i
LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian nghiên cứu và thực tập tại phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Nha
Trang, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Để đạt đƣợc kết quả
đó, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân là sự giúp đỡ vô cùng quý giá của thầy cô, bạn
bè và gia đình. Em xin chân thành cảm ơn :
Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Chế
Biến, các thầy cô giáo đã dạy dỗ em trong suốt những năm qua sự kính trọng, lòng
biết ơn sâu sắc.
TS Trần Đại Tiến, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ em
trong suốt thời gian tiến hành thực hiện đề tài.
Cô Đặng Thị Thu Hƣơng, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn em trong thời gian
em thực hiện đề tài về phần thiết kế và tối ƣu hóa thí nghiệm.
Các thầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm Hoá Sinh – Vi Sinh, phòng thí
nghiệm Công Nghệ Chế Biến và phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Lạnh đã có những
giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài.
Em cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình và bạn bè,
những ngƣời luôn bên cạnh động viên, quan tâm, chia sẻ, giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập cũng nhƣ trong quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, ngày 25 tháng 07 năm 2010.
Sinh viên thực hiện
Ngô Thị Thơm
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
1.3.2.2. Cơ chế sấy khô bằng tia bức xạ hồng ngoại [3], [4], [6]. 31
1.3.2.3. Ƣu nhƣợc điểm của sấy BXHN [3], [4], [6]. 31
1.3.2.4. Một số phƣơng pháp sấy bằng tia BXHN [3], [4], [1]. 32
1.4. SẤY ĐỐI LƢU LẠNH [4], [11], [12]. 33
1.4.1 khái niệm về sấy lạnh. 33
1.4.2. Nguyên lý sấy đối lƣu lạnh. 33
1.4.3. Ƣu nhƣợc điểm của sấy đối lƣu lạnh. 33
1.4.4. Mục đích của sấy kết hợp. 34
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 36
2.2. THIẾT BỊ SẤY HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH 36
2.2.1. Cấu tạo cơ bản. 36
2.2.2. Nguyên lý hoạt động của tủ sấy kết hợp 38
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38
2.3.1. Thí nghiệm thăm dò miền. 38
2.3.2. Thiết kế và phân tích thí nghiệm theo phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm
các yếu tố toàn phần [8]. 38
2.3.3. Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu bằng phƣơng pháp sấy đến khi khối
lƣợng không đổi [7]. 41
2.3.4. Xác định độ ẩm của nguyên liệu trong quá trình sấy bằng cân điện tử OHAUS
MODEL Y31XH20 41
2.3.5. Đánh giá chất lƣợng cảm quan [14]. 41
2.3.6. Xác định các thông số liên quan đến quá trình sấy. 42
2.3.7. Xác định tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng bằng phƣơng pháp đếm [7]. 42
2.3.8. Tỷ lệ hút nƣớc trở lại. 42
2.3.9. Xác định hàm lƣợng NH
3
bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc với
thiết bị chƣng cất đạm đơn giản [7]. 42
2.3.10. Kiểm tra vi sinh vật 43
3
của sản phẩm. 82
v
3.5.6. So sánh chi tiêu vi sinh vật của sản phẩm. 82
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 84
KẾT LUẬN 84
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần các axit amin của cá cơm tƣơi. 12
Bảng 1.2. Thành phần dinh dƣỡng của cá cơm thƣờng 13
Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cá cơm săng. 13
Bảng 3.1. Độ ẩm của nguyên liệu 46
Bảng 3.2. Bảng bố trí thí nghiệm thay đổi đồng thời 3 yếu tố 54
Bảng 3.3. Bảng bố trí thí nghiệm ở tâm phƣơng án. 55
Bảng 3.4. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả sấy tại các thí nghiệm thay đổi
đồng thời 3 yếu tố. 60
Bảng 3.5. Kết quả về sự biến đổi thời gian sấy và tỷ lệ hút nƣớc phục hồi tại tâm
phƣơng án 60
Bảng 3.6. Bảng kết quả tính toán hệ số hồi quy 60
Bảng 3.7. Kết quả để tính phƣơng sai tái hiện (S
th
2
) về thời gian sấy thực hiện ở tâm
phƣơng án. 61
Bảng 3.8. Bảng kết quả tính chuẩn Student ở thí nghiệm về thời gian sấy. 61
Hình 3.1. Biến đổi thời gian sấy cá cơm săng theo nhiệt độ sấy. 46
Hình 3.2. Biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi theo nhiệt độ sấy. 47
Hình 3.3. Biến đổi ĐCLCQ theo nhiệt độ sấy. 48
Hình 3.4. Biến đổi thời gian sấy theo vận tốc gió trong tủ sấy. 49
Hình 3.5. Biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi theo vân tốc gió trong tủ sấy 50
Hình 3.6. Biến đổi ĐCLCQ theo tốc độ gió trong tủ sấy 51
Hình 3.7. Biến đổi thời gian sấy theo khoảng cách từ nguồn BX đến NL 51
Hình 3.8. Biến đổi tỷ lệ hút nƣớc phục hồi theo khoảng cách từ nguồn BX đến NL
52
Hình 3.9. Biến đổi ĐCLCQ theo khoảng cách từ nguồn BX đến NL 53
Hình 3.10. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm của cá ở thí nghiệm 1 và 2. 55
Hình 3.11. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm của cá ở thí nghiệm 3 và 4 56
Hình 3.12. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm của cá ở thí nghiệm 7 và 8. 56
Hình 3.13. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm của cá ở thí nghiệm 7 và 8 57
Hình 3.14. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm của cá ở thí nghiệm tâm 9, 10 và 11. 57
Hình 3.15. Tỷ lệ hút nƣớc phục hồi tại các thí nghiệm. 58
Hình 3.17. Biến đổi độ ẩm của nguyên liệu ở các thí nghiệm tối ƣu 66
Hình 3.18. Tỷ lệ hút nƣớc phục hồi ở các thí nghiệm 17, 18, 19, 20 và 21 72
Hình 3.19. Biến đổi khối lƣợng và độ ẩm theo thời gian sấy ở TN 15 và TN 18. 73
Hình 3.20. Biến đổi độ ẩm của mẫu sấy tối ƣu và mẫu phơi nắng 79
viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các ký hiệu:
+ G (g): khối lƣợng (gam).
+ W (%): độ ẩm (%).
Các chữ viết tắt:
+ BXHN: Bức xạ hồng ngoại
+ ĐCLCQ: Điểm chất lƣợng cảm quan.
+ NL: Nguyên liệu.
xuất khẩu thủy sản khô của Việt Nam trong tháng 1/2009 đạt 5,92 triệu USD. Tuy
nhiên, từ giữa năm 2009, xuất khẩu thủy sản khô của nƣớc ta lại có bƣớc tăng
trƣởng mạnh, đánh dấu một năm thành công của thủy sản khô Việt Nam. Theo số
liệu của Tổng cục Hải quan, xuất khẩu thủy sản khô năm 2009 đạt gần 43.000 tấn
với giá trị trên 160 triệu USD, tăng 31,2% về số lƣợng và 9,9% về giá trị so với năm
2008. Mặc dù chỉ chiếm 3,77% tỷ trọng xuất khẩu, nhƣng đây vẫn là con số ấn
tƣợng, đánh dấu một năm thành công của xuất khẩu thủy sản khô, trong điều kiện
kinh tế thế giới suy thoái và nguồn nguyên liệu trong nƣớc bị khủng hoảng. Đặc biệt
những tháng đầu năm 2010, các doanh nghiệp xuất khẩu mặt hàng thủy sản khô
cũng đã ký kết nhiều hợp đồng với giá trị xuất khẩu tăng cao so với cùng kỳ năm
trƣớc. Theo báo cáo mới nhất của Tổng cục Hải quan Việt Nam, ba tháng đầu năm
2010, Việt Nam đã xuất khẩu 6.258 tấn thủy sản khô với tổng giá trị xấp xỉ 24,2
triệu USD. Trong đó riêng tháng 3/2010, cả nƣớc xuất khẩu 3.232 tấn hàng khô
tƣơng đƣơng 9,82 triệu USD, tăng 45,4% về số lƣợng và 3,5% về giá trị so với cùng
kỳ năm trƣớc. Những diễn biến tích cực này chứng tỏ sự phục hồi dần dần của mặt
2
hàng xuất khẩu thủy sản này, đồng thời là tiền đề để xuất khẩu thủy sản khô bứt
phá.
2. Tính cấp thiết của đề tài.
Để đạt đƣợc kết quả trên thì ngoài việc phát triển nuôi trồng, đầu tƣ cho khai
thác để tăng sản lƣợng, đầu tƣ cho hoạt động marketing thì thay đổi mới công nghệ
theo hƣớng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhằm tăng giá trị sản phẩm, tăng giá trị
kinh tế, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm là vấn đề rất cấp thiết.
Mặc dù trữ lƣợng nguồn cá cơm nƣớc ta lớn, có chất lƣợng tốt, đƣợc nhiều bạn
hàng lớn nhƣ Nga, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan… ƣa chuộng, tuy nhiên do kỹ
thuật chế biến và bảo quản chƣa tốt nên sản phẩm có chất lƣợng không cao: nhiều
nấm mốc, độ ẩm còn cao 26 ÷ 28%, tỷ lệ gẫy đầu tới trên 15%, mùi vị chƣa thật hấp
dẫn, chất lƣợng không ổn định. Về công nghệ chế biến thủy sản khô ở Việt Nam
đang còn rất thủ công, chƣa đƣợc chú trọng đầu tƣ một cách đúng mức, chủ yếu làm
cho quá trình sấy, sao cho thời gian sấy là ngắn nhất mà vẫn đảm bảo chất lƣợng cá
cơm khô.
Đồng thời khẳng định tính ƣu việt của BXHN trong việc sấy khô thủy sản so
với các phƣơng pháp làm khô thông thƣờng nhƣ: sấy bằng không khí nóng đối lƣu
cƣỡng bức, phơi nắng …
4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu ứng dụng BXHN vào việc sấy khô các sản phẩm thủy sản sẽ tạo ra
các sản phẩm khô có chất lƣợng cao mang lại ý nghĩa thực tiễn rất lớn:
Công nghiệp hóa, hiện đại hóa công nghệ sấy khô thủy sản nói riêng, công
nghệ thực phẩm nói chung.
Nâng cao chất lƣợng sản phẩm khô: đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm,
giảm tổn thất chất dinh dƣỡng…
Giảm tỷ lệ phế phụ phẩm, giảm ô nhiễm môi trƣờng đặc biệt là so với
phƣơng pháp truyền thống (phơi nắng).
4
Sản phẩm khô có chất lƣợng cao, giá trị kinh tế cao, đáp ứng các yêu cầu về
xuất khẩu. Từ đó thúc đẩy sự phát triển ngành thủy sản khô nói riêng và ngành thủy
sản của Việt Nam nói chung.
5. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài
Khảo sát chung về nguyên liệu cá cơm.
Xây dựng quy trình công nghệ sấy cá cơm săng trên máy sấy hồng ngoại kết
hợp sấy lạnh
Tìm ra chế độ sấy tối ƣu cho sản phẩm cá cơm khô với phƣơng pháp sấy
BXHN kết hợp với sấy lạnh.
Phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu chất lƣợng của sản phẩm cá cơm khô
sấy BXHN kết hợp và so sánh với phƣơng pháp phơi nắng thông thƣờng.
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ
NGHIÊN CỨU 6
1.1 . TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÁ CƠM
1.1.1 . Tổng quan về nguyên liệu cá cơm [2], [8].
Cá cơm (Stolephorus) thuộc họ cá Trổng (engraulidae) là họ cá đứng đầu về
sản lƣợng trong ngành khai thác hiện nay trên thế giới và là đối tƣợng đánh bắt
quan trọng trong nghề cá nổi ven biển phân bố rộng từ Bắc đến Nam ở nƣớc ta.
Theo ƣớc tính của Viện nghiên cứu biển Nha Trang trữ lƣợng cá cơm của nƣớc ta
vào khoảng 50 ÷ 60 vạn tấn.
Đặc điểm hình thái
Thân dài, dẹp bên. Đầu tƣơng đối to. Mõm ngắn. Mắt tƣơng đối to, không có
màng mắt. Khoảng cách hai mắt rộng. Lỗ mũi ở giữa viền mắt và mút mõm. Miệng
dƣới. Trên hàm và xƣơng khẩu cái đều có các răng rất bé. Khe mang rộng. Xƣơng
lắp mang mỏng, trơn liền nhau. Lƣợc mang dài và nhỏ, có mang giả.
Vây lƣng tƣơng đối lớn, khởi điểm ở sau khởi điểm vây bụng, có gai nhỏ,
nhọn trƣớc vây. Khởi điểm vây hậu môn dƣới gốc vây lƣng. Vây ngực tƣơng đối
nhỏ hoặc bình thƣờng. Vây bụng hơi to. Vây đuôi rộng, dạng phân thùy.
Thân phủ vảy tròn, dễ rụng. Không có đƣờng bên, hậu môn ở cách xa vây
hậu môn và gần phía sau bụng. thân màu trắng, bên thân có một dải bạc óng ánh.
Các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục.
Cá cơm săng thƣờng có chiều dài thân gấp 4.4 ÷ 5.2 lần chiều cao thân, gấp
4.2 ÷ 4.5 lần chiều dài đầu, chiều dài đầu gấp 4 ÷ 6 lần chiều dài mõm. Kích thƣớc
thông thƣờng của cá cơm thƣờng là 50 ÷ 70 mm, lớn nhất là 100 mm.
Đặc điểm phân bố
Trên Thế Giới cá cơm thƣờng chủ yếu ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ: Indonesia,
Malaysia, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ, các nƣớc
Đông Phi, biển Ả Rập, Vịnh Aden, Madagasca, Mauritius
Ở Việt Nam cá cơm thƣờng phân bố chủ yếu ở các vùng biển nhƣ: Quảng Ninh,
Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh,
Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh
Thuận, Bình Thuận, Vũng Tàu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc
Liêu, Kiên Giang, Cà Mau và vịnh Thái Lan….
8
Đặc điểm khai thác
Cá cơm săng có mùa vụ khai thác quanh năm, rộ nhất vào tháng 8 ÷ 10. Dụng
cụ khai thác thƣờng là các loại lƣới, vó, xăm, mành
Ngƣời ta thƣờng khai thác cá có kích thƣớc từ 40 ÷ 70 mm, cỡ lớn tối đa là
95mm.
Thân dài, dẹp bên. Đầu tƣơng đối to. Mõm hơi nhọn. Mắt to, không có màng
mắt. Khoảng cách mắt rộng, ở giữa có một gờ nổi nên theo chiều dọc. Lỗ mũi rộng,
ở giữa mắt và mõm. Miệng rộng, hơi xiên, răng rất nhỏ ở trên hai hàm và xƣơng
khẩu cái. Khe mang rộng. Xƣơng lắp mang trơn liền. màng lắp mang hơi liền nhau.
Lƣợc mang dẹp, mỏng nhƣng cứng. Mang giả phát triển.
Có một vây lƣng tƣơng đối to, khởi điểm ở gần khởi điểm vây hậu môn hơn
gốc vây bụng. Vây hậu môn to và dài, viền dƣới thành hình cung, khởi điểm ngang
giữa gốc vây lƣng. Vây ngực to vừa, ở thấp. Vây bụng nhỏ, vây đuôi rộng, phân
thùy. Hậu môn ở trƣớc vây hậu môn.
Vẩy tròn, dễ rụng, gốc vây ngực có vẩy nách dài. Thân màu trắng, trên đầu có
hai chấm màu xanh đậm, bên thân có một sọc màu trắng nhƣ giải bạc.
Cá cơm thƣờng có chiều dài thân gấp 4,4 ÷ 5,2 lần chiều cao thân, gấp 4,2 ÷
4,5 lần chiều dài đầu, chiều dài đầu gấp 4 ÷ 6 lần chiều dài mõm. Kích thƣớc thông
thƣờng của cá cơm thƣờng là 50 ÷ 70 mm, lớn nhất là 100 mm.
Đặc điểm phân bố
Cá cơm thƣờng chủ yếu ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ: Indonesia, Malaysia, Thái
Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ, các nƣớc Đông Phi, biển Ả
Rập, Vịnh Aden, Madagasca, Mauritius…
Ở Việt Nam cá cơm thƣờng phân bố chủ yếu ở các vùng biển nhƣ: Quảng
Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà
Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa,
Ninh Thuận, Bình Thuận, Vũng Tàu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng,
Bạc Liêu, Kiên Giang, Cà Mau và vịnh Thái Lan…
Đặc điểm khai thác
10
Cá cơm thƣờng có mùa vụ khai thác quanh năm, rộ nhất vào tháng 9 đến tháng
3 năm sau…
Dụng cụ khai thác thƣờng là các loại lƣới vây, vó, xăm, rùng, mành…
Ngƣời ta thƣờng khai thác cá có kích thƣớc từ 70 ÷ 80 mm, lớn nhất là
trứng vào tháng 2 đến tháng 6, thức ăn chủ yếu là thực vật nổi.
Đặc điểm hình thái
Thân dài, hình trụ, hơi dẹp bên. Đầu tƣơng đối dài. Mõm tù nhƣng hơi lồi ra
phía trƣớc. Mắt tƣơng đối to, không có màng mắt. Khoảng cách hai mắt rộng, hơi
gồ lên. Lỗ mũi rộng, ở giữa mõm và mắt. Miệng rất rộng, nằm dƣới, hơi xiên. Mút
sau cùng của xƣơng hàm trên gần đến gần đến khe mang. Khe mang rất rộng.
Xƣơng lắp mang trơn liền. Màng nắp mang hơi liền với nhau. Lƣợc mang dài và
nhiều. Có mang giả phát triển.
Có một vây lƣng tƣơng đối to, khởi điểm gần ngang điểm giữa của khoảng
cách từ vây bụng đến vây hậu môn. Vây hậu môn rộng, tƣơng đối dài, khởi điểm ở
ngang giữa gốc vây lƣng. Vây ngực to vừa ở thấp. Vây bụng nhỏ vừa. Vây đuôi
tƣơng đối dài, phân thùy. Hậu môn gần vây hậu môn.
Vẩy tròn, dễ rụng, gốc vây ngực và vây bụng có vẩy nách dài. Thân màu trắng,
bên thân có một sọc dài màu trắng bạc, trên đầu có chấm màu xanh lục. Vây lƣng và
vây đuôi màu hơi xanh lục. Các vây khác đều màu trắng.
Cá cơm trỏng có chiều dài thân gấp 4,9 ÷ 5,3 lần chiều cao thân, gấp 4,0 ÷ 4,9
lần chiều dài đầu.
Đặc điểm phân bố
Cá cơm trỏng chủ yếu ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ: Ấn Độ, Malaysia, Indonesia,
Singapo, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc và Nhật Bản, bờ biển Đông Phi…
Ở Việt Nam cá cơm trỏng thƣờng gặp ở vịnh Bắc Bộ, vùng biển Trung Bộ và
vịnh Thái Lan…
Đặc điểm khai thác
Cá cơm trỏng có mùa vụ khai thác từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau.
Dụng cụ khai thác thƣờng là các loại lƣới vây, vó, xăm đáy, rùng, mành…
12
Ngƣời ta thƣờng khai thác cá có chiều dài từ 90 ÷ 100 mm, kích thƣớc dài nhất
là 135 mm.
Đặc điểm kinh tế
Aspartic axit
722
9
Methyonine
229
10
Phenylalanine
281
11
Glutamic axit
950
12
Lysine
598
13
Histidine
168
14
Tyrosine
251
15
Tryptophan
83
16
Arginine
398
17
Proline
252
18
TQ
3,7
7
Histamine (ppm)
3
1.1.2.3. Thành phần hóa học cơ bản của cá cơm săng.
Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cá cơm săng.
Theo Đào Trọng Hiếu (2004), Ứng dụng công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại giải
tần hệp chọn lọc kết hợp với không khí có nhiệt độ thấp để sấy cá cơm săng xuất
khẩu. Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang
STT
Thành Phần
Cá tƣơi
1
Lipit (%)
2,5
2
3,5
12
Protein (%)
20,7
14
1.2 . KỸ THUẬT SẤY
1.2.1. Khái niệm sấy.
Sấy là một phƣơng pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng.
Sấy 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, giảm hoạt động các
enzyme, giảm kích thƣớc và trọng lƣợng của sản phẩm.
Quá trình 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 ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt
vật sấy ra ngoài môi trƣờng. Các quá trình truyền nhiệt truyền chất trên xảy ra đồng
thời trên vật sấy, chúng có qua lại lẫn nhau.
1.2.2. Đặc điểm diễn biến của quá trình sấy [4], [9].
Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tƣơng đối cao, nhiệt độ
sấy và tốc độ chuyển động của không khí không quá lớn xảy ra theo ba giai đoạn đó
là giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm
dần. Đối với các trƣờng hợp sấy với điều kiện khác thì quá trình sấy cũng xảy ra ba
giai đoạn nhƣng các giai đoan có thể đan xen khó phân biệt hơn.
Giai đoạn làm nóng vật
Giai đoạn này bắt đầu từ khi đƣa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí
nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt đƣợc bằng nhiệt độ nhiệt kế ƣớt. Trong quá trình
sấy này toàn bộ vật đƣợc gia nhiệt. Ẩm lỏng trong vật đƣợc gia nhiệt cho đến khi
đạt đƣợc nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nƣớc trong môi trƣờng không khí
trong buồng sấy. Do đƣợc làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi
trình thoát ẩm của vật ngƣng lại, có nghĩa tốc độ sấy bằng không.
1.2.3. Sự khuếch tán của nƣớc trong nguyên liệu [3], [12], [1].
Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu
Dƣới sự ảnh hƣởng của các nhân tố lý học nhƣ: hấp thụ nhiệt, khuếch tán, bay
hơi… làm nƣớc trong vật liệu tách ra ngoài, đây là một quá trình rất phức tạp gọi là
làm khô. Nếu quá trình cung cấp nhiệt ngừng lại mà vẫn muốn duy trì quá trình sấy
thì quá trình làm khô vật liệu phải đƣợc cung cấp một lƣợng nhiệt nhất định để vật
liệu có nhiệt độ cần thiết.
Nhiệt cung cấp cho vật liệu Q đƣợc đƣa tới bằng ba phƣơng thức: bức xạ,
truyền dẫn và đối lƣu. Sự cân bằng nhiệt khi làm khô đƣợc biểu thị:
16
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
Trong đó:
Q – là nhiệt lƣợng cung cấp cho nguyên liệu
Q
1
– là nhiệt lƣợng làm cho các phần tử hơi nƣớc tách ra khỏi nguyên liệu
Q
2
– là nhiệt lƣợng cung cấp để cắt đứt mối liên kết mỗi giữa nƣớc và protein
trong nguyên liêụ.
Q
3
– là nhiệt lƣợng để làm khô các tổ chức tế bào.
B – hệ số bay hơi nƣớc, nó phụ thuộc vào tốc độ gió, hƣớng gió và
trạng thái bề mặt nguyên liệu.
E – áp suất hơi nƣớc bão hòa trên bề mặt nguyên liệu (mmHg)
e – áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong không khí (mmHg)
F – diện tích bay hơi nƣớc (m
2
)
T - thời gian bay hơi (giờ)
Nhƣ vậy để tăng lƣợng ẩm thoát ra khỏi nguyên liệu trong quá trình làm khô
có thể thay đổi một số thông số sau:
Tăng diện tích bề mặt bay hơi thì giá đỡ nguyên liệu nên ở dạng lƣới để ẩm
bay hơi đƣợc cả phía trên và dƣới.
Tăng E (áp suất hơi nƣớc trên bề mặt nguyên liệu) bằng cách tăng nhiệt độ
của nguyên liệu hay tăng nhiệt độ của tác nhân sấy. Phƣơng pháp này chỉ áp dụng
cho những nguyên liệu chịu đƣợc nhiệt độ cao. Phần lớn các nguyên liệu thủy sản
khi sấy ở nhiệt độ cao chất lƣợng bị giảm đi nhiều đặc biệt là màu sắc và mùi vị.
Giảm áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong không khí ẩm bằng cách làm
lạnh không khí xuống dƣới nhiệt độ đọng sƣơng để tách một lƣợng nƣớc trƣớc khi
vào thiết bị gia nhiệt để sấy. Khi sấy ở nhiệt độ không cao thì áp suất của hơi nƣớc
trên bề mặt nguyên liệu bé, nhƣng áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong không khí
ẩm cũng bé nên sẽ hạn chế đƣợc sự giảm động lực của quá trình sấy. Nếu so với
phƣơng pháp sấy bằng không khí nóng ở cùng một nhệt độ sấy thì phƣơng pháp sấy
lạnh sẽ có (E-e) lớn hơn nên thời gian sấy ngắn và chất lƣợng sản phẩm sẽ tốt hơn.
Quá trình khuếch tán nội.
Khuếch tán nội là do sự chênh lệch ẩm giữa các lớp trong nguyên liệu tạo nên
sự chuyển động của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này đến lớp khác để tạo sự
cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu. Động lực của khuếch tán nội là sự chênh
lệch về độ ẩm giữa các lớp trong và lớp ngoài, nếu sự chênh lệch độ ẩm càng lớn
tức là gradian độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội xảy ra càng nhanh. Ta có thể
biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phƣơng trình: