–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
----------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ TRANG TRẠI NẤM CÔNG NGHỆ CAO
KẾT HỢP ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
SVTH
1. Võ Trung Kiên
MSSV: 18142319
2. Trần Trọng Thuận
MSSV: 18142393
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2022
–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
----------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ TRANG TRẠI NẤM CÔNG NGHỆ CAO
KẾT HỢP ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI
GVHD: PGS. TS Võ Viết Cường
SVTH
1. Võ Trung Kiên
MSSV: 18142319
2. Trần Trọng Thuận
MSSV: 18142393
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2022
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
----***----
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: Võ Trung Kiên
Trần Trọng Thuận
MSSV: 18142319
Lớp: 181421C
MSSV: 18142393
Lớp: 181421B
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử
Tên đề tài: Thiết kế trang trại nấm công nghệ cao kết hợp điện mặt trời áp mái.
Giáo viên phản biện: PGS. TS. Quyền Huy Ánh
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
2. Ưu điểm:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
3. Nhược điểm:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
…………………………………………………………………………………………
5. Câu hỏi phản biện
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
6. Điểm:……………….(Bằng chữ:……………………………………………………)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng 7 năm 2022
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành đồ án, chúng em xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS. TS Võ
Viết Cường đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt
nghiệp này.
Chúng em chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong khoa Điện-Điện tử đã tận tình
truyền đạt kiến thức cho chúng em trong những năm qua, những kiến thức này là nền
tảng quý báu trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức cịn hạn chế nên chúng em khơng
tránh khỏi những sai sót, chúng em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp từ
thầy và các thầy cơ trong khoa để báo cáo và kiến thức của chúng em được hoàn thiện
hơn.
Cuối cùng chúng em kính chúc q thầy cơ ln dồi dào sức khỏe, đạt được nhiều
thành công trong công việc.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
LỜI CAM ĐOAN
Người nghiên cứu thực hiện đồ án cam đoan không sao chép nội dung và kết quả
của các cơng trình khác. Các nội dung tham khảo đã được trích dẫn đầy đủ.
Người thực hiện đồ án tơt nghiệp
(kí & ghi rõ họ tên)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU .................................................................................................1
1.1
Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2
Lí do chọn đề tài ...............................................................................................1
1.3
Mục tiêu đề tài ..................................................................................................2
1.4
Giới hạn đề tài ..................................................................................................2
1.5
Phương pháp nghiên cứu ................................................................................2
1.6
Cấu trúc đồ án ..................................................................................................2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRỒNG NẤM ........................................................3
2.1
Giới thiệu về nấm ăn ........................................................................................3
2.2
Giới thiệu về nấm hương và đặc tính nấm hương ........................................3
2.3
2.2.1
Giới thiệu nấm hương............................................................................3
2.2.2
Đặc tính nấm hương ..............................................................................4
Quy trình trồng nấm hương..........................................................................11
2.3.1
Sơ đồ khối quy trình trồng nấm hương ................................................11
2.3.2
Phân tích sơ đồ khối ................................................................................12
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO TỪNG KHU VỰC CHỨC NĂNG ....18
3.1
Lưu đồ thiết kế ...............................................................................................18
3.2
Chọn và phân tích địa điểm ..........................................................................20
3.3
Chọn quy mơ trang trại .................................................................................22
3.4
Bố trí mặt bằng trang trại nấm ....................................................................22
3.5
Chọn số nhà trồng và kích thước..................................................................23
3.5.1
Tính tốn chọn nhà trồng .......................................................................23
3.5.2
Tính tốn chọn phịng ni hệ sợi và các khu vực khác ......................24
3.6
Chọn thiết bị ...................................................................................................25
3.7
Sản lượng và khả năng cung cấp nấm ra thị trường ..................................28
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO TRANG TRẠI ......................30
4.1
Tổng quan về mặt bằng trang trại trồng nấm.............................................30
4.2
Tính tốn chọn hệ thống lạnh .......................................................................30
4.2.1
Tìm hiểu về các hệ thống làm lạnh cho không gian lớn ......................30
4.2.2
Thông số kích thước của nhà ni quả thể ...........................................31
4.2.3
Cơ sở lí thuyết tính tốn .........................................................................33
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
4.2.4
Tính tốn tổn thất nhiệt nhà ni quả thể ............................................36
4.2.5
Chọn dàn nóng dàn lạnh cho hệ thống điều hòa trung tâm VRV ......38
4.3
Thiết kế chiếu sáng.........................................................................................41
4.3.1
Phương pháp tính tốn chiếu sáng ........................................................41
4.3.2
Tính tốn chiếu sáng ...............................................................................41
4.3.2.1 Chiếu sáng lối đi trong nhà nuôi quả thể...........................................42
4.3.2.2 Chiếu sáng cho kệ trồng nấm .............................................................43
4.4
Tính tốn phụ tải và phân nhóm phụ tải .....................................................45
4.4.1
Phương pháp tính phụ tải theo hệ số sử dụng và hệ số đồng thời ......45
4.4.2
Tính tốn phụ tải .....................................................................................46
4.4.2.1 Tính tốn cơng suất cho tủ phịng ......................................................46
4.4.2.2 Tính tốn cơng suất cho tủ khu vực MS ............................................49
4.5
Tính tốn trạm biến áp ..................................................................................50
4.5.1
Chọn số lượng, vị trí và cơng suất đặt MBA ........................................50
4.5.2
Tính tốn chọn MBA ..............................................................................51
4.6
Chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt ................................................................52
4.6.1
Phương pháp chọn dây dẫn và CB theo điều kiện phát nóng .............52
4.6.2
Tính tốn ngắn mạch ..............................................................................53
4.6.3
Chọn dây dẫn và CB cho các thiết bị ....................................................56
4.6.4
Chọn dây dẫn và MCCB từ các tủ TB đến tủ MS ...............................58
4.6.5
Chọn dây dẫn từ tủ MS đến tủ MSB và từ tủ MSB đến MBA ...........59
4.6.6
Tính tốn sụt áp trên đường dây ...........................................................59
4.7
Bảo vệ nối đất chống sét ................................................................................61
4.7.1
Tính tốn chống sét .................................................................................62
4.7.2
Tính tốn nối đất .....................................................................................63
4.8
Bù cơng suất phản kháng ..............................................................................64
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .......66
5.1
Tổng quan về điện mặt trời ...........................................................................66
5.2
Cơ sở lí thuyết.................................................................................................66
5.2.1
Nguyên lí hoạt động của PV module ....................................................66
5.2.2
Cấu tạo PV module .................................................................................67
5.2.3
Tiêu chí lựa chọn PV module .................................................................71
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5.2.4
5.3
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Tiêu chí lựa chọn Inveter ........................................................................72
Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái .......................................................74
5.3.1
Lưu đồ thiết kế và giải thích lưu đồ.......................................................74
5.3.2
Phân tích cơng trình ................................................................................78
5.3.3
Lựa chọn PV và cơng suất PV ................................................................79
5.3.4
Lựa chọn Inverter ...................................................................................79
5.3.5
Phương án lắp đặt ...................................................................................80
5.3.6
Tính tốn chọn cáp, Cb và cầu chì ........................................................81
5.3.7
Hệ thống nối đất cho PV .........................................................................82
5.3.8
Hệ thống chống sét ..................................................................................82
5.4
Tác động đến môi trường ..............................................................................82
5.4.1
Giảm thiểu lượng CO2 ............................................................................82
5.4.2
Tái chế tấm pin quang điện mặt trời .....................................................83
CHƯƠNG 6 DỰ TỐN ............................................................................................84
CHƯƠNG 7 TÍNH TỐN CHỈ SỐ KINH TẾ VÀ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ............86
7.1
Các thông số quan trọng................................................................................86
7.1.1
Giá trị thu hồi thuần Net present Value – NPV ...................................86
7.1.2
Tỉ suất hoàn vốn nội bộ ...........................................................................86
7.1.3
Thời gian hồn vốn..................................................................................87
7.2
Tính tốn khả thi kinh tế cho trang trại ......................................................87
7.3
Tính tốn khả thi kinh tế cho trang trại ......................................................89
CHƯƠNG 8 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ ....................................................................91
8.1
Kết luận ...........................................................................................................91
8.2
Hướng phát triển ............................................................................................92
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................93
PHỤ LỤC .....................................................................................................................95
PHỤ LỤC 1: BẢNG TRA ...........................................................................................95
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ....................................................................101
PHỤ LỤC 3: TÍNH TỐN KINH TẾ .....................................................................109
PHỤ LỤC 4: DATASHEET .....................................................................................112
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Nấm hương ......................................................................................................3
Hình 2. 2 Biểu đồ nhiệt độ cho các giai đoạn trồng nấm hương .....................................4
Hình 2. 3 Biểu đồ độ ẩm môi trường cho các giai đoạn trồng nấm hương .....................5
Hình 2. 4 Biểu đồ độ rọi yêu cầu của các giai đoạn trồng nấm hương [8] ......................6
Hình 2. 5 Biểu đồ thí nghiệm sử dụng led kết hợp với đèn huỳnh quang .......................6
Hình 2. 6 Kết quả nghiên cứu sử dụng đèn led kết hợp với huỳnh quang để trồng nấm
hương ...............................................................................................................................6
Hình 2. 8 Biểu đồ so sánh hiệu quả sinh học của các phương pháp thanh trùng, tiệt trùng
chất nền nấm hương [10] .................................................................................................8
Hình 2. 9 Hàm lượng CaCO3 ảnh hưởng đến năng suất nấm hương [14].......................8
Hình 2. 10 Ảnh hưởng tỉ lệ phụ phẩm bổ sung vào chất nền ảnh hưởng đến tốc độ phát
triển sợi nấm và năng suất nấm[15].................................................................................9
Hình 2. 11 Kết quả thí nghiệm kích thước hạt dăm gỗ đến năng suất nấm hương [11]10
Hình 2. 12 Sơ đồ khối quy trình trồng nấm hương .......................................................11
Hình 2. 13 Chất nền và sàn lọc chất nền cho trồng nấm ...............................................12
Hình 2. 14 Xử lí chất nền là rơm rạ ...............................................................................13
Hình 2. 15 Trộn và đóng gói chất nền ...........................................................................13
Hình 2. 16 Lị hấp áp suất lớn .......................................................................................14
Hình 2. 17 Lị hấp tiệt trùng khơng áp suất ...................................................................14
Hình 2. 18 Phịng ủ ni sợi nấm hương .......................................................................15
Hình 2. 19 Phơi nấm hương sau khi ni hệ sợi ...........................................................15
Hình 2. 20 Các mơ hình nhà ni quả thể nấm hương ..................................................16
Hình 2. 21 Cơng nhân phân loại, cắt gọt nấm hương ....................................................17
Hình 3. 1 Lưu đồ thiết kế trang trại nấm .......................................................................18
Hình 3. 2 Mặt bằng đất thiết kế trang trại......................................................................20
Hình 3. 3 Biểu đồ nhiệt độ trung bình tháng của Đức Trọng ........................................21
Hình 3. 4 Biểu đồ nhiệt độ trung bình năm theo giờ ở Đức Trọng ...............................21
Hình 3. 5 Sơ đồ khối dòng nguyên liệu di chuyển trong trang trại ...............................22
Hình 3. 6 Nhà trồng nấm có kiểm sốt mơi trường .......................................................24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Hình 3. 7 Kệ đặt chất nền trồng nấm .............................................................................24
Hình 3. 8 Máy trộn chất nền trồng nấm.........................................................................26
Hình 3. 9 Máy đóng gói chất nền ..................................................................................26
Hình 3. 10 Lị hấp cơng suất lớn 3000 túi/h ..................................................................27
Hình 3. 11 Bồn trữ nước cho khu 2 khu vực nhà vệ sinh ..............................................27
Hình 3. 12 Kết quả thí nghiệm sản lượng nấm khi trồng theo phương pháp kiểm sốt
mơi trường [12]..............................................................................................................28
Hình 4. 1 Cấu tạo panel cách nhiệt EPS ........................................................................32
Hình 4. 2 Dàn nóng VRV-H Daikin loại cop cao RXYQ38AHYMV 38Hp ................39
Hình 4. 3 Bộ chia gas cho điều hịa trung tâm 3 cục nóng ............................................40
Hình 4. 4 Dàn Lạnh VRV Daikin Cassette Âm Trần 2 Chiều FXFQ80SVM ..............40
Hình 4. 5 Đèn led WT470C LED42S/840 PSU NB L1300 ..........................................43
Hình 4. 6 Đèn led xanh dương FSB- 5050- IP65-L60 ..................................................44
Hình 4. 7 Máy biến áp THIBIDI 630kVA ....................................................................52
Hình 4. 8 Sơ đồ tương đương tính tốn ngắn mạch ......................................................53
Hình 4. 9 Tụ bù tự động 5 cấp TBK-A50/5 ..................................................................65
Hình 5. 1 Ngun lí hoạt động của PV ..........................................................................66
Hình 5. 2 Vị trí Busbar trên PV .....................................................................................67
Hình 5. 3 Kính thường và kính dùng làm bề mặt pin mặt trời ......................................68
Hình 5. 4 Khung nhơm của PV Module ........................................................................68
Hình 5. 5 Lớp nền EVA trong PV module ....................................................................69
Hình 5. 6 Mặt lưng PV Module .....................................................................................69
Hình 5. 7 Juntion box ....................................................................................................70
Hình 5. 8 Diode Bypass .................................................................................................70
Hình 5. 9 Cổng MC4 .....................................................................................................71
Hình 5. 10 Đánh giá các nhà sản xuất tấm quang điện mặt trời ....................................72
Hình 5. 11 Đặc tuyến V-A của PV ................................................................................73
Hình 5. 12 Lưu đồ thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời áp mái .................................75
Hình 5. 13 Hiện trạng cơng trình ...................................................................................79
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Hình 5. 14 Inverter SMA Suny Trippower core2 110kW và Inverter SMA Suny
Tripower core1 50kW ....................................................................................................80
Hình 7. 1 Đồ thị phụ tải theo ngày của trang trại nấm ..................................................87
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1 Tính tốn thời gian thu hoạch cho các nhà trồng nấm ..................................23
Bảng 3. 2 Bảng tính tốn sản lượng nấm thu hoạch theo tuần của trang trại ................29
Bảng 4. 1 Thơng số diện tích các mặt của nhà trồng.....................................................36
Bảng 4. 2 Thơng số diện tích các khu vực của nền nhà trồng .......................................37
Bảng 4. 3 Bảng thông số cơ bản dàn nóng điều hịa trung tâm VRV ...........................39
Bảng 4. 4 Thông số cơ bản dàn lạnh cassette ................................................................40
Bảng 4. 5 Tổng hợp tính tốn chiếu sáng cho từng khu vực .........................................44
Bảng 4. 6 Bảng tổng hợp tính toán phụ tải tủ TB1-TB6 ...............................................47
Bảng 4. 7 Bảng tổng hợp tính tốn phụ tải tủ TB7-TB14 .............................................49
Bảng 4. 8 Bảng tính tốn phụ tải tính tốn cho tủ khu vực MS1 ..................................49
Bảng 4. 9 Bảng tổng hợp phụ tải tính tốn cho tủ khu vực MS2 và MS3.....................50
Bảng 4. 10 Bảng tính tốn phụ tải cho tủ chỉnh MSB ...................................................50
Bảng 4. 11 Thơng số MBA............................................................................................52
Bảng 4. 17 Tính tốn ngắn mạch cho tủ MS1 ...............................................................55
Bảng 4. 18 Tính tốn ngắn mạch cho tủ MS2 ...............................................................55
Bảng 4. 19 Tính tốn ngắn mạch cho tủ MS3 ...............................................................56
Bảng 4. 12 Bảng tổng hợp chọn dây cho các thiết bị ....................................................57
Bảng 4. 13 Bảng tính tốn chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt từ tủ phòng TB đến tủ khu
vực MS ..........................................................................................................................58
Bảng 4. 14 Bảng tổng hợp chọn dây từ tủ MS đến tủ MSB và từ tủ MSB đến MBA ..59
Bảng 4. 15 Bảng tổng hợp chiều dài dây dẫn ................................................................59
Bảng 4. 16 Bảng tính tốn sụt áp trên đường dây của trang trại nấm ...........................60
Bảng 4. 20 Thông số kỹ thuật tủ bù TBK-A50/5 ..........................................................65
Bảng 5. 1 So sánh Cell loại P & N ................................................................................67
Bảng 5. 2 So sánh 2 công nghệ pin mono và poly ........................................................77
Bảng 5. 3 Cơ cấu sản lượng điện phân theo nguồn phát của Việt Nam năm 2020 .......83
Bảng 5. 4 Hệ số phát thải khí CO2 của các loại nguồn phát ..........................................83
Bảng 6. 1 Bảng dự tốn sơ bộ kinh phí xây dựng trang trại nấm ..................................84
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Bảng 7. 1 Bảng giá bán điện sản xuất của EVN............................................................88
Bảng 7. 2 Bảng tính tốn thời gian hồn vốn của dự án PV .........................................89
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Nơng nghiệp đóng 1 vai trị quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là nguồn cung
cấp lương thực thực phẩm cho nhu cầu xã hội, cung cấp nguyên liệu cho các ngành công
nghiệp, tiêu thụ sản phẩm cho các ngành nông nghiệp, chiếm tỉ trọng xuất khẩu cao và
là nguồn thu ngoại tệ lớn.
Nông nghiệp công nghệ cao là một nền nông nghiệp được ứng dụng kết hợp
những công nghệ mới, tiên tiến để sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả, tạo bước đột phá
về năng suất, chất lượng nơng sản và tăng tính kinh tế cho nông nghiệp.
Công nghệ cao trong nông nghiệp bao gồm: cơng nghiệp hóa nơng nghiệp, tự
động hóa, cơng nghệ thơng tin, công nghệ vật liệu mới, công nghệ sinh học; các giống
cây trồng, vật nuôi năng suất, chất lượng cao..., các quy trình canh tác tiên tiến, canh tác
hữu cơ... mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn trên 1 đơn vị sản xuất.
1.2 Lí do chọn đề tài
Nấm ăn có nhiều loại vitamin và các nguyên tố vi lượng [6], giá trị kinh tế cao
từ 50,000-60,000/kg đến 200,000-300,000VNĐ/kg tùy loại. Có nhu cầu tiêu thụ cao
trong khi khả năng cung cấp không đủ và không đều (theo mùa vụ).
Với giá trị kinh tế cao 60,000-350,000VNĐ/kg nấm tùy loại (tham khảo giá trên
các trang bán hàng online và tại các siêu thị) và nhu cầu cao thị trường trong nước thì
nấm hương có tiềm năng lớn để phát triển trong tương lai.
Trồng nấm ăn ở nước ta đang phát triển với nhiều điều kiện thuận lợi như:
-
Có điều kiện thời tiết thích hợp để trồng nấm theo mùa vụ ở một số vùng.
-
Nước ta có nguồn nguyên liệu dồi dào là các phế phẩm, phụ phẩm nông lâm
nghiệp để phục vụ cho ngành trồng nấm như mùn cưa gỗ cứng, rơm rạ,…
Và cũng gặp khơng ít khó khăn như:
-
Canh tác theo mùa dựa vào thời tiết 1 năm 1 đến 2 vụ.
-
Thay đổi thời tiết bất thường ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng nấm.
Do các vấn đề trên, cần cải tiến cách thức cũng như công nghệ trồng nấm để tận
dụng các nguồn lực sẵn có và hạn chế các tác động bên ngoài từ thời tiết, nên việc sử
dụng các thiết bị kiểm sốt và tạo mơi trường khép kín thuận lợi để trồng nấm là hết sức
phù hợp. Cùng với việc lượng điện năng tiêu thụ tăng lên khi sử dụng các máy móc,
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
thiết bị phục vụ cho trồng nấm thì nhóm sẽ tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế trang
trại nấm công nghệ cao kết hợp điện mặt trời áp mái”.
1.3 Mục tiêu đề tài
-
Thiết kế trang trại có quy mơ và mức đầu tư hợp lí với thời gian hồn vốn dưới 7
năm.
-
Thiết kế hệ thống điện mặt trời có thời gian hoàn vốn hấp dẫn dưới 6 năm.
1.4 Giới hạn đề tài
-
Tìm hiểu đặc tính nấm hương.
-
Thiết kế nhà trồng có mơi trường hợp lí để nấm cho năng suất cao.
-
Quy mô dưới 10000m2.
-
Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
-
Tham khảo tài liệu.
-
Tham khảo các đề tài nghiên cứu khoa học.
-
Đề xuất phương án.
-
Tính tốn.
1.6 Cấu trúc đồ án
-
Chương 1: Mở đầu.
-
Chương 2: Tổng quan về trồng nấm.
-
Chương 3: Thiết kế chi tiết cho từng khu vực chức năng.
-
Chương 4: Thiết kế hệ thống điện cho trang trại.
-
Chương 5: Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái cho trang trại.
-
Chương 6: Dự tốn.
-
Chương 7: Tính tốn chỉ số kinh tế và hiệu quả đầu tư.
-
Chương 8: Kết luận, kiến nghị.
-
Tài liệu tham khảo.
-
Phụ lục.
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRỒNG NẤM
2.1 Giới thiệu về nấm ăn
Nấm ăn chỉ về các loại nấm có thể ăn được, dùng làm thực phẩm, nguyên liệu
cho nấu ăn. Hầu hết nấm ăn được dùng làm thực phẩm, nguyên liệu chế biến các món
ăn ở nhiều nền ẩm thực khác nhau.
Nấm ăn là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, có độ đạm cao và ít chất béo,
chứa nhiều vitamin nhóm B, C và dù khơng có nhiều vitamin D nhưng có thể tăng lên
nhờ phơi dưới ánh sáng mặt trời (nhất là tia cực tím) dù điều này làm lớp vỏ thẫm màu
và xấu hơn. Nấm ăn cũng chứa nhiều các nguyên tố vi lượng có lợi cho sức khỏe như
sắt, selen, natri, kali, magnesi và phosphor [6].
Các loại nấm ăn phổ biến: Nấm rơm, nấm hương, nấm kim châm, nấm tai mèo,
nấm linh chi, nấm mỡ, nấm sò, nấm đùi gà, nấm mối …
2.2 Giới thiệu về nấm hương và đặc tính nấm hương
2.2.1 Giới thiệu nấm hương
Nấm hương (Hình 2.1) hay cịn gọi là nấm đơng cơ (gọi theo tiếng nhật là
Shitake). Nấm hương có hình dạng như cái ơ, đường kình từ 4-10cm, màu nâu nhạt khi
già chuyển sang màu nâu sậm thường mọc kí sinh trên gỗ.
Hình 2. 1 Nấm hương
Nấm hương có hàm lượng dinh dưỡng cao, chứa nhiều đạm và khoáng chất,
vitamin C, B, tiền vitamin D, calci, Niacin, nhơm, sắt, magnesi, nó có khoảng 30 enzym
và tất cả các amino acid tối cần thiết cho cơ thể [6].
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
2.2.2 Đặc tính nấm hương
➢ Nhiệt độ
Điều kiện nhiệt độ được kiểm soát, đường kính trung bình của nắp và thân nấm
đạt 8,89 cm và 1. 11 cm tương ứng.Trong khi, không được kiểm sốt điều kiện đường
kính trung bình chỉ đạt 5,78 cm và 0,78cm tức là chất lượng trung bình của nấm tăng
54% [7].
Có 3 giai đoạn phát triển của sợi nấm hương (Hình 2.2).
-
Giai đoạn 1: Chạy sợi 21-27°C trong vịng 60-75 ngày.
-
Giai đoạn 2: Kích thích quả thể 12-14°C trong vịng 1-2 ngày.
-
Giai đoạn 3: Ni quả thể 16-18°C khoảng 14 ngày trước khi thu hoạch.
Hình 2. 2 Biểu đồ nhiệt độ cho các giai đoạn trồng nấm hương
Sau ngày thứ 60 khi hệ sợi đã đạt trên 95% phơi nấm thì tiến hành tháo bao nilong
và đưa vào phịng ni quả thể, trong những ngày đầu tiến hành tưới nước bổ sung độ
ẩm kết hợp với hệ thống lạnh để giảm nhiệt độ xuống còn 12-14°C, sau 1-2 ngày thì ổn
định nhiệt độ phịng ở 17°C và chờ quả thể lớn đến khi thu hoạch, vì thu hoạch theo
phương pháp cắt tỉa nên trong giai đoạn thu hoạch cần duy trì nhiệt độ 17°C để các quả
thể nấm chưa đủ lớn tiếp tục phát triển, sau khi thu hoạch tiếp tục thực hiện thao tác tưới
nước bổ sung và giảm nhiệt độ để thu hoạch thêm 2 lần nữa.
➢ Độ ẩm
Nấm tươi chứa khoảng 90% nước và có xu hướng hấp thụ hoặc giải phóng nước
để cân bằng độ ẩm với mơi trường. Do đó nếu khơng khí quá khô nm sẽ bị mất nước
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
nghiêm trọng, điều này ảnh hưởng đến kích thước và làm xấu quả thể nấm. Vì vậy điều
quan trọng ở đây là giữ độ ẩm khơng khí thích hợp vì nếu như khơng có độ ẩm thích
hợp nấm sẽ khơng phát triển được, nhưng nếu độ ẩm khơng khí q cao cũng gây ảnh
hưởng đến khả năng hơ hấp của nấm do đó nấm cũng khơng thể phát triển tốt được, hình
2.4 mơ tả độ ẩm thích hợp cho các giai đoạn trồng nấm [8].
Hình 2. 3 Biểu đồ độ ẩm mơi trường cho các giai đoạn trồng nấm hương
Ở giai đoạn từ 0-60 ngày độ ẩm giữ ở mức 90% để phôi nấm khơng bị mất nước
và cịn có thể hấp thụ bổ sung thêm độ ẩm để phát triển hệ sợi, tuy nhiên ở giai đoạn sau
60 ngày, khi đã chuyển sang nhà ni quả thể thì độ ẩm chỉ nên duy trì ở mức 80-85%
để có thể vừa tránh mất ẩm cho phôi vừa đủ cho nấm hô hấp.
➢ Ánh sáng
Có 3 giai đoạn đáp ứng ánh sánh theo sự phát triển của sợi nấm (hình 2.5):
-
Giai đoạn 1: Chạy sợi 50-100 lx
-
Giai đoạn 2: Kích thích quả thể 500-1200 lx
-
Giai đoạn 3: Nuôi quả thể 500-1200 lx
Ánh sáng huỳnh quang tốt nhất cho sự phát triển của cây nấm hương, tuy nhiên
để đạt năng suất cao và quả thể lớn đều hơn thì cần sử dụng ánh sáng led để hỗ trợ chiếu
sáng cho cho giai đoạn tạo quả thể (hình 2.5).
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Hình 2. 4 Biểu đồ độ rọi yêu cầu của các giai đoạn trồng nấm hương [8]
Hình 2. 5 Biểu đồ thí nghiệm sử dụng led kết hợp với đèn huỳnh quang
Hình 2. 6 Kết quả nghiên cứu sử dụng đèn led kết hợp với huỳnh quang để trồng nấm hương
Các thuật ngữ:
-
LL: 2 giai đoạn dùng led.
-
LF: Giai đoạn đầu dùng Led, giai đoạn sau dùng huỳnh quang.
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
-
FF: 2 giai đoạn dùng huỳnh quang.
-
FL: Giai đoạn đầu dùng huỳnh quang, giai đoạn sau sùng Led.
Theo kết quả thí nghiệm thì sử dụng đèn led blue công suất trong giai đoạn tạo
và nuôi quả thể và đèn huỳnh quang trong giai đoạn sắp thu hoạch cho ra sản lượng cao
nhất với tổng sản lượng 288g/túi với số lượng quả thể là 51. Tuy nhiên điều này cũng
phải đáp ứng độ rọi yêu cầu cơ bản của nấm để nấm tạo quả thể và phát triển bình
thường, sản lượng là lớn hơn gần 10% so với không sử dụng led hỗ trợ [9].
➢ Khử trùng
Đây là 1 trong những bước rất cần thiết nhất để hạn chế mầm bệnh cho nấm, hạn
chế tối đa số lượng vi khuẩn trong khối chất nền, từ đó tăng nhanh tốc độ phát triển sợ
nấm trong khối chất nền và giảm thiểu số lượng phối không đủ chất lượng.
Có nhiều hình thức khử trùng:
-
Thanh trùng ở 60-80°C, tối đa 5 ngày, và 0 Psi.
-
Siêu thanh trùng ở 80-100°C, trong khoảng 15 giờ, và 0 Psi.
-
Tiệt trùng ở ≥ 100°C, trong 1-2 giờ ở 15 Psi.
Bên cạnh việc khử trùng chất nền, thì các dụng cụ như dao mổ, cốc,…cũng là
một trong những nguồn gây bênh cho nấm do không được khử trung kĩ lưỡng.
Các phương pháp khử trùng phổ biến:
-
Ủ.
-
Khử trùng bằng hóa chất.
-
Ngâm nước nóng.
-
Tiệt trùng bằng hơi nước (nồi hấp hoặc áp suất thấp hơn).
Từ biểu đồ (Hình 2.9) ta thấy hấp tiệt trùng áp suất cao ở nhiệt độ 121°C trong 1
giờ cho hiệu quả sinh học tốt nhất.
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Hình 2. 7 Biểu đồ so sánh hiệu quả sinh học của các phương pháp thanh trùng, tiệt trùng chất nền
nấm hương [10]
➢ Chất dinh dưỡng
Hầu hết các giá thể được sử dụng để trồng nấm là hỗn hợp chủ yếu gồm ba phần:
-
Hợp chất chính (ví dụ như gỗ hoặc rơm).
-
Chất bổ sung CaCO3, cám gạo, bột bắp, cám lúa mì hoặc các loại cám khác.
-
Nước.
Các thành phần bổ sung cũng góp phần cải thiện đến năng suất nấm hương (hình
2.9 và hình 2.10):
Hình 2. 8 Hàm lượng CaCO3 ảnh hưởng đến năng suất nấm hương [14]
Từ bảng kết quả thí nghiệm trên có thể thấy hàm lượng CaCO3 0.6% cho sản
lượng cao nhất 960g/túi/vụ. CaCO3 cũng là thành phần chính giảm độ pH trong các loại
mùn cưa.
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Hình 2. 9 Ảnh hưởng tỉ lệ phụ phẩm bổ sung vào chất nền ảnh hưởng đến tốc độ phát triển sợi
nấm và năng suất nấm[15]
-
MGR: Tốc độ phát triển sợi nấm.
-
DH: tổng số ngày trồng và thu hoạch.
-
NF: Số lượng quả thế nấm.
-
BY: Sản lượng.
-
WB: Cám lúa mạch.
-
RB: Cám lúa gạo.
Từ hình 2.10 có thể thấy được tỉ lệ phụ phẩm bổ sung cho chất nền cũng ảnh
hưởng đến tốc độ và năng suất nấm, nên việc chọn tỉ lệ và loại phụ phẩm để bổ sung là
rất cần thiết. Ví dụ WB 25% cho sản lượng, thời gian vụ và số lượng quả thể nấm tạo ra
là cao nhất nhưng 30-30% lại cho tốc độ phát triển hệ sợi cao hơn.
Đối với chất nền chính là mùn cưa của gỗ cần chọn nhưng loại gỗ cứng bởi vì gỗ
mềm chứa nhiều nhựa có đặc tính chống nấm.
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
Đối với mùn cưa là rơm rạ cũng có sự khác nhau giữa các loại rơm rạ đến tốc độ
phát triển sợi nấm và năng suất nấm [8].
➢ Độ PH của chất nền
Độ pH của chất nền có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phát triển trên số lượng
quả thể cũng như sản lượng nấm. Vì vậy người trống nấm thường bổ sung thêm vôi vào
chất nền để tăng chất nền lên mức trung tính có pH=7 [ 8].
➢ Kích thước hạt của chất nền
Kích thước dăm gỗ cũng ảnh hương do sự lưu thơng khơng khí giữa các hạt dăm
gỗ làm ảnh hưởng đến năng suất nấm hương [11].
Hình 2. 10 Kết quả thí nghiệm kích thước hạt dăm gỗ đến năng suất nấm hương [11]
-
Yield: Năng suất
-
BE: Năng suất sinh học (BE=khối lượng nấm/khối lượng chất nền khô)
Từ kết quả thí nghiệm (hình 2.11) có thể thấy ở kích thước hạt dăm gỗ 0.8-1.7mm
thì khối chất nền có hiệu quả sinh học BE là cao nhất 110.5% và năng suất nấm cũng
đạt cao nhất 1121g/vụ/túi. Nếu hạt dăm gỗ quá lớn sẽ khơng đủ lưu thơng khơng khí,
nấm khó phát triển, nếu hạt dăm gỗ quá to, khả năng giữ nước của phôi nấm sẽ giảm và
nấm sẽ không đủ nước để phát triển.
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
2.3 Quy trình trồng nấm hương
2.3.1 Sơ đồ khối quy trình trồng nấm hương
Hình 2. 11 Sơ đồ khối quy trình trồng nấm hương
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS.TS. Võ Viết Cường
2.3.2 Phân tích sơ đồ khối
➢ Bãi sàn lọc đối với mùn cưa
-
Input: Chất nền thô bao gồm mùn cưa gỗ cao su, gỗ keo và các loại gỗ cứng ít
dầu khác.
-
Output: Mùn cưa nhuyễn, khơ, khơng ẩm mốc, khơng rác, khơng dính dầu mỡ.
-
Quy trình:
Đưa chất nền thơ sau khi thu mua vào bãi, sử dụng phương pháp thủ công để loại
bỏ những loại mùn cưa có tinh dầu, bỏ những chỗ chất nền có độc tố (bị nhiễm dầu, mỡ,
hóa chất,…). Sau đó sử dụng phương pháp sàn lọc qua lưới để loại bỏ rác, đất, những
chỗ mùn cưa đóng cục,…(hình 2.1).
Hình 2. 12 Chất nền và sàn lọc chất nền cho trồng nấm
➢ Bãi sàn lọc đối với rơm rạ
- Input:
+ Rơm rạ sau khi thu mua
+ Nước sạch
- Output: Rơm rạ sau khi xay nhuyễn cịn kích thước 4-6cm hoặc nhỏ hơn.
- Quy trình:
Cắt rơm sau khi thu mua thành khúc từ 4-6cm để dễ dàng xử lí và đóng gói, sau
đó ngâm ngập trong nước ở nhiệt độ phịng từ 6-12 tiếng, vớt ra sau đó trộn thạch cao
khơ vào để có thể đóng rơm thành khối.
Ủ rơm rạ sau khi xay: Ủ thành đống lớn (thường thì 300-400kg), thời gian ủ từ
4-6 ngày, giữa thời gian ủ dùng xẻn đảo một lần, khu vực ủ có mái che, nền xi măng
hoặc dùng bạc lót, khơng phủ bạt (hình 2.14).
12