Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu đặc tính trao đổi nhiệt ẩm và xác định các thông số công nghệ bảo quản lạnh quả vải

Luận án tiến sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật nghiên cứu đặc tính trao đổi nhiệt ẩm và xác định các thông số công nghệ bảo quản lạnh quả, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực

Chuyên ngành

Bảo quản nông sản

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án

2018

159
5
0

Phí lưu trữ

45 Point

Tóm tắt

I. Đặc tính trao đổi nhiệt ẩm của quả vải

Nghiên cứu tập trung vào đặc tính trao đổi nhiệt ẩm của quả vải, một yếu tố quan trọng trong quá trình bảo quản. Quả vải có đặc tính hô hấp biến đổi mạnh, dẫn đến sự mất nước nhanh chóng và héo vỏ. Quá trình trao đổi nhiệt ẩm được xác định thông qua các thí nghiệm đo lường độ ẩmnhiệt độ trong các điều kiện bảo quản khác nhau. Kết quả cho thấy, quả vải mất khoảng 3-5% khối lượng trong 24 giờ đầu sau thu hoạch ở nhiệt độ thường. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc kiểm soát độ ẩmnhiệt độ trong quá trình bảo quản lạnh.

1.1. Quá trình trao đổi nhiệt

Quá trình trao đổi nhiệt trong quả vải được nghiên cứu thông qua mô phỏng và thực nghiệm. Các thí nghiệm đo nhiệt dung riênghệ số dẫn nhiệt giúp xác định khả năng truyền nhiệt của quả vải. Kết quả cho thấy, quả vải có nhiệt dung riêng cao, đòi hỏi năng lượng lớn để làm lạnh. Mô hình mô phỏng quá trình làm lạnh bằng nước đákhông khí đối lưu được phát triển để tối ưu hóa thời gian và hiệu quả làm lạnh.

1.2. Quá trình trao đổi ẩm

Quá trình trao đổi ẩm được nghiên cứu thông qua việc đo lường độ hao hụt tự nhiên do bay hơi nước. Các thí nghiệm xác định cường độ hô hấpnhiệt tỏa do hô hấp giúp hiểu rõ hơn về sự mất nước của quả vải. Kết quả cho thấy, độ ẩm môi trường bảo quản ảnh hưởng lớn đến tốc độ mất nước của quả vải. Mô hình xác định độ hao hụt tự nhiên được xây dựng để dự đoán thời gian bảo quản tối ưu.

II. Công nghệ bảo quản lạnh quả vải

Nghiên cứu đề xuất các công nghệ bảo quản lạnh hiệu quả cho quả vải, nhằm kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng sản phẩm. Các phương pháp bảo quản bao gồm làm lạnh sơ bộ bằng nước đákhông khí đối lưu, cùng với việc kiểm soát nhiệt độđộ ẩm trong kho lạnh. Kết quả cho thấy, làm lạnh sơ bộ giúp giảm đáng kể tốc độ mất nước và kéo dài thời gian bảo quản.

2.1. Làm lạnh sơ bộ

Quá trình làm lạnh sơ bộ được nghiên cứu kỹ lưỡng để xác định thời gian và nhiệt độ tối ưu. Các thí nghiệm làm lạnh bằng nước đákhông khí đối lưu cho thấy, nước đá có hiệu quả làm lạnh nhanh hơn, giúp giảm thiểu sự mất nước ban đầu. Mô hình mô phỏng quá trình làm lạnh được sử dụng để dự đoán thời gian làm lạnh cần thiết.

2.2. Bảo quản lạnh dài ngày

Nghiên cứu đề xuất các thông số kỹ thuật cho việc bảo quản lạnh dài ngày, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, và suất tiêu hao đá. Các thí nghiệm bảo quản quả vải ở nhiệt độ 4,5°C và độ ẩm 92% cho thấy, chất lượng quả được duy trì tốt trong thời gian dài. Mô hình xác định độ hao hụt tự nhiênnăng suất lạnh được sử dụng để tối ưu hóa quy trình bảo quản.

III. Ứng dụng và ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và giá trị thương phẩm của quả vải. Các kết quả nghiên cứu về đặc tính trao đổi nhiệt ẩmcông nghệ bảo quản lạnh có thể áp dụng trực tiếp vào thực tiễn sản xuất và xuất khẩu quả vải. Việc tối ưu hóa quy trình bảo quản giúp giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch, tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

3.1. Ứng dụng trong sản xuất

Các kết quả nghiên cứu được áp dụng vào quy trình sản xuất và bảo quản quả vải tại các địa phương trồng vải lớn như Bắc Giang và Hải Dương. Việc sử dụng công nghệ bảo quản lạnh giúp kéo dài thời gian bảo quản, giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

3.2. Xuất khẩu quả vải

Nghiên cứu góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu quả vải sang các thị trường khó tính như châu Âu, Nhật Bản và Mỹ. Việc đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chất lượng và thời gian bảo quản giúp tăng giá trị xuất khẩu và cải thiện thu nhập cho người nông dân.

01/03/2025
Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu đặc tính trao đổi nhiệt ẩm và xác định các thông số công nghệ bảo quản lạnh quả vải

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Sản xuất quả vải của Việt Nam 1. Thực trạng sản xuất và chế biến rau quả Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều. Với vị trí địa lý trải dài trên 2.000 km từ Bắc vào Nam dọc theo bờ biển Đông, trong đó núi và cao nguyên chiếm tới khoảng ¾ diện tích nên Việt Nam có nhiều vùng khí hậu rất đa dạng.

Miền Bắc có 4 mùa rõ rệt dưới ảnh hưởng của gió mùa, miền Nam có khí hậu cận xích đạo, nóng ẩm quanh năm, trên miền núi và cao nguyên lại có khí hậu gần ôn đới. Với điều kiện tự nhiên như vậy nên Việt Nam có thảm thực vật rất phong phú với khoảng 14.500 loài thực vật từ ôn đới, tới nhiệt đới thuộc khoảng 200 họ. Trong các loài thực vật này có gần 100 loại quả. Tuy nhiên chỉ có 11 loại quả là có giá trị dinh dưỡng và kinh tế hơn cả mà Việt Nam đang tập trung để sản xuất dành cho nội tiêu và xuất khẩu gồm: quả vải - nhãn, chôm chôm, dứa, xoài, măng cụt, thanh long, bưởi, cam, sầu riêng, vú sữa, dừa.

Trong đó quả vải là một trong những loại quả chủ lực của miền Bắc dành cho xuất khẩu. Kể từ đầu thập kỷ 90, khi chúng ta bắt đầu quá trình mở cửa và hội nhập với kinh tế Thế giới, sản lượng rau quả của Việt Nam phát triển nhanh chóng. Về nguồn hàng, diện tích cây ăn quả lâu năm của cả nước theo Tổng cục thống kê [129] được trình bày trong Bảng 1.1 Thống kê một số trái cây chính năm 2016 [12][129] Stt Tên các loại quả Diện tích Năng suất Tổng sản lượng 1 Chuối 136.000 ha 161,9 tạ/ha 1.000 ha 73,4 tạ/ha 707.000 tấn 3 Thanh long 44.000 ha 228,2 tạ/ha 817.100 ha 123,6 tạ/ha 594.900 ha 163 tạ/ha 579.900 ha 78,2 tạ/ha 504.900 tấn 7 Bưởi, bòng 54.700 ha 116,8 tạ/ha 474.500 tấn 8 Chôm chôm 26.000 ha 149 tạ/ha 341.700 tấn 9 Sầu riêng 32.300 ha 145 tạ/ha 336.200 ha 49,7 tạ/ha 312.500 tấn Việc Việt Nam đã tham gia vào các tổ chức hợp tác khu vực và thế giới như ASEAN, APEC, WTO tạo ra cơ hội tốt để ngành công nghệ chế biến rau quả phát triển mở rộng xuất khẩu ra thị trường Thế giới. Xuất khẩu rau quả sang các thị trường tăng trưởng mạnh, theo số liệu thống kê cho thấy năm 2016 [129] kim ngạch xuất khẩu rau quả lớn gấp gần 5,5 lần so với 6 năm 2010, tăng gần 32,7%/năm.

Đây là tốc độ tăng cao hơn tốc độ tăng tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước trong cùng thời gian. Từ đầu năm đến 15/9/2017, kim ngạch xuất khẩu rau quả đạt trên 2,49 tỷ USD tăng 46,7% so với cùng kỳ năm 2016, cao gấp trên 2,3 lần tốc độ tăng tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước trong cùng thời gian. Đây là tín hiệu khả quan để cả năm 2017, kim ngạch xuất khẩu hàng rau quả có thể đạt kỷ lục mới, vượt qua mốc 3,6 tỷ USD [129]. Sự tăng trưởng mạnh mẽ giúp mặt hàng rau quả lần đầu tiên vượt qua mặt hàng gạo trở thành nhóm hàng nông sản xuất khẩu lớn thứ 3 của Việt Nam [122].

Tuy nhiên nhìn chung ngành xuất khẩu hoa quả của nước ta còn rất khiêm tốn so với tiềm năng sản xuất. Phần lớn rau quả Việt Nam, trong đó có quả vải được xuất khẩu thô, không qua chế biến vào thị trường Trung Quốc nên giá trị gia tăng không cao và rất phụ thuộc vào mùa vụ. Điều này một lần nữa khẳng định tồn tại rất nhiều bất cập trong lĩnh vực sản xuất, chế biến bảo quản rau quả sau thu hoạch nói chung và bảo quản quả vải nói riêng. Một trong những vấn đề tồn tại chính là công nghệ chế biến và bảo quản rau quả của nước ta chưa phát triển nên lượng hao hụt khối lượng sau thu hoạch của rau quả Việt Nam rất lớn từ 25 ÷ 30% [18] đồng thời chất lượng bảo quản sau thu hoạch cũng không cao, thời gian bảo quản ngắn.

Vấn đề trên được lý giải bởi các nguyên nhân cụ thể sau: - Việc nghiên cứu ứng dụng và triển khai công nghệ sau thu hoạch trong đó có khâu bảo quản và vận chuyển chưa đáp ứng kịp thời và đầy đủ; - Phần lớn quá trình thu hoạch và chế biến được thực hiện thủ công; - Hiện nay, các sản phẩm rau quả Việt Nam chủ yếu được sử dụng dưới dạng tươi sống, năng lực chế biến chỉ đạt 2% sản lượng dưới các hình thức rau quả đóng hộp, nước quả đóng lon; - Cả nước chỉ có khoảng 260 nhà máy chế biến hoa quả, trong đó chỉ có 60 cơ sở là có quy mô công nghiệp tương đối lớn. Phần lớn sản phẩm là nước quả, đồ hộp, mứt, hoa quả khô và một lượng không đáng kể là sản phẩm hoa quả đông lạnh. Tổng năng suất của các nhà máy này là khoảng 300.000 tấn/năm; - Việc áp dụng công nghệ mới đặc biệt là công nghệ bảo quản lạnh cho hoa quả ở Việt Nam chưa được đầu tư một cách thích đáng; - Tổng sản lượng hoa quả đông lạnh ước tính chỉ khoảng 20.000 tấn/năm, trong khi đó quá trình vận chuyển và sơ chế hoa quả từ nơi thu hoạch đến nơi tiêu thụ kéo dài từ 6 ÷ 48 h trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta nên độ hao hụt lớn. Với những lý do trên, để nâng cao chất lượng chế biến và kéo dài thời gian bảo quản, giảm mức độ hư hỏng sau thu hoạch của rau quả nói chung và quả vải nói riêng xuống dưới 10% như Nghị Quyết 48/NQ-CP của Chính phủ, ban hành ngày 23/09/2009 đã yêu cầu, rất cần thiết phát triển công nghệ chế biến sau thu hoạch [8].

Trong đó một trong những khâu quyết định là phát triển công nghệ lạnh chế biến và 7 bảo quản rau quả. Tình hình sản xuất quả vải của Việt Nam Quả vải là trái cây cận nhiệt đới, là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị thương phẩm cao do màu vỏ hấp dẫn của nó và có hương vị đặc trưng, ngọt [1]. Quả vải có hình dạng ôvan, bên ngoài là vỏ thô sần sùi bao xung quanh tiếp theo là lớp áo hạt mọng nước ăn được và một hạt ở trung tâm quả [64][90]. Thịt quả màu trắng, hương vị thơm, ngọt rất đặc trưng nên được ưa chuộng ở phần lớn các thị trường nhập khẩu rau quả.

Không những thế, quả vải còn chứa rất nhiều loại vitamin và khoáng chất có giá trị cao đối với sức khỏe con người. Thành phần dinh dưỡng của quả vải được thể hiện ở Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng trên 100 g cùi của quả vải [39] Stt Mô tả thông số quả vải Đơn vị Giá trị 1 Hàm lượng nước % 81,9 ÷ 84,83 2 Năng lượng kcal 63 ÷ 64 3 Protein g 0,68 ÷ 1,0 4 Chất béo g 0,3 ÷ 0,58 5 Carbohydrate g 13,31 ÷ 16,4 6 Chất xơ g 0,23 ÷ 0,4 7 Tro g 0,37 ÷ 0,5 8 Canxi mg 8 ÷ 10 9 Sắt mg 0,4 10 Phốt pho mg 30 ÷ 42 11 Kali mg 170 12 Natri mg 1÷3 13 Vitamin C mg 24 ÷ 60 14 Thiamin mg 28 15 Nicotinic acid mg 0,4 16 Riboflavin mg 0,05 ÷ 0,07 17 Hàm lượng đường tổng % 10,2 ÷ 12,77 Trên thế giới có khoảng 150 giống vải khác nhau, phần lớn tập trung ở khu vực nam - đông nam châu Á, giữa Trung Quốc và Ấn Độ. Tuy nhiên theo đánh giá của các chuyên gia quốc tế, chỉ có khoảng 15 giống vải có giá trị thương phẩm thực sự, trong đó có giống vải của Việt Nam [39]. Do quả vải của Việt Nam có giá trị thương phẩm lớn, nên sản xuất quả vải ở Việt Nam đã có bước phát triển vượt bậc trong những năm qua để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao cho xuất khẩu và nội tiêu.

Với diện tích cây vải trên cả nước năm 2016 khoảng 64.200 ha, năng suất khoảng 49,7 tạ/ha với tổng sản lượng quả 8 vải đạt 312. Dẫn đầu là Bắc Giang với sản lượng khoảng 142.000 tấn, tiếp đến là Hải Dương khoảng 25.000 tấn, Quảng Ninh khoảng 8.000 tấn … Cây vải thiều được phát triển mạnh tại Bắc Giang, huyện Lục Ngạn từ những năm 1980, đến nay Lục Ngạn trở thành nơi trồng và tiêu thụ quả vải lớn nhất nước. Diện tích cây vải thiều chiếm khoảng gần 80% so với tổng diện tích cây ăn quả trong toàn huyện đạt khoảng 30.000 ha với sản lượng hàng năm dao động từ 100.000 tấn và tổng doanh thu đạt trên 5.3 Diện tích, sản lượng và doanh thu từ quả vải của tỉnh Bắc Giang [123][124][125][126][127] Năm Diện tích Sản lượng Doanh thu 2013 17.300 tỷ đồng Bảng 1.3 cho thấy sự phát triển nhanh chóng của vùng cung cấp vải nguyên liệu lớn nhất Việt Nam ở tỉnh Bắc Giang. Qua đó cũng cho thấy sản xuất quả vải tăng nhanh về quy mô và doanh thu nhưng thiếu tính bền vững.

Hơn 70% sản lượng vải được dùng cho thị trường nội địa dưới dạng tươi. Xuất khẩu chỉ đạt 10.000 tấn quả tươi, chủ yếu sang Trung Quốc. Xuất khẩu sang các thị trường khó tính như Nhật, Mỹ, Châu Âu, Úc … chỉ đạt vài chục tới vài trăm tấn, mang tính giới thiệu sản phẩm. Ngoài ra chỉ có khoảng chục nghìn tấn vải được chế biến đông lạnh và sấy khô.

Lý do hạn chế xuất khẩu quả vải, chính vì loại quả rất khó bảo quản và ưa lạnh. Quả vải được thu hoạch ở các giai đoạn phát triển có màu xanh lá cây, màu hồng và màu đỏ [20][24]. Tuy nhiên, sau khi thu hoạch vỏ quả bị biến đổi rất nhanh và chuyển sang màu nâu sẫm được gọi là hiện tượng nâu hóa, trong điều kiện tự nhiên quá trình này có thể diễn ra trong vòng 48 h [26]. Cùng với đó là hiện tượng hao hụt tự nhiên do mất nước của quả vải rất mãnh liệt, trong vòng 24 h sau thu hoạch nếu không được bảo quản đúng cách, con số này có thể lên tới 3 ÷ 5% khối lượng.

Tất cả những yếu tố trên làm giảm giá trị thương phẩm của quả vải một cách nhanh chóng nếu không được bảo quản thích hợp. Không những thế quả vải là loại quả hô hấp thường biến nên phải thu hoạch khi đã đạt độ chín sinh lý với cường độ hô hấp đạt điểm cao nhất, do đó để bảo quản quả vải dù dùng phương pháp gì cũng không thể tách rời việc làm lạnh. Ở điều kiện thường quả vải chỉ có thể bảo quản được tối đa trong vòng 3 ÷ 5 ngày. Thêm vào đó khác với nhiều loại quả khác, vùng nguyên liệu của quả vải chỉ tập trung tại một số tỉnh Bắc bộ như Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Nghiên cứu đặc tính trao đổi nhiệt ẩm và thông số công nghệ bảo quản lạnh quả vải là một tài liệu chuyên sâu tập trung vào việc phân tích các yếu tố nhiệt ẩm và công nghệ liên quan đến quá trình bảo quản lạnh quả vải. Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách tối ưu hóa điều kiện bảo quản để duy trì chất lượng và kéo dài thời gian sử dụng của quả vải, một loại trái cây có giá trị kinh tế cao. Độc giả sẽ nhận được lợi ích từ việc hiểu rõ hơn về các thông số kỹ thuật và phương pháp ứng dụng trong thực tế, giúp cải thiện hiệu quả bảo quản nông sản.

Nếu bạn quan tâm đến các công nghệ bảo quản và chế biến thực phẩm tiên tiến, hãy khám phá thêm Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm ứng dụng kỹ thuật sấy lạnh với sự hỗ trợ của bơm nhiệt và năng lượng mặt trời trong quá trình sấy nông sản. Tài liệu này mở rộng kiến thức về các phương pháp sấy lạnh hiện đại, kết hợp năng lượng tái tạo, mang lại hiệu quả cao trong chế biến nông sản. Đây là cơ hội tuyệt vời để bạn nâng cao hiểu biết về lĩnh vực công nghệ thực phẩm và ứng dụng thực tiễn.