Đề tài Nghiên cứu sấy cá cơm bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

s* Những ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh so với phương pháp làm khô thủ công truyền thống như sau: —_ Tuy nhiệt độ sấy thấp nhưng thời gian sấy ngắn hơn

MUC LUC

Trang

CN seeps aera isn aan ce A SBA Ca IUGR ESERIES 1 98) (9027100015 1

L.Tinh cap thiét ctta dé tai c.cccccccccccscsesscsssccscscscscscscscscscscsesescscsessescsssvscevenees 1

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài - - - s2 E£E£EeE£E£vcvcygvrvrrrceei 2

3 Đối tượng nghiên cứu và nội dung nghiên cứu của đề tài - 2

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài - - - s2 2s SE £££z£E+szEzEe£zze: 3

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN VỀ CÁC VÁN ĐÈ NGHIÊN CỨU - 5 1.1.TÔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÁ CƠM 5-2 2s z£z£zs4 5

1.1.1 Cá cơm săn (StolephOTUS TFI): - << + + S2 S3 Esseeeeeeeeeeees 5 1.1.2 Cá cơm thường (Stolephorus commerSOTH]) << + ««s+s2 7

1.1.3 CA COM trONg occecccecscscscscscsccscsescscscscscscscscsscevscscscecsessesesesvscscseacscsees 9

1.2 THÀNH PHÂN HÓA HỌC CỦA CÁ CƠM -. :-c-+©s++s++s+2 11

1.2.1 Thành phần hóa học cơ bản của cá cơm thường . - 2-2 II 1.2.2 Thành phần hóa học cơ bản của cá cơm săn - ¿2-22-5252 II 1.2.3 Thành phần các axit amin của cá cơm tươi - + 2 s2 2 s=s s2 12 1,3: GIẢN THIẾU YEKÔ THUẬT Ba Equnavennnusvurovennragorteoghissptuetrosge 12

1.3.1 Khái niệm về sấy .-. ¿- ¿s26 6E E+EE£E£EEEEEEk£EEEEeEEeEeEeErrrreree 13

1.3.2 Đặc điểm quá trình sấy - - - Sex SE Ek SE cưng 13 1.3.3 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu - 2-2-2255 szs2 15

1.3.4 Một số nhân tổ ảnh hưởng tới tốc độ sấy -. . c5 55c: 19

1.3.5 Giới thiệu về phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại 22 1.3.5.1 Khái niệm bức xạ hồng TH ta ai 06405G0566030103344038124038398022844 22 13:5:2.Khliniểm sôy bi0%e HồHDTIEAE bu cau na ah gi Agsasai 25 1.3.5.3 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại - 23

1.3.5.4 Cơ chế sây khô bằng bức xạ hồng ngoại - 2 5° 24

1.3.5.5 Cơ chế sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh để sấy

CA COM SĂH - - - CC CC CS 3300 3003303606600 60 60 60 30 00 0 10 0 Si Ki Hi Hi vi ki ki vs se 26

1.3.6 Những biến đổi của cá trong quá trình sấy khô -. - 3l 1.3.6.1 Sự biến đổi về trạng thái và tổ chức của quá trình 31

1.3.6.2 Sự biến đối về hóa học .- ¿2-2 2 + +s+s£x+S+£e££s+xzxzzezxcs 33

CHƯƠNG 2 DOI TUONG THIET BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 ĐỒI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - + 2s 2 2 ££££+S+E£Se£z£z££££zxzsze£ 37 2.2 THIẾT BỊ SÂY HỎNG NGOẠI KÉT HỢP SÂY LẠNH 37

2.2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của tủ sấy bức xạ n hồng ngoại

kết hợp với sấy lạnh - ¿+ + %+E+E££E#EEEE£E£E£E£EEEEEEEEErErErvrrrrerkred 37 2.2.1.1 Cầu tạo cơ bản ¿+ +2 e Sex St k3 E1 1212111221171 1 1 1e cee 37

2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động của tủ sấy kết hợp - 55-52 38 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5-2 s2 s+£+S+S+E+E+x+£z£zs+2 38

"Non l0) 8 - 38

2.3.2 Sơ đồ bố trí các thí nghiệm - - - + + ££zEeEcE£kcv vế 39

7,2; ác phươiig phấp ĐÁnH Đỗ so nssoeaesaaaorntatgsgsetastdficigsgsgsgersgeeosi 40

2.3.3.1 Xác định độ âm ban đầu của nguyên liệu bằng phương pháp

kầy fiên Khi khối Tvợnø Không đổi urssneneinroragttriogaakeitosinossagauuagysi 40

2.3.3.2 Xác định độ âm của nguyên liệu trong quá trình sấy bằng cân

299-3 Tỉ: ø lôi Trưng BỒN GHHH, sang gotoagtgattiddlgngiaangsooasal 4I

2.3.3.4 Xác định các thông số liên quan đến quá trình sấy 44

2.3.3.5 Ty 16 htt nue tro Lai eeceececescsesescsscscsscsesesssssseseseseessseseseseeuees 44 2.3.3.6 Xac dinh ham lwong NH3 0 c.c.ccccsesesessesesesessscscsesesesesscseseseseeeees 44

2.3.3.7 Xac dinh ham lugng axit béo, Protein va kiểm tra vi sinh vật 45

CHƯƠNG 3 KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN - 41

3.1 QUY TRINH SAY CA COM SAN BANG PHUONG PHAP HONG NGOAI KET HOP SAY LANHL o cccccscsescsssscscsesessecsescscsesesscsescseseseeseecsneees 47

3.2 NGHIEN CUU ANH HUONG CUA NHIET DO SAY DEN CHAT LUONG CUA CA COM SAN .ccccsssssssescescscescecsesescescccscescscsscseesescestecseees 49

3.3 SO SANH CH DO SAY THICH HOP NHAT (400C)CUA

PHƯƠNG PHÁP SÂY HỎNG NGOẠI KÉT HỢP SÂY LANHVOI PHUONG PHAP TRUYEN THONG ( PHOI NANG) DOI VOI SAN PHAM CA COM SAN, uoecccccccsssessccsscesscssscsesecesscsssesssesscesseesscssscsssasesecesscessenss 53 3.4 TY LE HUT NUGC PHỤC HỎI CỦA SẢN PHẨM 52+ 55 3.5 DANH GIA CẢM QUAN SẢN PHẨM - 6 se E+E+E££eEeEzvz£+ 58 3.6 MOT SO CHi TIEU CHAT LUONG HOA HOC (PROTEIN, AXIT BEO) CUA SAN PHAM BANG PHUONG PHAP SAY ( TOS = 400C)

SO VGI PHUONG PHAP PHOI NANG, 00 ccccscscsesescsesesessesscseseseseseescacscees 59

3.6.1, So sánh chỉ tiễu protetttis:scccssswesercsnsconsewansnamecenessesseveavencseneens 59

3.6.2 So sánh chi ti€u axit D60 cccccccccccsesesesesesesessessesesesesesescscscscsescsesesnees 60

3.7 NGHIÊN CUU CHI TIEU VI SINH CỦA SẢN PHẨM 60 KÉT LUẬN VÀ ĐÈ XUẤT Ý KIÉN .- ¿5 +s£ S28 EeE+ESE+E+EE£E+EEzE+EEeEeeszs 61

DANH MUCH CAC BANG

Trang Bảng 2.1: Cơ sở đánh giá chất lượng cảm quan bang phuong phap cho diém 41 Bảng 2.2:Quy định các cấp độ đối với sản phẩm thực phẩm 42 Bảng 2.3:Bảng điểm cảm quan 5-5-2525 SS‡E£EEeE£E£E£E£EeEeEseEeEzcereei 42 Bảng 2.4: Bảng điểm đánh giá chất lượng cảm quan của cá cơm săn khô 43 Bang 3.1: Bang hàm lượng âm cá trước và sau khi luộc - - 2 52552 50 Bảng 3.2 Bảng biến đổi âm và tốc độ sấy cá theo nhiệt độ sấy 50

Bảng 3.3:Bảng biến đổi âm ở nhiệt độ sây 400C và phơi nắng 53

Bảng 3.4 Khả năng hút nước phục hồi của cá cơm săn khô - - xT Bảng 3.7 Tỷ lệ hút nước phục hồi của cá cơm săn sấy khô 5- 58

Bang 3.8 Điêm đánh giá cảm quan đôi với œc mâu sản phâm cá cơm săn 0 58

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Đồ thị 3.1: Biến đổi âm của cá theo thời gian ở các nhiệt độ sấy khác nhau 51

Đồ thị 3.2: Đường cong tốc độ sây của cá ở các nhiệt độ sây khác nhau 51

Đồ thị 3.3 Biến đổi âm của cá ở chế độ sấy 400C - - +2 s+s+s£s£z£ss 54

LOI NOI DAU

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 làng thủy sản có giá trị dinh drỡng cao trong thực phâm và góp phần tăng tỷ trọng xuất khẩu trong những ngành có giá trị xuất khâu 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 bến 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 yêu 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 của môi trường làm giảm quá tình sử dụng, giá trị kinh tế tà không đạt yêu cầu xuất khẩu Vì vậy, ngành chế biến thủy sản khô cần được ứng dụng những công nghệ mới nhằm râng cao chất lượng sản phẩm cũng như làm tăng giá trị kinh tế trong việc xuất khâu thủy sản nói chung của cả nước

Một trong những công nghệ ầm khô mới thì phương pháp sấy bằng bức xạ

hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh là một giải pháp hữu hiệu trong công nghệ sấy

để thay thế phương pháp làm khô thủ công truyền thống vì nó có những ưu điểm

vượt trội và đã có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sông kinh tế xã hội s* Những ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh so với phương pháp làm khô thủ công truyền thống như sau:

—_ Tuy nhiệt độ sấy thấp nhưng thời gian sấy ngắn hơn do đo sản phẩm ít bị

ton that và chất lượng chất lượng được đảm bảo

— Nguyên liệu suốt thời gian ầm khô được tránh tiếp xúc với môi trường ngoài do tủ say kin Vi vay dam bao về mặt vệ sinh an toàn thực phẩm.

— Phuong phap say an toan cho ngu6n san xuat

— Sản xuất say dat yéu cau chat lugng va vé sinh hon dat tiéu chuẩn xuất

khẩu làm tăng giá trị kinh tế

— Với nhưng ưu điểm vượt trội của phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh so với phương pháp làm khô thủ công truyền thống Tôi tiến hành nghiên cứu áp dụng công nghệ mày đối với sản phẩm cá oom san nhằm khẳng định lại tính ưu việt của công nghệ sấy rày Đề tài nghiên cứu của tôi b: “

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” Đề tài của tôi ngoài khẳng định tính ưu việt của phương pháp sấy còn nghiên cứu chon ra chế độ nhiệt độ sấy thích hợp nhất để sản phẩm có chất lrợng tốt nhất về mặt giá trị cản quan và chất lượng

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng cá cơm săn bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh từ đó tìm ra nhiệt độ thích hợp nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm là tốt nhất

Khang định tính ưu việt của phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sây 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 ti là cá cơm săn được đánh bắt tai tinh 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 sây bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh, bố trí thí nghiệm sấy ở các chế độ

nhiệt độ khác nhau(35” + 50°)

+ Dùng phương pháp đánh giá đảm quan để chọn ra chế độ nhiệ độ sấy

thích hợp nhất.

+ 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

s* 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 dé tài nghiên cứu của mình tại phòng thí nghiệm ở trường Tuy nhiên, với những kinh nghiệm ít ỏi của sinh viên nên đề tài của tôi còn rất nhiều hạn chế và thiếu sót Do vậy tôi kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đề tài của tôi được hoàn chỉnh hơn.

ta.Theo ước tính của Viện nghiên cứu biển Nha Trang trữ lượng cá cơm của nước

ta vào khoảng 5060 vạn tấn

Cá cơm thường sống thành từng đàn chủ yếu tập trung ở các vùng ven

biển(độ sâu dưới 100m) của biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, có một số loài phân

bố rộng vào các cửa sông.Các nơi có sản lượng cá cơm cao là: Quảng Ninh, Cửa Lò, Bình Định, Quảng Nam, Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thiết Các

loài chiếm ưu thế trong khai thác là: cá cơm than-stolephorus heterolobus Ruppel

ở Phú Quốc, cá œm tréng( hay cá cm Ấn Độ)-stolephorus indicusBleeker 6 Bình Định, cá cơm đỏ-Stolephorus zollingeri Bleeker và cá cơm san-Stlephorus tri bleeker ở Nha Trang Ở Việt Nam giống cá cơm có khoảng 140 loài, các loài thường gặp :

1.1.1 Cá cơm săn (Stolephorus trì):

— Bộ

Cá Trích (tên Việt Nam) Clupeiformes (tên khoa học)

- Họ

Cá Trồng (tên Việt Nam)

Engraulidae (tên khoa học) — Loài

Cá cơm săn(tên Việt Nam) Stolephorus tri(tên khoa học) Spined anchovy (tên tiếng anh)

— 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 đài, mút sau vượt quá ria 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 đài thành sợi, cơ trên phần má kéo dài về phía trước che lap xương gốc nắp mang Ở gốc vây lng và vây hậu môn đều có một số chấm nhỏ

Cá cơm thường có chiều dai than gap 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 @m thường chủ yếu ở các mớc nhiệt đới như: Indonesia,Malaysia, Thai Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ, các nước Đông Phi, biển Ả Rap, Vinh Aden, Madagasca, Mauritius

Ở Việt Nam cá œm thường phân bố chủ yếu ở các tìng biển như: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Quang Nam, Quang Ngai, Binh Dinh, Phi Yén, Khanh

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 Đăc điểm khai thác

Cá cơm săn có mùa vụ khai thác quanh năm, rộ nhất vào thang 8-10 Dung cụ khai thác thường là các loại lưới, vó, xăm, mành

Người ta thường khai thác cá có kích thước từ 40-70 mm Đặc điểm kinh tế

Cá cơm săn có giá trị kinh tế tương đối lớn

Sản lượng khai thác hàng năm có thê lên đến hàng ngàn tấn, mỗi mẻ có thê đạt

Cá cơm (tên Việt Nam) Stolephorus (tên khoa học) — Loài

Cá cơm thường (tên Việt Nam)

Stolephorus commersonii (tên khoa học)

Commerson’s anchovy (tén tiếng anh) — Môi trường song

Cũng giống như cá cơm săn cá cơm thường là loài sống ở ven biển và cửa

sông, vụng,vịnh nước lo.

Dac diém sinh hoc

Cá cơm thường thường kết thành đàn lớn, ở trên các tầng giữa và trên bề mặt, thích ánh sáng n Thức ăn chủ yếu 4 tao silic wa 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 trang duc,doc 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 nhát là 100 mm

Đặc điểm phân bố

Trên Thế Giới cá @m thường chủ yếu ở các mớc nhiệt đới nlư:

Indonesia,Malaysia, Thai Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ,

các nước Đông Phi, biển Ả Rap, Vinh Aden, Madagasca, Mauritius

Ở Việt Nam cá com thường phân bó chủ yếu ở các vùng biển như: Quảng

Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà

Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Quãng Nam, Quãng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Vũng Tàu, Tiền Giang, Bến Tre, Tra Vinh, Sóc

Trăng, Bạc Liêu, Kiên Giang, Cà Mau và vịnh Thái Lan

Cá cơm thường có sản lượng khai thác được nhiều nhất so với các loài cá cơm khác, có thể lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm, mỗi mẻ có thê đạt 4-5 tấn cá

Giá trị sử dụng có thê dùng để ăn tươi, phơi khô, sây khô, làm nước mắm, mắm chua

1.1.3 Cá cơm trồng — Bộ

Cá trích (tên Việt Nam) Clupeiformes (tên khoa học)

— Họ

Cá trông (Tên Việt Nam)

Engraulidae (tên khoa học) = Giống

Cá cơm (tên Việt Nam) Stolephorus (tên khoa học)

— Loài

Cá cơm trồng (tên Việt Nam) Stolephorus Indicus (tên khoa học) Indica’s anchovy (tên tiếng anh)

—_ Môi trường sống

Cá cơm trồng thường sống ở các vùng biển ven bờ và các cửa sông có độ muối thấp

— Đặc điểm sinh học

= JO

Cá cơm trồng 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

Cá cơm trồng 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 nỗi

— Đặc điểm hình thái

Cá cơm trồng 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 trồng 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 œm trông chủ yếu ở các tước nhiệt đới nhr: Ân Độ, Malaysia, Indonesia, Singapo, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc và Nhật Bản, bờ biển Đông Phi

Ở Việt Nam cá cơm trồng thường gặp ở vịnh Bắc Bộ, vùng bieent Trung Bộ và vịnh Thái Lan

—_ Đặc điểm khai thác

Cá cơm trồng 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 trông có sản lượng khai thác ít nhất Giá trị sử dụng thường dùng để ăn tươi.

« It «

1.2 THANH PHAN HOA HOC CUA CA COM

1.2.1 Thành phần hóa học cơ bản của cá cơm thường

« 19 «

1.2.3 Thành phần các axit amin của cá cơm tươi

1.3 GIỚI THIỆU VẺ KỸ THUẬT SAY

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 dễ bị hr 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

Quá trình say là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bang phương pháp bay hơi nước Như vậy, quá tình sấy khô một vật thể diễn biến như sau:

Vật thê được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với

phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật thẻ Vật thể được cấp nhiệt để làm bay hơi âm

Vận chuyền hơi âm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường

> Tom lai, trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đôi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật say, qua trinh truyén âm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền âm từ bề mặt vật sấy ra ngoài môi trường Các quá tình truyền nhiệt truyền chất tiên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có qua lại lẫn nhau

1.3.2 Đặc điểm quá trình sấy

Đặc điểm của quá trình say đối với vật thể có độ ẩm trơng đối cao, nhiệt độ sấy và tốc độ chuyên 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 dân Đối với các trường hợp sấy với điều kiện khác thì quá trình sấy

cũng xảy ra ba giai đoạn nhưng các giai đoan có thể đan xen khó phân biệt hơn s*_ Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt được bằng nhiệt độ kế ước Trong quá trình sây

"1

này toàn bộ vật được gia nhiệt Am long trong vật được gia nhiệt cho đến khi đạt

được nhiệt độ sôi ứng với phân @ suất hơi nước trong môi trường không khí

trong buông sấy Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi âm 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 Vùng trong vật đạt đến nhiệt độ kế ước chậm hơn Đối với vật dễ sây th giai đoạn làm nóng vật xảy ra nhanh

s* 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, âm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi rên nhiệt cung cấp chỉ để làm hóa hơi nước Âm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, âm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật đề 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 rày làm cho tốc độ giảm của độ chứa âm 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 h tuyến tính Âm được thoát ra trong giai đoạn rày là ẩm tự do Khi độ âm của vật đạ

đến trị số tới han Uy = Ussmax thi giai đoạn sấy tốc độ không đổi cham dứt Đồng

thời cũng là chấm dứt giai đoạn thoát âm tự do chuyên sang giai đoạn sấy tốc độ

giảm

s* Giai đoạn sấy tốc độ giảm dân

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại

trong vật là âm liên kết Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và

càng tăng lên khi độ âm của vật càng nhỏ Do vậy tốc độ bay hơi âm 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 Quátrình sấy càng tiếp diễn, độ âm của vật càng giảm, tốc độ say cũng giảm cho đến khi độ âm của vật giảm đên băng độ âm cân băng với điêu kiện môi trường không khí âm trong

trình sấy thì quá trình làm khô vật liệu phải được cung cấp một lượng nhiệt nhất

định đề vật liệu có nhiệt độ cần thiết

Nhiệt cung cấp cho vật liệu Q được đưa tới bằng ba phương thức: bức xạ,

chuyền dẫn và đối lưu Sự cân bằng nhiệt khi làm khô được biểu thi: Q=Q¡+Q;+Q;

Trong đó:

Q - là nhiệt lượng cung cấp cho nguyên liệu

Q; - là nhiệt lượng làm cho các phần tử hơi nước tách ra khỏi nguyên liệu

Q; - là nhiệt lượng cung cấp dé cắt đứt mối lên kết mỗi giữa nước và protein trong nguyên liêu

Q; - là nhiệt lượng đề làm khô các tổ chức tế bào

Sau khi sấy khô còn phải tính đến nhiệt lượng làm nóng dụng cụ thiết bị Q¿ và nhiệt lượng hao phí ra môi trường xung quanh Q¿:

Trong quá trình làm khô nước ở trong vật liệu khuếch tán chuyến dần ra bề mặt

nguyên liệu và môi trường xung quanh, ầm cho không khí trong môi trường

xung quanh âm lên, nếu không khí âm 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 s* Khuyếch tán ngoại

Sự chuyền 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

dW _BF(E-—e) dt

Trong đó:

W - lượng nước bay hơi (kg)

B - hệ số bay hơi nước, nó phụ thuộc vào tốc độ gió, hướng gió và trạng thái

bề mặt nguyên liệu

E—- áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu (mmHg) e — áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (mmHg)

E - diện tích bay hơi nước (m?)

t -thời gian bay hơi (giờ) “+ Khuéch tan noi

Khuếch tán nội là do sự chênh lệch giữa các lớp trong nguyên liệu tạo nên sự chuyên động của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này đến lớp khác để tạo sự cân bằng ẩm trong bản thân ngun liệu Động lực của khuếch tán nộ là sự chênh lệch về độ âm giữa các lớp trong và lớp ngoài, nếu sự chênh lệch độ âm

càng lớn tức là gradian độ âm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội xảy ra ang

nhanh Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phương trình:

Trong đó:

w — lượng nước khuếch tán ra (kg)

t— thời gian khuếch tán (gid)

s% Mối quan hệ giữa khuếch tản ngoại và khuếch tán nội

Khuéch tan ngoai va 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 dân

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 tình 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 ao 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 âm 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 đo, sau đó mới đến nước kết hợp Trong suốt quá tình làm khô, lượng nước tự do

luôn giảm xuống Lượng nước trong nguyên liệu dịch chuyển đưới hai hình thức

là thé long va thé hoi do phương thức kết hợp của nước trong nguyên liệu quyết

Dấu (-) biểu thị độ âm di chuyển theo hướng giảm dần

Từ thực nghiệm Lucop chứng minh rằng: Khi nguyên liệu được cung cấp

nhiệt thì một phần nước sẽ đi động từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ nhiệt độ thấp,

tức là theo hướng di động của dòng nhiệt và rõ hơn khi sấy ở nhiệt độ cao Hiện tượng này xảy ra là do ba nguyên nhân sau:

Cường độ vận động của phần tử th khí hoặc thể lỏng trong giới hạn có nhiệt độ cao hơn so với ở nơi có nhiệt độ thấp

Khi nhiệt độ tăng thì sức căng bề mặt ngoài của thể lỏng giảm do đó lực của ống tiêm mao cũng giảm tạo nên sự chuyền động của chất lỏng theo hướng

nhiệt độ giảm xuống, tức là theo phương của dòng nhiệt

Trong ống tiêm mao chứa thể lỏng thường tồn tại nhiều bọt khí, khi nhiệt độ tăng bọt khí giản nở đây thê lỏng theo hướng dòng nhiệt

+ Sự phụ thuộc chênh lệch nhiệt độ At đến tốc độ thoát âm W”

Sự dịch chuyển ầm do sự clênh lệch nhiệt độ gây rên gọi là “sự truyền dan 4m phan” Lượng nước di chuyển đó tỷ lệ với sự chênh lệch của nhiệt độ At tức là:

W”=-ổy,At Trong đó:

W ” - lượng nước đi qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian

ö - hệ số truyền dẫn âm phần

Như vậy, lượng nước trong quá trình làm khô là tổng của hai lượng nước: W' do chênh lệch độ âm và W” do chênh lệch nhiệt độ gây nên, khi làm khô cả hai sự chuyên động được tiễn hành đồng thời Nếu phương hướng di chuyển của

hai sự dịch chuyền đó thống nhất thì tốc độ làm khô lớn nhất, tức là:

= 19 -

W =W’ + W”=-y,(KAU - 6 At)

Nếu hai sự di chuyển đó ngược chiều nhau thì tốc độ làm khô sẽ bé đi Vì vậy, khi làm khô ở giai đoạn đầu nhiệt độ ở ngoài bề mặt thường cao hơn ở bên trong san một thời gian nhiệt đã xuyên thấu vào trong và nâng cao nhiệt độ trung

tâm làm cho độ chênh lệch hơi nước của bề mặt nguyên liệu và môi trường xung

quanh nhỏ dẫn đến ảnh hưởng của gradien nồng độ sẽ nhỏ đi

Nói chung, khi sấy sự chuyển động của nước chủ yếu phụ thuộc vào gradien độ ầm, sự ảnh hưởng của gradien nhiệt độ rất bé Vì vậy, khi làm khô ở nhiệt độ thấp thì ảnh hưởng của gradien nhiệt độ là không đáng kể, nhưng ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng rõ rệt hơn.Nhất là khi sấy khô bằng tia hồng ngoại do nhiệt độ tương đối cao cho nên ảnh hưởng của gradien nồng độ khá rõ rệt, tuy tia hồng ngoại có sức đấm xuyên mạnh nhưng trong thời gian ngắn thì sự chênh lệch về nhiệt độ ở trong và ngoài nguyên liệu tương đối lớn nên trong quá trình sấy, có một phần nước sẽ chuyên động theo hướng của dòng nhiệt, dịch chuyển từ ngoài

vào trong vì vậy làm chậm quá trình làm khô Do đó, khi làm khô cần nằng cao

nhiệt độ lên một cách hợp lý thì có thể thúc đây quá trình làm khô nhanh chóng

1.3.4 Một số nhân tổ ảnh hưởng tới tốc độ sấy %% Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các đều kiện khác nhau không đổi nữ độ âm không khí, tốc độ

gid ,viéc nang cao nhiét dd sé Am tang nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyên 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, hủy hại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào nguyên liệu béo hay gây, kết cấu tổ chức của cơ thịt và đối với các nhân tô khác Đối với nguyên liệu gầy người ta làm khô ở nhiệt độ cao

hơn nguyên liệu béo Khi sấy ở những nhiệtđộ khác nhau thì nguyên liệu có

„ 90

những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá tình sấy cao hơn 60°C thi protein bị biến tính, nếu trên 90°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 đưỡng 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 th

chậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô s%* 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 tình sấy Vì, tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân

bang qua 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 nhây 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

thôi tới nguyên liệu với góc 45” thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thôi

thắng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm s%* Ảnh hưởng của độ ấm tương đối của không khí

Độ âm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến

quá trình làm khô, độ âm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại

Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ âm tương đối

của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sây sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ âm tương

đối của không khí khoảng 80% tử lên thì quá trình làm khô ẽ dừng lại và bắt

đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ầm trở lại.

« OF «

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 tự nhiên khó đạt được độ âm tương đối của không khí 50% đến 60% do nước ta khí hậu nhiệt đới thrờng có độ âm cao Do đó, một

trong những phương pháp để làm giảm độ âm của không khí có thê tiến hành làm

lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ của không khí đưới 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

s* Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá tình 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 cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ

Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ áp suất khí

quyên) thì tốc độ sây tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch với chiều dày nguyên liệu ð

dw _ B S dt 6 Trong do:

S — diện tích bề mặt bay hơi của nguyên liệu

õ — chiều dày của nguyên liệu

B - hệ số bay hơi đặc trưng cho bề mặt nguyên liệu

“+ Anh hưởng của quá trình ủ ẩm

Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích & làm cho Ốc độ khuếch tán nội tà khuếch tán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh quá trình làm khô Trong khi làm khô quá trình ủ âm người ta gọi là làm khô gián đoạn.

« 92 «

s%* 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 tiấy, bức sóng 0,76 + 1000um, có bản chất là sóng điện từ Tia hồng ngoại truyền đ với vận tốc ánh sáng, không đốt nóng không khí mà nó đi qua, một phần không đáng kế được hấp thụ bởi CO›, hơi nước và một số hạt khác ở trong không lhí Nhưng nó bị hấp thụ,phản xạ, hoặc truyền qua bởi vật thể mà nó tác động vào

Tia hồng ngoại truyền theo đường thắng từ nguồn phát ra nó, nó có thể định hướng vào những đối tượng cụ thể thông qua việc sử dụng các gương phản

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

đến vật được 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 được so sánh với sóng radio, tia sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tỉa cực tím và tia X Chúng đều có bản chất là sóng điện từ và truyền đi

trong không gian với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng 3.10” m/s, chỉ khác ở bước

sóng phát ra

Khi năng lương hồng ngoại tác động đến một đối tượng nào đó thì nó sẽ làm cho các điện tử bị kích thích và dao động, sự dao động này tạo ra nhiệt, và có thê làm nước bốc hơi nhanh Tia bức xạ có thể xuyên qua sương mù, lớp sơn, lớp

dầu, cơ thịt, xelluloza, mở, da do đó nó được ứng dụng rất rộng lãi và được

nghiên cứu đưa vào công nghệ sây mới là sây băng bức xạ hông ngoại.

- 93 -

1.3.5.2 Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại:

Sấy bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy vật liệu âm bằng nguồn nhiệt hồng ngoại Năng lượng các tia hồng ngoại xuyên vào và hấp thụ trong thể tích

vật liệu làm thay đổi trường nhiệt độ

Tia hồng ngoại có bước sóng 0.76 ~ 340um phát tia bức xạ mà vật liệu âm có khả năng hấp thụ nhiều, nhưng việc chọn nguồn bức xạ để sấy cần liên hệ đến đặc tính phổ quang học của vật liệu âm và các yêu cầu công nghệ xử lý vật liệu

Khi vật liệu quá ầm thì khả năng phản xạ của các tia có thể mạnh hơn khả

năng hấp thụ thì phải thay đổi khoảng bước sóng cho thích hợp

Nhiệt độ của vật phát xạ có thể tính theo công thức: 2886

T

Amax =

Dua va0 Amax C6 thé tính được khoảng bước sóng cần thiết dùng để sấy: Vật phát xạ là thạch anh:À¡ =0,Š À„ax; Àa =4.3 Amax

Vật phát xạ là dây wonfram: À¡ =0,52 2„ax; Àa =4,27 +6,2 10T

Nếu sử dụng đèn hồng ngoại có công suất 250W thì thấy nhiệt độ sát bóng có thể đạt 163 + 165C, khi đó :

2886

Amax = T6073 6,6 um Bước sóng mà đèn hồng ngoại phát ra:

Àị =0,Š5 Àmax= 0,52 x 6,6 =3,43 pm

Ap = 4,27 - 6,2.10' :(164+273) = 4um

Vậy, qua thực nghiệm cho thấy các tia hồng ngoại có bước sóng À = 3 + 12um thì cho khả năng hấp thụ của vật liệu âm là lớn nhất

1.3.5.3 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 rgoại vào một đối tượng nào đó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ lại với một bức sóng khác, khi đối tượng hấp thụ bức xạ thì nó sẽ bi nóng lên.

« 940

Nhiệt bức xạ hồng ngoại theo dõi thay đổi theo hiệu qua phat bite xa aia nguồn, bước sóng và tính phản xạ của đối tượng, nhờ vào đặc tính này mà người ta có thê 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 thụ, còn có một số yếu tô khác cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ Một yếu tố nữa là giá trị phát

xạ của nguồn dựa vào mức độ đen của vật “ vật đen tuyệt đối” có mức phát xạ là

1.0, nếu vật phát xạ là gốm thì có thể đạt trên 0.9

Trong phố điện từ vùng hồng ngoại được chia thành 3 khoảng bước sóng khác nhau là: sóng ngắn, sóng trung và sóng dài

Sóng ngăn ( gần ) từ 0.72 -2 um tương ứng với nhiệt độ 7000 -2150°F

Sóng trung ( trung bình) từ 2 -4uim tương ứng với nhiệt độ 2150- 845°F Sóng dài (xa) từ 4 -1000 um tương ứng với nhiệt độ §45-< 32°F

Khoảng bước sóng hữu ích cho những ứng dụng của nhiệt bức xạ là từ

1.17- 5.4 m tương ứng với nhiệt độ 4000- 500°F Ứng với khoảng bước sóng

này thì đa số các vật liệu sẽ bị đốt nóng và khô đi vì sự hấp thụ đạt đến cực đại Bước sóng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tức là bước sóng càng dài thì nhiệt độ càng thấp

1.3.5.4 Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại

Vật liệu sấy khô trong công nghệp thực phẩm thường được cấu tạo chủ

yếu bởi các chất hữu cơ và nước, phô hấp thụ năng lượng bức xạ của nước và các chất hữu cơ là khác nhau

Ở mỗi bước sóng nhất định, chất hữu œơ sẽ 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 hồng ngoại tối đa.Do đó khi chiếu hồng ngoại có bước sóng năm trong khoảng 2.5- 3.5 um tương ứng với bước sóng mà nước có thể hấp thụ tối đa năng lượng bức xạ Kết quả ồ các phân từ nước sẽ dao động mạnh tạo ma sát và sinh nhiệt rât lớn.

- 8 «

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

phân ly thành các ion H' và OH nên làm cho âm trong vật liệu sấy thoát ra rất

nhanh Lúc này, chiều chuyển động của dng am trùng với chiều chuyên động của dòng nhiệt ( từ trong vật liệu sấy đira ngoài bề mặt ) ầm tăng quá tình

khuếch tán nội, điều rày trái ngược hắn với các phương pháp gia nhệt thông

thường là dòng nhiệt di chuyển từ bề mặt vật liệu vào trong tâm vật liệu, còn ầm thì đi chuyền từ trong vật liệu ra ngoài bề mặt

Người ta chứng minh được rằng, dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại có tần số tương ứng với tần số đao động riêng của liên kết hóa học, các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: -OH, -COOH 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 A luôn tăng nhanh vận tốc phản ứng và quá trình sấy lớp sơn phủ bóng tăng

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

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại công nghệ mới và có những ưu điểm

sau:

— _ Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại không

bị tốn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn đồng thời

sản phẩm lại được bảo đảm về mặt vệ sinh thực phẩm tốt

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

— Công nghệ sấy bức xạ gốm 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 diệt thấp

— Công nghệ sây bức xạ gốm 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 rày được ứng dụng để sấy cá, mực, tôn, các sản phẩm thủy sản có giá trị cao khác Trong y học sử dụng công nghệ này sấy các

— 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 khiến 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, vị sinh vật có hại ngay cả ở nhiệt độ thấp

* Nhược điểm

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 dời, không thích hợp sấy các sản phâm có chiều dầy lớn hơn 50mm

Sản phẩm sấy dễ bị nứt và cong vênh, vì vậy các vật liệu như men sứ không thích hợp với kiểu sấy này

1.3.5.5 Cơ chế sấy bức xạ hồng ngoại kết hẹp với sấy lạnh để sấy cá œm săn

Cơ sở khoa học của sấy bức xạ bằng đèn hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh

— Sấy bức xạ hông ngoại

s* Khái niệm về bức xạ hồng ngoại

Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (0,75 u m)

Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ Tia hồng ngoại do các vật nung nóng phát ra

Trong ánh sáng mắt trời, có khoảng 50% năng lượng của chùm sáng thuộc về

tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại là tia nhiệt có bước sóng từ 0,76 + 450 ¿m.

a OF «

Tia hồng ngoại là sóng nhiệt bức xạ, khi nguyên liệu bị chiếu thì quang tốc năng lượng bức xạ của tia hồng ngoạisẽ chuyển thành nhiệt năng rất nhanh chóng và làm cho nước bốc hơi nhanh

Tia bức xạ có thể xuyên qua sương mù, lớp sơn, lớp dau, thớ thit, xenlluloza Vì vậy nó được dùng rộng rãi trong công nghiệp sấy khô

s* Cơ chê sây băng bức xạ hông ngoại Tia nhiệt ` >

D,: tia xuyén qua

Khi các vật liệu bị chiếu xạ có sự tăng nhiệt độ là kết quả của sự hấp thụ bức xạ của vật chất và sự cải biễn năng lượng thành tia dưới dạng lượng tử Khi dó năng lượng tia được phân tử vật chất hấp thụ sẽ chuyển hoá đồng thời thành năng lượng một số dạng chuyên động cửa vật chất Nhưng chủ yếu là chuyên từ quang năng thành nhiệt năng

Trong vật thể tương đối đồng nhất, có chiều dày thích hợp được chiếu xạ, nếu vật liệu có tính hấp thụ bứ xạ đèn hồng ngoại tốt thì bên trong vật liệu có thể tạo ra nhiệt độ tương đối cao so với bề mặt điều đó dẫn đến xuất hiện gradien nhiệt độ lớn Các gradien nhiệt độ này gây ra quá trình chuyền khối trong các vật thể xuất hiện sự khuếch tán làm tăng nhanh quá trình loại am ra khỏi vật liệu Phương pháp say vật liệu ầm dựa trên việc nguyên cứu động lực học, quá tình vận chuyển và loại âm, việc xác định cuờng độ bức xạ cần thiết để tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình sây khi thấy rõ bản chất và đặt tính phổ của vật liệu, vận tôc sây cho trước, sự phân bô của các hông ngoại.

- 28 «

Cơ chế sấy bằng bức xạ hồng ngoại trước đây người ta cho rằng đó là quá trình truyền nhiệt thuần túy xảy ra mà không có sự biến đổi gì về phuơng diện lý hoá tượng như quá trình chuyên khối và truyền nhiệt của âm khi sấy các vật liệu âm Nhưng sau này nhều công tình nguyên cứu, người ta chứng minh được

rằng, ngoài các quá trình lý hoá thưần túy cải biến năng lượng tia thành nhiệt

năng ra có thể phát sinh các phản ứng hoá lọc bên trong lớp vật liệu đối với

trường hợp sấy khô khô các lớp sơn phủ bóng bề mặt vật liệu

Như vậy nguyên liệu có khả năng hấp thụ lớn th sấy bức xạ càng thích hợp Các nguyên liệu có hệ số xuyên qua bé dẫn đến làm quăng bề mặt và làm quá nhiệt bề mặt Để tránh hiện trợng trên thì nguyên liệu sấy phải có độ đy

thích hợp

Qua thực nghiệm cho thấy đối với một số thực phẩm và một số vật liệu khác, thì khả năng hấp thụ lớn nhất lớn nhất ở bước sóng tia hồng ngoại là:

A= 0,77 + 340 um

s* Cơ chế truyền nhiệt và chuyền khối trong sấy bức xạ

Nhiệt lượng cung cấp cho vật sấy nóng lên và làm âm bốc hơi được lấy từ năng luợng của các tia bức xạ Vì vậy cường độ và đặc tính của quá trình truyền nhiệt và chuyên khối trong sấy bức xạ, được xác định bởi quang phố bức xạ của vật phát ra bức xạ và khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ của vật liệu say Trong

sấy bức xạ người ta, dùng vật phát ra năng lượng bức xạ liên tục và cường độ cao thuộc vùng quang phố hồng ngoại với bước sóng 2 = 0,76 + 450/ưm Bước sóng

lớn nhất là 2 max Va cường độ quang phổ bức xạ E, phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát năng lượng bức xạ

Theo các định luật của Planck và Vin có quan hệ như sau:

ø.Œ.Â`

C2

ge =1