Nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất sản phẩm rong nho biển sấy khô bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Xuất phát từ yêu cầu thực tế tôi chọn nghiên cứu ñề tài “Nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất sản phẩm rong Nho biển sấy khô bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh”

ñề tài

Nha Trang, tháng 6 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thái Hà

1.1 TỔNG QUAN VỀ RONG NHO 1

1.1.1 Giới thiệu chung về rong Nho 1

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của rong Nho 2

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 3

1.2.1 Lý thuyết về quá trình sấy 3

1.2.1.1 ðặc ñiểm quá trình sấy 3

1.2.1.2 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu 5

1.2.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tốc ñộ sấy 6

1.2.1.4 Một số phương pháp sấy 7

1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 10

1.2.2.1 Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại 10

1.2.2.2 Sấy ñối lưu lạnh 13

1.2.2.3 Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 14

1.2.3 Những biến ñổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô 16

1.2.3.1 Những biến ñổi cảm quan 16

1.2.3.2 Những biến ñổi về hóa học 17

1.3 TỔNG QUAN MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ðẾN ðỀ TÀI 18

1.3.1 Các nghiên cứu ngoài nước 18

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước 18

PHẦN II: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 21

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.3.1 Quy trình nghiên cứu dự kiến sản xuất sản phẩm rong Nho sấy khô 22

2.3.1.1 Sơ ñồ quy trình 22

2.3.1.2 Thuyết minh quy trình 23

2.3.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 23

2.3.3 Phương pháp ñánh giá chất lượng sản phẩm 23

2.3.3.1 Xác ñịnh ñộ ẩm trong quá trình sấy 23

2.3.3.5 Phương pháp phân tích vi sinh 31

2.3.4 Bố trí thí nghiệm 32

2.3.4.1Bố trí thí nghiệm xác ñịnh chế ñộ rửa tối ưu 32

2.3.4.2 Bố trí thí nghiệm xác ñịnh chế ñộ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh tối ưu 33

2.3.4.3 Sơ ñồ bố trí thí nghiệm xác ñịnh ñộ hút nước trở lại của sản phẩm 34

PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CHỌN CHẾ ðỘ RỬA THÍCH HỢP 35

3.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CHỌN CHỆ ðỘ SẤY BỨC XẠ HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH TỐI ƯU 36

3.2.1 Sự biến ñổi ñộ ẩm của rong Nho khô theo thời gian sấy khi sấy ở các nhiệt ñộ khác nhau 36

3.2.1.1 Sự biến ñổi ñộ ẩm của rong Nho theo thời gian sấy khi sấy ở các nhiệt ñộ khác nhau với cùng vận tốc gió 1m/s 36

3.2.1.2 Sự biến ñổi ñộ ẩm của rong Nho theo thời gian sấy khi sấy ở các nhiệt ñộ khác nhau với cùng vận tốc gió 1,5m/s 37

3.2.1.3 Sự biến ñổi ñộ ẩm của rong Nho theo thời gian sấy khi sấy ở các nhiệt ñộ khác nhau với cùng vận tốc gió 2m/s 39

3.2.2 Sự biến ñổi ñiểm chất lượng cảm quan của rong Nho theo nhiệt ñộ sấy 40

3.2.2.1 Chất lượng cảm quan của rong Nho theo nhiệt ñộ sấy ở vận tốc gió 1m/s 40

3.2.2.2 Chất lượng cảm quan của rong Nho theo nhiệt ñộ sấy ở vận tốc gió 1,5m/s 41

3.2.2.3 Sự biến ñổi ñiểm chất lượng cảm quan của rong Nho theo nhiệt ñộ sấy ở vận tốc gió 2m/s 42

3.2.3 Sự biến ñổi tỷ lệ hút nước phục hồi 43

3.2.4 So sánh màu sắc của các mẫu sấy với rong Nho tự nhiên 44

3.2.5 Kết quả xác ñịnh hoạt ñộ nước của sản phẩm 46

3.2.6 Kết quả phân tích vi sinh sản phẩm 46

3.2.7 Kết luận chung 47

3.3 SO SÁNH MẪU PHƠI NẮNG VỚI MẪU SẤY 47

3.4 SƠ BỘ HẠCH TOÁN CHI PHÍ THỰC NGHIỆM 49

3.5 ðỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM RONG NHO SẤY KHÔ 50

3.5.1 Sơ ñồ quy trình 50

3.5.2 Thuyết minh quy trình 51

Kết luận và ñề xuất ý kiến 52

1 Kết luận 52

2 ðề xuất ý kiến 52

Tài liệu tham khảo 53

Bảng 2.1:Bảng mô tả ñiểm cho sản phẩm rong Nho sấy khô 25

Bảng 2.2: Bảng hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm rong Nho sấy khô: 27

Bảng 2.3: Bảng quy ñịnh các cấp chất lượng cho sản phẩm thực phẩm theo TCVN 3215-79 28

Bảng 2.4: Yêu cầu vi sinh ñối với các sản phẩm rau quả sấy khô theo 31

Bảng 3.1 : ðộ hút nước phục hồi 43

Bảng 3.2: Hoạt ñộ nước của sản phẩm 46

Bảng 3.3: Bảng kết quả vi sinh thực phẩm 46

Bảng 3.4: Hao hụt trọng lượng của nguyên liệu qua các công ñoạn 49

Hình 1.2:Tủ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 15

Hình 2.1: Cành rong Nho 21

Hình 2.2: Sơ ñồ quy trình nghiên cứu dự kiến sản xuất 22

sản phẩm rong Nho sấy khô 22

Hình 2.3: Giới hạn hoạt ñộ nước phát triển của các loại vi sinh vật 31

Hình 2.4: Sơ ñồ bố trí thí nghiệm xác ñịnh chế ñộ rửa tối ưu 32

Hình 2.5: Sơ ñồ bố trí thí nghiệm xác ñịnh chế ñộ sấy tối ưu 33

Hình 2.6: Sơ ñồ bố trí thí nghiệm xác ñịnh ñộ hút nước trở lại 34

Hình 3.1: Biểu ñồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng ñộ muối trong nước rửa 35

Hình 3.2: Biểu ñồ biểu diễn sự biến ñổi hàm ẩm theo thời gian sấy khi sấy ở 36

Hình 3.3: Biểu ñồ biểu diễn sự biến ñổi hàm ẩm theo thời gian sấy khi sấy ở 38

Hình 3.4: Biểu ñồ biểu diễn sự biến ñổi hàm ẩm theo thời gian sấy khi sấy ở 39

Hình 3.5: Biểu ñồ biểu diễn chất lượng cảm quan của các mẫu theo 40

Hình 3.6: Biểu ñồ biểu diện chất lượng cảm quan của các mẫu theo 41

Hình 3.7: Biểu ñồ biểu diễn sự biến ñổi chất lượng cảm quan của các mẫu 42

Hình 3.8: So sánh tỷ lệ hút nước phục hồi các chế ñộ sấy 44

Hình 3.9: Biểu ñồ biểu diễn ñộ bóng (L*) của các mẫu thí nghiệm 45

Hình 3.10: Biểu ñồ biểu diễn giá trị màu của các mẫu thí nghiệm 45

Hình 3.11: Biểu ñồ biểu diễn sự biến ñổi ñộ ẩm theo thời gian 47

Hình 3.12: Biểu ñồ so sánh ñiểm cảm quan giữa mẫu cảm quan giữa 48

Hình 3.13: Sơ ñồ quy trình sản xuất sản phẩm rong Nho sấy khô 50

Rong Nho (Caulerpa lentillifera) là một trong những loại rong mới ñược du nhập

và trồng ở Việt Nam trong thời gian gần ñây Rong Nho là loại rong có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế rất cao Rong Nho hiện nay chủ yếu ñược xuất khẩu trực tiếp sang thị trường Nhật Bản Tuy nhiên một trong những hạn chế rất lớn khi xuất khẩu rong Nho tươi là thời gian bảo quản của rong tươi rất ngắn chỉ khoảng 7 ñến 10 ngày Hiện nay có rất ít phương pháp bảo quản rong Nho và các phương pháp này cũng chưa thực sự hiểu quả, vì vậy việc nghiên cứu một phương pháp hiểu quả ñể bảo quan loại rong này là rất cần thiết Xuất phát từ yêu cầu thực tế tôi chọn

nghiên cứu ñề tài “Nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất sản phẩm rong Nho

biển sấy khô bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh” với mục ñích:

− Tạo thuận lợi trong quá trình vận chuyển

Mục tiêu của ñề tài là tìm ra quy trình sản xuất sản phẩm rong Nho khô bằng phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh ñể sản xuất ra mặt hàng phù hợp khẩu vị người tiêu dùng trong và ngoài nước, ñạt yêu cầu về sinh an toàn thực phẩm, có giá thành kinh tế hợp lý Việc nghiên cứu thành công ñề tài sẽ có ý nghĩa thực tế:

- ðảm bảo chất lượng sản phẩm

- Giúp rong nho Việt Nam phát triển ra các thị trường ngoài nước

- Giúp giải quyết ñầu ra cho cây rong nho

- Tạo ñiều kiện phát triển ngành trồng rong nho ở Việt Nam

PHẦN I: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ RONG NHO

1.1.1 Giới thiệu chung về rong Nho

Rong Nho có tên khoa học là Caulerpa lentilifera thuộc bộ rong Cầu lục

Caulerpales, ngành rong Lục Chlorophyta, do hình dạng và có giá trị cao, chúng còn ựược gọi là trứng cá Hồi xanh (green Caviar) hoặc Nho biển (Sea grapes) đây loài rong Lục phân bố ở vùng biển ấm Thái Bình Dương (Philippin, Java, Micronesia, BikiniẦ), ở những vũng vịnh kắn sóng, nước trong Rong Nho có ựặc ựiểm mềm, dòn và ngon nên rất ựược ưa chuộng, sử dụng như một loại rau xanh

đó là nguồn cung cấp rất tốt các vitamin A, C và các khoáng vi lượng cần thiết như sắt, I-ốt, can xi Một số tài liệu còn ựề cập ựến chúng có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, có thể ngừa bệnh cao huyết áp và thấp khớp [10]

Hình 1.1: Thân ựứng rong Nho

Rong Nho mọc trên nền ñáy là ñất bùn cát, tại vùng biển có ñộ mặn cao, ở những vùng vịnh kín sóng, nước trong Rong Nho chỉ có thể phát triển ở nhiệt ñộ

năng tăng trưởng rất nhanh, mỗi ngày dài thêm khoảng 2cm Trong môi trường nhiều chất hữu cơ, rong Nho càng phát triển mạnh Sau 2 tháng nuôi trồng, rong Nho có thể thu hoạch Công ñoạn xử lý sau thu hoạch chủ yếu là giữ cho rong Nho ñạt ñược ñộ cứng Khi thu hoạch, rong Nho cần ñược rửa sạch nước biển, cắt bỏ phần nhánh và rễ Phần giống như chùm nho ñể ñạt ñược thành thương phẩm, phải

có chiều dài trên 5cm Rong tươi có thể lưu hành trên thị trường trong vòng 5 ngày ñến 1 tuần Ngoài lợi ích tạo ra ñược nguồn thực phẩm bổ dưỡng, có giá trị cao , trồng rong Nho còn có thể làm sạch môi trường nước bị ô nhiễm bởi các chất hữu

cơ và làm giảm mức ñộ ô nhiễm môi trường nước ở các khu vực ñó ðặc biệt, sau khi ñược sử dụng làm tác nhân chống ô nhiễm môi trường, rong Nho vẫn có khả năng sử dụng bình thường, không ñộc ñối với người sử dụng [10]

Do nhu cầu tiêu thụ trên thế giới tăng nhanh trong những năm gần ñây, cho nên cùng với khai thác tự nhiên, việc nuôi trồng loài rong này cũng ñã phát triển ở các nước Nhật Bản, Philippin, Thái Lan, Ở Việt Nam, Nguyễn Hữu ðại và cộng

sự (Viện Hải dương học) cũng ñã tìm thấy chúng tại ñảo Phú Quý (Bình Thuận), mọc rải rác xen kẻ ở gốc của các loài rong Lục khác, nhưng có kích thước khá nhỏ

so với rong ñược nuôi trồng hiện nay Trong những năm gần ñây rong Nho ñã ñược nhu nhập vào Việt Nam và trồng với quy mô công nghiệp ở một số tỉnh như Phan Thiết tỉnh Bình Thuận, Ninh Hòa, Cam Ranh tỉnh Khánh Hòa Rong Nho có tốc ñộ phát triển nhanh, mỗi ñợt nuôi từ 20 ñến 30 ngày là cho thu hoạch nên rất thuận lợi trong kinh doanh Do ñây là loại rong có giá trị kinh tế cao dễ trồng nên trong tương lai sẽ ñược trồng rỗng rãi tại các vùng ven biển nước ta

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của rong Nho

Rong Nho biển là thức ăn ngon, bổ dưỡng, trang trí ñẹp trên những món ăn khác và ñặc biệt chúng hỗ trợ chữa một số bệnh như bệnh huyết áp, bệnh tiểu ñường, bệnh ñường ruột, bướu cổ… Rong Nho biển ñược ăn như một loại rau trong

các món lẩu, có thể nấu canh hoặc ăn như rau sống hay rau gia vị Phần thân non giòn có thể làm các món gỏi giống như các loại rong biển khác Chất Caulerparine trong rong này có tác dụng kích thích ăn ngon miệng

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của rong Nho

Hàm lượng 94,82% 17,35 µg/g 1,76 µg/g 1,47%

Hiện nay người ta dùng rong Nho biển như một loại mỹ phẩm tự nhiên, khi ñắp lên mặt hoặc toàn thân sẽ có tác dụng tẩy tế bào chết, làm sạch bề mặt da và lỗ chân lông, cung cấp Vitamin làm cho da mịn và trắng tự nhiên Chất Caulerparine còn có tác dụng gây tê nhẹ làm phục hồi sức khoẻ nhanh chóng sau những chuyến

ñi dài hoặc tập luyện thể thao [8]

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY

1.2.1 Lý thuyết về quá trình sấy

Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm ñơn giản, an toàn và dễ sử dụng, nó làm giảm ñộ ẩm của thực phẩm ñến mức cần thiết, do ñó vi khuẩn, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt ñộng ñược Sấy cũng làm giảm hoạt ñộ của các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm

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 ñổi nhiệt và trao ñổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy Qúa trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra ñồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau [2] [3]

1.2.1.1 ðặc ñiểm quá trình sấy

ðặc ñiểm của quá trình sấy ñối với vật thể có ñộ ẩm tương ñối cao, nhiệt ñộ sấy và tốc ñộ sấy chuyển ñộng của không khí không quá lớn xảy ra theo ba giai ñoạn ñó là giai ñoạn làm nóng vật, giai ñoạn sấy tốc ñộ không ñổi, giai ñoạn tốc ñộ sấy giảm dần ðối với các trường hợp sấy với ñiều kiện khác thì quá trình sấy cũng xảy ra ba giai ñoạn nhưng các giai ñoạn có thể ñan xen khó phân biệt hơn

Giai ñoạn làm nóng vật

Giai ñoạn này bắt ñầu từ khi ñưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt ñộ vật ñạt ñược bằng nhiệt ñộ kế ước Trong quá trình sấy này toàn bộ vật ñược gia nhiệt Ẩm lỏng trong vật ñược gia nhiệt cho ñến khi ñạt ñược nhiệt ñộ sôi ứng với phần áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy Do ñược làm nóng nên ñộ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt ñộ của vật thì tăng dần cho ñến khi bằng nhiệt ñộ kế ước Tuy vậy, sự tăng nhiệt ñộ trong quá trình xảy ra không ñều ở phần ngoài và phần trong vật Vùng trong vật ñạt ñến nhiệt ñộ kế ước chậm hơn ðối với vật dễ sấy thì giai ñoạn này làm nóng vật xảy ra nhanh

Giai ñoạn sấy tốc ñộ không ñổi

Kết thúc giai ñoạn gia nhiệt, nhiệt ñộ vật bằng nhiệt ñộ kế ước Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hoá hơi còn nhiệt ñộ của vật giữ không ñổi nên nhiệt cung cấp chỉ ñể làm hóa hơi Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật ñể hóa hơi Do nhiệt ñộ không khí nóng không ñổi, nhiệt ñộ vật cũng không ñổi nên chênh lệch nhiệt ñộ giữa vật và môi trường cũng không ñổi ðiều này làm cho tốc ñộ giảm của ñộ chứa ẩm vật theo thời gian cũng không ñổi, có nghĩa là tốc ñộ sấy không ñổi

Giai ñoạn sấy tốc ñộ giảm dần

Kết thúc giai ñoạn sấy tốc ñộ không ñổi ẩm tự do ñã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết Năng lượng ñể bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và càng tăng lên khi ñộ ẩm của vật càng nhỏ Do vậy tốc ñộ bay hơi ẩm trong giai ñoạn này nhỏ hơn giai ñoạn sấy tốc ñộ không ñổi có nghĩa là tốc ñộ sấy trong giai ñoạn này nhỏ hơn và càng giảm ñi theo thời gian sấy Quá trình sấy càng tiếp diễn, ñộ ẩm của vật càng giảm, tốc ñộ sấy cũng giảm cho ñến khi ñộ ẩm của vật bằng ñộ ẩm cân bằng với ñiều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy thì quá trình thoát ẩm của vật ngưng lại, có nghĩa là tốc ñộ sấy bằng không

1.2.1.2 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu

Dưới sự ảnh hưởng của các nhân tố lý học như: hấp thụ nhiệt, khuếch tán , bay hơi,…làm nước trong vật liệu tách ra ngoài, ñây là một quá trình rất phức tạp gọi là làm khô Sự khuếch tán của nước từ nguyên liệu ra môi trường có 2 quá trình:

Quá trình khuếch tán ngoại

Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí Lượng nước bay hơi vào trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện ñược dưới ñiều kiện áp suất hơi nước bão hoà trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí [6]

Quá trình khuếch tán nội

Do sự chênh lệch ñộ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển ñộng của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác ñể tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội ðộng lực của quá trình khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch ñộ ẩm giữa các lớp trong và ngoài, nếu sự chênh lệch càng lớn tức là gradien ñộ ẩm càng lớn thì tốc

ñộ khuếch tán nội càng nhanh [6]

Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tức

là khi khuếch tán ngoại ñược tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể ñược tiếp tục

và như thế ñộ ẩm nguyên liệu mới ñược giảm dần Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bốc hơi sẽ nhanh hơn, nhưng ñiều này rất khó xảy ra Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuếch tán ngoại Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián ñoạn Trong quá trình làm khô, ở giai ñoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự chênh lệch về ñộ ẩm càng lớn Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại, do ñó tốc ñộ làm khô sẽ nhanh Nhưng ở giai ñoạn cuối thì lượng nước trong còn lại trong nguyên liệu ít, tốc ñộ bay hơi ở mặt ngoài nhanh mà tốc ñộ khuếch tán nội chậm, vì vậy tốc ñộ khô ở mặt ngoài nhanh tạo thành một màng

cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá trình khuếch tán nội Do ñó ảnh hưởng ñến quá

trình làm khô nguyên liệu [2] [6]

1.2.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tốc ñộ sấy

Ảnh hưởng của nhiệt ñộ không khí

Trong các ñiều kiện khác nhau không ñổi như ñộ ẩm không khí, tốc ñộ gió…,việc nâng cao nhiệt ñộ sẽ làm tăng nhanh tốc ñộ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt ñộ cũng ở giới hạn cho phép

vì nhiệt ñộ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn ñến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và tạo thành màng cứng ở lớp bề ngoài Nhưng với nhiệt ñộ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn ñến sự thối rữa, huỷ hoại nguyên liệu Nhiệt ñộ sấy thích hợp ñược xác ñịnh phụ thuộc vào nguyên liệu béo hay gầy, kết cấu tổ chức của cơ thịt và ñối với các nhân tố khác ðối với nguyên liệu gầy người ta làm khô ở nhiệt ñộ cao hơn nguyên liệu béo Khi sấy ở những nhiệt ñộ khác nhau thì nguyên liệu có những biến ñổi khác nhau ví dụ: nhiệt ñộ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 600C thì protein bị biến tính, nếu trên

cao phân tử có chứa nitơ và không chứa nitơ, màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ Nếu nhiệt ñộ 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

Trong quá trình làm khô tiến triển, khi sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc ñộ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc ñộ khuếch tán nội chậm sẽ dẫn ñến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng ñến quá trình làm khô

Ảnh hưởng của tốc ñộ chuyển ñộng không khí

Tốc ñộ chuyển ñộng của không khí có ảnh hưởng lớn ñến quá trình sấy, tốc

ñộ gió quá lớn hoặc quá nhỏ ñều không có lợi cho quá trình sấy Vì vậy, tốc ñộ chuyển ñộng của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu ñể cân bằng quá trình sấy, còn tốc ñộ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại, dẫn ñến

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 ñộ gió thích hợp, nhất là giai ñoạn ñầu của quá trình làm khô

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn ñến quá trình làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc ñộ làm khô rất nhanh Nếu hướng gió thổi tới

góc với nguyên liệu thì tốc ñộ làm khô rất chậm

Ảnh hưởng của ñộ ẩm tương ñối của không khí

ðộ ẩm tương ñối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết ñịnh ñến quá trình làm khô, ñộ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại Các nhà Bác học Liên Xô cũ và các nước trên thế giới ñã chứng minh là: ñộ ẩm tương ñối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn ñộ ẩm tương ñối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại và bắt ñầu hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại

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

Làm khô trong ñiều kiện tự nhiên khó ñạt ñược ñộ ẩm tương ñối của không khí 50% ñến 60% do nước ta có khí hậu nhiệt ñới thường có ñộ ẩm cao Do ñó, một trong những phương pháp ñể làm giảm ñộ ẩm của không khí có thể tiến hành làm lạnh cho hơi nước ngưng tụ lại, ñồng thời hàm ẩm tuyệt ñối của không khí dưới ñiểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, ñồng thời hàm ẩm tuyệt ñối của không khí cũng ñược hạ thấp Như vậy, ñể làm khô không khí người ta thường áp dụng phương pháp làm lạnh

1.2.1.4 Một số phương pháp sấy

a Sấy khô tự nhiên

Là phương pháp sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên ñể phơi khô sản phẩm, ñây là phương pháp ñơn giản, rẻ tiền nhất hiện nay

+ Ưu ñiểm của phương pháp:

- Không tốn nhiên liệu, năng lượng

- Thiết bị phơi ñơn giản, chi phí ñầu tư thấp

- ðơn giản về mặt công nghệ, có thể áp dụng ở quy mô hộ gia ñình cũng như trong các xí nghiệp chế biến thuỷ sản

+ Nhược ñiểm của phương pháp:

- Thời gian phơi kéo dài, thường làm giảm chất lượng sản phẩm

- Phụ thuộc nhiều vào ñiều kiện thời tiết nên không chủ ñộng ñược trong quá trình sản xuất

- Không ñảm bảo về mặt vệ sinh, dễ nhiễm vi sinh, tạp chất

- Nhiệt ñộ không ổn ñịnh nên sản phẩm sấy khô không ñược ñồng ñều [2]

b Sấy tiếp xúc

Theo phương pháp này cho vật liệu sấy tiếp xúc với bề mặt ñược ñun nóng,

nó sẽ làm nóng và sấy khô vật liệu

+ Sấy ở áp suất thường

Phương pháp này sử dụng áp suất thường ñể sấy khô nguyên liệu

+ Sấy ở áp suất chân không

Sấy khô ở ñiều kiện chân không là một trong những phương pháp tiên tiến nhất trong công nghiệp sấy khô hiện nay, phương pháp sấy này có thể ñảm bảo ñược phẩm chất của sản phẩm tốt

Sấy khô ở áp suất chân không dụa trên nguyên lý:dưới ñộ chân không thấp nhiệt ñộ bốc hơi của nước trong nguyên liệu sẽ thấp hoặc nếu ñộ chân không rất thấp, thì nước sẽ ñông kết và thăng hoa ở nhiệt ñộ rất thấp, do ñó quá trình sấy khô ñược nhanh và chất lượng sản phẩm sẽ tốt

Phương pháp sấy khô ở ñiều kiện chân không có 2 cách sau:

- Sấy khô bằng chân không ở nhiệt ñộ thường ( 0 – 60 0 C)

Cơ sở lý luận của phương pháp này là khi giảm áp lực xuống thì ñiểm sôi của chất lỏng hạ xuống

Tủ sấy khô chân không có nhiều loại như: kiểu thùng quay, kiểu bàn (thích hợp cho nguyên liệu thể xốp hoặc bán keo xốp), tủ sấy kiểu tiếp xúc

- Sấy khô bằng chân không ở nhiệt ñộ thấp dưới 0 0 C

Phương pháp này dựa trên cơ sở dưới ñiều kiện nhiệt ñộ thấp, nước ở trong nguyên liệu bị ñông kết lại và trực tiếp thăng hoa từ thể ñặc sang thể hơi mà không qua thể lỏng

c Sấy ñối lưu

Cho không khí nóng tiếp xúc với vật liệu sấy nó sẽ làm nóng và sấy khô vật liệu ðây là phương pháp sấy phổ biến và ñược ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất

+ Ưu ñiểm:

- Cấu tạo ñơn giản

- Nhiệt ñộ sấy tương ñối ñồng ñều

Ưu ñiểm của phương pháp này là vật liệu sấy luôn bị xáo trộn do ñó chất lượng sấy ñược ñồng ñều, thời gian sấy nhanh

Phương pháp này thường ứng dụng ñể sấy nguyên liệu ở dạng hạt

e Sấy chân không thăng hoa

ðây là một phương pháp sấy hiện ñại, ñược ứng dụng trong công nghiệp ñể sấy các vật liệu có giá trị cao, các loại nguyên liệu ở thể keo và keo xốp khó sấy Vì thiết bị sấy khô bằng chân không thăng hoa rất phức tạp yêu cầu kỹ thuật cao, tính kinh tế còn thấp cho nên chưa ñược áp dụng rộng rãi

+ Ưu ñiểm:

- Quá trình sấy xảy ra ở nhiệt ñộ thấp, do ñó chất lượng sấy là tốt nhất trong tất cả các phương pháp sấy

- Màu sắc kích thước của sản phẩm sau khi sấy gần như ñược giữ nguyên so với lúc ban ñầu

- Tính chất vật liệu sấy ít bị thay ñổi

+ Nhược ñiểm:

- Thiết bị kồng kềnh, phức tạp

- Chi phí giá thành cao

- Yêu cầu về kỹ thuật cao

1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

1.2.2.1 Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại

a Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại

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

thay ñổi trường nhiệt ñộ

Tia hồng ngoại có bước sóng 0,76 ÷ 340µm phát ra tia bức xạ mà vật liệu ẩm

có khả năng hấp thụ nhiều, nhưng việc chọn nguồn bức xạ ñể sấy cần liên hệ ñến ñặc tính quang phổ của vật liệu sấy và các yếu cầu công nghệ xử lý vật liệu

Khi vật liệu quá ẩm thì khả năng phản xạ của các tia có thể mạnh hơn khả năng hấp thụ thì phải thay ñổi khoảng cách bước sóng cho thích hợp

Nhiệt ñộ của vật phát có thể tính theo công thức:

T =

max

2886

λ Dựa vào λmax có thể tính ñược khoảng cách bước sóng cần thiết dùng ñể sấy

Vật phát xạ là thạch anh: λ1 = 0,5 λmax; λ2 = 4,3 λmaxVật phát xạ là dây wonfram: λ1 = 0,52 λmax; λ2 = 4,27– 6,2 10-4T Nếu sử dụng ñèn hồng ngoại có công suất 250W thì thấy nhiệt ñộ sát bóng có thể ñạt 163 ÷ 1650C, khi ñó:

λmax =

273 164

2886

Bước sóng mà ñèn hồng ngoại phát ra:

λ1 = 0,5 λmax = 0,52 6,6 = 3,43 µm

λ2 = 4,27 – 6,2 10-4 ( 164 + 273) = 4 µm

Qua thực nghiệm cho thấy các tia hồng ngoại có bước sóng λ = 3 ÷ 12µm thì cho khả năng hấp thụ vật liệu ẩm là lớn nhất[3]

b Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại

ðốt nóng bằng bức xạ hồng ngoại là sự truyền nhiệt năng theo dạng của sóng ñiện từ Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào một ñối tượng nào ñó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ lại với một bước sóng khác, khi ñối tượng hấp thụ bức xạ thì nó sẽ nóng lên

Nhiệt ñộ bức xạ hồng ngoại theo dõi thay ñổi theo hiệu quả phát bức xạ của nguồn, bước sóng và tính phản xạ của ñối tượng, nhờ vào ñặc tính này mà người ta

có thể sử dụng nhiệt bức xạ có hiệu quả hơn trong những ứng dụng nhất ñịnh Hiệu quả phát bức xạ phụ thuộc và 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, còn có một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng ñến hiệu suất phát xạ Một yếu tố nữa là giá trị phát xạ của nguồn dựa vào mức ñộ ñen của vật “vật ñen tuyệt ñối” có mức phát xạ là 1.0, nếu vật phát

xạ là gốm thì có thể ñạt 0.9

Trong phổ ñiện từ vùng hồng ngoại ñược chia thành 3 khoảng bước sóng khác nhau là: sóng ngắn, sóng trung và sóng dài

Sóng trung (trung bình) từ 2÷ 4 µm tương ứng với nhiệt ñộ 2150 ÷ 8450F Sóng dài (xa) từ 4 ÷ 1000 µm tương ứng với nhiệt ñộ 845- 320F

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

thì ña số các vật liệu sẽ bị ñốt nóng và khô ñi vì sự hấp thụ ñạt ñến cực ñại

Bước sóng tỷ lệ nghịch với nhiệt ñộ tức là bước sóng càng dài thì nhiệt ñộ càng thấp

c Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại

Vật liệu sấy khô trong công nghiệp thực phẩm thường ñược cấu tạo chủ yếu bởi các 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 nhất ñịnh, chất hữu cơ sẽ trở thành “vật trong suốt” không hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại mà nước sẽ trở thành “vật ñen” hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại tối ña Do ñó khi chiếu hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng 2,3- 3,5µm tương ứng với bước sóng mà nước có thể hấp thụ tối ña năng lượng bức xạ Kết quả là các phân tử nước sẽ dao ñộng mạnh tạo ma sát và sinh nhiệt rất lớn

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

ly thành ion H+ và OH- nên làm cho ẩm trong vật liệu sấy thoát ra rất nhanh Lúc này, chiều chuyển ñộng của dòng ẩm trùng với chiều chuyển ñộng của dòng nhiệt (

từ trong vật liệu sấy ñi ra ngoài bề mặt) làm tăng quá trình khuếch tán nội, ñiều này trái ngược hẳn với các phương pháp gia nhiệt thông thường là dòng nhiệt di chuyển

từ bề mặt vật liệu vào trong tâm vật liệu, còn ẩm thì di chuyển từ trong vật liệu ra ngoài bề mặt

Người ta chứng minh ñược rằng, dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại có tần

số tương ứng với tần số dao ñộng riêng của liên kết hóa học, các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: -OH, -COOH,…sẽ tác dụng trực tiếp ñến liên kết hóa học tạo ra sự cộng hưởng làm ñứt các liên kết hóa học Kết quả là luôn tăng nhanh vận tốc phản ứng và quá trình sấy

+ Ưu ñiểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại:

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới và có những ưu ñiểm sau:

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

- Màu sắc, mùi vị, các vitamin ñược ñảm 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 ñộc

- Công nghệ sấy bức xạ gốm hồng ngoại có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn và tính thiết thực cao, ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, sấy các loại hạt, rau quả, hạt giống ñể bảo quản và gieo trồng Nhất là trong lĩnh vực chế biến thủy sản công nghệ sấy này ñược ứng dụng ñể sấy cá, mực, tôm và các sản phẩm thủy sản có giá trị cao khác Trong y học sử dụng công nghệ này sấy các ñối tượng sinh học quan trọng như enzyme, mô ñộng thực vật, máu, protein ñảm bảo ñược tính chất, sản phẩm ñạt chất lượng vệ sinh cao

- Gradien nhiệt ñộ và ñộ ẩm ở lớp sát bề mặt là cùng chiều, do ñó tăng cường tốc ñộ khuếch tán nội dẫn tới tốc ñộ sấy tăng, tránh ñược quá nhiệt cục bộ và làm khô bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy

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

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

+ Nhược ñiểm:

Tuy nhiên nhiệt bức xạ hồng ngoại có nhược ñiểm là khả năng xuyên thấu kém 7-30mm 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 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

1.2.2.2 Sấy ñối lưu lạnh

a Khái niệm sấy lạnh

Sấy lạnh là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng cách dùng không khí lạnh ñã qua dàn lạnh có ñộ ẩm thấp hơn nhưng không gia tăng nhiệt ñộ của tác nhân sấy

b Nguyên lý sấy ựối lưu lạnh

Không khắ ựược làm lạnh xuống dưới nhiệt ựộ ựiểm ựọng sương ựể ngưng tụ

ẩm Sau ựó ựược nung nóng ựể giảm ựộ ẩm tương ựối và nhiệt ựộ không cao ựể tránh biến tắnh sản phẩm thông qua các thanh ựiện trở Sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khắ lại ựược tuần hoàn về dàn lạnh ựể tách ẩm và tiếp tục các bước trên

c Các ưu ựiểm và hạn chế của sấy lạnh

- Giá thành ựầu tư ban ựầu lớn do giá thành thiết bị cao

- đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên ( máy nén, lọc môi chất cho hệ thống máy lạnh)

1.2.2.3 Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

a Mục ựắch của sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Mỗi phương pháp sấy có một ưu ựiểm vượt trội Chắnh vì thế tận dụng kết hợp

cả hai phương pháp ựể làm tăng nhanh tốc ựộ khuếch tán nội, khuếch tán ngoại do

ựó tăng tốc ựộ sấy giảm ựược thời gian sấy đặc biệt là ựiều này rất có ý nghĩa khi sấy các sản phẩm có nguồn gốc từ thủy sản, giảm ựược nhiệt ựộ sản phẩm do ựó tránh biến tắnh sản phẩm và giữ ựược màu sắc, mùi vị, khả năng phục hồi lại khá tốt

b Thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Hình 1.2:Tủ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Nguyên lý hoạt ựộng của sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Không khắ ựi qua dàn lạnh ựược làm lạnh tách ẩm, nước ngưng tụ ựược thải ra ngoài Không khắ trước khi ựược quạt ly tâm thổi vào tủ ựược nung nóng sơ bộ nhờ dàn nóng ựể không khắ giảm ựi ựộ ẩm Sau ựó không khắ ựược thổi vào tử sấy tại ựây không khắ tiếp tục nhận nhiệt từ bức xạ ựèn hồng ngoại và nóng lên làm ựộ ẩm tương ựối giảm ựi Không khắ có ựộ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy ựể lấy ẩm ựi Còn bức xạ từ ựèn hồng ngoại chiếu lên sản phẩm ựể nung nóng nước trong sản

đèn hồng ngoại Bảng ựiều

khiển Quạt hút

Không khắ khô

phẩm, nước dịch chuyển ra bề mặt sản phẩm, hóa hơi và ñược không khí mang ñi Không khí sau khi nhận ẩm từ nguyên liệu ñược quạt ở trên hút ra ngoài

1.2.3 Những biến ñổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô

1.2.3.1 Những biến ñổi cảm quan

Biến ñổi về khối lượng và thể tích: Khi làm khô do nước trong nguyên liệu

mất ñi cho nên khối lượng giảm, thể tích bị co rút lại Sự giảm khối lượng và thể tích của nguyên liệu ñúng ra bằng khối lượng và thể tích của nước mất ñi nhưng thực tế lại nhỏ hơn Nguyên nhân là do quá trình làm khô sản phẩm bị oxy hóa làm cho khối lượng có tăng lên chút ít ñồng thời tổ chức cơ thịt cá là thể keo xốp cho nên khi nước mất ñi, các khoảng trống của mô cơ vẫn tồn tại hoặc chỉ co rút phần nào nên thể tích co rút nhỏ hơn thể tích nước mất ñi

Biến ñổi về màu sắc: Trong quá trình làm khô màu sắc, mùi vị của sản phẩm

bị biến ñổi nhiều so với nguyên liệu ban ñầu Nguyên nhân là do mất nước làm nồng ñộ sắc tố trên một ñơn vị thể tích tăng lên dẫn ñến sản phẩm có màu sẫm hơn ðồng thời nếu chế ñộ làm khô không hợp lý như nhiệt ñộ quá cao, lipid bị oxy hóa làm sản phẩm có màu sẫm, mùi ối khét khó chịu Vì vậy phải chọn chế ñộ làm khô hợp lý sản phẩm có màu ñẹp, mùi thơn

Biến ñổi trạng thái, tổ chức cơ thịt của nguyên liệu: Trong quá trình làm khô

do mất nước nên kết cấu tổ chức cơ thịt chặt chẽ hơn, khi ăn có cảm giác dai hơn, cứng hơn Sự biến ñổi kết cấu cơ thịt phụ thuộc vào phương pháp làm khô

Nếu sấy ở ñiều kiện áp lực thường thì quá trình làm khô chậm, tổ chức cơ thịt

co rút nhiều, khả năng phục hồi trạng thái ban ñầu kém Ngược lại khi sấy ở ñiều kiện chân không ñặc biệt là sấy chân không thăng hoa thì cấu trúc của cơ thịt ít bị biến ñổi, mức ñộ hút nước của sản phẩm tốt Vì vậy nó có khả năng phụ hồi lại gần như trạng thái ban ñầu

Lipase Nước

1.2.3.2 Những biến ñổi về hóa học

Sự thủy phân và oxy hóa lipid

- Sự thủy phân lipid: Trong quá trình làm khô ñặc biệt là ở giai ñoạn ñầu có thể xảy ra quá trình thủy phân lipid tạo thành glyceril và acid béo làm giảm chất lượng sản phẩm

Triglycerid Glyceril + acid béo

- Oxy hóa lipid: Trong quá trình làm khô các acid béo, ñặc biệt là các acid béo không no dễ bị hóa tạo thành các sản phẩm trung gian như: peroxyd, hydroperoxyd, rồi tạo ra aldehyd, cetol…làm cho sản phẩm có mùi ôi khét khó chịu

và có màu sẫm tối Mức ñộ oxy hóa lipid phụ thuộc vào phương pháp làm khô, nhiệt ñộ, thời gian làm khô và bản thân nguyên liệu

Sự ñông ñặc và biến tính của protein

Khi làm khô ở áp lực thường, sự ñông ñặc và biến tính của protein phụ thuộc vào nguyên liệu Nếu nguyên liệu ñã ñược gia nhiệt thì protein ít bị biến ñổi vì nó

ñã biến ñổi từ trước ðối với nguyên liệu ướp muối nếu ñiều kiện làm khô không tốt thì protein bị biến ñổi nhiều ðặc biệt ñối với nguyên liệu tươi chưa qua xử lý nhiệt hoặc chưa ướp muối

Protein ở trong nguyên liệu tồn tại chủ yếu ở hai dạng: myozin và myozen Nhiệt ñộ ñông ñặc của chúng là 55-600C Khi làm khô ở ñiều kiện thường các protein này bị ñông ñặc chuyển từ trạng thái có tình ñàn hồi sang trạng thái keo kết tủa làm mất tính ñàn hồi của cơ thịt

Biến ñổi thành phẩm chất ngấm ra

Chất ngấm ra trong quá trình làm khô biến ñổi rất nhiều, ñặc biệt là ñối với nguyên liệu còn tươi Sự biến ñổi của chất ngấm ra sẽ tạo nên mùi vị ñặc trưng cho sản phẩm khô Vì vậy làm khô nhanh chóng là biện pháp tích cực làm giảm bớt tổn thất của chất ngấm ra

1.3. TỔNG QUAN MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ðẾN ðỀ TÀI

1.3.1 Các nghiên cứu ngoài nước

Rong Nho hiện nay chủ yếu ñược sử dụng như một loại rau xanh có giá trị dinh dưỡng cao Hiện nay rong Nho biển chủ yếu ñược trồng ở Philippin, Thái Lan, Nhật Bản và Việt Nam do ñó các nghiên cứu về loại rong này cũng chủ yếu ñược tiến hành ở các nước trên Tuy nhiên các nghiên cứu về rong Nho chủ yếu chỉ mới xoay quanh việc tìm ra các phương pháp nuôi trồng và mở rộng diện tích cây này Các nhà khoa học ở Nhật Bản và Philippin ñã tiến hành một số nghiên cứu về bảo quản rong Nho trong các túi PE nhưng thời gian bảo quản cũng chỉ kéo dài trong khoảng 7 – 10 ngày, các nhà khoa học tại các nước này cũng ñã nghiên cứu sản phẩm rong Nho muối, thời gian bảo quản có thể lên tới 2-3 tháng

Việc nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới vào sấy khô các sản phẩm thực phẩm ñã ñược một số trường ñại học và viện nghiên cứu triển khai nhiều năm qua và ñã thu ñược nhiều thành tựu Strommen, Krammer (1994), viện công nghệ

Na Uy ñã nghiên cứu sấy cá bằng bơm nhiệt Kết quả thu ñược cho thấy chất lượng cao của sản phẩm sấy ñã nêu bật ưu ñiểm của sấy bằng bơm nhiệt và việc kiểm soát nhiệt ñộ làm cho máy sấy có khả năng ñiều chỉnh các ñặc tính của sản phẩm như ñộ xốp, tốc ñộ sấy ñộ bền, kết cấu và màu sắc Trygve Eikevik và Ingvald Strommen (2001), ñã nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sấy lạnh ( sấy bằng bơm nhiệt) ñến protein hòa tan của cá tuyết Kết quả thu ñược cho thấy rằng phương pháp sấy lạnh rất phù hợp với quá trình sản xuất protein hòa tan khô, ñặc biệt ta có thể kiểm soát ñược 3 tính chất quan trọng của protein là chiều dài phân tử, màu sắc và ñộ ẩm

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước

Cây rong Nho chỉ mới ñược du nhập và trồng ở Việt Nam trong vài năm trở lại ñây Chính vì vậy các nghên cứu trong nước về ñối tượng này vẫn còn rất hạn chế chủ yếu chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu các mô hình nuôi trồng thích hợp

với môi trường Việt Nam Hiện nay viện Hải dương học Nha Trang ñã nuôi trồng

thành công giống rong Nho này Theo kết quả nghiên cứu của viện Hải dương học Nha Trang thì sau 2 tháng nuôi trồng, rong Nho có thể thu hoạch

Ở công ty TNHH Trắ Tắn, kĩ sư Lê Bền và các cộng sự của mình ựã thành công với ựề tài nghiên cứu khoa học ỘCải tiến phương pháp trồng rong Nho cho năng suất cao và chất lượng tốtỢ đề tài ựã ựạt giải khuyến khắch tại Hội thi Sáng tạo KH-KT toàn quốc lần thứ 9 (2006 - 2007) Ở ựây rong Nho ựược trồng theo phương pháp trồng kê sàn có lưới che Theo phương pháp này, rong ựược trồng trong những khay nhựa, lót ni lông có chứa mùn cát dinh dưỡng Sau ựó, các khay giống ựược kê trên kệ, sạp ựóng bằng tre, gỗ, hoặc xếp bằng gạch, ựá nằm chìm dưới ựáy ựìa; dùng lưới che hoa lan tạo mái che di ựộng ựể chủ ựộng ựiều tiết ánh sáng, nhiệt ựộ của nước biển; kết hợp với guồng ựập tạo dòng chảy, tăng lượng oxy Nhờ thế, rong có ựiều kiện hấp thu chất dinh dưỡng trong khay, mà không lẫn với tạp chất từ ựáy ao

hồ, ựồng thời lưới che di ựộng có tác dụng khắc phục ựược khắ hậu nắng nóng ở Việt Nam Mặt khác, với cách làm này, việc thu hoạch rong thuận tiện hơn, chi phắ ựầu tư thấp nên sản phẩm có tắnh cạnh tranh cao[9]

Tại Bình Thuận một số công ty ựã thành công với mô hình trồng rong nho trong các

bể xi măng Với phương pháp này có thể tránh ựược các tác ựộng từ môi trường bên ngoài, kiểm soát ựược môi trường nuôi trồng và dinh dưỡng

Việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh vào sấy khô các sản phẩm thực phẩm ựã ựược thực hiện khá nhiều ở Việt Nam

đỗ Ngọc Thao (2008) ựã nghiên cứu chế ựộ sấy tối ưu cho sản phẩm cá Ngân khô tẩm gia vị Kết quả thu ựược là rất tốt, ựã cho thấy tắnh ưu việt của phương pháp này so với làm khô bằng phương pháp phơi nắng

Ngô đăng Nghĩa và đào Trọng Hiếu (2005) ựã nghiên cứu chế ựộ sấy tối ưu cho sản phẩm cá cơm khô bằng phương pháp sấy kết hợp hồng ngoại và bơm nhiệt Kết quả thu ựược là rất tốt, thời gian sấy giảm ựi rất nhiều (4 giờ) Qua kết quả thu ựược ựã cho thấy tắnh ưu việt của phương pháp này so với làm khô bằng phương pháp phơi nắng

Ngô ðăng Nghĩa và các cộng sự (2004) ñã nghiên cứu ứng dụng sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh bước ñầu thử nghiệm trên một số sản phẩm như sấy mực Kết quả thu ñược rất tốt, ñặc biệt về mặt chất lượng cảm quan của sản phẩm,

an toàn về mặt vi sinh ñồng thời rút ngắn ñược thời gian sấy rất nhiều

Tuy vậy nhưng ñề tài nghiên cứu thử nghiệm sản xuất sản phẩm rong Nho khô bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh là một ñề tài mới chưa ñược tiến hành ở Việt Nam cũng như trên thế giới

PHẦN II: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

ðối tượng ñược nghiên cứu ở ñây là rong Nho biển có tên khoa học là

2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu chọn nồng ñộ nước muối trong nước rửa

- Nghiên cứu chọn chế ñộ sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và vận tốc gió ñến sự biến ñổi khối lượng, ñộ ẩm và chất lượng cảm quan của sản phẩm

- So sánh chất lượng sản phẩm sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh và sấy tự nhiên

- Tính ñịnh mức nguyên liệu và sơ bộ hạch toán chi phí thực nghiệm

- Quy trình sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh ñề xuất

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Quy trình nghiên cứu dự kiến sản xuất sản phẩm rong Nho sấy khô

2.3.1.1 Sơ ñồ quy trình

Dựa vào ñặc ñiểm, thành phần hóa học của rong Nho và sau khi tham khảo một số tài liệu, quy trình sản xuất sản phẩm về các sản phẩm sấy tôi ñưa ra quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm rong Nho sấy khô như sau:

Hình 2.2: Sơ ñồ quy trình nghiên cứu dự kiến sản xuất

sản phẩm rong Nho sấy khô

Rửa sạch

Xử lý cơ học Nguyên liệu

ðể ráo

Sấy khô

Bao gói

Bảo quản

2.3.1.2 Thuyết minh quy trình

d Sấy khô:

Rong Nho sau khi ñể ráo ñược ñặt trên các tấm lưới rồi ñem ñi sấy bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại Rong Nho ñược sấy ñến khi ñạt ñộ ẩm 12%

e Bao gói và bảo quản:

Sau khi sấy xong, sản phẩm ñược bao gói chân không trong túi PA với khối lượng tùy theo yêu cầu và ñược bảo quản tại nơi thoáng mát

2.3.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu

+ Tủ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh (thiết bị do bộ môn Kỹ thuật

lạnh trường ðại học Nha Trang thiết kế chế tạo)

+ Thiết bị ño tốc ñộ gió ñiện tử

+ Cân ñiện tử

+ Thiết bị xác ñịnh hoạt ñộ nước Hygrolab

+ Thiết bị ño màu CR-410 của hãng Konica Minolta

2.3.3 Phương pháp ñánh giá chất lượng sản phẩm

2.3.3.1 Xác ñịnh ñộ ẩm trong quá trình sấy

ðể xác ñịnh hàm lượng nước của nguyên liệu tôi dùng phương pháp sấy ñến

khối lượng không ñổi Hàm lượng nước của nguyên liệu ñược tính theo công thức sau:

XH2O= ( ) 100 (%)

1

2 1

G G

G G

−

−

Trong quá trình sấy ựộ ẩm của nguyên liệu giảm dần theo thời gian sấy, tiến hành sấy cho ựến khi ựộ ẩm ựạt ựến 18-20% thì dừng lại, ựể theo dõi sự biến ựổi ựộ

ẩm của sản phẩm theo thời gian sấy dùng phương pháp cân trọng lượng và áp dụng công thức thực nghiệm sau:

W2 = 100 -

2

) 1 100 ( 1

G

W

(%) Trong ựó: G1, G2: Trọng lượng của nguyên liệu trước và sau khi sấy (g)

2.3.3.2 Phương pháp ựánh giá cảm quan

đánh giá cảm quan là kĩ thuật sử dụng các cơ quan cảm giác của con người

ựể nhận biết, mô tả và ựịnh lượng các tắnh chất cảm quan của một sản phẩm như màu sắc, hình thái, mùi, vị và cấu trúc [7]

để ựánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm Rong nho sấy khô tôi sử dụng phương pháp cho ựiểm theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79) đây là phương pháp ựược sử dụng phổ biến ở nước ta và trên thế giới hiện nay Trong phương pháp này các kiểm nghiệm viên dựa vào nhận xét của mình ựối với sản phẩm ựể cho ựiểm theo một thang ựiểm thống nhất [5]

Trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79) dùng hệ 20 ựiểm chia làm 6 bậc: 0,1,2,3,4,5 điểm 5 là ựiểm cao nhất cho một chỉ tiêu

Dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam 3215-79 và dựa vào một số tài liệu tham khảo cùng với quá trình làm thí nghiệm, các chỉ tiêu ñánh giá chất lượng cảm quan sản rong Nho sấy khô ñược xây dựng và trình bày ở bảng 2.1:

Bảng 2.1:Bảng mô tả ñiểm cho sản phẩm rong Nho sấy khô

Chỉ tiêu ðiểm chưa có

màu có màu xanh rất giống tự nhiên

rất kém tự nhiên nước biển

Màu sắc

ñược mùi rất ñặc trưng của rong Nho

trưng của rong Nho

của rong Nho

nước mùi ñặc trưng của rong Nho kém

có mùi ñặc trưng của rong Nho

Mùi

4 Vị khá ñặc trưng của rong Nho tươi

4

Sản phẩm khô, rời, không bị gãy vỡ sau khi ngâm nước trương nở về trạng thái khá giống với hình dạng ban ñầu

3

Sản phẩm khô, rời, rất ít gãy vỡ, sau khi ngâm nước trương nở về trạng thái gần giống với hình dạng ban ñầu, có rất ít các hạt nho bị rơi khỏi thân

2

Sản phẩm khô, rời, ít bị gãy vỡ, sau khi ngâm nước trương nở ít giống với hình dạng ban ñầu, các hạt nho ít bị rơi khỏi thân

1

Sản phẩm khô, rời, bị gãy vỡ nhiều, khi ngâm nước khả năng trương nở kém, các hạt nho bị rơi khỏi thân rất nhiều

Trong thực tế các chỉ tiêu có mức ñộ quan trọng khác nhau, do ñó cần có một

hệ số quan trọng ñể biểu thị mức ñộ quan trọng Hệ số này ñược quy ñịnh cho từng loại sản phẩm cụ thể Tổng hệ số quan trọng là 4. Dựa vào quy ñịnh trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN3215-79) sản phẩm thực phẩm – phương pháp cho ñiểm

tiến hành chọn hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu như bảng 2.2:

Bảng 2.2: Bảng hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

rong Nho sấy khô:

Tôi tiến hành lập hội ñồng cảm quan gồm 5 kiểm nghiệm viên (KNV), các KNV là những người bình thường có khả năng ñánh giá khách quan và phân biệt các cảm giác tốt, có kiến thức về cảm quan và am hiểu về sản phẩm ñược ñánh giá Sau ñó dựa vào ñiểm của các KNV và tiêu chuẩn ñể ñánh giá cấp chất lượng của sản phẩm Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN3215-79) quy ñịnh các cấp chất lượng ñối với sản phẩm thực phẩm có ñiểm chung, và các ñiểm trung bình chưa có trọng

lượng ñối với một số chỉ tiêu tương ứng trong bảng 2.3

Tên chỉ tiêu Hệ số quan trọng

Bảng 2.3: Bảng quy ñịnh các cấp chất lượng cho sản phẩm thực phẩm theo

TCVN 3215-79

Cấp chất lượng ðiểm

chung

Yêu cầu về ñiểm trung bình chưa

có trọng lượng ñối với các chỉ tiêu

Giá trị về màu của sản phẩm sẽ ñược tính theo công thức:

*

* 3 , 0

*

*

L

a b

a

+

Ghi chú:

L*: là ñộ bóng (luminance) ñi từ 0 (màu ñen) ñến 100% (màu trắng)

a*: là ñại diện cho phạm vi của các trục Màu ñỏ (128) ñến màu xanh lá cây

(-128) thông qua trắng (0) nếu ñộ bóng là 100%

b* : ñại diện phạm vi của các trục Vàng (128) ñến xanh (-128) thông qua trắng (0) nếu ñộ bóng là 100%

2.3.3.4 Phương pháp xác ñịnh hoạt ñộ nước của sản phẩm

Giá trị thực phẩm, tính chất cảm quan cũng như khả năng bảo quản của thực phẩm

là do thành phần các chất hữu cơ và vô cơ trong chung quyết ñịnh Trong các thành phần ñó, nước có ảnh hưởng lớn hơn cả trong thực phẩm nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết Trên thực tế chỉ có nước tự do mới có ảnh hưởng tới khả năng bảo quản của thực phẩm Hàm lượng nước tự do trong thực phẩm mà vi sinh vật có thể sử dụng ñể phát triển ñược gọi là hoạt ñộ nước

Hoạt ñộ nước ñược tính bằng tỷ số áp suất hơi của dung dịch và dung môi (kí hiệu

aw):

aw =

0

P P

P: áp suất hơi của dung dịch

P 0 : áp suất hơi của dung môi

Cường ñộ hư hỏng của dạng sản phẩm này hay dạng sản phẩm khác là do một loạt các yếu tố bên trong và bên ngoài mà trước hết là do hoạt ñộ nước của sản phẩm quyết ñịnh Nhìn chung, với các sản phẩm có hoạt ñộ nước cao thì quá trình sinh học chiếm ưu thế Hoạt ñộ nước cũng có ảnh hưởng rất lớn ñến ñộ bền của một

số vitamin hòa tan trong nước Vitamin C tương ñối bền ở aw thấp, khi tăng aw thì

sự phân hủy vitamin C càng tăng nhanh Nói chung, ñể bảo quản ñược vitamin C trong các thực phẩm một thời gian dài thì thực phẩm phải ñược bảo quản ở nhiệt ñộ thấp và ở aw càng thấp càng tốt [1]

Sự thay ñổi của vi sinh vật có thể gây ảnh hưởng ñến chất lượng của thực phẩm hoặc là góp phần bảo quản thực phẩm hoặc là làm hỏng thực phẩm Sự phát

triển của vi sinh về dạng thức sẽ khác nhau ở vi khuẩn, nấm men và nấm mốc Chỉ

tiêu quan trọng nhất trong mối liên hệ với nước của từng vi sinh vật riêng biệt là aw tối thiểu ñể vi sinh vật phát triển ñược [4]

Hình 2.3: Giới hạn hoạt ñộ nước phát triển của các loại vi sinh vật

2.3.3.5 Phương pháp phân tích vi sinh

Chỉ tiêu vi sinh là một chỉ tiêu rất quan trọng ñể ñánh giá chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm Cũng giống như các sản phẩm rau quả sấy khô khác, sản phẩm Rong nho sấy khô cũng phải tuân theo các chỉ tiêu vi sinh theo quyết ñịnh 46/2007/Qð-BYT của Bộ Y tế

Bảng 2.4: Yêu cầu vi sinh ñối với các sản phẩm rau quả sấy khô theo