Tài liệu Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa dung tích 80 tấn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------

---------- PHẠM THỊ HUYẾN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN HOA DUNG TÍCH 80 TẤN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. PHẠM XUÂN VƯỢNG HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dung ở học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn ký tên Phạm Thị Huyến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................i. LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ ðiện và các thầy, cô trong Trường. Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến: Tôi xin thành cảm ơn thầy giáo GS.TS: Phạm Xuân Vượng ñã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản – Khoa Cơ ðiện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ðiện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành ñến các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại Trường và các thầy cô giáo Khoa Sau ðại học – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi cảm ơn bố mẹ và người thân trong gia ñình và bạn bè thân thiết ñã ñộng viên và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Tổng Giám ñốc Viện nghiên cứu rau quả - Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả Phạm Thị Huyến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................ii. MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ðẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4 1.1. Những nghiên cứu ngoài nước 4 1.2. Những nghiên cứu trong nước 7 1.3. Những biến ñổi về sinh lý của hoa cắt sau thu hoạch 10 1.5. Một số sơ ñồ hệ thống lạnh 19 1.6. Cơ sở lý thuyết quá trình lạnh 27 1.7. Nội dung nghiên cứu, nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 32 Chương 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHO LẠNH 34 2.1. 34 Cấu trúc kho lạnh 2.1.1. Chọn phương án thiết kế kho lạnh 34 2.1.2. Chọn phương án xây dựng kho 36 2.1.3. Chọn nhiệt ñộ bảo quản 40 2.1.4. Thiết kế cấu trúc kho lạnh 40 2.1.5. Một số vấn ñề khi thiết kế, lắp ñặt và sử dụng kho lạnh – Biện pháp khắc phục 42 2.1.6. Xác ñịnh số lượng và kích thước kho lạnhError! Bookmark not defined. 2.1.6. Quy hoạch mặt bằng kho lạnh Error! Bookmark not defined. 2.2. Error! Bookmark not defined. Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh 2.2.1. Mục ñích của việc cách nhiệt phòng lạnhError! Bookmark not defined. 2.2.2. Mục ñích của việc cách ẩm Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................iii. 2.2.3. Cấu trúc của cách nhiệt, cách ẩm Error! Bookmark not defined. 2.2.4. Bản vẽ thiết kế kho lạnh bảo quản hoaError! Bookmark not defined. Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ KHO LẠNHError! Bookmark not defined. Tính phụ tải của máy nén Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Mục ñích tính toán nhiệt kho lạnh Error! Bookmark not defined. 3.1. 3.1.2. Xác ñịnh các tổn thất dòng nhiệt vào kho lạnhError! Bookmark not defined. 3.2. Xác ñịnh năng suất lạnh của MN Error! Bookmark not defined. 3.3. Phương pháp làm lạnh Error! Bookmark not defined. 3.4. Tính toán và lựu chọn thiết bị Error! Bookmark not defined. 3.4.1. Tính chọn máy nén Error! Bookmark not defined. 3.4.2. Tính chọn thiết bị ngưng Error! Bookmark not defined. 3.4.3. Tính chọn dàn bay hơi Error! Bookmark not defined. 3.5. Error! Bookmark not defined. Tính chọn thiết bị phụ 3.5.1. Vai trò, vị trí thiết bị phụ trong hệ thống lạnhError! Bookmark not defined. 3.5.2. Các thiết bị phụ hệ thống lạnh bảo quảnError! Bookmark not defined. 3.5. Quy trình vận hành Error! Bookmark not defined. 3.5.1. Nhiệm vụ của vận hành hệ thống lạnh:Error! Bookmark not defined. 3.5.2. Nguyên tắc chung trước khi khởi ñộng hệ thống lạnhError! Bookmark not defined. 3.5.3. Khởi ñộng máy nén Error! Bookmark not defined. 3.5.4. Dừng máy nén Error! Bookmark not defined. Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ Error! Bookmark not defined. 4.1. Kết luận Error! Bookmark not defined. 4.2. ðề nghị Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................iv. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Sản lượng và giá trị hoa cắt ở một số nước trên thế giới 4 Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng bảo quản hoa hồng [24] 11 Bảng 1. 3: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng hoa Layơn ñỏ [24] 11 Bảng 1.4: Khả năng bị tổn thương và nhiệt ñộ bảo quản tối ưu của một số loại hoa [24] 12 Bảng 1.5: Ảnh hưởng của ñộ ẩm không khí ñến chất lượng bảo quản hoa Hồng [24] 14 Bảng 1.6: Ảnh hưởng của ñộ ẩm không khí ñến chất lượng bảo quản hoa Layơn [24] 14 Bảng 1.7: Kết quả ứng dụng thử nghiệm quy trình tại cơ sở sản xuất của hoa Hồng 26 Bảng 1.8: Kết quả ứng dụng thử nghiệm quy trình tại cơ sở sản xuất của hoa Layơn 26 Bảng 1.9: Chế ñộ bảo quản lạnh hoa cắt Bảng 2.1: Các ñặc tính vật lý của vật liệu 29 Error! Bookmark not defined. Bảng 3.1 : Tổng hợp kết quả tính nhiệt buồng IError! Bookmark not defined. Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt phòng IIIError! Bookmark not defined. Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt của cả III phòngError! Bookmark not defined. Bảng 3.5: Tỷ lệ tải nhiệt ñể chọn máy nén Error! Bookmark not defined. Bảng 3.6: Các thông số trạng thái các ñiểm nút cơ bản của chu trìnhError! Bookmark not de Bảng 3.7: Hệ số hiệu chỉnh công suất khc Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................v. DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 1.1: ðường cong giả thiết làm mát của hoa cắt 18 Hình 1.2: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh trung tâm 19 Hình 1. 3: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống ngưng tụ CO2 20 Hình 1. 4 : Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh của cụm water chiller 21 Hình 1.5: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống ñiều hòa không khí 22 làm lạnh bằng nước 22 Hình 1.6 : Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh của tủ lạnh thương nghiệp (show case) 23 Hình 1. 7: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống kho lạnh bảo quản hoa 24 Hình 1.8: Sơ ñồ nguyên lý kho lạnh 32 Hình 2.1: Các lớp của tấm Panel 37 Hình 2.2: Các phương pháp lắp ghép panel 38 Hình 2. 3: Hình khối kho lạnh lắp ghép Panel 39 Hình 2. 4: Cửu ra hàng 40 Hình 2.5: Tấm Panel 41 Hình 2. 6: Cấu trúc mái kho lạnh 41 Hình 2.7: Mái kho lạnh 41 Hình 2. 8: Giá xếp sản phẩm 42 Hình 2.9: Con lươn thông gió kho lạnh 43 Hình 2.10: Sơ ñồ khối mặt bằng kho lạnh bảo quản hoaError! Bookmark not defined. Hình 2.11: Bản vẽ thiết kế kho lạnh bảo quản hoaError! Bookmark not defined. Hình 3.1: Chu trình hồi nhiệt của máy nén một cấpError! Bookmark not defined. Hình 3.2 : Máy nén nửa kín Error! Bookmark not defined. Hình 3.3: Bình ngưng ống chùm nằm ngang freônError! Bookmark not defined. Hình 3.4: Dàn lạnh không khí Friga-Bohn Error! Bookmark not defined. Hình 3.5 : Cấu tạo của bình cao áp Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................vi. Hình 3.6: Bình tách dầu kiểu hình nón chắn Error! Bookmark not defined. Hình 3.7: Bình tách lỏng kiểu nón chắn Error! Bookmark not defined. Hình 3.8: Nguyên tắc cấu tạo của tháp giải nhiệtError! Bookmark not defined. Hình 3.9: Bộ lọc ẩm cơ khí Error! Bookmark not defined. Hình 3.10: Van tiết lưu tự ñộng Error! Bookmark not defined. Hình 3.11: Van tiết lưu cân bằng trong Error! Bookmark not defined. Hình 3.12: Hộp hơi ñiều chỉnh tăng ñộ ẩm không khíError! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................vii. MỞ ðẦU * Tính cấp thiết của ñề tài Từ lâu cây hoa ñã ngắn bó chặt chẽ với ñời sống tinh thần của mọi người dân trên thế giới nói chung và người Việt Nam ta nói riêng. Khi ñời sống vật chất ñược nâng cao thì ñời sống tinh thần cũng ñược coi trọng, nhu cầu chơi hoa không chỉ những ngày lễ tết mà ngay cả những ngày thường hoa ñược ñem tặng nhau ñể tỏ ý chúc mừng và thể hiện tình cảm của mình. Vì vậy, cây hoa ñã dần trở thành nhu cầu không thể thiếu ñối với ñời sống của chúng ta. ðể ñáp ứng nhu cầu chơi hoa thì ngành trồng hoa cũng ñược coi trọng. Việc trồng hoa coi là một ngành, một nghề ñem lại hiệu quả kinh tế cao. Danh thu bình quân 1ha trồng hoa ñạt 50 – 60 triệu ñồng trong khi cũng 1ha ñất canh tác ñạt 21,3 triệu ñồng (năm 1993) cá biệt có thể thu ñược 100 triệu ñồng từ việc trồng các loại hoa Hồng ðà Lạt, Cẩm Chướng, Layơn… Những năm gần ñây, nhu cầu hoa cắt trên thế giới tăng nhanh ( 6- 9% / năm). Năm 1995 tổng giá trị hoa cắt tiêu thụ trên thị trường thế giới là 31 tỷ USD. Mục tiêu ñến năm 2010 sản lượng thu hoạch 4,5 tỷ cành và xuất khẩu 1 tỷ cành. Nước ta có ñiều kiện khí hậu, ñất ñai phù hợp với hầu hết các loại hoa trồng trên thế giới và có thể sản xuất quanh năm. ðây là lợi thế không phải bất kỳ nước nào trên thế giới cũng có. Với kinh nghiệm lâu ñời của người sản xuất, ngành sản xuất hoa nước ta không chỉ cung cấp các sản phẩm cho tiêu dùng nội ñịa mà còn xuất khẩu sang các nước vĩ ñộ thấp ở bắc châu Á, châu Âu, châu Mỹ… Tuy nhiên, việc sản xuất hoa gặp rất nhiều khó khăn nhất là công ñoạn sơ chế sau thu hoạch và bảo quản. Việc bảo quản hầu hết dựa vào kinh nghiệm của người dân nên ñộ bền hoa rất thấp, thời gian cắm hoa, giữ hoa ngắn, hoa thường bị thối, dập nát, tỷ lệ hu hỏng nhiều, gây tâm lý không tốt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................1. ñến người tiêu dùng, gây thiệt hại cho người sản xuất. Trong những năm gần ñây, tình hình ứng dụng công nghệ sau thu hoạch ñã ñược cải thiện ñáng kể. Công nghệ sau thu hoạch càng phát triển thì ñầu ra của nông sản càng ñược mở rộng, giai ñoạn sau thu hoạch là cầu nối giữa sản xuất nông nghiệp với người tiêu dùng. Do vậy việc ứng dụng công nghệ sau thu hoạch ñể nâng cao chất lượng nông sản nhằm mở rộng thị trường tiêu thụ là một trong những giải pháp cần ñược quan tâm. Hiện nay ñã có rất nhiều phương pháp bảo quản hoa ñược áp dụng như: Bảo quản hoa bằng phương pháp phun hoặc ngâm hoá chất ( hoá chất Trung Quốc) có ưu ñiểm dẻ tiền, dễ sử dụng, thời gian hoa tươi lâu 10 ñến 15 ngày nhưng ñộc hại, gây ảnh hưởng ñến sức khoẻ người tiêu dùng. Phương pháp bảo quản hoa bằng nước Ozen do TS. Nguyễn Văn Khải giám ñốc viện khoa học vật lý Hà Nội ñưa ra, dẻ tiền, dễ sử dụng, thời giam hoa tươi mà vẫn giữ cho hoa ñẹp và nguyên chất, không gây ñộc cho người tiêu dùng [11]. Phương pháp bảo quản “Windtofresh” (bảo quản bằng bao gói có sử dụng chất gien quánh) bảo quản hoa tươi mà không cần nhúng nước, phương pháp này tạo thuận lợi cho khâu vận chuyển. Và một số phương pháp khác nữa nhưng phương pháp bảo quản lạnh là phương pháp tốt nhất. Nhiệt ñộ thấp làm giảm hô hấp và các hoạt ñộng trao ñổi chất khác, giảm thoát hơi nước, giảm sự sản sinh cũng như tác ñộng của Ethylen và giảm sinh trưởng của nấm, khuẩn hạn chế các hư hỏng sinh lý và bệnh lý trên hoa cắt.. Các loại hoa cắt có nguồn gốc ôn ñới như: cẩm chướng, loa kèn, thược dược,... yêu cầu nhiệt ñộ ở 0-10C. Các loại hoa cắt có nguồn gốc nhiệt ñới và á nhiệt ñới rất mẫn cảm với hư hỏng lạnh nên ñũi hỏi nhiệt ñộ bảo quản cao hơn: lay ơn (2- 40 C), lan (7-100C),... Xuất phát từ thực tiễn ñó, ñể góp phần vào việc ñẩy mạnh xuất khẩu hoa chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “ Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa dung tích 80 tấn” Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................2. * Mục tiêu của ñề tài - Tiến hành nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa nhằm nâng cao chất lượng hoa sau thu hoạch, mà vấn ñảm bảo ñạt hiệu quả kinh tế. * Yêu cầu của ñề tài - Thu thập thông tin về những biến ñổi sinh lý của hoa khi bảo quản và các phương pháp bảo quản hoa cắt sau khi thu hoạch. - Tham khảo tài liệu về những biến ñổi sinh lý của hoa khi bảo quản bằng phương pháp bảo quản lạnh hoa cắt sau khi thu hoạch. - Nghiên cứu các tài liệu có liên quan ñến tính toán, thiết kế kho bảo quản lạnh. - Vận dụng sáng tạo những tài liệu thu thập ñược từ ñó ñưa ra phương pháp tính toán cho phù hợp. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa có ý nghĩa khoa học cao trong bảo quản hoa. Kết quả ứng dụng cho bảo quản một số loại hoa. ðáp ứng ñược nhu cầu thực tiễn sản xuất là kéo dài thời gian và khối lượng bảo quản hoa lớn mà vẫn ñảm bảo chất lượng trong quá trình bảo quản. Góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp ñưa lĩnh vực nông nghiệp phát triển theo hướng hình thành nền nông nghiệp sản xuất hàng hoá gắn với thị trường. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................3. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Những nghiên cứu ngoài nước 1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa cắt Ngành kinh doanh hoa cắt là một trong những ngành có tiềm lực lớn. Rất nhiều quốc gia ñã trồng hoa với mục ñích thương mại và phục vụ nội tiêu. Quy mô kinh doanh ở các thị trường có các mức ñộ mở rộng thị trường rất khác nhau. Các nước tiêu thụ chính có khả năng cung cấp một lượng rất lớn như: Nhật và Mỹ là 2 thị trường lớn nhất. Năm 1994 ở Trung Quốc ước tính có 60000 ha ñất trồng hoa, trong ñó thì ở Ấn ðộ là 34000 ha [19]. Mức ñộ buôn bán của hoa cắt trên thế giới ñược mô tả bởi sự tập trung và nguồn gốc sản phẩm. Hoa Hồng là sản phẩm ñược buôn bán nhiều nhất, ở ðức là một trong những thị trường lớn cho việc suất khẩu loại hoa này và Hà Lan là một nước ñứng ñầu trong việc xuất khẩu hoa. Bảng 1.1. Sản lượng và giá trị hoa cắt ở một số nước trên thế giới Tổng sản lượng Giá trị ( triệu cành) (Triệu USD) Úc 1982 240 Bỉ 1562 263 Séc 215 43 ðan Mạch 444 354 Phần Lan 176 76 Pháp 6628 956 ðức 7056 1174 Hungary 600 95 Hà Lan 8363 3542 ðài Loan 12010 266 Thái Lan 8320 3480 Quốc gia Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................4. Quá trình xuất khẩu hoa từ Hà Lan sang ðức ñược coi như chiếm một thành phần chính của thị trường hoa xuất khẩu chiếm tới 43% so với tổng sản lượng xuất khẩu vào thị trường châu Âu. Thụy ðiển, Pháp và Anh cũng là những thị trường chính của hoa Hà Lan. Theo Pertwee giá trị hoa tươi trên thị trường thế giới ước ñạt khoảng 50 tỉ USD. Trên thế giới có khoảng 15 quốc gia ñang có gia trị tiêu dùng hoa cắt lớn khoảng 16 USD/ người/ năm [14]. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu bảo quản hoa cắt Trồng hoa là một ngành không những ñáp ứng nhu cầu chơi hoa mà còn ñem lại hiệu quả kinh tế cao nên ngay càng ñược coi trong, từ nhu cầu của thực tiễn ñó nhiều công trình nghiên cứu về hoa cắt ra ñời như: Danuta M. Goszczynska, Ryszard M. Rudnicki - Viện nghiên cứu Pomology and Floriculture Skierniewce, Hà lan ñã nghiên cứu bảo quản hoa cúc cắt sau 15 ngày bảo quản hoa cho chất lượng tốt . Abraham H. Halevy và Shimon Mayak trường ñại học Jerusalem, rehovot, Israel ñã nghiên cứu ñặc ñiểm sinh lý, những biến ñổi sinh hoá trong quá trình bảo quản hoa cắt cho thấy: mỗi loại hoa có cấu tạo khác nhau nên cũng có những ñặc ñiểm sinh hoá khác nhau từ ñó họ ñưa ra quy trình bảo quản cho mỗi loại hoa cũng khác nhau. Theo các tác giả S. Meir, S.Alsevia, Y.Huang, A.Schaffer và S. Philosoph - Hadas thì bao gói hoa bằng ñiều biến khí quyển kết hợp với xử lý ñường saccaroza và STS (Silver Thiosulphate) ñã duy trì ñược chất lượng của hoa lay ơn trong quá trình bảo quản dài ngày. Hoa ñược ñóng gói kín trong túi PE với thành phần khí quyển gồm: 5 ÷ 8% CO2 và 6 ÷ 12% O2. Cách ñóng gói này ñã nâng cao chất lượng và tuổi thọ của hoa, làm chậm sự vàng lá. Tất cả các phương pháp bảo quản ñều tuân theo nguyên tắc chung là: - Chất lượng hoa cắt ñưa vào bảo quản phải khoẻ, có ñộ nở thu hái phù hợp - Trong quá trình bảo quản phải ñiều khiển sao cho hoa có cường ñộ hô hấp thấp, cường ñộ thoát nước giảm, ñảm bảo duy trì nguồn dinh dưỡng nuôi hoa, ngăn cản sự sản sinh Ethylen, sự phát triển của nấm bệnh. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................5. 1.1.3. Tình hình ứng dụng công nghệ lạnh Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh ñã và ñang phát triển rất mạnh mẽ, ñược sử dụng với nhiều mục ñích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu ñược trong ñời sống và kỹ thuật của tất cả các nước. Ở các nước có nền kinh tế phát triển việc sử dụng lạnh trong công nghiệp thực phẩm là rất cần thiết và hết sức quen thuộc. Năm 1851, một sơ ñồ máy lạnh ñầu tiên ra ñời do nhà phát minh James Harison ( người Úc). Từ ñó, thiết bị lạnh cơ giới phát triển nhanh nhờ ñó mà một số loại thực phẩm ñã ñược cất giữ ñảm bảo chất lượng tốt hơn trong thời gian dài sau khi sản xuất. Trong khoảng những năm 1920 – 1930, ñể phục vụ người tiêu dùng, nhà công nghệ thực phẩm, nhà sáng chế Clarece Birdseye ñã tạo ra thực phẩm có tên ñông lạnh nhanh (quick - frozen) ñể người tiêu dùng có thể nấu ngay hoặc ăn ngay. ðó là những sản phẩm ñông lạnh ñược bán lẻ như ñậu Hà Lan, nước hoa quả…Ngày nay, công nghệ làm lạnh các loại thực phẩm trở thành công nghiệp phát triển quan trọng ở các nước Tây Âu, Bắc Âu, Mỹ và Nhật Bản . Nước có công nghiệp thực phẩm lạnh phát triển nhất chây Âu là Anh. Ở Anh ngành công nghiệp này phát triển mạnh nhất vào những năm 1950, trên cơ sở hoàn thiện những quy trình công nghệ mới và tăng ñáng kể những máy lạnh công nghiệp và tủ lạnh gia ñình. Ngay từ những năm 1979- 1980, ở thị trường Anh ñã bán rau quả chế biến sẵn ñông lạnh và các loại thực phẩm chín ñược xử lý lạnh chiếm trên 50%. Nhật Bản hiện nay có trên 400 công ty bảo quản lạnh thực phẩm. Ở Mỹ, thực phẩm bảo quản lạnh ñược phát triển hết sức ña dạng. Ở Nga, năm 1971 chỉ có 51 nhà máy ñông lạnh phực phẩm ñến nay ñã có 3000 nhà máy. Người ta ước tính trên thế giới hiện nay có trên 300 triệu m3 phòng lạnh thương mại và công nghiệp mà 2/3 trong số ñó nằm trong các nước có nền Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................6. công nghiệp phát triển, dân số nước này chỉ khoảng 1 tỷ. Nếu phần dân số còn lại ñược trang bị lạnh tương ñương thì số thể tích lạnh sẽ là trên 1,5 tỷ m3. Vì vậy việc sử dụng lạnh trong thương mại và công nghiệp chế biến thực phẩm còn tăng trưởng mạnh trong những năm tới. 1.2. Những nghiên cứu trong nước 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa cắt Những năm gần ñây nghề trồng hoa phát triển khá mạnh ở nhiều ñịa phương. Theo số liệu ñiều tra của viện Di truyền Nông nghiệp tại một số ñịa phương, hoa là cây trồng cho thu nhập cao. Chẳng hạn có vùng ở Hà Nội so với sản xuất 2 lúa 1 màu trong cùng thời ñiểm, trên cùng một ñơn vị diện tích thì trồng hoa có lợi nhuận cao hơn gần 12 lần. Ở Thài Bình có doanh nghiệp trồng hoa ñã thu lãi tới 160 triệu ñồng/ha/ năm, hay ở Lâm ðồng bình quân cho mức lãi 250 ñến 300 triệu ñồng / ha/ năm từ sản xuất hoa [19]. Hiện nay cả nước có trên 5700 ha tập trung ở Hà Nội khoảng 1500 ha, Lâm ðồng 1400 ha, Hải Phòng 730 ha, TP Hồ Chí Minh 600 ha [19]… Diện tích trồng hoa lớn ñã phần nào ñáp ứng ñược nhu cầu ngày càng tăng của thị trường, nhất là các thành phố lớn. Tính riêng ở Hà Nội có khoảng 300 cửa hàng bán các loại hoa chất lượng cao. ðó còn chưa kể lượng hùng hậu của các cửa hàng hoa nhỏ và những người bán rong. Ước tính lượng hoa tiêu thụ từ các nguồn trên ở mức trên 1 triệu cành các loại trong một ngày. Hoa ở Việt Nam cũng ñược xuất khẩu, riêng lượng hoa xuất khẩu của một công ty 100% vốn nước ngoài ở ðà Lạt ñã ñem lại doanh thu trên 4 triệu USD/ năm. Theo phân tích của các chuyên gia nhu cầu tiêu thụ hoa sẽ ngày càng tăng cả ở thị trường trong và ngoài nước. Nhằm ñáp ứng nhu cầu của thị trường Việt Nam có kế hoạch phát triển diện tích trồng hoa lên khoảng 10.000 ha với sản lượng 3,5 tỷ cành và ñạt kim ngạch xuất khẩu khoảng 60 triệu USD vào năm 2010. Do ñó một số vùng sản xuất chính ñã ñược quy hoạch gồm Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, SaPa, ðà Lạt, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Thái Bình… Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................7. Tuy nhiên, vấn ñề quan tâm ở ñây không chỉ là ñảm bảo mục tiêu về diện tích trồng hoa mà còn là chất lượng và hiệu quả bền vững. Hiện nay trong cơ cấu hoa Hồng vẫn chiếm 35- 40%, hoa Cúc 25 – 30%, còn lại là Layơn, Cẩm Chướng, Lan…Phải chú trọng công ñoạn ñóng gói, bảo quản, vận chuyển, nhất là vận chuyển từ nơi sản xuất ñến các sân bay ñối với lượng hoa xuất khẩu. ðề ñáp ứng nhu cầu về hoa có chất lượng cao cho việc tiêu dùng trong nước và xuất khẩu trong những năm tới, từ nay ñến năm 2010, ngành Nông nghiệp và phát triển nông thôn ñang phấn ñấu ñạt diện tích trồng rau, hoa quả 1,31 triệu ha, trong ñó có 550 nghìn ha rau, 750 nghìn ha quả, 10 nghìn ha hoa, ñạt sản lượng 11 triệu tấn rau, 9 triệu tấn quả, 3,5 tỷ cành hoa các loại [20]. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu bảo quản hoa cắt Việt nam có nhiều giống hoa khá phong phú và kỹ thuật trồng có nhiềù bước nhảy vọt. Việc ñặt ra nghiên cứu kỹ thuật bảo quản hoa, bảo quản nguồn gen có ý nghĩa quan trọng, nghiên cứu bảo quản hoa cắt ñã trở thành một lĩnh vực mới ở Việt Nam và kết quả còn rất hạn chế. Sau ñây là một số công trình mà một số tác giả ở Việt Nam ñã bước ñầu nghiên cứu: Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của chế phẩm dinh dưỡng và chất kích thích sinh trưởng ñến cúc vàng ðài Loan tác giả ðặng Văn ðông cũng rút ra kết luận Các tác giả Nguyễn Quang Thạch - Nguyễn Mạnh Khải - Trần Hạnh Phúc [21] ñã nghiên cứu ảnh hưởng của Ethylen ñối với một số loại hoa cắt như hoa hồng, cẩm chướng, lan,...cho thấy: Ethylen làm tóp, rụng cánh hoa, làm rụng lá, làm mất màu xanh của lá, mất màu sắc sặc sỡ của cánh hoa, ức chế nụ hoa nở. Bằng cách bổ sung Thiosunfat bạc 0,5-1ppm vào dung dịch cắm hoa hay nhúng cuống hoa cắt vào dung dịch trên trước khi bảo quản lạnh có thể nâng cao tuổi thọ của hoa cắt ñến 2 lần so với ñối chứng. Nhóm tác giả Nguyễn ðức Tiến Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................8. nghệ sau thu hoạch [22] ñã nghiên cứu quy trình bảo quản hoa lay ơn và hoa hồng Pháp, ñã sử dụng quy trình bảo quản lạnh có sử dụng dung dịch bao gồm các chất dinh dưỡng, chất ñiều hoà sinh trưởng, chất kháng khuẩn, kháng nấm, chất kháng ethylen... Nhóm tác giả TS. Chu Doãn Thành Viện nghiên cứu Rau quả [23] ñã nghiên cứu quy trình công nghệ bảo quản hoa cúc ñại ñoá phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Tác giả Thạc sỹ. Nguyễn Thị Hiền Viện nghiên cứu Rau quả [24] Nghiên cứu công nghệ sơ chế sau thu hoạch hoa Hồng và hoa Layơn phục vụ nội tiêu. 1.2.3. Tình hình ứng dụng công nghệ lạnh Ở nước ta cuối những năm 1970, Viện sỹ Trần ðức Ba cựng cộng sự ñó tiến hành nghiên cứu một số loại rau quả và một số loại sản phẩm thủy sản trên dây chuyền IQE (Individual Quick Frozen ) của công ty nông sản thực phẩm xuất khẩu thành phố Hồ Chí Minh. Năm 1983, Imexco Sài Gòn ñó chế biến các sản phẩm ñông lạnh trên dây chuyền công nghệ siêu ñông bằng phương pháp Nitơ lỏng, ñây là công nghệ lạnh cho những sản phẩm ñạt chất lượng cao. Trước ñây, chúng ta ñó có khoảng trên 200 doanh nghiệp chế biến thực phẩm lạnh, chủ yếu là sản xuất nguyên liệu hoặc thành phẩm ñể xuất khẩu. Tuy nhiên, hiện nay các doanh nghiệp ñó ñi sâu vào ñầu tư kỹ thuật, công nghệ chế biến theo chiều sâu ñể ñáp nhu cầu thực tiễn. Một số cơ sở chế biến hải sản, nông sản như Công ty Seaprodex Việt Nam, Công ty nông sản thực phẩm xuất nhập khẩu thành phố Hồ Chí Minh (Imexco Sài Gòn), Công ty chế biến hàng xuất khẩu Cầu Tre, Công ty thực phẩm xuất khẩu ðồng Giao, Nhà máy rau quả Bắc Giang, Viện nghiên cứu rau quả - Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà Nội sử dựng kho lạnh bảo quản hoa, quả. Viện nghiên cứu hoa ðà Lạt, và các doanh nghiệp kinh doanh hoa cũng sử dụng kho lạnh ñể bảo quản hoa cung cấp trong và ngoài nước. Hiện nay, theo số liệu thống kê ở Hà Nội chưa có một kho bảo quản hoa nào có dung tích Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................9. lớn. ðây là hướng phát triển phù hợp với yêu cầu của thị trường trong và ngoài nước, ñồng thời là ñiều kiện cho chúng ta phát triển thế mạnh tiềm năng kinh tế các sản phẩm nông nghiệp. 1.3. Những biến ñổi về sinh lý của hoa cắt sau thu hoạch Một số tác giả như: Ron Will, Burry Mc.Glason, Doug Graham, Abraham H. Halevy,... ñã nghiên cứu những biến ñổi về sinh lý của hoa cắt sau thu hoạch cho thấy: Quá trình hô hấp: hoa là một cơ thể sống nên cần phải hô hấp. Hô hấp là quá trình phân giải các chất dinh dưỡng dự trữ (chủ yếu là ñường) và giải phóng ra năng lượng. Năng lượng này ñược sử dụng ñể duy trì sự sống cho tế bào và mô. Hoa cắt bị mất nguồn cung cấp dinh dưỡng nên thiếu nguồn nguyên liệu cho hô hấp và nhanh chóng hoá già. Cường ñộ hô hấp bị chi phối bởi nhiệt ñộ: nhiệt ñộ cao thì cường ñộ hô hấp cao và hoa nhanh chóng hoá già. Làm mát nhanh ngay sau khi thu hoạch hoa và chế ñộ lạnh thích hợp trong suốt quá trình bảo quản (thực chất là kìm hãm quá trình hô hấp) là biện pháp chủ yếu ñể kéo dài tuổi thọ hoa cắt [11]. *Các yếu tố ảnh hưởng ñến cường ñộ hô hấp + Nhiệt ñộ Nhiệt ñộ tăng làm tăng cường ñộ hô hấp và tăng nhu cầu oxy. Trung bình khi tăng nhiệt ñộ của môi trường bảo quản lên 10C thì lượng CO2 sinh ra do 1 kg hoa tươi là khoảng 1mg trong 1 giờ.Sự thay ñổi nhiệt ñộ ñột ngột trong quá trình bảo quản cũng làm tăng cường ñộ hô hấp. - Ảnh hưởng của nhiệt ñộ tới hoa Hồng Nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí có ảnh hưởng rất lớn tới hoa trước khi bảo quản, việc hạ thấp nhiệt ñộ nhanh trong quá trình bảo quản làm hoa bị sốc nhiệt, tổn thương lạnh. ðể nâng cao chất lượng Hoa Hồng sau khi bảo quản lạnh người ta ñã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt ñộ trước khi ñưa vào bảo quản: ñưa hoa hồng làm mát trong kho lạnh có các dải nhiệt ñộ 5, 10, 15, 20, 250C trong thời gian 5giờ, sau ñó lấy ra cắm vào lọ dựng nước máy [24]. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................10. Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng bảo quản hoa hồng [24] Chỉ tiêu bảo quản Tỷ lệ hoa hỏng (%) Trạng thái hoa Tuổi thọ cắm hoa trong bình (ngày) Lượng nước hao hụt (ml/ cành) Nhiệt ñộ (0 C) 5 10 15 20 25 60,3 53 71,8 77,3 83,9 Khá Tốt khá khá 4 5 4 4 4 9,2 9,2 9,4 9,8 8,4 Trung bình - Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñối với hoa Layơn Cũng như hoa Hồng nhiệt ñộ ẩm ñộ không khí có ảnh hưởng rất lớn tới hoa trước khi bảo quản, việc hạ thấp nhiệt ñộ nhanh trong quá trình bảo quản làm hoa bị sốc nhiệt, tổn thương lạnh. Nhiệt ñộ thích hợp cho hoa là: 100C, 150 C, 200C và 250C trong thời gian 5 giờ, mức ñộ ảnh hưởng ñược thể hiện trong bảng sau. Bảng 1. 3: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng hoa Layơn ñỏ [24] Chỉ tiêu bảo quản Tỷ lệ búp nở (%) Tỷ lệ hoa hỏng, héo (%) Tuổi thọ cắm hoa trong bình (ngày) Lượng nước hao hụt (ml/ cành) + Sự sản sinh Ethylen 10 91,5 15,7 6 13,5 Nhiệt ñộ (0 C) 15 20 93,1 92,0 17,7 19,9 6 4 12,9 12 25 92,9 24,5 4 11,7 Ethylen là một hormon thực vật thuộc nhóm chất ức chế, gây già hoá ở một số loại hoa.. Sự tạo thành ethylen trong quá trình bảo quản là yếu tố bất lợi, làm giảm tuổi thọ bảo quản của quả ngay cả khi ở nhiệt ñộ an toàn nhất. Ethylen có hoạt tính sinh lý ở nồng ñộ rất thấp (chỉ 0,5 ppm). Sự nhạy cảm với Ethylen khác nhau tuỳ theo loại hoa. Tuy nhiên sự tiếp xúc của hoa với Ethylen sẽ tăng tốc ñộ hoá già. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................11. Sự tăng hàm lượng ethylen trong hoa sẽ làm tăng cường ñộ hô hấp. Người ta thấy rằng sự tăng cường ñộ CO2 trùng với sự tăng ethylen, ethylen bắt ñầu xuất hiện khi có mặt CO2. Sáu ngày sau khi thu hái cường ñộ hô hấp ñạt cực ñại ở mẫu ñối chứng (34 ml CO2/kg.h) thì cùng ở thời gian này sự tạo ethylen cũng ñạt cực ñại 86 ml C2H4/kg.h.Trong quá trình bảo quản phải khống chế sự tổng hợp ethylen ñể làm chậm sự chín kéo dài thời gian bảo quản. ðặc biệt, trong quá trình bảo quản hoa thường sử dụng một số chất kháng Ethylen như Thiosunfat bạc, Chrysal AVB,... Bảng 1.4: Khả năng bị tổn thương và nhiệt ñộ bảo quản tối ưu của một số loại hoa [24] Loại hoa Allium Chi Hành Alstroemeria Alstroemeria Anemone Anemone Anthurium (Hoa Hồng) Astilbe Astilbe Cattleya hybrids Cattleya lai Dahlia Dahlia Delphinium Delphinium Dendranthema (cúc) Dianthus (carnation) Dianthus (hoa cẩm chướng) Eustoma grandiflorum (lisianthus) Eustoma grandiflorum (Cát Tường) Gerbera Gerbera Paeonia Paeonia Rosa hybrids Rosa lai Sandersonia Sandersonia Strelitzia reginae Thiên ñiểu Tulipa Tulipa Zantedeschia (calla lily) Chi Văn môn (calla lily) Gladiolus (Layơn) 2 5 > 13 2–5 13 – 15 2–5 2–5 0 0 2-5 Ethylene nhạy cảm (Y/N) N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 2 0 0–2 0 >7 2 0 2-5 Y N Y N N Y N Y Nhiệt ñộ lưu trữ tối ưu (0C) 5–7 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ................12.