LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ BIẾN NGHIÊN cứu sấy nấm rơm BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHÂN KHÔNG VI SÓNG

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẤY NẤM RƠM BẰNG
PHƯƠNG PHÁP CHÂN KHÔNG VI
SÓNG

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. NGUYỄN VĂN CƯƠNG

Sinh viên thực hiện:
VÕ MINH TOÀN (MSSV: 1097227)
Lớp: Cơ khí chế biến k35

CẦN THƠ -2013


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

LỜI CẢM TẠ
Sau gần 4 tháng thực hiện luận văn tốt nghiệp, đề tài “Nghiên cứu sấy nấm rơm
bằng phương pháp chân không – vi sóng” đã hoàn thành đúng tiến độ và đạt được các
yêu cầu đề ra. Em xin chân thành tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu trường Đại Học Cần
Thơ, quý thầy cô Khoa Công Nghệ đã tận tình giúp đỡ và truyền đạt cho em những kiến
thức quý báo trong suốt quá trình học tập cũng như tận tình chỉ dẫn, tao điều kiện thuận
lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Nguyễn Văn Cương đã tận tình giúp
đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn thầy
Phạm Phi Long và thầy Hồ Trung Dũng đã tận hình chỉ dẫn, giúp đỡ em tạo điều kiện
thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình thí nghiệm thực hiện đề tài.
Con xin gửi lời cảm ơn vô vàng đối với cha mẹ đã sinh con ra và vượt bao gian khó
nuôi nấng con đến ngày hôm nay, dạy con điều hay lẽ phải dạy con cách làm người,
chuẩn bị hành trang cho con vào đời.
Xin cảm ơn các bạn thân hữu và tập thể lớp Cơ Khí Chế Biến K35 đã giúp đỡ, chia
sẽ kiến thức với tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Do còn nhiều hạn chế về mặt thời gian, kinh phí cũng như kiến thức còn nhiều
khuyết điểm nên đề tài không thể tránh khỏi những sai sót. Em xin chân thành cảm ơn và
đón nhận những ý kiến đóng góp của quý Thầy Cô và các bạn.
Võ Minh Toàn

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang i


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

LỜI MỞ ĐẦU
Nấm rơm là loại thực phẩm giàu đạm và chứa nhiều loại axit amin không thể thay
thế rất tốt cho sức khỏe người sử dụng. Tuy nhiên, nấm rơm có hàm lượng nước tương
đối cao và hư hỏng rất nhanh so với các loại thực phẩm khác. Do đó, việc áp dụng công
nghệ chế biến và bảo quản cho nấm rơm là nhu cầu tất yếu. Hiện nay, có rất nhiều phương
pháp để bảo quan nấm rơm như phơi, sấy, muối, đóng hộp,… Trong đó, phương pháp
muối và sấy nấm là thông dụng nhất.
Nấm rơm thông thường được sử dụng tươi, nhưng hiện nay mặt hàng nấm sấy đang
ngày càng được chú trọng vì khả năng bảo quản và ứng dụng của nó trong công nghệ thực
phẩm ngày càng cao và thị trường nấm sấy xuất khẩu đang là một hướng đi đầy tiềm
năng. Vậy muốn sản phẩm sấy có chất lượng tốt đòi hỏi phải có phương pháp và chế độ
sấy thích hợp. Đa số các phương pháp sấy hiện nay thường tồn tại một số nhược điểm
như: thời gian sấy dài, ảnh hưởng nhiều đến giá trị dinh dưỡng, chất lượng cảm quan sản
phẩm sấy thấp, an toàn vệ sinh thực phẩm chưa đảm bảo. Để khắc phục các nhược điểm
đó, phương pháp sấy chân không – vi sóng là một hướng đi tích cực. Công nghệ sấy chân
không – vi sóng đã được nghiên cứu trên nhiều sản phẩm như xoài, chuối, mít, khoai
lang,… và đã cho thấy sự vượt trội ở nhiều mặt như: thời gian sấy, chất lượng cảm quan,
thành phần dinh dưỡng và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Do đó, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu sấy nấm rơm bằng phương
pháp chân không – vi sóng”. Nhằm mục nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ
này cho sấy nấm rơm và xây dựng một chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm này

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang ii

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ....................................................................................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC...................................................................................................................... iii
LỤC LỤC HÌNH ..............................................................................................................v
MỤC LỤC BẢNG..........................................................................................................vii
PHỤ LỤC.........................................................................................................................v
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................1
1.1. Sơ lược về nấm rơm, tình hình sản xuất và giá trị sử dụng...................................1
1.1.1.
Nguồn gốc và quá trình phát triển của nấm rơm.........................................1
1.1.2.
Tình hình sản xuất nấm rơm ......................................................................1
1.1.3.
Giá trị dinh dưỡng và ứng dụng .................................................................2
1.2. Các công nghệ bảo quản cho nấm rơm.................................................................3
1.2.1.
Bảo quản dạng nấm tươi ............................................................................4
1.2.2.
Chế biến nấm muối....................................................................................5
1.2.3.
Bảo quản nấm khô .....................................................................................6

1.2.4.
Bảo quản nấm dạng đóng hộp ....................................................................6
1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài ..........................................................................7
1.3.1.
Mục tiêu đề tài ...........................................................................................7
1.3.2.
Nhiệm vụ đề tài..........................................................................................7
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH SẤY ...................................................8
2.1. Tác nhân sấy........................................................................................................8
2.1.1.
Không khí..................................................................................................8
2.1.2.
Khói lò.....................................................................................................10
2.1.3.
Năng lượng vi sóng..................................................................................11
2.1.4.
Áp suất chân không .................................................................................11
2.2. Vật liệu ẩm ........................................................................................................12
2.2.1.
Các đặc trưng trạng thái của vật liệu ẩm...................................................12
2.2.2.
Phân loại vật liệu ẩm................................................................................14
2.2.3.
Ẩm trong vật liệu.....................................................................................14
2.2.4.
Các dạng liên kết trong vật liệu ẩm ..........................................................15
2.2.5.
Độ ẩm của vật liệu sấy.............................................................................17
2.2.6.
Quan hệ giữa vật liệu ẩm và không khí xung quanh .................................17

2.3. Động học quá trình sấy ......................................................................................19
2.3.1.
Đặc điểm diễn biến quá trình sấy .............................................................19
2.3.2.
Những quy luật cơ bản của quá trình sấy..................................................20
2.4. Các phương pháp sấy.........................................................................................22
2.4.1.
Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời ......................................................22
2.4.2.
Sấy đối lưu...............................................................................................23
2.4.3.
Sấy tiếp xúc .............................................................................................27
2.4.4.
Sấy thăng hoa ..........................................................................................28
2.4.5.
Sấy bức xạ ...............................................................................................29
SVTH: Võ Minh Toàn

Trang iii


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

2.5. Sấy chân không, sấy vi sóng và sấy chân không kết hợp vi sóng........................30
2.5.1.

Sấy chân không........................................................................................30
2.5.2.
Sấy vi sóng ..............................................................................................31
2.5.3.
Sấy chân không kết hợp vi sóng...............................................................32
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .....................................34
3.1. Vật liệu thí nghiệm ............................................................................................34
3.2. Thiết bị thí nghiệm ............................................................................................34
3.2.1.
Thiết bị sấy chân không – vi sóng ............................................................34
3.2.2.
Thiết bị hỗ trợ ..........................................................................................35
3.3. Quy trình thực hiện thí nghiệm trên thiết bị sấy .................................................36
3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm sấy.....................................................................38
3.4.1.
Thí nghiệm xác định điều kiện biên .........................................................38
3.4.2.
Bố trí thí nghiệm sấy................................................................................39
3.5. Tiến hành thí nghiệm .........................................................................................40
3.5.1.
Xác định độ ẩm ban đầu của nấm rơm .....................................................40
3.5.2.
Sấy chân không – vi sóng (Thí nghiệm 1) ................................................41
3.5.3.
Sấy đối lưu bằng khí nóng (Thí nghiệm 2) ...............................................41
3.5.4.
Phân tích độ ngậm nước của mẫu sau khi sấy (Thí nghiệm 3) ..................41
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ...........................................42
4.1. Kết quả thí nghiệm ............................................................................................42
4.1.1.

Đường cong giảm ẩm của nấm rơm sấy bằng chân không vi sóng............42
4.1.2.
Đường cong giảm ẩm của sấy nấm rơm bằng phương pháp không khí nóng
................................................................................................................46
2.3.3.
Phân tích độ ngậm nước của sản phẩm sấy...............................................47
4.2. Đánh giá cảm quan sản phẩm sấy ......................................................................48
4.2.1.
Phương pháp và kết quả đánh giá cảm quan.............................................49
4.2.2.
Phân tích ảnh hưởng của quá trình sấy đến sản phẩm sấy.........................52
4.3. Chọn chế độ tối ưu.............................................................................................53
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................54
5.1. Kết luận .............................................................................................................54
5.2. Kiến nghị...........................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................56
PHỤ LỤC.......................................................................................................................57

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang iv


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

LỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1 – Nấm rơm ........................................................................................................ 1
Hình 1.2: Một số món ăn từ nấm rơm .............................................................................. 3
Hình 1.3: Nấm tươi.......................................................................................................... 4
Hình 1.4: Nấm muối ........................................................................................................ 5
Hình 1.5: Nấm sấy........................................................................................................... 6
Hình 2.1: Khói lò ........................................................................................................... 10
Hình 2.2: Sóng điện từ................................................................................................... 11
Hình 2.3: Đường cong hấp thụ nhiệt và thải ẩm đẳng nhiệt............................................ 19
Hình 2.4: Trạng thái tương tác giữa ẩm và môi trường................................................... 19
Hình 2.5: Đường cong sấy ............................................................................................. 20
Hình 2.6: Đường cong tốc độ sấy................................................................................... 21
Hình 2.7: Đương cong nhiệt độ sấy................................................................................ 22
Hình 2.8: Thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời ............................................................ 23
Hình 2.9: Sấy đối lưu ..................................................................................................... 23
Hình 2.10: Hầm sấy ....................................................................................................... 25
Hình 2.11: Thiết bị sấy băng tải ..................................................................................... 25
Hình 2.12: Sấy phun ...................................................................................................... 26
Hình 2.13: Sấy tầng sôi.................................................................................................. 27
Hình 2.14: Sấy tiếp xúc.................................................................................................. 28
Hình 2.15: Sấy thăng hoa............................................................................................... 29
Hình 2.16: Sấy chân không ............................................................................................ 30
Hình 2.17: Sự sắp xếp của ion khi có và không có điện trường ...................................... 31
Hình 2.18: Phân tử nước ................................................................................................ 32
Hình 2.19: Sấy chân không-vi sóng ............................................................................... 32
Hình 3.1: Máy sấy chân không vi sóng µWaveVac0150lc ............................................. 34
Hình 3.2: Cấu tạo máy sấy chân không vi sóng.............................................................. 35
Hình 3.3: Cân điện tử..................................................................................................... 36
Hình 3.4: Cân phân tích ẩm ........................................................................................... 36
Hình 3.5: Máy sấy đối lưu khí nóng............................................................................... 36

Hình 3.6: Máy đóng gói chân không .............................................................................. 36
Hình 3.7: Quy trình thí nghiệm ...................................................................................... 37
Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm................................................................................... 39
Hình 4.1: Đường cong sấy chân không - vi sóng ........................................................... 43
Hình 4.2: Ảnh hưởng của chân không đến đường cong sấy............................................ 44
Hình 4.3: Ảnh hưởng của chân không đến tốc độ thoát ẩm ............................................ 44
SVTH: Võ Minh Toàn

Trang v


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Hình 4.4: Ảnh hưởng của cường độ vi sóng đến đường cong sấy................................... 45
Hình 4.5: Ảnh hưởng của cường độ vi sóng đến tốc độ thoát ẩm.................................... 46
Hình 4.6: Sấy đối lưu không khí nóng............................................................................ 46
Hình 4.7: Đường cong sấy chân không - vi sóng và sấy đối lưu khí nóng ...................... 47
Hình 4.8: Độ ngậm nước của mẫu sấy chân không - vi sóng và sấy đối lưu .................. 48
Hình 4.9: Các mẫu trước khi sấy.................................................................................... 49
Hình 4.10: Các mẫu sau khi sấy..................................................................................... 49
Hình 4.11: Đánh giá cảm quan về màu sắc..................................................................... 50
Hình 4.12: Đánh giá cảm quan về hình dáng.................................................................. 51
Hình 4.13: Đánh giá cảm quan về độ khô giòn............................................................... 51

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang vi


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng chính của nấm rơm ................................................... 2
Bảng 1.2: Các axit amin thiết yếu của nấm rơm (đơn vị: mg/100g phần ăn được) ............ 2
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định điều kiện biên ................................................... 38
Bảng 3.2: Các giá trị biên của bố trí thí nghiệm với 2 thông số: áp suất chân không
và năng lượng vi sóng ........................................................................................... 40
Bảng 3.3: Các giá trị bố trí thí nghiệm với 2 yêu tố: áp suất chân không và năng
lượng vi sóng ........................................................................................................ 40
Bảng 3.4: Phân tích độ ẩm ban đầu ................................................................................ 41
Bảng 4.1: Các thông số cơ bản của quá trình sấy chân không vi sóng ............................ 42
Bảng 4.2: Thang điểm dùng đánh giá cảm quan sản phẩm sấy ....................................... 50

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang vii


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Kích thước mẫu nấm trước khi sấy (TN1) ................................................ 57
PHỤ LỤC 2: Kích thước mẫu nấm sau khi sấy (TN1) ................................................... 58
PHỤ LỤC 3: Kết quả một số chỉ tiêu sấy chân không – vi sóng (TN1) .......................... 59
PHỤ LỤC 4: Sự thay đổi khối lượng và độ ẩm sấy chân không – vi sóng (TN1) ........... 60
PHỤ LỤC 5: Kích thước mẫu nấm trước và sau khi sấy (TN2)...................................... 64
PHỤ LỤC 6: Sự thay đổi khối lượng và độ ẩm sấy đối lưu khí nóng ở 55 0C (TN2) ...... 65
PHỤ LỤC 7: Kết quả đo độ ngậm nước của mẫu sấy chân không – vi sóng (TN1)........ 66
PHỤ LỤC 8: Kết quả đo độ ngậm nước của mẫu sấy đối lưu khí nóng (TN2) ............... 67
PHỤ LỤC 9: Kết quả đánh giá cảm quan....................................................................... 68

SVTH: Võ Minh Toàn

Trang viii


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Sơ lược về nấm rơm, tình hình sản xuất và giá trị sử dụng
1.1.1. Nguồn gốc và quá trình phát triển của nấm rơm
Nấm rơm (nấm rạ, thảo cô) có tên khoa học là
Volvariella, thuộc họ Plureaceae, bộ Agaricales, lớp
Hymenomycates, ngành nấm thật – Eumycota. Nấm rơm có
dạng hình quả trứng, có màng bọc ngoài, khi quả nở thì nứt
to. Quả nở có kích thước trung bình 6 – 10 cm, trên bề mặt
mũ nấm có màu hơi sẫm và xám nâu. Các phiến màu hồng,
cứng, nấm dài trung bình 3 – 8 cm, quả thể xuất hiện
nhanh. Bào tử nấm màu hồng, kích thước 5 – 6 x 3 – 4 µm
Hình 1.1 – Nấm rơm
có dạng hình ovan, hình cầu hay hình elíp.
Nấm rơm có nguồn gốc từ các vùng mưa nhiều, có nhiệt độ cao ở khu vực nhiệt đới
và cận nhiệt đới. Nhân dân nhiều nước châu Á biết ăn nấm rơm từ cách đây rất lâu nhưng
việc chủ động nuôi trồng nấm chỉ bắt đầu ở Trung Quốc cách đây trên 300 năm. Việc
nuôi trồng nấm rơm về sau phát triển ở nhiều nước khác như Việt Nam, Thái Lan, Nhật
Bản, Hàn Quốc, Hoa Kỳ… Hiện nay có khoảng 100 loài nấm rơm đã được phát hiện,
trong đó có 20 loài đã được ghi nhận và mô tả.
Các loại nấm rơm có chung đặc điểm là tai nấm phát triển qua hai giai đoạn chính:
dạng búp và dạng dù.
 Dạng búp: Khi tai nấm còn non, chúng được bao trong một vỏ bọc tạo thành búp
và có dạng hình cầu hay hình trứng.
 Dạng dù: Khi tai nấm trưởng thành thì vỏ bọc bị xé rách, mũ nấm đưa lên cao nhờ
thân nấm tròn và thon. Mũ nấm xòe rộng dần thành dạng tán dù, phần vỏ bọc ban đầu
được giữ lại và bao lấy cuống nấm nên gọi là bao gốc (volva).
Nguyên liệu để trồng nấm rơm cũng rất đa dạng và dồi dào như: rơm rạ, bông phế
thải, bã mía, mùn cưa… Tất cả các nguyên liệu không được thối mốc. Nấm rơm có thể
được trồng ở nhiều nơi khác nhau, từ nơi có nhiều ánh sáng mặt trời (trồng ngoài trời),
đến nơi không chịu ảnh hưởng trực tiếp của ánh sáng mặt trời (trồng trong nhà). Phổ biến
nhất hiện nay là trồng nấm rơm ngoài trời, tận dụng diện tích đất trống của nông hộ để

đắp mô trồng nấm.
1.1.2. Tình hình sản xuất nấm rơm
Theo TS. Phạm Văn Dư, Phó cục trưởng Cục Trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và
PTNT), ở Việt Nam có sản lượng đạt 250,000 tấn nấm tươi/năm, kim ngạch xuất khẩu
năm 2009 là 60 triệu USD, năm 2012 tăng lên 100 triệu USD, nhưng vẫn còn rất khiêm
SVTH: Võ Minh Toàn

1


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

tốn so với những mặt hàng nông sản khác. Các tỉnh phía Nam đã và đang sản xuất nấm
rơm muối đóng hộp với sản lượng hàng nghìn tấn/năm và xuất khẩu sang các thị trường
khác. Thị trường tiêu thụ nấm ăn lớn nhất hiện nay là Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan và các
nước Châu Âu. Mức tiêu thụ bình quân tính theo đầu người của Châu Âu và Châu Mỹ là
2 – 3 kg/năm; ở Nhật, Úc khoảng 4 kg/năm… Bên cạnh đó ngay ở thị trường trong nước,
lượng nấm tiêu thụ cũng đạt trên 150,000 tấn/năm.
Theo khảo sát của Cục Trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn sản
lượng nấm rơm của khu vực phía Nam chiếm tỷ trọng áp đảo trong tổng sản lượng nấm
của cả nước, nấm được trồng khắp Tây Nam Bộ lẫn Ðông Nam Bộ, chiếm đến 90% tổng
sản lượng nấm rơm của cả nước. Qua quá trình phát triển, khu vực phía Nam đã hình
thành các vùng chuyên canh nấm lớn như Ðồng Nai (gần 1,400 hộ, cơ sở sản xuất và chế
biến nấm), An Giang (10 tổ hợp tác sản xuất nấm rơm, sản lượng hơn 40,000 tấn nấm
rơm/năm), Ðồng Tháp (hơn 10,000 tấn nấm rơm/năm), Vĩnh Long (trồng khoảng

6,000 ha nấm rơm với sản lượng khoảng 8,000 tấn)... Ngoài ra, cây nấm cũng đang được
trồng ngày càng nhiều ở các tỉnh lân cận như Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Bà RịaVũng Tàu. Với điều kiện khí hậu thích hợp, nguồn nguyên liệu ổn định, diện tích đất canh
tác tốt, Đồng bằng sông Cửu Long là một nơi có tiềm năng vô cùng to lớn cho việc phát
triển nghề trồng nấm.
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng và ứng dụng
Nấm rơm không chỉ là một loại thức ăn ngon mà còn có giá trị dinh dưỡng cao. Tính
theo trọng lượng nấm, nấm rơm có chứa đầy đủ 19 loại axit amin khác nhau. Bảng 1.1 và
Bảng 1.2 cho thấy thành phần dinh dưỡng và acid amin có trong nấm rơm,
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng chính của nấm rơm [1]

Thành phần (100g nấm khô)
Nước ban đầu (%)
Protein thô (g)
Cacbohydrat (g)
Béo (g)
Xơ (g)
Ca (mg)
Fe (mg)
B1 (mg)
B2 (mg)
Năng lượng (Kcal)

SVTH: Võ Minh Toàn

Nấm rơm
90.1
21.2
58.6
0.1
11.1

71
17.1
1.2
3.3
369

2


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Bảng 1.2: Các axit amin thiết yếu của nấm rơm (đơn vị: mg/100g phần ăn được)

Axit amin
Nấm rơm
Leucine
248 – 346
Isoleucine
193 – 261
Valine
298 – 414
Tryptophan
86 – 112
Lysine
427 – 650

Threonine
209 – 397
Phenylalanine
159 – 285
Methionine
78 – 94
Trong 19 loại axit amin này có 8 loại axit amin không thể thay thế, chiếm đến
38.2% tổng lượng axit amin ở nấm rơm. Tỷ lệ này cao hơn so với thịt lợn, thịt bò, trứng
gà. Ngoài giá trị dinh dưỡng, nấm rơm có thành phần chất xơ tương đối cao và thành phần
lipid thấp, nên có khả năng phòng trừ bệnh về huyết áp, chống béo phì, xơ cứng động
mạch, chữa bệnh đường ruột, và nhiều bệnh khác.
Trong văn hóa ẩm thực phương Đông và phương Tây, nấm rơm là một nguyên liệu
được sử dụng rất phổ biến và không thể thay thế. Rất nhiều món ăn trong các nhà hàng
nỗi tiếng ở Việt Nam và trên thế giới đều có nấm rơm.

Hình 1.2: Một số món ăn từ nấm rơm

1.2. Các công nghệ bảo quản cho nấm rơm
So với rau củ hay trái cây, thời gian bảo quản của nấm rơm ở nhiệt độ thường thấp
hơn nhiều, đặc biệt là khi chất đống hoặc đổ chồng lên nhau. Ở điều kiện thường, nấm
nhanh chóng mất nước và khô héo (nếu phơi trần) hoặc thúi nhũn (nếu chất thành đống).
Sau khi thu hoạch nếu không tiêu thụ, nấm sẽ tiếp tục phát triển trở thành dạng trưởng
thành, tai nấm từ dạng búp chuyển sang hình dù, chất lượng giảm, không được người tiêu
dùng ưa chuộng. Một số biến đổi của nấm sau khi thu hái có thể nêu ra như dưới đây [2].
 Mất nước: nấm thường chứa nhiều nước (85 – 95%), lượng nước này mất rất
nhanh do hô hấp và bốc hơi ra môi trường bên ngoài. Nấm sau khi thu hoạch vẫn tiếp tục
SVTH: Võ Minh Toàn

3

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

quá trình hô hấp, thải ra khí CO2 và hơi nước. Quá trình này sẽ càng nhanh khi mũ nấm
mở và phiến nấm phát triển hoàn chỉnh. Nước cũng bốc hơi nhanh khi để nơi có gió và
không khí khô. Sự mất nước làm ảnh hưởng xấu đến độ tươi và thành phần dinh dưỡng
của nấm.
 Sự hóa nâu: do ở nấm có enzime polyphenolaz, enzime này xúc tác phản ứng oxy
hóa hợp chất phenolic không màu của nấm thành màu đỏ đến nâu đỏ. Chất này kết hợp
với các chuyển hóa axit amin thành phức hợp màu nâu đậm. Sự hóa nâu sẽ làm giảm giá
trị cảm quan, ảnh hưởng xấu đến giá trị thương phẩm.
 Sự thối nhũn: do có độ ẩm cao nên khi nấm được làm khô chưa đạt độ ẩm yêu cầu
(hoặc nấm khô bị hút ẩm trở lại), có thể bị nhiễm vi sinh vật (nhiễm trùng hoặc mốc). Sản
phẩm bị nhiễm trùng sẽ có hiện tượng thối nhũn, hôi ê. Sản phẩm bị mốc sẽ tích lũy độc
tố, làm biến chất thành phần dinh dưỡng.
 Sự biến chất: sau 4 ngày bảo quản, lượng đường đa (polysaccharide) ở nấm thường
trên 10% đã giảm xuống dưới 5%. Trong khi đó, lớp chitin ở vách tế bào lại tăng thêm
50% làm cho tai nấm trở nên dai chắc hơn. Chất béo trong nấm bị biến đổi gây nên mùi ôi
thiu, gây độc cho người dùng.
Chính vì thế, nấm sau khi thu hoạch cần được đưa ngay tới nơi tiêu thụ hoặc đem đi
sơ chế bảo quản. Nhưng thực trạng hiện nay, việc sản xuất nấm mang tính thời vụ, sản
lượng nấm thường tập trung ở một số giai đoạn nhất định, không phân bố đều các tháng
trong năm. Nên việc tiêu thụ nấm tươi vẫn không giải quyết hết đầu ra cho sản phẩm,
lượng nấm còn lại được đem đi sơ chế và bảo quản.
1.2.1. Bảo quản dạng nấm tươi

Nấm rơm có sự biến đổi và hư hỏng rất nhanh so với
một số loài nấm khác, nên vấn đề bảo quản nấm tươi rất khó
khăn. Thông thường nấm rơm bảo quản tươi theo một số
phương pháp sau:
 Phương pháp 1: Dùng thùng gỗ có 3 ngăn, nấm được
xếp vào ngăn giữa, hai ngăn còn lại bỏ đá vào để giữ lạnh.
Phương pháp này đang được ứng dụng tại nhiều nơi, đặc biệt
Hình 1.3: Nấm tươi
là ở Trung Quốc.
 Phương pháp 2: Nấm được cho vào “cần xế”, ở trung tâm và từ đáy trở lên đặt ống
thông khí, bề mặt đặt các bọc đựng đá lạnh, đây là phương pháp bảo quản tốt và được sử
dụng nhiều.
Cả hai phương pháp trên đều hiệu quả đối với bảo quản nấm tươi. Một số kết quả
nghiên cứu về nhiệt độ và thời gian bảo quản đến chất lượng nấm như sau. Nhiệt độ nhỏ

SVTH: Võ Minh Toàn

4


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

hơn 0 0C: Nấm có thể giữ trên hai tuần, nhưng khi rã đông nấm dễ bị chảy rữa và hư hỏng
nhanh [3].
 Nhiệt độ từ 4  6 0C: Nấm hư hỏng nhanh

 Nhiệt độ từ 10  15 0C: Nấm cho vào túi nhựa có đục lỗ nhỏ có thể giữ được bốn
ngày với ẩm độ mất khoảng 10%.
 Nhiệt độ 20 0C: Thời gian bảo quản lâu hơn 4 6 0C nhưng thấp hơn 10 15 0C.
 Nhiệt độ 30 0C: Nấm chảy rữa sau một đêm và có dấu hiêu nhiễm vi sinh vật.
 Ở 25 0C tỷ lệ nấm nở tăng lên từ dạng trứng nhanh chóng chuyển sang dạng trưởng
thành. Ngược lại, tai nấm sẽ chậm nở nếu ở 15 0C trong 4 giờ trước đó. Kết quả cho thấy
nếu bảo quản nấm ở dạng búp dễ bảo quản hơn ở dạng khác.
1.2.2. Chế biến nấm muối
Thị trường tiêu thụ nấm muối hiện nay cũng rất đa
dạng. Nấm muối nguyên quả, sau đó được phân loại theo
kích cỡ đường kính nấm to, nhỏ khác nhau. Theo GS.TS
Nguyễn Lân Dũng, trước khi muối nấm cần rửa sạch,
chọn lọc để loại bỏ các nấm không đạt tiêu chuẩn, vớt
nấm ra để cho ráo nước. Sau đó, đun nước sôi và thả nấm
vào chần trong 5 – 7 phút. Vớt ra ngâm ngay vào nước
Hình 1.4: Nấm muối
lạnh, sau đó cho ra ổ và đợi cho ráo nước. Khi nấm
đã ráo nước, cho nấm vào các can nhựa hay chum vại đã đựng nước muối, xếp một lớp
nấm rồi một lớp muối sao cho cứ 1 kg nấm rơm tươi cần 200 ml nước muối bão hòa và
0.25 kg muối tinh thạch. Khi cho hết nấm và muối vào rồi cần rắc thêm một lớp muối
mỏng lên khắp bề mặt của nấm. Muốn bảo quản được lâu hơn thì cần cho thêm giấm. Cứ
mỗi tấn nấm cần sử dụng 3 – 4 lít giấm. Thời gian muối được 5 ngày, nấm sẽ ổn định về
chất lượng, lúc đó tiến hành phân loại hoặc bóc vỏ nấm.
Nấm muối đảm bảo chất lượng tốt: không bị váng mốc, mùi thơm dễ chịu, nồng độ
muối không quá cao, độ pH của dung dịch muối bảo quản thường là 4, cây nấm rắn chắc,
hông giập nát, không lẫn các tạp chất, màu của dung dịch muối trong suốt. Chúng ta biết
rằng dung dịch muối ăn nồng độ 1% có thể tạo ra một áp suất thẩm thấu là 6.1 at. Dung
dịch muối bảo quản nấm rơm cần tạo ra được một áp suất thẩm thấu khoảng 120 at. Dịch
tế bào của các vi sinh vật thường có áp suất thẩm thấu là 3.5 – 16.7 at. Vì vậy ở trong
nước muối sẽ xảy ra hiện tượng co nguyên sinh (plasmolysis) và làm chết đa số vi sinh

vật, do đó hạn chế làm hư hỏng nấm. Đây là một phương pháp bảo quản tốt, được dùng
để chế biến nấm muối xuất khẩu, song phương pháp này vẫn còn nhược điểm là làm ảnh
hưởng đến hương vị ban đầu của nấm.
SVTH: Võ Minh Toàn

5


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

1.2.3. Bảo quản nấm khô

Hình 1.5 – Nấm sấy khô

 Trên thế giới, việc sử dụng năng lượng mặt trời cho việc sấy nguyên liệu đã xuất
hiện từ rất lâu, con người cũng đã sử dụng nguồn năng lượng sạch này cho sấy nấm rơm.
Tuy là nguồn năng lượng sạch và rẻ tiền, nhưng sấy bằng năng lượng mặt trời cũng mang
nhiều nhược điểm, đáng chú ý nhất là khó kiểm soát năng lượng đầu vào và chất lượng
sản phẩm, sản phẩm rất dễ bị ô nhiễm bởi vi sinh vật, bụi, côn trùng. Với tiến bộ của khoa
học kĩ thuật, con người đã chế tạo và cải tiến công nghệ để tận dụng tối đa hiệu quả của
nguồn năng lượng này. Hệ thống sấy được thiết kế để kiểm soát nhiệt độ, ổn định dòng
khí, giảm thiểu tác động của sự thay đổi khí hậu, hạn chế sự ô nhiễm do các tác nhân bên
ngoài và cải thiện chất lượng sản phẩm sấy. Thông thường nấm phơi nắng về chất lượng
không tốt hơn nấm sấy về cả màu sắc lẫn mùi vị. Nấm phơi nắng có thể bị nhiễm mốc,
một số nước cấm nhập khẩu nấm khô qua phơi nắng như Úc, Thụy Điển ngoại trừ sấy lại

4 giờ ở 60 0C.
 Để sấy nấm người ta thường dùng tủ sấy có nhiều ngăn và cung cấp không khí
nóng để làm khô. Nấm được làm mất nước từ từ, lúc đầu ở 30 0C sau đó mỗi giờ tăng 1 2
0

C cuối cùng nâng lên 60 0C và kéo dài trong 1 giờ. Trường hợp nấm rơm để nhanh khô
người ta chẻ đôi tai nấm và cũng như nấm đông cô nấm sấy sẽ giữ được mùi vị và màu
sắc tốt hơn phơi nắng. Nhiệt độ có thể bắt đầu từ 40 0C và sau đó nâng dần lên 45 0C kéo
dài 8 giờ, ngoài ra có thể sấy ở 60 0C trong 8 giờ hoặc khởi đầu ở 70 0C trong 2 giờ, tiếp
theo 65 0C trong 2 giờ và 55 60 0C trong 4 giờ nữa. Thông thường nấm khô chỉ còn
khoảng 10% khối lượng nấm tươi ban đầu và có thể bảo quản cả năm. Ngoài ra, mốt số
phương pháp sấy khác tiến hành ở nhiệt độ thấp. Nấm được làm lạnh từ -20 0C đến -30 0C
sau đó nâng nhiệt độ để nước bốc hơi trong điều kiện chân không. Nấm rơm có thể làm
mất hơn 90% nước nếu sấy bằng phương pháp này. Tuy nhiên phương pháp này ít thông
dụng cho chế biến nấm rơm vì không có hiệu quả kinh tế.[4]
1.2.4. Bảo quản nấm dạng đóng hộp
Đây còn gọi là phương pháp Appert được sử dụng ở Pháp lần đầu tiên năm 1780.

SVTH: Võ Minh Toàn

6


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Quy trình sản xuất nấm rơm đóng hôp như sau:
Nấm rơm  Xử lý sơ bộ  Chần  Đóng hộp  Khử trùng  Làm lạnh  Dán
nhãn  Thành phẩm.
Tuy nhiên, sản lượng nấm rơm tươi được đóng hộp chỉ chiếm lượng rất nhỏ so với
tổng sản lượng nấm trồng được.
1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
1.3.1. Mục tiêu đề tài
Từ những vấn đề được nêu ra trên đây, đề tài này nhằm nghiên cứu quy trình và chế
độ sấy cho nấm rơm bằng phương pháp sấy chân không vi sóng thông qua nghiên cứu
động học quá trình sấy, đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm sau khi sấy.Từ đó rút
ra khả năng ứng dụng của công nghệ sấy chân không vi sóng trong lĩnh vực chế biến thực
phẩm.
1.3.2. Nhiệm vụ đề tài
 Nghiên cứu đặc tính và mức độ ứng dụng của nấm rơm.
 Nghiên cứu công nghệ chân không vi sóng và khả năng ứng dụng của công nghệ
này trong tương lai.
 Xây dựng phương pháp, bố trí thí nghiệm sấy nấm rơm.
 Tiến hành sấy nấm rơm trên thiết bị sấy chân không – vi sóng.
 Xử lý và phân tích số liệu, đánh giá kết quả đạt được.
 Nghiên cứu đặc tính động học của quá trình sấy nấm rơm.
 Xây dựng chế độ sấy tối ưu cho nấm rơm bằng phương pháp chân không – vi
sóng.

SVTH: Võ Minh Toàn

7


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH SẤY
Sấy là quá trình tách pha lỏng (tách ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nào đó.
Sấy bằng năng lượng mặt trời là biện pháp sấy tự nhiên rất đơn giản đã được áp dụng lâu
đời trong dân gian. Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhiều hạn chế do diện tích sân
phơi phải lớn, phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, rất bất lợi trong mùa mưa. Vì vậy
để đáp ứng nhu cầu về sấy trong các lĩnh vực sản xuất, các biện pháp sấy nhân tạo đã
được áp dụng.
Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng nước trong vật ẩm giảm đi. Điều đó có ý
nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp và nông nghiệp. Nhưng sấy là một quá trình công nghệ phức
tạp, trong một số trường hợp nó đóng vai trò quyết định trong quy trình sản xuất. Nguyên
tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha của pha lỏng
trong vật liệu thành pha hơi. Việc cung cấp năng lượng nhiệt cho vật liệu trong quá trình
sấy được tiến hành theo nhiều phương pháp khác nhau. Cấp nhiệt bằng dòng khí nóng đối
lưu gọi là sấy đối lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ
gọi là sấy bức xạ. Ngoài ra còn nhiều phương pháp khác như sấy bằng dòng điện cao tần,
sấy bằng chân không kết hợp vi sóng, sấy thăng hoa, sấy lạnh.
2.1. Tác nhân sấy
Tác nhân sấy là những chất dùng để đưa lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy ra khỏi
thiết bị sấy. Trong quá trình sấy, lượng ẩm thoát ra ngoài vật liệu ngày càng tăng, đến một
lúc nào đó sẽ đạt trạng thái cân bằng giữa vật liệu sấy và môi trường bên trong buồng sấy,
lúc đó quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ dừng lại. Trong nhiều trường hợp, tác nhân
sấy đóng vai trò cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy để hóa hơi ẩm lỏng. Các tác nhân sấy
thường dùng là các chất khí như không khí, khói lò, hơi quá nhiệt. Chất lỏng cũng có thể

làm tác nhân sấy như các loại dầu, một số loại muối nóng chảy. Hiện nay, với tiến bộ của
khoa học kỹ thuật, năng lượng vi sóng kết hợp với môi trường chân không cũng là một tác
nhân sấy mới đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Trong nội dung này sẽ đề cập
đến ba loại tác nhân sấy sử dụng phổ biến nhất là không khí, khói lò và năng lượng vi
sóng kết hợp với môi trường chân không.
2.1.1. Không khí
Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, không gây độc hại và không
gây bẩn sản phẩm sấy. Không khí là hỗn hợp của nhiều chất khí khác nhau. Không khí
bao gồm một số chất khí chủ yếu là Oxygen (O2, 20.95%) và Nitrogen (N2, 70.08%) cộng
với một lượng nhỏ các khí khác như Argon (Ar, 0.93%), Carbon dioxide (CO2, 0.03%),
SVTH: Võ Minh Toàn

8


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

và Neon (Ne, 0.0018%), các tỷ lệ % này tính theo trọng lượng và có thể thay đổi ít nhiều
tùy điều kiện môi trường, vị trí địa lý.
Không khí trong tự nhiên có chứa một lượng hơi nước nhất định. Lượng hơi nước
này được diễn tả bằng độ ẩm. Tỷ số trọng lượng hơi nước chứa trong không khí sấy luôn
nhỏ hơn 1/10.
a. Áp suất hơi
Áp suất hơi là áp suất riêng phần sinh ra bởi các phần tử hơi nước trong không
khí ẩm. Khi không khí bảo hòa ẩm hoàn toàn, áp suất hơi của nó được gọi là áp suất hơi

bão hòa.
b. Độ ẩm tuyệt đối của không khí
Độ ẩm tuyệt đối của không khí tính bằng kg/kg không khí khô (kkk), là trọng
lượng của nước (hơi ẩm) tính bằng kg (hay gam), chứa trong 1 kg kkk. Độ ẩm tuyệt đối
của không khí khô đôi khi còn gọi là độ ẩm riêng hay tỉ số ẩm.
c. Độ ẩm tương đối của không khí
Độ ẩm tương đối của không khí là tỷ số của áp suất hơi nước thực tế trong vùng
đang xét với áp suất của hơi nước trong không khí đã bão hòa ẩm ở cùng một nhiệt độ.
Không khí bão hòa ẩm là không khí có độ ẩm tương đối bằng 100%, không khí ở trạng
thái này coi như đã “no” hơi nước.
d. Thể tích riêng của không khí
Là thể tích của 1 kg không khí khô, tính bằng m3/kg kkk. Thể tích riêng bằng
nghịch đảo của khối lượng riêng:
1
v
(m3/kg)
(2-1)



e. Nhiệt độ của không khí
Hỗn hợp hơi nước – không khí có thể diễn tả bằng nhiệt độ bầu khô hoặc nhiệt độ
bầu ướt hoặc nhiệt độ điểm sương. Nhiệt độ bầu khô là nhiệt độ được đo bằng một nhiệt
kế hay một cặp nhiệt độ thông thường.
 Nhiệt độ bầu ướt là nhiệt độ mà tại đó nước do bốc hơi thành không khí ẩm, có thể
đưa không khí đến bảo hòa trong điều kiện trạng thái ổn định. Ta có thể đo nhiệt độ bầu
ướt bằng phương pháp đơn giản là sử dụng nhiệt kế có bọc vải ướt. Hiệu số giữa nhiệt độ
bầu khô và nhiệt độ bầu ướt đặc trưng cho khả năng hút ẩm của không khí, gọi là thế sấy
(tức là động lực của quá trình bay hơi).
 Nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ của không khí ẩm tương ứng với trạng thái bão

hòa. Vậy nhiệt độ điểm sương chỉ rõ trạng thái hoàn toàn bão hòa hơi nước trong không
khí, nếu tiếp tục giảm nhiệt độ, sẽ xảy ra quá trình ngưng tụ hơi nước thành nước.
SVTH: Võ Minh Toàn

9


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

f.Enthalpy
Enthalpy của hỗn hợp không khí – hơi nước là nhiệt năng chứa trong hỗn hợp
không khí – hơi nước. Năng lượng này là kết hợp của 2 loại nhiệt: nhiệt ẩn và nhiệt cảm.
Enthalpy được đo bằng kJ/kg kkk.
2.1.2. Khói lò
Khói lò là sản phẩm khí của quá trình đốt cháy một chất đốt nào đó. Khối lượng,
thành phần và các thông số trạng thái của khói lò phụ thuộc vào thành phần của chất đốt
và phương pháp đốt cháy. Để tạo khói lò có thể đốt các loại nhiên liệu: than, củi, trấu,
dầu, khí đốt… Khói lò có thể sử dụng trực tiếp làm tác nhân sấy, hoặc sử dụng gián tiếp
để đốt nóng không khí.

Hình 2.1: Khói lò

 Ưu điểm
- Có thể điều chỉnh nhiệt độ của môi chất sấy trong một khoảng rất rộng.
- Cấu trúc hệ thống đơn giản, dễ chế tạo lắp đặt và bảo trì.

- Đầu tư vốn ít, không phải dùng calorife.
- Giảm tiêu hao điện năng, do giảm trở lực hệ thống.
- Nâng cao được hiệu quả sử dụng của thiết bị.
 Nhược điểm
- Gây bụi bẩn cho sản phẩm và thiết bị.
- Có thể gây hỏa hoạn hoặc xảy ra các phản ứng hóa học ảnh hưởng xấu đến chất
lượng sản phẩm.
Trong công nghiệp thực phẩm khói lò thường ít được sử dụng. Thông thường người
ta dùng để sấy các loại hạt nông sản. Ngoài ra người ta có thể sử dụng khí tự nhiên làm
chất đốt, vì khói tạo ra tương đối sạch, tuy nhiên thành phần khói vẫn có hàm lượng ẩm
và khí oxit nitơ cao (dễ gây ung thư), nên cần phải tiếp tục làm sạch trước khi sử dụng để
sấy thực phẩm.

SVTH: Võ Minh Toàn

10


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

2.1.3. Năng lượng vi sóng

Hình 2.2: Sóng điện từ.

Vi sóng là sóng điện từ có bước sóng nằm từ 0.3 GHz đến 300 GHz. Sóng điện từ là

sóng ngang có thành phần điện tích dao động theo phương thẳng đứng và thành phần điện
từ dao động theo phương nằm ngang. Tần số của sóng điện từ bằng tần số của điện tích
dao động và vận tốc của nó trong chân không bằng vận tốc ánh sáng trong chân không
c  3.10 8 m / s .
Sóng điện từ phản xạ trên các bề mặt kim loại và giao thoa được với nhau. Những
sóng cơ học truyền trong những môi trường đàn hồi, còn sóng điện từ thì nó tự truyền đi
mà không cần đến sự biến dạng của môi trường đàn hồi.
Vi sóng cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn trong các quá trình sản suất thực phẩm, nó
được ứng dụng trong các quá trình chế biến nhiệt như gia nhiệt, nấu ăn, sấy khô, nướng,
chần và khử trùng. Trong quá trình làm nóng và làm khô bằng năng lượng vi sóng, sự
truyền nhiệt diễn ra nhanh chóng và diễn ra bên trong của vật liệu.
2.1.4. Áp suất chân không
Quá trình sấy là một quá trình tổng hợp ba quá trình vật lý cơ bản: quá trình mao
dẫn, quá trình bay hơi trên bề mặt và quá trình khuếch tán ẩm. Khi độ ẩm của vật liệu lớn
hơn điểm bão hòa, quá trình mao dẫn là chủ yếu của việc di chuyển ẩm vật liệu. Khi vật
liệu khô dần, độ ẩm của vật liệu giảm xuống dưới điểm bão hòa, quá trình di chuyển ẩm
trong vật liệu là quá trình khuếch tán đơn thuần.
 Quá trình bay hơi nước bề mặt vật liệu ẩm: được xem như quá trình bay hơi nước
trên bề mặt ẩm tự do, phụ thuộc vào các điều kiện vật lý giữa không khí và nước. Tốc độ
bay hơi của nước vào không khí phụ thuộc vào chênh lệch áp suất của hơi nước trên bề
mặt vật ph và phân áp suất hơi nước của môi trường đặt vật po.
 Quá trình mao dẫn: là quá trình di chuyển ẩm từ bên trong vật ẩm ra bề mặt. Quá
trình mao dẫn nhanh hay chậm phụ thuộc vào áp suất mao dẫn lớn hay nhỏ.
 Quá trình khuếch tán ẩm: là quá trình ẩm được khuếch tán vào môi trường bên
trong buồng sấy và được tác nhân sấy đưa ra ngoài.

SVTH: Võ Minh Toàn

11

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Độ chênh lệch áp suất hơi nước bên trong vật liệu và môi trường sấy được xem là
động lực thúc đẩy tốc độ dịch chuyển ẩm trong vật liệu sấy. Nếu hạ thấp áp suất trong
một thiết bị chân không xuống đến áp suất mà ở đó nước trong vật liệu bắt đầu sôi và bốc
hơi sẽ tạo nên một dòng chênh lệch áp suất đáng kể dọc theo bề mặt vật liệu, làm hình
thành nên một dòng ẩm chuyển động trong vật liệu theo hướng từ trong ra bề mặt ngoài.
Điều này có nghĩa là ở một áp suất nhất định nước sẽ có một điểm sôi nhất định, do vậy
khi hút chân không sẽ làm cho áp suất trong vật liệu giảm đi và đến mức nhiệt độ bên
trong vật liệu đạt đến nhiệt độ sôi của nước ở áp suất đó. Nước trong vật sẽ hóa hơi và
làm tăng áp suất trong vật liệu và tạo nên một chênh lệch áp suất hơi p = (pbh – ph) giữa
áp suất bão hòa hơi nước trên bề mặt và phân áp suất hơi nước trong môi trường đặt vật
sấy; đây chính là nguồn động lực chính tạo điều kiện thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm từ
bên trong vật liệu ra ngoài bề mặt bay hơi. Dưới điều kiện chân không đó, quá trình bay
hơi diễn ra nhanh chóng và quá trình làm khô vật liệu sẽ rất nhanh, thời gian sấy giảm
xuống đáng kể.
2.2. Vật liệu ẩm
Vật liệu ẩm là những vật có chứa một khối lượng nước và hơi nước bên trong nó,
mục đích của quá trình sấy là tách một lượng nước nhất định ra khỏi vật liệu này. Có thể
xem vật liệu ẩm gồm hai thành phần là chất rắn và chất lỏng, trong đó phần chất lỏng gọi
là ẩm, phần chất rắn gọi là vật khô tuyệt đối. Trạng thái ẩm của vật liệu được biểu thị qua
độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm cân bằng, độ chứa ẩm, nồng độ ẩm. Sự liên kết giữa ẩm và vật liệu
khô phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng, cấu trúc của vật liệu và môi trường hình thành
liên kết đó.

2.2.1. Các đặc trưng trạng thái của vật liệu ẩm
2.2.1.1. Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm tuyệt đối (W0) là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng
chất khô tuyệt đối. Nếu ký hiệu Ga là khối lượng ẩm chứa trong vật liệu (kg) và Gk là khối
lượng chất khô (kg) ta có:
W0 

Ga
.100%
Gk

(2-2)

Độ ẩm tuyệt đối có giá trị từ 0 đến  . Khi W0  0 , đó là vật khô tuyệt đối, W0   ,
coi như vật chứa toàn nước.
2.2.1.2. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối còn gọi là độ ẩm toàn phần (W). Đây là tỷ số giữa khối lượng ẩm
chứa trong vật với khối lượng của toàn bộ vật liệu ẩm.
W 

Ga
.100%
G

SVTH: Võ Minh Toàn

(2-3)
12

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Trong đó:
G – khối lượng vật liệu ẩm, G = Ga + Gk, (kg)
Độ ẩm toàn phần có giá trị từ 0 đến 100%. Vật khô tuyệt đối có độ ẩm toàn phần W = 0%,
vật toàn nước có W = 100%.
2.2.1.3. Độ chứa ẩm
Đây là tỷ số giữa lượng ẩm chứa trong vật với lượng vật khô tuyệt đối, ký hiệu là u
u

Ga
, (kg/kg)
Gk

(2-4)

Đại lượng này dùng để biểu thị sự phân bố ẩm trong từng vùng khác nhau hay
trong toàn bộ vật. Nếu ẩm phân bố đều trong toàn bộ vật thì giá trị độ chứa ẩm và độ ẩm
tuyệt đối bằng nhau.
2.2.1.4. Khối lượng riêng của vật liệu
Đối với vật liệu khô, khối lượng riêng của chất khô:
G
 k  k , kg/m3
(2-5)
Vk

Đối với vật liệu ẩm:



G
, kg/m3
V

(2-6)

Với: Vk - thể tích chiếm chỗ của vật liệu có khối lượng Gk , m3
V - thể tích chiếm chỗ của vật liệu có khối lượng G , m3

2.2.1.5. Khối lượng riêng thể tích và độ xốp của vật liệu
Trong nhiều vật liệu thì trong khối vật liệu có các khoảng trống do không khí
chiếm chỗ.
Tỷ số giữa khối lượng vật liệu và thể tích của khối hạt đó chiếm chỗ, được gọi là
khối lượng riêng thể tích, ký hiệu

v 

 v kg/m3.

G
, kg/m3
VG

(2-7)

VG - thể tích chiếm chỗ của khối vật liệu có khối lượng G, m

Khối lượng riêng thể tích

3

 v phụ thuộc vào độ ẩm, kích thước, hình dạng và độ

nhám bề mặt của hạt vật liệu.
Khoảng không khí chiếm chỗ trong khối vật liệu, đặc trưng bởi độ xốp của khối
vật liệu đó. Độ xốp của khối vật liệu ký hiệu , được tính bằng %.

SVTH: Võ Minh Toàn

13


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp



VG  V
 100%
VG

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

(2-8)

2.2.1.6. Bề mặt riêng của vật liệu
Khả năng thải và hút ẩm của vật liệu còn phụ thuộc vào hình dạng và kích thước
của chúng. Nếu có Gk kg vật liệu khô, trong đó Fk là tổng diện tích các bề mặt của vật
liệu khô, thì tỷ số:
f 

Fk
, m2/kg
Gk

(2-9)

được gọi là bề mặt riêng khối lượng của vật liệu.
Đối với những vật liệu trong quá trình sấy không bị co rút thể tích thì bề mặt của
vật liệu khô Fk tương đương với bề mặt vật liệu ướt F.
2.2.2. Phân loại vật liệu ẩm
Theo quan điểm hóa lý, vật ẩm là một hệ liên kết phân tán giữa pha phân tán và môi
trường phân tán. Pha phân tán của một chất có cấu trúc mạng hay khung không gian từ
chất rắn phân bố đều trong môi trường phân tán (là một chất khác).
Dựa theo tính chất lý học, người ta có thể chia vật ẩm ra làm ba loại:
 Vật liệu keo: là vật có tính dẻo do có cấu trúc hạt. Nước hoặc ẩm ở dạng liên kết
hấp thụ và thẩm thấu. Các vật keo có đặc điểm chung là khi sấy bị co ngót khá nhiều,
nhưng vẫn giữ được tính dẻo.
 Vật liệu xốp mao dẫn: là vật bên trong có các khoảng không gian trống rỗng chứa
không khí. Khi các khoảng trống này thông với nhau, tạo thành các hang có đường kính
tương đương rất nhỏ phụ thuộc vào kích thước của vật được gọi là vật xốp mao dẫn. Các
vật này có khả năng hút mọi chất lỏng dính ướt, không phụ thuộc vào thành phần hóa học
của chất lỏng. Sau khi sấy khô vật trở nên giòn và có thể vỡ vụn thành bột.
 Vật liệu keo xốp mao dẫn: bao gồm tính chất của hai nhóm trên. Về cấu trúc các

vật này thuộc xốp mao dẫn, nhưng về bản chất là các vật keo, có nghĩa là thành mao dẫn
của chúng có tính dẻo, khi hút ẩm các mao dẫn của chúng trương lên, khi sấy khô thì co
lại. Hầu hết các vật liệu ẩm đều thuộc nhóm này.
2.2.3. Ẩm trong vật liệu
Trong vật liệu ẩm, phần chất lỏng (ẩm) chủ yếu là nước. Tùy thuộc vào quá trình
hình thành và môi trường xung quanh, nước có thể tồn tại ở ba dạng: rắn, lỏng, hơi. Dưới
áp suất khí quyển (760 mmHg) nước chuyển từ pha rắn sang pha lỏng và ngược lại ở 0 0C
với nhiệt ẩn nóng chảy là 332,3 kJ/kg, sôi 100 0C với nhiệt ẩn hóa hơi là 2256.3 kJ/kg;
khối lượng riêng của nước ở 00C là 916 999 kg/m3, ở 40 0C là 1000 kg/m3 và ở 100 0C
là 958 kg/m3.
SVTH: Võ Minh Toàn

14


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

Quá trình sấy cung cấp năng lượng cho nước để thắng các lực liên kết giữa nước
và vật liệu sấy, nhằm dịch chuyển nước từ trong lòng vật sấy ra bề mặt và đi vào tác nhân
sấy để thải vào môi trường. Bản chất các liên kết giữa nước và vật liệu là hiện tượng hấp
phụ.
Hấp phụ giữa nước và vật liệu chia làm hai loại: hấp phụ hóa học và hấp phụ vật
lý. Trong quá trình hấp phụ hóa học các phân tử chất lỏng và vật rắn có sự thay đổi thành
phần hoặc bị phá hủy với việc trao đổi điện tử vòng ngoài tức là sự liên kết giữa hai pha là
do mối liên kết từng phân tử hay nguyên tử riêng biệt. Hấp phụ hóa học rất bền vững và

thường liên kết này không bị phá vỡ trong quá trình sấy. Khác với hấp phụ hóa học, hấp
phụ vật lý là hiện tượng liên kết giữa các phân tử của nước với các phân tử của vật hấp
phụ, không có sự trao đổi ion mà chỉ do sức căng mặt ngoài là lực mao dẫn gây ra. Liên
kết càng yếu dần khi lớp chất lỏng càng xa bề mặt vật rắn, ở sát bề mặt vật rắn tốc độ hấp
phụ của lớp phân tử đầu tiên rất lớn. Trên 1 cm2 bề mặt, vật có thể hấp thụ tới 1015 phân
tử nước. Ban đầu quá trình hấp phụ, lớp chất lỏng bị hấp phụ tập trung tại những vùng
hấp phụ mạnh, sau đó lan ra các vùng khác.
2.2.4. Các dạng liên kết trong vật liệu ẩm
Các liên kết giữa ẩm với vật khô có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy, nó sẽ chi
phối đến diễn biến của quá trình sấy. Vật ẩm thường là tập hợp của ba pha: rắn, lỏng và
khí (hơi). Các vật rắn đem đi sấy thường là các vật xốp mao dẫn hoặc keo xốp mao dẫn.
Trong các mao dẫn có chứa ẩm lỏng cùng với hỗn hợp hơi khí có thể tích rất lớn (thể tích
xốp) nhưng tỷ lệ khối lượng của nó so với phần rắn và phần ẩm lỏng nhỏ có thể bỏ qua.
Do vậy trong kỹ thuật sấy thường coi vật thể chỉ gồm phần rắn khô và phần lỏng.
Có nhiều cách phân loại các dạng liên kết ẩm. Trong đó phổ biến nhất là cách phân
loại theo bản chất hình thành liên kết của P.H Robinde [5]. Theo cách này, tất cả các dạng
liên kết ẩm được chia thành ba nhóm chính: liên kết hóa học, liên kết hóa lý, liên kết cơ
lý.
2.2.4.1. Liên kết hóa học
Liên kết hóa học giữa ẩm và vật khô rất bền vững, trong đó các phần tử nước đã
trở thành một bộ phận trong thành phần hóa học của phân tử vật ẩm. Loại ẩm này chỉ có
thể tách ra khi có phản ứng hóa học và thường phải nung nóng đến nhiệt độ cao. Sau khi
tách ẩm tính chất hóa lý của vật thay đổi. Ẩm này có thể tồn tại ở dạng liên kết phân tử
như trong muối hydrat MgCl2.6H2O hoặc ở dạng liên kết ion như Ca(OH)2. Trong quá
trình sấy thường không đặt vấn đề tách ẩm ở dạng liên kết hóa học vì ở nhiệt độ sấy
không tách được ẩm liên kết hóa học.

SVTH: Võ Minh Toàn

15

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Văn Cương

2.2.4.2. Liên kết hóa lý
Liên kết hóa lý không đòi hỏi nghiêm ngặt về tỷ lệ thành phần liên kết. Có hai
loại: liên kết hấp phụ (hấp thụ) và liên kết thẩm thấu.
 Liên kết hấp phụ đặc trưng bởi sự hút ẩm của vật kèm theo quá trình tỏa nhiệt. Với
thể tích vật ẩm nhỏ hơn tổng thể tích của vật khô và thể tích của ẩm hấp phụ, điều đó có
nghĩa là ẩm hấp phụ bị nén, mặc dù thể tích vật tăng lên. Ẩm hấp phụ thể hiện dưới hai
dạng: lớp hấp phụ đơn phân tử và lớp hấp phụ đa phân tử.
Lớp hấp phụ đơn phân tử có mối liên kết ion hoặc liên kết phân tử rất bền vững.
Như vậy lớp hấp phụ đơn phân tử là lớp phân tử đầu tiên của nước liên kết với bề mặt các
thành mao dẫn trong vật liệu.
Sau lớp đơn phân tử là lớp ẩm hấp phụ đa phân tử. Lượng nhiệt lớn nhất tỏa ra khi
hấp phụ lớp đơn phân tử. Lớp ẩm hấp phụ đơn phân tử này chịu tác động của áp suất rất
lớn, nó được xác định bởi trường lực phân tử.
Đối với mỗi vật lượng ẩm hấp phụ đạt đến trị số cực đại nhất định, lượng nhiệt lớn
nhất tỏa ra ở giai đoạn đầu hút ẩm (tức là sự hút ẩm của vật khô tuyệt đối) tỷ lệ với lượng
ẩm hấp phụ mà vật đó thu được. Ẩm hấp phụ trong vật liệu có tính chất rất đặc biệt,
không có khả năng hòa tan các chất, khối lượng riêng lớn hơn, nhiệt độ đóng băng thấp
hơn; điện trở và nhiệt trở lớn, nghĩa là ẩm hấp phụ mang các tính chất của vật rắn đàn hồi.
Trong quá trình sấy, thường chỉ tách một phần ẩm hấp phụ.
 Liên kết thẩm thấu là liên kết hóa lý giữa nước và vật rắn khi có sự chênh lệch
nồng độ các chất hòa tan ở trong và ngoài tế bào. Khi nước ở bề mặt vật thể bay hơi thì

nồng độ của dung dịch ở đó tăng lên và nước ở sâu bên trong sẽ thấm ra ngoài. Ngược lại,
khi ta đặt vật thể vào trong nước thì nước sẽ thấm vào trong.
2.2.4.3. Liên kết cơ lý
Đây là dạng liên kết giữa ẩm và vật liệu được tạo thành do sức căng bề mặt của ẩm
trong các mao dẫn hay trên bề mặt ngoài của vật. Liên kết cơ học bao gồm liên kết cấu
trúc, liên kết mao dẫn và liên kết dính ướt.
 Liên kết cấu trúc là liên kết giữa ẩm và vật liệu hình thành trong quá trình hình
thành vật. Để tách ẩm trong các trường hợp liên kết cấu trúc ta có thể làm cho ẩm bay hơi,
nén ép vật hoặc phá vỡ cấu trúc vật… Sau khi tách ẩm, vật bị biến dạng nhiều, có thể thay
đổi tính chất hoặc thậm chí có thể thay đổi trạng thái pha.
 Liên kết mao dẫn: nhiều vật ẩm có cấu tạo mao quản trong nó có vô số các mao
quản. Khi đặt vật thể này trong môi trường không khí ẩm thì hơi nước sẽ ngưng tụ trên bề
mặt mao quản và theo các mao quản xâm nhập vào trong vật thể.

SVTH: Võ Minh Toàn

16