CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SẤY ĐẬU PHỘNG 1. Tổng quan về nguyên liệu 1. Giới thiệu về đậu phộng Đậu phộng (Arachis hypogaed L.) là loại cây thực phẩm thuộc họ đậu (Fabaceae) có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ.
Đây là loài cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị về mặt kinh tế cao. Ngoài cung cấp thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc, đậu phộng còn cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến và y học. Đặc biệt, đậu phộng còn giúp cải tạo đất tốt nhờ có vi khuẩn cộng sinh trên rễ cây họ Đậu, đây là cây trồng ngắn ngày, thích hợp luân canh, xen kẽ với nhiều loại cây nông sản khác. Đậu phộng xếp thứ hai sau đậu nành về sản lượng hằng năm trong nhóm cây trồng hạt có dầu.
Trên thế giới, châu Á là châu lục đứng đầu thế giới về sản lượng và diện tích trồng đậu phộng, kế đó là Nam và Bắc Mỹ, châu Phi. Ngoài ra, hàm lượng dinh dưỡng trong đậu phộng (lạc) rất cao, với khoảng 44- 56% lipid, 22-30% protein, và các hợp chất khác như vitamin và khoáng chất. Cấu tạo hạt đậu phộng Gồm hai phần: vỏ và hạt. Hình dạng quả được quy định vào giống cây, thông thường quả sẽ có hình bầu dục dài, vỏ thường chiếm 20-30% trọng lượng quả và có đường gân nổi, màu sắc của vỏ thay đổi theo điều kiện ngoại cảnh (đất trồng, nhiệt độ phơi, sấy,.) Hạt chiếm 70-80% trọng lượng quả, có vỏ lụa bao bọc bên ngoài và phôi hai lá mầm.
Mỗi hạt đậu phộng sẽ có từ 2-3% lớp vỏ lụa, chất lượng của hạt sẽ phụ thuộc vào giống cây và điều kiện ngoại cảnh. Thành phần dinh dưỡng của đậu phộng Thành phần dinh dưỡng chủ yếu có trong đậu phộng là lipid, protein, vitamin và khoáng chất. Trong đó, lipid chiếm hàm lượng cao nhất (khoảng 40-50%). Lipid: Đậu phộng được xếp vào nhóm hạt dầu, hàm lượng chất béo có trong đậu 44- 3 56%.
Chất béo chủ yếu tồn tại ở dạng đơn và đa không bão hòa (chủ yếu là acid oleic và acid linoleic). Mặc dù, chứa lượng chất béo cao, nhưng đậu phộng lại không gây béo phì, trái lại nó giúp tạo cảm giác no cho người sử dụng. Protein: Đậu phộng có thể cung cấp 22-30% đạm cho cơ thể. Đây được xem là nguồn thực phẩm giàu đạm cho cơ thể.
Tuy nhiên, đạm đậu phộng có chứa arachin và conarachin là hai chất dễ gây dị ứng với người có cơ địa nhạy cảm. Carbohydrat: Hàm lượng carbohydrat có trong đậu phộng chỉ ở mức 13-16%, có thể thấy rằng, đậu phộng là loại thực vật giàu béo và đạm nhưng lại ít đường, nên rất phù hợp với bệnh nhân bị đái tháo đường. Vitamin và khoáng chất: Ngoài cung cấp lượng chất béo dồi dào, trong đậu phộng còn có vitamin và các loại khoáng chất khác như: đồng, biotin, niacin, folate (vitamin B9), magie, mangan, photpho, vitamin E và thiamin (vitamin B1) Trong đó, thiamin (vitamin B1) có nhiều vai trò đối với cơ thể: khích thích hệ tiêu hóa, chuyển hóa thức ăn thành các sản phẩm có ích cho cơ thể, hạn chế tình trạng đục thủy tinh thể ở mắt,… 1. Tình hình sản xuất đậu phộng ở Việt Nam Nông nghiệp là một trong những nền kinh tế chính ở Việt Nam.
Bên cạnh các loại cây lương thực như lúa, ngô, khoai, sắn,… đậu phộng cũng là một trong những loại cây đứng đầu về sản lượng và diện tích canh tác, giá trị xuất khẩu ở nước ta. Đậu phộng là cây kinh tế chủ lực của một số tỉnh ở nước ta như: Bắc Giang, Hà Nội, Phú Thọ, Trà Vinh, Long An, Tây Ninh,… Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng lạc ở Việt Nam năm 2021 Diện tích Năng suất Sản lượng 4 1.610 ha 15,60 tạ/ha 2. Tổng quan về quá trình sấy 1. Khái niệm sấy Sấy là quá trình tách nước (ẩm) ra khỏi mẫu nguyên liệu, bằng phương pháp sử dụng nhiệt làm ẩm trong vật liệu bay hơi hoặc thăng hoa.
Vật liệu sẽ được cung cấp nhiệt bằng nhiều cách như: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ,. Sản phẩm tạo ra của quá trình sấy thường ở dạng rắn và bột. Qúa trình sấy sẽ làm khối lượng của vật liệu giảm, nhưng lại tăng độ bền và thời gian bảo quản vật liệu. Đồng thời, độ ẩm của vật liệu sẽ giảm đến mức tối thiểu, khi đó, quá trình hoạt động và phát triển của vi sinh vật, vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, các hoạt động enzyme sẽ giảm tối đa.
Bản chất của sấy là quá trình khuếch tán, bao gồm hai quá trình: khuếch tán ẩm (từ bên trong ra bề mặt ngoài nguyên liệu) và chuyển hơi nước (bề mặt ngoài nguyên liệu ra môi trường xung quanh). Nguyên lý quá trình sấy Là quá trình chuyển khối phức tạp với sự có mặt của pha rắn, sấy bao gồm quá trình khuếch tán ẩm (cả bên trong lẫn bên ngoài nguyên liệu rắn) và quá trình truyền nhiệt, hai quá trình này không tách rời nhau, chuyển đổi lượng nước có trong nguyên liệu từ pha lỏng sang pha hơi. Sau đó, pha hơi sẽ được tách ra khỏi vật liệu ban đầu bằng cách cấp nhiệt cho vật liệu. Động lực của quá trình được xác định bởi sự chênh lệch độ ẩm bên trong và bên trên bề mặt vật liệu.
Điều kiện để quá trình khuếch tán xảy ra khi: áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí xung quanh. Trong toàn bộ quá trình, giai đoạn nào diễn ra chậm nhất sẽ quyết định vận tốc của quá trình. Phân loại quá trình sấy Có hai phương pháp sấy thực phẩm: 5 Sấy tự nhiên Vật liệu sẽ được sấy khô nhờ vào tác nhân tự nhiên: năng lượng mặt trời, năng lượng gió,. Phương pháp này tuy đơn giản, ít tốn kém, nhưng phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên, khó điều chỉnh được nhiệt độ, thời gian sấy kéo dài, nguyên liệu thu được độ ẩm vẫn còn cao, chất lượng năng suất thấp.
Sấy nhân tạo Vật liệu sẽ được sấy khô nhờ vào lượng nhiệt được cung cấp từ các tác nhân như: khói nóng, khói lò, không khí nóng hoặc hơi quá nhiệt. Qúa trình sấy này diễn ra nhanh, độ ẩm vật liệu thu được thấp, dễ điều chỉnh nhiệt và tốc độ sấy, chất lượng năng suất cao hơn sấy tự nhiên. Một số phương pháp sấy nhân tạo phổ biến như: sấy đối lưu, sấy thăng hoa, sấy thùng quay, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy chân không, sấy lạnh,… 1. Phương pháp sấy đậu phộng Đậu phộng là thực phẩm chứa nhiều lipid, có hàm ẩm cao (35%), quá trình hô hấp trong đậu phộng sau thu hoạch vẫn diễn ra, nên rất dễ bị oxy hóa và mói mọt, nấm mốc trong quá trình bảo quản.
Vì thế, việc duy trì chất lượng, giảm tổn thất đậu phộng sau thu hoạch trong bảo quản, chế biến rất cần thiết và quan trọng. Để bảo quản đậu phộng an toàn, hạn chế tối hiểu mức độ hư hỏng, thì độ ẩm của đậu cần đạt 13%. Hạt đậu phộng có thể được sấy bằng nhiều hệ thống khác nhau như: sấy tầng sôi, sấy tháp, sấy thùng quay,. mỗi hệ thống đều có ưu và nhược điểm khác nhau.
Tuy nhiên, ở đồ án lần này, chúng em chọn thiết bị sấy thùng quay để sấy đậu phộng. Vì đây là thiết bị chuyên dùng để sấy các vật liệu dạng hạt, mảnh nhỏ được dùng phổ biến trong công nghệ sau thu hoạch. Đậu phộng sẽ được sấy ở trạng thái đảo trộn đều và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy trong hệ thống thùng quay. Chế độ sấy ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm, vì sấy không chỉ làm thay đổi cấu trúc vật lý của hạt mà còn thay đổi cả thành phần hóa học nguyên liệu.
Không khí nóng sẽ là tác nhân sấy dùng cho quá trình, nhiệt cung cấp cho không khí trong caloriphe từ khói lò, vì sấy đậu phộng phải đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Chế độ sấy đậu phộng là cùng chiều, vì phương pháp này có cường độ cao, thời gian sấy ngắn, đậu sau khi ra khỏi hầm đã nguội, kinh kế được nâng cao, đồng thời đậu phộng 6 là sản phẩm ít bị công vênh, nứt nẻ. Đậu phộng là nguyên liệu chứa nhiều chất dinh dưỡng, nhiệt độ sấy đậu phộng phù hợp là 50-80℃. Vì nếu đậu được sấy ở nhiệt độ quá cao (<100 ℃) sẽ xuất hiện tình trạng xuống dầu, gây khó khăn trong việc bảo quản dài lâu.
Mục đích sấy đậu phộng trong đồ án này của chúng em là hạ độ ẩm của đậu phộng xuống mức phù hợp (13%), thuận tiện cho quá trình bảo quản lạc, do đó, chúng em chọn nhiệt độ tác nhân sấy đưa vào thùng sấy là 50℃. Tốc độ không khí nóng đi trong thùng khoảng 3m/s, tránh hiện tượng vật liệu bị cuốn nhanh văng ra khỏi thùng. Tác nhân sấy được tăng tốc bằng hệ thống quạt ly tâm.1 Nguyên lí hoạt động hệ thống sấy thùng quay Vật liệu được đưa vào hệ thống sấy thông qua phễu nhập liệu, rồi vào thùng đầu cao, chuyển động trong thùng nhờ các cánh đảo. Cánh đảo vừa phân bố, vừa xáo trộn đều vật liệu giúp vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy tốt hơn.
Vật liệu chuyển động đến cuối thùng sấy thì khô và được đưa ra ngoài qua cửa tháo sản phẩm và vít tải. Thùng sấy thường quay với tốc độ từ 1 ÷ 10 vòng/phút, làm việc trong điều kiện áp suất khí quyển. Không khí nóng từ ngoài vào buồng đốt được gia nhiệt đến nhiệt độ sấy rồi vào thùng sấy theo chiều song song cùng chiều với vật liệu (để tránh hiện tượng sấy quá khô). Vận tốc của nó đi trong thùng khoảng 2 ÷ 3 m/s.
Sau khi thực hiện xong quá trình sấy, không khí nóng được cho qua cyclon thu hồi bụi để giữ lại những vật liệu bị kéo theo rồi được thả ra ngoài. Ưu điểm sấy thùng quay: Bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và tác nhân sấy tốt. Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt. Sử dụng được nhiều tác nhân sấy khác nhau.
Nhược điểm sấy thùng quay: Không sấy được vật liệu giòn, dễ vỡ. Có cấu tạo phức tạp do thiết bị sấy và vật liệu sấy đều chuyển động.2 Lựa chọn cánh khuấy cho hệ thống sấy Trong thùng sấy thường được bố trí các cánh khuấy nhằm để tăng cường quá trình xáo trộn và trao đổi nhiệt ẩm. Có nhiều loại cách khuấy khác nhau, nhóm em 7 chọn cách khuấy loại cánh nâng cho hệ thống. 8 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY ĐẬU PHỘNG Đậu phộng Làm sạch bụi bẩn Bóc vỏ Phơi sơ bộ Không đạt Sấy Đạt Làm nguội Bao gói Đậu phộng sấy 9 Thùng sấy được đặt nằm nghiêng với mặt phẳng nằm ngang khoảng 3°.
