CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÂY LÚA ĐỐI VỚI NỀN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Đối với người Việt Nam, lúa gạo là lương thực thiết yếu, không thể thiếu cho cuộc sống hàng ngày. Nếu như với người phương Tây, lương thực chính là lúa mì thì đối với người Việt Nam. Lúa là cây trồng cổ truyền của Việt Nam và là cây trồng quan trọng nhất hiện nay vì diện tích gieo trồng lúa chiếm đến 61% diện tích trồng trọt cả nước và 80% nông dân Viêt Nam là nông dân trồng lúa.
Gạo là lương thực thiết yếu hàng đầu của người Việt Nam vì 100% của dân số gần 100 triệu người không ai không ăn gạo hàng ngày từ người thu nhập thấp đến người thu nhập cao, từ nông thôn đến thành thị. Chính vì tầm quan trọng của lúa gạo, thời gian qua Chính phủ Việt Nam luôn luôn đặt phát triển lúa gạo là nhiệm vụ trung tâm của phát triển nông nghiệp và đã có những đầu tư thích đáng cho xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là hệ thống thủy lợi và quan tâm đầu tư về khoa học công nghệ và khuyến nông đối với cây lúa và các chính sách hỗ trợ nông dân nhờ vậy chỉ trong vòng 30 năm sau khi đất nước thống nhất đã biến nhiều vùng đất khó khăn trở thành những vùng đất trồng lúa trù phú cho đất nước, mà điển hình nhất là vùng đồng bằng sông Cửu Long. Thành tựu đạt được là từ năm 2002 đến nay, năng suất lúa bình quân của Việt Nam luôn dẫn đầu các nước ASEAN, là nước xuất khẩu lúa gạo hàng đầu của thế giới. Bên cạnh đó, sản xuất lúa gạo nước ta đang bước vào thời kỳ có nhiều thử thách mới, trong đó có các thử thách nội sinh trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và các thử thách mang tính thời đại như biến đổi khí hậu, an ninh năng lượng và an ninh lương thực.
Những năm gần đây, diện tích đất lúa nước ta giảm rất nhanh do nhu cầu sử dụng làm khu công nghiệp, giao thông, nhà ở, v. hoặc chuyển sang làm vuờn cây, nuôi trồng thủy sản. Trong vòng 10 năm từ 2000 đến 2009 diện tích đất lúa đã giảm 380 nghìn ha. Diện tích lúa còn tiếp tục giảm theo tốc độ công nghiệp hóa, đô thị hóa và nếu không được kiểm soát nghiêm ngặt việc chuyển đất lúa sang các mục đích phi nông nghiệp, an ninh lương thực lâu dài của đất nước sẽ bị đe dọa khi dân số nước ta mỗi năm tăng trên 1 triệu người.
Ngoài ra, do biến đổi khí hậu các vùng sinh thái vùng trồng lúa sẽ mất cân bằng nghiêm trọng khi nguồn nước cho canh tác trở nên ít hơn, hạn hán, lũ lụt nhiều hơn, xâm nhập mặn sâu hơn, mật độ bộc phát dịch sâu bệnh hại lúa cao hơn, v. GIỚI THIỆU TẦM QUAN TRỌNG VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SẤY CHẾ BIẾN NÔNG SẢN, THỦY SẢN SAU THU HOẠCH 2. Tình hình ứng dụng công nghệ sấy nước ta hiện nay SVTH: Nguyễn Văn Hưng – 20NCLC 10 GVHD: TS NGÔ PHI MẠNH PBL SẤY Trong các khâu từ khi thu hoạch đến khi bảo quản thóc thì khâu sấy đóng vai trò quan trọng nhất chiếm tới 30% trong tổng các khâu theo hình 1. Việc chất lượng hạt thóc sau sấy có đảm bảo hay không, thời gian bảo quản có lâu hay không chính là nằm ở giai đoạn này.
1 Biểu đồ phần trăm các khâu sau thu hoạch thóc Với sự phát triển của Khoa học kỹ thuật, việc áp dụng các máy móc hiện đại phục vụ cho ngành nông nghiệp nước ta ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong Lương thực – thực phẩm, cụ thể ở nước ta: Sáng chế về ứng dụng công nghệ sấy sản phẩm thủy sản chiếm 15% Sáng chế về ứng dụng công nghệ sấy sản phẩm nông sản chiếm 85% Hình 1. 2 Tình hình ứng dụng công nghệ sấy ở Việt Nam SVTH: Nguyễn Văn Hưng – 20NCLC 11 GVHD: TS NGÔ PHI MẠNH PBL SẤY Hình 1. 3 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế và ứng dụng công nghệ sấy tại Việt Nam Nhận xét: Nhìn chung lượng sáng chế có xu hướng tăng dần theo thời gian. Tăng mạnh trong giai đoạn từ 2010 đến 2015.
Khái niệm quá trình sấy Quá trình sấy là quá trình làm tách ẩm (chủ yếu là nước và hơi nước) ra khỏi vật liệu sấy để thải vào môi trường. Ẩm có mặt trong vật liệu sấy được nhận năng lượng theo một phương thức nào đó tách khỏi vật liệu sấy và dịch chuyển từ trong lòng vật ra bề mặt, từ bề mặt vật vào môi trường xung quanh. Mỗi loại sản phẩm đều quy định một nhiệt độ sấy cao nhất gọi là nhiệt độ sấy tối đa cho phép (tmax). Thường chọn nhiệt độ sấy trong quá trình sấy nhỏ hơn tmax.
Trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản, sấy là một trong những phương pháp có lịch sử lâu đời nhất. Mục đích công nghệ quá trình sấy là giảm lượng ẩm có trong nguyên liệu, làm giảm hoạt động của nước, ức chế các biến đổi do có sự hiện diện của nước như: sự phát triển của vi sinh vật, sự xúc tác của các enzym. Nói cách khác, mục đích của quá trình sấy là kéo dài thời gian bảo quản nông sản, góp phần chế biến nông sản thành sản phẩm có giá trị cao. Trình bày bản chất đặc trưng quá trình sấy 2.
Các phương pháp sấy Trong công nghệ sấy, sấy được chia làm 2 loại phương pháp sấy là: Phương pháp sấy tự nhiên. Phương pháp sấy nhân tạo. Phương pháp sấy tự nhiên SVTH: Nguyễn Văn Hưng – 20NCLC 12 GVHD: TS NGÔ PHI MẠNH PBL SẤY Sấy bằng không khí tự nhiên là phương pháp tận dụng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm. Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu.
Nó thúc đẩy quá trình chín sinh lí của hạt bởi tác dụng của ánh nắng mặt trời. Nhưng phơi nắng có nhược điểm là không chủ động và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết rất lớn, nhất là các vùng canh tác 2 vụ: mùa khô rất ngắn ngủi không cho phép phơi nắng tự nhiên một cách nhanh chóng. Phơi nắng còn tốn nhiều công lao động. Thời gian để đạt được độ ẩm an toàn thường dài nhất là đối với các hạt giống yêu cầu độ ẩm gần bằng 13%.
Tuy vậy trong thực tế sản xuất hiện nay, người ta vẫn áp dụng phương pháp phơi nắng đối với các loại ngũ cốc và một số nông sản khác. Những sản phẩm cần phơi trải thành những lớp mỏng trên mặt đất hay bạt. nên gặp rất nhiều bất tiện: dễ bị lẫn cát, dễ bị ẩm khi gặp mưa. Hiện nay có rất nhiều phương pháp để cải tiến kĩ thuật này, sấy nhân tạo là một trong những phương pháp đó.
Phương pháp sấy nhân tạo Sấy nhân tạo là sử dụng các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể được phân loại như sau: a) Sấy đối lưu (nhiệt nóng) Sấy đối lưu là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,… Đặc trưng của công nghệ sấy đối lưu chính là sự chuyển động của luồng không khí. Chúng được dùng làm tác nhân sấy nhưng với điều kiện không khí trong buồng sấy luôn phải nóng, chuyển động theo vòng tuần hoàn trong buồng sấy. Chúng sẽ tác động tới vật phẩm cần sấy và làm bốc hơi nước, độ ẩm còn dư trong vật phẩm sấy đó.
Chính luồng không khí nóng sẽ đưa lượng hơi ẩm này thoát ra ngoài. Từ đó, vật phẩm được sấy khô hoàn toàn. Đây cũng là nguyên lý làm việc của những sản phẩm máy sấy đối lưu, hệ thống sấy nông sản hiện nay. Công nghệ sấy đối lưu cũng cho chất lượng nông sản, thành phẩm sấy đạt yêu cầu, không dễ bị biến chất hoặc hư hại, có thể để dùng dần hoặc cung cấp cho những nhà máy chế biến, hoặc đóng gói bán ra thị trường.
b) Sấy tiếp xúc Sấy tiếp xúc là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn. c) Sấy bằng tia hồng ngoại Sấy bằng tia hồng ngoại là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy. d) Sấy thăng hoa Sấy thăng hoa là phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng (nên gọi là thăng hoa). e) Sấy bằng dòng điện cao tần Sấy bằng dòng điện cao tần là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
TRÌNH BÀY VẬT LIỆU SẤY 3. Thành phần cấu tạo hạt thóc SVTH: Nguyễn Văn Hưng – 20NCLC 13 GVHD: TS NGÔ PHI MẠNH PBL SẤY Thóc là sản phẩm từ cây lúa. Các bộ phận chính của hạt thóc được biểu diễn như hình 1.2 dưới đây: Hình 1. 4 Cấu tạo của hạt thóc a) Vỏ trấu Có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống lại các ảnh hưởng xấu của điều kiện môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm,.) và sự phá hoại của sinh vật có hại ( côn trùng, nấm móc,…).
Trên bề mặt vỏ trấu có các đường gân và nhiều lông ráp xù xì. Trong quá trình bảo quản, lông thóc thường rụng ra do sự cọ sát với nhau giữa các hạt thóc. Tùy theo giống lúa mà vỏ trấu có độ dày và chiếm tỉ lệ khác nhau so với toàn hạt thóc. Độ dày của vỏ trấu thường 0,12 - 0,15 mm và thường chiếm 18 - 20% so với khối lượng toàn hạt thóc.
b) Vỏ quả Cấu tạo: gồm vài lớp tế bào Biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ Lớp vỏ quả ngoài: gồm 2-3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt. 3 – Lớp vỏ quả giữa: là các tế bào dài hướng ngang hạt. Đối với hạt đã chín thì lớp tế bào giữa trống rỗng, đối với hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các hat diệp lục tố nên hạt có màu xanh. Lớp vỏ quả trong: là các tế bào hình ống hướng dọc hạt.
Thành phần vỏ quả: cellulose, pentosan, pectin và khoáng. c) Vỏ hạt Cấu tạo: gồm 2 lớp tế bào SVTH: Nguyễn Văn Hưng – 20NCLC 14 GVHD: TS NGÔ PHI MẠNH PBL SẤY Lớp bên ngoài gồm các tế bào hình chữ nhật, xếp sít nhau, chứa các chất màu như anthocyanins, flavonoid, carotenoid.
