Chương 1: TONG QUAN 1. Téng quan vé dé tai *Ly do chon dé tai: Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới nóng âm nên thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, nhất là những sản phẩm lương thực thực phẩm, rau quả và các mặt hàng trái cây. Tuy nhiên do đặc trưng sản của xuất nông nghiệp ở nước ta mang tính thời vụ, rau quả trái cây thường chín đồng loạt, trong khi khí hậu nóng âm lại gây ra tốn thất về số lượng và chất lượng nông sản một cách nhanh chóng, gây thiệt hại cho nông dân. Do đó một số sản phẩm nông sản sau thu hoạch được sấy khô nhăm bảo quản dài lâu.
Trong các loại nông sản thì hiện nay ớt là mặt hàng xuất khẩu tương đối có giá trị. Tuy nhiên hiện nay ở nước ta quá trình làm khô ớt thường dùng cách thủ công là dùng sân phơi tự nhiên nhờ bức xạ mặt trời. Hình thức làm khô này có tính kinh tế nhưng cũng có nhiều hạn chế như: sản phẩm khô không đồng đều, lẫn tạp chất do không được che phủ, tính an toàn thực phẩm không đảm bảo, có thể bị phá hủy bởi các động vật, phụ thuộc vào thời tiết và đòi hỏi nguồn nhân lực, không gian rộng. Ngoài ra, thói quen trên còn làm giảm hiệu quả khai thác đất canh tác, đồng thời khiến cho sản phẩm bị lẫn đất cát, độ âm hạt cao, dé bi nam mốc, làm giảm chất lượng.
Sấy ớt là phương pháp làm khô nhân tạo có thể được xem là một giải pháp với nhiều ưu điểm như sau: chủ động sản xuất, ít tốn thời gian và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên khi sấy ở nhiệt độ cao có thể phá hủy các chất hoạt tính sinh hoc cua ớt như hóc môn, màu, mùi vị, vitamin, protein. làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Sấy lạnh bằng nguyên lý bơm nhiệt là một trong những phương pháp đáp ứng được những yêu cầu khắc khe về chất lượng sản phẩm sau khi sấy.
Bởi vì tác nhân sây có độ âm thấp, nhiệt độ sây thấp nên giữ được màu sắc, mùi vị và hạn chế được sự thay đổi bất lợi so với các phương pháp sấy thông thường. Bên cạnh đó việc khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời là vấn đề cần được quan tâm với lý do tiết kiệm các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt, bảo vệ môi trường, chống hiệu ứng nhà kính. Trong khi đó Trang 1 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Lé Minh Nhut Việt Nam là nước có tiềm năng về NLMT, trải dài từ § độ vĩ Bắc đến 23 độ vĩ Bắc, có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao, bình quân có 2.500 giờ năng mỗi năm, trị số tong xạ từ 100 — 175 kcal/cm”/năm.
Việc sử dụng NLMT sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn, đồng thời, bảo đảm sự bền vững của môi trường. Chính vì những lý do đó tác giả đã nghiên cứu thực hiện luận văn “wghiên cứu thiết kế chế tạo và thực nghiệm máy say ot ste dung bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời năng suất 5kg/ mẻ dùng đề xuất khẩu”. * Vật liệu thí nghiệm Vật liệu thí nghiệm được chọn trong nghiên cứu này là ớt. Lý do vì ớt là cây gia vi co gia tri kinh tế cao, không chỉ là gia vị tươi mà ớt còn được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và dược liệu để bào chế các thuốc trị ngoại khoa như phong thấp, nhức mỏi, cảm lạnh hay nội khoa như thương hàn, cảm phối, thiên thời.
Đặc biệt, Đồng Tháp là tỉnh có diện tích trồng ớt lớn nhất đồng bằng sông Cửu Long. Thông kê cho biết, năm 2013, diện tích trồng ớt của ĐT là 2.766 ha, với sản lượng đạt được là 30. Năm 2013, tổng thu nhập ớt của ĐT là 2.128 tỷ đồng và tổng lợi nhuận là 394 tỷ đồng. Ớt Đồng Tháp xuất khẩu 97,4% sản lượng, chủ yếu xuất sang thị trường Trung Quốc hơn 80% sản lượng ớt khô.
Tuy nhiên, ớt chủ yếu xuất khẩu tiểu ngạch sang Trung Quốc dưới dạng phơi khô chưa đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Bên cạnh đó điều kiện thời tiết bất ôn do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, làm cho viêc phơi khô càng gặp khó khăn. Từ thực trạng đó, trong đề tài nghiên cứu về mô hình máy sấy bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời. Tác giả đã chọn trái ớt chỉ thiên, vốn là một giống ớt địa phương trong nghiên cứu thực nghiệm, nhằm đánh giá hiệu suất làm việc của máy say, va phẩm chất của ớt sau sấy.
Thị trường xuất khâu chủ yếu mà dé tai nay hướng đến là thị trường Trung Quốc. Qua tìm hiểu và khảo sát đến các vùng chuyên canh ớt trên địa bàn tỉnh Đông Tháp, thì hiện nay chưa có một tiêu chuẩn cụ thể nào đối với ớt khô. Bộ khoa học và công nghệ đã ban hành tiêu chuẩn Việt Nam 2080:2007 về ớt chilli va 6t capsicum (nguyén quả hoặc dạng xay). tuy nhiên vẫn chưa có tiêu chuẩn nào đối với ớt khô được ban hành Người thương lái Trung Quốc khi đến mua ớt thường dựa trên cảm tính.
Điều đó làm cho việc thực hiện nghiên cứu này khó khăn trong việc đánh giá chất lượng của ớt sau sấy. Tuy nhiên để được người thương lái Trang 2 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Lé Minh Nhut chấp nhận mua. Ớt phải đạt đủ độ khô và giữ được màu sắc đỏ.
Vay để đánh giá chất lượng của ớt say, tác giả đã sử dụng các thiết bị đo để thực hiện so sánh độ âm và màu sắc của ớt sây đối với ớt khô xuất khẩu đang có trên thị trường. Quá trình sẵy ớt thành phẩm phải qua các công đoạn như sau: - Cong doan 1: Chon Chon ớt chín đỏ, đều. Loại bỏ những quả có dẫu hiệu không đạt: -Công đoạn 2: Rửa sạch Rửa sạch bang nước âm, nhặt bỏ tạp chất. Có thể dùng vòi khí nén để làm sạch.
Sử dụng máy hoặc tay để loại bỏ cuống ớt. -Công đoạn 3: Chẩn Công đoạn này rất quan trọng, ảnh hưởng tới thời gian sấy và chất lượng ớt thành phẩm. Người ta chân ớt bằng nước nóng ở nhiệt độ 70-80 độ C trong thời gian 4-6 phút. Chân ớt sẽ giúp phân hủy các emzym kích thích quá trình ô-xy hóa mất màu và ảnh hưởng tới mùi vị tự nhiên của ớt, giúp sản phẩm ớt sấy sẽ bảo quản được lâu hơn nhiều.
Bên cạnh đó, việc chần nước nóng sẽ làm mềm và phá vỡ lớp mảng ngoài của ớt, để quá trình thoát âm diễn ra dễ dàng hơn. -Công đoạn 4: Sấy Tốt nhất sau khi chần, phải mang ớt vào lò sấy ngay. Sấy bằng mặt trời chi phí thấp nhất, nhưng lại quá phụ thuộc vào thời tiết nắng và khô. Sản phẩm lại không sạch nên khó xuất đi nước ngoài.
Phương pháp phố biến hiện nay là sấy gió nóng liên tục hoặc gián đoạn. Cần khống chế gió nóng thích hợp đề tránh biến đổi bất lợi cho sản phẩm. Dễ nhận thấy nhất là ảnh hưởng cho màu sắc khi nhiệt độ sấy quá cao và sây quá lâu. Sự tôn thất của các vitamin có lợi cũng tăng theo nhiệt độ.
-Công đoạn 5: Đóng gói Làm nguội ớt cho đến khi đạt nhiệt độ bình thường rồi đóng gói. Đóng gói ớt sấy trong bao tải sợi PP (bao dứa) có lót túi PE bên trong, khâu kín miệng và bảo quản ở kho khô ráo thoáng mát. Việc bảo quản ớt sấy cũng như các loại rau sấy khác là một điều hết sức quan tâm trong dây truyền công nghệ sây. Hàm lượng âm của ớt sấy khá thấp, khả năng hút âm rất mạnh nên bao bì phải đủ kín và môi trường trong kho tương đối khô.
Nếu ớt hút âm trở lại, vi sinh vật có điều kiện phát triển sẽ gây hư hỏng. Trang 3 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Lé Minh Nhut 1. Tình hình nghiên cứu của đề tài > Tình hình nghiên cứu ở trong nước.
- Võ Mạnh Duy và Lê Chí Hiệp [I] đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay. Kết quả thực nghiệm cho thấy cà rốt được sấy ở chế độ nhiệt độ là 40°C, vận tốc tác nhân sấy là 2,5 m/s đạt hiệu suất tách âm tốt nhất, sản phẩm sấy giữ được màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng và mùi sắc tốt hơn so với các phương pháp sấy thông thường. \ z “ £ bas i ` ể os ` > = / \— Aifesssa | ' \Esssa~ | \` i; 'Ẩ - << /- cS<-= ¬ \ Tí L1 — 244513 | Yr , ' lb°ce=< Feo soe i cơ: 3 bool a. Sela = 4 “°b=-=- 2S‘Polo Sota _~ - ` - cs — = a oles ~ Y 3 —=—= blot a | ©<=<== Ss r, > VV pS ols J=elSolta i _ ` ` Pa on.
z i Y ic DO : + Si J ; =Qa > i i 11 a oe ——— (c1 [ec )} <4 2 5 ` ; - * i — * .1: Sơ đồ nguyên lý mô hình sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay - Bùi Tuân Sơn và Võ Như Quang [2] đã xác định mối quan hệ giữa chế độ sây và thời gian sấy. So với chế độ sấy liên tục thì thời gian sẵy của chế độ sấy dịu tăng lên nhưng thời gian làm việc của hệ thống lại giảm nên công suất điện tiêu thụ thấp hơn so với chế độ sấy liên tục. Tác giả cũng so sánh kết quả khi sấy bằng bơm nhiêt và kết quả khi sấy băng điện trở, kết quả cho thấy sấy bằng bơm nhiệt giữ được màu sắc và mùi vị tự nhiên hơn so với phương pháp sây băng điện trở.2: Hình dạng thực tế mô hình sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay. Trang 4 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS.
Lé Minh Nhut - Hoàng Ngọc Đồng và Lê Minh Trí [3] đã nghiên cứu mô hình sấy bơm nhiệt tại trường đại học công nghiệp Huế. Một số thực nghiệm trên mô hình đã cho thay: khi giảm tỷ số nén của bơm nhiệt, nhiệt độ sấy tăng mạnh, độ âm giảm nhiều. Tác giả cũng đề xuất nhiệt độ bay hơi hợp lý nhất là từ -5°C đến 0°C. Tác giả kết luận khi sấy bằng bơm nhiệt thì thời gian sấy và lượng điện tiêu thụ đều giảm hon so với sây bằng điện trở do độ âm tác nhân sấy giảm mạnh nên chênh lệch áp suất hơi nước trong tác nhân sấy tăng lên nhiều, làm giảm thời gian sấy.
an 9 Ai 2 ——= —_ KK dm KK khé a) So d6 nguyén ly b) Cau tao Hình 1.3: Sơ đô nguyên lý và cầu tạo của máy sây bơm nhiỆt.