(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, thiết kế cải tiến máy sấy hạt sen năng suất 50kg mẻ

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN DU

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CẢI TIẾN
MÁY SẤY HẠT SEN NĂNG SUẤT 50KG/MẺ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

HUẾ - 2018


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN DU

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CẢI TIẾN
MÁY SẤY HẠT SEN NĂNG SUẤT 50KG/MẺ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
VÀ CƠ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Mã số: 8520103

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN TIẾN LONG

HUẾ - 2018


i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào
khác. Mọi tài liệu tham khảo trong luận văn đều được trích dẫn cụ thể.
Thừa Thiên Huế, ngày 25 tháng 7 năm 2018
Tác giả

Nguyễn Du


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn tơi đã nhận được
sự giúp đỡ nhiệt tình, sự đóng góp ý kiến q báu của q thầy, cơ giáo khoa Cơ khíCơng nghệ, cán bộ viên chức phịng Đào tạo sau Đại học. Tơi xin chân thành cảm ơn
những giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy TS. Nguyễn Tiến Long đã dành thời gian
hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
Tơi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Trần Võ Văn May đã tạo điều
kiện cho tôi thực hiện khảo nghiêm trên máy do thầy nghiên cứu chế tạo.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động
viên, quan tâm, giúp đỡ tơi trong suốt thời gian học tập và hồn thành luận văn.
Thừa Thiên Huế, ngày 25 tháng7 năm 2018

Nguyễn Du


iii

TĨM TẮT
Ở

Việt Nam, việc cơ giới hóa vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và

thu hoạch, nhất là trong bảo quản hạt sen. Hầu hết ở các vùng trồng sen ở Miền Trung

nói chung và Thừa Thiên Huế nói riêng vẫn cịn làm bằng thủ cơng nên hiệu quả
không cao và đảm bảo chất lượng. Mặt khác, trên thị trường hiện đang có một số loại
máy sấy hạt sen. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của
máy chưa được thực hiện, nên cần phải có nghiên cứu để làm rõ vấn đề này. Trên cơ
sở máy sấy hạt sen SHS-50 năng suất 50kg/mẻ của Thạc sỹ Trần Võ Văn May - Khoa
Cơ khí - Cơng nghệ, Trường Đại học Nơng Lâm - Đại học Huế, tôi đã thực hiện
nghiên cứu, cải tiến máy và tiến hành làm thực nghiệm để tối ưu hóa một số thơng số
làm việc của máy. Kết quả nghiên cứu đã khắc phục được một nhược điểm chênh lệch
độ ẩm hạt sen sau khi sấy tại các vị trí khác nhau trong buồng sấy của máy và xác
định được mơ hình tốn về mối quan hệ giữa nhiệt độ sấy, tốc độ khí sấy và thời gian
đảo chiều khí sấy với độ ẩm hạt sau khi sấy (Y1 = 9,886 - 0,723x1 - 0,865x2 - 0,549x3)
và tỷ lệ chất lượng hạt sau khi sấy (Y2 = 88,735 - 1,381x1 - 3,04x2 - 3,005x3 +
1,191x2.x3 - 1,609x12 + 1,791 x32). Kết quả giải bài toán tối ưu được các giá trị tại
nhiệt độ khí sấy 610C, tốc độ khí sấy là 1,6m/s và thời gian đảo chiều khí sấy là 30
phút cho kết quả tối ưu đa mục tiêu với độ ẩm hạt, tỷ lệ chất lượng về cảm quan của
hạt sen sau khi sấy lần lượt là 8,6% và 89,19%.

iv

MỤC LỤC
Trang

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................... ii
TÓM TẮT............................................................................................................................... iii
MỤC LỤC.............................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH............................................................................. viii
MỞ ĐẦU.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI..........................Error! Bookmark not defined.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI............................................................................................... 1
2.1. Mục tiêu chung............................................................................................................... 1
2.2. Mục tiêu cụ thể............................................................................................................... 1
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN.................................................................. 2
3.1.Ý nghĩa khoa học............................................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn............................................................................................................ 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................... 3
1.1. GIÁ TRỊ CỦA CÂY SEN............................................................................................ 3
1.1.1. Giá trị dinh dưỡng....................................................................................................... 3
1.1.2. Giá trị y học.................................................................................................................. 4
1.1.3. Giá trị văn hóa, thẩm mỹ........................................................................................... 4
1.2. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÂY SEN VÀ HẠT SEN................................... 5
1.2.1. Đặc điểm sinh học của cây sen................................................................................ 5
1.2.2. Các giống sen được trồng phổ biến ở Việt Nam.................................................. 6
1.2.3. Các giống sen được trồng phổ biến ở Thừa Thiên Huế..................................... 8
1.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT SEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.................9
1.3.1. Tình hình sản xuất sen trên thế giới........................................................................ 9

1.3.2. Tình hình sản xuất sen ở Việt Nam......................................................................... 9


v

1.4. BẢO QUẢN HẠT SEN Ở VIỆT NAM.................................................................. 11
1.5. TỔNG QUAN VỀ MÁY SẤY HẠT NÔNG SẢN Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
12

1.6. TỔNG QUAN VỀ MÁY SẤY HẠT SEN.............................................................. 19
1.6.1. Tình hình nghiên cứu, chế tạo máy sấy hạt sen trên thị trường..................... 19
1.6.2. Các loại máy và thiết bị sấy hạt sen tại Thừa Thiên Huế................................ 20
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU............................................................................................................ 23
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU....................................................... 23
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................. 23
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................. 23
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...................................................................................... 23
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................ 23
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu................................................................................ 23
2.3.2. Phương pháp tính tốn, thiết kế............................................................................. 23
2.3.3. Phương pháp kiểm tra sự đồng đều độ ẩm hạt sen trong buồng sấy.............24
2.3.4. Phương pháp xác định độ ẩm hạt sen................................................................... 25
2.3.5. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan hạt sen sau khi sấy..................26
2.3.6. Phương pháp thực nghiệm...................................................................................... 27
2.3.7. Phương pháp tối ưu hóa........................................................................................... 31
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 32
3.1. THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY SẤY HẠT SEN SHS-50....................................... 32
3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc............................................................................... 32
3.1.2. Ưu điểm của máy...................................................................................................... 33

3.1.3. Nhược điểm của máy............................................................................................... 33
3.1.4. Kiểm tra, đánh giá các thông số làm việc của máy........................................... 34
3.1.5. Gia công chế tạo khay sấy...................................................................................... 44
3.1.6. Thiết kế, gia công cải tiến buồng sấy................................................................... 47
3.2. KHẢO NGHIỆM SỰ CHÊNH LỆCH ĐỘ ẨM HẠT SAU KHI SẤY TẠI CÁC
VỊ TRÍ TRONG BUỒNG SẤY............................................................................... 50


vi

3.2.1. Mục đích khảo nghiệm............................................................................................ 50
3.2.2. Chuẩn bị khảo nghiệm............................................................................................. 50
3.2.3. Kết quả khảo nghiệm............................................................................................... 51
3.3. THỰC NGHIỆM TỐI ƯU HỐ MỘT SỐ THƠNG SỐ LÀM VIỆC CỦA
MÁY.............................................................................................................................. 53
3.3.1 Xác định miền thí nghiệm........................................................................................ 53
3.3.2. Tiến hành làm thực nghiệm.................................................................................... 54
3.3.3. Kết quả tính tốn tối ưu hố................................................................................... 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 60
Kết luận................................................................................................................................... 60
Đề nghị.................................................................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................. 61
PHỤ LỤC............................................................................................................................... 63


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng có trong 100g củ sen và hạt sen................................... 4
Bảng 1.2. Các đặc điểm đặc trưng của sen Thừa Thiên Huế....................................... 9
Bảng 2.1. Bảng số liệu mẫu X.......................................................................................... 24
Bảng 2.2. Bảng phân tích phương sai 1 yếu tố............................................................. 24
Bảng 2.3. Ma trận thực nghiệm với 3 yếu tố và 3 thí nghiệm tại tâm phương án 29
Bảng 2.4. Bố trí thí nghiệm............................................................................................... 30
Bảng 3.1. Độ ẩm hạt sen sau khi sấy tại các vị trí trong buồng sấy2...................... 52
Bảng 3.2. Bảng phân tích phương sai Anova một yếu tố với α = 0,05.................... 52
Bảng 3.3. Miền thí nghiệm của ba yếu tố....................................................................... 53
Bảng 3.4. Bố trí thí nghiệm và kết quả........................................................................... 54
Bảng 3.5. Bố trí thí nghiệm và kết quả........................................................................... 57


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH
Trang

Hình 1.1. Hoa, gương và lá sen.......................................................................................... 5
Hình 1.2. Nhụy, quả và hạt sen........................................................................................... 6
Hình 1.3. Sự đa dạng của hoa sen...................................................................................... 7
Hình 1.4. Đồng sen ở Tháp Mười...................................................................................... 7
Hình 1.5. Sen cung đình trồng ở Thừa Thiên Huế......................................................... 8
Hình 1.6. Bảo quản hạt sen................................................................................................ 11
Hình 1.7. Phơi khơ hạt sen dưới ánh nắng mặt trời..................................................... 12
Hình 1.8. Thiết bị sấy kiểu hầm....................................................................................... 13
Hình 1.9. Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa tác động tuần hồn........................................ 15
Hình 1.10. Sơ đồ ngun lý cấu tạo máy sấy tĩnh vỉ ngang...................................... 15
Hình 1.11. Sơ đồ cấu tạo máy sấy tĩnh vỉ đứng............................................................ 16
Hình 1.12. Máy sấy thùng quay....................................................................................... 17

Hình 1.13. Máy sấy tầng sơi............................................................................................. 18
Hình 1.14. Một số loại máy sấy trên thị trường............................................................ 19
Hình 1.15. Một số mơ hình máy sấy trên thị trường................................................... 20
Hình 1.16. Buồng sấy thủ cơng........................................................................................ 21
Hình 1.17. Máy sấy hạt sen-khoa Cơ khí - Cơng nghệ, Đại học Nơng Lâm Huế 22
Hình 2.1. Lấy mẫu hạt sen để phân tích độ ẩm sau mỗi mẻ sấy............................... 25
Hình 2.2. Đánh giá cảm quan hạt sen so với mẫu chuẩn............................................ 26
Hình 2.3. Bài tốn thí nghiệm máy sấy hạt sen............................................................ 26
Hình 2.4. Sơ đồ đối tượng nghiên cứu............................................................................ 27
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy hạt sen SHS-50........................32
Hình 3.2. Đồ thị tốc độ giảm ẩm của hạt sen khi sấy thử nghiệm............................ 34
Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn I-d........................................................................................... 36
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn I-d của quá trình sấy thực tế............................................ 40
Hình 3.5. Kích thước khay sấy......................................................................................... 45
Hình 3.6. Hàn gia công khay sấy..................................................................................... 46


ix

Hình 3.7. Bắn vít lắp tấm thép lên khung khay sấy..................................................... 46
Hình 3.8. Khay sấy sau khi chế tạo................................................................................. 47
Hình 3.9. Bắn vít gắn khung đỡ khay sấy lên máy...................................................... 48
Hình 3.10. Mài hồn thiện khung đỡ và khay sấy....................................................... 48
Hình 3.11. Buồng phụ dẫn tác nhân sấy lên trên.......................................................... 49
Hình 3.12. Buồng sấy sau khi cải tiến............................................................................ 49
Hình 3.13. Chế độ sấy khơng khí nóng từ dưới lên..................................................... 50
Hình 3.14. Chế độ sấy khơng khí nóng đi từ trên xuống............................................ 51
Hình 3.15. Xác định độ ẩm hạt sen bằng tủ sấy WTC Binder.................................. 52
Hình 3.16. Hình ảnh thiết bị đo vận tốc và nhiệt độ sấy............................................ 52
Hình 3.17. Vị trí 3 khay sấy thử nghiệm........................................................................ 53

Hình 3.18. Hệ số tương quan khảo nghiệm độ ẩm hạt sen sau khi sấy...................55
Hình 3.19. Kết quả phân tích các hệ số hồi quy bằng phần mềm Modde 5.0.......56
Hình 3.20. Hệ số tương quan khảo nghiệm chất lượng hạt sen sau khi sấy..........58
Hình 3.21. Kết quả phân tích các hệ số hồi quy bằng phần mềm Modde 5.0.......58
Hình 3.22. Kết quả tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phần mềm Modde 5.0................59


1

MỞ ĐẦU
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây sen có tên khoa học Nelumbo nuciera Gaertn, phân bố ở vùng nhiệt đới châu

Á
bộ

và châu Mỹ. Sen là một loại cây mọc dưới nước, sống dai nhờ thân rễ (ngó sen). Các

phận của cây sen được dùng vào mục đích khác nhau tùy thuộc vào những thành phần
có sẵn trong cây. Trong đó, hạt sen vừa là một vị thuốc có nhiều công dụng trong
đông y, vừa là một thực phẩm trong nhiều món ăn bổ dưỡng.
Cơng cuộc cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa nơng nghiệp và nơng thơn hiện
đang là chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước ta nhằm đẩy mạnh phát triển kinh tế
của đất nước và hội nhập kinh tế thế giới. Trong đó việc nghiên cứu, tìm hiểu, thiết kế
nhằm tạo ra những sản phẩm cơ giới có tính năng ưu việt để phục vụ cho hoạt động
sản xuất nông nghiệp của người nông dân đang và sẽ ln là việc làm có ý nghĩa hết
sức quan trọng và thiết thực. Tuy nhiên, đối với cây sen thì việc cơ giới hóa vẫn chưa
được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và thu hoạch, nhất là phương pháp bảo quản

chưa tốt làm giảm chất lượng hạt sen. Ở Việt Nam nói chung và tỉnh Thừa Thiên Huế
nói riêng hiện có một số loại máy sấy hạt sen đang được sử dụng nhằm nâng cao năng
suất và chất lượng hạt sen khơ. Trong đó, năm 2014 nhóm tác giả Thạc sĩ Trần Võ
Văn May và cộng sự tại khoa Cơ khí Cơng nghệ - Đại học Nơng Lâm Huế đã nghiên
cứu và chế tạo thành công máy sấy hạt sen SHS-50 năng suất 50kg/mẻ. Tuy nhiên,
máy vẫn còn tồn tại một số nhược điểm cần phải cải tiến khắc phục và việc nghiên
cứu, thực nghiệm để tối ưu hóa một số thơng số, nâng cao hiệu quả làm việc của máy
chưa được thực hiện.
Vì vậy, tơi đã thực hiện đề tài: "Nghiên cứu, thiết kế cải tiến máy sấy hạt sen
năng suất 50kg/mẻ" nhằm tối ưu hóa một số thông số, nâng cao hiệu quả làm việc
của máy sấy hạt sen này.
2.

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

2.1. Mục tiêu chung
Nghiên cứu thiết kế, cải tiến máy sấy hạt sen SHS-50 nhằm nâng cao hiệu quả
làm việc của máy.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu kỹ thuật sấy hạt sen.
-

Kiểm tra, đánh giá các thông số làm việc của máy sấy hạt sen SHS-50 tại khoa

Cơ khí - Cơng nghệ - Đại học Nông Lâm Huế.


2

- Thiết kế cải tiến một số bộ phận làm việc của máy sấy hạt sen.

- Tối ưu hoá một số thông số làm việc của máy bằng phương pháp thực nghiệm
và sử dụng phần mềm tối ưu hóa Modde 5.0.
3.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả thiết kế cải tiến máy sấy hạt sen làm cơ sở khoa học để phát triển các hệ
thống sấy hạt sen và phát triển cho các nghiên cứu tương tự ứng dụng trong sấy hạt
sen tươi.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả thiết kế cải tiến máy sấy hạt sen sẽ nâng cao hiệu quả của máy, chất
lượng sản phẩm và phù hợp với điều kiện sản xuất của địa phương.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. GIÁ TRỊ CỦA CÂY SEN
1.1.1. Giá trị dinh dưỡng
Các bộ phận của cây sen được dùng vào mục đích khác nhau tùy thuộc vào
những thành phần có sẵn trong cây. Chúng thường được sử dụng phổ biến trong nhiều
nước trên thế giới để làm thức ăn với hàm lượng dinh dưỡng và tinh bột cao
(Bảng1.1). Hạt sen và củ sen gồm rất nhiều dinh dưỡng bổ ích. Hạt sen, ngó sen,củ
sen là các sản phẩm mang lại giá trị dinh dưỡng cao nhất ở cây sen, chúng bao gồm
protein, lipid, gluxit, các chất khoáng (canxi, sắt, photpho, natri, kali), chất xơ,
vitamin ( B1, B2, C) và nhiều axit amin không thay thế, rất cần thiết cho con người.
Hạt sen có hàm lượng bột đường, protein khá cao, ít chất béo, hàm lượng canxi cao
cần thiết cho phát triển xương, giúp lưu thông máu và chất dịch trong cơ thể.

1.1.2. Giá trị y học
Hạt sen trị tỳ hư, lỵ, di mộng tinh, khí hư, hồi hộp mất ngủ, cơ thể suy nhược,
kém ăn, ít ngủ, cắt nôn hay làm dịu phản ứng co giật của hệ thống tiêu hố. Hạt sen
chín có tính bổ tì và được sử dụng để điều trị bệnh tiêu chảy mãn tính, tăng tiết dịch
và khí hư, cũng như có tác dụng làm giảm đau, rất hiệu quả trong điều trị bệnh mất
ngủ và đau tim. Tâm sen có tác dụng làm an thần, trị mất ngủ, sốt cao với thần kinh
căng thẳng, cao huyết áp.
Lá sen chữa chảy máu (đại tiện ra máu, chảy máu chân răng, xuất huyết dưới
da), trị cao huyết áp. Quả sen chữa lỵ, cấm khẩu. Gương sen là thuốc cầm máu, chữa
đại tiểu tiện ra máu, bạch đới, huyết áp cao. Ngó sen là thuốc cầm máu, chữa đại tiểu
tiện ra máu, chảy máu cam, tử cung xuất huyết [21].
1.1.3. Giá trị văn hóa, thẩm mỹ
Giá trị của cây sen khơng chỉ dừng lại ở ý nghĩa vật chất, kinh tế mà cịn mang
cả ý nghĩa về mặt tinh thần. Ngồi mục đích làm thuốc và thực phẩm, nói đến cây sen
chúng ta cịn nghĩ ngay đến 3 hình tượng thiêng liêng, thanh khiết và cao quý người
Việt Nam là Phật Thích Ca, Bác Hồ kính yêu và tâm hồn con người Việt Nam [3].
Ngày nay nhiều người còn dùng sen như thú chơi cây cảnh bởi vẻ đẹp nhẹ nhàng,
thanh thoát của chúng. Loại sen chúng ta thường thấy ngoài đầm trồng để thu hoạch
hạt, lá, hoa,… là giống sen Việt. Sen Việt hồng giản dị, gần gũi được nhiều người ưu
chuộng .


4

Ngồi ra, các sản phẩm từ cây sen cịn được dùng làm nguyên liệu trong ngành
thời trang và mỹ phẩm cao cấp. Từ cuống lá của cây sen có thể sản xuất ra tơ sen làm
vải lụa chất lượng cao. Sản phẩm may mặc thủ công được làm từ tơ sen rất được ưa
chuộng, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn gấp nhiều lần so với các sản phẩm cùng
loại làm từ nguyên liệu sợi khác [24]. Hoa sen ngồi giá trị thẩm mỹ cịn được dùng
sản xuất nước hoa có hương thơm quyến rũ.

Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng có trong 100g củ sen và hạt sen [19]

Thành phần

Nước
Năng lượng
Năng lượng
Protein
Chất béo
Đường
Chất xơ dễ tiêu
Canxi
Phosphorus
Sắt
Natri
Kali
Vitamin B1
Vitamin B2
Niacin
Vitamin C



5

1.2. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÂY SEN VÀ HẠT SEN
1.2.1. Đặc điểm sinh học của cây sen
Cây Sen có (tên khoa học Nelumbo nuciera Gaerth) thuộc họ sen Nelumbonaceae.
Phân bố ở vùng nhiệt đới châu Á và châu Mỹ, được trồng nhiều ở ao hồ, vùng trũng
thấp đầm lầy và vùng đồng bằng. Mùa hoa sen từ tháng 5 đến tháng 6, mùa thu hoạch

hạt sen từ tháng 7 đến tháng 9 [8].
Sen là một loại cây mọc dưới nước, sống dai nhờ thân rễ (ngó sen). Ngó sen màu
trắng, tiết diện gần trịn, có khía dọc màu nâu, ngọn có mang chồi hình chóp nhọn.
Thân rễ phình to thành củ, màu vàng nâu, hình dùi trống, gồm nhiều đoạn, thắt lại ở
giữa, trong có nhiều khuyết rộng. Lá sen hình lọng có 2 thùy sâu đối xứng nhau, dài
30-55 cm, rộng 20-30 cm, mép lá hơi uốn lượn, mặt trên xanh đậm, nhẵn bóng, mặt
dưới xanh nhạt, nhám. Gân tỏa tròn, nổi rõ ở mặt dưới. Cuống lá màu xanh, hình trụ,
dài 1-1,5 m, có nhiều gai. Hoa to, màu hồng hay trắng. Cuống hoa màu xanh, dài 1,31,5 m, già chuyển sang màu nâu, có nhiều gai nhọn. Cuống lá và cuống hoa có nhiều
khoang rỗng bên trong. Đế hoa rất lồi dạng hình nón ngược, mép lồi lõm, xốp, non
màu vàng, già màu xanh, dài 5-7 cm, đường kính 6-8 cm, chứa nhiều quả sen. Bao
hoa gồm 12-16 phiến xếp xoắn ốc không phân biệt rõ lá đài và cánh hoa, bên ngoài 35 phiến màu xanh hơi hồng, dài 3-6 cm; bên trong các phiến thn dài hình thuyền,
dài 9-16 cm, rộng 4-9 cm, màu trắng hồng, đậm hơn ở bìa và ngọn cánh hoa, nhiều
gân dọc nổi rõ ở mặt dưới; móng rất ngắn, màu trắng, hình chữ nhật hơi loe. Bộ nhị:
nhiều, rời, đều, đính xoắn ốc, chỉ nhị màu trắng, hình sợi, nhẵn [8].

Hình 1.1. Hoa, gương và lá sen


6

Bộ nhụy nhiều lá nỗn rời đính thành nhiều vịng vùi sâu trong đế hoa, bầu màu vàng
nhạt, hình bầu dục dài 6-11 mm, rộng 3-4 mm. Vòi nhụy rất ngắn, đầu nhụy hình trịn,
lõm ở giữa. Quả bé màu xanh, nhẵn, hình bầu dục, dài 1,7-2,5 cm, đường kính 0,6-1,2
cm. Hạt màu trắng, dài 1,3-1,5 m, đường kính 5-6 mm, 2 lá mầm dày mập màu trắng bên
trong có tâm sen màu xanh. Tâm sen gồm rễ mầm, thân mầm, chồi mầm và

2 lá đầu tiên. Hoa sen có rất nhiều màu, dao động từ màu trắng như tuyết tới màu
vàng hay hồng nhạt [8].

Hình 1.2. Nhụy, quả và hạt sen

1.2.2. Các giống sen được trồng phổ biến ở Việt Nam
Ở nước ta cây sen đã được trồng nhiều suốt từ Bắc vào Nam. Các giống sen
hiện đang được trồng chủ yếu là các giống địa phương, một số ít là nhập nội với tiềm
năng từ sự đa dạng loài sen là rất lớn. Hiện nay, trên đất nước Việt Nam có hơn 20
lồi sen bản địa và khả năng nhập nội gần 100 loài. Hoa sen đẹp, nhiều màu sắc và
hương thơm, đa dạng hình thái thực vật về hình dạng cây, lá và hoa (hình 1.3). Một số
lồi có thể ghi nhận ở Việt Nam: Sen hồng và Sen trắng cung đình Huế, Sen hồng và
sen trắng cánh đơn Nam bộ, Sen hồng và Sen trắng Hồ Tây, Sen hồng Quan Âm Liên
Hoa, Sen trắng Quan Âm Bách diệp, Sen trắng cánh kép, Sen trắng cánh kép viền tím,
Sen hồng lá to, Sen Nhật bản, Sen Thái Lan. Sự đa dạng loài, đa dạng sinh học là tiềm
năng vơ giá của cây sen sẵn có trong thế giới tự nhiên [4].


7

Hình 1.3. Sự đa dạng của hoa sen
Đồng Tháp Mười là nơi có diện tích trồng sen lấy hạt lớn nhất nước với diện
tích 423 hecta trải dài trên ba tỉnh: Long An, Tiền Giang và Đồng Tháp (hình 1.4).
Sen được trồng chủ yếu để thu ngó sen với gương sen và thu hoạch chỉ sau 1 tháng
gieo trồng. Hơn nữa, trên thị trường thì giá trị 2 mặt hàng này cũng khá cao và luôn
ổn định đầu ra nên đã góp phần tăng thu nhập cho nhiều người trong vùng lên đến gần
100 triệu đồng/vụ/hecta [20].

Hình 1.4. Đồng sen ở Tháp Mười
1.2.3. Các giống sen được trồng phổ biến ở Thừa Thiên Huế
Ở Thừa Thiên Huế, sen được trồng trong các ao, hồ và quanh khu vực đại nội.
Giống sen được trồng phổ biến là giống sen cao sản chủ yếu được lấy giống từ Quảng


8

Nam ra ươm trồng. Ngoài ra, ở Thừa Thiên Huế cịn trồng giống sen q như: Sen
Cung Đình hồng nhỏ nhắn dễ thương với đài hoa giống những chú sếu đang đứng ăn
trên cánh đồng. Tương tự sen Cung Đình hồng, sen Cung Đình trắng cũng là một loại
hoa được vua chúa ngày xưa chọn tơ điểm cung đình (hình 1.5). Hạt sen có giá trị
kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng cao nên được người dân rất ưa chuộng. Diện tích
trồng được mở rộng và q trình chăm sóc cũng được cải thiện đáng kể nhờ vào việc
sử dụng công nghệ kỹ thuật vào sản xuất cũng như bảo quản sản phẩm. Hạt sen Thừa
Thiên Huế có rất nhiều dinh dưỡng và rất có giá trị trong ẩm thực, y học.

Hình 1.5. Sen cung đình trồng ở Thừa Thiên Huế
Đặc điểm của sen cao sản Huế có thể mơ tả như sau: Cây sen có thân hình trụ
(ngó sen) và rễ mập (củ sen). Lá gần như tròn, mọc trải trên mặt nước, trên một cuống
dài, lá màu xanh bóng, nổi gân rất rõ. Hoa to trên cuống dài, có nhiều cánh hoa mềm,
xếp toả trịn đều, màu hồng, trắng hay vàng tuỳ chủng loại. Hoa có nhiều nhị màu
vàng và những lá noãn rời, những lá noãn này sau đó hình thành quả gắn trên một đế
hoa hình nón ngược màu xanh (gương sen). Mỗi quả chứa một hạt trong có một chồi
mầm (tâm sen).
Hoa sen to, mọc riêng rẽ lên cuống dài và thẳng, phủ đầy gai nhọn. Đường kính
hoa khoảng 8-12 cm, có nhiều cánh hoa, màu hồng, hồng đỏ, màu trắng, có 3-5 lá đài,
màu lục nhạt, rụng sớm. Những cánh hoa phía ngồi to, khum lòng máng, những cánh
hoa ở giữa và cuống nhỏ hẹp dần. Giữa cánh hoa và nhị có những dạng chuyển tiếp.
Nhị có số lượng lớn, màu vàng, chỉ nhị mảnh, phần gạo sen màu trắng và thơm.
Hạt sen Thừa Thiên Huế trở thành một đặc sản nổi tiếng gần xa bởi sự thơm ngon
đặc biệt. Những cây sen được trồng trên đất cố đô, hấp thụ những tinh túy đất trời, cho ra
đời những hạt sen màu sắc trắng pha vàng nhạt rất tươi tắn, vị bùi béo, ngọt


9

mát thanh thanh trên vị giác. Hạt sen Thừa Thiên Huế được phơi khơ, kết thành
chùm, là một hình ảnh rất quen thuộc đặc trưng của sen Thừa Thiên Huế.
Bảng 1.2. Các đặc điểm đặc trưng của sen Thừa Thiên Huế
STT

Các đặc điểm đặ
1

Màu sắc phiến lá

2

Độ ráp trên bề mặt

3

Số gân /lá

4

Cuống lá, cuống ho

5

Màu sắc nụ hoa

6

Hình dạng nụ hoa

7

Màu sắc cánh hoa

8

Cấu tạo cánh hoa

9

Kiểu gương sen

10

Hình dạng hạt sen x

1.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT SEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.3.1. Tình hình sản xuất sen trên thế giới
Cây sen có nguồn gốc từ các nước châu Á nhiệt đới [3], xuất phát từ Ấn Độ
[13], sau đó được đưa đến Trung Quốc, Nhật Bản, vùng bắc châu Úc và nhiều nước
khác. Ngày nay sen được trồng ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở Ấn Độ, Trung
Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, các nước Đông Nam Á, Nga và một số nước Châu Phi.
Tuy nhiên, Châu Á là nơi cây sen được tiêu thụ mạnh nhất [8].
Nhật Bản
Các giống sen của Nhật được du nhập từ Trung quốc vào 500 năm sau công
nguyên, bị nội địa hóa và mang các tên gọi Nhật Bản như Taihakubasu, Benitenjo,
Kunshikobasu, Sakurabasu, Tenjinkubasu, Tenno, Aichi, Shina, Shirobana, Bitchu...
và được trồng rộng rãi từ đảo Hokkaido đến đảo Kyushu [16]. Các giống sen trồng ở

10

Nhật do đó được phân thành nhóm có nguồn gốc từ Nhật Bản và Trung Quốc. Giống
sen nguyên thuỷ có nguồn gốc Nhật Bản chun cho hoa trang trí cịn những giống
sen cho củ hiện nay được du nhập từ Trung Quốc. Hầu hết giống sen trồng như Tenno
cho hoa đỏ và Aichi cho hoa trắng có củ thon dài, thuộc nhóm ngắn ngày và trung
mùa. Giống sen Trung Quốc như Shina Shirobana, Bitchu có thời gian sinh trưởng dài
hơn nhưng cho năng suất cao và kháng bệnh tốt hơn. Hiện nay tại Nhật Bản có
khoảng 350 lồi sen. Hoa sen trồng trong các công viên quốc gia, chùa chiền, lăng
tẩm Nhật với mục đích tạo sinh cảnh. Giống sen lấy củ được trồng ở một số ít tỉnh
miền trung và miền nam nước Nhật. Năm 1982, trên diện tích 6.350 hecta sản lượng
củ sen đạt được là 82.200 tấn củ. Tuy nhiên, năm 1998 diện tích trồng sen đã giảm
xuống chỉ còn 4.900 hecta và sản lượng củ sen là 71.900 tấn [14; 15].
Trung Quốc
Trung Quốc là nước sản xuất sen lớn nhất thế giới với hơn 100 loại khác nhau, diện
tích trồng sen của Trung Quốc trên 133,400 hecta, năng suất sen bình quân 22,5 tấn/hecta
và sản lượng đạt trên 3 triệu tấn củ/năm. Thời vụ thu hoạch củ sen Trung Quốc là từ tháng
8 đến tháng 3 năm sau. Lượng củ sen được nhập khẩu từ Trung Quốc chiếm tới 70% tổng
khối lượng củ sen trên thị trường Hàn Quốc và Nhật Bản [12]. Sản lượng sen lấy hạt tại
Trung Quốc đạt 8.000-14.000 tấn/năm từ những năm 1990 [11].

Hàn quốc
Năm 1995, diện tích canh tác sen của Hàn Quốc là 291 hecta, đạt sản lượng
9.261 tấn củ (Anon,1997). Năng suất củ sen trung bình của Hàn Quốc là 31,83 tấn/
hecta. Thời vụ thu hoạch củ sen từ tháng 8 đến tháng 12. Hàn Quốc cũng là nước
nhập khẩu nhiều củ sen và hạt sen [23].
1.3.2. Tình hình sản xuất sen ở Việt Nam
Ở nước ta, sen được trồng suốt từ Bắc vào Nam. Miền Bắc, sen được trồng nhiều tại
các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nam, Hà Nội…tại các vùng
đất trũng miền Trung, có Nghệ An, Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Ninh Thuận,

Bình Thuận. Sen phát triển nhiều ở khu vực ĐBSCL như Long An, Sóc Trăng, Tiền
Giang, An Giang đặc biệt Đồng Tháp - được coi là xứ sở của cây sen.
Hưng Yên là tỉnh trồng nhiều sen ở đồng bằng Sông Hồng. Các sản phẩm từ cây sen
như hoa, hạt, tâm, nhụy, lá, ngó sen đều có thể bán được, đem lại thu nhập cao cho người
trồng. Thông thường hạt sen có giá từ 40.000- 50.000 đồng/kg. Bên cạnh đó sản phẩm hạt
sen khơ cũng được nhiều thương lái đến tìm mua bởi chất lượng thơm ngon, bùi, ngậy
[25]. Theo số liệu của Sở NN và PTNT Hưng Yên, hiện tỉnh có khoảng 100


11

cơ sở chế biến hạt sen khô và đang tạo việc làm cho hơn 2.000 lao động, với thu nhập
2-2,5 triệu đồng/người/tháng.Với sản lượng sen của Hưng Yên hiện nay, chỉ đáp ứng
được 1/3 số lượng hạt sen của các cơ sở thu mua, chế biến. Việc thu mua sen ở Hưng
Yên diễn ra nhỏ lẻ, rất tốn thời gian, công sức, nên các cơ sở vẫn phải nhập sen từ
miền Nam và sen nhập khẩu để đảm bảo phục vụ chế biến trong 1 năm [26].
Đồng bằng sông Cửu Long và nhất là Đồng Tháp Mười là nơi có diện tích trồng
sen lấy hạt lớn nhất cả nước. Đồng Tháp Mười có 697.000 hecta trải dài trên các Tỉnh
Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp. Trong đó, Long An chiếm diện tích lớn, nhưng sen
mọc tại tỉnh Đồng Tháp đẹp, hương thơm và sống tập trung trên nhiều cánh đồng lớn.
Nơng dân tại tỉnh Đồng Tháp có nhiều kinh nghiệm thu hoạch, khai thác hoa, ngó,
gương sen vào mùa nước nổi và kinh nghiệm trồng và chăm sóc cây sen lấy sản phẩm
[3].
1.4. BẢO QUẢN HẠT SEN Ở VIỆT NAM
Có rất nhiều phương pháp mà con người sử dụng để bảo quản thực phẩm, nhưng đối
với hạt sen thì chủ yếu người dân sử dụng phương pháp đông lạnh và sấy khơ. Hạt sen
tươi được bọc trong các bì nilon kín nhằm tránh sự thốt hơi nước và giữ được các

vi chất có trong nó. Sau đó hạt sen được mang bảo quản lạnh hoặc sấy khơ (hình 1.6).
Hiện nay, ở Việt Nam hạt sen chủ yếu được bảo quản ở dạng khơ sau khi được sấy và

được đóng bao bì, đưa ra thị trường tiêu thụ.

(a)

(b)

Hình 1.6. Bảo quản hạt sen
(a): Bảo quản lạnh hạt sen tươi; (b): Hạt sen sấy khơ
Đối với hộ gia đình, phương pháp bảo quản lạnh được sử dụng khá rộng rãi bởi
cách thực hiện khá đơn giản nhưng cũng rất hiệu quả. Tủ lạnh trong gia đình được dùng
nhiều, nó có thể làm tăng khả năng chịu đựng của thực phẩm, làm chậm quá trình


12

phát triển của vi khuẩn, cũng như làm chậm các biến đổi hoá học xảy ra bên trong
thực phẩm. Bảo quản lạnh có rất nhiều lợi ích như: khơng chất bảo quản, an toàn thực
phẩm, thuận tiện và linh hoạt,... nhưng lại khơng bảo quản hạt sen được lâu. Vì vậy
bảo quản lạnh chỉ dùng cho sen tươi với số lượng nhỏ cho hộ gia đình. Cịn lại đa số
hạt sen sau khi thu hoạch sẽ được bóc vỏ và lọai bỏ tim sen rồi đem sấy hoặc phơi
ngoài trời. Cách làm khơ hạt sen này của người dân cịn manh mún mà hiệu quả lại
thấp, chất lượng hạt không đều, độ ẩm khơng đảm bảo, hồn tồn phụ thuộc vào thời
tiết, tổn thất lớn do gãy vỡ, sản phẩm sau khi sấy thường bị nhiễm khuẩn như nấm,
mốc hoặc chim, chuột xâm nhập phá hoại, khó khống chế nhiệt, nhiệt độ trên các sân
bê tơng có thể q cao gây rạn nứt ngầm cho hạt sen, không chủ động khi trời mưa
đột xuất, tốn nhiều cơng lao động. Vì vậy, yêu cầu cấp thiết là có những loại máy móc
hay thiết bị sấy phù hợp, đảm bảo cho quá trình bảo quản hạt sen được lâu hơn.
Đối với phương pháp truyền thống thì hạt sen thường được chọn bởi người nơng
dân, bóc vỏ, lấy lõi, phơi khơ lưu trữ và bán hàng. Q trình sen phơi khơ truyền
thống thường được bóc vỏ sau khi hạt sen tươi để lõi, sau đó hạt sen được phơi khơ

nhờ ánh nắng mặt trời (hình 1.7). Việc sử dụng các chế độ tiếp xúc ánh nắng mặt trời
để làm khô hạt sen dẫn đến khả năng an toàn thấp, ảnh hưởng đến chất lượng của hạt
và phụ thuộc nhiều vào thời tiết.

Hình 1.7. Phơi khô hạt sen dưới ánh nắng mặt trời
1.5. TỔNG QUAN VỀ MÁY SẤY HẠT NÔNG SẢN Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
Theo thống kê hiện nay, trên thị trường cũng như trong đời sống thì do điều kiện
khí hậu cũng như tác động của môi trường nên việc phát triển đa dạng các thiết bị


13

sấy hạt nông sản ngày càng đang được sử dụng phố biển. Khi mới thu hoạch, hạt
thường có độ ẩm cao, trung bình 20-22 %. Một số loại hạt hay quả thu hoạch vào mùa
mưa ở nước ta, độ ẩm lúc đầu của chúng có thể tới 35-40 %. Những hạt ẩm, nếu
khơng được sấy kịp thời có thể bị thâm, chua, thối thậm chí có thể hư hỏng hồn toàn.
Một số loại hạt như đỗ tương, vừng, hạt cải v.v... phải phơi sấy tới độ khô nhất định
mới tách, lấy hạt ra khỏi vỏ thuận lợi. Tất cả các loại hạt trước khi đưa vào kho bảo
quản, nhất thiết phải qua phơi sấy tới độ ẩm an toàn [6].
Các thiết bị sấy hạt nông sản trên thị trường hiện nay ngày càng phong phú và
đa dạng. Cụ thể một số loại thiết bị được sử dụng như:
Thiết bị sấy kiểu hầm:

Hình 1.8. Thiết bị sấy kiểu hầm
1.
Phểu cấp nguyên liệu; 2. Cửa thốt khí ẩm; 3. Ngun liệu;4. Lưới
sang; 5.Cửa lấy nguyên liệu; 6. Quạt; 7.Buồng sấy; 8. Buồng đốt; 9. Van
dẫn hướng.
Nguyên lý hoạt động: Vật liệu ẩm được đưa vào buồng sấy qua phểu cấp liệu 1,
trong buồng sấy có bố trí đặt thêm một lưới sàng 4. Tác nhân sấy có thể là khơng khí

nóng hoặc khói lị, tác nhân sấy đi vào buồng sấy nhờ vào dịng khí thổi của quạt số 6.
Tốc độ cũng như lưu lượng của tác nhân sấy được điều chỉnh qua van dẫn hướng và di
chuyển vào buồng sấy theo chiều từ dưới lên. Hơi ẩm của vật liệu sấy được đưa ra