CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HẠT TIÊU 1. Tên gọi và phân loại khoa học Tên khoa học: Piper nigrum Giới: Plantae Ngành: Angiospermae Lớp: Magnoliidae Phân lớp: Rosidae Bộ: Piperales Họ: Piperaceae Chi: Piper Loài: P.nigrum Hồ tiêu còn gọi là cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt (danh pháp hóa học: Piper nigrum) là một loài cây leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae), trồng chủ yếu để lấy quả và hạt, thường dùng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi. Hình 1: Cây tiêu GVHD: Đào Thanh Khê [7] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ.
Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách. Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuôn hơn. Có hai loại nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuất phát từ kẽ lá. Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc.
Khi chín, rụng cả chùm. Quả hình cầu nhỏ, chừng 20- 30 quả trên một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu vàng, khi chín có màu đỏ. Từ quả này có thể thu hoạch được hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen. Đốt cây rất dòn, khi vận chuyển nếu không cận thận thì cây có thể chết.
Quả có một hạt duy nhất. Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm hai lần. Muốn có hồ tiêu đen, người ta hái quả vào lúc xuất hiện một số quả đỏ hay vàng trên chùm, nghĩa là lúc quả còn xanh; những quả còn non quá chưa có sọ rất giòn, khi phơi dễ vỡ vụn, các quả khác khi phơi vỏ quả sẽ săn lại, ngả màu đen. Muốn có hồ tiêu trắng (hay hồ tiêu sọ), người ta hái quả lúc chúng đã thật chín, sau đó bỏ vỏ.
Loại này có màu trắng ngà hay xám, ít nhăn nheo và ít thơm hơn (vì lớp vỏ chứa tinh dầu đã mất) nhưng cay hơn (vì quả đã chín). Hình 2: Hạt tiêu GVHD: Đào Thanh Khê [8] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP 1. Thành phần hóa học Hồ tiêu cũng rất giàu vitamin C, thậm chí còn nhiều hơn cả cà chua. Một nửa cốc hồ tiêu xanh, vàng hay đỏ sẽ cung cấp tới hơn 230% nhu cầu canxi 1 ngày/1 người.
Trong tiêu có 1,2- 2% tinh dầu, 5- 9% piperin và 2,2- 6% chanvixin. Piperin và chanvixin là 2 loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay. Trong tiêu còn có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4% tro. Thường dùng hạt tiêu đã rang chín, thơm cay làm gia vị.
Tiêu thơm, cay nồng và kích thích tiêu hoá, có tác dụng chữa một số bệnh. Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như beta carotene, giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư và tim mạch. Phân bố Ở nước ta hồ tiêu được phân bố thành các vùng sản xuất chính ở Bắc Trung Bộ, Duyên hải Trung Bộ, Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, trong đó Tây Nguyên và Đông Nam Bộ là 2 vùng sản xuất chính. Sản xuất hồ tiêu thường hình thành các vùng nổi tiếng như: Tân Lâm (Quảng Trị), Lộc Ninh (Bình Phước), Bà Rịa (Bà Rịa– Vũng Tàu), Phú Quốc (Kiên Giang), Dak R’Lắp (Đăk Nông), Chư Sê (Gia Lai), điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quy hoạch thành các vùng sản xuất hàng hóa tập trung, đạt chất lượng xuất khẩu cao.
Việt Nam hiện là một nước xuất khẩu tiêu đứng hàng đầu thế giới thế nhưng chủ yếu xuất khẩu ở dạng thô. Vì thế vấn đề bảo quản tiêu hạt để xuất khẩu hết sức quan trọng và cần thiết trong nền kinh tế quốc dân. GVHD: Đào Thanh Khê [9] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Hình 3: Biểu đồ dự báo sản lượng hạt tiêu thế giới năm 2011 Vấn đề bảo quản tiêu nhìn chung là khó, vì tiêu là môi trường thuận lợi rất thích hợp cho sâu mọt phá hoại. Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an toàn.
Vì vậy, quá trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như nâng cao chất lượng hạt. Với phương pháp này sẽ bảo quản hạt tiêu được lâu hơn, dễ dàng trong quá trình vận chuyển, ứng dụng nhiều trong quá trình chế biến các sản phẩm ăn liền. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP 1. Bản chất của quá trình sấy Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ thích hợp, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Phân loại quá trình sấy - Người ta phân biệt ra 2 loại: + Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió,. Phương pháp này thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh và độ ẩm cuối cùng của vật liệu còn khá lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu. GVHD: Đào Thanh Khê [10] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP + Sấy nhân tạo: quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt,… và nó được hút ra khỏi thiết bị khi sấy xong. Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên.
- Nếu phân loại phương pháp sấy nhân tạo, ta có: * Phân loại theo phương thức truyền nhiệt: + Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu. Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt. + Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào đó đến vật sấy, có thể dùng bức xạ thường, bức xạ hồng ngoại. + Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt.
+ Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tầng: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên. + Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không để cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước, nước thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa. + Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định, hạt khô và được tháo ra ngoài. + Phương pháp sấy phun: được dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng.
+ Bức xạ: sự dẫn truyền nhiệt bức xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm. * Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy: + Sấy mẻ: vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến khi hoàn tất sẽ được tháo ra. GVHD: Đào Thanh Khê [11] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP + Sấy liên tục: vật liệu được cung cấp liên tục và sự chuyển động của vật liệu ẩm qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục. * Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí và vật liệu ẩm: + Loại thổi qua bề mặt.
+ Loại thổi xuyên vuông góc với vật liệu. Thiết bị sấy thùng quay Hình 4: Máy sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là một hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệu hạt, cục nhỏ như lúa, ngô (bắp), hạt đậu xanh, hạt tiêu,. Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1– 6o, có 2 vành đai đỡ, vành đai này tỳ vào con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu vào sấy qua phễu nạp vật liệu.
Vật liệu GVHD: Đào Thanh Khê [12] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP trong thùng không quá 20- 25% thể tích thùng. Sau khi sấy xong, thành phẩm qua bộ phận tháo sản phẩm ra ngoài. Bên trong thùng có lắp các cánh đảo để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cấm vào lò đốt hoặc nối với ống tạo tác nhân sấy. Giữa thùng quay, hộp tháo và lò có cơ cấu bịt kín để không khí và khói lò không thoát ra ngoài.
Ngoài ra còn có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo khí và thải khí sạch ra môi trường. Khí nóng và vật liệu có thể đi cùng chiều hay ngược chiều ở bên trong thùng. Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp cánh xoắn 1 đoạn khoảng 700- 1000mm, chiều dài của đoạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng. Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không quá 3 m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thiết thùng.
Vận tốc quay của thùng là 5– 8 vòng/phút. Các đệm ngăn trong thùng chứa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng phân phối đều cho vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của đệm ngăn (cánh trộn) phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm của nó. Các loại đệm ngăn dùng phổ biến là: - Đệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: dùng khi sấy những vật liệu cực to, ẩm,.
Loại này có hệ số chất đầy vật liệu không quá 0,1– 0,2. - Đệm ngăn hình quạt có những khoảng thông với nhau. - Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy lớn. - Đệm ngăn kiểu phân khu: để sấy các vật liệu đã được đạp nhỏ, bụi.
Loại này chỉ cho phép hệ số điền đầy khoảng 0,15– 0,25. - Nếu nhiệt độ sấy cần lớn hơn 200 0C thì dùng khói lò nhưng không dùng cho nhiệt độ > 8000C. GVHD: Đào Thanh Khê [13] EBOOKBKMT.COM – HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Ưu điểm: + Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ sự tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi/m3.
+ Thiết bị gọn có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn.