TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY CÁ CƠM DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NĂNG SUẤT 200 KGMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
**************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY CÁ CƠM
DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
NĂNG SUẤT 200 KG/MẺ

Sinh viên thực hiện: DƯƠNG CÔNG THÀNH
HÀ VĂN NAM

Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2008-2012

Thành phố Hồ Chí Minh
6/2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
***************

DƯƠNG CÔNG THÀNH
HÀ VĂN NAM

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY SẤY CÁ CƠM
DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
NĂNG SUẤT 200 KG/MẺ

Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: T.S NGUYỄN HUY BÍCH
K.S ĐINH CÔNG BÌNH

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

ii


LỜI CẢM TẠ
Trong suốt thời gian học tại trường Đại Học Nông Lâm TP .HCM, dưới
sự giảng dạy tận tình của tất cả quý thầy cô Khoa Cơ Khí Công Nghệ,
chúng tôi đã có biết bao kiến thức bổ ích. Những kiến thức quý báu đó sẽ
phục vụ cho công việc kỹ sư sau này của chúng tôi.
Chúng tôi rất biết ơn đến các thầy cô và chân thành cảm tạ:

 Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM.
 Ban chủ nhiệm Khoa cơ khí công nghệ.
 Toàn thể quý thầy cô Khoa cơ khí công nghệ đã tận tình giảng dạy chúng
tôi trong thời gian học tập tại trường.

 Toàn thể Ban giám đốc Trung tâm Công nghệ thiết bị nhiệt lạnh và các
anh ở trung tâm đã tận tình giúp đỡ chúng tôi.

 Đặc biệt, chúng tôi cám ơn thầy TS. Nguyễn Huy Bích và KS. Đinh Công
Bình đã tận tình hướng dẫn chúng tôi suốt quá trình thực hiện đề tài.

 Cuối cùng chúng tôi xin cảm ơn gia đình cũng như các bạn lớp DH08NL
đã giúp đỡ, hỗ trợ, và động viên.

iii


TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “ Tính toán thiết kế máy sấy cá cơm dùng năng lượng mặt
trời năng suất 200 kg/mẻ ” được tiến hành tại trường đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh, thời gian từ 28/2/2012 đến 28/5/2012.
Mục tiêu của đề tài:
1. Nghiên cứu và hoàn chỉnh mô hình sấy bằng năng lượng mặt trời tại trung
tâm Công nghệ và Thiết bị nhiệt lạnh, Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh.
2. Sấy khảo nghiệm trên mô hình tìm chế độ sấy thích hợp, so sánh giữa hai
phương pháp sấy dùng năng lượng mặt trời và phơi nắng.
3. Tính toán thiết kế máy sấy cá cơm năng suất 200 kg/mẻ sử dụng năng
lượng mặt trời và ước tính chí phí đầu tư cho máy sấy.
Kết quả đạt được trong đề tài:
1. Đã khảo nghiệm sấy cá cơm trên mô hình sấy dùng năng lượng mặt trời
và tìm ra các chế độ sấy phù hợp cho cá cơm, nhiệt độ sấy 45 oC, vận tốc
gió 0,45 m/s cùng với thời gian sấy 6,64 giờ. Đã so sánh giữa hai
phương pháp và cho thấy sấy dùng năng lượng mặt trời hiệu quả hơn,
kinh tế hơn, chất lượng sản phẩm cho ra tốt hơn phương pháp phơi nắng.
2. Đã tính toán thiết kế được máy sấy cá cơm dùng năng lượng mặt trời
năng suất 200 kg/mẻ phù hợp cho người dân vùng biển Ninh Thuận,
Bình Thuận với ước tính chi phí có thể chấp nhận đầu tư từ người dân.

iv


SUMMARY
The Bachelor thesis named "Calculating and designing the Solar Dryer for
Anchovy drying with capacity of 200 kg/batch" has been conducted at the Nong
Lam University Ho Chi Minh City during the period from 28/02/2012 to
28/05/2012 under the advice of Dr. Nguyen Huy Bich and Eng. Dinh Cong Binh.
The objectives of the thesis are:
1. To complete a solar dryer model for drying testing and anchovy drying
experimental investigation.
2. To dry the anchovy on the experimental model in order to find out the drying
regime for anchovy and to compare the drying product with the one is treated
by using the solar directly.
3. To calculating and designing a solar dryer with capacity of 200 kg/batch and
to estimating the cost of the dryer.
The achieved results of the thesis are:
1. The experimental investigation for anchovy solar dryer using our solar dryer
model shown that the drying temperature can be reached to 45°C, wind
speeds is 0.45 m/s, and the drying time is 6.64 hours. The anchovy dried by
solar dryer is more clean with bright color and the time dryer is shorter when
comparing with the one uses sun directly method.
2. A solar dryer with capacity of 200 kg/batch has been developed completely.
The cost estimation of the dryer is not too high which might suite with the
investment from famers.

v


MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................ iii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iv
MỤC LỤC ................................................................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .........................................................................................x
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU............................................................................ xi
Chương 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................1
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................1

1.2.

MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI ...................................................................................2

Chương 2 TỔNG QUAN ............................................................................................3
2.1. CÁ CƠM VÀ CHẾ BIẾN CÁ CƠM ...............................................................3
2.1.1. Nguồn gốc .................................................................................................3
2.1.2. Đặc điểm cá ...............................................................................................3
2.1.3. Thành phần hóa học của cá .......................................................................5
2.1.4. Đối tượng sấy thí nghiệm ..........................................................................6
2.1.5. Phương pháp sơ chế cá cơm trước khi sấy...............................................7
2.2. TÌM HIỂU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ........................................................8
2.2.1. Giới thiệu chung về NLMT.......................................................................8
2.2.2. Bức xạ mặt trời ........................................................................................11
2.2.3. Ứng dụng của NLMT .............................................................................15
2.3. SẤY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY..........................................................20
2.3.1. Khái niệm sấy ..........................................................................................20
2.3.2. Phân loại phương pháp sấy .....................................................................20
2.3.3. Sấy dùng năng lượng mặt trời .................................................................21

2.3.4. Lý thuyết về sấy ......................................................................................27
2.3.5. Một số yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy ..................................................30
2.3.6. Phương pháp tính toán quá trình sấy.......................................................32
2.4. PHÂN LOẠI MÁY SẤY DÙNG NLMT ....................................................33
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ...................................................35
3.1. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH .....................................................................35
vi


3.1.1. Phương pháp sấy thí nghiệm ...................................................................35
3.1.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .........................................................35
3.1.3. Phương pháp tính toán thiết kế ...............................................................35
3.2. PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ......................................................................35
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................37
4.1. SẤY THÍ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH .........................................................37
4.1.1. Mô hình và Nguyên lý hoạt động............................................................37
4.1.2. Sấy thí nghiệm với mô hình ....................................................................41
4.1.3. Kết quả khảo nghiệm ..............................................................................47
4.1.4. Kết quả tính toán cho mô hình ................................................................48
4.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY CÁ CƠM 200 KG/ MẺ .....................54
4.2.1. Tính toán thực tế .....................................................................................54
4.2.2. Ước Tính chi phí .....................................................................................68
4.3. THỐNG KÊ CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................69
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................71
5.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................71
5.2. ĐỀ NGHỊ .......................................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................73
PHỤ LỤC ..................................................................................................................75

vii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- Ký hiệu viết tắt:
t: Nhiệt độ (°C)
I: Entanpy (kJ/kg kkk).
φ: Ẩm độ tương đối (%).
d: Độ chứa hơi (kg ẩm/kg kkk).
V: Thể tích riêng (m3/kg kkk).
G1: Khối lượng ban đầu của vật liệu sấy (kg).
G2: Khối lượng sau khi sấy của vật liệu sấy (kg).
X1: Ẩm độ đầu của vật liệu sấy (%).
X2: Ẩm độ sau khi sấy của vật liệu sấy (%).
U1: Lượng nước lấy đi trong vật liệu sấy (kg).
L1: Lượng không khí cần thiết để bốc hơi 1kg nước trong vật liệu sấy (kg kkk/kg
H2O).
L2: Lượng không khí cần thiết để bốc hơi m kg nước trong vật liệu sấy (kg kkk/kg
H2O).
Vkkk: Tổng thể tích không khí khô cần cho quá trình sấy (m3).
Qsấy: Tổng lượng nhiệt cần cho quá trình sấy (kJ).
v: Vận tốc gió trong buồng sấy (m/s).
Qll: Lưu lượng qua buồng sấy (m3/s).
A: Diện tích mặt thu nhiệt (m2).
ρ: Khối lượng riêng của không khí (kg/m3).
M: Lưu lượng khối của không khí (kg/s).
Qtt: Tổng tổn thất nhiệt (kJ)
Qout: Lượng nhiệt sau khi đi ra khỏi bộ thu nhiệt (kJ)
c: Nhiệt dung riêng của không khí (J/kg.K).
F’: Hiệu suất hiệu dụng của bộ thu nhiệt.
U: Tổn thất nhiệt chung giữa mặt đen và môi trường.

γ: Hiệu suất quang học.
Qk: Là tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi (kJ/h).
viii


Gk: Khối lượng của khay đặt cá (kg).
Ck: Nhiệt dung riêng của khay cá (kJ/kg độ).
tk1: Nhiệt độ vào của khay (oC).
t k2: Nhiệt độ ra của khay sấy (oC).
Qv: Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi (kJ/h).
Gv: Khối lượng vật liệu sấy ra (kg).
Cv: Nhiệt dung riêng của cá cơm (kJ/kg.độ).
tv1: Nhiệt độ vào của vật liệu sấy (oC).
tv2: Nhiệt độ ra của vật liệu sấy (oC).
Cv: Nhiệt dung riêng của cá (kJ/kg.độ).
Cvk: Nhiệt dung riêng của vật liệu trước khi sấy (kJ/kg.độ).
Ca: Nhiệt dung riêng của nước (kJ/kg).
Qe: Tổn thất qua vách (W).
δ: Bề dày vách (m).
λ: Hệ số dẫn nhiệt của vách (W/m.độ).
ts: Nhiệt độ tác nhân sấy (oC).
tmt: Nhiệt dộ môi trường (oC).
Qs: Tổn thất nhiệt qua sàn sấy (W).

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Cá cơm .......................................................................................................3
Hình 2.2. Hình thái cá cơm thường .............................................................................6

Hình 2.3. Chần cá trước khi sấy .................................................................................8
Hình 2.4. Góc nhìn mặt trời ......................................................................................12
Hình 2.5. Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời đến trái đất.........................13
Hình 2.6. Máy sấy năng lượng mặt trời dạng tủ .......................................................16
Hình 2.7. Máy sấy NLMT đối lưu cưỡng bức trực tiếp ............................................17
Hình 2.8. Máy sấy NLMT gián tiếp qua bộ thu nhiệt ...............................................18
Hình 2.9. Hệ thống chưng cất nước NLMT ..............................................................19
Hình 2.10. Phơi nắng truyền thống ...........................................................................22
Hình 2.11. Thiết bị sấy khô đơn giản dùng NLMT .................................................22
Hình 2.12. Thiết bị sấy dùng NLMT .......................................................................22
Hình 2.13. Máy sấy dạng hộp ...................................................................................23
Hình 2.14. Máy sấy dạng hiệu ứng nhà kính ............................................................23
Hình 2.15. Máy sấy dạng ống khối ...........................................................................24
Hình 2.16. Máy sấy cá có bộ thu nhiệt nối với buồng sấy ........................................25
Hình 2.17. Máy sấy cá sử dụng hiệu ứng nhà kính ...................................................26
Hình 2.18. Máy sấy cá dạng hầm ..............................................................................27
Hình 2.19. Các dạng máy sấy dùng NLMT phổ biến ..............................................34
Hình 3.1. Dụng cụ dùng cho khảo nghiệm ...............................................................36
Hình 4.1. Mô hình máy sấy cá cơm năng lương mặt trời. ........................................37
Hình 4.2. Buồng sấy của mô hình. ............................................................................38
Hình 4.0.3. Khay sấy của mô hình. ...........................................................................39
Hình 4.4. Bộ thu nhiệt của mô hình. .........................................................................39
Hình 4.5. Tiết diện buồng sấy. ..................................................................................56
Hình 4.6. Khung khay sấy .........................................................................................57
Hình 4.7. Bản vẽ khung khay sấy .............................................................................63
Hình 4.8. Khung buồng sấy.......................................................................................63
Hình 4.9. Khung bộ thu nhiệt ....................................................................................64
Hình 4.10. Sơ đồ khối bộ năng lượng lắp đặt cho quạt.............................................67
x

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của cá cơm thường ....................................................5
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của cá cơm.................................................................5
Bảng 2.3. Thành phần các axit amin của cá cơm tươi ................................................6
Bảng 2.4. Yêu cầu của cá cơm sau khi sấy .................................................................8
Bảng 4.1. So sánh chất lượng cảm quan của hai mẫu phơi nắng và sấy...................48
Bảng 4.2. Kích thước buồng sấy ...............................................................................57
Bảng 4.3. vật liệu cho việc thiết kế buồng sấy ..........................................................58
Bảng 4.4. Thông số kỹ thuật của quạt .......................................................................65
Bảng 4.5. Thông số kỹ thuật tấm pin mặt trời 200 Wp.............................................66
Bảng 4.6. Thông số kỹ thuật bộ Inverter...................................................................66
Bảng 4.7. Thông số kỹ thuật của ổn áp .....................................................................67
Bảng 4.8. Ước tính đầu tư thiết bị và vật liệu ...........................................................68
Bảng 4.9. Thống kê các kết quả ................................................................................69

Biểu đồ 4.1. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 7/3...............................................41
Biểu đồ 4.2. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 8/3...............................................42
Biểu đồ 4.3. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 9/3...............................................43
Biểu đồ 4.4. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 12/3.............................................44
Biểu đồ 4.5. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 13/3.............................................45
Biểu đồ 4.6. Thể hiện kết quả khảo nghiệm ngày 6/4...............................................46
Biểu đồ 4.7. Thể hiện đường thoát ẩm của cá cơm. ..................................................47

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cá cơm là loại hải sản có nhiều chất dinh dưỡng, là nguồn thực phẩm dễ chế
biến, được biết đến thông qua nhiều món ăn, có thể dùng làm nước mắm, phơi khô,
ăn tươi, muối chua và làm bột cá dành cho gia súc…
Vùng Ninh Thuận, Kiên Giang là hai tỉnh có sản lượng cá cơm tương đối
cao. Với sản lượng thu hoạch nhiều như vậy nên vấn đề bảo quản và chế biến sau
khi thu hoạch rất cần thiết. Để bảo quản cá cơm sử dụng trong thời gian dài, người
ta làm khô cá bằng phương pháp truyền thống là phơi nắng, nghĩa là dùng nhiệt của
ánh sáng mặt trời để làm khô sản phẩm, không tốn kém nhiên liệu. Tuy nhiên, mặt
hạn chế lớn nhất là không đảm bảo được vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm do thiếu
bao che nên cá cơm tiếp xúc trực tiếp với đất cát và các loại vi khuẩn, ruồi, ký sinh
trùng ảnh hưởng đến người dùng, phụ thuộc điều kiện thời tiết dẫn đến thiếu chủ
động, tốn nhiều công, không cơ giới hóa được, thời gian để đạt tới độ ẩm cần thiết
thường kéo dài.
Khoa Cơ Khí Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã
thiết kế chế tạo máy sấy cá cơm năng suất 300 kg/mẻ sử dụng than đá tại tỉnh Ninh
Thuận, máy đã khắc phục được một số hạn chế ở phương pháp truyền thống. Mặc
dù các hạn chế đã được khai thác nhưng máy sấy dùng nguyên liệu than và máy
được làm từ kim loại nên không phù hợp phong tục tập quán, đây là vùng gần biển
nên kim loại sẽ rất dễ bị ăn mòn, do đó vấn đề sử dụng vật liệu chống ăn mòn phải
đặt ra.
Với các yếu tố nói trên thì máy sấy dùng năng lượng mặt trời kết hợp với vật
liệu chống ăn mòn có thể sẽ là giải pháp hợp lý hơn cho người dân vùng ven biển.
Được sự phân công của Khoa Cơ Khí Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm TP
1


Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của T.S Nguyễn Huy Bích và K.S Đinh Công
Bình, chúng tôi thực hiện đề tài: “ Tính toán, thiết kế máy sấy cá cơm năng suất 200
kg/mẻ dùng năng lượng mặt trời”

1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
♦ Mục đích chung:
Tính toán, thiết kế máy sấy cá cơm năng suất 200 kg/mẻ dùng năng lượng mặt trời.
♦ Mục đích cụ thể:
-

Thiết kế và hoàn chỉnh mô hình để sấy cá cơm bằng năng lượng mặt trời.

-

Sấy thí nghiệm cá cơm trên mô hình hoàn chỉnh để tìm chế độ sấy thích hợp,
đối chứng và so sánh với phương pháp phơi nắng.

-

Nhân rộng mô hình bằng phương pháp đồng dạng.

-

Tính thực: tính toán thiết kế máy sấy cá cơm năng suất 200 kg/mẻ dùng năng
lượng mặt trời cho vùng Ninh Thuận.

-

Chọn quạt dùng năng lượng mặt trời, tính toán bộ năng lượng cho quạt.

-

Ước tính chi phí.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. CÁ CƠM VÀ CHẾ BIẾN CÁ CƠM
2.1.1. Nguồn gốc

Hình 2.1. Cá cơm [15]
Cá cơm (Anchovy, Stolephorus) thuộc họ cá Trổng (engraulidae) là họ cá
đứng đầu về sản lượng trong ngành khai thác hiện nay trên thế giới và là đối tượng
đánh bắt quan trọng trong nghề cá nổi ven biển phân bố rộng từ Bắc đến Nam ở
nước ta. Theo ước tính của Viện nghiên cứu biển Nha Trang trữ lượng cá cơm của
nước ta vào khoảng 50÷60 vạn tấn.
Cá cơm sống thành từng đàn chủ yếu tập trung ở các vùng ven biển (độ sâu
dưới 100m) của biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, có một số loài phân bố rộng vào các
cửa sông. Các nơi có sản lượng cá cơm cao là: Quảng Ninh, Cửa Lò, Bình Định,
Quảng Nam, Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thiết, Ninh Thuận, Bình
Thuận, Vũng Tàu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, SócTrăng, Bạc Liêu, Kiên
Giang, Cà Mau và vịnh Thái Lan... Ở Việt Nam giống cá cơm có khoảng 140 loài.
2.1.2. Đặc điểm cá
a. Môi trường sống
Ở các vùng ven biển và các cửa sông, vụng,vịnh nước lợ,…

3


b. Đặc điểm sinh học
Cá cơm thường kết thành đàn lớn, ở trên các tầng giữa và trên bề mặt, thích
ánh sáng đèn. Thức ăn chủ yếu là tảo silic và chân mái chèo Copepoda. Hằng năm

cá thường sinh sản vào tháng 2 đến tháng 6 ở gần ven biển và cửa sông.
c. Đặc điểm hình thái
Cá cơm có thân hình dài thon, hơi dẹp bên, màu trắng đục, dọc hai bên đều
có dọc trắng bạc. Chúng có xương hàm trên dài, mút sau vượt quá rìa sau của xương
nắp mang trước, ở phía sau đỉnh trán rộng, rìa bên cong lồi ra, giữa mút cuối xương
hàm trên và rìa sau của xương nắp mang trước phẳng hơn, bên ngoài lồi lên. Đầu
tương đối to, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, mõm nhọn, mắt to, không có
màng mắt, miệng rộng hơi xiên răng rất nhỏ. Có một vây lưng tương đối to, vây
bụng nhỏ, vây hậu môn tách biệt với vây đuôi rộng dạng đuôi én, khởi điểm ở dưới
gốc vây lưng. Các tia phần trên vây ngực không kéo dài thành sợi, cơ trên phần má
kéo dài về phía trước che lấp xương gốc nắp mang. Ở gốc vây lưng và vây hậu môn
đều có một số chấm nhỏ. Cá cơm thường có chiều dài thân gấp 4,4 - 5,2 lần chiều
cao thân, gấp 4,2 - 4,5 lần chiều dài đầu, chiều dài đầu gấp 4 - 6 lần chiều dài mõm.
Kích thước thông thường của cá cơm thường là 50 - 70 mm, lớn nhất là 100 mm.
d. Đặc điểm phân bố
Trên thế giới cá cơm chủ yếu có ở các nước nhiệt đới như: Indonesia,
Malaysia, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Ấn Độ,… Ở Việt
Nam cá cơm phân bố chủ yếu ở các vùng biển như: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh
Hóa, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế,
Quãng Nam, Quãng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình
Thuận, Vũng Tàu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Kiên
Giang, Cà Mau và vịnh Thái Lan…
e. Đặc điểm khai thác
Cá cơm thông thường có mùa vụ khai thác quanh năm, rộ nhất vào tháng 9
đến tháng 11 và tháng 3 đến tháng 6. Dụng cụ khai thác thường là các loại lưới vây,
vó, xăm đáy, rùng, mành… Người ta thường khai thác cá có kích thước từ 70-80
mm, lớn nhất là 100mm.

4

f. Đặc điểm kinh tế
Cá cơm có sản lượng khai thác được nhiều nhất so với các loài cá khác, có
thể lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm, mỗi mẻ có thể đạt 4-5 tấn cá. Giá trị sử dụng có
thể dùng để ăn tươi, phơi khô, sấy khô, làm nước mắm, mắm chua.
2.1.3. Thành phần hóa học của cá
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của cá cơm thường
STT

Thành phần (%)

Cá tươi

1

Độ ẩm

74,22

2

Protein

19,5

3

lipit

1,7

4

Khoáng

1,2

5

NH3 (mg)

4,65

6

NTQ

3,7

7

Histamine (ppm)

3

Bảng 2.2. Thành phần hóa học của cá cơm
STT

Thành phần

Cá tươi

1

Lipit (%)

2,5

2

Carbohydrate (%)

0

3

Tro (%)

2,4

4

Ca (mg%)

279

5

P (%)

246

6

Fe (%)

1,2

7

Na (mg%)

147

8

K (%)

447

9

Vitamin B (mg%)

0,01

10

Vitamin B2 (mg%)

0,8

11

Niacin

3,5

12

Protein (%)

20,7

5


Bảng 2.3. Thành phần các axit amin của cá cơm tươi
STT

Tên axit amin (mg%)

Cá tươi

1

Alanine

418

2

Glycine

323

3

Valine

366

4

Leucine

563

5

Ísoleucine

338

6

Threonine

321

7

Serine

299

8

Aspartic axit

722

9

Methyonine

229

10

Phenylalanine

281

11

Glutamic axit

950

12

Lysine

598

13

Histidine

168

14

Tyrosine

251

15

Tryptophan

83

16

Arginine

398

17

Proline

252

18

Cystin

62

2.1.4. Đối tượng sấy thí nghiệm
Đối tượng mà chúng tôi sẽ khảo nghiệm ở đề tài để xác định chế độ sấy là
loại cá cơm thường có nhiều ở vùng Ninh Thuận, Kiên Giang. Dưới đây là một số
thông tin về loại cá cơm này.

Hình 2.2. Hình thái cá cơm thường
6


Thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to. Mõm hơi nhọn. Chiều dài thân gấp 4,4
- 5,2 lần chiều cao thân và 4,2 - 5,0 lần chiều dài đầu. Mắt to, không có màng mỡ
mắt, khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có
răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang dẹp, mỏng và cứng. Vảy tròn, to vừa, rất dễ
rụng. Khởi điểm của vây lưng nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, gần ngang bằng
với khởi điểm của vây hậu môn. Vây hậu môn to, dài. Thân màu trắng, trên đầu có
hai chấm màu xanh lục, bên thân có một sọc dọc màu trắng bạc. [16]
* Bộ
Cá trích (tên Việt Nam)

Cluperformes (tên khoa học)
* Họ
Cá trổng (tên Việt Nam)
Engraulidae (tên khoa học)
* Giống
Cá cơm (tên Việt Nam)
Stolephorus (tên khoa học)
* Loài
Cá cơm thường (tên Việt Nam)
Stolephorus commersonii (tên khoa học)
Commerson’s anchovy (tên tiếng anh)

2.1.5. Phương pháp sơ chế cá cơm trước khi sấy
- Phương pháp sơ chế:
Trước khi sấy, cá được đưa vào sơ chế nhằm đảm bảo tiêu chuẩn an toàn vệ
sinh và giữ được hình dạng, hàm lượng các chất trong cá. Mặt khác trước khi sấy cá
phải được chần qua nước muối khoảng 2 đến 3 phút.
Quy trình sơ chế cá cơm trước khi sấy được thể hiện qua chuỗi công đoạn
sau:
Cá cơm → làm sạch, tách cát, sạn → muối khô.
7


Hình 2.3. Chần cá trước khi sấy [17]
-

Yêu cầu cá cơm sau khi sấy:
Bảng 2.4. Yêu cầu của cá cơm sau khi sấy
Tên chỉ tiêu

1. Màu sắc

Yêu cầu
-

Vảy màu vàng đục, da màu từ sáng nhạt tới sang
vàng.

-

Sáng không bám cát sạn, không có các hạt muối bám
ngoài, không đốm mốc vàng mốc đỏ.

2. Mùi

-

Thơm đặc trưng của cá, không hôi khét hoặc có mùi
phân hủy.

3. Vị

-

Mặn dịu, không mặn đắng, mặn chát

4. Trạng thái

-

Khô, rắn, chắc, thịt dai, không mục, không mùn.
Loại để nguyên con, loại khía cạnh mình hoặc loại
bỏ ruột, bụng không bị giập nát.

2.2. TÌM HIỂU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
2.2.1. Giới thiệu chung về NLMT
a. Năng lượng mặt trời(NLMT)
Nguồn gốc của hầu hết các dạng năng lượng trên Trái Đất là từ tia nắng, từ
bức xạ Mặt Trời. Tổng năng lượng Mặt Trời tới Trái Đất là 170 ngàn tỷ kW, toàn
thể năng lượng đó trong một năm là 1,5 tỷ tỷ kW. Trong khi đó toàn thể năng lượng
trong một năm của thế giới xuất phát từ các loại nguyên liệu như than đá, dầu mỏ,
điện…chỉ khoảng 60 ngàn tỷ kW. Hiện nay nguồn năng lượng này đã bắt đầu được
8


chú ý và được khai thác. Mặt khác, các nguồn năng lượng hóa thạch là có hạn, con
người khai thác đến một lúc nào đó sẽ hết, hơn nữa khi khai thác các tài nguyên như
nguồn nguyên liệu hóa thạch, thủy điện, điện nguyên tử… đã để lại cho loài người
những hậu quả tác động vào môi trường là vô cùng to lớn. Một trong số đó là việc
thải vào bầu khí quyển bao quanh Trái Đất một lượng lớn khí độc như CO và CO2
gây hiệu ứng nhà kính làm thay đổi khí hậu tác động xấu tới cuộc sống hiện nay và
tương lai con người.
Mặc dù được chú trọng rất nhiều về nghiên cứu và phát triển, năng lượng
Mặt Trời hiện nay vẫn chưa được sử dụng rộng rãi vì nhiều lý do. Đa số các nước
đang phát triển chưa có nền công nghiệp điện tử hiện đại nên việc sử dụng năng
lượng Mặt Trời còn nhiều khó khăn.
Ưu điểm của năng lượng Mặt Trời là đặc tính vô hạn, không bị ô nhiễm, có ở
khắp nơi trên Trái Đất. Nhược điểm của dạng năng lượng này là tính không liên tục,
phân tán không đồng đều.
b. Lược sử phát triển, sử dụng NLMT ở Việt Nam [18]

Trải dài từ vĩ độ 23o23’ Bắc đến 8o27’ Bắc, Việt Nam nằm trong khu vực có
cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao. Do đó, Việt Nam được cung cấp nguồn
năng lượng tái tạo vô cùng lớn, đặc biệt là năng lượng mặt trời.
Năm 1990, Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh đã triển khai các sản phẩm từ
điện mặt trời. Tại một số huyện như: Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, điện mặt trời
được sử dụng khá nhiều trong một số nhà văn hoá, bệnh viện…
Năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại buôn Chăm,
xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện mặt trời.Viện Năng lượng
(EVN) và Trung tâm Năng lượng mới (ĐH Bách khoa HN) triển khai ứng dụng pin
mặt trời cung cấp điện cho hộ gia đình và các trạm biên phòng ở đảo Cô Tô (Quảng
Ninh), dự án hoàn thành vào 11/2002.
Từ năm 2000 – 2005, Trung tâm Nghiên cứu thiết bị áp lực và năng lượng
mới (ĐH Đà Nẵng) và Tổ chức phục vụ năng lượng mặt trời triển khai Dự án “Bếp
năng lượng mặt trời” cho các hộ dân tại làng Bình Kỳ 2, Phường Hòa Quý, Quận
Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng).

9


Hiện nước ta có hơn 3.000 hộ dân vùng sâu, vùng xa được điện khí hóa bằng
hệ điện mặt trời, 8.500 hộ sử dụng điện mặt trời qua các trạm sạc ắc quy…Gần đây,
dự án phát điện ghép giữa pin mặt trời và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW được lắp
đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai.
Tuy nhiên ở một số TP lớn: Hà Nội, TP. HCM…số công trình sử dụng pin
mặt trời mới chỉ đếm trên đầu ngón tay. “Rào cản” lớn nhất của vấn đề này bắt
nguồn từ kinh phí. Sở dĩ, năng lượng mặt trời chưa phát triển ở Việt Nam là do chi
phí thiết bị còn khá cao. Loại năng lượng này còn được ứng dụng để tạo nhiên liệu
cho xe cấp cứu của bệnh viện huyện Easup, Dak Lak; du thuyền của Công ty Mê
Kông, Hệ thống pin mặt trời cung cấp điện cho tất cả các hộ gia đình ở xã Thiềng
liềng, huyện Cần Giờ, TP.Hồ Chí Minh, trạm điện thoại vô tuyến ở cù lao Long

Định, Đồng Tháp...
Ở khu vực miền núi, vùng sâu vùng xa tại Việt Nam được áp dụng rộng rãi
về các thiết bị ứng dụng NLMT hơn ở các khu vực đô thị, thành phố vì những khu
vực này là nơi có diện tích thuận lợi nhất để lắp đặt các thiết bị NLMT. Hơn
nữa, chi phí cho việc truyền tải năng lượng điện tới những khu vực vùng sâu, vùng
xa rất tốn kém. Việc lắp đặt các thiết bị NLMT ở những khu vực nông thôn tuy chi
phí bước đầu cũng khá cao nhưng có thể tận dụng tuyệt đối được lợi thế của vùng
và đảm bảo lợi ích của hộ gia đình về sau này vì khả năng tiết kiệm tuyệt đối. Thêm
vào đó, khu vực nông thôn cũng là nơi thí nghiệm lý tưởng về những ứng dụng
NLMT tại Việt Nam nên được đầu tư và tài trợ từ kinh phí trong và ngoài nước.
c. Hướng sử dụng NLMT [18]
- Trên thế giới, với việc phát triển mạnh về khoa học công nghệ, cho phép khai thác
tốt hơn nguồn năng lượng vô hạn này. Đây cũng là xu hướng sử dụng chính vì hiện
tại các nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn dần. Đã đến lúc chúng ta phải hạn chế
sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch vì ngoài những hạn chế đã nêu, nó còn là
một trong các nguyên nhân dẫn đến hiệu ứng ấm dần của trái đất.
- Ở Việt Nam, NLMT tuy được sử dụng nhưng còn hạn chế do những nguyên nhân
khách quan như: giá thành thiết bị còn cao, hiệu suất thiết bị thấp, việc triển khai
ứng dụng thực tế còn hạn chế..., nhưng vẫn có chung xu hướng là tăng cường sử
dụng NLMT để thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch. Hiện tại, Việt Nam cũng
10


đã sản xuất được những tấm pin mặt trời, bếp nấu bằng năng lượng mặt trời, máy
nước nóng NLMT, các loại máy sấy nông sản thực phẩm bằng năng lượng mặt trời.
Tin rằng, trong tương lai không xa, chúng ta có thể khai thác tốt nguồn năng lượng
quý giá này.
2.2.2. Bức xạ mặt trời
a. Khái niệm [3]
Trong toàn bộ bức xạ của mặt trời, bức xạ liên quan trực tiếp đến các phản

ứng hạt nhân xảy ra trong nhân mặt trời không quá 3%. Bức xạ γ ban đầu khi đi qua
5.105km chiều dày của lớp vật chất mặt trời, bị biến đổi rất mạnh. Tất cả các dạng
của bức xạ điện từ đều có bản chất sóng và chúng khác nhau ở bước sóng. Bức xạ γ
là sóng ngắn nhất trong các sóng đó (phụ lục 8 ). Từ tâm mặt trời đi ra do sự va
chạm hoặc tán xạ mà năng lượng của chúng giảm đi và bây giờ chúng ứng với bức
xạ có bước sóng dài. Như vậy bức xạ chuyển thành bức xạ Rơngen có bước sóng
dài hơn. Gần đến bề mặt mặt trời nơi có nhiệt độ đủ thấp để có thể tồn tại vật chất
trong trạng thái nguyên tử và các cơ chế khác bắt đầu xảy ra.
Đặc trưng của bức xạ mặt trời truyền trong không gian bên ngoài Mặt trời là
một phổ rộng trong đó cực đại của cường độ bức xạ nằm trong dải 10-1 - 10 μm và
hầu như một nửa tổng năng lượng mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng 0,38 0,78 μm đó là vùng nhìn thấy của phổ.
Chùm tia truyền thẳng từ Mặt trời gọi là bức xạ trực xạ. Tổng hợp các tia
trực xạ và tán xạ gọi là tổng xạ. Mật độ dòng bức xạ trực xạ ở ngoài lớp khí quyển,
tính đối với 1m2 bề mặt đặt vuông góc với tia bức xạ, được tính theo công thức:
q   DT .C o (T / 100) 4

Ở đây :  DT : hệ số góc bức xạ giữa Trái đất và Mặt trời.
β : góc nhìn mặt trời và β ≈ 32’ như (hình 2.4)
Co = 5,67 W/m2.K4 - hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối
T ≈ 5762 K - nhiệt độ bề mặt Mặt trời.
2

 2.3,14.32 


4
360.60 
 5762 

2

Vậy: q 
.5,67.
  1353 W / m
4
 100 

11


Hình 2.4. Góc nhìn mặt trời
Do khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời thay đổi theo mùa trong năm nên β
cũng thay đổi, do đó q cũng thay đổi nhưng độ thay đổi này không lớn lắm nên có
thể xem q là không đổi và được gọi là hằng số mặt trời.
Khi truyền qua lớp khí quyển bao bọc quanh Trái đất, các chùm tia bức xạ bị
hấp thụ và tán xạ bởi tầng ôzôn, hơi nước và bụi trong khí quyển, chỉ một phần
năng lượng được truyền trực tiếp tới Trái đất. Toàn bộ năng lượng của bức xạ tử
ngoại được sử dụng để duy trì quá trình phân ly và hợp nhất của O, O2 và O3, đó là
một quá trình ổn định. Do quá trình này, khi đi qua khí quyển, bức xạ tử ngoại biến
đổi thành bức xạ với năng lượng nhỏ hơn.
Các bức xạ với bước sóng ứng với các vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại
của phổ tương tác với các phân tử khí và các hạt bụi của không khí nhưng không
phá vỡ các liên kết của chúng, khi đó các photon bị tán xạ khá đều theo mọi hướng
và một số photon quay trở lại không gian vũ trụ. Bức xạ chịu dạng tán xạ đó chủ
yếu là bức xạ có bước sóng ngắn nhất. Sau khi phản xạ từ các phần khác nhau của
khí quyển bức xạ tán xạ đi đến chúng ta mang theo màu xanh lam của bầu trời trong
sáng và có thể quan sát được ở những độ cao không lớn. Các giọt nước cũng tán xạ
rất mạnh bức xạ mặt trời. Bức xạ mặt trời khi đi qua khí quyển còn gặp một trở ngại
đáng kể nữa đó là do sự hấp thụ của các phần tử hơi nước, khí cacbonic và các hợp
chất khác, mức độ của sự hấp thụ này phụ thuộc vào bước sóng, mạnh nhất ở
khoảng giữa vùng hồng ngoại của phổ.

12


Phần năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngày
không có mây ở thời điểm cao nhất vào khoảng 1000 W/m2. (Hình 2.5)

Hình 2. 5. Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời đến trái đất
Để sử dụng năng lượng mặt trời trước hết cần xác định vị trí mặt trời thay
đổi thế nào trong năm, và theo địa điểm cụ thể trên trái đất. Kể đến cần hiểu tính
chất và cường độ bức xạ mặt trời, cách định lượng và cách đo lường nguồn năng
lượng này trên mặt đất.
Hằng số mặt trời (Solar constant): là giá trị bức xạ trung bình toàn năm, đo
thẳng góc với bề mặt ngoài khí quyển (cách mặt đất khoảng 75 km)= 1,367 kW/m2
(sai số ± 3% trong năm do quỹ đạo ellipse).
Bức xạ mặt trời gặp bầu khí quyển, một phần phản xạ trở lại vũ trụ khoảng 6%.
Tầng ozone hấp thụ khoảng 3%, phần tới mặt đất gồm 2 thành phần:
-

Trực xạ (direct beam radiation): đo trên mặt thẳng góc với tia mặt trời. Trời
nắng chói IDN ≈ 900 W/m2.

-

Tán xạ (diffuse radiation): đo trên mặt nằm ngang. Trời trong không mây: Id
≈ 100 W/m2; trời mây che: Id ≈ 300 – 600 W/m2. Cả ban đêm cũng có tán xạ,
do nhiệt độ của bầu khí quyển.
Tổng bức xạ (Global solar irradiance) trên mặt nằm ngang:
Ig = IDN.cosθ + Id
13

b. Công thức tính toán bộ thu nhiệt đun nóng không khí
Theo hình dạng có thể chia ra thành 2 loại:
- Loại tấm phẳng
- Loại ống dài
Sau đây là các tính toán tiêu biểu về bộ thu nhiệt tấm phẳng.
Gọi:
q= Công suất nhiệt, tính trên 1 m2

W/m2

Q = Công suất nhiệt, tính trên mặt thu nhiệt A m2

W

A= Diện tích mặt thu nhiệt

m2

qin= Bức xạ mặt trời đến với mặt thu nhiệt
γ = Hiệu suất quang học =(  ) TB; với 1 tấm kính trong, (  )TB  0,7
γ.qin = Bức xạ được mặt đen hấp thụ

W/m2

q out = Công suất đầu ra của bộ thu nhiệt trên một đơn vị diện tích

W/m2

F’ = Hiệu suất hiệu dụng bộ thu nhiệt; thường F’ = 0,87 – 0,9
U = Hệ số tổn thất nhiệt chung giữa mặt đen và môi trường

Wm-2K-1

Ta = Nhiệt độ môi trường không khí

o

C

Tin = Nhiệt độ không khí đầu vào

o

C

Tout = Nhiệt độ không khí đầu ra

o

C

M = lưu lượng khối không khí = G.A

Kg/s

G = Lưu lượng khối trên một đơn vị diện tích

Kg.s-1m-2

c = Nhiệt dung riêng lưu chất, với không khí c= 1005 Jkg-1K-1

Jkg-1K-1

Các công thức:

Qout  AFR [qin  U (Tin  Ta )]

W

Trong đó: F R là hiệu suất thoát nhiệt được tính bằng công thức:

Mc
FR 
AU

Mc
 F '/(
)

AU

1  e





Q out = Mc (Tout-Tin)



  qout / qin  Qout / Qin  FR   


W

U (Tin  Ta ) 
 là hiệu suất bộ thu nhiệt
qin


14