NGHIÊN cứu xác ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP sấy và CHẾ độ sấy cơm dừa nạo

Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP SẤY VÀ CHẾ ĐỘ SẤY CƠM DỪA NẠO STUDY ON DETERMINATION OF DRYING METHOD AND DRYING CONDITION FOR DESICCATED COCONUT ThS Nguyễn Văn Lành1a, PGS TS Nguyễn Hay1b, PGS TS Lê Anh Đức1c Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM a b nvlanh@hcmuaf.edu.vn; ng.hay@hcmuaf.edu.vn; cleanhduc@hcmuaf.edu.vn TÓM TẮT Nghiên cứu trình bày kết xác định phương pháp sấy chế độ sấy cơm dừa nạo việc thực thí nghiệm loại máy sấy: máy sấy lượng mặt trời với thu nhiệt phẳng, máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng máy sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín Với mức nhiệt độ sấy thay đổi từ 35oC đến 50oC, thời gian sấy chất lượng sản phẩm sau sấy sở để lựa chọn phương pháp sấy chế độ sấy Kết xác định phương pháp sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín phù hợp với nhiệt độ sấy 40oC thời gian sấy cho cơm dừa sấy có màu trắng sáng mùi thơm đặc trưng Tuy nhiên, việc đánh giá chất lượng cơm dừa dựa vào ẩm độ cuối vật liệu phương pháp đánh giá cảm quan nên cần tiếp tục nghiên cứu, lựa chọn phương pháp đánh giá khác để nhận xét kết nghiên cứu nhiều góc độ Từ khóa: cơm dừa nạo sấy, sấy lượng mặt trời, sấy không khí nóng, sấy bơm nhiệt, tốc độ sấy ABSTRACT This study was conducted to determinate drying method and drying condition for desiccated coconut by three dryers: Solar dryer with thermal flat plate collectors, hot air dryer and heat pump dryer The experiments were done with the drying temperatures from 35oC to 50oC, the drying time and the quality of the product were based for choosing the drying method and drying condition The result have identified the suitable heat pump dryer for desiccated coconut with temperature drying is 40oC and drying time of hours However, the assessment of quality desiccated coconut based on moisture and sensory evaluation, should be further study Keywords: desiccated coconut, solar drying, hot air drying, heat pump drying, drying rate ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Hiệp hội Dừa châu Á Thái Bình Dương (APCC - The Asian and Pacific Coconut Community), Việt Nam nước có diện tích trồng dừa đứng hàng thứ giới (sau Indonesia, Philippines, Ấn Độ, Sri Lanka, Thái Lan) với gần 150.000 Tuy nhiên, xét suất Việt Nam xếp với 8.200 trái/ha/năm so với suất trung bình nước trồng dừa hàng đầu giới đạt 6.000 trái/ha/năm [1] Cơm dừa nạo sấy (Desiccated Coconut) sản phẩm quan trọng từ ngành dừa tiêu thụ nhiều năm gần Ước tính tháng đầu năm 2014, cơm dừa nạo sấy Việt Nam sản phẩm chiếm giá trị xuất cao ngành dừa đạt 26,36 triệu USD (khoảng 30%), sữa dừa đóng hộp (21,5 triệu USD) dừa trái (12 triệu USD) [1] Tuy nhiên, nhiều lý khác mà thị trường cơm dừa nạo sấy xuất Việt Nam có biến động lớn từ 400 ngàn tấn/tháng đến triệu tấn/tháng Một lý quan trọng chất lượng cơm dừa nạo sấy không đảm bảo [2] Thực trạng làm khô cơm dừa phơi nắng dùng hệ thống sấy tầng sôi với tác 845 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV nhân sấy không khí nóng nhiệt độ 90oC thời gian sấy 25 phút Vì thời gian sấy ngắn nên màu sắc cơm dừa không thay đổi nhiều, nhiên với nhiệt độ sấy cao làm giảm chất lượng cơm dừa Như biết cơm dừa có chứa 10 loại acid béo khác nhau, đặc tính thiên nhiên cấu trúc [3, 4] Hàm lượng chất béo bị ảnh hưởng trình làm khô cơm dừa Nghiên cứu trình bày kết xác định phương pháp chế độ sấy cơm dừa nạo nhằm đảm bảo chất lượng ẩm độ màu sắc so với phương pháp áp dụng VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cơm dừa nạo có kích thước x 3,5 mm đến x 6,5 mm lấy từ vùng nguyên liệu tỉnh Bến Tre có ẩm độ 49%; yêu cầu ẩm độ sau sấy ≤ 3%, hàm lượng chất béo yêu cầu xuất ≥ 65%, đánh giá cảm quan cơm dừa sấy phải giữ màu trắng có mùi đặc trưng Thiết bị phục vụ thí nghiệm gồm tủ sấy mẫu, cân điện tử để xác định ẩm độ vật liệu; mô hình máy sấy lượng mặt trời (NLMT) với thu nhiệt phẳng, mô hình máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng mô hình máy sấy bơm nhiệt dùng để xác định phương pháp sấy Các mô hình máy sấy thí nghiệm cài đặt, hiển thị, điều khiển thông số tự động Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thí nghiệm thực 03 lần mô hình máy sấy để tìm phương pháp chế độ sấy phù hợp Bề dày lớp cơm dừa thí nghiệm 1,5cm Thời gian sấy chất lượng sản phẩm sau sấy sở để lựa chọn phương pháp chế độ sấy Phương pháp đo đạc thực nghiệm: Thời gian sấy, nhiệt độ tác nhân sấy, ẩm độ vật liệu sấy đo dụng cụ chuyên dùng Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm: Ẩm độ cơm dừa xác định phương pháp tủ sấy, màu sắc mùi vị đánh giá phương pháp cảm quan KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Mô hình máy sấy NLMT với thu nhiệt phẳng kết thí nghiệm [5] Mô hình máy sấy NLMT với thu nhiệt phẳng trình bày (Hình 1) Mô hình hoạt động dựa nguyên lý hiệu ứng nhà kính Bức xạ mặt trời có bước sóng ngắn (λ < 0,7μm) chiếu thẳng tới kính suốt (1) thu nhiệt Phần xạ xuyên qua lớp kính suốt đến mặt đen hấp thụ (2), phát xạ thứ cấp có bước sóng dài (λ > 0,7μm) nguồn xạ không xuyên qua lớp kính để trở lại môi trường bên Bộ thu nhiệt lúc xem bẫy nhiệt cho xạ mặt trời vào không cho nên nhiệt độ bên thu nhiệt lúc cao sử dụng nguồn nhiệt để thực trình sấy Hình Mô hình máy sấy cơm dừa dùng lượng mặt trời Tấm kính suốt; Lớp hấp thụ nhiệt; Cửa gió vào thu nhiệt; Quạt sấy; Buồng sấy 846 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Nguyên lý hoạt động: Không khí từ môi trường bên vào thu nhiệt thông qua cửa gió (3) Nhờ tượng đối lưu tự nhiên mà không khí vòng lên khoang phía hấp thụ nhiệt (2) Quạt (4) có nhiệm vụ lấy không khí nóng khô thu nhiệt để đưa tới buồng sấy (5) thực trình lấy ẩm từ vật liệu khỏi buồng sấy Kết khảo nghiệm: Nghiên cứu sấy cơm dừa máy sấy NLMT với thu nhiệt phẳng thực mẻ với ngày khác Số liệu thu thập trình bày bảng Bảng Kết khảo nghiệm máy sấy NLMT Ẩm độ cơm dừa, % Thời gian (h) 0,5 1,5 2,5 3,5 Khảo nghiệm 49,0 44,2 39,2 32,4 25,3 19,4 14,3 9,2 4,2 Khảo nghiệm 49,0 45,8 42,1 37,8 32,4 28,6 24,2 19,8 17,2 Khảo nghiệm 49,0 43,4 38,3 28,9 23,1 17,2 12,6 7,1 2,8 Hình thể trình giảm ẩm cơm dừa qua khảo nghiệm hình biểu thị nhiệt độ xạ mặt trời khảo nghiệm Hình Giảm ẩm cơm dừa theo thời gian Hình Bức xạ mặt trời nhiệt độ sấy Nhận xét: Các khảo nghiệm thực vào ngày khác thời điểm từ 10h đến 14h Đây thời điểm mà xạ mặt trời lớn ngày khu vực Thành phố Hồ Chí Minh Khảo nghiệm thực vào ngày trời nhiều mây, xạ mặt trời thấp nên ẩm độ cơm dừa sau sấy không đạt yêu cầu (17,2%) Khảo nghiệm có kết mong đợi, đầu giảm ẩm cơm dừa chậm trời có nhiều mây, nhiên sau nắng tốt ẩm độ cơm dừa sau đạt yêu cầu (2,8%) Tốc độ sấy trung bình khảo nghiệm 11,55 %/h a Khảo nghiệm b Khảo nghiệm Hình Cơm dừa sấy NLMT 847 c Khảo nghiệm Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Đánh giá cảm quan: Sản phẩm cơm dừa sau sấy khảo nghiệm khảo nghiệm có màu vàng nhạt mùi thơm đặc trưng cơm dừa giảm nhiều Ở khảo nghiệm cơm dừa có màu trắng so với khảo nghiệm khảo nghiệm ngày khảo nghiệm có nhiều mây cơm dừa chưa đạt ẩm độ yêu cầu 3.2 Mô hình máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng kết thí nghiệm [6] Hình Mô hình máy sấy cơm dừa dùng không khí nóng Quạt; Điện trở; Ống phân phối gió; Khay; Buồng sấy; Ống thoát ẩm; Lưới sàn Nguyên lý hoạt động: Không khí quạt (1) cấp vào máy sấy qua điện trở (2) để nhận nhiệt vào buồng sấy (5) Nhờ vào lưới sàn (7) tạo trở lực giả mà không khí chuyển động ổn định trước qua lớp cơm dừa nạo khay (4) để mang ẩm thoát theo ống thoát ẩm (6) Kết khảo nghiệm: Nghiên cứu sấy cơm dừa máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng thực chế độ sấy khác Kết trình bày bảng Bảng Kết khảo nghiệm máy sấy không khí nóng Ẩm độ cơm dừa, % Thời gian (h) 0,5 1,5 Nhiệt độ 50oC 49,0 31,3 18,2 9,8 2,2 Nhiệt độ 45oC 49,0 37,5 29,4 22,5 Nhiệt độ 40oC 49,0 41,2 35,4 28,4 2,5 14,6 7,4 2,6 22,1 16,3 11,2 Quá trình giảm ẩm cơm dừa thể Hình Hình Ẩm độ cơm dừa theo thời gian mẻ sấy 848 3,5 6,8 2,8 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Nhận xét: Ẩm độ cơm dừa mẻ sấy đạt yêu cầu (< 3%), Ở mẻ sấy với nhiệt độ 40 C thời gian sấy 4h, tốc độ sấy trung bình đạt 11,55 %/h cơm dừa có màu sắc đẹp mẻ sấy nhiệt độ 45oC 50oC Trong nhiệt độ sấy 50oC thời gian sấy 2h, tốc độ sấy trung bình đạt 23,4 %/h o b Nhiệt độ 45oC a Nhiệt độ 40oC c Nhiệt độ 50oC Hình Cơm dừa sấy không khí nóng Đánh giá cảm quan: Sản phẩm cơm dừa sau sấy với nhiệt độ 40oC 45oC có màu trắng đục ngả vàng mùi thơm nhẹ, với nhiệt độ sấy 50oC sản phẩm chuyển sang màu vàng 3.3 Mô hình máy sấy bơm nhiệt kết thí nghiệm [6, 7] Hình Mô hình máy sấy cơm dừa theo nguyên lý sấy bơm nhiệt Dàn ngưng tụ; Dàn bay hơi; Quạt; Ống gió hồi lưu; Buồng sấy; Khay sấy; Ống gió vào; Van điều chỉnh Nguyên lý hoạt động Cơm dừa nạo cung cấp vào buồng sấy (5) Tác nhân sấy quạt (3) đưa vào dàn bay (2) bơm nhiệt để thực trình tách ẩm Sau qua dàn bay hơi, tác nhân sấy tiếp tục vào dàn ngưng tụ (1) bơm nhiệt, tác nhân sấy gia nhiệt độ ẩm tương đối tác nhân sấy giảm mạnh Sau qua bơm nhiệt, tác nhân đưa vào buồng sấy (5) để làm khô cơm dừa nạo van điều chỉnh tác nhân sấy (8) Tác nhân sấy sau qua buồng sấy hồi lưu hoàn toàn bơm nhiệt lặp lại chu trình Kết khảo nghiệm: Nghiên cứu sấy cơm dừa máy sấy bơm nhiệt thực chế độ sấy khác Kết trình bày bảng 849 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Bảng Kết khảo nghiệm máy sấy bơm nhiệt Ẩm độ cơm dừa, % Thời gian (h) 0,5 1,5 Nhiệt độ 45oC 49,0 34,2 21,4 10,8 2,8 Nhiệt độ 40oC 49,0 39,2 31,2 23,2 Nhiệt độ 35oC 49,0 42,1 36,2 29,8 a Nhiệt độ 35oC 2,5 15,6 8,2 3,0 24,2 18,2 13,4 b Nhiệt độ 40oC 3,5 8,4 3,4 c Nhiệt độ 45oC Hình Cơm dừa sấy bơm nhiệt Quá trình giảm ẩm cơm dừa thể Hình Hình 10 Ẩm độ cơm dừa theo thời gian mẻ sấy Nhận xét: Với mô hình máy sấy bơm nhiệt, nghiên cứu thực mức nhiệt độ khác nhau: 35oC, 40oC 45oC cho kết khác biệt Với nhiệt độ 45oC mẻ sấy cần 2h nhiệt độ sấy 35oC mẻ sấy kéo dài đến 4h Đánh giá cảm quan: Cơm dừa sấy bơm nhiệt với nhiệt độ từ 35oC 40oC có màu trắng sáng mùi thơm đặc trưng Khi tăng nhiệt độ sấy bơm nhiệt lên 45oC, thời gian sấy ngắn hơn, nhiên sản phẩm cơm dừa sau sấy có màu vàng nhạt Nhận xét chung: - Hệ thống sấy NLMT với thu nhiệt phẳng sấy cơm dừa đạt ẩm độ ≤ 3% với thời gian sấy 4h vào ngày nắng tốt Tuy nhiên tiếp xúc với nhiệt độ cao thời gian sấy kéo dài nên sản phẩm sấy có màu vàng Mặc khác, hệ thống sấy NLMT hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết, không chủ động sản xuất - Máy sấy không khí nóng đối lưu cưỡng sử dụng để sấy cơm dừa nạo nhiệt độ từ 45oC đến 50oC, nhiên màu sắc mùi vị cơm dừa sau sấy bị giảm nhiều nhiệt độ > 40oC 850 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Hình 11 Cơm dừa nạo sấy - Máy sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín kiểu máy sấy tiềm ứng dụng vào sấy cơm dừa nạo Kết khảo nghiệm cho thấy sản phẩm cơm dừa sau sấy có màu trắng sáng màu ban đầu mùi thơm đặc trưng dường giữ hoàn toàn KẾT LUẬN Nghiên cứu thực sấy cơm dừa nạo phương pháp sấy khác nhau: sấy NLMT với thu nhiệt phẳng, sấy không khí nóng đối lưu cưỡng sấy bơm nhiệt tuần hoàn kín Ở loại máy sấy thí nghiệm thực 03 lần nhằm đánh giá chất lượng sản phẩm thời gian sấy làm sở so sánh với phương pháp sấy khác Kết khảo nghiệm cho thấy sản phẩm cơm dừa nạo sấy đạt yêu cầu với hệ thống sấy bơm nhiệt nhiệt độ sấy 40oC thời gian sấy 3h Tuy nhiên, nghiên cứu đánh giá mặt cảm quan, chưa thể khẳng định hoàn toàn chất lượng cơm dừa sau sấy, cần phân tích hóa sinh kết thí nghiệm để làm sở đánh giá thuyết phục TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Trung, 2014 Phát triển ngành dừa Tạp chí thông tin Khoa học Công nghệ (Stinfo), số 10, 4-10 [2] Trần Văn Thanh, Hồ Thị Ngọc Hà, Lê Thanh Hải, 2011 Nghiên cứu đề xuất phương pháp xây dựng công cụ đánh giá nhanh kiểm toán lượng cho ngành sản xuất cơm dừa nạo sấy Tạp chí Phát triển Khoa học & Công nghệ, Tập 14, M3, 39-49 [3] Ngô Thị Mỹ Hạnh, 2009 Khảo sát hàm lượng dầu protein số giống dừa Đồng Sông Cửu Long Luận văn tốt nghiệp Đại học Cần Thơ [4] Nguyễn Thị Minh Nguyệt, 2005 Nghiên cứu chiết xuất dầu dừa tinh khiết phương pháp enzyme Luận án Tiến sĩ Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Văn Thắng, Trần Thị Hà Linh, 2011 Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm mô hình máy sấy Atisô sử dụng lượng mặt trời Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM [6] Nguyễn Hay, Lê Anh Đức, Lê Quang Giảng, 2015 Công nghệ thiết bị sấy số loại nông sản (Sách chuyên khảo) Nhà xuất Nông nghiệp [7] Nguyễn Hay, 2013 Nghiên cứu kỹ thuật sấy Atiso phục vụ nhu cầu nước xuất Báo cáo tổng kết đề tài cấp Tỉnh (Lâm Đồng) 851 ... khô cơm dừa Nghiên cứu trình bày kết xác định phương pháp chế độ sấy cơm dừa nạo nhằm đảm bảo chất lượng ẩm độ màu sắc so với phương pháp áp dụng VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cơm dừa nạo. .. gian sấy chất lượng sản phẩm sau sấy sở để lựa chọn phương pháp chế độ sấy Phương pháp đo đạc thực nghiệm: Thời gian sấy, nhiệt độ tác nhân sấy, ẩm độ vật liệu sấy đo dụng cụ chuyên dùng Phương pháp. .. sấy thí nghiệm cài đặt, hiển thị, điều khiển thông số tự động Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thí nghiệm thực 03 lần mô hình máy sấy để tìm phương pháp chế độ sấy phù hợp Bề dày lớp cơm dừa