Xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến khô cá sặc rằn

  • Số trang: 65 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 22 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN THỊ NHƯ HẠ MSSV 2021477 XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN QUI TRÌNH CHẾ BIẾN KHÔ CÁ SẶC RẰN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ NGÀNH 08 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NGUYỄN VĂN MƯỜI Năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN QUI TRÌNH CHẾ BIẾN KHÔ CÁ SẶC RẰN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ NGÀNH: 08 CÁN Bộ HƯớNG DẫN CHủ TịCH HộI ĐồNG Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng TÁC GIả Trang 2 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 LUậN VĂN ĐÍNH KÈM THEO ĐÂY, VớI TựA Đề TÀI: “XÂY DựNG VÀ HOÀN THIệN QUY TRÌNH CHế BIếN KHÔ CÁ SặC RằN”; DO NGUYễN THị NHƯ Hạ THựC HIệN VÀ BÁO CÁO ĐÃ ĐƯợC HộI ĐồNG CHấM LUậN VĂN THÔNG QUA. Sinh viên thực hiện biện Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản Nguyễn Thị Như Hạ Cần Thơ, ngày tháng năm 2007 Chủ tịch hội đồng Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 3 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành gởi lời cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Mười và Cô Trần Thanh Trúc đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, truyền đạt cho em những kinh nghiệm vô cùng quý báu để em hoàn thành tốt đề tài. Qua đây, em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm, nhà trường, các cô trong thư viện khoa Nông nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, em gởi lời cảm ởn đến gia đình và toàn thể lớp Công nghệ thực phẩm K28 những người đã chia sẻ, khích lệ em rất nhiều trong suốt thời gian học tại trường. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 4 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 TÓM TẮT Đề tài được thực hiện với mục đích xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến khô cá sặc rằn có thời gian bảo quản dài, đồng thời đảm bảo được giá trị cảm quan bằng việc áp dụng phương pháp sấy tự nhiên (lều sấy) và tủ sấy. Nghiên cứu được tiến hành qua 3 thí nghiệm, gồm: - Khảo sát sự tiêu hao khối lượng nguyên liệu cá trong quá trình chế biến. - Xác định đường cong sấy và tốc độ sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 500C. - Xác định đường cong sấy và tốc độ sấy trong lều sấy. Kết quả nghiên cứu cho thấy, định mức tiêu hao khi sấy bằng lều sấy là 2,83 kg nguyên liệu / kg sản phẩm và đối với tủ sấy 2,58 kg nguyên liệu/ kg sản phẩm. Thiết lập được đường cong sấy đối với quá trình sấy bằng lều và tủ sấy, là phương trình tuân theo quy luật hàm số mũ (exponential curve). Thiết lập được mối tương quan giữa độ ẩm (CBK) với thời gian sấy và khối lượng khác nhau của các mẻ sấy, mô hình hóa thành phương trình quan hệ giúp dự đoán quá trình sấy tốt hơn. Kết quả nghiên cứu đưa ra kiến nghị về khối lượng thích hợp cho một mẻ sấy: đối với tủ sấy với thể tích 0,2 m3 là 2,5 kg và lều sấy với thể tích là 1m3 là 4 kg. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 5 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 MỤC LỤC CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................1 1.1 TỔNG QUAN ...................................................................................................1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU...............................................................................1 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU..................................................................3 2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CÁ SẶC RẰN.............................................4 2.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm.................................................................................4 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng ................................................................................4 2.2 QUÁ TRÌNH SẤY VÀ VIỆC CHẾ BIẾN KHÔ CÁ..........................................5 2.2.1 Nguyên lý chung...........................................................................................5 2.2.2 Các phương pháp sấy ..................................................................................11 2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẤY VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SẤY ....................................................................................................13 2.3.1 Nguyên liệu ................................................................................................13 2.3.2 Chế độ sấy ..................................................................................................13 2.3.3 Thiết bị .......................................................................................................14 2.4 SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU....................................................16 2.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................17 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................18 3.1 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ...........................................................................18 3.2 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .............................................................................18 3.3 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ......................................................................18 3.3.1 Dụng cụ ......................................................................................................18 3.3.2 Nguyên liệu ................................................................................................18 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................18 3.4.1 Phương pháp phân tích................................................................................18 3.4.2 Nội dung và bố trí thí nghiệm......................................................................18 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................23 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 6 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................35 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... …......38 PHỤ LỤC .......................................................................................................... vii Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 7 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Phân loại cá nguyên liệu theo khối lượng ................................................................ 4 Bảng 2: Thành phần cơ bản của cá sặc rằn ............................................................................ 5 Bảng 3: Thành phần của khô cá sặc rằn trên thị trường.......................................................... 5 Bảng 4: Kết quả hiệu suất thu hồi qua từng công đoạn và định mức sản phẩm khô cá sặc rằn đối với tủ sấy……………………………………………………. ......................... 24 Bảng 5: Kết quả hiệu suất thu hồi qua từng công đoạn và định mức sản phẩm khô cá sặc rằn đối với lều sấy...................................................................................................... 24 Bảng 6: Thời gian sấy trung bình, tốc độ sấy trung bình với các khối lượng mẻ sấy khác nhau khi sấy bằng tủ sấy…………………………………. ............................ 27 Bảng 7: Thời gian sấy trung bình, tốc độ sấy trung bình với các khối lượng mẻ sấy khác nhau khi sấy bằng lều sấy ......................................... 31 Bảng 8: Những tiêu chuẩn đánh giá cảm quan của cá khô .................................................... ix Bảng 9: Sự thay đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo thời gian đối với tủ sấy ...................................... x Bảng 10: Sự thay đổi độ ẩm, tốc độ sấy theo thời gian đối với lều sấy.................................. xi Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 8 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1: Cá sặc rằn với một số kích cở khác nhau .................................................................. 4 Hình 2: Mô hình quá trình sấy............................................................................................... 6 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị sấy bằng không khí ....................................... 7 Hình 4: Mô hình đường đẳng nhiệt hấp thu .......................................................................... 8 Hình 5: Sơ đồ làm việc của quá trình sấy bằng không khí...................................................... 9 Hình 6: Lều sấy................................................................................................................... 15 Hình 7: Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu ..................................................................................... 15 Hình 8: Qui trình tổng quát chế biến khô cá sặc rằn............................................................. 19 Hình 9: Sơ đồ khối các công đoạn thu hồi ........................................................................... 23 Hình 10: Đồ thị biểu diễn sự hao hụt khối lượng đối với tủ sấy (i’), lều sấy (ii’).................. 25 Hình 11: Đồ thị đường cong sấy cá sặc rằn với các khối lượng khác nhau bằng tủ sấy ........ 28 Hình 12: Đồ thị biểu diễn độ ẩm (CBK) theo thời gian sấy với các khối lượng mẻ khác nhau ở tủ sấy. .............................................................................................................................. 30 Hình 13: Đồ thị đường cong sấy cá sặc rằn với các khối lượng khác nhau bằng lều sấy....... 32 Hình 14: Đồ thị biểu diễn độ ẩm (CBK) theo thời gian sấy với các khối lượng mẻ khác nhau ở lều sấy ............................................................................................................................. 32 Hình 15: Các công đoạn cơ bản trong quy trình chế biến khô cá sặc rằn .................. 36 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 9 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 CHƯƠNG 1 1.1 Trường Đại học Cần Thơ ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN Với điều kiện địa lý ưu đãi bao gồm một mạng lưới sông ngòi dày đặc, những năm gần đây, đồng bằng sông Cửu Long đẩy mạnh phát triển nuôi trồng thủy sản và trở thành nguồn cung cấp nguyên liệu. Bên cạnh một số sản phẩm cá tươi đông lạnh, nhìn chung các sản phẩm chế biến khác rất dễ bị hư hỏng. Nguyên nhân là do cá có độ ẩm và thành phần dinh dưỡng cao, tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển. Điều này ảnh hưởng lớn đến việc tiêu thụ sản phẩm thủy sản trong và ngoài nước. Sấy là một trong các phương pháp cổ điển được sử dụng để bảo quản thực phẩm. Từ xa xưa, trước khi các lý thuyết về quá trình sấy ra đời, con người đã biết sử dụng ánh nắng mặt trời cho quá trình sấy khô thịt và cá. Do đó, cá sấy khô đã trở thành một món ăn truyền thống của nhiều vùng dân cư trên thế giới. Ngày nay, sấy thực phẩm vẫn là một trong những phương pháp bảo quản quan trọng. Thực phẩm đã sấy khô có thể bảo quản một thời gian dài nhưng vẫn không xảy ra hiện tượng hư hỏng. Điều này có được là do quá trình sấy khô đã loại bỏ trong thực phẩm một phần lớn lượng nước, do đó làm giảm aw không tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của vi sinh vật và một số enzyme gây hư hỏng thực phẩm. Vùng đồng bằng sông Cửu Long, cá sặc rằn là một trong những loài thủy sản đặc trưng và trở thành sản phẩm khô được người tiêu dùng rất ưa chuộng. Hiện nay giá trị kinh tế mà cá sặc rằn mang lại ngày càng cao. Thêm vào đó, loài cá này có yêu cầu về điều kiện môi trường và kỹ thuật nuôi loại cá này khá đơn giản, dễ áp dụng. Vì vậy, nuôi cá sặc rằn đang trên đà phát triển, tạo nguồn nguyên liệu phong phú làm cơ sở cho hướng phát triển quy mô chế biến khô cá sặc rằn. Tuy nhiên, qua khảo sát thực tế cho thấy, mặc dù có màu sắc đẹp, cấu trúc mềm mại nhưng hầu hết các loại khô cá sặc rằn đang được tiêu thụ trên thị trường đều có vị khá mặn và thời gian bảo quản ngắn. Xuất phát từ vấn đề trên, việc tiến hành xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến khô cá sặc rằn nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường là điều cần thiết. Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho quá trình sản xuất trên quy mô lớn với chất lượng hợp lý và hạ thấp hao hụt trong quá trình chế biến sản phẩm khô cá sặc rằn Đây cũng chính là nội dung nghiên cứu của đề tài. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài được thực hiện với mục tiêu xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến khô cá sặc rằn có thời gian bảo quản dài, đồng thời đảm bảo được giá trị cảm quan bằng việc áp dụng phương pháp sấy tự nhiên (lều sấy) và tủ sấy. Từ đó, thiết lập được mối tương Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 10 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ quan giữa độ ẩm (CBK) với thời gian sấy và khối lượng khác nhau của các mẻ sấy, đồng thời mô hình hóa thành phương trình quan hệ giúp dự đoán kết quả của quá trình sấy. Đồng thời, xây dựng định mức nguyên liệu cho chế biến sản phẩm khô cá sặc rằn. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 11 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 CHƯƠNG 2 2.1 2.1.1 Trường Đại học Cần Thơ LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CÁ SẶC RẰN Nguồn gốc và đặc điểm Tên khoa học: Trichogaster Pectoralis Regan, thuộc họ Cá rô (Anabantidae) Tên địa phương: cá sặc bổi, cá lò tho. Tên tiếng Anh: Snake Skin Gouramy. Cá sặc rằn thuộc loài cá nước ngọt thích hợp ở những vùng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, lượng mưa hằng năm nhiều. Cá sặc rằn phân bố tại Thái Lan, Campuchia, Việt Nam và được di giống sang các nước Mã Lai, Indonesia, Bangladesh. Cá sặc rằn phân bố rộng rãi trong nhiều thủy vực như kênh rạch, ruộng lúa, ao hồ và có giá trị kinh tế cao ở những vùng Đông Nam Á. Tại Việt Nam, trong vùng châu thổ sông Mêkông, cá phân bố tập trung trong các vùng trũng ngập nước quanh năm, sinh sản tự nhiên trong ruộng, kinh mương nơi chúng cư trú, đặc biệt là có nhiều cây cỏ thủy sinh với nhiều chất hữu cơ. Hai tỉnh Cà Mau và Kiên Giang là vùng phân bố tập trung và có sản lượng cao hiện nay ở vùng ĐBSCL. Để phân biệt cá đực, cá cái, người nuôi cần nhận thấy những đặc điểm như: cá đực tia vi chạm dài tới đuôi, trong khi cá cái ngắn hơn. Đường sắc tố chạy dài từ sống lưng xuống bụng của cá đực rõ ràng, trong khi của cá cái không có màu sắc trên thân và vi của con đực có màu sắc sặc sỡ, vi cá cái nhợt nhạt. Trong điều kiện sống ở ĐBSCL, với nhiệt độ thích hợp từ 250C đến 300C cá đạt khối lượng khoảng 140g/con sau 2 năm, quan sát cá đực và cá cái cùng tuổi thường cá đực có trọng lượng nhỏ hơn. Ở nước ta cá sống thích hợp nhất ở vùng đồng bằng sông Cửu Long như Kiên Giang, Cần Thơ, An Giang, Cà Mau... Cá sặc rằn có thể sống được ở những nơi nước lợ, có hàm lượng chất hữu cơ cao, lượng oxy hòa tan thấp, pH thấp, chúng có thể sống bình thường ở nhiệt độ thấp 10-12oC. Cá sặc rằn sinh trưởng tốt ở nhiệt độ từ 250C đến 30oC và pH nước trung tính. (Theo: http://sinh.hnue.edu.vn/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&artid=393, truy cập ngày: 14/05/2007) Cá sặc rằn có kích thước nhỏ từ 100-200 g/con nhưng khả năng khôi phục quần đàn nhanh nên có sản lượng cao trong các thủy vực tự nhiên cũng như các loại hình mặt nước nuôi giữ. Với chất lượng thịt ngon, cá sặc rằn được xem là đặc sản của vùng đồng bằng sông Cửu Long ở cả hai dạng sản phẩm tươi và làm khô. Hằng năm, vào mùa khô (tháng 1- 4) là thời kỳ thu hoạch tập trung của cá sặc rằn. Giá trị kinh tế của cá phụ Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 12 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 thuộc rất lớn vào kích thước hay khối lượng khi thu hoạch, trên thị trường hiện nay có thể phân loại cá sặc rằn theo bảng 1. Bảng 1: Phân loại cá nguyên liệu theo khối lượng Loại cá Khối lượng Đơn giá (đ/kg), tháng (1-2005) Loại 1 Loại 2 Loại 3 > 200 gam/con 140 - 200 gam/con 100 - 140 gam/con 75,000 45,000 30,000 Cá lá < 100 gam/con không có giá Nguồn: Lâm Thanh Hùng, 2006; trích dẫn bởi Đoàn Thị Kiều Tiên, 2006 Hình 1: Cá sặc rằn với một số kích cỡ khác nhau 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng Nguồn động vật thủy sản cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng như protid, lipid, chất khoáng,… Giá trị dinh dưỡng của thịt cá rất cao do có nhiều các loại acid amin, đây là những acid amin dễ hấp thu. Lipid của cá phần lớn là acid béo chưa no giàu vitamin A,D… Trong thịt cá có nhiều nguyên tố vi lượng cần thiết có giá trị dinh dưỡng cao. Bảng 2: Thành phần cơ bản của cá sặc rằn Thành phần % căn bản ướt % căn bản khô 77,68 348,03 Chất béo 3,7 16,58 Muối NaCl 2,68 12,01 Độ ẩm Nguồn: Đoàn Thị Kiều Tiên, 2006 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 13 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Bảng 3: Thành phần của khô cá sặc rằn trên thị trường Nguồn aw Độ ẩm (%) Muối (%) Chất béo (%) CBƯ CBK CBƯ CBK CBƯ CBK Hộ dân 0,739 34,23 52,04 14,72 17,26 9,36 35,86 Chợ 0,740 35,27 54,48 14,6 17,1 9,45 36,21 Siêu thị 0,736 34,02 51,56 14,64 17,16 9,42 36,09 Trung bình 0,740 34,51 52,69 14,65 17,17 9,41 36,05 Nguồn: Đoàn Thị Kiều Tiên, 2006 2.2 QUÁ TRÌNH SẤY VÀ VIỆC CHẾ BIẾN KHÔ CÁ Làm khô là biện pháp tốt nhất được con người sử dụng để bảo quản cá. Từ xa xưa, cá được làm khô ngay sau giai đoạn đánh bắt. Ở vùng cao, người ta kết hợp không khí khô và lạnh để làm khô cá hao hụt rất ít. Ngược lại, ở những vùng khí hậu ẩm, cá bị hao hụt nhiều trong khi làm khô và dễ bị hư hỏng trong khi bảo quản. (Lê Văn Liễn, Lê Khắc Huy, Nguyễn Thị Liên, 1997). 2.2.1 Nguyên lý chung Nguyên liệu cá tươi sống chứa hàm lượng nước cao là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật. Khi tiến hành làm giảm hàm lượng nước trong sản phẩm sẽ làm giảm sự phát triển của vi sinh vật do aw sản phẩm đạt được giá trị thấp. Phương pháp làm giảm hàm lượng nước trong thực phẩm bằng phương pháp sấy và kết hợp bổ sung các thành phần chất tan (muối, đuờng, rượu) là biện pháp giúp thuận lợi hơn trong quá trình bảo quản và gọi là phương pháp làm khô. Dựa vào tính chất của sản phẩm có 3 loại khô: khô sống, khô chín và khô mặn. - Khô sống: là sản phẩm chế biến bằng nguyên liệu tươi sống không qua xử lý bằng muối hay nấu chín ; - Khô chín: là sản phẩm chế biến bằng nguyên liệu đã nấu chín ; - Khô mặn: là sản phẩm chế biến từ nguyên liệu đã qua quá trình ướp muối. Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng phương pháp nhiệt. Vật liệu cần tách ẩm ra để có độ khô theo yêu cầu gọi là vật liệu sấy. Lưu thể cấp nhiệt cho vật liệu sấy và mang ẩm từ vật liệu ra môi trường xung quanh gọi là tác nhân sấy. Phương tiện để thực hiện quá trình làm khô vật liệu gọi là thiết bị sấy. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 14 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Khí nóng Khí ẩm bề mặt ấm Ẩm khuếch tán Mô hình quá trình sấy Hình 2: Mô hình quá trình sấy Bản chất của sấy là quá trình khuếch tán bao gồm quá trình khuếch tán ẩm từ lớp bên trong ra lớp bề mặt ngoài và quá trình chuyển hơi ẩm từ bề mặt vật liệu ra môi trường xung quanh. Sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian. Quá trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu. Khía cạnh này có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế vì giảm được khối lượng vận chuyển và giảm thể tích kho chứa. Ngoài ra, sấy còn làm tăng độ bền bảo quản sản phẩm được tốt hơn vì làm giảm độ hoạt động của nước, ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật và làm giảm hoạt tính enzyme. Tuy nhiên, nếu quá trình sấy không đúng kỹ thuật cũng gây ra một số hư hỏng về mặt cảm quan lẫn giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. i. Tác nhân sấy Trong hầu hết các quá trình sấy, không khí ẩm là tác nhân sấy được sử dụng phổ biến nhất. Không khí ẩm cung cấp nhiệt bốc hơi cần thiết và di chuyển lượng hơi nước tạo thành ra khỏi buồng sấy. Trong suốt quá trình sấy, tính chất của không khí ẩm sẽ thay đổi. Trong suốt quá trình sấy, tác nhân sấy cung cấp ẩn nhiệt (latent heat) cho quá trình bốc hơi và di chuyển lượng hơi nước được tạo thành ra ngoài môi trường. Giả thiết quá trình sấy một sản phẩm rắn với tác nhân sấy là không khí. Không khí sẽ được thổi trên bề mặt bốc hơi. Giả sử nhiệt độ và độ ẩm của không khí ở trên bề mặt sấy được giữ không đổi trong suốt chu trình sấy và lượng nhiệt cần thiết cung cấp cho quá trình sấy được thực hiện bằng quá trình đối lưu. Không khí sấy được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình thoát hơi nước từ vật liệu trước khi vào buồng sấy. Nhiệt độ thông thường sử dụng là 60oC. Tùy thuộc vào tính chất vật liệu, yêu cầu sản phẩm và đặc tính hệ thống sấy mà không khí sấy có thể được cấp nhiệt thêm (sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy, sấy có đốt nóng không khí giữa chừng), tuần hoàn khí thải… Khả năng di chuyển ẩm của không khí phụ thuộc chủ yếu vào độ ẩm và nhiệt độ của Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 15 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 không khí. Vật liệu sấy Không khí vào Thiết bị gia nhiệt KK Không khí nóng TB sấy Không khí nguội Sản phẩm Hình 3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị sấy bằng không khí ii. Vật liệu sấy Hàm lượng ẩm trong thực phẩm ảnh hưởng quyết định đến đặc tính của sản phẩm trong quá trình sấy, tác động đến quá trình cân bằng ẩm trong vật liệu. Nước trong thịt cá chiếm trung bình từ 55 đến 83%. Nước đóng vai trò và chức năng quan trọng trong đời sống, chất lượng của cá. Nước tham gia vào phản ứng sinh hoá, vào các quá trình khuếch tán trong cá, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, ngoài ra còn liên kết với các chất protein. (Lê Văn Hoàng, 2004). Tuỳ theo mức độ liên kết của nước trong thịt cá người ta phân biệt 2 loại: nước tự do và nước liên kết. Theo Heis, tỉ lệ các loại nước này như sau: Nước tự do (71,7%): - Nước bất động 65,6% - Nước tự do cấu trúc 6,1% Nước liên kết 7,5% Nước tự do trong cơ bắp bị giữ lại bởi mạng lưới cấu trúc bằng những liên kết cơ học thuần tuý nên dễ dàng bị tách ra. Nước liên kết thường liên kết với protid tạo thành các khung cấu trúc của mô cơ rất khó tách ra. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh sự tồn tại của các dạng nước khác nhau trong hệ thống vật chất phụ thuộc vào độ hoạt động của nước (Wolf et al., 1972). Theo các Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 16 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ nghiên cứu này, mỗi đường đẳng nhiệt hấp thu có thể có thể phân chia thành 3 vùng khác nhau theo kiểu liên kết của nước. Vùng 1 (aw = 0 đến 0,2÷0,3): Nước thuộc vùng này có tính liên kết mạnh với các phân tử chất nền. Tổng nhiệt hấp thu của loại nước này lớn hơn nhiều nhiệt ngưng tụ được sử dụng để tạo năng lượng cần thiết cho quá trình loại nước ra khỏi thực phẩm. Nước trong vùng này được giả thiết liên kết với các phần tử có cực và chịu sự chi phối của cả liên kết hydro và lực Van der Waals. Vùng 2 (aw = 0,2 ÷0,3 đến 0,7): Nước trong vùng này được xem như là lớp nước đơn phân ( monolayer), nhiệt hấp thu của nước ở vùng này thấp hơn so với nước liên kết ở vùng 1. Theo một số nhà nghiên cứu, nước trong vùng này vẫn không bị đóng băng. Loại nước này có khả năng xuyên thấu vào trong hệ thống cấu trúc bên trong của thực phẩm và là nguyên nhân chủ yếu tạo nên các biến đổi vật lý như sự thay đổi về hình dạng thực phẩm, sự trương phồng… Vùng 3 (aw >0, 7): Ở vùng này hàm lượng ẩm tăng nhanh khi độ hoạt động của nước tăng. Nước ở vùng này có liên kết rất yếu và lỏng lẻo. Nhiệt hấp thu ở vùng này gần như tương đương với nhiệt ngưng tụ, do đó việc tách nước ở vùng này ra khỏi thực phẩm rất dễ dàng. Vùng 3 còn được gọi là vùng nước tự do (hình 4). Hình 4 : Mô hình đường đẳng nhiệt hấp thu Nguồn: Mujica et al., 1987, trích dẫn bởi Josep, 1999 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 17 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 iii. Tốc độ sấy  Khái niệm tốc độ sấy Tốc độ sấy được xác định bằng lượng ẩm (hơi nước, kg) bay hơi trên 1 m2 bề mặt vật liệu sấy trong 1 đơn vị thời gian (1 giờ) và được biểu thị ở dạng vi phân: U = dx / Adt (kg/m2h) Trong đó: X: lượng ẩm bay hơi trong thời gian sấy, kg/h F: diện tích bề mặt của vật liệu sấy, m2 t: thời gian sấy, giờ Tốc độ sấy U biến đổi theo thời gian, giảm dần theo mức độ giảm hàm ẩm trong vật liệu sấy. Khi sấy, thường có khoảng 90% lượng ẩm trong vật liệu bốc hơi trong nửa thời gian đầu của quá trình, còn lại 10% sẽ bốc hơi trong nửa thời gian cuối. Cá được làm khô bằng cách cho nước khuếch tán ra khỏi cơ và da cá. Trong quá trình làm khô, tốc độ làm khô không phải là một hằng số mà nó thay đổi theo nhiệt độ và thời gian làm khô. Trước tiên, tốc độ làm khô bị chi phối bởi tốc độ bốc hơi nước ra khỏi bề mặt cá, sau một thời gian nó phụ thuộc vào cả tốc độ bốc hơi và tốc độ thoát ẩm ra khỏi bề mặt, sau đó bề mặt trở nên khô và khi đó tốc độ phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán ẩm ra bề mặt (Võ Tấn Thành, 2003). Điều này thể hiện qua đường cong sấy của cá Nguồn nhiệt Ẩm Đối lưu nhiệt Truyền khối Cá sặc rằn Hình 5: Sơ đồ sấy Tuỳ theo cấu tạo của vật liệu sấy và phương pháp sấy mà độ ẩm và nhiệt độ của vật liệu sấy ở các phần trong và trên bề mặt cũng khác nhau theo từng giai đoạn sấy. Các giai đoạn sấy gồm: giai đoạn đầu hay còn gọi là giai đoạn nung nóng vật liệu sấy đến nhiệt độ bay hơi của ẩm, giai đoạn thứ nhất hay giai đoạn có tốc độ sấy không đổi, giai đoạn thứ hai còn gọi là giai đoạn sấy giảm dần. - Giai đoạn sấy đẳng tốc Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 18 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Trong giai đoạn này, nước được bốc hơi là nước tự do trên bề mặt sản phẩm. Tốc độ di chuyển nước có thể thay thế cho tốc độ truyền nhiệt, nều không có sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu sấy (tvl=twb). Do đó, tất cả năng lượng nhiệt đều sử dụng cho quá trình bốc hơi nước. Tốc độ di chuyển nước cũng là tốc độ truyền khối, di chuyển từ vật liệu sấy đến không khí bên ngoài(chưa bão hòa). Động lực cho quá trình bốc hơi nước thông qua lớp màng khí tiếp xúc trực tiếp với bề mặt sản phẩm được biểu thị bằng chênh lệch gradient áp suất hơi giữa bề mặt sấy và không khí sấy. Tốc độ truyền khối của quá trình: (dx/dt)c = k’g. A (Ps – Pa) Với: (dw/dt)c: tốc độ sấy ở giai đoạn đẳng tốc (kg nước/kg dry matter.h) x: hàm lượng ẩm trong sản phẩm (kg nước/kg d.m) A: diện tích bề mặt sấy (m2/ kg d.m) kg’: hệ số truyền khối (kg nước/m2.h.Pa) Ps: áp suất riêng phần của hơi nước ở bề mặt sản phẩm (Pa) Pa: áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (Pa) Đây là giai đoạn, tốc độ thoát ẩm bị chi phối bởi nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, hình dạng cá, vận tốc và hướng di chuyển của dòng khí … ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc làm khô. Trong giai đoạn này có thể tăng tốc độ làm khô bằng cách tăng vận tốc, tăng nhiệt độ, giảm độ ẩm của không khí. Tuy nhiên, việc làm khô quá nhanh sẽ làm xuất hiện một lớp không thấm nước trên bề mặt thịt cá gây cản trở sự thoát ẩm, mặt khác nếu nhiệt độ làm khô quá cao thì sẽ làm cá chín, tốc độ sấy giảm. Giai đoạn sấy đẳng tốc thường rất ngắn, chỉ tồn tại khi bề mặt cá còn ẩm. - Giai đoạn sấy giảm tốc Sự kết thúc giai đoạn sấy với tốc độ không đổi xảy ra khi bề mặt cá bắt đầu khô, và vận tốc làm khô phụ thuộc chủ yếu vào sự khuếch tán ẩm tới bề mặt cá. Sự thay đổi tốc độ sấy phụ thuộc vào hình dáng cá, sự thay đổi độ ẩm cá, ảnh hưởng của da và sự co rút của cơ cá… Sau thời điềm sấy ở tốc độ không đổi, lượng nước còn lại trong thực phẩm giảm, sự bốc thoát hơi nước trở nên chậm dần. Tốc độ khuếch tán của của nước trong vật liệu giảm xuống nhỏ hơn tốc độ bay hơi của nước trên bề mặt vật liệu. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 19 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Việc thêm muối vào cá sẽ làm thay đổi thời gian sấy của cá. Quá trình sấy đẳng tốc sẽ ngắn lại, tốc độ sấy giảm vì áp suất hơi nước trên bề mặt cá thấp. Tốc độ sấy trong giai đoạn sấy giảm tốc cũng chậm lại, tốc độ sấy giảm vì việc thêm muối làm cho nước khuếch tán chậm trong cá. Sự thay đổi từ tốc độ sấy không đổi đến một tốc độ sấy chậm hơn xảy ra ở các giá trị độ ẩm khác nhau tùy thuộc vào từng loại thực phẩm và tính chất thực phẩm. Tuy nhiên, ở hầu hết các loại thực phẩm, thời điểm thay đổi tốc độ sấy xảy ra khi hàm lượng ẩm cân bằng với độ ẩm tương đối của không khí xung quanh vật liệu là 58-65% hay giá trị aw = 0,58-0,65. Hàm lượng ẩm ở thời điểm thay đổi tốc độ sấy xảy ra gọi là độ ẩm tới hạn, Xc . Kết thúc giai đoạn sấy đẳng tốc, khi X = Xc ở điểm thay đổi tốc độ, giá trị này biểu thị quá trình thoát nước trong sản phẩm sẽ giảm mạnh. Các yếu tố điều khiển giai đoạn sấy giảm tốc rất phức tạp, phụ thuộc vào lực khuếch tán bên trong thực phẩm và dựa trên sự thay đổi tính chất năng lượng của phân tử nước. Việc xác định giai đoạn sấy có ý nghĩa rất quan trọng, là cơ sở cho việc thiết lập chế độ sấy khác nhau thích ứng với đặc điểm từng giai đoạn để đảm bảo phẩm chất sản phẩm và tiết kiệm năng lượng. Ở giai đoạn sấy đẳng tốc, tốc độ vận chuyển của không khí sấy là một yếu tố rất quan trọng, tuy nhiên vai trò của nó trở nên kém quan trọng hơn ở giai đoạn này. Việc xác định tốc độ sấy giảm tốc phụ thuộc rất lớn vào cấu trúc của sản phẩm. 2.2.2 Các phương pháp sấy Sấy có thể được chia ra hai loại : sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị (sấy nhân tạo). Sấy tự nhiên là quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị. Các phương pháp sấy nhân tạo thực hiện trong các thiết bị sấy. Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau. Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở... i. Sấy tự nhiên Sấy tự nhiên (phơi nắng) được tiến hành ở ngoài trời, không có quá trình đốt nóng nhân tạo. Năng lượng mặt trời là một dạng năng lượng cơ bản và quan trọng nhất trong số các nguồn năng lượng có thể thay thế. Khi sấy bằng năng lượng mặt trời, năng lượng mặt trời được thu nhận để làm nóng không khí, sau đó sự chuyển động của không khí làm tách ẩm để cá trở nên khô. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 20
- Xem thêm -