Tìm hiểu về sấy thóc

LỜI NÓI ĐẦU Trong thực tiễn nhiều sản phẩm các ngành nông lâm ngư nghiệp để nângcao chất lượng và giá trị sản phẩm cung như để bảo quản thì cần có quá trình chế biến, một trong những phư

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thực tiễn nhiều sản phẩm các ngành nông lâm ngư nghiệp để nângcao chất lượng và giá trị sản phẩm cung như để bảo quản thì cần có quá trình chế biến, một trong những phương pháp chế biến và bảo quản đó là phương pháp sấy Phương pháp sấy có nhiều ưu điểm và tầm quan trọng trong sản suấtchế biến, không chỉ riêng đối với các ngành công nghiệp chế biến sản suất nông lâm thủy hải sản mà còn có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác như ngành sản suất giấy…

Để sây dựng và thiết kế một hệ thống sấy phù hợp đảm bảo yêu cầu côngnghệ, và đặc biệt là phải nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm đó cũng là giá trị kinh tế Một khâu quan trọng không thể thiếu nó mang tính chất và ý nghĩa quyết định đến chất lượng và mức độ hiệu quả của hệ thống sấy đó là khâu tìm hiểu vật liệu sấy Khâu này tuy đơn giản nhưng quan trọng trong lựa chọn phương pháp sấy và hệ thống sấy Tìm hiểu vật liệu sấy ta nắm đước tính chất nhiệt vật lý hóa học của vật liệu sấy qua đó ta thiết kế hệ thống sấy hiệu quả

Một trong những nông sản có giá trị kinh tế và ý nghĩa là thóc, thóc ở nước ta có sản lượng lớn theo thống kê hàng năm sản lượng thóc tăng đặc biệtsản lượng thóc xuất khẩu tăng hàng năm và nước ta đã vươn lên là cường quôc số 1 trong suất khẩu gạo Sản lượng gạo của chúng ta xuất khẩu tăng và lớn nhưng giá trị cũng chưa cao có nhiểu nguyên nhân xong một trong những nguyên nhân quan trọng là trong khâu chế biến bảo quản thóc gạo chưa đạt yêu cầu cao

Để góp phẩn nâng cao chất lượng và giá trị sản suất lúa gạo người ta ứngdụng công nghệ sấy trong chế biến và bảo quản thóc

Vậy nhóm em xin tìm hiểu về vật sấy là thóc

Chúng em chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy!

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU SẤY

1.1 Phân bố vùng nguyên liệu vật liệu sấy (thóc lúa)

Thóc là một trong những loại lương thực chính trên thế giới Là loại cấy nhiệt đới ưa thới tiết nóng ẩm mưa nhiều nó có vùng phân bố khá rộng lớn, lúa nước đước trồng nhiều ở các nước vùng Đông Nam Á có khí hậu thuận lợi Các nước trồng nhiều lúa nước phải kể đến là Thái Lan, Indo, Trung Quốc, Việt Nam… ở nước ta lúa được gieo trồng hầu hết các vùng miền nhưng chủ yếu phải kể đến là hai vựa lúa lớn nhất nước là vùng đồng bằng sông Hồng và vùng đồng bằng sông Cửu Long Sản lượng lúa ở hai vùng này lớn nhất cả nước quyết định đến sản lượng suất khẩu và an ninh lương thực của cả nước, ngoài ra lúa còn trồng nhiều vùng đồng bằng ven biển và trung

du miền núi Bắc Bộ như Lai Châu, Điện Biên… lúa trồng ở miền núi lá các giống lúa lương có khả năng chịu hạn tốt cần ít nước hơn chúng được trồng trên các thửa ruộng bậc thang

Cây lúa thuộc họ thân thảo và có nhiều loại khác nhau, phổ biến nhất và

có ý nghĩa kinh tế hơn cả là loại lúa nước Lúa nước lại được chia làm hai loại

là lúa ngắn hạt và lúa hạt bình thường Ngày nay các nhà lai tạo cho ra nhiều loại giống lúa lai có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khí hậu các vùng miền nước ta cho năng suất cao chất lượng gạo tốt có giá trị kinh tế cao như giống lúa tám thơm, tạp giao, bắc thơm, lúa nếp … tùy theo thành phần loại hóa học của chuỗi tinh bột mà có giống lúa dẻo và giống lúa răn

Lúa Ấn Độ cho hạt thóc có dạng thon dài, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng của hạt vào khoảng từ 3,0/1,0 đến 3,5/1,0

Lúa Nhật Bản cho hạt thóc có dạng hơi bầu, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng của hạt vào khoảng từ 1,4/1,0 đến 1,9/1,0

Lúa nước Ấn Độ được thị trường thế giới ưa chuộng hơn

Hình 1.1: Sơ đồ phân loại lúa nước.

1.2 Đặc trưng thành phần cấu tạo của vật liệu sấy ( thóc)

- Thóc là vật liệu sấy dạng hạt có kích thước tương đối nhỏ

- Thành phần cấu trúc hạt có vỏ cứng bao bọc bảo vệ

- Hạt thóc thuộc loại hạt dài có vỏ nhăn Hạt có khả năng tách rời nhau không báo dính nhau thành từng cụm mà là các hạt riêng rẽ

- Hạt thóc có cấu trúc đặc

Thóc là loại hạt lương thực có cấu tạo gồm các thành phần chủ yếu là lớp

vỏ trấu bao bọc ngoài cùng tiếp theo là lớp vỏ cám bên trong là phôi hạt gạo Lớp vỏ trấu màu vàng là lớp vỏ bảo vệ có thành phần hóa học là xenlulozo tương đối mỏng trên bề mặt ngoài có các mày râu, lớp vỏ cám là lớp bao bóc phôi hạt gạo chứ thành phần chủ yếu là tinh dầu và các vi ta min như vitamin B1, trong cùng là phôi hạt có thành phần hóa học chủ yếu là tinh bột và có chứa một số loại vitamin Sét về mặt cấu trúc nhiệt vật lý thì thóc là loại vật liệu sấy dạng hạt có cấu trúc đặc hạt nhiều lớp, khích thức hạt tương đối nhỏ

Tỉ lệ khối lượng vỏ trấu với khối lượng toàn hạt dao động trong khoảng

từ 10 đến 35%

Hình 1.2 Cấu tạo hạt lúa.

Hạt thóc có kích thước trong khoảng sau đây

Chiều dài từ 4,5 đến 10,0 mm (không kể râu)

Chiều rộng từ 1,2 đến 3,5 mm

Chiều dày từ 1,0 đến 3,0 mm

Khối lượng của 1000 hạt vào khoảng 16-38 g

1.3 Đặc trưng thành phần hóa học của vật liệu sấy ( thóc)

Thành phần hóa học của hạt thóc gồm chủ yếu là tinh bột, protein,

xenluloza Ngoài ra trong hạt thóc còn chứa một số chất khác với hàm lượng

ít hơn so với 3 chất kể trên như đường, vitamin, muối khoáng, chất béo…Bảng 1.1: Thành phần hóa học của hạt thóc

10,43 68,00 12,22 6,90 4,50 2,50 3,20

8,74 56,20 9,41 5,80 3,20 1,90 1,30

a Các gluxit.

Các gluxit của thóc ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu còn có đường, xenluloza, hemixenluloza, dextrin

Tinh bột 3-8 µm Thành phần cấu tạo tinh bột lúa tẻ khoảng 17% amiloza

và 83% amilopectin, còn trong tinh bột lúa nếp hầu như không có amiloza mà gần như 100% là amilopectin Amilopectin là thành phần quyết định tính dẻo của loại thóc

Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột thóc khoảng 65-70ºC

b Protein.

Protein của thóc gồm chủ yếu là globulin và glutelin (orizein), ngoài ra còn có một ít lơcôzin và prolamin

Bảng 1.2: Thành phần của cácaxit amin trong protein của gạo xay (gạo

Valin Acginin Histidin A.acpactic A.glutamic Glyxin Prolin Xerin Alanin

06,99 05,76 01,68 04,72 13,69 06,84 04,84 05,08 03,56

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của chất béo của thóc

Trong khoảng Trung bình Chưa no:

Oleic

Linolic

41,0 - 45,6 27,6 - 36,7

42,3 30,6 No:

0,2 15,5 2,1 0,6 0,7 4,2

d Chất khoáng.

Chất khoáng phân bố không đồng đều trong các phần của hạt thóc, chủ yếu tập trung ở các lớp vỏ Chất khoáng nhiều nhất trong hạt thóc là photpho Photpho phân bố nhiều ở các lớp vỏ hạt, do đó sau khi xát kĩ thì lượng

photpho của gạo bị mất đi khá nhiều Chất khoáng nhiều nhất trong vỏ trấu là silic Chất khoáng nhiều nhất trong phôi lúa là photpho, kali và magie Có 83% photpho của phôi hạt ở dạng phitin, 13% ở dạng a.nucleic

1.4 Giá trị thực phẩm, ý nghĩa kinh tế, xã hội của hạt thóc

a Ý nghĩa thực phẩm dinh dưỡng.

Thóc gạo là một trong những loại lương thực chính trên thế giới bên cạnh nó còn có các loại lương thực như lúa mì, ngô…Ở nước ta thóc là một trong những lương thực chính bên cạnh ngô, bột mì, khoai, sắn… Trong thànhphần những thức ăn hàng ngày thì tinh bột được coi là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể con người, trong đó gạo chiếm vai trò đặc biệt quan trọng Ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu, trong gạo còn có các chất dinh

dưỡng khác như protein, chất béo, chất khoáng, vitamin … nhưng với hàm lượng rất thấp về mặt năng lượng thì gạo là một trong những loại lương thực

có độ sinh năng lượng khá cao, 1kg gạo có thể cung cấp khoảng 3600 kcal, như vậy nếu mỗi ngày ăn khoảng 450g gạo và một số thức ăn nữa là có thể đủ

số calo cần thiết cho cơ thể một người lao động bình thường

Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong gạo lớn hay nhỏ tùy thuộc vào giống lúa, điều kiện trồng trọt và phương pháp chế biến Thông thường, trong quá trình chế biến từ lúa ra gạo, người ta đã tách ra khoảng 86% chất béo, 75% chất khoáng, 70% vitamin nhóm B, 82% xenluloze, 15% protein và 6% tinh bột có trong hạt thóc Những chất này bị tách ra theo trấu và cám

Để giảm tổn thất này trong quá trình chế biến, người ta đã áp dụng những biện pháp pháp gia công nước nhiệt Ưu điểm của biện pháp gia công nước nhiệt là giữ lại được phần lớn các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước của gạo xát và làm tăng cường tính chất công nghệ của lúa, do đó khi xay xát

ít bị gãy nát, tỉ lệ thu thành phẩm cao hơn, tỉ lệ gạo nguyên hạt cũng cao hơn.Thóc gạo ngoài chức năng cung cấp lương thực nó còn là một trong những nguồn nguyên liệu chế biến cho các ngành công nghiệp chế biến

Cám dùng để sản xuất dầu và dùng làm thức ăn cho gia súc Dầu cám được dùng trong công nghiệp thực phẩm, công nghiệp xà phòng Từ cám còn tách ra được chất chống oxy hóa Trong cám có chứa nhiều các vitamin, do đónhiều nước còn dùng cám để sản xuất vitamin

Trấu được dùng làm nhiên liệu, sản xuất than hoạt tính và cung cấp cho các lò đốt, lò hơi sinh khối…

b Ý nghĩa kinh tế.

Thóc gạo có giá trị kính tế cao Nước ta thóc là loại lương thực chủ yếu đảm bảo an ninh lương thực cho quốc gia và cung cấp để xuất khẩu đem lại lợi nhận kinh tế

Thóc gạo do người nông dân sản suất với quy mô và sản lượng nhỏ chủ yếu là theo phương pháp thủ công đặc biệt là khâu chế biến bảo quản người nông dân sau khi thu hoách lúa thì thóc trước khi đem bảo quản là quá trình phới sấy tự nhiệt phương pháp này tuy có chi phí thấp nhưng chất lượng thóc gạo không cao làm giảm giá trị kinh tế và giá trị dinh dưỡng của hạt

Thóc gạo được chế biến bảo quan nhờ phương pháp sấy nhân tạo có chấtlượng cao hơn có giá trị kinh tế cao hơn

1.5 Tính chất nhiệt vật lý của vật liệu sấy( thóc).

a Đặc trưng khối lượng

Khối lượng riêng của vật liệu sấy là một trong những yếu tố quan trọng trong khi thiết kế hệ thống sấy về mặt kết cấu chịu lực

Khối lượng riêng của vật liệu sấy ở đây là thóc phụ thuộc vào trạng thái

độ ẩm của hạt thóc

Đối với thóc ướt khối lượng riêng lớn hơn nó khoảng ρ = 449 ÷ 550 kg/m

Đối với thóc khô thì khối lượng riêng của thóc bé hơn ρ = 750 kg/m

b Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng đặc trưng có mưc tiêu hao nhiệt của vật liệu sấy vật liệu sấy có nhiệt dung riêng càng lớn khả năng tích chữa nhiệt càng cao.Nhiệt dung riêng của hạt được xác định theo công thức

100

kg K

ω

Trong đó

Ck- Nhiệt dung riêng của hạt khô tuyệt đối, kJ/kg.K

C - Nhiệt dung riêng của nước, kJ/kg.K

ω - Độ ẩm của hạt,%

c Độ ẩm của hạt

Độ ẩm cân bằng của hạt thóc tính theo tỉ lệ % phụ thuộc vào nhiệt độ

và độ ẩm tương đối của không khí

λ θ

2

, /

C

λ ρ

=

Trong đó

λ- Hệ số dẫn nhiệt của hạt, W/m.k

C- Nhiệt dung riêng, kJ/kg.K

Ρ- Khối lượng riêng, kg/m3

Độ dẫn nhiệt độ của hạt rất bé khoảng 6,15.10 ÷ 6,85.10 m/s

1.6 Đặc tính của khối hạt vật liệu sấy ( thóc)

Khối hạt bao gồm nhiều hạt tạo thành, khối thóc còn có những tính chất đặc thù mà từng hạt riêng lẻ không có Cụ thể là tính không đồng đều về độ

ẩm nhiệt độ, chất lượng thóc như thóc chưa chín đều, thóc lép và tạp chất lẫn vào khi thu hoạch, các tính chất này gây ảnh hưởng trong quá trình sấy

a Tính tan rời của khối thóc

Đây là đặc tính khi đổ thóc từ trên cao xuống, thóc tự dịch chuyển để tạothành khối thóc có hình chóp nón, phía đáy rộng, đỉnh nhọn và không có hạt nào dính liền với hạt nào Khi đó sẽ tạo nên góc nghiêng tự nhiên α giữa đáy

và sườn khối thóc, α và độ tan rời có mối quan hệ chặt chẽ, α càng lớn thì độ tan rời càng nhỏ Tính tan rời của thóc phụ thuộc vào kích thước và hình dạnghạt, độ ẩm, tạp chất Có thể dựa vào độ tan rời này để xác định sơ bộ chất lượng và sự thay đổi chất lượng của thóc trong quá trình sấy và bảo quản

b Tính tự chia loại của khối thóc

Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc lép, tạp chất), không đồng nhất (khác nhau về hình dạng, kích thước, tỉ trọng), do đó trong quá trình di chuyển tạo nên những vùng khác nhau về chất lượng, gọi là tính

tự chia loại của khối hạt Hiện tượng này ảnh hưởng đến việc làm khô, bảo quản Vì vậy, trong thiết bị sấy phải có biện pháp hạn chế tối đa tính tự phân loại của khối thóc để chất lượng thóc sau khi sấy được nâng cao

c Độ hổng của khối thóc

Trong khối thóc bao giờ cũng có khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ hổng của thóc Ngược lại nếu độ hổng là phần thể tích hạt chiếm chỗ trong không gian thì đó là độ chặt của khối thóc

Độ chặt và độ hổng có ý nghĩa quan trọng trong bảo quản, kể cả về mặt công nghệ và mặt sinh lí của khối hạt Nếu hạt có độ hổng cao, không khí dễ dàng chuyển dịch gây nên hiện tượng truyền nhiệt đối lưu và chuyển dịch ẩm

Độ hổng được tính bằng % thể tích khoảng không gian giữa các khe hở các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ Giữa độ hổng và khối lượng riêng có liên quan với nhau, khối lượng riêng càng lớn thì độ hổng càng nhỏ

Độ hổng của khối thóc vào khoảng 50÷60%

d Tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt

Quá trình dẫn nhiệt của khối thóc được thực hiện do hai phương thức chủ yếu là truyền nhiệt và dẫn nhiệt đối lưu, cả hai phương thức này đều tiến hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau Đặc tính truyền, dẫn nhiệt kém và không đồng đều của khối thóc cần được khắc phục và tận dụng tối đa trong công tác bảo quản để hạn chế hiện tượng bốc hơi ẩm cục bộ

e Tính hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm

Là khả năng hấp thụ và nhả các chất khí, hơi ẩm của thóc trong quá trìnhsấy, thường là hiện tượng hấp phụ bề mặt Vì vậy trong quá trình sấy xảy ra nhiều giai đoạn: Sấy → ủ → sấy → ủ … để giúp vẩn chuyển ẩm ra bề mặt thóc làm cho thóc được sấy khô đều

CHƯƠNG 2 SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN THÓC

2.1 Quy trình chế sơ chế và bảo quản thóc

Quá trình chế biến và bảo quản thóc lúa gồm 4 giai đoạn

- Thu hoạch

Thời điểm thu hoạch thóc lúa.

Lúa chín vàng là thời điểm mà có thể thu hoạch lúc đó tỉ lệ tinh bột tronghạt cao chất lượng gạo cao Ở đồng bằng Bắc Bộ lúa thua hoạch chủ yếu theo hai vụ là vụ đông xuân và vụ hè thu Ở vùng đồng bằng Nam Bộ lúa được sảnsuất thâm canh tăng vụ

Có hai phương pháp thu hoạch

- Phương pháp thu hoạch thủ công

- Phương pháp thu hoạch cơ khí hóa, dùng máy móc

Đối với phương pháp thu hoạch thủ công thì năng suất không cao cần có thời gian dài áp dụng với quy mô canh tác nhỏ lẻ có diện tích gieo trồng không nhỏ Còn phương pháp thu hoạch cơ giới hóa có năng suất lớn hơn, phù hợp với quy môi canh tác với diện tích gieo trồng lớn

- Lúa mới thu hoạch cần trải qua quá trình tuốt đập tách thóc ra khỏi thân rơm

- Đặc điểm của lúa mới thu hoạch

Lúa mới thu hoạch là lúa tươi có hàm lượng nước trong hạt cao, thông thường độ ẩm của thóc mới thu hoạch khoảng 20 – 27 % Với độ ẩm như vậy

ở một số giống có sức sống tốt có thể nảy mẩm trong thời gian ngắn khoảng 48h sau khi thu hoạch Thóc nảy mầm giảm chất lượng lương thực và chất lượng hạt giồng Vậy để tránh hiện tượng này thì chúng ta cần có biện pháp

sử lý làm khô thóc sau khi tách hạt

Thóc có thể làm khô theo từng giai đoạn hoặc làm khô thẳng đến độ ẩm yêu cầu bảo quản và chế biến Như vậy ta có các phương pháp làm khô khác nhau Có thể làm khô tự nhiên hoặc làm khô bằng hệ thống sấy nhân tạo

b Làm sạch và phân loại.

Thóc sau khi tuốt đập tách hạt thóc ra khỏi thân rơm có lẫn các tập chất

hoạch và vận chuyển Có thể làm sạch phân loại thóc nhờ các phương pháp quạt gió hay sàng sảy…

Làm sạch có ý nghĩa quan trọng nó là một trong những khâu sử lý cần thiết trong quá trình bảo quản thóc đặc biệt có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình sấy để hệ thống sấy làm việc hiệu quả Cũng như một phần làm tăng độ sạch của vật liệu sấy trong qua trình bảo quản tốt hơn

c Làm khô.

- Đặc điểm của thóc tươi

Thóc mới tách hạt là thóc tưới có độ ẩm cao nên một số loại có thể nảy mầm, men mốc và nấm dễ phát triển làm cho thóc bị hư hại hoặc kém phẩm chất Thông thường độ ẩm của thóc khi mới thu hoạch từ 20-27% Để thóc không bị hư hại hoặc giảm chất lượng, màu sắc thì trong vòng 48 giờ sau thu hoạch phải làm khô lúa để độ ẩm chỉ còn dưới 20%, sau đó cần tiếp tục xử lí Tùy theo nhu cầu làm khô lúa để xay xát ngay hoặc để tồn trữ lâu dài hoặc để làm giống mà yêu cầu làm khô và công nghệ sấy khác nhau Quá trình làm khô phải làm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trong hạt thóc so với bên ngoài là nhỏ nhất

Độ ẩm của thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu cũng như điều kiện bảo quản Khi thóc có độ ẩm 13-14% có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, nếu muốn bảo quản lâu hơn 3 tháng thì độ ẩm tốt nhất của thóc từ 12-12,5% Độ ẩm thóc và phương pháp làm khô cũng ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo và tỉ lệ gạo gãy trong quá trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho quá trình xay xát từ 13-14%

- Làm khô là quá trình làm giẩm độ ẩm của vật liệu sấy tới độ ẩm yêu cầu công nghệ nào đó, đối với thóc độ ẩm cần đạt tới độ ẩm bảo quản và chế biến

Có hai phương pháp làm khô

- Làm khô tự nhiên (phơi khô tự nhiên dưới ánh nắng mặt trời)

- Làm khô nhân tạo bằng các hệ thống sấy