CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1 Đặc điểm sinh học và nguồn gốc cây tiêu: 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.1: Cây tiêu THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ 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, quả có một hạt duy nhất 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. 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). Tiêu xanh Hình 1. Tiêu khô đen và tiêu sọ 1.2 Thành phần cơ hóa lý của tiêu trái Khối lượng của tiêu chứa chủ yếu là nước, tồn tại dạng liên kết cơ lý, hóa lý, hóa học, độ THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ ẩm từ 66-68% nhằm tạo ra các liên kết cơ lý là loại liên kết dễ bị loại bỏ nhất nguyên liệu trong quá trình chế biến nhờ tác động cơ học và vật lý. Ngoài nước trong nguyên liệu tạo sức căng cho hạt tiêu và là một dung môi hòa tan vô hạn các chất tan như vitamin, pectin, amilopectin, khoáng,…Nước trong nguyên liệu cao gây hư hỏng trong quá trình bảo quản trước sấy.
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 23% nhu cầu canxi 1 ngày/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 (dạng tinh dầu), 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.3 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. Vấn đề bảo quản tiêu sau thu hoạch và chế biến nhìn chung là nan giải và cấp bách, vì THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ thành phần sinh hóa trong tiêu là môi trường thuận lợi rất thích hợp cho sâu mọt và vi sinh vật phá THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ 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 khô 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.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP 1.1 Bản chất của quá trình sấy Sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt, là quá trình khuếch tán do sự 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.2 Phân loại quá trình sấy Người ta phân biệt ra 2 loại: ⮚ Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió. Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa.
⮚ Sấy nhân tạo: là quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dung dến tác nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt. Quá trính sấy này nhân, dễ điều khiển và triệt để hơn so với phương pháp sấy tự nhiên. Ngoài ra chúng ta cũng có nhiều cách phân loại quá trình sấy theo các lựa chọn sau: ⮚ Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy bằng không khí hay khói lò. - Sấy thăng hoa.
- Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng. ⮚ Dựa vào áp suất làm việc: THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ - Sấy chân không. - Sấy ở áp suất thường. ⮚ Dựa vào phương pháp làm việc: THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ - Máy sấy liên tục.
- Máy sấy gián đoạn. ⮚ Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy: - Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu. - Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng. ⮚ Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy hầm, sấy tầng sôi, sấy phun,… ⮚ Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng,… ⮚ 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.3 Phương pháp thực hiện Các liên kết ẩm với chất khô trong nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình sấy, chi phối đến hiệu suất của quá trình sấy. Có nhiều dạng phân biệt liên kết ẩm trong nguyên liệu nhưng phổ biến nhất là phương pháp phân loại theo bản chất hình thành các liên kết của nước trong nguyên liệu của P. Được chia thành ba nhóm chính: − Liên kết hóa học − Liên kết cơ lý − Liên kết hóa lý THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ Để nâng cao giá trị sử dụng niều mặt của tiêu thì các công đoạn sau thu hoạch như làm khô, bảo quản và chế biến nhằm làm giảm tổn thất cũng như duy trì chất lượng tiêu là việc làm vô cùng quan trọng và cần thiết. Khi bảo quản tiêu hạt phải đặc biệt quan tâm tới tình trạng hạt tiêu vì phôi tiêu dễ hút ẩm, có sức hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng.
Đặc biệt sẽ xảy ra quá trình THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY HẦM DÙNG ĐỂ SẤY TIÊU, NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/MẺ hô hấp trong quá trình bảo quản. Mục tiêu của bảo quản: giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng của đối tượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản. Tiêu hạt không có vỏ như vỏ trấu, nếu điều kiện bảo quản không tốt (tiêu chưa chín già, phơi chưa thật khô, dụng cụ chứa đựng không kín.)thì chim, chuột, mốc, mọt có thể phá hỏng hoàn toàn cả kho tiêu trong vòng vài ba tháng. Vì vậy cần làm tiêu khô đến độ ẩm 12-13% để có thể bảo quản an toàn, hạn chế mức độ hư hỏng.
Có thể làm khô tiêu khô bằng hai cách: Phơi nắng hoặc sấy. Nhưng trong đề tài này yêu cầu sử dụng phương pháp sấy cho nên muốn bảo quản lương thực hoặc chế biến sản phẩm chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy xuống độ ẩm bảo quản hoặc chế biến. Để thực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ thống đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy có ảnh hưởng rất lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất phức tạp và không những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà còn cả thành phần hóa học của nguyện liệu.
Để sấy tiêu là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bị sấy tháp hoặc sấy hầm. Ở đồ án môn học này, em chọn thiết bị sấy hầm là thiết bị chuyên dụng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch. Trong thiết bị sấy hầm, vật liệu được sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ thống sấy hầm có thể làm việc liên tục với năng suất lớn.
Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc khói lò. Quá trình sấy tiêu đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh an toàn cho thực phẩm nên ở đây ta chọn tác nhân sấy là không khí, được đun nóng bởi calorêwxiphe, nhiệt cung cấp cho không khí trong caloriphe là từ khói lò.