CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY 1.Tổng quan về sản phẩm sấy 1. Nguồn gốc và giá trị của thóc Thóc là một trong những loại lương thực chính trên thế giới. Là loại cây nhiệt đới ưa thời tiết nóng ẩm mưa nhiều, nó có vùng phân bố khá rộng, lúa nước được trồng nhiều ở khu vực Đông Nam châu Á. Các nước trồng nhiều lúa nước phải kể đến là Thái Lan, Indo, Trung Quốc, Việt Nam… Ở nước ta thì lúa được gieo trồng hầu hết ở các vùng miền nhưng chủ yếu phải kể đến hai vựa lúa lớn nhất là vùng đồng bằng sông Cửa Long và vùng đồng bằng sông Hồng.
Sản lượng lúa hai vùng này quyết định đến sản lượng xuất khẩu và an ninh lương thực của cả nước ngoài ra lúa còn được trồng ở vùng đồng bằng ven biển và trung du miền núi Bắc Bộ như Lai Châu, Điện Biên…Theo nhiều nguồn tài liệu thì cây lúa xuất hiện từ hơn 3000 năm trước Công nguyên ở vùng Đông Nam châu Á. Tới nay rất nhiều nước trên khắp năm châu đều có trồng lúa. Giới thiệu sơ bộ về cấu tạo hạt thóc Hạt thóc nhìn từ ngoài vào có các bộ phận chính: mày thóc , vỏ trấu, vỏ hạt, nội nhủ, phôi. Hình 1 - Cấu tạo hạt thóc 5|Page download by : skknchat@gmail.com - Mày thóc: trong quá trình sấy, bảo quan, mày thóc rụng ra làm tăng lượng tạp chất trong thóc.
- Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hướng của môi trường và sự phá hoại của sinh vật, nấm mốc. - Vỏ hạt: bao bọc nội nhủ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit va protit. - Nội nhũ: là thành phần chính và chủ yếu nhất của hạt thóc, 90% là gluxit. - Phôi: nằm ở góc dưới nội nhũ, làm nhiệm vụ biến các chất dinh dưỡng trong nội nhũ để nuôi mộng khi hạt thóc nảy mầm 1.
Các thành phần hoá học của thóc : Bảng 1.1 – Các thành phần hóa học của thóc Nước Gluxit Protit Lipit Xenlulo Tro Vitamin B1 13,0% 64,03% 6,69% 2,1% 8,78% 5,36% 5,36% 1. Phân loại lúa Cây lúa thuộc họ thân thảo và có trên 20 loại khác nhau. Phổ biến nhất và có ý nghĩa kinh tế hơn là loại lúa nước (crizasativa). Lúa nước lại được chia làm 2 loại là lúa ngắn hạt (C.s brevis) và lúa hạt bình thường (O.
Lúa nước hạt bình thường là loại phổ biến hơn cả và đã tồn tại đến ngày nay. Việc lai tạo ra nhiều giống lúa lai có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khí hậu các vùng miền nước ta cho năng suất chất lượng gạo tốt, giá trị kinh tế cao như: Về lúa tẻ thì ngon nhất phải kể đến là tẻ thơm, tám xoan. Chất lượng của loại lúa này vừa dẻo lại vừa thơm ngon cũng rất giòn thơm. Các giống X, Si đạt năng suất cao khi trồng, khi nấu thì cơm rất mềm.
Về lúa nếp: thì có thể kể đến các giống như nếp cái hoa vàng vô cùng thơm dẻo được dùng để nấu xôi, bánh… Loại tiếp đến là nếp Lương được mang tên nhà khoa học Lương Định Của, cây nếp lương này được ông nghĩ, sáng tạo ra loại cây lúa này, cây lúa rất dẻo, thơm và cho ra năng suất cao nhưng chất lượng lại không bằng được nếp cái hoa vàng. Tính chất vật lý Lúa mới thu hoạch là lúa tươi có hàm lượng nước trong hạt cao thông thường độ ẩm của thóc mới thu hoạch khoảng 20- 27%. Với độ ẩm như vậy ở một số giống có sức sống tốt có thể nảy mầm trong thời gian ngắn. Việc thóc nảy mầm 6|Page download by : skknchat@gmail.com làm giảm chất lượng lương thực và chất lượng cây trồng.
Ngoài ra với độ ẩm cao như vậy men mốc và nấm cũng rất dễ phát triển làm cho thóc bị hư hoặc kém chất lượng. Tùy theo nhu cầu làm khô thóc để xay xát ngay hay để tồn trữ lâu dài hay để làm giống mà yêu cầu làm khô và công nghệ sấy khác nhau. Quá trình sấy phải làm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo được sự chênh lệch nhiệt độ trong hạt thóc so với bên ngoài là nhỏ nhất. Độ ẩm an toàn của thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu cũng như điều kiện bảo quản.
Thóc có độ ẩm từ 13- 14% có thể bảo quản được từ 2 đến 3 tháng. Để bảo quản dài hơn 3 tháng thì độ ẩm của thóc tốt nhất từ 12- 12,5%. Các đặc tính chung của khối thóc a. Tính tản rời: Là đặc tính khi đổ thóc từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang, thóc tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón, phía đáy rộng, đỉnh nhọn và không có hạt nào dính liền với hạt nào.
Góc tạo bởi đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiên của khối hạt. Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt nên còn gọi là góc ma sát trong, kí hiệu φ1. Dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi chất lượng của thóc trong quá trình sấy và bảo quản. Đối với thóc, góc nghỉ khoảng từ 32 400.
7|Page download by : skknchat@gmail.com Nếu ta để hạt trên 1 mặt phẳng và bắt đầu nghiêng mặt phẳng này cho tới khi hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt gọi là góc trượt (góc ma sát ngoài), kí hiệu φ2. Hình 1: Các góc trong khối hạt Góc nghỉ và góc trượt càng lớn thì độ rời càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả năng dịch chuyển lớn, nghĩa là độ rời lớn. Độ rời của khối hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào các yếu tố như kích thước, hình dạng hạt và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại tạp chất trong khối hạt. Đối với góc trượt còn thêm 1 yếu tố quan trọng nữa là loại vật liệu và trạng thái bề mặt vật liệu trượt.
Loại hạt có dạng hình cầu, bề mặt nhẵn như đậu,, loại hạt không có hình cầu và bề mặt hạt xù xì như thóc thì góc nghỉ và góc trượt lớn. Độ rời của khối hạt càng cao thì độ rời càng giảm. Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo quản. Nếu bảo quản quá lâu hay đã xảy ra quá trình bốc nóng làm cho khối hạt bị nén chặt, độ rời giảm hay thậm chí có khi mất hẳn độ rời.
Tính tự chia loại của khối thóc Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc lép, tạp chất) không đồng nhất ( khác nhau về hình dạng,kích thước, tỷ trọng). Do đó trong quá trình di chuyển tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng gọi là tính tự chia loại của khối hạt. Hiện tượng tự chia loại làm ảnh hưởng đến việc làm khô, bảo quản. Những vùng nhiều hạt lép, tạp chất dễ hút ẩm, dễ bị cuốn lẫn theo tác nhân sấy trong quá trình sấy.
Vì vậy trong thiết bị sấy phải có biện pháp hạn chế tối đa tính tự phân loại của khối thóc để chất lượng thóc sau khi sấy được nâng cao. Độ hổng của khối thóc 8|Page download by : skknchat@gmail.com Là khoảng không gian nằm trong khe hở giữa các hạt, có chứa đầy không khí. Độ hổng được tính bằng % thể tích khoảng không gian từ khe hở giữa các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ. Giữa độ hổng và khối lượng riêng có liên quan với nhau, khối lượng riêng càng lớn thì độ hổng càng nhỏ.
Trong quá trình sấy, khối thóc cần có lỗ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho quá trình truyền và trao đổi nhiệt, ẩm với tác nhân sấy được dễ dàng. Tính dẫn, truyền nhiệt Quá trình dẫn và truyền nhiệt trong khối thóc thực hiện theo 2 phương thức luôn tiến hành song song và có quan hệ chặt chẽ với nhau đó là dẫn nhiệt và đối lưu. Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của thóc là hệ số dẫn nhiệt λ ≈ 0,12 ÷ 0,2 Kcal/mh0C. Và sự trao đổi nhiệt đối lưu giữa lớp hạt nóng và lớp hạt nguội mới vào.
Cả 2 đặc tính này của thóc đều rất nhỏ nhưng cùng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm Là khả năng hấp thụ và nhả chất khí, hơi ẩm của thóc trong quá trình sấy, thường là hiện tượng hấp thụ bề mặt. Vì vậy trong quá trình sấy xảy ra nhiều giai đoạn: Sấy → ủ → sấy → ủ …để giúp vận chuyển ẩm ra bề mặt thóc để thóc được sấy khô đều. Yêu cầu của sản phẩm thóc sau sấy Tùy theo loại thóc sau sấy phục vụ cho nhu cầu về lương thực hay thóc giống mà có một số yêu cầu về phương pháp sấy như sau: - Hạt thóc còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo.
- Hạt thóc còn giữ nguyên vẹn kích thước và màu sắc. - Tính chất hạt thóc phải được đảm bảo. - Đối với thóc giống sau khi sấy khả năng nảy mầm cao và tính chất giống không bị thay đổi. - Có độ ẩm yêu cầu bảo quản thường nhỏ hơn 14% - Thóc sau sẩy khi đem xay xát thì tỷ lệ nguyên hạt cao.
Chính vì vậy khi thiết kế hệ thống sấy cần xác định rõ thông số của tác nhân sấy phù hợp cho thóc nhất là chọn nhiệt độ sấy và thời gian sấy thích hợp. 9|Page download by : skknchat@gmail. Quy trình công nghệ Thóc là đối tượng cần xử lý nhiệt nhiều hơn bất cứ loại hạt ngũ cốc nào khác. Sấy làm giảm độ ẩm của thóc vừa thu hoạch đến mức an toàn (13-14%) để bảo quản và xay xát.
Yêu cầu cơ bản của quá trình sấy là nâng cao tốc độ sấy, giảm thiểu thời gian sấy và năng lượng tiêu hao mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm sấy. Trong sấy thóc đối lưu thời gian sấy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các thông số chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ khí sấy, chiều dầy lớp hạt),phương pháp sấy (sấy liên tục và gián đoạn,sấy có đảo hạt, đảo gió, làm dịu sau sấy.) và vật liệu sấy (loại thóc, kích thước hạt, độ chín khi thu hoạch, độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối quá trình sấy của thóc). 10 | P a g e download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ 2. Tổng quan về công nghệ sấy 2.
Khái niệm sấy Là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi bề mặt vật liệu.