Máy sấy nông sản bằng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt từ vật liệu chuyển pha và hỗ trợ bằng sóng siêu âm
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, nhu cầu sấy khô thực phẩm của con người ngày càng tăng cao do nó mang lại khá nhiều lợi ích về nhiều mặt. Thực phẩm sấy khô mang lại dinh dưỡng trong thực phẩm được giữ nguyên, kéo dài thời gian sử dụng, tiết kiệm diện tích bảo quản, ưu việt hơn các phương pháp khác, đơn giản, dễ thực hiện.
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng ánh nắng mặt trời để sấy trực tiếp để làm khô nhiên liệu. Đây là phương pháp cơ bản nhất, dễ ứng dụng, tiết kiệm được chi phí. Nhưng về độ thoát ẩm không cao (chỉ khoảng 30-40%) dẫn đến thời gian bảo quản cũng hạn chế theo cũng vì thế khó có thể bảo quản lâu dài và xuất khẩu được. Hơn nữa, phương pháp này bị phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, vào những ngày không có nắng hay thời tiết vật liệu có thể bị hỏng, ẩm mốc. Về chất lượng sản phẩm khi sấy trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời sẽ làm mất chất lượng sản phẩm.
Vấn đề về môi trường và năng lượng, tài nguyên là những vấn đề rất quan trọng trong thời buổi ngày hôm nay. Do tình hình Sự cạn kiệt tài nguyên như dầu mỏ, than đá, khí đốt … ngày càng cạn kiệt, tài nguyên bị tiêu hao với tốc độ nhanh hơn tốc độ thay thế. Nhận biết được điều đó, ta có thể tận dụng thay thế bằng nguồn năng lượng vô tận từ mặt trời – năng lượng xanh để ứng dụng nó vào đời sống nói chung và vào việc sấy nông sản rau, củ, quả nói riêng.
Dưới đây là bảng các ưu nhược điểm của các công nghệ sấy hiện nay:
Bảng 1. Ưu nhược điểm các công nghệ sấy
Từ bảng 1 đánh giá trên ta biết được rằng tích trữ năng lượng mặt trời để sấy mang lại sự thân thiện với môi trường, hạn chế tối đa việc xả khí thải (CO2) gây hiệu ứng nhà kính với hiện trạng môi trường đang bị suy thoái do ô nhiễm so với các phương pháp sấy khác nó tối ưu hơn về năng lượng tiêu tốn và lượng khí thải là khá lớn. Tuy nhiên sấy bằng năng lượng mặt trời vẫn còn hạn chế ở việc sẽ phụ thuộc vào cường độ nắng cũng như thời tiết vào những ngày trời mưa, sẽ ảnh hưởng cục bộ đến thời thời gian cũng như quá trình sấy bị gián đoạn.
Từ những lợi ích từ năng lượng mặt trời mang lại song với những hạn chế của công nghệ này kết hợp với những nhu cầu sấy nông sản với tiêu chí năng suất cao, chế độ sấy ổn định, tiết kiệm được chi phí vật liệu sấy và hơn hết là không gây ô nhiễm môi trường mang lại sức khoẻ với lượng cuộc sống của mọi người, nhóm đã tiến hành bắt tay vào việc nghiên cứu dựa vào các tiêu chí được đề ra. Ý tưởng “Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ vật liệu chuyển pha cung cấp cho sấy nông sản” của nhóm tập trung xoáy sâu vào các nhu cầu được đề ra và khắc phục những hạn chế của sấy bằng năng lượng mặt trời thông thường bằng cách tích trữ năng lượng mặt trời dưới dạng vật liệu chuyển pha.
Việc nghiên cứu này thành công sẽ mở rộng khả năng ứng dụng của NLMT và hứa hẹn mang lại chất lượng sản phẩm cũng như về mặt kinh được nâng cao, có thể mở rộng ứng dụng rộng rãi trên các loại hình sấy thuỷ sản, nông sản và đảm bảo tối đa chất lượng sản phẩm.
2. TÊN Ý TƯỞNG
“MÁY SẤY NÔNG SẢN BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP NHIỆT TỪ VẬT LIỆU CHUYỂN PHA VÀ HỖ TRỢ BẰNG SÓNG SIÊU ÂM”
Ý tưởng trên thuộc lĩnh vực về tiết kiệm, tích trữ năng lượng trong việc sấy vật liệu, nâng cao hiệu suất thiết bị sấy và dựa trên tiêu chí giảm phát thải khí hiệu ứng nhà kính bảo vệ môi trường.
3. XUẤT XỨ
Dựa trên vấn đề về thiếu hụt năng lượng hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng và những khó khăn của người nông dân Việt Nam gặp phải . Trên tình hình thực tế về việc sấy thực phẩm nông sản khá hao phí nhiên liệu. Vì vậy chúng tôi hình thành ý tưởng cho đề tài hôm nay mục đích để cải thiện vấn đề trên bằng cách thu sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên của mặt trời và tích trữ nó bằng vật liệu chuyển pha.
Ở Việt Nam các công nghệ sấy hiện đại khác nhau nhưng ta cần năng lượng dạng điện năng chuyển về dạng nhiệt năng hoặc sử dụng các loại dầu mỏ, than đá để sấy. Những vấn đề về năng lượng và môi trường đã nêu ở phần trước, chúng tôi đã nhận ra được vấn đề và nảy ra ý tưởng rằng tích trữ và sử dụng năng lượng mặt trời vừa có thể giảm được chi phí, tiết kiệm năng lượng và không tạo khí thải gây ô nhiễm môi trường.
3.1. Tầm nhìn, sứ mệnh
Tầm nhìn:
Cung cấp một giải pháp bền vững về tiết kiệm năng lượng và sử dụng hiệu quả năng lượng trong sấy bảo quản rau, củ quả, nông lâm - thủy hải sản và thực phẩm đồng thời tạo ra sản phẩm sấy đạt chất lượng, chi phí thấp, giá trị sản phẩm sấy được gia tăng
Sứ mệnh:
Sứ mệnh của dự án là tạo ra một máy sấy nông sản sử dụng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt từ vật liệu chuyển pha và có sự hỗ trợ bằng sóng siêu âm nhằm hỗ trợ người nông dân và các doanh nghiệp nông nghiệp trong việc sấy khô các loại rau, củ quả, nông lâm - thủy hải sản và thực phẩm một cách hiệu quả và bền vững.
Chúng tôi mong muốn giúp nâng cao chất lượng và giá trị của nông sản, giảm thiểu tổn thất và lãng phí sau thu hoạch và các tác động tiêu cực đến môi trường.
3.2. Ý tưởng chính của dự án
Dự án sẽ sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để tạo ra nhiệt năng cấp chủ yếu cho hoạt động sấy thông qua việc sử dụng nhiệt năng từ quá trình nhả nhiệt ẩn của của vật liệu chuyển pha (PCM). Vật liêu chuyển pha được dự án lựa chọn là môi chất Parafin. Việc sử dụng năng lượng nhiệt ẩn của Parafin khí tan chảy sẽ giúp cho việc cấp nhiệt cho máy sấy ổn định từ đó cho phép nâng cao được chất lượng sản phẩm sấy, rút ngắn thời gian sấy. Ngoài ra việc kết hợp sử dụng sóng siêu âm được bố trí trong buồng sấy sẽ giúp gia tăng quá trình truyền nhiệt, truyền ẩm cho vật liệu sấy và giữ cho quá trình sấy vật liệu luôn ổn định dù có sự suy giảm về cường độ bức xạ mặt trời trong ngày. (Sơ đồ nguyên lý hoạt động và bố trí thiết bị được trình bày tại Hình 1)
4. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
4.1. Sơ đồ dự án
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy sấy bằng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt từ vật liệu chuyển pha và hỗ trợ bằng sóng siêu âm
Ghi chú:
Bộ thu Năng lượng Mặt trời
Van điện từ 3 ngả trên
Bồn tích trữ nước nóng
Van điện từ 3 ngả dưới
Buồng sấy tích hợp đầu phát sóng siêu âm
Buồng trao đổi nhiệt
Quạt đẩy không khí
Máy bơm nước
Bồn chứa nước cấp
Van điện từ 2 ngả
4.1.1. Cấu tạo bộ thu năng lượng mặt trời
Hình 2: Bộ thu năng lượng mặt trời bằng ống chân không
Ghi chú: 1.1 - Bồn nước nóng; 1.2 - Ống chân không thu nhiệt; 1.3 - Chân đế
4.2. Buồng trao đổi nhiệt
Hình 3: Buồng trao đổi nhiệt có chứa vật liệu chuyển pha (PCM)
Ghi chú:
6.1 - Ống chứa nước nóng của bộ trao đổi nhiệt; 6.2 - Ống chưa không khí nóng trong bộ trao đổi nhiệt; 6.3 - Không gian chưa vật liệu chuyển pha
4.2.1. Buồng sấy tích hợp đầu phát sóng siêu âm
Hình 4: Buồng sấy vậy liệu tích hợp máy phát sóng siêu âm
Ghi chú:
5.1 Không gian sấy
5.2 Khay lưới vật liệu
5.3 Máy đô nhiệt độ/vận tốc
5.4, 5.5, 5.6 Bộ phát sóng siêu âm
4.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
- Sau khi bồn chứa 9 đầy nước thì van điện từ hai ngả 10 được mở ra và cho dòng nước đi qua ống dẫn và đi vào bộ thu Năng Lượng Mặt Trời (NLMT) 1.
- Nước sau khi vào bộ thu NLMT 1, ở đây nước lạnh sẽ được đi vào dàn ống chân không 1.1 và nhận nhiệt gián tiếp từ mặt trời. Nước khi đạt nhiệt độ tối đa sẽ được đưa đi qua đường ống dẫn và vào buồng trao đổi nhiệt thông qua hai van điện từ ba ngả 2 và 4.
- Đối với trường hợp máy hoạt động vào ban ngày thì van điện từ ba ngả trên (2) mở, van điện từ ba ngả dưới (4) đóng ở phía nhánh phụ có bồn tích trữ nước nóng (3) để nước ở nhiệt độ cao vừa đi ra từ bộ thu đi vào và rẽ thành hai nhánh. Một hướng chính nước sẽ đi thẳng vào bồn trao đổi nhiệt, hướng còn lại sẽ đi vào buồng chứa nước tích trữ nhiệt và được van điện từ dưới chặn lại, mục đích là để trữ nhiệt khi trời không có nắng.
Hình 5: Ảnh thể hiện cụm bồn chứa nước nóng 3 như trường hợp được nêu trên
- Khi một mẻ sấy được hoàn thành, van ba ngả trên 2 sẽ đóng lại (đóng ở nhánh chính), nước sẽ được bơm hoàn toàn vào bồn tích trữ qua các đường ống và van (sau khi thay vật liệu sấy sẽ đặt lại chế độ như ban đầu)
- Ở buồng trao đổi nhiệt, môi chất Parafin (6.3) được nhận nhiệt từ nước nóng cấp đến thông qua (6.1) sẽ chuyển sang pha tan chảy và lượng Parafin này có năng lượng nhiệt dưới dạng năng lượng nhiệt ẩn. Năng lượng nhiệt ẩn của Parafin sẽ được giải phóng khi nó truyền nhiệt sang không khí chạy trong đường ống xoắn (6.2) để gia nhiệt không khí tươi thành tác nhân sấy cấp vào buồng sấy thông qua quạt thổi (7) để đi vào buồng sấy để sấy vật liệu theo yêu cầu bao gồm nhiệt độ tác nhân sấy (t OC) và vận tốc tác nhân sấy (V, m/s)
- Trường hợp nước không đủ lượng nhiệt để cung cấp cho quá trình sấy (Khi nhiệt độ nước cấp cho PCM không còn đủ nóng vào buối tối nếu vật liêu có độ ẩm cao phải sấy kéo dài hoặc mưa nhiều ngày và không có mặt trời) thì thiết bị phát sóng siêu âm (5) được khởi động nhằm tăng hiệu quá sấy lên mức tối đa. Với cùng một nhiệt độ thì khi có sóng siêu âm, hiệu quả sấy được nâng lên gấp đến 2-3 lần
- Nước sau khi ra khỏi buồng trao đổi nhiệt (6) thì nhiệt độ đã hạ thấp. Sau đó nước được đi qua đường ống và được bơm (8) đẩy lên về bồn chưa nước cấp (9), vòng tuần hoàn được khép kín.
- Khi trời tối: một thiết bị cảm biến nhiệt độ được lắp tại tại bộ thu năng lượng mặt trời hoạt động sẽ điều khiển van 3 ngã điện từ dưới (4) tự động mở, nước nóng được tích trữ trong bồn (3) đi qua van (4) , qua đường ống đi vào buồng trao đổi nhiệt (6) sau đó được máy bơm (8) hút và đẩy lên bồn tích trữ nước cấp (9) và lúc này van hai chiều điện từ (10) tự động đóng lại, không cho nước nhiệt độ thấp tuần hoàn lại hệ thống.
Một bộ phát sóng siêu âm ( Ultrasound) bao gồm (5.4), (5.5) và (5.6) được bố trí trong buồng sấy cho phép cung cấp nhiệt bổ sung để bảo đảm ổn định nhiệt độ tác nhân cấp ngoài ra còn cho phép giúp rút ngắn thời gian sấy. Sử dụng trợ giúp sóng siêu âm trong qua trình sấy giúp ltăng cường truyền nhiệt, truyền ẩm nhưng không gây ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Môt thử nghiệm đã công bố sấy khô bằng sóng siêu âm trong thời gian 30 phút nhiệt độ sấy 40°C tương đương mẫu đối chứng sấy cấp nhiệt sấy ở nhiệt độ 60°C ,thòi gian sấy cũng trong 60 phút) .Phương pháp sấy bằng sóng siêu âm giúp giảm thời gian sấy 11–33%, tăng khả năng khuếch tán ẩm vào môi trường lên 18–35%
Dự án cũng sẽ tập trung vào việc phát triển các công nghệ tự động hoá và giám sát thông minh để điều chỉnh quy trình sấy và giám sát chất lượng sản phẩm. Điều này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và giảm bớt công sức và thời gian của người nông dân trong quá trình sấy khô nông sản.
5. THÔNG TIN VẬT LIỆU CHUYỂN PHA
5.1. Về sáp paraffin
Parafin là tên gọi chung cho nhóm các hydrocacbon dạng Ankan, nhưng trong kỹ thuật nó thường dùng để chỉ các Ankan mạch thẳng hay Ankan thường, còn các Ankan mạch nhánh được gọi là isoparafin.
Công thức hóa học tổng quát của paraffin là CnH2n+2 ; với n < 20 thì gọi là parafin oil (parafin lỏng), n = 20 ¸ 40 thì được gọi là parafin wax (hay sáp parafin).
PCM là loại vật liệu có thể biến đổi pha linh hoạt (rắn - lỏng - khí) Tuỳ thuộc vào nhiệt độ mà nó có cái mức độ chuyển đổi pha khác nhau. Trên cơ sở và đặc tính của nó ta chia thành 3 dạng cơ bản của chúng PCM rắn – lỏng, PCM lỏng – khí, PCM rắn – khí . PCM đóng vai trò là bộ phận giữ nhiệt để ổn định nhiệt cho hệ thống sử dụng vật liệu này. Để lưu trữ và giải phóng nhiệt, vật liệu biến đổi pha sử dụng liên kết hóa học và chuyển giao năng lượng xảy ra khi vật liệu thay đổi trạng thái tức là từ trạng thái rắn chuyển qua lỏng hoặc ngược lại từ lỏng trở về trạng thái rắn. PCM dự trữ nhiệt thông qua quá trình chuyển pha được thực hiện khi chuyển trạng thái lỏng - rắn, rắn - lỏng, rắn - khí, lỏng - khí. Tuy nhiên khi chuyển pha rắn - khí hay lỏng - khí nó gây ra sự thay đổi lớn về thể tích, còn khi chuyển pha lỏng - rắn thì nó dự trữ được ít nhiệt năng. Do đó PCM rắn - lỏng được sử dụng nhiều nhất trong các ứng dụng ổn định nhiệt độ và để lưu trữ nhiệt với nhiệt năng lớn kết hợp với sự thay đổi nhiệt độ khá nhỏ . PCM làm việc theo một chu trình khép kín: ở trạng thái rắn PCM hấp thụ nhiệt khi nhiệt độ tăng lên, rồi tan chảy dần dần và lưu trữ nhiệt trong khoảng thời gian nhất định cho dù nhiệt độ tiếp tục tăng hơn nữa. Khi nhiệt độ môi trường xung quanh giảm xuống thì nhiệt này sẽ được tản ra môi trường và PCM trở về trạng thái ban đầu. Chu trình này được lặp lại nhiều lần mà PCM vẫn ổn định trong suốt quá trình làm việc . Đây cũng chính là hiệu quả tái sử dụng của PCM mà các vật liệu khác khó có thể so sánh được.
5.2. Đặc tính kỹ thuật
Trong công nghệ lưu trữ nhiệt thì parafin wax là một trong những môi chất tuyệt vời để tích nhiệt. Nó có nhiệt độ nóng chảy nằm trong khoảng từ 57 61oC và có nhiệt dung riêng khoảng 2,14 ¸ 2,94 KJ/ kg.K.
5.3. Phân loại PCM
Vật liệu biến đổi pha được phân loại thành nhiều loại khác nhau. Có hợp chất hữu cơ và vô cơ, cũng như hỗn hợp eutectic của các hợp chất này. Tất cả chúng khi cung cấp nhiệt độ sẽ cho giai đoạn chuyển tiếp khác nhau. PCM được chú trọng hơn và ứng dụng trong nghiên cứu này. Các hợp chất hữu cơ (Organic compounds) bao gồm các hợp chất parafin (Parafin compounds) và không parafin (Non - Parafin compounds), trong khi các hợp chất vô cơ (Inorganic Compounds) bao gồm hydrat muối (Salt hydrates), kim loại và hợp kim (Metals and Alloys). Các hợp chất hữu cơ, vô cơ và hỗn hợp eutectics đã là một chủ đề nghiên cứu cách đây hơn bốn mươi năm trước.
Trong đó có ba loại PMC là vô cơ, hữu cơ và hỗn hợp. được nghiên cứu rộng rãi nhất, trong đó sáp Parafin được đặc biệt quan tâm nghiên cứu thời gian gần đây do nó có nhiều tính chất tiềm năng về nhiệt lý, kỹ thuật, tính kinh tế và dễ dàng ứng dụng mang lại những hiệu quả không nhỏ trong việc sưởi ấm hay làm mát góp phần giảm hiệu ứng nhà kính, phát triển công nghệ năng lượng xanh bền vững.
Hình 6: Một số vật liệu chuyển pha.
5.3.1. Cơ sở lý thuyết chọn PCM để lưu nhiệt
PCM thực hiện được hai quá trình đó là lưu trữ và giải phóng nhiệt. Tuy nhiên có rất nhiều những yêu cầu khác nhau tùy thuộc vào lĩnh vực ứng dụng PCM. Trong đề tài này vấn đề chọn loại PCM phù hợp để ứng dụng dựa trên các cơ sở sau:
Nhiệt lý
Nhiệt dung riêng
Tính chất hóa học
Tính kinh tế
Ứng dụng
Có một dải rộng các vật liệu chuyển pha có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng từ 50 độ C tới 90 độ C phục vụ cho các ứng dụng ổn định nhiệt khác nhau. Vật liệu tan chảy ở nhiệt độ dưới 15 độ C được sử dụng cho việc lưu trữ lạnh trong các ứng dụng điều hòa không khí, trong khi những vật liệu tan chảy trên 90 độ C được sử dụng để hấp thụ lạnh. Tất cả các vật liệu tan chảy ở nhiệt độ từ 15 độ C đến 90 độ C được áp dụng trong các ứng dụng sưởi ấm và làm mát bằng năng lượng mặt trời. Lưu trữ năng lượng nhiệt là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất khi ứng dụng PCM. Để phù hợp với một ứng dụng nhất định, PCM được lựa chọn trên cơ sở của nhiệt độ chuyển tiếp và nhiệt độ nóng chảy phải phù hợp với nhiệt độ hoạt động của hệ thống sử dụng chúng. Trong đề tài này vật liệu chuyển pha được lựa chọn ứng dụng trong khoảng nhiệt độ từ 30 độ C đến 70 độ C.
5.4. Vật liệu chuyển pha sử dụng cho dự án
Parafin loại CnH2n+2 là một nhóm các hydrocarbon bão hòa với tính chất rất giống nhau. Paraffin giữa C5 và C15 là các chất lỏng và phần còn lại là chất rắn dạng sáp. Sáp parafin là một trong những PCM lưu trữ nhiệt hữu cơ phổ biến nhất cho các ứng dụng thương mại. Nó bao gồm một hydrocacbon mạch thẳng có nhiệt độ nóng chảy dao động từ đến . Sau đây là một số trong những lợi thế và bất lợi của paraffin.
Bảng 2. Ưu và nhược điểm parafin
Parafin được sử dụng làm nguyên liệu thay đổi giai đoạn cho các ứng dụng lưu trữ nhiệt, bởi vì nó có hầu hết các tính chất cần thiết. Chúng được sử dụng như phương tiện lưu trữ năng lượng nhiệt, trong các lĩnh vực không gian nhỏ, làm lạnh và điều hòa hệ thống, quy trình bảo tồn, hệ thống năng lượng mặt trời, phục hồi năng lượng, hệ thống sưởi và làm mát các tòa nhà. Ngoài ra, chúng được sửdụng trong các hệthống bảo vệ nhiệt, cũng như trong làm mát động và thụ động của các thiết bị điện.
Có rất nhiều chất lưu nhiệt khác nhau với các giải nhiệt độ khác nhau. Với giải nhiệt độ từ - và các tiêu chí đã phân tích ởtrên cùng những ưu, nhược điểm của Parafin chúng tôi chọn Parafin C24H50 làm chất lưu nhiệt để nghiên cứu và ứng dụng làm thí nghiệm trong đề tài này.
Hình7: Parafin C24H50
Phát triển dòng máy sấy rau, củ, quả, nông lâm, thuỷ hải - sản và thực phẩm sau chế biến bằng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt từ vật liệu chuyển pha(PCM) và có sự hỗ trợ bằng sóng siêu âm (Ultrasound) với chất lượng cao và giá thành hợp lý.
Nâng cao chất lượng và giá trị của nông sản, thực phẩm thông qua quá trình sấy bảo quản đạt chất lượng an toàn thực phẩm.
Góp phần giảm thất thoát rau, củ, quả, nông - lâm, thuỷ hải - sản sau thu hoạch và khí hiệu ứng nhà kính
Tiết kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng trong sấy bảo quản rau, củ, quả, nông - lâm, thuỷ hải -sản sau thu hoạch và bảo vệ môi trường.
6. Tính cấp thiết của dự án
Giải quyết vấn đề bảo quản nông sản: Trong ngành nông nghiệp, bảo quản nông lâm, thuỷ, hải sản sau thu hoạch là một thách thức lớn. Việc sử dụng máy sấy của dự án đề xuất giúp giảm thất thoát thiệt hại sau thu hoạch (do nông sản ẩm bị hư hỏng và vi khuẩn xâm nhập)
Tối ưu hóa nguồn năng lượng: Sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy khô giúp giảm phụ thuộc vào nguồn năng lượng không thống nhất và giảm lượng khí thải carbon, góp phần vào bảo vệ môi trường và sự phát triển bền vững.
Nâng cao giá trị nông sản: Quá trình sấy khô đảm bảo giữ nguyên chất lượng, giá trị dinh dưỡng, hương vị và ngoại hình của nông sản. Điều này giúp tăng giá trị gia tăng của nông sản và mở ra cơ hội kinh doanh mới cho người nông dân và doanh nghiệp.
Đáp ứng nhu cầu thị trường: Có một sự tăng trưởng trong nhu cầu tiêu thụ nông sản sấy khô, đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và xuất khẩu. Dự án cung cấp một giải pháp hiệu quả và đáng tin cậy để đáp ứng nhu cầu này.
Tăng cường cạnh tranh và phát triển kinh doanh: Sử dụng công nghệ tiên tiến và các yếu tố khác, dự án này tạo ra một sự cạnh tranh và lợi thế kinh doanh trong lĩnh vực sấy khô nông sản. Điều này giúp khách hàng mở rộng thị trường, tăng trưởng doanh thu và tạo ra lợi nhuận bền vững.
7. Tính sáng tạo, tính mới
Sử khi sử dụng máy sấy của dự án giúp người dân không chỉ tự chủ giải quyết được sấy khô rau, củ, quả, nông - lâm, thuỷ hải - sản sau thu hoạch mà còn mang lại lợi nhuận , tăng tính kinh tế cho nông sản Việt khi giá thành của nông sản có giá trị cao.
So sánh các loại máy sấy sử dụng điện, than cấp nhiệt cho sấy thì máy sấy của dự án không những đáp ứng được về mặt năng suất mà còn cao hơn về mặt chất lượng sản phẩm sấy, trong khi chi phí sấy giảm từ 50- 150%, lượng khí thải giảm 500%
Tính sáng tạo:
Sử dụng năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho quá trình sấy cho máy sấy dự án hiện là một giải pháp có tính sáng tạo. Dự án được thực hiện theo hướng tiết kiệm năng lượng và sử dụng hiệu quả năng lượng dưới hình thức cấp nhiệt và điện cho máy sấy hoạt động. Việc sử dụng năng lượng mặt trời cho máy sấy không chỉ giảm chi phí năng lượng sấy mà còn giảm thiểu khí thải và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Sự sáng tạo trong hệ thống máy sấy của dự án đã được ứng dụng dựa trên đặc tính nhiệt vật lý của một loại vật liệu dưới hình thức chuyển pha (Phase Change Material), giúp giải phóng năng lượng nhiệt ẩn sau khi được tích trữ năng lượng dưới dạng nhiệt hiện. Vật liệu PCM được chọn là Parafin cho phép tích nhiệt và nhả nhiệt linh hoạt, truyền nhiệt hiệu quả cho tác nhân sấy. Quá trình này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn tăng cường hiệu quả sấy khô, mang lại lợi ích to lớn cho người tiêu dùng.
Áp dụng đặc tính của sóng siêu âm trong sấy nông sản và thực phẩm là một bước tiến trong lĩnh vực khoa học sấy ngày nay. Sóng siêu âm khi được phát ra ở giải tần số trên 20HZ cùng với độ rung 130-150db đã làm cho sóng siêu âm thành nguồn phát năng lượng nhiệt cho sấy trở nên hiệu quả
Kết hợp năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho sấy tư vật liệu chuyển pha (PCM) và công nghệ sóng siêu âm ( Ultrasound) trong sấy vật liệu thể hiện tính sáng tạo của dự án.
Tính mới:
Sử dụng năng lượng mặt trời: Sử dụng năng lượng mặt trời là một giải pháp sáng tạo trong quá trình sấy khô nông sản. Dự án tận dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra nhiệt, điện năng cần thiết để hoạt động máy sấy. Điều này không chỉ giảm chi phí năng lượng mà còn giảm thiểu khí thải và ô nhiễm môi trường từ các nguồn năng lượng truyền thống
Sử dụng vật liệu chuyển pha: Sử dụng vật liệu chuyển pha là một tính mới trong quá trình sấy khô nông sản. Vật liệu chuyển pha như chất lưu chất có khả năng hấp phụ và giải phóng nhiệt một cách hiệu quả. Bằng cách tận dụng vật liệu chuyển pha, máy sấy có thể tận dụng nhiệt độ từ quá trình sấy để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy khô, từ đó giảm thiểu sự lãng phí năng lượng.
Hỗ trợ bằng sóng siêu âm: Áp dụng sóng siêu âm trong quá trình sấy khô là một ứng dụng sáng tạo. Sóng siêu âm tác động lên nông sản, tạo ra các hiện tượng rung động và dao động phân tử, giúp loại bỏ nước nhanh chóng. Quá trình này không chỉ giảm thời gian sấy khô mà còn duy trì chất lượng, hương vị và giữ lại các thành phần dinh dưỡng trong nông sản.
Kết hợp các công nghệ tiên tiến: Dự án kết hợp nhiều công nghệ tiên tiến như năng lượng mặt trời, sóng siêu âm và công nghệ tự động hoá. Sự kết hợp này tạo ra một quá trình sấy khô nông sản tiết kiệm năng lượng, hiệu quả và bền vững hơn so với các phương pháp truyền thống.
Sự kết hợp thông minh giữa Năng lượng nhiệt Xanh, vật liệu PCM và sóng siêu âm đã mang lại quá trình sấy nông sản, thực phẩm đáng chú ý. Việc ứng dụng PCM giải phóng năng lượng nhiệt ẩn và sóng siêu âm chuyển đổi thành nhiệt năng cấp nhiệt cho vật liệu trong buồng sấy đảm bảo một phương pháp sấy khô hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Quá trình này không chỉ giữ nguyên toàn bộ giá trị dinh dưỡng và hương vị tự nhiên của sản phẩm, mà còn góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường và thúc đẩy phát triển bền vững cho ngành nông nghiệp và thực phẩm.
Tóm lại, tính sáng tạo của dự án "Máy sấy nông sản bằng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt từ vật liệu chuyển pha và hỗ trợ bằng sóng siêu âm" nằm ở việc áp dụng những phương pháp và công nghệ tiên tiến như sử dụng năng lượng mặt trời, sóng siêu âm và công nghệ tự động hoá để tạo ra một quy trình sấy khô nông sản hiệu quả và bền vững. Tính mới của dự án là sử dụng vật liệu chuyển pha và tập trung vào việc cải thiện chất lượng sản phẩm sấy khô nông sản.