LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ
đối với sản phẩm cá cơm săn trong phương
pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh”.
MỤC LỤC
Trang
Hay là sự trùng các sản phẩm oxy hóa .....................................................................34
DANH MUC CÁC BẢNG
Trang
Hay là sự trùng các sản phẩm oxy hóa .....................................................................34
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hay là sự trùng các sản phẩm oxy hóa .....................................................................34
- 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài.
Chế biến thủy sản là ngành nghiên cứu và ứng dụng khoa học kỹ thuật và
công nghệ để sản xuất ra những mặt hàng thủy sản có giá trị dinh dưỡng cao trong
thực phẩm và góp phần tăng tỷ trọng xuất khẩu trong những ngành có giá trị xuất
khẩu cao của cả nước. Tuy nhiên, công nghệ ché biến của nước ta chủ yếu với
những mặt hàng thủy sản đông lạnh và một số sản phẩm đồ hộp mà chưa chú trọng
nhiều đến công nghệ chế biến thủy sản khô. Đối với ngành này, hiện nay nước ta
dang còn rất thô sơ, chưa được chú trọng đầu tư một cách đúng mức, sản xuất sản
phẩm thủy sản khô chủ yếu bằng phương pháp rất thủ công, thô sơ đó là dùng
không khí nóng từ các lò than hoặc phơi nắng. Phương pháp thủ công truyền thống
này phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết và môi trường, thời gian làm khô
kéo dài, sản xuất không liên tục, sản phẩm chịu tác động của nhiệt độ cao làm
giảm chất lượng, tỷ lệ hao hụt nguyên liệu và phế liệu là lớn đặc biệt là về mặt vệ
sinh an toàn thực phẩm không đạt yêu cầu do nguyên liệu chịu tác động trực tiếp
Khẳng định tính ưu việt của phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp
sấy lạnh trong công nghệ chế biến khô so với phương pháp thủ công truyền thống
là phơi khô.
3. Đối tượng nghiên cứu và nội dung nghiên cứu của đề tài.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là cá cơm săn được đánh bắt tại tỉnh
Khánh Hòa
·
Nội dung nghiên cứu của đề tài:
+ Khảo sát chung về nguyên liệu cá cơm săn.
+ Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất cá cơm săn bằng phương pháp
sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh, bố trí thí nghiệm sấy ở các chế độ
nhiệt độ khác nhau(35
0
÷ 50
0
).
+ Dùng phương pháp đánh giá cảm quan để chọn ra chế độ nhiệt độ sấy thích
hợp nhất.
- 3 -
+ Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng( protein, axit béo, tỷ lệ hút nước phục
hồi) của sản phẩm cá cơm săn khô bằng phương pháp sấy hồng ngoại kết
hợp sấy lạnh so với phương pháp thủ công truyền thống là phơi nắng.
+ Nghiên cứu chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm.
4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài.
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là dùng các chỉ tiêu về cảm quan, các
chỉ tiêu hóa học để đánh giá chất lượng sản phẩm cá cơm săn khô bằng phương
pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh.
Vì đây là đề tài nghiên cứu đầu tiên của tôi sau những lý thuyết đã được học
trong bốn năm đại học tại trường Đại học Nha Trang. Với những kiến thức tích
lũy, cùng sự chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn Trần Đại Tiến tôi đã hoàn thành
− Họ
Cá Trổng (tên Việt Nam)
Engraulidae (tên khoa học)
− Loài
Cá cơm săn(tên Việt Nam)
Stolephorus tri(tên khoa học)
Spined anchovy (tên tiếng anh)
- 6 -
− Môi trường sống
Ở các vùng ven biển và các cửa sông.
− Đặc điểm sinh học
Cá cơm thường thường kết thành đàn lớn, ở trên các tầng giữa và trên bề
mặt, thích ánh sáng đèn. Thức ăn chủ yếu là tảo silic và chân mái chèo Copepoda.
Hằng năm cá thường đẻ vào tháng 2 đến tháng 6 ở gần ven biển và cửa sông.
− Đặc điểm hình thái
Cá cơm thường có thân hình dài thon, hơi dẹp bên, màu trắng đục,dọc hai
bên đều có dọc trắng bạc. Chúng có xương hàm trên dài, mút sau vượt quá rìa sau
của xương nắp mang trước, ở phía sau đỉnh trán rộng, rìa bên cong lồi ra, giữa mút
cuối xương hàm trên và rìa sau của xương nắp mang trước phẳng hơn, bên ngoài
lồi lên. Đầu tương đối to, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, mõm nhọn, mắt to,
không có màng mắt, miệng rộng hơi xiên răng rất nhỏ. Có một vây lưng tương đối
to,vây ngực to vừa ở thấp, vây bụng nhỏ, vây hậu môn tách biệt với vây đuôi rộng
dạng đuôi én, khởi điểm ở dưới gốc vây lưng. Các tia phần trên vây ngực không
kéo dài thành sợi, cơ trên phần má kéo dài về phía trước che lấp xương gốc nắp
mang. Ở gốc vây lưng và vây hậu môn đều có một số chấm nhỏ.
Cá cơm thường 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 thước thông
thường của cá cơm thường là 50-70 mm, lớn nhất là 100 mm.
Đặc điểm phân bố
Trên Thế Giới cá cơm thường chủ yếu ở các nước nhiệt đới như:
Stolephorus commersonii (tên khoa học)
Commerson’s anchovy (tên tiếng anh)
− Môi trường sống
Cũng giống như cá cơm săn cá cơm thường là loài sống ở ven biển và cửa
sông,vụng,vịnh nước lợ.
Đặc điểm sinh học
- 8 -
Cá cơm thường thường kết thành đàn lớn, ở trên các tầng giữa và trên bề
mặt, thích ánh sáng đèn. Thức ăn chủ yếu là tảo silic và chân mái chèo Copepoda.
Hằng năm cá thường đẻ vào tháng 2 đến tháng 6 ở gần ven biển và cửa sông.
Đặc điểm hình thái
Cá cơm thường có thân hình dài thon, hơi dẹp bên, màu trắng đục,dọc hai
bên đều có dọc trắng bạc. Chúng có xương hàm trên dài, mút sau vượt quá rìa sau
của xương nắp mang trước, ở phía sau đỉnh trán rộng, rìa bên cong lồi ra, giữa mút
cuối xương hàm trên và rìa sau của xương nắp mang trước phẳng hơn, bên ngoài
lồi lên. Đầu tương đối to, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, mõm nhọn, mắt to,
không có màng mắt, miệng rộng hơi xiên răng rất nhỏ. Có một vây lưng tương đối
to,vây ngực to vừa ở thấp, vây bụng nhỏ, vây hậu môn tách biệt với vây đuôi rộng
dạng đuôi én, khởi điểm ở dưới gốc vây lưng. Các tia phần trên vây ngực không
kéo dài thành sợi, cơ trên phần má kéo dài về phía trước che lấp xương gốc nắp
mang. Ở gốc vây lưng và vây hậu môn đều có một số chấm nhỏ.
Cá cơm thường 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 thước thông
thường của cá cơm thường là 50-70 mm, lớn nhất là 100 mm.
Đặc điểm phân bố
Trên Thế Giới cá cơm thường chủ yếu ở các nước nhiệt đới như:
Indonesia,Malaysia, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ,
các nước Đông Phi, biển Ả Rập, Vịnh Aden, Madagasca, Mauritius…
Ở Việt Nam cá cơm thường phân bố chủ yếu ở các vùng biển như: Quảng
Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà
thấp.
− Đặc điểm sinh học
Cá cơm trổng thường kết thành đàn lớn, bơi lội ở các tầng giữa và trên mặt
của các vùng biển ven bờ hay cửa sông có độ muối thấp,có thể ngược dòng nước
thủy triều vào sông ở vùng nước lợ, thích ánh sáng đèn.
- 10 -
Cá cơm trổng có thân hình to hơn so với các loại cá cơm khác, thường đẻ
trứng vào tháng 2 đến tháng 6, thức ăn chủ yếu là thực vật nổi.
− Đặc điểm hình thái
Cá cơm trổng có thân dài hình trụ, màu trắng, hơi dẹp bên, bên thân có dọc
dài màu trắng bạc.Đầu tương đối dài, trên đầu có chấm màu xanh lục.Mõm tù
nhưng hơi lồi ra phía trước. Mắt cá to, khoảng cách mắt rộng hơi gồ lên. Cá có một
vây lưng to, vây hậu môn rộng tương đối dài, vây đuôi dài dạng đuôi én, có màu
xanh lục nhạt.
Cá cơm trổng 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
Trên Thế Giới cá cơm trổng chủ yếu ở các nước nhiệt đới như: Ấn Độ,
Malaysia, Indonesia, Singapo, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc và Nhật Bản, bờ
biển Đông Phi…
Ở Việt Nam cá cơm trổng thường gặp ở vịnh Bắc Bộ, vùng bieent Trung
Bộ và vịnh Thái Lan…
− Đặc điểm khai thác
Cá cơm trổng có mùa vụ khai thác từ tháng 6 đến tháng 8.
Dụng cụ khai thác thường là các loại lưới vây, vó, xăm đáy, rùng, mành..
Người ta thường khai thác cá có chiều dài từ 90 - 100 mm, kích thước dài
nhất là 135 mm.
− Đặc điểm kinh tế
Cá cơm trổng có sản lượng khai thác ít nhất.
Giá trị sử dụng thường dùng để ăn tươi.
12 Protein (%) 20,7
- 12 -
1.2.3. Thành phần các axit amin của cá cơm tươi
STT Tên axit amin Cá tươi
1 Alanine 418
2 Glycine 323
3 Valine 366
4 Leucine 563
5 Ísoleucine 338
6 Threonine 321
7 Serine 299
8 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 Cystin 62
1.3. GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY
Nguyên liệu thủy sản nói chung và nguyên liệu cá cơm nói riêng là loại
nguyên liệu chứa nhiều nước và giàu chất dinh dưỡng do vậy rất dể bị hư hỏng
trong quá trình chế biến và bảo quản. Để kéo dài thời gian bảo quản người dân đã
nghĩ ra phương pháp đơn giản là làm khô nguyên liệu nhờ vào ánh sáng mặt trời
hoặc sấy nóng bằng không khí nóng từ cũi, lò hơi. Hiện nay, khoa học ngày càng
phát triển với công nghệ kỹ thuật hiện đại áp dụng vào sản xuất để nâng cao chất
lượng sản phẩm, phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại kết hợp sấy lạnh là một
này toàn bộ vật được gia nhiệt. Ẩm lỏng trong vật được gia nhiệt cho đến khi đạt
được nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong
buồng sấy. Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm
còn nhiệt độ của vật thì tăng dần cho đến khi bằng nhiệt độ kế ước. Tuy vậy, sự
tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đều ở phần ngoài và phần trong vật.
- 14 -
Vùng trong vật đạt đến nhiệt độ kế ước chậm hơn. Đối với vật dễ sấy thì giai đoạn
làm nóng vật xảy ra nhanh .
Giai đoạn sấy tốc độ không đổi
Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ kế ước. Tiếp tục
cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên
nhiệt cung cấp chỉ để làm hóa hơi nước. Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt
vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi. Do nhiệt độ
không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ
giữa vật và môi trường cũng không đổi. Điều này làm cho tốc độ giảm của độ chứa
ẩm vật theo thời gian cũng không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi.
Trong giai đoạn này biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính.
Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do. Khi độ ẩm của vật đạt đến trị số
tới hạn U
k
= U
cbmax
thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt. Đồng thời cũng là
chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm.
Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần
Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại
trong vật là ẩm liên kết. Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và
càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai
đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong giai
đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình sấy càng tiếp diễn,
– là nhiệt lượng để làm khô các tổ chức tế bào.
Sau khi sấy khô còn phải tính đến nhiệt lượng làm nóng dụng cụ thiết bị Q
4
và nhiệt lượng hao phí ra môi trường xung quanh Q
5
.
Trong quá trình làm khô nước ở trong vật liệu khuếch tán chuyển dần ra bề mặt
nguyên liệu và môi trường xung quanh, làm cho không khí trong môi trường xung
quanh ẩm lên, nếu không khí ẩm đó không được phân tán thì cho đến một lúc nào
đó quá trình sấy khô sẽ dừng lại.
Khi nhiệt lượng cung cấp đủ cho nguyên liệu thì nước sẽ thoát ra khỏi
nguyên bằng hai quá trình: khuếch tán ngoại và khuếch tán nội.
Khuyếch tán ngoại
Sự chuyển động của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí gọi là
khuếch tán ngoại. Lượng nước bay hơi do khuếch tán ngoại thực hiện được dưới
điều kiện: áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu E lớn hơn áp suất
riêng phần của hơi nước trong không khí e, sự chênh lệch áp suất đó là:
∆
P = E - e
Lượng nước bay hơi đi W tỉ lệ thuận với
∆
P, với bề mặt bay hơi F và thời
gian làm khô là:
dW = B(E – e)F.dt
và tốc độ bay hơi nước được biểu thị như sau:
- 16 -
dt
dW
de
- Gradien độ ẩm
K – hệ số khuếch tán
F – diện tích bề mặt khuếch tán (m
2
)
Mối quan hệ giữa khuếch tán ngoại và khuếch tán nội
Khuếch tán ngoại và khuếch tán nội có mối liên quan mật thiết với nhau,
tức là khuếch tán ngoại có được tiến hành thì khuếch tán nội mới được tiếp tục và
như thế độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần.
- 17 -
Trong quá trình sấy nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá
trình bay hơi sẽ nhanh, nhưng điều này rất ít gặp trong quá trình sấy. Thông
thường, khuếch tán nội của hơi nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn tốc độ bay
hơi trên bề mặt. Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi
sẽ gián đoạn vì thế điều chỉnh khuếch tán nội sao cho phù hợp với khuếch tán
ngoại là vấn đề rất quan trọng trong quá trình sấy.
Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn đầu lượng nước trong nguyên liệu
nhiều, sự chênh lệch độ ẩm lớn, do đó khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch
tán ngoại nên tốc độ làm khô tương đối nhanh. Nhưng, ở giai đoạn cuối thì lượng
nước còn lại trong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi bề mặt nhanh mà tốc độ khuếch
tán nội lại chậm tạo thành một màng cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá trình
khuếch tán nội. Vì vậy làm ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu.
Sự dịch chuyển của nước trong quá trình làm khô trước hết là nước tự do,
sau đó mới đến nước kết hợp. Trong suốt quá trình làm khô, lượng nước tự do luôn
giảm xuống. Lượng nước trong nguyên liệu dịch chuyển dưới hai hình thức là thể
lỏng và thể hơi do phương thức kết hợp của nước trong nguyên liệu quyết định.
Trong quá trình làm khô sự di chuyển ẩm phụ thuộc vào độ chênh lệch ẩm
và chênh lệch nhiệt:
+ Sự phụ thuộc chênh lệch của độ ẩm
độ tăng bọt khí giản nở đẩy thể lỏng theo hướng dòng nhiệt.
+ Sự phụ thuộc chênh lệch nhiệt độ
∆
t đến tốc độ thoát ẩm W
”
Sự dịch chuyển ẩm do sự chênh lệch nhiệt độ gây nên gọi là “sự truyền dẫn
ẩm phần”. Lượng nước di chuyển đó tỷ lệ với sự chênh lệch của nhiệt độ
∆
t tức
là:
W” = -
δ
y
o
∆
t
Trong đó:
W” – lượng nước đi qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian
δ
- hệ số truyền dẫn ẩm phần
Như vậy, lượng nước trong quá trình làm khô là tổng của hai lượng nước:
W’ do chênh lệch độ ẩm và W” do chênh lệch nhiệt độ gây nên, khi làm khô cả hai
sự chuyển động được tiến hành đồng thời. Nếu phương hướng di chuyển của hai
sự dịch chuyển đó thống nhất thì tốc độ làm khô lớn nhất, tức là:
W = W’ + W” = -y
o
(K
∆
U -
tố khác. Đối với nguyên liệu gầy người ta làm khô ở nhiệt độ cao hơn nguyên liệu
béo. Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác
nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 60
0
C thì protein bị biến
tính, nếu trên 90
0
C thì fructaza bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra
melanoidin tạo polyme cao phân tử có chứa N và không chứa N, có màu và mùi
thơm xảy ra mạnh mẽ. Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy
làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tán
ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội thì chậm
lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô.
- 20 -
Ảnh
hưởng của tốc độ chuyển động không khí
Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc
độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy. Vì, tốc độ chuyển
động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá
trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại, dẫn đến sự hư
hỏng sản phẩm, mặt ngoài sản phẩm sẽ lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch
nhầy có mùi vị khó chịu. Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai
đoạn đầu của quá trình làm khô.
Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió
song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh. Nếu hướng gió thổi
tới nguyên liệu với góc 45
0
thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng
δ
S
B
dt
dw
=
Trong đó:
S – diện tích bề mặt bay hơi của nguyên liệu.
δ – chiều dày của nguyên liệu.
B – hệ số bay hơi đặc trưng cho bề mặt nguyên liệu.
Ảnh
hưởng của quá trình ủ ẩm
Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích là làm cho tốc độ khuếch tán nội và khuếch
tán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh quá trình làm khô. Trong khi làm khô
quá trình ủ ẩm người ta gọi là làm khô gián đoạn.
Ảnh
hưởng của bản thân nguyên liệu
Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù
hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như: nước, lipit, protein,
chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức cơ thịt chắc hay lỏng lẻo...
1.3.5. Giới thiệu về phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại.
1.3.5.1. Khái niệm bức xạ hồng ngoại
Tia hồng ngoại là loại ánh sáng đỏ không trông thấy, bức sóng 0,76 ÷
1000µm, có bản chất là sóng điện từ. Tia hồng ngoại truyền đi với vận tốc ánh
sáng, không đốt nóng không khí mà nó đi qua, một phần không đáng kể được hấp
thụ bởi CO
2
, hơi nước và một số hạt khác ở trong không khí. Nhưng nó bị hấp