Nghiên cứu xác định các thông số truyền nhiệt, truyền âm đối lưu và thông số nhiệt vật lý của tôm thẻ trong quá trình sấy bằng bơm nhiệt kết hợp với bức xạ hồng ngoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
----------------0o0--------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRUYỀN NHIỆT,
TRUYỀN ẨM ĐỐI LƯU VÀ THÔNG SỐ NHIỆT - VẬT LÝ
CỦA TÔM THẺ TRONG QUÁ TRÌNH SẤY BẰNG BƠM
NHIỆT KẾT HỢP VỚI BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

Giảng viên hướng dẫn : ThS. LÊ NHƯ CHÍNH
Sinh viên thực hiện

: LÊ ĐỨC TÀI

Mã số sinh viên

: 56135159

Khánh Hòa, 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
----------------0o0--------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRUYỀN NHIỆT,
TRUYỀN ẨM ĐỐI LƯU VÀ THÔNG SỐ NHIỆT - VẬT LÝ
CỦA TÔM THẺ TRONG QUÁ TRÌNH SẤY BẰNG BƠM
NHIỆT KẾT HỢP VỚI BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

GVHD

: ThS. LÊ NHƯ CHÍNH

SVTH

: LÊ ĐỨC TÀI

MSSV

: 56135159

Khánh Hòa,7 - 2018


LỜI CẢM ƠN

Trong khoảng thời gian 3 tháng, dưới nhiều sự giúp đỡ, tôi đã hoàn thành đề tài
“Nghiên cứu xác định các thông số truyền nhiệt, truyền ẩm đối lưu và thông số
nhiệt - vật lý của tôm thẻ trong quá trình sấy bằng bơm nhiệt kết hợp với bức xạ
hồng ngoại”.
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến
Th.S Lê Như Chính. Thầy đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực tập và viết

báo cáo tốt nghiệp.
Qua đây tôi cũng gửi lời cảm ơn đến quý thầy, cô trong phòng thí nghiệm Chuyên
ngành Nhiệt Lạnh đã giúp đỡ tạo điều kiện tôi trong quá trình thực tập.
Cuối cùng tôi dành sự biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả mọi người trong gia đình, bạn
bè đã động viên giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập.
Nha Trang, tháng 07 năm 2018
Người thực hiện
Lê Đức Tài

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. viii
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
1.1

Tổng quan về nguyên liệu tôm thẻ chân trắng ...................................................3

1.1.1

Nguồn lợi.....................................................................................................3

1.1.2

Phân loại ......................................................................................................3

1.1.3

Đặc điểm hình thái ......................................................................................4

1.1.4

Điều kiện phát triển và phân bố ở Việt Nam ..............................................5

1.2

Tổng quan về kỹ thuật sấy .................................................................................5

1.2.1 Khái niệm về sấy ............................................................................................ 5
1.2.2

Phân loại các phương pháp sấy ...................................................................6

1.2.3

Phân loại vật liệu ẩm và các trạng thái của nước trong vật liệu..................9

1.2.4

Cơ chế thoát ẩm khỏi vật liệu trong quá trình sấy ....................................11

1.2.5

Các giai đoạn trong quá trình sấy.............................................................. 13

1.2.6

Biến đổi của tôm trong quá trình sấy ........................................................ 15

1.3

Tổng quan về bức xạ hồng ngoại .....................................................................16

1.3.1

Khái niệm về bức xạ hồng ngoại............................................................... 16

1.3.2

Một số ứng dụng của bức xạ hồng ngoại ..................................................18

1.3.3

Nhiệt bức xạ hồng ngoại ...........................................................................18

1.3.4

Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại ...................................................19

1.3.5

Ưu và nhược điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại ........................ 19

1.4

Tổng quan về sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt ......................................................20

1.4.1

Lịch sử hình thành và phát triển của bơm nhiệt ........................................20

1.4.2

Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bơm nhiệt .............................................21

1.5

Sấy bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại .......................................................22

1.5.1

Sơ đồ nguyên lý làm việc ..........................................................................22

ii


1.5.2

Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sấy bơm nhiệt kết hợp với bức xạ

hồng ngoại .............................................................................................................23
1.6

Tổng quan về phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa .................27

1.6.1

Xây dựng mô hình giải tích cho đối tượng nghiên cứu ............................ 27

1.6.2

Đặt bài toán ............................................................................................... 28

1.6.3

Phương pháp quy hoạch trực giao............................................................. 29

CHƯƠNG II:

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................37

2.1 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 37
2.1.1

Vị trí, phân loại tôm thẻ chân trắng........................................................... 37

2.1.2

Thành phần acid amine và acid béo của tôm thẻ chân trắng.....................38

2.2 Thiết bị phục vụ nghiên cứu ................................................................................40
Sơ đồ nguyên lý thiết bị:........................................................................................ 40
2.3 THỜI GIAN ............................................................ ...............................................
2.3.1

Phương pháp bố trí thí nghiệm ..................................................................44

2.4 Phương pháp phân tích ....................................................................................48
2.5 Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................48
2.5.5.2 Xác định thông số nhiệt - vật lý của tôm thẻ chân trắng trong quá trình sấy
bằng bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại ......................................................................53
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................................55
3.1 Kết quả nghiên cứu công đoạn luộc ....................................................................55
3.2 Kết quả nghiên cứu độ ẩm ban đầu của tôm sau luộc .........................................56
3.3 Hàm mục tiêu và xác định miền tối ưu của các thông số ....................................56
3.3.1 Hàm mục tiêu của đối tượng nghiên cứu .....................................................56
3.3.2 Nghiên cứu xác định miền tối ưu của các thông số ......................................56
3.4.1 Các thông số .................................................................................................59
3.4.2 Các mức thí nghiệm......................................................................................59
3.4.3 Tối ưu hóa bằng phần mềm MINITAB ........................................................ 60
3.5 Ảnh hưởng của các chế độ sấy tối thời gian sấy .................................................63
3.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và vận tốc gió tới thời gian sấy ...........................633
3.5.2 Ảnh hưởng của khoảng cách bức xạ và công suất hồng ngoại đến thời gian
sấy .......................................................................................................................... 64
3.5.3 Ảnh hưởng của độ dày nguyên liệu đến thời gian sấy .................................66
iii


3.6 Đánh giá chất lượng tôm sấy ở chế độ tối ưu so với các phương pháp sấy khác 69
3.6.1 So sánh các chỉ tiêu của tôm khô sấy chế độ tối ưu và tôm khô phơi nắng .69
3.6.1.1 Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy...............................................69
3.7 Đánh giá tôm sấy chế độ tối ưu so với các phương pháp sấy khác ....................73
3.8 Tính toán hệ số khuếch tán ẩm và thông số nhiệt vật lý của tôm thẻ chân trắng khi
sấy ở chế độ tối ưu .........................................................................................................78

3.9 Đề xuất quy trình sấy tôm thẻ chân trắng ở chế độ tối ưu bằng thiết bị sấy bơm
nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại ...............................................................................96
3.10 Kết luận..............................................................................................................97
3.11 Kiến nghị ...........................................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 98
PHỤ LỤC I ..................................................................................................................100
PHỤ LỤC II.............................................................................................................. . 104

iv


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số liệu thí nghiệm ......................................................................................... 28
Bảng 1.2: Ma trận quy hoạch trực giao cấp hai k yếu tố ............................................... 31
Bảng 2.1: Thành phần acid béo của tôm thẻ chân trắng............................................... 38
Bảng 2.2: Thành phần acid amin của tôm thẻ chân trắng ............................................. 39
Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm theo phần mềm MINITAB với 5 yếu tố ........................... 50
Bảng 3.1: Các mức thí nghiệm .................................................................................... 59
Bảng 3.2: Kết quả thực nghiệm ..................................................................................... 60
Bảng 3.3: Bảng so sánh chế độ sấy tối ưu và chế độ phơi nắng ................................... 69
Bảng 3.4: Bảng so sánh chế độ sấy tối ưu, sấy bơm nhiệt và sấy BXHN ..................... 73
Bảng 3.5: Kết quả tính toán hiệu quả khuếch tán ẩm .................................................... 79
Bảng 3.6: Biến đổi HSDN λs của tôm theo thời gian.................................................... 80
Bảng 3.7: Biến đổi nhiệt dung riêng CPs của tôm theo thời gian ................................... 82
Bảng 3.8: Biến đổi khối lượng riêng 𝜌𝑠 của tôm theo thời gian ................................... 84
Bảng 3.9: Biến đổi HSDNĐ a của tôm theo thời gian .................................................. 86

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Đường cong sấy

Hình 1.2: Đường cong tốc độ sấy ...................13

Hình 1.3: Đường cong phân bố nhiệt độ trong thí nghiệm của Hersel ......................... 16
Hình 1.4: Sơ đồ chuyển năng lượng bức xạ hồng ngoại vào vật thể............................. 17
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của bơm nhiệt .....................................................................21
Hình 1.6: Sơ đồ sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại ......................................................23
Hình 1.7: Sơ đồ sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại ......................................................26
Hình 2.1: Tôm thẻ chân trắng ....................................................................................... 37
Hình 2.2: Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý thiết bị ............................................................... 40
Hình 2.3: Đồ thị I - d ..................................................................................................... 41
Hình 2.4: Hình ảnh tổng thể của thiết bị ...................................................................... 43
Hình 2.5: Hộp điện điều khiển ..................................................................................... 43
Hình 2.6: Đèn hồng ngoại trên ...................................................................................... 44
Hình 2.7: Đèn hồng ngoại dưới .................................................................................... 44
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò thời gian luộc ............................................. 45
Hình 2.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng thể .................................................................... 46
Hình 3.1: Điểm CLCQ của các mẫu tôm theo thời gian sấy khác nhau ...................... 55
Hình 3.2: Kết quả nghiên cứu tốc độ sấy U theo các mức công suất hồng ngoại .........58
Hình 3.3: Kết quả chạy phần mềm MINITAB của phương trình thời gian sấy Y3 .....61
Hình 3.4: Kết quả tối ưu hóa bằng phần mền MINITAB ..............................................62
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ và vận tốc gió đến thời gian sấy ............................ 63
Hình 3. 6: Ảnh hưởng của khoảng cách bức xạ và công suất hồng ngoại đến thời gian
sấy ..................................................................................................................................65
Hình 3.7: Ảnh hưởng của độ dày đến thời gian sấy ......................................................67
Hình 3.8: Đường cong sấy ............................................................................................. 70

Hình 3.9: Đường cong tốc độ sấy ..................................................................................70
Hình 3.10: Điểm chất lượng cảm quan của tôm sấy khô chế độ tối ưu và phơi nắng...71
Hình 3.11: Mấu sấy tôm phơi nắng

Hình 3.12: Mẫu sấy tôm chế độ tối ưu .............72

Hình 3.13: Tỷ lệ hút nước phục hồi của mẫu tôm sấy chế độ tối ưu và phơi nắng .......72
Hình 3.14: Đường cong sấy ........................................................................................... 74
Hình 3.15: Đường cong tốc độ sấy ................................................................................74
vi


Hình 3.16: Điểm chất lượng cảm quan giữa các phương pháp sấy............................... 75
Hình 3.17: Mẫu tôm sấy ở chế độ tối ưu

Hình 3.18: Mẫu tôm sấy bằng BXHN .......75

Hình 3.19: Mẫu tôm sấy bằng bơm nhiệt ......................................................................76
Hình 3.20: Tỷ lệ hút nước phục hồi giữa các phương pháp sấy....................................77
Hình 3.21: Hiệu suất tiêu hao năng lượng của các phương pháp sấy ........................... 77
Hình 3.22: Mối quan hệ giữa độ ẩm và HSDN của tôm thẻ theo phương trình tuyến tính
.......................................................................................................................................81
Hình 3.23: Biến đổi HSDN của tôm thẻ theo độ ẩm và thời gian sấy .......................... 81
Hình 3.24: Mối quan hệ giữa độ ẩm và NDR của tôm thẻ theo phương trình tuyến tính
.......................................................................................................................................82
Hình 3.25: Biến đổi NDR của tôm thẻ theo độ ẩm và thời gian sấy ............................. 83
Hình 3.26: Mối quan hệ giữa độ ẩm và KLR của tôm thẻ theo phương trình tuyến tính
.......................................................................................................................................84
Hình 3.27: Biến đổi KLR của tôm thẻ theo độ ẩm và thời gian sấy ............................. 85
Hình 3.28: Mối quan hệ giữa độ ẩm và HSDNĐ của tôm thẻ theo phương trình tuyến

tính .................................................................................................................................86
Hình 3.29: Biến đổi HSDNĐ theo độ ẩm và thời gian sấy ...........................................87
Hình 3.30: Biến đổi HSDN tôm thẻ theo độ ẩm của các phương pháp sấy ..................88
Hình 3.31: Biến đổi NRD tôm thẻ theo độ ẩm của các phương pháp sấy.....................89
Hình 3.32: Biến đổi KLR tôm thẻ theo độ ẩm của các phương pháp sấy .....................90
Hình 3.33: Biến đổi HSDNĐ tôm thẻ theo độ ẩm của các phương pháp sấy ...............91
Hình 3.34: Biến đổi HSDN tôm thẻ theo độ ẩm của các mức công suất hồng ngoại ...92
Hình 3.35: Biến đổi NDR tôm thẻ theo độ ẩm của các mức công suất hồng ngoại ......93
Hình 3.36: Biến đổi KLR tôm thẻ theo độ ẩm của các mức công suất hồng ngoại ......94
Hình 3.37: Biến đổi HSDNĐ tôm thẻ theo độ ẩm của các mức công suất hồng ngoại 95
Hình 3.38: Sơ đồ quy trình đề xuất ...............................................................................96

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Ký hiệu, Từ viết tắt

Ý nghĩa tương đương

1

CLCQ

Chất lượng cảm quan

2

HP

Heat Pump (Bơm nhiệt)

3

SEC

Hiệu suất tiêu hao năng lượng

4

BN

Bơm nhiệt

5

BXHN

Bức xạ hồng ngoại

6

HSDN

Hệ số dẫn nhiệt

7

HSDNĐ

Hệ số dẫn nhiệt độ

8

NDR

Nhiệt dung riêng

9

KLR

Khối lượng riêng

10

KLRCK

Khối lượng riêng chất khô

11

IP

Công suất đèn hồng ngoại

12

TNS

Tác nhân sấy

viii


LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta có 3200 km bờ biển với gần 1 triệu km2 thềm lục địa. Tổng trữ lượng cá
trong vùng biển Việt Nam khoảng 3 triệu tấn, với trữ lượng cá trên đã tạo điều kiện cho
nước ta phát triển mạnh nhiều ngành nghề về thủy sản. Trong đó xuất khẩu thủy sản là
ngành mang lại giá trị kinh tế hết sức to lớn. Xuất khẩu thủy sản của cả nước trong tháng
3/2018 đạt 700 triệu USD, tăng 16% so với cùng kỳ năm ngoái. Trong đó, tôm thẻ chân
trắng đạt 510 triệu USD, tăng 29% và chiếm 70% tổng sản lượng tôm xuất khẩu.
Trong các mặt hàng thủy sản xuất khẩu thì mặt hàng khô là một trong những thế
mạnh của xuất khẩu thủy sản và tỉ trọng ngày càng tăng. Trong đó sản phẩm tôm khô là
sản phẩm mới và ngày càng được ưa chuộng. Tuy nhiên vẫn còn nhiều nơi chế biến tôm
khô bằng phương pháp thủ công thô sơ, chưa mang lại hiệu quả cao. Phương pháp làm
khô chủ yếu là sấy bằng không khí nóng từ lò than, phơi nắng hoặc sử dụng các phương
pháp sấy khô khác nhưng hiệu quả không cao. Tuy nhiều doanh nghiệp, xưởng chế biến
đã cải tiến quy trình lắp đặt, máy móc trang thiết bị hiện đại nhưng vẫn chưa tìm ra được
chế độ tối ưu cho thiết bị mà họ lắp đặt, dẫn đến dù vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm,
thời gian sấy có cải thiện nhưng vẫn chưa phải là nhanh nhất và giúp đảm bảo chất lượng
của sản phẩm là tốt nhất.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sấy và mỗi phương pháp đều có ưu và nhược
điểm riêng. Khi yêu cầu chất lượng sản phẩm ngày càng cao, hiệu quả kinh tế, chúng ta
cần tìm ra phương pháp kết hợp để khắc phục nhược điểm của các phương pháp, từ đó
làm giảm được thời gian sấy, nâng cao được chất lượng sản phẩm. Việc nghiên cứu động

học sấy giúp ta tìm hiểu được tốc độ thoát ẩm của nguyên liệu ở từng chế độ sấy khác
nhau, thay đổi nhanh hay chậm và từ đó có thể chọn được chế độ phù hợp cho việc sấy
tôm thẻ chân trắng, cải tiến quy trình. Xuất phát từ yêu cầu bức thiết của thực tế tôi tiến
hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu xác định chế độ sấy và thông số nhiệt vật lý trong quá trình sấy tôm
thẻ chân trắng bằng bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại”.
Nhằm hiện đại hóa công nghệ sấy thủy sản, tiết kiệm thời gian sấy, năng lượng,
nâng cao chất lượng sản phẩm từ đó làm tăng giá trị sử dụng, giá trị kinh tế cho sản
phẩm.
1


Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu chế độ sấy, tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy tôm thẻ chân
trắng bằng bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại. Từ đó tìm ra chế độ sấy tối ưu cho quá
trình sấy tôm thẻ chân trắng, nâng cao tốc độ sấy và giảm thời gian sấy giúp tiết kiệm
chi phí về năng lượng, tăng hiệu quả kinh tế.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Việc nghiên cứu chế độ sấy nhằm xác định chế độ tối ưu cho việc sấy tôm thẻ chân
trắng bằng bơm nhiệt kết hợp bức xạ hồng ngoại.
Tìm ra phương pháp mới, đổi mới công nghệ theo hướng công nghiệp hóa, hiện
đại hóa.
Giảm thời gian sấy, tiết kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng sản phẩm tôm khô,
cũng như sản phẩm thủy sản khô.
Nâng cao giá trị sử dụng, nâng cao giá trị kinh tế cho sản phẩm thủy sản khô.
Giảm lượng phế phẩm trong quá trình sấy khô thủy sản.
Nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành chế biến thủy sản Việt Nam.
Nội dung nghiên cứu
Thực nghiệm tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất, tốc độ sấy và chất lượng
sản phẩm.

Xác định chế độ sấy tối ưu cho tôm thẻ chân trắng bằng bơm nhiệt kết hợp bức xạ
hồng ngoại qua thực nghiệm và tính toán các thông số.
Phân tích đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm tôm thẻ chân trắng khô
và so sánh với tôm sấy bằng một số phương pháp khác.
Xác định các thông số nhiệt vật lý trong quá trình sấy tôm thẻ chân trắng bằng bơm
nhiệt kết hợp với bức xạ hồng ngoại.

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nguyên liệu tôm thẻ chân trắng
1.1.1 Nguồn lợi
Tôm thẻ chân trắng (Tên tiếng Anh: White Leg Shrimp).
Tôm có màu xanh tím hay đỏ nhạt, trên thân tôm có vằn ngang, râu có khoang
vàng nhạt, cỡ trưởng thành từ 40 ÷ 150g. Tôm chân trắng lớn rất nhanh trong giai đoạn
đầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3g với mật độ 100 con/m2, sau khi đã đạt được 20g
tôm bắt đầu lớn chậm lại, khoảng 1g/tuần, tôm cái thường lớn nhanh hơn tôm đực.
Đặc điểm: Ít bị nhiễm bệnh tật hơn tôm sú, chu kì nuôi ngắn ngày, giá cả ổn định
trên thế giới.
Tôm thẻ có nhiều loài nhưng hiện đang được nuôi và nhu cầu tiêu thụ nhiều nhất
là tôm thẻ chân trắng. Tôm thẻ chân trắng là loài được các nước thế giới ưa chuộng nhất
đặc biệt là Hoa Kỳ và các nước Châu Âu. Theo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thủy
sản Việt Nam (VASEP), xuất khẩu tôm tiếp tục tăng trưởng mạnh trong năm 2017, kim
ngạch xuất khẩu ước đạt 3,8 tỷ USD, tăng 22% so với năm 2016. Sản lượng tôm thẻ 4
tháng đầu năm 2018 ở nước ta ước đạt 62,9 nghìn tấn. Riêng vùng Đồng bằng sông Cửu
Long sản lượng tôm thẻ ước đạt 51,5 nghìn tấn, tăng 28 % so với cùng kỳ năm 2017.
1.1.2 Phân loại
Nhóm gần bờ: Có số lượng loài đông nhất, tập trung ở độ sâu dưới 50m. Đặc biệt

quan trọng là các loài tôm có giá trị đều tập trung ở nhóm này, tiêu biểu có: Penaeus
monodon, P. merguiensis, P. indicus, P. semisulcatus, Metapenaeus ensis, M. affinis…
Nhóm phân bố rộng: Phân bố từ bờ đến độ sâu 200m, chúng phân bố làm hai nhóm
phụ, nhóm phụ một phân bố từ bờ đến độ sâu 100m, tiêu biểu có P. japonicus, P.
cananiculatus, Metapenaosis palmensis, M. barbuta…; Nhóm phụ thứ hai thích nghi
với độ sâu từ 50m – 200m, như các loài Solenocera Pestinata, S. melantho, S. koelbeli,
Parapenaeus fissures, Pa. sextaberculatus…
Nhóm biển sâu: Tồn tại ở độ sâu từ 140m đến 400m nước. Đại diện có các loài: P.
manginatus, Pa. australiensis, Metapenaeopsis provocatoria…
3


1.1.3 Đặc điểm hình thái
Như cấu tạo chung của tôm, tôm thẻ chân trắng được chia làm hai phần: Đầu ngực
(Cephalothorax) và phần bụng (Abdoment). Phần đầu ngực có 13 đốt được dính liền với
nhau, được bao bọc phía trên và 2 bên bởi giáp ngực (carapace), phía trước của giáp đầu
ngực kéo dài thành chủy đầu (Rostrum). Phía dưới chủy đầu là mắt kép có cuống.
Phần đầu ngực có 13 đôi phần phụ theo thứ tự từ trước ra sau là: 2 đôi râu (Anten),
1 đôi hàm trên, 2 đôi hàm dưới, 3 đôi chân hàm và 5 đôi chân bò (Pereiopod). Hai đôi
râu làm nhiệm vụ xúc giác, đôi râu thứ hai có một nhánh rất dài và mảnh. Ba đôi hàm
làm nhiệm vụ nghiền thức ăn. Ba đôi chân hàm góp phần giữ, đưa thức ăn vào miệng và
quạt nước, tạo dòng nước lưu chuyển qua mang. Năm đôi chân bò dùng để bám và bò
trên nền đáy. Ba đôi chân bò trước có đốt cuối biến thành kìm có tác dụng gắp thức ăn.
Ở gốc các chân hàm và chân bò có một phần biến đổi thành mang để hô hấp.
Phần bụng có 7 đốt được bao bọc bởi 7 tấm vỏ. Ở năm đốt đầy của phần bụng, mỗi
đốt mang một đôi phần phụ gọi là chân bơi (Pleopod) có tác dụng như mái chèo trong
khi tôm bơi. Đốt bụng 6 không có phần phụ. Đốt bụng 7 biến đổi thành một cấu trúc gọi
là Telson, hai bên Telson có đôi phần phụ gọi là chân đuôi (Uropod) có tác dụng như
những bánh lái, điều khiển hướng trong khi tôm bơi.
Cũng như các loài tôm cùng họ Penaeid, tôm thẻ chân trắng cái ký thác hoặc rải

trứng ra thay vì mang trứng tới khi trứng nở. Chủng tôm này có 2 răng cưa ở bụng và 89 răng cưa ở lưng. Tôm nhỏ lúc thay vỏ cần vài giờ để vỏ cứng nhưng khi tôm đã lớn
thì cần khoảng 1-2 ngày. Trong thiên nhiên, tôm trưởng thành giao hợp, sinh đẻ trong
những vùng biển có độ sâu 70 mét với nhiệt độ 26-28oC, độ mặn khá cao (35 phần ngàn).
Trứng nở ra ấu trùng và vẫn loanh quanh ở khu vực sâu này. Tới giai đoạn Potlarvae,
chúng bơi vào gần bờ và sinh sống ở đáy những vùng cửa sông cạn. Nơi đây điều kiện
môi trường rất khác biệt: Đồ ăn nhiều hơn, độ mặn thấp hơn, nhiệt độ cao hơn ... Sau
một vài tháng, tôm con trưởng thành, chúng bơi ngược ra biển và tiếp diễn cuộc sống
giao hợp, sinh sản làm chọn chu kỳ.

4


1.1.4 Điều kiện phát triển và phân bố ở Việt Nam
Giới hạn phát triển:
Nhiệt độ phát triển tốt từ: 25 ÷ 30oC
Độ mặn: 15 ÷ 450/00
Chất đáy: Cát pha bùn
Giới hạn sống:
Nhiệt độ tới hạn: 10 ÷ 45oC
Độ mặn: 2 ÷ 450/00
Ngưỡng chết của tôm : < 5oC hay biến đổi đột ngột ± 10oC, độ mặn dưới 20/00 hoặc
biến đổi đột ngột ± 150/00, nồng độ O2 < 2 mg/l.
Khu vực vịnh Bắc Bộ: Tôm tập trung ở các cửa sông lớn như sông Hồng, sông
Thái Bình, sông Mã,… Đối tượng chính là tôm Rảo, tôm Lớt (bạc). Tôm xuất hiện quanh
năm nhưng tập trung vào tháng 3 – 5 và tháng 7 – 10 hàng năm.
Khu vực Nghĩa Bình – Phú Yên, Khánh Hòa, đối tượng khai thác chủ yếu là tôm
Vỗ, tôm Bạc, tôm Rồng, tôm Hùm,… Mùa vụ vào tháng 5 – 9, cao điểm là vào tháng 6
– 7.
Khu vực Nam Hoàng Sa, chủ yếu là tôm Rồng.
Khu vực Côn Sơn có tôm Vỗ và các loại tôm nhỏ thuộc họ tôm Gai và họ

Pandalidae. Mùa vụ khai thác từ tháng 5 – 7 và tháng 11 – 1 năm sau.
Khu vực Tây Nam Bộ chủ yếu là tôm Vỗ, tôm Bạc, tôm Rảo,… Mùa vụ từ tháng
10 – 4 năm sau.
Khu vực Cù lao Thu, Bình Thuận, chủ yếu là tôm Vỗ, tôm Bạc, tôm Rảo, tôm
Hùm,… Mùa vụ chính là tháng 1 – 3 và mùa phụ từ tháng 5 – 9.
1.2 Tổng quan về kỹ thuật sấy
1.2.1 Khái niệm về sấy
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cung cấp cho vật liệu một năng
lượng dưới dạng nhiệt nhờ vào tác nhân sấy và thiết bị sấy. Nhiệt được cung cấp cho vật
liệu bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần số cao.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm hàm lượng nước trong vật liệu, tăng độ
bền từ đó làm tăng thời gian bảo quản, việc sấy khô giúp thuận tiện trong khâu vận
chuyển do giảm được khối lượng.
5


Trong quá trình sấy nước của nguyên liệu được vận chuyển từ thể lỏng sang thể
hơi nhờ vào sự chênh lệch của áp suất của hơi nước trên bề mặt với áp suất riêng phần
của hơi nước trong không khí ẩm. Sấy là một quá trình không ổn định, độ ẩm của nguyên
liệu thay đổi theo không gian và thời gian.
Quá trình sấy được khảo sát về hai mặt: Tĩnh lực học và động lực học.
Trong tĩnh lực học, sẽ xác định được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối
của vật liệu sấy và các tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất – năng
lượng, từ đó xác định được trạng thái vật liệu và sản phẩm, sự tiêu hao tác nhân sấy và
tiêu hao nhiệt lượng cần thiết.
Trong động lực học, sẽ khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu
với thời gian và các thông số của quá trình. Ví dụ như tính chất và cấu trúc của vật liệu,
kích thước vật liệu, và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy,… Từ đó xác
định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp.
1.2.2 Phân loại các phương pháp sấy

1.2.2.1 Sấy tự nhiên (phơi nắng)
Đây là phương pháp truyền thống sử dụng năng lượng mặt trời để tách ẩm ra khỏi
vật liệu sấy.
Ưu điểm: Không tốn kém về nhiên liệu, diệt trừ một số nấm mốc, côn trùng.
Nhược điểm: Không chủ động, phụ thuộc vào thời tiết. Tốn nhiều công lao động
và không cơ giới hóa được. Vật liệu sấy dễ bị nhiễm bẩn, bị ẩm khi gặp mưa.
1.2.2.2 Sấy nhân tạo
Sử dụng tác nhân sấy để thực hiện quá trình sấy, tác nhân sử dụng là không khí
ẩm, khói lò, hơi quá nhiệt,… Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau. Dựa vào
phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại sau:
a) Sấy đối lưu
Nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu
bằng cách truyền nhiệt đối lưu.
Sấy bằng đối lưu là phương pháp dùng không khí nóng hoặc hỗn hợp không khí
nóng với khói lò làm khô sản phẩm.

6


Không khí sau khi được đốt nóng, đưa vào buồng sấy, trao đổi nhiệt với vật liệu
sấy, vật liệu sấy được cung cấp một nhiệt lượng cần thiết và làm cho ẩm trong vật liệu
bốc hơi.
Ở trong nước, phương pháp sấy đối lưu đã được TS.Trần Đại Tiến, ThS.Lê Như
Chính [1], thí nghiệm thành công và đưa ra kết luận:” Thiết bị sấy đối lưu bằng bơm
nhiệt không những cải thiện được chất lượng sản phẩm thủy sản khô mà còn tiết kiệm
năng lượng cho quá trình sấy”.
b) Sấy bức xạ
Phương pháp sấy bức xạ nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy bằng cách cho quá trình
sấy thực hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào đó đến vật sấy. Nguồn nhiệt bức xạ thường
dùng là đèn hồng ngoại, gốm hồng ngoại, dây, tấm hoặc thanh điện trở, dùng nhiên liệu

lỏng hay khí. Sấy bức xạ có thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên hoặc trong buồng kín.
Ưu điểm:
Cường độ bay hơi ẩm lớn, có thể tới vài lần so với sấy đối lưu và tiếp xúc. Điều
này được giải thích là dòng nhiệt bức xạ trên một đơn vị diện tích lớn hơn đáng kể.
Thiết bị sấy gọn nhẹ, chiếm ít diện tích.
Thời gian sấy cho phép rút ngắn, do đó tăng năng suất, chất lượng sản phẩm cao,
giá thành sản phẩm cao.
Nhược điểm:
Sản phẩm sấy dễ bị nứt vỡ và cong vênh. Do vậy các vật liệu sấy như gỗ, men sứ
không thích hợp với kiểu sấy này.
Phương pháp sấy bức xạ không thích hợp với các vật liệu sấy có kích thước dày.
Vì vậy để khắc phục được hai nhược điểm trên thì điều kiện nguyên liệu sấy phải
mỏng, sự cách biệt nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình chiếu không lớn, có thể dùng
phương pháp sấy gián đoạn đối với những nguyên liệu có chiều dày lớn.
ThS. Lê Như Chính [2], đã trình bày kết quả nghiên cứu xác định chế độ sấy thích
hợp khi sấy tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp bơm nhiệt máy nén kết hợp bức xạ
hồng ngoại cho chất lượng sản phẩm tôm thẻ khô tốt nhất.
c) Sấy tiếp xúc
Phương pháp sấy tiếp xúc là phương pháp sấy mà quá trình gia nhiệt vật liệu sấy
được thực hiện trực tiếp giữa vật liệu sấy với bề mặt gia nhiệt. Quá trình truyền nhiệt từ
bề mặt gia nhiệt tới vật liệu sấy được thực hiện bằng cách dẫn nhiệt.
7


Sấy tiếp xúc được thực hiện khi đốt nóng sản phẩm bằng chất tải nhiệt qua thành
dẫn nhiệt. Không khí nóng hay khói lò, hơi nước đi qua phần dưới của buồng sấy, ngăn
cách phần trên bởi thanh đặc. Trên đó xếp vật liệu ẩm. Nhờ tiếp xúc với thành đã đốt
nóng mà sản phẩm nóng lên và được sấy khô.
d) Sấy bằng dòng điện cao tầng
Nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần trong

vật sấy làm vật sấy nóng lên. Vật sấy được đặt giữa hai bản tụ điện có điện áp tần số
cao. Dưới tác dụng của điện trường tần số cao vật được gia nhiệt và ẩm trong vật sẽ hóa
hơi và thoát ra ngoài.
Ưu điểm:
Sấy bằng điện trường có tần số cao có ưu điểm hơn các kiểu sấy khác là sự gia
nhiệt vật liệu được thực hiện nhờ trong toàn bộ thể tích vật nên nhiệt độ dễ đồng đều
hơn.
Gia nhiệt bằng điện trường có tần số cao vật sẽ có nhiệt độ cao hơn nên gradient
nhiệt độ và gradient độ ẩm cùng chiều nên thuận lợi cho quá trình sấy.
Dễ dàng điều chỉnh được nhiệt độ của vật liệu sấy, thích hợp với các loại vật liệu
dày.
Nhược điểm:
Tiêu hao năng lượng sấy lớn, chi phí đầu tư lớn.
Thiết bị phức tạp vì vậy việc vận hành bảo dưỡng đòi hỏi người có trình độ chuyên
môn.
e) Sấy thăng hoa
Phương pháp này được thực hiện bằng cách làm lạnh vật đồng thời hút chân không
để cho vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước. Ẩm thoát ra khỏi vật liệu sấy nhờ
quá trình thăng hoa.
Ưu điểm của phương pháp sấy chân không thăng hoa là thực hiện ở áp suất chân
không, có nhiệt độ thấp nên vật liệu sấy giữ được tính chất tươi sống của sản phẩm. Nếu
dùng để sấy thực phẩm sẽ giữ được chất lượng và hương vị của sản phẩm, không bị mất
các vitamin.
Tiêu hao năng lượng để bay hơi ẩm thấp.

8


Nhược điểm của sấy thăng hoa là giá thành thiết bị cao, vận hành rất phức tạp,
người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao, tiêu hao điện năng lớn.

1.2.3 Phân loại vật liệu ẩm và các trạng thái của nước trong vật liệu
1.2.3.1 Các 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 là một chất có cấu trúc mạng và khung không gian
từ chất rắn phân tán đều trong môi trường phân tán (là một chất khác).
Dựa theo tính chất lý học, người ta có thể chia vật ẩm ra thành ba loại:
Vật liệu keo: Đặc trưng 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 lại khá
nhiều, nhưng vẫn giữ được tính dẻo. Ví dụ: gelatin, các sản phẩm từ bột nhão, tinh bột,…
Vật liệu xốp mao dẫn: Nước hoặc ẩm ở dạng liên kết cơ học do áp lực mao quản
hay còn gọi là lực mao dẫn. Vật liệu này thường dò hầu như không có lại và dễ dàng
làm nhỏ (vỡ vụn) sau khi làm khô. Ví dụ: đường tinh thể, muối ăn,…
Vật liệu keo xốp mao dẫn: Bao gồm tính chất của hai nhóm trên. Về cấu trúc tinh
chất 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. Loại vật liệu này chiếm phần lớn các vật liệu sấy. Ví dụ: thủy sản,…
1.2.3.2 Các trạng thái của nước trong vật liệu
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 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 lỏng có thể bỏ qua. Do vậy trong kỹ thuật sấy thường
coi vật thể chỉ gồm phần rắn khô và chất lỏng.
Dựa vào bản chất của liên kết người ta xếp thành ba nhóm liên kết chính: Liên kết
hóa học, liên kết hóa lý và liên kết cơ lý.
Liên kết hóa học
Liên kết hóa học giữa ẩm và vật khô rất bền vững trong đó các phân tử nước đã trở
thành một bộ phận trong thành phần hóa học của phân tử vật ẩm.
9

Loại ẩm này gọi là ẩm liên kết chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hóa học hoặc
thường phải nung nóng đến nhiệt độ cao. Sau khi tách ẩm tính chất hóa lý của vật sấy
thay đổi. Ẩm này có thể tồn tại ở dạng liên kết phân tử như muối hydrat MgCl2.6H2O
hoặc ở dạng liên kết ion như Ca(OH)2.
Trong quá trình sấy (nhiệt độ 12 oC ÷ 150oC) không tách được ẩm liên kết hóa học.
Liên kết hóa lý
Liên kết này không đòi hỏi nghiêm ngặt về tỷ lệ thành phần liên kết. Có hai loại:
Liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu. Liên kết hấp phụ của nước có gắn liền với các
hiện tượng xảy ra trên bề mặt giới hạn của các pha (rắn hoặc lỏng). Các vật ẩm thường
là các vật keo, có cấu tạo hạt. Bán kính tương đương của hạt từ 10-9 ÷ 10-7 m. Do cấu
tạo hạt nên vật keo có bề mặt trong rất lớn, vì vậy nó có năng lượng bề mặt tự do không
đáng kể. Khi tiếp xúc với không khí ẩm hay trực tiếp với ẩm, ẩm sẽ xâm nhập vào các
bề mặt tự do này tạo thành liên kết hấp phụ giữa ẩm và bề mặt.
Liên kết thẩm thấu là sự 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 thì khi ta đặt vật thể vào trong nước thì nước sẽ thấm vào trong.
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 vật. Ví
dụ: nước ở trong các tế bào động vật, do vật đông đặc khi nó chứa sẵn nước. Để tách ẩm
trong trường hợp liên kết cấu trúc ta có thể làm ẩm bay hơi, nén ép vật hoặc phá vỡ cấu
trúc vật… Sau khi tách ẩm, vật bị biến đổi tính chất và thậm chí thay đổi trạng thái pha.
Liên kết mao dẫn: Nhiều vật ẩm có cấu tạo mao quản. Trong các vật thể này có vô
số các mao quản. Các vật thể này khi để trong nước, nước sẽ theo các mao quản xâm
nhập vào vật thể. Khi vật thể này để 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.

10


Liên kết dính ướt: Là liên kết do nước bám dính vào bề mặt vật. Ẩm liên kết dính
ướt dễ tách khỏi vật bằng phương pháp bay hơi đồng thời có thể tách ra bằng các phương
pháp cơ học như: lau, thấm, thổi, vắt.
1.2.4 Cơ chế thoát ẩm khỏi vật liệu trong quá trình sấy
Quá trình làm khô là một quá trình hết sức phức tạp. Nếu quá trình cung cấp nhiệt
ngừng lại thì quá trình làm khô sẽ dừng lại. Do đó khi làm khô vật liệu phải được cung
cấp một lượng nhiệt nhất định để nguyên liệu nhiệt độ cần thiết.
Nhiệt cung cấp cho vật liệu Q được đưa tới bằng ba phương thức: Bức xạ, truyền
dẫn và đối lưu.
Sự cân bằng nhiệt khi làm khô được biểu thị:
Q = q1 + q 2 + q 3

(1.1)

Trong đó:
Q: Nhiệt lượng cung cấp cho nguyên liệu.
q1: Nhiệt lượng làm cho các phân tử hơi và hơi nước tách ra trong nguyên liêu.
q2: Nhiệt lượng để cắt đứt các mối liên kết giữa nước và protit trong nguyên liệu.
q3: Nhiệt lượng dung làm khô các tổ chức tế bào.
Trong khi sấy khô còn phải tính đến nhiệt lượng làm nóng dụng cụ, thiết bị q4 và
nhiệt lượng tổn thất ra môi trường bên ngoài q5.
Trong quá trình làm khô, nước ở trong vật liệu chuyển dần ra ngoài và đi vào trong
không khí làm cho không khí xung quanh ẩm lên, nếu không khí ẩm đó đứng yên thì chỉ
đến một lúc nào đó quá trình làm khô sẽ dừng lại.
Quá trình chuyển ẩm trong vật liệu sấy bao gồm hai quá trình đó là quá trình

khuếch tán

ngoại và quá trình khuếch tán nội.

1.2.4.1 Khuếch tán ngoại
Trong quá trình làm khô sự chuyển động của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu
chuyển dần ra ngoài và đi vào trong không khí gọi là quá trình khuếch tán ngoại. Lượng
nước bay hơi do khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện: Áp suất hơi nước bão
hòa trên bề mặt nguyên liệu Pbh lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không
khí p, sự chênh lệch đó là:
∆P = Pbh − p

(1.2)

Lượng nước bay hơi tỉ lệ thuận với ∆P với bề mặt bay hơi F và thời gian làm khô
tức là:
11


dW = B(Pbh-p)F.dT

(1.3)

Trong đó:
W: Lượng nước bay hơi (kg)
F: Diện tích bay hơi (m2)
T: Thời gian bay hơi (h)
Pbh: Là áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu (mmHg)
p: Áp suất hơi nước riêng phần của hơi nước trong không khí (mmHg)
B: Hệ số bay hơi

Ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu sấy ra môi trường sấy xung quanh cần được đền
bù bằng cách chuyển ẩm từ bên trong vật liệu sấy ra đến bề mặt của nó.
1.2.4.2 Khuếch tán nội
Do sự chênh lệch độ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển động của hàm ẩm ở trong
nguyên liệu từ lớp này đến lớp khác để tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội.
Động lực của quá trình khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch độ ẩm giữa các lớp
trong và ngoài, nếu sự chênh lệch độ ẩm càng lớn, tức là gradient độ ẩm càng lớn thì tốc
độ khuếch tán nội càng nhanh. Được thực hiện nhờ lực khuếch tán, thẩm thấu, lực mao
quản,... Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng phương trình sau:
dW
dc
 K .F .
dT
dx

(1.4)

Trong đó:
W: Lượng nước khuếch tán ra (kg)
T: Thời gian khuếch tán (h)
dc
: Gradient độ ẩm
dx

K: Hệ số khuếch tán
F: Bề mặt khuếch tán (m2)
Ngoài ra quá trình khuếch tán nội còn diễn ra do sự chênh lệch nhiệt độ do sự
chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp bên trong và các lớp bề mặt. Qua nghiên cứu cho thấy
ẩm dịch chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Sự dịch chuyển của
nước do sự chênh lệch nhiệt độ gây nên gọi là: Sự truyền dẫn nhiệt ẩm phần. Vì vậy, tùy

thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng dịch chuyển dưới tác dụng của nồng
12


độ ẩm và dòng dịch chuyển dưới tác dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược
chiều với nhau. Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều với nhau sẽ làm thúc đẩy quá
trình thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy. Và ngược lại nếu hai dòng ẩm dịch chuyển ngược
chiều dễ kìm hãm sự thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy.
1.2.4.3 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại
Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có mối quan hệ mật thiết, tức là khuếch tán
ngoại có được tiến hành thì khuếch tán nội mới được tiếp tục và như thế độ ẩm của
nguyên liệu mới được giảm dần.
Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh, nhưng
điều đó thì ít có. Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn tốc độ bay
hơi trên bề mặt. Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ
bị gián đoạn.
Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn đầu lượng nước trong nguyên liệu nhiều, sự
chênh lệch về độ ẩm lớn, vì vậy khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại,
do đó tốc tương đối nhanh. Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước còn lại trong nguyên
liệu ít, tốc độ bay hơi mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nội lại chậm, vì vậy tốc độ
làm khô ở lớp ngoài nhanh sẽ tạo thành một màng cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá
trình khuếch tán nội. Do đó ảnh hưởng đến quá trình làm khô của nguyên liệu.
1.2.5 Các giai đoạn trong quá trình sấy

𝛕 (h)

Hình 1.1: Đường cong sấy

Hình 1.2: Đường cong tốc độ sấy

13


1.2.5.1 Giai đoạn làm nóng vật liệu (A-B)
Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng
cho tới khi đạt đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với nhiệt độ của không khí bao quanh
tiếp xúc với vật liệu sấy. Trong giai đoạn này toàn bộ vật liệu sấy được gia nhiệt. Ẩm
lỏng trong vật cứng cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt nhiệt độ sôi tương ứng với phân
áp suất hơi nước trong một trường không khí trong buồng sấy.
Quá trình tăng nhiệt độ diễn ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật.
Vùng trong vật đạt tới tư chậm hơn. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong
giai đoạn này là một đường cong, do năng lượng liên kết nước của nước liên kết cơ lý
nhỏ vì vậy đường cong tốc độ sấy và đường cong sấy là một đường cong lồi.
1.2.5.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc (B-C)
Là giai đoạn ẩm bay hơi ở nhiệt độ không đổi, do sự chênh lệch giữa nhiệt độ của
vật liệu sấy và nhiệt độ của môi trường không khí xung quanh không đổi nên tốc độ sấy
không đổi. Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền
ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi. Ẩm thoát ra trong giai đoạn này là ẩm liên kết cơ lý và
hóa lý. Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian
là tuyến tính. Từ đó đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn này là
một đường thẳng.
1.2.5.3 Giai đoạn sấy giảm tốc (C-D)
Ở giai đoạn cuối thì hàm lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu là
nước liên kết do đó năng lượng liên kết lớn. Vì vậy việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và
cần năng lượng lớn hơn nên đường cong tốc độ sấy và đường cong sấy thường có dạng
cong. Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm trong vật
liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy. Độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy phụ thuộc
vào độ ẩm của môi trường không khí xung quanh.

14

1.2.6 Biến đổi của tôm trong quá trình sấy
1.2.6.1 Các biến đổi về trạng thái
Về khối lượng: Do lượng nước mất đi trong quá trình sấy, làm cho khối lượng tôm
giảm xuống. Sự giảm khối lượng của sản phẩm đáng ra đúng bằng khối lượng của hàm
lượng nước mất đi, nhưng thực tế lại nhỏ hơn. Nguyên nhân là do quá trình làm khô sản
phẩm bị oxy hóa làm cho khối lượng tăng lên chút ít.
Về thể tích: Do nước mất đi trong quá trình làm khô, nên thể tích của nguyên liệu
co rút lại, mức độ co rút phụ thuộc vào phương pháp làm khô. Đúng ra thể tích của
nguyên liệu giảm đi bằng đúng thể tích của nước mất đi nhưng thực tế cũng nhỏ hơn.
Nguyên nhân là tổ chức kết cấu của thịt tôm ở thể keo xốp cho nên khi mất nước đi, các
khoảng trống của mô cơ vẫn tồn tại hoặc chỉ co rút phần nào nên thể tích co rút nhỏ hơn
thể tích nước mất đi.
Sự biến đổi về màu sắc và mùi vị: Trong quá trình làm khô, màu sắc và mùi vị của
sản phẩm cũng biến đổi. Nguyên nhân là do nguyên liệu bị mất nước, thể tích co rút,
hoặc bị oxy hóa, các sắc tố bị khử, điều đó là do quá trình phát triển của vi sinh vật gây
nên và nguyên nhân nữa là do nước mất đi làm cho nồng độ các thành phần trong thịt
tôm tăng lên, sản phẩm sẽ có màu đậm hơn và có mùi vị cháy khét. Phương pháp làm
khô càng thô sơ thì màu sắc, mùi vị của sản phẩm bị biến đổi càng nhiều.
Sự biến đổi về kết cấu tổ chức của nguyên liệu: Trong quá trình làm khô, do mất
nước nên tổ chức của nguyên liệu co rút lại chặt chẽ hơn, sự biến đổi đó khác nhau theo
phương pháp làm khô. Quá trình làm khô càng nhanh, tổ chức cơ thịt của nguyên liệu
càng ít co rút, tổ chức cơ thịt của sản phẩm sau khi sấy xốp, mức độ hút nước tốt và phục
hồi lại gần giống với trạng thái ban đầu.
1.2.6.2 Sự biến đổi hóa học
Trong quá trình sấy khô, do men và vi sinh vật hoạt động phân hủy một số chất
ngấm ra làm cho hàm lượng của chúng giảm xuống. Đối với các sản phẩm khô mặn
hoặc khô chín, vì khi qua khâu luộc cũng làm tổn thất nhiều chất ngấm ra. Trong quá
trình làm khô, lượng acid amin tự do cũng giảm bớt. Quá trình làm khô càng dài, sự tổn

thất của chất ngấm ra càng nhiều và các phản ứng hóa học như phản ứng thủy phân, oxy
hóa… Có điều kiện xảy ra làm cho mùi vị, màu sắc của sản phẩm cũng giảm theo. Vì

15