trục có công suất tương đương 320 W

3.6.4 Chọn thiết bị ngƣng tụ trong buồng sấy và TBNT phụ:

Chúng tôi đã chọn TBNT dựa trên công suất tương ứng với máy nén Loại TBNT được lựa chọn là kiểu ống đồng cánh nhôm, kết hợp với quạt giải nhiệt cƣỡng bức bằng không khí.

Trong hệ thống buồng sấy, TBNT ngoài có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ TNS, kết nối với TBNT trong để gia nhiệt cho tác nhân sấy Khi nhiệt độ TNS đạt yêu cầu, TBNT ngoài cần thải toàn bộ nhiệt thừa ra môi trường Để đơn giản hóa quá trình tính toán, ta có thể chọn TBNT ngoài tương đương với TBNT trong hệ thống.

3.6.5 Chọn thiết bị bay hơi:

Chúng tôi đã chọn TBBH với công suất phù hợp với công suất máy nén, sử dụng kiểu ống đồng cánh nhôm và quạt giải nhiệt cưỡng bức bằng không khí.

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY BƠM NHIỆT

3.7.1 CÁC BẢN VẼ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG:

Hình 3.6 Kết nối thiết bị hệ thống bơm nhiệt

Hình 3.7 Buồng sấy và khung máy

Hình 3.8 Máy sấy HPD hoàn chỉnh 3.7.2 Mạch điện điều khiển:

Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện điều khiển máy sấy HPD

Nguyên lý hoạt động mạch điện điều khiển:

Timer 1 (T1) tạo thời gian trễ giữa hai lần khởi động máy nén liên tiếp, giúp cân bằng áp suất HP, LP máy nén khởi động dễ dàng hơn Timer 2 (T2) dừng hệ thống khi thời gian sấy đạt yêu cầu ban đầu Cảm biến độ ẩm (D) để đo độ ẩm TNS Cảm biến nhiệt độ (E) để đo nhiệt độ TNS sấy

QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM

Quy trình sấy lá dấp cá

Theo tìm hiểu tại một số cơ sở kinh doanh, lá dấp cá đƣợc sản xuất theo quy trình sau:

- Dấp cá tươi → Loại bỏ lá úng/hỏng → Làm sạch → Để ráo → Làm khô/Sấy → Xay thành bột/Đóng gói thành phẩm

- Đa phần là phơi/sấy nóng truyền thống, chỉ rất ít doanh nghiệp ở Việt Nam sấy lạnh

4.2 Phương pháp xác định thông số độ ẩm, nhiệt độ, vận tốc TNS trong quá trình thực nghiệm Độ ẩm trung bình của lá dấp cá tươi sau khi làm sạch, để ráo, được xác định w1 = 70

Trong quá trình sấy, khối lượng VLS được cân định kỳ mỗi giờ Quá trình này tiếp tục cho đến khi khối lượng VLS không thay đổi trong ba lần cân liên tiếp, lúc đó mới dừng lại Phương pháp xác định độ ẩm này cũng được áp dụng trong quá trình thực nghiệm chính thức của nghiên cứu.

Nhiệt độ TNS đƣợc đo bằng bộ cảm biến, hiển thị và điều khiển Ewelly EW-181H, độ chính xác: ± 1 0 C, TOHO TTM-J4, độ chính xác: ± 0.1 0 C

Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm TNS được đặt tại giao điểm của hai đường chéo ở vách bên hông trái của buồng sấy, trong một đường tròn có đường kính 200 mm Kết quả khảo sát cho thấy vị trí này cung cấp thông số nhiệt độ và độ ẩm chính xác nhất cho buồng sấy.

Quá trình đo khảo sát các thông số: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc TNS đƣợc xác định tại

Trong buồng sấy, có 8 điểm phân bố đều trên vách trái, nơi nhận TNS cấp vào Dựa vào kết quả từ 8 vị trí này, chúng ta sẽ tính giá trị trung bình để xác định giá trị hợp lý nhất.

Công thức xác định độ ẩm ban đầu và độ ẩm tại một mốc thời gian nhất định:

4.3 Các thiết bị dùng trong thí nghiệm:

* Thermostat kiểm soát nhiệt độ TNS:

- Dãy nhiệt độ làm việc: - 45 0 C ~ + 200 0 C

Hình 4.1 Thermostat kỹ thuật số

* Lưu tốc kế Lutron AM-4205TNS:

Hình 4.2 Lưu tốc kế Lutron AM-4205TNS

* Điện kế đa năng: điện áp, dòng điện, công suất, điện năng

Hình 4.3 Điện kế KTS đa năng

- Chức năng đo nhanh dòng điện bằng phương pháp kẹp ngoài

- Dùng để đo kiểm chứng với thiết bị đo kỹ thuật số

- Có chức năng đo điện áp, điện trở thông mạch, ngắn mạch

Hình 4.4 Ampe kẹp đa năng

* Cân vật liệu sấy: Cân đồng hồ Nhơn Hòa

- Thang đo tối đa 2 kg

- Có bù lệch do nhiệt độ

Hình 4.5 Cân VLS 4.4 Các thí nghiệm :

Mục đích của các thí nghiệm là đánh giá các thông số như thời gian sấy, điện năng tiêu thụ và chất lượng sản phẩm so với tiêu chuẩn ban đầu Qua đó, trong các lần thí nghiệm chính thức, chúng tôi sẽ giảm bớt số lần thí nghiệm và tối đa hóa số mẫu sấy để xét nghiệm chỉ tiêu hàm lượng flavonoid và E.Coli Điều này nhằm giảm chi phí, tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình thí nghiệm, cũng như giảm khối lượng công việc thu thập và phân tích số liệu.

Quá trình thí nghiệm được thực hiện tại Bộ môn Nhiệt, Khoa Cơ Khí Động Lực, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Trước khi tiến hành khảo nghiệm, buồng sấy và khay sấy được vệ sinh kỹ lưỡng nhằm đảm bảo vệ sinh và độ chính xác của kết quả mẫu sấy.

Bảng 4.1 Thông số máy sấy bơm nhiệt dùng trong thí nghiệm

1 Kích thước buồng sấy ( 600 x 800 x 30) mm

4 TB Ngưng tụ Đối lưu cưỡng bức, chọn theo công suất máy nén

5 TB bay hơi Đối lưu cưỡng bức, chọn theo công suất máy nén

6 Tủ Điều khiển Chế độ “Auto”

7 Nhiệt độ buồng sấy 30 0 C đến 50 0 C

8 Kiểu tiết lưu Ống mao

Các thông số chế độ sấy thí nghiệm bao gồm vận tốc TNS từ 0,7 m/s đến 1,9 m/s với bước nhảy 0,3 m/s, nhiệt độ trong khoảng 35°C đến 50°C, và thời gian sấy tối đa là 12 giờ Việc chọn thời gian sấy này là cần thiết để đảm bảo tính ứng dụng cao trong sản xuất thực tế, vì thời gian sấy quá dài sẽ không hiệu quả.

4.5 Phương pháp xác định hàm lượng flavonoid của lá dấp cá sau khi sấy

Hàm lượng flavonoid của lá dấp cá được xác định bằng phương pháp USP-38 (hệ thống dƣợc điển của Mỹ)

Hàm lượng flavonoid trong dấp cá sau sấy được so sánh với sản phẩm dấp cá sấy hiện có trên thị trường Mục tiêu của nghiên cứu là xác định chế độ sấy lá dấp cá tối ưu nhằm nâng cao hàm lượng flavonoid vượt trội hơn so với sản phẩm sẵn có.

4.6 Tiêu chuẩn E.Coli của lá dấp cá sau khi sấy

Tiêu chuẩn vi khuẩn E.Coli trong dấp cá đƣợc định lƣợng theo tiêu chuẩn TCVN 6846:2007; thông tƣ số 05/2012/TT-BYT của Bộ Y tế [Phụ lục 5]

Các chỉ tiêu này đƣợc phân tích tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường - Đại học Nông Lâm TPHCM

4.7 Một số hình ảnh quá trình sấy lá dấp cá:

Hình 4.6 Dấp cá chuẩn bị sấy

Hình 4.7 Dấp cá trong buồng sấy

Các thiết bị dùng trong thí nghiệm

* Thermostat kiểm soát nhiệt độ TNS:

- Dãy nhiệt độ làm việc: - 45 0 C ~ + 200 0 C

Hình 4.1 Thermostat kỹ thuật số

* Lưu tốc kế Lutron AM-4205TNS:

Hình 4.2 Lưu tốc kế Lutron AM-4205TNS

* Điện kế đa năng: điện áp, dòng điện, công suất, điện năng

Hình 4.3 Điện kế KTS đa năng

- Chức năng đo nhanh dòng điện bằng phương pháp kẹp ngoài

- Dùng để đo kiểm chứng với thiết bị đo kỹ thuật số

- Có chức năng đo điện áp, điện trở thông mạch, ngắn mạch

Hình 4.4 Ampe kẹp đa năng

* Cân vật liệu sấy: Cân đồng hồ Nhơn Hòa

- Thang đo tối đa 2 kg

- Có bù lệch do nhiệt độ

Các thí nghiệm

Mục đích của các thí nghiệm là đánh giá các thông số như thời gian sấy, điện năng tiêu thụ và chất lượng sản phẩm so với tiêu chuẩn ban đầu Điều này giúp giảm số lần thí nghiệm chính thức, tối đa hóa số mẫu sấy được xét nghiệm về hàm lượng flavonoid và E.Coli Qua đó, chúng ta có thể giảm chi phí, thời gian và công sức trong quá trình thí nghiệm, đồng thời giảm khối lượng công việc thu thập và phân tích dữ liệu.

Quá trình thí nghiệm được thực hiện tại Bộ môn Nhiệt, Khoa Cơ Khí Động Lực - Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Trước khi tiến hành khảo nghiệm, buồng sấy và khay sấy được vệ sinh kỹ lưỡng nhằm đảm bảo vệ sinh và độ chính xác của kết quả mẫu sấy.

Bảng 4.1 Thông số máy sấy bơm nhiệt dùng trong thí nghiệm

1 Kích thước buồng sấy ( 600 x 800 x 30) mm

4 TB Ngưng tụ Đối lưu cưỡng bức, chọn theo công suất máy nén

5 TB bay hơi Đối lưu cưỡng bức, chọn theo công suất máy nén

6 Tủ Điều khiển Chế độ “Auto”

7 Nhiệt độ buồng sấy 30 0 C đến 50 0 C

8 Kiểu tiết lưu Ống mao

Các thông số chế độ sấy thí nghiệm được xác định với vận tốc TNS từ 0,7 m/s đến 1,9 m/s, với bước nhảy 0,3 m/s Nhiệt độ sấy được quy định trong khoảng 35°C đến 50°C Thời gian mẻ sấy được lựa chọn không vượt quá 12 giờ, vì thời gian sấy dài hơn sẽ giảm tính ứng dụng trong sản xuất thực tế.

Phương pháp xác định hàm lượng flavonoid

Hàm lượng flavonoid của lá dấp cá được xác định bằng phương pháp USP-38 (hệ thống dƣợc điển của Mỹ)

Hàm lượng flavonoid trong dấp cá sau khi sấy được so sánh với sản phẩm dấp cá sấy hiện có trên thị trường Mục tiêu chính là xác định chế độ sấy lá dấp cá tối ưu nhằm nâng cao hàm lượng flavonoid vượt trội hơn so với các sản phẩm đang lưu hành.

Tiêu chuẩn E.Coli của lá dấp cá sau khi sấy

Tiêu chuẩn vi khuẩn E.Coli trong dấp cá đƣợc định lƣợng theo tiêu chuẩn TCVN 6846:2007; thông tƣ số 05/2012/TT-BYT của Bộ Y tế [Phụ lục 5]

Các chỉ tiêu này đƣợc phân tích tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường - Đại học Nông Lâm TPHCM.

Một số hình ảnh quá trình sấy lá dấp cá

Hình 4.6 Dấp cá chuẩn bị sấy

Hình 4.7 Dấp cá trong buồng sấy