Hệ thống thiết bị sấy thưng quay pot

SẤY: 1/ Khái niệm chung: Trong cộng nghiệp hóa chất, thựcphẩm, qúa trình tách nước ra khỏi vậtliệu làm khô vật liệu là rất quan trọng.Tùy theo tính chất và độ ẩm của vậtliệu, mức độ làm

A TỔNG QUAN VỀ SẤY

I SẤY:

1/ Khái niệm chung:

Trong cộng nghiệp hóa chất, thựcphẩm, qúa trình tách nước ra khỏi vậtliệu (làm khô vật liệu) là rất quan trọng.Tùy theo tính chất và độ ẩm của vậtliệu, mức độ làm khô của vật liệu, màthực hiện một trong các phương pháp táchnước ra khỏi vật liệu sau đây:

_ Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép,lọc, ly tâm…)

_ Phương pháp hóa lý (dùng clorous calci,acid suluric để hút nước)

_ Phương pháp nhiệt (dùng nhiệt đểbốc hơi nước trong vật liệu)

Sấy là qúa trình làm bốc hơi nước rakhỏi vật liệu bằng nhiệt Nhiệt cung cấpcho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu,bức xạ hoặc bằng năng lượng điệntrường có tần số cao Mục đích của quátrình sấy là giảm khối lượng của vậtliệu, tăng độ bền và bảo quản đượctốt

Trong quá trình sấy nước được cho bay hơi

ở nhiệt độ bất kì do sự khuếch tán bởisự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bêntrong vật liệu và bởi sự chênh lệch ápsuất hơi riêng phần của nước tại bề mặtvật liệu và môi trường xung quanh Sấylà một quá trình không ổn định, độ ẩmcủa vật liệu thay đổi theo không gian vàthời gian

Quá trình sấy được khảo sát về haimặt: Tĩnh lực học và động lực học.

Trong tĩnh lực học, sẽ xác định được mối

quan hệ giữa các thông số đầu và cuốicủa vật liệu sấy và của tác nhân sấydựa trên phương trình cân bằng vật chất _năng lượng, từ đó xác định được thànhphần vật liệu, lượng tác nhân sấy vànhiệt lượng cần thiết

Trong động lực học, sẽ khảo sát mối

quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩmvật liệu với thời gian và các thông sốcủa quá trình ví dụ như tính chất và cấutrúc của vật liệu, kích thước vật liệu,các điều kiện thủy động lực học của tácnhân sấy và thời gian sấy thích hợp

Sấy là một trong những khâu quantrọng trong công nghệ sau thu hoạch, chếbiến và bảo quản nông sản Trong quytrình cộng nghệ sản xuất của rất nhiềusản phẩm đều có công đoạn sấy khôđể bảo quản dài ngày, nâng cao giá trịsản phẩm Sấy còn tạo ra nhiều loại sảnphẩm khác nhau của cùng một loạinguyên liệu Các sản phẩm nông nghiệpdạng hạt như thóc, ngô, đậu, lạc… sau khithu hoạch cần làm khô kịp thời nếukhông chất lượng sản phẩm sẻ bị giảm,thậm chí hỏng, dẫn đến tình trạng giatăng hao hụt sau thu hoạch Các sản phẩmnông nghiệp dạng củ, quả như khoai tây,sắn, vải thiều, nhãn xoài, rau các loạirất cần sấy để tạo ra một số sản phẩmcó giá trị, nâng cao hiệu quả kinh tế

Như vậy sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng, nhu cầu sấy nói chung cũng như

sấy nông sản nói riêng ngày càng lớn và đa dạng

2/ Tác nhân sấy:

2.1 Nhiệm vụ của tác nhân sấy:

Tác nhân sấy có nhiệm vụ sau:

1 Gia nhiệt cho vật sấy

2 Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường

3 Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng do quá

nhiệt

Tùy theo phương pháp sấy, tác nhân sấy có thể thực hiện một hoặc hai trong ba

nhiệm vụ nói trên

Khi sấy đối lưu, tác nhân sấy làm hai

nhiệm vụ gia nhiệt và tải ẩm

Khi sấy bức xạ, tác nhân sấy làm nhiệmvụ tải ẩm và bảo vệ vật sấy

Khi sấy tiếp xúc tác nhân sấy làm

nhiệm vụ tải ẩm

Khi sấy bằng điện trường tấn số cao, tácnhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm

Khi sấy chân không chỉ có thể cấp

nhiệt bằng bức xạ hay dẫn nhiệt hoặc kết hợp bơm chân không và thiết bị ngưng kết ẩm (sấy thăng hoa), vì vậy phương pháp

sấy chân không không cần tác nhân sấy

2.2 Các loại tác nhân sấy:

khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị

thêm bộ gia nhiệt không khí (calorifer khí – hơihay khí – khói); nhiệt độ không khí để sấy

không thể quá cao, thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ cao hơn thiết bị trao đổi nhiệt phải sử dụng thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao

2.2.2.Khói lò:

Dùng khói lò làm tác nhân sấy có ưu

điểm là phạm vi nhiệt độ rộng từ 10000C, không cần calorife Tuy vậy dùng khói lò

có nhược điểm là khói có thể làm ô

nhiễm sản phẩm sấy Vì vậy khói chỉ

dùng cho càc vật liệu không sợ ô nhiễm

như gỗ, đồ gốm, một số loại hạt có vỏ

;

2.2.3.Hơi quá nhiệt:

Dùng hơi quá nhiệt làm tác nhân sấy

trong trường hợp sản phẩm sấy dễ cháy

nổ và sản phẩm sấy chịu được nhiệt độ

cao vì sấy bằng hơi quá nhiệt nhiệt độ

thường lớn hơn 1000C (sấy ở áp suất khí

quyển)

3/ Cấu trúc hệ thống sấy:

3.1.Các bộ phận cơ bản của hệ thống sấy:

Hệ thống sấy bao gồm các bộ phận cơ

bản sau:

3.1.1.Buồng sấy:

Buồng sấy là không gian thực hiện quá trình sấy khô vật liệu Đây là bộ phận

quan trọng nhất của hệ thống sấy Tùy

theo phương pháp sấy, loại thiết bị sấy mà buồng sấy có dạng khác nhau Ví dụ thiết

bị sấy buồng, bộ phận buồng sấy có thể

nhỏ như một cái tủ, có thể lớn như một

căn phòng Trong thiết bị sấy hầm, buồng sấy là một buồng có chiều dài lớn như

một đường hầm (tuynen) Trong thiết bị sấy phun, buồng sấy là một buồng hình trụ

đứng hay nằm ngang Trong thiết bị sấy khí động, buồng sấy là một ống hình trụ

đứng, có chiều cao lớn

3.1.2.Bộ phận cung cấp nhiệt:

Tùy theo hệ thồng sấy khác nhau, bộ

phận cung cấp nhiệt cũng khác nhau Ví dụ, trong thiết bị sấy bức xạ, bộ phận cấp

nhiệt khá đơn giản, có thể là các đèn

hồng ngoại, các ống dây điện trở, hay cáctấm bức xạ gia nhiệt bằng chất lỏng hay

khí đốt

Thiết bị sấy đối lưu dùng môi chất sấy là không khí, chất tải nhiệt là hơi nước thì bộ phận cấp nhiệt là calorife khí – hơi Nếu chất tải nhiệt là khói thì bộ phận cấp

nhiệt là calorife khí – khói

3.1.3.Bộ phận thông gió và tải ẩm:

Bộ phận này có nhiệm vụ tải ẩm từ

vật sấy vào môi trường Khi sấy bức xạ

việc thông gió còn có nhiệm vụ bảo vệ vật sấy khỏi quá nhiệt

Các thiết bị sấy dưới áp suất khí quyển đều dùng môi chất đối lưu (tự nhiên hay

cưỡng bức) để tải ẩm Trong các thiết bị này đều cần tạo điều kiện thông gió tốt trên bề mặt vật liệu để ẩm thoát ra từ

vật được môi chất mang đi dễ dàng Khi

thông gió cưỡng bức bộ phận này gồm:

các quạt gió, các đường ống dẫn gió cấp vào buồng sấy, đường hồi (nếu có), ống thoát khí…

Các thiết bị sấy chân không, việc thải ẩm dùng bơm chân không hoặc kết hợp

với các bình ngưng ẩm (sấy thăng hoa)

3.1.4.Bộ phận cấp vật liệu và lấy

các xe được đẩy vào buồng sấy và sản

phẩm lấy ra từ các xe goòng Việc đẩy xe vào và lấy ra có thể bằng thủ công hay

cơ khí Trong thiết bị sấy hầm dùng băng

tải, vật liệu được đưa vào và lấy ra khỏi

hầm bằng băng tải Trong thiết bị sấy

phun, vật liệu đua vào bằng bơm qua vòi

phun Sản phẩm được lấy ra dưới dạng bột bằng các gạt và vít tải

3.1.5.Hệ thống đo lường, điều khiển:

Hệ thống này có nhiệm vụ đo nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm tương đối của môi chất

sấy tại các vị trí cần thiết t1, 1, t2, 2, … đo

nhiệt độ khói lò Tự động điều chỉnh

nhiệt độ, độ ẩm môi chất vào thiết bị

nhằm duy trì chế độ sấy theo đúng yêu

cầu

3.2.Các dạng cấu trúc hệ thống sấy:

3.2.1.Hệ thống sấy công suất nhỏ:

Hệ thống sấy này thường có cấu trúc

dạng tủ, đa số là các kiểu sấy đối lưu

cưỡng bức, một số kiểu sấy bức xạ, sấy bằng điện trường tần số cao Các thiết bị

sấy loại này thường được chế tạo hàng loạtcó thể điều khiển tự động nhiệt độ môi chất sấy Vật liệu sấy thường đặt trên

các khay đưa vào buồng sấy bằng thủ

công và đặt trên các giá đỡ trong buồng Loại thiết bị này có thể sấy nhiều loại

sản phẩm khác nhau

3.2.2.Hệ thống sấy công suất lớn:

Hệ thống này có cấu trúc rất đa dạng

tùy thuộc vào phương pháp sấy, kiểu thiết

bị sấy Trong hệ thống này cần bố trí hợp lígiữa buồng sấy với các bộ phận khác

như: bộ phận cấp nhiệt, cấp hơi nước, cấp khói, bộ phận cấp vật liệu và lấy sản

phẩm… Trong dây chuyền công nghệ sản

xuất sản phẩm, hệ thống sấy được bố trí trong một phân xưởng sơ chế nguyên liệu hay thành phẩm Có một số xí nghiệp, hệ thống sấy là hệ thống chính, ví dụ xí

nghiệp sản xuất cà phê hạt bao gồm các công đoạn như sau: sát ướt (quả cà phê

đem chà sát, rửa sạch lấy hạt), hong và

sấy Ở đây hệ thống sấy là chính Sản

phẩm là ca phê hạt đóng bao Trong các xí nghiệp sản xuất rau quả khô, hệ thống

sấy cũng là hệ thống chính

4/ Thiết bị sấy:

4.1.Phân loại:

Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp

sấy rất khác nhau nên có nhiều kiểu thiết

bị sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách

phân loại thiết bị sấy:

Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy

bằngkhông khí hoặc thiết bị sấy bằng khóilò, ngoài ra còn có các thiết bị sấy bằng

phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa,

sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng

điện cao tần

Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy

chân không, thiết bị sấy ở áp suất

thường

Dựa vào phương thức làm việc: sấy liên

tục hay sấy gián đoạn

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, hoặc

thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ…

Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy,

hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy

thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun…

Dựa vào chiều chuyển động của tác

nhân sấy và vật liệu sấy: cùng chiều,

nghịch chiều và giao chiều

4.2.Chọn thiết bị sấy:

Thiết bị sấy làm việc gián đoạn có

nhược điểm là năng suất thấp, cồng kềnh,thao tác nặng nhọc nếu không có bộ phậnvận chuyển, nhiều khi không đảm bảo

chất lượng sản phẩm Thiết bị sấy làm

việc gián đoạn thường được ứng dụng khi

năng suất nhỏ, sấy các loại hình dạng

khác nhau

Thiết bị sấy liên tục cho chất lượng sản phẩm tốt hơn, thao tác nhẹ nhàng hơn

Yếu tố quan trọng để chọn thiết bị sấy

liên tục la tính chất của vật liệu sấy

Để sấy vật liệu cục người ta dùng chủ yếu là loại thùng quay, loại đường hầm

Để sấy vật liệu hạt, tơi, người ta dùng

loại thùng quay, loại thổi khí, loại xiclôn, loại vòi rồng, loại tầng sôi

Trong một số trường hợp người ta tiến

hành sấy hai bậc thích hợp hơn Ví dụ bậc

thú nhất có thể dùng loại sấy vòi rồng, xiclôn hay sấy phụt Trong các loại máy sấy này lượng ẩm trên bề mặt được lấy đi

nhanh chóng và có thể dùng chất tải

nhiệt có nhiệt độ lúc đầu cao Trong bậc

sấy thứ hai có thể dùng loại sấy tầng sôi để tách phần ẩm bên trong Khi sấy vật

liệu không chịu được nhiệt độ cao thì nhiệt độ đầu của tác nhân sấy không cần cao lắm, có thể giữ nhiệt độ đầu thấp hơn so với bậc thứ nhất

Để sấy vật liệu nhão người ta dùng loại băng – trục, loại trục, hay loại hình trụ – nón với lớp vật liệu ở dạng tầng sôo hay vòi rồng

Để sấy huyền phù, dung dịch, chất nóng chảy thường dùng loại sấy phun cũng như

loại tầng sôi, vòi rồng

Vấn đề quyết định để chọn cơ cấu thiết

bị sấy và tác nhân sấy phụ thuộc vào

nhiệt độ sấy cho phép và thời gian lưu lại cho phép của vật liệu trong thiết bị sấy

Thiết bị sấy chân không sấy thăng hoa

phức tạp và đắt, vì thế chỉ nên dùng khi không thể thực hiện được sấy ở áp suất thường, ví dụ sấy vật liệu dễ nổ hay vật

liệu nhả các hơi độc, các sản phẩm dược, thực phẩm có chất lượng cao

4.3.Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy:

Yêu cầu của thiết bị sấy là phải làm

việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể

điều chỉnh được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ

và độ ẩm của tác nhân sấy), tiết kiệm

nguyên vật liệu và năng lượng, dễ sử

dụng

Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những

số liệu sau đây

Loại vật liệu cần sấy (rắn, nhão,

lỏng…), năng suất, độ ẩm đầu và cuối

của vật liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy

Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết

bị, vẽ quy trình sản xuất, chọn kiểu thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và điều kiện sản xuất

Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị

Tính cân bằng nhiệt lượng để tính lượng

nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần thiết

Đối với các thiết bị làm việc ở áp suấtkhí quyển cần phải tính độ bền

Sau khi tính xong những vấn đề trên ta bắtđầu chọn và tính các thiết bị phụ của hệ thống: bộ phận cung cấp nhiệt (lò đốt,

calorife), bộ phận vận chuyển, bộ phận thu hồi bụi (nếu có), quạt, công suất tiêu thụ để chọn động cơ điện

Cuối cùng nghiên cứu sơ đồ các dụng cụ

đo lường kiểm tra và nghiên cứu việc tự

động hóa quá trình

II.GIÓI THIỆU VỀ THIẾT BỊ SẤY

THÙNG QUAY:

Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay:(vẽ hình)

Đây là loại thiết bị sấy quan trọng được

dùng rộng rải trong công nghiệp hóa chất, thực phẩm để sấy một số loại hóa chất, phân đạm, ngũ cốc, bột đường… nói chung là các vật liệu rời có khả năng kết dính Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển,

tác nhân sấy có thể là không khí hoặc

khói lò Hình trên cho thấy một dạng thiết

bị sấy thùng quay trong đó vật liệu sấy vàtác nhân sấy chuyển động nghịch chiều

Thiết bị gồm một thùng hình trụ đặt hơi

dốc so với mặt nằm ngang từ 1/15 1/50, có hai vành đai khi thùng quay thì trượt trên các con lăn tựa Khoảng cách giữa các con lăn tựa này có thể điều chỉnh được để thay

đổi gốc nghiêng của thùng Thùng quay

được nhờ bánh răng truyền động nối với các bộ phận dẫn động từ động cơ

Vật liệu ướt vào thùng ở đầu cao và

được đảo trộn, di chuyển trong thùng nhờ

những cánh đảo do đó vật liệu tiếp xúc

với không khí sấy tốt hơn Vận tốc chuyển động của tác nhân sấy trong thùng

khoảng 2 3 m/s, còn thùng quay với tốc độ

1 8 vòng/ph Vật liệu khô được tháo ra ở

đầu thấp của thùng Khí thải được dẫn qua cyclon để thu hồi các hạt vật liệu rắn bị

dòng khí lôi cuốn theo

Ưu điểm của loại thiết bị sấy thùng quay,

là quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt

nhờ có sự tiếp xúc tốt giữa vật liệu và tác nhân sấy, cường độ sấy tính theo lượng ẩm đạt được cao, tuy nhiên do vật liệu bị

đảo trộn nhiều nên dễ bị gãy vụn, tạo ra bụi, do đó trogn một số trường hợp làm

giảm phẩm chất của sản phẩm

Thời gian lưu trữ vật liệu trong thiết bị

sấy: Thời gian lưu trung bình của vật liệu

rắn trong thiết bị sấy phải bằng thời gian sấy cần thiết Tuy nhiên thời gian lưu của

từng hạt vật liệu có thể khác với thời

gian lưu trung bình và điều này có thể làm

cho chất lượng sản phẩmkhông đều Trong thiết bị sấy vật liệu được nâng lên và rớtxuống do những cánh đảo; khi không có

dòng khí, mỗi lần vật liệu được nâng lên và rớt xuống nó sẽ di chuyển được một

khoảng bằng tích số của chiều dài khoảng cách rơi với độ dốc của thiết bị Các hạt có chuyển động tịnh tiến sau khi rơi, chuyểnđộng này bị giảm khi dòng khí thổi ngược

chiều hoặc tăng thêm khi dòng khí thổi

=

trong đó: - khối lượng riêng biểu kiến

của vật liệu khô, kg/m 3

Z - chiều dài thùng sấy, m; d –

đường kính thùng sấy, m.

Theo Friedman và Marshall hệ số chứa củathùng sấy thay đổi theo điều kiện làm việccủa thùng sấy và có thể biểu diễn theo

với: - hệ số chứa khi không có dòng khí

- hiệu chỉnh do ảnh hưởng của tốc

độ khí G’, kg/h Dấu + khi dòng khí và rắn

chuyển động nghịch chiều, dấu – khi chuyểnđộng cùng chiều.

Trong những điều kiện vật liệu được đảo trộn bình thường và không lớn hơn 0.08

thì tính theo công thức sau:

với: - suất lượng vật liệu khô cho một

đơn vị tiết diện thùng sấy, kg/h, m 2

s – độ dốc của thùng sấy, m/m; n – số

vòng quay, vòng/phút

Hằng số K phụ thuộc trên tính chất của vật liệu và bằng:

K =

với dp là đường kính của hạt, m

Hệ số chứ tốt nhất từ 0.05 0.15 Hệ số chứa lớn thì sự tiếp xúc giữa pha rắn và

khí kém và công suất để thùng quay sẽ

lớn hơn

Những biểu thức trên chỉ sử dụng trong trường hợp tốc độ khí vừa phải, không tạo bụi quá đáng và lôi cuốn hạt rắn Lượng

bụi chỉ nên chiếm tối đa từ 2 5% nhập

liệu, và tốc độ khí cho phép tương ứng tùy thuộc trên loại vật liệu Tốc độ khí thường

từ 1000 kg/h.m 2 50000 kg/h.m 2 Với chất rắn

có kích thước 35 mesh, tốc độ khí thích hợp là 5000 kg/h.m 2 Trong trường hợp bất kì, tốt

nhất là phải dựa trên những thử nghiệm thực tế để có được kết luận cuối cùng.

Thiết bị sấy thường được chế tạo với tỉ số chiều dài/đường kính từ 4 10 Các cánh trộn trong thùng có chiều cao từ 8 12%

đường kính Tốc độ quay ứng với vận tốc

dài là từ 12 m/s đến 30 m/s và độ dốc

của thùng trong khoảng 0 0.08 m/m Đôi khi

thiết bị sấy có độ dốc âm cho trường hợp sấy cùng chiều

B.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY:

NÔNG SẢN : THÓC

I.GIỚI THIỆU:

Lúa là cây lương thục chính ở nước ta,

gạo cung cấp khoảng 40% protein trong khẩu phần ăn hàng ngày của nhân dân ta và nhân dân ở các nước vùng Đông Nam Á Đối với nước ta, trong những năm gần đây lúa là một trong những mặt hàng xuất

khẩu chủ yếu trong nông nghiệp, do vậy

công nghệ bảo quản chế biến lúa gạo

nhằm giảm tổn thất (hiện tượng mất mùa trong nhà) sau thu hoạch có vai trò rất quan trọng

Giống lúa là một trong những yếu tố

quyết định năng suất, chất lượng gạo, đồngthời trong công tác bảo quản chế biến,

giống lúa cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng Do quá trình sinh lý – sinh hóa, cấu tạohạt của từng giống lúa, nên trong quá trìnhbảo quản xảy ra hiện tượng hư hỏng hoặc xâm nhiễm phá hoại của các loại sinh vật

hại kho như: côn trùng, chuột, và sự phát

triển của các vi sinh vật như: nấm mốc…

Trong những năm gần đây, sản xuất

nông nghiệp xuất hiện trào lưu tuyển chọn giống lúa có năng suất cao, có chất lượng cao và chống chịu sâu bệnh tốt nhằm đápứng nhu cầu ngày càng lớn của sản xuất và tiêu dùng Thường thường người ta thu

hoạch lúa khi độ ẩm của hạt khoảng

18-22% Có rất nhiều nhân tố cần được tính

đến để có vụ mùa bội thu như lúa phải

chín, có chất lượng cao và độ ẩm thích hợp

II.THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA NÔNG SẢN (NS):

Trong rau quả, hàm lượng nước rất cao,

chiếm 80–95% Một số loại củ và hạt lấy

tinh bột như sắn, khoai sọ và ngô chứa 50% nước Hạt lương thực như thóc chứa tương đối

ít hơn (11–20%) Nước cũng phân bố không đều trong các loại mô khác nhau Nước

trong mô che chở ít hơn trong nhu mô Ví dụ, trong cam quýt, hàm lượng nước trong vỏ là 74.7%, còn trong múi tới 87.2%

_ Nước đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào, nên hiển nhiên

có ý nghĩa trong việc duy trì sự sống của

NS Trước hết, nước được xem là thành

phần quan trọng xây dựng nên cơ thể thực vật Nước chiếm đến 90% khối lượng chất nguyên sinh và nó quyết định tính ổn định về cấu trúc cũng như trạng thái của keo

nguyên sinh chất

_ Nước còn có chức năng sinh hóa vô

cùng quan trọng, là dung môi đặc hiệu cho các phản ứng hóa sinh xảy ra, đồng thời

là nguyên liệu cho một số phản ứng sinh hóa Chẳng hạn nước tham gia trực tiếp vàophản ứng oxy hóa nguyên liệu hô hấp để giải phóng năng lượng, tham gia vào hàng loạt các phản ứng thủy phân quan trọng

như thủy phân tinh bột, protein, lipit…

_ Nước là môi trường hòa tan các chất

khoáng, các chất hữu cơ như các sản

phẩm quang hợp, các vitamin, các

phytohoocmon, các enzym… và vận chuyển lưu thông đến các tế bào, các mô và cơ quan

_ Nước trong NS còn là chất chỉnh nhiệt Khi nhiệt độ không khí cao, nhờ quá trình bayhơi nước mà nhiệt độ môi trường xung

quanh NS hạ xuống nên các hoạt độnt sống khác tiến hành thuận lợi

_ Tế bào thực vật bao giờ cũng duy trì

một sứx trương nhất định Nhờ sức trương này mà khi tế bào ở trạng thái ở trạng

thái no nước, NS luôn ở trạng thái tươi tốt, rất thuận lợi cho các hoạt động sinh lý

khác Tóm lại, nước vừa tham cấu trúc

nên cơ thể thực vật, vừa quyết định các

biến đổi sinh hóa và các hoạt động sinh lýtrong NS.

_ Nước trong NS chủ yếu ở dạng tự do Cótới 80–90% lượng nước tự do ở trong dịch

bào, phần còn lại trong chất nguyên sinh

và gian bào Chỉ một phần nhỏ của nước (không quá 5%) là ở dạng liên kết trong

các hệ keo của tế bào Ở màng tế bào, nước liên với protopectin, xenlulozơ và

hemixenlulozơ

_ Khi NS đã tách ra khỏi môi trường sống và cây mẹ (tức là sau thu hoạch), lượng

nước bốc hơi không phù đắp lại

Hàm lượng nước trong NS cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả

năng bảo quản của chúng Ở các NS có hàm lượng nước cao, các quá trình sinh lý

xảy ra mảnh liệt, cường độ hô hấp tăng làm tiêu tốn nhiều chất dinh dưỡng dự trữ và sinh nhiệt Việc bảo quản những sản

phẩm có chứa nhiều nước này cũng có

khó khăn hơn vì chúng là môi trường thuậnlợi cho các vi sinh vật hoạt động, làm giảm chất lượng NS

2.Các hợp chất gluxit (Cacbon hydrat):

Các hợp chất gluxit là thành phần chủ

yếu của NS (chiếm tới 90% hàm lượng chấtkhô, chỉ sau nước ở các NS tươi), là thức

ăn chủ yếu của người, động vật và vi sinhvật Các hợp chất gluxit trong NS chủ yếu

tồn tại ở cá dạng sau: đường glucozơ,

fructozơ (trong quả), saccarozơ (trong mía, củ

cải đường), tinh bột (trong hạt, củ), các

chất tạo xơ như xenlulozơ và hemixenlulozơ

(chủ yếu trong thành tế bào, vỏ NS)

a.Đường:

Dường la thành phần dinh dưỡng quan

trọng và là một trong những yếu tố cảm quan hấp dẫn người tiêu dùng đối với cácloại NS tươi Đường chủ yếu tồn tại dưới

dạng glucozơ, fructozơ và saccarozơ Hàm

lượng đường thường cao nhất ở các loại

quả nhiệt đới, thấp nhất ở các loại rau

b.Tinh bột:

_ Là chất dự trữ chủ yếu của các NS

loại hạt lúa (lúa gạo, mỳ, mạch, cao lương

ngô), củ (khoai lang, khoai sọ, khoai môn,

khoai tây, sắn), quả (chuối, plantain) và là nguồn dinh dưỡng chủ yếu nuôi sống con

người Ở thóc, ngô và một số loại củ,

tinh bột chiếm 60–70%, khoai tây 12-20% khốilượng chất khô

_ Tinh bột gồm 2 loại là amylozơ và

amylopectin khác nhau về cấu tạo phân tử, về tính chất hóa học và lý học

+ Amylozơ có cấu tạo chuỗi xoắn không phân nhánh, mỗi vòng xoắn chứa 6 gốc

glucozơ Amylozơ tan trong nước, không tạo

thành hồ khi đun nóng, cho phản ứng màu xanh với iốt

+ Amylopectin có cấu tạo nhánh, khối

lượng phân tử thườnng lớn hơn amyloxơ đến hàng triệu Amylopectin tạo thành hồ khi đun nóng, cho phân tử ứng màu tím với iốt

_ Đa số các loại tinh bột chứa 15–25%

amylozơ và 75–80% amylopectin Hàm lượng

amylozơ và amylopectin trong tinh bột có thể thay đổi phụ thuộc loại NS, giống và điều

kiện trước thu hoạch Sau khi thu hoạch, dưới tác dụng của các enzym -glucan-

phatphorilaza và , -amylaza, tinh bột trong NS sẽ bị thủy phân tạo thành các đường đa, glucozơ và fructozơ

c.Xenlulozơ, hemixenlulozơ, các chất

pectin và ligin:

Là các cabonhydrat liên kết với nhau, cấutrúc nên thành phần tế bào Trong quá

trình chín, các cacbonhydrat này bị thủy phânvà sẽ làm trái cây mềm

_ Xenlulozơ và hemixenlulozơ, chủ yếu nằm

ở các bộ phận bảo vệ như vỏ quả, vỏ

hạt Trong các loại quả, xenlulozơ và

hemixenlulozơ chiếm khoảng 0.5-2%; rau

khoảng 0.2-2.8%; các loại quả hạch có vỏ cứng có thể chiếm tới 15% khối lượng

chất khô Trong quá trình chín rau quả, các cabonhydrat này dưới tác dụng của enzym

có thể bị thủy phân tạo thành các dạng

đường như glycozơ, galactozơ, fructozơ, mannozơ,arabonozơ, xilozơ

_ Các chất pectin cấu tạo từ các axit

polygalacturonic, tồn tại chủ yếu trong thành tế bào Trong vỏ trái cây, pectin chiếm

khoảng 1-1.5% Pectin thường tồn tại dưới 2 dạng:

+ Dạng không hòa tan còn gọi là

protopectine, có trong thành tế bào

+ Dạng hòa tan (axit polygalacturonic), có

trong dịch bào

Trong quá trình chín, các protopectine dưới tác dụng của enzym polygalacturonaza sẽ bị thủy phân thành đường, rượu etylic và

pectin hòa tan làm cho quả trở nên, mềm

Tuy hệ liêu hóa của con người không có các enzym phân giải được các thành phần trên, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng

là cung cấp chất xơ, giúp tăng cường nhu

động ruột, hỗ trợ tiêub hóa và chống táo bón

3.Hợp chất có chứa nitơ:

_ Nitơ trong NS tồn tại chủ yếu dưới dạng nitơ trong các protein và các hợp chất phi

protein (axit amin tự do, amit…) Hàm lượng

protein trong NS tùy thuộc vào loại NS nhưng nó đều có giá trị dinh dưỡng cao Đối với các loại hạt và củ giống, protein đóng vai

trò sống còn trong việc phát triển mầm

Nếu tính theo khối lượng chất khô, protein

trong thóc: 7-10%; cao lương: 10-13%; đậu

tương: 36-42%; quả: 1%; rau: 2% (các loại rau họ đậu đỗ chứa khoảng 5%) Với các sản phẩm rau quả, phần lớn protein đóng vai

trò chức năng (như cấu tạo nên các enzym)chứ không dự trữ như trong các loại hạt

_ Protein trong nhiều loại NS có vai trò quan trọng trong việc cung cấp cá axit amin, đặc

biệt là các axit amin không thay thế cho con người và gia súc (trong đậu tương, khoai tây có đủ 8 axit amin không thay the Sự có mặtđầy đủ và cân đối các axit amin không

thay thế, cùng với các chất ức chế tiêu

hóa protein tối thiểu đã tạo nên giá trị

dinh dưỡng cao của một số protein của mộtsố cây trồng

4.Chất béo (lipit):

_ Chất béo là hỗn hợp các este của

glyxerin và các axit béo, có công thức

chung: CH2OCOR1-CH2OCOR2-CH2OCOCR3 (R1,R2,R3 là các gốc của các axit béo) Axit béo có

2 loại no và không no, các axit béo không nodễ bị oxy hóa hơn các axit béo no

_ Chất béo là chất dự trữ năng lượng

chủ yếu của hạt thực vật Khoảng 90% loàithực vật có chất dự trữ trong hạt là chất

béo chứ không phải tinh bột Khi oxy hóa 1gchất béo giải phóng ra 38kJ, 1g tinh bột hay protein chỉ cho 20kJ

_ Ở các loại rau quả, chất béo chủ yếu

ở dạng cấu tử tham gia vào thành phần

cấu trúc màng, hay lớp vỏ sáp bảo vệ

Hàm lượng thường <1% khối lượng tươi, trừ trái bơ và ôliu chứ trên 15% khối lượng

tươivà ở dạng hạt nhỏ trong tế bào thịt

quả

_ Ở các loại hạt, chất béo chủ yếu có trong các loại cây họ đậu, cây lấy dầu, ở lúa mì là 1.7-2.3%; lúq nước 1.8-2.5%; ngô

3.5-6.5%; đậu tương 15-25%; lạc 40-57%; thầu dầu 57-70%

Đối với những NS chứa nhiều chất béo, trong quá trình bảo quản có thể xảy ra cácquá trình phân giải chất béo tạo thành

các axt béo, aldeht và xêtôn làm cho sản phẩm có mùi ôi, khét, chỉ số axit của

chất béo tăng lên và phẩm chất bị giảm

5.Axit hữu cơ:

_ Các axit hữu cơ cũng là nguyên liệu choquá trình hô hấp Tuy nhiên phần lớn các loại rau quả đều tích lũy lượnng axit hữu cơ nhiều hơn so với yêu cầu hô hấp của

chúng, do đó lượng này thường được giữ lại trong các không bào Quả chanh thường có khoảng 3g axit hữu cơ/100 quả tươi Phần lớncác axit hữu cơ trong NS thường là axit xitric (axit chanh) và axit malic (axit táo) Ngoài ra

có một số axit đặc thù khác như axit

tartaric trong nho, axit oxalic trong rau bina…

_ Axit hữu cơ giảm trong quá trình bảo

quản và chín, một mặt là do cung cấp cho quá trình hô hấp, mặt khác nó có tác

dụng với rượu sinh ra trong rau quả tạo thànhcác este làm cho rau quả có mùi thơm đặc trưng Ngoài chức năng hóa sinh, axit hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc tạo ra vị cho

NS, đặc biệt trái cây, tỉ lệ giữa lượng

đường và axit sẽ tạo ra vị đặc trưng của

sản phẩm

6.Vitamin và chất khoáng:

_ Vitamin là những hợp chất hữu cơ có

hàm lượng rất nhỏ trong cơ thể nhưng rất

cần thiết cho hoạt động sống mà con ngườivà động vật, hoặc không có khả năng tự tổng hợp, hoặc tổng hợp được một lượng

rất nhỏ, không đủ thỏa mãn nhu cầu của

cơ thể Vì vậy vitamin phải được cung cấp

nhiều từ các nguồn thức ăn bên ngoài NSlà nguồn quan trọng cung cấp nhiều vitamin cho con người, đặc biệt vitamin A, B, C, PP, E…

_ Có 2 nhóm vitamin: nhóm hòa tan trong nước có chức năng về năng lượng, tham giaxúc tác cho các quá trình sinh hóa giải

phóng năng lượng (các phản ứng oxy hóa khử, sự phân giải các hợp chất hữu cơ…); nhóm hòa tan trong dung môi hữu cơ (chất béo) có chức năng tạo hình, tham gia vào

các phản ứng xây dựng nên các chất,

các cấu trúc mô và cơ quan

_ Vitamin B1 (thiamin) có nhiều trong cám

gạo, đậu Hà Lan, một số loại củ, rau quả Thiamin tham gia các phản ứng hóa sinh then chốt của cơ thể, thiếu thiamin sẽ gây ra

bệnh beri (phù thũng)

+ Vitamin A (retinol), ngoài chức năng xúc tác sinh hóa, còn có vai trò trong sự cảm

quan của mắt Thiếu vitamin A trong thời gian dài sẽ dẫn đến hiện tượng mù lòa Dạng hoạt động của vitamin A không tồn tại trong

NS, nhưng một số loại carotenoid như là –

caroten có thể được cơ thể con người

chuyển hóa thành vitamin A và được gọi là các tiền vitamin A Các loại khác, như lyopen tạo màu đỏ quả cà chua, không có hoạt

tính vitamin A

+ Vitamin B (axit folic) liên quan đến quá

trình sinh tổng hợp ARN Thiếu vitamin B gây bệnh thiếu máu, đặc biệt nguy hiểm cho

quá trình phát triển thai nhi ở phụ nữ có

thai Các loại rau ăn lá có chứa nhiều

vitamin B, đặc biệt các loại rau có màu

xanh

+ Vitamin C (axit ascorbic) chống bệnh thiếu máu (scurvy) ở người Rau quả là nguồn

cung cấp đến 90% lượng vitamin C Cơ thể

người cần khoảng 50mg vitamin C/ngày

Vitamin C có nhiều trong ổi, đu đủ, cam quýt,súplơ, ớt Tuy nhiên vitamin lại dễ bị oxy

hóa và bị chuyển thành dạng

dehydroascorbic dễ bị thủy phân dưới tác

dụng của nhiệt độ

_ Chất khoáng chủ yếu trong rau quả là kali, khoảng 200mg/100g tươi Ngoài những

chất kể trên, trong NS còn nhiều vitamin và chất khoáng khác, nhưng đóng góp cho dinh dưỡng con người không nhiều Ví dụ trong rauquả có nhiều sắt và canxi, nhưng thường

tồn tại dưới các dạng mà cơ thể con người khó hấp thu

7.Hợp chất bay hơi:

Các hợp chất bay hơi là những hợp chất có hàm lượng không đáng kể so với khối lượng NS, nhưng lại có ý nghĩa rất lớn trong việc tạo ra mùi và hương thơm đặc trưng cho NS

Trong NS có thể có tới hàng trăm chất bay hơi nhưng người tiêu dùng chỉ có thể

nhận ra một số ít trong số chúng

Chất bay hơi tạo ra chủ yếu trong quá trìnhchín rau quả là etylen, chiếm tới 50-75%

tổng lượng cacbon dành cho sinh tổng hợp

các chất bay hơi Tuy nhiên etylen không

tham gia vào chức năng tạo mùi cho NS

8.Sắc tố: