Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Thị Hương

Sự cần thiết:
Củ cải có chứa nhiều hoạt chất sinh học có giá trị cao trong hỗ trợ điều trị một số bệnh, tăng cường miễn dịch cho cơ thể. Có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng dịch chiết củ cải có thể điều trị bệnh tiểu đường. Các polyphenol hòa tan của củ cải có tác dụng hạ đường huyết như insulin hoặc các hợp chất ức chế glucose. Ngoài ra trong củ cải còn có các hoạt chất có tác dụng trong hỗ trợ điều trị các bệnh ung thư ruột kết, ung thư phổi, ung thư cổ tử cung, ung thư tiền liệt tuyến… là isothiocyanates, glucosinolates, sulforaphane. Điều này đã được chứng minh và thử nghiệm ở chuột trên cơ sở được giải thích bằng cơ chế hóa sinh học rất rõ ràng của nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới. Dịch chiết từ củ cải có tác dụng bảo vệ gan, các hoạt chất sinh học trong củ cải làm giảm bớt các tác động tiêu cực gây tổn thương gan do carbon tetrachloride ở chuột bằng cách ngăn chặn peroxid hóa lipid. Củ cải giàu vitamin C có tác dụng như một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, ngăn chặn các tổn hại các gốc tự do, do đó giúp ngăn ngừa ung thư. Chiết xuất từ củ cải trắng có thể tiêu diệt các tế bào ung thư bằng cách kích hoạt cơ chế tự hủy của loại tế bào ác tính, đó là do có sự xuất hiện của isothiocyanates.

Như vậy, có thể thấy củ cải giàu hàm lượng hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe. Đây là loại rau ăn củ rất bổ dưỡng nếu sử dụng thường xuyên có tác dụng bảo vệ sức khỏe phòng ngừa nhiều loại bệnh đường tiêu hóa, ung thư, đái tháo đường…Trong những năm gần đây, loại rau củ này thường xuyên gặp tình trạng chênh lệch cung lớn hơn cầu rất nhiều lúc thu hoạch đỉnh vụ dẫn đến tình trạng sản phẩm bị giảm giá mạnh gây bất ổn cho khâu sản xuất loại nông sản này. Hướng giải pháp hữu hiệu nhất để giải quyết vấn đề trên là chế biến nông sản này thành các sản phẩm bảo quản được thời gian dài duy trì được hàm lượng dinh dưỡng và hoạt chất sinh học đảm bảo an toàn thực phẩm có giá trị sử dụng lâu dài không bị thối hỏng là điều cấp thiết hiện nay. Do vậy việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị chế biến một số sản phẩm từ củ cải trắng theo hướng sản xuất công nghiệp” là rất cần thiết và có ý nghĩa.

Mục tiêu tổng quát
Làm chủ được công nghệ và thiết bị chế biến sản phẩm từ củ cải trắng.

Mục tiêu cụ thể
- Thiết lập được bộ quy trình công nghệ chế biến các sản phẩm từ củ cải trắng (dạng nước uống, dạng sấy, dạng mứt).
- Có được hệ thống thiết bị sản xuất các sản phẩm theo quy trình công nghệ đã nghiên cứu (sấy khô, ép nước…) năng suất tiêu thụ nguyên liệu đầu vào tối thiểu 5 tấn củ/ngày.
- Có được sản phẩm sau chế biến: Dạng nước (nước ép) 1000 lít; Dạng bột 100 kg; Dạng sấy 1000 kg; Dạng mứt 1000 kg. Các sản phẩm đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm, giá trị dinh dưỡng, cảm quan (màu sắc, mùi vị…).
- Chế tạo được thiết bị ép, năng suất 500 kg/h.
- Chế tạo được hệ thống sấy, năng suất 500 kg/mẻ
Xây dựng được mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị đồng bộ vào sản xuất tại thành phố Hà Nội.

Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu thu hoạch và sơ chế củ cải trắng nguyên liệu chất lượng cho chế biến các sản phẩm dạng nước, dạng sấy và dạng mứt.
- Nghiên cứu công nghệ chế biến sản phẩm dạng nước ép củ cải và dạng bột.
- Nghiên cứu công nghệ chế biến mứt củ cải.
- Nghiên công nghệ chế biến củ cải dạng sấy.
- Nghiên cứu tận dụng phụ phẩm củ cải trong quá trình chế biến làm phân hữu cơ vi sinh.
- Nghiên cứu hệ thống thiết bị chế biến củ cải trắng năng suất nguyên liệu đầu vào tối thiểu 5 tấn củ/ngày.
- Xây dựng được mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị đồng bộ và công nghệ vào sản xuất chế biến củ cải tại thành phố Hà Nội (năng suất nguyên liệu đầu vào tối thiểu 5 tấn củ/ngày.
- Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm đồ uống từ dịch chiết ép củ cải dạng nước và dạng bột; sản phẩm mứt; sản phẩm sấy khô.

Kết quả của đề tài:
1. Lựa chọn được độ tuổi thu hoạch của củ cải trắng phù hợp cho chế biến là độ tuổi 2. Xác định phương pháp sơ chế củ cải dạng tươi là phương pháp rửa sục khí. Đã xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho nguyên liệu củ cải trắng dạng tươi.

2. Thiết lập được 8 bộ quy trình công nghệ trong đó: 07 bộ quy trình công nghệ chế biến các sản phẩm từ củ cải trắng (dạng nước uống, dạng sấy, dạng mứt) và 01 bộ quy trình công nghệ tận dụng phụ phẩm cho làm phân hữu cơ vi sinh có đầy đủ thông số kỹ thuật cần thiết. Các công đoạn trong quy trình công nghệ dễ áp dụng, có thể cơ giới hóa nhằm gia tăng năng suất và ứng dụng được theo hướng sản xuất công nghiệp. Công nghệ chế biến các sản phẩm từ củ cải đề xuất có xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu đầu vào, sản phẩm được chế biến theo kỹ thuật mới đã được áp dụng trên thế giới đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra đồng đều, ổn định duy trì được hàm lượng dinh dưỡng, hoạt tính sinh học tạo sự an tâm đối với người tiêu dùng. Các kỹ thuật mới được sử dụng trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm, nấu chân không, cô chân không… nhằm hạn chế sự biến đổi làm giảm chất lượng của sản phẩm.

3. Đã phân tích tính toán, lựa chọn được các thông số cơ bản của các máy, thiết bị phục vụ chế biến các sản phẩm từ củ cải trắng cụ thể: máy rửa rửa sục khí (năng suất rửa là 5.000kg/ngày, số lượng thiết bị: 02 chiếc), máy thái củ cải (năng suất 500kg/h); máy ép (năng suất ép dịch 500kg/h; thiết bị cô đặc (năng suất 317 lít/mẻ); thiết bị trích ly (thiết bị bao gồm 2 bình, mỗi bình có các thông số: Dung tích trích ly là 420 lít; Dung tích của thùng thiết bị cô đặc Vcđ= 320lít); 02 hệ thống sấy đối lưu (mỗi thiết bị năng suất: 500kg/mẻ; nhiệt độ tác nhân sấy: 40-80°C). Thiết bị sấy bơm nhiệt (năng suất 500kg/mẻ; Nhiệt độ tác nhân sấy: 40-50°C). Đã phân tích, thiết kế sơ đồ bố trí lắp đặt dây chuyền hệ thống thiết bị tại Xưởng thực nghiệm của Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch. Đã tính toán tần xuất hoạt động, thời gian, thứ tự, thời gian vận hành các thiết bị trong dây chuyền đảm bảo hiệu quả làm việc của dây chuyền.

4. Đã thiết kế và chế tạo 01 thiết bị ép 500 kg/h, kích thước đĩa ép 165 mm, tốc độ chuyển động của trục 429 vòng/phút, đường kính lưới lọc 0,5 mm. Thiết bị ép trục vít này tiết kiệm điện, hạn chế biến đổi chất lượng dịch ép.

5. Đã thiết kế và chế tạo được hệ thống sấy bơm nhiệt đạt năng suất 500 kg nguyên liệu/mẻ lưu lượng bốc hơi nước lớn hơn 24 lít/h (số lượng khay sấy: 60 khay, kích thước của khay sấy dài x rộng x cao: 1010 x 500 x25 mm, số xe chứa khay: 4 xe, kích thước tổng thể của xe: dài x rộng x cao: 1010x550x1550 mm. Bổ sung một số thiết bị của giàn lạnh máy điều hòa 18000 BTU làm bộ phận tách ẩm của hệ thống sấy bơm nhiệt: Kích thước giàn bay hơi dài x rộng x cao: 1100 x 250 x 300 mm.

Hệ thống giá đỡ khay của thiết bị sấy đã được thiết kế, chế tạo thành các modul riêng biệt thuận lợi cho việc thao tác và vệ sinh trong quá trình sấy.

Các thiết bị được thiết kế chế tạo trong nước giá thành thấp hơn nhiều so với nhập khẩu, chủ động nhân lực trong hoạt động bảo hành sửa chữa khi sử dụng thiết bị cho quá trình sản xuất.

6. Đã xây dựng được mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị đồng bộ và công nghệ vào sản xuất chế biến củ cải tại Xưởng thực nghiệm của Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (năng suất nguyên liệu đầu vào tối thiểu đạt 5 tấn củ/ngày).

7. Sản xuất được sản phẩm dạng nước (nước ép): 1104 lít; sản phẩm dạng bột 126 kg; sản phẩm mứt củ cải dạng miếng 553,5 kg; sản phẩm mứt củ cải dạng nhuyễn: 559,2 kg; củ cải sấy khô dạng sợi: 563 kg; củ cải sấy khô dạng miếng: 527,5 kg. Các sản phẩm đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm, giá trị dinh dưỡng, cảm quan (màu sắc, mùi vị…).

8. Đã xây dựng được 07 bộ tiêu chuẩn cơ sở trong đó: 01 bộ tiêu chuẩn cơ sở cho nguyên liệu đầu vào cho chế biến nước uống dạng nước và dạng bột, sản phẩm dạng mứt, sản phẩm dạng sấy khô và 06 bộ tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm đồ uống dạng nước, đồ uống dạng bột, sản phẩm mứt miếng, sản phẩm mứt nhuyễn, sản phẩm sấy khô dạng sợi và sản phẩm sấy khô dạng miếng từ củ cải trắng.