BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY SẤY THANH LONG
SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI CẤP NHIỆT NĂNG SUẤT 7KG
NGUYÊN LIỆU/MẺ
Mã số đề tài:

21/1NL01

Chủ nhiệm đề tài: ThS. ĐOÀN THỊ HỒNG HẢI
Đơn vị thực hiện:

Khoa công nghệ Nhiệt Lạnh

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2022


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy sấy thanh long sử dụng tia
hồng ngoại cấp nhiệt năng suất 7kg nguyên liệu/mẻ
Mã số đề tài:

21/1NL01

Chủ nhiệm đề tài: ThS. ĐỒN THỊ HỒNG HẢI
Đơn vị thực hiện:

Khoa cơng nghệ Nhiệt Lạnh

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2022


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo Nhà trường, phòng Quản lý Khoa Học
và Hợp tác Qc tế, phịng Tài chính Kế tốn, Ban chủ nhiêm khoa Công Nghệ Nhiệt
Lạnh của Trường Đại Học Cơng Nghiêp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất
cho tơi để hồn thành đề tài này. Tôi cũng xin cảm ơn đến các thành viên tham gia thực
hiện đề tài và thành viên trong Hội đồng Nghiệm thu đề tài đã có những ý kiến đóng góp
quý báu cho đề tài này.


PHẦN I. THƠNG TIN CHUNG:
I. Thơng tin tổng qt
1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy sấy Thanh long sử dụng tia hồng
ngoại cấp nhiệt năng suất 7kg nguyên liệu/mẻ.
1.2. Mã số: 21/1NL01

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
TT

1

Họ và tên
(học hàm, học vị)

ThS. Đoàn Thị Hồng Hải

2 ThS. Lê Đình Nhật Hồi
3 ThS. Phạm Quang Phú
4 GVC.ThS. Nguyễn Thị Tâm
Thanh
5 TS. Vũ Thị Hoan

Đơn vị công tác

Khoa CN Nhiệt Lạnh
Bộ môn Kỹ thuật cơ sở
Khoa CN Nhiệt Lạnh
Bộ môn Kỹ thuật nhiệt
Khoa CN Nhiệt Lạnh
Bộ môn Kỹ thuật nhiệt
Khoa CN Nhiệt Lạnh
Bộ mơn Kỹ thuật nhiệt

Vai trị thực hiện đề
tài


Chủ nhiệm đề tài
Thành viên chính
Thành viên chính
Thành viên chính

Viện Cơng nghệ Sinh học
Thành viên chính
– Thực phẩm
1.4. Cơ quan chủ trì: Khoa CN Nhiệt Lạnh
1.5. Thời gian thực hiện:
1.5.1. Theo hợp đồng: 12 tháng, từ tháng 3/2021 đến tháng 03/2022
1.5.2. Gia hạn: đến tháng 09/2022.
1.5.3. Thực hiện thực tế: 18 tháng, từ tháng 03/2021 đến tháng 09/2022.
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu: Không
1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của để tài: 86 triệu đồng.
II. Kết quả nghiên cứu
1. Đặt vấn đề
Công nghệ bảo quản sau thu hoạch đóng vai trị rất quan trọng trong nền kinh tế,
nó khơng chỉ đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm cho mỗi quốc gia mà còn cho
cả thế giới. Vì thế, việc phát triển cơng nghệ sau thu hoạch đặc biệt là công nghệ lạnh
đông, công nghệ lên men & cơng nghệ sấy…, đóng vai trị chủ lực nhằm bảo quản các
sản phẩm thực phẩm trước sự tấn cơng của tất cả các yếu tố có khả năng làm hư hỏng
chúng, kéo dài thời giản sử dụng tiêu thụ & thương mại có ý nghĩa vơ cùng quan trọng
trong việc ổn định phát triển nền kinh tế đất nước. Vì thế việc bảo quản các loại nơng
sản sau thu hoạch là điều rất cần thiết và sấy là một phương pháp thông dụng để bảo
quản các loại nơng sản này, nhằm mục đích kéo dài thời gian sử dụng, vì sấy làm giảm
khối lượng, giảm cơng chun chở, chi phí vận chuyển, giảm độ ẩm, giảm hoạt độ của
nước làm mất môi trường sống của Nấm mốc, nấm men, vi sinh vật gây hại làm tăng
độ bền, thay đổi một số đặc tính lưu biến của sản phẩm, làm thay đổi giá trị cảm quan.
Sấy hồng ngoại là một trong những công nghệ sấy hiện nay về chế biến thực phẩm

sau thu hoạch. Sấy hồng ngoại tạo ra các sản phẩm có chất lượng tốt, sản phẩm sấy bị
oxy hóa ở mức độ thấp, có thể áp dụng cho những vật liệu khơ chậm, khó sấy, sử dụng


sấy hồng ngoại để sấy sản phẩm dứa là một lựa chọn vô cùng hợp lý. Hệ thống sấy
hồng ngoại cịn giúp tiết kiệm năng lượng. Do trong q trình sấy bằng bức xạ hồng
ngoại (có bước sóng 700nm - 1mm) điều khiển được cường độ bức xạ E(W/m2) và sự
truyền nhiệt của chúng là dao động nhiệt của các photon phát ra từ tia hồng ngoại va
chạm và truyền động năng cho các electron trong môi trường sấy và vật liệu sấy, dẫn
đến vật liệu sấy cũng như môi trường nhiệt độ trong buồng sấy nhanh đạt đến nhiệt
độ yêu cầu, làm quá trình tách ẩm xảy ra nhanh hơn, rút ngắn thời gian sấy, giảm tối
thiểu chi phí năng lượng, từ đó giảm giá thành sản phẩm.
Thanh long là một trong những loại cây ăn trái phổ biến ở Việt Nam với sản lượng
tương đối lớn nhưng hiện nay sản phẩm thanh long có giá trị tiêu thụ chủ yếu ở sản
phẩm tươi, thô. Hằng năm vào mùa vụ thu hoạch, do số lượng cung vượt quá xa nhu
cầu sử dụng, người trồng phụ thuộc vào thương lái do đó người trồng thanh long bị
ép giá dẫn đến tình trạng giá thanh long bị rớt giá, bị đổ bỏ... Để nâng cao giá trị của
sản phẩm thanh long đồng thời tìm hướng đi cho sản phẩm thanh long thì cần phải
ứng dụng cơng nghệ làm ra những sản phẩm có chất lượng tốt phục vụ xuất khẩu, thu
lợi nhuận cao hơn.
Chính vì vậy, chúng tơi mạnh dạn đề xuất đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo
máy sấy thanh long sử dụng tia hồng ngoại cấp nhiệt năng suất 7kg nguyên liệu/mẻ”,
nhằm giải quyết các mục tiêu: tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, độ ẩm đạt yêu cầu,
chi phí năng lượng thấp, nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm thanh long sấy, phục
vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu.
2. Mục tiêu:
 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình sấy hồng ngoại ứng dụng sấy Thanh long
dạng mẻ có năng suất 7 kg/mẻ.
 Xây dựng và tối ưu hóa các thơng số cơng nghệ đối với nguyên liệu Thanh long
để có được sản phẩm sấy đạt chuẩn chất lượng và chi phí sấy hợp lý.

3. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp chọn lọc và kế thừa về tổng quan tài liệu nguyên liệu sấy, công nghệ
sấy, công nghệ sấy hồng ngoại trong và ngoài nước.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
- Phương pháp tính tốn thiết kế, chế tạo thiết bị sấy
4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu:
- Tính tốn thiết kế được hệ thống sấy bức xạ hồng ngoại.
- Chế tạo được máy sấy hồng ngoại.
- Xác định được chế độ cơng nghệ thích hợp, để tiến hành q trình sấy sẽ tạo ra
sản phẩm có chất lượng tốt, độ ẩm đạt yêu cầu kéo dài thời gian sử dụng với
chi phí năng lượng hợp lý.
5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
- Kết quả thu được của đề tài đã được đăng trên tạp chí quốc tế thuộc hệ thống
SCOPUS Q3: “Doan Thi Hong Hai, Nguyen Van Dung, Nguyen Minh Phu (2022).
Experimental Determination of Transport Parameters of Dragon Fruit Slices
by Infrared Drying. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and
Thermal Sciences 97, Issue 2 (2022) 80-90. ISSN: 2289-7879”.
- Kết quả thu được có ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu về công nghệ sấy
hồng ngoại, tìm ra được chế độ sấy tối ưu cho sản phẩm Thanh long nhằm mang
lại sản phẩm có giá trị cao, phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu.


6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)
STT
Kết quả thu được
1
Tính tốn thiết kế và chế tạo được mơ
hình sấy bức xạ hồng ngoại dạng mẻ.
2
Xây dựng được quy trình cơng nghệ

sấy hồng ngoại sản phẩm Thanh long
3
Cơng bố thành cơng kết quả nghiên
cứu trên tạp chí chun ngành thuộc
hệ thống Scopus, Q3

The obtained results
Calculation, design and fabrication of
batch infrared radiation drying model.
Developed a technological process for
infrared drying of dragon fruit products
Successfully published research results
in a specialized journal of the Scopus
system, Q3.

III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo: Kết quả nghiên cứu (sản phẩm
dạng 1,2,3)

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật
Đăng ký

1

Mơ hình máy sấy bức xạ Mơ hình
hồng ngoại dạng mẻ


Đạt được
Mơ hình đầy đủ

Bộ bản vẽ thiết kế chế tạo Rõ ràng, chi tiết, đầy đủ Rõ ràng, chi tiết, đầy đủ
và quy trình vận hành,
bảo trì, sửa chữa các thiết
bị mơ hình máy sấy bức
xạ hồng ngoại năng suất 7
kg/mẻ.
3 Bài báo khoa học:
Tạp chí thuộc danh mục Tạp chí thuộc danh mục
Experimental
Scopus
Scopus, Q3.
Determination of
Transport Parameters of
Dragon Fruit Slices by
Infrared Drying
IV. Tình hình sử dụng kinh phí:
Kinh phí
Kinh phí
T
Ghi
Nội dung chi
được duyệt thực hiện
T
chú
(triệu đồng) (triệu đồng)
A Chi phí trực tiếp

1 Th khốn chun môn
48,901,800 48,901,800
2 Nguyên, nhiên vật liệu, cây con..
3 Thiết bị, dụng cụ, máy móc
31,000,000 31,000,000
4 Cơng tác phí
5 Dịch vụ thuê ngoài
6 Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu giữa kỳ
7 In ấn, Văn phịng phẩm
6,098,200
6,098,200
8 Chi phí khác
B Chi phí gián tiếp
1 Quản lý phí
2 Chi phí điện, nước
2


Tổng số

86,000,000

86,000,000

V. Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
- Đề tài hiện tại chỉ dừng ở việc đánh giá sự hao hụt hàm lượng Vitamin trong thanh long,
có thể nghiên cứu đánh giá các chỉ tiêu chất dinh dưỡng khác.
- Đề tài mới chỉ thực nghiệm đo bức xạ hồng ngoại qua bộ dụng cụ đo, hướng phát triển
nghiên cứu thêm về hệ thống đo bức xạ tự động trong quá trình sấy.
VI. Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)

1. Sản phẩm 1: Mơ hình máy sấy bức xạ hồng ngoại dạng mẻ (mơ hình đã được Khoa
CN Nhiệt Lạnh nghiệm thu).
2. Sản phẩm 2: Bộ bản vẽ thiết kế chế tạo và quy trình vận hành, bảo trì, sửa chữa
các thiết bị mơ hình máy sấy bức xạ hồng ngoại năng suất 7 kg/mẻ (phụ lục đính
kèm).
3. Sản phẩm 3: Bài báo khoa học Scopus: “Doan Thi Hong Hai, Nguyen Van Dung,
Nguyen Minh Phu (2022). Experimental Determination of Transport
Parameters of Dragon Fruit Slices by Infrared Drying. Journal of Advanced
Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences 97, Issue 2 (2022) 80-90.
ISSN: 2289-7879”. (phụ lục đính kèm)
Chủ nhiệm đề tài

Tp. HCM, ngày ........ tháng........ năm .......
Phòng QLKH&HTQT
KHOA CN NHIỆT LẠNH
Trưởng Khoa


PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(báo cáo tổng kết sau khi nghiệm thu, đã bao gồm nội dung góp ý của hội đồng nghiệm
thu)

“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY SẤY
THANH LONG SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI CẤP NHIỆT
NĂNG SUẤT 7KG NGUYÊN LIỆU/MẺ”.

Chủ nhiệm đề tài: Đoàn Thị Hồng Hải

i



TĨM TẮT
Nghiên cứu thực nghiệm q trình sấy sản phẩm thanh long bằng bức xạ hồng ngoại
nhằm giải quyết được mục tiêu là xác định các thông số công nghệ tối ưu của quá trình
sấy để khi tiến hành sấy sẽ tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, độ ẩm đạt u cầu, chi phí
năng lượng thấp, qua đó giúp nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm thanh long sấy phục
vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu.
Dựa trên các tài liệu tìm được sẽ tiến hành thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thanh
long bằng bức xạ hồng ngoại với năng suất 7kg/mẻ. Sau đó các thực nghiệm sấy trên hệ
thống đã chế tạo sẽ được tiến hành theo chế độ tối ưu để kiểm chứng chất lượng của sản
phẩm, hiệu quả sử dụng năng lượng và độ ẩm sản phẩm.
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy sấy sản phẩm thanh long sử dụng tia
hồng ngoại cấp nhiệt năng suất 7kg/mẻ” nhằm hỗ trợ cho việc xác định chế độ sấy
thích hợp trong công nghệ sấy thanh long bằng bức xạ hồng ngoại, đặc biệt hơn là đề tài
cịn phục vụ cho cơng nghệ chế tạo máy sấy hồng ngoại trên cơ sở có được các thơng số
tối ưu của q trình sấy.
Báo cáo đã đạt được các kết quả chính như sau:
1. Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về quá trình sấy hồng ngoại, xác định được quá
trình sấy hồng ngoại là phù hợp để sấy thanh long.
2. Nghiên cứu thực nghiệm theo quy hoạch trực giao cấp 1 và tối ưu hóa theo
phương pháp điểm khơng tưởng đã xác định được các thơng số cơng nghệ tối ưu
cho q trình sấy hồng ngoại sản phẩm thanh long gồm: nhiệt độ buồng sấy 60C,
thời gian sấy 11 giờ và cường độ bức xạ hồng ngoại 5 kW/m2.
3. Dựa trên các thông số công nghệ tối ưu đã tiến hành thiết kế và chế tạo hệ thống
sấy hồng ngoại sản phẩm thanh long với năng suất nhập liệu 7kg/mẻ, kích thước
buồng sấy (dài x rộng x cao) 800mm x 800mm x 1000mm, tổng cơng suất của
bóng đèn hồng ngoại 1000W.
4. Các thực nghiệm đã được tiến hành trên hệ thống sấy đã chế tạo ở chế độ tối ưu
cho thấy chi phí năng lượng đạt 10 kWh/kg, độ ẩm sản phẩm 12,2% và độ tổn
thất hàm lượng Vitamin C đạt 9,8%.

5. So sánh chất lượng sản phẩm thanh long đã được sấy trên máy sấy hồng ngoại và
máy sấy đối lưu bằng không khí nóng. Kết quả cho thấy q trình sấy hồng ngoại
có độ tổn thất hàm lượng Vitamin C thấp hơn so với sấy bằng khơng khí nóng.
6. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở để nghiên cứu, thiết kế máy sấy
hồng ngoại cho các loại rau, củ, quả khác nhằm tối ưu chế độ công nghệ, giảm
chi phí năng lượng và tăng chất lượng sản phẩm sấy.

ii


ABSTRACT
Experimental research on the drying process of dragon fruit products by infrared
radiation to determine the optimal technological parameters of the drying process so that
when conducting drying, it will create products of good quality, satisfactory moisture
content, low energy costs, thereby helping to improve the economic value of dried
dragon fruit products for comercial and export.
Based on the found documents, we will design and manufacture a dragon fruit
drying system by infrared radiation with a capacity of 7kg/batch. After that, drying
experiments on the fabricated system will be conducted in an optimal mode to verify
product quality, energy efficiency and product moisture.
The topic "Research, design and manufacture a dryer for dragon fruit products
using infrared heat with a capacity of 7kg/batch" to assist in determining the
appropriate drying mode in the technology of drying dragon fruits by radiation. Infrared
radiation, more especially, the topic also serves for the technology of manufacturing
infrared dryers on the basis of obtaining the optimal parameters of the drying process.
The report achieved the following main results:
1. General theoretical study of infrared drying process, determining infrared drying
process is suitable for drying dragon fruit.
2. Experimental research according to level 1 orthogonal planning and optimization
by utopia method has determined the optimal technological parameters for infrared

drying of dragon fruit products including: drying chamber temperature 60oC, 11 hours
drying time and 5 kW/m2 infrared radiation intensity.
3. Based on optimal technological parameters, design and manufacture infrared
drying system for dragon fruit products with input capacity of 7kg/batch, drying
chamber size (length x width x height) 800mm x 800mm x 1000mm, total power of
1000W infrared lamp.
4. Experiments were conducted on the drying system fabricated in the optimal mode,
showing that the energy cost reached 10 kWh/kg, the product moisture content was
12.2% and the loss of Vitamin C content reached 9.8%.
5. Compare the quality of dragon fruit products that have been dried on infrared
dryers and hot air convection dryers. The results show that the infrared drying process
has a lower loss of Vitamin C content than the hot air drying process.
6. The research results of the topic can serve as a basis for researching and designing
infrared dryers for other vegetables, tubers and fruits in order to optimize the
technological mode, reduce energy costs and increase quality drying products.

iii


MỤC LỤC
Tiêu đề

Trang

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................................... 8
TĨM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................ Error! Bookmark not defined.
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG .............................................i
TĨM TẮT

...................................................................................................................ii


ABSTRACT ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC

..................................................................................................................iv

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ......................................................................................... viii
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1

................................................................................................................... 1
TỔNG QUAN ......................................................................................... 3

1.1. Nguyên liệu Thanh long..................................................................................... 3
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước liên quan về sấy hồng ngoại ........ 11
1.3. Thảo luận và đề xuất mơ hình sấy ................................................................... 13
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ SẤY HỒNG NGOẠI ........... 15
2.1. Sấy vật liệu ẩm ................................................................................................. 15
2.2. Các phương pháp sấy vật liệu ẩm .................................................................... 15
2.3. Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại ............................................................... 23
2.4. Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình sấy ............................................... 27
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hồng ngoại ....................................... 27
2.6. Quy trình công nghệ sấy thanh bằng bức xạ hồng ngoại cần nghiên cứu ....... 28
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN ................................... 30
VÀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ........................................................................................... 30
3.1. Phương pháp tiếp cận ....................................................................................... 30
3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 30
3.3. Phương pháp tính tốn thiết kế ........................................................................ 35

3.4. Phương pháp chế tạo ........................................................................................ 36

iv


CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ
THỐNG SẤY, THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CHẾ ĐỘ SẤY HỒNG
NGOẠI CHO SẢN PHẨM THANH LONG .......................................... 37
4.1. Tính tốn thiết kế và chế tạo hệ thống sấy ....................................................... 37
4.2. Thiết kế hệ thống sấy hồng ngoại .................................................................... 42
4.3. Chế tạo hệ thống sấy ........................................................................................ 42
4.4. Tự động điều khiển hệ thống sấy ..................................................................... 42
4.5. Thực nghiệm quá trình sấy .............................................................................. 43
4.6. Phương trình hồi quy thực nghiệm .................................................................. 46
4.7. Xác định các thông số công nghệ tối ưu ảnh hưởng đến quá trình bảo quản sản
phẩm thanh long phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu. ........................................ 53
4.8. Quy trình cơng nghệ sấy sản phẩm thanh long bằng bức xạ hồng ngoại ........ 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 57
PHỤ LỤC

................................................................................................................. 60

v


KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
a (m2/s)

- Hệ số dẫn nhiệt độ của vật liệu;


cp (kJ/(kg.K))

- Nhiệt dung riêng;

K (W/(m2.K))

- Hệ số truyền nhiệt;

G (kg)

- Khối lượng

T (0C)

- nhiệt độ;

 (kg/m3)

- Khối lượng riêng;

 (W/(m.K)

- Hệ số dẫn nhiệt;

 (m)

- Bề dày

 (W/(m2.K)


- Hệ số tỏa nhiệt

Xtpj

- Tỷ lệ thành phần chất trong nguyên liệu sấy;

HTS

- Hệ thống sấy;

HTL

- Hệ thống lạnh;

TNS

- Tác nhân sấy;

VLS

- Vật liệu sấy;

BTTƯ

- Bài toán tối ưu;

NDR

- Nhiệt dung riêng;


HSDN

- Hệ số dẫn nhiệt;

HSKT

- Hệ số khuếch tán;

HSTN

- Hệ số tỏa nhiệt;

PTHQ

- Phương trình hồi qui

ĐTCN

- Đối tượng công nghệ

TN

- Thực nghiệm

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Trang
Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng thanh long của Việt Nam năm 2015.............. 4
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng có trong 100g thanh long ......................................... 5
Bảng 1.3: Thành phần acid béo của thanh long .............................................................. 6
Bảng 4.1. Nhiệt dung riêng các thành phần của thực phẩm theo nhiệt độ .................... 38
Bảng 4.2. Thành phần của các chất trong thanh long ở 25C ....................................... 39
Bảng 4.3 Khoảng giá trị của các thơng số thí nghiệm ................................................... 46
Bảng 4.4 Giá trị ở tâm và khoảng biến đổi các biến đầu vào ........................................ 46
Bảng 4.5 Ma trận bố trí thí nghiệm và kết quả xác định độ ẩm sản phẩm(Y1[%]) ...... 47
Bảng 4.6 Bảng kết quả 4 chế độ thí nghiệm tại tâm đối với hàm Y1 ........................... 47
Bảng 4.7 Kết quả tính tốn bj, sbj, tj, và các hệ số  đối với hàm Y1 .......................... 48
Bảng 4.8 Tổng hợp các kết quả tính tốn hàm Y1 ........................................................ 48
Bảng 4.9 Ma trận bố trí thí nghiệm và kết quả đo chi phí năng lượng (y2[kWh/kg]) .. 49
Bảng 4.10 Kết quả thí nghiệm ở tâm phương án đối với hàm Y2 ................................ 50
Bảng 4.11 Kết quả tính tốn bj, sbj, tj, và các hệ số βj đối với hàm Y2 ....................... 50
Bảng 4.12 Tổng hợp các kết quả tính tốn đối với hàm Y2 .......................................... 51
Bảng 4.13. Các thơng số cơng nghệ q trình sấy bằng bức xạ hồng ngoại sản phẩm
thanh long dùng trong bảo quản ........................................................................... 54

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình
Trang
Hình 1.1 Trái thanh long và ruột thanh long ................................................................... 3
Hình 1.2 Kem tươi thanh long ......................................................................................... 9
Hình 1.3 Bánh mì thanh long .......................................................................................... 9
Hình 1.4 Bột thanh long hồ tan .................................................................................... 10
Hình 1.5 Sữa chua thanh long ....................................................................................... 10

Hình 1.6 Rượu thanh long ............................................................................................. 10
Hình 2.1. Đường cong sấy và đường cong nhiệt độ sấy................................................ 22
Hình 2.2. Đường cong tốc độ sấy .................................................................................. 23
Hình 2.3. Thiết bị sấy bằng bức xạ hồng ngoại dạng băng tải ....................................... 26
Hình 2.4. Cách bố trí đèn hồng ngoại trong hệ thống sấy ............................................. 26
Hình 2.5. Quy trình cơng nghệ sấy thanh long bằng bức xạ hồng ngoại ....................... 29
Hình 3.1 Bài tốn hộp đen ............................................................................................. 32
Hình 3.2. Sơ đồ đối tượng cơng nghệ đa mục tiêu ........................................................ 33
Hình 3.3. Ảnh hưởng của các yếu tố tác động đến quá trình sấy hồng ngoại ................ 34
Hình 4.1. Thịt Thanh long sau khi bóc vỏ thực tế ......................................................... 38
Hình 4.2. Đường đi của tia nhiệt bức xạ ....................................................................... 40
Hình 4.3. Một số hình ảnh của hệ thống sấy hồng ngoại .............................................. 42
Hình 4.4. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống sấy hồng ngoại .......................................... 43
Hình 4.5. Quy trình cơng nghệ sấy thanh long bằng bức xạ hồng ngoại ....................... 44
Hình 4.6. Thanh long đã xử lý và xếp vào ghi sấy ........................................................ 45
Hình 4.7 Bảng hiển thị nhiệt độ sấy trong buồng sấy ................................................... 45
Hình 4.8 Hút chân khơng thanh long sấy vào túi PE .................................................... 45
Hình 4.9 Sơ đồ khối hàm mục tiêu ................................................................................ 46
Hình 4.10 Đồ thị hệ số tương quan R-squared .............................................................. 49
Hình 4.11 Đồ thị hệ số tương quan R-squared .............................................................. 51
Hình 4.12 Đồ thị kết quả độ ẩm của thanh long sau khi sấy của 12 thí nghiệm ........... 52
Hình 4.13 Đồ thị kết quả khối lượng thanh long sau khi sấy của 12 thí nghiệm .......... 52
Hình 4.14 Đồ thị kết quả chi phí năng lượng thanh long sau khi sấy của 12 thí
nghiệm ........................................................................................................................... 52
Hình 4.15 Thanh long sau khi sấy ở thí nghiệm thứ 1 và thí nghiệm 11 ...................... 53
Hình 4.16 Biểu đồ đường cong sấy ở thí nghiệm thứ 11 ............................................. 53
Hình 4.17 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản phẩm Thanh long sấy bằng bức xạ hồng ngoại
....................................................................................................................................... 55

viii



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cơng nghệ bảo quản sau thu hoạch đóng vai trị rất quan trọng trong nền kinh tế,
nó khơng chỉ đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm cho mỗi quốc gia mà còn cho cả
thế giới. Vì thế, việc phát triển cơng nghệ sau thu hoạch đặc biệt là công nghệ lạnh đông,
công nghệ lên men và cơng nghệ sấy…, đóng vai trị chủ lực nhằm bảo quản các sản
phẩm thực phẩm trước sự tấn cơng của tất cả các yếu tố có khả năng làm hư hỏng chúng,
kéo dài thời giản sử dụng tiêu thụ và thương mại có ý nghĩa vơ cùng quan trọng trong
việc ổn định phát triển nền kinh tế đất nước.
Việt Nam là một trong những nước có nền nơng nghiệp lâu đời, do đó sản phẩm
nơng sản của nước ta rất phong phú và đa dạng với sản lượng lớn, vì thế việc bảo quản
các loại nơng sản sau thu hoạch là điều rất cần thiết và sấy là một phương pháp thông
dụng để bảo quản các loại nơng sản này, nhằm mục đích kéo dài thời gian sử dụng, vì
sấy làm giảm khối lượng, giảm cơng chuyên chở, chi phí vận chuyển, giảm độ ẩm, giảm
hoạt độ của nước làm mất môi trường sống của Nấm mốc, nấm men, vi sinh vật gây hại
làm tăng độ bền, thay đổi một số đặc tính lưu biến của sản phẩm, làm thay đổi giá trị
cảm quan. Mặt khác, Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa nên rau
củ quả phát triển tươi tốt quanh năm, đây là một đặc điểm thuận lợi để phát triển ngành
công nghiệp sấy các loại rau, củ, quả xuất khẩu có giá trị kinh tế cao như: mít sấy, chuối
sấy, xoài, khoai lang, sầu riêng sấy, thanh long, …
Thanh long là một trong những loại quả ăn trái thông dụng ở Việt Nam với sản
lượng tương đối lớn nhưng hiện nay sản phẩm thanh long có giá trị kinh tế thấp chủ yếu
tiêu thụ trong nước ở dạng sản phẩm tươi, thô. Nhất là trong năm vừa qua do ảnh hưởng
của dịch COVID mà thanh long không xuất khẩu được, giá cả rớt thê thảm do đó ảnh
hưởng về mặt kinh tế rất nhiều đối với người nông dân. Để nâng cao giá trị của sản
phẩm thanh long thì cần phải ứng dụng công nghệ lạnh đông và công nghệ sấy làm
ra những sản phẩm có chất lượng tốt phục vụ xuất khẩu, thu về lợi nhuận cao hơn.
Đối với sản phẩm lạnh đơng thì cần phải tiêu tốn chi phí năng lượng bảo quản

trong suốt q trình tiêu thụ xuất khẩu, chất lượng sản phẩm giảm trong suốt quá trình
bảo quản, làm tăng giá thành sản phẩm, làm giảm lợi nhuận, gây khó khăn trong thương
mại, cịn đối với sản phẩm sấy thì trước đây ít được quan tâm. Hiện nay, ở Việt Nam
bước đầu đã có một số công ty đầu tư các hệ thống sấy làm ra sản phẩm sấy, phục vụ
tiêu thụ trong nước & xuất khẩu. Tuy nhiên, công nghệ dùng để sấy các sản phẩm nông
sản chủ yếu là công nghệ đối lưu sấy thông thường ở nhiệt độ cao, nên sản phẩm sau khi
sấy bị giảm chất lượng. Bên cạnh đó, việc áp dụng công nghệ sấy hồng ngoại vẫn chưa
được quan tâm. Chính vì vậy, chúng tơi mạnh dạn đề xuất đề tài “Nghiên cứu thiết kế
và chế tạo máy sấy sản phẩm thanh long sử dụng tia hồng ngoại cấp nhiệt năng suất
7kg nguyên liệu/mẻ”, Nhằm mục đích đưa sản phẩm này trở thành một mặt hàng xuất
khẩu, nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm thanh long.
2. Mục tiêu của đề tài
 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình sấy hồng ngoại ứng dụng sấy Thanh long
dạng mẻ có năng suất 7 kg/mẻ.
 Xây dựng và tối ưu hóa các thơng số cơng nghệ đối với ngun liệu Thanh long
để có được sản phẩm sấy đạt chuẩn chất lượng và chi phí sấy hợp lý.
3. Đối tượng & phạm vi nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ sấy hồng ngoại sản phẩm thanh long.
1


 Giới hạn nghiên cứu: xác lập chế độ công nghệ thích hợp sấy thanh long bằng bức
xạ hồng ngoại, tính tốn thiết kế và chế tạo hệ thống sấy sản phẩm thanh long sử
dụng tia hồng ngoại cấp nhiệt năng suất 7kg nguyên liệu/mẻ, ứng dụng trong bảo
quản và xuất khẩu.
4. Nội dung nghiên cứu
Để giải quyết mục tiêu đặt ra ở trên thì nội dung của nghiên cứu cần thực hiện:
 Tổng quan về nguyên liệu thanh long, công nghệ sấy, công nghệ sấy bằng bức xạ
hồng ngoại, Phân tích các yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy hồng
ngoại.

 Tính tốn thiết kế và chế tạo máy sấy hồng ngoại.
 Thực nghiệm trên máy sấy đã chế tạo với các chế độ đã xác định để kiểm chứng
chất lượng của sản phẩm, hiệu quả sử dụng năng lượng và độ ẩm sản phẩm.
 Xác lập chế độ công nghệ ứng dụng trong bảo quản.
5. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp chọn lọc và kế thừa về tổng quan tài liệu nguyên liệu sấy, công nghệ
sấy, cơng nghệ sấy hồng ngoại trong và ngồi nước.
 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
 Phương pháp tính tốn thiết kế, chế tạo thiết bị sấy
6. Ý nghĩa khoa học
 Đề tài đã mơ hình hóa và tối ưu hóa công nghệ sấy thanh long bằng bức xạ hồng
ngoại, làm cơ sở khoa học cho việc xác lập chế độ cơng nghệ và xây dựng q
trình sấy, xác định các cơng số cơng nghệ tối ưu cần thiết cho tính toán thiết kế hệ
thống sấy hồng ngoại.
 Đề tài xây dựng cơ sở lý thuyết sấy bằng bức xạ hồng ngoại làm tiền đề cho các
nghiên cứu sấy các sản phẩm khác.
7. Ý nghĩa thực tiễn
Dựa trên các thông số công nghệ tối ưu đã được xác lập, đề tài đã tiến hành thiết
kế và chế tạo máy sấy bằng bức xạ hồng ngoại với năng suất 7kg nguyên liệu/mẻ nhằm
ứng dụng để sấy sản phẩm thanh long có chất lượng tốt, có chi phí năng lượng giảm đến
mức thấp nhất và độ ẩm đạt yêu cầu, phục vụ cho tiêu dùng & xuất khẩu, cung cấp cho
các nhà máy có thể phương pháp chế biến & bảo quản.
Dựa trên phương pháp tính tốn thiết kế này, chúng ta có thể tính tốn, thiết kế,
chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại với năng suất lớn hơn, phục vụ cho sản xuất công
nghiệp. Đồng thời phát triển thêm công nghệ sấy hồng ngoại tại Việt Nam.
8. Bố cục của đề tài
Đề tài bao gồm phần mở đầu, tổng quan, phương pháp nghiên cứu, kết luận trong 4
chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và công nghệ sấy hồng ngoại.

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu tính tốn, thiết kế và chế tạo (sấy hồng ngoại).
Chương 4: Kết quả nghiên cứu, tính tốn thiết kế và chế tạo hệ thống sấy hồng ngoại
và thảo luận.

2


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Nguyên liệu Thanh long
1.1.1. Tên gọi và tên khoa học
Thanh long có tên tiếng anh Pitahaya, hay cịn gọi là Dragon fruit và có tên khoa học là
Hylocereus undatus [1].
Giới (regnum): Thực vật (plantae)
Họ (familia): Xương rồng (cactaceae).
Bộ (ordo): Cẩm chướng (caryophyllales) Chi (genus): Hylocereus

Hình 1.1 Trái thanh long và ruột thanh long
1.1.2. Nguồn gốc phân bố, sinh trưởng và phát triển
 Nguồn gốc phân bố
Thanh long là loài thực vật bản địa tại Mexico, các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ.
Hiện nay, các loài cây này cũng được trồng ở các nước trong khu vực Đông Nam
Á như Việt Nam, Malaysia, Thái Lan, Philippines, Indonesia (đặc biệt là ở miền tây
đảo Java); miền nam Trung Quốc, Đài Loan và một số khu vực khác[1].
Tại Việt Nam thanh long được trồng rộng rãi ở các tỉnh như Bình Thuận, Long An, Tiền
Giang v.v. Loại ruột đỏ vỏ đỏ được nghiên cứu và lai tạo bởi Viện Cây Ăn Quả Miền
Nam SOFRI (ấp Đông, xã Long Định, huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang) hiện nay đã
được trồng rộng rãi và phổ biến khắp các tỉnh tập trung ở Bình Thuận, Tiền Giang,Long

An,... Bên cạnh đó hiện nay giống thanh long ruột tím hồng cũng được nghiên cứu và
lai tạo bởi Viện Cây Ăn Quả Miền Nam cũng đã được đưa vào trồng đại trà[1].
 Phân loại
Quả của thanh long có ba loại, tất cả đều có vỏ giống như da và có một chút lá.
Chúng có tên gọi khoa học như sau[1]:
- Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus, ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ.
- Hylocereus costaricensis (đồng nghĩa: Hylocereus polyrhizus) thuộc chi
Hylocereus, ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ.
- Hylocereus megalanthus, trước đây được coi là thuộc chi Selenicereus, ruột trắng
với vỏ vàng.
 Diện tích và sản lượng
Cây thanh long là cây ăn trái thuộc họ xương rồng, có nguồn gốc ở vùng sa mạc
thuộc Mexico và Columbia, thuộc nhóm cây nhiệt đới khơ. Thanh long được người Pháp
3


mang đến Việt Nam từ thế kỷ 19, trồng rải rác trong sân vườn, đến thập niên 1980 mới
được trồng thương mại. Phần lớn thanh long được trồng ở Việt Nam là lồi Hylocereus
undatus, có vỏ đỏ hay hồng/ruột trắng còn lại là loại ruột đỏ. Loại vỏ đỏ ruột trắng chiếm
95%, 5% còn lại là loại vỏ đỏ, ruột đỏ.
Mùa thanh long từ tháng 4 đến tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 đến tháng 8. Nhiều
giống thanh long được lai tạo để tăng năng suất, chất lượng và phù hợp đất đai và khí
hậu từng vùng. Tại Viện Cây ăn quả miền Nam hiện đang bảo tồn 20 giống thanh long
từ nguồn thu thập trong nước và du nhập từ nước ngoài cùng 40 giống thanh long lai,
phục vụ công tác nghiên cứu, bảo tồn gen, chọn tạo giống [2].
Hiện tại, thanh long đã được trồng rộng rãi ở các tỉnh thành trên tồn quốc. Tuy nhiên,
diện tích tập trung lớn nhất là: Bình Thuận, Long An, Tiền Giang (3 tỉnh này đã có hơn
37 ngàn ha) tiếp theo là Tây Ninh, Đồng Nai, một số tỉnh Tây Nguyên và các tỉnh phía
Bắc. Ở phía Bắc, thanh long mới được đưa vào trồng ở một số nơi như Lạng Sơn, Vĩnh
Phúc, Hải Dương, Quảng Ninh, Thanh Hóa và Hà Nội [2].

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng thanh long của Việt Nam năm 2015
Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nơng thơn [2]

Địa phương

Diện tích
Trồng
gieo
mới (ha)
trồng (ha)
4748,6
209,9
47,0
81,9
14,8
66,2
4538,7
5,9

Diện tích
cho sản
phẩm
(ha)
30227,7
830,1
324,1
268,0
46,1
192,0
29397,6

206,4

Cả nước
Miền Bắc
Đồng bằng Sơng Hồng
Đơng Bắc
Tây Bắc
Bắc Trung Bộ
Miền Nam
Duyên Hải Nam Trung Bộ

41164,6
1412,1
506,2
450,3
114,8
340,8
39752,2
229,4

Tây Nguyên
Đông Nam Bộ

Năng
suất
(tạ/ha)

Sản
lượng
(tấn)


227,0
93,7
108,8
76,4
58,1
101,1
230,8
35,1

686195,4
7780,0
3526,3
2045,8
267,6
1940,3
678415,4
723,8

442,7
26964,7

38,5
2799,5

371,9
21916,9

111,1
218,4


4132,5
478635,3

Đồng Bằng Sơng Cửu Long 12115,7

1694,8

6902,4

282,4

194923,8

Việt Nam là nước có diện tích và sản lượng thanh long lớn nhất châu Á và cũng
là nước xuất khẩu thanh long hàng đầu thế giới. Diện tích trồng thanh long ở Việt Nam
tăng khá nhanh từ 5.512 ha năm 2000 lên đến 35.665 ha diện tích trồng thanh long với
tổng sản lượng đạt khoảng 614.346 tấn vào năm 2014. Theo số liệu ước tính sơ bộ năm
2015, diện tích trồng mới gần 5.000 ha, sản lượng đạt khoảng 686.195 tấn [2].
Thanh long hiện đang được trồng ở hầu hết ở các tỉnh/thành phố, nhưng phát triển
mạnh thành các vùng chuyên canh quy mô lớn tập trung ở các tỉnh như Bình Thuận,
Tiền Giang, và Long An. Diện tích thanh long của ba tỉnh này chiếm 92% tổng diện tích
và 96% sản lượng của cả nước, phần diện tích thanh long cịn lại phân bố ở một số tỉnh
Miền Nam như Vĩnh Long, Trà Vinh, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu và một số tỉnh
Miền Bắc.
4


Bình Thuận là nơi có diện tích và sản lượng thanh long lớn nhất chiếm 63,2%
diện tích và 68,4% sản lượng cả nước, kế đến là Long An (chiếm 17,3% diện tích và

14,2% sản lượng) và đứng thứ ba là Tiền Giang (chiếm 10,9% diện tích và 13,7% sản
lượng) [2].
Cây thanh long thời gian gần đây trồng đạt năng suất cao, mang lại thu nhập cho
người dân. Đặc biệt, trong tiến bộ kỹ thuật hiện nay, thanh long cho trái quanh năm (giá
thường cao hơn từ 3.000đ đến 5.000đ/kg so với chính vụ) rất thuận lợi cho việc xuất
khẩu. Do đó, cây thanh long thực sự trở thành cây có hiệu quả kinh tế và có lợi thế cạnh
tranh cao so với một số cây trồng khác [2].
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của thanh long
 Giá trị dinh dưỡng của thanh long
Các thành phần chất dinh dưỡng của quả thanh long phụ thuộc vào các loại hạt
giống khác nhau, chế độ chăm sóc, thời gian thu hoạch sản phẩm. Thành phần dinh
dưỡng của quả thanh long có nhiều chất khống hơn ở các sản phẩm trái cây khác, có
thể kể đến là sắt (Fe) và kali (K).
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng có trong 100g thanh long

Thành phần

Nước (g)
Protein (g)

Trung bình 100g ruột ăn được
Hylocereus
Hylocereus
Selenicereus
Undatus ( thanh
Polyrhizu (thanh
megalanthus
long vỏ đỏ ruột
long vỏ đỏ ruột
(thanh long vỏ

trắng)
đỏ)
vàng ruột trắng)
89,4
82,5 - 83
85,4
0,5
0,159 - 0,229
0,4

Chất béo (g)

0,1

0,21 - 0,61

0,1

Chất xơ (g)

0,3

0,7 – 0,9

0,5

Tro (g)

0,5


0,28

0,4

Calcium (g)

6

6,3 – 6,8

10

Phosphor (mg)

19

30,2 – 36,1

16

Sắt (mg)

0,4

0,55 – 0,65

0,3

Vitamin A (mg)


-

0,005 – 0,012

-

Vitamin B1 (mg)

-

0,028 – 0,043

-

Vitamin B2 (mg)

-

0,043 – 0,045

-

Vitamin B3 (mg)

0,2

1,297 – 1,3

0,2


Vitamin C (mg)

25

6,1

4

Độ Brix

11 - 19

-

-

pH

4,7 - 5,1

-

-

5


Bảng 1.3: Thành phần acid béo của thanh long
Acid béo
Acid myristic (%)


Hylocereus
polyrhizus Hylocereus undatus (
(thanh long ruột đỏ, vỏ thanh long ruột trắng, vỏ
hồng hoặc đỏ)
hồng hoặc đỏ)
0,20
0,30

Acid palmitic (%)

17,90

17,10

Acid stearic (%)

5,49

4,37

Acid palmitoleic (%)

0,91

0,61

Acid oleic (%)

21,60


23,80

Cis – Acid vaccenic (%)

3,14

2,81

Acid linoleic (%)

49,60

50,10

Acid linolenic (%)
1,21
0,98
 Công dụng của các thành phần dinh dưỡng
Protein [4]
Protein là hợp chất hữu cơ có ý nghĩa quan trọng bậc nhất trong cơ thể sống. Về
mặt số lượng, nó chiếm khơng dưới 50% trọng lượng khơ của tế bào. Về thành phần cấu
trúc, protein được tạo thành chủ yếu từ các amino acid qua liên kết peptide. Cho đến nay
người ta đã thu được nhiều loại protein ở dạng sạch cao, có thể kết tinh được và đã xác
định được thành phần các nguyên tố hoá học, thông thường trong cấu trúc của chúng
gồm bốn nguyên tố chính là C, H, O, N với tỷ lệ C 50%, H 7%, O 23% và N 16%. Đặc
biệt tỷ lệ N trong protein khá ổn định. Nhờ tính chất này để định lượng protein theo
phương pháp Kjeldahl, người ta tính lượng N rồi nhân với hệ số 6,25. Ngồi ra trong
protein cịn gặp một số ngun tố khác như S 0-3% và P, Fe, Zn, Cu...
Chất béo [5]

Chất béo hay cịn gọi lipid là một nhóm chất hữu cơ không đồng nhất, không tan
trong nước và tan trong các dung môi như Alcohol, Ether, Benzene… Hiện nay, chất
béo được nhắc đến hàng ngày bởi vì nó liên quan đến bệnh tim mạch, béo phì, đái tháo
đường, ung thư…Chất béo quan trọng nhất chúng ta tiêu thụ hàng ngày là triglycerid,
khoảng 95% chất béo có nguồn gốc từ động vật và thực vật là triglycerid. Khi chúng ta
cắt một miếng thịt heo, lớp mỡ màu trắng dầy là triglycerid, cholesterol cũng có nhưng
nó nằm theo thớ thịt nên mắt thường khơng nhìn thấy được. Hai loại lipid khác là
phospholipids và sterols mặc dù không chứa triglycerid, chỉ chứa cholesterol nhưng
chúng cũng được xem là chất béo.
Chất xơ
Chất xơ được định nghĩa như là phần dự trữ và hình thành tế bào polysacharid của
thực vật, đặc biệt có nhiều trong trái cây rau, ngũ cốc còn nguyên cám, các hạt họ đậu.
Các nguồn này đều chứa chất xơ tan và không tan. Chất xơ không bị phân hủy bởi các
men tiêu hóa của người. Xơ tan bao gồm: Pectin, gơm, oligofructose, thạch, beta-glucan.
Xơ không tan bao gồm: Cellulose, hemi-celluose, và ligin. Hầu hết thực vật chứa xơ
không tan nhiều hơn xơ tan (xơ không tan chiếm 50-70% và xơ tan chiếm 25-30%).
Cơng dụng của chất xơ:
 Các lợi ích chất xơ về mặt sức khỏe của chất xơ cũng phải kể đến đó là tăng sự nhạy
cảm của insulin, giảm tryglycerid và góp phần kiểm sốt cân nặng.
 Những thực phẩm có nhiều chất xơ cũng giúp làm chậm tăng đường huyết sau ăn.
Điều này được ứng dụng trong lựa chọn thực phẩm cho bệnh nhân đái tháo đường
6


typ 2 hoặc những người bị tăng đường huyết, như vậy giúp ổn định đường máu,
phòng ngừa được các biến chứng của đái tháo đường, kéo dài đời sống cho bệnh
nhân.
 Lượng chất xơ trong rau khoảng 0,3-3,5% tùy loại rau. Đặc biệt rau quả rất cần đối
với người cao tuổi. Trong rau, cellulose ở dưới dạng liên kết với các chất pectin tạo
thành phức hợp pectin-cellulose kích thích mạnh nhu động ruột và tiết dịch ruột.

 Chất xơ có vai trị quan trọng với sự tiêu hóa của trẻ em. Trong sữa mẹ, glucid được
cấu tạo phần lớn là oligosaccharid có thể giúp bé chống tiêu chảy và cả chống lại
nhiễm trùng hô hấp và tai giữa, oligosaccharides trong sữa mẹ có tác dụng ức chế
khả năng gây bệnh của Campylobacter Jejuni, Vibrio cholera, Escherichis coli gây
bệnh đường ruột và Streptococcus pneumonia trong thực nghiệm và trong ống
nghiệm. Người ta đã khẳng định sự phát triển ưu thế của Bifidobacteria trong ruột
trẻ được ni bằng sữa mẹ có liên quan với lượng oligosaccharides trong sữa mẹ.
Oligosaccharides không được hấp thu đến đại tràng sẽ kích thích sự tăng trưởng hoặc
hoạt tính của một hoặc một số vi khuẩn (ví dụ như Bifidobacteria) sống tại đây và
có thể tăng cường sức khỏe.
Canxi
Canxi là một loại khống chất có vai trị rất quan trọng trong cơ thể người. Trong
cơ thể Canxi chiếm 1,5 - 2% trọng lượng cơ thể người, 99% lượng canxi tồn tại trong
xương, răng, móng và 1% trong máu. Canxi kết hợp với phospho là thành phần cấu tạo
cơ bản của xương và răng, làm cho xương và răng chắc khỏe. Ngồi ra, canxi cịn cần
cho q trình hoạt động của thần kinh cơ, hoạt động của tim, chuyển hố của thế bào và
q trình đơng máu.
Phospho
Phospho (phosphorus), cịn được gọi dưới dạng muối của nó là phosphate, được
ký hiệu là P hay PO43-. Các xét nghiệm có liên quan đến phospho gồm: canxi (calci),
các điện giải, vitamin D, PTH và magiê (Mg).
Phospho là một khoáng chất kết hợp với các chất khác để tạo thành các hợp chất
phospho hữu cơ và vô cơ. Các thuật ngữ phospho và phosphate thường được sử dụng
thay thế cho nhau khi nói về xét nghiệm, là số lượng phospho vơ cơ trong máu được đo
bằng một xét nghiệm định lượng phospho/ phosphate huyết thanh. Phospho là một chất
có vai trị quan trọng trong nhiều các q trình chuyển hóa của cơ thể, chẳng hạn như
quá trình sinh tổng hợp các chất cơ bản của cơ thể như protein, carbohydrate,
phospholipid màng tế bào, DNA, RNA, trong sản sinh năng lượng (dưới dạng ATP), co
cơ, điều hòa nhịp tim, dẫn truyền thần kinh, sự tạo xương, duy trì sự cân bằng acid-base
của cơ thể, …

Khoảng 70-80% Phospho của cơ thể kết hợp với canxi để giúp hình thành xương
và răng, 10% được thấy trong cơ bắp và khoảng 1% ở trong mô thần kinh. Phần còn lại
được thấy trong các tế bào khắp cơ thể, nơi chúng được sử dụng chủ yếu để lưu trữ năng
lượng
Sự thiếu hụt phospho có thể gặp trong suy dinh dưỡng, kém hấp thu, mất cân
bằng acid-base, tăng canxi máu, và các rối loạn ảnh hưởng đến chức năng thận. Sự thừa
phospho (tăng phospho máu) có thể gặp trong tăng tiêu thụ các khoáng chất, giảm canxi
máu và rối loạn chức năng thận. Sự thiếu hụt phospho mức độ nhẹ đến vừa phải thường
khơng có bất kỳ triệu chứng nào. Khi thiếu hụt phospho nặng, các triệu chứng có thể
bao gồm yếu cơ và nhầm lẫn. Sự dư thừa phospho nặng có thể gây ra các triệu chứng
tương tự như được thấy khi mức độ canxi thấp, bao gồm đau cơ, bối rối, có khi co giật..

7


Sắt
Sắt là một nguyên tố phổ biến có trong tự nhiên, nó tham gia vào q trình tổng
hợp hemoglobin và myoglobin. Nguyên tố sắt có nhiệm vụ quan trọng trong việc tổng
hợp DNA, đóng vai trị trong việc vận chuyển oxy, hô hấp của ty lạp thể, sản xuất ra
năng lượng oxy hóa và bất hoạt các gốc tự do gây hại. Sắt viết tắt là Fe tham gia chủ
yếu vào quá trình hình thành hồng cầu, giúp tăng cường sự tập trung của não bộ. Con
người thường bổ sung sắt thơng qua các loại thực phẩm như thịt bị, gan động vật, các
loại đậu, hạt ngũ cốc…
Các loai vitamin [6]
Vitamin là những hợp chất hữu cơ mà cơ thể không thể tự tổng hợp được, phần
lớn phải lấy từ ngoài vào qua các loại thực phẩm sử dụng hằng ngày. Vitamin tồn tại
trong cơ thể với một lượng nhỏ nhưng đóng vai trị quan trọng trong việc duy trì sự sống
cũng như các hoạt động sống của cơ thể.
1.1.4. Các yếu tố tác động làm hư nguyên liệu
a) Nhiệt độ

Đối với thanh long nhiệt độ bảo quản tốt nhất từ 5C đến 10C, nếu thấp hơn sẽ
gây tổn thương lạnh. Ngoài ra, sau khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh 5C mà tăng lên 20C
đột ngột cũng gây ra một số triệu chứng giống như tổn thương lạnh, các triệu chứng đó
bao gồm: tai héo rũ, vỏ đen, thịt trái nâu, hương vị kém[7].
b) Độ ẩm
Trong quá trình bảo quản cần duy trì độ ẩm của mơi trường tối ưu để chóng sự
bóc hơi nước, lại vừa hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng. Vì vậy, độ ẩm
khuyến cáo đối với thanh long là 90-95%, đồng thời kết hợp với một số biện pháp xử lý
vi sinh vật. Ngồi ra, người ta cịn sử dụng các loại bao bì như PE, PV để chứa hạn chế
sự thoát hơi nước, vừa tránh được sự va chạm cơ học.
c) Sự thơng gió và làm thống khí
Q trình thơng gió có thể thực hiện bằng 2 phương pháp: tự nhiên và nhân tạo.
Thơng gió tự nhiên, tức là lợi dụng sự chuyển động hay đối lưu tự nhiên của khơng khí
giữa các lớp trong kho hay giữa khơng khí bên trong với khơng khí bên ngồi. Thơng
gió tự nhiên chỉ có thể áp dụng trong trường hợp bảo quản không nhiều, thời gian ngắn
với các loại rau quả ít “nhạy cảm “với sự biến động các thơng số kỹ thuật.
Còn đối với các kho lớn, thời gian bảo quản dài thì phải thơng gió cưỡng bức. Thơng
gió cưỡng bức dùng các quạt hút và quạt đẩy ở các vị trí trong kho để điều chỉnh độ ẩm,
nhiệt độ. Làm như vậy sẽ tiết kiệm mặt bằng kho, chất lượng rau quả sẽ tốt hơn.
d) Vi sinh vật gây hại trước và sau thu hoạch
Lượng đường và lượng nước trong quả thanh long cao tạo điều kiện thuận lợi cho
các vi snh vật gây thối và hư hỏng hiện diện trên quả trước thu hoạch phát triển nhanh
chống. Các vi sinh vật này xâm nhập vào phần thịt quả, phân hủy các chất dinh dưỡng
làm quả chống hư hỏng. Có thể xử lý sơ bộ bằng tia UV, dung dịch Chlorine hay các
loại thuốc diệt nấm trước khi đưa vào bảo quản.
1.1.5. Các sản phẩm được chế biến từ thanh long
a) Kem tươi thanh long

8



Hình 1.2 Kem tươi thanh long
Thanh long đỏ có rất nhiều thành phần dinh dưỡng giống như quả bí đỏ. Trong
quả có chứa nhiều phốt pho và nhiều chất xơ. Thanh long đỏ cũng chứa pectin hoạt động
như một chất chống oxy hóa và nó là một đại phân tử [9]. Nó cũng có chức năng bổ
sung sắt và tăng cường máu từ vitamin B1, B2 và B3, giúp giảm mức cholesterol trong
cơ thể. Nó cũng chứa vitamin C giúp duy trì làn da và ngăn ngừa sự xuất hiện của mụn
trứng cá. Nó cũng được hỗ trợ bởi các nguyên tố protein và chất béo cũng như sắt [10].
Thanh long cũng cho biết có chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng như beta carotene,
lycopene và vitamin E, có khả năng được sử dụng trong y tế trong việc ngăn ngừa ung
thư. Lycopene là sắc tố tự nhiên của các hợp chất hoạt tính sinh học trên sự tồn tại và
các vật liệu tự nhiên có khả năng được sử dụng làm màu thực phẩm tự nhiên cho ngành
công nghiệp [11].
b) Bánh mì thanh long
Những chiếc bánh mì màu hồng tươi được làm từ thanh long gần đây đã trở nên
vô cùng phổ biến ở Việt Nam, dành được nhiều sự ưu ái của khách hàng. Những người
thợ làm bánh sáng tạo đã tìm ra cách tận dụng sự đa dạng của các loại trái cây trong
nước, một phần là nhờ sự bùng phát coronavirus.
Bánh mì khơng chứa gluten (GF) là một trong những sản phẩm thực phẩm thích
hợp để tiêu thụ cho những người bị bệnh celiac. Tuy nhiên, bánh mì GF thường thiếu
các chất dinh dưỡng như chất xơ, chất chống oxy hóa, khống chất, v.v. Bánh mì thanh
long được đánh giá tốt cho dạ dày, ngăn các bệnh về xương khớp và hạn chế q trình
lão hố. Ngồi ra, vì khơng chứa chất béo, lượng calo thấp và giàu chất xơ nên rất phù
hợp với chế độ ăn kiêng, giảm cân [12].

Hình 1.3 Bánh mì thanh long
c) Bột thanh long hịa tan
Cơng dụng: Bột thanh long hịa tan dễ sử dụng, tiện lợi, giúp giải khát nhanh
chóng và cịn cung cấp chất xơ, các vitamin và khống chất thiết yếu trong cơ thể. Ngồi
ra bột thanh long cịn tạo màu thực phẩm tự nhiên.


9


Hình 1.4 Bột thanh long hồ tan
d) Sữa chua thanh long

Hình 1.5 Sữa chua thanh long
Sữa chua probiotic có chức năng chăm sóc sức khỏe tốt và rất giàu chất dinh
dưỡng. Vì vậy, yaourt đã trở thành một trong những ngun liệu lý tưởng cho món
kem mới. Trong thí nghiệm này, sữa chua thanh long được lên men với một chủng
vi khuẩn Lactobacillus plantarum, và một loại kem sữa chua thanh long có lợi
khuẩn được tạo ra. Thơng qua thử nghiệm đơn yếu tố và thiết kế thử nghiệm trực giao,
việc sử dụng máy đánh giá cảm quan và phân tích kết cấu, máy đo độ nhớt và các dụng
cụ khác để đánh giá chất lượng, để xác định công thức tối ưu. Kết quả cho thấy công
thức tối ưu của kem sữa chua thanh long chứa probiotic là: Sữa chua thanh long 30%
probiotic, sữa bột tách béo 10%, đường trắng 13%, kem 12%, carrageenan 1,5 mỗi
mil, guar gum 2 mỗi mil, monoglycerid 3 viên [13].
e) Rượu thanh long

Hình 1.6 Rượu thanh long
Rượu thanh long được biết đến với các tác dụng như: Tốt cho tim mạch, hỗ trợ
hệ tiêu hóa, giảm khó tiêu, đầy hơi, tăng cường sức đề kháng, giúp ăn ngon ngủ tốt [14]
…
Nhìn chung, các sản phẩm làm từ thanh long hầu hết có những lợi ích giống nhau:

10