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
Kỹ thuật cơ khí
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" do Đặng Thanh Sơn thực hiện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, thuộc ngành Kỹ thuật cơ khí, tập trung giải quyết vấn đề chất lượng mật ong Việt Nam thấp do độ ẩm cao sau thu hoạch, dẫn đến dễ hư hỏng và khó đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu. Các thiết bị cô đặc hiện có trên thị trường Việt Nam thường sử dụng nhiệt độ cao (45÷55°C), gây kéo dài thời gian cô đặc, giảm hàm lượng dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị và tăng hàm lượng HMF, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và chế tạo một hệ thống thiết bị cô đặc mật ong nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu xuất khẩu, đồng thời giảm đáng kể thời gian cô đặc và chi phí năng lượng riêng. Để đạt được mục tiêu này, nghiên cứu đã tiến hành mô hình hóa và mô phỏng quá trình trao đổi nhiệt ẩm để xác định các thông số cấu tạo và chế độ làm việc tối ưu. Đồng thời, nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ cô đặc, chiều cao vành dẫn chất lỏng và thời gian phát sóng siêu âm đến chất lượng sản phẩm, thời gian cô đặc, thời gian kết tinh trở lại và chi phí điện năng riêng.
Những đóng góp mới của luận án bao gồm: ứng dụng thành công công nghệ cô đặc chân không ở nhiệt độ thấp để nâng cao giá trị dinh dưỡng và cảm quan của mật ong; tích hợp vành dẫn chất lỏng với nhiều khe hẹp giúp phá vỡ bọt hơi, tăng diện tích bốc hơi và tốc độ chuyển động của màng dung dịch, từ đó tăng cường bốc hơi nước và giảm thời gian cô đặc; và sử dụng công nghệ siêu âm để phá kết tinh trong mật ong khi cô đặc, kéo dài thời gian kết tinh trở lại của dung dịch mật trong quá trình tồn trữ, đồng thời tăng cường quá trình thoát ẩm.
Kết quả nghiên cứu đã xác định được các thông số tối ưu cho thiết bị cô đặc CĐ-1A là nhiệt độ cô đặc 44,8°C, chiều cao vành dẫn chất lỏng 653mm và thời gian phát sóng siêu âm 24,4 phút. Thiết bị CĐ-1A được thiết kế và chế tạo có cấu tạo đơn giản, hoạt động ổn định, bền vững, tạo ra sản phẩm mật ong có chất lượng cao, đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu. Thiết bị này hoàn toàn có thể được chế tạo trong nước, giúp thay thế các thiết bị nhập ngoại đắt tiền và dễ dàng triển khai áp dụng rộng rãi cho các cơ sở chế biến mật ong tại Việt Nam.
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1. Mục tiêu chung
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT VẬT LÝ, THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CÔNG DỤNG CỦA MẬT ONG
2.1.1. Đặc điểm của mật ong
2.1.2. Tính chất vật lý và thành phần hoá học
2.1.2.1. Tính chất vật lý
2.1.2.2. Thành phần hoá học
2.1.3. Công dụng của mật ong
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ MẬT ONG
2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong trên thế giới
2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mật ong ở trong nước
2.3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MẬT ONG
2.3.1. Quy trình công nghệ chế biến mật ong trên thế giới
2.3.2. Quy trình công nghệ chế biến mật ong ở Việt Nam
2.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG
2.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong trên thế giới
2.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cô đặc mật ong ở trong nước
2.5. PHƯƠNG PHÁP PHÁ KẾT TINH MẬT ONG BẰNG SÓNG SIÊU ÂM
3.1. NGUYÊN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
3.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
3.4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
3.4.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
3.4.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố
3.4.2.3. Phương pháp nghiên cứu tối ưu tổng quát
3.4.3. Phương pháp xác định một số thông số của quá trình cô đặc
4.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT ẨM TRONG BỘ PHẬN CÔ ĐẶC
4.1.1. Mô hình kết cấu bộ phận cô đặc
4.1.2. Xây dựng mô hình toán quá trình trao đổi nhiệt ẩm trong bộ phận cô đặc
4.1.3. Thuật toán giải phương trình vi phân
4.1.3.1. Lựa chọn phương án mô phỏng
4.1.3.2. Tính toán lựa chọn một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của thiết bị cô đặc
4.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.2.1. Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố
4.2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố
4.2.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát
4.2.4. Kết quả thí nghiệm ứng với giá trị tối ưu của các yếu tố vào
4.2.5. Hoàn thiện quy trình công nghệ cô đặc
4.2.6. Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để hoàn thiện thiết kế thiết bị cô đặc CĐ-1A
4.2.6.1. Hoàn thiện thiết kế thiết bị cô đặc mật ong
4.2.6.2. Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của thiết bị cô đặc mật ong
4.2.6.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của thiết bị cô đặc CĐ-1A
5.1. Kết luận
5.2. Kiến nghị