Tuyen Truong PHẦN 2 SẤY TẦNG SÔI NHIỆT ĐỘ CAO (Nghiên cứu thí nghiệm trên lúa ở độ ẩm cao – Các giống lúa Việt Nam) 72 Ảnh hưởng của sấy tầng sôi nhiệt độ cao lên hệ số thu hồi gạo nguyên và sức bền c[.]
PHẦN SẤY TẦNG SÔI NHIỆT ĐỘ CAO (Nghiên cứu thí nghiệm lúa độ ẩm cao – Các giống lúa Việt Nam) 72 Ảnh hưởng sấy tầng sôi nhiệt độ cao lên hệ số thu hồi gạo nguyên sức bền học gạo giống lúa Việt Nam Giới thiệu Việt Nam nhà xuất gạo giới, chất lượng gạo trở thành vấn đề thời nông dân Việt Nam, đặc biệt mùa mưa Chính vậy, sấy lúa nhanh tốt mùa thu hoạch đóng vai trị quan trọng để ngăn ngừa hư hỏng đảm bảo chất lượng gạo Phương pháp sấy truyền thống sấy vĩ ngang cần tới (thậm chí lâu hơn) để sấy lúa đạt đến độ ẩm an toàn Phương pháp sấy nhiệt độ cao cho phép sấy lúa nhanh hơn, khơng gian thời gian cần thiết để sấy lúa giảm lại Máy sấy loại xem máy sấy thu gọn Kỹ thuật sấy tầng sôi nhiệt độ cao nghiên cứu chứng minh phương pháp hiệu để sấy lúa có độ ẩm cao lúa dễ bị hư mơi trường khí hậu ẩm (Taechapairoj đồng sự, 2003) Trong phương pháp này, lúa thổi lơ lửng luồng khơng khí động hướng lên với vận tốc cao khoảng 2-3m/s, hạt lúa khơng khí trộn lẫn liên tục với cường độ cao (Kunze Calderwood 2004) Sấy tầng sơi áp dụng giai đoạn đầu sấy yêu cầu lúa phải giảm từ ẩm cao đến độ ẩm khoảng 18% (ẩm độ bản) Lúa sau tiếp tục sấy nhiệt độ thấp nhiệt độ phòng buồng bảo quản (Proctor 1994; Taechapairoj đồng 2003) Ngồi ra, phương pháp sấy tầng sơi nhiều lượt sử dụng trình sấy thu gọn Phương pháp sấy nhiệt độ cao (trên 1000C) báo cáo vài nhà nghiên cứu Tuy nhiên thông thường nhiệt độ sấy khuyến cáo không nên 1500C để tránh ảnh hưởng xấu nhiệt độ lên độ trắng gạo Khoảng nhiệt độ sấy từ 40-1500C nghiên cứu Tirawanichakul đồng (2004) Theo báo cáo họ, hệ số thu hồi gạo nguỵên cải thiện nhiệt độ sấy 800C sử dụng để sấy lúa có độ ẩm cao (32.5%) Điều phần tinh bột bị hồ hóa phần nhiệt độ cao Một vài nhà nghiên cứu đề nghị rằng, nên ủ lúa từ 25-30 phút sử dụng phương pháp sấy nhiệt độ cao (Poomsa-ad đồng 2005; Prachayawarakorn đồng 2005) Mặc dù có vài báo cáo sấy tầng sơi nhiệt độ cao, chưa có báo cáo việc áp dụng cách thực tế phương pháp sấy Chính vậy, lĩnh vực cần phải nghiên cứu thêm 73 Mục đích nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức ảnh hưởng cùa sấy nhiệt độ cao ủ lên hệ số thu hồi gạo nguyên, độ nứt hạt, sức bền học hạt thay đổi chất lượng vài giống lúa Việt Nam Mục tiêu cụ thể nghiên cứu là: Nghiên cứu tính khả thi việc áp dụng phương pháp sấy tầng sơi nhiệt độ cao cho lúa có độ ẩm cao Việt Nam (2 giống lúa sử dụng nghiên cứu ) Nghiên cứu nhiệt độ sấy thời gian ủ tối ưu dựa số hạt bị nứt thấp sau hồn thành q trình sấy theo sau qúa trình ủ Nghiên cứu sức bền học hạt chế độ sấy ủ khác Nghiên cứu ảnh hưởng sấy nhiệt độ cao q trình ủ lên độ trắng gạo, tính chất nhão gạo, độ kết tinh tinh bột gạo Các tính chất phản ảnh chất lượng gạo sau nấu Vật liệu Phương pháp Máy sấy tầng sôi: Máy sấy sử dụng thí nghiệm máy sấy quy mơ phịng thí nghiệm HPFD150 phát triển Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Đại học Nơng Lâm TPHCM, Việt Nam (hình 1) Máy gồm có phần chính: (i) buồng sấy hình trụ (cao 40cm, đường kính 15cm), (ii) Bộ phận tạo nhiệt điện 8kW (iii) quạt ly tâm với động 0.75kW Nhiệt độ sấy đầu vào nằm khoảng 20-1000C điều khiển điều khiển nhiệt Hanyoung DX7 Nhiệt độ khơng khí đầu kiểm soát nhiệt kế Daewon (Hàn Quốc) Mẫu lúa: Giống lúa hạt dài A10 OM2717 thu cánh đồng nông dân địa phương tỉnh Tiền Giang TP HCM tháng 5/2007 Hạt lúa tươi (độ ẩm 24-33%) chuyển đến phhịng thí nghiệm giữ mát 50C Giống lúa A10 có ẩm độ từ 31-33% OM2717 có ẩm độ từ 25-26% Mẫu gạo cho cân nhiệt độ phòng trước cho vào sấy 74 Khoảng 200 g lúa (chiều dày lớp lúa vĩ sấy khoảng 2cm) sấy tầng sôi nhiệt độ 80 900C khoảng thời gian 2.5 3.0 Quy trình thí nghiệm mơ tả hình Mẫu chuyễn vào lọ thủy tinh dậy kín miệng sau sấy giữ tủ ấm 75, 86 với nhiệt độ hạt sau sấy tương ứng 80 900C Thời gian ủ 0, 30, 40 60 Lọ thủy tinh làm ấm nhiệt độ cài đặt lưu hộp xốp sau lấy khỏi tủ ấm để tránh nhiệt Sau ủ, mẫu sấy lớp mỏng 350C để đạt đến độ ẩm an toàn để bảo quản (dưới 14%) Gạo sau sấy cho vào túi hàn kính miệng giữ nhiệt độ phịng ngày trước xác định hệ số thu hồi gạo nguyên (HRY), tỉ lệ hạt nứt, sức bền học hạt 200g lúa sấy lớp mỏng 350C 16 đạt đến độ ẩm 14% để làm mẫu đối chứng Tất nghiệm thức lặp lại lần Xác định độ ẩm Độ ẩm hạt trước sau ủ, độ ẩm cuối sau sấy lớp mỏng lần sấy xác định sấy 5-10g gạo thô tủ nung 1300C trong16 (thí nghiệm lặp lại lần) Hệ số thu hồi gạo nguyên 100 gam lúa loại vỏ làm trắng hệ thống xay xát phịng thí nghiệm Hạt nguyên loại khỏi hạt gãy để xác định hệ số thu hồi gạo nguyên (HRY) HRY xác định tỉ lệ khối lượng hạt nguyên tổng khối lượng lúa Tỉ lệ hạt nứt Thí nghiệm tỉ lệ hạt nứt tiến hành gạo lứt sau loại trấu tay 50 hạt gạo đặt hộp sáng nứt gạo quan sát mắt thường Thí nghiệm lặp lại lần Sức bền học hạt Lực gãy hạt gạo lứt xác định thiết bị kiểm tra độ uốn điểm (được phát triển Đại học Queensland, Australia) gắn vào Máy phân tích cấu trúc (Micro Stable Systems, Vương Quốc Anh) 50 hạt lô chọn ngẫu nhiên loại vỏ tay Loại bỏ hạt bị 75 nứt hạt bị bạc bụng Tốc độ probe trước kiểm tra, kiểm tra, sau kiểm tra tương ứng 1mm/s, mm/s, 10 mm/s Từ đường cong lực-khoảng cách thu từ phần mềm phân tích cấu trúc, lực cực đại mà hạt gạo bị gãy xem lực gãy hạt Xác định màu Mục dích việc đo màu xác định ảnh hưởng sấy nhiệt độ cao ủ lên độ trắng gạo Thí nghiệm tiến hành với giống lúa A10 Mẫu gạo xau xay xát nghiệm thức đặt lên đĩa Petri Các thông số màu đo máy màu Minolta CR-200 với khoảng màu CIE 1976 L*, a*, b* Các thông số L*, +a*, -a*, +b* -b* tương ứng đại diện cho độ sáng, màu đỏ, màu xanh cây, màu vàng màu xanh lam Sự khác màu tổng ∆E* tính Phân tích thống kê Bố trí thí nghiệm nhiều chế độ, bao gồm chế độ nhiệt độ sấy (80 and 900C), chế độ thời gian sấy (2.5 and 3.0 phút) chế độ thời gian ủ (0, 30, 40, and 60 phút), chọn cho thí nghiệm Số liệu phân tích quy trình phân tích sử dụng phần mềm MINITAB® Release 14 (Minitab Co., USA) GLM (Mơ hình tuyến tính tổng qt) Máy sấy tầng sôi (được phát triển Bộ môn Công nghệ Hóa học, Đại học Nơng Lâm TPHCM, Việt Nam) Ủ gạo lọ thủy tinh kín 76 Máy sấy lớp mỏng sử dụng thí nghiệm Gạo sấy lặp lại (27 nghiệm thức) Hính: Các thiết bị sử dụng để ủ sấy mẫu gạo 77 Lúa tươi (A10 30-33%, OM2717 24-26%) Xác định ẩm độ Sấy tầng sôi 800C 2.5 & 3.0 phút 90 0C 2.5 & 3.0 phút Xác định ẩm độ Ủ tủ ấm 750C 86 0C Thời gian ủ 0, 30, 40 and 60 phút Sấy lớp mỏng 350C Xác định ẩm độ Xác định ẩm độ Hệ số thu hồi gạo nguyên (%) Hạt bị nứt (%) Lực gãy hạt (N) Hình Sơ đồ thí nghiệm thông số đo 78 Kết Thảo luận Sự thay đỏi độ ẩm trình sấy tầng sơi q trình ủ tiếp giống lúa trình bày hình Tỉ lệ độ ẩm giảm hạt nằm khoảng 7.7% 12% Như thâý hình 3, tăng nhiệt độ sấy dẫn đến giảm ẩm nhiều Giai đoạn ủ không giúp tái phân bồ độ ẩm hạt mà làm giảm chút độ ẩm ủ thời gian dài (40 phút trình bày hình 3) Trong khoảng thời gian sấy 2.5 phút độ ẩm giảm xuống 8.7-9.4% 800C 11.0-12.0% 900C giống A10, xuống 7.78.6% 800C 9.7-11% 900C giống OM2717 Kéo dài thời gian sấy đến phút nhiệt độ sấy làm giảm độ ẩm hạt thêm 1% giống A10 Tuy nhiên, có 0.1-0.3% giống OM2717 Điều lượng độ ẩm bị giảm trình sấy phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu lúa Cần ý độ ẩm ban đầu A10 31-33% cao nhiều so vời 2526% OM2717 Kéo dài thời gian sấy đến phút khơng giảm thêm ẩm khuếch tán ẩm bên hạt phụ thuộc vào thời gian Nếu tiếp tục sấy, độ ẩm tiếp tục giảm từ lớp ngồi hạt, từ dẫn đến ứng suất vật lý tăng khác biệt độ ẩm lớp lớp hạt Chính vậy, giai đoạn ủ cần thiết để khuếch tán độ ẩm từ lớp lớp trứơc sấy tiếp tục 79 Giai đoạn sấy Độ ẩm, % 40 30 A10 20 OM2717 10 Giai đoạn ủ 0 10 20 30 40 50 60 70 Thời gian hoạt động, phút 80C, 2.5 phút 80C, 3.0 phút 90C, 2.5 phút 90C, 3.0 phút 80C, 2.5 phút 80C, 3.0 phút 90C, 2.5 phút 90C, 3.0 phút Hình Độ ẩm giảm sấy tầng sôi ủ nhiệt độ cao giống lúa Việt Nam A10 vs2 OM2717 Hệ số thu hồi gạo nguyên Ảnh hưởng thời gian sấy: Tăng nhiệt độ sấy làm giảm đáng kể hiệu suất thu hồi gạo ngun (hình 4) Ở thí nghiệm khác, phát rằng, thời gian sấy lâu phút làm giảm đàng kể ẩm độ hạt xuống 17.5% đồng thời làm cho hạt bị nứt nhiều (các kết không trình bày đây) Như đề cập phía trước, hạt đặt nhiệt độ cao thời gian dài gây ứng suất hạt trình ẩm từ bề mặt diễn q nhanh khuếch tán nước từ bên đòi hỏi nhiều thời gian Sự chênh lệch ẩm độ lớn, nứt hạt tăng Theo kết nghiên cứu sấy tối đa 2.5 phút xem thời gian sấy gạo điều kiện nhiệt độ cao này, thí nghiệm thời gian sấy ngằn 2.5 phút chưa tiến hành giả sử thời gian sấy chưa đủ để hạt ẩm (hình 3) Ảnh hưởng thời gian ủ: kết thí nghiệm cho thấy, với thời gian sấy 2.5 phút nhiệt độ, kéo dài thời gian ủ đến 40 phút cải thiện hệ số thu hồi gạo nguyên (Hình 4) Khuynh hướng quan sát cho giống Kết 30-40 phút thời gian ủ 80 tối ưu giống Cần ý nhiệt độ ủ thí nghiệm cao nhiệt độ chuyển hóa gương gạo Điều có nghĩa gạo trạng thái cao su suốt trình ủ Điều thảo luận thêm nghiên cứu tới Có thể thấy nhiệt độ sấy, thời gian ủ, tương tác nhiệt sấy thời gian sấy có ảnh hưởng đáng kể đến hệ số thu hồi gạo nguyên (HRY) trình bày Bảng (P