Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng công nghệ bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại

Tôm khô xuất khẩu chủ yếu ở nước ta được sản xuất và chế biến nhỏ lẻ, thủ công tự phát từ các làng nghề bằng phương pháp sấy truyền thống như phơi nắng hoặc sấy bằng lò than, lò điện trở

Trường Đại học Nha Trang

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy tôm thẻ chân

trắng Việt Nam bằng công nghệ sấy bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại”, em xin

gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực Phẩm, quý thầy

cô giáo cùng các anh chị công tác tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Thực phẩm, phòng thí nghiệm Công nghệ lạnh, Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài

Đặc biệt, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Thái Văn Đức và ThS Lê Như Chính, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Cảm ơn các thầy cô trong hội đồng bảo vệ luận văn đã giúp em những lời khuyên quý giá để đồ án được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, anh chị em cùng tất cả bạn bè đã ủng hộ, động viên em trong suốt thời gian qua

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 06 năm 2017 Người thực hiện

Nguyễn Thanh Hoàng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4

1.1.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 4

1.1.1 Sơ lược Tôm thẻ chân trắng 4

1.1.1.1 Nguồn gốc 4

1.1.1.2 Một số đặc điểm nổi trội ở tôm thẻ chân trắng 4

1.1.1.3 Phân bố và mùa vụ khai thác 5

1.1.2 Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của tôm 6

1.1.2.1 Thành phần hóa học của Tôm 6

1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của tôm thẻ chân trắng 10

1.1.3 Tình hình sản xuất và xuất khẩu Tôm của nước ta hiện nay 11

1.1.4 Một số hiện tượng hư hỏng, tác hại, nguyên nhân và cách phòng ngừa của Tôm nguyên liệu 12

1.1.4.1 Hiện tượng dập nát cơ học 12

1.1.4.2 Hiện tượng hư hỏng do enzyme 12

1.1.4 3 Hiện tượng biến đỏ 14

1.1.4.4 Sự ươn hỏng do vi sinh vật 15

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 15

1.2.1 Sơ lược về quá trình sấy 15

1.2.1.1 Khái niệm 15

1.2.1.2 Bản chất của quá trình sấy 16

1.2.1.3 Mục đích của quá trình sấy 16

1.2.1.4 Nguyên tắc của quá trình sấy 16

1.2.2 Phân loại phương pháp sấy 16

1.2.3 Các giai đoạn của quá trình sấy 17

1.2.3.1 Giai đoạn làm nóng vật liệu sấy 17

1.2.3.2 Gia đoạn sấy đẳng tốc 17

1.2.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc 18

1.2.4 Cơ chế thoát ẩm khỏi vật liệu trong quá trình sấy 18

1.2.4.1 Quá trình khuếch tán ngoại 19

1.2.4.2 Quá trình khuếch tán nội 19

1.2.4.3 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại 19

1.2.5 Một số nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 20

1.3 TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ HỒNG NGOẠI 22

1.3.1 Khái niệm về bức xạ & sấy bức xạ hồng ngoại 22

1.3.2 Đặc điểm của bức xạ hồng ngoại 22

1.3.3 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại 23

1.3.4 Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại 24

1.3.5 Tính ưu việt của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại 25

1.3.6 Một số ứng dụng của sấy bức xạ hồng ngoại 26

1.4 TỔNG QUAN VỀ SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT 26

1.4.1 Khái niệm 26

1.4.2 Nguyên lí làm việc 27

1.4.3 Tính ưu việt của phương pháp sấy lạnh 28

1.5 SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI 28

1.5.1 Mục đích 28

1.5.2 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy khô 28

1.5.2.1 Biến đổi vật lí 28

1.5.2.2 Biến đổi về hóa học 29

1.5.2.3 Sự biến đổi về trạng thái và tổ chức của quá trình 30

1.5.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước 31

Chương II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.2 DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 36

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết kết hợp với thực nghiệm 39

2.3.2 Các phương pháp phân tích 39

2.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 40

2.3.3.1 Sơ đồ quy trình tổng quát 40

2.3.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chung sấy tôm thẻ chân trắng 43

2.3.3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tại công đoạn luộc 44

2.3.3.4 Thí nghiệm thăm dò tôm bóc vỏ trước sấy và trong quá trình sấy 45

2.3.3.5 Bố trí thí nghiệm xác định miền tối ưu nhiệt độ tác nhân sấy 47

2.3.3.6 Bố trí thí nghiệm xác định miền tối ưu vận tốc tác nhân sấy 49

2.3.3.7 Bố trí thí nghiệm xác định miền tối ưu khoảng cách bức xạ 51

3.3.3.8 Bố trí thí nghiệm xác định miền tối ưu bề dày nguyên liệu sấy 53

2.3.3.9 Bố trí thí nghiệm xác định phục hồi bằng nước nóng và nước lạnh 54

2.3.3.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh các chỉ tiêu giữa mẫu sấy tối ưu với các mẫu sấy khác 56

Chương III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58

3.1 Kết quả xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu 58

3.2 Kết quả xác định thời gian luộc thích hợp 59

3.3 Kết quả thí nghiệm thăm dò tôm bóc vỏ trước sấy và tôm bóc vỏ trong quá trình sấy 59

3.4 Kết quả thăm dò miền tối ưu của các thông số 61

3.4.1 Miền tối ưu nhiệt độ tác nhân sấy 61

3.4.2 Miền tối ưu vận tốc tác nhân sấy 63

3.4.3 Miền tối ưu khoảng cách bức xạ 64

3.4.4 Miền tối ưu bề dày nguyên liêu sấy 66

3.5 Kết quả thí nghiệm xác định phục hồi bằng nước nóng và nước lạnh 67

3.6 Kết quả xác định phương trình hồi quy và xác định chế độ sấy tối ưu 68

3.6.1 Kết quả xác định phương trình hồi quy thực nghiệm của hàm mục tiêu là tỉ lệ

nước phục hồi 68

3.6.2 Kết quả xác định phương trình hồi quy thực nghiệm của hàm mục tiêu là tốc độ sấy 79

3.6.3 Kết quả xác định phương trình hồi quy thực nghiệm của hàm mục tiêu là chất lượng cảm quan 79

3.5.4 Kết quả xác định phương trình hồi quy thực nghiệm của hàm mục tiêu là năng suất tách ẩm 80

3.7 So sánh một số chỉ tiêu của tôm khô sấy ở chế độ tối ưu và các phương pháp sấy khác 81

3.7.1 Biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy của chế độ tối ưu so với phương pháp phơi nắng 81

3.7.2 Biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy theo các phương pháp sấy 83

3.7.3 Sự biến đổi chất lượng cảm quan của tôm khô theo các phương pháp sấy 84

3.7.4 Biến đổi hoạt độ nước theo các phương pháp sấy 86

3.7.5 Tỷ lệ hút hút nước phục hồi trở lại của tôm sấy ở chế độ tối ưu so với các phương pháp sấy khác 87

3.7.6 Biến đổi ứng suất cản cắt của tôm khô theo các phương pháp sấy 88

3.7.7 Biến đổi hiệu suất tách ẩm riêng ( SMER) của tôm sấy ở chế độ tối ưu so với các phương pháp sấy khác 90

3.7.8 So sánh chỉ tiêu vi sinh vật của tôm sấy ở chế độ sấy tối ưu so với các phương pháp sấy khác 91

3.7.9 Hình ảnh mẫu sấy tối ưu so với các mẫu sấy khác 93

3.8 Đề xuất quy trình chế biến tôm thẻ chân trắng sấy xuất khẩu 94

3.9 Sơ bộ hạch toán giá thành sản phẩm 98

KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

PHỤ LỤC 108

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đồ thị đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy 17

Hình 1.2 Quá trình chuyển năng lượng bức xạ hồng ngoại trong quá trình sấy 22

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 27

Hình 2.1 Tôm thẻ chân trắng nguyên liệu 35

Hình 2.1 Mặt cắt hình chiếu đứng của thiết bị 36

Hình 2.2 Hình chiếu cạnh của thiết bị sấy 36

Hình 2.3 Mặt cắt hình chiếu bằng (nữa trên) của thiết bị 37

Hình 2.4 Mặt cắt hình chiếu bằng (nữa dưới) của thiết bị 37

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại 38

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình tổng quát sản xuất tôm thẻ chân trắng sấy 41

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chung sấy tôm thẻ chân trắng 43

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn chế độ luộc 44

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tôm sấy bỏ vỏ phù hợp 45

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 47

Hình 2.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 49

Hình 2.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khoảng cách bức xạ đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 51

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của độ dày nguyên liệu tôm đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 53

Hình 2.15 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ nước và thời gian ngâm đến khả năng phục hồi sản phẩm 54

Hình 2.16 Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh các chỉ tiêu của mẫu sấy tối ưu với các phương pháp sáy khác 56 Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng thời gian luộc tôm đến chất lượng cảm quan

Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn đường cong sấy của tôm bóc vỏ trước và tôm bóc vỏ trong quá trình sấy 60 Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn đường cong tốc độ sấy của tôm bóc vỏ trước và tôm bóc vỏ trong quá trình sấy 60 Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy đến thời gian sấy

và chất lượng cảm quan sản phẩm 61 Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy đến thời gian sấy

và chất lượng cảm quan sản phẩm 63 Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của khoảng cách bức xạ đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 64 Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của độ dày nguyên liệu tôm đến thời gian sấy và chất lượng cảm quan sản phẩm 66 Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ nước và thời gian ngâm đến khả năng phục hồi sản phẩm 67 Hình 3.9 Kết quả tối ưu thực nghiệm bằng phần mềm cascad 78 Hình 3.10 Đường cong sấy của tôm thẻ chân trắng ở chế độ sấy tối ưu so với

phương pháp phơi nắng 81 Hình 3.11 Đường cong tốc độ sấy của tôm thẻ chân trắng ở chế độ sấy tối ưu so với phương pháp phơi nắng 82 Hình 3.12 Đường cong sấy của tôm thẻ chân trắng ở chế độ sấy tối ưu so với các chế phương pháp sấy khác 83 Hình 3.13 Đường cong tốc độ sấy của tôm thẻ chân trắng ở chế độ sấy tối ưu so với các phương pháp sấy khác 83 Hình 3.14 Biến đổi chất lượng cảm quan của tôm sấy ở chế độ sấy tối ưu so với các phương pháp sấy khác 84 Hình 3.15 Biến đổi hoạt độ nước của tôm sấy ở chế độ sấy tối ưu so với các phương pháp sấy khác 86

Hình 3.16 Tỷ lệ hút hút nước phục hồi trở lại của tôm sấy ở chế độ tối ưu so với các

phương pháp sấy khác 87

Hình 3.17 Biến đổi ứng suất cản cắt của tôm khô theo các phương pháp sấy 88

Hình 3.18 Sản phẩm tôm trong quá trình kéo 89

Hình 3.19 Biến đổi hiệu suất tách ẩm riêng ( SMER) của tôm sấy ở chế độ tối ưu so với các phương pháp sấy khác 90

Hình 3.20 Hình ảnh mẫu sấy tối ưu so với các mẫu sấy khác 93

Hình 3.21 Quy trình chế biến tôm thẻ chân trắng sấy xuất khẩu 94

Hình 3.22 Sản phẩm tôm khô hút chân không 98

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hàm lượng một số Vitamin trong cơ thịt tôm 9

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ ẩm của tôm tươi và tôm sau khi luộc 58

Bảng 3.2 Các mức thí nghiệm 69

Bảng 3.3 Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả nước phục hồi theo phương pháp quy hoạch trực giao cấp hai 70

Bảng 3.4 Thí nghiệm ở tâm phương án 71

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm ở tâm phương án 72

Bảng 3.6 Kết quả tính hệ số hồi quy và tiêu chuẩn Student 73

Bảng 3.7 Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy với thực nghiệm theo chuẩn Fisher 75

Bảng 3.8 Chế độ sấy tối ưu của hàm tốc độ sấy, chất lượng cảm quan, năng suất tách ẩm 80

Bảng 3.9 Kết quả kiểm nghiệm vi sinh giữa tôm sấy ở chế độ tối ưu với các phương pháp sấy khác 91

Bảng 3.10 Kết quả tính giá thành sơ bộ của 1 kg tôm khô sản phẩm 99

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết trong các loại thủy sản tươi sống thì tôm rất giàu chất dinh dưỡng, được người tiêu dùng ưa chuộng khi lựa chọn những thực phẩm có chất lượng tốt Tôm không những là nguồn thực phẩm cung cấp nhiều đạm, mà còn chứa nhiều acid béo Omega - 3, các acid béo này tốt cho sức khỏe và giúp ngăn ngừa bệnh tim, bệnh về mạch máu và nhiều căn bệnh khác Ngoài ra, tôm cũng còn có hàm lượng cao về vitamin, kẽm, Iốt, photpho, sắt và một hàm lượng nhỏ về canxi, magie là những chất thiết yếu cho da, xương và răng Đồng thời, tôm là một trong những mặt hàng xuất khẩu quan trọng của ngành thủy sản Việt Nam Để sản phẩm tôm đảm bảo được chất lượng, tiết kiệm chi phí sản xuất, đầu tư và thời gian sử dụng được kéo dài trong quá trình bảo quản, vận chuyển nên sản phẩm tôm khô đang được lựa chọn và phát triển

Tôm khô xuất khẩu chủ yếu ở nước ta được sản xuất và chế biến nhỏ lẻ, thủ công tự phát từ các làng nghề bằng phương pháp sấy truyền thống như phơi nắng hoặc sấy bằng lò than, lò điện trở, làm cho chất lượng tôm giảm nhiều và đặc biệt vấn

đề về vệ sinh, an toàn thực phẩm không đảm bảo làm giảm giá trị sử dụng và giá trị kinh tế Do vậy, việc nghiên cứu tìm ra một phương pháp sấy khô thích hợp để có thể triển khai ứng dụng cho sấy thủy sản nói chung và đặc biệt là tôm thẻ chân trắng nói riêng là vấn đề cấp thiết phù hợp với thực tế hiện nay

Phương pháp sấy bơm nhiệt kết hợp sấy bức xạ hồng ngoại được ứng dụng nhiều trong thực tế Tuy nhiên, mỗi phương pháp trên đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Nghiên cứu sấy bơm nhiệt kết hợp với bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy hiệu quả để giảm thiểu các nhược điểm khi hai phương pháp này hoạt động độc lập

Ở phương pháp này có nhiều ưu điểm như: tốc độ sấy nhanh và rút ngắn thời gian sấy nhưng vẫn giữ được chất lượng, màu sắc và mùi vị của sản sản phẩm khô

Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của thực tế, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tối

ưu hóa quá trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng công nghệ bơm nhiệt kết hợp bức

❖ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

• Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng công nghệ bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại giúp tiết kiệm được chi phí công nghệ, máy móc, nguồn lao động, thời gian và đảm bảo sản phẩm đạt được chất lượng tốt

nhất phục nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng

• Đa dạng hóa mặt hàng tôm thẻ chân trắng

• Nâng cao giá trị sử dụng tôm thẻ chân trắng, giúp kéo dài được thời gian bảo

quản của tôm thẻ chân trắng

• Phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng, đặc biệt trái vụ khai thác khan hiếm

tôm theo mùa

• Xuất khẩu, mang lợi nhuận kinh tế cao cho doanh nghiệp, nhà sản xuất

❖ Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Kết quả của đề tài là dẫn liệu khoa học cho sinh viên làm đồ án tham khảo

❖ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

• Đa dạng hóa sản phẩm tôm sản xuất công nghiệp cũng như đáp ứng nhu cầu

của người tiêu dùng

• Khả năng áp dụng các kết quả nghiên cứu trong đề tài vào thực tiễn cao do:

o Năng suất cao, nguyên liệu dễ kiếm, dễ tự động dây chuyền sản xuất

o Góp phần phát triển ngành công nghiêp sản xuất thủy sản

• Kết quả của đề tài là cơ sở để các doanh nghiệp chế biến thực phẩm ứng

dụng vào việc phát triển nâng cao chất lượng sản phẩm

❖ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI

▪ Xây dựng quy trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại

▪ Khảo sát tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng sản phẩm trong quá trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng máy sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

▪ Xác định chế độ sấy tối ưu dựa trên việc xử lí quy hoạch thực nghiệm chứa 4 hàm mục tiêu

▪ So sánh mẫu sấy tối ưu so với các phương pháp sấy khác: phơi nắng, sấy hồng ngoại, sấy bơm nhiệt, sấy vi sóng về các chỉ tiêu chất lượng

▪ Tính chi phí và giá thành cho 1kg sản phẩm khi áp dụng công nghệ sấy trên

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG

1.1.1 Sơ lược Tôm thẻ chân trắng

1.1.1.1 Nguồn gốc

Ở Nam Mỹ, tôm thẻ chân trắng có nhiều ưu điểm như: tỷ lệ sống cao, có khả năng kháng bệnh cao, dễ sinh sản và già hoá, nên được nhiều nước ưu tiên phát triển (nhất là các nước châu Á) Ngay khi đạt kích cỡ 35g trở lên, tôm đã dễ dàng bắt cặp

và sinh sản trong điều kiện nuôi nên rất thuận lợi cho khâu kiểm soát, lựa chọn giống

Hiện sản lượng tôm thế giới có tốc độ tăng bình quân là 20%/năm − đạt 3,2 triệu tấn với giá trị 11 tỷ USD [12] Các nước phát triển rất ưa chuộng mặt hàng tôm chân trắng vì sức hấp dẫn về giá Trong tương lai, tôm thẻ chân trắng có khả năng trở

thành đối tượng nuôi chủ lực của Việt Nam

1.1.1.2 Một số đặc điểm nổi trội ở tôm thẻ chân trắng

❖ Đặc điểm hình thái

Như cấu tạo chung của tôm, tôm thẻ chân trắng được chia làm hai phần: đầu ngực (Cephalothorax) và phần bụng (Abdoment) Phần đầu ngực có 13 đốt được dính liền với nhau, được bao bọc phía trên và 2 bên bởi giáp ngực (carapace), phía trước của giáp đầu ngực kéo dài thành chủy đầu (Rostrum) Phía dưới chủy đầu là mắt kép

có cuống

Phần đầu ngực có 13 đôi phần phụ theo thứ tự từ trước ra sau là: 2 đôi râu (Anten), 1 đôi hàm trên, 2 đôi hàm dưới, 3 đôi chân hàm và 5 đôi chân bò (Pereiopod) Hai đôi râu làm nhiệm vụ xúc giác, đôi râu thứ hai có một nhánh rất dài và mảnh Ba đôi hàm làm nhiệm vụ nghiền thức ăn Ba đôi chân hàm góp phần giữ, đưa thức ăn vào miệng và quạt nước, tạo dòng nước lưu chuyển qua mang Năm đôi chân bò dùng

để bám và bò trên nền đáy Ba đôi chân bò trước có đốt cuối biến thành kìm có tác dụng gắp thức ăn Ở gốc các chân hàm và chân bò có một phần biến đổi thành mang

để hô hấp

Phần bụng có 7 đốt được bao bọc bởi 7 tấm vỏ Ở năm đốt đầy của phần bụng, mỗi đốt mang một đôi phần phụ gọi là chân bơi (Pleopod) có tác dụng như mái chèo

trong khi tôm bơi Đốt bụng 6 không có phần phụ Đốt bụng 7 biến đổi thành một cấu

trúc gọi là Telson, hai bên Telson có đôi phần phụ gọi là chân đuôi (Uropod) có tác

dụng như những bánh lái, điều khiển hướng trong khi tôm bơi

Cũng như các loài tôm cùng họ Penaeid, tôm chân trắng cái ký thác hoặc rải

trứng ra thay vì mang trứng tới khi trứng nở Chủy tôm này có 2 răng cưa ở bụng và

8 ÷ 9 răng cưa ở lưng

❖ Đặc điểm sinh học [12]

Tôm trưởng thành sau 6 ÷ 7 tháng, tôm đực trưởng thành trên 20g/con, tôm

cái trên 28g/con Khả năng sinh sản là 100 ÷ 140 nghìn trứng với tôm cái cỡ 30 ÷ 35g

hoặc 150 ÷ 200 nghìn trứng với tôm cái cỡ 40 ÷ 45g Tôm chân trắng có tốc độ tăng

trưởng nhanh, đạt 3g/tuần Trong điều kiện nuôi thâm canh với mật độ 150 con/m2

Tôm chân trắng chịu được độ mặn trong khoảng rộng, từ 0,5 ÷ 45%o (đặc biệt

thích nghi với độ mặn 7 ÷ 34%o) nhưng tăng trưởng tốt nhất ở độ mặn thấp (10 ÷

15%o) Nhiệt độ thích hợp là 23 ÷ 30oC, tăng trưởng tốt nhất cho giai đoạn tôm nhỏ

(1g) là 30oC, giai đoạn tôm lớn (12 ÷ 18g) là 27oC và khoảng chịu đựng chấp nhận

được là 15 ÷ 33oC So với các loài tôm khác, tôm chân trắng có nhu cầu đạm thấp

hơn nhiều (chỉ 20 ÷ 35%) và có khả năng sử dụng các nguồn thức ăn tự nhiên (trong

khi tôm sú và tôm thẻ Trung Quốc, tôm thẻ Penaeus stylirostris có nhu cầu đạm 36

÷ 42% Hiệu quả sử dụng thức ăn của tôm thẻ chân trắng là 1,2; trong khi tôm sú là

1,6 ) Tuỳ theo giai đoạn phát triển, nhu cầu đạm giảm dần theo kích cỡ tăng lên của

tôm

1.1.1.3 Phân bố và mùa vụ khai thác

Tôm Lipopenaeus vannamei (Bone 1931) là tôm nhiệt đới, phân bố vùng ven

bờ phía Đông Thái Bình Dương, từ biển Pêru đến Nam Mê-hi-cô, vùng biển Equađo; hiện tôm chân trắng đã được di giống ở nhiều nước Đông Á và Đông Nam Á như

Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Indonexia, Malaixia và Việt Nam [50]

Giới hạn phát triển: Nhiệt độ phát triển từ 25 ÷ 300C, độ mặn 15 ÷ 450/00, chất đáy

là cát pha bùn Giới hạn sống ở nhiệt độ 100C ÷ 45 0C, độ mặn 20/00 ÷ 450/00. Ngưỡng

Ở biển tôm phân bố từ nông ra sâu đến khoảng 60m, ở độ sâu từ 20 – 40m tập trung nhiều ở vùng biển Phú Yên, Khánh Hòa Tuy nhiên việc đánh bắt tôm gặp nhiều khó khăn do nguồn nguyên liệu không tập trung, nên tôm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy chủ yếu từ nguồn tôm nuôi tại các bãi triều, đầm, vịnh

1.1.2 Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của tôm [3]

1.1.2.1 Thành phần hóa học của Tôm

Thành phần hoá học của cơ thịt tôm gồm có protid, lipid, glucid, khoáng chất, vitamin, nước, enzyme, hoocmon Những thành phần có hàm lượng tương đối cao

là nước, protein, lipid, chất khoáng, hàm lượng glucid trong tôm rất ít và tồn tại dưới dạng glucozen

Thành phần hoá học của tôm thường thay đổi theo giống loài Trong cùng một loài nhưng hoàn cảnh sinh sống khác nhau thì thành phần hoá học cũng khác nhau

Ngoài ra, thành phần hoá học của tôm còn phụ thuộc vào trạng thái sinh lí, mùa vụ, thời tiết, sự khác nhau về thành phần hoá học và sự biến đổi của chúng làm ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

So với một số loài thuỷ sản khác nhau thì hàm lượng protein trong tôm tương đối cao và giàu các axid amin không thay thế như: tyrozine, lyzine, triptophane Vì thế mà thịt tôm có vị ngọt hơn Lipid của tôm có hàm lượng thấp nhưng chứa phần lớn là các axid béo không no bão hoà nên rất dễ bị oxi hoá bởi không khí

Hệ enzyme trong tôm rất đa dạng và hoạt động mạnh hơn hệ enzyme của động vật trên cạn rất nhiều, nên rất nhanh bị hư hỏng

▪ Protein

Protein là thành phần chủ yếu trong cơ thể thịt tôm, nó chiếm khoảng 70% ÷ 80% tỉ lệ các chất khô Protein trong cơ thịt tôm liên kết với các chất hữu cơ, vô cơ khác tạo thành các phức chất có đặc tính sinh học khác nhau Thành phần cấu tạo nên protein là các axid amin Thành phần cấu trúc nên protein của tôm quy định giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Hàm lượng protein thay đổi trong khoảng 18% ÷ 23% tuỳ loại tôm, mùa vụ, vùng phân bố, trạng thái sinh lý Có thể chia protein trong mô cơ của tôm nguyên liệu thành ba nhóm sau:

• Protein cấu trúc (actine, myozine, actomyozine, tropomyozine) chiếm 70% ÷ 80% hàm lượng protein Các protein này hoà tan trong các dung dịch muối trung tính với nồng độ muối ion khá cao (>0.5M)

• Protein tương cơ (sasscoplasmic) gồm có: myogen, myoalbumin glubulin, các enzyme

• Protein liên kết (collagen, elastine, reticuline) trong tôm có khoảng hơn 30% protein liên kết trong đó có khoảng 2,5% protein không hoàn thiện

Điểm đẳng điện của protein trong thân tôm pH = 4,5 ÷ 5,5 Ở độ pH này các protein trung hoà về điện kém ưa nước so với trạng thái ion hoá, điều đó có nghĩa là lực liên kết và điểm hoà tan ở điểm cực tiểu

▪ Nước

Hàm lượng nước trong tôm khoảng 70 ÷ 80% so với khối lượng tươi, nhờ có hàm lượng nước cao như vậy nên thân tôm mềm mại bóng mượt Tuy nhiên, do hàm lượng nước cao như vậy cũng là nguyên nhân gây dập nát tôm, tôm dễ bị ươn hỏng, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động, giảm trọng lượng trong quá trình chế biến và trong bảo quản đông lạnh

Ngoài ra, trong cơ và trong các tế bào của tôm nước đóng vai trò quan trọng làm dung môi cho các chất vô cơ, tạo ra môi trường cho các hoạt động sinh hoá trong

tế bào, đồng thời nước tham gia rất nhiều các phản ứng hoá học và có ảnh hưởng đến

sự tạo thành các phản ứng của các protein Trạng thái của nước trong cơ thịt tôm phụ thuộc vào tương tác giữa cấu trúc của nước với các dung dịch khác nhau trong tế bào, đặc biệt là protein Những thay đổi về hàm lượng nước trong thịt tôm gây ra bởi quá trình chế biến, ảnh hưởng mạnh đến các đặc tính thẩm thấu, giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan của thịt tôm

Hình thức tồn tại của nước trong tôm: Nước trong cơ thịt tôm tồn tại ở 2 dạng

là nước kết hợp và nước tự do Nước tự do tồn tại trong cơ thịt ở trạng thái tự do và

dễ dàng làm mất đi, còn nước kết hợp liên kết chặt chẽ với các vật chất cấu trúc nên

tổ chức cơ thịt, do đó khó làm mất đi được Nước kết hợp trong tôm chủ yếu là nước

tính, nó hút được những ion cực tính của các chất để kết hợp với nhau, sự kết hợp này

do tác động thuỷ hoá Những gốc cực tính thường là những nhóm ở mạch nhánh của chuỗi protein như: − OH, − NH2, − COOH, = C = O, = NH

Khi tôm còn sống thì hàm lượng nước kết hợp và hàm lượng nước tự do cố định Nhưng sau khi tôm chết thì hàm lượng nước thay đổi do sau khi tôm chết dưới tác dụng của enzyme nội tại và vi sinh vật thì làm cho liên kết hydro giữa nước và protein bị tách ra làm giảm lượng nước kết hợp, tăng lượng nước tự do dẫn đến tăng khả năng mất nước của tôm, làm tăng sự hao hụt trọng lượng nếu tăng thời gian bảo quản tôm sau khi chết Nói chung hàm lượng nước trong cơ thịt tôm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cảm quan và hao hụt khối lượng trong quá trình chế biến cũng như trong quá trình bảo quản đông

▪ Gluxid và lipid

Trong thịt tôm có rất ít mỡ, mỡ chỉ khoảng 1 ÷ 2%, hàm lượng gluxid cũng rất

ít chỉ khoảng 0,4 ÷ 1,2% Thực phẩm chứa ít mỡ là thực phẩm được ưa chuộng nhất hiện nay

Bảng 1.1 Hàm lượng một số Vitamin trong cơ thịt tôm

Chất khoáng Hàm lượng (mg%) Vitamin Hàm lượng (mg%)

360 (UI/g)

▪ Các sắc tố

Các loại giáp xác khi gia nhiệt như: luộc, axid vô cơ, rượu để ngâm thì vỏ của chúng biến thành màu đỏ, sắc tố đó gọi là Astaxine Astaxine là sản phẩm oxi hoá của Astaxanthine thường tồn tại dưới dạng liên kết chặt chẽ với protein có màu xanh tím, xanh ve, xám Ngoài ra, trong không khí Astaxanthine dễ bị oxi hoá thành Astaxine

▪ Chất ngấm ra

Trong tôm có nhiều chất ngấm ra, các chất ngấm ra này trong chế biến tạo ra sản phẩm có mùi vị thơm ngon kích thích dịch vị, nhưng trong quá trình bảo quản chất ngấm ra dễ bị vi sinh vật tác dụng gây ra thối rữa làm giảm khả năng bảo quản gây hư hỏng nguyên liệu, khi rã đông nó thoát ra ngoài làm hao hụt trọng lượng

▪ Enzyme

Enzyme của động vật thủy sản nói chung và tôm nói riêng có hoạt độ mạnh hơn enzyme đông vật trên cạn Trong quá trình bảo quản người ta cần ức chế hoạt động của chúng để kéo dài thời gian bảo quản

Hệ Enzyme trong tôm bao gồm:

Proteaza: Pepsinaza, Tripsinaza, Peptidaza, Aminopeptidaza, Cacboxyl

dipeptidaza Chúng chủ yếu phân giải protein thành acid amin

Lipaza: Phân giải lipid thành Glyceryl và Acid béo

Enzyme oxy hoá: Tyrosinaza thuộc hệ Enzyme Polyphenoloxydaza Nhiệt độ tối thích cho các enzyme này là 25 ÷ 55oC

1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của tôm thẻ chân trắng

❖ Cung cấp protein dồi dào

Thật khó có thể tìm được thực phẩm nào chứa ít calo nhưng lại chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng như tôm Trước hết phải kể đến nguồn protetin gần như tinh khiết có trong tôm Theo phân tích, trong 100g nguồn dinh dưỡng trong tôm tươi

có đến 18,4g protein Cùng với trứng, thịt, cá thì tôm cũng là nguồn cung cấp đạm

quan trọng trong khẩu phần ăn của người Việt

❖ Bổ sung vitamin B12

Vitamin B12 (Cobalamine) là loại vitamin phức tạp nhất tham gia vào quá trình sinh hóa và chuyển hóa năng lượng trong cơ thể con người Vitamin B12 giữ vai trò quan trọng trong tổng hợp nucleotic, protein, carbohydrat và chất béo Nếu cơ thể thiếu hụt loại vitamin này có thể dẫn đến mệt mỏi, chóng mặt, cơ bắp trở nên yếu

ớt Trường hợp nặng hơn là bị tổn hại thần kinh, dễ mắc các bệnh thiếu máu, mất trí

❖ Bổ sung chất sắt

Sắt là thành phần dinh dưỡng thiết yếu cần có cho tất cả các cơ quan và mô trong cơ thể Nếu thiếu sắt, cơ thể dễ gặp tình trạng thiếu máu, mệt lả và khó thở Để

giải quyết những vấn đề sức khỏe đó, hấp thu dinh dưỡng trong tôm là cách tốt nhất

❖ Chứa dồi dào lượng Selen - ngừa ung thư

Cứ 100g tôm cung cấp hơn 1/3 lượng selen cần thiết hàng ngày Các bác sĩ khuyên chúng ta nên thường xuyên ăn tôm để ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung

nhiều canxi Tuy nhiên, nguồn canxi chính của tôm chủ yếu ở thịt, chân và càng Do

đó nếu cố gắng ăn cả vỏ tôm, cơ thể cũng chỉ bài tiết ra ngoài

❖ Chứa nhiều omega – 3

Dinh dưỡng trong tôm chứa rất nhiều omega – 3, chất có tác dụng chống lại cảm giác mệt mỏi, buồn chán và trầm cảm Ngoài ra các axit béo omega − 3 còn

giúp chống oxy hóa, đẩy lùi quá trình lão hóa

1.1.3 Tình hình sản xuất và xuất khẩu Tôm của nước ta hiện nay [51]; [52] 1.1.3.1 Tình hình sản xuất

Theo đánh giá của Tổng Cục Thủy sản Việt Nam, tình hình nuôi tôm có nhiều dấu hiệu khả quan, các địa phương đang tập trung chuẩn bị cho vụ nuôi mới năm

2017 Tính đến thời điểm 4 tháng đầu năm 2017, sản lượng tôm sú ước tính đạt 17,4 nghìn tấn, tăng 3,6% so với cùng kỳ năm trước, sản lượng tôm thẻ chân trắng ước tính đạt 20,5 nghìn tấn, tăng 7,9% so cùng kì năm 2016

1.1.3.2 Tình hình xuất khẩu

Theo VASEP, tính đến tháng 10 năm 2016, xuất khẩu tôm nước ta đạt giá trị 2,58 tỷ USD, tăng hơn 5,2% so với cùng kỳ của năm trước So với nhiều nước có lợi thế xuất khẩu tôm trên thế giới nhưng đang rơi vào tình trạng khủng hoảng xuất khẩu tôm thì ngành tôm của Việt Nam vẫn được coi là có triển vọng hơn rất nhiều Những thành quả từ tình hình xuất khẩu tôm thẻ chân trắng Việt Nam xuất phát chủ yếu từ khả năng ứng phó kịp thời, nhanh nhạy và có hiệu quả từ người nuôi trồng tôm cũng như các chuyên gia nuôi trồng thủy sản và kỹ thuật nuôi tôm mới, hiện đại Tình hình xuất khẩu tôm thẻ chân trắng đã tăng đáng kể, giá trị xuất khẩu tôm thẻ tăng 11%, còn tôm sú đang giảm 5% so với cùng kỳ Dòng tôm nước lợ được dự báo là vẫn tăng, tuy nhiên triển vọng cho tôm sú vẫn ít hơn so với tôm thẻ chân trắng

Cả nước có khoảng 160 doanh nghiệp tham gia chế biến, xuất khẩu tôm, tập trung chủ yếu ở Miền Trung, Nam Trung Bộ (Khánh Hòa, Phú Yên, Ninh Thuận, Bà Rịa-Vũng Tàu, vv…), Đồng Bằng Sông Cửu Long (Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Cà Mau, Kiên Giang), với tổng công suất chế biến đạt gần 1

Năm 2016, Việt Nam xuất khẩu tôm sang 93 thị trường, với tổng giá trị đạt gần 3,1 tỷ USD, một số thị trường chủ lực của tôm Việt Nam là: Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, ASEAN, Australia, Brazil, Mexico [10]

1.1.4 Một số hiện tượng hư hỏng, tác hại, nguyên nhân và cách phòng ngừa của Tôm nguyên liệu [3]

1.1.4.1 Hiện tượng dập nát cơ học

Đặc biệt trong tôm còn có enzyme polyphenoloxydase, enzyme này đóng vai trò trong quá trình thay vỏ tôm, khi tôm chết lại trở thành yếu tố cơ bản gây nên hiện tượng biến đen

Hiện tượng biến đen: là những chấm đen xuất hiện ở các khớp nối, râu chân gai nhọn ở đầu và đuôi, sau đó loang đều toàn thân Hiện tượng biến đen là quá

trình sinh học tự nhiên diễn ra trong tôm

*Nguyên nhân

Do ướp đá không đủ lạnh Nguyên nhân chính là do 2 axit amin đóng vai trò

cơ bản trong việc hình thành đốm đen là: tirozine và phenylalanine có trong lớp màng mỏng trong suốt dưới vỏ tôm Khi chế biến lớp màng bị vỡ tiozinase chảy ra ngoài xúc tác phản ứng oxy hóa tirozine, phenylalanine dưới điều kiện không khí và ánh sáng để hình thành những sợi đỏ, những sợi này tập hợp thành chất màu tối gọi là đốm đen

Ngoài ra còn có vi sinh vật: Vi sinh vật hiện hữu, lây nhiễm có trong tôm

sinh sản và phát triển tạo nên các khuẩn lạc có màu tối

Cơ chế của hiện tượng biến đen xảy ra như sau:

Điều kiện để hính thành đốm đen như sau:

Sau khi tiếp nhận nguyên liệu phải rửa sạch để loại bỏ 1 phần tạp chất và vi sinh vật

Trong quá trình vận chuyển, tiếp nhận, chế biến mọi thao phải nhanh gọn, cẩn thận đắp đá thường xuyên lên bề mặt tôm Có thể kết hợp bảo quản lạnh với một số hóa chất cho phép sử dụng (metabisunfit natri, vitamin C, axid citric) các chất này sẽ

phản ứng với oxy không khí, nhờ đó hạn chế được quá trình biến đen ở tôm

1.1.4.3 Hiện tượng biến đỏ

*Tác hại

Tôm sau khi thu mua một thời gian nếu không được bảo quản tốt hoặc ướp đá không đầy đủ thì dần dần thân tôm bị biến đỏ kèm theo có mùi hôi Khi thân tôm bị biến đỏ không những mất giá trị cảm quan mà còn mất đi giá trị dinh dưỡng Không còn tươi và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng

*Nguyên nhân

Do ướp đá không đủ lạnh, nhiệt độ bảo quản tương đối cao nên quá trình sinh hóa tôm vẫn xảy ra Nguyên nhân là do men pepsine và tripsine phân giải protein trong cơ thể thịt tôm thành các sản phẩm cấp thấp dưới điều kiện bình thường (ánh sáng, nhiệt độ, không khí…) Các sản phẩm tạo ra trong quá trình này như: H2S, NH3, indol gây cho tôm mùi hôi thối Ngoài ra, khi tôm ươn hoặc dưới tác dụng của nhiệt

độ, axid, vi sinh vật gây thối rữa làm protein biến tính do đó liên kết astaxanthine và protein bị cắt đứt Astaxanthine tồn tại dưới dạng tự do dễ bị oxy hóa tạo thành astaxine có màu gạch đỏ

* Cách khắc phục

Thường xuyên bổ sung đá trong quá trình vận chuyển, bảo quản Sau khi tiếp nhận nguyên liệu cần phải rửa sạch để loại bỏ 1 phần tạp chất và vi sinh vật

1.1.4.4 Sự ươn hỏng do vi sinh vật

*Tác hại

Khi tôm chết, hàng triệu tế bào vi sinh vật tồn tại trên vỏ, chân, trong mang và trong nội tạng của tôm sẽ xâm nhập vào trong thịt Khi ở bên trong cơ thịt tôm, vi sinh vật sinh sôi nảy nở và sinh tổng hợp enzyme phân giải cơ thịt tôm thành các chất đơn giản dùng làm chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất của chúng Quá trình này làm cho tôm bị long đầu, giãn đốt, mềm vỏ, mềm thịt, biến màu Trong quá trình này còn sản sinh ra các hợp chất bay hơi mang mùi như: indol, amoniac,… tạo nên

mùi ươn hỏng cho tôm Gây ngộ độc cho người tiêu dùng khi ăn phải tôm này

*Nguyên nhân

Hoạt động của vi sinh vật là nguyên nhân quan trọng nhất dẫn đến sự ươn hỏng

xảy ra ở tôm Vi sinh vật hiện diện ở tôm nguyên liệu có 2 nguồn:

• Vi sinh vật có sẵn trong bản thân tôm nguyên liệu khi còn sống: trên vỏ, chân,

trong mang và trong nội tạng của tôm

• Vi sinh vật lây nhiễm từ bên ngoài vào nguyên liệu trong quá trình thu hoạch, bảo quản, từ nguồn nước dùng để rửa tôm, môi trường xung quanh và các bề mặt tiếp

xúc trực tiếp với tôm trong khi thu hoạch, bảo quản

* Cách khắc phục

Để hạn chế hiện tượng trên ở tôm cần hạ thấp nhiệt độ thân tôm bằng cách ướp

đá để làm chậm quá trình sinh hóa và ức chế hoạt động gây thối rữa của vi sinh vật

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY

1.2.1 Sơ lược về quá trình sấy

1.2.1.1 Khái niệm

Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước 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 trường Các quá trình truyền nhiệt truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau [5]; [6]

1.2.1.2 Bản chất của quá trình sấy

Là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt độ bất kì, là quá trình khuếch tán

do chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu

1.2.1.3 Mục đích của quá trình sấy

Làm giảm hàm lượng nước trong vật liệu, tăng độ bền từ đó làm tăng thời gian bảo quản, dễ dàng trong quá trình vận chuyển khi sản phẩm được sấy khô

1.2.1.4 Nguyên tắc của quá trình sấy

Cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái lỏng sang trạng thái hơi trong nguyên liệu

Cơ chế của quá trình được diễn tả bởi 4 quá trình cơ bản sau:

Cấp nhiệt cho bề mặt vật liệu

Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào bên trong vật liệu

Khi nhận được lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ bên trong ra bề mặt vật liệu

Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu di chuyển vào môi trường xung quanh

Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền nhiệt bên trong vật liệu và sự trao đổi nhiệt − ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu với môi trường xung quanh

1.2.2 Phân loại phương pháp sấy

Các phương pháp sấy: [5]; [6]; [8]; [20]

❖ Phơi nắng

❖ Sấy kiểu phòng

• Phòng sấy kiểu phòng thông gió tự nhiên

• Phòng sấy khô kiểu phòng thông gió nhân tạo

❖ Phòng sấy đường hầm

• Phòng sấy 1 đường hầm và phòng sấy 2 đường hầm

❖ Phòng sấy kiểu băng chuyền

❖ Phương pháp sấy khô chân thăng hoa

❖ Sấy tầng sôi

❖ Sấy phun

❖ Sấy siêu âm

❖ Sấy lạnh, đông khô

❖ Sấy thùng quay

❖ Sấy bức xạ

• Nguồn bức xạ nhân tạo

• Nguồn bức xạ tự nhiên (bức xạ mặt trời)

❖ Sấy khô bằng chân không

• Sấy khô chân không ở nhiệt độ thường (0-60OC)

• Sấy khô chân không ở nhiệt độ thấp dưới 00C

1.2.3 Các giai đoạn của quá trình sấy [2]; [13]

Hình 1.2 Đồ thị đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy 1.2.3.1 Giai đoạn làm nóng vật liệu sấy

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật liệu vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng, toàn bộ vật liệu sấy được gia nhiệt Quá trình tăng nhiệt độ lớn dần từ ngoài vào trong vật liệu sấy Do năng lượng liên kết của nước nhỏ vì vậy đường cong tốc

độ sấy và đường cong sấy là một đường cong lồi

1.2.3.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc

Là giai đoạn ẩm bay hơi ở nhiệt độ không đổi, do sự chênh lệch giữa nhiệt độ của vật liệu sấy và nhiệt độ của môi trường không khí xung quanh không đổi nên tốc

độ sấy không đổi Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong

liên kết cơ lý và hóa lý Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi biến thiên của độ ẩm theo thời gian là tuyến tính Từ đó đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong

giai đoạn này là một đường thẳng

1.2.3.3 Giai đoạn sấy giảm tốc

Ở giai đoạn cuối thì hàm lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu

là nước liên kết do đó năng lượng liên kết lớn Vì vậy việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và cần năng lượng lớn hơn nên đường cong tốc độ sấy và đường cong sấy thường

có dạng cong Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết

ẩm trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy Độ ẩm của vật liệu cuối quá

trình sấy phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường không khí xung quanh

1.2.4 Cơ chế thoát ẩm khỏi vật liệu trong quá trình sấy[2]

Quá trình làm khô là một quá trình hết sức phức tạp Nếu quá trình cung cấp nhiệt ngừng lại thì quá trình làm khô sẽ dừng lại Do đó khi làm khô vật liệu phải được cung cấp một lượng nhiệt nhất định

Nhiệt cung cấp cho vật liệu Q được đưa tới bằng ba phương thức: bức xạ, truyền dẫn và đối lưu

Sự cân bằng nhiệt khi làm khô được biểu thị:

Q = q 1 + q 2 + q 3 (1.1)

Q: nhiệt lượng cung cấp cho nguyên liệu (J)

q1: nhiệt lượng làm cho các phân tử hơi và hơi nước tách ra trong nguyên liêu (J)

q2: nhiệt lượng để cắt đứt các mối liên kết giữa nước và protit trong nguyên liệu (J)

q3: nhiệt lượng dung làm khô các tổ chức tế bào (J)

Trong khi sấy khô còn phải tính đến nhiệt lương làm nóng dụng cụ, thiết bị q4

(J) và nhiệt lượng tổn thất ra môi trường bên ngoài q5 (J)

Trong quá trình làm khô nước ở trong vật liệu chuyển dần ra ngoài và đi vào trong không khí làm cho không khí xung quanh ẩm lên nếu không khí ẩm đó đứng yên thì chỉ đến một lúc nào đó quá trình làm khô sẽ dừng lại

Quá trình chuyển ẩm trong vật liệu sấy bao gồm hai quá trình đó là quá trình khuếch tán ngoại và quá trình khuếch tán nội

1.2.4.1 Quá trình khuếch tán ngoại

Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước

trong không khí [6]

1.2.4.2 Quá trình khuếch tán nội

Là quá trình chuyển động của nước trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác

để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu Động lực của quá trình khuếch tán nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài Nếu sự chênh lệch

ẩm càng lớn tức là gradien độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội càng nhanh [6]

1.2.4.3 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, khi quá trình

khuếch tán ngoại xảy ra thì quá trình khuếch tán nội mới được tiếp tục Do đó, độ

ẩm trong nguyên liệu sẽ được giảm dần Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại

thì quá trình bay hơi sẽ nhanh, nhưng điều đó thì ít có Khuếch tán nội của 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 bi gián đoạn [9]

Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn đầu lượng nước trong nguyên liệu nhiều,

sự chênh lệch về độ ẩm lớn, vì vậy khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại, do đó tốc độ sấy tương đối nhanh Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nội lại chậm, vì vậy tốc độ làm khô ở lớp ngoài nhanh sẽ tạo thành một màng cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá trình khuếch tán nội Do đó ảnh hưởng đến quá trình làm khô của 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 Còn ở thời kì đầu lượng nước kết hợp tăng lên làm trọng lượng

dịch chuyển bằng trạng thái hơi còn nước thẩm thấu và nước liên kết dịch chuyển bằng trạng thái lỏng Độ ẩm càng giảm thì sự chuyển động của nước chuyển dần sang trạng thái hơi

1.2.5 Một số nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy [14]

❖ Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió, vv… Việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm và gây

ra sự tạo màng cứng ở lớp ngoài cùng sản phẩm, cản trở tới sự chuyển động của nước

từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa nguyên liệu

Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào nguyên liệu béo hay gầy, kết cấu tổ chức cơ thịt và các nhân tố khác Khi sấy ở những nguyên liệu khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 600C thì protein bị biến tính, nếu trên 900C thì fructose 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 dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô

❖ 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 thuận lợi cho quá trình sấy Vì, tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu; còn tốc độ quá nhỏ 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 45o thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm

❖ Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô chậm lại Các nhà khoa học Nga và các nước khác đã chứng minh rằng: độ ẩm tương đối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ ẩm tương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút tẩm trở lại

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh hiện tượng tạo màng cứng người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức là vừa sấy vừa

ủ

Làm khô trong điều kiện tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của không khí 50% đến 60% do nước ta khí hậu nhiệt đới tương đối cao Do đó một trong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí có thể tiến hành làm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ của không khí dưới điểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khí cũng được hạ thấp Như vậy, để làm khô không khí người ta áp dụng phương pháp làm lạnh

❖ Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng bé càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá bé

và quá mỏng sẽ làm nguyên liệu bị cong và dễ gãy vỡ

Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí quyển) thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch với bề dày nguyên liệu δ

𝑑𝑤

𝑆

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 bản thân nguyên liệu

Tùy vảo 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, lipid, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức cơ thịt chắc hay lỏng lẻo, vv…

1.3 TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

1.3.1 Khái niệm về bức xạ & sấy bức xạ hồng ngoại [14]

Bức xạ hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba Chữ "hồng ngoại" có nghĩa là "dưới mức đỏ", màu

đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường Bức xạ được hiểu là quá trình sinh hay chuyển năng lượng bằng các sóng điện từ Cùng với sự sáng lập bức

xạ hồng ngoại, các nhà bác học phát triển sử dụng các tia hồng ngoại trong kĩ thuật, gọi là kĩ thuật hồng ngoại

1.3.2 Đặc điểm của bức xạ hồng ngoại [8]; [38]; [39]; [40]

❖ Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ, nó truyền đi với vận tốc ánh sáng 2.99.108 m/s, nó không đốt nóng không khí mà nó đi qua, một phần không đáng kể được hấp thụ bởi CO2, hơi nước 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

Hình 1.2 Quá trình chuyển năng lượng bức xạ hồng ngoại trong quá trình sấy

❖ Bất kể một đối tượng nào có nhiệt độ lớn hơn 00K (-2730C) đều phát tia hồng ngoại

❖ Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt Khi tia hồng ngoại chiếu đến một đối tượng nào

đó, đối tượng sẽ hấp thụ một phần năng lượng bức xạ làm cho các điện tử kích thích và dao động, sự dao động này tạo ra nhiệt

❖ Cường độ bức xạ hồng ngoại giảm dần theo khoảng cách từ nguồn phát

❖ Nhiệt độ cũng như các thuộc tính vật lý của nó sẽ quyết định hiệu quả cũng như bước sóng phát ra

❖ Tia hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở chất bán dẫn

❖ Có thể tác dụng lên một số kính ảnh đặc biệt Tia hồng ngoại truyền đi theo đường thẳng từ nguồn phát xạ ra nó, nó có thể được định hướng vào những đối tượng cụ thể thông qua việc sử dụng các gương phản chiếu

❖ Tia hồng ngoại có thể được so sánh với sóng radio, tia sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia cực tím, tia X Chúng đều có bản chất là sóng điện từ, truyền đi trong không gian với vận tốc ánh sáng, chỉ khác nhau bước sóng phát ra và đều tuân theo một số định luật về ánh sáng

❖ Bước sóng của bức xạ hồng ngoại được đo bằng micromet, bắt đầu từ 0.7 µm cho tới 1000 µm

1.3.3 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại

Đốt nóng bằng bức xạ hồng ngoại là sự truyền nhiệt năng theo dạng của sóng điện từ Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào một đối tượng nào đó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ với một bước sóng khác, khi đối tượng hấp thụ bức xạ thì nó bị nóng lên

Nhiệt bức xạ hồng ngoại thay đổi theo hiệu quả phát xạ của nguồn, bước sóng

và tính phản xạ của đối tượng Nhờ vào đặc tính này mà người ta có thể sử dụng nhiệt bức xạ có hiệu quả hơn trong những ứng dụng nhất định Hiệu quả phát bức xạ phụ thuộc vào vật liệu của nguồn nhiệt Về cơ bản thì hiệu quả này là tỷ lệ giữa năng lượng phát xạ và năng lượng hấp phụ, ngoài ra còn có một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ Một yếu tố nữa là giá trị phát xạ của nguồn dựa vào mức

vật thể đó E, W/m2 và khả năng bức xạ toàn phần của vật thể đen tuyệt đối E0 cũng ở nhiệt độ đó

1.3.4 Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại

Vật liệu sấy trong công nghiệp thực phẩm thường được cấu tạo chủ yếu bởi chất hữu cơ và nước, phổ hấp thụ năng lượng bức xạ của nước và các chất hữu cơ là khác nhau

Ở mỗi bước sóng chất hữu cơ trở thành vật trong suốt, không hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại mà nước sẽ trở thành vật đen hấp thụ năng lượng bức xạ tối đa Do đó khi chiếu tia hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng 2.5 ÷ 3.5µm tương ứng với bước sóng mà nước có thể hấp thụ tối đa năng lượng bức xạ Kết quả

là các phân tử nước sẽ dao động mạnh, tạo thành ma sát và sinh nhiệt lớn

Mặt khác, dưới tác động của năng lượng bức xạ, phân tử nước dễ dàng bị phân

li thành các ion H+ và OH-, do đó làm cho ẩm trong vật liệu sấy thoát ra rất nhanh Lúc này chiều chuyển động của dòng ẩm cùng chiều với chiều chuyển động của dòng nhiệt (từ trong vật liệu sấy đi ra bên ngoài bề mặt) làm tăng quá trình khuếch tán nội Điều này trái ngược hẳn với cách gia nhiệt thông thường là dòng nhiệt di chuyển từ lớp bên ngoài bề mặt vật liệu vào trong tâm vật liệu còn ẩm thì di chuyển từ trong ra ngoài bề mặt

Người ta chứng minh răng dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại có tần số tương ứng với tần số dao động riêng của liên kết hóa học các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: − OH, − COOH, vv… Sẽ tác dụng trực tiếp đến liên kết hóa học tạo ra tình huống cộng hưởng làm đứt các liên kết hóa học Kết quả là luôn làm tăng nhanh vận tốc phản ứng [14]

1.3.5 Tính ưu việt của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới, về nguyên lý công nghệ này có những ưu điểm sau: [26]; [30]; [34]; [37]; [38]; [42]

Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại không bị tổn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn đồng thời sản phẩm lại được đảm bảo về mặt vệ sinh thực phẩm tốt

Màu sắc, mùi vị, các vitamin đảm bảo không bị thất thoát trong quá trình bảo quản sản phẩm

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại cho phép tiết kiệm cả thời gian lẫn năng lượng Phương pháp này hoàn toàn không gây nguy hiểm và sử dụng hóa chất, chất độc, quán tính nhiệt thấp

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn và tính thiết thực cao, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp sấy các loại hạt, rau quả, hạt giống để bảo quản và gieo trồng Nhất là trong lĩnh vực chế biến thủy sản công nghệ sấy này được ứng dụng để sấy cá, tôm, mực, các sản phẩm thủy sản có giá trị cao Trong y học sử dụng công nghệ sấy này sấy các đối tượng sinh học như emzim, mô động thực vật, máu, protein đảm bảo được tính chất sản phẩm đạt chất lượng vệ sinh cao

Gradien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt vật là cùng chiều, do đó tăng cường

độ khuếch tán nội dẫn đến tốc độ sấy tăng tránh được quá nhiệt cục bộ và chai bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy

Bức xạ hồng ngoại là một phương pháp gia nhiệt sạch sẽ, an toàn, vô hại đối với người và môi trường

Dễ dàng điều khiển theo khu vực hiệu suất sử dụng nhiệt cao

Chi phí vận hành lắp đặt thấp, không tốn diện tích mặt bằng

Đặc biệt bức xạ hồng ngoại có khả năng tiêu diệt côn trùng, vi sinh vật có hại ngay

cả ở nhiệt độ thấp

Tuy nhiên nhiệt bức xạ hồng ngoại có nhược điểm là khả năng xuyên thấu kém

7-30 mm nên chỉ thích hợp sấy các sản phẩm có kích thước nhỏ, mỏng và ở dạng rời, không thích hợp sấy các sản phẩm có chiều dày lớn hơn 50 mm

1.3.6 Một số ứng dụng của sấy bức xạ hồng ngoại

Do tính ưu việt nên bức xạ hồng ngoại ngày càng được ứng dụng rộng rải trong các ngành khoa học và trong đời sống xã hội Ngày nay khi mà khoa học ngày càng phát triển thì người ta càng tìm được ra được nhiều ứng dụng mới của bức xạ hồng ngoại Mỗi một lĩnh vực ứng dụng sẽ sử dụng các bước sóng và nguồn phát bức xạ hợp lý Sau đây là một số ứng dụng của bức xạ hồng ngoại: Trong các ngành nông nghiệp, động vật, công nghệ sinh học, khoa học về trái đất và khoáng vật học, môi trường, hóa chất, thực phẩm và đồ uống, pháp luật, phân tích khí, dụng cụ vật lí, y học, an ninh quân sự và quốc phòng, phân tích độ ẩm, các nghiên cứu về dầu mỏ, khí đốt, nhiên liệu, công nghiệp dược, thực vật học, công nghiệp giấy, chất dẻo, polymer, chất bán dẫn và điện tử, phân tích bề mặt, dệt may, in ấn, bao bì, xây dựng điện, tự động hóa, công nghiệp ô tô, vv [6]; [8]; [25]; [26]; [27]; [29]; [30]; [37]; [32]; [38]; [45]; [46]; [47]; [48]

1.4 TỔNG QUAN VỀ SẤY LẠNH SỬ DỤNG BƠM NHIỆT [2]; [13]

1.4.1 Khái niệm

Sấy lạnh là phương pháp sấy đối lưu, tách ẩm vật liệu sấy bằng không khí lạnh

có độ ẩm thấp Ẩm trong vật liệu sấy dịch chuyển ra bề mặt và từ bề mặt bay hơi vào trong môi trường được luân chuyển ra ngoài Trong phương pháp này người ta tạo ra

sự chênh lệch áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt vật liệu sấy và áp suất riêng phần hơi nước trong không khí chỉ bằng cách giảm áp suất riêng phần hơi nước trong không khí nhờ giảm lượng chứa ẩm

Phương pháp sấy lạnh được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác, nguyên nhân là do nó có rất nhiều

ưu điểm như thời gian sấy ngắn, chất lượng sản phẩm hoàn thiện do sấy ở nhiệt độ thấp, hiệu quả năng lượng tốt hơn

1.4.2 Nguyên lí làm việc

❖ Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt

9 Hướng phân bố gió

1.4.3 Tính ưu việt của phương pháp sấy lạnh

Sấy lạnh, nhiệt độ tủ sấy trong điều kiện sấy khoảng 18 ÷ 45oC nên có thể sấy trên tất cả các loại sản phẩm

Các chỉ tiêu về chất lượng như màu cảm quan, mùi vị, khả năng bảo toàn vitamin C cao

Hiệu suất năng lượng cao hơn cùng với sự thu hồi nhiệt được cải thiện dẫn đến tiêu thụ năng lượng ít hơn cho mỗi đơn vị nước bay hơi

Quá trình sấy kín nên không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

Tuy nhiên, giá thành thiết bị cao, tiêu hao điện năng lớn Vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao Nhiệt độ sấy thường gần nhiệt độ môi trường nên chỉ thích hợp với một số loại vật liệu, không sấy được vật liệu dễ bị vi khuẩn làm hư hỏng ở nhiệt độ môi trường như bị ôi, thiu, mốc Do cuốn bụi nên có thể gây tắc tại thiết bị làm lạnh

1.5 SẤY BƠM NHIỆT KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

1.5.1 Mục đích

Sấy lạnh không khí được tách ẩm và nâng nhiệt làm cho áp suất riêng phần hơi nước trong không khí nhỏ, chênh lệch gradien độ ẩm lớn nhờ đó thúc đẩy quá trình khuếch tán ngoại Sấy bằng không khí lạnh giữ được màu sắc, mùi vị, chất lượng sản phẩm

Sấy bằng bức xạ hồng ngoại do nhiệt bức xạ hồng ngoại cao, xuyên thấu vào bên trong vật liệu sấy làm nóng từ trong ra ngoài làm cho gradien nhiệt độ tăng, chiều dòng ẩm cùng chiều với dòng ẩm thúc đẩy quá trình khuếch tán nội đẩy nhanh quá trình sấy

Qua ưu điểm của hai phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại và sấy lạnh thì nhằm kết hợp ưu điểm của chúng để tăng tốc độ sấy, giảm thời gian quá trình sấy điều này

có ý nghĩa rất lớn khi sấy các sản phẩm có nguồn gốc thủy sản, giảm được nhiệt độ sản phẩm và thời gian ngắn do đó tránh được sự biến tính của sản phẩm và giữ được màu sắc tự nhiên, mùi vị, khả năng phục hồi trở lại tốt Nâng cao chất lượng sản phẩm [14]

1.5.2 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy khô

1.5.2.1 Biến đổi vật lí

Có hiện tượng co thể tích, khối lượng riêng tăng lên

Giảm khối lượng do lượng nước bay hơi

Biến đổi tính chất cơ lý của sự biến dạng hiện tượng co, hiện tượng tăng độ giòn,

bị nứt nẻ

1.5.2.2 Biến đổi về hóa học

❖ Sự biến đổi của lipit [16]; [17]

▪ Sự thủy phân lipit: Trong quá trình làm khô đặc biệt ở giai đoạn đầu có thể xảy ra quá trình thủy phân lipit tạo thành glyceril và acid béo làm giảm chất lượng sản phẩm

Cơ chế của quá trình thủy phân lipit

▪ Sự oxi hóa lipit: Trong quá trình làm khô các acid béo, đặc biệt là các acid béo không no dễ bị tạo thành các sản phẩm trung gian như: Peroxyde, hydroperoxyde, rồi tạo ra aldehyle, vv… Làm cho sản phẩm có mùi ôi khét khó chịu và có màu sẫm tối Mức độ oxy hóa lipid phụ thuộc vào phương pháp làm khô, nhiệt độ, thời gian làm khô và bản thân nguyên liệu

❖ Sự biến đổi của protein

Khi làm khô ở áp lực thường, sự đông đặc phụ thuộc vào nguyên liệu đã ướp muối, điều kiện làm khô tốt thì protein ít biến đổi, chất lượng cao, ổn định vì tác dụng của muối ăn là làm cho cơ thịt ổn định Đối với tôm tươi thì sự biến tính càng rõ rệt Nhiệt độ là nhân tố ảnh hưởng đến quá trình làm khô Ngoài ra protein còn bị thay đổi về hệ số tiêu hóa Quá trình làm khô nếu ở nhiệt độ càng cao thì hệ số tiêu hóa của protein càng giảm Nếu sấy ở áp lực thấp, thời gian ngắn, nhiệt độ thấp thì hệ số tiêu hóa của protein bị giảm ít nhất

❖ Sự biến đổi của thành phần chất ngấm ra

Trong quá trình sấy khô thành phần chất ngấm ra biến đổi nhiều Mùi vị của sản phẩm khô do nhiều yếu tố quyết định nhưng trong đó thành phần của chất ngấm ra

lipase

Nước