Tài liệu Nghiên cứu chế độ sấy hành lá bằng phương pháp sấy bơm nhiệt máy nén kết hợp bức xạ hồng ngoại.

1 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tôi còn đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của nhiều ngƣời. Trƣớc hết tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Đặng Trung Thành, thầy Lê Nhƣ Chính, thầy đã nhiệt tình hƣớng dẫn tôi trong quá trình thực tập và viết báo cáo tốt nghiệp. Qua đây, tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô trong Khoa Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập. Cuối cùng, tôi dành sự biết ơn sâu sắc đến tất cả mọi ngƣời trong gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện cho tôi học tập tốt. Nha Trang, ngày 17 tháng 06 năm 2012 Ngƣời thực hiện Lê Thị Đoan Thùy 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………..............1 MỤC LỤC…………………………………………………………………………...….2 DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………………..…….6 DANH MỤC CÁC HÌNH………………………………………………………………7 LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………..…...8 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN……………………………………………………….….11 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HÀNH…………………………….………11 1.1.1. Giới thiệu chung về hành………………………………………………………11 1.1.2. Thành phần hóa học của hành……………………………………………...…..16 1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY……………………………………….…..19 1.2.1. Khái niệm về sấy…………………………………………………………….…19 1.2.2. Phân loại……………………………………………………………………..…20 1.2.2.1. Sấy tự nhiên……………………………………………………………..……20 1.2.2.2. Sấy nhân tạo……………………………………………………………...…..20 1.2.3. Vật liệu ẩm và các trạng thái của nƣớc trong vật liệu………………………….22 1.2.3.1. Phân loại vật liệu ẩm………………………………………………………....22 1.2.3.2. Trạng thái của nƣớc trong vật liệu………………………………………..….23 1.2.4. Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu sấy……………………………………….…..25 1.2.4.1. Quá trình khuếch tán nội………………………………………………….….25 1.2.4.2. Quá trình khuếch tán ngoại……………………………………………..……26 1.2.4.3. Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại………………………27 1.2.5. Các giai đoạn trong quá trình sấy……………………………………………....27 1.2.5.1. Giai đoạn nung n ng vật liệu sấy…………………………………………….27 1.2.5.2. Giai đoạn sấy đ ng tốc……………………………………………………….28 1.2.5.3. Giai đoạn sấy giảm tốc………………………………………………….……28 1.3. TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ HỒNG NGOẠI…………………………….……..28 3 1.3.1. Khái niệm bức xạ hồng ngoại…………………………………….……………28 1.3.2. Một số ứng dụng của bức xạ hồng ngoại…………………………………...….29 1.3.3. Nhiệt bức xạ hồng ngoại……………………………………………………….30 1.3.4. Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại…………………………………….…30 1.3.5. Ƣu nhƣợc điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại………………..………31 1.4. TỔNG QUAN VỀ SẤY LẠNH……………………………………..…………..31 1.5. SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI……………..………..32 1.5.1. Mục đích sấy kết hợp…………………………………………………………..32 1.5.2. Một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc………………….……………………33 1.6. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ SẤY TỐI ƢU…………..…………….36 1.6.1. Phân tích lựa chọn thông số tối ƣu………………………………………..……36 1.6.1.1. Nhiệt độ………………………………………………………………………36 1.6.1.2. Vận tốc chuyển động của không khí……………………………………..…..37 1.6.1.3. Độ ẩm không khí……………………………………………………………..37 1.6.1.4. Khoảng cách từ nguồn bức xạ tới vật liệu sấy…………………………...…..37 1.6.2. Hàm mục tiêu và xác định miền tối ƣu của các thông số………………………38 1.6.2.1. Hàm mục tiêu…………………………………………………………...……38 1.6.2.2. Miền tối ƣu của các thông số…………………………………………………38 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………....40 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU………………………………………………...…40 2.2. THIẾT BỊ SẤY HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH…….…………………41 2.2.1. Cấu tạo……………………………………………………….………………...41 2.2.2. Nguyên lý hoạt động…………………………………………...………………42 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………….…………………43 2.3.1. Quy trình công nghệ……………………………………………………………43 2.3.2. Bố trí thí nghiệm…………………………………………………...…………..43 2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò miền tối ƣu các thông số…………………….43 4 2.3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tìm chế độ sấy tối ƣu……………………….…………47 2.3.5. Thiết bị nghiên cứu………………………………………………….…………48 2.4. PHƢƠNG PHÁP THU THẬP, T NH TOÁN VÀ XỬ L SỐ LIỆU…….….….48 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN………………….……..50 3.1. Kết quả xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu…………………….…………50 3.2. Kết quả thăm dò miền tối ƣu của các thông số………...………………...………50 3.2.1. Miền tối ƣu nhiệt độ sấy………………….…………………………………..…50 3.2.2. Miền tối ƣu vận tốc tác nhân sấy…….…………………………………………51 3.2.3. Miền tối ƣu khoảng cách bức xạ…………………………..……………………52 3.3. Bố trí thí nghiệm………………………………………………..………………..54 3.3.1. Lựa chọn nguyên liệu…………………………………………...………………54 3.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm………………………………………….………………54 3.4. Kết quả thí nghiệm ở các chế độ sấy khác nhau…………………………………55 3.5. Tối ƣu h a điều kiện công nghệ bằng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm..….60 3.5.1. Tối ƣu h a năng suất tách ẩm của máy…………………………………...…….60 3.5.1.1. Các thông số kỹ thuật…………………………………………………………60 3.5.1.2. Các mức thí nghiệm…………………………………………………………..60 3.5.1.3. Ma trận quy hoạch trực giao cấp 1……………………………………………61 3.5.1.4. Ma trận quy hoạch trực giao cấp hai………………………………………….66 3.5.1.5. Tối ƣu h a thực nghiệm bằng cách chạy phần mềm tối ƣu cascad…………...72 3.5.2. Tối ƣu h a tỷ lệ hút nƣớc phục hồi……………………………………………..73 3.5.2.1. Ma trận quy hoạch trực giao cấp 1, 2…………………………………………74 3.5.1.2. Tối ƣu h a thực nghiệm bằng cách chạy phần mềm tối ƣu cascad…………...76 3.6. So sánh một số chỉ tiêu của hành sấy ở chế độ tối ƣu và hành sấy bằng phƣơng pháp sấy lạnh…………………………………………………………………………..78 3.6.1. Hàm lƣợng vitamin C…………………………………………………………...78 3.6.2. Đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy…………………………………….78 5 3.6.3. Chất lƣợng cảm quan…………………………………………………………...80 3.6.4. Chỉ tiêu vi sinh……………………………………………………………...….81 3.7. Đề xuất quy trình sấy hành lá………………………………………….………….83 3.8. Tính giá thành sản phẩm………………………………………………………….84 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN…………………………………………………87 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………..90 6 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng của hành lá………………………………………..18 Bảng 3.1: Kết quả xác định độ ẩm của hành tƣơi………………………………..……50 Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm thay đổi đồng thời ba yếu tố………………………..……55 Bảng 3.3: Các mức thí nghiệm……………….………………………………………..61 Bảng 3.4: Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả thu đƣợc……………………...62 Bảng 3.5: Thí nghiệm ở tâm phƣơng án………………………………………………62 Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm ở tâm phƣơng án………………………………..……..63 Bảng 3.7: Kết quả tính hệ số hồi quy và tiêu chuẩn Student………….………………64 Bảng 3.8: Bảng số liệu tính phƣơng sai dƣ……………………………………………65 Bảng 3.9: Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả sấy hành bằng máy sấy bơm nhiệt máy nén kết hợp bức xạ hồng ngoại theo phƣơng pháp quy hoạch trực giao cấp hai…………………………………………………………………………………...…67 Bảng 3.10: Thí nghiệm ở tâm phƣơng án……………………………………………..68 Bảng 3.11: Kết quả thí nghiệm ở tâm phƣơng án………………………………….….68 Bảng 3.12: Kết quả tính hệ số hồi quy và tiêu chuẩn Student…………………...……69 Bảng 3.13: Bảng số liệu tính phƣơng sai dƣ…………………………………..………71 Bảng 3.14: Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả thu đƣợc……………...……..74 Bảng 3.15: Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả sấy hành bằng máy sấy bơm nhiệt máy nén kết hợp bức xạ hồng ngoại theo phƣơng pháp quy hoạch trực giao cấp hai…...……………………………………………………………………...………….75 Bảng 3.16: Yêu cầu vi sinh đối với sản phẩm rau khô…………………………….…..82 Bảng 3.17: Kết quả kiểm tra vi sinh của mẫu sấy tối ƣu và mẫu sấy lạnh………...…..82 Bảng 3.18: Chi phí tác nhân sấy của máy sấy bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại...85 Bảng 3.19: Bảng tổng hợp kết quả tính giá thành sơ bộ của 1kg hành khô……..…….86 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Hành lá tƣơi…………………………………………………………...…….40 Hình 2.2: Máy sấy bơm nhiệt kết hợp hợp bức xạ hồng ngoại ……………….………41 Hình 2.3: Sơ đồ máy sấy bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại……………………...42 Hình 3.1 : Biến đổi thời gian sấy và điểm chất lƣợng cảm quan của hành khô theo miền nhiệt độ tác nhân sấy……………………………..………………………………...….51 Hình 3.2: Biến đổi thời gian sấy và điểm chất lƣợng cảm quan của hành khô theo miền vận tốc tác nhân sấy.…………………………………………………………….…….52 Hình 3.3: Biến đổi thời gian sấy và điểm chất lƣợng cảm quan của hành khô theo miền khoảng cách bức xạ……………………………………………………………………53 Hình 3.4: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 1, 2………..……56 Hình 3.5: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 3, 4……….…….56 Hình 3.7: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 7, 8…………..…57 Hình 3.6: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 5, 6………..……57 Hình 3.8: Biến đổi độ ẩm theo thời gian sấy ở thí nghiệm 9, 10, 11……………….…58 Hình 3.9: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 12, 13………..…58 Hình 3.10: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 14, 15…………59 Hình 3.11: Biến đổi độ ẩm của hành theo thời gian sấy ở thí nghiệm 16, 17…………59 Hình 3.12: Kết quả tối ƣu thực nghiệm bằng phần mềm cascad…………………...…73 Hình 3.13: Phƣơng trình hồi quy đƣợc lập trình vào phần mềm cascad………………77 Hình 3.14: Kết quả tối ƣu thực nghiệm bằng phần mềm cascad…………………...…77 Hình 3.15: Hàm lƣợng vitamin C của mẫu sấy tối ƣu và mẫu sấy lạnh…………….…78 Hình 3.16: Đƣờng cong sấy của hành sấy ở chế độ tối ƣu và sấy lạnh …………….…79 Hình 3.17: Đƣờng cong tốc độ sấy của hành sấy ở chế độ sấy tối ƣu và hành sấy lạnh…………………………………………………………………………………….79 Hình 3.18: Điểm chất lƣợng cảm quan của mẫu sấy tối ƣu và mẫu sấy lạnh…………80 Hình 3.19: Hành lá sấy ở chế độ tối ƣu………………………………………………..81 8 LỜI NÓI ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nông nghiệp ngày nay vẫn là ngành kinh tế quan trọng của nƣớc ta. Năm 2009, giá trị sản lƣợng của nông nghiệp đạt 71,473 nghìn tỷ đồng (giá so sánh với năm 1994), tăng 1,32% so với năm 2008 và chiếm 13,85% tổng sản phẩm trong nƣớc. Sản lƣợng nông nghiệp xuất khẩu chiếm khoảng 30% trong năm 2005. Kinh tế Việt Nam trong năm qua tăng trƣởng chậm lại với nhiều bất ổn, lạm phát cao, khả năng thanh khoản k m của hệ thống ngân hàng, cán cân thƣơng mại thâm hụt, nhiều doanh nghiệp thua lỗ. Nông nghiệp đƣợc coi nhƣ cứu cánh của cả nền kinh tế với tốc độ tăng trƣởng toàn ngành đạt 4%, tạo công ăn việc làm cho hàng triệu ngƣời dân, tạo giá trị xuất khẩu đạt 25 tỷ USD chiếm 22% kim ngạch xuất khẩu cả nƣớc) và là ngành duy nhất c thặng dƣ xuất khẩu ròng đạt 18 tỷ USD năm 2011. Trong đ , xuất khẩu rau quả là một lĩnh vực rất tiềm năng. Theo số liệu của Tổng cục hải quan, 2 tháng đầu năm 2012 kim ngạch xuất khẩu rau quả của nƣớc ta đạt 102.345.692 USD, tăng 19,2% so với cùng kỳ năm trƣớc. Các thị trƣờng chính nhập khẩu rau quả của Việt Nam là Trung Quốc, Indonesia, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Hà Lan và Nga chiếm hơn 50% tổng kim ngạch. Trong bối cảnh khủng hoảng kinh tế thế giới hiện nay, cùng với sự đòi hỏi ngày càng khắt khe của các thì trƣờng nhập khẩu, để đạt đƣợc mục tiêu về xuất khẩu, cũng nhƣ đáp ứng đƣợc yêu cầu của các thị trƣờng lớn đòi hỏi cần c sự đầu tƣ hợp lý phát triển trồng trọt để tăng sản lƣợng. Bên cạnh đ , trong lĩnh vực chế biến cần đổi mới công nghệ, máy m c thiết bị nhằm tăng năng suất, chất lƣợng, tăng giá trị kinh tế đồng thời vẫn đảm bảo đƣợc vệ sinh an toàn thực phẩm. Ngoài ra cần nghiên cứu tìm ra sản phẩm mới nhằm đa dạng h a sản phẩm, đáp ứng đƣợc nhu cầu thị hiếu của ngƣời tiêu dùng. 9 Trong các mặt hàng nông sản xuất khẩu thì rau quả là một trong những thế mạnh của xuất khẩu nông sản. Nhật Bản là quốc gia c nhu cầu nhập khẩu nhiều rau quả từ Việt Nam, trong đ c sản phẩm là hành lá sấy khô. Hiện nay, công nghệ chế biến hàng nông sản khô còn thô sơ, mang lại hiệu quả không cao. Phƣơng pháp làm khô chủ yếu là sấy bằng không khí n ng, phơi nắng hoặc các phƣơng pháp sấy khác nhƣng không c hiệu quả. Sử dụng các phƣơng pháp này thời gian sấy thƣờng k o dài, làm giảm giá trị của sản phẩm, chất lƣợng đạt đƣợc không đồng đều và đặc biệt là không đảm bảo đƣợc vệ sinh an toàn thực phẩm, vì thế không đáp ứng đƣợc yêu cầu của các thị trƣờng nhập khẩu lớn nhƣ Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung Quốc… Hiện nay c rất nhiều phƣơng pháp sấy với ƣu nhƣợc điểm khác nhau. Khi yêu cầu chất lƣợng sản phẩm ngày càng cao, mang lại hiệu quả kinh tế, chúng ta cần tìm ra phƣơng pháp sấy kết hợp nhằm khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của các phƣơng pháp đ , từ đ giảm thời gian sấy, nâng cao chất lƣợng sản phẩm. Phƣơng pháp sấy truyền thống là sấy lạnh thì mang lại hiệu quả nhƣng vẫn còn những nhƣợc điểm cần phải khắc phục. Trong khi đ , sấy bức xạ hồng ngoại đang là phƣơng pháp mới trong lĩnh vực sấy khô, mang lại hiệu quả cả về năng suất và chất lƣợng. Vì vậy, việc kết hợp giữa sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh sẽ mang lại ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: thời gian sấy giảm, nhiệt độ sấy thấp nên chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy đƣợc đảm bảo, an toàn vệ sinh thực phẩm. Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết của thực tế, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế độ sấy hành lá bằng phương pháp sấy bơm nhiệt máy nén kết hợp bức xạ hồng ngoại” 2. Ý nghĩa khoa học của đề tài Nghiên cứu ảnh hƣởng của các yếu tố đến quá trình sấy hành, nhằm tìm ra các thông số tối ƣu cho quá trình sấy. 3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 10 Nghiên cứu phƣơng pháp xác định chế độ sấy tối ƣu trên máy sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại trên đối tƣợng hành lá nhằm mục đích: - Tìm phƣơng pháp mới, đổi mới công nghệ theo hƣớng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. - Giảm thời gian sấy, tiết kiệm năng lƣợng, nâng cao chất lƣợng sản phẩm. - Nâng cao giá trị sử dụng, giá trị kinh tế cho sản phẩm nông sản khô. - Nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành nông nghiệp Việt Nam. 4. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát tìm ra các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất, chất lƣợng sản phẩm trong quá trình sấy hành bằng máy sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh. - Xây dựng quy trình sấy hành bằng máy sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh. - Thực nghiệm tìm ra chế độ sấy tối ƣu cho sản phẩm. - Phân tích đánh giá một số chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm và so sánh với hành sấy bằng phƣơng pháp sấy nóng kết hợp sấy lạnh. - Tính chi phí và giá thành cho 1kg sản phẩm khi áp dụng công nghệ sấy trên. 11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HÀNH 1.1.1. Giới thiệu chung về hành Hành, đôi khi đƣợc gọi là hành ta để phân biệt với hành tây tức Allium cepa) có danh pháp khoa học là Allium fistulosum thuộc họ hành (Alliaceae). Trong các ngôn ngữ nƣớc ngoài nhƣ tiếng Anh nó có tên là Welsh onion, green onion, bunching onion và scallion, nhƣng ngoại trừ tên đầu tiên ra thì các tên còn lại mang tính chất chỉ công dụng hay đặc điểm chính của n nhiều hơn là mang tính khoa học và dễ gây nhầm lẫn, do các loại nhƣ hành tây và hẹ tây đôi khi cũng đƣợc sử dụng các từ này để chỉ. Hành lá đƣợc biết đến trong lĩnh vực trồng trọt và có thể có nguồn gốc ở miền tây bắc Trung Quốc. Nghiên cứu DNA cho thấy rằng n đã đƣợc bắt nguồn từ các giống hành hoang dã, tìm thấy ở Siberia và Mông Cổ, nơi mà đôi khi đƣợc thu lƣợm nhƣ một loại rau để sử dụng trong nƣớc hoặc xuất khẩu sang Trung Quốc. Hành đƣợc trồng trở lại ít nhất 200 trƣớc Công nguyên ở Trung Quốc. Nó tới Nhật Bản trƣớc khi 500 AD và tiếp tục lây lan tới Đông Nam Á và châu Âu. Từ “Welsh” trong tên Welsh onion không c liên quan đến xứ Wales ở Vƣơng quốc Anh. Ở Trung Quốc, Allium fistulosum là loài Allium quan trọng nhất, thực hiện vai trò ẩm thực của cả hành tây và tỏi tây ở châu Âu, ở Nhật Bản nó quan trọng thứ hai sau hành củ (Allium cepa L.). Hành đƣợc trồng trên toàn thế giới, nhƣng khu vực chính là phía đông Châu Á từ Siberia đến Indonesia, ở những nơi khác, n là chủ yếu là một loại cây trồng trong vƣờn nhà. Tại châu Phi, nó là là loại cây quan trọng và đƣợc báo cáo từ Sierra Leone, Ghana, Cameroon, Congo, DR Congo, Sudan, Kenya, Zambia và Zimbabwe. Một loại hành lá đƣợc báo cáo từ Nigeria có lẽ cũng thuộc Allium fistulosum. C hai loại hành lá phổ biến và đôi khi đƣợc phân biệt nhƣ các nh m cây trồng: nhóm Japanese bunching và nhóm Welsh onion. Japanese bunching đƣợc trồng chủ 12 yếu ở miền đông châu Á để lấy phần thân giả dày và ăn nhƣ rau thơm, ví dụ nhƣ sukiyaki và thịt gà; Welsh onion phát triển cho lá màu xanh lá cây, đƣợc sử dụng trong m n salad, hoặc đƣợc dùng nhƣ một loại hƣơng vị thảo mộc trong các m n súp và các m n ăn khác. Sau đ phổ biến nhất là ở châu Phi. Trong khu vực BrazzavilleKinshasa Congo và DR Congo), toàn bộ cây đƣợc thu hoạch và ăn nhƣ một loại rau luộc. Ở Đông Nam Á Java), n cũng đƣợc ăn cả cây, hoặc hấp hoặc sau khi gia nhiệt trong một thời gian ngắn. Tại Nhật Bản, các cây giống c chiều cao từ 7-10 cm đƣợc sử dụng trong các m n ăn đặc biệt. Hành lá ở dạng chế biến đã không đƣợc sử dụng cho đến gần đây, khi ngành công nghiệp khử nƣớc bắt đầu. Sản phẩm này đƣợc sử dụng chủ yếu nhƣ là một chất phụ gia cho thực phẩm trƣớc khi xử lý ch ng hạn nhƣ mì ăn liền. Phần hoa còn nhỏ đôi khi đƣợc chiên và ăn nhƣ snack. Ngoài công dụng là một loại rau và gia vị trong việc nấu ăn thì chúng còn đƣợc dùng nhƣ là cây cảnh khi trồng thành bụi, thành kh m. Loài cây này đƣợc dùng để làm giảm hoặc ngăn chặn phá hoại mối trong các khu vƣờn. Nƣớc p pha loãng đƣợc sử dụng để chống lại rệp vừng ở Trung Quốc. Những đặc tính chữa bệnh từ hành lá rất nhiều, đặc biệt là trong y học Trung Quốc. N đƣợc sử dụng để cải thiện các chức năng của cơ quan nội tạng và tăng cƣờng trao đổi chất, ngăn chặn các rối loạn tim mạch, k o dài cuộc sống, cải thiện thị lực, và để tăng cƣờng phục hồi bệnh cảm lạnh thông thƣờng, đau đầu, chữa vết thƣơng và vết lo t mƣng mủ. Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và Indonesia là nƣớc sản xuất chính. Năm 1984, sản xuất tại Nhật Bản đạt 563.000 tấn từ 24.000 ha, tại Hàn Quốc 432.000 tấn từ 19.000 ha. Hành thuộc nh m cây thảo mộc lâu năm, phát triển trong búi, thƣờng trồng làm cây trồng hàng năm hoặc hai năm một lần, chiều cao c thể lên đến 50 – 100 cm, phần củ hình thành không rõ ràng, c hình trứng hoặc thuôn nhọn, c thể dài đến 10 cm, c vài củ hoặc hầu nhƣ không tồn tại, lớp vỏ c màu trắng đến nâu đỏ nhạt. C từ 4-12 lá, màu lục lam, hình trụ rỗng, kích thƣớc 10 – 50 cm x 0,5 – 2,5 cm, thuôn nhọn ở 13 đỉnh. Cụm hoa c hình cầu cách đều tâm, đƣờng kính từ 3 – 7 cm, dài, th ng, hình trụ, cuống hoa rỗng, chiều dài lên đến 50 cm, đƣờng kính 2,5 cm. Hoa lƣỡng tính, c hình chuông hẹp, cuống nhỏ thanh mảnh, chiều dài lên đến 3 cm; c sáu cánh, trong 2 vòng xoắn, hình dáng từ hình trứng thuôn thuôn dài đến hình mũi mác, dài 6-10 mm, màu trắng với màu xanh lục; c sáu nhị hoa, trên cánh hoa; bầu nhụy nằm ở trên, c ba tế bào, mảnh mai, cũng nằm trên cánh hoa. Quả c hình nang, đƣờng kính 5 mm. Hạt c kích thƣớc 3 – 4 mm × 2 – 2,5 mm, màu đen. Ở châu Âu, việc phân loại thành 2 nh m cây trồng đã đƣợc đề xuất: nh m Nhật Bản Bunching, giống thân đơn, đƣợc trồng để lấy phần thân giả dày, nh m Welsh onion, thuộc giống nhiều thân, đƣợc trồng để lấy lá. Ở Nhật Bản ngƣời ta phân thành ba loại phổ biến là: nh m Kaga, đƣợc trồng ở những khu vực lạnh nhất của Nhật Bản để lấy thân giả; nh m Kujyo chủ yếu đƣợc trồng ở những nơi n ng nhất của Nhật Bản, chủ yếu là lấy lá của n ; và nh m Senju, là nh m trung gian của hai nh m trên. Bề ngoài n rất giống với Allium cepa, nhƣng không phát triển phần củ, mặc dù c sự dày lên không đáng kể ở phần cuối của thân giả. Lá của n hơi tròn ở mặt cắt ngang, không ph ng ở mặt cắt dọc. Hoa của hành lá phát triển từ trên cụm hoa xuống phía dƣới, bông hoa thiếu lá bắc con, lớn hơn, c hình chuông đến dạng bình, trong khi Allium cepa c lá bắc con, nhỏ hơn và hình sao. Allium fistulosum lai giống dễ dàng với Allium altaicum, các giống lai c khả năng sản sinh hạt phấn cao và cho hạt nhiều. Allium fistulosum cũng c thể lai giống với Allium cepa. Các giống lai là giống cây lâu năm, hình thành củ nhỏ. Một số giống lai cũ giữa Allium fistulosum vẫn còn tồn tại. Ví dụ nhƣ hẹ Indonesia, thích nghi tốt với điều kiện nhiệt đới và không c hoa. Quá trình sinh dƣỡng của loài này tƣơng tự nhƣ Allium fistulosum. Giống lai thƣơng mại gần đây giữa Allium fistulosum và Allium cepa, phát triển chủ yếu ở Hoa Kỳ và Châu Âu để lấy phần ngọn màu xanh, bao gồm “Beltsville Bunching” tứ bội sản xuất giống), “Louisiana Evergreen” lƣỡng bội vô trùng) và “Delta Giant “ tam bội vô trùng 14 c nguồn gốc từ một giống lai ngƣợc lai với Allium cepa). Một nh m cây lai khác đƣợc trồng ở Nhật Bản là nh m Yakura Negi. Cây của nh m này đâm chồi nhiều trong mùa xuân và mùa hè và ngủ trong mùa đông, không c hoa, chỉ c hành con, sinh sản bằng cách phân chia hoặc bằng hành con. Đây là loài cây lâu năm, tuy nhiên đƣợc trồng phổ biến nhƣ cây hàng năm, khi trồng trong vƣờn nhà là cây lâu năm. N không c giai đoạn ngủ dài ngày nhƣ Allium cepa, do đ vẫn tiếp tục quá trình sinh trƣởng và không phát triển củ thực sự. Tuy nhiên, một số giống c nguồn gốc từ vùng ôn đới lạnh cho thấy c giai đoạn ngủ ngắn ngày. Chúng ngừng phát triển, lá khô và chết đi, ngay cả khi nhiệt độ cho ph p sự phát triển bình thƣờng. Các nụ bên trong nách lá mọc dài ra và phát triển để tạo thành một cụm. Đặc điểm nảy chồi ở các giống cây trồng phát triển cho những chiếc lá màu xanh lá cây sẽ rõ rệt hơn so với những những giống cây phát triển cho thân giả dài. Sự cảm ứng của hoa đƣợc điều khiển bởi nhiệt độ và độ dài ngày. Nhiệt độ thấp và ngắn ngày cây sẽ ra hoa, tuy nhiên nguồn gốc cây trồng khác nhau sẽ c những yêu cầu về điều kiện khác nhau. Thông thƣờng nhiệt độ dƣới 13oC cây sẽ ra hoa, khi cây giống đã hình thành một số lƣợng lá nhất định hoặc thân giả đã c một độ dày nhất định. Trong vùng nhiệt đới, nơi c điều kiện c lợi cho quá trình sinh dƣỡng hơn quá trình sinh sản, chỉ c một số giống cây trồng thích nghi tốt mới ra hoa. Rễ c thể dễ dàng xâm chiếm sự cộng sinh của nấm và cây bụi, giúp tăng cƣờng sự hấp thu Phốt pho và kích thích tăng trƣởng. Allium fistulosum thích nghi với một phạm vi khí hậu khá rộng. N c khả năng chịu đƣợc thời tiết lạnh và thậm chí c thể vƣợt qua đƣợc mùa đông ở Siberia. N cũng chịu các điều kiện n ng ẩm ở những khu vực gần Brazzaville và Kinshasa ở Trung Phi. Ở Java Indonesia) phát triển tốt trên độ cao 200 m, nhƣng phổ biến hơn là trên 500 m. Hầu hết các giống địa phƣơng thích nghi với sự thay đổi về lƣợng mƣa và họ c thể chịu đƣợc lƣợng mƣa lớn hơn so với các chi Allium khác. Một mảnh đất mùn thoát nƣớc tốt, giàu chất hữu cơ đƣợc ƣu tiên vì nó là loài rất dễ bị ngập úng, dẫn đến nhanh 15 ch ng giết chết các rễ đang hoạt động. Để c sự tăng trƣởng tối ƣu, pH của đất yêu cầu là pH trung tính, nhƣng ngay cả ở pH từ 8 – 10, sự tăng trƣởng tốt vẫn c thể xảy ra. Ở những vùng đất axit, sự tăng trƣởng n i chung là nghèo nàn. Trong vùng nhiệt đới hành lá đƣợc nhân giống chủ yếu bằng chồi và c thể đƣợc trồng quanh năm. Mặc dù sản xuất hạt giống c thể thực hiện ở độ cao trên 1000 m, và việc nhập khẩu hạt giống của các giống Đài Loan và Nhật Bản cũng c sẵn, nhƣng hiếm khi cây đƣợc trồng từ hạt giống vì trong điều kiện nhiệt đới việc này thực hiện rất kh khăn và tốn nhiều thời gian hơn. Tuy nhiên, trong khu vực BrazzavilleKinshasa, cả chồi và hạt giống của các giống địa phƣơng đều đƣợc sử dụng để nhân giống. Tại các khu vực ôn đới, nơi mà việc sản xuất giống thành công hơn, nhân giống chủ yếu bằng hạt, gieo trực tiếp trên cánh đồng hoặc khu đầu tiên của vƣờn ƣơm. Trọng lƣợng 1000 hạt là 2,2 – 2,5 g. Yêu cầu hạt là 8-16 kg/ha đối với trƣờng hợp gieo giống trực tiếp và 2 – 4 kg/ha trong trƣờng hợp cấy giống. Trong giƣờng vƣờn ƣơm, hạt giống đƣợc gieo bằng cách rải hoặc gieo thành hàng hoặc gieo trong dải rộng 5 – 6 cm. Diện tích vƣờn ƣơm yêu cầu phải bằng 10 – 12% diện tích của cánh đồng. Cây giống đã sẵn sàng cho cấy khi chiều cao đạt 25 – 30 cm và dày nhƣ một cây bút chì. Mặc dù hành lá n i chung là một cây trồng khỏe mạnh, nhƣng vẫn c thể bị ảnh hƣởng bởi một số bệnh tật. Tím đốm Alternaria porri), gây ra những đốm đồng tâm đặc trƣng trên lá, và nấm mốc sƣơng mai Peronospora destructor) c thể gây ra vấn đề nghiêm trọng. Trắng thối Sclerotium cepivorum) c thể gây thiệt hại nghiêm trọng, lặp đi lặp lại, là tác nhân gây bệnh rất bền trong đất. Đất nghèo, không cân bằng dinh dƣỡng và mƣa lớn sẽ kích thích sự phát triển của bệnh. Cây bị bệnh cần đƣợc loại bỏ bằng cách kiểm tra trực quan nghiêm ngặt nguyên liệu để trồng. Hành c khả năng kháng vi rút màu vàng lùn trên hành tây OYDV), nhƣng dễ mắc virus sọc màu vàng trên Welsh onion (WoYSV). N gây ra các triệu chứng tƣơng tự nhƣ bệnh khảm, gồm những vết lốm đốm úa vàng, c những đƣờng sọc và còi cọc, lá không còn th ng. Khả năng chịu đựng tuơng đối đƣợc tìm thấy trong giống thuộc nh m Kujyo. 16 Hành c khả năng chống lại một số bệnh, bao gồm bệnh rễ màu hồng gây ra bởi Pyrenochaeta terrestris, lá thối do Botrytis squamosa và bệnh thán thƣ do Colletotrichum gloeosporioide. Sâu trong củ cải đƣờng Spodoptera exigua) và sâu đục quả bông Mỹ Heliothis armigera) là các loài gây hại nghiêm trọng nhất, rất kh kiểm soát chúng vì các ấu trùng ẩn bên trong các lá rỗng và lớp sáp trên lá. Ngoài ra, bọ trĩ (Thrips tabaci) cũng là loài gây ra thiệt hại đáng kể, hƣ hỏng do bọ trĩ đƣợc kích thích bằng cách phun thuốc trừ sâu. Trong vùng nhiệt đới, hành c thể đƣợc thu hoạch quanh năm, trong khu vực Brazzaville – Kinshasa n chủ yếu đƣợc thu hoạch trong mùa mƣa. Cây đƣợc thu hoạch khoảng 2,5 tháng sau khi trồng bằng chồi. Một phần đƣợc sử dụng nhƣ nguyên liệu trồng cho các vụ tiếp theo đƣợc để ở ngoài đồng cho đến khi cần dùng. Thiết bị cơ giới h a thu hoạch đã đƣợc phát triển tại Nhật Bản. Thông tin về sản lƣợng ở các nƣớc châu Phi là không c sẵn. Năng suất trung bình ở Nhật Bản và Hàn Quốc là khoảng 25 tấn/ha, ở Đài Loan 10 – 15 tấn/ha.Tại Indonesia, thấp hơn đáng kể, trung bình 7 tấn/ha, nhƣng họ c thể đạt 15 tấn/ha, tuy nhiên, giai đoạn sinh trƣởng chỉ c 2,5 – 3 tháng so với 9 tháng ở các nƣớc Đông Á. Sau khi thu hoạch, lá và thân giả đƣợc làm sạch, sấy khô, lá bị hƣ hỏng đƣợc loại bỏ, các nhà máy b lại và đ ng g i trong hộp, giỏ rồi vận chuyển ra thị trƣờng tiêu thụ. Bộ sƣu tập các giống cây đƣợc duy trì ở Nhật Bản, Hoa Kỳ, Anh, Đức và Liên Xô cũ. IPGRI xếp hành c tầm quan trọng thứ hai trong chi Allium vì khả năng kháng bệnh, khả năng thích ứng sinh thái và c mối quan hệ gần Allium cepa. Đồng thời hành cũng là một vị thuốc nam đƣợc dùng để chữa nhiều loại bệnh: thuốc ho, trừ đờm, lợi tiểu, sát trùng... 1.1.2. Thành phần hóa học của hành Hành chứa nhiều chất chống oxy h a flavonoid, chất xơ, khoáng và một số vitamin đƣợc chứng minh là c lợi cho sức khỏe. Hành c màu xanh tự nhiên, chứa 17 hàm lƣợng chất xơ thực vật cao hơn các cây cùng chi Allium nhƣ hành tây, tỏi tây, hẹ tây… 100g hành lá tƣơi cung cấp 2,6g hay 7% nhu cầu chất xơ hằng ngày. Năng lƣợng trong hành rất thấp, 100g lá hành tƣơi chỉ cung cấp 31kcal. Mùi của hành không mạnh, đ là mùi trung gian giữa mùi của hành tây và tỏi tây. Nó có nguồn gốc từ chất dễ bay hơi propyl cysteine sulphoxide đặc trƣng của tỏi tây) và sulphoxide cysteine propenyl đặc trƣng của hành tây). Những alkyl sulphoxides này là sản phẩm thoái hóa của phi protein axit amin của nhóm S-alk(en)ylcysteine (en). Khi các tế bào bị hƣ hỏng, các axit amin bị cắt mạch dƣới tác dụng của enzyme alliinase tạo thành amoniac, axit sulphenic và pyruvate. Các axit sulphenic sau đ phản ứng với hợp chất khác để tạo thành một loạt các disulphides. Hành chứa một tỷ lệ lớn carbohydrates dự trữ là đƣờng và oligosaccharides. Bên cạnh glucose, fructose và sucrose còn có maltose, rhamnose, galactose, arabinose, mannose và xylose. Hàm lƣợng đƣờng và protein sẽ tăng đối với cây trồng ở nhiệt độ thấp. So với tỏi, hàm lƣợng chất chống oxy h a thio – sulfinites trong hành ít hơn. Các thio – sulfinites nhƣ diallyl disulfide, diallyl trisulfide và allyl propyl disulfide sẽ chuyển đổi allicin bằng phản ứng enzyme khi lá của n bị phá vỡ nghiền hoặc cắt..). Thử nghiệm cho thấy rằng chất chiết xuất từ Welsh onion có thể điều chỉnh âm thanh mạch máu của động mạch chủ ở ngực của chuột trong ống nghiệm. Điều này hỗ trợ việc sử dụng hành trong y học truyền thống để ngăn chặn các rối loạn về tim mạch. Các nghiên cứu ở phòng thí nghiệm chỉ ra rằng allicin giúp làm giảm sự sản sinh cholesterol bằng cách ức chế enzyme HMG – CoA reductase trong tế bào gan, ngoài ra còn c khả năng chống vi khuẩn, virut và nấm mốc. Allicin trong hành còn giúp giảm độ cứng của mạch máu nhờ tạo ra oxide nitric NO), nhờ đ cũng làm giảm huyết áp. N cũng ngăn chặn sự hình thành cục máu đông, phá hủy các sợi fibrin trong mạch máu, giảm nguy cơ bệnh động mạch vành CAD), bệnh mạch máu ngoại biên PVD) và đột qu . 18 Hành chứa một lƣợng đáng kể vitamin A 997 IU trong 100g), là một trong những nguồn giàu vitamin K 100g hành lá cung cấp 207 g), vitamin nh m B và nhiều chất khoáng, các hợp chất chống oxy h a khác nhƣ đồng, sắt, mangan, canxi, folate, riboflavin, niacin, thiamin…Acid folic là một yếu tố cần thiết để tổng hợp AND và phân chia tế bào. ảng Thành phần dinh dƣ ng của hành Allium fistulosum) trong 100g % ƣợng ếu tố Gi trị dinh dùng dƣ ng hằng Gi trị ếu tố dinh dƣ ng ngày % ƣợng dùng hằng ngày Năng lƣợng 32 Kcal 1% Minerals Carbohydrates 7.34 g 6% Canxi 72 mg 7% Protein 1.83 g 3% Đồng 0.083 mg 9% Chất b o 0.30 g 1% Sắt 1.48 mg 18.5% Cholesterol 0 mg 0% Magie 20 mg 5% 2.6 g 7% Mangan 0.160 mg 7% Photpho 37 mg 5% Chất xơ thực vật Vitamins Folates 64 µg 16% Selen 0.6 µg 1% Niacin 0.525 mg 3% Kẽm 0.39 mg 3.5% 0.075 mg 1.5% Pyridoxine 0.61 mg 5% 598 µg -- Riboflavin 0.080 mg 6% 0 µg -- Pantothenic acid Phytonutrients Carotene-ß Cryptoxanthin-ß 19 Thiamin 0.055 mg 5% Vitamin A 997 IU 33% Vitamin C 18.8 mg 31% Vitamin E 0.55 mg 4% Vitamin K 207 µg 172% Natri 16 mg 1% Kali 276 mg 6% Luteinzeaxanthin 1137 µg -- Electrolytes 1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 1.2.1. Khái niệm về sấy Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cung cấp cho n một lƣợng nhiệt, nhiệt đƣợc cung cấp nhằm thực hiện các nhiệm vụ sau: - Nung n ng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bầu ƣớt tƣơng ứng với môi trƣờng không khí xung quanh. - Vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra các lớp bên ngoài. - Vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trƣờng không khí. Sấy c thể đƣợc chia làm hai phƣơng pháp: sấy tự nhiên và nhân tạo - Sấy tự nhiên: sử dụng năng lƣợng mặt trời để tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy - Sấy nhân tạo: sử dụng tác nhân sấy để thực hiện quá trình sấy. Tác nhân sấy thƣờng đƣợc sử dụng là không khí ẩm, kh i lò, hơi nƣớc quá nhiệt…. Không khí ẩm là tác nhân sấy đƣợc sử dụng phổ biến nhất. Tác nhân sấy đƣợc sử dụng nhằm cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy đồng thời tải ẩm thoát ra khỏi buồng sấy ra ngoài môi trƣờng. Mục đích của quá trình sấy: - Chế biến: Dùng phƣơng pháp sấy để chế biến các mặt hàng ăn liền. 20 - Vận chuyển: Khi tách bớt ẩm ra khỏi nguyên liệu thì quá trình vận chuyển sẽ dễ dàng, đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí. - K o dài thời gian bảo quản: Do hàm lƣợng nƣớc tự do trong thực phẩm giảm. Trong quá trình sấy nƣớc của nguyên liệu đƣợc chuyển từ thể lỏng sang thể hơi nhờ vào sự chênh lệch áp suất của hơi nƣớc trên bề mặt với áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong không khí. Sấy là một quá trình không ổn định, độ ẩm của nguyên liệu thay đổi theo thời gian và không gian. Quá trình sấy đƣợc khảo sát về hai mặt: động học sấy và tĩnh học sấy. Trong tĩnh học sấy, sẽ xác định đƣợc mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và các tác nhân sấy dựa trên phƣơng trình cân bằng vật chất – năng lƣợng, từ đ xác định đƣợc trạng thái vật liệu và sản phẩm, sự tiêu hao tác nhân sấy và tiêu hao nhiệt lƣợng cần thiết. Trong động học sấy, sẽ khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian và các thông số của quá trình. Từ đ xác định đƣợc chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp. 1.2.2. Phân loại 1.2.2.1. Sấy tự nhiên Sấy tự nhiên là sử dụng năng lƣợng mặt trời để tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là: Không tốn kém nhiên liệu, diệt trừ một số nấm mốc, côn trùng. Nhƣợc điểm: Không chủ động đƣợc thời gian, phụ thuộc vào thời tiết và tốn nhiều công lao động. 1.2.2.2. Sấy nhân tạo Sấy nhân tạo là sử dụng các tác nhân sấy để thực hiện quá trình sấy, tác nhân sử dụng là không khí ẩm, khói lò, hơi quá nhiệt… C nhiều phƣơng pháp sấy nhân tạo khác nhau. Dựa vào phƣơng pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại sau: a. Phƣơng ph p sấy đối ƣu