Tài liệu Nghiên cứu công nghệ sấy tảo xoắn bằng bơm nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------
--------- PHÙNG VĂN LƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẤY TẢO XOẮN BẰNG BƠM NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp Mã số chuyên ngành: 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Xá HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn Văn Xá, người ñã trực tiếp hướng dẫn, cán bộ Trung tâm giáo dục và phát triển sắc ký, trường ðại học Bách Khoa Hà Nội, cùng tập thể thầy cô giáo Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản, Viện Cơ ñiện Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi thực hiện ñề tài này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn bè, ñồng nghiệp ñã quan tâm ñộng viên và giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian qua. Tác giả luận văn Phùng Văn Lương Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................ii LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng: - Toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Mọi sự giúp ñỡ cho quá trình thực hiện luận văn này tôi ñã trân trọng cảm ơn. - Các tài liệu, thông tin khai thác ñể phục vụ cho việc nghiên cứu ñề tài này, tôi ñã chỉ rõ nguồn gốc tên tài liệu và tên tác giả. Tôi xin chịu trách nhiệm trước pháp luật về những lời cam ñoan trên. Tác giả luận văn Phùng Văn Lương Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa MN Máy nén NT Dàn ngưng tụ BH Dàn bay hơi TL Thiết bị tiết lưu TBHN Thiết bị hồi nhiệt VðT Van ñiện từ tm Nhiệt ñộ môi trường w ðộ ẩm của nguyên liệu φ ðộ ẩm của không khí Ck Nhiệt dung riêng của không khí khô Ca Nhiệt dung riêng của không khí ẩm d ðộ chứa hơi của không khí ẩm I Entanpi của không khí ẩm q Mật ñộ dòng nhiệt Q Nhiệt lượng α Hệ số trao ñổi nhiệt ñối lưu λ Hệ số dẫn nhiệt k Hệ số truyền nhiệt τ Thời gian r Nhiệt hóa hơi F Diện tích G Khối lượng sấy F(n-m-1; n.(r-1); α) Tiêu chuẩn Fisher C(r-1; n; 1- α) Tiêu chuẩn Cochran Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Thành phần tảo Spirulina 10 Bảng1.2 Bảng so sánh tảo Spirulina với các nguồn dinh dưỡng khác 13 Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng 70 lượng riêng với lớp vật liệu dày 1 mm ( kWh/ kg ẩm) Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng 71 lượng riêng với lớp vật liệu dày 1,5 mm ( kWh/ kg ẩm) Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng 72 lượng riêng với lớp vật liệu dày 2 mm (kWh/ kg ẩm) Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng 75 protein (%) khi sấy với lớp vật liệu dày 1 mm Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng 76 protein (%) khi sấy với lớp vật liệu dày 1,5 mm Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng 77 protein (%) khi sấy với lớp vật liệu dày 2 mm Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và tốc ñộ gió ñến màu sắc sản phẩm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................v 78 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang 5 Hình 1.1 Một số sản phẩm làm từ tảo xoắn Hình 1.2 Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại ðài Loan 6 Hình 1.3 Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Ấn ðộ 6 Hình 1.4 Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Thái Lan 7 Hình 1.5 Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Việt Nam 8 Hình 1.6 Thành phần của tảo xoắn 9 Hình 1.7 Quy trình công nghệ nuôi trồng tảo xoắn (Spirulina) 14 Hình 1.8 Quá trình ñốt nóng tăng ẩm 17 Hình 1.9 Sơ ñồ phương pháp sấy lạnh bằng chất hấp phụ và quá trình thay 21 ñổi trạng thái không khí Hình 1.10 Sơ ñồ phương pháp sấy lạnh bằng bơm nhiệt và quá trình thay 23 ñổi trạng thái không khí Hình 1.11 Phạm vi hoạt ñộng của bơm nhiệt và máy lạnh 29 Hình 1.12 Nguyên lý làm việc của bơm nhiệt nén hơi 30 Hình 1.13 Các dạng thiết bị phụ của bơm nhiệt 34 Hình 1.14 Sự phụ thuộc của lượng ẩm riêng vào ñộ ẩm tương ñối và nhiệt 35 ñộ sấy trong quá trình tách Hình 1.15 Bơm nhiệt hút ẩm có hòa trộn không khí ẩm 36 Hình 1.16 Bơm nhiệt thí nghiệm ñể sấy hạt ngũ cốc 37 Hình 1.17 Buồng sấy gỗ bơm nhiệt của hãng Westair 37 Hình 1.18 Sơ ñồ bơm nhiệt hút ẩm 38 Hình 1.19 Máy ñiều hòa 2 chiều 39 Hình 1.20 Máy ñiều hòa nhiệt ñộ 3 chức năng: làm lạnh, sưởi ấm, hút ẩm 40 Hình 1.21 Sơ ñồ máy sấy bơm nhiệt có hồng ngoại hỗ trợ 42 Hình 2.1 44 ðường cong sấy w = f(τ) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................vi Hình 2.2 ðường cong tốc ñộ sấy 45 Hình 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ tác nhân sấy ñến ñộng học quá trình sấy 49 Hình 2.4 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ tác nhân sấy ñến ñộng học quá trình sấy 50 Hình 2.5 Sơ ñồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt 51 Hình 2.6 Chu trình tuần hoàn của tác nhân lạnh trong thiết bị sấy bơm 52 nhiệt Hình 2.7 ðồ thị I – d biểu diễn chu trình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy 54 bơm nhiệt Hình 2.8 Sơ ñồ nguyên lý mô hình của thiết bị sấy bơm nhiệt 56 Hình 2.9 Sơ ñồ thiết bị thí nghiệm sấy bơm nhiệt 57 Hình 3.1 Máy sấy bơm nhiệt tại Phòng thí nghiệm Trung tâm 64 Hình 3.2 Bảng ñấu ñiện của Máy sấy bơm nhiệt 65 Hình 3.3 Máy ño ñộ ẩm và nhiệt ñộ không khí HTM-1004 65 Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng lượng 93 riêng với lớp vật liệu là 1 mm Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng lượng 94 riêng khi chiều dày lớp vật liệu là 1,5 mm Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến chi phí năng lượng 95 riêng khi bề dầy lớp vật liệu sấy là 2 mm Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng protein 97 khi sấy với lớp vật liệu dày 1 mm Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng protein 98 khi sấy với lớp vật liệu dày 1,5 mm Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ gió ñến hàm lượng protein khi sấy với lớp vật liệu dày 1,5 mm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................vii 99 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Lời cam ñoan ii Danh mục các ký hiệu iii Danh mục các bảng biểu iv Danh mục các hình vẽ v ðặt vấn ñề 1 Chương 1. Tổng quan, mục ñích và nhiệm vụ nghiên cứu 4 1.1.Vai trò của sản xuất sinh khối từ tảo xoắn và tình hình sản xuất trên thế giới và ở Việt Nam 4 1.1.1. Vai trò của sản xuất sinh khối prôtêin từ tảo 4 1.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ tảo xoắn trên thế giới và ở Việt Nam 6 1.2. ðặc ñiểm của tảo xoắn 8 1.3. Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy 15 13.1. Vật liệu ẩm 15 1.3.2. Quá trình ñốt nóng và làm lạnh 16 1.3.3. Các phương pháp sấy 17 1.4. Tổng quan về bơm nhiệt và ứng dụng bơm nhiệt trong công nghệ sấy 28 1.4.1. Tổng quan về bơm nhiệt 28 1.4.2. Các loại bơm nhiệt và thành phần cơ bản của bơm nhiệt 31 1.4.3. Ứng dụng của bơm nhiệt trong nền kinh tế quốc dân 35 1.4.4. Ưu nhược ñiểm của sấy bơm nhiệt 41 1.4.5. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy sấy bơm nhiệt 42 1.5. Mục ñích và nhiệm vụ nghiên cứu 43 1.5.1. Mục ñích nghiên cứu 43 1.5.2. Nhiệm vụ nghiên cứu 43 Chương 2.Cơ sở lý thuyết tính toán một số thông số của công nghệ sấy bằng bơm nhiệt 44 2.1.Các quy luật cơ bản của quá trình sấy 44 2.1.1. ðường cong sấy 44 2.1.2. ðường cong tốc ñộ sấy 45 2.1.3. Phân tích quá trình sấy 46 2.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng ñến chế ñộ và cường ñộ sấy 48 2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán máy sấy bơm nhiệt 51 2.1.1. Cơ sở lý thuyết 51 2.2.2. Cơ sở lý luận xây dựng sơ ñồ nguyên lý thiết bị sấy bơm nhiệt mô hình thực nghiệm 54 2.3. Tính toán các thông số cơ bản của quá trình sấy lý thuyết 58 2.3.1. Các thông số ban ñầu 58 2.3.2. Tính nhiệt quá trình sấy 58 Chương 3. Kết quả thực nghiệm 63 3.1. Lựa chọn thông số ñầu vào và thông số mục tiêu 63 3.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 64 3.2.1. Chuẩn bị vật liệu thí nghiệm 64 3.2.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 64 3.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của các thông số ñến chi phí năng lượng riêng 3.4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của các thông số ñến chất lượng sản phẩm 69 74 Kêt luận và ñề nghị 81 Tài liệu tham khảo 82 Phụ lục 85 ðẶT VẤN ðỀ ðẩy mạnh phát triển và ứng dụng công nghệ chế biến, bảo quản nông, lâm, thủy sản là nội dung quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa – hiện ñại hóa nông nghiệp, nông thôn ở nước ta. Nghị quyết ðại hội ðảng lần thứ X ñã chỉ rõ: “Hiện nay và trong nhiều năm tới, vấn ñề nông nghiệp, nông dân và nông thôn vẫn có tầm chiến lược ñặc biệt quan trọng. Phải luôn luôn coi trọng ñẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện ñại hoá nông nghiệp, nông thôn hướng tới xây dựng một nền nông nghiệp hàng hoá lớn, ña dạng, phát triển nhanh và bền vững, có năng suất, chất lượng và khả năng cạnh tranh cao; ...” và “Phát triển mạnh công nghệ bảo quản, chế biến, giảm nhanh tổn thất sau thu hoạch, ñồng thời nâng cao nhanh giá trị gia tăng cho các loại nông, lâm, thủy sản, nhất là sản phẩm xuất khẩu chủ lực, ...”[1] Theo thống kê năm 2009 thì tỷ trọng tổng sản phẩm nông, lâm nghiệp chỉ chiếm 25 - 40% tổng giá trị sản phẩm trong nước. Trong khi lao ñộng nông, lâm nghiệp chiếm trên 70% lao ñộng trong toàn xã hội [2]. Vì vậy, ñể nâng cao tổng giá trị sản phẩm nông nghiệp, tương xứng với lực lượng lao ñộng vốn có, cần phải nâng cao năng suất trồng trọt, chăn nuôi và tăng cường công nghiệp chế biến nông sản. Trong khi năng suất cây trồng, vật nuôi ñã và ñang ngày càng tăng do áp dụng những thành tựu của công nghệ tiên tiến về giống, cũng như về phương pháp gieo trồng, chăm sóc,... Vấn ñề còn lại thuộc về công tác bảo quản, chế biến ñể nâng cao chất lượng và giá trị nông sản. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt ñới gió mùa nóng ẩm, ñộ ẩm không khí thường trên 70%, nhiệt ñộ cao nhất có thể lên tới 40oC. Khí hậu nóng ẩm là ñiều kiện thuận lợi ñể nấm mốc và các loại vi sinh vật có hại phát triển làm hư hại các loại lương thực, thực phẩm, hoa quả, giống cây trồng, thuốc chữa bệnh,.... Bên cạnh ñó, trình ñộ khoa học kỹ thuật còn lạc hậu. Nhiều ñịa phương do không có trang bị kỹ thuật bảo quản hoa quả, nông lâm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................1 sản sau thu hoạch nên thường bán với giá rẻ trong mùa thu hoạch, giá trị ñạt ñược chỉ khoảng 20% so với giá trị thực. ðể tránh ñược tình trạng ñó và ña dạng hoá các loại sản phẩm nông nghiệp, nâng cao giá trị sử dụng của sản phẩm, nâng cao thu nhập cho người nông dân, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm sau thu hoạch là một yêu cầu cần thiết. Nhiều công nghệ chế biến, bảo quản nông sản ñã và ñang ñược ứng dụng như chế biến tươi; ñông lạnh; chiên và sấy,... Tùy theo từng loại sản phẩm và nhu cầu thị trường ñể lựa chọn công nghệ phù hợp. Trong ñó, công nghệ sấy ñóng vai trò vô cùng quan trọng ñối với việc chế biến, bảo quản sau thu hoạch. Trong quy trình công nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm ñều có công nghệ sấy khô ñể bảo quản dài ngày. Công nghệ sấy ñang ngày càng phát triển, ñặc biệt trong ngành hải sản, rau quả và thực phẩm. Hiện nay, các thiết bị sấy ñang ñược dùng chủ yếu là các máy sấy ñốt than trực tiếp, hoặc gián tiếp có gió cưỡng bức hoặc ñối lưu tự nhiên; các máy sấy dùng năng lượng ñiện trực tiếp có chi phí cao. Ngoài ra còn một số thiết bị sấy chân không và sấy thăng hoa. Các máy sấy ñốt than hiện nay có ưu ñiểm là sử dụng nhiên liệu rẻ tiền nhưng sản phẩm sau sấy có chất lượng thấp do ám mùi khói. Các máy sấy thăng hoa và chân không có giá thành quá cao. Mặt khác, các thiết bị sấy này chịu ảnh hưởng môi trường rất lớn ñến ñộ ổn ñịnh chất lượng và hiệu suất. Với các loại rau, củ, quả, dược liệu… khi sấy ở nhiệt ñộ cao có thể phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như hoóc môn, màu, mùi vị, men, vitamin, prôtêin… và làm thay ñổi chất lượng sản phẩm. Vì thế, sấy lạnh theo nguyên lý bơm nhiệt là một phương pháp bảo quản sau thu hoạch ñáp ứng ñược những yêu cầu khắt khe về chất lượng sản phẩm sau khi sấy. Bởi vì tác nhân sấy có ñộ ẩm thấp, nhiệt ñộ sấy thấp do ñó hạn chế ñược sự thay ñổi không có lợi về màu sắc và mùi vị tự nhiên của sản phẩm. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................2 Bơm nhiệt là thiết bị nhiệt - lạnh ñược xem là thiết bị sấy có khả năng tiết kiệm năng lượng nhất hiện nay. Qua nhiều năm nghiên cứu và triển khai ứng dụng ñể hút ẩm và sấy lạnh thấy rằng: bơm nhiệt có rất nhiều ưu ñiểm và có khả năng ứng dụng rộng rãi trong ñiều kiện khí hậu nóng ẩm, phù hợp với thực tế Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật ñáng kể [9, 10, 11]. Bơm nhiệt sấy lạnh ñặc biệt phù hợp với những sản phẩm không cho phép sấy ở nhiệt ñộ cao, tốc ñộ gió lớn và cần giữ trạng thái, màu sắc, mùi vị, chất dinh dưỡng. Trước những nhu cầu cấp thiết ñã ñược trình bày ở trên và ñược sự hướng dẫn tận tình của Tiến sỹ Nguyễn Văn Xá, khoa Công nghệ hóa học, Trường ðại học Bách khoa Hà Nội; Tập thể cán bộ, giảng viên Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản, Viện Cơ ñiện – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài “Nghiên cứu công nghệ sấy tảo xoắn bằng bơm nhiệt ”. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN, MỤC ðÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1.1. VAI TRÒ CỦA SẢN XUẤT SINH KHỐI TỪ TẢO XOẮN (SPIRULINA) VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1.1. Vai trò của sản xuất sinh khối prôtêin từ tảo Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền văn minh nhân loại thì lĩnh vực công nghệ sinh học cũng ñang có những bước tiến mới và ñang dần chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất thực phẩm phục vụ cho ñời sống con người, trở thành công cụ ñắc lực giúp chúng ta tìm ñược các giải pháp tối ưu. Một trong những công cụ hữu hiệu nhất ñó là sử dụng nguồn vi sinh vật ñể sản xuất các chế phẩm sinh học. Trong những năm gần ñây thì công nghệ năng lượng sinh khối ngày càng phát triển, việc ứng dụng vi sinh vật quang tự dưỡng sử dụng ánh sáng mặt trời ñể tổng hợp nên nguồn năng lượng sống qua quá trình quang hợp. Trong ñó tảo (Algae) ñóng góp nguồn sinh khối sơ cấp khổng lồ. Việc nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của tảo ñang ngày càng ñược chú trọng. Với kỹ thuật nuôi ñơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm. Sinh khối thu ñược có giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng prôtêin ñạt 60% - 70% trọng lượng khô, ñầy ñủ các axit amin ñặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin, các nguyên tố khoáng, các chất khoáng, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác. Nhờ vậy, những ứng dụng của tảo không chỉ là nguồn dinh dưỡng quý mà còn ñược ứng dụng nhiều trong y-dược học…Ngày nay thì càng có nhiều sản phẩm ứng dụng từ việc sản xuất sinh khối tảo thu ñược: * Trong sản xuất thực phẩm như mỳ sợi vi tảo, bánh mỳ vi tảo, ñồ uống vi tảo ( bia vi tảo, trà xanh vi tảo…) hay kẹo vi tảo. • * Thực phẩm chức năng: Tảo bồi bổ, tảo ñiều hoà huyết áp,.. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................4 * Trong lĩnh vực y dược: nhiều loại thuốc ñược chế tạo có rất nhiều ứng dụng hữu ích như tăng cường thể lực, giúp giảm cân, tránh tiểu ñường, chống ung thư, các bệnh dạ dày, tim mạch… * Trong sản xuất mỹ phẩm: các sản phẩm như mặt nạ, dưỡng da,…chống lão hoá hữu hiệu. Hình 1.1. Một số sản phẩm làm từ tảo xoắn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................5 1.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ tảo xoắn trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.2.1. Trên thế giới Với những ñặc tính ưu việt, những thành tựu về công nghệ nuôi trồng và sử dụng tảo ñang ngày càng phát triển mạnh ở nhiều nước trên thế giới, nhất là những nước công nghiệp phát triển, ñưa vào nuôi trồng công nghiệp và sử dụng rộng rãi dưới nhiều dạng chế phẩm khác nhau với sản lượng hàng trăm tấn/nước/một năm, ñứng ñầu là các nước Mêhicô, Mỹ, Nhật, ðài Loan, Ấn ðộ, Thái Lan… Hình 1.2. Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại ðài Loan Hình 1.3. Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Ấn ðộ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................6 Hình 1.4. Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Thái Lan 1.1.2.2. Tại Việt Nam Tảo Spirulina ñược giáo sư Ripley D.Fox - nhà nghiên cứu về tảo và các chế phẩm của nó tại "Hiệp hội chống suy dinh dưỡng bằng các sản phẩm từ tảo" (A.C.M.A) tại Pháp ñưa vào Việt Nam từ 1985. Trong những năm 1985-1995 ñã có những nghiên cứu thuộc lĩnh vực công nghệ sinh học cấp nhà nước như nghiên cứu của GS.TS. Nguyễn Hữu Thước và cộng sự (Viện Công nghệ Sinh học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) với ñề tài "Công nghiệp nuôi trồng và sử dụng tảo Spirulina". Hay ñề tài cấp thành phố của bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hưng (TP Hồ Chí Minh) và cộng sự với ñề tài "Nghiên cứu sản xuất và sử dụng thức ăn có tảo Spirulina trong dinh dưỡng ñiều trị" v.v Cho ñến nay, nhiều cơ sở nuôi trồng, sản xuất và chế biến các sản phẩm từ tảo Spirulina ñã ñược thành lập với công nghệ nuôi tảo trên các bể nông xây bằng xi măng sử dụng khí CO2 của công nghệ tạo nguồn cacbon, nguồn CO2 trực tiếp lấy từ các nhà máy bia, cồn, rượu…nén hóa lỏng vào bình chứa. ðó là các cơ sở như Vĩnh Hảo (Bình Thuận), Châu Cát, Lòng Sông (Thuận Hải), Suối Nghệ (ðồng Nai), ðắc Min (ðắc Lắc). Nguồn CO2 từ lò nung vôi (sau khi lọc bụi) và các hầm khí bioga cũng ñã ñược nghiên cứu tận dụng ñể phát triển nuôi trồng tảo và cũng ñã thu ñược một số kết quả. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................7 Hình 1.5. Hình ảnh trung tâm nuôi trồng tảo tại Việt Nam Các sản phẩm ñược chế biến từ tảo Spirulina tại Việt Nam cũng ñã xuất hiện ngày càng nhiều và ña dạng. Trước ñây ñã từng có bột dinh dưỡng Enalac, Sonalac (5% tảo), viên nang Linaforce của Trung tâm Dinh dưỡng thành phố Hồ Chí Minh, Lactogyl và Linavina của xí nghiệp Dược 24 thành phố H Chí Minh (Công ty cổ phần Hóa dược phẩm Mekofa), viên Spirulina của Công ty n c su i Vĩnh Hảo. Nay ñã có nhiều sản phẩm Spir@ của Công ty DETECH (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) ñược Cục An toàn vệ sinh thực phẩm - Bộ Y tế cấp phép lưu hành trên thị trường. 1.2. ðẶC ðIỂM CỦA TẢO XOẮN Tổ chức Y tế thế giới (WHO/OMS) công nhận tảo Spirulina là thực phẩm bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài người trong thế kỉ 21. Cơ quan quản lí thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) công nhận nó là một trong những nguồn prôtêin tốt nhất. ðây là một loại vi sinh vật sống trong nước mà người ta quen gọi là Tảo xoắn với tên khoa học là Spirulina platensis. Spirulina thuộc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................8 Vi khuẩn lam (Cyanobacteria), chúng thuộc nhóm Sinh vật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryotes). Những nghiên cứu mới nhất lại cho biết chúng cũng không phải thuộc chi Spirulina mà lại là thuộc chi Arthrospira. Tên khoa học hiện nay của loài này là Arthrospira platensis, thuộc bộ Oscilatoriales, họ Cyanobacteria. Tảo Spirulina (Spirulina platensis) là một loài vi tảo có dạng xoắn hình lò xo, mầu xanh lam với kích thước chỉ khoảng 0,25mm. Chúng sống trong môi trường nước giàu bicarbonat (HCO3) và ñộ kiềm cao (pH từ 8,5 - 11). Năm 1964, Brandily - một nhà nhân chủng học người Pháp là người ñầu tiên phát hiện ra loài tảo này trong lần khảo sát sự ña dạng sinh học tại vùng hồ ở Tchad (Châu Phi) sau khi quan sát và nhận thấy những người dân sống quanh vùng hồ này rất khoẻ mạnh vì họ thường vớt loại tảo này về ăn như là một loại thực phẩm chính. Protein Amino acide 65% Fats 5% Minerals 7% Moisture 3% Carbohydrates 20% Hình 1.6. Thành phần của tảo xoắn Hai mươi năm sau, vào những năm cuối thập kỷ tám mươi thế kỷ 20 nhiều giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của tảo Spirulina ñã ñược Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................9 khám phá và công bố rộng rãi không chỉ ở Pháp mà ở cả nhiều nước khác trên thế giới như Mỹ, Nhật, Canada, Mêhicô, ðài Loan… Hầu hết các nghiên cứu ñều ñã chỉ ra rằng tảo Spirulina rất giàu prôtêin (tới 60-70% trọng lượng khô của tảo) trong khi thịt bò loại I chỉ có 21%, thịt gà ta 20,3%, thịt lợn nạc 19%, thịt chó sấn 16%... Chỉ số hóa học (chemical score - C.S) của protein của tảo cũng rất cao trong ñó các loại acid amin chủ yếu như leucin, isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan ñều có mặt với tỷ lệ vượt trội so với chuẩn của Tổ chức lương nông quốc tế (F.A.O) quy ñịnh. Hệ số tiêu hóa và hệ số sử dụng prôtêin (net protein utilization - N.P.U) rất cao (80-85% prôtêin của tảo ñược hấp thu sau 18 giờ). Trong 100g bột tảo chứa tới 1g (1%) acid gama linolenic (tiền thân của chất prostaglandin, có tác dụng cùng với vitamin E chống xơ vữa ñộng mạch, i u hòa huyết áp, bảo vệ gan và các tế bào thần kinh. Spirulina có các loại vitamin nhóm B, hàm lượng vitamin B12 cao gấp 2 lần trong gan bò. Caroten cao gấp 10 lần trong củ cà rốt. Sắc tố tạo cho tảo có mầu xanh lam (phycoyanin), các nguyên tố vi lượng như K, Mg, Fe, Mn, Zn cũng rất cao có lợi cho hoạt ñộng của hệ thần kinh và tim mạch, chống lão hóa ngăn ngừa bệnh ung thư và kích thích sự ñáp ứng miễn dịch của cơ thể ñối với các tác nhân có hại từ bên ngoài. ðặc biệt - kẽm (Zn) và các acid amin: tryptophan, arginin có trong tảo giúp tăng cường khả năng hoạt ñộng tình dục, tăng cảm giác hưng phấn tình dục ở nam giới (những người thiếu arginin có thể mắc chứng bất lực hoặc vô sinh). Bảng 1.1. THÀNH PHẦN TẢO SPIRULINA THUỘC TÍNH VẬT LÝ Thành phần cấu tạo 100% Spirulina Hình dạng Bột mịn Màu sắc Xanh lục ñậm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................10 Mùi và vị Khối lượng riêng Kích thước phần tử Gần giống tảo biển 340 - 600 kg/m3 64 mesh through PHÂN TÍCH TỔNG HỢP Chất ñạm Hydrat-cacbon Chất béo (Lipid) Khoáng chất (Tro) ðộ ẩm Chất xơ 55 15 06 07 03 08 – – – – – – 70% 25% 08% 13% 07% 10% VITAMIN Vitamin Vitamin A Beta-carotene Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B3 Vitamin B6 Folate Vitamin B12 Axít Pantothenic Vitamin D Vitamin E Vitamin K Biotin Inositol Mỗi 100g 230000 IU 140 mg 3.5 mg 4.0 mg 14 mg 0.8 mg 10 mcg 0.2 mg 0.1 mg 120000 IU 10 mg 2 mg 5 mcg 64 mg KHOÁNG CHẤT Khoáng chất Can xi Sắt Phốt pho Magiê Kẽm Mỗi 100g 700 mg 150 mg 800 mg 400 mg 30 mg Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật .............................11