Dự án sản xuất thử nghiệm tinh bột nghệ trên dây chuyền thiết bị công nghệ quy mô 30 kg tinh bột nghệngày tại tỉnh quảng trị

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH QUẢNG TRỊ SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CẤP TỈNH BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN TÊN DỰ ÁN: SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM TINH BỘT NGHỆ TRÊN DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ QUY MÔ 30 KG TINH BỘT NGHỆ/NGÀY TẠI TỈNH QUẢNG TRỊ Cơ quan chủ trì dự án: Trường Đại học Nông Lâm Huế Chủ nhiệm dự án: PGS.TS Nguyễn Văn Toản Quảng Trị - 2019 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH QUẢNG TRỊ SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CẤP TỈNH BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN TÊN DỰ ÁN: SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM TINH BỘT NGHỆ TRÊN DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ QUY MÔ 30 KG TINH BỘT NGHỆ/NGÀY TẠI TỈNH QUẢNG TRỊ Chủ nhiệm dự án: (ký tên) Cơ quan chủ trì dự án: (ký tên đóng dấu) PGS.TS Nguyễn Văn Toản Sở Khoa học Công nghệ (ký tên đóng dấu gửi lưu trữ) Trần Ngọc Lân Quảng Trị - 2019 DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT ANOVA : Analysis of variance (phân tích phương sai) CFU : Colony Forming Unit (số đơn vị hình thành khuẩn lạc đơn vị mẫu) ĐC : Đối chứng Ha : Hecta KPH : Không phát MNP : Most probable number (phương pháp xác định E.coli tổng số Coliform) TCHQ : Tiêu chuẩn hợp quy TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TP : Thành phố SNKH : Sự nghiệp khoa học DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần củ nghệ vàng Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng nghệ vàng (trong 100 g thực phẩm ăn được) Bảng 3.1 Dấu hiệu xác định độ chín thu hoạch 31 Bảng 3.2 Phương tiện vận chuyển nghệ 35 Bảng 3.3 Các tiêu chí để phân loại nghệ 36 Bảng 3.4 Giá bán nghệ tươi qua năm (đồng) .39 Bảng 3.5 Kết đánh giá tổn thất sau thu hoạch nghệ 40 Bảng 3.6 Thành phần hóa học củ nghệ vàng trước chế biến .43 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan sản phẩm 50 Bảng 3.8 Ảnh hưởng thời gian sấy đến chất lượng cảm quan sản phẩm 53 Bảng 3.9 Thành phần hóa học tinh bột nghệ 60 Bảng 3.10 Chỉ tiêu vi sinh vật sản phẩm tinh bột nghệ .61 Bảng 3.11 Kết đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm 62 Bảng 3.12 Trang thiết bị sử dụng để lắp đặt dây chuyền sản xuất 64 Bảng 3.13 Hiệu kinh tế - kỹ thuật ứng dụng quy trình cơng nghệ tiên tiến sản xuất tinh bột nghệ từ củ nghệ tươi (chi phí tính 10 nguyên liệu củ nghệ tươi, sản phẩm loại túi PE loại 500 g) 69 Bảng 3.14 Hiệu kinh tế - kỹ thuật ứng dụng quy trình cơng nghệ cũ (truyền thống) sản xuất tinh bột nghệ từ củ nghệ tươi (chi phí tính 10 nguyên liệu củ nghệ tươi, sản phẩm loại túi PE loại 500 g) 70 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây nghệ vàng .3 Hình 1.2 Sản phẩm tinh bột nghệ .6 Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất tinh bột nghệ 14 Hình 3.1 Các biện pháp kỹ thuật ảnh hưởng đến hiệu sản xuất nghệ 30 Hình 3.2 Hình ảnh nghệ sau thu hoạch 31 Hình 3.3 Hình ảnh bà cắt bỏ rễ, thân nghệ sau thu hoạch 33 Hình 3.4 Bao bì chứa đựng nghệ sau thu hoạch .33 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ tổn thất trình thu hoạch 34 Hình 3.6 Dụng cụ chứa đựng nghệ sau thu hoạch 35 Hình 3.7 Nghệ bảo quản thống mát, có che đậy 37 Hình 3.8 Nghệ cắt lát phơi khô 38 Hình 3.9 Ảnh hưởng số lượng dao thiết bị nghiền đến hàm lượng curcumin dịch nghiền .45 Hình 3.10 Ảnh hưởng tỷ lệ nước nguyên liệu tới hàm lượng curcumin 46 Hình 3.11 Ảnh hưởng tốc độ quay đến hàm ẩm tinh bột nghệ 47 Hình 3.12 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến độ ẩm tinh bột nghệ 48 Hình 3.13 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng curcumin sản phẩm 49 Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian sấy đến độ ẩm sản phẩm tinh bột nghệ 51 Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian sấy đến hàm lượng curcumin 52 Hình 3.16 Quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột nghệ 54 Hình 3.17 Sơ đồ bố trí cơng đoạn sản xuất tinh bột nghệ .55 Hình 3.18 Nghệ nguyên liệu .56 Hình 3.19 Thiết bị làm nghệ 56 Hình 3.20 Nghệ sau làm .56 Hình 3.21 Thiết bị nghiền 57 Hình 3.23 Sản phẩm thu sau ly tâm tách nước 58 Hình 3.24 Thiết bị sấy 58 Hình 3.25 Thiết bị nghiền tinh bột nghệ 59 Hình 3.26 Thiết bị đóng gói .59 Hình 3.27 Quá trình đào tạo chuyển giao quy trình cơng nghệ cho cán Trung tâm ứng dụng tiến Khoa học Công nghệ thuộc Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Quảng Trị 62 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Cây nghệ có tên khoa học Curcuma longa L thuộc họ gừng (Zingiberaceae), trồng nhiều vùng khí hậu nóng ẩm Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Jamaica, Peru Việt Nam Về giá trị sử dụng, củ nghệ từ lâu sử dụng rộng rãi làm gia vị, chất bảo quản chất tạo màu thực phẩm Ngoài y học, củ nghệ phương thuốc dân gian hiệu chữa trị nhiều loại bệnh vàng da, bệnh gan, mật, u nhọt, viêm khớp, cảm cúm,… [16] Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm hắc, tính ấm, chứa tinh dầu (3 - 5%) màu vàng nhạt, thơm [36] Trong năm gần đây, nhiều nghiên cứu cơng bố hoạt tính sinh học dược học củ nghệ thành phần chiết xuất từ củ nghệ, chất chống oxy hóa curcumin chứng minh thành phần tạo nên dược tính cao củ nghệ Việt Nam có nguồn sản xuất nghệ phong phú, phân bố nhiều tỉnh thành Vĩnh Phúc, Hải Dương, Nghệ An, Quảng Trị, Quảng Nam,… [1] Tại Quảng Trị, với đặc điểm phân hóa đa dạng về độ cao, địa hình tạo nên vùng tiểu khí hậu thích hợp, điều kiện thuận lợi để nhiều loại gia vị nghệ có giá trị kinh tế cao chất lượng tốt Tuy nhiên, công nghệ bảo quản chế biến sản phẩm từ củ nghệ sau thu hoạch cịn lạc hậu, thơ sơ, tổn thất trình chế biến lớn, lượng nước thải nhiều, chi phí sản xuất cao hiệu suất thu hồi tinh bột nghệ thấp thì việc tạo sản phẩm chế biến chất lượng cao từ củ nghệ còn nhiều hạn chế Vì vậy, khó đáp ứng yêu cầu ngày cao người tiêu dùng nước xuất Trên giới nay, số nước có diện tích nghệ củ lớn là: Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Nepal, Nigeria, Thái Lan Bangladesh Trong năm 2011 - 2012, tổng sản lượng tinh bột nghệ tồn giới ước tính 1,4 triệu với tổng diện tích thu hoạch 221,126 Ấn Độ nước sản xuất xuất tinh bột nghệ hàng đầu giới, sản xuất 1,1 triệu chiếm 80% sản lượng giới [26] Tại nước Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,… sản phẩm tinh bột nghệ ăn sản phẩm làm đẹp trở nên phổ biến Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất đạt đến mức độ hồn thiện quy mơ cơng nghiệp tạo đa dạng hóa sản phẩm thương mại từ củ nghệ Các nghiên cứu nhằm mục đích tìm hiểu tác dụng dược lý sản phẩm tinh bột nghệ phục vụ nhu cầu tiêu dùng cho nhiều đối tượng khác Việt Nam nằm số nước sản xuất xuất gia vị truyền thống giới Với kim ngạch xuất loại gia vị gồm: hạt tiêu đen, quế, hồi, gừng, nghệ năm 1999 - 2000 mức 147 - 158 triệu USD/năm Việt Nam nước cung cấp gia vị giới, so với tổng kim ngạch xuất gia vị giới khoảng 2,3 - 2,6 tỷ USD/năm Việt Nam chiếm thị phần khoảng 6,0 - 6,3% Trong thời gian 1996 - 2000, xuất gia vị Việt Nam (trong đó, có củ nghệ) tăng từ 52,33 triệu USD lên 158 triệu USD tức tăng gấp 3,3 lần, nhịp độ tăng xuất trung bình hàng năm đạt xấp xỉ 25% đưa tỷ trọng xuất nhóm gia vị tổng kim ngạch xuất chung đất nước lên 1% [5] Trong nước nay, sản phẩm nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất tinh bột chất lượng cao Việt Nam nhiều, nghiên cứu tinh bột nghệ cịn ít, rời rạc chưa có nhiều cơng trình khoa học cơng bố quy trình cơng nghệ chế biến tạo sản phẩm thực phẩm từ nghệ Tại nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,… sản phẩm tinh bột nghệ trở thành sản phẩm phổ thơng việc nghiên cứu sản xuất đạt đến mức độ hồn thiện quy mơ cơng nghiệp tạo dòng sản phẩm phù hợp với nhu cầu người tiêu dùng Các nghiên cứu hướng vào mục đích nêu cao tác dụng dược lý nghệ đa dạng hóa kiểu mẫu mã, bao bì sản phẩm thực phẩm chế biến từ nghệ sau thu hoạch Từ thực trạng nhu cầu cấp thiết địa bàn, việc đầu tư xây dựng một mô hình sơ chế, chế biến và tiêu thụ các sản phẩm từ củ nghệ theo công nghệ đại tỉnh Quảng Trị vô cần thiết mang lại nhiều hiệu quả, ý nghĩa không cho riêng nhà đầu tư mà cho nhiều đối tượng hưởng thụ nơi mà dự án triển khai, đặc biệt mang lại nhiều bước tiến quan trọng việc góp phần phát triển kinh tế - xã hội Tỉnh Tuy nhiên, để có sở khoa học thực tiễn cho dự án này, cần có bước thử nghiệm thích hợp, cần có giúp đỡ quan chức năng, đơn vị nghiên cứu khoa học để lựa chọn hồn thiện quy trình cơng nghệ phù hợp với hoàn cảnh điều kiện tỉnh Quảng Trị mà Sở Khoa học Cơng nghệ đóng vai trị hỗ trợ vơ quan trọng Xuất phát từ đặt hàng Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Trị nhu cầu tạo sản phẩm chất lượng cao, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm, chúng tơi kết hợp kinh nghiệm dân gian với khoa học công nghệ tiên tiến để thực dự án “Sản xuất thử nghiệm tinh bột nghệ dây chuyền thiết bị công nghệ quy mô 30 kg tinh bột nghệ/ngày tỉnh Quảng Trị” CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đối tượng 1.1.1 Nguồn gốc nghệ vàng Nghệ gọi nghệ vàng, uất kim, khương hoàng, khinh lương (Tày) Nghệ thảo mộc sống lâu năm, có tên khoa học Curcuma longa L., thuộc họ gừng (Zingiberaceae) xếp vào nhóm thường niên, thân thảo Nó có nguồn gốc vùng nhiệt đới Tamil Nadu, phía đông nam Ấn Độ, cần nhiệt độ từ 20 - 30°C lượng mưa hàng năm đáng kể để phát triển mạnh Nghệ thu hoạch hàng năm để lấy phần củ phần số củ chuẩn bị cho việc nhân giống vào mùa sau [37] Củ nghệ trồng rộng rãi Ấn Độ Bangladesh, Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia, Campuchia, Indonesia Philippines Trên quy mô nhỏ trồng hầu hết vùng nhiệt đới châu Phi, châu Mỹ quần đảo Thái Bình Dương Ấn Độ nơi sản xuất xuất nghệ vàng chủ yếu [16] 1.1.2 Đặc điểm nghệ vàng Hình 1.1 Cây nghệ vàng [29] Cây nghệ vùng Cùa loại nghệ trồng Quảng Trị có hàm lượng tinh bột cao, sinh trưởng phát triển mạnh thích hợp với biến đổi khí hậu ngày - Năng suất trung bình - 12 tấn/ha (đối với nghệ vụ) - Cây nghệ thuộc họ thân thảo, tán cao khoảng 70 - 100 cm - Thân: thân rễ (củ nghệ) hình trụ hay hình bầu dục, phân nhánh, đường kính 1,5 - cm; có màu vàng tươi, có nhiều đốt, đốt có vảy khô biến đổi thành - Lá: đơn mọc từ thân rễ Phiến hình bầu dục, kích thước 22 - 40 x 12 - 15 cm - Hoa: cụm hoa mọc từ lên thành hình nón thưa, cánh hoa ngồi màu xanh lục vàng nhạt chia thành thùy Ở miền Nam thường trồng nghệ vào tháng 11 - 12 miền Bắc trồng muộn hơn, thường thu hoạch rải rác từ tháng 10 đến tháng năm sau; Quảng Trị nghệ trồng từ tháng thu hoạch từ cuối tháng đến tháng Nghệ thường trồng xen canh với tiêu cho suất cao [31] 1.1.3 Thành phần dinh dưỡng Nghệ chứa nhiều chất dinh dưỡng acid amin, tinh dầu, chất xơ, chất khoáng, protein, chất béo carbohydrate Tuy hàm lượng chất dinh dưỡng nhu cầu cung cấp cho thể nghệ không cao chúng chất có tác dụng tốt cho thể Một số thành phần dinh dưỡng nghệ thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần củ nghệ vàng [30] STT Thành phần Đơn vị (%) Curcumin 0,5 - Tinh dầu (Volatile essential oil) - 1,5 Chất xơ (Fiber) Chất khoáng (Mineral matter) 0,3 - 0,5 Protein 0,2 - 0,5 Chất béo (Fat) - 10 Carbohydrate 15 - 20 Độ ẩm 70 - 86 - 7.5.Hướng dẫn sử dụng hệ thống ly tâm tách nước 7.5.1 Bơm - Mở bơm: xoay cơng tắc ‘’BƠM’’ bên phải  đèn tín hiệu báo sáng - Tắc bơm: xoay công tắc “BƠM’’ lại vị trí ban đầu  đèn tín hiệu tắt 7.5.2 Cánh khuấy - Mở cánh khuấy: mở công tắc cánh khuấy hoạt động - Tắt cánh khuấy: tắt công tắc cánh khuấy ngừng hoạt động - Mở nguồn: xoay công tắc“nguồn ON/OFF” 7.5.3 Ly tâm - Mở ly tâm: nhấn nút ly tâm ON đèn sáng máy hoạt động - Tắt máy ly tâm: nhấn ly tâm OFF  máy ngừng hoạt động - Mở nắp máy: nhấn nút nắp ON - Đóng nắp máy: nhấn nút OFF  máy ngừng hoạt động 7.6.Hướng dẫn sử dụng máy sấy bơm nhiệt - Mở máy: xoay công tắc quạt  quạt chạy - Xoay công tắc máy nén  máy nén hoạt động - Xoay công tắc điện trở sấy - Tắt máy: tắt công tắc điện trở  tắt công tắc máy nén  tắt công tắc quạt  máy ngừng hoạt động 99 PHỤ LỤC ĐÀO TẠO ĐƯỢC 02 CÁN BỘ KỸ THUẬT TIẾP NHẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT NGHỆ 100 PHỤ LỤC BÀI BÁO KHOA HỌC ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 101 102 103 104 105 106 107 108 109 PHỤ LỤC 10 ĐÀO TẠO ĐƯỢC 04 KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SAU HOẠCH 110 111 112 113 ... cứu sản phẩm dự án Chính vậy, dự án ? ?Sản xuất thử nghiệm tinh bột nghệ dây chuyền thiết bị công nghệ quy mô 30 kg tinh bột nghệ/ ngày (24 h) tỉnh Quảng Trị? ?? đơn vị chuyển giao cơng nghệ, thiết bị. .. học Công nghệ tỉnh Quảng Trị 2.4.4 Nội dung 4: xây dựng lắp đặt dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột nghệ 2.4.4.1 Xây dựng lắp đặt dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột nghệ Dây chuyền thiết bị. .. triển sản phẩm tinh bột nghệ Quảng Trị nói riêng Việt Nam nói chung Vì vậy, tiến hành thực dự án ? ?Sản xuất thử nghiệm tinh bột nghệ dây chuyền thiết bị công nghệ quy mô 30 kg tinh bột nghệ/ ngày tỉnh