- i -
LỜI CẢM ƠN
Sau bốn năm học tập dƣới mái trƣờng Đại Học Nha Trang và sau 3 tháng
thực tập nay em đã hoàn thành chƣơng trình học tập và hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình , em đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, gia đình và
bạn bè.
Trƣớc hết cho phép em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Giám Hiệu,
Ban chủ nhiệm Khoa và các thầy cô giáo trong khoa Chế biến - Trƣờng Đại Học
Nha Trang lòng biết ơn, niềm tự hào khi đƣợc học tập và rèn luyện tại trƣờng trong
những năm qua.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy TS Trần Đại Tiến đã tận tình
giúp đỡ, hƣớng dẫn em hoàn thành bản đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô công tác tại các phòng thí nghiệm, đã tạo
điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài.
Và cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình và bạn bè,
những ngƣời luôn ở bên em và động viên em trong suốt quá trình học tập tại trƣờng
Đại Học.
Em xin kính chúc các Thày Cô, bạn bè sức khỏe và đạt đƣợc nhiều thành tích
trong công tác nghiên cứu, giảng dạy và học tập
1.2.4. Một số biến đổi của cá trong quá trình sấy 23
- iii -
1.2.4.1. Biến đổi về khối lƣợng 23
1.2.4.2. Biến đổi về thể tích 23
1.2.4.3. Biến đổi về cảm quan 23
1.2.4.5. Biến đổi về hóa học 23
1.2.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy 25
1.2.5.1. Nhiệt độ sấy 25
1.2.5.2. Vận tốc chuyển động của không khí: 25
1.2.5.3. Độ ẩm tƣơng đối của không khí 25
1.2.5.4. Kích thƣớc nguyên liệu 26
1.2.5.5. Ảnh hƣởng của quá trình ủ ẩm 26
CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 27
2.2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU [6],[10] 28
2.2.1. Nội dung nghiên cứu 28
2.2.2. Nguyên liệu 28
2.2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 28
2.2.4. Thiết bị nghiên cứu 31
2.2.5. Phƣơng pháp đánh giá 32
2.2.5.1. Phần mềm sử dụng để xử lý số liệu 32
2.2.5.2. Phƣơng pháp đánh giá chỉ tiêu chất lƣợng 32
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36
3.1. Kết quả các thí nghiệm thăm dò truyền thống: 36
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của các chế độ sấy đến chất lƣợng cá cơm
săng khô 42
3.2.1. Sự biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo thời gian sấy 43
3.2.2. Các kết quả sấy trong quá trình tối ƣu hóa điều kiện công nghệ bằng
phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 47 - v -
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hoá học của cá cơm Săng 5
Bảng 1.2 Một số thành phần hoá học của cá cơm Săng 5
Bảng 1.3 Thành phần các acid amin của cá cơm tƣơi 6
Bảng 1.4 Một số thành phần hoá học của sản phẩm 7
Bảng 1.5 Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan 8
Bảng 1.6 Trạng thái cảm quan của sản phẩm snack cá cơm 8
Bảng 1.7 Thành phần hoá học của sản phẩm (%) 8
Bảng 2.1: Bảng bố trí thí nghiệm 30
Bảng 3.1: Kết quả thời gian sấy ở thí nghiệm thăm dò truyền thống 36
Bảng 3.2: Kết quả tỷ lệ hút nƣớc phục hồi ở các thí nghiệm thăm dò truyền thống 37
Bảng 3.3: Kết quả thời gian sấy ở thí nghiệm thăm dò truyền thống 39
Bảng 3.4: Kết quả tỷ lệ hút nƣớc phục hồi ở các thí nghiệm thăm dò truyền thống 40
Bảng 3.5: Bảng bố trí thí nghiệm 42
Bảng 3.6: Biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy ở thí nghiệm 1 và 2. 43
Bảng 3.7: Biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy ở thí nghiệm 3 và 4 44
Bảng 3.9. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả sấy cá cơm Săng bằng máy
sấy gốm bức xạ hồng ngoại. 47
Bảng 3.10: Biến đổi độ ẩm, tốc độ sấy của các thí nghiệm ở tâm phƣơng án 48
Bảng 3.11: Các thí nghiệm ở tâm phƣơng án 50
Bảng 3.12: Kết quả tính các hệ số của các thí nghiệm ở tâm phƣơng án 50
Bảng 3.13: Số liệu tính phƣơng sai tƣơng thích 51
Bảng 3.14: Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả sấy cá cơm săng bằng
máy sấy gốm bức xạ hồng ngoại. 52
Hình 2.3: Cấu tạo ống gồm hồng ngoại 31
Hình 3.1: Sự biến đổi thời gian sấy của cá cơm săng khô theo vận tốc gió 36
Hình 3.2: Sự biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của cá cơm săng khô theo vận tốc gió 37
Hình 3.3: sự biến đổi thời gian sấy của cá cơm săng khô theo khoảng cách chiếu xạ 39
Hình 3.4: Sự biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của cá cơm săng khô theo khoảng
cách chiếu xạ 40
Hình 3.5: Sự biến đổi ẩm của cá ở thí nghiệm 1 và 2 43
Hình 3.6: Sự biến đổi ẩm của cá ở thí nghiệm 3 và 4 44
Hình 3.7: Sự biến đổi ẩm của cá ở thí nghiệm 1 và 3 46
Hình 3.8: Sự biến đổi ẩm của cá ở thí nghiệm 2 và 4 46
Hình 3.9: Sự biến đổi ẩm của cá ở thí nghiệm tại tâm phƣơng án 49
Hình 3.11: Sự biến đổi điểm CLCQ của cá cơm Săng khô theo các chế độ sấy 58
Hình 3.12: Sự biến đổi điểm CLCQ của cá cơm Săng khô ở các phƣơng pháp sấy 59
Hình 3.13: Sự biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của cá cơm Săng khô ở các chế độ sấy 61
Hình 3.14: Sự biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của cá cơm Săng khô theo các
phƣơng pháp sấy. 62
Hình 3.15: Sự biến đổi hàm lƣợng đạm NH
3
của cá cơm Săng khô ở các chế độ sấy. 64
Hình 3.16: Sự biến đổi hàm lƣợng đạm NH
3
của cá cơm Săng khô ở các phƣơng
pháp sấy. 65
Hình 3.17: Hàm lƣợng axit béo của cá cơm săng khô sau sấy bằng gốm bức xạ
hồng ngoại và phơi nắng 68
Hình 3.18: hàm lƣợng axit béo của cá cơm săng khô sau sấy bằng gốm bức xạ
hồng ngoại và phơi nắng 69
lƣợng Cá Cơm Săng khô”. Đề tài của em đã áp dụng phƣơng pháp sấy bằng bức
- 2 -
xạ gốm hồng ngoại chọn lọc sấy sản phẩm Cá Cơm Săng sau khi luộc, với hi vọng
sẽ nâng cao chất lƣợng sản phẩm và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Đề tài đƣợc thực hiện với các nội dung sau nghiên cứu:
1. Tổng quan về nguyên liệu cá cơm săng và các phƣơng pháp sấy.
2. Xác định sự ảnh hƣởng của thông số vận tốc gió và khoảng cách gốm đến
chất lƣợng cá cơm săng khô.
3. Xác định thông số tối ƣu để sấy cá cơm săng bằng thiết bị gốm hồng
ngoại chọn lọc.
4. Ý kiến kết luận và đề xuất quy trình công nghệ chế biến cá cơm săng khô.
Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài nay tôi đã cơ bản hoàn thành nội dung đồ án
đƣợc giao. Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu và làm thí nghiệm nhƣng trong thời gian
ngắn làm đề tài và vốn kiến thức còn hạn hẹp nên đồ án của em không tránh khỏi
những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô xem xét và chỉ bảo để đề tài của em đƣợc
hoàn thiện hơn.
Nha trang tháng 06 năm 2010
Sinh viên thực hiện
PHAN ĐÌNH TÙNG
Cá cơm Săng là loại cho sản lƣợng lớn, phân bố rộng, giá trị dinh dƣỡng và
giá trị kinh tế cao, nhu cầu xuất khẩu lớn. - 4 -
Loài
+ Tên Việt Nam: cá cơm Săng.
+ Tên khoa học: Stolephorus tri (Bleeker, 1852).
+ Tên tiếng Anh: Spined Anchovy.
Bộ
+ Tên Việt Nam: cá Trích.
+ Tên khoa học: Clupeiformes.
Họ
+ Tên Việt Nam: cá Trỏng.
+ Tên khoa học: Engraulidae.
Giống
+ Tên Việt Nam: cá Cơm.
+ Tên khoa học: Stolephorus.
Môi trƣờng sống: biển.
Sinh học và sinh thái học: là loài cá nổi nhỏ, sống ven biển, kết thành
đàn lớn, thích ánh sáng. Thức ăn là sinh vật phù du. [9]
Đặc điểm hình thái: thân dài (chiều dài max: 9,5cm), dẹp bên, đầu tƣơng
đối to, mõm ngắn. Chiều dài thân lớn gấp 4-8 lần chiều cao thân và gấp 4-6 lần
chiều dài đầu. Mắt tƣơng đối to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách 2 mắt rộng.
Trên hàm, xƣơng lá mía, xƣơng khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lƣợc
mang dài và nhỏ. Vẩy tròn, nhỏ, dễ rụng. Có một vây lƣng, thân màu trắng, bên
thân có một sọc màu trắng bạc, các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục.
Phân bố
+ Thế giới: Ấn Độ, Malayxia, Indonexia, Trung Quốc, Nhật Bản, Nam
Triều Tiên, Thái Lan, Philippin.
4
Histamine (ppm)
3
Bảng 1.2 Một số thành phần hoá học của cá cơm Săng [4]
STT
Thành phần
Cá tƣơi
1
Lipid (%)
2.5
2
Carbohydrate (%)
0
3
Tro (%)
2.4
4
Ca (mg%)
279
5
P (mg%)
246
6
Fe (mg%)
1.2
7
Na (mg%)
147
8
Methyunine
229
5
Cystin
62
6
Phenylalanine
281
7
Tyrosine
251
8
Threonine
321
9
Tryptophan
83
10
Valine
366
11
Arginine
398
12
Histidine
168
13
Alanine
418
14
Chế độ sấy tối ƣu cho việc sấy cá cơm Săng bằng máy bức xạ hồng ngoại:
Khoảng cách từ nguồn chiếu bức xạ hồng ngoại đến vật liệu sấy là: 7 (cm).
Nhiệt độ không khí trong buồng sấy: 45 (
0
C).
Tốc độ gió đi ngang qua vật liệu là: 1,2 (m/s)
Bảng 1.4 Một số thành phần hoá học của sản phẩm [4]
STT
Tên chỉ tiêu
Mẫu phơi
Mẫu sấy
1
Độ ẩm(%)
30.76
22.28
2
Protein (%)
3
Mùi thơm đặc trƣng, không có mùi
lạ
Vị
Ngọt, hơi đắng
Ngọt dịu
Trạng thái
Thân cá thƣờng bị cong, co
ngót nhiều
Thân cá thẳng, ít bị co rút, khô đều
Theo Chu Thị Hà - Đại Học Nha Trang, nghiên cứu sản xuất snack cá
cơm bằng phƣơng pháp chiên chân không trong dầu. Một số kết quả nghiên cứu nhƣ
sau: [9]
Bảng 1.6 Trạng thái cảm quan của sản phẩm snack cá cơm [9]
Tên chỉ tiêu
Sản phẩm
Màu sắc
Màu trắng đẹp
Mùi
Thơm đặc trƣng
Vị
Mặn vừa
Trạng thái
Cá xốp giòn, xốp đều 2 mặt
Bảng 1.7 Thành phần hoá học của sản phẩm (%) [9]
STT
Thành phần
CÁ CƠM TƢƠI
XỬ LÝ SƠ BỘ
KHỬ MÙI
ĐỂ RÁO
RỬA SẠCH
TẠO ĐỘ XỐP
TĂNG VỊ MẶN
TẠO ĐỘ BÓNG
LY TÂM LOẠI
BỎ DẦU
SẢN PHẨM
nó làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết, do đó vi khuẩn, nấm mốc và
nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động đƣợc. Sấy cũng làm giảm
hoạt độ của các enzyme, giảm kích thƣớc và trọng lƣợng của sản phẩm.
Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phƣơng
pháp bay hơi nƣớc. Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao
đổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy. Quá trình
truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trƣờng. Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất
trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hƣởng qua lại lẫn nhau.
Sự khuếch tán của nƣớc từ nguyên liệu ra môi trƣờng có 2 quá trình:
1.2.1.1. Quá trình khuếch tán ngoại
Là quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trƣờng
không khí xung quanh. Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch áp suất hơi
trên bề mặt của vật ẩm và áp suất riêng phần hơi nƣớc trong môi trƣờng không khí.
Lƣợng nƣớc bay hơi:
dw = - k.F.(P
s
– P
h
).dτ (1.1)
hoặc
d
dx
dP
Fkdw ).(.
(1.2)
Trong đó: + P
s
: Áp suất hơi nƣớc riêng phần bề mặt
+ P
dc
FDdw ) (.
(1.3)
Trong đó: + D: Hệ số khuếch tán nội
+ F: Diện tích khuếch tán
+
dx
dc
: Gradien độ ẩm
Hệ số khuếch tán nội (D) phụ thuộc chủ yếu vào thành phần, tính chất nguyên
liệu, gián tiếp phụ thuộc vào yếu tố môi trƣờng.
Qua nghiên cứu ta thấy rằng ẩm dịch chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có
nhiệt độ thấp. Vì vậy, tùy thuộc vào phƣơng pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng ẩm
dịch chuyển dƣới tác dụng của nồng độ ẩm và dòng ẩm dịch chuyển dƣới tác dụng
của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngƣợc chiều với nhau.
Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đẩy quá trình
thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy. Nếu 2 dòng ẩm dịch chuyển ngƣợc chiều nhau sẽ
kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy.
1.2.1.3. Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại
Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau,
quá trình khuếch tán ngoại là quá trình khởi đầu và quyết định đến giai đoạn đầu
- 12 -
của quá trình sấy và quá trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán
ngoại. Tức là khi khuếch tán ngoại đựợc tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể
đƣợc tiếp tục và nhƣ thế độ ẩm của nguyên liệu mới đƣợc giảm dần. Tuy nhiên
trong quá trình sấy ta phải làm sao cho hai quá trình này cân bằng với nhau, tránh
trƣờng hợp khuếch tán ngoại lớn hơn khuếch tán nội. Vì khi đó sẽ làm cho sự bay
hơi ở lớp bề mặt diễn ra mãnh liệt làm cho bề mặt sản phẩm bị khô cứng, hạn chế
sự thoát ẩm. Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bốc hơi sẽ
Sấy khô cá bằng chân không là một trong những phƣơng pháp tiên tiến nhất
trong công nghiệp sấy khô hiện nay, sấy khô cá bằng chân không có thể đảm bảo
đƣợc phẩm chất của sản phẩm tốt.
Sấy khô bằng chân không là: dƣới độ chân không thấp nhiệt độ bốc hơi của
nƣớc trong nguyên liệu sẽ thấp hoặc nếu độ chân không rất thấp, thì nƣớc sẽ đông
kết và thăng hoa ở nhiệt độ rất thấp, do đó quá trình sấy khô đƣợc nhanh và chất
lƣợng sản phẩm sẽ tốt.
Phƣơng pháp sấy khô bằng chân không có 2 cách sau:
Sấy khô bằng chân không ở nhiệt độ thƣờng (0 – 60
0
C)
Cơ sở lý luận của phƣơng pháp này là khi giảm áp lực xuống thì điểm sôi của
chất lỏng hạ xuống.
Tủ sấy khô chân không có nhiều loại nhƣ: kiểu thùng quay, kiểu bàn (thích hợp
cho nguyên liệu thể xốp hoặc bán keo xốp), tủ sấy kiểu tiếp xúc.
Sấy khô bằng chân không ở nhiệt độ thấp dƣới 0
0
C
Phƣơng pháp này dựa trên cơ sở dƣới điều kiện nhiệt độ thấp, nƣớc ở trong
nguyên liệu bị đông kết lại và trực tiếp thăng hoa từ thể đặc sang thể hơi mà không
qua thể lỏng.
1.2.2.4. Sấy đối lƣu
Cho không khí nóng tiếp xúc với vật liệu sấy nó sẽ làm nóng và sấy khô vật liệu.
Đây là phƣơng pháp sấy phổ biến và đƣợc ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất.
a. Thiết bị sấy kiểu phòng
Ƣu điểm:
Cấu tạo đơn giản.
- 14 -
Nhiệt độ sấy tƣơng đối đồng đều.
Tiết kiệm đƣợc vật liệu sấy và đất đai xây dựng.
Nguyên liệu đƣợc cung cấp nhiệt hợp lý làm cho quá trình sấy đƣợc hoàn
toàn và triệt để.
a.3. Phòng sấy kiểu băng chuyền
Ít dùng cho sấy cá lớn, thƣờng dùng để sấy cá nhỏ mình bẹp hoặc sấy cá lát thái
mỏng .
b. Thiết bị sấy tầng sôi
Cho nguyên liệu tiếp xúc với dòng khí có tốc độ chuyển động vừa phải,
nguyên liệu sẽ chuyển động lên xuống lơ lửng, lúc này diện tích bề mặt của nguyên
liệu tiếp xúc với dòng khí là lớn nhất, xảy ra sự trao đổi nhiệt và trao đổi chất là lớn
nhất.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là vật liệu sấy luôn bị xáo trộn do đó chất
lƣợng sấy đƣợc đồng đều, thời gian sấy nhanh.
Phƣơng pháp này thƣờng ứng dụng để sấy nguyên liệu ở dạng hạt.
c. Thiết bị sấy động
Ƣu điểm của thiết bị này là thời gian sấy nhanh.
Nhƣợc điểm: tiêu tốn năng lƣợng cho dòng khí lớn nên phƣơng pháp này ít
đƣợc sử dụng trong thực tế.
d. Thiết bị sấy phun
Thƣờng áp dụng để sấy phun các dung dịch thành sản phẩm ở dạng bột.
e. Thiết bị sấy bằng băng tải
Ƣu điểm
Thiết bị làm việc liên tục nên năng suất lớn.
Vật liệu sấy đƣợc xáo trộn nên chất lƣợng sấy đƣợc đồng đều.
Nhƣợc điểm
Thiết bị kồng kềnh, phức tạp.
- 16 -
1.2.2.5. Sấy theo phƣơng pháp mới
a. Sấy bằng dòng điện cao tần
1.2.3.1. Khái niệm về bức xạ hồng ngoại
a. Sự truyền nhiệt
Sự truyền nhiệt là quá trình truyền năng lƣợng nhiệt từ nơi có nhiệt độ caơ
tới nơi có nhiệt độ thấp hơn. Truyền nhiệt có 3 dạng: dẫn nhiệt, đối lƣu và bức xạ.
Sự dẫn nhiệt xảy ra, khi có sự khác nhau về nhiệt độ tại các vùng trong cùng
một đối tƣợng, hay giữa các đối tƣợng có sự tiếp xúc vật lý trực tiếp với nhau.
Đối lƣu là kết quả của sự truyền năng lƣợng nhiệt từ đối tƣợng khác thông
qua một chất lỏng hay một chất khí chuyển động.
Sự truyền nhiệt bức xạ có thể xảy ra bởi bức xạ hồng ngoại, tia cực tím,
sóng radio. [1] [5]
b. Đặc điểm của tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại là một phần của phổ điện từ.
Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ, nó truyền đi với vận tốc ánh
sáng, nó không đốt nóng không khí mà nó đi qua, một phần không đáng kể đƣợc
hấp thụ bởi CO
2
, hơi nƣớc và một số hạt khác trong không khí. Mà nó chỉ bị hấp
thụ, phản xạ, hoặc truyền qua bởi vật thể mà nó tác động vào.
Bất kể một đối tƣợng nào có nhiệt độ lớn hơn 0
0
K (-273
0
C) đều phát ra tia
hồng ngoại.
Khi năng lƣợng hồng ngoại tác động đến một đối tƣợng nào đó, thì nó sẽ
làm cho các điện tử bị kích thích và dao động, sự dao động này toả nhiệt.
Tia hồng ngoại truyền đi theo đƣờng thẳng từ nguồn phát ra nó, nó có thể
đƣợc định hƣớng vào những đối tƣợng cụ thể thông qua việc sử dụng các gƣơng phản chiếu.
Cƣờng độ bức xạ hồng ngoại giảm dần theo khoảng cách từ nguồn phát
(khoảng cách càng xa nguồn thì cƣờng độ càng giảm).
0
F
Sóng dài (xa): từ 4 - 1000µm tƣơng ứng với nhiệt độ 845 - < 32
0
F
Khoảng bƣớc sóng hữu ích cho những ứng dụng của nhiệt bức xạ là từ 1,17 –
5,4µm tƣơng ứng với nhiệt độ 4000 – 500
0
F. Ứng dụng với khoảng bƣớc sóng này
thì đa số các vật liệu sẽ bị đốt nóng và khô đi vì sự hấp thụ đạt đến cực đại.
Bƣớc sóng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, tức là bƣớc sóng càng dài nhiệt độ càng thấp.
Copyright: Tài liệu đại học ©